风力发电设备制造技术

本发明专利技术涉及风力发电设备。本发明专利技术提供一种即使在将变压器收放在塔内部的情况下，在塔内部不设置换气空调设备也能降低塔内部的变压器周围的空气温度的风力发电设备。本发明专利技术的特征是，在设置于塔内部的地基上，且对由发电机产生的电力进行变压的变压器的带肋皱褶散热箱之上，设置使吸收了从该带肋皱褶散热箱散发的热的空气流入的罩，在该罩上连接有延伸到上述塔的上方的排气管道，该排气管道用于将流入该罩内的吸收了从上述带肋皱褶散热箱散发的热的空气向上述塔内排出。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及风力发电设备，尤其涉及适合于在顶部设置有发电装置的塔的内部具有变压器的风力发电设备。
技术介绍
一般，风力发电设备在地基上建造塔，在该塔的顶部设置导流罩，具有叶片的转子 与导流罩内的发电机连接，通过由风使叶片旋转而由发电机产生电力。另外，还具备能将由发电机产生的电力进行变压以便供给电力系统的变压器，将电力转换为直流或交流的转换器等电力设备。这些设备过去一直安装在与塔不同的另外的建筑物内，但近年来，有做成将变压器等电力设备收放在塔的内部而不需要另外的建筑物的风力发电设备的倾向，在该塔的内部收放了变压器等的例子公开在专利文献I中。在该专利文献I中记载有为了避免含盐空气及湿气等与发电机及整流器、变压器等容易损坏的部件接触，将变压器等发热体配置在中途的由闭回路构成的冷却回路设置在塔的内部。即，记载的内容是在塔的内部设置变压器等发热体，设有使该变压器等发热体位于中途的由闭回路构成的冷却回路，在通过设置于冷却回路中的换气装置等强制性地使由变压器等发热体产生的加热空气在上述冷却回路循环的过程中，通过塔的外壁使其与外部气体进行热交换而使其冷却，将这种被冷却的空气利用于发热体的再次冷却。然而，通常，变压器在运转时主要由铁芯和线圈发热，箱内的冷却介质吸收了由铁芯和线圈产生的热而温度上升。成为高温的冷却介质借助于在外表面形成多个散热肋的带肋皱褶散热箱，或者用上下配管与箱连接的自冷式散热器将热散发到变压器周围的空气中，但专利文献I对这些内容完全未涉及。现有技术文献专利文献I :日本特许3715238号公报在将变压器收放在风力发电设备的塔内部的情况下，从形成带肋皱褶散热箱的多个散热肋、或自冷式散热器吸收热而温度上升了的空气，其密度减小而重量变轻，便从带肋皱褶散热箱的散热肋或自冷式散热器向上流出。已流出的空气在刚流出之后进行扩散而与塔内温度低的空气混合，随着混合的进行温度下降，流速也变慢。也就是说，已流出的空气在保持高的温度的状态下，虽然向上但并非总是向上，上升的范围可以认为是带肋皱褶散热箱的散热肋或自冷式散热器的高度的数倍。另一方面，由于塔的外壁被对外吹的风的强制对流及大气的自然对流所冷却，因而外壁附近的塔内部的空气的热通过外壁被大气吸收，导致温度变低。热被吸走后温度降低而变重的空气沿着外壁下降。来自上述的带肋皱褶散热箱的多个散热肋或自冷式散热器的上升流和沿着塔的外壁的下降流相互相连而成为一体，由自然对流而形成循环流。由变压器产生的热通过该循环流而传递到塔的外壁，再散发到大气中。因此，有助于将由变压器产生的热从塔内的空气散发到大气中的塔的外壁可以认为，其高度在循环流的高度的范围内，是带肋皱褶散热箱的散热肋或自冷式散热器的高度的数倍。该高度是在数十米以上的风力发电设备的塔的极小部分，作为散发变压器的发热量的传热面积是不充分的，变压器周边的塔内部的空气温度与设置在大厦中的变压器的电气设备室同样地上升，处于所谓热不流动的状态。这是配置在风力发电设备的塔的内部的变压器所特有的问题，若不解决这个问题，则难以降低塔内部的变压器周边的空气温度。然而，专利文献I对于变压器的构造完全未涉及，很显然未认识到上述问题
技术实现思路
本专利技术就是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种风力发电设备，该风力发电设备即使在塔内部容纳了通过带肋皱褶散热箱或散热器将热散发到周围的空气中的变压器的情况下，也能在塔内部不设置换气空调设备而降低塔内部的变压器周边的空气温度。为实现上述目的，本专利技术的风力发电设备具备建造在地基上的塔；设置在该塔顶部的导流罩；设置在该导流罩内的发电机；与该发电机连接并通过使该发电机旋转而产生电力的叶片；以及设置在上述塔内部的地基上并对由上述发电机产生的电力进行变压的变压器，上述变压器形成为，将铁芯和装配在该铁芯上的绕组收放在带肋皱褶散热箱中，在该带肋皱褶散热箱内充填冷却介质，由上述冷却介质吸收由上述铁芯和绕组产生的热并通过上述带肋皱褶散热箱散热，上述风力发电设备的特征是，在上述变压器的带肋皱褶散热箱之上设置使吸收了从带肋皱褶散热箱散发的热的空气流入的罩，在该罩上连接有延伸到上述塔的上方的排气管道，该排气管道用于将流入该罩内的吸收了从上述带肋皱褶散热箱散发的热的空气向上述塔内排出，或者，上述变压器包括变压器主体和散热器，上述变压器主体将铁芯和装配在该铁芯上的绕组收放在箱中，在该箱内充填冷却介质，上述散热器用配管与上述变压器主体的上述箱连接，由上述冷却介质吸收由上述铁芯和绕组产生的热并通过上述配管从上述散热器散热，上述风力发电设备的特征是，在上述变压器的散热器之上设置使吸收了从该散热器散发的热的空气流入的罩，在该罩上连接有延伸到上述塔的上方的排气管道，该排气管道用于将流入该罩内的吸收了从上述散热器散发的热的空气向上述塔内排出。通过采用上述结构，从带肋皱褶散热箱的多个散热肋或散热器吸收了热而温度上升的空气密度小而变轻，从带肋皱褶散热箱的散热肋或散热器向上流出。已流出的空气由罩收集，流入连接在该罩之上的排气管道。温度上升且变轻并流入排气管道的空气与排气管道外侧的温度低的空气由于被排气管道隔开，因而这些空气不会混合，排气管道内的空气处于保持高温的状态，能够维持密度小的状态。因此，流入排气管道的空气与烟在烟囱中上升的情况同样，上升到排气管道的上端，并从那里向塔内流出。已向塔内流出的空气由于被通过塔的外壁对外吹的风的强制对流和大气的自然对流冷却，因而温度降低，密度增大而沿外壁下降。已下降的空气则再次冷却带肋皱褶散热箱的多个散热肋或散热器，在塔内形成达到数十米以上的塔的高度的大部分的大的自然对流的循环流。由变压器产生的热通过该循环流而传递到塔的外壁，再散发到大气中。因此，从排气管道的上端到变压器的地基之间的外壁成为将由变压器产生的热从塔内的空气散发到大气中的传热面，能够有效地将塔外壁的大部分利用于冷却。其结果，能够将容纳变压器的风力发电设备的塔内的空气相对于大气的温度上升抑制得较小，即使在塔内部未设置换气空调设备，也能降低塔内部的变压器周围的空气温度。另外，本专利技术中，在塔外壁的内侧配置与该塔的外壁成为双层结构的引导板，在外壁与引导板形成上下贯通的流道，将该流道的上端与下端以与塔的内部连通的方式敞开，并且在风力发电设备的容纳在塔的内部的变压器的带肋皱褶散热箱或散热器之上分别设置覆盖各自的上部的罩，再在该罩之上连接延伸到塔的上部的排气管道。 通过采用上述结构，由外壁与引导板形成的流道内的空气总是通过塔的外壁对外吹的风的强制对流和大气的自然对流吸收热。另外，利用引导板将流道内的空气与该引导板内侧的塔内的空气隔开，因而流道内的空气不会与引导板内侧的塔内的空气混合，能够使流道内的空气在流道内下降期间有效地对其进行冷却。其结果，能够将容纳变压器的风力发电设备的塔内的空气相对于大气的温度上升抑制得小，即使在塔内部未设置换气空调设备，也能降低塔内部的变压器周围的空气温度。另外，本专利技术中，在塔外壁的内侧安装翅片，并且在风力发电设备的容纳在塔的内部的变压器的带肋皱褶散热箱或散热器之上分别设置覆盖各自的上部的罩，再在该罩之上连接延伸到塔的上部的排气管道。通过采用上述结构，在塔的内部循环的空气由于将从变压器吸收的热传递到塔的外壁的传热面积扩大，因而塔内的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2011.02.21 JP 2011-0340801.一种风力发电设备，具备建造在地基上的塔；设置在该塔顶部的导流罩；设置在该导流罩内的发电机；与该发电机连接并通过使该发电机旋转而产生电力的叶片；以及设置在上述塔内部的地基上并对由上述发电机产生的电力进行变压的变压器， 上述变压器形成为，将铁芯和装配在该铁芯上的绕组收放在带肋皱褶散热箱中，在该带肋皱褶散热箱内充填冷却介质，由上述冷却介质吸收由上述铁芯和绕组产生的热并通过上述带肋皱褶散热箱散热， 上述风力发电设备的特征在于， 在上述变压器的带肋皱褶散热箱之上设置使吸收了从该带肋皱褶散热箱散发的热的空气流入的罩，在该罩上连接有延伸到上述塔的上方的排气管道，该排气管道用于将流入该罩内的吸收了从上述带肋皱褶散热箱散发的热的空气向上述塔内排出。2.一种风力发电设备，具备建造在地基上的塔；设置在该塔顶部的导流罩；设置在该导流罩内的发电机；与该发电机连接并通过使该发电机旋转而产生电力的叶片；以及设置在上述塔内部的地基上并对由上述发电机产生的电力进行变压的变压器， 上述变压器包括变压器主体和散热器，上述变压器主体将铁芯和装配在该铁芯上的绕组收放在箱中，在该箱内充填冷却介质，上述散热器用配管与上述变压器主体的上述箱连接，由上述冷却介质吸收由上述铁芯和绕组产生的热并通过上述配管从上述散热器散热，上述风力发电设备的特征在于， 在上述变压器的散热器之上设置使吸收了从该散热器散发的热的空气流入的罩，在该罩上连接有延伸到上述塔的上方的排气管道，该排气管道用于将流入该罩内的吸收了从上述散热器散发的热的空气向上述塔内排出。3.根据权利要求I或2所述的风力发电设备，其特征在于， 上述罩覆盖上述带肋皱褶散热箱或散热器的至少上部。4.根据权利要求I或2所述的风力发电设备，其特征在于， 上述排气管道延伸到上述塔的上方，而且其剖面形状形成为圆形、椭圆形或长方形。5.根据权利要求I 4任一项中所述的风力发电设备，其特征在于， 在上述塔外壁的内侧配置与该塔的外壁成为双层结构的引导板，在该引导板与上述塔的外壁之间形成上下贯通的流道，将该流道的上端与下端以与上述塔的内部连通的方式敞开。6.根据权利要求I或2所述的风力发电设备，其特征在于， 在上述塔与变压器相对的各自的面上涂敷辐射率高的涂料。7.根据权利要求I 6任一项中所述的风力发电设备，其特征在于， 在上述塔外壁的内侧设有翅片。8.根据权利要求I 7任一项中所述的风力发电设备，其特征在于， 在上述排气管道内或排气管道与上述罩之间设置有风扇。9.根据权利要求I 8任一项中所述的风力发电设备，其特征在于， 上述排气管道与同上述塔内部的其它发热设备相连的排气管道分别配置。10.根据权利要求I或2所述的风力发电设备，其特征在于， 上述塔在高度方向上分为多段，并且在该各段的上端和下端形成向内侧突出的凸缘，通过连接固定该凸缘组装而成，而且，在上述各段...

【专利技术属性】
技术研发人员：林则行，松尾尚英，白畑年树，小野淳治，大浜秀晴，
申请(专利权)人：株式会社日立产机系统，
类型：发明
国别省市：