海上风力发电装置及其使用的油浸式变压器的制造方法
【专利摘要】在海上风力发电装置中，为了安全性和抑制输送电力时的损失而要求将变压器设置在海上风力发电装置内。此时，要求海上风力发电装置所使用的油浸式变压器的冷却性的提高。为了解决该课题，本发明提供一种海上风力发电装置，其采用将在箱体内收纳有铁芯、线圈以及用于绝缘和冷却该铁芯和线圈的绝缘油的油浸式变压器设置在海上风力发电装置内的海面下方，并且将箱体浸渍在液体中的结构。由此，通过提高海上风力发电装置中使用的油浸式变压器的冷却性能，能够实现油浸式变压器和海上风力发电装置的小型化。
【专利说明】
海上风力发电装置及其使用的油浸式变压器
技术领域
[0001]本发明涉及海上风力发电装置中使用的油浸式变压器的冷却性能的提高。
【背景技术】
[0002]利用作为自然能源的风力发电，作为对地球环境有益的应用方法得以实用化。该风力发电有在山林等陆地上设置的和在海上设置的。特别是，没有对适于设置风车的土地的限制、与陆地上相比风速更快、并且风的紊乱也较少的海上风力发电受到期待。
[0003]此外，在输送用海上风力发电装置发电得到的电力时，出于安全性和抑制输电时的损失的目的，要求对发电得到的电压进行升压来输送，为此，要求在海上风力发电装置内设置变压器。另一方面，在海上风力发电装置的塔筒内设置变压器时，热源增加，塔筒内的温度上升。因为设置在密闭的塔筒内，所以冷却条件与室外设置时相比恶化，由此冷却性能的提高成为必需条件。因此，需要为了充分地进行变压器的冷却而进行使用风扇等的强制冷却。
[0004]另一方面，关于海上风力发电装置的热源的冷却方法能够列举日本特开2011-89468号公报(专利文献I)中公开的技术。专利文献I中，记载了通过将二次电池配置在吃水线的下方，使伴随充放电的二次电池的热向水中释放的技术。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开2011-89468号公报
【发明内容】
[0008]发明要解决的课题
[0009]专利文献I中，记载了通过将热源配置在吃水线的下方，从而使它的热向水中释放的技术，但没有关于油浸式变压器特有的冷却性能提高的记载，要求提高海上风力发电装置中使用的油浸式变压器的冷却性能。
[0010]用于解决课题的技术方案
[0011]采用将在箱体内收纳有铁芯、线圈以及用于绝缘和冷却该铁芯与线圈的绝缘油的油浸式变压器设置在海上风力发电装置内的海面下方，并且使箱体浸渍在液体中的结构。
[0012]发明效果
[0013]通过提高海上风力发电装置中使用的油浸式变压器的冷却性能，能够实现油浸式变压器和海上风力发电装置的小型化。
【附图说明】
[0014]图1是海上风力发电装置的结构概要图
[0015]图2是实施例1的海上风力发电装置的整体概要图
[0016]图3是实施例1的海上风力发电装置的详细示意图
[0017]图4是实施例1的海上风力发电装置的截面图和侧面图
[0018]图5是实施例2的海上风力发电装置的示意图
[0019]图6是实施例3的海上风力发电装置的示意图
[0020]图7是实施例4的海上风力发电装置的示意图
【具体实施方式】
[0021]以下，用【附图说明】实施例。
[0022]实施例1
[0023]图1是海上风力发电装置的结构概要图。图1中，I是海上风力发电装置整体，2是叶片，3是机舱，4是发电机，5是塔筒，6是海面，7是变压器，8是输电线缆。
[0024]塔筒5是中空的结构体，在塔筒5的上部安装有机舱3。叶片2与机舱3连结，叶片2因风力而旋转时，由配置在机舱3内的发电机4生成交流电力，由配置在塔筒5内的变压器7将该电力升压，并用输电线缆8输送。用变压器升压的理由是因为通过使电压升高能够将电流抑制为较低，所以转换为低电流安全地输电，且为了通过低电流值来抑制输电时的损失。
[0025]图2表示本实施例的海上风力发电装置的整体概要图。此外，图3表示本实施例的海上风力发电装置的详细示意图。图2中，9是海水，变压器7设置在海上风力发电装置的塔筒5内的海面下方。此外，图3中，7-2是线圈，7-3是铁芯，是对于将该铁芯和线圈收纳在充满了未图示的用于绝缘和冷却的绝缘油的箱体7-1内的变压器7，将其浸渍在液体10中的结构。即，采用在塔筒5内设置利用塔筒的壁面构成的蓄积液体的液体贮藏部，在该液体贮藏部设置具有箱体的变压器，将箱体浸渍在液体中的结构。
[0026]图4示出了从侧面上部观察图3的变压器部分时的截面图4(A)及其侧面图4(B)。图4中，7-4是绝缘油，7-5是散热器，7-6是油面线，其他编号具有与已经说明的图中示出的附加了相同符号的结构相同的功能，因此省略说明。
[0027]图4(A)中，构成为通过用液体10浸渍箱体7-1而提高与塔筒的外围的海水9之间的导热率，提高冷却效果。其中，液体10是传递热的液体即可，例如可以是纯水。
[0028]此外，图4(B)中，散热器7-5经由箱体7-1的上部开口和下部开口与箱体内可连通地连接，箱体内的绝缘油7-4在散热器内循环，被箱体内的线圈7-2加热后的绝缘油被散热器冷却并返回箱体，从而能够进一步提高冷却性能。
[0029]这样，通过提高变压器的冷却性能能够使变压器自身的冷却设备小型化。此外，不需要用于使海上风力发电装置冷却的设备，能够实现海上风力发电装置自身的小型化。
[0030]此外，通过使液体10浸至变压器7的首要的热源即线圈7-2的高度，更易于吸收线圈的热，所以不需要使箱体全部被液体10充满，例如，通过使绝缘油的油面线7-6以下、线圈7-2的高度以上浸入液体10中，能够获得冷却效果。例如，用液体10浸没图4(B)所示的影线示出的部分即可。这样，构成为利用原本对油浸式变压器设置的箱体，用液体浸没箱体的周围，从而提高冷却效果，所以具有无需为了浸渍在液体中而新施加防水加工的效果。此外，通过进一步实施镀层等防锈对策，能够长期使用。
[0031]这样，本实施例实现了将作为油浸式变压器设置的箱体浸渍在液体中这样的油浸式变压器特有的冷却性能的提高。
[0032]如以上所说明，根据本实施例，通过提高海上风力发电装置中使用的油浸式变压器的冷却性能，能够实现油浸式变压器自身的冷却设备的小型化。此外，不需要用于使海上风力发电装置冷却的设备，能够实现海上风力发电装置自身的小型化。此外，也能够解决为了冷却而使用风扇的情况下，因为在海上设置这样的环境而从风扇导入含有水分、盐分的风，所以变压器易于生锈的问题。
[0033]【实施例2】
[0034]图5表示本实施例的海上风力发电装置的示意图。本实施例是去除油浸式变压器的箱体，使用海上风力发电装置的塔筒5的壁面代替箱体的无箱结构。
[0035]图5中，是使由线圈7-2、铁芯7-3构成的变压器被绝缘油11充满的结构，通过在充满了绝缘油的塔筒内部配置变压器，从而不需要箱体。即，利用海上风力发电装置的塔筒5的壁面作为保持绝缘油的箱体。
[0036]由此，不需要箱体，增加了空间从而也能够支持大型的变压器，还能够降低成本。此外，能够从塔筒5的壁面直接使绝缘油11冷却，冷却效果进一步提高。此外，能够有效利用塔筒内的有限的空间。
[0037]【实施例3】
[0038]图6表示本实施例的海上风力发电装置的示意图。本实施例的特征在于将变压器配置在海上风力发电装置的塔筒的最下层部。
[0039]如图6所示，通过设置在海上风力发电装置的塔筒最下层部，海上风力发电装置的重心降低，具有海上风力发电装置的稳定性增加的效果。
[0040]此外，本实施例示出了在实施例2的无箱体结构之外、设置在最下层部的例子，但是不限定于此，例如，也能够应用于使实施例1的箱体的周围浸渍在液体中的情况。
[0041 ]【实施例4】
[0042]图7表示本实施例的海上风力发电装置的示意图。本实施例是在实施例2的内容之夕卜，使线圈的厚度进一步增加的结构。
[0043]图7中，7-21是线圈，7-31是铁芯，为了有效利用不需要箱体而增大的空间，能够采用使线圈7-21的横向尺寸即厚度增加的结构。由此，具有能够在相同的海上风力发电装置内设置大容量的变压器的效果。
[0044]以上对实施例进行了说明，但本发明不限定于上述实施例，包括各种变形例。例如，本实施例中，对于浮体式的海上风力发电装置进行了说明，但也能够应用于坐底式的海上风力发电装置。此外，不限定于必须具备说明的所有结构。此外，能够将某个实施例的结构的一部分置换为其他实施例的结构，也能够在某个实施例的结构上添加其他实施例的结构。此外，对于各实施例的结构的一部分，能够追加、删除、置换其他结构。
[0045]符号说明
[0046]I海上风力发电装置
[0047]5塔筒
[0048]7变压器
[0049]7-1 箱体
[0050]7-2 线圈[0051 ] 7-3 铁芯
[0052]7-4、11 绝缘油 y
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【主权项】
1.一种海上风力发电装置，其包括作为中空的结构体的塔筒、安装在该塔筒上的承接风力而旋转的叶片和将该叶片的旋转转换为电力的发电机，所述海上风力发电装置的特征在于，包括: 对从所述发电机得到的电力的电压进行升压的变压器;和 输送该升压后的电力的输电线缆， 所述变压器具有铁芯和线圈，该铁芯和线圈收纳在被用于绝缘和冷却的绝缘油所充满的箱体内， 所述变压器在所述海上风力发电装置设置在海上时位于海面下方，并且 在该变压器的设置场所蓄积有液体，所述箱体浸渍在所述液体中。2.如权利要求1所述的海上风力发电装置，其特征在于: 所述变压器的设置场所是设置在所述塔筒内的、利用所述塔筒的壁面构成的液体贮藏部， 浸渍所述箱体的液体是蓄积在所述液体贮藏部中的液体。3.如权利要求1或2所述的海上风力发电装置，其特征在于: 所述变压器具有与所述箱体可连通地连接的用于冷却所述绝缘油的散热器。4.一种海上风力发电装置，其包括作为中空的结构体的塔筒、安装在该塔筒上的承接风力而旋转的叶片和将该叶片的旋转转换为电力的发电机，所述海上风力发电装置的特征在于，包括: 对从所述发电机得到的电力的电压进行升压的变压器;和 输送该升压后的电力的输电线缆， 所述变压器具有铁芯和线圈， 所述变压器在所述海上风力发电装置设置在海上时位于海面下方，并且配置在被用于绝缘和冷却所述铁芯和线圈的绝缘油所充满的所述塔筒内部。5.—种海上风力发电装置，其包括作为中空的结构体的塔筒、安装在该塔筒上的承接风力而旋转的叶片和将该叶片的旋转转换为电力的发电机，所述海上风力发电装置的特征在于，包括: 对从所述发电机得到的电力的电压进行升压的变压器;和 输送该升压后的电力的输电线缆， 所述变压器在所述海上风力发电装置设置在海上时位于海面下方，并且所述变压器具有铁芯和线圈，利用所述塔筒的壁面构成了保持用于绝缘和冷却该铁芯和线圈的绝缘油的箱体。6.如权利要求1?5中任意一项所述的海上风力发电装置，其特征在于: 所述变压器设置在所述塔筒内部的最下层部。
【文档编号】F03D13/25GK105899806SQ201380078259
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2013年9月20日
【发明人】真岛康, 白畑年树, 小野淳治, 椎名洋悦, 久保田圭亮
【申请人】株式会社日立产机系统