TW201600714A - 風力發電裝置 - Google Patents

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Abstract

提供一種風力發電裝置，係藉由將風力發電裝置內部所具備之用來導入外部氣體的裝置和除濕器的作動予以有效的組合，而能進行高效率的空氣品質管理。 風力發電裝置(1)係具備：受風而進行旋轉的翼片(2)、藉由翼片(2)的旋轉而進行發電的發電機(7)、支承翼片(2)且收容發電機(7)之機艙(8)、以及將機艙(8)予以可旋轉地支承之塔架(9)。在風力發電裝置(1)內具備有：導入外部氣體之外部氣體導入裝置(18)、除濕器(21)、溫度感測器(20)、濕度感測器(19)、以及保持有溫度臨限值和相對濕度臨限值之控制器(12)，且具有：使除濕器(21)作動且使外部氣體導入裝置(18)停止之第1運轉模式、使除濕器(21)停止且使外部氣體導入裝置(18)作動之第2運轉模式，控制器(12)是根據所測定的風力發電裝置(1)內的溫度和相對濕度、及溫度臨限值和相對濕度臨限值，來切換第1運轉模式和第2運轉模式。

Description

風力發電裝置
本發明是關於具有用來管理機艙或塔架內部的空氣之溫度、濕度的機構之風力發電裝置。
通常，風力發電裝置構成為在塔架上部具備機艙，該機艙是將藉由翼片進行旋轉的旋翼透過主軸予以支承。在該機艙的內部，大多設有藉由翼片之主軸的旋轉而使其旋轉之發電機。為了獲得發電機之較佳旋轉數，在旋翼和發電機之間配置增速機而使電機的旋轉數增加之構造，也是已知的。藉由發電機所發電的電氣能量，是透過電力轉換器、變壓器而轉換成可供給電力系統的電力。
發電機、增速機、電力轉換器、變壓器等的機器是設置在風力發電裝置內，機器的損耗會以熱的形式產生。因此，為了讓所產生的熱放散而使機器能在適當溫度下運轉之冷卻系統是必要的。為了最終讓熱放散到風力發電裝置外部之大氣或水中，大多採用具有散熱器(radiator)、風扇的系統。
例如，在專利文獻1記載的構造，是在機艙 內具備：固定於旋翼的旋轉軸之第1風扇、用來將外部氣體導入機艙內部之電動風扇(第2風扇)，在發電機作動的同時使第1風扇作動，當發電機停止時，在機艙內的濕度高時將第2風扇起動而導入外部氣體。
此外，在專利文獻2揭示出，在構成機艙內的發電機之殼體內，除了電刷及集電環以外，還配置有濕度感測器、加濕器及除濕器。而且記載著，當機艙內的濕度未達設定值時將加濕器起動，當到達設定值以上時將除濕器起動，藉此管理機艙內的濕度。
[專利文獻1]日本特開2004-301094號公報
[專利文獻2]日本特開2013-221416號公報
在將外部氣體導入風力發電裝置內部的情況，導入的外部氣體中所含之鹽分、濕分的管理變重要起來。特別是近年持續擴大之設置於海上的風力發電裝置，因為是在海上的環境，導入含有大量鹽分、濕分的外部氣體的情況很多，其等在風力發電裝置內部，成為各種機器的腐蝕原因的可能性提高。
然而，依據專利文獻1的構造，僅在發電機停止時使電動風扇起動，在機艙內成為高溫之發電機運轉時，根本就不會測定機艙內濕度而使電動風扇起動。此 外，也不具備除濕器。因此，在發電機運轉中之濕度及溫度等的空氣品質的管理變困難。
此外，依據專利文獻2的構造，雖能管理發電機內的濕度，但對於外部氣體導入所進行之換氣冷卻和除濕器作動所產生的發熱，根本沒有任何的考慮，在發電機運轉中之濕度及溫度等的空氣品質的管理變困難。
本發明是提供一種風力發電裝置，係藉由將風力發電裝置內部所具備之用來導入外部氣體的裝置和除濕器的作動有效的組合，而能進行高效率的空氣品質管理。
為了解決上述課題，本發明的風力發電裝置，係具備：受風而進行旋轉的翼片、藉由前述翼片的旋轉而進行發電的發電機、支承前述翼片並收容前述發電機之機艙、以及將前述機艙予以可旋轉地支承之塔架，其特徵在於，係具備：導入外部氣體之外部氣體導入裝置、除濕器、溫度感測器、測定相對濕度的濕度感測器、以及保持有事先設定的溫度臨限值及相對濕度臨限值之控制器；其具有：使前述除濕器作動或高效能運轉且使前述外部氣體導入裝置停止或低效能運轉之第1運轉模式、以及使前述除濕器停止或低效能運轉且使前述外部氣體導入裝置作動或高效能運轉之第2運轉模式；前述控制器，是根據所測定的前述風力發電裝置內的溫度和相對濕度、及前述溫 度臨限值和相對濕度臨限值，來切換前述第1運轉模式和第2運轉模式。
依據本發明，可效率良好地進行風力發電裝置內部的濕度管理和溫度管理，能抑制設置於風力發電裝置內部之機器的腐蝕風險。
此外，例如，藉由將對風力發電裝置內部導入外部氣體的裝置和除濕器的驅動有效的組合，可降低消耗電力而實施可靠性高的風力發電裝置。
上述以外的課題、構成及效果，依據以下實施形態的說明即可明白。
1‧‧‧風力發電裝置
2‧‧‧翼片
3‧‧‧旋翼
4‧‧‧主軸
5‧‧‧增速機
6‧‧‧高速軸
7‧‧‧發電機
8‧‧‧機艙
9‧‧‧塔架
10‧‧‧電力轉換器
10a‧‧‧空氣流路
11‧‧‧變壓器
11a‧‧‧散熱板
12‧‧‧控制器
13‧‧‧基礎
14‧‧‧海面
15‧‧‧散熱器
16‧‧‧散熱器用吸氣口
17‧‧‧散熱器用排氣口
18‧‧‧外部氣體導入裝置
18a‧‧‧外部氣體導入口
18b‧‧‧鹽害過濾器
18c‧‧‧第1電動風扇
19‧‧‧濕度感測器
20‧‧‧溫度感測器
21‧‧‧除濕器
22‧‧‧導管
23‧‧‧第2電動風扇
24‧‧‧塔架用排氣口
25‧‧‧流路壁
26‧‧‧整流板
27‧‧‧整流板用支承構件
28‧‧‧擴散器
29‧‧‧擴散器用支承構件
120‧‧‧濕度測定值輸入部
121‧‧‧溫度測定值輸入部
122‧‧‧濕度臨限值儲存部
123‧‧‧溫度臨限值儲存部
124‧‧‧運轉模式判定部
125‧‧‧運轉模式切換部
126‧‧‧內部匯流排
圖1係本發明的一實施例之實施例1的風力發電裝置之整體概略圖。
圖2係圖1所示的風力發電裝置之機艙部的概略縱剖面圖。
圖3係圖2所示的機艙部分之A-A剖面箭頭視圖。
圖4係圖2所示的控制器之功能方塊圖。
圖5係顯示實施例1之風力發電裝置的除濕器及外部氣體導入裝置的運轉範圍的圖。
圖6係實施例1之風力發電裝置的除濕器及外部氣體 導入裝置的運轉控制之流程圖。
圖7係實施例1之風力發電裝置的包含發電輸出限制運轉的運轉控制之流程圖。
圖8係顯示本發明的其他實施例之實施例2之風力發電裝置的除濕器及外部氣體導入裝置之運轉範圍的圖。
圖9係實施例2之風力發電裝置的除濕器及外部氣體導入裝置的運轉控制之流程圖。
圖10係本發明的其他實施例之實施例3之風力發電裝置的除濕器及外部氣體導入裝置的運轉控制之流程圖。
圖11係本發明的其他實施例之實施例4之風力發電裝置的塔架部之概略縱剖面圖。
圖12係本發明的其他實施例之實施例5之風力發電裝置的塔架部之概略縱剖面圖。
在本說明書，雖是說明將本發明的實施形態之風力發電裝置設置於海上的情況的例子，但並不限定於此，例如，設置在山區或內陸的平原等的場所的情況也是同樣的。此外，以下雖是說明下風型的風力發電裝置的例子，但也能同樣適用於上風型的風力發電裝置。
以下，使用圖式來說明本發明的實施例。
[實施例1]
圖1係顯示實施例1的風力發電裝置之整體 概略圖。如圖1所示般，風力發電裝置1，是在設置於基礎13上之塔架9的頂部配置機艙8，機艙8是將具有翼片2及轂部(未圖示)之旋翼3予以軸支承。該基礎13是從海面14下往海面上突出。旋翼3是透過主軸4、增速機5、以及高速軸6(增速機5的輸出軸)連接於發電機7。發電機7，是藉由電纜(未圖示)來與設置於塔架9的下部內之電力轉換器10及變壓器11等的電氣裝置進行電氣性連接。增速機5，例如具備複數個齒輪(gear)，利用齒輪比將主軸4的旋轉角速度予以增速，將增速後的旋轉角速度傳遞給發電機7。
風力發電裝置1，因為是下風型的風力發電裝置，以旋翼3的旋轉面朝向下風方向的方式使機艙8旋轉(搖擺控制)，藉由風的能量使翼片2受力，而讓旋翼3旋轉。旋翼3的旋轉，透過增速機5及高速軸6提高到適於發電機7的旋轉數後，傳遞給發電機7。發電機7經由旋轉所發電的電氣能量，藉由電力轉換器10予以整流，進一步藉由變壓器11調整電壓後，送往電力系統(未圖示)。這時，在發電機7、電力轉換器10及變壓器11等，起因於電流流過時的損耗而產生熱。此外，增速機5的損耗也會以熱的形式產生。此外，風力發電裝置1，為了發電機7及增速機5的冷卻而使用作為冷卻媒體(冷媒)之混合有防凍液的冷卻水，並設有用來導引該冷卻水的散熱器15。散熱器15設置成藉由機艙8的內壁予以支承。
圖2係顯示圖1所示的風力發電裝置1之機艙8部的概略縱剖面圖。在圖2中，風的流動用箭頭表示。如圖2所示般，風從左側往右側吹，機艙8是從翼片2設置側的相反側受風。亦即，本實施例的風力發電裝置1，是在塔架9的下游側配置翼片2之下風型。在機艙8的上風側，以其吸入面朝向上風方向的方式設置散熱器15。散熱器15構成為，使將在發電機7、增速機5或機艙8內蓄積的熱予以冷卻，而藉由該些部位所產生的熱成為高溫後的冷卻水流入，往外部氣體進行散熱。在散熱器15的上風側，以能直接接收自然風(外部氣體)的方式開設有散熱器用吸氣口16。圖2中，將該散熱器用吸氣口16的範圍用斜線表示。此外，在散熱器15的下風側，形成有將通過散熱器15的空氣流朝向機艙8下方導引之第1流路，且設有散熱器用排氣口17，該散熱器用排氣口17是使往機艙8下方通過散熱器15後的空氣往機艙8外流出之上述第1流路的出口。散熱器15設置成與流入的風對置(與散熱器用吸氣口16對置)，通過散熱器15之散熱片之間的風被導向散熱器用排氣口17。圖2中，將該散熱器用排氣口17的範圍用斜線表示。往散熱器用吸氣口16、散熱器15及散熱器用排氣口17將外部氣體導引的上述第1流路，是由流路壁25所形成。藉由該流路壁25，防止通過散熱器15後的外部氣體往機艙8的內部侵入。
此外，如圖2所示般，在流路壁25設有外部 氣體導入口18a，外部氣體導入口18a是用來在配置於機艙8的上風側之散熱器15的上游側將外部氣體導入機艙8內而進行換氣。此外，在流路壁25上，在外部氣體導入口18a的後方設有：從所導入的外部氣體除去鹽分之鹽害過濾器18b及第1電動風扇18c。外部氣體導入口18a、鹽害過濾器18b及第1電動風扇18c是構成外部氣體導入裝置18。在此，外部氣體導入口18a例如由可動式的擋板(flap)所構成，依據來自後述的控制器12之控制信號而電動地進行擋板開度的調整或開閉。
配置於機艙8內之發電機7及增速機5的冷卻雖透過散熱器15來進行，但從發電機7、增速機5的表面也會散熱，從軸承及其他電氣機器(控制器12等)也會散熱，而成為機艙8內的氛圍溫度上昇的主要原因。為了使機艙8內的溫度降低，將低溫的外部氣體導入機艙8內而促進換氣是有效的。將透過可除去鹽分的鹽害過濾器18b淨化後的空氣強制地導入機艙8內部而形成空氣流，可提高機艙8內部的靜壓，在防止從意料外的微小之機艙8的間隙侵入未淨化的外部氣體的方面，也能期待其效果。
此外，在機艙8的內部配置有：測定機艙8內的空氣的相對濕度之濕度感測器19、檢測機艙內溫度的溫度感測器20、進行機艙8內的空氣的除濕之除濕器21、及用來控制除濕器21和外部氣體導入裝置18等的控制器12。圖2中省略來自控制器12的信號線。除濕器21 是使用例如熱泵等，藉由除濕器21的作動而使熱放出。因此，如後述般，外部氣體導入裝置18所進行的換氣冷卻和除濕器21所進行的機艙8內部的除濕存在取捨關係。因此，必須藉由控制器12將外部氣體導入裝置18及除濕器21進行最佳控制。又，在構成外部氣體導入裝置18之鹽害過濾器18b中加入除去濕分的功能雖是可能的，當機艙8內部濕度較高且外部氣體溫度降低的情況，當與機艙8內部空氣接觸之發電機7等的機器的表面溫度降低時，可能發生結露，因此是設置除濕器21，其不僅是所導入的外部氣體，也能調整內部空氣的濕度。
在此，圖3係顯示圖2所示的機艙8之A-A剖面箭頭視圖。如圖3所示般，在機艙8內配置有：其上端部藉由形成上述第1流路的流路壁25予以支承之散熱器15，在流路壁25上配置有2個鹽害過濾器18b。從形成上述外部氣體導入口18a的可動式擋板流入之外部氣體，全都導入鹽害過濾器18b內。亦即，流路壁25是形成第1流路及第2流路；該第1流路，是使外部氣體從上述散熱器用吸氣口16流入，通過散熱器15而往散熱器用排氣口17流動；該第2流路，是使從外部氣體導入口18a流入而透過鹽害過濾器18b及第1電動風扇18c除去鹽分後的外部氣體往機艙8內流動。此外，在2個鹽害過濾器18b之與機艙8內壁面對置的兩側面，設有過濾器交換用的間隙(未圖示)。但是，透過該過濾器交換用的間隙，從外部氣體導入口18a流入的外部氣體並無法往機艙 8內部直接流入。
圖2所示的控制器12係包含：儲存各種程式的ROM、將各種程式的執行結果或運算過程的資料暫時儲存之RAM或外部記憶裝置等的記憶體、讀取並執行ROM所儲存的程式之CPU等的處理器等。
圖4係顯示圖2所示的控制器12之功能方塊圖。控制器12係具備：將藉由溫度感測器20所測定之機艙8內部的溫度輸入之溫度測定值輸入部120、將藉由濕度感測器19所測定之機艙8內部的相對濕度輸入之濕度測定值輸入部121、將事先設定之供後述運轉模式的判定之濕度臨限值予以記憶之濕度臨限值儲存部122、及將事先設定之供後述運轉模式的判定之溫度臨限值予以記憶之溫度臨限值儲存部123。此外，控制器12進一步具備運轉模式判定部124，其係將透過內部匯流排126而從溫度測定值輸入部120讀取的機艙8內部溫度和在溫度臨限值儲存部123所記憶的溫度臨限值進行比較，同樣地，將透過內部匯流排126而從濕度測定值輸入部121讀取的機艙8內之相對濕度和在濕度臨限值儲存部122所記憶的濕度臨限值進行比較，藉此判定外部氣體導入裝置18及除濕器21的運轉模式。控制器12係具備運轉模式切換部125，其係對應於由運轉模式判定部124所判定的運轉模式而輸出：對於構成外部氣體導入口18a之可動式擋板的開度或開閉、第1電動風扇18c及除濕器21之運轉指令。
以下，具體地說明控制器12所進行之外部氣體導入裝置18及除濕器21的運轉控制。如上述般，外部氣體導入裝置18的功能之一，是機艙8內部的換氣冷卻。然而，如果將外部氣體隨便導入，會使鹽害過濾器18b的壽命縮短，此外會使第1電動風扇18c的消耗電力增高，不僅如此，會將含大量水分之高濕度空氣(外部氣體)往機艙8內部過度導入，而有缺點存在。此外，除濕器21的功能雖是減低機艙8內部的濕度，但另一方面，除濕器21的運轉會伴隨發熱，而造成機艙8內的溫度上昇。如此般，外部氣體導入裝置18和除濕器21存在可阻害各自的功能之缺點，如果欲將雙方同時運轉，相較於個別單獨運轉的情況其效果被抑制，對於所獲得的效果，會消耗更多的輔機(外部氣體導入裝置18、除濕器21)電力。
基於上述觀點，本實施例之圖5~圖7所示的方法，藉由進行外部氣體導入裝置18及除濕器21的運轉、風力發電裝置1的輸出限制，將機艙8內部的溫度、濕度效率良好地維持於最佳狀況。
圖5係顯示外部氣體導入裝置18、除濕器21、以及風力發電裝置1之輸出限制的相關運轉圖。橫軸表示所測定的機艙8內部的相對濕度，縱軸表示機艙8內部的溫度，各自的作動範圍用斜線或縱線的陰影線表示。亦即，當機艙8內部的相對濕度H為事先設定之濕度臨限值、即相對濕度H1以上的情況，使除濕器21作動，使外 部氣體導入裝置18停止。相反的，當機艙8內部的相對濕度H為未達相對濕度H1的情況，使除濕器21停止，使外部氣體導入裝置18作動。另外，外部氣體導入裝置18，在機艙8內的溫度T為事先設定之第1溫度臨限值、即溫度T1以上的情況進行作動，在未達溫度T1的情況則停止。此外，事先設定比第1溫度臨限值之溫度T1更高的第2溫度臨限值之溫度T2，當機艙8內的溫度T為第2溫度臨限值T2以上的情況，進一步將風力發電裝置1的輸出限制成比根據現在風的狀態可發電的電力更低而進行運轉(輸出限制)。
在此，作為決定除濕器21的作動或停止之濕度臨限值、即相對濕度H1，基於抑制機器腐蝕風險的觀點、基於抑制過度的除濕運轉所造成之電力消耗的觀點，較佳為設定在50%~60%的範圍，設定在40%~60%的範圍亦可。此外，作為決定外部氣體導入裝置18的作動或停止之第1溫度臨限值、即溫度T1，當然，T1是比通常可想到的外部氣體的最高溫度更高。考慮到設置於機艙8內之機器的動作保證之觀點、避免過度的外部氣體導入所造成的鹽分濕分的導入、抑制電力消耗的觀點，較佳為設定在40℃~50℃的範圍，設定在35℃~50℃的範圍亦可。此外，作為風力發電裝置1的輸出限制之判定基準的第2溫度臨限值T2，較佳為設定在50℃~55℃的範圍。又作為濕度臨限值之相對濕度H1、第1溫度臨限值T1及第2溫度臨限值T2，只要因應設置風力發電裝置1的環境而適宜 地設定即可。
接下來，圖6是顯示風力發電裝置1的除濕器21及外部氣體導入裝置18的運轉控制之流程圖。
首先，作為初期設定，設定作為濕度臨限值Hth之相對濕度H1、作為第1溫度臨限值Tth之溫度T1(步驟S10)。所設定的相對濕度H1，儲存於構成控制器12的濕度臨限值儲存部122。此外，所設定的第1溫度臨限值T1，儲存於構成控制器12的溫度臨限值儲存部123。
接著，藉由溫度感測器20測定機艙8內的溫度T，藉由濕度感測器19測定機艙8內的相對濕度H(步驟S11)。所測定的溫度T及相對濕度H分別藉由溫度測定值輸入部120、濕度測定值輸入部121輸入控制器12。構成控制器12之運轉模式判定部124，透過內部匯流排126而從濕度臨限值儲存部122讀取相對濕度H1，與藉由濕度測定值輸入部121輸入之相對濕度H進行比較(步驟S12)。比較的結果，當所測定的相對濕度H為濕度臨限值、即相對濕度H1以上的情況，運轉模式切換部125往除濕器21輸出作為運轉指令之作動指令(除濕器ON)(步驟S13)。此外，運轉模式切換部125往外部氣體導入裝置18輸出作為運轉指令之停止指令(外部氣體導入OFF)(步驟S17)。然後返回步驟S11。
在步驟S12中，運轉模式判定部124所進行的比較結果，當所測定的相對濕度H未達濕度臨限值、即 相對濕度H1的情況，運轉模式切換部125往除濕器21輸出作為運轉指令之停止指令(除濕器OFF)，往步驟S15前進(步驟S14)。在步驟S15，運轉模式判定部124是透過內部匯流排126而從溫度臨限值儲存部123讀取第1溫度臨限值T1，與從溫度測定值輸入部120輸入的溫度T進行比較(步驟S15)。比較的結果，所測定的溫度T為第1溫度臨限值T1以上的情況，運轉模式切換部125往外部氣體導入裝置18輸出作為運轉指令之作動指令(外部氣體導入ON)(步驟S16)，返回步驟S11。在步驟S15中，運轉模式判定部124所進行的比較結果，當所測定的溫度T未達第1溫度臨限值T1的情況，往步驟S17前進，運轉模式切換部125往外部氣體導入裝置18輸出停止指令(外部氣體導入OFF)，返回步驟S11。如以上所示，控制器12是根據機艙8內的相對濕度及溫度而切換控制成：使除濕器21作動而使外部氣體導入裝置18停止之第1運轉模式、使除濕器21停止而使外部氣體導入裝置18作動之第2運轉模式。
又在本實施例中，因為優先控制機艙8內的濕度管理，在與最初的臨限值之比較處理中，運轉模式判定部124是實施所測定的相對濕度H和作為濕度臨限值之H1的比較。
在圖6中，雖是說明以從控制器12往除濕器21及外部氣體導入裝置8輸出的運轉指令為「作動指令」及「停止指令」這2個運轉指令的例子，但並不限定 於此。例如，關於「作動指令」，亦可為所謂「額定運轉」或「強運轉」之「高效能運轉」，關於「停止指令」，亦可為所謂「運轉限制」或「弱運轉」之「低效能運轉」。在此，「強運轉」是指例如額定的約70%~100%左右，「弱運轉」是指例如未達額定的約50%。
接下來，圖7顯示包含發電輸出限制運轉的運轉控制之流程圖。首先，作為初期設定，是設定作為濕度臨限值Hth之相對濕度H1、作為第1溫度臨限值Tth1之溫度T1、作為第2溫度臨限值Tth2之溫度T2(步驟S20)。在此，如上述圖5中所說明般，存在溫度T2>溫度T1的關係。所設定的相對濕度H1儲存於構成控制器12之濕度臨限值儲存部122。此外，所設定的第1溫度臨限值T1及第2溫度臨限值T2儲存於溫度臨限值儲存部123。
接著，藉由溫度感測器20測定機艙8內的溫度T，藉由濕度感測器19測定機艙8內的相對濕度H(步驟S21)。所測定的溫度T及相對濕度H分別藉由溫度測定值輸入部120、濕度測定值輸入部122輸入控制器12。在步驟S22，運轉模式判定部124是透過內部匯流排126而從溫度臨限值儲存部123讀取第2溫度臨限值T2，與藉由溫度測定值輸入部120輸入的溫度T進行比較(步驟S22)。比較的結果，所測定的溫度T為第2溫度臨限值T2以上的情況，運轉模式切換部125將風力發電裝置1的發電輸出本身予以限制(退縮運轉)(步驟S23)。 又在此，發電輸出的限制，例如藉由調整翼片2的傾角，使翼片2受風的面積縮小而降低翼片2的旋轉速度，藉此來實現。步驟S23所進行之發電輸出限制，可抑制來自發電機7、增速機5的發熱量，而能抑制機艙8內的溫度上昇。在步驟S22中，運轉模式判定部124的比較結果，當所測定的溫度T未達第2溫度臨限值T2的情況，不實施輸出限制而往步驟S24前進。
接下來，運轉模式判定部124是透過內部匯流排126而從濕度臨限值儲存部122讀取相對濕度H1，與濕度測定值輸入部121所輸入的相對濕度H進行比較(步驟S24)。比較的結果，所測定的相對濕度H為濕度臨限值、即相對濕度H1以上的情況，運轉模式切換部125往除濕器21輸出作動指令(除濕器ON)(步驟S25)。此外，運轉模式切換部125往外部氣體導入裝置18輸出停止指令(外部氣體導入OFF)(步驟S29)。然後返回步驟S21。
在步驟S24中，運轉模式判定部124的比較結果，所測定的相對濕度H未達相對濕度H1的情況，運轉模式切換部125往除濕器21輸出停止指令(除濕器OFF)，往步驟S27前進(步驟S26)。運轉模式判定部124從溫度臨限值儲存部123讀取第1溫度臨限值T1，與所測定的溫度T進行比較(步驟S27)。比較的結果，所測定的溫度T為第1溫度臨限值T1以上的情況，運轉模式切換部125往外部氣體導入裝置18輸出作動指令(外 部氣體導入ON)(步驟S28)，返回步驟S21。在步驟S27中，運轉模式判定部124的比較結果，所測定的溫度T未達第1溫度臨限值T1的情況，往步驟S29前進，運轉模式切換部125往外部氣體導入裝置18輸出停止指令(外部氣體導入OFF)，返回步驟S21。
如以上所說明，控制器12是根據機艙8內的相對濕度及溫度而切換控制成：使除濕器21作動且使外部氣體導入裝置18停止之第1運轉模式、使除濕器21停止且使外部氣體導入裝置18作動之第2運轉模式、風力發電裝置1發電輸出限制。
在此返回圖2，針對濕度感測器19、溫度感測器20、除濕器21的配置作說明。如圖2所示般，透過機艙8上游側的外部氣體導入口18a、鹽害過濾器18b、第1電動風扇18c，使外部氣體進入機艙8內。然後，空氣依序流過濕度感測器19、除濕器21、發電機7、增速機5、溫度感測器20而往機艙8外流出。在圖2中，流過除濕器21的外表面之空氣，是透過機艙8和塔架9之間隙往機艙8外流出。此外，流入塔架9內的空氣，是透過設置於塔架9的排氣口(圖2中未圖示)而往塔架9外流出。
機艙8內之空氣的溫度、濕度，由於具有空間上的分布，為了運用於除濕器21、外部氣體導入裝置18之運轉控制，必須在配合該些目的的場所進行測定。
關於濕度測定，由於是為了避免內部機器腐 蝕的風險所進行的，宜在較高濕度的場所進行測定。此外，隨著機艙8內的空氣溫度變高其相對濕度會降低，因此宜在低溫的場所進行測定，而能實現更正確的運轉模式判定。因此，在機艙8內部的空氣流中，較佳為在上游側藉由濕度感測器19進行濕度測定，特佳為位於成為控制對象之除濕器21的上游。除濕器21，因為是將除濕後之低濕度的空氣供給存在腐蝕風險之發電機7或控制器12，就機艙8內部的空氣流而言，較佳為位於比發電機7或控制器12更上游側。
另一方面，關於溫度測定，由於是為了避免機艙8內部的高溫所進行的，宜在較高溫的場所進行測定。因此，溫度感測器20較佳為配置在發電機7或控制器12等具有發熱體性質的機器之下游側，可實現更正確的運轉模式判定。
亦即，對於空氣流，依濕度感測器19、除濕器21、發電機7或控制器12、溫度感測器20的順序配置乃是最佳配置。
依據本實施例，藉由圖6所示的除濕器21及外部氣體導入裝置18之運轉控制，亦即根據所測定的機艙8內的相對濕度及溫度來切換第1運轉模式和第2運轉模式，可效率良好地進行風力發電裝置1內部的濕度管理和溫度管理。此外，可抑制設置於風力發電裝置1內部之機器的腐蝕風險。
此外，依據本實施例，如圖7所示般除了除 濕器21及外部氣體導入裝置18的運轉控制以外，還進行發電輸出的限制，藉此可抑制來自發電機7、增速機5的發熱量，能夠抑制機艙8內的溫度上昇。如此，可減少除濕器21及外部氣體導入裝置18所產生的電力消耗，而能實施可靠性高的風力發電裝置。
又關於發電輸出的限制並不一定是必要的，但如果在運轉控制追加發電輸出之限制的話，可達成進一步謀求降低消耗電力之附加效果。
[實施例2]
圖8係顯示本發明的其他實施例、即實施例2的風力發電裝置之除濕器及外部氣體導入裝置運轉圖，圖9係顯示實施例2的風力發電裝置之除濕器及外部氣體導入裝置的運轉控制流程。本實施例，在機艙內之相對濕度及溫度範圍內，設有使除濕器和外部氣體導入裝置一起作動的運轉控制區域這點有別於實施例1。其他構造，亦即風力發電裝置1、機艙8內的構造等是與圖1~圖4所示的構造相同，因此以下省略其說明。
圖8係顯示關於外部氣體導入裝置18、除濕器21、以及風力發電裝置1的輸出限制之運轉圖。橫軸表示所測定的機艙8內部之相對濕度，縱軸表示機艙8內部的溫度，各自的作動範圍用斜線、縱線或點狀的陰影線表示。亦即，在機艙8內部的溫度T為事先設定的第1溫度臨限值T1以上、未達第2溫度臨限值T2，且機艙8內 部的相對濕度H未達事先設定的濕度臨限值、即相對濕度H1的區域，使除濕器21停止而使外部氣體導入裝置18作動。
此外，在機艙8內部的溫度T為第1溫度臨限值T1以上、未達第2溫度臨限值T2，且機艙8內部的相對濕度H為濕度臨限值、即相對濕度H1以上的區域，如圖8所示般，以函數f(T)=af(H)定義之邊界為分界，使除濕器21及外部氣體導入裝置18的運轉控制不同。亦即，在f(T)≧af(H)的區域，使除濕器21及外部氣體導入裝置18一起作動。在f(T)<af(H)的區域，使除濕器21作動，且使外部氣體導入裝置18停止。又在機艙8內部的溫度T未達第1溫度臨限值T1，且機艙8內部的相對濕度H為濕度臨限值、即相對濕度H1以上的區域，使除濕器21作動且使外部氣體導入裝置18停止。此外，在機艙8內部的溫度T未達第1溫度臨限值T1、且機艙8內部的相對濕度H未達濕度臨限值、即相對濕度H1的區域，使除濕器21及外部氣體導入裝置18一起停止。
在機艙8內部的溫度T為第2溫度臨限值T2以上的區域，不管機艙8內部的相對濕度H如何，將風力發電裝置1的輸出限制成比從現在風的狀態所能發電的電力更低而進行運轉(輸出限制)。
又作為濕度臨限值之相對濕度H1，與實施例1同樣的，基於抑制機器的腐蝕風險的觀點、基於抑制過度的除濕運轉所造成之電力消耗的觀點，較佳為設定在 50%~60%的範圍，設定在40%~60%的範圍亦可。此外，第1溫度臨限值T1是與實施例1同樣的，較佳為設定在40℃~50℃的範圍，設定在35℃~50℃的範圍亦可。第2溫度臨限值T2是與實施例1同樣的，較佳為設定在50℃~55℃的範圍。但是，依設置風力發電裝置1的環境，由於有高溫多濕或低溫低濕等的各種環境存在，作為濕度臨限值之相對濕度H1、第1溫度臨限值T1及第2溫度臨限值T2，可考慮設置環境的狀況而適宜地設定。
在此，函數f(T)=af(H)被儲存於圖4所示的濕度臨限值儲存部122或溫度臨限值儲存部123之任一者。此外，在本實施例，雖是利用函數f(T)=af(H)來界定邊界，但並不限定於此，例如利用階狀的波形來界定邊界亦可。
接下來，圖9係顯示本實施例的風力發電裝置之除濕器及外部氣體導入裝置的運轉控制流程。首先，作為初期設定，係設定作為濕度臨限值Hth之相對濕度H1、作為第1溫度臨限值Tth1之溫度T1、作為第2溫度臨限值Tth2之溫度T2(步驟S30)。第1溫度臨限值Tth1和第2溫度臨限值Tth2存在T2>T1的關係。所設定的相對濕度H1儲存於圖4所示的濕度臨限值儲存部122。所設定的第1溫度臨限值T1及第2溫度臨限值T2儲存於溫度臨限值儲存部123。這時，上述函數f(T)=af(H)被儲存於濕度臨限值儲存部122或溫度臨限值儲存部123之任一者。
藉由溫度感測器20測定機艙8內的溫度T，藉由濕度感測器19測定機艙8內的相對濕度H(步驟S31)。所測定的溫度T及相對濕度H分別藉由溫度測定值輸入部120、濕度測定值輸入部121輸入控制器12。運轉模式判定部124從溫度臨限值儲存部123讀取第2溫度臨限值T2，與藉由溫度測定值輸入部120輸入的溫度T進行比較(步驟S32)。比較的結果，當所測定的溫度T為第2溫度臨限值T2以上時，運轉模式切換部125限制風力發電裝置1的發電輸出本身(退縮運轉)(步驟S33)。在步驟S32，當所測定的溫度T未達第2溫度臨限值T2時，不進行輸出限制而往步驟S34前進。
接下來，運轉模式判定部124，是透過內部匯流排126而從濕度臨限值儲存部122讀取濕度臨限值、即相對濕度H1，與藉由濕度測定值輸入部121輸入的相對濕度H進行比較(步驟S34)。比較結果，當所測定之相對濕度H未達相對濕度H1的情況，運轉模式切換部125往除濕器21輸出停止指令(除濕器OFF)(步驟S36)。
在步驟S34，當所測定的相對濕度H為相對濕度H1以上的情況，往步驟S35前進。運轉模式判定部124從溫度臨限值儲存部123讀取第1溫度臨限值T1，與藉由溫度測定值輸入部120輸入的溫度T進行比較(步驟S35)。比較的結果，當所測定的溫度T未達第1溫度臨限值T1時是往步驟S36前進。此外，當所測定的溫度T為第1溫度臨限值T1以上時是往步驟S37前進。
在步驟S37，運轉模式判定部124是從濕度臨限值儲存部122或溫度臨限值儲存部123讀取函數f(T)=af(H)，根據所測定的相對濕度H及溫度T來判定是否滿足f(T)≧af(H)。判定結果為「否」的情況，運轉模式切換部125往除濕器21輸出作動指令(除濕器ON)(步驟S38)。此外，在步驟S37的判定結果為滿足f(T)≧af(H)時，運轉模式切換部125往除濕器21及外部氣體導入裝置18輸出作動指令(外部氣體導入ON及除濕器ON)(步驟S39)，然後返回步驟S31。
另一方面，在步驟S36，運轉模式切換部125往除濕器21輸出停止指令(除濕器OFF)後，往步驟S40前進。
在步驟S40，運轉模式判定部124是從溫度臨限值儲存部123讀取第1溫度臨限值T1，與所測定的溫度T進行比較。比較的結果，當所測定的溫度T為第1溫度臨限值T1以上時，運轉模式切換部125往外部氣體導入裝置18輸出作動指令(外部氣體導入ON)(步驟S41)，返回步驟S31。
在步驟S40中，所測定的溫度T未達第1溫度臨限值T1時是往步驟S42前進，運轉模式切換部125往外部氣體導入裝置18輸出停止指令(外部氣體導入OFF)，返回步驟S31。
如以上所說明，控制器12是根據機艙8內的相對濕度及溫度而切換控制成：使除濕器21作動且使外 部氣體導入裝置18停止之第1運轉模式、使除濕器21停止且使外部氣體導入裝置18作動之第2運轉模式、使除濕器21及外部氣體導入裝置18一起作動之第3運轉模式、風力發電裝置1的發電輸出限制。
又在本實施例，在第3運轉模式中，藉由使除濕器21及外部氣體導入裝置18一起作動，雖然因除濕器21運轉所產生的發熱會造成機艙8內部的溫度上昇，但藉由外部氣體導入裝置18的作動而實施換氣冷卻，因此可減少機艙8內部的溫度上昇。如此，能使機艙8內部的濕度管理及溫度管理最佳化。
依據本實施例，除了實施例1的效果以外，藉由設置第3運轉模式，能更良好地進行機艙8內部的濕度管理及溫度管理。
[實施例3]
圖10係本發明的其他實施例之實施例3的風力發電裝置之除濕器及外部氣體導入裝置的運轉控制流程圖。在實施例1及實施例2中，是採用作為濕度臨限值之一個相對濕度H1、作為溫度臨限值之第1溫度臨限值T1及第2溫度臨限值T2(T1<T2)來實施運轉控制，相對於此，在本實施例，作為濕度臨限值之相對濕度是採用第1相對濕度H1及第2相對濕度H2(H2<H1)，作為溫度臨限值除了採用第1溫度臨限值T1、第2溫度臨限值T2還加上第3溫度臨限值T3(T3<T1<T2)來實施運轉控制， 這點是不同的。其他風力發電裝置1、機艙8的內部構造等之圖1~圖4所示的構造是與實施例1及實施例2相同，以下省略其說明。
以下，使用圖10來說明本實施例的控制器12所進行的運轉控制。首先，作為初期設定，是設定作為第1濕度臨限值Hth1之相對濕度H1、作為第2濕度臨限值Hth2之相對濕度H2、作為第1溫度臨限值Tth1之溫度T1、作為第2溫度臨限值Tth2之溫度T2、作為第3溫度臨限值Tth3之溫度T3(步驟S50)。在此，相對濕度H1、第1溫度臨限值T1及第2溫度臨限值T2是與實施例1及實施例2的數值相同。第1相對濕度H1及第2相對濕度H2存在H2<H1的關係。此外，第1溫度臨限值T1、第2溫度臨限值T2及第3溫度臨限值T3存在T3<T1<T2的關係。所設定的第1相對濕度H1及第2相對濕度H2儲存於濕度臨限值儲存部122。此外，所設定的第1溫度臨限值T1、第2溫度臨限值T2及第3溫度臨限值T3被儲存於溫度臨限值儲存部123。
接著，藉由溫度感測器20測定機艙8內部的溫度T，藉由濕度感測器19測定機艙8內部的相對濕度H(步驟S51)。所測定的溫度T及相對濕度H分別藉由溫度測定值輸入部120、濕度測定值輸入部121輸入控制器12。運轉模式判定部124是從濕度臨限值儲存部122讀取第1相對濕度H1，與從濕度測定值輸入部121輸入的相對濕度H進行比較(步驟S52)。比較的結果，當所 測定的相對濕度H為第1相對濕度H1以上時，運轉模式切換部125往除濕器21輸出作動指令(除濕器ON)(步驟S53)。藉由除濕器21的作動，機艙8內部的相對濕度隨著時間經過而降低，低於在步驟S52所比較之第1相對濕度H1。但在此時點，並不立刻進行對外部氣體導入裝置18的控制。然後，當藉由運轉模式判定部124檢測出所測定的相對濕度H與從濕度臨限值儲存部122讀取的第2相對濕度H2相等時(步驟S54)，運轉模式切換部125往外部氣體導入裝置18輸出停止指令(外部氣體導入OFF)(步驟S60)。
另一方面，在步驟S52，當藉由運轉模式判定部124檢測出所測定的相對濕度H未達第1相對濕度H1時，運轉模式切換部125往除濕器21輸出停止指令(除濕器OFF)(步驟S55)。藉由除濕器21的停止，機艙8內部的相對濕度基於與外部環境的關係而上昇，藉由運轉模式判定部124檢測出所測定的相對濕度H與在濕度臨限值儲存部122所儲存的第1相對濕度H1相等(步驟S56)。然後，運轉模式判定部124將所測定的機艙8內部的溫度T和從溫度臨限值儲存部123所讀取的第1溫度臨限值T1進行比較(步驟S57)。比較的結果，當所測定的溫度T為第1溫度臨限值T1以上時，運轉模式切換部125往外部氣體導入裝置18輸出作動指令(外部氣體導入ON)(步驟S58)。藉由外部氣體導入裝置18的作動所進行的換氣冷卻，機艙8內部的溫度T逐漸降低，而 低於在步驟S57所比較之第1溫度臨限值T1。但在此時點，並不立刻使外部氣體導入裝置18停止。然後，當藉由運轉模式判定部124檢測出機艙8內的溫度與第3溫度臨限值T3相等時(步驟S59)，返回步驟S51。
此外，藉由步驟S60而使外部氣體導入裝置18停止時，因為沒有進行機艙8內部的換氣冷卻，機艙8內部的溫度逐漸上昇，當藉由運轉模式判定部124檢測出機艙8內部的溫度T與第3溫度臨限值T3相等時(步驟S61)，返回步驟S51。
此外，在步驟S57，運轉模式判定部124所進行之比較的結果，當所測定之機艙8內部的溫度T未達第1溫度臨限值T1時，往步驟S60前進，運轉模式切換部125往外部氣體導入裝置18輸出停止指令(外部氣體導入OFF)，然後，當藉由運轉模式判定部124檢測出機艙8內部的溫度T與第3溫度臨限值T3相等時(步驟S61)，返回步驟S51。
如以上所說明，在外部氣體導入裝置18，當機艙8內部的溫度T成為第1溫度臨限值T1以上的情況使其作動，直到機艙8內部的溫度T低於第3溫度臨限值T3為止進行運轉後，使其停止。此外，在除濕器21，當機艙8內部的相對濕度H成為第1相對濕度H1以上的情況使其作動，直到機艙8內部的相對濕度H低於第2相對濕度H2為止進行運轉後，使其停止。
如此般分成使除濕器21、外部氣體導入裝置 18作動的值(第1相對濕度H1、第1溫度臨限值T1)和停止的值(第2相對濕度H2、第3溫度臨限值T3)，讓停止的值比作動的值更低，可避免除濕器21及外部氣體導入裝置18的運轉切換以微小的數值頻繁地反覆進行，能將機艙8內部的溫度、濕度保持在適當的某個範圍，同時抑制除濕器21和外部氣體導入裝置18的故障風險。
又作為第1濕度臨限值之第1相對濕度H1，與實施例1同樣的，基於抑制機器的腐蝕風險的觀點、基於抑制過度的除濕運轉所產生之電力消耗的觀點，較佳為設定在50%~60%的範圍，第2相對濕度H2較佳為設定在40%~50%的範圍。此外，第1溫度臨限值T1是與實施例1同樣的，較佳為設定在40℃~50℃的範圍，第3溫度臨限值T3較佳為設定在35℃~40℃的範圍。但是依設置風力發電裝置1的環境，由於有高溫多濕或低溫低濕等的各種環境存在，作為濕度臨限值之第1相對濕度H1、第2相對濕度H2、第1溫度臨限值T1、第2溫度臨限值T2及第3溫度臨限值T3，可考慮設置環境的狀況而適宜地設定。又關於第2溫度臨限值T2，能與實施例1同樣地設定。又在本實施例中，雖省略使用第2溫度臨限值T2來進行發電輸出的限制(退縮運轉)之步驟，但如圖7或圖9所示般包含該步驟亦可。
依據本實施例，除了實施例1的效果，還能抑制過度的運轉模式的切換。
[實施例4]
圖11係本發明的其他實施例之實施例4的風力發電裝置之塔架部的概略縱剖面。在實施例1~實施例3中，是在機艙8內部設置外部氣體導入裝置18、除濕器21及控制器12。但在本實施例，是將外部氣體導入裝置18及除濕器21設置於塔架9內，這點是不同的。
圖11中，是在塔架9內收容電力轉換器10、變壓器11、以及電纜(未圖示)等。此些係為了能將藉由風力發電裝置1發電的電力供給電力系統，而藉由電力轉換器10予以整流，進一步藉由變壓器11來調整電壓。在使風力發電裝置1作動而進行發電時，該等機器的損耗會以熱的形式來產生，因此其冷卻機構是必要的。在此顯示的例子，為了進行電力轉換器10及變壓器11的冷卻，係設有用來讓塔架9內的空氣循環之例如圓筒狀的導管(duct)22及第2電動風扇23。
如圖11所示般，在塔架9內部配置沿上下方向使空氣循環之例如圓筒狀的導管22，在導管22設置第2電動風扇23。在塔架9下部配置變壓器11，設置於變壓器11之散熱板11a是收容在導管22的下方端內。藉由驅動第2電動風扇23，使空氣流與散熱板11a接觸而進行冷卻。又在上方，導管22是與電力轉換器10的空氣流路10a連接。與空氣流路10a之連接部，是位於導管22內所設置之第2電動風扇23的下方。藉此將構成電力轉換器10之例如IGBT等的功率半導體元件冷卻後的空氣 流，是透過上述連接部而與在導管22內由下方往上方流通的空氣流合流。
在離導管22上端的開口部既定距離的位置設有整流板26。整流板26為平面形狀例如呈圓板狀或矩形狀，其大小可覆蓋與其對置之導管22上端的開口部。整流板26是藉由整流板用支承構件27予以支承，整流板用支承構件27的一端固定於塔架9的內壁，另一端連接於整流板26的外周部或外緣部。藉由第2電動風扇23的驅動，從導管22上端的開口部流出之變成高溫的空氣流，與整流板26碰撞，使流動方向成為朝向塔架9的內壁面偏向。接著，高溫的空氣流沿著塔架9的內壁面下降。下降之高溫的空氣流，是透過塔架9的壁面而往外部氣體將熱放出。
此外，在塔架9下部形成有用來將風力發電裝置1外的空氣導入之外部氣體導入口18a，其和除去鹽分的鹽害過濾器18b及第1電動風扇18c一起構成外部氣體導入裝置18。在外部氣體導入裝置18的附近設置濕度感測器19及除濕器21，在塔架9上方設置溫度感測器20。此外，藉由外部氣體導入裝置18導入的空氣流，是在導管22內通流而在塔架9內部循環。在塔架9的上部壁面設有排氣口24，供電力轉換器10及變壓器11進行換氣冷卻後的空氣流是由排氣口24往塔架9的外部放出。
圖11中雖省略控制器12的圖示，控制器12 例如是配置在供設置除濕器21的地面或、供設置電力轉換器10的地面之任一者。根據溫度感測器20及濕度感測器19所測定之塔架9內的溫度及相對濕度，控制器12所進行之除濕器21及外部氣體導入裝置18的運轉控制，是與上述實施例1~實施例3之任一者同樣地實施，在此省略其說明。
在上述實施例1~實施例3中，內部空氣品質之管理對象為機艙8，在本實施例中，內部空氣品質之管理對象為塔架9。塔架9內的空氣流，基本上是從塔架9下部透過導管22往塔架9上方流動，然後藉由整流板26折返並沿塔架9內壁下降，而成為此循環方式，其中一部分與以低溫狀態導入的外部氣體進行置換。與實施例1~實施例3的情況同樣的，由於所導入的外部氣體有濕度高的可能性，在往塔架9內導入後馬上根據藉由濕度感測器19所測定之相對濕度數值來進行除濕器21的運轉控制，而使塔架9內部保持於低濕度。若將溫度感測器20設置在作為發熱體之變壓器11、電力轉換器10的附近、或導管22之下游側(圖11中的上側)，針對避免高溫所造成的機器之異常動作、損傷的目的，可進行確保安全之測定。或是，在塔架9下部，為了進行保養作業等，大多設有供作業員出入之門(未圖示)，基於保護此處之作業環境的觀點，可在從塔架9上方一邊將熱往外部放出一邊下降的空氣與來自門或外部氣體導入裝置18的外部氣體合流的前方，設置溫度感測器20而進行溫度測定。
藉由上述構造及運轉控制，在塔架9內部也能獲得在上述實施例1~實施例3中對於機艙8之效率良好的空氣品質(溫度、濕度)管理。
依據本實施例，根據所測定的塔架9內之相對濕度及溫度，與實施例1同樣的，藉由將第1運轉模式和第2運轉模式進行切換，可效率良好地進行構成風力發電裝置1之塔架9內部的濕度管理和溫度管理。此外，能夠抑制設置於塔架9內部之電力轉換器10及變壓器11等的機器之腐蝕風險。
此外，依據本實施例，藉由將設置於塔架9內部之外部氣體導入裝置18及除濕器21進行與實施例3同樣的運轉控制，可抑制過度的運轉模式切換。
[實施例5]
圖12係顯示本發明的其他實施例之實施例5的風力發電裝置之塔架部的概略縱剖面圖。在實施例4中，以與導管22之上端部的開口部對置的方式配置整流板26，相對於此，在本實施例中，將導管22之上端部的開口部形成為喇叭狀，在導管22內部之第2電動風扇23的上方配置擴散器28，這點是與實施例4不同。其他之配置於塔架9內部之外部氣體導入裝置18、除濕器21、電力轉換器10及變壓器11等各機器的配置是與實施例4同樣的。
如圖12所示般，在圓筒狀導管22的上部且 在第2電動風扇23的上方，在導管22內設置有朝下圓錐狀的中空體或錐狀的擴散器28。關於擴散器28在導管22內的固定是藉由擴散器用支承構件29予以支承，擴散器用支承構件29的一端固定於導管22的內壁面，另一端固定於擴散器28的外周面。例如，在圓筒狀的導管22內以120°間隔配置3個棒狀的擴散器用支承構件29，而具有3點支承構造。又並不限定於3點支承，也能構成為利用4點以上來支承的構造。但是，基於降低在導管22內往上方通流之空氣流之流路阻力的觀點，較佳為儘量減少所使用的擴散器用支承構件29之數量。
此外，如圖12所示般，在比擴散器28的上端部更上方之導管22的形狀，係具有隨著朝向上方而擴大口徑之喇叭狀的形狀。如此，從導管22的下部往上方流通之空氣流，與透過空氣流路10a而流入導管22內之將電力轉換器10冷卻後的空氣合流，而藉由第2電動風扇23往上方在導管22內流通。通過第2電動風扇23後的空氣流，是沿著擴散器28的外周面流動。亦即，空氣流是在導管22的內壁面側流動，然後沿著口徑呈喇叭狀擴大之導管22的內壁面而從導管22之上端部的開口部流出。從導管22之上端部的開口部流出之高溫的空氣流，然後朝向塔架9的內壁面而沿著塔架9的內壁面下降。下降之高溫的空氣流，一邊透過塔架9的壁面而往外部氣體進行散熱一邊往塔架9內的下方下降。在本實施例中，其他構造是與實施例4相同，因此省略其說明。
依據本實施例，相較於實施例4，讓從導管22之上端部流出之高溫的空氣流在塔架9內循環時，不須像實施例4那樣使高溫的空氣流碰撞整流板26，而能以較緩和之迴旋流的方式來形成塔架9內的循環流。
此外，依據本實施例可獲得與實施例4同樣的效果。
以上是說明本發明的實施例，但上述所示的實施例只不過是例示，並非用來限定本發明。例如，作為被冷卻對象雖例示出發電機7、電力轉換器10、變壓器11等，但並不限定於此，如果對於用來導入外部氣體之外部氣體導入裝置18和除濕器21之運轉控制同樣地實施，而可獲得所期望的效果，即屬於本發明所意圖的範圍內。
又本發明並不限定於上述實施例，而包含各種變形例。例如，上述實施例是為了使本發明容易瞭解而進行詳細地說明，但並不限定於一定要具備所說明的全部構成。此外，可將某實施例之構成的一部分置換成其他實施例的構成，此外，也能在某實施例的構成追加其他實施例的構成。此外，對於各實施例之構成的一部分，可進行其他實施例的構成之追加、削除、置換。
2‧‧‧翼片
3‧‧‧旋翼
5‧‧‧增速機
7‧‧‧發電機
8‧‧‧機艙
9‧‧‧塔架
12‧‧‧控制器
15‧‧‧散熱器
16‧‧‧散熱器用吸氣口
17‧‧‧散熱器用排氣口
18‧‧‧外部氣體導入裝置
18a‧‧‧外部氣體導入口
18b‧‧‧鹽害過濾器
18c‧‧‧第1電動風扇
19‧‧‧濕度感測器
20‧‧‧溫度感測器
21‧‧‧除濕器
22‧‧‧導管
25‧‧‧流路壁

Claims (13)

  1. 一種風力發電裝置，係具備：受風而進行旋轉的翼片、藉由前述翼片的旋轉而進行發電的發電機、支承前述翼片並收容前述發電機之機艙、以及將前述機艙予以可旋轉地支承之塔架，其特徵在於，係具備：導入外部氣體之外部氣體導入裝置、除濕器、溫度感測器、測定相對濕度的濕度感測器、以及保持有事先設定的溫度臨限值及相對濕度臨限值之控制器；其具有：使前述除濕器作動或高效能運轉且使前述外部氣體導入裝置停止或低效能運轉之第1運轉模式、以及使前述除濕器停止或低效能運轉且使前述外部氣體導入裝置作動或高效能運轉之第2運轉模式；前述控制器，是根據所測定的前述風力發電裝置內的溫度和相對濕度、及前述溫度臨限值和相對濕度臨限值，來切換前述第1運轉模式和第2運轉模式。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之風力發電裝置，其中，前述控制器，在前述所測定之相對濕度為前述相對濕度臨限值以上的情況，是設定前述第1運轉模式；在前述所測定之相對濕度未達前述相對濕度臨限值、且前述所測定之溫度為前述溫度臨限值以上的情況，是設定前述第2運轉模式。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之風力發電裝置，其中， 前述溫度臨限值是包含：第1溫度臨限值、比前述第1溫度臨限值更高的第2溫度臨限值；前述控制器，在前述所測定之相對濕度未達前述相對濕度臨限值、且前述所測定之溫度為前述第1溫度臨限值以上但未滿前述第2溫度臨限值的情況，是設定前述第2運轉模式；在前述所測定之溫度為前述第2溫度臨限值以上的情況，是調整前述翼片的傾角而降低前述翼片的旋轉速度。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之風力發電裝置，其中，前述控制器，在前述所測定之相對濕度為前述相對濕度臨限值以上、前述所測定之溫度為前述溫度臨限值以上，且前述所測定之溫度的增加量比前述所測定之相對濕度的增加量更大的情況，是設定第3運轉模式；在該第3運轉模式，是使前述除濕器作動或高效能運轉，且使前述外部氣體導入裝置作動或高效能運轉。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之風力發電裝置，其中，前述相對濕度臨限值係包含：第1相對濕度臨限值、比前述第1相對濕度臨限值更低的第2相對濕度臨限值；前述控制器將前述第1運轉模式設定成：在前述所測定的相對濕度為前述第1相對濕度臨限值以上的情況，使前述除濕器作動或高效能運轉，然後在所測定之相對濕度到達前述第2相對濕度臨限值時，使前述外部氣體導入裝 置停止或低效能運轉。
  6. 如申請專利範圍第2至5項中任一項所述之風力發電裝置，其中，前述外部氣體導入裝置、前述除濕器、前述溫度感測器、前述濕度感測器及前述控制器是設置在前述機艙內。
  7. 如申請專利範圍第2至5項中任一項所述之風力發電裝置，其中，前述外部氣體導入裝置、前述除濕器、前述溫度感測器、前述濕度感測器及前述控制器是設置在前述塔架內。
  8. 如申請專利範圍第2至4項中任一項所述之風力發電裝置，其中，前述相對濕度臨限值設定在50%~60%的範圍內。
  9. 如申請專利範圍第1或2項所述之風力發電裝置，其中，前述溫度臨限值設定在40℃~50℃的範圍內。
  10. 如申請專利範圍第1至5項中任一項所述之風力發電裝置，其中，前述高效能運轉為額定之約70%以上，前述低效能運轉為未達額定之50%。
  11. 如申請專利範圍第6項所述之風力發電裝置，其中，前述外部氣體導入裝置係具備：外部氣體導入口、從由前述外部氣體導入口所導入的外部氣體將鹽分除去之過濾器、以及用來將通過前述過濾器後的外部氣體導入前述 機艙內之電動風扇；對於從前述外部氣體導入口流入之外部氣體流，從上游側起依序配置前述外部氣體導入裝置、前述濕度感測器、前述除濕器、前述發電機、前述控制器、前述溫度感測器。
  12. 如申請專利範圍第7項所述之風力發電裝置，其中，係具有圓筒狀的導管及整流板；該導管，是用來將設置於前述塔架內之變壓器及電力轉換器進行空氣冷卻；該整流板，是配置在離前述導管之上端的開口部往上方既定距離的位置，用來使從前述開口部流出之空氣流沿著前述塔架的內壁朝向下方。
  13. 如申請專利範圍第7項所述之風力發電裝置，其中，係具有圓筒狀的導管及擴散器；該圓筒狀的導管，是用來將設置於前述塔架內之變壓器及電力轉換器進行空氣冷卻；該擴散器，是位於前述導管的內部而由配置於其上部之圓錐狀的中空體所構成；比前述擴散器更上方之前述導管的形狀，是隨著朝向上方其口徑擴大的形狀，前述擴散器是藉由複數個支承構件予以支承，前述支承構件之一端固定於前述導管的內壁，另一端固定於前述擴散器的外周面。
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