海上風(fēng)力發(fā)電裝置及其使用的油浸式變壓器的制造方法
【專利摘要】在海上風(fēng)力發(fā)電裝置中，為了安全性和抑制輸送電力時(shí)的損失而要求將變壓器設(shè)置在海上風(fēng)力發(fā)電裝置內(nèi)。此時(shí)，要求海上風(fēng)力發(fā)電裝置所使用的油浸式變壓器的冷卻性的提高。為了解決該課題，本發(fā)明提供一種海上風(fēng)力發(fā)電裝置，其采用將在箱體內(nèi)收納有鐵芯、線圈以及用于絕緣和冷卻該鐵芯和線圈的絕緣油的油浸式變壓器設(shè)置在海上風(fēng)力發(fā)電裝置內(nèi)的海面下方，并且將箱體浸漬在液體中的結(jié)構(gòu)。由此，通過提高海上風(fēng)力發(fā)電裝置中使用的油浸式變壓器的冷卻性能，能夠?qū)崿F(xiàn)油浸式變壓器和海上風(fēng)力發(fā)電裝置的小型化。
【專利說明】
海上風(fēng)力發(fā)電裝置及其使用的油浸式變壓器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及海上風(fēng)力發(fā)電裝置中使用的油浸式變壓器的冷卻性能的提高。
【背景技術(shù)】
[0002]利用作為自然能源的風(fēng)力發(fā)電，作為對(duì)地球環(huán)境有益的應(yīng)用方法得以實(shí)用化。該風(fēng)力發(fā)電有在山林等陸地上設(shè)置的和在海上設(shè)置的。特別是，沒有對(duì)適于設(shè)置風(fēng)車的土地的限制、與陸地上相比風(fēng)速更快、并且風(fēng)的紊亂也較少的海上風(fēng)力發(fā)電受到期待。
[0003]此外，在輸送用海上風(fēng)力發(fā)電裝置發(fā)電得到的電力時(shí)，出于安全性和抑制輸電時(shí)的損失的目的，要求對(duì)發(fā)電得到的電壓進(jìn)行升壓來輸送，為此，要求在海上風(fēng)力發(fā)電裝置內(nèi)設(shè)置變壓器。另一方面，在海上風(fēng)力發(fā)電裝置的塔筒內(nèi)設(shè)置變壓器時(shí)，熱源增加，塔筒內(nèi)的溫度上升。因?yàn)樵O(shè)置在密閉的塔筒內(nèi)，所以冷卻條件與室外設(shè)置時(shí)相比惡化，由此冷卻性能的提高成為必需條件。因此，需要為了充分地進(jìn)行變壓器的冷卻而進(jìn)行使用風(fēng)扇等的強(qiáng)制冷卻。
[0004]另一方面，關(guān)于海上風(fēng)力發(fā)電裝置的熱源的冷卻方法能夠列舉日本特開2011-89468號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)I)中公開的技術(shù)。專利文獻(xiàn)I中，記載了通過將二次電池配置在吃水線的下方，使伴隨充放電的二次電池的熱向水中釋放的技術(shù)。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本特開2011-89468號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明要解決的課題
[0009]專利文獻(xiàn)I中，記載了通過將熱源配置在吃水線的下方，從而使它的熱向水中釋放的技術(shù)，但沒有關(guān)于油浸式變壓器特有的冷卻性能提高的記載，要求提高海上風(fēng)力發(fā)電裝置中使用的油浸式變壓器的冷卻性能。
[0010]用于解決課題的技術(shù)方案
[0011]采用將在箱體內(nèi)收納有鐵芯、線圈以及用于絕緣和冷卻該鐵芯與線圈的絕緣油的油浸式變壓器設(shè)置在海上風(fēng)力發(fā)電裝置內(nèi)的海面下方，并且使箱體浸漬在液體中的結(jié)構(gòu)。
[0012]發(fā)明效果
[0013]通過提高海上風(fēng)力發(fā)電裝置中使用的油浸式變壓器的冷卻性能，能夠?qū)崿F(xiàn)油浸式變壓器和海上風(fēng)力發(fā)電裝置的小型化。
【附圖說明】
[0014]圖1是海上風(fēng)力發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)概要圖
[0015]圖2是實(shí)施例1的海上風(fēng)力發(fā)電裝置的整體概要圖
[0016]圖3是實(shí)施例1的海上風(fēng)力發(fā)電裝置的詳細(xì)示意圖
[0017]圖4是實(shí)施例1的海上風(fēng)力發(fā)電裝置的截面圖和側(cè)面圖
[0018]圖5是實(shí)施例2的海上風(fēng)力發(fā)電裝置的示意圖
[0019]圖6是實(shí)施例3的海上風(fēng)力發(fā)電裝置的示意圖
[0020]圖7是實(shí)施例4的海上風(fēng)力發(fā)電裝置的示意圖
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下，用【附圖說明】實(shí)施例。
[0022]實(shí)施例1
[0023]圖1是海上風(fēng)力發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)概要圖。圖1中，I是海上風(fēng)力發(fā)電裝置整體，2是葉片，3是機(jī)艙，4是發(fā)電機(jī)，5是塔筒，6是海面，7是變壓器，8是輸電線纜。
[0024]塔筒5是中空的結(jié)構(gòu)體，在塔筒5的上部安裝有機(jī)艙3。葉片2與機(jī)艙3連結(jié)，葉片2因風(fēng)力而旋轉(zhuǎn)時(shí)，由配置在機(jī)艙3內(nèi)的發(fā)電機(jī)4生成交流電力，由配置在塔筒5內(nèi)的變壓器7將該電力升壓，并用輸電線纜8輸送。用變壓器升壓的理由是因?yàn)橥ㄟ^使電壓升高能夠?qū)㈦娏饕种茷檩^低，所以轉(zhuǎn)換為低電流安全地輸電，且為了通過低電流值來抑制輸電時(shí)的損失。
[0025]圖2表示本實(shí)施例的海上風(fēng)力發(fā)電裝置的整體概要圖。此外，圖3表示本實(shí)施例的海上風(fēng)力發(fā)電裝置的詳細(xì)示意圖。圖2中，9是海水，變壓器7設(shè)置在海上風(fēng)力發(fā)電裝置的塔筒5內(nèi)的海面下方。此外，圖3中，7-2是線圈，7-3是鐵芯，是對(duì)于將該鐵芯和線圈收納在充滿了未圖示的用于絕緣和冷卻的絕緣油的箱體7-1內(nèi)的變壓器7，將其浸漬在液體10中的結(jié)構(gòu)。即，采用在塔筒5內(nèi)設(shè)置利用塔筒的壁面構(gòu)成的蓄積液體的液體貯藏部，在該液體貯藏部設(shè)置具有箱體的變壓器，將箱體浸漬在液體中的結(jié)構(gòu)。
[0026]圖4示出了從側(cè)面上部觀察圖3的變壓器部分時(shí)的截面圖4(A)及其側(cè)面圖4(B)。圖4中，7-4是絕緣油，7-5是散熱器，7-6是油面線，其他編號(hào)具有與已經(jīng)說明的圖中示出的附加了相同符號(hào)的結(jié)構(gòu)相同的功能，因此省略說明。
[0027]圖4(A)中，構(gòu)成為通過用液體10浸漬箱體7-1而提高與塔筒的外圍的海水9之間的導(dǎo)熱率，提高冷卻效果。其中，液體10是傳遞熱的液體即可，例如可以是純水。
[0028]此外，圖4(B)中，散熱器7-5經(jīng)由箱體7-1的上部開口和下部開口與箱體內(nèi)可連通地連接，箱體內(nèi)的絕緣油7-4在散熱器內(nèi)循環(huán)，被箱體內(nèi)的線圈7-2加熱后的絕緣油被散熱器冷卻并返回箱體，從而能夠進(jìn)一步提高冷卻性能。
[0029]這樣，通過提高變壓器的冷卻性能能夠使變壓器自身的冷卻設(shè)備小型化。此外，不需要用于使海上風(fēng)力發(fā)電裝置冷卻的設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)海上風(fēng)力發(fā)電裝置自身的小型化。
[0030]此外，通過使液體10浸至變壓器7的首要的熱源即線圈7-2的高度，更易于吸收線圈的熱，所以不需要使箱體全部被液體10充滿，例如，通過使絕緣油的油面線7-6以下、線圈7-2的高度以上浸入液體10中，能夠獲得冷卻效果。例如，用液體10浸沒圖4(B)所示的影線示出的部分即可。這樣，構(gòu)成為利用原本對(duì)油浸式變壓器設(shè)置的箱體，用液體浸沒箱體的周圍，從而提高冷卻效果，所以具有無需為了浸漬在液體中而新施加防水加工的效果。此外，通過進(jìn)一步實(shí)施鍍層等防銹對(duì)策，能夠長期使用。
[0031]這樣，本實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了將作為油浸式變壓器設(shè)置的箱體浸漬在液體中這樣的油浸式變壓器特有的冷卻性能的提高。
[0032]如以上所說明，根據(jù)本實(shí)施例，通過提高海上風(fēng)力發(fā)電裝置中使用的油浸式變壓器的冷卻性能，能夠?qū)崿F(xiàn)油浸式變壓器自身的冷卻設(shè)備的小型化。此外，不需要用于使海上風(fēng)力發(fā)電裝置冷卻的設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)海上風(fēng)力發(fā)電裝置自身的小型化。此外，也能夠解決為了冷卻而使用風(fēng)扇的情況下，因?yàn)樵诤Ｉ显O(shè)置這樣的環(huán)境而從風(fēng)扇導(dǎo)入含有水分、鹽分的風(fēng)，所以變壓器易于生銹的問題。
[0033]【實(shí)施例2】
[0034]圖5表示本實(shí)施例的海上風(fēng)力發(fā)電裝置的示意圖。本實(shí)施例是去除油浸式變壓器的箱體，使用海上風(fēng)力發(fā)電裝置的塔筒5的壁面代替箱體的無箱結(jié)構(gòu)。
[0035]圖5中，是使由線圈7-2、鐵芯7-3構(gòu)成的變壓器被絕緣油11充滿的結(jié)構(gòu)，通過在充滿了絕緣油的塔筒內(nèi)部配置變壓器，從而不需要箱體。即，利用海上風(fēng)力發(fā)電裝置的塔筒5的壁面作為保持絕緣油的箱體。
[0036]由此，不需要箱體，增加了空間從而也能夠支持大型的變壓器，還能夠降低成本。此外，能夠從塔筒5的壁面直接使絕緣油11冷卻，冷卻效果進(jìn)一步提高。此外，能夠有效利用塔筒內(nèi)的有限的空間。
[0037]【實(shí)施例3】
[0038]圖6表示本實(shí)施例的海上風(fēng)力發(fā)電裝置的示意圖。本實(shí)施例的特征在于將變壓器配置在海上風(fēng)力發(fā)電裝置的塔筒的最下層部。
[0039]如圖6所示，通過設(shè)置在海上風(fēng)力發(fā)電裝置的塔筒最下層部，海上風(fēng)力發(fā)電裝置的重心降低，具有海上風(fēng)力發(fā)電裝置的穩(wěn)定性增加的效果。
[0040]此外，本實(shí)施例示出了在實(shí)施例2的無箱體結(jié)構(gòu)之外、設(shè)置在最下層部的例子，但是不限定于此，例如，也能夠應(yīng)用于使實(shí)施例1的箱體的周圍浸漬在液體中的情況。
[0041 ]【實(shí)施例4】
[0042]圖7表示本實(shí)施例的海上風(fēng)力發(fā)電裝置的示意圖。本實(shí)施例是在實(shí)施例2的內(nèi)容之夕卜，使線圈的厚度進(jìn)一步增加的結(jié)構(gòu)。
[0043]圖7中，7-21是線圈，7-31是鐵芯，為了有效利用不需要箱體而增大的空間，能夠采用使線圈7-21的橫向尺寸即厚度增加的結(jié)構(gòu)。由此，具有能夠在相同的海上風(fēng)力發(fā)電裝置內(nèi)設(shè)置大容量的變壓器的效果。
[0044]以上對(duì)實(shí)施例進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不限定于上述實(shí)施例，包括各種變形例。例如，本實(shí)施例中，對(duì)于浮體式的海上風(fēng)力發(fā)電裝置進(jìn)行了說明，但也能夠應(yīng)用于坐底式的海上風(fēng)力發(fā)電裝置。此外，不限定于必須具備說明的所有結(jié)構(gòu)。此外，能夠?qū)⒛硞€(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的一部分置換為其他實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，也能夠在某個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)上添加其他實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。此外，對(duì)于各實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的一部分，能夠追加、刪除、置換其他結(jié)構(gòu)。
[0045]符號(hào)說明
[0046]I海上風(fēng)力發(fā)電裝置
[0047]5塔筒
[0048]7變壓器
[0049]7-1 箱體
[0050]7-2 線圈[0051 ] 7-3 鐵芯
[0052]7-4、11 絕緣油 y
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【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種海上風(fēng)力發(fā)電裝置，其包括作為中空的結(jié)構(gòu)體的塔筒、安裝在該塔筒上的承接風(fēng)力而旋轉(zhuǎn)的葉片和將該葉片的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為電力的發(fā)電機(jī)，所述海上風(fēng)力發(fā)電裝置的特征在于，包括: 對(duì)從所述發(fā)電機(jī)得到的電力的電壓進(jìn)行升壓的變壓器;和 輸送該升壓后的電力的輸電線纜， 所述變壓器具有鐵芯和線圈，該鐵芯和線圈收納在被用于絕緣和冷卻的絕緣油所充滿的箱體內(nèi)， 所述變壓器在所述海上風(fēng)力發(fā)電裝置設(shè)置在海上時(shí)位于海面下方，并且 在該變壓器的設(shè)置場所蓄積有液體，所述箱體浸漬在所述液體中。2.如權(quán)利要求1所述的海上風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于: 所述變壓器的設(shè)置場所是設(shè)置在所述塔筒內(nèi)的、利用所述塔筒的壁面構(gòu)成的液體貯藏部， 浸漬所述箱體的液體是蓄積在所述液體貯藏部中的液體。3.如權(quán)利要求1或2所述的海上風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于: 所述變壓器具有與所述箱體可連通地連接的用于冷卻所述絕緣油的散熱器。4.一種海上風(fēng)力發(fā)電裝置，其包括作為中空的結(jié)構(gòu)體的塔筒、安裝在該塔筒上的承接風(fēng)力而旋轉(zhuǎn)的葉片和將該葉片的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為電力的發(fā)電機(jī)，所述海上風(fēng)力發(fā)電裝置的特征在于，包括: 對(duì)從所述發(fā)電機(jī)得到的電力的電壓進(jìn)行升壓的變壓器;和 輸送該升壓后的電力的輸電線纜， 所述變壓器具有鐵芯和線圈， 所述變壓器在所述海上風(fēng)力發(fā)電裝置設(shè)置在海上時(shí)位于海面下方，并且配置在被用于絕緣和冷卻所述鐵芯和線圈的絕緣油所充滿的所述塔筒內(nèi)部。5.—種海上風(fēng)力發(fā)電裝置，其包括作為中空的結(jié)構(gòu)體的塔筒、安裝在該塔筒上的承接風(fēng)力而旋轉(zhuǎn)的葉片和將該葉片的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為電力的發(fā)電機(jī)，所述海上風(fēng)力發(fā)電裝置的特征在于，包括: 對(duì)從所述發(fā)電機(jī)得到的電力的電壓進(jìn)行升壓的變壓器;和 輸送該升壓后的電力的輸電線纜， 所述變壓器在所述海上風(fēng)力發(fā)電裝置設(shè)置在海上時(shí)位于海面下方，并且所述變壓器具有鐵芯和線圈，利用所述塔筒的壁面構(gòu)成了保持用于絕緣和冷卻該鐵芯和線圈的絕緣油的箱體。6.如權(quán)利要求1?5中任意一項(xiàng)所述的海上風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于: 所述變壓器設(shè)置在所述塔筒內(nèi)部的最下層部。
【文檔編號(hào)】F03D13/25GK105899806SQ201380078259
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2013年9月20日
【發(fā)明人】真島康, 白畑年樹, 小野淳治, 椎名洋悅, 久保田圭亮
【申請(qǐng)人】株式會(huì)社日立產(chǎn)機(jī)系統(tǒng)