JP6771118B1

JP6771118B1 - 風力発電機

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Publication number: JP6771118B1
Application number: JP2020085459A
Authority: JP
Inventors: 剛笹川
Original assignee: Electric Power Development Co Ltd
Current assignee: Electric Power Development Co Ltd
Priority date: 2019-12-25
Filing date: 2020-05-14
Publication date: 2020-10-21
Anticipated expiration: 2039-12-25
Also published as: JP2021102958A

Abstract

【課題】機外への油の流出を抑制できる風力発電機を提供することを目的とする。【解決手段】タワー１１０と、タワー１１０の上部にタワー１１０の中心軸Ｏ１周りに回動可能に設けられたナセル１２０と、ナセル１２０の前方に中心軸Ｏ１に直交する軸周りに回転可能に設けられたハブ１３０と、ハブ１３０に設けられた少なくとも１本のブレード１４０と、を備え、ハブ１３０は、ブレード１４０が取り付けられるハブ本体部１３１と、ハブ本体部１３１の背面側から突出する嵌込凸部１３２と、を備え、ナセル１２０の前方には開口部１２５を有する嵌込部１２４が設けられ、嵌込凸部１３２が開口部１２５から嵌込部１２４に嵌め込まれている、風力発電機１００。【選択図】図１

Description

本発明は、風力発電機に関する。

再生可能エネルギーの主力電源化に向けて太陽光発電や風力発電の開発が促進されている。なかでも風力発電は、陸上から洋上へと開発エリアがシフトし、開発が加速されることが予想される。洋上での風力発電は、過酷な自然環境のなかでの運用であり、アクセスも困難であるため、合理的かつ効率的に風力発電機を運用及び保守することが求められる。

風力発電機の運用及び保守においては、油流出の抑制が特に重要である。風力発電機では、ハブやナセル内において、ブレードの油圧操作用の操作油、増速機の潤滑油、油入変圧器の絶縁油等が使用されている。洋上での風力発電は機器が大型化する傾向にあり、使用される油量も多い。機器が損傷して油が漏洩した場合、油が風力発電機外まで流出すると環境を汚染する問題があり、また洋上では油の回収も困難である。

特許文献１には、油流出を抑制する機構として、ナセルが備えるナセルカバーとタワーとの隙間を塞ぐようにシール部材を設け、さらにその上方にシールカバーを配置し、シールカバーよりも低位置にオイル貯留部を設けることが開示されている。特許文献２には、ハブを貫通するようにハブの回転中心軸に沿って延在する支持軸を含む静止部によって支持される機器からの漏出オイル又は固形ごみを受ける受け部を、ハブを含む回転可能に構成された回転部に支持されるように設けることが開示されている。

特開２０１５−２２２０７０号公報特開２０１５−１４０６５５号公報

しかし、特許文献１、２のような従来の機構では、油を使用する機器から油が漏洩した場合に、ナセルとハブとの隙間から油が流出することを十分に抑制することが困難である。

本発明は、機外への油の流出を抑制できる風力発電機を提供することを目的とする。

本発明は、以下の態様を有する。
［１］タワーと、前記タワーの上部に前記タワーの中心軸周りに回動可能に設けられたナセルと、前記ナセルの前方に前記中心軸に直交する軸周りに回転可能に設けられたハブと、前記ハブに設けられた少なくとも１本のブレードと、を備え、
前記ハブは、前記ブレードが取り付けられるハブ本体部と、前記ハブ本体部の背面側から突出する嵌込凸部と、を備え、
前記ナセルの前方には開口部を有する嵌込部が設けられ、
前記嵌込凸部が前記開口部から前記嵌込部に嵌め込まれている、風力発電機。
［２］前記ナセルの底部における前記嵌込部の先端部寄りに、前記開口部から離れるにつれて高さが低くなる傾斜部が設けられている、［１］に記載の風力発電機。

本発明によれば、機外への油の流出を抑制できる風力発電機を提供できる。

本発明の一実施形態の風力発電機の概略構成を示した断面図である。図１の風力発電機のタワーとナセルの接続部付近を拡大した断面図である。図１の風力発電機のハブとナセルの接続構造を示した断面図である。本発明の他の実施形態のハブとナセルの接続部を拡大した断面図である。本発明の他の実施形態のハブとナセルの接続部を拡大した断面図である。本発明の他の実施形態のハブとナセルの接続部を拡大した断面図である。本発明の風力発電機の他の例のタワーとナセルの接続部付近を拡大した断面図である。従来の風力発電機の概略構成を示した断面図である。

以下、本発明の風力発電機の一例について図面に基づいて説明する。なお、以下の説明において例示される図の寸法等は一例であって、本発明はそれらに必ずしも限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。

［第１実施形態］
図１に示すように、本実施形態の風力発電機１００は、タワー１１０と、ナセル１２０と、ハブ１３０と、少なくとも１本のブレード１４０と、を備えている。ナセル１２０は、タワー１１０の上部にタワー１１０の中心軸Ｏ１周りに回動可能に設けられている。ハブ１３０は、ナセル１２０の前方に、中心軸Ｏ１に直交する軸周りに回転可能に設けられている。ハブ１３０には少なくとも１本のブレード１４０が設けられている。
タワー１１０の中心軸Ｏ１は、鉛直方向と一致している。

風力発電機１００は、ハブ１３０及びナセル１２０の内部に、ブレード１４０及びハブ１３０の回転エネルギーを用いて発電を行うように構成された発電機（不図示）を備えている。発電機は、特に限定されず、公知のものを採用できる。発電機には、油圧トランスミッションを用いてもよく、ギヤ式の増速機を用いてもよい。

タワー１１０は、陸上又は洋上に立設される。風力発電機１００では、タワー１１０の上部でナセル１２０を回動させることで、ブレード１４０が設けられた前方のハブ１３０を風上に向けることができる。ブレード１４０が風を受けると、ブレード１４０とともにハブ１３０が回転し、その回転エネルギーによって発電機で発電される。

ハブ１３０に取り付けられるブレード１４０の数は、特に限定されず、例えば、３本とすることができる。ハブ１３０に複数のブレード１４０が取り付けられる場合、それら複数のブレード１４０は、ハブ１３０を正面視したときに等角度間隔で放射状に取り付けられることが好ましい。
ブレード１４０の形状及び寸法は、特に限定されず、適宜設定できる。

図８に示すように、従来の風力発電機２００では、ハブ２３０がナセル２２０の前方に回転可能に設けられるため、構造的にハブ２３０とナセル２２０との接続部には隙間２６０が形成される。また、通常ハブ２３０内には、ブレード操作機構が故障した場合等にブレードを緊急に閉鎖させるため、アキュムレータを用いた油圧の操作機構が設けられる。そのため、ハブ２３０内では機器の損傷等によって油が漏洩し、ハブ２３０とナセル２２０の隙間２６０から油が機外に流出し、環境を汚染するおそれがある。また風力発電機２００外に流出した油の回収は困難である。

このことから、風力発電機１００でも、ハブ１３０とナセル１２０との接続構造は、ハブ１３０内で機器から漏出した油を機外に流出させない構造とすることが重要である。
図１及び図３に示すように、本実施形態のハブ１３０は、少なくとも１本のブレード１４０が取り付けられる半球状のハブ本体部１３１と、ハブ本体部１３１の背面側から突出する円筒状の嵌込凸部１３２とを備えている。嵌込凸部１３２におけるハブ本体部１３１と反対側は開口している。

ナセル１２０の前方にはハブ１３０の嵌込凸部１３２を嵌め込むための嵌込部１２４が設けられている。嵌込部１２４の前面は円形状に開口した開口部１２５が形成されている。ハブ１３０の嵌込凸部１３２がナセル１２０の開口部１２５から嵌込部１２４に嵌め込まれることで、ハブ１３０がナセル１２０の前方に回転可能に接続されている。

本実施形態では、ハブ１３０の嵌込凸部１３２がナセル１２０の嵌込部１２４に嵌め込まれる構成であるため、ナセル１２０とハブ１３０の接続部の下側部分では、嵌込部１２４の先端部１２４ａよりも上側に嵌込凸部１３２の先端部１３２ａが位置している。これにより、たとえハブ１３０内において機器から油が漏洩しても、その油は嵌込凸部１３２をつたってナセル１２０内へと流れていくため、ハブ１３０とナセル１２０の隙間から油が流出することが抑制される。
このように、本実施形態では、油の機外への流出によって環境が汚染されることを抑制することができる。また、機外に流出した油を回収する必要がないため、風力発電機１００は特に洋上での風力発電において有利である。

この例では、ナセル１２０の底部１２１における嵌込部１２４の先端部１２４ａ寄りに、前面の開口部１２５から離れるにつれて高さが低くなる傾斜部１２６が設けられている。ハブ１３０の嵌込凸部１３２の背面側の先端は、ナセル１２０の底部１２１における嵌込部１２４の先端部１２４ａと傾斜部１２６との境界よりも背面側に位置している。このような傾斜部１２６が設けられることで、ハブ１３０からナセル１２０内に油が流れてきた場合に、その油がナセル１２０の開口部１２５側に逆流することが抑制される。そのため、ハブ１３０とナセル１２０の隙間から油が流出することをより安定して抑制することができる。
図４に示すように、ナセル１２０の傾斜部１２６は、ナセル１２０の内側から前面の開口部１２５を見たときに反り返るように形成されていてもよい。

傾斜部１２６の傾斜角度及び高さは、ハブ１３０とナセル１２０の隙間からの油の流出を抑制する観点から適宜設定すればよい。例えば、ナセル１２０の底部１２１における傾斜部１２６の背面側の上面に対する傾斜部１２６の上面の傾斜角度θ（図４）は、３０°以上１２０°以下とすることができる。なお、傾斜部１２６の傾斜角度θを９０°として段差を設けてもよい。

ハブ１３０の嵌込凸部１３２の背面側の先端と、ナセル１２０の底部１２１における嵌込部１２４の先端部１２４ａと傾斜部１２６との境界との水平方向の距離をＣ（ｍ）とする。また、ハブ１３０の嵌込凸部１３２における先端部１３２ａの長さをＤ（ｍ）とする。このとき、Ｄに対するＣの比率は、例えば、１０％以上５０％以下とすることができる。

ハブ１３０とナセル１２０の隙間から油が流出することが抑制しやすい点から、鉛直方向において、嵌込部１２４の開口部１２５の底の位置は、後述する上側筒部１２２の上端よりも高い位置であることが好ましい。

図８に示すように、従来の風力発電機２００では、タワー２１０の上部に、ナセル２２０が嵌め込まれるように中心軸Ｏ２周りに回動可能に設けられており、タワー２１０の外側壁２１１とナセル２２０の底部２２１との間には隙間２５０が形成されている。このように、タワー２１０の上部とナセル２２０との接続部においては、機能上、タワー２１０の外側壁２１１とナセル２２０との間に隙間２５０が存在する。このような隙間２５０がある状態では、ナセル２２０内の油を使用する機器から油が漏洩した場合に、その油がタワー２１０とナセル２２０の隙間２５０から機外に流出し、環境を汚染するおそれがある。また風力発電機２００外に流出した油の回収は困難である。

風力発電機１００においても、図１及び図２に示すように、ナセル１２０は中心軸Ｏ１周りに回動可能となるようにタワー１１０の上部に嵌め込まれるような構造となっており、タワー１１０の外側壁１１１とナセル１２０との間には隙間１１５が形成されている。しかし、風力発電機１００では、タワー１１０の外側壁１１１におけるナセル１２０の下側に、外側壁１１１から外側に張り出し、中心軸Ｏ１周りに外側壁１１１を周回するように設けられた油受け部１１２が設けられている。

油受け部１１２は、中心軸Ｏ１周りに外側壁１１１を周回するように全周にわたって設けられ、外側壁１１１から外側に張り出す板状の張出部１１３と、張出部１１３の外側壁１１１と反対側の先端部から上方に立ち上がる筒状の側壁部１１４とを備えている。油受け部１１２は、このように外側壁１１１を周回する樋状になっている。
風力発電機１００では、タワー１１０の外側壁１１１に油受け部１１２が設けられているため、タワー１１０とナセル１２０の隙間１１５からナセル１２０外に流れ出た油を油受け部１１２で受け止めることができる。

また、風力発電機１００では、タワー１１０の外側壁１１１における油受け部１１２が設けられた部分には、油受け部１１２に受けた油をタワー１１０内に導くための少なくとも１つの開口部１１６が設けられている。これにより、油受け部１１２に受けた油が開口部１１６からタワー１１０内へと導かれるため、風力発電機１００から油が機外に流出することがより抑制される。ハブ１３０内で多量の漏油が生じた場合でも、ハブ１３０からナセル１２０内に流入した油は、タワー１１０とナセル１２０の隙間１１５からナセル１２０外に流れて油受け部１１２で受け止められ、開口部１１６からタワー１１０内へと導かれる。

鉛直方向における開口部１１６の下端の位置は、油受け部１１２の張出部１１３の上面１１３ａと一致しているか、又は内側に向けて傾斜していることが好ましい。これにより、油受け部１１２に受けた油をタワー１１０内に導くことが容易になる。

風力発電機１００では、タワー１１０の外側壁１１１における油受け部１１２の部分に、複数の開口部１１６が中心軸Ｏ１周りに間隔をあけて設けられていることが好ましい。
これにより、タワー１１０の強度を保持しつつ、油受け部１１２に受け止めた油を効率良くタワー１１０内に導くことができる。
タワー１１０の外側壁１１１に複数の開口部１１６を設ける場合、それら複数の開口部１１６は中心軸Ｏ１周りに等角度間隔に配置されることが好ましい。
なお、タワー１１０の外側壁１１１に設ける開口部１１６の数は、１つとしてもよい。

開口部１１６の形状は、特に限定されず、例えば、矩形状、円形状を例示できる。
タワー１１０の外側壁１１１における油受け部１１２の部分に設けられる開口部１１６の数は、タワー１１０の強度の確保、機器が損傷した場合に想定される漏油量や漏油速度、油のタワー１１０内への導入効率を考慮して適宜設定することができる。開口部１１６の数は、各開口部１１６の開口面積によっても異なるが、例えば、４個以上Ｘ個以下とすることができる。ただし、Ｘは、タワー１１０の油受け部１１２が形成された部分に中心軸Ｏ１周りに１ｍ間隔で開口部１１６を形成する場合に、形成できる開口部１１６の最大の個数である。タワー１１０における油受け部１１２が形成された部分を中心軸Ｏ１に垂直な方向に切断したときのタワー１１０の外周縁の半径をＲ（ｍ）としたとき、Ｘは、２πＲ以下で、かつ２πＲに最も近い整数となる。
複数の開口部１１６を形成する場合、それらの開口部１１６はタワー１１０の中心軸Ｏ１周りに等間隔に配置することが好ましい。

風力発電機１００において、タワー１１０の下端からナセル１２０の底面１２０ａまでの高さ（ｍ）をＨ、中心軸Ｏ１に沿う方向におけるナセル１２０と油受け部１１２との距離（ｍ）をＤとする。なお、「タワーの下端」とは、タワーにおける地上又は洋上に表れている部分の下端を意味する。「ナセルと油受け部との距離」とは、ナセルの底面と、油受け部における油を受ける上側を向いた面との距離を意味し、本実施形態ではナセル１２０の底面１２０ａと油受け部１１２の張出部１１３の上面１１３ａとの距離を意味する。

本実施形態では、ナセル１２０の底部１２１におけるタワー１１０が嵌め込まれる開口部の周端部に、タワー１１０の上部を囲うように上方に立ち上がる筒状の上側筒部１２２が設けられている。これにより、たとえハブ１３０やナセル１２０内の機器から油が漏洩したとしても、漏洩量が少なければ機器から漏洩した油が上側筒部１２２で堰き止められ、ナセル１２０外に流れ出ることが抑制される。

また、ナセル１２０の底部１２１におけるタワー１１０が嵌め込まれる開口部の周端部には、タワー１１０を囲うように垂下された筒状の下側筒部１２３が設けられている。下側筒部１２３の下端１２３ａは油受け部１１２の側壁部１１４の上端１１４ａよりも下方に位置し、下側筒部１２３が油受け部１１２の側壁部１１４の内側に入り込んだ状態になっている。下側筒部１２３の下端１２３ａと油受け部１１２の張出部１１３の上面１１３ａとは離間している。

このように、油受け部１１２の側壁部１１４の内側に入り込む下側筒部１２３が設けられていることで、ナセル１２０内の油がタワー１１０とナセル１２０との隙間１１５から流れ出しても、風によって油が飛散しにくい。そのため、より安定してタワー１１０内に油を導くことができる。

図２に示すように、鉛直方向において、油受け部１１２の側壁部１１４の上端１１４ａと下側筒部１２３の下端１２３ａとの距離をＡ（ｍ）、ナセル１２０の底部１２１の底面１２０ａと下側筒部１２３の下端１２３ａとの距離をＢ（ｍ）とする。このとき、Ｂに対するＡの比率は、例えば、２０％以上８０％以下とすることができる。

下側筒部１２３が油受け部１１２の側壁部１１４の内側に入り込んでいる部分では、下側筒部１２３と側壁部１１４の間が全周にわたってシール材１５０でシールされている。
これにより、ナセル１２０内の油がタワー１１０とナセルと１２０との隙間１１５から流れ出ても、その油が機外まで流出することをより安定して抑制できる。

シール材１５０としては、特に限定されず、例えば、パッキン、シリコンゴム等を例示できる。

［第２実施形態］
図５に例示した第２実施形態の風力発電機１００Ａは、タワー１１０と、ナセル１２０Ａと、ハブ１３０と、少なくとも１本のブレード１４０と、を備えている。風力発電機１００Ａは、ナセル１２０の代わりに、前方に嵌込部１２４Ａが設けられたナセル１２０Ａを備えている以外は、風力発電機１００と同様の態様である。図５における図３と同じ部分は同符号を付して説明を省略する。

嵌込部１２４Ａにおいては、傾斜部１２６は形成されておらず、ナセル１２０Ａの底部１２１の先端部１２４ａから立ち上がり、開口部１２５の周方向に延びる凸条の堰部１２７が設けられている。堰部１２７は、下側の先端部１２４ａにおいて、前方から後方に向かって間隔をあけて複数設けられている。風力発電機１００Ａにおいても、ハブ１３０の嵌込凸部１３２がナセル１２０Ａの開口部１２５から嵌込部１２４Ａに嵌め込まれることで、ハブ１３０がナセル１２０Ａの前方に回転可能に接続されている。

風力発電機１００Ａでは、風力発電機１００と同様に、ハブ１３０の嵌込凸部１３２がナセル１２０Ａの嵌込部１２４Ａに嵌め込まれる構成であるため、ナセル１２０Ａとハブ１３０の接続部の下側部分では、嵌込部１２４Ａの先端部１２４ａよりも上側に嵌込凸部１３２の先端部１３２ａが位置している。これにより、たとえハブ１３０内において機器から油が漏洩しても、その油は嵌込凸部１３２をつたってナセル１２０Ａ内へと流れていくため、ハブ１３０とナセル１２０Ａの隙間から油が流出することが抑制される。

また、この例では、ナセル１２０Ａの嵌込部１２４の底部１２１側において、嵌込部１２４の先端部１２４ａとハブ１３０の嵌込凸部１３２の間に複数の堰部１２７が設けられたラビリンス構造を採用しているため、堰部１２７によって、ハブ１３０からナセル１２０Ａ内に流入してきた油が開口部１２５まで流れることが抑制される。そのため、ハブ１３０とナセル１２０Ａの隙間から流出することをより安定して抑制することができる。

ナセル１２０Ａの嵌込部１２４Ａに設ける堰部１２７の数は、３個には限定されない。
堰部１２７の数は、例えば、１個以上１０個以下とすることができる。
開口部１２５の周方向における堰部１２７の長さは、油の流出を抑制できる範囲で適宜設定すればよく、例えば、５ｍｍ以上３０ｍｍ以下とすることができる。
堰部１２７の高さは、油の流出を抑制できる範囲で適宜設定すればよく、例えば、２０ｍｍ以上１００ｍｍ以下とすることができる。

風力発電機１００Ａにおいては、ナセル１２０Ａの嵌込部１２４Ａの内部に円筒状の嵌込部材１２８が設けられている。嵌込部材１２８は、ハブ１３０の嵌込凸部１３２の先端部１３２ａの内側に嵌め込まれる筒部１２８ａと、筒部１２８ａの後端から外側に張り出すフランジ部１２８ｂとを備えている。フランジ部１２８ｂの外側の先端とナセル１２０Ａの内壁面との間はシール材１２９でシールされている。

嵌込部材１２８の材質としては、特に限定されず、例えばハブ１３０と同じ材質を例示できる。
シール材１２９としては、特に限定されず、例えば、シール材１５０で例示したものと同じものを例示できる。

風力発電機１００Ａでは、嵌込部１２４Ａに嵌め込まれたハブ１３０の嵌込凸部１３２の先端部１３２ａの内側に嵌込部材１２８の筒部１２８ａが嵌め込まれ、それらが摺動しながらハブ１３０が回転するようになっている。これにより、ハブ１３０内において機器から油が漏洩したときに、その油がハブ１３０とナセル１２０Ａの隙間から流出することをさらに安定して抑制することができる。

［第３実施形態］
図６に例示した第３実施形態の風力発電機１００Ｂは、ハブ１３０及びナセル１２０の代わりに、ハブ１３０Ｂと、前方に嵌込部１２４Ｂが設けられたナセル１２０Ｂとを備えている以外は、風力発電機１００と同様の態様である。嵌込部１２４Ｂにおいては、傾斜部１２６は形成されていない。図６における図３と同じ部分は同符号を付して説明を省略する。

ハブ１３０Ｂでは、ハブ本体部１３１の背面側に円筒状のハブ嵌込部材１３３が嵌め込まれている。ハブ嵌込部材１３３は、ハブ側円筒部１３３ａと、円環部１３３ｂと、ナセル側円筒部１３３ｃとを備えている。ハブ側円筒部１３３ａは、ハブ本体部１３１の背面側に嵌め込まれる円筒状の部分である。円環部１３３ｂは、ハブ側円筒部１３３ａのハブ本体部１３１の背面側の端部から内側に突出する円環状の部分である。ナセル側円筒部１３３ｃは、円環部１３３ｂの内側の端部からハブ側円筒部１３３ａと反対側に設けられ、ナセル１２０Ｂの嵌込部１２４Ｂに嵌め込まれる円筒状の部分である。
ハブ１３０Ｂでは、ハブ本体部１３１の背面側に嵌め込まれたハブ嵌込部材１３３によって嵌込凸部１３２が形成されている。

ナセル１２０Ｂの嵌込部１２４Ｂには、開口部１２５に沿って、円筒状のナセル嵌込部材１６０が嵌め込まれている。ナセル嵌込部材１６０は、嵌込部１２４Ｂに嵌め込まれる円筒部１６０ａと、円筒部１６０ａの開口部１２５側の端部から内側に突出する円環状の突出部１６０ｂと、を備えている。
ハブ嵌込部材１３３及びナセル嵌込部材１６０の材質としては、特に限定されず、例えばハブ１３０と同じ材質を例示できる。

風力発電機１００Ｂでは、ハブ本体部１３１の背面側にハブ嵌込部材１３３が取り付けられ、ナセル１２０Ｂの嵌込部１２４Ｂにナセル嵌込部材１６０が取り付けられた状態で、ハブ１３０Ｂの嵌込凸部１３２がナセル１２０Ｂの開口部１２５から嵌込部１２４Ｂに嵌め込まれる。ハブ嵌込部材１３３のナセル側円筒部１３３ｃは、ナセル嵌込部材１６０の突出部１６０ｂの内側に挿入される。これにより、ハブ１３０Ｂがナセル１２０Ｂの前方に回転可能に接続される。

風力発電機１００Ｂでは、風力発電機１００と同様に、ハブ１３０Ｂの嵌込凸部１３２がナセル１２０Ｂの嵌込部１２４Ｂに嵌め込まれる構成であるため、ナセル１２０Ｂとハブ１３０Ｂの接続部の下側部分では、嵌込部１２４Ｂの先端部１２４ａよりも上側に嵌込凸部１３２の先端部１３２ａが位置している。これにより、たとえハブ１３０Ｂ内において機器から油が漏洩しても、その油は嵌込凸部１３２をつたってナセル１２０Ｂ内へと流れていくため、ハブ１３０Ｂとナセル１２０Ａの隙間から油が流出することが抑制される。また、この例では、ナセル１２０Ｂの嵌込部１２４Ｂに取り付けられたナセル嵌込部材１６０の突出部１６０ｂが堰となり、ハブ１３０Ｂからナセル１２０Ｂ内に流入してきた油が開口部１２５から流れ出ることをさらに安定して抑制できる。

風力発電機１００Ｂのような、ハブ嵌込部材１３３とナセル嵌込部材１６０を用いる態様は、既設の風力発電機にも適用できる点で有利である。既設の風力発電機のハブとナセルにハブ嵌込部材１３３とナセル嵌込部材１６０を取り付けることで、既設の風力発電機において、ハブとナセルの隙間からの漏油を抑制することができる。既設の風力発電機に適用する場合には、ハブ嵌込部材１３３とナセル嵌込部材１６０をそれぞれ複数の部品で構成される部材とする。これにより、タワー内を通じてハブ及びナセル内へと部品を搬入し、それらをハブ及びナセル内で組み立てることで、既設の風力発電機にハブ嵌込部材１３３とナセル嵌込部材１６０を設置することができる。

以上説明したように、本発明の風力発電機においては、ハブの背面側に設けられた嵌込凸部が、ナセルの前方の開口部から嵌込部に嵌め込まれる構造になっている。これにより、ハブ内で機器から油が漏洩したとしても、その油はハブの嵌込凸部をつたってナセルの内部へと流れていくため、ハブとナセルの隙間から機外への油の流出を十分に抑制することができる。このように、本発明では、ブレードの油圧操作用の操作油、増速機の潤滑油、油入変圧器の絶縁油等が漏洩しても、機外への油の流出が抑制される。
本発明の風力発電機は、機外への油の流出を十分に抑制できることから、特に洋上での風力発電に好適に使用できる。

なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、風力発電機１００Ａにおいて、嵌込部材１２８及びシール材１２９を設けない風力発電機であってもよい。
風力発電機１００，１００Ａ，１００Ｂにおいて、下側筒部１２３と側壁部１１４の間がシール材１５０でシールされていなくてもよい。ナセル１２０の底部１２１におけるタワー１１０が嵌め込まれる開口部の周端部に上側筒部１２２及び下側筒部１２３のいずれか一方又は両方が設けられていなくてもよい。

本発明の風力発電機は、図７に例示した風力発電機１００Ｃであってもよい。図７における図２と同じ部分は同符号を付して説明を省略する。
風力発電機１００Ｃは、ナセル１２０の代わりにナセル１２０Ｃを備え、下側筒部１２３と側壁部１１４の間がシール材１５０でシールされていない以外は、風力発電機１００と同様の態様である。

ナセル１２０Ｃは、油受けカバー１７０をさらに備えている以外は、ナセル１２０と同様の態様である。油受けカバー１７０は、下側筒部１２３の油受け部１１２よりも上側の外面から全周にわたって張り出す円環状の上側張出部１７１と、上側張出部１７１の外周縁から下方に垂下され、油受け部１１２の側壁部１１４の外側に被さるように設けられた円筒状の筒部１７２と、を備えている。

油受けカバー１７０が設けられていることで、下側筒部１２３と側壁部１１４の間がシール材１５０でシールされていなくても、外部から油受け部１１２内に異物が混入して開口部１１６が詰まることを抑制しやすい。そのため、油受け部１１２のメンテナンスを定期的に行う必要がなくなるため、風力発電機１００Ｃの運用が容易になる。また、油受けカバー１７０を設けることで、油受け部１１２で受け止めた油が風で飛散することも抑制しやすい。

油受けカバー１７０の筒部１７２と油受け部１１２の側壁部１１４とは、離間していることが好ましい。油受けカバー１７０の筒部１７２と油受け部１１２の側壁部１１４との隙間の距離Ｅは、外部からの異物混入が抑制できる範囲で、運用時のナセル１２０Ｃやタワー１１０の変形や振動によっても互いが接触しないように設定すればよい。

その他、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。

１００，１００Ａ〜１００Ｃ…風力発電機、１１０…タワー、１１１…外側壁、１１２…油受け部、１１３…張出部、１１４…側壁部、１１５…隙間、１１６…開口部、１２０，１２０Ａ〜１２０Ｃ…ナセル、１２１…底部、１２２…上側筒部、１２３…下側筒部、１２４，１２４Ａ…嵌込部、１２４ａ…先端部、１２５…開口部、１２６…傾斜部、１２７…堰部、１２８…嵌込部材、１３０，１３０Ｂ…ハブ、１３１…ハブ本体部、１３２…嵌込凸部、１３２ａ…先端部、１３３…ハブ嵌込部材、１４０…ブレード、１６０…ナセル嵌込部材、１７０…油受けカバー、Ｏ１…中心軸。

Claims

タワーと、前記タワーの上部に前記タワーの中心軸周りに回動可能に設けられたナセルと、前記ナセルの前方に前記中心軸に直交する軸周りに回転可能に設けられたハブと、前記ハブに設けられた少なくとも１本のブレードと、を備え、
前記ハブは、前記ブレードが取り付けられるハブ本体部と、前記ハブ本体部の背面側から突出する嵌込凸部と、を備え、
前記ナセルの前方には開口部を有する嵌込部が設けられ、
前記嵌込凸部が前記開口部から前記嵌込部に嵌め込まれており、
前記ナセルの底部における前記嵌込部が、前記開口部から背面側に水平方向に延びる先端部と、前記先端部の後端から延在し、前記先端部よりも高さが低くなる傾斜部とを含み、
前記先端部と前記傾斜部との境界が、前記嵌込凸部の背面側の先端よりも前記ハブ本体部側に位置している、風力発電機。
前記傾斜部は、前記開口部から離れるにつれて高さが低くなっている、請求項１に記載の風力発電機。