一种风力发电装置1的风车3，藉由偏置装置34、砝码组件35及连接机构37，使叶片的角度θ经过3阶段的变化，在第一阶段，为了在受到微风时轻易旋转，使叶片30的角度θ与风平行，在第二阶段，为了在风速增加时容易产生高速旋转，使叶片30的角度θ与风垂直，在第三阶段，为了防止在受到强风时过度旋转，将叶片30从与风垂直的状态推回与风平行的状态。藉此，可在不需要电子控制的情况下，根据风速自动地控制旋转速度，并且，藉由该自动的旋转速度控制，可以低成本提供一种启动性优良且可抑制过度旋转的风力发电装置的风车及包括该风车的风力发电装置。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术是关于一种风力发电装置的风车及具备该风车的风力发电装置。
技术介绍
近年来，为了保护地球环境，在使用可再生能源的发电方法中，不排出二氧化碳等温室效应气体的风力发电受到相当的瞩目(例子请参照专利文献I等)。先前技术文献专利文献专利文献I :特开2004-239113号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题然而，在风力发电的过程中，风速增加时所产生的过度旋转有可能导致风车的故障或破坏，所以，需要抑制此种情况的方法。例如，使用煞车等来减速的技术等已经存在。不过，在此种情况下，不仅煞车机构，也需要控制煞车机构的控制装置，在成本面留下了课题。又，由于也需要采用停电时应包括的构造，所以无法避免更进一步的高成本化。另一方面，在与达到过度旋转的情况相反的情况下，风车开始旋转时也有课题。在风车的旋转停止或近乎停止的状态下，用来使风车旋转的必要力矩较大，所以，近年来，该启动性的改善也受到要求。例如，将开始旋转时的齿轮设定为低速齿轮，随着转速增加，切换至高速齿轮，虽然藉由此种控制来改善比较容易，但与抑制过度旋转的情况相同，齿轮机构及其控制装置也进一步需要停电时应具备的构造，所以，在成本面留下了课题。本专利技术的课题可在不需要电子控制的情况下，根据风速自动地控制旋转速度的同时，并且，藉由该自动的旋转速度控制，可以提供低成本的一种启动性优良且可抑制过度旋转的风力发电装置的风车及具备该风车的风力发电装置。用以解决课题的方法与专利技术效果为了解决课题，本专利技术的风力发电装置的风车是承受风力朝向一定旋转方向在既定的旋转轴周围旋转的风力发电装置的风车，其特征在于包括螺旋桨，为了承受旋转轴的旋转轴线方向的风力以产生旋转动作而在该旋转轴周围设置2个以上，并相对于该旋转轴沿着径向向外延伸；螺旋桨固定部，为了在承受风力时使该受风面的宽度方向与风平行，以承受推压力的型态以及该受风面的宽度方向与旋转轴的旋转轴线方向所形成的夹角可变的型态，将螺旋桨固定于旋转轴上 '及螺旋桨角度调整机构，包括偏置装置，其在风力低于既定的微风水平时，能将承受该风力的螺旋桨偏置保持于宽度方向最能与风平行的既定的初始旋转用角度位置，又包括砝码组件，其在风力超过微风水平时，克服将离心力加于螺旋桨的该风力所产生的推压力与偏置装置的偏置力，藉此，使自身变位至外部，并以螺旋桨可变成与风垂直的型态通过连接机构连结至螺旋桨，当风力达到既定的强风水准时，使螺旋桨到达宽度方向最能与垂直的既定高速旋转用角度位置，并且，当风力进一步超过该强风水准时，该强风所产生的推压力与偏置装置的偏置力克服离心力，将砝码组件推回内部，藉此，使螺旋桨以宽度方向与风平行的型态回归到原位。此外，在本专利技术中，所谓螺旋桨的受风面的宽度方向与风平行，是指位于螺旋桨的受风面的宽度方向与受风方向(即，旋转轴的轴线方向)的夹角较小的那一侧，所谓螺旋桨的受风面的宽度方向与风垂直，是指位于螺旋桨的受风面的宽度方向与受风方向垂直的那一面(即，与旋转轴的轴线方向垂直的面)的夹角较小的那一侧。根据上述本专利技术的构造，螺旋桨的受风面的宽度方向与旋转轴的旋转轴方向的夹角的角度变化，可在不使用马达等电动机的动力的情况下，根据螺旋桨的旋转速度能自动控制，所以，也可在停电之类的状况下继续安全地发电。又，根据上述本专利技术的构造，并非在风车的旋转速度增加的情况下，通过煞车的作用来防止过度旋转的简单的自主控制，而是根据风力来得到最佳旋转状态。即，有3个阶段存在，其中，当风力为微风水平时，为了使风车容易旋转，使螺旋桨的受风面的宽度方向与 风平行，变成高力矩的低速旋转状态，在本专利技术中称为第一阶段(低速齿轮阶段)，然后，当风力增加，砝码组件藉由离心力变位至外部，通过连接组件与偏置装置的偏置力反向，螺旋桨的受风面的宽度方向与风垂直，变成低力矩的高速旋转状态，在本专利技术中称为第二阶段(高速齿轮阶段)，再者，当风力增加，各螺旋桨所承受的风压克服了砝码组件的离心力，该风力对砝码组件产生某种程度的推压力，藉此，使螺旋桨的受风面的宽度方向恢复成与风平行，在本专利技术中称为第三阶段。藉此，在产生微风的第一阶段，加速旋转性能高，再者，在从微风转为强风的第二阶段，变成更容易旋转的状态、可增加更大旋转速度的状态，再者，在超过既定的强风水平的第三阶段，可根据风量来抑制螺旋桨的过度旋转。此外，第三阶段为平衡两种作用力的状态，这两种作用力分别为由作用于砝码组件上的离心力使螺旋桨的受风面的宽度方向与风垂直的力以及藉由风力使螺旋桨的受风面的宽度方向与风平行的力，藉由该平衡，可自动决定螺旋桨的受风面的宽度方向与旋转轴的旋转轴线方向所夹的角度。上述本专利技术的螺旋桨固定部为转轴组件，具有朝向螺旋桨的延伸方向延伸的旋转支轴与2个在该旋转支轴轴线周围形成可变的夹角的固定板部，其中一固定板部固定于螺旋桨，另一固定板部能够与旋转轴侧一体旋转的方式得到固定。在此情况下，旋转支轴可为了使螺旋桨以宽度方向上的第一侧的端部侧为中心并使另一方的第二侧的端部侧旋转，设置于第一侧的端部侧。在本专利技术中，为了使螺旋桨的宽度方向变更为与风平行或与风垂直而考虑进去的作用力包含了螺旋桨的受风面所承受的风力。若旋转支轴不偏设于螺旋桨的宽度方向上的其中一端部，在旋转支轴上无法抵销其中一端部侧所受到的风力和另一端部侧所受到的风力，所以，会产生很多白费动作，但通过于设置于端侧部，可消除这种无用的动作。上述本专利技术中的砝码组件可连接结合至螺旋桨的宽度方向上的外周侧的端部侧。藉此，砝码组件使得螺旋桨固定部容易移动。上述本专利技术中的砝码组件分别设置于复数个螺旋桨，每一个能够与旋转轴一体旋转的方式设置，另一方面，为了使这些砝码组件随着朝向内外的变位而相对于旋转轴而滑动，通过连接机构连结至共通的连结组件，藉此，各螺旋桨的角度根据随着这些砝码组件的朝向内外的移动而滑动的连结组件的旋转轴上的位置，以彼此同步且同角度的型态产生变化。根据此构造，所有螺旋桨中的受风面的宽度方向与旋转轴的旋转轴线方向所夹的角度为根据环状连结组件的滑动变位方向及滑动变位量来决定的构造，所以，复数个螺旋桨可使旋转容易取得平衡。上述本专利技术中的各螺旋桨固定部通过能够与旋转轴一体旋转的方式固定的共通固定组件固定于旋转轴，偏置装置以在固定组件与连结组件之间沿着旋转轴方向产生偏置力的方式来设置。藉此，当构造为偏置装置赋予各个螺旋桨偏置力的构造时，赋予各个螺旋桨偏置力有可能导致偏移，但各个螺旋桨固定于共通的固定组件上，若在该固定组件上设置偏置装置，可对各个螺旋桨赋予共通的偏置力，所以，可统一各个螺旋桨的上述角度。上述本专利技术中的螺旋桨角度调整机构在风力低于微风水平时，为了使宽度方向与风平行，藉由偏置装置偏置承受该风力的螺旋桨，并且，使随着包含螺旋桨的该螺旋桨的角度变化连动而产生动作的可动构造体衔接上衔接组件，以停止该动作，藉此，将位置保持在 初始旋转用角度位置，另一方面，在风力进一步超过强风水准时，位置可回归到可动构造体衔接至衔接组件的初始旋转用角度位置。根据此构造，藉由衔接组件使与风平行的螺旋桨之旋转限度位置物理性地得到固定，所以，不会担心初始旋转用角度位置会被挪移。又，在此情况下，若衔接组件及可动构造体的衔接面中至少一个上设置有弹性组件，可吸收衔接时的冲击，延长风车的寿命。在上述本专利技术中本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.10.14 JP 2010-2317931.一种风力发电装置的风车，承受风力朝向一定旋转方向在既定的旋转轴周围旋转， 其特征在于包括 螺旋桨，为了承受上述旋转轴的旋转轴线方向的风力以产生旋转动作而在该旋转轴周围设置2个以上，并相对于该旋转轴沿着径向向外延伸； 螺旋桨固定部，为了在承受上述风力时使该受风面的宽度方向与风平行，以承受推压力的型态以及该受风面的宽度方向与上述旋转轴的旋转轴线方向所形成的夹角可变的型态，将上述螺旋桨固定于上述旋转轴上 '及螺旋桨角度调整机构，包括偏置装置，其在上述风力低于既定的微风水平时，能将承受该风力的上述螺旋桨偏置保持于上述宽度方向最能与风平行的既定的初始旋转用角度位置，又包括砝码组件，其在上述风力超过上述微风水平时，克服将离心力加于上述螺旋桨的该风力所产生的上述推压力与上述偏置装置的偏置力，藉此，使自身变位至外部，并以上述螺旋桨可变成与风垂直的型态通过连接机构连结至上述螺旋桨，当上述风力达到既定的强风水准时，使上述螺旋桨到达上述宽度方向最能与风垂直的既定高速旋转用角度位置，并且，当上述风力进一步超过该强风水准时，该强风所产生的上述推压力与上述偏置装置的偏置力克服上述离心力，将上述砝码组件推回内部，藉此，使上述螺旋桨以上述宽度方向与风平行的型态回归到原位。2.根据权利要求I所述的风力发电装置的风车，其特征在于， 其中，上述螺旋桨固定部为转轴组件，具有朝向上述螺旋桨的延伸方向延伸的旋转支轴与2个在该旋转支轴的轴线周围形成可变的夹角的固定板部，其中一固定板部固定于上述螺旋桨，另一固定板部能够与上述旋转轴侧一体旋转的方式得到固定，上述旋转支轴为了使上述螺旋桨以上述宽度方向上的第一侧的端部侧为中心并使另一方的第二侧的端部侧旋转，设置于上述第一侧的端部侧。3.根据权利要求2所述的风力发电装置的风车，其特征在于， 其中，上述砝码组件连接结合于上述螺旋桨的上述宽度方向上的外周侧的端部侧。4.根据权利要求I至3中的任意一个所述的风力发电装置的风车，其特征在于， 其中，上述砝码组件分别设置于复数个上述螺旋桨，每一个能够与上述旋转轴一体旋转的方式设置，另一方面，为了使这些砝码组件随着朝向内外的变位而相对于上述旋转轴而滑动，通过上述连接机构连结至共通的连结组件，藉此，各上述螺旋桨的上述角度根据随着这些砝码组件的朝向内外的移动而滑动的上述连结组件的上述旋转轴上的位置，以彼此同步且同角度的型态产生变化。5.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：野元一喜，野元一臣，屋宜学，
申请(专利权)人：株式会社碧鲁门鹿儿岛，
类型：发明
国别省市：
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