專利名稱：海洋風(fēng)車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種海洋風(fēng)車，特別涉及對(duì)電力變換裝置的冷卻。
背景技術(shù)：
眾所周知，為了進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電而開(kāi)發(fā)了設(shè)置在海洋上的風(fēng)車。對(duì)于海洋風(fēng)車，除了使基端著床于水底的著床式海洋風(fēng)車之外，還存在浮體式海 洋風(fēng)車，其利用設(shè)置于基端的浮體的浮力，以在海洋上浮起的方式被支撐。專利文獻(xiàn)1中所記載的風(fēng)車，為了對(duì)艙室(nacelle)內(nèi)的發(fā)電機(jī)及設(shè)置于塔架底 部的整流器、變壓器進(jìn)行冷卻，采用下述的冷卻系統(tǒng)，即，使塔架成為雙層壁構(gòu)造，在外壁與 內(nèi)壁之間形成連接艙室內(nèi)和塔架底部的循環(huán)冷卻通路，在該冷卻通路中循環(huán)的空氣從發(fā)電 機(jī)、整流器及變壓器吸熱，另一方面，經(jīng)由外壁與大氣進(jìn)行熱交換，從而進(jìn)行散熱。專利文獻(xiàn)1 日本特表2003-504562號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
雖然認(rèn)為上述專利文獻(xiàn)1記載的風(fēng)車內(nèi)的冷卻系統(tǒng)在海洋上有效，但是其并不是 特別針對(duì)海洋風(fēng)車的技術(shù)，其冷卻原理是利用塔架內(nèi)的循環(huán)空氣與大氣進(jìn)行熱交換，并不 是以水冷作為原理。本發(fā)明就是鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題而提出的，其課題在于提供一種海洋風(fēng) 車，其可以利用塔架內(nèi)的循環(huán)空氣而以密閉式進(jìn)行水冷。用于解決以上課題的技術(shù)方案1所述的發(fā)明是一種海洋風(fēng)車，其具有塔架構(gòu)造 體，其由塔架及其基座構(gòu)成；葉輪，其支撐在上述塔架的頂部；發(fā)電機(jī)，其通過(guò)上述葉輪的旋轉(zhuǎn)而發(fā)電；以及電力變換裝置，其對(duì)上述發(fā)電機(jī)的輸出電力進(jìn)行變換，在上述塔架內(nèi)及上述基座內(nèi)形成空腔，由上述塔架內(nèi)的空腔及上述基座內(nèi)的空腔構(gòu)成的上述塔架構(gòu)造體的內(nèi)部空間，在 上述塔架和上述基座之間的邊界、或上述塔架內(nèi)、或上述基座內(nèi)由分隔壁劃分為上室和下 室，上述電力變換裝置設(shè)置在上述上室中，在上述分隔壁上形成第1通氣孔和第2通氣孔，具有空氣循環(huán)通路及送風(fēng)裝置，該空氣循環(huán)通路及送風(fēng)裝置使空氣從上述電力變 換裝置通過(guò)上述第1通氣孔至上述下室，然后從上述下室通過(guò)上述第2通氣孔至上述電力 變換裝置而進(jìn)行循環(huán)。技術(shù)方案2所述的發(fā)明是技術(shù)方案1所述的海洋風(fēng)車，其具有吸氣導(dǎo)管，該吸氣導(dǎo) 管從上述下室吸氣而向上述第2通氣孔導(dǎo)入空氣，上述吸氣導(dǎo)管在上述下室內(nèi)開(kāi)口的吸氣口，配置在上述空氣循環(huán)通路中的向上述下室排氣的排氣口的下方。技術(shù)方案3所述的發(fā)明是技術(shù)方案1所述的海洋風(fēng)車，其在所述下室中設(shè)置分隔 部件，該分隔部件將上述空氣循環(huán)通路中的向上述下室排氣的排氣口和從上述下室吸氣的 吸氣口之間進(jìn)行分隔，使得從上述排氣口側(cè)至上述吸氣口側(cè)的通氣從上述排氣口及上述吸 氣口的下方迂回。

技術(shù)方案4所述的發(fā)明是技術(shù)方案1至技術(shù)方案3中任意一項(xiàng)所述的海洋風(fēng)車， 其具有導(dǎo)管，該導(dǎo)管將來(lái)自上述電力變換裝置的排氣通過(guò)上述第1通氣孔向上述下室引 導(dǎo)。 此外，使上述基座著床于水底，或者為浮體。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，由塔架內(nèi)的空腔及其基座內(nèi)的空腔構(gòu)成的塔架構(gòu)造體的內(nèi)部空間， 在塔架和基座的邊界、或塔架內(nèi)、或基座內(nèi)，利用分隔壁劃分為上室和下室，將電力變換裝 置設(shè)置在上室中，在分隔壁上形成第1通氣孔和第2通氣孔，具有空氣循環(huán)通路及送風(fēng)裝 置，該空氣循環(huán)通路及送風(fēng)裝置使空氣從上述電力變換裝置通過(guò)上述第1通氣孔至上述下 室，然后從上述下室通過(guò)上述第2通氣孔至上述電力變換裝置而進(jìn)行循環(huán)，因此，通過(guò)將從 電力變換裝置吸熱后的空氣向下室引導(dǎo)，使該空氣經(jīng)由外壁與主要為水的下室外部之間進(jìn) 行熱交換而散熱冷卻，將由此冷卻后的空氣向電力變換裝置循環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)下述效果，即， 利用塔架構(gòu)造體內(nèi)的循環(huán)空氣，可以以密閉式對(duì)該電力變換裝置進(jìn)行水冷。因此，優(yōu)選下室整體或下方的一部分配置在水面下。


圖1是本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的海洋風(fēng)車的部分透視側(cè)面示意圖。圖2是本發(fā)明的第2實(shí)施方式所涉及的海洋風(fēng)車的部分透視側(cè)面示意圖。
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖，對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。以下僅為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施 方式，并不限定本發(fā)明。第1實(shí)施方式首先，參照?qǐng)D1對(duì)本發(fā)明的第1實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。如圖1所示，該海洋風(fēng)車1具有風(fēng)車的葉輪2、艙室3、由塔架4及其基座5構(gòu)成的 塔架構(gòu)造體6、電力變換裝置7、排氣風(fēng)扇8、排氣導(dǎo)管9和吸氣導(dǎo)管10。艙室3可自由水平旋轉(zhuǎn)地支撐在塔架4的頂部。葉輪2可自由旋轉(zhuǎn)地支撐在艙室 3上。葉輪2的主軸可自由旋轉(zhuǎn)地支撐在艙室3上，葉輪2的主軸與增速機(jī)、發(fā)電機(jī)相連結(jié)。 增速機(jī)、發(fā)電機(jī)設(shè)置于艙室3內(nèi)。如果葉輪2承受風(fēng)W而進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，則經(jīng)由增速機(jī)使發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行發(fā)電。電力變 換裝置7將發(fā)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)換為規(guī)定電壓、頻率的電力。作為電力變換裝置，包括逆變器及 變壓器。在塔架4內(nèi)及基座5內(nèi)形成空腔?；?是浮體或是著床于水底的基座，但在任 一種基座中都以遮蔽水及空氣的方式形成密閉的空腔。基座5的上部位于海水面S以上，另一方面，下部浸入海水面S以下。 塔架4豎直設(shè)置在基座5上，塔架4的下端毫無(wú)間隙地與基座5的上端接合，以防 止水及空氣侵入塔架4內(nèi)。塔架4的上端經(jīng)由使艙室3自由旋轉(zhuǎn)的軸承與艙室3連接。在本實(shí)施方式中，利用基座5的上端壁即分隔壁5a，將由塔架4內(nèi)的空腔及基座5 內(nèi)的空腔構(gòu)成的塔架構(gòu)造體6的內(nèi)部空間，根據(jù)塔架4和基座5之間的邊界劃分為上室A 和下室B。因此，塔架4內(nèi)的空腔等同于上室A，基座5內(nèi)的空腔等同于下室B。并不限定于此，也可以將塔架4內(nèi)的空腔和基座5內(nèi)的空腔相連接，將劃分上室和 下室的分隔壁設(shè)置在塔架4內(nèi)或基座5內(nèi)。電力變換裝置7設(shè)置于上室A的下部。如果考慮維護(hù)操作性，則優(yōu)選電力變換裝置 7配置于水面上方。在本實(shí)施方式中，基座5的上端壁5a和下室B的上部位于水面上方。在分隔壁5a上形成第1通氣孔5b和第2通氣孔5c。在上述構(gòu)造中，構(gòu)成空氣循環(huán)通路及送風(fēng)裝置，該空氣循環(huán)通路及送風(fēng)裝置使空 氣從電力變換裝置7通過(guò)第1通氣孔5b至下室B，然后從下室B通過(guò)第2通氣孔5c至電力 變換裝置7而進(jìn)行循環(huán)。因此，在本實(shí)施方式中，在電力變換裝置7上添加設(shè)置有排氣風(fēng)扇8作為上述送風(fēng) 裝置，其將電力變換裝置7內(nèi)部的空氣排出。該送風(fēng)裝置的設(shè)置位置當(dāng)然可以是上述空氣 循環(huán)通路上的任意位置。另外，當(dāng)然也可以在排氣風(fēng)扇8的基礎(chǔ)上，添加設(shè)置于吸氣導(dǎo)管10 上的吸氣風(fēng)扇等其他送風(fēng)裝置。并且，在第1通氣孔5b中，插入上端與排氣風(fēng)扇8的排氣口連接的排氣導(dǎo)管9。排 氣導(dǎo)管9的下端在下室B中開(kāi)口。因此，排氣導(dǎo)管9將來(lái)自電力變換裝置7的排氣通過(guò)第 1通氣孔5b向下室B引導(dǎo)。在該下室B中開(kāi)口的排氣導(dǎo)管9的下端開(kāi)口，成為上述空氣循 環(huán)通路中的向下室B排氣的排氣口 9a。另一方面，在第2通氣孔中，插入從下室B吸氣而向第2通氣孔5c引導(dǎo)空氣的吸 氣導(dǎo)管10。吸氣導(dǎo)管10的在下室B內(nèi)開(kāi)口的吸氣口 IOa配置于排氣口 9a的下方。吸氣導(dǎo) 管10的上端部分插入第2通氣孔5c而與第2通氣孔5c連接。吸氣導(dǎo)管10只要將空氣引 導(dǎo)至第2通氣孔5c即可，然后，只要將所引導(dǎo)的空氣引導(dǎo)至上室A即可。因此，只要使吸氣 導(dǎo)管10的上端開(kāi)口與第2通氣孔5c連接即可。并不限定于此，也可以使吸氣導(dǎo)管10在上 室A中凸出，也可以將吸氣導(dǎo)管10與電力變換裝置7的吸氣口連接。根據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的本實(shí)施方式的海洋風(fēng)車1，如果使排氣風(fēng)扇8動(dòng)作，則在電力 變換裝置7內(nèi)被加熱的空氣由排氣導(dǎo)管9引導(dǎo)而向下室B排放。被排放至下室B中的高溫 空氣H，如箭頭T所示，向基座5周圍的海水散熱而進(jìn)行冷卻。利用該散熱而低溫化的空氣 下降至下室B內(nèi)的低位。下降至下室B內(nèi)的低位的空氣從吸氣口 IOa進(jìn)入吸氣導(dǎo)管10內(nèi)，在吸氣導(dǎo)管10 內(nèi)上升，在上室A中排放冷氣C。在上室A中排放的冷氣C通過(guò)排氣風(fēng)扇8的吸引力而進(jìn)入電力變換裝置7內(nèi)，對(duì) 電力變換裝置7進(jìn)行冷卻。在電力變換裝置7內(nèi)被加熱的空氣重復(fù)以上循環(huán)。這樣，將從電力變換裝置7吸熱后的空氣向下室B引導(dǎo)，使該空氣經(jīng)由基座5的外 壁，與主要為水的下室B外部之間進(jìn)行熱交換而散熱冷卻，并使該被散熱冷卻后的空氣向 電力變換裝置7循環(huán)。由此，可以利用塔架構(gòu)造體6內(nèi)的循環(huán)空氣而以密閉式對(duì)電力變換裝置7進(jìn)行水冷。由于是密閉式，所以可以防止鹽分、水等侵入該風(fēng)車1內(nèi)部。第2實(shí)施方式下面，參照附 圖2對(duì)本發(fā)明的第2實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。在上述第1實(shí)施方式中，通過(guò)使吸氣導(dǎo)管10的在下室B內(nèi)開(kāi)口的吸氣口 IOa配置 在向下室B排氣的排氣口 9a的下方，從而在下室B內(nèi)被冷卻的空氣從吸氣口 IOa被吸入。 與此相對(duì)，本實(shí)施方式的海洋風(fēng)車20通過(guò)設(shè)置分隔部件12，將向下室B排氣的排氣口 9a和 從下室B吸氣的吸氣口 Ila之間分隔，從而得到相同的作用效果。如圖2所示，本實(shí)施方式的吸氣導(dǎo)管11與上述第1實(shí)施方式的吸氣導(dǎo)管10不同， 下端變短，吸氣導(dǎo)管11的下端吸氣口 Ila配置為與排氣導(dǎo)管9的下端排氣口 9a具有相同尚度。分隔部件12配置在排氣口 9a和吸氣口 Ila之間。分隔部件12的上邊與分隔壁5a接合，分隔部件12的兩側(cè)邊與下室B的內(nèi)側(cè)壁接 合。分隔部件12的下邊與下室B的內(nèi)底面Bl分離。因此，從分隔部件12的排氣口 9a側(cè)至分隔部件12的吸氣口 Ila側(cè)的通氣通過(guò)分 隔部件12的下邊和下室B的內(nèi)底面Bl之間，從排氣口 9a及吸氣口 Ila的下方進(jìn)行迂回。在圖2中，排氣口 9a和吸氣口 Ila配置為相同高度，但也可以配置為不同高度，也 可以略去吸氣導(dǎo)管10而保留第2通氣孔5c，由此，將第2通氣孔5c的至下室B的下端開(kāi)口 作為從下室B吸氣的吸氣口。無(wú)論是什么結(jié)構(gòu)，都只要利用分隔部件12，直至排氣口 9a及 吸氣口 Ila更低的位置為止將下室B分隔為排氣口 9a側(cè)和吸氣口 Ila側(cè)即可。這是由于， 這樣可以使通氣從排氣口 9a及吸氣口 Ila的下方迂回。由于只要使通氣從排氣口 9a及吸氣口 Ila的下方迂回即可，所以也可以在將分隔 部件的下邊安裝在下室B的內(nèi)底面Bl的基礎(chǔ)上，在分隔部件的低于排氣口 9a及吸氣口 Ila 的部位處設(shè)置通氣孔。但是，優(yōu)選在盡可能低的低位進(jìn)行迂回。因此，將從排氣口 9a側(cè)至吸氣口 Ila側(cè) 的通氣部(在本實(shí)施方式中，為分隔部件12的下邊和內(nèi)底面Bl之間)配置在下室B內(nèi)的 底部空間處。對(duì)于除了以上說(shuō)明的結(jié)構(gòu)之外，本發(fā)明的海洋風(fēng)車20具有與上述第1實(shí)施方式的 海洋風(fēng)車1相同的結(jié)構(gòu)，相同的結(jié)構(gòu)以相同的標(biāo)號(hào)表示。根據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的本實(shí)施方式的海洋風(fēng)車20，如果使排氣風(fēng)扇8動(dòng)作，則在電 力變換裝置7內(nèi)被加熱的空氣，由排氣導(dǎo)管9引導(dǎo)而向下室B排放。被排放至下室B中的 高溫空氣H —邊沿著分隔板12向下方迂回，一邊如箭頭T所示，向基座5周圍的海水散熱 而進(jìn)行冷卻。利用該散熱而低溫化的空氣，在下室B內(nèi)至少下降至比存在分隔板12位置更 低的位置處。下降至比分隔板12更低位的空氣，借助于來(lái)自吸氣口 Ila的吸引力，繞過(guò)分隔板 12的下部而上升，從吸氣口 Ila進(jìn)入吸氣導(dǎo)管11內(nèi)，在吸氣導(dǎo)管11內(nèi)上升，在上室A中排 放冷氣C。在上室A中排放的冷氣C通過(guò)排氣風(fēng)扇8的吸引力而進(jìn)入電力變換裝置7內(nèi)，對(duì) 電力變換裝置7進(jìn)行冷卻。在電力變換裝置7內(nèi)被加熱的空氣重復(fù)以上循環(huán)。根據(jù)本實(shí)施方式，也可以將從電力變換裝置7吸熱后的空氣向下室B引導(dǎo)，使該空氣經(jīng)由基座5的外壁，與主要為水的下室B外部之間進(jìn)行熱交換，從而散熱冷卻，并使該被散熱冷卻后的空氣向電力變換裝置7循環(huán)。由此，可以利用塔架構(gòu)造體6內(nèi)的循環(huán)空氣而 以密閉式對(duì)電力變換裝置7進(jìn)行水冷。由于是密閉式，所以可以防止鹽分、水等侵入該風(fēng)車 20內(nèi)部。
權(quán)利要求
1.一種海洋風(fēng)車，其具有塔架構(gòu)造體，其由塔架及其基座構(gòu)成； 葉輪，其支撐在上述塔架的頂部； 發(fā)電機(jī)，其通過(guò)上述葉輪的旋轉(zhuǎn)而發(fā)電；以及 電力變換裝置，其對(duì)上述發(fā)電機(jī)的輸出電力進(jìn)行變換， 其特征在于，在上述塔架內(nèi)及上述基座內(nèi)形成空腔，由上述塔架內(nèi)的空腔及上述基座內(nèi)的空腔構(gòu)成的上述塔架構(gòu)造體的內(nèi)部空間，在上述 塔架和上述基座之間的邊界、或上述塔架內(nèi)、或上述基座內(nèi)由分隔壁劃分為上室和下室， 上述電力變換裝置設(shè)置在上述上室中， 在上述分隔壁上形成第1通氣孔和第2通氣孔，具有空氣循環(huán)通路及送風(fēng)裝置，該空氣循環(huán)通路及送風(fēng)裝置使空氣從上述電力變換裝 置通過(guò)上述第1通氣孔至上述下室，然后從上述下室通過(guò)上述第2通氣孔至上述電力變換 裝置而進(jìn)行循環(huán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海洋風(fēng)車，其特征在于，具有吸氣導(dǎo)管，該吸氣導(dǎo)管從上述下室吸氣而向上述第2通氣孔導(dǎo)入空氣， 上述吸氣導(dǎo)管的在上述下室內(nèi)開(kāi)口的吸氣口，配置在上述空氣循環(huán)通路中的向上述下 室排氣的排氣口的下方。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海洋風(fēng)車，其特征在于，在所述下室中設(shè)置分隔部件，該分隔部件將上述空氣循環(huán)通路中的向上述下室排氣的 排氣口和從上述下室吸氣的吸氣口之間進(jìn)行分隔，使得從上述排氣口側(cè)向上述吸氣口側(cè)的 通氣從上述排氣口及上述吸氣口的下方迂回。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的海洋風(fēng)車，其特征在于，具有導(dǎo)管，該導(dǎo)管將來(lái)自上述電力變換裝置的排氣通過(guò)上述第1通氣孔向上述下室引
全文摘要
本發(fā)明提供一種海洋風(fēng)車，其利用塔架內(nèi)的循環(huán)空氣以密閉式進(jìn)行水冷。本發(fā)明的海洋風(fēng)車具有由塔架及其基座構(gòu)成的塔架構(gòu)造體；支撐在塔架的頂部的葉輪；通過(guò)葉輪的旋轉(zhuǎn)而發(fā)電的發(fā)電機(jī)；以及電力變換裝置，其對(duì)發(fā)電機(jī)的輸出電力進(jìn)行變換，在塔架內(nèi)及基座內(nèi)形成空腔，由塔架內(nèi)的空腔及基座內(nèi)的空腔構(gòu)成的塔架構(gòu)造體的內(nèi)部空間，由分隔壁劃分為上室和下室，電力變換裝置設(shè)置在上室中，分隔壁形成第1通氣孔和第2通氣孔，具有使空氣進(jìn)行下述循環(huán)的空氣循環(huán)通路及送風(fēng)裝置(例如為排氣風(fēng)扇)，即，空氣從電力變換裝置通過(guò)第1通氣孔至下室，然后從下室通過(guò)第2通氣孔至電力變換裝置。將吸氣口配置在排氣孔的下方，或者在吸氣口和排氣口之間設(shè)置分隔部件。
文檔編號(hào)F03D11/00GK102094763SQ201010588659
公開(kāi)日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2010年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月11日
發(fā)明者吉田茂雄 申請(qǐng)人:富士重工業(yè)株式會(huì)社