TW200925411A - Wind driven electric power generator - Google Patents

Description

200925411 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種使用將自然能源之風轉換成旋轉力之 風車而進行發電之風力發電裝置。 【先前技術】 以往已知有一種利用屬於自然能源之風力而進行發電之 風力發電裝置。此種風力發電裝置係在設置於支柱上之機 搶（nacelle)，設有安裝有風車翼之轉子頭（r〇t〇r head)、以 與此轉子頭一體旋轉之方式連結之主轴、將接受風力而旋 轉之主轴連結於風車翼之增速機、及藉由增速機之轴輸出 而驅動之發電機者。在以此方式構成之風力發電裝置中， 係包含有將風力轉換成旋轉力之風車翼之轉子頭及主軸旋 轉而產生軸輸出，且經由連結於主軸之增速機將經增速旋 轉數之軸輸出傳達至發電機。因此，可進行以將風力轉換 成旋轉力所獲得之麵輸出作為發電機之驅動源，且利用風 力作為發電機之動力之發電。 在上述之習知之風力發電裝置中，例如圖21所示，在相 對於固體侧之機艙3成為旋轉側之轉子頭4之輪轂（hub)7 内’收納設置有伴隨發熱之内部機器8。以此内部機器8而 言’係具有例如依據風速之變動而使風車翼5之翼間距 (pitch)迅速且精密變化之間距控制裝置等，且藉由以電動 機驅動之油壓泵等之驅動機器類或進行間距控制之調節面 板（control panel)等之控制機器類構成。另外，圖中之符號 4a係為轉子頭罩蓋（c〇ver)，而轉子頭4係設為藉由轉子頭 135129.doc 200925411 罩蓋4a將輪轂7之外側覆蓋之構成。 另一方面，在機艙3之内部’亦例如增速機或發電機 等’收納設置有在運轉時發熱之零件。因此，乃採用形成 空氣吸氣口及空氣排氣口，例如藉由以風車運轉之風扇 (fan)將機艙内部換氣以防止溫度上升之冷卻結構。 另外’上述之機艙3與轉子頭4之間，雖係經由例如安裝 有沖孔金屬（punching metal)等之連通路9而空間性連接， 惟由於轉子頭4側閉塞，故幾乎無空氣之流通。 此外，以風力發電裝置之關聯習知技術而言，係揭示有 一種在例如設置於塔頭（tower head)内之配電盤 (switchboard)包含有冷卻裝置者（例如參照專利文獻1}。 [專利文獻1]美國專利申請公開第2007/0119185號說明書 【發明内容】 然而’上述之風力發電裝置係與近年來之大輸出化對應 而風車翼亦有大型化之傾向。因此，需要增加在設置於轉 子頭之輪轂内之機器類之輸出，故機器類之發熱量亦伴隨 者輸出之增大而增加。由於此種發熱量之增加，將會使輪 較4之内部溫度上升’因此成為對於由需要設置環境之溫 度管理之電性電子零件所組成之控制機器類而言為嚴峻之 狀況。 此外，轉子頭與機艙之間幾乎無空氣之流通，因為轉子 頭内之發熱而溫度上升之空氣之絕大部份成為仍然滯留之 狀態® 再者’轉子頭之内部需要密閉性用以保護内部機器免於 135129.doc 200925411 雨水等影響，因此上述之連通路以外係密閉。尤其作為設 置於轉子頭之輪轂内之機器類之防水對策，乃要求輪轂内 之密閉性。 如此’由於轉子頭之内部係需採用容易充滿熱之密閉梦 構’因此由於内部機器之發熱量增大所致之内部溫度之上 升變得顯著》因此，為了要使控制機器類正常作動而繼續 發電，乃需要將轉子頭内部冷卻等充分之溫度管理。由此 Φ 種背景來看，伴隨著風力發電裝置之大型化，進行藉由轉 子頭内部之冷卻之溫度管理，以提升風力發電裝置之可靠 性及耐久性，乃成為重要問題。 本發明係有鑑於上述情事而研創者，其目的在提供一種 可進行轉子頭内部之溫度管理之風力發電裝置。 本發明為了解決上述問題，乃採用下述之方法。 本發明之第1態樣之風力發電裝置，其特徵為連結於安 裝有風車翼之轉子頭之驅動/發電機構收納設置於機艙 ⑩ 内，且於前述轉子頭之輪轂内收納設置有控制機器類者， 且經由形成於前述轉子頭與前述機艙之間之連通路而嗖有 - 使空氣在前述轉子頭之内部與前述機艙之内部之間循環之 空氣流形成設備者。 々 依據本發明之第1態樣，由於經由形成於轉子頭與機艙 =間之連通路，而設有使空氣在轉子頭之内部與機舱之内 部之間循環之空氣流形成設備，因此使因為包含冷卻結構 而相對溫度較低之空氣流通於轉子頭内而使 低。 135129.doc 200925411 在上述第1態樣之風力發電裝置中，前述空氣流形成設 備係以為設置於前述連通路之空氣循環用導件（guide)為較 佳。藉此，在旋轉侧之轉子頭與固定側之機艙之間所形成 之連通路中，$氣循環用導件即不需要專用之動力，而可 進行相對之旋轉運動而增加空氣之循環量。 此情形下，前述空氣循環用導件係可為固定於前述機搶 側而朝前述連通路之周方向遍及半周安裝複數個者，或

前述线财科件係可為固定於前料子頭側而朝 前述連通路之周方向遍及半周安裝複數個者。 此外，在上述第i態樣巾，料^氣流形成設備係以包 ::空氣流形成構件’其安裝於前述轉子頭之内部，且將 則述連通路分割為内周部側與㈣部m將前述轉子 頭之内部空間分割為輪較外周面側與轉子頭内壁面侧，且 包含有使前述輪較外周面側與前述轉子頭内壁面側之間連 ^之開u周側空氣循環用導件，其沿著固定於前述 轉子頭側且沿著前述連通路之内周部侧而全周排列；及外 ^則空氣循環料件，㈣定於前述機艙側^著前述連 路之外周部侧而全周排列；且將前述铺内之空氣導入 :前述空氣流路形成構件之内部而使之循環為較佳。藉 ^在形成於旋㈣之轉子頭與^側之歸之間之連通 旋轉運顧料料需專収動力_進行相對之 之=ΓΓ空氣之循環量。此情形下，相對溫度較低 側(輪…係在最初導入於空氣流路形成構件之内 (輪較外周㈣⑽循環之後，從心部“於外側（轉子 135129.doc 200925411 頭内壁面侧）而返回機艙侧》 此2，在上述第1態樣中，前述空氣流形成設備係以為 X在月j述轉子頭内之特定位置靜止之方式設置之空氣流加 • 冑構件為較佳。藉此’若從旋轉之轉子頭側觀看，則靜止 ^ 氣流加速構件不需要動力而成為進行相對之旋轉之狀 態。其結果，空氣流加速構件係可在轉子頭之内部形成空 氣之猶環流$外，此情开）之空氣流加速構件，只要藉由 ❹ 將轉動自如地轴支之螺旋槳（propeller)形狀構件或板 狀構件保持於特定位置使之靜止即可。 此外，在上述第1態樣中，前述空氣流形成設備係以包 含··將前述機艙内與前述輪轂内連通之轉子轴内流路；設 於前述機艙内之送風設備；及穿設於前述輪轂之流出孔； 且在將前述機艙内之空氣導入於前述輪轂之内部並使之從 别述流出孔流出之後，經由前述連通路而返回前述機艙内 使之循環為較佳。藉此，即可使相對溫度較低之機艙内部 〇 之空氣流出於輪轂之内部而確實地換氣，而可將輪轂之内 部冷卻。再者’由於空氣從流出孔流出，因此可防止水滴 等侵入於輪轂之内部而形成接近氣密之狀態。 此外’在上述之第1態樣中，前述空氣流形成設備係以 為配置於前述連通路，並且以前述轉子頭側之旋轉為驅動 力動作之風扇為較佳。藉此，即使無電動機等之驅動源亦 可使風扇動作，而使相對溫度較低之機艙内之空氣循環於 轉子頭内而換氣。 本發明之第2態樣之風力發電裝置，其特徵為連結於安 135129.doc -10- 200925411 裝有風車翼之轉子頭之驅動/發電機構收納設置於機艙 内’且於前述轉子頭之輪轂内收納設置有控制機器類者， 且設置使前述轉子頭之外部與前述輪較之内部之間連通並 |包含氣窗（1_er)之外氣導人路，且形成有前述外氣導 =路之人σ導人於前述輪較之内部之外氣，通過穿設於前 述輪轂之流出孔及形成於前述轉子頭與前述機擒之間之連 通路而流出之外氣循環流路者。 φ 依據本發明之第2態樣之風力發電裝置，由於設置使轉 子頭之外部與輪轂之内部之間連通並且包含氣窗之外氣導 入路，且形成有從外氣導入路之入口導入於輪轂之内部之 外氣’通過穿設於輪穀之流出孔及形成於轉子頭與機驗之 間之連通路而流出之外氣循環流路，因此可藉由外氣將輪 較之内部確實地冷卻，並且可藉由氣窗而防止水滴等之侵 入而形成接近氣密之狀態。 本發明之第3態樣之風力發電裝置，其特徵為連結於安 Ο 裝有風車翼之轉子頭之驅動/發電機構收納設置於機艙 内，且於刖述轉子頭之輪轂内收納設置有控制機器類者， 且在前述轉子頭及前述輪轂之至少一方設有散熱設備者。 依據本發明之第3態樣，由於在轉子頭及輪轂之至少一 方议有散熱設備，因此不會損及氣密性而可增加在轉子頭 或輪毅之内外之傳熱量。以此情形之散熱設備而言，係屬 致冷器件（Peltier deviee)等之冷卻用傳熱元件或散熱風扇 等為有效。 依據上述之本發明，係可藉由從機艙之内部導入相對溫 135129.doc 200925411 度較低之^氣’或將外氣直接導人於轉子頭之内部使之循 環’而進行藉由轉子通肉人，、 锝子碩内部之冷部之溫度管理，以特 持控制機器類之動竹摟&二& β 、 乍環境而棱升風力發電裝置之可靠性及 耐久性^ 、此外’藉由在轉子頭及輪轂之至少一方設置散熱設備而 “加傳熱#即可進行藉由轉子頭内部之冷卻之溫度管

理，以特別維持控制機器類之動作環境而提升風力發電裝 置之可靠性及耐久性。 【實施方式】 以下根據圖式說明本發明之風力發電裝置之一實施形 風力發電裝置1係如圖5所示，具有：立設於基台6上之 支柱2、設置於支柱2之上端之機艙3、設為可繞著大致水 平之軸線旋轉地設於機艙3之轉子頭4。 在轉子頭4係設為繞著其旋轉轴線成放射狀安裝有複數 〇 片風車翼5。其結果，從轉子頭4之旋轉轴線方向打在風車 翼5之風之力，得以轉換成使轉子頭*繞著旋轉軸線旋轉之 動力。 在機艙3之内部係如圖6所示，收納設置有由包含經由與 轉子頭4同軸之增速機1〇所連結之發電機^而成之驅動.發 電機構。亦即’藉由以增速機1〇將轉子頭4之旋轉增速來 驅動發電機11，即得以從發電機11獲得發電機輸出W。另 外’圖ό所示之符號12係變壓器（transformer)、13係調節器 (controller)、14係變換器（inverter)、15係變換器冷卻器 135129.doc -12. 200925411 (invert cooler)、16係潤滑油冷卻器。 上述之機搶3之内部，係由於增速機10或發電機11等之 方疋轉發，、.、或變換器14等之發熱而使内部溫度上升。因 此，設置變換器冷卻器15或潤滑油冷卻器16而冷卻，並且 在機搶3之適當處設有將為了内部換氣予以冷卻而包含冷 部風扇之吸排氣π(未圖示）。因此，機艙3之内部係藉由内 部空氣之冷卻及換氣而成為相對溫度較低之狀態。 轉子頭4係在連結於主軸而旋轉之輪轂7安裝有風 〇 車翼5。輪較7之外周’係形成特定之空間並藉由轉子頭罩 蓋4a覆蓋。 在輪轂7之内部係收納設置有例如進行風車翼$之間距 (Pitch)控制之油壓機器類或調節面板(c〇ntr〇i卿叫等之内 部機器8。其中，油壓泵等之油壓機器類係成為發熱體， 另一方面，構成如調節面板之控制機器類之電性·電子零 件係在設置環境之溫度條件受到限制。此外，由於雨水等 〇 之侵入對於内部機器8而言並不理想’故在輪轂7需要密閉 性。 因此，在本發明中，在連結於安裝有風車翼5之轉子頭4 之增速機1G或發電機U等之驅動/發電機構收納設置於機 艙3内’而且，於轉子頭4之輪轂7内收納設置有調節面板 等之控制機器類之風力發電裝置’經由形成於轉子頭4 與機艙3之間之連通路9而設有使空氣在轉子頭4之内部與 機艙3之内部之間循環之空氣流形成設備。 另外’在上述之連通路9中’係例如沖孔金屬或網狀構 I35129.doc •13· 200925411 件等，安裝有將轉子頭4及機艙3之兩空間設為空氣流通之 連通狀態而加以區隔之區隔構件9a。 以下根據圖式就空氣流形成設備之實施形態說明具體之 構成例。 <第1實施形態> ' 在從圖1至圖3所示之第1實施形態中，形成空氣流之空 氣流形成设備係設為設置於連通路9之空氣循環用導件（以 下稱導件」）2〇。此導件2〇係為例如圖3所示之翼形之構 件，在成為圓形之連通路9之周方向，遍及大致半周而以 等間距配置有複數片。在圖示之構成例中，雖係遍及連通 路9之上部半周（以下稱「上部區域」）而安裝有導件20,惟 未特別限定。另外，在圖3所示之導件2〇之翼形中，圖中 之符號21係背、22係為腹。 在圖1及圖2所示之構成中，係複數個導〇 f定侧之機臉3。亦即’設置於連通路9之區隔構件9a = 〇 疋支撐在形成於轉子頭4與機艙3之間之固定側之機艙3， 且設為相對於此區隔構件9a之上部區域，固定上述之導件 20加以安裝之構成。 ®2係為從轉子頭4側觀看安裝在固定於機艙3之區隔構 牛之導件20之圖，在轉子頭4之旋轉方向（參照箭頭符號 幻中，配置成放射狀之導件2〇係以從翼形狀之腹22侧朝向 背21側之方式安裝。換言之，朝向旋轉方向R旋轉之轉子 頭4,係在通過設置有轉子頭4之上部區域之際，將依腹 22、背21、腹22、背21 .背21之順序通過。 135129.doc -14- 200925411 藉由設置以此方式構成之空氣流形成設備，若轉子頭4 旋轉’即可經由形成於轉子頭4與機艙3之間之連通路9， 而使空氣在轉子頭4之内部與機艙3之内部之間循環。亦 即’導件20不需要專用之動力而藉由相對之旋轉運動，即 可經由形成於旋轉侧之轉子頭4與固定侧之機艙3之間之連 通路9，而增加循環之空氣量。 其結果，在轉子頭4之内部，即從包含有藉由冷卻及換 0 氣之冷卻結構之機艙3内導入相對溫度較低之空氣，且藉 由此空氣流通於轉子頭4之内部而使轉子頭4及輪轂7之内 部溫度降低。 以下具體說明上述之空氣之循環。 風力發電裝置1係在風車翼5接受風，藉此而使轉子頭4 朝箭頭符號R之方向旋轉。因此，固定於機艙3側而成為靜 止側之導件20，係成為與相對於轉子頭4旋轉同樣之狀 態，而在導件20所存在之上部之區域中，係形成沿著導件 Ο 20之翼形而從轉子頭4内朝向機艙3側之空氣之流通（參照 圖中之箭頭符號Fh)。此空氣流几係為將接受内部機器8之 • 加熱而>JD度上升之相對溫度較高之空氣，從轉子頭4内吸 出而送出至機艙3側者。 右形成上述之空氣流Fh，則由於轉子頭4之内壓降低， 因此機艙3之内壓相對變高。其結果，在連通路9之下部區 域，即形成從内壓較高之機艙3側朝轉子頭4内流通之相對 溫度較低之空氣之流通（參照圖中之箭頭符號以）。因此’ 由於轉子頭4之旋轉繼續，而藉由通過連通路9之上部區域 135129.doc 200925411 之空氣流Fh、及通過連通路9之下部區域之空氣流Fc，形 成從轉子頭4内流出相對溫度較高之空氣，而且，從機艙3 内流入相對溫度較低之空氣之空氣m由於此_ 流係為藉由轉子頭4之旋轉及導件2〇之作用所產生者，= 此不需設置新的驅動源作為循環流形成用。 若形成上述之空氣之循環流，則在機艙3之内部與轉子 頭4之間，增加經由連通路9而流通之通氣量。其結果口 使轉子頭4内之内部溫度降低，並且可使從内部機°器8所： 熱之輪轂7之表面散熱之熱量增加。因此，可防止在密閉 之輪轂7之内部充滿熱，而可抑制内部溫度之上升而進二 電性•電子零件之性能維持所需之溫度管理。 然而，在上述之實施形態中，雖係將空氣流形成設備設 為翼形之導件20,惟例如圖4所示，亦可設為使薄板彎曲 成大致翼形狀之翼形彎曲板2GA，或者亦可將單純設為薄 板形狀（平板）之導件相對於空氣流傾斜配置。 ❹ <第2實施形態> 接下來根據圖7及圖8說明本發明之第2實施形賤。另 外，對於與上述之實施形態同樣之部份相予相同符號， 且省略其詳細之說明。 在此實施形態中，係在轉子頭4側安裝有用以區隔連通 路9之沖孔金屬等之區隔構件9b。再者，作為形成空氣流 之空氣流形成設備’在連通路9係安裝有空氣循環用導件 (以下稱「旋轉導件」）20A。此旋轉導件Μ係例如採用圖 3所示之翼形之構件或圖4所示之翼形彎曲板，且在成為圓 135129.doc • 16 - 200925411 =連=9之周方向，遍及大致半周而以等間距配設複 符’在圖3所示之旋轉導件2〇之翼形中，圓中之 符唬21係成為背，而22係為腹。 圖8係為從機搶3側觀看安裝在固定於轉 件9b之旋轉導件2 °° m (圏此障形下’若轉子頭4朝箭頭符 ❹ ❹ 20A，係：：轉方向旋轉’則配置成放射狀之旋轉導件 :將屬於固定側之機搶3之特定位置，依翼形狀之腹 、腹22...背21之順序通過。 旌^由設置以此方式構成之空氣流形成設備，若轉子頭4 +，即可經由形成於轉子頭4與機艙3之間之連通路9， 用之動力而使空氣在轉子頭4之内部與機艙3之内 =之間錢。#即’藉由旋轉導件肅與轉子頭# 一體旋 /可生由形成於旋轉側之轉子頭4與固定側之機艙3之 曰 1之連通路9而增加循環之空氣量。 其結果’在轉子頭4之内部’即從包含有藉由冷卻及換 氣之冷部結構之機艙3内導入相對溫度較低之空氣，且藉 :此空氣流通於轉子頭4之内部而使轉子頭4及輪轂7之内 部溫度降低。 以下具體說明上述之空氣之循環。 +轉子頭4朝箭頭符號R之方向旋轉’則旋轉導件2〇a即 =轉子頭4-體旋轉。因此’在旋轉導件2qa所存在之區域 ’係形成沿著旋轉導件2〇A之翼形而從轉子頭怕朝向機 艙側之二氣之流通（參照圖中之箭頭符號Fh)。此空氣流 Fh係為將接受内部機器8之加熱而溫度上升之相對温度較 135129.doc -17- 200925411 高之空氣’從轉子頭4内吸出而送出至機艙3側者。 若形成上述之空氣流Fh，則由於轉子頭4之内壓降低， 因此機艙3之内壓相對變高。其結果，在旋轉導件2〇a不存 在之連通路9之區域中，係形成從内壓較高之機艙3側朝轉 子頭4内流通之相對溫度較低之空氣之流通（參照圖中之箭 頭符號FC)。因此，由於轉子頭4之旋轉繼續，而藉由相對 肌度較咼之空氣流Fh、及相對溫度較低之空氣流Fc，而在 ❹ #子頭4及機驗3之内部形成空氣之循環流。由於此循環流 係為藉由轉子頭4之旋轉及導件20之作用所產生者，因此 不需設置新的驅動源作為循環流形成用。 再者，藉由此循環流，由於在機艙3之内部與轉子頭4之 間係增加經由連通路9而流通之通氣量，因此可使轉子頭* 内之内部温度降低，並且可使從内部機器8所發熱之輪轂7 之表面散熱之熱量增加。 <第3實施形態> ❹ 接下來根據圖9及圖1〇說明本發明之第3實施形態。另 外，對於與上述之實施形態同樣之部份係賦予相同符號， 且省略其詳細之說明。 在此實施形態中，區隔連通路9之沖孔金屬等之區隔構 件9a、9b係在機艙3及轉子頭4之兩方，例如於半徑方向分 割而安裝。在圖示之例中’係相對於連通路9 ,在機舱_ 之大致外周側一半安裝區隔構件9a，且於轉子頭4之大致 内周側一半安裝區隔構件9b。 此情形之空氣流形成設備係將在上述之第i實施形態中 135129.doc -18· 200925411 ❹

所說明之導件20、及在第2實施形態中所說明之旋轉導件 20A加以組合來使用。亦即，在連通路9之外周側係安裝固 定於於機艙3側之導件20作為外周側空氣循環用導件，而 且，在連通路9之内周側係安裝與轉子頭4—體旋轉之旋: 導件20A作為内周側空氣循環用導件。再者，此情形之導 件20及旋轉導件20A均係遍及連通路9之全周而以等間距配 設。另外’關於轉子頭4之旋轉方向R與翼形之安裝方向己 (背21及腹22之配置）係與上述之實施形態同樣。 ° 此外’在此實施形態中’係錐體（eGne)狀之流路分離導 件23安裝於轉子頭4之内部’以作為將連通路9分割為内周 部側與外周㈣，並且將轉子頭4之内部空間分割為輪較 外周面侧與轉子頭内壁面側之空氣流路形成構件。此流路 分離導件23係具有以區隔構件9a、9b切換之連通路9之位 置為起點，從機艙3離間而朝轉子頭4之前端部側延伸之 體形狀。 再者，在流路分離導件23之内部空間23a，亦即在形成 於輪轂外周面側之空間係收納設置輪轂7，且於流路分離 導件23之㈣面與輪轂7之外壁面之間形成有空氣流路（内 部流路）。此外，在流路分離導件23之外部空間2^，亦即 在形成於轉子頭内壁面側之空間，係於與轉子頭罩蓋^之 間形成有另一個空氣流路（外部流路）。 再者，流路分離導件23係為了使上述内部空間η與外 部空間23b之間連通，亦Pd *，i 亦P為了使輪轂外周面側之内部流 路與轉子頭内壁面侧之外相故妨 』义外0卩流路之間連通，例如包含有形 135129.doc 200925411

2〇A係形成將機艙3内之空氣推進至轉子頭*内之方向之流 通，而且，由於導件20係形成將轉子頭4内之空氣吸入至 藉由此種構成，即可將機艙3内之空氣導 導件23之内部空間23&使之循環。此時，在 因此兩導件20、20A共同作用而可 機艘3内之方向之流通， 效率良好地形成空氣之循環流。 然而，在上述之實施形態之說明中，由於溫度較低之空 氣在最初通過内部空間23a而可效率良好地將輪轂7内冷 卻，因此在連通路9之外周側配置有導件2〇且在内周側配 Ο 置有旋轉導件20A，惟為了要達成形成空氣之循環流之目 的’亦可設為相反之配置。 • 此外，關於開口部24之位置，雖亦以溫度較低之空氣確 實地通過内部空間23a内之全域之方式配置，惟其設置數 亦包括在内，並無特別限定。 <第4實施形態> 接下來根據圖11說明本發明之第4實施形態。另外，對 於與上述之實施形態同樣之部份係賦予相同符號，且省略 其詳細之說明。 135129.doc -20- 200925411 在此實施形態中，係採用以在轉子頭4内之特定位置靜 止之方式設置之空氣流加速構件作為空氣流形成設備。以 下係就靜止螺旋槳30進行說明作為空氣流下側構件之具體 之構成例。 圖11所示之靜止螺旋槳30係以在旋轉之轉子頭4之内部 靜止之方式安裝。此靜止螺旋槳3〇係與錘32 一同轉動自如 地軸支於將輪轂7與轉子頭罩蓋4a之間連結所安裝之轴 ❹ 31。因此，即使轉子頭4與輪轂7一同旋轉，與錘32一體之 靜止螺旋槳30亦不會旋轉而成為在特定位置大致靜止之狀 態。亦即，由於欲維持錘32垂下於軸31之下方之狀態，因 此靜止螺旋槳30藉由此錘32而保持於與靜止時相同位置。 如此一來，若靜止螺旋槳3〇在轉子頭4旋轉之狀態下靜 止於特定位置，從旋轉之轉子頭4側觀看，由於靜止之靜 止螺旋槳30不需動力而成為進行相對之旋轉之狀態，因此 在轉子頭4之内部，係藉由靜止螺旋槳3〇而形成空氣之循 φ 環流f。由於此循環流係在機艙3之内部與轉子頭4之間增 加經由連通路9所流通之通氣量，因此可使轉子頭4内之内 部溫度降低，並且使從内部機器8所發熱之輪轂7之表面放 熱之熱量增加。 此外，本實施形態之空氣流形成設備並不限定於上述之 靜止螺旋槳30，例如圖12所示之變形例之方式，亦可採用 與軸31 —體之板狀構件33以取代靜止螺旋槳3〇。此種板狀 構件33亦由於若從旋轉之轉子頭4側觀看，則靜止之板狀 構件33不需動力而成為進行相對之旋轉之狀態因此在轉 135129.doc -21 . 200925411 子頭4之内部，與靜止螺旋樂3〇之情形同樣，即形成藉由 板狀構件33之空氣之循環流。 <第5實施形態> 接下來，根據圖⑽明本發明之第5實施形態。另外， 對於與上述之實施形態同樣之部份係賦予相同符號，且省 略其詳細之說明。 在此實施形L中，係採用包含將機驗3内與輪較7内連通 ❹ ❹ 之轉子軸内流路40、設於機艙3内之送風設備之風扇（未圖 示）、及穿設於輪轂7之流出孔I且於將機艙3内之空氣 導入於輪較7之内部而從流出孔〜流出之後，經由連通路9 而返回機艙3内使之循環之空氣流形成設備。另外，關於 此情形之風扇，亦可新設專用者，或纟，亦可利用機⑹ 内之換氣·冷卻用風扇。

若設為此種構成，則可透過M 透過轉子軸内流路40而將相對溫 度較低之機艙3㈣之空氣確實地導人至純7之内部 從流出孔7a流出’因此可確實地將輪轂7之内部換 冷卻。再者，由於成為從流出孔7a流出空氣之狀態， 可防止水滴等侵入輪較7之内部，而形成接近氣密之狀 態。 <第6實施形態> 接下來根據圖14說明本發明之第6實施形f 於與上述之實施形態同樣之部份係賦予相同符號，且省略 其詳細之說明。 在本實施形態中，係將設置於連通路9,並且以轉子頭* 135129.doc -22- 200925411 側之旋轉為驅動力動作之風扇50設為空氣流形成設備。亦 即，將經由與旋轉之輪轂7或主軸（未圖示）嚙合之齒輪“而 驅動之風扇50設置於連通路9之適當處，即使無電動機等 之驅動源亦可使風扇50機械性動作而形成空氣之循環流。 上述之風扇50係例如圖14所示，以一方形成將機艙3内 之相對溫度較低之空氣推進至轉子頭4内之空氣流以，而 另一方形成將轉子頭4内之相對溫度較高之空氣吸入至機 艙3内之空氣流Fh之方式設置複數個亦可，或者，設置形 成空氣流Fc或空氣流Fh之任一方之風扇5〇亦可。另外，上 述之風扇50之設置，係具有與在第！實施形態及第2實施形 態中所說明之導件20及旋轉導件20A實質同樣之循環流形 成功能。 <第7實施形態> 接下來根據圖15說明本發明之第7實施形態。另外，對 於與上述之實施形態同樣之部份係賦予相同符號，且省略 其詳細之說明。 在此實施形態中，係在連結於安裝有風車翼5之轉子頭4 之驅動•發電機構收納設置於機艙3内，且於轉子頭4之輪 轂7内收納設置有控制機器類之風力發電裝置1中，藉由外 氣導入路60使轉子頭4之外部與輪穀7之内部之間連通，且 於外氣導入路60之適當處設置有氣窗61。 再者’為了使從外氣導入路60之入口 60a導入於輪較7之 内部之外氣’流出至轉子頭4之内部，乃於輪轂7係穿設有 流出孔7a。 135l29.doc -23- 200925411 因此，從外氣導入路60之入口 60a導入之外氣流（圖中之 箭頭符號Fg)係通過氣窗61而流入至輪轂7之内部。此時， 藉由通過氣窗61 ’即可防止雨水等之水滴侵入。流入於輪 轂7之内部之外氣流Fg，係將輪轂7之内部進行換氣予以冷 卻並且將内部機器8予以冷卻。如此一來温度上升之外 氣流Fg即於通過流出孔7a而流出至轉子頭4内之後，通 過形成於轉子頭4與機艙3之間之連通路9而流出至機艙3之 内部。 〇 其結果，即形成從外氣導入路60之入口 6〇a流入之外氣 流，通過氣窗61、輪轂7之内部、流出孔7&、轉子頭4之内 部及連通路9而流出至機艙3内之外氣循環流路。另外’流 出至機艙3之内部之外氣流“係從機艙3之換氣用出口流出 至外部。 如此，使轉子頭4之外部與輪轂7之内部之間連通並且設 置包含有氣窗61之外氣導入路60,而形成外氣導入路6〇之 e 入口6〇a導入於輪轂7之内部之外氣，通過穿設於輪轂7之 流出孔7a及形成於轉子頭4與輪轂7之間之連通路9而流出 • 之外氣循環流路，因此可藉由溫度較低之外氣確實地將輪 轂7之内部予以冷卻，並且可藉由氣窗61而防止水滴等之 侵入而形成接近氣密之狀態。 <第8實施形態> 接下來根據圖16至圖19說明本發明之第8實施形態。另 外，對於與上述之實施形態同樣之部份係賦予相同符號， 且省略其詳細之說明。 135129.doc -24- 200925411 在此實施形態中，係在連結於安裝有風車翼5之轉子頭4 之驅動.發電機構收納設置於機艙3内，且於轉子頭4之輪 轂7内收納設置有控制機器類之風力發電裝置丨中，於轉子 頭4及輪轂7之至少一方設有散熱設備。 在圖16所示之實施形態中，係貫通設置於轉子頭4内之 • 輪轂7，而安裝有例如藉由致冷效果將内部之熱釋放至外 部之散熱用傳熱元件70。亦即，由於貫通輪轂7之壁面所 ❹ 安裝之散熱用傳熱兀件70,係藉由致冷效果將内部機器8 所散熱之熱，從輪轂7之内部釋放至外部，因此可增加輪 轂7之内外之傳熱量而防止或抑制溫度上升。此時，只要 將散熱用傳熱元件70之貫通部處理成不透水，則輪轂7之 内部不會損及氣密性。 此外，此實施形態中所採用之散熱用傳熱元件7〇，不僅 貫通上述輪轂7而安裝，亦可設為藉由貫通轉子頭4之轉子 頭罩蓋4a安裝，將熱釋出至外氣。此種散熱用傳熱元件7〇 ❹ 係例如圖18所示，藉由在輪轂7及轉子頭罩蓋4a之兩方安 裝’而可效率良好地確實地防止或抑制輪轂7内之溫度上 升。 再者，上述之散熱用傳熱元件7〇係可與上述之各實施形 態組合來採用。 在圖17所示之第1變形例中，係安裝有用以增加傳熱面 積之散熱風扇71，以取代上述之散熱用傳熱元件7〇β在圖 示之例中’散熱風扇71雖係貫通轉子頭罩蓋4a而安裝，惟 亦可僅貫通輪轂7而安裝，或者，在輪轂7及轉子頭罩蓋4a 135129.doc -25- 200925411 之兩方（參照圖18)安裝亦可。此情形下，亦只要將散熱風 扇710處理成不透水，輪轂7及轉子頭4之内部即不會損及 氣密性。 此外，此第1變形例係與上述之散熱用傳熱元件7〇同 樣，亦可與上述之各實施形態組合來採用。 在圖19及圖20所示之第2變形例中，係採用從輪轂7之内 部連續到轉子頭4之外側貫通之散熱風扇72。此散熱風扇

72係散熱風扇72從輪轂7之内部貫通至觸及外氣之轉子頭4 之外側，因此可從輪轂7之内部直接散熱至溫度較低之外 氣。此種散熱風扇72係例如圖20所示，以突出於鄰接之風 車翼5之間為較佳。 此外，關於此第2實施形態，亦與上述之散熱用傳熱元 件7〇或散熱風扇71同樣’亦可與上述之各實施形態組合來 採用。 於在轉子頭4及輪轂7之主少一方設有如散熱用 友…、7L件7G或散熱風扇71、72之散熱設備因此不會損及 :密性而可增加轉子頭4或輪轂7之内外之傳熱量。再者， 將此種散熱設備追加於上述之各實施形態加以組合，則 地:止轉子頭4及輪較7之内部溫度上升，而更加效率良好 予以冷部而進行溫度管理。 相對溫度較本發明，係藉由從㈣3之内部導入 内部使之循環，^，或者將外氣直接導人於轉子頭4之 理 而進行藉由轉子頭内部之冷卻之溫度管 ’以特別維持由電性•電子零件所組成之控制機器類之 135I29.doc -26- 200925411 動作環境而提升風力發電裝置之可靠性及耐久性。再者， 藉由在轉子頭4及輪轂7之至少一方設置散熱設備而增加傳 熱量，即可進行藉由轉子頭内部之冷卻之溫度管理，以維 持控制機器類之動作環境而提升風力發電裝置之可靠性及 財久性。 另外，本發明並不限定於上述之實施形態，在不脫離要 旨之範圍内均可作適當變更。 【圖式簡單說明】 〇 圖1係為表示本發明之風力發電裝置之一實施形態之 圖，且為就空氣循環用導件之第1實施形態表示主要部分 之剖面圖。 圖2係為從轉子頭側觀看圖1之空氣循環用導件之圖。 圖3係為表示成為空氣循環用導件之翼形之立體圖。 圖4係為表示彎曲構件作為空氣循環用導件之變形例之 立體圖。 G 圖5係為表示風力發電裝置之整體構成之圖。 圖6係為表示機艙之内部構成例之立體圖。 - 圖7係為表示本發明之風力發電裝置之一實施形態之 圖’且為就空氣循環用導件之第2實施形態表示主要部分 之剖面圖。 圖8係為從機艙側觀看圖7之空氣循環用導件之圖。 圖9係為表示本發明之風力發電裝置之一實施形態之 圖’且為就空氣循環用導件之第3實施形態表示主要部分 之剖面圖。 135129.doc -27- 200925411 圖10係為從轉子頭侧觀看圖9之空氣循環用導件之圖。 圖11係為表示本發明《風力#電裝置之—實施形態之 圖，且為就空氣循環用導件之第4實施形態表示主要部分 之剖面圖。 圖12係為表示圖11之變形例之主要部分之剖面圖。 圖13係為就本發明之風力發電裝置表示第5實施形態之 主要部分剖面圖。 圖14係為就本發明之風力發電裝置表示第6實施形態之 主要部分剖面圖。 圖15係為就本發明之風力發電裝置表示第7實施形態之 主要部分剖面圖。 圖16係為就本發明之風力發電裝置表示第8實施形態之 主要部分剖面圖。 圖17係為表示圖16之第1變形例之主要部分之剖面圖。 圖18係為表示圖16及圖17之變形例之主要部分剖面圖。 〇 圖19係為表示圖16之第2變形例之主要部分剖面圖。 圖20係為從轉子頭之前端部側觀看圖19之圖。 圖21係為表示習知例之主要部分剖面圖。 【主要元件符號說明】 1 風力發電裝置 2 支柱 3 機艙 4 轉子頭 4a 轉子頭罩蓋 135129.doc -28 - 200925411

5 風車翼 7 輪較 7a 流出孔 8 内部機器 9 連通路 9a、9b 區隔構件 10 增速機 11 發電機 20 ' 20A 空氣循環用導件（空氣流形成設備） 23 流路分離導件（空氣流路形成構件） 24 開口部 30 靜止螺旋槳（空氣流形成設備） 33 板狀構件（空氣流形成構件） 40 轉子軸内流路 50 風扇（空氣流形成設備） 60 外氣導入路 61 氣窗 70 散熱用傳熱元件（散熱設備） 71、72 散熱風扇 135129.doc 29 ·

Claims (1)

1. 200925411 十、申請專利範圍： r =風力發電裝置’其特徵為連結於安鞔有 子碩之驅動•發電機構收納設置於機艙内，、义吳义轉 頭之輪數内收納設置有控制機器類者，⑥則述轉子 . i經由形成於前述轉子頭與前述機艙之 -設有使空氣在前述轉子頭之内部與而 循環之空氣流形成設備β Μ之内部之間 ❹ 2. 如請求項1之風力發電裝置，其中 前述空氣流形成設備係為設置 環用導件。 砍埂通路之空氣循 3. 如請求項2之風力發電裝置，其中 前述空氣循環用導件係 通路之周方向遍及半周安裝複\、=機搶側而朝前述連 4. 如請求項2之風力發電裝置，其中 ❹ 前述空氣循環用導件係固定於前 連通路之周方向遍及半周安裝複數個。側而朝前述 5. 如請求項1之風力發電裝置，其中 前述空氣流形成設備係包含： 空氣流路形成構件，其安 將前述連通路分割為内周部側與二頭=，且 側，且包含有使前述輪較外周面側=壁面 側之間連通之開口部； 、則疋轉子頊内壁面 内周側空氣循環用導件， 、固定於前述轉子頭側且沿 135I29.doc 200925411 著前述連通路之内 ^周°卩側而全周排列；及 外周侧空氣循環用 前、十n 導件’其固定於前述機艙侧且沿荖 刖述連通路之外用加741者 卜周°卩侧而全周排列； 且將前述機艙内々 之内部而使之循環導入於'述空氣流路形成構件 6. 如請求項1之風力發電装置，其中

   ⑴述工氣流形成設備係為以在前述轉子頭内之特 置靜止之方式設置之空氣流加速構件。 7，如請求項1之風力發電裝置，其中 前述空氣流形成設備係包含：將前述機搶内與前述輪 轂内連通之轉子軸内流路、設於前述機艙内之送風設 備、及穿設於前述輪轂之流出孔； 且在將前述機艙内之空氣導入於前述輪轂之内部並使 之從前述流出孔流出之後，經由前述連通路而返回前述 機艙内使之循環。 8. 如請求項1之風力發電裝置，其中 前述空氣流形成設備係為配置於前述連通路，並且以 前述轉子頭側之旋轉為驅動力動作之風扇。 9. 一種風力發電裝置，其特徵為連結於安裝有風車翼之轉 子頭之驅動•發電機構收納設置於機艙内，且於前述轉子 頭之輪轂内收納設置有控制機器類者， 且設置使前述轉子頭之外部與前述輪轂之内部之帛達^ 通並且包含氣窗（louver)之外氣導入路， 且形成有從前述外氣導入路之入口導入於前述輪轂之 135129.doc 200925411 内部之外氣，通過穿設於前述輪轂之流出孔及形成於前 述轉子頭與前述機艙之間之連通路而流出之外氣循環流 路0 10.種風力發電裝置，其特徵為連結於安裝有風車翼之轉 子頭之驅動•發電機構收納設置於機艙内，且於前述轉子 頭之輪轂内收納設置有控制機器類者， 一方設有散熱設 且在前述轉子頭及前述輪轂之至少 備。 ❹ ❹ 135129.doc