专利名称：风力发电设备的制作方法
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
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，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，本发明中，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，本发明中，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，因而塔内的空气与外壁的温度差，乃至塔内的空气与大气的温度差变小。虽然也可以考虑在塔外壁的外侧安装翅片的结构，但从塔的外壁向大气的传热是通过对塔外吹的风的强制对流和大气的自然对流来进行，相对于此，从塔内的空气向塔的外壁的传热只通过循环流的自然对流来进行，因而塔的外壁内侧的导热率与外壁外侧相比更小。因此，扩大外壁内侧的传热面积的效果比扩大外侧的传热面积的效果更好。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更小，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，本发明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，再在该罩之上安装与该罩内相通的风扇，再将延伸到塔的上部的排气管道与该风扇连接。通过采用上述结构，由于对利用自然对流产生循环流的温度低、密度大的排气管道外侧的塔内的空气与温度高、密度小的排气管道内的空气的压力差加上了由风扇产生的压力差，并以该驱动力使塔内的空气循环，因而增加了与由风扇产生的压力差相应的循环的空气流量。因此，由于流经塔外壁附近的循环流的流速增大，热通过循环流传递给塔的外壁的导热率增大，因而塔内的空气与外壁的温度差，进而塔内的空气与大气的温度差变小。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更小，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。再有，由于循环流并非只由风扇的压力差驱动，还能够利用起因于密度差的自然对流的压力差，因而与仅用风扇单独使空气流动时比较，能实现低输出，小型化。另外，本发明中，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，将该排气管道与同塔内部的其它发热设备相连的排气管道分别配置。作为风力发电设备的设置于塔内的代表性的发热设备有功率调节器，但一般都利用风扇的强制对流进行冷却。由变压器的带肋皱褶散热箱的散热肋或散热器产生的自然对流与风扇的强制对流相比气流较弱，因而当要使两者流经同一条排气管道时，则在合流的区域阻碍了自然对流的气流。再有，在排气管道具有达到数十米的长度的情况下，由风扇形成的强制对流还能够强于自然对流而产生逆流。因此，当来自变压器的排气管道与来自其它发热设备的排气管在途中合并而成为一条排气管道时，将由变压器产生的热运送到向大气散发的塔的外壁的循环流变弱，变压器周围的塔内部的空气的温度上升。然而，若采用上述结构，因其它发热设备温度上升而上升的空气与从带肋皱褶散热箱的多个散热肋或散热器吸收热而达到高的温度并上升的空气由于不在相同的排气管道内流动，因而由变压器产生的热通过循环流而传递给塔的外壁，从外壁向大气散热的传热路径不会受到任何影响。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，本发明中，在塔的下方设置将空气吸入内部的吸气口，在塔的上方设置将内部的空气向大气排出的排气口，并且在变压器的带肋皱褶散热箱之上设置使从上述吸气口吸气并吸收了从上述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，而且，由该排气管道向上述塔内排出的空气通过上述排气口向大气放出，或者，在塔的下方设置将空气吸入内部的吸气口，在塔的上方设置将内部的空气向大气放出的排气口，并且在变压器的散热器之上设置使从上述吸气口吸气并吸收了从上述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，而且，由该排气管道向上述塔内排出的空气通过上述排气口向大气放出。通过采用上述结构，从吸气口向塔内部流入的空气从变压器吸收热而变轻，由罩收集，通过排气管道从排气管道的上部开口(排出口)向塔内的上部流出，再从塔的上部通过开口于塔上的排气口而向塔外部的大气放出。因此，即使将使热通过带肋皱褶散热箱或散热器散发到周围的空气中的变压器容纳在塔内部，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，当然，从塔吸气口向塔内部流入并冷却变压器的空气由于总是供给温度低的大气，因而能进、一步提高变压器的冷却性能。本发明的效果如下。
采用本发明，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，也能够得到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的风力发电用变压器。
图I是表示本发明的风力发电设备的第一实施方式的纵剖侧视图。图2是表示图I的风力发电设备所采用的带肋皱褶散热箱方式的变压器的纵剖侧视图。图3是图2的横剖俯视图。图4是表示图I的风力发电设备的所采用的散热器方式的变压器的纵剖侧视图。图5是图4的横剖俯视图。图6是表示本发明的风力发电设备的第二实施方式的纵剖侧视图。图7是表示本发明的风力发电设备的第三实施方式的纵剖侧视图。图8是沿图7的A-A线的剖视图。图9是表示本发明的风力发电设备的第四实施方式的纵剖侧视图。图10是表示本发明的风力发电设备的第五实施方式的纵剖侧视图。图11是表示本发明的风力发电设备的第六实施方式的纵剖侧视图。图12是表示本发明的风力发电设备的第七实施方式的纵剖侧视图。图13是表示本发明的风力发电设备的第八实施方式的纵剖侧视图。图14是表示本发明的风力发电设备的第九实施方式的纵剖侧视图。图15是表示本发明的风力发电设备的第十实施方式的纵剖侧视图。图中I-带肋皱褶散热箱方式的变压器，IA-散热器方式的变压器，2-带肋皱褶散热箱，2A-箱，3-塔，4、19-罩，5-排气口，6、18-排气管道，7-散热肋，8A-温度上升的空气，8B-温度降低的空气，9-变压器主体，10-上部配管，11-下部配管，12-自冷式散热器，13-套管，14U4A-引导板，15-翅片，16、20-风扇，17-发热设备，21-凸缘，22-平台，25-导流罩，26-叶片，27-塔吸气口，28-塔排气口，29-防风板。
具体实施例方式下面，使用附图对本发明的风力发电设备的实施方式进行详细说明。图I、图2及图3表示本发明的风力发电设备的第一实施方式。如这些图所示，本实施方式的风力发电设备的大致结构包括建造在地基上的塔3 ;设置在该塔3顶部的导流罩25 ;设置在导流罩25内的发电机(未图示)；与该发电机连接且通过使该发电机旋转而产生电力的叶片26 ;以及设置在塔3内部的地基上并对由发电机产生的电力进行变压的变压器I。如图2及图3所示，设置在塔3内部的地基上的变压器I形成为，在带肋皱褶散热箱2内容纳有铁芯(未图示)和装配在该铁芯上的励磁用线圈(未图示)，在该带肋皱褶散热箱2内填充有矿物油等绝缘性的冷却介质(未图示)，由冷却介质吸收由铁芯和线圈产生的热并通过带肋皱褶散热箱2散发到塔3内。并且，在本实施方式中，在变压器I的带肋皱褶散热箱2之上设置有罩4，该罩4覆盖该带肋皱褶散热箱2的上部、并使吸收了从带肋皱褶散热箱2散发出的热的空气流入其中，另外，在开口于该罩4上的排气口5处还连接有延伸到塔3的上方并形成圆筒状的排气管道6，该排气管道6用于将流入罩4的吸收了从带肋皱褶散热箱2散发的热的空气排出到塔3内。按照这种实施方式，从带肋皱褶散热箱2的多个散热肋7吸收热而温度上升了的空气8A因密度小而变轻，便从带肋皱褶散热箱2的散热肋7向上流出。流出的空气8A由 罩4收集而流入连接到罩4上的排气管道6。由于温度上升而变轻并流入排气管道6的空气8A与排气管道6外侧的温度低的空气8B被排气管道6隔开，因而这些空气8A与8B不会混合，排气管道6内的空气8A处于保持高的温度的状态，能够维持密度小的状态。因此，流入排气管道6的空气8A以烟在烟囱中上行的方式上升到排气管道6的上端，并从那里向塔3内流出。向塔3内流出的空气8B通过经由塔3的外壁对外吹的风的强制对流及大气的自然对流而被冷却，因而温度降低而密度增大并沿外壁下降。下降的空气SB则再次冷却带肋皱褶散热箱2的多个散热肋7。在塔3内形成达到数十米以上的塔3的高度的大部分的大的自然对流的循环流。由变压器I产生的热通过该循环流而传递到塔3的外壁，进而散发到大气中。因此，从排气管道6的上端到变压器I的地基之间的外壁成为将由变压器I产生的热从塔3内的空气散发到大气中的传热面，能够有效地利用于冷却塔3的外壁的大部分。其结果，能够将容纳有变压器I的风力发电设备的塔3内部的空气相对于大气的温度上升抑制得小。此外，在本实施方式中，虽然将排气管道6的流道剖面形状做成圆形，但并不一定必须为圆形，能够选择椭圆形或长方形之类能有效利用塔内空间的形状。另外，由于通过将排气管道6内的空气8A的温度尽可能保持得较高而能够增大循环流量，因而优选排气管道6的材质为导热率小的材料，与金属相比以塑料或布为宜，导热率更小的绝热材料更理想。另外，还有作为不借助于塔3内的空气，而是将热直接从变压器I传递给塔3的外壁的方式的辐射。若能通过这种辐射增加传热量，则能将塔3内的空气的温度抑制得较低，因而加大变压器I的外表面与塔3外壁的内表面的辐射率是有效的方法，通过对这些相对面以辐射率高的涂料、例如黑体涂料进行涂装能够简单地实现。下面，基于图4及图5对代替上述带肋皱褶散热箱方式的变压器而采用散热器方式的变压器的情况的例子进行说明。图4及图5所示的散热器方式的变压器IA由变压器主体9和自冷式散热器12构成，该变压器主体9将铁芯(未图示)与装配在该铁芯上的励磁用绕组(未图示)容纳在作为密闭容器的箱2A内，在该箱2A内充填了矿物油等绝缘性冷却介质；该自冷式散热器12由上部配管10及下部配管11与该变压器主体9的箱2A连接。将该变压器IA安装在风力发电设备的塔3内部，在自冷式散热器12之上设置覆盖其上部的罩4，再有，在开口于罩4的排气口 5处连接有延伸到塔3上部的圆筒状的排气管道6。即使采用这种散热器方式的变压器IA也产生与上述带肋皱褶散热箱方式的变压器相同的现象，因而也能得到同样的效果。另外，由于罩4及排气管道6只配置在未安装套管13等部件的自冷式散热器12之上，因而能够简化结构。再有，因为自冷式散热器12没有高电压部，因此还具有能保证保养、检修等作业时的高度安全性的效果。图6是表示本发明的风力发电设备的第二实施方式的图。另外，由于与图I相同的标号表示相同的构成部件因而省略重复的详细说明。在该图所示的本实施方式中，与第一实施方式(图I)不同的结构在于在塔3外壁的内侧配置与外壁成为双层结构的引导板14，由外壁和引导板14形成了上下贯通的流道。并且，流道的上端的高度与排气管道6的上端的高度大致相同，另外，流道的下端敞开，使得在变压器I的高度与塔3内部连通。采用这种实施方式，除了起到与第一实施方式同样的效果外，在由塔3的外壁和引导板14形成的流道内下降的空气SB总是通过经由塔3的外壁对外吹的风的强制对流及大气的自然对流而被吸收热，并且利用引导板14与该引导板14内侧的塔3内的空气隔开，因而下降的空气8B不会与引导板14内侧的塔3内的空气混合，能高效地冷却，能进一步降低塔3内部的变压器I周围的空气温度。图7是表示本发明的风力发电设备的第三实施方式的图。另外，由于与图I相同的标号表示相同的构成部件因而省略重复的详细说明。在该图所示的本实施方式中，与第一实施方式(图I)不同的结构在于在塔3外壁的内侧带有从变压器I的高度基本上至排气管道6的上端的翅片15。采用这种实施方式，除了起到与第一实施方式同样的效果外，在塔3内部循环的空气将从变压器I吸收的热传给塔3的外壁的传热面积扩大，因而塔3内的空气与外壁的温度差，乃至塔3内的空气与大气的温度差变小，能进一步降低塔3内部的空气温度。虽然还可以考虑在塔3外壁的外侧安装翅片的结构，但从塔3的外壁向大气的传热是通过在塔3之外吹的风的强制对流及大气的自然对流来进行的，相对于此，从塔3内的空气向塔3的外壁的传热只通过循环流的自然对流来进行，因而就导热率而言，塔3的外壁内侧比外壁外侧更小。因此，扩大外壁内侧的传热面积与扩大外侧的传热面积相比效果更好。图8是表不图7的翅片15的一例的图。作为扩大传热面积的翅片15,常使用直线翅片，在本实施方式中虽也能使用，但图8所示的例子作为能兼用作引导板14的翅片15，采用将薄板折弯成波纹状而将波谷焊接在塔3的外壁上的结构。在合流后的排气管道具有达到数十米长度的场合，由风扇20形成的强制对流还能够强于自然对流而产生逆流。因此，当来自变压器I的排气管道6与来自其它发热设备17的排气管18在途中合并而成为一条排气管道时，将由变压器I产生的热运送到向大气散发的塔3的外壁的循环流变弱，变压器I周围的塔3内部的空气的温度上升。然而，按照上述结构，由于由其它发热设备17达到高的温度而上升的空气8A与从带肋皱褶散热箱2的多个散热肋7吸收热而达到高的温度并上升的空气8A分别在各自的排气管道6、18内流动，因而由变压器I产生的热通过循环流而传递到塔3的外壁，从外壁向大气散发之类的传热路径未受到任何影响。因此，能够得到与第一实施方式同样的效果。 图11及图12是表示本发明的风力发电设备的第六及第七实施方式的图，都是图6所示的第二实施方式的变形例。另外，由于与图I相同的标号表示相同的构成部件因而省略重复的详细说明。
如图11及图12所示，上述各实施方式的塔3实际上在高度方向分为多段，在各段的上端和下端形成有向内侧突出的凸缘21，通过将这些各段的上端和下端的凸缘21连接固定而进行组装，构成高度为数十米以上的塔3。在这种结构中，就沿塔3的外壁下降的空气SB的气流而言，由于凸缘21向内侧突出，因而在这里的连接部分便成为离开塔3的外壁的气流，有可能不能高效地冷却空气SB。图11所示的第六实施方式是为了改善上述情况而强制性地形成沿塔3的外壁的空气8B的气流，在各段的凸缘21之间设置引导板14，并且做成在凸缘21的设置为检修用的平台22进行封堵的结构，以免空气SB流向引导板14的内侧。通过采用这种结构，在塔3中下降的空气SB能够在引导板14的外侧流动，能够形成沿塔3外壁的气流而高效地冷却空气8B。图12所示的第七实施方式是图11所示的第六实施方式的变形例，是只在平台22和凸缘21之间设置引导板14A的例子。即使采用这种结构，也能使在凸缘21处下降的空气SB的气流的离开塔3外壁的部分强制性地返回成为沿外壁的气流，因而与图11所示的第六实施方式相比效果也许有所降低，但仍能高效地冷却空气SB。图13是表示本发明的风力发电设备的第八实施方式的图。另外，由于与图I相同的标号表示相同的构成部件因而省略重复的详细说明。就该图所示的本实施方式而言，在风力发电设备的塔3的下部设有将空气吸入塔3内部的塔吸气口 27，并且在排气管道6的上部开口(排出口)附近的塔3上部设有将塔3内部的空气散发到大气中的塔排气口 28。通过采用这种实施方式，从塔吸气口 27向塔3内部流入的空气从变压器I吸收热而变轻，由罩4收集而通过排气管道6从排气管道6的上部开口(排出口)向塔3内的上部流出。再从塔3的上部通过开口于塔3的塔排气口 28排出到塔3外部的大气中。因此，即使在塔3内部容纳有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1，在塔3内部不设置换气空调设备也能降低塔3内部的变压器I周围的空气温度，当然，在本实施方式中，从塔吸气口 27向塔3内部流入而冷却变压器I的空气由于总是供给温度低的大气，因而进一步提高了变压器I的冷却性能。另外，本实施方式的塔吸气口 27及塔排气口 28为了不受风吹的方向的影响，优选在塔3的周向设置多个。图14是表示本发明的风力发电设备的第九实施方式的图，是图13所示的第八实施方式的变形例。另外，由于与图I相同的标号表示相同的构成部件因而省略重复的详细说明。本实施方式与图13所示的第八实施方式的不同之点在于，在罩4与排气管道6之间设有风扇16 (也可以是在排气管道6内设置风扇16)。在本实施方式中，由于对图13所示的第八实施方式的只有自然对流的空气8A的气流利用风扇16强制性地施加了流动力，因而流经变压器I周围的空气量增多，空气的流速也增大。其结果，热从变压器I向空气传递的导热率增大，变压器I的冷却性能比图13所不的第八实施方式进一步提闻。
另外，在本实施方式中，为了不受风吹的方向的影响，在塔3的周向设置了多个塔排气口 28的外侧安装有防止风吹入塔排气口 28的防风板29。塔吸气口 27由于起吹入风的作用因而不需要防风板29，但可以认为，由于塔排气口 28在风为逆风的情况下妨碍了塔3内的空气8A排出到大气中，因而由于风的影响而减少了流经变压器I周围的空气量，冷却性能降低。如本实施方式那样，通过在塔排气口 28的外侧安装防止风吹入塔排气口 28的防风板29，从而防风板29遮挡逆风，有助于空气8A从塔3内排出到大气中，因而防止了流经变压器I周围的空气量的减少，冷却性能的降低。图15是表示本发明的风力发电设备的第十实施方式的图，是图14所示的第九实施方式的变形例。另外，由于与图I相同的标号表示相同的构成部件因而省略重复的详细 说明。该图所示的本实施方式是将变压器I之外的发热设备17设置在塔3内的情况，在这种情况下，变压器I的排气管道6与其它发热设备17的排气管18分别设置。其它结构与图14所示的第九实施方式相同。在这种实施方式中，因其它发热设备17达到高的温度而上升的空气8A与从带肋皱褶散热箱2的多个散热肋7吸收热而达到高的温度且上升的空气8A分别在各自的排气管道6、18内流动，因而由变压器I产生的热从塔排气口 28向大气排出的路径不受任何影响。因此，能够得到与第九实施方式相同的效果。如上所述，就本发明的风力发电设备用变压器而言，由于在塔内形成达到数十米以上塔的高度的大部分的大的自然对流的循环流，由变压器产生的热以塔外壁的大部分为传热面从塔内的空气散发到大气中，因而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，利用本发明的可能性高。
权利要求
1.一种风力发电设备，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，在上述各段的凸缘之间设置引导板，并且在上述凸缘的设置为检修用的平台进行封闭，以免空气流向上述引导板的内侧。
11.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，只在上述凸缘与该凸缘的设置为检修用的平台之间设置引导板。
12.—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， 在上述塔的下方设置将空气吸入内部的吸气口，在上述塔的上方设置将内部的空气向大气放出的排气口，并且在上述变压器的带肋皱褶散热箱之上设置使从上述吸气口吸气并吸收了从上述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，而且，由该排气管道向上述塔内排出的空气通过上述排气口向大气放出。
13.一种风力发电设备，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， 在上述塔的下方设置将空气吸入内部的吸气口，在上述塔的上方设置将内部的空气向大气放出的排气口，并且在上述变压器的散热器之上设置使从上述吸气口吸气并吸收了从上述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，而且，由该排气管道向上述塔内排出的空气通过上述排气口向大气放出。
14.根据权利要求12或13所述的风力发电设备，其特征在于， 上述排气口设置在上述排气管道的上部开口附近的上述塔上部。
15.根据权利要求12 14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。
16.根据权利要求12 15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。
17.根据权利要求12 16任一项中所述的风力发电设备,其特征在于,在上述排气口的塔外侧设置有防止风吹入该排气口的防风板。
全文摘要
本发明涉及风力发电设备。本发明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。
文档编号H01F27/08GK102644557SQ201210024738
公开日2012年8月22日 申请日期2012年2月6日 优先权日2011年2月21日
发明者大浜秀晴, 小野淳治, 松尾尚英, 林则行, 白畑年树 申请人:株式会社日立产机系统