(57)【要約】【課題】直接駆動風車内の環境を制御し、従来技術の問題を回避するためのより経済的でかつ簡単な方法を提供する。【解決手段】ロータ１１およびステータ１２を含む発電機１４を備え、空気流制御装置１００は、出口ダクト４を通って出口空気流ＡＦ_outを引き込むように配置された流出ファン１を含み、前記出口ダクト４は、ステータ１２の内部キャビティ１２０から風車１０の外部へ延びている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直接駆動風車（１０）用の空気流制御装置（１００）において、ロータ（１１）およびステータ（１２）を含む発電機（１４）を備え、前記空気流制御装置（１００）は、出口ダクト（４）を通って出口空気流（ＡＦ_out）を引き込むように配置された流出ファン（１）を含み、前記出口ダクト（４）は、前記ステータ（１２）の内部キャビティ（１２０）から風車（１０）の外部へ延びていることを特徴とする、直接駆動風車用の空気流制御装置。
【請求項２】
前記流出ファン（１）が前記出口空気流（ＡＦ_out）を前記出口ダクト（４）内へ発電機キャビティ（１４０_F，１４０_R）から、前記ロータ（１１）の磁極（１１１）と前記ステータ（１２）の巻線（１２１）との間の空隙（１５０）を通って引き込むように実現されている、請求項１記載の空気流制御装置。
【請求項３】
前記出口ダクト（４）はステータ内部キャビティ（１２０）を前記風車（１０）のキャノピ（１３）の内部（１３０）から分離するように配置された分離手段（１２３）を通って実質的に気密形式で延びるように配置されている、請求項１または２記載の空気流制御装置。
【請求項４】
複数のステータダクト（３）を備え、１つのステータダクト（３）は、前記ステータ（１２）を通って前記発電機（１４）のリヤキャビティ（１４０_R）から前記発電機（１４）のフロントキャビティ（１４０_F）まで延びており、前記出口空気流（ＡＦ_out）の少なくとも一部は前記流出ファン（１）によって前記ステータダクト（３）を通って吸引される、請求項１記載の空気流制御装置。
【請求項５】
前記風車（１０）のキャノピ（１３）の内部（１３０）へ入力空気流（ＡＦ_in）を引き込むように配置された流入ファン（２）を備える、請求項１から４までのいずれか１項記載の空気流制御装置。
【請求項６】
前記出口空気流（ＡＦ_out）を前記出口ダクト（４）から前記風車（１０）の外部へおよび／または再びキャノピ内部（１３０）へ案内するための出口流出装置（５）を備える、請求項１から５までのいずれか１項記載の空気流制御装置。
【請求項７】
前記出口流出装置（５）は、前記風車（１０）の外部への出口空気流（ＡＦ_out）を調整するための第１のハッチ（５１）、およびキャノピ内部（１３０）への出口空気流（ＡＦ_out）を調整するための第２のハッチ（５２）を含む、請求項１から６までのいずれか１項記載の空気流制御装置。
【請求項８】
前記出口流出装置（５）は、前記風車（１０）の外部へのおよび／またはキャノピ内部（１３）への出口空気流（ＡＦ_out）を調整するための３方式ハッチ（５３）を含む、請求項１から７までのいずれか１項記載の空気流制御装置。
【請求項９】
キャノピ外部および／または発電機（１４）および／または発電機磁界（１１）の磁極（１１１）および／または発電機電機子（１２）の巻線（１２１）における温度を測定するための複数の温度センサ（６０，６１）、および／またはキャノピ外部および／または風車（１０）の内部空間（１２０，１３０，１４０）における湿度を測定するための複数の湿度センサ（６２，６３）を備える、請求項１から８までのいずれか１項記載の空気流制御装置。
【請求項１０】
センサ（６０，６１，６２，６３）によって提供された測定に基づいて少なくとも出口流出装置（５）および／または流出ファン（１）および／または流入ファン（２）を制御するように実現された制御ユニット（６）を備える、請求項１から９までのいずれか１項記載の空気流制御装置。
【請求項１１】
流入ファン（２）に配置されたフィルタ装置（７３）および／またはミストエリミネータ（７１）を含み、前記フィルタ装置（７３）は、空気から空気中の粒子をろ過するように実現されており、前記ミストエリミネータ（７１）は、空気から湿分を除去するように実現されている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の空気流制御装置。
【請求項１２】
キャノピ内部（１３０）から前記発電機（１４）のフロントキャビティ（１４０）まで延びた複数のステータダクト（３）を備える、請求項１から１１までのいずれか１項記載の空気流制御装置。
【請求項１３】
前記出口ダクト（４）とキャノピ内部（１３０）との間に断熱層（４００）を備える、請求項１から１２までのいずれか１項記載の空気流制御装置。
【請求項１４】
請求項１から１３までのいずれか１項記載の空気流制御装置（１００）を備える、ロータ（１１）およびステータ（１２）を含む発電機（１４）を備えた直接駆動風車（１０）。
【請求項１５】
ロータ（１１）およびステータ（１２）を含む発電機（１４）を備える直接駆動風車（１０）において空気流（ＡＦ_in，ＡＦ_out）を制御する方法において、該方法は、出口ダクト（４）を通って出口空気流（ＡＦ_out）を引き込むための流出ファン（１）を駆動するステップを含み、前記出口ダクト（４）は、前記ステータ（１２）の内部キャビティ（１２０）から風車（１０）の外部へ延びていることを特徴とする、直接駆動風車において空気流を制御する方法。
【請求項１６】
キャノピ外部および／または発電機内部（１４０）および／または発電機フィールド（１１）の磁極（１１１）および／または発電機電機子（１２）の巻線（１２１）において温度を測定するステップ、および／または
キャノピ外部および／または発電機フロントキャビティ（１４０）および／またはキャノピ内部（１３０）および／またはステータ内部キャビティ（１２０）において相対湿度を測定するステップ、および
測定に基づいて出口流出装置（５）を制御するステップ、を含む、請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
実質的に全ての出口空気流（ＡＦ_out）を再びキャノピ内部（１３０）へ案内するように出口流出装置（５）を作動させるステップ、および
風車（１０）の特定の領域において所望の空気温度および／または所望の温度に達するまで前記出口空気流（ＡＦ_out）を加熱および／または再循環させるように流出ファン（１）を駆動するステップを含む、請求項１５または１６記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直接駆動風車用の空気流制御装置、直接駆動風車、および直接駆動風車において空気流を制御する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電機の作動中、磁界装置の磁極と、電機子装置の巻線との相対回転は、巻線に誘発される電流を生じる。風車発電機などの大型発電機は、強い磁界を有する数百個の磁極を有することができ、巻線に誘発される電流は相応に大きく、これにより、巻線は極めて高温となる。高温は、磁石、および巻線、制御回路、センサなどの発電機におけるその他の構成部材に不都合な影響を与える恐れがある。この理由から、風車発電機には、通常、発電機の高温部分を冷却するための冷却装置が装備されている。幾つかの設計では、発電機内に配置された管またはホースを通って循環する冷却流体に熱を伝達するように、熱交換器が用いられている。しかしながら、巻線から熱を効率的に除去するようにこのような流体冷却システムを配置することは、複雑で高価である。別のタイプの冷却装置は、風車ナセルの後部に取り付けられた熱交換器を含んでよく、これにより、風車ナセルは、風車を通過する空気によって冷却することができる。熱を高温の構成部材から管またはダクト内の冷却流体を用いて外部熱交換器へ伝達することができる。管、ホース、熱交換器などの広範囲の装置は、風車に対して全体的な複雑さおよびコストを付加し、漏れを回避するために大きな注意が払われなければならない。さらに、このような冷却システムのメンテナンスはコストを著しく増大させる。別のアプローチでは、キャノピにおいて過圧を生ぜしめるためにファンを用いてナセルまたはキャノピに空気が引き込まれてよく、これにより、例えばハブとキャノピとの間の間隙を通って逃げることにより、再び外部に到達するために、空気は発電機を強制的に通過させられる。
【０００３】
このようなシステムの欠点は、空気が流出するときに、空気が常に外部に向かって“最も容易な”または最も幅広の経路をたどるということである。したがって、このような公知のシステムは、熱源、すなわち巻線における温度を低下させるための能力が制限されている。なぜならば、巻線の周囲のスペースは、巻線と磁極との間の空隙のように狭いからである。外部へ逃げ出す空気は、このような狭隘部を迂回する傾向がある。したがって、このような空気冷却システムは概して非効率である。高温の巻線を効果的に冷却することができないということは、風車が常にフルパワーで作動させられるわけではないことを意味する。なぜならば、結果として生じる高温が、発電機または発電機構成部材を損傷するからである。
【０００４】
風車は、様々な環境、および様々な天候条件において確実に作動するよう設計されなければならない。風車における空気の高い相対湿度は、特に水蒸気が発電機内の比較的低温の構成部材において凝縮すると、問題を生ずることがある。例えば、直接駆動風車では、磁極を備えた外側ロータは、初期には、発電機の最も低温の部分であり、発電機内の温度が上昇すると、磁石において凝縮が形成されることがある。この問題に対応するため、ステータを取り囲む閉鎖されたチャンバ内に供給される空気から水蒸気を除去するために、１つのアプローチでは脱湿装置が用いられてよい。有効であるために、ロータとステータとの間の空気シールも必要とされ、これにより、乾燥した空気も磁石を通過する。このようなシステムは、実現および維持するためにはかなり複雑でかつ高価である。なぜならば、ロータおよびステータを一緒に封止することは容易ではないからである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明の課題は、直接駆動風車内の環境を制御し、上述の問題を回避するためのより経済的でかつ簡単な方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は、請求項１記載の空気流制御装置、請求項１３記載の直接駆動風車、および請求項１４記載の、直接駆動風車において空気流を制御する方法によって達成される。
【０００７】
本発明によれば、空気流制御装置は、ロータおよびステータを含む発電機を備えた直接駆動風車において使用するために実現され、前記空気流制御装置は、出口ダクトを通じて出口空気流を引き込むように配置された流出ファンを有し、出口ダクトは、ステータの内部キャビティから風車の内部へ延びている。
【０００８】
本発明による空気流制御装置の利点は、最も冷却を必要とする発電機の部分に空気流が最適に案内されるということである。単に空気を発電機に導入し、空気を流出させる代わりに、本発明による空気流制御装置は、特に、空気流を強制的に、風車の空間的に別個の領域を通る所定の経路をたどらせる。空気は、流出ファンの吸込みまたは抜き出し作用によりこの経路を強制的にたどらされる。タービン特定の形式で経路を規定し、ステータ内部キャビティに空気を強制的に通過させることにより、発電機の所定の領域の最適な冷却または加熱を達成することができる。この態様を以下でより詳細に説明する。
【０００９】
好適には、以下で説明するように、出口ダクトは、第１の出口開口を有し、この第１の出口開口を通って出口空気流を風車の外部、例えば風車のキャノピの外部へ排出することができ、また、第２の出口開口を有し、この第２の出口開口を通って一部または全ての出口空気流を風車の内部へ戻すことができる。
【００１０】
発明の好適な実施の形態によれば、ロータおよびステータを含む発電機を備えた直接駆動風車は、このような空気流制御装置を有する。
【００１１】
本発明による直接駆動風車の利点は、発電機内の空気の質を、風車作動のあらゆる段階において最適化することができる。空気は、関連する決定的な発電機構成部材を好ましい有効な形式で冷却するために使用することができ、風車内の空気の相対湿度を、必要に応じて調節することもできる。これは以下でより詳細に説明する。
【００１２】
本発明によれば、直接駆動風車において空気流を制御する方法は、出口ダクトを通って出口空気流を引き込むために流出ファンを駆動するステップを含み、前記出口ダクトは、ステータの内部キャビティから風車の外部へ延びている。
【００１３】
本発明による方法の利点は、空気流によってたどられる経路を、意図的に規定することができるということである。言い換えれば、所定の経路に関連した流出ファンの作用とは、冷却、加熱および／または乾燥を最も必要とする発電機部分に空気流を特に方向付けることができることを意味する。これにより、発電機のこれらの部分を通過する空気の質を、好ましい簡単でかつ経済的な形式で調節することができる。
【００１４】
本発明の特に有利な実施の形態および特徴は、以下の説明に示されているように、従属請求項によって提供されている。異なる請求項のカテゴリの特徴は、適宜、ここには説明されていない別の実施の形態を提供するように組み合わされてもよい。
【００１５】
直接駆動風車では、発電機全体は、ギヤボックスを備えた発電機よりもコンパクトである。キャノピは、風車の様々な部分を保護するために用いられる。例えば、キャノピは、ヨー機構が取り囲まれて、雨やほこりから保護されるようにタワーヘッドに取り付けられるような形状を有することができる。発電機は好適にはキャノピの下方において取り囲まれていない。「キャノピ」という用語は、概して、シェルまたはハウジングであって、それによって周囲環境から取り囲まれた構成部材を保護するものをいう。キャノピ、ベッドフレームなどの支持フレーム、およびヨー機構は、集合的に以下では“ナセル”と呼ばれてよい。本発明の関連において、キャノピおよびナセルは、機能の点で同等と見なされてよい。“外側ロータ型”の設計では、ロータは、内部ステータの周囲を自由に回転する。以下では、ただし発明を一切限定することなく、空気流制御装置はこのような風車構造において実現されると仮定されてよい。以下では、外側ロータが発電機の磁界であり、内側ステータが電機子であり、これにより、ロータの内面に磁石が配置されており、ステータの外面に巻線が配置されていると仮定されてもよい。もちろん、外側ロータが電機子として機能し、内側ステータが磁界として機能することも可能である。
【００１６】
大型発電機の巻線は概して、電機子のスロットにはめ込まれる平坦な金属バンドを含む。通常、このような発電機は複数の位相を有し、異なる位相の巻線は、互いに交差しなければならない。したがって、電機子の一方または両方の端部において、巻線は概して、互いに上下にはまり合うように様々な形式の形状を有し、これにより、交差はコンパクトでかつ効率的な形式で行うことができる。発電機の前端および後端におけるキャビティは、この巻線“オーバハング”を収容するように寸法決めされている。ここで、“フロントキャビティ”とは、発電機の前側またはハブ側に配置されていると理解され、“リヤキャビティ”とは、発電機の後側またはキャノピ側に配置されていると理解される。発電機キャビティは、ステータ内部とは空間的に別個であるので、ステータ内部に進入するために、空気は、巻線の間のあらゆる間隙を通過しなければならない。例えば、発電機フロントキャビティからステータ内部へ通過するためには、空気は、隣接する巻線または巻線セクションの間の狭い間隙またはスリットを通過しなければならない。したがって、発明の特に好適な実施の形態では、空気流制御装置は、流出ファンが出口空気流を、発電機キャビティから、ロータの磁極とステータの巻線との間の空隙を通って、出口ダクト内へ引き込むように実現される。言い換えれば、流出ファンの吸込み作用は、空気を特にキャビティから、発電機のフロントまたはリヤにおいて、ロータとステータとの間の空隙内へ、隣接するステータ巻線の間の間隙を通って引き込む。
【００１７】
本発明の別の好適な実施の形態では、空気流制御装置は、複数のステータダクトを含み、ステータダクトは、ステータを通って発電機のリヤキャビティから発電機のフロントキャビティへ延びており、出口空気流の少なくとも一部が流出ファンによってステータダクトを通って引き込まれる。この極めて好適な装置により、空気流は、風車の様々な、空間的に別個の領域を接続する複数のチャネルまたはダクト上の所定の経路を強制的にたどらされる。例えば、空気流経路は、ステータダクト、発電機のフロントキャビティ、ステータ内部、および最後に出口ダクトによって規定されてよい。別の空気流経路は、発電機リヤキャビティ、空隙、巻線の間の１つ以上の間隙、ステータ内部、および最後に出口ダクトによって規定されてよい。
【００１８】
その結果、空気は発電機のキャビティからステータ内部へ引き込まれる。好適には、ステータダクトによって提供される経路の他に、ステータの内部空間は、気密状態でキャノピ内部から分離されている。同様に、それに沿って空気が意図的に流過させられる特定の空気流経路の他に、ステータの内部空間は気密形式で発電機フロントキャビティから分離されている。したがって、キャノピおよびステータの関連における“気密”とは、所定の空気流経路の他に、空気が風車から“逃げ出す”ことができるために通過する経路は他に実質的に存在しないことを意味すると理解されるべきである。
【００１９】
ラビリンスシールまたは同様のものを通って逃げ出す空気の小さな体積は重要ではなく、本発明による空気流制御装置の効率を損なうものではない。
【００２０】
雨水および空気中の粒子の進入を防止するため、キャノピはラビリンスシールを用いて外側ロータに取り付けられてよい。本発明による空気流制御装置の単純な実施の形態では、空気の供給がキャノピに進入できるように風車の適切な領域において幾つかの間隙が意図的に残されてよく、これにより、流出ファンは、好ましい有効な体積の空気を、ステータダクト、発電機フロントキャビティおよび出口ダクトによって規定された経路に沿って引き込むことができる。これに代えて、空気入口として機能する複数の一方向弁が、空気をキャノピに進入させるためにキャノピの周囲の様々な箇所に配置されてよい。しかしながら、発明の特に好適な実施の形態では、空気流制御装置は、空気を風車のキャノピの内部へ引き込むために配置された流入ファンを有する。これにより、好ましい有効な体積の空気が常に、あらゆる要求される冷却または加熱作用のために提供される。このような実施の形態では、比較的気密のキャノピを達成するために様々なシールが用いられてよく、例えば、キャノピとタワーヘッドとの間にシールが設けられてよい。このタイプの装置は、実質的に気密であるが、必ずしも完全に気密でなくてもよく、これにより、空気流制御装置によって使用される実質的に全ての空気が流入ファンによって引き込まれ、シールによって閉じ込められ、これにより、小さな部分のみがキャノピから“逃げ出す”ことができる。流入ファンは好適には、キャノピ内部に過圧を生ぜしめるように実現されており、これにより、空気は、キャノピ内部からの有効な唯一の出口であるステータダクトへ強制的に通過させられる。
【００２１】
好適には、発電機フロントキャビティからステータ内部への制限された数の“経路”が設けられており、これらの経路に沿って空気流は流れることができる。例えば、空気流全体を、ステータ内部に向かう途中で巻線を強制的に通過させることが望ましい。この効果を達成するために、発明の好適な実施の形態では、ステータの内部キャビティは、リヤおよびフロントステータプレートによって規定されており、このリヤおよびフロントステータプレートは、ステータ内部を、一方の側でキャノピ内部から（リアステータプレートまたは“ステータバックプレート”）、他方の側で発電機フロントキャビティから（フロントステータプレートまたは“ステータフロントプレート”）から封止している。流体冷却を用いる慣用の発電機では、これらのステータプレートはあらゆる数の開口または穴を有してよい。本発明による空気流制御装置と共に使用するために、リヤおよびフロントステータプレートは、好適には、ステータダクトおよび出口ダクトを収容するために必要な開口の他にはいかなる開口をも備えない閉鎖された面を有する。したがって、発明の別の好適な実施の形態では、ステータダクトは、ステータプレートにおいて相応に成形された開口を通過するように配置されている。ステータダクトを通って案内される空気流がキャノピ内部から発電機のフロントキャビティへ通過することを保証するために、すなわち、キャノピ内部からステータ内部へ直接に空気が実質的に通過しないように、ステータダクトとステータプレートとの間の接合部において、開口の周囲に気密シールなどの適切なシールを配置することができる。このように、できるだけ多くの空気を発電機フロントキャビティへ強制的に通過させることができ、発電機フロントキャビティから、空気は、ステータ巻線、および磁極と巻線との間の空隙を通って引き込まれる。これにより、以下で説明するように、（風車の作動中の）冷却のため、（風車の始動前の）加熱のため、および／または空気を乾燥させるために、空気が最も有効に利用される。
【００２２】
１つの作動モードでは、冷却のために巻線および空隙を通って流出ファンによって引き込まれたまたは吸い込まれた空気は、好適には、発電機の近くから除去される。なぜならば、空気が巻線および／または空隙を通過した時までに、その温度は上昇しているからである。したがって、発明の好適な実施の形態では、出口ダクトは、ステータ内部空間を外部から分離するために配置されたステータプレートを通って実質的に気密形式で延びるように配置されている。これにより、巻線および空隙を通過した空気流は、出口ダクトに引き込まれ、ステータ内部から効率的な形式で除去される。例えばフルパワーでの風車の作動中、高温空気を外部へ抜き出しかつ排出することができ、これにより、発電機の決定的な領域の効率的な冷却を達成することができる。
【００２３】
高い相対湿度の条件において、露点は実際の空気温度に近くなることが知られている。
これは、湿った条件において作動させられる風車における問題となり得る。したがって、発明の特に好適な実施の形態において、空気流制御装置は、出口空気流を出口ダクトからキャノピの外部へ案内するおよび／または再びキャノピ内部へ案内するための出口流出装置を有する。特に、風車が停止された後の始動時、高い相対湿度は、水蒸気が外側ロータの磁石に凝縮していることを意味することができる。なぜならば、これは発電機の最も低温の部分だからである。相対湿度は、空気温度および空気圧力に依存する。言い換えれば、システムにおける温度および／または圧力を変化させることによって、閉鎖されたシステムにおける相対湿度を変化させることができる。本発明による空気流制御装置の好適な実施の形態は、この関係を大いに利用し、流出ファンおよび出口流出装置の組み合わされた作用が、空気が、風車における所定の経路に沿って循環することを保証する。出口流出装置は、キャノピ外部への経路を閉鎖し、キャノピ内部へ戻る経路を開放するように作動させられ、それと同時に、流出ファンの熱放散によって空気が加熱される。風車から排出されるまたは風車から逃げ出す空気の量を補償するために、過圧が維持されるように空気流入の量を調節することができる。このように、空気流制御装置の作動は、満足できる状態が達成されるまで、例えば、露点が、水蒸気がもはや磁極または発電機のその他の比較的低温の領域において凝縮しない（または少なくとも著しく凝縮しない）レベルにまで高められるときまで、継続させることができる。
【００２４】
出口流出装置は、あらゆる数の形式で実現することができる。好適には、出口流出装置は、多くの機能を満たすように、すなわち、風車からの実質的に全ての出口空気流を排出するために、または実質的に全ての出口空気流をキャノピ内部に再び逸らせるために、または出口空気流の一部をキャノピ内部へ逸らせ、残りの部分を風車から排出させるように、実現されている。発明の特に好適な実施の形態では、出口流出装置は、キャノピの外部への出口空気流を調整するための第１の手段と、キャノピ内部への出口空気流を調整するための第２の手段とを有する。第１および第２の出口空気流調整手段は、互いに独立して作動させられるか、または同期して作動させられてよい。例えば、空気流調整手段は、ハッチを含んでよく、第１のハッチは風車から出る空気流を調整し、第２のハッチはキャノピ内部へ戻る空気流を調整する。このような実施の形態では、第１のハッチは、第１のハッチが閉鎖されているときに出口ダクトの主出口開口を実質的に完全に覆うように配置することができる。同様に、第２のハッチが閉鎖されているとき、第２のハッチは、出口ダクトの第２の出口開口を実質的に完全に覆う。第１および第２のハッチは、互いに独立して作動させることができるか、または同期して作動させられてよく、これにより、例えば、一方のハッチが完全に開放しているとき、他方は完全に閉鎖されている。
【００２５】
発明の別の好適な実施の形態では、ハッチ装置は、キャノピの外部への出口空気流を調整するための第１のハッチ部分と、キャノピ内部への出口空気流を調整するための第２のハッチ部分とを備えた３方式ハッチを含み、これにより、一方のハッチ部分の作動は、他方のハッチ部分の対応する動作を生じる。好適には、ハッチ装置は、ハッチ部分が同期して制御されるように制御される。例えば、第１のハッチ部分が完全に“開放”していると、第２のハッチが完全に“閉鎖”され、これにより、全ての出口空気流が風車から排出される；第１のハッチ部分が完全に“閉鎖”されていると、第２のハッチ部分が完全に“開放”し、これにより、全ての出口空気流が再びキャノピ内部へ循環させられる；第１のハッチ部分が部分的にのみ開放していると、第２のハッチ部分は、対応する大きさだけ部分的にのみ閉鎖され、これにより、一部の出口空気流がキャノピ内部へ再び循環され、残りの部分は風車から排出される。
【００２６】
これに代えて、出口空気流調整手段は、ファンを含んでよい。このような実施の形態では、第１の空気流調整手段は、空気を、ステータダクトを通じて、ステータ内部および出口ダクトへ引き込むのに十分なパワーを有する流出ファンであってよい。第２の空気流調整手段は、出口ダクトをキャノピ内部の方向に分岐する二次ダクトに配置された二次流出ファンを含んでもよい。キャノピ内部へ再び引き込まれる空気の体積は、この二次ファンが駆動される速度に依存することができる。全ての出口流出空気が風車から排出されるべき場合に空気がキャノピに進入することを防止するために、二次ファンは単に停止させられてよく、これにより、キャノピ内部への経路を有効に閉鎖する。
【００２７】
流出ファンは、好適には出口ダクトの適切な領域に位置決めされる。例えば、流出ファンは、出口ダクトの“口”または入口開口の近く、または出口開口に近い方に配置されてよい。好適には、流出ファンは、空気が流出ファンに到達するまでに空気が線形の流れとなることを保証するために入口開口から十分に離れて、および外部において認知されるファンの騒音を最小限に維持することができるように出口開口からも十分に離れて、位置決めされる。好適には、出口ダクトは、流出ファンが空気を出口ダクトへ効率的に引き込むように、流出ファンの周囲に隙間なくはまるような形状になっている。
【００２８】
これに代えて、流出ファンは、出口ダクトにおいて比較的後方に、例えばキャノピにおける開口であって、この開口を通って空気流が風車から排出される開口の近くに位置決めすることができる。このような配置は、二次ファンが二次ダクトに配置されている場合に有効であり得る。この場合、流出ファンおよび二次ファンは両方とも、キャノピから、最終的に巻線および空隙を通って空気を吸い出すように作動させることができ、風車から排出されるまたはキャノピ内部へ再び方向付けられる空気の体積は、各ファンの能力、および各ファンが駆動される速度に依存する。
【００２９】
出口流出装置は、好適には、周囲空気の質および／または風車を通過する空気の質および／または風車の作動状態にしたがって制御される。例えば、フルパワーで作動させられているとき、発電機の最も高温の部分（通常は巻線）は、効率的な冷却を必要とする。同様に、周囲空気が高い相対湿度を有する場合、湿度を低下させるためのステップが行われる必要がある。したがって、発明の特に好適な実施の形態において、空気流制御装置は、キャノピ外部および／または発電機および／または発電機磁石および／または発電機巻線における温度を測定するための複数の温度センサ、および／またはキャノピ外部および／または発電機における湿度を測定するための複数の湿度センサを含む。このようなセンサによって提供される情報は、解釈され、空気流制御装置の性能を調節するために使用することができる。したがって、発明の別の好適な実施の形態では、空気流制御装置は、１つ以上のセンサによって提供される測定に基づいて、少なくとも出口流出装置および／または流入ファンおよび／または流出ファンを制御するように実現された制御ユニットを含む。例えば、キャノピ外部に、または流入ファンの近くに配置された湿度センサは、周囲空気の相対湿度を測定することができる。ロータの近くの温度センサは、発電機のその部分のための温度読取りを提供することができる。制御ユニットは、これらのセンサによって提供されたデータを分析することができ、これにより、風車を停止状態から始動させる前に流出ファンがこの循環される空気を加熱するように、空気流がしばらくの間風車の内部において再循環させられるべきであるかどうかを決定する。
【００３０】
発明の別の好適な実施の形態では、空気流冷却装置は、磁極と発電機の巻線との間の空隙を通じてフロント発電機キャビティから出口ダクト内へ空気を引き込むように実現されている。これにより、空気流は、磁石へ方向付けることもできる。このような空気流は、作動中に高温に達した場合にも磁石を冷却するために作用することができる。しかしながら、キャノピ内部および発電機に空気を循環させながら空気を加熱するために流出ファンを使用することにより、暖められかつ乾燥した空気流を磁極へ方向付けることができ、これにより、例えば停止後に低温の発電機が作動させられるときに、磁石において生じる凝縮の可能性を低減する。空気流は、流入ファンおよび／または流出ファンのための十分に強力なモータを使用することによって狭い空隙へ引き込むことができる。同じく、発電機フロントキャビティは、空気流を空隙内へ通過させるような形状にすることができる。例えば、空気を巻線オーバハング上および空隙内へ通過させるように、巻線オーバハング上にガイドまたは空気流成形エレメントが配置されてよい。これは、ステータプレートと巻線オーバハングとの間の移行ゾーンにおける、ステータ内部への開口の数を最小限にすることによって補助されてよい。
【００３１】
周囲空気は、ほこり、虫、花粉およびその他の空気中の粒子を含んでいる。このような空気中の不純物は、風車内部で問題となる恐れがある。したがって、発明の別の好適な実施の形態では、空気流制御装置は、空気から空気中の粒子をろ過するように実現された１つ以上のフィルタを備えた、流入ファンの前または後に配置されたフィルタ装置を有する。これにより、流入ファンは、実質的に、ろ過された空気のみをキャノピ内部へ引き込む。発明の別の好適な実施の形態では、フィルタ装置は、極めて微細で、慣用のメッシュフィルタを用いて空気からろ過することが困難または不可能である空気中の塩粒子を、流入する空気から除去するために実現された塩フィルタを含んでよい。塩フィルタは、入力空気が比較的乾燥していると効率的に機能することができる。したがって、発明の別の好適な実施の形態において、ハッチ装置および流入ファンは互いに対して配置されており、キャノピ内部へ戻される“乾燥”した空気が流入ファンの塩フィルタに向かって方向付けられてよい。これにより、発電機からの低湿度空気は、外部から引き込まれた湿った空気と混合することができ、これにより、塩フィルタの満足できる性能を保証することができる。これに代えてまたはこれに加えて、フィルタ装置は、流入する空気から湿分を除去するためのミストエリミネータを含んでよいまたはミストエリミネータと組み合わされてよい。ミストエリミネータは、セパレータとも称されてよい。流入空気からミストおよび／または空気中の粒子を除去するなどの様々な機能を満たすミストエリミネータと組み合わされたフィルタ装置は、集合的にろ過システムと称されてよい。ミストエリミネータは、様々な形式で実現することができる。例えば、ミストエリミネータは、傾斜したベーンの配列を備えたセパレータとして実現することができ、これらのベーンは、引き込まれた空気を逸らせ、これにより、あらゆる湿分を、傾斜したベーンに凝縮および捕集させる。凝縮した水蒸気は、収集され、適切な出口を通じて排出することができる。幾つかのセパレータ設計は、空気中の湿分小滴を捕捉するために取入れ方向に対向して配置された“フック”を含む。セパレータベーンは、プラスチック、アルミニウム、炭素繊維強化ポリマ材料、またはその他の適切な材料から形成されてよい。
【００３２】
極めて低温の条件では、収集された湿分はこれらのフックにおいて凍結する恐れがあり、これにより、セパレータの入口通路を詰まらせる。したがって、発明の別の好適な実施の形態では、ろ過システムは、氷の堆積を回避することができるように空気流をセパレータ内へまたはセパレータ上へ方向付けるように配置されたファンを含む。これに代えてまたはこれに加えて、セパレータベーンが、炭素またはアルミニウムなどの導電性材料から形成されている場合、セパレータベーンを加熱し、あらゆる氷堆積を溶解させるためにベーンに電流を流してもよい。
【００３３】
発明の別の好適な実施の形態では、フィルタ装置は、複数の入口フィルタを含む。例えば、第１の入口フィルタは、流入空気から砂、ほこり、花粉などをろ過するために使用されてよい。第２の入口フィルタは、空気から塩を除去するために使用されてよい。これに代えて、流入空気から数種類の空気中の粒子を除去することができる組み合わされた入口フィルタが使用されてよい。入口フィルタは並列に配置することができるが、好適には“積層”されており、これにより、流入空気は、キャノピの内部に到達する前に、第１の入口フィルタを通過し、その後、第２の入口フィルタを通過しなければならない。
【００３４】
フィルタ装置またはフィルタシステムは、好適には、キャノピの支持部、例えば、ベッドフレーム、またはキャノピのその他の適切な領域に取り付けることができるケーシングに収容されている。好適には、ろ過システムは、キャノピの下側領域において、例えばリヤに近い方に配置されている。ろ過システムの構成部材のための好適なオーダにおいて、セパレータは、流入空気から湿分を除去するために外側に配置されている。内側において、すなわちキャノピの内部に近い方において、フィルタ装置は空気から空気中の粒子を除去する。空気をキャノピ内部へ引き込むために、セパレータとフィルタ装置との間に１つ以上の流入ファンが配置されている。フィルタ装置および流入ファンは、好適には、ケーシング内に近接して配置されており、これにより、流入空気はフィルタ装置を通って有効に推進される。もちろん、セパレータは、使用されているならば、フィルタ装置および流入ファンから間隔を置いて配置することができる。例えば、セパレータをキャノピ開口に取り付けることができるのに対し、流入ファンおよびフィルタ装置は、キャノピ内の他の場所に配置される。
【００３５】
セパレータの性能を監視するために、温度センサまたはその他の測定装置を用いることができる。凍結状態が検出されると、凍結状態が存続する限り加熱エレメントが作動させられる。加熱エレメントをいつ再び作動停止させることができるかを決定するために、温度センサを用いることができる。加熱エレメントは、加熱された空気流をセパレータ上へ方向付けるように配置されたファンヒータであることができる。例えば、ファンヒータは、フィルタシステム内の流入ファンの代わりに用いることができるか、またはファンヒータは、流入ファンと同じレベルに、またはセパレータと流入ファンとの間に配置することができる。
【００３６】
ファンヒータの代わりに、セパレータのベーンが導電性であるならば、セパレータのベーンに電流を流すために加熱回路が用いられてよい。好適には、セパレータ表面積の少なくとも５分の１が、この形式での加熱のために電気回路に接続されている。
【００３７】
発電機を通って引き込まれる空気流は、ハッチ装置および流入／流出ファンがどのように駆動されるかに応じて、有益な冷却効果または有益な加熱および乾燥効果を有することができる。ロータの回転も、磁石および巻線の近くおよび空隙における空気の循環を促進するために作用するので、特に風車が作動しているときには、関連する発電機領域を冷却または加熱するために十分な空気を引き込むために、１つのステータダクトで十分である。しかしながら、発明の特に好適な実施の形態では、空気流制御装置は、キャノピ内部から発電機のフロントキャビティへ延びた複数のステータダクトを有する。好適には、ステータダクトは、並列形式で配置されている、すなわち互いに実質的に平行および／またはステータの長手方向軸線に対して平行に位置している。しかしながら、好適または必要であるならば、ステータダクトは、ステータの長手方向軸線に対して傾斜して配置されていてよい。ステータダクトは、あらゆる適切な形式でステータの周囲に分配されていてよい。好適には、ステータダクトは、ステータの周囲に均等な間隔を置いて配置されている。例えば、一対のステータダクトは、ステータの２つの側で正反対に配置されていてよい。１つのこのような配列は、ステータの左側に第１のステータダクトを、右側に別のダクトを有してよい。別の実施の形態では、多かれ少なかれ等間隔でステータの周囲に配置された３つのステータダクトが設けられていてよい。これに代えて、出口ダクトおよび３つのステータダクトが、それぞれがステータの１つの四分円に位置するように配置されてもよい。もちろん、あらゆる数のステータダクトが用いられてよく、その数は、通過することができるべき空気の体積、およびステータキャビティにおける利用可能なスペースに依存してよい。
【００３８】
本発明による空気流制御方法は、発電機を始動または停止させる前に風車内の空気を“準備”または“調整”し、または風車の作動中の温度または湿度の変化に応答するために用いることができる。このために、本発明による方法は、好適には、キャノピ外部および／または発電機および／または発電機磁石および／または発電機巻線からの温度測定を得るステップを含む。例えば、巻線の温度上昇は、巻線への空気流量を増大させるためにファン動力を増大させるべきであることを示し、ハッチは、空気を外部へ排出するように制御されるべきである。１つ以上の低温読取りは、空気が（例えば流出ファンによって放散された熱を利用して）加熱され、風車を始動する前にまたは温度読取りが満足できるものになるまで、適切な長さの時間にわたって再循環させられるべきであることを示す。このような温度測定は、必要であれば、湿度読取りによって増強されてもよい。このために、本発明による方法は、好適には、キャノピ外部および／または風車の内部における１つの位置、例えば発電機からの湿度測定を行うステップを含む。望ましくないほど高い湿度は、風車内の空気の温度を高めることによって“補正”することができる。これは、上述のように、空気を再循環させ、流出ファンによって放散された熱を利用して空気を加熱することによって達成することができる。温度上昇は、相対湿度の低下を生じる。
【００３９】
本発明による空気流制御装置を開発する過程で行われた測定は、絶縁されていない出口ダクトは、キャノピ内部の加熱に著しく寄与することができることを示した。実用的な理由から、出口ダクトは、好適には、鋼などの頑強で、長寿命で、軽量で、経済的な材料から形成されている。出口ダクトは、数メートルの長さを有することができ、その直径は、通常、約４００ｍｍ〜１０００ｍｍであってよい。出口ダクト寸法および出口空気流の流量に応じて、出口ダクトの壁部からナセル内部への熱エネルギ伝達の量は、数キロワットの値に達することができる。したがって、発明の別の好適な実施の形態では、出口ダクトは、断熱材料によって少なくとも部分的に包囲されている。好適には、好ましいほど低い熱伝導率を有する材料が使用される。例えば、絶縁被覆材の１つ以上の層を出口ダクトに巻き付けることができる。出口ダクトが、（例えば始動の間に）出口流出の一部を再びキャノピ内部へ案内するための空気流調整手段を有するならば、絶縁材料を、出口ダクトの二次出口開口の周囲に配置することができる。
【００４０】
本発明のその他の課題および特徴は、添付の図面に関連して考察される以下の詳細な説明から明らかになるであろう。しかしながら、図面は、例示の目的でのみ設計されており、発明の限界の定義として設計されていない。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明による空気流制御装置の第１の実施の形態を示す図である。
【図２】本発明による空気流制御装置の第２の実施の形態を示す図である。
【図３】本発明による空気流制御装置の１つの実施の形態によって規定される空気流経路の概略図を示している。
【図４】本発明による空気流制御装置においてステータ内部からステータバックプレートを見た図である。
【図５】本発明による空気流制御装置の第３の実施の形態を示す図である。
【図６】本発明による空気流制御装置において使用するためのろ過システムの１つの実施の形態を示している。
【図７】本発明による空気流制御装置の第４の実施の形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
図面において、同じ番号は、全体を通じて同じ対象物を示す。図面における対象物は、必ずしも実寸で描かれているわけではない。特に、ロータとステータとの間の空隙、またはステータ巻線の間の間隙は、誇張して示されている。分かりやすくするために、図面は、風車の関連する構成部材のみを示しており、これらは大幅に単純化して示されている。
【００４３】
図１は、本発明による空気流制御装置の第１の実施の形態を示す図である。図は、直接駆動風車１０の内部を示しており、そこでは発電機１４が軸２０に取り付けられている。発電機は、外側ロータ１１および内側ステータ１２を有する。ハブおよびロータブレード（図示せず）は軸２０の前部に取り付けられており、ハブの回転は、回転軸線Ｒを中心とする外側ロータ１１の回転を生じる。内側ステータ１２は、軸２０に対して定置のままである。巻線１２１（図３および図４参照）はステータ１２の外面に配置されているのに対し、磁極１１１（図３および図４参照）はロータ１１の内面に配置されている。狭い空隙１５０は、磁極１１１を巻線１２１から分離している。設計上の理由から、巻線１２１は、ステータ１２の一方または両方の端部において所定の大きさのオーバハングを有する。このオーバハングは、発電機のフロントキャビティ１４０_Fに収容されている。このような風車１０の据付は、発電機１４の全体を持ち上げ、タワー１７に取り付けられたキャノピ１３の前方の所定の位置に発電機１４を取り付けることによって行うことができる。
【００４４】
この実施の形態では、キャノピ１３、タワー１７および発電機１４は、キャノピ１３とタワー１７との間、およびキャノピ１３と発電機１４との間のシールによって実質的に気密に結合されている。キャノピ１３と発電機１４との間のシール２１は、ラビリンスシール２１であることができる。空気ＡＦ_inをキャノピ内部１３０へ引き込むために、流入ファン２が使用される。流入ファン２は、キャノピ内部１３０に過圧を生ぜしめるために十分にパワフルであることができる。次いで、この形式でキャノピ１３に引き込まれた空気ＡＦ_inは、ステータ１２の一方の端部から他方の端部まで延びたステータダクト３と、ステータ内部１２０から延び、空気を風車外部へ排出するまたは空気を再びキャノピ内部１３０へ再び方向付けるように実現された出口ダクト４とによって規定された特定の経路に沿って移動させられる。
【００４５】
ステータダクト３は、ステータダクト３への入口開口３０がステータバックプレート１２３にまたはステータバックプレート１２３の前方に位置し、出口開口３１がステータフロントプレート１２２にまたはステータフロントプレート１２２の前方に位置するように、取り付けられている。入口開口３０は、空気流ＡＦ_inをステータダクト３内へ案内するために外方へ拡開しているまたは円錐状であることができる。複数のこのようなステータダクト３をステータ１２に配置することができる。
【００４６】
ステータダクト３の出口開口３１を出た後、空気は、発電機１４のフロントキャビティ１４０_Fに進入する。流出ファン１によって生ぜしめられる吸込みは、この空気を、巻線オーバハングの間の間隙、および磁極１１１と巻線１２１との間の空隙を通って、ステータ内部１２、最終的に出口ダクト４内へ引き込む。流出ファン１によって生ぜしめられる吸込みは、空気を、発電機リヤキャビティ１４０_Rから、巻線オーバハングの間の間隙、および磁極１１１と巻線１２１との間の空隙を通って、ステータ内部１２、次いで出口ダクト４内へも引き込む。十分にパワフルな流出ファン１に関連した十分に大きな入口開口を備える出口ダクト４は、空気流ＡＦ_outを巻線１２１の間の間隙、および巻線１２１と磁石１１１との間の空隙１５０を通って効率的に引き込むのに十分である。出口ダクト４の出口開口４０は、好適には、風車からの空気の排出を促進するためにキャノピ１３の上側領域に配置されている。メッシュまたは格子（図示せず）は、望ましくない破片が出口ダクト内へ落下するのを防止してよい。
【００４７】
出口ダクト４において、出口空気流ＡＦ_outは流出ファン１を通じて吸引され、次いで、風車１０から排出されるおよび／またはキャノピ内部１３０へ戻される。このために、出口ダクト４は、２つの出口開口、すなわち風車外部への主出口開口４０、およびキャノピ内部への二次出口開口４１を有する。排出されるまたは内部１３０へ戻される空気の量は、出口流出装置５が構成される形式に依存する。この場合、出口流出装置５は、第１のハッチ５１および第２のハッチ５２を有する。ハッチ５１，５２は、制御ユニットから送られる制御信号によって作動させられ、その機能を図２に関して説明する。
【００４８】
図２は、本発明による空気流制御装置の第２の実施の形態を示す。この場合、出口流出装置５は、風車内の空気流および風車からの空気流を特に効率的な形式で調整することができるように、主出口開口４０および二次出口開口４１を開閉するために出口ダクト４に配置された３方式ハッチ５３（抽象的な象徴によって示されている）を有する。キャノピ内部へ戻る経路が閉鎖されるときに、キャノピ外部への経路が開放されるように、３方式ハッチ５３を制御することができる。
【００４９】
この実施の形態は、流入ファン２がろ過された空気ＡＦ_inをキャノピ内部へ引き込むように、流入ファン２の前方に配置されたフィルタ装置７３も示している。フィルタ装置７３は、様々なフィルタ層を有することができ、キャノピへ引き込まれる空気の湿度を減じるためのミストエリミネータ（図示せず）と組み合わされてよく、これにより、風車内の構成部材に対する損傷のリスクを低下させる。
【００５０】
制御ユニット６は、戦略的位置に配置された温度センサ６０，６１および湿度センサ６２，６３によって行われる測定に基づいて３方式ハッチをどのように制御するかを決定する。この場合、温度センサ６０は巻線１２１の近くの温度を測定し、別の温度センサ６１は、キャノピ１３に進入する周囲空気の温度を測定し、湿度センサ６２は、キャノピ１３に進入する周囲空気の湿度を測定し、別の湿度センサ６３は、ステータ内部１２０へ引き込まれる空気の湿度を測定する。制御ユニット６は、情報を分析し、ローカル処理または遠隔処理タービンコントローラなどからの付加的な情報を収集するための複数のモジュールを有することができる。センサ６０，６１，６２，６３からの測定は、有線接続を介して、無線接続を介して、またはあらゆるその他の適切な通信モードを使用して制御ユニット６に伝達することができる。同様に、制御ユニット６は、あらゆる適切な接続を介してハッチ装置へ制御信号を伝達することができる。
【００５１】
図３は、本発明による空気流制御装置１００、および空気が風車の領域を流過するように方向付けられるときに空気ＡＦ_in、ＡＦ_outがたどる経路の概略図を示している。図は、関連する構成部材および領域のみを示している。流入ファン２は、キャノピ内部１３０へ空気ＡＦ_inを引き込む。流出ファン１は、空気を出口ダクト４へ吸い込む。風車の様々な領域１３０，１４０_R，１４０_F，１５０，１２０は、空気が流れなければならない予め規定された経路を提供するように接続されている。キャノピ内部１３０は、ステータバックプレート１２３によってステータ内部１２０から物理的に分離されている。したがって、空気ＡＦ_inは、ステータバックプレート１２３からステータフロントプレート１２２へ延びたダクト３を強制的に通過させられ、ステータフロントプレート１２２において、空気は発電機フロントキャビティ１４０_Fに流入することができる。ここから、空気は、流出ファン１によって、巻線１２１の間のあらゆる間隙および／または磁石１１１と巻線１２１との間の空隙１５０とを通って吸引され、これにより、空気はステータ内部１２０へ引き込まれる。ここから、空気ＡＦ_outは出口ダクトへ吸い込まれる。
【００５２】
発電機の作動中、ロータ１１の回転は、巻線１２１の間の空隙１５０および間隙１６０（図４参照）における空気流ＡＦ_outの分配を増大し、これにより、空気は高温の巻線を有効に冷却することができる。
【００５３】
発電機が停止しているとき、すなわちステータ１２およびロータ１１が静止しているときでさえも、流出ファン１は、空気流ＡＦ_outが空隙１５０を通って有効に吸引され、これにより、（最初はより低温の）磁石１１１の温度を上昇させることができ、これにより、露点を高めることを依然として保証することができる。既に上で説明したように、ハッチ装置を、空気を暖めるために流出ファン１によって放散される熱を利用して、風車内の空気流を再循環させるように制御することができる。
【００５４】
図４は、ステータ１２の内部からステータバックプレート１２３を見た図、および本発明による空気流制御装置１００の１つの実施の形態の様々なエレメントを示している。左側において、空気ＡＦ_inは、ステータ内部キャビティ１２０から封止隔離されたステータダクト３を通ってキャノピ内部１３０から（読み手に向かって）吸い込まれているまたは引き込まれている。吸引力は、（読み手から離れて）出口ダクト４に配置された流出ファン１によって発生される。空気が発電機フロントキャビティ（ここには図示せず）に進入すると、空気は、流出ファン１によって、磁石１１１と巻線１２１との間の空隙１５０、および隣接する巻線１２１の間のあらゆる間隙１６０を通って吸引される。ここでは、公知の巻線配列が示されており、巻線１２１はスペーサ１２２によって分離されている。各スペーサ１２２と巻線との間には狭い間隙１６０が残されている。空気は、この狭い間隙１６０を強制的に通過させられる。空気流は、また、（ステータバックプレート１２３の背後の）発電機リヤキャビティを介してキャノピ内部からも、磁石１１１と巻線１２１との間の空隙１５０、および隣接する巻線１２１の間のあらゆる間隙１６０を通って吸い込まれる。
【００５５】
図５は、空気流ＡＦ_in，ＡＦ_outを発電機の様々な領域３，１４０_F，１５０，１２０，４を通って方向付けるための、前の図面において説明したものと同じ機能的原理を備える、本発明による空気流制御装置１００の別の実施の形態を示している。この場合、ろ過システム７０はキャノピ１３の下側部分に配置されている。ろ過システム７０は、セパレータ７１またはミストエリミネータ７１、単純にするために共通の象徴によって集合的に示された複数のファン２，７２、およびフィルタ装置７３を有する。
【００５６】
流入ファン２は、空気ＡＦ_inを外部からキャノピ内部１３０へ引き込む。この場合も、流入ファン２は、キャノピ内部１３０に過圧を生ぜしめるように十分にパワフルであることができる。ファンヒータ７２は、セパレータ７１内部に氷が堆積しないことを保証するためにセパレータ７１に温かい空気を方向付けることができる。フィルタ装置７３は、流入する空気から様々な種類の粒子をろ過するための１つ以上のフィルタを有することができる。
【００５７】
図６は、本発明の１つの実施の形態における取り入れ空気をろ過するために使用されてよいろ過システム７０を示す。この場合、ろ過システム７０は様々な機能を満たす。ろ過システム７０は、流入する空気から湿分を除去するためのミストエリミネータ７１またはセパレータ７１を有する。フィルタ装置７３は、流入する空気から砂、ほこり、花粉、塩などをろ過するための能力に基づいて選択することができる複数の入口フィルタ７３を有する。ろ過システム７０は、１つ以上のファン２，７２を有し、ファンが、空気をキャノピ内部へ引き込むまたは吸い込むための流入ファン２であることができる、および／またはセパレータ７１内へまたはセパレータ７１上へ温かい空気流を方向付けるためのファンヒータ７２を有する。空気を加熱エレメント（図示せず）によって加熱することができる。この場合、単純にするために２つのファン２，７２のみが示されているが、あらゆる数のファン２，７２が用いられてよい。セパレータ７１は、傾斜したベーンの配列を有することができ、ベーンは、引き込まれる空気を逸らせ、あらゆる湿分を、傾斜したベーンに凝縮および捕集させる。凝縮した水蒸気は、収集され、適切な出口（図示せず）を通じて排出することができる。捕集された湿分がセパレータの入口通路を凍結させて詰まらせることを防止するために、ろ過システム７０のこの典型的な実施の形態では、１つ以上のファンヒータ７２が暖かい空気をセパレータ７１へ方向付ける。温かい空気流は、あらゆる氷堆積物を溶解させるまたは氷が形成されることを防止することができる。ろ過システム７０のエレメント７１，２，７２，７３は、セパレータ７１が外方に面し、かつ乾燥およびろ過された空気をキャノピ内部へ方向付けるために入口フィルタ７３がキャノピ内部へ内方に面しているように、キャノピの支持部、例えばベッドフレーム、またはキャノピの適切な領域に取り付けることができる、ケーシング７４に収容されている。
【００５８】
図７は、本発明による空気流制御装置の別の実施の形態を示す。この場合、出口ダクト４０を通過する空気ＡＦ_outからの熱がキャノピ内部１３０へ伝達されないように、出口ダクト４は、断熱材料４００によって包囲されている。断熱材料４００は、出口ダクト４０に巻き付けられた、さもなければ出口ダクト４０に固定された被覆材の１つ以上の層として提供することができる。図は、出口ダクト４０における二次出口開口を示していないが、始動の間しばらく空気流が風車内部で再循環することができるように、断熱材料４００をこのような二次出口開口の周囲に提供することができることが理解されるであろう。
【００５９】
もちろん、出口ダクトの材料が本来的に断熱し、キャノピ内部１３０への著しい熱エネルギ伝達を防止するように、断熱材料から形成された出口ダクトが代わりに用いられてよい。
【００６０】
本発明が好適な実施の形態およびその変化態様の形式で開示されているが、発明の範囲から逸脱することなくそれらに対して多くの付加的な修正および変更をなし得ることが理解されるであろう。
【００６１】
明瞭にするために、本明細書を通じて単数での記載は、複数を排除せず、“含む”とはその他のステップまたは要素を排除しない。“ユニット”または“モジュール”の言及は、１つのユニットまたはモジュールの使用を排除しない。
【符号の説明】
【００６２】
１  流出ファン、  ２  流入ファン、  ３  ステータダクト、  ４  出口ダクト、  ５  出口流出装置、  ５１  第１のハッチ、  ５２  第２のハッチ、  ５３  ３方式ハッチ、  ６  制御ユニット、  ６０，６１  温度センサ、  ６２，６３  湿度センサ、  １０  直接駆動風車、  １１  外側ロータ、  １１１  磁極、  １２  内側ステータ、  １２０  ステータ内部、  １２１  巻線、  １２２  ステータフロントプレート、  １２３  ステータバックプレート、  １３  キャノピ、  １３０  キャノピ内部、  １４  発電機、  １４０_F  フロントキャビティ、  １４０_R  リヤキャビティ、  １７  タワー、  ２０  軸、  ２１  ラビリンスシール、  ４０  主出口開口、  ４１  二次出口開口、  ７０  ろ過システム、  ７１  セパレータまたはミストエリミネータ、  ７２  ファン、  ７３  フィルタ装置、  １００  空気流制御装置、１５０  空隙、  １６０  間隙、  ４００  断熱材料
【図１】
2014230487.tif 000003
【図２】
2014230487.tif 000004
【図３】
2014230487.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【外国語明細書】
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