[发明专利]风力发电设备

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电设备，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。

背景技术

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1中。

在该专利文献1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1对这些内容完全未涉及。

现有技术文献

专利文献1：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1对于变压器的构造完全未涉及，很显然未认识到上述问题。

发明内容

本发明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，本发明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，