WO2010013362A1

WO2010013362A1 - 風力発電装置

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Publication number: WO2010013362A1
Application number: PCT/JP2008/069805
Authority: WO
Inventors: 内野　隆; 慎輔佐藤; 崇俊松下
Original assignee: 三菱重工業株式会社
Priority date: 2008-07-28
Filing date: 2008-10-30
Publication date: 2010-02-04
Also published as: BRPI0822487A2; KR20100126765A; TWI354732B; AU2008360138B2; TW201005181A; AU2008360138A1; EP2306010A1; CN101981314A; JP5123780B2; JP2010031722A; US20100127502A1; CA2718340A1; US8109814B2; CN101981314B

Abstract

外気温度に依存することなく広範な設置環境に適応してナセル内部を換気冷却することができる風力発電装置を提供する。風車翼を取り付けたロータヘッド（４）に連結されている駆動・発電機構等の機器（Ｅ）がナセル（３）の内部に収納設置され、ナセル（３）に設置した換気ファンを駆動することにより、ナセル前面に設けた吸気口（３１）から導入した外気をファン出口に連通する排気口（３２）からナセル（３）の外部へ排出して内部の換気冷却を行う風力発電装置において、ナセル外部を流れる気流により負圧を生じる位置のナセル側面（３ａ）に側面吸気口（３４）を増設した。

Description

風力発電装置

　本発明は、自然エネルギーの風を回転力に変換する風車を用いて発電を行う風力発電装置に関する。

　従来、自然エネルギーである風力を利用して発電を行う風力発電装置が知られている。この種の風力発電装置は、たとえば図３に示す風力発電装置１のように、支柱２上に設置されたナセル３に、風車翼５を取り付けたロータヘッド４と、このロータヘッド４と一体に回転するよう連結された主軸と、風車翼５に風力を受けて回転する主軸を連結した増速機と、増速機の軸出力によって駆動される発電機とを設けたものである。
　このように構成された風力発電装置１においては、風力を回転力に変換する風車翼５を備えたロータヘッド４及び主軸が回転して軸出力を発生し、主軸に連結された増速機を介して回転数を増速した軸出力が発電機に伝達される。このため、風力を回転力に変換して得られる軸出力を発電機の駆動源とし、発電機の動力として風力を利用した発電を行うことができる。

　上述した風力発電装置１は、たとえば図１４に示すように、ナセル３の内部に増速機、発電機及び制御機器等の機器Ｅが設置されている。このような機器Ｅは、運転時に発熱して内部温度を上昇させる原因となる。このため、ナセル３には、機器Ｅの発熱により温度上昇する内部を冷却し、所定温度以上の温度上昇に伴う機器Ｅの損傷を防止するため、換気装置が設けられている。
　この換気装置は、ナセル３の前面に設けた吸気口３１と、ナセル３の後方上部に設けた排気口３２と、吸気口３１に設けた換気ファン（不図示）とを備えている。吸気口３１を設けたナセル３の前面は、外部を流れる空気流の動圧が最も大きくなる位置である。

　上述した吸気口３１には、たとえば図１５に示すように構成されたガラリ３３が設けられている。図示のガラリ３３は、ナセル３内へ雨水が侵入することを防止する流路構造を有し、ナセル外部からナセル内部へ向かう吸気の流れと、ナセル内部からナセル外部へ向かう排気の流れと比較すると、いずれの流れ方向においても流路抵抗（圧力損失Δｐ）が等しいものとなっている。

　また、密閉構造のケース内に発電機が収納されている風力発電装置においては、発電機の下端面側となるケースに設けた吸気口及びケースの前面端部に設けた空気排気口を用いて、ケース内の排気口近傍に設けたファンを駆動することによりケース内の強制換気を行う冷却機構が提案されている。（たとえば、特許文献１参照）
特開昭５８－６５９７７号公報（第２図参照）

　上述した従来の風力発電装置１は、ナセル３の前面に吸気口３１を設けて換気ファンによる吸排気を行って換気冷却している。しかし、このような換気冷却は、風力発電装置１の設置環境や季節によっては十分な冷却能力を得られない場合がある。
　風力発電装置１の設置サイトが温暖な場合、ナセル３の前面に設けた吸気口３１のみでは、機器Ｅの冷却に必要な風量を十分に確保できない恐れがある。このような設置サイトでは、機器Ｅの温度上昇による損傷が問題となる。

　風力発電装置１の設置サイトが寒冷地である場合、運転停止されても吸気口３１や排気口３２を介してナセル３の内部が大気と連通しているので、ナセル３の内部では機器Ｅの周辺温度が低下する。このため、寒冷地の環境によっては機器Ｅの周辺温度が－２０℃以下の低温になることもあり、従って、運転再開時に機器Ｅの動作が妨げられ、機器Ｅが損傷に至ることも考えられる。具体例を挙げると、ナセル３の内部が低温になると、機器Ｅの摺動部に供給されて冷却及び潤滑を行う油脂類の温度も低下して粘度が上昇する。このような油脂類の粘度上昇は、ポンプ起動時の負荷を増大させるので、スムーズなポンプ起動が妨げられ、さらに、ポンプや電動機の損傷に至ることも懸念される。

　このように、ナセル３の内部を換気冷却する風力発電装置１は、設置サイトや季節によって外気温度等の条件が異なるので、外気温度に依存することなく広範な設置環境に適応してナセル内部を冷却することが望まれる。
　本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、外気温度に依存することなく広範な設置環境に適応してナセル内部を換気冷却することができる風力発電装置を提供することにある。

　本発明は、上記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
　本発明の風力発電装置は、風車翼を取り付けたロータヘッドに連結されている駆動機構及び発電機構の機器類がナセルの内部に収納設置され、前記ナセルに設置した換気ファンを駆動することにより、ナセル前面に設けた吸気口から導入した外気をファン出口に連通する排気口から前記ナセルの外部へ排出して内部の換気冷却を行う風力発電装置であって、ナセル外部を流れる気流により負圧を生じるナセル側面位置に側面吸気口を増設したことを特徴とするものである。

　このような風力発電装置によれば、ナセル外部を流れる気流により負圧を生じるナセル側面位置に側面吸気口を増設したので、吸気口面積の増加に伴って運転時にナセル内部へ導入できる外気量が増し、ナセル内部の温度上昇を軽減することができる。
　また、風力発電装置の運転停止時には、ナセル外部を流れる気流が側面吸気口の位置で負圧となるため、増設した側面吸気口からナセル内部へ浸入する外気量を最小限に抑えることができる。従って、寒冷地に設置した風力発電装置の運転停止時においては、ナセル内部の温度低下を抑制することができる。
　この場合、増設する側面吸気口を吸気口に近いナセル側面の下部に配置すれば、吸気口から流入した外気は、ナセル内部を循環することなく略そのまま側面吸気口から流出して排気されるので、ナセル内部の換気を抑制することができる。

　上記の風力発電装置においては、前記側面吸気口のナセル後方でかつ負圧が解消したナセル側面位置に側面後方吸気口を増設し、前記側面吸気口及び前記側面後方吸気口の開閉状態を選択する切替手段を設けることが好ましく、これにより、外気温度に応じて開とする吸気口を選択して吸気または排気に使用することができる。
　この場合、前記側面後方吸気口は、ナセル側面の後方上部に位置していることが好ましく、これにより、外気温が高い状況で側面後方吸気口を開とすれば、ナセル内部において温度の高い後方上部の換気を効率よく行うことができる。

　また、前記切替手段は、前記側面吸気口に取り付けられ、ナセル前方側を支点にしてナセル後方側が外向きに開閉する前方支持揺動部材と、前記側面後方吸気口に取り付けられ、ナセル後方側を支点にしてナセル前方側が外向きに開閉する後方支持揺動部材とを備えていることが好ましく、これにより、側面吸気口を開とすれば負圧の増大により排気の効率が増し、側面後方吸気口を開とすれば外気の流れをすくい取るように取り込んで吸気の効率を増すことができる。

　また、本発明の風力発電装置において、前記側面吸気口の外側に取り付けられ、ナセル前方側を閉じてナセル後方側を開口させた前方フード部材と、前記側面後方吸気口に外側に取り付けられ、ナセル前方側を開口させてナセル後方側を閉じた後方フード部材とを設けることが好ましく、これにより、側面吸気口を開とすれば前方フード部材が負圧を増大させて排気の効率を増し、側面後方吸気口を開とすれば後方フード部材が外気の流れをすくい取るように取り込んで吸気の効率を増すことができる。

　上記の発明において、前記吸気口は、流入側より流出側の入口開口面積を大きくした流路断面形状のガラリを備えていることが好ましく、これにより、流出時の圧力損失を流入時より小さくすることができる。
　この場合、前記流路断面形状は、軸中心線が流入側から流出側へ下がるように傾斜し、かつ、流路断面を形成する下部壁面に雨樋を備えていることが好ましく、これにより、ガラリからナセル内部へ浸入しようとする雨水を外部へ排水することができる。

　上述した本発明の風力発電装置によれば、設置サイトや季節によって外気温度等の条件が異なる場合であっても、外気温度に依存することなく広範な設置環境に適応してナセル内部を冷却することができる。すなわち、ナセル内部の温度が上昇する状況では、効率的な換気による内部冷却を行い、寒冷地等のようにナセル内部の温度が低下する状況では、換気を抑制して温度低下を最小限に抑えることができる。

本発明に係る風力発電装置について、第１の実施形態を示す運転時のナセル構造を表した平面図である。本発明に係る風力発電装置について、第１の実施形態を示す運転時のナセル構造を表した側面図である。本発明に係る風力発電装置について、第１の実施形態を示す運転停止時のナセル構造を表した平面図である。本発明に係る風力発電装置について、第１の実施形態を示す運転停止時のナセル構造を表した側面図である。風力発電装置の概要を示す図である。本発明に係る風力発電装置について、第２の実施形態を示す低外気温・運転停止時のナセル構造を表した平面図である。本発明に係る風力発電装置について、第２の実施形態を示す低外気温・運転停止時のナセル構造を表した側面図である。本発明に係る風力発電装置について、第２の実施形態を示す高外気温・運転時のナセル構造を表した平面図である。本発明に係る風力発電装置について、第２の実施形態を示す高外気温・運転時のナセル構造を表した側面図である。第２の実施形態に係る第１変形例を示す低外気温・運転停止時のナセル構造を表した平面図である。第２の実施形態に係る第１変形例を示す低外気温・運転停止時のナセル構造を表した側面図である。第２の実施形態に係る第１変形例を示す高外気温・運転時のナセル構造を表した平面図である。第２の実施形態に係る第１変形例を示す高外気温・運転時のナセル構造を表した側面図である。第２の実施形態に係る第２変形例を示す低外気温・運転停止時のナセル構造を表した平面図である。第２の実施形態に係る第２変形例を示す低外気温・運転停止時のナセル構造を表した側面図である。第２の実施形態に係る第２変形例を示す高外気温・運転時のナセル構造を表した平面図である。第２の実施形態に係る第２変形例を示す高外気温・運転時のナセル構造を表した側面図である。第２の実施形態に係る第３変形例を示すナセル構造の平面図である。本発明に係る風力発電装置の吸気口に取り付けられるガラリ構造を示す断面図である。図１１に示すガラリ構造の第１変形例を示す断面図である。図１１に示すガラリ構造の第２変形例を示す断面図である。従来の風力発電装置について、運転時のナセル構造を示す平面図である。風力発電装置の吸気口に取り付けられる受雷のガラリ構造を示す断面図である。

符号の説明

　　１　　風力発電装置
　　３　　ナセル
　　３ａ　　ナセル側面
　３１　　吸気口
　３２　　排気口
　３３，４０，４０Ａ，４０Ｂ　　ガラリ
　３４　　側面吸気口
　３５，３５Ａ　　側面後方吸気口
　３６，３６Ａ　　ドア部材
　３７ａ，３７ｂ　　ドア部材

　以下、本発明に係る風力発電装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。
　図３に示す風力発電装置１は、支柱２の上部にナセル３が設置されている。ナセル３の前端部側には、風車翼５を取り付けたロータヘッド４が回転可能に支持されている。ナセル３の内部には、ロータヘッド４と一体に回転するよう連結された主軸（不図示）と、風車翼５に風力を受けて回転する主軸を連結した増速機（不図示）と、増速機の軸出力によって駆動される発電機（不図示）と、各種制御を行う制御機器（不図示）のような機器類が設置されている。
　このように構成された風力発電装置１は、風力を回転力に変換する風車翼５を備えたロータヘッド４及び主軸が回転して軸出力を発生するので、主軸に連結された増速機を介して駆動される発電機により、風力を利用した発電を行うことができる。

　すなわち、上述した風力発電装置１は、風車翼５を取り付けたロータヘッド４に連結されている駆動・発電機構等の機器Ｅがナセル３の内部に収納設置され、ナセル３の内部適所に設置した換気ファン（不図示）を駆動することにより、ナセル３の前面に設けた吸気口３１から導入した外気をファン出口に連通する排気口３２からナセル３の外部へ排出して内部の換気冷却を行うものである。
　このような風力発電装置１に対し、以下に説明する第１の実施形態では、たとえば図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、ナセル３の外部を流れる外気の気流によって負圧が生じるナセル側面位置に側面吸気口３４を増設している。なお、この側面吸気口３４は、ナセル３の左右両側面に増設されている。

　吸気口３１は、ナセル３の前面下部に設けられた開口部であり、後述するガラリ４０が取り付けられている。この場合の前面下部は、ロータヘッド４が回転する位置より下方であり、ナセル３の略下端面に近い領域となる。
　排気口３２は、ナセル３の後端面上部に配置されている排気用の開口部である。この排気口３２は、たとえばナセル３の上端面中央付近等に設置した換気ファンの出口と、換気ファン出口から後方へ延びるダクトを介して連結されている。

　側面吸気口３４は、ナセル３の正面から流れてくる外気流の影響により、ナセル側面３ａの圧力が最も低くなる部分に設置されている。すなわち、ナセル３の正面から流れてくる外気流がナセル前端面の影響を受けて流れ方向が変化し、ナセル側面３ａから剥離して圧力が低くなる負圧領域に設置されている。この負圧領域は、たとえば図１Ａに示すように、ナセル３の全長をＬとすれば、ナセル形状に基づくシミュレーションの結果、概ね０．１Ｌ～０．３Ｌの範囲に形成される。図示の設置例では、ナセル３の前端から側面吸気口３４のナセル長さ方向中心軸までの長さをａとした場合、ａ＝０．１Ｌ～０．３Ｌとなるように配置されているが、側面吸気口３４が全て０．１Ｌ～０．３Ｌの範囲に設置されることが望ましい。
　また、増設する側面吸気口３４は、吸気口３１に近いナセル側面３ａの下部に、すなわち、図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、吸気口３１から流入した外気がナセル内部を循環しないで流出するように、吸気口３１と略同一レベルの後方位置に配置することが望ましい。

　このような風力発電装置１は、通常の発電を行う運転時において、換気ファンを運転してナセル３の内部を換気冷却している。この場合の外気は、図１Ａ，図１Ｂに示すように、吸気口３１及び増設された側面吸気口３４からナセル３の内部に流入し、ナセル３の内部を循環して排気口３２から流出するように流れる。すなわち、増設された側面吸気口３４は、吸気用の開口面積（吸気口面積）を広げるように機能する。
　この結果、ナセル３には、吸気口３１及び側面吸気口３４から吸気された外気がナセル内部を循環し、ナセル内部を換気冷却した後に排気口３２からナセル外へ排気される換気冷却流路が形成されている。従って、吸気口面積の増加に伴って、風力発電装置１の運転時にナセル３の内部へ導入できる外気量が増し、ナセル内部の温度上昇を軽減することができる。なお、側面吸気口３４の設置位置は負圧領域となるが、換気ファンが運転されているため、側面吸気口３４の周辺では、大きな負圧が形成されるナセル３の内部へ吸引される外気の流れが形成されることとなる。

　一方、風力発電装置１の運転停止時には、換気ファンの運転も停止される。このとき、側面吸気口３４は負圧領域に設置されているため、図２Ａ，図２Ｂに示すように、増設した側面吸気口３４の周辺ではナセル内部へ向かう吸引力は作用せず、反対に負圧となるナセル外部へ向けて排気される。すなわち、換気ファンの運転を停止した状態では、側面吸気口３４が排気口として機能するが、この場合に生じるナセル外部の負圧は、換気ファンの運転により生じる負圧と比較してかなり小さなものとなる。

　従って、周辺吸気口３４には、ナセル内部からナセル外部へ流出する比較的少量の空気流が形成され、この空気流により、ナセル内部へ浸入する外気量を最小限に抑えることができる。
　この結果、寒冷地に設置した風力発電装置１では、運転停止時に低温の外気がナセル内部へ侵入することに起因した換気に時間を要するので、ナセル内部の温度低下を抑制することができる。特に、側面吸気口３４を吸気口３１に近いナセル側面３ａの下部に増設しておけば、吸気口３１から流入した外気は、ナセル３の内部を循環することなく略そのまま側面吸気口３４からナセル外へ流出して排気されるため、ナセル内部の換気をより一層抑制することができる。

　続いて、本発明に係る風力発電装置について、第２の実施形態を図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ及び図５Ｂに基づいて説明する。なお、上述した実施形態と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
　この実施形態では、上述した側面吸気口３４のナセル後方位置であり、かつ、負圧が解消した非負圧領域となるナセル側面３ａの位置に、側面後方吸気口３５を増設している。この側面後方吸気口３５には、側面吸気口３４及び側面後方吸気口３５の開閉状態を選択する切替手段として、たとえばスライド式のドア部材３６を備えている。
　このドア部材３６は、側面吸気口３４を開として側面後方吸気口３５を閉とする第１の開閉状態と、側面吸気口３４を閉として側面後方吸気口３５を開とする第２の開閉状態との間をナセル３の前後方向にスライドし、いずれか一方が開となる開閉状態を選択できるようになっている。

　この実施形態において、側面吸気口３４は、上述した第１の実施形態と同様の位置に配設されている。
　側面後方吸気口３５は、ナセル３の正面から流れてくる外気流がナセル前端面の影響を受けて流れ方向を変化させ、ナセル側面３ａから剥離して圧力が低くなる負圧領域を過ぎて、圧力を回復した位置（非負圧領域）に設置されている。すなわち、図４Ａに示すように、側面後方吸気口３５は、ナセル３の全長をＬとすれば、ナセル形状に基づくシミュレーションの結果、概ね０．５Ｌ～０．８Ｌの範囲に形成される。図示の設置例では、ナセル３の前端から側面後方吸気口３５のナセル長さ方向中心軸までの長さをｂとした場合、ｂ＝０．５Ｌ～０．８Ｌとなるように配置されているが、側面後方吸気口３５が全て０．５Ｌ～０．８Ｌの範囲に設置されることが望ましい。

　このような構成とすれば、風力発電装置１が設置された環境の外気温度に応じてドア部材３６を操作し、側面吸気口３４及び側面後方吸気口３５から開とする吸気口を選択して吸気または排気に使用することができる。
　具体的に説明すると、外気温度が低い設置環境では、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、ドア部材３６をナセル後方側へスライドさせることで、側面吸気口３４を開として側面後方吸気口３５を閉とする第１の開閉状態を選択する。この状態では、側面後方吸気口３５が閉じられているため、側面後方吸気口３５が設けられていない上述した第１の実施形態と実質的に同様の構成になる。

　従って、風力発電装置１の運転を停止し、換気ファンの運転も停止した状態では、側面吸気口３４が排気口として機能する。このため、側面吸気口３４には、ナセル内部からナセル外部へ流出する比較的少量の空気流が形成され、この空気流により、ナセル内部へ浸入する外気量を最小限に抑えることができる。
　この結果、寒冷地に設置した風力発電装置１では、運転停止時に低温の外気がナセル内部へ侵入して換気するための時間が長くなり、ナセル内部の温度低下を抑制することができる。

　反対に外気温度が高い設置環境では、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、ドア部材３６をナセル前方側へスライドさせることにより、側面吸気口３４を閉として側面後方吸気口３５を開とする第２の開閉状態を選択する。この状態では、側面後方吸気口３５が開かれているため、非負圧領域にある側面後方吸気口３５は吸気口として機能する。
　従って、風力発電装置１及び換気ファンが運転されている通常の運転状態では、吸気口３１に加えて側面後方吸気口３５も吸気口として機能するので、ナセル３の内部を換気冷却する空気量の増加により冷却効率が向上する。このような冷却効率の向上は、換気ファンの容量低減にも有効である。

　図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ及び図７Ｂは、上述した第２の実施形態に係る第１変形例を示している。この場合の側面後方吸気口３５Ａは、ナセル側面３ａの後方上部に位置している。すなわち、ナセル３の内部に設置された機器Ｅの後端部付近であり、かつ、ナセル側面３ａの上端部付近となる位置に、側面後方吸気口３５Ａを設けてある。この変形例においても、側面吸気口３４または側面後方吸気口３５Ａのいずれか一方のみを開とするように、開閉状態を選択できるドア部材３６Ａを備えている。
　このような配置の側面後方吸気口３５Ａは、たとえば図７Ａ及び図７Ｂに示すように、外気温が高い状況で側面吸気口３４を閉にして側面後方吸気口３５Ａを開とすれば、ナセル内部において温度の高い後方上部の換気を効率よく行うことができる。なお、図６Ａ及び図６Ｂに示す状態は、上述した実施形態の図４Ａ及び図４Ｂと同様に、外気温が低い設置環境で風力発電装置１の運転を停止した場合を示している。

　図８Ａ、図８Ｂ、図９Ａ及び図９Ｂは、上述した第２の実施形態に係る第２変形例を示している。この場合の切替手段は、ヒンジ式のドア部材３７ａ，３７ｂが採用されている。
　一方のドア部材３７ａは、側面吸気口３４に取り付けられている。このドア部材３７ａは、ナセル３の前方側を支点にしてナセル後方側が外向きに開閉する前方支持揺動部材である。他方のドア部材３７ｂは、側面後方吸気口３５に取り付けられている。このドア部材３７ａは、ナセル３の後方側を支点にしてナセル前方側が外向きに開閉する後方支持揺動部材である。

　このような構成では、たとえば図８Ａ及び図８Ｂに示すように、ドア部材３７ａを操作して側面吸気口３４を開とすれば、負圧の増大により排気の効率を増すことができる。すなわち、開状態としたドア部材３７ａは、ナセル側面３ａに沿って流れる外気の流れを外向きに変化させるため、ナセル３の内部からナセル外部へ吸気する方向に作用する負圧を増大させることができる。
　また、たとえば図９Ａ及び図９Ｂに示すように、ドア部材３７ｂを操作して側面後方吸気口３５を開とすれば、外気の流れをすくい取るようにしてナセル３の内部へ取り込むことができる。すなわち、開状態としたドア部材３７ｂは、ナセル側面３ａに沿って流れる外気の流れをナセル３の内部へ向けて変化させるため、ナセル３の内部に外気を取り込む吸気の効率を増すことができる。

　図１０は、上述した第２の実施形態に係る第３変形例を示している。この場合変形例では、側面吸気口３４の外側に取り付けられ、ナセル前方側を閉じてナセル後方側を開口させた前方フード部材３８と、側面後方吸気口３５に外側に取り付けられ、ナセル前方側を開口させてナセル後方側を閉じた後方フード部材３９とを備えている。
　このような構成では、図示しないドア部材３６等を操作して側面吸気口３４を開とすれば、上述した第２変形例のドア部材３７ａと同様の作用により、前方フード部材３８が負圧を増大させて排気の効率を増すことができる。
　また、図示しないドア部材３６等を操作して側面後方吸気口３５を開とすれば、上述した第２変形例のドア部材３７ｂと同様の作用により、後方フード部材３９が外気の流れをすくい取るように取り込んで吸気の効率を増すことができる。

　上述した各実施形態及びその変形例において、吸気口３１には、たとえば図１１に示すように、流入側より流出側の入口開口面積を大きくした流路断面形状のガラリ４０が設けられている。なお、ガラリ４０は、ルーバーや鎧窓とも呼ばれている。
　図１１に示すガラリ４０には、ナセル外部に面した外気の流入側と比較して、ナセル内部に面したナセル流出側の流路断面積が大きい外気流路４１が形成されている。この外気流路４１は、上下方向に所定のピッチで多数配置されている流路形成部材４２の断面形状について、ナセル流出側の先端部を鋭角の三角形にして入口開口面積を拡大している。

　このようなガラリ４０を採用することにより、流出時の圧力損失ΔＰｏを流入時の圧力損失ΔＰｉより小さくすることができる。すなわち、換気ファンの運転を停止した場合においては、ガラリ４０を通ってナセル３の内部に流入する外気の流路抵抗が、ナセル３の内部から流出する空気の流路抵抗より大きくなる。このため、寒冷地に設置された風量発電装置１においては、運転停止時にナセル３の内部に低温の外気が流入しにくくなり、ナセル３の内部温度が低下することを抑制できる。
　また、図１２に示すガラリ４０Ａは、図１１に示したガラリ４０の変形例である。この場合のガラリ４０Ａは、流路形成部材４２Ａが上下方向に所定のピッチで多数配置され、多数の外気流路４１Ａを形成している。流路形成部材４２Ａの断面形状は、ナセル流出側の先端部が曲面により絞った略三角形とされ、この絞りにより入口開口面積を拡大している。

　また、図１３に示すガラリ４０Ｂは、図１１及び図１２に示したガラリ４０，４０Ａの変形例である。この場合、ガラリ４０Ｂに形成された外気流路４１Ｂの流路断面形状は、軸中心線が流入側から流出側へ下がるように傾斜し、かつ、流路断面を形成する流路形成部材４２Ｂの下部壁面４３に雨樋４４を備えている。
　このような構成とすれば、ガラリ４０Ｂからナセル３の内部へ浸入しようとする雨水が下部壁面４３の傾斜により雨樋４４に集水される。この雨水は、雨樋４４に導かれてナセル３の外部へ排水することができる。

　このように、上述した本発明の風力発電装置１は、設置サイトや季節によって外気温度等の条件が異なる場合であっても、外気温度に依存することなく広範な設置環境に適応してナセル３の内部を冷却することができる。すなわち、ナセル３の内部温度が上昇する状況では、効率的な換気による内部冷却を行い、寒冷地等のようにナセル内部の温度が低下する状況では、換気を抑制して温度低下を最小限に抑えることができる。
　なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。

Claims

　風車翼を取り付けたロータヘッドに連結されている駆動機構及び発電機構の機器類がナセルの内部に収納設置され、前記ナセルに設置した換気ファンを駆動することにより、ナセル前面に設けた吸気口から導入した外気をファン出口に連通する排気口から前記ナセルの外部へ排出して内部の換気冷却を行う風力発電装置であって、
　ナセル外部を流れる気流により負圧を生じるナセル側面位置に側面吸気口を増設したことを特徴とする風力発電装置。
　前記側面吸気口のナセル後方でかつ負圧が解消したナセル側面位置に側面後方吸気口を増設し、前記側面吸気口及び前記側面後方吸気口の開閉状態を選択する切替手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の風力発電装置。
　前記側面後方吸気口がナセル側面の後方上部に位置していることを特徴とする請求項２に記載の風力発電装置。
　前記切替手段は、前記側面吸気口に取り付けられ、ナセル前方側を支点にしてナセル後方側が外向きに開閉する前方支持揺動部材と、前記側面後方吸気口に取り付けられ、ナセル後方側を支点にしてナセル前方側が外向きに開閉する後方支持揺動部材とを備えていることを特徴とする請求項２に記載の風力発電装置。
　前記側面吸気口の外側に取り付けられ、ナセル前方側を閉じてナセル後方側を開口させた前方フード部材と、前記側面後方吸気口に外側に取り付けられ、ナセル前方側を開口させてナセル後方側を閉じた後方フード部材とを備えていることを特徴とする請求項２に記載の風力発電装置。
　前記吸気口は、流入側より流出側の入口開口面積を大きくした流路断面形状のガラリを備えていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の風力発電装置。
　前記流路断面形状は、軸中心線が流入側から流出側へ下がるように傾斜し、かつ、流路断面を形成する下部壁面に雨樋を備えていることを特徴とする請求項６に記載の風力発電装置。