(57)【要約】【課題】カバー内部にナセルとの空気の流通を効率的に行えるような気流を形成し、カバー内部の冷却を効率的に行える風力発電装置を提供する。【解決手段】風車翼６が取り付けられているロータヘッド４と、ロータヘッド４を覆うカバー５と、ロータヘッド４に連結されている発電設備７が収納設置されているナセル３と、が備えられ、カバー５の内部とナセル３の内部との間で空気を流通させている風力発電装置１であって、カバー５の内部に、気流を形成する気流形成装置２０が備えられている。【選択図】図３
2010159663.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
風車翼が取り付けられているロータヘッドと、
該ロータヘッドを覆うカバーと、
該ロータヘッドに連結されている発電設備が収納設置されているナセルと、が備えられ、前記カバーの内部と前記ナセルの内部との間で空気を流通させている風力発電装置であって、
前記カバーの内部に、気流を形成する気流形成装置が備えられていることを特徴とする風力発電装置。
【請求項２】
前記気流形成装置は、下側から上側に向けて前記気流を形成することを特徴とする請求項１に記載された風力発電装置。
【請求項３】
前記気流形成装置は、送風方向に空気流を形成する送風部材を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載された風力発電装置。
【請求項４】
前記送風部材は、前記カバーの内部に前記送風方向が前記ロータヘッドの軸線に交差するように固定して取り付けられるとともに前記送風方向に沿った両側のいずれかに選択的に空気流を形成するように構成されていることを特徴とする請求項３に記載された風力発電装置。
【請求項５】
前記送風部材は、前記送風方向が前記ロータヘッドの軸線に交差するように配置されるとともに前記送風方向に略直交する回転軸線回りに回転可能に前記カバーの内部に取り付けられていることを特徴とする請求項３に記載された風力発電装置。
【請求項６】
前記気流形成装置は、筒状をし、その長手方向が前記ロータヘッドの軸線と交差するように前記カバーの内部に固定して取り付けられた固定ダクトと、
該固定ダクトの長手方向における中間位置に該長手方向の一方向きに空気流を形成するように固定して取り付けられた送風部材と、
前記固定ダクトにおける前記空気流の下流側端部に、前記固定ダクトの延長部を形成するように揺動可能に取り付けられた第１の可動ダクトと、を備え、
該第１の可動ダクトは、前記カバーおよび前記ロータヘッドの回動に伴う前記固定ダクトの位置移動に対応して揺動し、前記空気流の吹出方向を前記略一定の方向の下流側に向けることを特徴とする請求項３に記載された風力発電装置。
【請求項７】
前記第１の可動ダクトは、その揺動中心を挟んで前記空気流の吹出口の反対側に第１の錘が取り付けられていることを特徴とする請求項６に記載された風力発電装置。
【請求項８】
前記気流形成装置は、前記固定ダクトにおける前記空気流の上流側端部に、前記固定ダクトの延長部を形成するように揺動可能に取り付けられた第２の可動ダクトを備え、
該第２の可動ダクトは、前記カバーおよび前記ロータヘッドの回動に伴う前記固定ダクトの位置移動に対応して揺動し、前記空気流の吸込方向を前記略一定の方向の上流側に向けることを特徴とする請求項６または請求項７に記載された風力発電装置。
【請求項９】
前記第２の可動ダクトは、前記空気流の吸込口側に第２の錘が取り付けられていることを特徴とする請求項８に記載された風力発電装置。
【請求項１０】
前記気流形成装置は、前記カバーの側面にそれを貫通するように設けられた少なくとも１個の貫通孔部と、
該貫通孔部を開閉する開閉部材と、を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された風力発電装置。
【請求項１１】
前記開閉部材は、両面が閉鎖面および開放面を構成する板材であり、厚さ方向の中心位置よりも前記開放面側の位置で前記カバーに回転可能に支持されている蓋部と、前記開放面に取り付けられた第３の錘と、を備え、前記閉鎖面が前記貫通孔部に対向するとそれを閉鎖することを特徴とする請求項１０に記載された風力発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自然エネルギーの風を回転力に変換する風車を用いて発電を行う風力発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自然エネルギーである風力を利用して発電を行う風力発電装置が知られている。この種の風力発電装置は、支柱上に設置されたナセルに、風車翼を取り付けたロータヘッドと、このロータヘッドと一体に回転するよう連結された主軸と、風車翼に風力を受けて回転する主軸を連結した増速機と、増速機の軸出力によって駆動される発電機とを設けたものである。ロータヘッドはカバーで覆われて、雨水等から保護されている。
このように構成された風力発電装置においては、風力を回転力に変換する風車翼を備えたロータヘッドおよび主軸が回転して軸出力を発生し、主軸に連結された増速機を介して回転数を増速した軸出力が発電機に伝達される。このため、風力を回転力に変換して得られる軸出力を発電機の駆動源とし、発電機の動力として風力を利用した発電を行うことができる。
【０００３】
ナセルの内部には、たとえば増速機や発電機等のように、運転時に発熱する部品が収納設置されている。このため、たとえば空気吸気口および空気排気口を形成し、風車により運転されるファンによりナセル内部を換気して温度上昇を防止する冷却構造等種々の冷却構造が採用されている。
また、ロータヘッド内には、たとえば風速の変動に応じて風車翼の翼ピッチを迅速かつ精密に変化させるピッチ制御装置等が収納設置されている。
ピッチ制御装置は、たとえば、電動機により駆動される油圧ポンプ等の駆動機器類やピッチ制御を行うコントロールパネル等の制御機器類により構成されており、発熱を伴う機器である。これらの信頼性を確保するためには、冷却を考慮する必要がある。
【０００４】
従来、ナセルの内部とカバーの内部との間で空気を自然に対流させるようにしてカバー内の空間を冷却するようにしている。
また、たとえば、特許文献１に示されるように、ロータヘッド内に設置される発熱する電気部品を囲む被いに多数のピンを植設した放熱板を取り付け、この放熱板にハブの回転に伴い回転するファンによって空気流を与えて冷却するものも提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７２３５８９５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、風力発電装置は、近年の大出力化に対応して風車翼も大型化する傾向にある。このため、ロータヘッド内に設置される機器類の出力を増すことが必要になるので、出力の増大に伴って機器類の発熱量も増加することとなる。
このような発熱量の増加は、ロータヘッドの内部温度を上昇させることになるので、設置環境の温度管理を必要とする電気・電子部品よりなる制御機器類にとって厳しい状況となる。
カバー内部の前方は密閉空間とされているので、その内部で空気を流通させることが難しい。
このため、従来のナセルの内部とカバーの内部との間を連通させて空気を自然に流通させるようにしたものではロータヘッド内の発熱で温度上昇した空気のほとんどがそのまま滞留した状態となるので、十分な冷却を行えない。
また、特許文献１に示される方法でも、放熱板によって放熱された熱量がロータヘッドの内部に滞留することになるので、それが蓄積されることによって放熱効率が劣化し、十分な冷却が行われなくなる。
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑み、カバー内部にナセルとの空気の流通を効率的に行えるような気流を形成し、カバー内部の冷却を効率的に行える風力発電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
すなわち、本発明は、風車翼が取り付けられているロータヘッドと、該ロータヘッドを覆うカバーと、該ロータヘッドに連結されている発電設備が収納設置されているナセルと、が備えられ、前記カバーの内部と前記ナセルの内部との間で空気を流通させている風力発電装置であって、前記カバーの内部に気流を形成する気流形成装置が備えられていることを特徴とするものである。
【０００９】
風力発電装置では、カバーおよびロータヘッドは、ロータヘッドに固定された主軸がナセルに回動自在に支持されている。運転中、風車翼が風力を受けると、風車翼にロータヘッドを回転軸線回りに回転させる力が発生し、ロータヘッドが主軸回りに回転駆動される。この回転駆動力が増速機によって回転数を増加させられて発電機に伝達され、発電機が駆動されることによって発電が行われる。
このとき、一定の姿勢を保つナセルに対してカバーおよびロータヘッドは回転しているので、ナセルとカバーおよびロータヘッドとの相対位置関係は常時変化している。
本発明では、カバーの内部とナセルの内部との間で空気を流通させている。これは、ナセルからカバーに向けて比較的温度の低い空気が流入（流入部）し、カバーからナセルに向けて暖められた空気が排出（排出部）されることとなる。これにより、カバーの内部が冷却される。この流入部および排出部は、ナセルから見て最適な位置が存在する。
【００１０】
本発明によれば、カバーの内部に、気流を形成する気流形成装置が備えられているので、気流形成装置が形成する気流によってカバーの内部における空気の流通が良好に行われる。これにより、カバー内部の冷却を効率的に行うことができる。
また、気流形成装置が形成する気流はナセルに対して略一定の方向に流れるように形成されるので、気流の上流側を流入部に、下流側を排出部に対応させることによって、ロータヘッドとナセルとの間に形成されている空気の循環を滑らかに行うことができる。
これにより、カバー内部の冷却を一層効率的に行うことができる。
このように、カバー内の冷却を効率的に、かつ、確実に行えるので、制御機器類を正常に作動させて発電を継続させることができる。風力発電装置の大型化に伴って、ロータヘッド内部の冷却による温度管理を行い、風力発電装置の信頼性や耐久性を向上させることができる。
【００１１】
上記発明では、前記気流形成装置は、下側から上側に向けて前記気流を形成することが好ましい。
【００１２】
空気等の気体は、温度が上昇すると膨張するので、一定体積あたりの重量が小さくなる、すなわち、浮力が大きくなる。
本発明では、気流形成装置は、下側から上側に向けて気流を形成するので、カバー内の機器等を冷却して暖められた温度が高い空気は上方に誘導されることになる。このように、より浮力の大きな空気を上側に向けて押し上げるので、空気の流通を効率的に行うことができる。
この場合、ナセルからカバーに向けて比較的温度の低い空気が流入する流入部は下側に設けられ、カバーからナセルに向けて暖められた空気が排出される排出部は上側に設けられるのが好適である。
【００１３】
上記発明では、前記気流形成装置は、送風方向に空気流を形成する送風部材を備えていいてもよい。
この場合、前記送風部材は、前記カバーの内部に前記送風方向が前記ロータヘッドの軸線に交差するように固定して取り付けられるとともに前記送風方向に沿った両側のいずれかに選択的に空気流を形成するように構成されていてもよい。
【００１４】
このように、送風部材は、カバーの内部に送風方向がロータヘッドの軸線に交差するように固定して取り付けられているので、送風部材は、カバーおよびロータヘッドの回転に伴い一体的にロータヘッドの軸線回りに回転する。送風方向の一方側にのみ空気流を形成すると、空気流の方向が３６０度に亘り変動することになる。
本発明では、送風部材は、送風方向に沿った両側のいずれかに選択的に空気流を形成するように構成されているので、送風部材が、たとえば、ロータヘッドの軸線を挟んで対向する位置、言い換えると、回転位相が１８０度隔たった位置に位置するときの送風方向を相互に異なるせることができる。このようにすると、この両位置における空気流の方向は一致することになるので、回転方向の所定の位置で送風方向の送出方向を逆転させることによって、たとえば、空気流の方向が１８０度以内に抑制することができる。また、この逆転位置の前後において送風部材による送風を停止させれば、空気流の方向をより狭い角度範囲に限定することができる。
【００１５】
したがって、送風部材は、ナセルに対して略一定の方向に気流を形成することができる。しかも、送風部材は固定して取り付けられるので、特別な可動機構を設ける必要がないため、構造を簡素化でき、安価に製造できる。
なお、送風方向がロータヘッドの軸線に交差する角度は、直角に近いほど望ましい。これは送風部材がある位置で送風した方向と、それが１８０度回転した位置で反対方向に送風したときの方向とが一致するからである。
また、回転の変動による影響が少なくなるので、送風部材はロータヘッドの軸線に近接するように配置するのが望ましい。
【００１６】
また、前記送風部材は、前記送風方向が前記ロータヘッドの軸線に交差するように配置されるとともに前記送風方向に略直交する回転軸線回りに回転可能に前記カバーの内部に取り付けられていてもよい。
【００１７】
このように、送風部材は送風方向が前記ロータヘッドの軸線に交差するように配置されているので、送風部材は、カバーおよびロータヘッドの回転に伴い一体的にロータヘッドの軸線回りに回転する。固定した状態では、送風部材の送風方向は３６０度に亘り変化する。
本発明では、送風方向に略直交する回転軸線回りに回転可能にカバーの内部に取り付けられているので、回転軸線回りに回転させると、送風方向を変化させることができる。たとえば、送風部材がロータヘッドの軸線回りに回転した角度と、送風部材が回転軸線回りに回転する角度を略一致させると、送風部材が形成する空気流の方向はこの角度によらず略一定となる。したがって、送風部材は、ナセルに対して略一定の方向に気流を形成することができる。
【００１８】
送風部材を回転させる手段として、たとえば、送風部材に、回転軸線から見て空気流を形成する方向と反対側位置に錘を取り付けることが考えられる。このようにすると、送風部材がロータヘッドの軸線回りに回転すると、送風部材は錘が常に下方位置になるように回転軸線回りに回転するので、送風部材が形成する空気流は常に上方へ向かうようにすることができる。錘をつけるだけで確実に空気流の方向を一定にできるので、構造が容易で安価に製造することができる。
なお、送風方向がロータヘッドの軸線に交差する角度は、直角に近いほど望ましい。これは送風部材がある位置で送風した方向と、それが１８０度回転した位置で送風したときの方向とが一致するからである。
また、回転の変動による影響が少なくなるので、送風部材はロータヘッドの軸線に近接するように配置するのが望ましい。
【００１９】
上記発明では、前記気流形成装置は、筒状をし、その長手方向が前記ロータヘッドの軸線と交差するように前記カバーの内部に固定して取り付けられた固定ダクトと、該固定ダクトの長手方向における中間位置に該長手方向の一方向きに空気流を形成するように固定して取り付けられた送風部材と、前記固定ダクトにおける前記空気流の下流側端部に、前記固定ダクトの延長部を形成するように揺動可能に取り付けられた第１の可動ダクトと、を備え、該第１の可動ダクトは、前記カバーおよび前記ロータヘッドの回動に伴う前記固定ダクトの位置移動に対応して揺動し、前記空気流の吹出方向を前記略一定の方向の下流側に向けることとしてもよい。
【００２０】
本発明によれば、送風部材が形成する空気流は、固定ダクトに沿って流れ、第１の可動ダクトを通って吹出される。
固定ダクトはカバーの内部に固定して取り付けられているので、固定ダクトは、カバーおよびロータヘッドの回転に伴い一体的にロータヘッドの軸線回りに回転する。これにより、固定ダクトを流れる空気流の方向は３６０度に亘り変化する。
このとき、第１の可動ダクトは、カバーおよびロータヘッドの回動に伴う固定ダクトの位置移動に対応して揺動し、空気流の吹出方向を略一定の方向の下流側に向けるようにされているので、ナセルに対して略一定の方向に気流を形成することができる。
【００２１】
上記発明では、前記第１の可動ダクトは、その揺動中心を挟んで前記空気流の吹出口の反対側に第１の錘が取り付けられていてもよい。
【００２２】
このようにすると、固定ダクトがロータヘッドの軸線回りに回転すると、第１の可動ダクトは第１の錘が常に下方位置になるように揺動するので、空気流の吹出口は常に上方へ向かうようにすることができる。
【００２３】
上記発明では、前記気流形成装置は、前記固定ダクトにおける前記空気流の上流側端部に、前記固定ダクトの延長部を形成するように揺動可能に取り付けられた第２の可動ダクトを備え、該第２の可動ダクトは、前記カバーおよび前記ロータヘッドの回動に伴う前記固定ダクトの位置移動に対応して揺動し、前記空気流の吸込方向を前記略一定の方向の上流側に向けることとしてもよい。
【００２４】
本発明によれば、第２の可動ダクトは、カバーおよびロータヘッドの回動に伴う固定ダクトの位置移動に対応して揺動し、空気流の吸込方向を略一定の方向の上流側に向けるようにされているので、ナセルに対して略一定の方向の上流側から空気を吸込むことができる。上記第１の可動ダクトとあいまって確実にナセルに対して略一定の方向に気流を形成することができる。
【００２５】
上記本発明では、前記第２の可動ダクトは、前記空気流の吸込口側に第２の錘が取り付けられていてもよい。
【００２６】
このようにすると、固定ダクトがロータヘッドの軸線回りに回転すると、第２の可動ダクトは第２の錘が常に下方位置になるように揺動するので、空気流の吸込口は常に下方へ向かうようにすることができる。
【００２７】
上記発明では、前記気流形成装置は、前記カバーの側面にそれを貫通するように設けられた少なくとも１個の貫通孔部と、該貫通孔部を開閉する開閉部材と、を備えていてもよい。
【００２８】
風力発電装置では、風車翼は常に風上に向くようにされているので、カバーも風上を向いている。貫通孔部が開放されている場合、風がそれを通ってカバーの内部に流入する。貫通孔部が閉鎖されている場合、風がそれを通ってカバーの内部に流入することはない。
貫通孔部はカバーの側面に設けられているので、カバーがロータヘッドの軸線回りに回転すると、円周を描くように位置が移動する。
開閉部材によって、円周の所定範囲で貫通孔部を開放し、その他のところで閉鎖するようにされると、風は円周の所定範囲の部分で貫通孔部を通ってカバーの内部に流入し、他方側に向けた気流を形成することができる。すなわち、したがって、気流形成装置は、ナセルに対して略一定の方向に気流を形成することができる。
なお、貫通孔部を開放する位置は、雨水等の浸入が比較的少ない、および気流の方向が良好であることからカバーの下部に位置する範囲とすることが望ましい。
また、貫通孔部は周方向に複数設けてもよい。このようにすると、気流が比較的連続するように形成することができる。
【００２９】
前記開閉部材は、両面が閉鎖面および開放面を構成する板材であり、厚さ方向の中心位置よりも前記開放面側の位置で前記カバーに回転可能に支持されている蓋部と、前記開放面に取り付けられた第３の錘と、を備え、前記閉鎖面が前記貫通孔部に対向するとそれを閉鎖することとしてもよい。
【００３０】
このようにすると、蓋部は第３の錘が常に下方位置になるように回動する。貫通孔部、すなわち、開閉部材がカバーの下部に位置していると、第３の錘が下方に位置するので、閉鎖面は上方、すなわち、カバーの内部側に位置し、開放面が貫通孔部に対向する。この状態でカバーがロータヘッドの軸線回りに回転し水平位置を越えると、開放面が閉鎖面より上側に、すなわち、第３の錘が上方に位置するようになるので、蓋部は第３の錘が下方へ移動しようとすることによって回転する。これにより、閉鎖面が貫通孔部に対向するようになるので、貫通孔部は閉鎖面によって閉鎖される。
このように、貫通孔位置は略下半分の位置で開放され、略上半分の位置で閉鎖されるので、下側から上側に向かう空気流を形成することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、カバーの内部に、ナセルに対して略一定の方向に気流を形成する気流形成装置が備えられているので、カバー内部の冷却を効率的に行うことができる。
また、気流形成装置が形成する気流はナセルに対して略一定の方向に流れるように形成されるので、ロータヘッドとナセルとの間に形成されている空気の循環を滑らかに行うことができる。
このように、カバー内の冷却を効率的に、かつ、確実に行えるので、制御機器類を正常に作動させて発電を継続させることができる。風力発電装置の大型化に伴って、ロータヘッド内部の冷却による温度管理を行い、風力発電装置の信頼性や耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる風力発電装置の全体概略構成を示す側面図である。
【図２】図１のロータヘッドの構成を示す部分拡大図である。
【図３】本発明の第１実施形態にかかるカバー内部を示す側面模式図である。
【図４】本発明の第１実施形態にかかるカバー内部を示す正面模式図である。
【図５】本発明の第１実施形態にかかるカバー内部を示す側面模式図である。
【図６】本発明の第１実施形態にかかるカバー内部を示す正面模式図である。
【図７】本発明の第１実施形態にかかる風車翼の位置と気流形成装置のファンの回転数との関係を示すグラフである。
【図８】本発明の第２実施形態にかかるカバーの内部を含めその周辺構成を示す側面模式図である。
【図９】本発明の第２実施形態にかかるカバーの内部を含めその周辺構成を示す正面模式図である。
【図１０】本発明の第２実施形態にかかるカバーの内部を含めその周辺構成を示す正面模式図である。
【図１１】本発明の第３実施形態にかかる気流形成装置の構成を示す正面模式図である。
【図１２】本発明の第３実施形態にかかる気流形成装置の構成を示す側面模式図である。
【図１３】本発明の第３実施形態にかかる気流形成装置の異なる回転位置における構成を示す正面模式図である。
【図１４】本発明の第３実施形態にかかる気流形成装置の異なる回転位置における構成を示す正面模式図である。
【図１５】本発明の第３実施形態にかかる気流形成装置の異なる回転位置における構成を示す正面模式図である。
【図１６】本発明の第３実施形態にかかる気流形成装置の変形例のある回転位置における構成を示す正面模式図である。
【図１７】本発明の第３実施形態にかかる気流形成装置の変形例の別の回転位置における構成を示す正面模式図である。
【図１８】本発明の第３実施形態にかかる気流形成装置の変形例のさらに別の回転位置における構成を示す正面模式図である。
【図１９】本発明の第４実施形態にかかる気流形成装置の概略構成を示す側面模式図である。
【図２０】本発明の第４実施形態にかかる気流形成装置の動作を示す正面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明にかかる風力発電装置の実施形態を図面に基づいて説明する。
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態にかかる風力発電装置１について図１〜図７を参照して説明する。
図１は、本実施形態にかかる風力発電装置１の全体概略構成を示す側面図である。
風力発電装置１には、基礎Ｂ上に立設された支柱２と、支柱２の上端に設置されたナセル３と、略水平な回転軸線（ロータヘッドの軸線）Ｌ回りに回転可能にしてナセル３に設けられたロータヘッド４と、ロータヘッド４を覆うカバー５と、ロータヘッド４の回転軸線Ｌ回りに放射状に取り付けられている複数枚の風車翼６と、ロータヘッド４の回転により発電を行う発電設備７と、が設けられている。
【００３４】
なお、本実施形態では、３枚の風車翼６が設けられた例に適用して説明する。説明の都合で風車翼６のどれかを特定する場合には、サフィックス”ａ”，”ｂ”，”ｃ”を付して区別する。
風車翼６の数は３枚に限られることなく、２枚の場合や、３枚より多い場合に適用してもよく、特に限定するものではない。
【００３５】
支柱２は、図１に示されように、基礎Ｂから上方（図１の上方）に延びる柱状の構成とされ、たとえば、複数のユニットを上下方向に連結した構成とされている。
支柱２の最上部には、ナセル３が設けられている。支柱２が複数のユニットから構成されている場合には、最上部に設けられたユニットの上にナセル３が設置されている。
【００３６】
ナセル３は、図３に示すように、ロータヘッド４に固定された主軸８を回転可能に支持している。
ナセル３の内部には、たとえば図１に示すように、ロータヘッド４と同軸の増速機１０を介して連結された発電機１１を具備してなる発電設備７が収納設置されている。
すなわち、ロータヘッド４の回転を増速機１０で増速して発電機１１を駆動させることにより、発電機１１より発電機出力Ｗが得られるようになっている。
【００３７】
ナセル３の内部は、増速機１０や発電機１１等の回転により発熱や、インバータ（図示省略）等の発熱により内部温度が上昇する。
このため、図示していないがインバータクーラや潤滑油クーラを設置して冷却するとともに、ナセル３の適所には、内部を換気して冷却するために冷却ファンを備えた吸排気口が設けられている。
このため、ナセル３の内部は、内部空気の冷却および換気により比較的温度が低い状態になっている。
【００３８】
図２は、図１のロータヘッド４の構成を示す部分拡大図である。図３〜図６は、カバー５の内部を含めその周辺構成を示す模式図であり、図３および図５は側面模式図、図４および図６は正面模式図である。
ロータヘッド４には、図１および図２に示すように、その回転軸線Ｌ回りに放射状にして複数枚の風車翼６が取り付けられ、その周囲はカバー５により密閉されるように覆われている。
【００３９】
ロータヘッド４には、風車翼６の軸線回りに風車翼６を回転させて、風車翼６のピッチ角を変更するピッチ駆動装置１２が各風車翼６に対応して１対１に設けられている。
ロータヘッド４の内部には、ピッチ駆動装置１２を構成する油圧機器類やコントロールパネル等が収納設置されている。このうち、油圧ポンプ等の油圧機器類は発熱体となり、一方、コントロールパネルのような制御機器類を構成する電気・電子部品は設置環境の温度条件に制約を受ける。また、これらの機器にとって雨水等の侵入は好ましいことではないから、カバー５には密閉性が必要とされる。
【００４０】
カバー５とナセル３との間にカバー５の内部とナセル３の内部との間で空気を循環させる連通路９が形成されている。連通路９には、たとえばパンチングメタルや網状部材等のように、カバー５の内部およびナセル３の内部の両空間を空気が流通する連通状態にして仕切る仕切（図示省略）が取り付けられている。
【００４１】
連通路９はそれが存在しているだけでもよいが、積極的に循環を促進する循環促進手段が備えられてもよい。
この循環促進手段として、たとえば、図３に示されるように、連通路９の上部に位置するナセル３に、カバー５内の比較的温度の高い空気をナセル３内へ吸い込む空気流を形成するファン１８を備えてもよい。また、連通路９の下部に位置するナセル３に、ナセル３内の比較的温度の低い空気をカバー５内へ押し込む空気流を形成するファン１９を同時に備えてもよい。
この場合、ファン１８およびファン１９は、いずれか一方を備えてもよい。
ファン１８およびファン１９は、回転するロータヘッド４または主軸８に取り付けられた歯車と噛合する歯車によって駆動されるようにしてもよい。このようにすると、電動機等の駆動源がなくてもファン１８およびファン１９を機械的に動作させることができる。
【００４２】
また、この循環促進手段としては、ファン１８，１９に限らず、たとえば、ナセル３側に固定して、翼形のガイド部材を円形となる連通路９の周方向において、略半周にわたって略等ピッチに複数枚が配設されているようにしてもよい。
カバー５およびロータヘッド４が回転すると、カバー５内の空気が回転し、ガイド部材に案内されてナセル３の内部に取り込まれる。ガイド部材が専用の動力を必要とすることなく相対的な回転運動を行うことで、回転側のカバー５と固定側のナセル３との間に形成された連通路９を介してナセル３側に向かう空気量を増すことができる。
【００４３】
カバー５の内部には、ロータヘッド４の先端部と、カバー５の先端部との間の空間、すなわち、カバー５の内部空間に気流形成装置２０が取り付けられている。
気流形成装置２０には、ファン（送風部材）２１と、回転軸にファン２１が取り付けられファン２１を回転駆動するモータ２３と、ファン２１およびモータ２３をカバー５内に取り付ける取付部材２５と、が備えられている。
気流形成装置２０は、図４に示されるようにファン２１の軸線中心が風車翼６ａの軸線Ｌ６に沿ってファン２１が風車翼６ａの先端側に、モータ２３が根元側になるように配置されている。
【００４４】
気流形成装置２０は、回転軸線Ｌがファン２１の厚さ方向の略中間位置を通る位置に固定して取り付けられている。すなわち、ファン２１の送風方向は、回転軸線Ｌに略直交（交差）するように固定して取り付けられている。
このように、ファン２１は送風方向がロータヘッド４の回転軸線Ｌに直交するように配置されているので、ファン２１は、カバー５およびロータヘッド４の回転に伴い一体的に回転軸線Ｌ回りに回転する。したがって、送風方向が一方側に固定された状態では、ファン２１の送風方向は３６０度に亘り変化する。
【００４５】
モータ２３は、図示しない制御部によって正転あるいは反転するように作動される。これにより、ファン２１も正転あるいは反転する。
たとえば、ファン２１が正転すると、ファン２１は、図３および図４に示されるようにモータ２３からファン２１に向かって送風する。
一方、ファン２１が反転すると、ファン２１は、図５および図６に示されるようにファン２１からモータ２３に向かって送風する。
【００４６】
次に、上記の構成からなる風力発電装置１の動作について説明する。
風力発電装置１においては、ロータヘッド４の回転軸線Ｌ方向から風車翼６に当たった風の力が、ロータヘッド４を回転軸線Ｌ回りに回転させる動力に変換される。
このロータヘッド４の回転は、主軸８を経由して増速機１０に伝達される。この回転は、増速機１０によって増速されて、発電機１１に入力され、発電機１１による発電が行われる。発電機１１にて発電された電力は、トランス等によって電力の供給対象に合わせた電力、たとえば、周波数が５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの交流電力に変換される。
ここで、少なくとも発電を行っている間は、風の力を風車翼６に効果的に作用させるため、適宜ナセル３を水平面上で回転させることにより、カバー５およびロータヘッド４は風上に向けられている。
【００４７】
このとき、連通路９の上部領域においてはファン１８によってカバー５内からナセル３側へ向かう空気の流れが形成され、ピッチ駆動装置１２等の発熱による加熱を受けて温度上昇した比較的温度の高い空気をカバー５内から吸い出してナセル３側へ送出する。
これにより、カバー５の内圧は低下するため、ナセル３の内圧が相対的に高くなる。連通路９の下部領域においては、内圧が高いナセル３側からカバー５内へ流れる比較的温度の低い空気の流れが形成される。この空気の流れによってカバー５内は冷却されることになる。
【００４８】
なお、ファン１８等の循環促進手段を用いないとしても、連通路９を通してこの空気の流れは形成される。すなわち、カバー５内では比較的温度の高い空気は上方に移動するので、これを補うように連通路９の下部領域においてナセル３側から比較的温度の低い空気がカバー５側へ流れる。カバー５の上部の内圧が高くなるので、連通路９の上部領域において比較的温度の高い空気がカバー５側からナセル３側へ流れる。
【００４９】
ところで、カバー５、風車翼６およびロータヘッド４は回転しているので、カバー５内の空気の流れが連通路９を通る空気の流れと必ずしも一致せず、連通路９を通る循環する空気の流れが不十分となる。
これにより、カバー５の内部空間の冷却が不十分となる恐れがある。
本実施形態では、これを解消するためにカバー５内に気流形成装置２０を設けている。
【００５０】
以下、この気流形成装置２０の動作について説明する。
ロータヘッド４が回転すると、風車翼６が回転軸線Ｌを中心として、たとえば、時計回りに周方向へ移動する。
このとき、たとえば、風車翼６ａは、図７の上側に示されるように姿勢が変化する。風車翼６ａは、ロータヘッド４から風向方向から見て左側に延在する水平位置Ａから順次立ち上がり上方に延在する上方位置Ｂ（図３および図４に示される位置）となる。次いで、風車翼６ａは順次右側に傾斜しつつ右側に延在する水平位置Ｃとなる。さらにロータヘッド４が回転すると、風車翼６ａは先端が下方に向くようになり、その傾斜が大きくなって下方に延在する下方位置Ｄ（図５および図６に示される位置）となる。そして、風車翼６ａは水平位置Ａに戻り、この姿勢の変化を繰り返すことになる。
【００５１】
制御部は、モータ２３、すなわち、ファン２１の回転数を図７の下側に示されるように変化させる。すなわち、モータ２３は、水平位置Ａから上方位置Ｂを通って水平位置Ｃまでは、正転とされ、ファン２１はモータ２３からファン２１に向かって、すなわち、風車翼６ａの先端側に向けて送風するようにされている。モータ２３は、中間位置では所定の回転数とし、水平位置Ａ，Ｃに近い位置では回転数を漸増あるいは漸減させている。
したがって、この間において、たとえば、上方位置Ｂの状態である図３および図４に示されるように風車翼６ａの先端はロータヘッド４、すなわち根元よりも上方に位置しているので、ファン２１は上方に向かって送風している。
水平位置Ａ，Ｃの近傍ではファン２１は水平方向に送風することになるが、その部分で送風量を減少させているので、送風方向に大きな影響を与えることを抑制できる。
【００５２】
一方、モータ２３は、水平位置Ｃから下方位置Ｄを通って水平位置Ａまでは、反転とされ、ファン２１は、ファン２１からモータ２３に向かって、すなわち、風車翼６ａの根元側に向けて送風するようにされている。モータ２３は、中間位置では所定の回転数とし、水平位置Ａ，Ｃに近い位置では回転数を漸増あるいは漸減させている。
したがって、この間において、たとえば、下方位置Ｄの状態である図５および図６に示されるように風車翼６ａの先端はロータヘッド４、すなわち根元よりも下方に位置しているので、ファン２１は上方に向かって送風している。
水平位置Ａ，Ｃの近傍ではファン２１は水平方向に送風することになるが、その部分で送風量を減少させているので、送風方向に大きな影響を与えることを抑制できる。
【００５３】
このように、風車翼６ａが上半分の領域を通る位置と下半分の領域を通る位置とで、ファン２１の送風の向きを逆転しているので、ファン２１が形成する空気流は回転軸線Ｌに直交する面ないで傾斜するがナセル３に対して概ね下側から上側に向かう方向となる。
このように、気流形成装置２０はカバー５の内部に、下方から上方へ向かう気流を形成するので、カバー５の内部における空気の流通が良好に行われる。これにより、カバー５内部の冷却を効率的に行うことができる。また、これはカバー５内のピッチ駆動装置１２等を冷却して暖められた温度が高い空気がその浮力の増加によって上方に誘導されることと相俟って空気の流通を一層効率的に行うことができる。
【００５４】
また、気流形成装置２０が形成する気流はナセル３に対して下方から上方へ向かう略一定の方向に流れるように形成されるので、気流の下流側は連通路９の上部に形成されるカバー５側からナセル３側へ流れる領域に一致する。また、気流の上流側は連通路９の下部に形成されるナセル３側から側カバー５へ流れる領域に一致する。
これにより、カバー５の内部とナセル３の内部との間に形成されている空気の循環を滑らかに行うことができるので、カバー５内部の冷却を一層効率的に行うことができる。
このように、カバー５内の冷却を効率的に、かつ、確実に行えるので、ピッチ駆動装置１２の制御機器類を正常に作動させて発電を継続させることができる。
風力発電装置１の大型化に伴って、カバー５内部の冷却による温度管理を行い、風力発電装置１の信頼性や耐久性を向上させることができる。
【００５５】
気流形成装置２０はカバー５およびロータヘッド４に固定して取り付けられるので、特別な可動機構を設ける必要がないため、構造を簡素化でき、安価に製造できる。
なお、本実施形態では、水平位置Ａ，Ｃの近傍での回転数を小さくすることにより水平方向に向かう気流が形成される影響を緩和しているが、これは、水平位置Ａ，Ｃの近傍におけるファン２１の回転を停止させるようにしてもよい。
【００５６】
また、本実施形態では、ファン２１の軸線がロータヘッド４の回転軸線Ｌに交差する角度は、略直角とされているので、ファン２１がある位置で送風した方向と、それが１８０度回転した位置で反対方向に送風したときの方向とが一致するが、この交差する角度は直交から両側に傾斜させるようにしてもよい。このようにすると、ファン２１が形成する気流の方向をより必要とするロータヘッド４の方向に向けることができる。一方、気流が回転軸線Ｌ方向でも一致しないようになって気流の効果が低減されるので、これを重視する場合には、傾斜の程度は小さい方が望ましい。
【００５７】
本実施形態では、浮力を考慮して空気がカバー５側からナセル３側へ流入する流入位置を連通路９の上部領域とし、気流形成装置２０が形成する気流の方向を下側から上側へ向かうようにしているが、これに限定されない。
すなわち、ナセル３とカバー５との間における空気の出入りは、ナセル３形状が非対称性であることおよびタワー２の存在から外部の圧力が不均等であること等のため、ナセル３から見て吸込、吹出に最適な位置が存在する。気流形成装置２０におけるファン２１の反転位置を調整し、それが形成する気流の方向をこの吸込、吹出に最適な位置に合わせるようにしてもよい。
【００５８】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図８〜図１０を用いて説明する。
本実施形態にかかる風力発電装置１では、第１実施形態と基本的構成は同様であり、気流形成装置の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、この相違点について説明し、その他の部分については重複した説明を省略する。
なお、第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図８〜図１０は、カバー５の内部を含めその周辺構成を示す模式図であり、図８は側面模式図、図９および図１０は正面模式図である。
【００５９】
本実施形態の気流形成装置３０は、カバー５の内部におけるロータヘッド４の先端部と、カバー５の先端部との間の空間、すなわち、カバー５の内部空間に取り付けられている。
気流形成装置３０には、ファン（送風部材）３１と、回転軸にファン３１が取り付けられファン３１を回転駆動するモータ３３と、ファン３１およびモータ３３をカバー５内に取り付ける取付部材３５と、錘３７と、が備えられている。
取付部材３５は、ファン３１を覆う略円筒形状をし、その厚さ方向の略中間位置に支持軸３９が備えられている。
【００６０】
支持軸３９は、回転軸線Ｌに沿って延在し、両方の端部がカバー５およびロータヘッド４に回転自在に支持されている。
錘３７は、図８および図９に示されるように、取付部材３５のモータ３３側の面に、回転軸線Ｌに沿ってモータ３３を挟んで２個取り付けられている。
モータ３３は、図示しない制御部によって一定方向に回転するように作動される。
これにより、ファン３１は一定方向に回転し、モータ３３からファン３１に向かって送風する。
【００６１】
気流形成装置３０は、カバー５およびローラヘッド４に取り付けられているので、カバー５およびローラヘッド４の回転に伴い回転方向に移動することになる。
気流形成装置３０は回転軸線Ｌ回りに回転自在に支持されているので、回転方向に移動しても重量の重い錘３７が常に下方位置になるように支持軸３９回りに回転（自転）する。
これにより、ファン３１に対して支持軸３９を挟んで錘３７と同じ方向にあるモータ３３は、常に下方位置に位置させられる。
【００６２】
次に、上記の構成からなる風力発電装置１の動作について気流形成装置３０の動作を主として説明する。
ロータヘッド４の回転軸線Ｌ方向から風車翼６に当たった風の力が、ロータヘッド４を回転軸線Ｌ回りに回転させると、風車翼６が回転軸線Ｌを中心として、たとえば、時計回りに周方向へ移動する。気流形成装置３０では、モータ３３が回転することによって、ファン３１はモータ３３側からファン３１側に向かっている空気流を形成している。
たとえば、図８および図９に示されるように、風車翼６ａが、上方へ延在する位置にあるとき、気流形成装置３０は錘３７が下方に位置するので、モータ３３はファン３１に対して下方に位置している。モータ３３側からファン３１側に向かっている空気流を形成するファン３１は上方に向かって送風している。
【００６３】
さらに、風車翼６ａが時計回りに回転すると、気流形成装置３０は錘３７が常に下方位置になるように支持軸３９回りに回転するので、ファン３１は常に上方へ向かうように送風することができる。たとえば、図１０に示されるように風車翼６ａが１８０°回転し、下方に延在する位置になったとき、気流形成装置３０は支持軸３９回りに１８０°自転し、錘３７が下方位置にある姿勢を維持するので、ファン３１は上方に向かって送風する。
【００６４】
このように、カバー５およびロータヘッド４が回転しても気流形成装置３０は錘３７が常に下方位置になるように支持軸３９回りに回転するので、ファン３１が形成する空気流は常に上方へ向かうようにすることができる。
したがって、ファン３１は、ナセル３に対して略一定の方向に気流を形成することができる。気流形成装置３０はカバー５の内部に、下方から上方へ向かう気流を形成するので、カバー５の内部における空気の流通が良好に行われる。
これにより、カバー５内部の冷却を効率的に行うことができる。また、これはカバー５内のピッチ駆動装置１２等を冷却して暖められた温度が高い空気がその浮力の増加によって上方に誘導されることと相俟って空気の流通を一層効率的に行うことができる。
【００６５】
また、気流形成装置３０が形成する気流はナセル３に対して下方から上方へ向かう略一定の方向に流れるように形成されるので、気流の下流側は連通路９の上部に形成されるカバー５側からナセル３側へ流れる領域に一致する。また、気流の上流側は連通路９の下部に形成されるナセル３側から側カバー５へ流れる領域に一致する。
これにより、カバー５の内部とナセル３の内部との間に形成されている空気の循環を滑らかに行うことができるので、カバー５内部の冷却を一層効率的に行うことができる。
このように、カバー５内の冷却を効率的に、かつ、確実に行えるので、ピッチ駆動装置１２の制御機器類を正常に作動させて発電を継続させることができる。
風力発電装置１の大型化に伴って、カバー５内部の冷却による温度管理を行い、風力発電装置１の信頼性や耐久性を向上させることができる。
【００６６】
気流形成装置３０は、支持軸３９がカバー５およびロータヘッド４に回転自在に取り付けられ、取付部材３５のモータ３３側に錘３７をつけるだけで確実に空気流の方向を一定にできるので、構造が容易で安価に製造することができる。
また、送風方向であるファン３１の軸線がロータヘッド４の回転軸線Ｌに略直交するようにされているので、風車翼６が回転軸線Ｌを挟んだ位置におけるファン３１が形成する空気流の方向が真下から真上へと一致する。
気流形成装置３０の支持軸３９は、ロータヘッド４の回転軸線Ｌに沿うように配置されているので、回転の変動による影響を少なくすることができる。
【００６７】
また、本実施形態では、ファン３１の軸線がロータヘッド４の回転軸線Ｌに交差する角度は、略直角とされているが、この交差する角度は直交から両側に傾斜させるようにしてもよい。このようにすると、たとえば、ファン３１が形成する空気流の方向をより必要とするロータヘッド４の方向に向けることができる。
【００６８】
本実施形態では、気流形成装置３０は錘３７によって自動的に姿勢を調整するようにされているが、適宜構造の駆動機構を用いて姿勢を調整可能としていてもよい。
このようにすると、カバー５およびロータヘッド４の回転に伴い駆動機構を制御して気流形成装置３０の姿勢を調整できるので、ファン３１が形成する空気流の方向を略一定の方向にすることができる。
たとえば、ナセル３とカバー５との間における空気の出入りは、ナセル３形状が非対称性であることおよびタワー２の存在から外部の圧力が不均等であること等のため、ナセル３から見て吸込、吹出に最適な位置が存在するが、この空気流の方向は、任意に設定できるので、気流形成装置３０が形成する気流の方向をこの吸込、吹出に最適な位置に合わせることができる。
【００６９】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について、図１１〜図１５を用いて説明する。
本実施形態にかかる風力発電装置１では、第１実施形態と基本的構成は同様であり、気流形成装置の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、この相違点について説明し、その他の部分については重複した説明を省略する。
なお、第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図１１は、気流形成装置４０の構成を示す正面模式図である。図１２は、気流形成装置４０の構成を示す側面模式図である。図１３〜図１５は、それぞれ図１１と異なる回転位置における気流形成装置４０の構成を示す正面模式図である。
【００７０】
本実施形態にかかる気流形成装置４０は、カバー５の内部におけるロータヘッド４の先端部と、カバー５の先端部との間の空間、すなわち、カバー５の内部空間に取り付けられている。
気流形成装置４０には、カバー５の内部に固定して取り付けられた断面円形の筒状の固定ダクト４１と、固定ダクト４１の内部に固定して取り付けられたファン４３（送風部材）と、固定ダクト４１の一端部に揺動可能に取り付けられた第１可動ダクト（第１の可動ダクト）４５と、固定ダクト４１の他端部に揺動可能に取り付けられた第２可動ダクト（第２の可動ダクト）４７と、が備えられている。
【００７１】
固定ダクト４１は、その長手方向がロータヘッド４の回転軸線Ｌと略直交（交差）するように設置され、かつ、長手方向および開口部の略中央位置に回転軸線Ｌが通るようにされている。すなわち、カバー５およびロータヘッド４の回転に伴い、固定ダクト４１はその長手方向が３６０°に亘り変化するように回転軸線Ｌの回りに回転する。
ファン４３は、固定ダクト４１の長手方向における略中間位置に長手方向の一方向きに空気流を形成するように固定して取り付けられている。
【００７２】
第１可動ダクト４５は、断面円形の筒状とされ、ファン４３が形成する空気流の流れ方向下流側端部の固定ダクト４１に、それと連通する流路を形成するように取り付けられている。
第１可動ダクト４５は、一端部に第１開口部４９を備えている。第１可動ダクト４５の他端部は、固定ダクト４１に回転自在に支持されるとともに固定ダクト４１と連通されている。
第１可動ダクト４５における第１開口部４９に対する反対側端部には、第１錘（第１の錘）５１が取り付けられている。
なお、固定ダクト４１、第１可動ダクト４５および第２可動ダクト４７の断面形状は、円形に限らず任意の形状とされてもよい。
【００７３】
第１可動ダクト４５は、固定ダクト４１の回転に伴い回転方向に移動することになるが、固定ダクト４１に回転自在に支持されているので、回転方向に移動しても重量の重い第１錘５１が常に下方位置になるよう固定ダクト４１に対して回転（揺動）する。
これにより、揺動中心を挟んで第１錘５１と反対方向にある第１開口部４９は常に上方に向いた位置に位置させられる。
【００７４】
第２可動ダクト４７は、断面円形の筒状とされ、ファン４３が形成する空気流の流れ方向上流側端部の固定ダクト４１に、それと連通する流路を形成するように取り付けられている。
第２可動ダクト４７は、一端部に第２開口部５３を備えている。第２可動ダクト４７の他端部は、固定ダクト４１に回転自在に支持されるとともに固定ダクト４１と連通されている。
第２可動ダクト４７における第２開口部５３には、複数、たとえば、２個の第２錘（第２の錘）５５が取り付けられている。
【００７５】
第２可動ダクト４７は、固定ダクト４１の回転に伴い回転方向に移動することになるが、固定ダクト４１に回転自在に支持されているので、回転方向に移動しても重量の重い第２錘５５が常に下方位置になるよう固定ダクト４１に対して回転（揺動）する。
これにより、第２開口部５３は常に下方に向いた位置に位置させられる。
【００７６】
次に、上記の構成からなる風力発電装置１の動作について気流形成装置４０の動作を主として説明する。
ロータヘッド４の回転軸線Ｌ方向から風車翼６に当たった風の力が、ロータヘッド４を回転軸線Ｌ回りに回転させると、風車翼６が回転軸線Ｌを中心として、たとえば、時計回りに周方向へ移動する。気流形成装置４０では、ファン４３は第２可動ダクト４７側から第１可動ダクト４５側に向かっている空気流を形成しているので、ファン４３は第２開口部５３から取り込んだ空気を第２可動ダクト４７、固定ダクト４１および第１可動ダクト４５を通って第１開口部４９から放出している。
【００７７】
たとえば、図１１および図１２に示されるように、固定ダクト４１が水平で第１可動ダクト４５が左側にある位置に位置するとき、第１可動ダクト４５は第１錘５１が下方に位置するので、第１開口部４９は上方に向いて開口している。第２可動ダクト４７は、第２錘が下方に位置するので、第２開口部５３は下方に向いて開口している。
ファン４３は第２開口部５３から取り込んだ空気を第２可動ダクト４７、固定ダクト４１および第１可動ダクト４５を通って第１開口部４９から放出しているので、ファン４３は下方から空気を取り込み上方に向かって送風している。
【００７８】
さらに、風車翼６ａが時計回りに回転すると、それに伴い固定ダクト４１が回転軸線Ｌ回りに回転し、順次図１３〜図１５に示す位置になる。
このとき、第１可動ダクト４５は、第１錘５１が下方に位置しようとすることによって常に第１開口部４９が上方に向いて開口している状態を維持する。
そして、第２可動ダクト４７は、第２錘５５が下方に位置しようとすることによって常に第２開口部５３が下方に向いて開口している状態となる。
したがって、気流形成装置４０は幅方向に位置が変動するが、下方から上方に向かう略一定の方向に気流を形成することができる。
【００７９】
このように、気流形成装置４０はカバー５の内部に、概ね下方から上方へ向かう気流を形成するので、カバー５の内部における空気の流通が良好に行われる。
これにより、カバー５内部の冷却を効率的に行うことができる。また、これはカバー５内のピッチ駆動装置１２等を冷却して暖められた温度が高い空気がその浮力の増加によって上方に誘導されることと相俟って空気の流通を一層効率的に行うことができる。
【００８０】
また、気流形成装置４０が形成する気流はナセル３に対して下方から上方へ向かう略一定の方向に流れるように形成されるので、気流の下流側は連通路９の上部に形成されるカバー５側からナセル３側へ流れる領域に一致する。気流の上流側は連通路９の下部に形成されるナセル３側から側カバー５へ流れる領域に一致する。
これにより、カバー５の内部とナセル３の内部との間に形成されている空気の循環を滑らかに行うことができるので、カバー５内部の冷却を一層効率的に行うことができる。
このように、カバー５内の冷却を効率的に、かつ、確実に行えるので、ピッチ駆動装置１２の制御機器類を正常に作動させて発電を継続させることができる。
風力発電装置１の大型化に伴って、カバー５内部の冷却による温度管理を行い、風力発電装置１の信頼性や耐久性を向上させることができる。
【００８１】
また、固定ダクト４１、第１可動ダクト４５および第２可動ダクト４７については、たとえば図１６〜図１８に示されるようなものとしてもよい。
すなわち、この変形例では、固定ダクト４１は、両端が開口している。固定ダクト４１の両端部外側位置に間隔を空けて、かつ、回転軸線Ｌに対して点対称となる位置に一対の補助ダクト４２がカバー５に固定して取り付けられている。
固定ダクト４１の両端部には、一対の補助ダクト４２に対応する位置に、固定ダクト４１に揺動可能に取り付けられた可動ダクト４６，４８が備えられている。
【００８２】
可動ダクト４６，４８は、空気流路を構成する曲面部の対向位置に設けられた枢支点５０，５２によって固定ダクト４１に揺動可能に支持されている。
可動ダクト４６の枢支点５０の近傍には、錘５４が取り付けられている。可動ダクト４８の曲面部には、その一端部に錘５６が取り付けられている。
可動ダクト４６，４８は、固定ダクト４１の回転に伴い錘５４，５６が下方位置に位置するように固定ダクト４１に対して揺動する。
【００８３】
たとえば、図１６に示されるように、固定ダクト４１が上下方向に延在するように位置するとき、可動ダクト４６，４８は固定ダクト４１の開口部を覆わない位置に位置するので、ファン４３は、固定ダクト４１を通って下側から上側に向かう空気流を形成する。
さらに、風車翼６ａが時計回りに回転し、固定ダクト４１が図１７の位置に来ると、可動ダクト４６，４８は固定ダクト４１の開口部側に移動するが、依然として固定ダクト４１の開口部を覆わない位置に位置するので、ファン４３は、固定ダクト４１を通って略下側から略上側に向かう空気流を形成する。
【００８４】
さらに、風車翼６ａが時計回りに回転し、固定ダクト４１が図１８の位置、図１６の位置に対して上下が逆さまの位置になると、可動ダクト４６，４８は固定ダクト４１の開口部を覆う位置に移動する。
可動ダクト４６は、補助ダクト４２とともに下側の空気を固定ダクト４１に案内するダクト部を形成する。一方、可動ダクト４８は、補助ダクト４２とともに固定ダクト４１からの空気流を上方に案内するダクト部を形成する。
これにより、ファン４３が形成する固定ダクト４１内の空気流が上側から下側に向かうものであっても、気流形成装置４０は下側から上側へ向かう気流を形成することができる。すなわち、この変形例にかかる気流形成装置４０は、ナセル３に対して下方から上方に向かう略一定の方向に気流を形成することができる。
【００８５】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態について、図１９および図２０を用いて説明する。
本実施形態にかかる風力発電装置１では、第１実施形態と基本的構成は同様であり、気流形成装置の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、この相違点について説明し、その他の部分については重複した説明を省略する。
なお、第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図１９は、気流形成装置６０の概略構成を示す側面模式図である。図２０は、気流形成装置５０の動作を示す正面模式図である。
【００８６】
本実施形態にかかる気流形成装置６０は、カバー５の内部におけるロータヘッド４の先端部と、カバー５の先端部との間の空間、すなわち、カバー５の内部空間に取り付けられている。
気流形成装置６０には、カバー５の側面にそれを貫通するように設けられた少なくとも１個の略円形の孔である貫通孔部６１と、貫通孔部６１を開閉する開閉部材６３と、を備えている。
開閉部材６３には、両面が閉鎖面６５Ａおよび開放面６５Ｂを構成する略円形の板材である蓋部６５と、開放面６５Ｂ内にそれに沿うように取り付けられ、カバー５に回転可能に支持されている揺動軸６７と、開放面６５Ｂに取り付けられた錘（第３の錘）６９と、が備えられている。
【００８７】
揺動軸６７は、開放面６５Ｂの中心を通ってそれに沿うように取り付けられているので、蓋部６５は、その厚さ方向の中心位置よりも開放面６５Ｂ側の位置でカバー５に回転可能に支持されていることになる。
蓋部６５は、揺動軸６７を中心にして回転し、開放面６５Ｂあるいは閉鎖面６５Ａが貫通孔部６１に対向するようにされている。
蓋部６５は、閉鎖面６５Ａが貫通孔部６１に対向するとそれを閉鎖するように構成されている。
【００８８】
このように構成された気流形成装置６０の動作について説明する。
風力発電装置１では、風車翼６は常に風上に向くようにされているので、カバー５も風上を向いている。貫通孔部６１が開放されている場合、風がそれを通ってカバー５の内部に流入する。貫通孔部６１が閉鎖されている場合、風がそれを通ってカバー５の内部に流入することはない。
貫通孔部６１はカバー５の側面に設けられているので、カバー５がロータヘッド４の軸線回りに回転すると、図２０に示されるように円周を描くように位置が移動する。
【００８９】
蓋部６５は錘６９が常に下方位置になるように回動するので、どの回転位置においても蓋部６５は常に開放面６５Ｂが下側に位置する。
貫通孔部６１が、たとえば、図２０の位置Ｅにいる場合、開閉部材６３はカバー５の上に位置するので、下側に位置する蓋部６５の開放面６５Ｂは貫通孔部６１に対向している位置にある。
【００９０】
貫通孔部６１が、位置Ｆを越えて、たとえば、位置Ｇに至ると、開放面６５Ｂが閉鎖面６５Ａよりも上側になる、すなわち、錘６９が揺動軸６７よりも上側になるので、蓋部６５は錘６９が下側になるように揺動軸６７回りに回転し、閉鎖面６５Ａが貫通孔部６１に対向する位置になり、貫通孔部６１を閉鎖する。
すなわち、貫通孔部６１が、たとえば、図２０の位置Ｈにいる場合、開閉部材６３はカバー５の下に位置するので、上側に位置する蓋部６５の閉鎖面６５Ａは貫通孔部６１に対向している位置にある。
【００９１】
貫通孔部６１が、位置Ｈ，Ｉを越えて、たとえば、位置Ｊに至ると、開放面６５Ｂが閉鎖面６５Ａよりも上側になる、すなわち、錘６９が揺動軸６７よりも上側になるので、蓋部６５は錘６９が下側になるように揺動軸６７回りに回転し、閉鎖面６５Ａが上側になる。これにより、この部分では、開閉部材６３は貫通孔部６１、すなわち、カバー５の上に位置するので、下側に位置する蓋部６５の開放面６５Ｂは貫通孔部６１に対向している位置にある。
【００９２】
開閉部材６３がカバー５の略下部に位置していると、開放面６５Ｂが貫通孔部６１に対向し、貫通孔部６１を開放するので、外部の風が貫通孔部６１を通ってカバー５の内部に流入する。
一方、開閉部材６３がカバー５の略上部に位置していると、閉鎖面６５Ａが貫通孔部６１に対向し、貫通孔部６１を閉鎖するので、外部の風は貫通孔部６１を通ってカバー５の内部に流入しない。
このように、貫通孔部６１を開放する位置は、カバー５の下部位置とされているので、雨水等の浸入を比較的少なくすることができる。
【００９３】
また、貫通孔部６１は、カバー５の略下半分の位置で開放され、略上半分の位置で閉鎖されるので、開放された位置で流入する気流は、概ね下側から上側に向かう空気流を形成することができる。
このように、気流形成装置６０はカバー５の内部に、概ね下方から上方へ向かう気流を形成するので、カバー５の内部における空気の流通が良好に行われる。
これにより、カバー５内部の冷却を効率的に行うことができる。また、これはカバー５内のピッチ駆動装置１２等を冷却して暖められた温度が高い空気がその浮力の増加によって上方に誘導されることと相俟って空気の流通を一層効率的に行うことができる。
【００９４】
また、気流形成装置６０が形成する気流はナセル３に対して下方から上方へ向かう略一定の方向に流れるように形成されるので、気流の下流側は連通路９の上部に形成されるカバー５側からナセル３側へ流れる領域に一致する。気流の上流側は連通路９の下部に形成されるナセル３側から側カバー５へ流れる領域に一致する。
これにより、カバー５の内部とナセル３の内部との間に形成されている空気の循環を滑らかに行うことができるので、カバー５内部の冷却を一層効率的に行うことができる。
このように、カバー５内の冷却を効率的に、かつ、確実に行えるので、ピッチ駆動装置１２の制御機器類を正常に作動させて発電を継続させることができる。
風力発電装置１の大型化に伴って、カバー５内部の冷却による温度管理を行い、風力発電装置１の信頼性や耐久性を向上させることができる。
【００９５】
なお、貫通孔部６１は周方向に複数設けてもよい。このようにすると、気流が比較的連続するように形成することができる。
【００９６】
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。
【符号の説明】
【００９７】
１    風力発電装置
３    ナセル
４    ロータヘッド
５    カバー
６    風車翼
７    発電設備
２０    気流形成装置
２１    ファン
３０    気流形成装置
３１    ファン
４０    気流形成装置
４１    固定ダクト
４３    ファン
４５    第１可動ダクト
４７    第２可動ダクト
５１    第１錘
５５    第２錘
６０    気流形成装置
６１    貫通孔部
６３    開閉部材
６５    蓋部
６５Ａ    閉鎖面
６５Ｂ    開放面
６９    錘
Ｌ    回転軸線
Ｌ６    軸線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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