JP5872316B2 - 密閉型発変電設備 - Google Patents
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Description
(a)内部に少なくとも発電機および前記発電機の周辺機器を収納すると共に冷却ガスを封入した密閉容器。
(b)前記密閉容器の内壁面と所定の間隔を持って配置し、その外表面と前記密閉容器の内壁面との間に前記冷却ガスのガス流通空間を形成させる内殻容器。
(c)前記内殻容器の内部空間を、少なくとも発電機を配置する発電機室と、前記周辺機器を配置する周辺機器室とに2分割する隔壁。
(d)前記発電機室と前記周辺機器室とを連通させるために前記隔壁に設けた連通穴。
(e)前記ガス流通空間と前記発電機室とを連通させるために前記発電機室の上部に設けた上側開口部。
(f)前記ガス流通空間と前記周辺機器室とを連通させるために前記周辺機器室の下部に設けた下側開口部。
(g)前記周辺機器室から前記連通穴を経由して前記発電機室に前記冷却ガスを流すように前記発電機に取り付けたファン。
図1〜図4を参照して第1の実施形態に係る密閉型発変電設備について説明する。図1は密閉型発変電設備の断面図、図2および図3はそれぞれ図1のAA断面図およびBB断面図、図4は圧力調整装置11の構成図である。
第1の実施形態は風力や潮流あるいは海流を利用した発電方式に用いる密閉型発変電設備であり、ナセルなどの密閉容器1を備えている。密閉容器1は外部には突起がないカプセル状の容器であり、陸上または海上に設置する。密閉容器1の内部には増速器2と、発電機3と、変圧器4と、変換装置5、圧力調整装置11とが設置されている。
このうち、増速器2は風力や潮流あるいは海流で得られたブレードの回転を増速させる機器である。発電機3には増速器2に接続される回転軸9が設置されており、回転軸9にはファン10が取り付けられている。変圧器4では発電機3が発電した電力の電圧を変え、変換装置5が交流から直流に変換あるいは周波数を変換する。
図1に戻って内殻容器6について説明する。密閉容器1の内部には密閉容器1の内壁面に沿い且つ内壁面と所定の間隔を持つようにして円筒形状の内殻容器6が配置されている。内殻容器6を密閉容器1内部に組み込むことで、内殻容器6の外表面と密閉容器1の内壁面との間に冷却ガスgが流れるガス流通空間14が形成される。
以上のような構成を有する第1の実施形態では、発電機3のファン10が回転すると、次のようにして冷却ガスgが密閉容器1内を循環する。まず、冷却ガスgは連通穴15を通って変圧器室13から発電機室12内部に流れ込む。そして、冷却ガスgは発電機室12内部を上昇しながら主に発電機3の内部を冷却し、発電機室12上部の上部開口部8aに至る。その後、冷却ガスgは上部開口部8aを通過してガス流通空間14へと抜ける(図2参照)。
さらに、第1の実施形態では、圧力調整装置11が密閉容器1内の圧力を次のように調整する。圧力センサー21が密閉容器1の内部と外部の圧力を測定し、測定結果を制御部24に送る。制御部24は密閉容器1の内部と外部の圧力差から、密閉容器1内の圧力を上げるか、下げるかを判断する。
以上のような第1の実施形態の作用効果は次の通りである。すなわち、冷却ガスgは内殻容器6の内部である発電機室12および変圧器室13で加熱されて温度が上がるが、内殻容器6の外部に位置するガス流通空間14で冷却される。したがって、冷却装置を用いることなく、冷却ガスgを低温に維持することができ、発電機3、変圧器4や変換装置5などの機器さらには密閉容器1全体を冷却することが可能である。
図5〜図9を参照して第2の実施形態に係る密閉型発変電設備について説明する。図5は密閉型発変電設備の断面図、図6および図7はそれぞれ図5のCC断面図およびDD断面図、図8は冷却ガスの流れを説明するための斜視図、図9は圧力調整装置の構成図である。なお、上記第1の実施形態と同一の部材に関しては同一符号を付して説明は省略する。
第2の実施形態の構成上の特徴は、次の点にある。すなわち、発電機室12側の上部には上部開口部8cが開口され、変圧器室13側の下部には下部開口部8dが開口されている。また、変圧器室13側の上部には上部開口部8eが開口され、発電機室12側の下部には下部開口部8fが開口されている。
以上のような構成を有する第2の実施形態では、発電機3のファン10が回転すると、次のようにして冷却ガスgが密閉容器1内を循環する。まず、冷却ガスgは発電機室12の下方部から下部開口部8fを通って発電機室12内部に流れ込む。冷却ガスgは発電機室12内部では発電機室12内部を上昇しながら主に発電機3の内部を冷却する。そして、冷却ガスgは発電機室12上部の上部開口部8cに至り、上部開口部8cを通過してガス流通空間14Lへと抜ける(図6参照)。
以上のような第2の実施形態は、第1の実施形態の作用効果に加えて、次のような作用効果を得ることができる。すなわち、第2の実施形態では冷却ガスgが密閉容器1の内壁面に触れるガス流路が2つあり、冷却ガスgを効果的に冷やすことができる。しかも、高熱になりやすい発電機3に対し、ガス流通空間14Rを流れた直後の低温の冷却ガスgが下部開口部8fから流れ込むので、発電機3を効率よく冷却することが可能である。したがって、極めて優れた冷却性能を発揮することができる。
なお、上記の実施形態は、本明細書において一例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図するものではない。すなわち、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことが可能である。これらの実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
2 増速器
3 発電機
4 変圧器
5 変換装置
6 内殻容器
7、7a、7b 隔壁
8a〜8f 開口部
9 回転軸
10 ファン
11、11a 圧力調整装置
12 発電機室
13 変圧器室
14 ガス流通空間
15 連通穴
21 圧力センサー
22 放出バルブ
23 ガスボンベ
23a バルブ
24 制御部
25 配管部
g 冷却ガス
Claims (6)
- 内部に少なくとも発電機および前記発電機の周辺機器を収納すると共に冷却ガスを封入した密閉容器と、
前記密閉容器の内壁面と所定の間隔を持って配置し、その外表面と前記密閉容器の内壁面との間に前記冷却ガスのガス流通空間を形成させる内殻容器と、
前記内殻容器の内部空間を、少なくとも発電機を配置する発電機室と、前記周辺機器を配置する周辺機器室とに2分割する隔壁と、
前記発電機室と前記周辺機器室とを連通させるために前記隔壁に設けた連通穴と、
前記ガス流通空間と前記発電機室とを連通させるために前記発電機室の上部に設けた上側開口部と、
前記ガス流通空間と前記周辺機器室とを連通させるために前記周辺機器室の下部に設けた下側開口部と、
前記周辺機器室から前記連通穴を経由して前記発電機室に前記冷却ガスを流すように前記発電機に取り付けたファンと、を備えたことを特徴とする密閉型発変電設備。 - 内部に少なくとも発電機および前記発電機の周辺機器を収納すると共に冷却ガスを封入した密閉容器と、
前記密閉容器の内壁面と所定の間隔を持って配置し、その外表面と前記密閉容器の内壁面との間に前記冷却ガスのガス流通空間を形成させる内殻容器と、
前記内殻容器の内部空間を、少なくとも発電機を配置する発電機室と、前記周辺機器を配置する周辺機器室とに2分割する隔壁と、
前記ガス流通空間を、前記発電機室の上部と前記周辺機器室の下部とを連通させる第1の空間と、前記周辺機器室の上部と前記発電機室の下部とを連通させる第2の空間とに2分割する第2の隔壁と、
前記第2の空間を通過した前記冷却ガスを前記発電機室の下部から取り込むように前記発電機に取り付けたファンと、を備えたことを特徴とする密閉型発変電設備。 - 前記冷却ガスは乾燥空気、窒素あるいは二酸化炭素であることを特徴とする請求項1または2に記載の密閉型発変電設備。
- 前記冷却ガスのガス圧力は前記密閉容器外部の圧力よりも10%程度あるいは1気圧程度高く設定することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の密閉型発変電設備。
- 前記密閉容器内部には圧力調整装置を設け、
前記圧力調整装置は、
前記密閉容器の内部と外部の圧力を測定する圧力センサーと、
前記密閉容器の内部から外部へ前記冷却ガスを放出する放出バルブと、
前記冷却ガスが充填されたガスボンベと、
前記ガスボンベに取り付けられ、開放により前記ガスボンベから前記密閉容器内部へ前記冷却ガスを送出するガスボンベ側のバルブと、
前記圧力センサーの測定結果に基づいて前記放出バルブおよび前記ガスボンベ側のバルブの開閉制御を行う制御部と、を備え、
前記圧力調整装置は前記密閉容器の内部圧力を前記密閉容器の外部圧力よりも高くするように調整することを特徴とする請求項4に記載の密閉型発変電設備。 - 前記放出バルブと前記密閉容器の外部との間に前記冷却ガスを溜める配管部を設けたことを特徴とする請求項5に記載の密閉型発変電設備。
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