(57)【要約】【課題】吹き上げ風などの水平方向と交差する方向に吹く風に対しても、発電効率の低下を抑制することができるアップウインド型風力発電設備を提供する。【解決手段】風を受けて回転駆動される複数の回転翼６および主軸と、複数の回転翼６および主軸により回転駆動される発電部７３と、回転翼６が風上側に配置されるとともに、発電部７３が収納される筐体３と、筐体３が上端に配置される支柱２と、水平面と主軸との間の角度であるチルト角を、風の吹く方向に基づいて変更するチルト角変更部９と、主軸と直交する面と回転翼６との間の角度であるコーン角を、チルト角に基づいて変更するコーン角変更部４１と、が設けられていることを特徴とする。【選択図】図２
2010168937.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
風を受けて回転駆動される複数の回転翼および主軸と、
該複数の回転翼および主軸により回転駆動される発電部と、
前記回転翼が風上側に配置されるとともに、前記発電部が収納される筐体と、
該筐体が上端に配置される支柱と、
水平面と前記主軸との間の角度であるチルト角を、前記風の吹く方向に基づいて変更するチルト角変更部と、
前記主軸と直交する面と前記回転翼との間の角度であるコーン角を、前記チルト角に基づいて変更するコーン角変更部と、
が設けられていることを特徴とするアップウインド型風力発電設備。
【請求項２】
前記チルト角変更部は、前記支柱に対する前記筐体の取付角度を変更することにより、前記チルト角を変更することを特徴とする請求項１記載のアップウインド型風力発電設備。
【請求項３】
前記主軸には、
前記回転翼に接続されるとともに、前記筐体に対して延びる方向が変更可能、かつ、回転可能に支持された第１主軸と、
前記発電部に接続されるとともに、前記筐体に対して延びる方向が固定され、かつ、回転可能に支持された第２主軸と、
前記第１主軸および前記第２主軸との間で回転駆動力を伝達するとともに、前記第１主軸の延びる方向および前記第２主軸の延びる方向の間の角度変更を可能とする可変接続部と、が設けられ、
前記チルト角変更部は、前記第１主軸の延びる方向を変更させることを特徴とする請求項１記載のアップウインド型風力発電設備。
【請求項４】
前記回転翼の回転面の直径をＤとすると、
前記支柱における中心軸線と、前記回転面との間の距離は、０．２６Ｄから０．３１Ｄの範囲とされていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のアップウインド型風力発電設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アップウインド型風力発電設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、風力発電設備は、地上から上方に延びる支柱であるタワーの上端部に回転翼および発電機を備えたものであって、風を受けて回転する回転翼の回転駆動力を発電機に伝達することにより、発電機において電力を発生させる設備である。
【０００３】
回転翼はタワーの上端部に配置されているため、回転時に個々の回転翼とタワーとの接触を回避するために、固定したチルト角（水平方向と回転翼の主軸との間の角度）を有するように配置されている。
【０００４】
その一方で、風力発電設備は丘陵地帯に建設されることがあり、特に日本では丘陵地帯に建設されることが多い。上述の丘陵地帯において、風は地形に沿って吹く傾向にあり、水平方向に沿って風が吹くことは少ない。
【０００５】
そのため、丘陵地帯に建設された風力発電設備においては、回転翼が風の吹く方向に対して正対できない場合が多くなっている。このような場合、回転翼における受風面積が狭くなるため、風力発電設備の発電効率が低下する傾向があるという問題があった。
【０００６】
上述の問題を解決するために、ダウンウインド型風車を備えた装置において、吹き上げ角度などの風の吹く方向に合わせてチルト角を付けた風車が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−３５２４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載されたダウンウインド型風車では、タワーや発電機などを収めた筐体であるナセルが、回転翼に対して風の上流側に配置されている。そのため、タワーやナセルにより流れが乱れた風が回転翼に影響を与えるおそれがあるという問題があった。
【０００９】
言い換えると、風力発電設備における発電効率が低下したり、回転翼を構成する個々の翼に対する荷重変動が大きくなったり、騒音が増加したりするという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、吹き上げ風などの水平方向と交差する方向に吹く風に対しても、発電効率の低下を抑制することができるアップウインド型風力発電設備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】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明のアップウインド型風力発電設備は、風を受けて回転駆動される複数の回転翼および主軸と、該複数の回転翼および主軸により回転駆動される発電部と、前記回転翼が風上側に配置されるとともに、前記発電部が収納される筐体と、該筐体が上端に配置される支柱と、水平面と前記主軸との間の角度であるチルト角を、前記風の吹く方向に基づいて変更するチルト角変更部と、前記主軸と直交する面と前記回転翼との間の角度であるコーン角を、前記チルト角に基づいて変更するコーン角変更部と、が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、回転翼の回転面が風の吹く方向と正対するように、チルト角を変更することにより、回転翼における受風面積の減少を抑制することができる。
例えば、吹き上げられる風に対して、回転翼の回転面が風の吹く方向と正対するようにチルト角を変更する、言い換えると、主軸が延びる方向を下方向に変更することにより、回転翼における受風面積の減少が抑制される。
【００１３】
さらに、チルト角に基づいてコーン角を変更することにより、回転翼と支柱との接触を回避することができる。
例えば、吹き上げられる風に対して、回転翼が当該風の吹く方向に正対するようにチルト角を変更する、言い換えると、主軸が延びる方向を下方向に変更すると、回転翼の先端と支柱とが接近して両者が接触するおそれがある。この場合に、コーン角を大きくすることにより、回転翼の先端が主軸と直交する面、つまり支柱から離れるため、回転翼と支柱との接触を回避することができる。
【００１４】
上記発明においては、前記チルト角変更部は、前記支柱に対する前記筐体の取付角度を変更することにより、前記チルト角を変更することが望ましい。
【００１５】
本発明によれば、支柱に対する筐体の取付角度が変更されると、筐体に配置された主軸および回転翼における風に対する姿勢が変化する。そのため、回転翼の回転面が風の吹く方向と正対するように、筐体の取付角度を変更することによりチルト角が変更され、回転翼における受風面積の減少を抑制することができる。
【００１６】
例えば、主軸にフレキシブルカップリングを設けることにより回転翼および主軸の一部等の取付角を変更してチルト角を変更する場合と比較して、フレキシブルカップリングなどの負荷がかかる可動部の数を減らすことができる。そのため、負荷のかかる部品の定期的な点検作業等の増加を抑制することができ、風力発電設備の信頼性低下を抑制することができる。
【００１７】
上記発明においては、前記主軸には、前記回転翼に接続されるとともに、前記筐体に対して延びる方向が変更可能、かつ、回転可能に支持された第１主軸と、前記発電部に接続されるとともに、前記筐体に対して延びる方向が固定され、かつ、回転可能に支持された第２主軸と、前記第１主軸および前記第２主軸との間で回転駆動力を伝達するとともに、前記第１主軸の延びる方向および前記第２主軸の延びる方向の間の角度変更を可能とする可変接続部と、が設けられ、前記チルト角変更部は、前記第１主軸の延びる方向を変更させることが望ましい。
【００１８】
本発明によれば、第１主軸の延びる方向を変更させることにより、回転翼の回転面が風の吹く方向と正対させること、言い換えると、チルト角を変更することができる。
さらに、チルト角を変更しても、可変接続部により第１主軸から第２主軸および発電部に回転駆動力を伝達することができる。
【００１９】
例えば、筐体全体の取付角度を変更する方法と比較して、回転翼および第１主軸等のみの取り付け角度などを変更することにより、チルト角を変更することができる。そのため、チルト角の変更を容易に行うことができる。
【００２０】
上記発明においては、前記回転翼の回転面の直径をＤとすると、前記支柱における中心軸線と、前記回転面との間の距離は、０．２６Ｄから０．３１Ｄの範囲とされていることが望ましい。
【００２１】
本発明によれば、回転翼の先端と支柱との間の間隔を確保することができる。特に、チルト角を変更しても、回転翼の先端と支柱との接触を防止できる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のアップウインド型風力発電設備によれば、回転翼の回転面が風の吹く方向と正対するように、チルト角を変更することにより、回転翼における受風面積の減少を抑制することができ、吹き上げ風などの水平方向と交差する方向に吹く風に対しても、発電効率の低下を抑制することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る風力発電装置の構成を説明する全体図である。
【図２】図１の風力発電装置の内部構成を説明する模式図である。
【図３】図１および図２のチルト角変更部およびコーン角変更部の制御を説明するブロック図である。
【図４】図２のチルト角変更部によりチルト角が変更された状態を説明する模式図である。
【図５】本発明の第２の実施形態の風力発電設備におけるチルト角変更部の構成を説明する模式図である。
【図６】本発明の第２の実施形態の第１変形例に係る風力発電設備における支柱の構成を説明する模式図である。
【図７】本発明の第２の実施形態の第２変形例に係る風力発電設備における支柱の構成を説明する模式図である。
【図８】本発明の第２の実施形態の第３変形例に係る風力発電設備における支柱の構成を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
〔第１の実施形態〕
以下、本発明の第１の実施形態に係るアップウインド型風力発電設備ついて図１から図４を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る風力発電装置の構成を説明する全体図である。図２は、図１の風力発電装置の内部構成を説明する模式図である。
風力発電設備（アップウインド型風力発電設備）１は、図１および図２に示すように、いわゆるアップウインド型の風力発電設備であり、風を受けることにより風力発電を行うものである。
【００２５】
図３は、図１および図２のチルト角変更部およびコーン角変更部の制御を説明するブロック図である。
風力発電設備１には、図１から図３に示すように、基礎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（筐体）３と、ナセル３に対して回転軸線Ｌまわりに回転可能に設けられたロータヘッド４と、ロータヘッド４を覆う頭部カプセル５と、ロータヘッド４の回転軸線周りに放射状に取り付けられる複数枚の回転翼６と、ロータヘッド４の回転により発電を行うナセル内機器７と、風力発電設備１の周囲における風向および風速を測定する風向風速計８と、支柱２に対するナセル３の相対姿勢を調節するチルト角変更部９と、チルト角変更部９などを制御する制御部１０と、が設けられている。
【００２６】
なお、本実施形態では、３枚の風車回転翼６が設けられた例に適用して説明するが、風車回転翼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。
【００２７】
支柱２は、図１および図２に示すように、基礎から上方（図１および図２の上方）に延びる柱状の構成とされ、例えば、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。
【００２８】
ナセル３は、図１および図２に示すように、ロータヘッド４を回転可能に支持するとともに、内部にロータヘッド４の回転により発電を行うナセル内機器７が収納されている。
ナセル３には、例えば、ロータヘッド４の回転駆動力を伝達する主軸（図示せず）が貫通する開口部や、メンテナンス用の出入り口が設けられている。
【００２９】
ロータヘッド４は、図１および図２に示すように、その回転軸線Ｌを中心として放射状に延びる複数枚の回転翼６が周方向に等間隔に取り付けられるものであって、ロータヘッド４の周囲は頭部カプセル５により覆われるものである。
ロータヘッド４は、図１に示すように、その回転軸線Ｌが水平方向から風上側（図１の左側）に向かって上方（図１の上側）に傾斜するチルト角αを有するように配置されている。
【００３０】
その一方で、ロータヘッド４には、図１および図２に示すように、後述するコーン角βを変更するコーン角変更部４１が設けられている。
ここで、コーン角βとは、回転翼６が、ロータヘッド４の回転軸線Ｌに対して直交する面から、回転翼６の先端が風上側に向かって傾斜する角度のことである。
コーン角変更部４１には、図３に示すように、制御部１０からコーン角βを制御する制御信号が入力されている。
【００３１】
さらに、ロータヘッド４には、図１および図２に示すように、回転翼６の軸線回りに回転翼６を回転させて、回転翼６のピッチ角を変更するピッチ制御部（図示せず。）も設けられている。
これにより、回転翼６にロータヘッド４の回転軸線方向から風が当たると、回転翼６にロータヘッド４を回転軸線Ｌまわりに回転させる力が発生し、ロータヘッド４が回転駆動される。
【００３２】
ナセル内機器７は、図２に示すように、ロータヘッド４を回転可能に支持するとともに、ロータヘッド４の回転駆動力により発電を行うものである。
ナセル内機器７には、主軸受７１と、増速機７２と、発電機（発電部）７３と、が主に設けられている。
【００３３】
主軸受７１は、ロータヘッド４の回転駆動力を発電機７３に伝達する主軸を回転可能に支持するものである。
増速機７２は、ロータヘッド４の回転を増速して発電機７３に伝達するものである。
発電機７３は、主軸および増速機７２を介して伝達されたロータヘッド４の回転により回転駆動され、発電を行うものである。
【００３４】
風向風速計８は、図１および図２に示すように、ナセル３の外部における風向および風速を計測するものである。風向風速計８は、ナセル３における回転翼６よりも後方（図１および図２の右側）の上面に配置され、ナセル３から上方（図１および図２の上方）に向かって延びる棒部材の先端に配置されたものである。
風向風速計８により測定された風向および風速は、後述する制御部１０に出力されている。
【００３５】
なお、風向風速計８は、上述のようにナセル３の上面に配置されていてもよいし、風力発電設備１とは別に設けられた塔に配置されていてもよく、特に限定するものではない。風向風速計８を別塔に配置する方法は、複数の風力発電設備１を備えたウインドファームに適用して好適な方法である。
【００３６】
チルト角変更部９は、図１および図２に示すように、支柱２とナセル３との間に配置され、支柱２に対するナセル３の相対姿勢、言い換えると、水平方向に対するナセル３の傾斜角を制御するものである。このように、ナセル３の傾斜角を制御することにより、ナセル３内の主軸受７１に回転可能に支持されたロータヘッド４および主軸のチルト角αを変更することができる。
チルト角変更部９には、図３に示すように、制御部１０からナセル３の傾斜角、言い換えると、チルト角αを変更する制御信号が入力されている。
【００３７】
チルト角変更部９の構成としては、油圧シリンダやアクチュエータや電動モータなど、公知の構成を用いることができ、特に限定するものではない。
【００３８】
制御部１０は、図２および図３に示すように、チルト角変更部９およびコーン角変更部４１を制御するものである。
制御部１０には、風向風速計８から測定された風向および風速に関する情報が入力されている。その一方で、制御部１０からは、チルト角変更部９にチルト角αを変更する制御信号が出力されているとともに、コーン角βを変更する制御信号が出力されている。
【００３９】
次に、上記の構成からなる風力発電設備１における発電方法の概略について説明する。
【００４０】
風力発電設備１においては、ロータヘッド４の回転軸線方向から回転翼６に当たった風の力が、ロータヘッド４を回転軸線Ｌまわりに回転させる動力に変換される。
このロータヘッド４の回転はナセル内機器７に伝達され、ナセル内機器７において、電力の供給対象に合わせた電力、例えば、周波数が５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの交流電力が発電される。
【００４１】
ここで、少なくとも発電を行っている間は、風の力を風車回転翼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、ロータヘッド４を風上に向けられている。
【００４２】
次に、本実施形態の特徴である風力発電設備１におけるチルト角αおよびコーン角βの制御について説明する。
ここでは、風が風力発電設備１の下側から吹き上げてくる場合におけるチルト角αおよびコーン角βの制御に適用して説明する。
【００４３】
風力発電設備１に向かって吹いてくる風の向きや方向は、図１および図２に示すように、風向風速計８により測定される。測定された風の向きや方向に関する情報は、図３に示すように、制御部１０に入力され、制御部１０はチルト角αおよびコーン角βを変更する制御信号をそれぞれチルト角変更部９およびコーン角変更部４１に出力する。
【００４４】
例えば、制御部１０は現在のチルト角αと、測定された風の向きや方向と、が所定の範囲内に収まっているか否かを判定する。判定の結果、現在のチルト角αと、測定された風の向き等と、が所定の範囲から外れているときには、制御部１０は、測定された風の向きや方向に対して、チルト角αが所定の範囲内に収まるように、チルト角制御部１０に制御信号を出力する。
【００４５】
より好ましくは、回転翼６の回転面が風の吹く方向と正対するように、言い換えると、回転翼６における受風面積が大きくなるように制御信号を出力する。
【００４６】
図４は、図２のチルト角変更部によりチルト角が変更された状態を説明する模式図である。
制御信号が入力されたチルト角変更部９は、図４に示すように、ナセル３を風上側（図４の左側）に向かって下方（図４の下方）に角度γだけ傾けることにより、チルト角αを小さくする。
このようにすることで、回転翼６の回転面が風の吹く方向と正対するようになる。
【００４７】
制御部１０は同時に、回転翼６の先端と、支柱２との間隔が所定の間隔よりも狭いか否かを判定する。判定の結果、回転翼６の先端と、支柱２との間隔が所定の間隔よりも狭いときには、制御部１０は、コーン角βを大きくし、回転翼６の先端と、支柱２との間隔を広げるように、コーン角変更部４１に制御信号を出力する。
【００４８】
このようにすることで、回転翼６の先端と、支柱２との間隔が確保され、回転翼６と支柱２との接触が防止される。
【００４９】
コーン角変更部４１によるコーン角βの変更方法としては、３つの回転翼６におけるコーン角βを同時に変更する方法と、支柱２に接近した回転翼６のコーン角のみを変更する方法と、を例示することができる。
【００５０】
３つの回転翼６におけるコーン角βを同時に変更する方法は、言い換えると、回転翼６のコーン角βを変更の値に固定する方法であり、回転翼６は変更後のコーン角βの状態で回転される。
【００５１】
支柱２に接近した回転翼６のコーン角βのみを変更する方法は、言い換えると、回転翼６のコーン角βを支柱２との位置関係に基づいて変更する方法である。
【００５２】
具体的には、回転翼６が一回転する間であって支柱２から離間している区間では、支柱２と接触するおそれがないため、回転翼６におけるコーン角βは変更前の角度とされる。その一方で、回転翼６が支柱２と接近している区間では、支柱２と接触するおそれがあるため、回転翼６におけるコーン角βは変更後の角度とされる。
【００５３】
上記の構成によれば、回転翼６の回転面が風の吹く方向と正対するように、チルト角αを変更することにより、回転翼６における受風面積の減少を抑制することができる。
例えば、吹き上げられる風に対して、回転翼６の回転面が風の吹く方向と正対するようにチルト角αを変更する、言い換えると、主軸の回転軸線Ｌが延びる方向を下方向に変更することにより、回転翼６における受風面積の減少が抑制される。
その結果、本実施形態の風力発電設備１においては、吹き上げ風などの水平方向と交差する方向に吹く風に対しても、発電効率の低下を抑制することができる。
【００５４】
さらに、チルト角αに基づいてコーン角βを変更することにより、回転翼６と支柱との接触を回避することができる。
例えば、吹き上げられる風に対して、回転翼６が当該風の吹く方向に正対するようにチルト角αを変更する、言い換えると、主軸の回転軸線Ｌが延びる方向を下方向に変更すると、回転翼６の先端と支柱２とが接近して両者が接触するおそれがある。この場合に、コーン角βを大きくすることにより、回転翼６の先端が主軸の回転軸線Ｌと直交する面である回転面、つまり支柱２から離れるため、回転翼６と支柱２との接触を回避することができる。
【００５５】
チルト角変更部９により、支柱２に対するナセル３の取付角度が変更されると、ナセル３に配置された主軸の回転軸線Ｌおよび回転翼６における風に対する姿勢が変化する。そのため、回転翼６の回転面が風の吹く方向と正対するように、ナセル３の取付角度を変更することによりチルト角αが変更され、回転翼６における受風面積の減少を抑制することができる。
【００５６】
例えば、主軸にフレキシブルカップリングを設けることにより回転翼６および主軸の一部等の取付角を変更してチルト角αを変更する場合と比較して、フレキシブルカップリングなどの負荷がかかる可動部の数を減らすことができる。そのため、負荷のかかる部品の定期的な点検作業等の増加を抑制することができ、風力発電設備１の信頼性低下を抑制することができる。
【００５７】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について図５を参照して説明する。
本実施形態の風力発電設備の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、チルト角変更部の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図５を用いてチルト角変更部の構成のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図５は、本実施形態の風力発電設備におけるチルト角変更部の構成を説明する模式図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００５８】
風力発電設備（アップウインド型風力発電設備）１０１におけるロータヘッド４と発電機７３との間には、図５に示すように、第１主軸１０４Ａと、第２主軸１０４Ｂと、フレキシブルカップリング（可変接続部）１０５と、チルト角変更部１０９と、が設けられている。
【００５９】
第１主軸１０４Ａは、図５に示すように、フレキシブルカップリング１０５および第２主軸１０４Ｂとともにロータヘッド４の回転を発電機７３に伝達するものである。第１主軸１０４Ａは略円柱状に形成された部材であり、主軸受７１により回転可能に支持される部材である。
第１主軸１０４Ａの風上側（図５の左側）の端部にはロータヘッド４が接続され、風下側（図５の右側）の端部にはフレキシブルカップリング１０５が接続されている。
【００６０】
第２主軸１０４Ｂは、図５に示すように、フレキシブルカップリング１０５および第１主軸１０４Ａとともにロータヘッド４の回転を発電機７３に伝達するものである。第２主軸１０４Ｂは略円柱状に形成された部材である。
第２主軸１０４Ｂの風上側の端部にはフレキシブルカップリング１０５が接続され、風下側の端部には発電機７３が接続されている。
【００６１】
フレキシブルカップリング１０５は、図５に示すように、第１主軸１０４Ａおよび第２主軸１０４Ｂとともにロータヘッド４の回転を発電機７３に伝達するものである。フレキシブルカップリング１０５は、例えば、可撓部のたわみによって第１主軸１０４Ａおよび第２主軸１０４Ｂとの間の偏心や偏角を吸収するものである。
フレキシブルカップリング１０５の上流側の端部は第１主軸１０４Ａに接続され、下流側の端部は第２主軸１０４Ｂに接続されている。
【００６２】
なお、上述のように、第１主軸１０４Ａおよび第２主軸１０４Ｂの間にフレキシブルカップリング１０５を配置してもよいし、その他の第１主軸１０４Ａおよび第２主軸１０４Ｂとの間の偏心や偏角を吸収する部材を配置してもよく、特に限定するものではない。
【００６３】
チルト角変更部１０９は、図５に示すように、ナセル３の内部の床面と主軸受７１との間に配置され、ナセル３に対する第１主軸１０４Ａの回転軸線Ｌの姿勢を変更可能とするものである。言い換えると、チルト角αを変更可能とするものである。
【００６４】
チルト角変更部１０９は、伸縮することによりチルト角αを変更する。
具体的には、チルト角変更部１０９が伸びることにより主軸受７１がナセル３の内部の床面から離れる方向に押し上げられる。すると、第１主軸１０４Ａはフレキシブルカップリング１０５を支点として回動し、チルト角αが大きくなる。
その一方で、チルト角変更部１０９が縮むことにより主軸受７１がナセル３の内部の床面に接近する。すると、第１主軸１０４Ａはフレキシブルカップリング１０５を支点として回動し、チルト角αが小さくなる。
【００６５】
上記の構成によれば、第１主軸１０４Ａの延びる方向を変更させることにより、回転翼６の回転面が風の吹く方向と正対させること、言い換えると、チルト角αを変更することができる。
さらに、チルト角αを変更しても、フレキシブルカップリング１０５により第１主軸１０４Ａから第２主軸１０４Ｂおよび発電機７３に回転駆動力を伝達することができる。
【００６６】
例えば、ナセル３全体の取付角度を変更する方法と比較して、回転翼６および第１主軸１０４Ａ等のみの取り付け角度などを変更することにより、チルト角αを変更することができる。そのため、チルト角αの変更を容易に行うことができる。
【００６７】
〔第２の実施形態の第１変形例〕
次に、本発明の第２の実施形態の第１変形例について図６を参照して説明する。
本変形例の風力発電設備の基本構成は、第２の実施形態と同様であるが、第２の実施形態とは、支柱の構成が異なっている。よって、本変形例においては、図６を用いて支柱の構成のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図６は、本変形例に係る風力発電設備における支柱の構成を説明する模式図である。
なお、第２の実施形態と同一の構成要素には、同一負の符号を付して、その説明を省略する。
【００６８】
風力発電設備（アップウインド型風力発電設備）１０１Ａにおける支柱２の上端には、図６に示すように、上方に向かって風上側に傾斜する傾斜部１０２が設けられている。
【００６９】
傾斜部１０２が設けられていることにより、支柱２における中心軸線ＣＬと、回転翼６の回転面ＲＰとの間の距離Ｓが確保される。
距離Ｓは、回転翼６における回転面の直径Ｄを基準とすると、０．２６Ｄから０．３１Ｄの範囲となるように設定されている。
【００７０】
このようにすることで、回転翼６の先端と支柱２との間の間隔を確保することができ、チルト角αを変更しても、回転翼６の先端と支柱２との接触を防止できる。
【００７１】
さらに、ナセルの重量が増加し、支柱２にかかる負荷が増加するナセルの全長を長くする方法と比較して、ナセルなどの支柱２の先端に配置される重量が増加しないため、支柱２にかかる負荷の増加を抑制できる。
【００７２】
〔第２の実施形態の第２変形例〕
次に、本発明の第２の実施形態の第２変形例について図７を参照して説明する。
本変形例の風力発電設備の基本構成は、第２の実施形態と同様であるが、第２の実施形態とは、ナセルの構成が異なっている。よって、本変形例においては、図７を用いてナセルの構成のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図７は、本変形例に係る風力発電設備における支柱の構成を説明する模式図である。
なお、第２の実施形態と同一の構成要素には、同一負の符号を付して、その説明を省略する。
【００７３】
風力発電設備（アップウインド型風力発電設備）１０１Ｂにおけるナセル（筐体）１０３Ｂは、図７に示すように、支柱２から回転翼６および頭部カプセル５側の部分、言い換えると、風上側（図７の左側）の部分が、突出して形成されている。
さらに、ナセル１０３Ｂの内部における風下側（図７の右側）の部分には、風上側に突出した部分とバランスを取る重量部１１３Ｂが配置されている。
【００７４】
このようにすることで、支柱２における中心軸線ＣＬと、回転翼６の回転面ＲＰとの間の距離Ｓが確保される。そのため、回転翼６の先端と支柱２との間の間隔を確保することができ、チルト角αを変更しても、回転翼６の先端と支柱２との接触を防止できる。
【００７５】
さらに、支柱２に傾斜する部分を形成する方法と比較して、支柱２の形成が容易になるとともに、支柱２に偏った負荷がかかることを防止できる。
その一方で、ナセルの全長を長くして、風上側および風下側に突出させる方法と比較して、ナセルの全長を短くすることができる。
【００７６】
〔第２の実施形態の第３変形例〕
次に、本発明の第２の実施形態の第３変形例について図８を参照して説明する。
本変形例の風力発電設備の基本構成は、第２の実施形態と同様であるが、第２の実施形態とは、ナセルの構成が異なっている。よって、本変形例においては、図８を用いてナセルの構成のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図８は、本変形例に係る風力発電設備における支柱の構成を説明する模式図である。
なお、第２の実施形態と同一の構成要素には、同一負の符号を付して、その説明を省略する。
【００７７】
風力発電設備（アップウインド型風力発電設備）１０１Ｃにおけるナセル（筐体）１０３Ｃは、図８に示すように、支柱２から回転翼６および頭部カプセル５側の部分、言い換えると、風上側（図８の左側）の部分が、突出して形成されているとともに、反対側、つまり風下側（図８の右側）の部分も同じ長さだけ突出して形成されている。
【００７８】
このようにすることで、支柱２における中心軸線ＣＬと、回転翼６の回転面ＲＰとの間の距離Ｓが確保される。そのため、回転翼６の先端と支柱２との間の間隔を確保することができ、チルト角αを変更しても、回転翼６の先端と支柱２との接触を防止できる。
【００７９】
さらに、支柱２に傾斜する部分を形成する方法と比較して、支柱２の形成が容易になるとともに、支柱２に偏った負荷がかかることを防止できる。
その一方で、ナセルの風上側のみを突出させ、バランスを取る重量部をナセルに設ける方法と比較して、発電に寄与しない重量部をナセル内に配置する必要がない。
【符号の説明】
【００８０】
１，１０１，１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃ  風力発電設備（アップウインド型風力発電設備）
２  支柱
３，１０３Ｂ，１０３Ｃ  ナセル（筐体）
６  回転翼
９，１０９  チルト角変更部
４１  コーン角変更部
７３  発電機（発電部）
１０４Ａ  第１主軸
１０４Ｂ  第２主軸
１０５  フレキシブルカップリング（可変接続部）
α  チルト角
β  コーン角
【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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