KR20110031334A

KR20110031334A - 풍력 발전 장치

Info

Publication number: KR20110031334A
Application number: KR1020117001266A
Authority: KR
Inventors: 시게또 히라이; 신스께 사또오; 다께시 마쯔오; 야스시 오까노
Original assignee: 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
Priority date: 2009-01-07
Filing date: 2009-09-07
Publication date: 2011-03-25
Also published as: AU2009336449A1; TWI394889B; WO2010079638A1; EP2375065A1; EP2375065A4; TW201026951A; CN102112739A; CA2734092A1; US20110254280A1; BRPI0918488A2; JP5148517B2; JP2010159663A

Abstract

커버 내부에 너셀과의 공기의 유통을 효율적으로 행할 수 있는 기류를 형성하여, 커버 내부의 냉각을 효율적으로 행할 수 있는 풍력 발전 장치를 제공한다. 풍차 날개(6)가 장착되어 있는 로터 헤드(4)와, 로터 헤드(4)를 덮는 커버(5)와, 로터 헤드(4)에 연결되어 있는 발전 설비(7)가 수납 설치되어 있는 너셀(3)이 구비되고, 커버(5)의 내부와 너셀(3)의 내부 사이에서 공기를 유통시키고 있는 풍력 발전 장치(1)이며, 커버(5)의 내부에, 기류를 형성하는 기류 형성 장치(20)가 구비되어 있다.

Description

풍력 발전 장치 {WIND DRIVEN GENERATOR}

본 발명은, 자연 에너지인 바람을 회전력으로 변환하는 풍차를 사용하여 발전을 행하는 풍력 발전 장치에 관한 것이다.

종래, 자연 에너지인 풍력을 이용하여 발전을 행하는 풍력 발전 장치가 알려져 있다. 이러한 종류의 풍력 발전 장치는, 지지 기둥 상에 설치된 너셀에, 풍차 날개를 장착한 로터 헤드와, 이 로터 헤드와 일체로 회전하도록 연결된 주축과, 풍차 날개에 풍력을 받아 회전하는 주축을 연결한 증속기와, 증속기의 축 출력에 의해 구동되는 발전기를 설치한 것이다. 로터 헤드는 커버로 덮여, 빗물 등으로부터 보호되어 있다.

이와 같이 구성된 풍력 발전 장치에 있어서는, 풍력을 회전력으로 변환하는 풍차 날개를 구비한 로터 헤드 및 주축이 회전하여 축 출력을 발생하고, 주축에 연결된 증속기를 통해 회전수를 증속한 축 출력이 발전기에 전달된다. 이로 인해, 풍력을 회전력으로 변환하여 얻어지는 축 출력을 발전기의 구동원으로 하여, 발전기의 동력으로서 풍력을 이용한 발전을 행할 수 있다.

너셀의 내부에는, 예를 들어 증속기나 발전기 등과 같이, 운전시에 발열하는 부품이 수납 설치되어 있다. 이로 인해, 예를 들어 공기 흡기구 및 공기 배기구를 형성하고, 풍차에 의해 운전되는 팬에 의해 너셀 내부를 환기하여 온도 상승을 방지하는 냉각 구조 등 다양한 냉각 구조가 채용되어 있다.

또한, 로터 헤드 내에는, 예를 들어 풍속의 변동에 따라서 풍차 날개의 날개 피치를 신속하고 또한 정밀하게 변화시키는 피치 제어 장치 등이 수납 설치되어 있다.

피치 제어 장치는, 예를 들어 전동기에 의해 구동되는 유압 펌프 등의 구동 기기류나 피치 제어를 행하는 컨트롤 패널 등의 제어 기기류에 의해 구성되어 있고, 발열을 수반하는 기기이다. 이들의 신뢰성을 확보하기 위해서는, 냉각을 고려할 필요가 있다.

종래, 너셀의 내부와 커버의 내부 사이에서 공기를 자연히 대류시키도록 하여 커버 내의 공간을 냉각하도록 하고 있다.

또한, 예를 들어 특허 문헌 1에 개시되는 바와 같이, 로터 헤드 내에 설치되는 발열하는 전기 부품을 둘러싸는 덮개에 다수의 핀을 심은 방열판을 장착하고, 이 방열판에 허브의 회전에 수반하여 회전하는 팬에 의해 공기류를 부여하여 냉각하는 것도 제안되어 있다.

미국 특허 제7235895호 명세서

그런데, 풍력 발전 장치는, 최근의 대출력화에 대응하여 풍차 날개도 대형화되는 경향이 있다. 이로 인해, 로터 헤드 내에 설치되는 기기류의 출력을 증가시키는 것이 필요해지므로, 출력의 증대에 수반하여 기기류의 발열량도 증가하게 된다.

이러한 발열량의 증가는, 로터 헤드의 내부 온도를 상승시키게 되므로, 설치 환경의 온도 관리를 필요로 하는 전기·전자 부품으로 이루어지는 제어 기기류에 있어서 엄격한 상황이 된다.

커버 내부의 전방은 밀폐 공간으로 되어 있으므로, 그 내부에서 공기를 유통시키는 것이 어렵다.

이로 인해, 종래의 너셀의 내부와 커버의 내부 사이를 연통시켜 공기를 자연히 유통시키도록 한 것에서는 로터 헤드 내의 발열에 의해 온도 상승한 공기의 대부분이 그대로 체류된 상태로 되므로, 충분한 냉각을 행할 수 없다.

또한, 특허 문헌 1에 개시되는 방법에서도, 방열판에 의해 방열된 열량이 로터 헤드의 내부에 체류하게 되므로, 그것이 축적됨으로써 방열 효율이 열화되어, 충분한 냉각이 행해지지 않게 된다.

본 발명은 상기한 사정에 비추어, 커버 내부에 너셀과의 공기의 유통을 효율적으로 행할 수 있는 기류를 형성하여, 커버 내부의 냉각을 효율적으로 행할 수 있는 풍력 발전 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 상기한 과제를 해결하기 위해, 하기의 수단을 채용하였다.

즉, 본 발명의 일 형태는, 풍차 날개가 장착되어 있는 로터 헤드와, 상기 로터 헤드를 덮는 커버와, 상기 로터 헤드에 연결되어 있는 발전 설비가 수납 설치되어 있는 너셀이 구비되고, 상기 커버의 내부와 상기 너셀의 내부 사이에서 공기를 유통시키고 있는 풍력 발전 장치이며, 상기 커버의 내부에 기류를 형성하는 기류 형성 장치가 구비되어 있는 풍력 발전 장치이다.

풍력 발전 장치에서는, 커버 및 로터 헤드는, 로터 헤드에 고정된 주축이 너셀에 회전 가능하게 지지되어 있다. 운전 중, 풍차 날개가 풍력을 받으면, 풍차 날개에 로터 헤드를 회전 축선 주위로 회전시키는 힘이 발생하여, 로터 헤드가 주축 주위로 회전 구동된다. 이 회전 구동력이 증속기에 의해 회전수를 증가시켜 발전기에 전달되고, 발전기가 구동됨으로써 발전이 행해진다.

이때, 일정한 자세를 유지하는 너셀에 대해 커버 및 로터 헤드는 회전하고 있으므로, 너셀과 커버 및 로터 헤드의 상대 위치 관계는 상시 변화되고 있다.

본 발명에서는, 커버의 내부와 너셀의 내부 사이에서 공기를 유통시키고 있다. 이것은, 너셀로부터 커버를 향해 비교적 온도가 낮은 공기가 유입(유입부)되고, 커버로부터 너셀을 향해 데워진 공기가 배출(배출부)되게 된다. 이에 의해, 커버의 내부가 냉각된다. 이 유입부 및 배출부는, 너셀로부터 보아 최적의 위치가 존재한다.

본 형태에 따르면, 커버의 내부에, 기류를 형성하는 기류 형성 장치가 구비되어 있으므로, 기류 형성 장치가 형성하는 기류에 의해 커버의 내부에 있어서의 공기의 유통이 양호하게 행해진다. 이에 의해, 커버 내부의 냉각을 효율적으로 행할 수 있다.

또한, 기류 형성 장치가 형성하는 기류는 너셀에 대해 대략 일정한 방향으로 흐르도록 형성되므로, 기류의 상류측을 유입부에, 하류측을 배출부에 대응시킴으로써 로터 헤드와 너셀 사이에 형성되어 있는 공기의 순환을 원활하게 행할 수 있다.

이에 의해, 커버 내부의 냉각을 한층 효율적으로 행할 수 있다.

이와 같이, 커버 내의 냉각을 효율적으로, 또한 확실하게 행할 수 있으므로, 제어 기기류를 정상적으로 작동시켜 발전을 계속시킬 수 있다. 풍력 발전 장치의 대형화에 수반하여, 로터 헤드 내부의 냉각에 의한 온도 관리를 행하여, 풍력 발전 장치의 신뢰성이나 내구성을 향상시킬 수 있다.

상기 형태에서는, 상기 기류 형성 장치는, 하측으로부터 상측을 향해 상기 기류를 형성하는 것이 바람직하다.

공기 등의 기체는, 온도가 상승하면 팽창되므로, 일정 체적당의 중량이 작아진다. 즉, 부력이 커진다.

본 발명에서는, 기류 형성 장치는 하측으로부터 상측을 향해 기류를 형성하므로, 커버 내의 기기 등을 냉각하여 데워진 온도가 높은 공기는 상방으로 유도되게 된다. 이와 같이, 보다 부력이 큰 공기를 상측을 향해 밀어 올리므로, 공기의 유통을 효율적으로 행할 수 있다.

이 경우, 너셀로부터 커버를 향해 비교적 온도가 낮은 공기가 유입되는 유입부는 하측에 설치되고, 커버로부터 너셀을 향해 데워진 공기가 배출되는 배출부는 상측에 설치되는 것이 적합하다.

상기 형태에서는, 상기 기류 형성 장치는, 송풍 방향으로 공기류를 형성하는 송풍 부재를 구비하고 있는 구성으로 해도 좋다.

이 경우, 상기 송풍 부재는, 상기 커버의 내부에 상기 송풍 방향이 상기 로터 헤드의 축선에 교차하도록 고정되어 장착되는 동시에 상기 송풍 방향을 따른 양측 중 어느 하나에 선택적으로 공기류를 형성하도록 되어 있어도 좋다.

이와 같이, 송풍 부재는, 커버의 내부에 송풍 방향이 로터 헤드의 축선에 교차하도록 고정되어 장착되어 있으므로, 송풍 부재는 커버 및 로터 헤드의 회전에 수반하여 일체적으로 로터 헤드의 축선 주위로 회전한다. 송풍 방향의 한쪽측에만 공기류를 형성하면, 공기류의 방향이 360도에 걸쳐 변동되게 된다.

본 구성에서는, 송풍 부재는, 송풍 방향을 따른 양측 중 어느 하나에 선택적으로 공기류를 형성하도록 되어 있으므로, 송풍 부재가, 예를 들어 로터 헤드의 축선을 사이에 두고 대향하는 위치, 환언하면, 회전 위상이 180도 이격된 위치에 위치할 때의 송풍 방향을 서로 다르게 할 수 있다. 이와 같이 하면, 이 양 위치에 있어서의 공기류의 방향은 일치하게 되므로, 회전 방향의 소정의 위치에서 송풍 방향의 송출 방향을 역전(逆轉)시킴으로써, 예를 들어 공기류의 방향을 180도 이내로 억제할 수 있다. 또한, 이 역전 위치의 전후에 있어서 송풍 부재에 의한 송풍을 정지시키면, 공기류의 방향을 보다 좁은 각도 범위로 한정할 수 있다.

따라서, 송풍 부재는 너셀에 대해 대략 일정한 방향으로 기류를 형성할 수 있다. 또한, 송풍 부재는 고정되어 장착되므로, 특별한 가동 기구를 설치할 필요가 없으므로, 구조를 간소화할 수 있어 저렴하게 제조할 수 있다.

또한, 송풍 방향이 로터 헤드의 축선에 교차하는 각도는, 직각에 가까울수록 바람직하다. 이것은 송풍 부재가 어느 위치에서 송풍한 방향과, 그것이 180도 회전한 위치에서 반대 방향으로 송풍하였을 때의 방향이 일치하기 때문이다.

또한, 회전의 변동에 의한 영향이 적어지므로, 송풍 부재는 로터 헤드의 축선에 근접하도록 배치하는 것이 바람직하다.

상기 구성에서는, 상기 송풍 부재는 상기 송풍 방향이 상기 로터 헤드의 축선에 교차하도록 배치되는 동시에 상기 송풍 방향에 대략 직교하는 회전 축선 주위로 회전 가능하게 상기 커버의 내부에 장착되어 있어도 좋다.

이와 같이, 송풍 부재는 송풍 방향이 상기 로터 헤드의 축선에 교차하도록 배치되어 있으므로, 송풍 부재는 커버 및 로터 헤드의 회전에 수반하여 일체적으로 로터 헤드의 축선 주위로 회전한다. 고정된 상태에서는, 송풍 부재의 송풍 방향은 360도에 걸쳐 변화된다.

본 구성에서는, 송풍 방향에 대략 직교하는 회전 축선 주위로 회전 가능하게 커버의 내부에 장착되어 있으므로, 회전 축선 주위로 회전시키면, 송풍 방향을 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 송풍 부재가 로터 헤드의 축선 주위로 회전한 각도와, 송풍 부재가 회전 축선 주위로 회전하는 각도를 대략 일치시키면, 송풍 부재가 형성하는 공기류의 방향은 이 각도에 의존하지 않고 대략 일정해진다. 따라서, 송풍 부재는 너셀에 대해 대략 일정한 방향으로 기류를 형성할 수 있다.

송풍 부재를 회전시키는 수단으로서, 예를 들어 송풍 부재에, 회전 축선으로부터 보아 공기류를 형성하는 방향과 반대측 위치에 추를 장착하는 것을 생각할 수 있다. 이와 같이 하면, 송풍 부재가 로터 헤드의 축선 주위로 회전하면, 송풍 부재는 추가 항상 하방 위치로 되도록 회전 축선 주위로 회전하므로, 송풍 부재가 형성하는 공기류는 항상 상방을 향하도록 할 수 있다. 추를 매다는 것만으로 확실하게 공기류의 방향을 일정하게 할 수 있으므로, 구조가 용이하고 저렴하게 제조할 수 있다.

또한, 송풍 방향이 로터 헤드의 축선에 교차하는 각도는, 직각에 가까울수록 바람직하다. 이것은 송풍 부재가 어느 위치에서 송풍한 방향과, 그것이 180도 회전한 위치에서 송풍하였을 때의 방향이 일치하기 때문이다.

상기 구성에서는, 상기 기류 형성 장치는, 통 형상을 이루고, 그 길이 방향이 상기 로터 헤드의 축선과 교차하도록 상기 커버의 내부에 고정되어 장착된 고정 덕트와, 상기 고정 덕트의 길이 방향에 있어서의 중간 위치에 상기 길이 방향의 한쪽 방향으로 공기류를 형성하도록 고정되어 장착된 송풍 부재와, 상기 고정 덕트에 있어서의 상기 공기류의 하류측 단부에, 상기 고정 덕트의 연장부를 형성하도록 요동 가능하게 장착된 제1 가동 덕트를 구비하고, 상기 제1 가동 덕트는, 상기 커버 및 상기 로터 헤드의 회전에 수반되는 상기 고정 덕트의 위치 이동에 대응하여 요동하고, 상기 공기류의 분출 방향을 상기 대략 일정한 방향의 하류측을 향하게 하는 배치로 해도 좋다.

본 배치에 따르면, 송풍 부재가 형성하는 공기류는, 고정 덕트를 따라 흘러, 제1 가동 덕트를 통해 분출된다.

고정 덕트는 커버의 내부에 고정되어 장착되어 있으므로, 고정 덕트는, 커버 및 로터 헤드의 회전에 수반하여 일체적으로 로터 헤드의 축선 주위로 회전한다. 이에 의해, 고정 덕트를 흐르는 공기류의 방향은 360도에 걸쳐 변화된다.

이때, 제1 가동 덕트는, 커버 및 로터 헤드의 회전에 수반되는 고정 덕트의 위치 이동에 대응하여 요동하고, 공기류의 분출 방향을 대략 일정한 방향의 하류측을 향하게 하도록 되어 있으므로, 너셀에 대해 대략 일정한 방향으로 기류를 형성할 수 있다.

상기 배치에서는, 상기 제1 가동 덕트는, 그 요동 중심을 사이에 두고 상기 공기류의 분출구의 반대측에 제1 추가 장착되어 있어도 좋다.

이와 같이 하면, 고정 덕트가 로터 헤드의 축선 주위로 회전하면, 제1 가동 덕트는 제1 추가 항상 하방 위치로 되도록 요동하므로, 공기류의 분출구는 항상 상방을 향하도록 할 수 있다.

상기 배치에서는, 상기 기류 형성 장치는, 상기 고정 덕트에 있어서의 상기 공기류의 상류측 단부에, 상기 고정 덕트의 연장부를 형성하도록 요동 가능하게 장착된 제2 가동 덕트를 구비하고, 상기 제2 가동 덕트는 상기 커버 및 상기 로터 헤드의 회전에 수반되는 상기 고정 덕트의 위치 이동에 대응하여 요동하고, 상기 공기류의 흡입 방향을 상기 대략 일정한 방향의 상류측을 향하게 하는 구성으로 해도 좋다.

본 구성에 따르면, 제2 가동 덕트는, 커버 및 로터 헤드의 회전에 수반되는 고정 덕트의 위치 이동에 대응하여 요동하고, 공기류의 흡입 방향을 대략 일정한 방향의 상류측을 향하게 하도록 되어 있으므로, 너셀에 대해 대략 일정한 방향의 상류측으로부터 공기를 흡입할 수 있다. 상기 제1 가동 덕트와 함께 확실하게 너셀에 대해 대략 일정한 방향으로 기류를 형성할 수 있다.

상기 구성에서는, 상기 제2 가동 덕트는 상기 공기류의 흡입구측에 제2 추가 장착되어 있어도 좋다.

이와 같이 하면, 고정 덕트가 로터 헤드의 축선 주위로 회전하면, 제2 가동 덕트는 제2 추가 항상 하방 위치로 되도록 요동하므로, 공기류의 흡입구는 항상 하방을 향하도록 할 수 있다.

상기 형태에서는, 상기 기류 형성 장치는, 상기 커버의 측면에 그것을 관통하도록 형성된 적어도 1개의 관통 구멍부와, 상기 관통 구멍부를 개폐하는 개폐 부재를 구비하고 있는 구성으로 해도 좋다.

풍력 발전 장치에서는, 풍차 날개는 항상 바람이 불어오는 쪽을 향하도록 되어 있으므로, 커버도 바람이 불어오는 쪽을 향하고 있다. 관통 구멍부가 개방되어 있는 경우, 바람이 그것을 통해 커버의 내부로 유입된다. 관통 구멍부가 폐쇄되어 있는 경우, 바람이 그것을 통해 커버의 내부로 유입되는 일은 없다.

관통 구멍부는 커버의 측면에 형성되어 있으므로, 커버가 로터 헤드의 축선 주위로 회전하면, 원주를 그리도록 위치가 이동한다.

개폐 부재에 의해, 원주의 소정 범위에서 관통 구멍부를 개방하고, 그 밖의 부분에서 폐쇄하도록 되면, 바람은 원주의 소정 범위의 부분에서 관통 구멍부를 통해 커버의 내부로 유입되고, 다른 쪽측을 향하게 한 기류를 형성할 수 있다. 즉, 따라서, 기류 형성 장치는 너셀에 대해 대략 일정한 방향으로 기류를 형성할 수 있다.

또한, 관통 구멍부를 개방하는 위치는, 빗물 등의 침입이 비교적 적고 및 기류의 방향이 양호하므로 커버의 하부에 위치하는 범위로 하는 것이 바람직하다.

또한, 관통 구멍부는 주위 방향으로 복수 형성해도 좋다. 이와 같이 하면, 기류가 비교적 연속되도록 형성할 수 있다.

상기 구성에서는, 상기 개폐 부재는, 양면이 폐쇄면 및 개방면을 구성하는 판재이고, 두께 방향의 중심 위치보다도 상기 개방면측의 위치에서 상기 커버에 회전 가능하게 지지되어 있는 덮개부와, 상기 개방면에 장착된 제3 추를 구비하고, 상기 폐쇄면이 상기 관통 구멍부에 대향하면 그것을 폐쇄하도록 해도 좋다.

이와 같이 하면, 덮개부는 제3 추가 항상 하방 위치로 되도록 회전한다. 관통 구멍부, 즉, 개폐 부재가 커버의 하부에 위치하고 있으면, 제3 추가 하방에 위치하므로, 폐쇄면은 상방, 즉, 커버의 내부측에 위치하고, 개방면이 관통 구멍부에 대향한다. 이 상태에서 커버가 로터 헤드의 축선 주위로 회전하여 수평 위치를 넘으면, 개방면이 폐쇄면보다 상측에, 즉, 제3 추가 상방에 위치하게 되므로, 덮개부는 제3 추가 하방으로 이동하려고 함으로써 회전한다. 이에 의해, 폐쇄면이 관통 구멍부에 대향하게 되므로, 관통 구멍부는 폐쇄면에 의해 폐쇄된다.

이와 같이, 관통 구멍 위치는 대략 하반부의 위치에서 개방되고, 대략 상반부의 위치에서 폐쇄되므로, 하측으로부터 상측을 향하는 공기류를 형성할 수 있다.

본 발명에 따르면, 커버의 내부에, 너셀에 대해 대략 일정한 방향으로 기류를 형성하는 기류 형성 장치가 구비되어 있으므로, 커버 내부의 냉각을 효율적으로 행할 수 있다.

또한, 기류 형성 장치가 형성하는 기류는 너셀에 대해 대략 일정한 방향으로 흐르도록 형성되므로, 로터 헤드와 너셀 사이에 형성되어 있는 공기의 순환을 원활하게 행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 풍력 발전 장치의 전체 개략 구성을 도시하는 측면도이다.
도 2는 도 1의 로터 헤드의 구성을 도시하는 부분 확대도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 커버 내부를 도시하는 측면 모식도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 커버 내부를 도시하는 정면 모식도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 커버 내부를 도시하는 측면 모식도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 커버 내부를 도시하는 정면 모식도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 풍차 날개의 위치와 기류 형성 장치의 팬의 회전수의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 커버의 내부를 포함하여 그 주변 구성을 도시하는 측면 모식도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 커버의 내부를 포함하여 그 주변 구성을 도시하는 정면 모식도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 커버의 내부를 포함하여 그 주변 구성을 도시하는 정면 모식도이다.
도 11은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 기류 형성 장치의 구성을 도시하는 정면 모식도이다.
도 12는 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 기류 형성 장치의 구성을 도시하는 측면 모식도이다.
도 13은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 기류 형성 장치의 다른 회전 위치에 있어서의 구성을 도시하는 정면 모식도이다.
도 14는 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 기류 형성 장치의 다른 회전 위치에 있어서의 구성을 도시하는 정면 모식도이다.
도 15는 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 기류 형성 장치의 다른 회전 위치에 있어서의 구성을 도시하는 정면 모식도이다.
도 16은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 기류 형성 장치의 변형예의 어느 회전 위치에 있어서의 구성을 도시하는 정면 모식도이다.
도 17은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 기류 형성 장치의 변형예의 다른 회전 위치에 있어서의 구성을 도시하는 정면 모식도이다.
도 18은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 기류 형성 장치의 변형예의 또 다른 회전 위치에 있어서의 구성을 도시하는 정면 모식도이다.
도 19는 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 기류 형성 장치의 개략 구성을 도시하는 측면 모식도이다.
도 20은 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 기류 형성 장치의 동작을 도시하는 정면 모식도이다.

이하, 본 발명에 관한 풍력 발전 장치의 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다.

[제1 실시 형태]

본 발명의 제1 실시 형태에 관한 풍력 발전 장치(1)에 대해 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 실시 형태에 관한 풍력 발전 장치(1)의 전체 개략 구성을 도시하는 측면도이다.

풍력 발전 장치(1)에는, 기초(B) 상에 기립 설치된 지지 기둥(2)과, 지지 기둥(2)의 상단부에 설치된 너셀(3)과, 대략 수평한 회전 축선(로터 헤드의 축선)(L) 주위로 회전 가능하게 하여 너셀(3)에 설치된 로터 헤드(4)와, 로터 헤드(4)를 덮는 커버(5)와, 로터 헤드(4)의 회전 축선(L) 주위에 방사상으로 장착되어 있는 복수매의 풍차 날개(6)와, 로터 헤드(4)의 회전에 의해 발전을 행하는 발전 설비(7)가 설치되어 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 3매의 풍차 날개(6)가 설치된 예에 적용하여 설명한다. 설명의 편의상 풍차 날개(6) 중 어느 것인지를 특정하는 경우에는, 서픽스 "a", "b", "c"를 붙여 구별한다.

풍차 날개(6)의 수는 3매에 한정되지 않고, 2매인 경우나, 3매보다 많은 경우에 적용해도 좋고, 특별히 한정하는 것은 아니다.

지지 기둥(2)은, 도 1에 도시되는 바와 같이, 기초(B)로부터 상방(도 1의 상방)으로 연장되는 기둥 형상의 구성으로 되고, 예를 들어 복수의 유닛을 상하 방향으로 연결한 구성으로 되어 있다.

지지 기둥(2)의 최상부에는, 너셀(3)이 설치되어 있다. 지지 기둥(2)이 복수의 유닛으로 구성되어 있는 경우에는, 최상부에 설치된 유닛 상에 너셀(3)이 설치되어 있다.

너셀(3)은, 도 3에 도시하는 바와 같이, 로터 헤드(4)에 고정된 주축(8)을 회전 가능하게 지지하고 있다.

너셀(3)의 내부에는, 예를 들어 도 1에 도시하는 바와 같이, 로터 헤드(4)와 동축의 증속기(10)를 통해 연결된 발전기(11)를 구비하여 이루어지는 발전 설비(7)가 수납 설치되어 있다.

즉, 로터 헤드(4)의 회전을 증속기(10)에 의해 증속하여 발전기(11)를 구동시킴으로써, 발전기(11)로부터 발전기 출력(W)이 얻어지도록 되어 있다.

너셀(3)의 내부는, 증속기(10)나 발전기(11) 등의 회전에 의한 발열이나, 인버터(도시 생략) 등의 발열에 의해 내부 온도가 상승한다.

이로 인해, 도시하지 않았지만 인버터 쿨러나 윤활유 쿨러를 설치하여 냉각하는 동시에, 너셀(3)의 적소에는, 내부를 환기하여 냉각하기 위해 냉각 팬을 구비한 흡기 및 배기구가 설치되어 있다.

이로 인해, 너셀(3)의 내부는, 내부 공기의 냉각 및 환기에 의해 비교적 온도가 낮은 상태로 되어 있다.

도 2는 도 1의 로터 헤드(4)의 구성을 도시하는 부분 확대도이다. 도 3 내지 도 6은 커버(5)의 내부를 포함하여 그 주변 구성을 도시하는 모식도로, 도 3 및 도 5는 측면 모식도, 도 4 및 도 6은 정면 모식도이다.

로터 헤드(4)에는, 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 그 회전 축선(L) 주위에 방사상으로 하여 복수매의 풍차 날개(6)가 장착되고, 그 주위는 커버(5)에 의해 밀폐되도록 덮여 있다.

로터 헤드(4)에는, 풍차 날개(6)의 축선 주위로 풍차 날개(6)를 회전시켜, 풍차 날개(6)의 피치각을 변경하는 피치 구동 장치(12)가 각 풍차 날개(6)에 대응하여 1대 1로 설치되어 있다.

로터 헤드(4)의 내부에는, 피치 구동 장치(12)를 구성하는 유압 기기류나 컨트롤 패널 등이 수납 설치되어 있다. 이 중, 유압 펌프 등의 유압 기기류는 발열체로 되고, 한편 컨트롤 패널과 같은 제어 기기류를 구성하는 전기·전자 부품은 설치 환경의 온도 조건에 제약을 받는다. 또한, 이들 기기에 있어서 빗물 등의 침입은 바람직한 것이 아니므로, 커버(5)에는 밀폐성을 필요로 한다.

커버(5)와 너셀(3) 사이에 커버(5)의 내부와 너셀(3)의 내부와의 사이에서 공기를 순환시키는 연통로(9)가 형성되어 있다. 연통로(9)에는, 예를 들어 펀칭 메탈이나 그물 형상 부재 등과 같이, 커버(5)의 내부 및 너셀(3)의 내부의 양 공간을 공기가 유통하는 연통 상태로 하여 구획하는 구획부(도시 생략)가 장착되어 있다.

연통로(9)는 그것이 존재하고 있을 뿐이라도 좋지만, 적극적으로 순환을 촉진하는 순환 촉진 수단이 구비되어도 좋다.

이 순환 촉진 수단으로서, 예를 들어 도 3에 도시되는 바와 같이, 연통로(9)의 상부에 위치하는 너셀(3)에, 커버(5) 내의 비교적 온도가 높은 공기를 너셀(3) 내로 흡입하는 공기류를 형성하는 팬(18)을 구비해도 좋다. 또한, 연통로(9)의 하부에 위치하는 너셀(3)에, 너셀(3) 내의 비교적 온도가 낮은 공기를 커버(5) 내로 밀어 넣는 공기류를 형성하는 팬(19)을 동시에 구비해도 좋다.

이 경우, 팬(18) 및 팬(19)은 어느 한쪽을 구비해도 좋다.

팬(18) 및 팬(19)은, 회전하는 로터 헤드(4) 또는 주축(8)에 장착된 기어와 맞물리는 기어에 의해 구동되도록 해도 좋다. 이와 같이 하면, 전동기 등의 구동원이 없어도 팬(18) 및 팬(19)을 기계적으로 동작시킬 수 있다.

또한, 이 순환 촉진 수단으로서는, 팬(18, 19)에 한정되지 않고, 예를 들어 너셀(3)측에 고정하여, 날개형의 가이드 부재를 원형으로 되는 연통로(9)의 주위 방향에 있어서, 대략 반주(半周)에 걸쳐 대략 등피치로 복수매가 배치되어 있도록 해도 좋다.

커버(5) 및 로터 헤드(4)가 회전하면, 커버(5) 내의 공기가 회전하고, 가이드 부재로 안내되어 너셀(3)의 내부에 도입된다. 가이드 부재가 전용의 동력을 필요로 하는 일 없이 상대적인 회전 운동을 행함으로써, 회전측의 커버(5)와 고정측의 너셀(3) 사이에 형성된 연통로(9)를 통해 너셀(3)측을 향하는 공기량을 증가시킬 수 있다.

커버(5)의 내부에는, 로터 헤드(4)의 선단부와, 커버(5)의 선단부 사이의 공간, 즉, 커버(5)의 내부 공간에 기류 형성 장치(20)가 장착되어 있다.

기류 형성 장치(20)에는, 팬(송풍 부재)(21)과, 회전축에 팬(21)이 장착되어 팬(21)을 회전 구동하는 모터(23)와, 팬(21) 및 모터(23)를 커버(5) 내에 장착하는 장착 부재(25)가 구비되어 있다.

기류 형성 장치(20)는, 도 4에 도시되는 바와 같이 팬(21)의 축선 중심이 풍차 날개(6a)의 축선(L6)을 따라 팬(21)이 풍차 날개(6a)의 선단측으로, 모터(23)가 근원측으로 되도록 배치되어 있다.

기류 형성 장치(20)는, 회전 축선(L)이 팬(21)의 두께 방향의 대략 중간 위치를 통과하는 위치에 고정되어 장착되어 있다. 즉, 팬(21)의 송풍 방향은, 회전 축선(L)에 대략 직교(교차)하도록 고정되어 장착되어 있다.

이와 같이, 팬(21)은 송풍 방향이 로터 헤드(4)의 회전 축선(L)에 직교하도록 배치되어 있으므로, 팬(21)은 커버(5) 및 로터 헤드(4)의 회전에 수반하여 일체적으로 회전 축선(L) 주위로 회전한다. 따라서, 송풍 방향이 한쪽측에 고정된 상태에서는, 팬(21)의 송풍 방향은 360도에 걸쳐 변화된다.

모터(23)는, 도시하지 않은 제어부에 의해 정전(正轉) 혹은 반전(反轉)하도록 작동된다. 이에 의해, 팬(21)도 정전 혹은 반전된다.

예를 들어, 팬(21)이 정전하면, 팬(21)은 도 3 및 도 4에 도시되는 바와 같이 모터(23)로부터 팬(21)을 향해 송풍한다.

한편, 팬(21)이 반전하면, 팬(21)은 도 5 및 도 6에 도시되는 바와 같이 팬(21)으로부터 모터(23)를 향해 송풍한다.

다음에, 상기한 구성으로 이루어지는 풍력 발전 장치(1)의 동작에 대해 설명한다.

풍력 발전 장치(1)에 있어서는, 로터 헤드(4)의 회전 축선(L) 방향으로부터 풍차 날개(6)에 닿은 바람의 힘이, 로터 헤드(4)를 회전 축선(L) 주위로 회전시키는 동력으로 변환된다.

이 로터 헤드(4)의 회전은, 주축(8)을 경유하여 증속기(10)로 전달된다. 이 회전은, 증속기(10)에 의해 증속되어, 발전기(11)에 입력되고, 발전기(11)에 의한 발전이 행해진다. 발전기(11)에 의해 발전된 전력은, 변압기 등에 의해 전력의 공급 대상에 맞춘 전력, 예를 들어 주파수가 50㎐ 또는 60㎐인 교류 전력으로 변환된다.

여기서, 적어도 발전을 행하고 있는 동안은, 바람의 힘을 풍차 날개(6)에 효과적으로 작용시키기 위해, 적절하게 너셀(3)을 수평면 상에서 회전시킴으로써, 커버(5) 및 로터 헤드(4)는 바람이 불어오는 쪽을 향하고 있다.

이때, 연통로(9)의 상부 영역에 있어서는 팬(18)에 의해 커버(5) 내로부터 너셀(3)측을 향하는 공기의 흐름이 형성되고, 피치 구동 장치(12) 등의 발열에 의한 가열을 받아 온도 상승한 비교적 온도가 높은 공기를 커버(5) 내로부터 분출하여 너셀(3)측으로 송출한다.

이에 의해, 커버(5)의 내압은 저하되므로, 너셀(3)의 내압이 상대적으로 높아진다. 연통로(9)의 하부 영역에 있어서는, 내압이 높은 너셀(3)측으로부터 커버(5) 내로 흐르는 비교적 온도가 낮은 공기의 흐름이 형성된다. 이 공기의 흐름에 의해 커버(5) 내는 냉각되게 된다.

또한, 팬(18) 등의 순환 촉진 수단을 사용하지 않는다고 해도, 연통로(9)를 통해 이 공기의 흐름은 형성된다. 즉, 커버(5) 내에서는 비교적 온도가 높은 공기는 상방으로 이동하므로, 이것을 보충하도록 연통로(9)의 하부 영역에 있어서 너셀(3)측으로부터 비교적 온도가 낮은 공기가 커버(5)측으로 흐른다. 커버(5)의 상부의 내압이 높아지므로, 연통로(9)의 상부 영역에 있어서 비교적 온도가 높은 공기가 커버(5)측으로부터 너셀(3)측으로 흐른다.

그런데, 커버(5), 풍차 날개(6) 및 로터 헤드(4)는 회전하고 있으므로, 커버(5) 내의 공기의 흐름이 연통로(9)를 통과하는 공기의 흐름과 반드시 일치하는 것은 아니어서, 연통로(9)를 통과하는 순환하는 공기의 흐름이 불충분해진다.

이에 의해, 커버(5)의 내부 공간의 냉각이 불충분해질 우려가 있다.

본 실시 형태에서는, 이것을 해소하기 위해 커버(5) 내에 기류 형성 장치(20)를 설치하고 있다.

이하, 이 기류 형성 장치(20)의 동작에 대해 설명한다.

로터 헤드(4)가 회전하면, 풍차 날개(6)가 회전 축선(L)을 중심으로 하여, 예를 들어 시계 방향으로 주위 방향으로 이동한다.

이때, 예를 들어 풍차 날개(6a)는 도 7의 상측에 도시되는 바와 같이 자세가 변화된다. 풍차 날개(6a)는 로터 헤드(4)로부터 풍향 방향으로부터 보아 좌측으로 연장되는 수평 위치 A로부터 순차 상승하여 상방으로 연장되는 상방 위치 B(도 3 및 도 4에 도시되는 위치)로 된다. 계속해서, 풍차 날개(6a)는 순차 우측으로 경사지면서 우측으로 연장되는 수평 위치 C로 된다. 또한 로터 헤드(4)가 회전하면, 풍차 날개(6a)는 선단이 하방을 향하게 되어, 그 경사가 커져 하방으로 연장되는 하방 위치 D(도 5 및 도 6에 도시되는 위치)로 된다. 그리고 풍차 날개(6a)는 수평 위치 A로 복귀되고, 이 자세의 변화를 반복하게 된다.

제어부는 모터(23), 즉, 팬(21)의 회전수를 도 7의 하측에 나타내어지는 바와 같이 변화시킨다. 즉, 모터(23)는 수평 위치 A로부터 상방 위치 B를 통해 수평 위치 C까지는 정전으로 되고, 팬(21)은 모터(23)로부터 팬(21)을 향해, 즉, 풍차 날개(6a)의 선단측을 향해 송풍하도록 되어 있다. 모터(23)는, 중간 위치에서는 소정의 회전수로 하고, 수평 위치 A, C에 가까운 위치에서는 회전수를 점증 혹은 점감시키고 있다.

따라서, 이 사이에 있어서, 예를 들어 상방 위치 B의 상태인 도 3 및 도 4에 도시되는 바와 같이 풍차 날개(6a)의 선단은 로터 헤드(4), 즉 근원보다도 상방에 위치하고 있으므로, 팬(21)은 상방을 향해 송풍하고 있다.

수평 위치 A, C의 근방에서는 팬(21)은 수평 방향으로 송풍하게 되지만, 그 부분에서 송풍량을 감소시키고 있으므로, 송풍 방향으로 큰 영향을 미치는 것을 억제할 수 있다.

한편, 모터(23)는 수평 위치 C로부터 하방 위치 D를 통해 수평 위치 A까지는 반전으로 되고, 팬(21)은 팬(21)으로부터 모터(23)를 향해, 즉, 풍차 날개(6a)의 근원측을 향해 송풍하도록 되어 있다. 모터(23)는, 중간 위치에서는 소정의 회전수로 하고, 수평 위치 A, C에 가까운 위치에서는 회전수를 점증 혹은 점감시키고 있다.

따라서, 이 사이에 있어서, 예를 들어 하방 위치 D의 상태인 도 5 및 도 6에 도시되는 바와 같이 풍차 날개(6a)의 선단은 로터 헤드(4), 즉 근원보다도 하방에 위치하고 있으므로, 팬(21)은 상방을 향해 송풍하고 있다.

이와 같이, 풍차 날개(6a)가 상반부의 영역을 통과하는 위치와 하반부의 영역을 통과하는 위치에서, 팬(21)의 송풍의 방향을 역전하고 있으므로, 팬(21)이 형성하는 공기류는 회전 축선(L)에 직교하는 면 내에서 경사지지만 너셀(3)에 대해 대략 하측으로부터 상측을 향하는 방향으로 된다.

이와 같이, 기류 형성 장치(20)는 커버(5)의 내부에, 하방으로부터 상방을 향하는 기류를 형성하므로, 커버(5)의 내부에 있어서의 공기의 유통이 양호하게 행해진다. 이에 의해, 커버(5) 내부의 냉각을 효율적으로 행할 수 있다. 이것은 커버(5) 내의 피치 구동 장치(12) 등을 냉각하여 데워진 온도가 높은 공기가 그 부력의 증가에 의해 상방으로 유도되는 것과 아울러 공기의 유통을 한층 효율적으로 행할 수 있다.

기류 형성 장치(20)가 형성하는 기류는 너셀(3)에 대해 하방으로부터 상방을 향하는 대략 일정한 방향으로 흐르도록 형성되므로, 기류의 하류측은 연통로(9)의 상부에 형성되는 커버(5)측으로부터 너셀(3)측으로 흐르는 영역에 일치한다. 기류의 상류측은 연통로(9)의 하부에 형성되는 너셀(3)측으로부터 커버(5)측으로 흐르는 영역에 일치한다.

이에 의해, 커버(5)의 내부와 너셀(3)의 내부 사이에 형성되어 있는 공기의 순환을 원활하게 행할 수 있으므로, 커버(5) 내부의 냉각을 한층 효율적으로 행할 수 있다.

이와 같이, 커버(5) 내의 냉각을 효율적으로, 또한 확실하게 행할 수 있으므로, 피치 구동 장치(12)의 제어 기기류를 정상적으로 작동시켜 발전을 계속시킬 수 있다.

풍력 발전 장치(1)의 대형화에 수반하여, 커버(5) 내부의 냉각에 의한 온도 관리를 행하여, 풍력 발전 장치(1)의 신뢰성이나 내구성을 향상시킬 수 있다.

기류 형성 장치(20)는 커버(5) 및 로터 헤드(4)에 고정되어 장착되므로, 특별한 가동 기구를 설치할 필요가 없으므로, 구조를 간소화할 수 있어 저렴하게 제조할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 수평 위치 A, C의 근방에서의 회전수를 작게 함으로써 수평 방향을 향하는 기류가 형성되는 영향을 완화하고 있지만, 이것은 수평 위치 A, C의 근방에 있어서의 팬(21)의 회전을 정지시키도록 해도 좋다.

또한, 본 실시 형태에서는, 팬(21)의 축선이 로터 헤드(4)의 회전 축선(L)에 교차하는 각도는, 대략 직각으로 되어 있으므로, 팬(21)이 어느 위치에서 송풍한 방향과, 그것이 180도 회전한 위치에서 반대 방향으로 송풍하였을 때의 방향이 일치한다. 이 교차하는 각도는 대략 직각으로부터 양측으로 경사시키도록 해도 좋다. 이와 같이 하면, 팬(21)이 형성하는 기류의 방향을 보다 필요로 하는 로터 헤드(4)의 방향을 향하게 할 수 있다. 한편, 기류가 회전 축선(L) 방향에서 일치하지 않게 되므로, 기류가 일정 방향으로 흐르는 효과가 저감된다. 기류의 일정 방향으로의 흐름을 중시하는 경우에는, 경사의 정도는 작은 쪽이 바람직하다.

본 실시 형태에서는, 부력을 고려하여 공기가 커버(5)측으로부터 너셀(3)측으로 유입되는 유입 위치를 연통로(9)의 상부 영역으로 하고, 기류 형성 장치(20)가 형성하는 기류의 방향을 하측으로부터 상측을 향하도록 하고 있지만, 이것에 한정되지 않는다.

즉, 너셀(3)과 커버(5) 사이에 있어서의 공기의 출입은, 너셀(3) 형상이 비대칭성인 것 및 타워(2)의 존재로부터 외부의 압력이 불균등한 것 등으로 인해, 너셀(3)로부터 보아 흡입, 분출에 최적인 위치가 존재한다. 기류 형성 장치(20)에 있어서의 팬(21)의 반전 위치를 조정하여, 그것이 형성하는 기류의 방향을 이 흡입, 분출에 최적인 위치에 맞추도록 해도 좋다.

[제2 실시 형태]

다음에, 본 발명의 제2 실시 형태에 대해 도 8 내지 도 10을 사용하여 설명한다.

본 실시 형태에 관한 풍력 발전 장치(1)에서는, 제1 실시 형태와 기본적 구성은 동일하고, 기류 형성 장치의 구성이 다르다. 따라서, 본 실시 형태에 있어서는, 이 차이점에 대해 설명하고, 그 밖의 부분에 대해서는 중복된 설명을 생략한다.

또한, 제1 실시 형태와 동일한 구성 요소에는 동일한 번호를 부여하고, 그 상세한 설명은 생략한다.

도 8 내지 도 10은 커버(5)의 내부를 포함하여 그 주변 구성을 도시하는 모식도로, 도 8은 측면 모식도, 도 9 및 도 10은 정면 모식도이다.

본 실시 형태의 기류 형성 장치(30)는, 커버(5)의 내부에 있어서의 로터 헤드(4)의 선단부와, 커버(5)의 선단부 사이의 공간, 즉, 커버(5)의 내부 공간에 장착되어 있다.

기류 형성 장치(30)에는, 팬(송풍 부재)(31)과, 회전축에 팬(31)이 장착되고 팬(31)을 회전 구동하는 모터(33)와, 팬(31) 및 모터(33)를 커버(5) 내에 장착하는 장착 부재(35)와, 추(37)가 구비되어 있다.

장착 부재(35)는 팬(31)을 덮는 대략 원통 형상을 이루고, 그 두께 방향의 대략 중간 위치에 지지축(39)이 구비되어 있다.

지지축(39)은, 회전 축선(L)을 따라 연장되고, 양쪽의 단부가 커버(5) 및 로터 헤드(4)에 회전 가능하게 지지되어 있다.

추(37)는 도 8 및 도 9에 도시되는 바와 같이, 장착 부재(35)의 모터(33)측의 면에, 회전 축선(L)을 따라 모터(33)를 사이에 두고 2개 장착되어 있다.

모터(33)는 도시하지 않은 제어부에 의해 일정 방향으로 회전하도록 작동된다.

이에 의해, 팬(31)은 일정 방향으로 회전하고, 모터(33)로부터 팬(31)을 향해 송풍한다.

기류 형성 장치(30)는 커버(5) 및 롤러 헤드(4)에 장착되어 있으므로, 커버(5) 및 롤러 헤드(4)의 회전에 수반하여 회전 방향으로 이동하게 된다.

기류 형성 장치(30)는 회전 축선(L) 주위로 회전 가능하게 지지되어 있으므로, 회전 방향으로 이동해도 중량이 무거운 추(37)가 항상 하방 위치로 되도록 지지축(39) 주위로 회전(자전)한다.

이에 의해, 팬(31)에 대해 지지축(39)을 사이에 두고 추(37)와 동일한 방향에 있는 모터(33)는, 항상 하방 위치에 위치된다.

다음에, 상기한 구성으로 이루어지는 풍력 발전 장치(1)의 동작에 대해 기류 형성 장치(30)의 동작을 주로 설명한다.

로터 헤드(4)의 회전 축선(L) 방향으로부터 풍차 날개(6)에 닿은 바람의 힘이, 로터 헤드(4)를 회전 축선(L) 주위로 회전시키면, 풍차 날개(6)가 회전 축선(L)을 중심으로 하여, 예를 들어 시계 방향으로 주위 방향으로 이동한다. 기류 형성 장치(30)에서는, 모터(33)가 회전함으로써, 팬(31)은 모터(33)측으로부터 팬(31)측을 향하고 있는 공기류를 형성하고 있다.

예를 들어, 도 8 및 도 9에 도시되는 바와 같이, 풍차 날개(6a)가, 상방으로 연장되는 위치에 있을 때, 기류 형성 장치(30)는 추(37)가 하방에 위치하므로, 모터(33)는 팬(31)에 대해 하방에 위치하고 있다. 모터(33)측으로부터 팬(31)측을 향하고 있는 공기류를 형성하는 팬(31)은 상방을 향해 송풍하고 있다.

또한, 풍차 날개(6a)가 시계 방향으로 회전하면, 기류 형성 장치(30)는 추(37)가 항상 하방 위치로 되도록 지지축(39) 주위로 회전하므로, 팬(31)은 항상 상방을 향하도록 송풍할 수 있다. 예를 들어, 도 10에 도시되는 바와 같이 풍차 날개(6a)가 180°회전하여, 하방으로 연장되는 위치로 되었을 때, 기류 형성 장치(30)는 지지축(39) 주위로 180°자전하여, 추(37)가 하방 위치에 있는 자세를 유지하므로, 팬(31)은 상방을 향해 송풍한다.

이와 같이, 커버(5) 및 로터 헤드(4)가 회전해도 기류 형성 장치(30)는 추(37)가 항상 하방 위치로 되도록 지지축(39) 주위로 회전하므로, 팬(31)이 형성하는 공기류는 항상 상방을 향하도록 할 수 있다.

따라서, 팬(31)은 너셀(3)에 대해 대략 일정한 방향으로 기류를 형성할 수 있다. 기류 형성 장치(30)는 커버(5)의 내부에, 하방으로부터 상방을 향하는 기류를 형성하므로, 커버(5)의 내부에 있어서의 공기의 유통이 양호하게 행해진다.

이에 의해, 커버(5) 내부의 냉각을 효율적으로 행할 수 있다. 이것은 커버(5) 내의 피치 구동 장치(12) 등을 냉각하여 데워진 온도가 높은 공기가 그 부력의 증가에 의해 상방으로 유도되는 것과 아울러 공기의 유통을 한층 효율적으로 행할 수 있다.

기류 형성 장치(30)가 형성하는 기류는 너셀(3)에 대해 하방으로부터 상방을 향하는 대략 일정한 방향으로 흐르도록 형성되므로, 기류의 하류측은 연통로(9)의 상부에 형성되는 커버(5)측으로부터 너셀(3)측을 흐르는 영역에 일치한다. 기류의 상류측은 연통로(9)의 하부에 형성되는 너셀(3)측으로부터 측 커버(5)로 흐르는 영역에 일치한다.

기류 형성 장치(30)는, 지지축(39)이 커버(5) 및 로터 헤드(4)에 회전 가능하게 장착되고, 장착 부재(35)의 모터(33)측에 추(37)를 매다는 것만으로 확실하게 공기류의 방향을 일정하게 할 수 있으므로, 구조가 용이하고 저렴하게 제조할 수 있다.

또한, 송풍 방향인 팬(31)의 축선이 로터 헤드(4)의 회전 축선(L)에 대략 직교하도록 되어 있으므로, 풍차 날개(6)가 회전 축선(L)을 사이에 둔 위치에 있어서의 팬(31)이 형성하는 공기류의 방향이 바로 아래로부터 바로 위로 일치한다.

기류 형성 장치(30)의 지지축(39)은, 로터 헤드(4)의 회전 축선(L)을 따르도록 배치되어 있으므로, 회전의 변동에 의한 영향을 적게 할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 팬(31)의 축선이 로터 헤드(4)의 회전 축선(L)에 교차하는 각도는 대략 직각으로 되어 있지만, 이 교차하는 각도는 직교로부터 양측으로 경사시키도록 해도 좋다. 이와 같이 하면, 예를 들어 팬(31)이 형성하는 공기류의 방향을 보다 필요로 하는 로터 헤드(4)의 방향을 향하게 할 수 있다.

본 실시 형태에서는, 기류 형성 장치(30)는 추(37)에 의해 자동적으로 자세를 조정하도록 되어 있지만, 적절하게 구조의 구동 기구를 사용하여 자세를 조정 가능하게 하고 있어도 좋다.

이와 같이 하면, 커버(5) 및 로터 헤드(4)의 회전에 수반하여 구동 기구를 제어하여 기류 형성 장치(30)의 자세를 조정할 수 있으므로, 팬(31)이 형성하는 공기류의 방향을 대략 일정한 방향으로 할 수 있다.

예를 들어, 너셀(3)과 커버(5) 사이에 있어서의 공기의 출입은, 너셀(3) 형상이 비대칭성인 것 및 타워(2)의 존재로부터 외부의 압력이 불균등한 것 등으로 인해, 너셀(3)로부터 보아 흡입, 분출에 최적인 위치가 존재하지만, 이 공기류의 방향은 임의로 설정할 수 있으므로, 기류 형성 장치(30)가 형성하는 기류의 방향을 이 흡입, 분출에 최적인 위치에 맞출 수 있다.

[제3 실시 형태]

다음에, 본 발명의 제3 실시 형태에 대해 도 11 내지 도 15를 사용하여 설명한다.

본 실시 형태에 관한 풍력 발전 장치(1)에서는, 제1 실시 형태와 기본적 구성은 동일하고, 기류 형성 장치의 구성이 다르다. 따라서, 본 실시 형태에 있어서는 이 차이점에 대해 설명하고, 그 밖의 부분에 대해서는 중복된 설명을 생략한다.

도 11은 기류 형성 장치(40)의 구성을 도시하는 정면 모식도이다. 도 12는 기류 형성 장치(40)의 구성을 도시하는 측면 모식도이다. 도 13 내지 도 15는, 각각 도 11과 다른 회전 위치에 있어서의 기류 형성 장치(40)의 구성을 도시하는 정면 모식도이다.

본 실시 형태에 관한 기류 형성 장치(40)는, 커버(5)의 내부에 있어서의 로터 헤드(4)의 선단부와, 커버(5)의 선단부 사이의 공간, 즉, 커버(5)의 내부 공간에 장착되어 있다.

기류 형성 장치(40)에는 커버(5)의 내부에 고정되어 장착된 단면 원형의 통 형상의 고정 덕트(41)와, 고정 덕트(41)의 내부에 고정되어 장착된 팬(43)(송풍 부재)과, 고정 덕트(41)의 일단부에 요동 가능하게 장착된 제1 가동 덕트(제1 가동 덕트)(45)와, 고정 덕트(41)의 타단부에 요동 가능하게 장착된 제2 가동 덕트(제2 가동 덕트)(47)가 구비되어 있다.

고정 덕트(41)는 그 길이 방향이 로터 헤드(4)의 회전 축선(L)과 대략 직교(교차)하도록 설치되고, 또한 길이 방향 및 개구부의 대략 중앙 위치에 회전 축선(L)이 통과하도록 되어 있다. 즉, 커버(5) 및 로터 헤드(4)의 회전에 수반하여, 고정 덕트(41)는 그 길이 방향이 360°에 걸쳐 변화되도록 회전 축선(L)의 주위로 회전한다.

팬(43)은 고정 덕트(41)의 길이 방향에 있어서의 대략 중간 위치에 길이 방향의 한쪽 방향으로 공기류를 형성하도록 고정되어 장착되어 있다.

제1 가동 덕트(45)는 단면 원형의 통 형상으로 되고, 팬(43)이 형성하는 공기류의 흐름 방향 하류측 단부의 고정 덕트(41)에, 그것과 연통되는 유로를 형성하도록 장착되어 있다.

제1 가동 덕트(45)는 일단부에 제1 개구부(49)를 구비하고 있다. 제1 가동 덕트(45)의 타단부는, 고정 덕트(41)에 회전 가능하게 지지되는 동시에 고정 덕트(41)와 연통되어 있다.

제1 가동 덕트(45)에 있어서의 제1 개구부(49)에 대한 반대측 단부에는, 제1 추(제1 추)(51)가 장착되어 있다.

또한, 고정 덕트(41), 제1 가동 덕트(45) 및 제2 가동 덕트(47)의 단면 형상은, 원형에 한정되지 않고 임의의 형상으로 되어도 좋다.

제1 가동 덕트(45)는 고정 덕트(41)의 회전에 수반하여 회전 방향으로 이동하게 되지만, 고정 덕트(41)에 회전 가능하게 지지되어 있으므로, 회전 방향으로 이동해도 중량이 무거운 제1 추(51)가 항상 하방 위치로 되도록 고정 덕트(41)에 대해 회전(요동)한다.

이에 의해, 요동 중심을 사이에 두고 제1 추(51)와 반대 방향에 있는 제1 개구부(49)는 항상 상방을 향한 위치에 위치된다.

제2 가동 덕트(47)는, 단면 원형의 통 형상으로 되고, 팬(43)이 형성하는 공기류의 흐름 방향 상류측 단부의 고정 덕트(41)에, 그것과 연통되는 유로를 형성하도록 장착되어 있다.

제2 가동 덕트(47)는 일단부에 제2 개구부(53)를 구비하고 있다. 제2 가동 덕트(47)의 타단부는, 고정 덕트(41)에 회전 가능하게 지지되는 동시에 고정 덕트(41)와 연통되어 있다.

제2 가동 덕트(47)에 있어서의 제2 개구부(53)에는 복수, 예를 들어 2개의 제2 추(제2 추)(55)가 장착되어 있다.

제2 가동 덕트(47)는 고정 덕트(41)의 회전에 수반하여 회전 방향으로 이동하게 되지만, 고정 덕트(41)에 회전 가능하게 지지되어 있으므로, 회전 방향으로 이동해도 중량이 무거운 제2 추(55)가 항상 하방 위치로 되도록 고정 덕트(41)에 대해 회전(요동)한다.

이에 의해, 제2 개구부(53)는 항상 하방을 향한 위치에 위치된다.

다음에, 상기한 구성으로 이루어지는 풍력 발전 장치(1)의 동작에 대해 기류 형성 장치(40)의 동작을 주로 설명한다.

로터 헤드(4)의 회전 축선(L) 방향으로부터 풍차 날개(6)에 닿은 바람의 힘이, 로터 헤드(4)를 회전 축선(L) 주위로 회전시키면, 풍차 날개(6)가 회전 축선(L)을 중심으로 하여, 예를 들어 시계 방향으로 주위 방향으로 이동한다. 기류 형성 장치(40)에서는, 팬(43)은 제2 가동 덕트(47)측으로부터 제1 가동 덕트(45)측을 향하고 있는 공기류를 형성하고 있으므로, 팬(43)은 제2 개구부(53)로부터 도입한 공기를 제2 가동 덕트(47), 고정 덕트(41) 및 제1 가동 덕트(45)를 통해 제1 개구부(49)로부터 방출하고 있다.

예를 들어, 도 11 및 도 12에 도시되는 바와 같이, 고정 덕트(41)가 수평하고 제1 가동 덕트(45)가 좌측에 있는 위치에 위치할 때, 제1 가동 덕트(45)는 제1 추(51)가 하방에 위치하므로, 제1 개구부(49)는 상방을 향해 개방되어 있다. 제2 가동 덕트(47)는 제2 추가 하방에 위치하므로, 제2 개구부(53)는 하방을 향해 개방되어 있다.

팬(43)은 제2 개구부(53)로부터 도입한 공기를 제2 가동 덕트(47), 고정 덕트(41) 및 제1 가동 덕트(45)를 통해 제1 개구부(49)로부터 방출하고 있으므로, 팬(43)은 하방으로부터 공기를 도입하여 상방을 향해 송풍하고 있다.

또한, 풍차 날개(6a)가 시계 방향으로 회전하면, 그것에 수반하여 고정 덕트(41)가 회전 축선(L) 주위로 회전하여, 순차 도 13 내지 도 15에 도시하는 위치로 된다.

이때, 제1 가동 덕트(45)는 제1 추(51)가 하방에 위치하려고 함으로써 항상 제1 개구부(49)가 상방을 향해 개방되어 있는 상태를 유지한다.

그리고 제2 가동 덕트(47)는 제2 추(55)가 하방에 위치하려고 함으로써 항상 제2 개구부(53)가 하방을 향해 개방되어 있는 상태로 된다.

따라서, 기류 형성 장치(40)는 폭 방향으로 위치가 변동되지만, 하방으로부터 상방을 향하는 대략 일정한 방향으로 기류를 형성할 수 있다.

이와 같이, 기류 형성 장치(40)는 커버(5)의 내부에, 대략 하방으로부터 상방을 향하는 기류를 형성하므로, 커버(5)의 내부에 있어서의 공기의 유통이 양호하게 행해진다.

이에 의해, 커버(5) 내부의 냉각을 효율적으로 행할 수 있다. 또한, 이것은 커버(5) 내의 피치 구동 장치(12) 등을 냉각하여 데워진 온도가 높은 공기가 그 부력의 증가에 의해 상방으로 유도되는 것과 아울러 공기의 유통을 한층 효율적으로 행할 수 있다.

또한, 기류 형성 장치(40)가 형성하는 기류는 너셀(3)에 대해 하방으로부터 상방을 향하는 대략 일정한 방향으로 흐르도록 형성되므로, 기류의 하류측은 연통로(9)의 상부에 형성되는 커버(5)측으로부터 너셀(3)측으로 흐르는 영역에 일치한다. 기류의 상류측은 연통로(9)의 하부에 형성되는 너셀(3)측으로부터 측 커버(5)로 흐르는 영역에 일치한다.

또한, 고정 덕트(41), 제1 가동 덕트(45) 및 제2 가동 덕트(47)에 대해서는, 예를 들어 도 16 내지 도 18에 도시되는 것으로 해도 좋다.

즉, 이 변형예에서는, 고정 덕트(41)는 양단부가 개방되어 있다. 고정 덕트(41)의 양단부 외측 위치에 간격을 두고, 또한 회전 축선(L)에 대해 점대칭이 되는 위치에 한 쌍의 보조 덕트(42)가 커버(5)에 고정되어 장착되어 있다.

고정 덕트(41)의 양단부에는, 한 쌍의 보조 덕트(42)에 대응하는 위치에, 고정 덕트(41)에 요동 가능하게 장착된 가동 덕트(46, 48)가 구비되어 있다.

가동 덕트(46, 48)는 공기 유로를 구성하는 곡면부의 대향 위치에 설치된 피봇 지지점(50, 52)에 의해 고정 덕트(41)에 요동 가능하게 지지되어 있다.

가동 덕트(46)의 피봇 지지점(50)의 근방에는 추(54)가 장착되어 있다. 가동 덕트(48)의 곡면부에는 그 일단부에 추(56)가 장착되어 있다.

가동 덕트(46, 48)는 고정 덕트(41)의 회전에 수반하여 추(54, 56)가 하방 위치에 위치하도록 고정 덕트(41)에 대해 요동한다.

예를 들어, 도 16에 도시되는 바와 같이, 고정 덕트(41)가 상하 방향으로 연장되도록 위치할 때, 가동 덕트(46, 48)는 고정 덕트(41)의 개구부를 덮지 않는 위치에 위치하므로, 팬(43)은 고정 덕트(41)를 통해 하측으로부터 상측을 향하는 공기류를 형성한다.

또한, 풍차 날개(6a)가 시계 방향으로 회전하여, 고정 덕트(41)가 도 17의 위치에 오면, 가동 덕트(46, 48)는 고정 덕트(41)의 개구부측으로 이동하지만, 여전히 고정 덕트(41)의 개구부를 덮지 않는 위치에 위치하므로, 팬(43)은 고정 덕트(41)를 통해 대략 하측으로부터 대략 상측을 향하는 공기류를 형성한다.

또한, 풍차 날개(6a)가 시계 방향으로 회전하여, 고정 덕트(41)가 도 18의 위치, 도 16의 위치에 대해 상하가 거꾸로 된 위치로 되면, 가동 덕트(46, 48)는 고정 덕트(41)의 개구부를 덮는 위치로 이동한다.

가동 덕트(46)는 보조 덕트(42)와 함께 하측의 공기를 고정 덕트(41)에 안내하는 덕트부를 형성한다. 한편, 가동 덕트(48)는 보조 덕트(42)와 함께 고정 덕트(41)로부터의 공기류를 상방으로 안내하는 덕트부를 형성한다.

이에 의해, 팬(43)이 형성하는 고정 덕트(41) 내의 공기류가 상측으로부터 하측을 향하는 것이라도, 기류 형성 장치(40)는 하측으로부터 상측을 향하는 기류를 형성할 수 있다. 즉, 이 변형예에 관한 기류 형성 장치(40)는, 너셀(3)에 대해 하방으로부터 상방을 향하는 대략 일정한 방향으로 기류를 형성할 수 있다.

[제4 실시 형태]

다음에, 본 발명의 제4 실시 형태에 대해, 도 19 및 도 20을 사용하여 설명한다.

도 19는 기류 형성 장치(60)의 개략 구성을 도시하는 측면 모식도이다. 도 20은 기류 형성 장치(50)의 동작을 도시하는 정면 모식도이다.

본 실시 형태에 관한 기류 형성 장치(60)는, 커버(5)의 내부에 있어서의 로터 헤드(4)의 선단부와, 커버(5)의 선단부 사이의 공간, 즉, 커버(5)의 내부 공간에 장착되어 있다.

기류 형성 장치(60)에는 커버(5)의 측면에 그것을 관통하도록 형성된 적어도 하나의 대략 원형의 구멍인 관통 구멍부(61)와, 관통 구멍부(61)를 개폐하는 개폐 부재(63)를 구비하고 있다.

개폐 부재(63)에는 양면이 폐쇄면(65A) 및 개방면(65B)을 구성하는 대략 원형의 판재인 덮개부(65)와, 개방면(65B) 내에 그것을 따르도록 장착되고, 커버(5)에 회전 가능하게 지지되어 있는 요동축(67)과, 개방면(65B)에 장착된 추(제3 추)(69)가 구비되어 있다.

요동축(67)은 개방면(65B)의 중심을 통해 그것을 따르도록 장착되어 있으므로, 덮개부(65)는 그 두께 방향의 중심 위치보다도 개방면(65B)측의 위치에서 커버(5)에 회전 가능하게 지지되어 있게 된다.

덮개부(65)는 요동축(67)을 중심으로 하여 회전하고, 개방면(65B) 혹은 폐쇄면(65A)이 관통 구멍부(61)에 대향하도록 되어 있다.

덮개부(65)는 폐쇄면(65A)이 관통 구멍부(61)에 대향하면 그것을 폐쇄하도록 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 기류 형성 장치(60)의 동작에 대해 설명한다.

풍력 발전 장치(1)에서는, 풍차 날개(6)는 항상 바람이 불어오는 쪽을 향하도록 되어 있으므로, 커버(5)도 바람이 불어오는 쪽을 향하고 있다. 관통 구멍부(61)가 개방되어 있는 경우, 바람이 그것을 통해 커버(5)의 내부로 유입된다. 관통 구멍부(61)가 폐쇄되어 있는 경우, 바람이 그것을 통해 커버(5)의 내부로 유입되는 일은 없다.

관통 구멍부(61)는 커버(5)의 측면에 형성되어 있으므로, 커버(5)가 로터 헤드(4)의 축선 주위로 회전하면, 도 20에 도시되는 바와 같이 원주를 그리도록 위치가 이동한다.

덮개부(65)는 추(69)가 항상 하방 위치로 되도록 회전하므로, 어느 회전 위치에 있어서도 덮개부(65)는 항상 개방면(65B)이 하측에 위치한다.

관통 구멍부(61)가, 예를 들어 도 20의 위치 E에 있는 경우, 개폐 부재(63)는 커버(5) 상에 위치하므로, 하측에 위치하는 덮개부(65)의 개방면(65B)은 관통 구멍부(61)에 대향하고 있는 위치에 있다.

관통 구멍부(61)가, 위치 F를 넘어, 예를 들어 위치 G에 도달하면, 개방면(65B)이 폐쇄면(65A)보다도 상측으로, 즉, 추(69)가 요동축(67)보다도 상측으로 되므로, 덮개부(65)는 추(69)가 하측으로 되도록 요동축(67) 주위로 회전하고, 폐쇄면(65A)이 관통 구멍부(61)에 대향하는 위치로 되어, 관통 구멍부(61)를 폐쇄한다.

즉, 관통 구멍부(61)가, 예를 들어 도 20의 위치 H에 있는 경우, 개폐 부재(63)는 커버(5) 아래에 위치하므로, 상측에 위치하는 덮개부(65)의 폐쇄면(65A)은 관통 구멍부(61)에 대향하고 있는 위치에 있다.

관통 구멍부(61)가, 위치 H, I를 넘어, 예를 들어 위치 J에 도달하면, 개방면(65B)이 폐쇄면(65A)보다도 상측으로, 즉, 추(69)가 요동축(67)보다도 상측으로 되므로, 덮개부(65)는 추(69)가 하측으로 되도록 요동축(67) 주위로 회전하고, 폐쇄면(65A)이 상측으로 된다. 이에 의해, 이 부분에서는, 개폐 부재(63)는 관통 구멍부(61), 즉, 커버(5) 상에 위치하므로, 하측에 위치하는 덮개부(65)의 개방면(65B)은 관통 구멍부(61)에 대향하고 있는 위치에 있다.

개폐 부재(63)가 커버(5)의 대략 하부에 위치하고 있으면, 개방면(65B)이 관통 구멍부(61)에 대향하여, 관통 구멍부(61)를 개방하므로, 외부의 바람이 관통 구멍부(61)를 통해 커버(5)의 내부로 유입된다.

한편, 개폐 부재(63)가 커버(5)의 대략 상부에 위치하고 있으면, 폐쇄면(65A)이 관통 구멍부(61)에 대향하여, 관통 구멍부(61)를 폐쇄하므로, 외부의 바람은 관통 구멍부(61)를 통해 커버(5)의 내부로 유입되지 않는다.

이와 같이, 관통 구멍부(61)를 개방하는 위치는, 커버(5)의 하부 위치로 되어 있으므로, 빗물 등의 침입을 비교적 적게 할 수 있다.

관통 구멍부(61)는 커버(5)의 대략 하반부의 위치에서 개방되고, 대략 상반부의 위치에서 폐쇄되므로, 개방된 위치에서 유입되는 기류는, 대략 하측으로부터 상측을 향하는 공기류를 형성할 수 있다.

이와 같이, 기류 형성 장치(60)는 커버(5)의 내부에, 대략 하방으로부터 상방을 향하는 기류를 형성하므로, 커버(5)의 내부에 있어서의 공기의 유통이 양호하게 행해진다.

기류 형성 장치(60)가 형성하는 기류는 너셀(3)에 대해 하방으로부터 상방을 향하는 대략 일정한 방향으로 흐르도록 형성되므로, 기류의 하류측은 연통로(9)의 상부에 형성되는 커버(5)측으로부터 너셀(3)측으로 흐르는 영역에 일치한다. 기류의 상류측은 연통로(9)의 하부에 형성되는 너셀(3)측으로부터 측 커버(5)로 흐르는 영역에 일치한다.

또한, 관통 구멍부(61)는 주위 방향으로 복수 형성해도 좋다. 이와 같이 하면, 기류가 비교적 연속되도록 형성할 수 있다.

또한, 본 발명은 상술한 각 실시 형태에 한정되는 일은 없고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위 내에 있어서 적절하게 변경할 수 있다.

1 : 풍력 발전 장치
3 : 너셀
4 : 로터 헤드
5 : 커버
6 : 풍차 날개
7 : 발전 설비
20 : 기류 형성 장치
21 : 팬
30 : 기류 형성 장치
31 : 팬
40 : 기류 형성 장치
41 : 고정 덕트
43 : 팬
45 : 제1 가동 덕트
47 : 제2 가동 덕트
51 : 제1 추
55 : 제2 추
60 : 기류 형성 장치
61 : 관통 구멍부
63 : 개폐 부재
65 : 덮개부
65A : 폐쇄면
65B : 개방면
69 : 추
L : 회전 축선
L6 : 축선

Claims

풍차 날개가 장착되어 있는 로터 헤드와,
상기 로터 헤드를 덮는 커버와,
상기 로터 헤드에 연결되어 있는 발전 설비가 수납 설치되어 있는 너셀이 구비되고, 상기 커버의 내부와 상기 너셀의 내부 사이에서 공기를 유통시키고 있는 풍력 발전 장치이며,
상기 커버의 내부에, 기류를 형성하는 기류 형성 장치가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는, 풍력 발전 장치.
제1항에 있어서, 상기 기류 형성 장치는, 하측으로부터 상측을 향해 상기 기류를 형성하는 것을 특징으로 하는, 풍력 발전 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기류 형성 장치는, 송풍 방향으로 공기류를 형성하는 송풍 부재를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는, 풍력 발전 장치.
제3항에 있어서, 상기 송풍 부재는, 상기 커버의 내부에 상기 송풍 방향이 상기 로터 헤드의 축선에 교차하도록 고정되어 장착되는 동시에 상기 송풍 방향을 따른 양측 중 어느 하나에 선택적으로 공기류를 형성하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는, 풍력 발전 장치.
제3항에 있어서, 상기 송풍 부재는, 상기 송풍 방향이 상기 로터 헤드의 축선에 교차하도록 배치되는 동시에 상기 송풍 방향에 대략 직교하는 회전 축선 주위로 회전 가능하게 상기 커버의 내부에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는, 풍력 발전 장치.
제3항에 있어서, 상기 기류 형성 장치는, 통 형상을 이루고, 그 길이 방향이 상기 로터 헤드의 축선과 교차하도록 상기 커버의 내부에 고정되어 장착된 고정 덕트와,
상기 고정 덕트의 길이 방향에 있어서의 중간 위치에 상기 길이 방향의 한쪽 방향으로 공기류를 형성하도록 고정되어 장착된 송풍 부재와,
상기 고정 덕트에 있어서의 상기 공기류의 하류측 단부에, 상기 고정 덕트의 연장부를 형성하도록 요동 가능하게 장착된 제1 가동 덕트를 구비하고,
상기 제1 가동 덕트는, 상기 커버 및 상기 로터 헤드의 회전에 수반되는 상기 고정 덕트의 위치 이동에 대응하여 요동하고, 상기 공기류의 분출 방향을 상기 대략 일정한 방향의 하류측을 향하게 하는 것을 특징으로 하는, 풍력 발전 장치.
제6항에 있어서, 상기 제1 가동 덕트는, 그 요동 중심을 사이에 두고 상기 공기류의 분출구의 반대측에 제1 추가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는, 풍력 발전 장치.
제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 기류 형성 장치는, 상기 고정 덕트에 있어서의 상기 공기류의 상류측 단부에, 상기 고정 덕트의 연장부를 형성하도록 요동 가능하게 장착된 제2 가동 덕트를 구비하고,
상기 제2 가동 덕트는, 상기 커버 및 상기 로터 헤드의 회전에 수반되는 상기 고정 덕트의 위치 이동에 대응하여 요동하고, 상기 공기류의 흡입 방향을 상기 대략 일정한 방향의 상류측을 향하게 하는 것을 특징으로 하는, 풍력 발전 장치.
제8항에 있어서, 상기 제2 가동 덕트는, 상기 공기류의 흡입구측에 제2 추가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는, 풍력 발전 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기류 형성 장치는, 상기 커버의 측면에 그것을 관통하도록 형성된 적어도 1개의 관통 구멍부와,
상기 관통 구멍부를 개폐하는 개폐 부재를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는, 풍력 발전 장치.
제10항에 있어서, 상기 개폐 부재는, 양면이 폐쇄면 및 개방면을 구성하는 판재이고, 두께 방향의 중심 위치보다도 상기 개방면측의 위치에서 상기 커버에 회전 가능하게 지지되어 있는 덮개부와, 상기 개방면에 장착된 제3 추를 구비하고, 상기 폐쇄면이 상기 관통 구멍부에 대향하면 그것을 폐쇄하는 것을 특징으로 하는, 풍력 발전 장치.