TWI528390B - Replacement method of mold-cast transformer and resin-molded coil for floating type offshore power plant - Google Patents

Description

浮體式海上發電裝置搭載用模鑄變壓器及其樹脂模鑄線圈之更換方法

本發明係關於搭載於浮體式海上發電裝置之模鑄變壓器之改良。

作為本技術領域之背景技術，存在日本專利特開昭58-164205號公報(專利文獻1)。於專利文獻1中記載有如下之抗震型乾式變壓器，其關於提高模鑄變壓器之抗震強度而包含緊固鐵心之上側及下側端部框架、以及將該等端部框架一體地連結之連結金屬件。

先前技術文獻 專利文獻

專利文獻1：日本專利特開昭58-164205號公報

有向浮體式海上發電裝置搭載模鑄變壓器之需求。先前之浮體式海上發電裝置係將構成構件於海上組裝、安裝、設置，故而人們期待其工期之縮短化。作為其解決措施，例如於浮體式海上風力發電裝置之情形時，成為縱向較長之構造，故而考慮有如下方法，即事先組裝構成構件，以橫向之狀態進行搬運輸送並於海上將其豎起，藉此完成安裝。

然而，專利文獻1之先前之模鑄變壓器雖然係關於提高抗震強度者，但並非為考慮以橫向進行搬運並於設置時豎起而使用之構造。

又，作為浮體式海上發電裝置之一之陀螺儀式波力發電裝置等亦需要考慮到於海上之振動或搖晃之構造，但先前之模鑄變壓器並非為考慮到海上之搖晃、傾斜之構造。

為了解決上述問題而形成如下變壓器構造，即，於變壓器之上下、前後、左右包含加強構件，將鐵心由該等加強構件固定，將線圈獨立地受支持於該等加強構件。

藉由本發明，可提供一種即便搬運時或安裝前為橫向，於安裝時亦可垂直地豎起之變壓器。藉此，可實現安裝、設置工期之縮短化。

1‧‧‧浮體式海上風力發電裝置

2‧‧‧變壓器

3‧‧‧搬運用船

4‧‧‧搬運用加強金屬件

5‧‧‧海面

6‧‧‧波力發電裝置

100‧‧‧模鑄變壓器

101‧‧‧線圈

102‧‧‧鐵心

103‧‧‧上部線圈支持件

104‧‧‧下部線圈支持件

105、118‧‧‧前後線圈支持件

106‧‧‧左右線圈支持件

107‧‧‧前後加強金屬件

108‧‧‧上部加強金屬件

109‧‧‧下部加強金屬件

110‧‧‧左右加強金屬件

111‧‧‧支持螺栓

112‧‧‧上緊固金屬件

113‧‧‧下緊固金屬件

114‧‧‧蓋體

115‧‧‧構件

116‧‧‧柱螺栓

117‧‧‧線圈緊固金屬件

圖1(A)~(C)係浮體式海上發電裝置搭載用模鑄變壓器之前視圖、俯視圖及側視圖。

圖2(A)、(B)係鐵心及線圈之支持構造之側視圖。

圖3(A)~(C)係表示變壓器傾斜之情形時、及橫向放置之情形時之變壓器之側視圖。

圖4(A)、(B)係表示將線圈自鐵心拔出之狀態之圖。

圖5(A)~(C)係對加強金屬件安裝蓋體來作為保護殼體、且於上部配置有構件之圖。

圖6(A)、(B)係表示關於線圈之前後線圈支持件之變化例之俯視圖。

圖7(A)~(C)係表示浮體式海上風力發電裝置之安裝步驟之圖。

圖8(A)~(C)係示意性地表示陀螺儀式波力發電裝置之浮體之搖晃之圖。

以下，藉由實施例並且使用圖式進行說明。首先，對成為本發明之前提之浮體式海上風力發電裝置進行說明。於浮體式海上風力發電裝置中，當輸送利用發電機而發電之電力時，為了安全性或抑制輸電時之損耗，有使發電之電壓升壓而輸電之需求，因此，需要將變壓器設置於海上風力發電裝置內。

圖7係表示浮體式海上風力發電裝置之安裝步驟之圖。於圖7中，1為浮體式海上風力發電裝置，2為變壓器，3為搬運用船，4為搬運用加強金屬件，5為海面。於圖7中，浮體式海上風力發電裝置成為縱長之構造，故而事先組裝構成構件，並如(A)所示以橫向之狀態進行搬運輸送，且如(B)所示於海上之設置場所將其豎起。繼而，如(C)所示，垂直地豎起並卸除搬運用加強金屬件4而完成安裝。此時，設置於浮體式海上風力發電裝置之變壓器2於搬運輸送時以橫向之狀態輸送，且於安裝時以縱向使用，故而謀求均可應對橫向、縱向之任一者之構造。

圖8表示示意性地表示作為浮體式海上發電裝置之一之陀螺儀式波力發電裝置之浮體之搖晃之圖。陀螺儀式波力發電係當使發電機之轉數及相位與由波浪之搖晃所致之浮體之搖晃同步時，藉由陀螺儀力矩驅動發電機而產生電力者。於圖8中，6為陀螺儀式波力發電裝置，2為變壓器，5為海面，圖8(A)、(B)、(C)係示意性地表示由波浪之搖晃所致之浮體之搖晃者。如此，即便於陀螺儀式波力發電裝置中，設置於其之變壓器2亦需要考慮到海上之振動或搖晃之構造。

實施例1

於本實施例中，對如下之模鑄變壓器進行說明，即將鐵心設為與加強金屬件連結之構造，且線圈亦為被個別地支持於加強金屬件之構造。

圖1係表示本實施例之用於搭載於浮體式海上發電裝置之模鑄變 壓器，(A)表示前視圖，(B)表示俯視圖，(C)表示側視圖。於圖1(A)、(C)中，101為樹脂模鑄線圈(以後，為簡單起見稱為線圈)，102為鐵心，107為前後加強金屬件，108為上部加強金屬件，109為下部加強金屬件，110為左右加強金屬件，111為支持螺栓，112為上緊固金屬件，113為下緊固金屬件。又，於圖1(B)、(C)中，103為上部線圈支持件，104為下部線圈支持件，105為前後線圈支持件，106為左右線圈支持件。此處，於本實施例中，以包含3個鐵心及3個內包鐵心而配置之線圈之模鑄變壓器為例進行說明。又，將線圈之線圈軸方向設為上下方向，將3個線圈之排列方向設為左右方向，將與線圈軸方向及排列方向正交之方向設為前後方向而進行說明。

又，圖2係表示鐵心及線圈之支持構造之側視圖。圖2(A)表示顯示僅拔出鐵心、且鐵心與加強金屬件固定之構造之側視圖。於圖2(A)中，鐵心102隔著上緊固金屬件112而藉由支持螺栓111固定於上部加強金屬件108，且隔著下緊固金屬件113而藉由支持螺栓111固定於下部加強金屬件109。再者，為了減輕施加至鐵心之負擔，需要使用螺栓等將上下加強金屬件與前後加強金屬件、左右加強金屬件連結。

圖2(B)表示顯示線圈被個別地支持於加強金屬件之構造之側視圖。如圖2(B)所示，線圈101隔著上部線圈支持件103而藉由支持螺栓111、上緊固金屬件112固定於上部加強金屬件108，且隔著下部線圈支持件104、下緊固金屬件113而固定於下部加強金屬件109。又，隔著前後線圈支持件105而固定於前後加強金屬件107。又，如圖1(B)、(C)所示，線圈101隔著左右線圈支持件106而固定於左右加強金屬件110。

再者，線圈雖然設為隔著上部下部線圈支持件103、104、及上下緊固金屬件112、113而固定於上部下部加強金屬件108、109，但亦可不隔著上下緊固金屬件112、113而直接固定於上部下部加強金屬件 108、109。

又，如圖1(B)、(C)所示，存在複數個線圈，左右兩端之線圈因鄰接於左右加強金屬件110，故而可固定於左右加強金屬件110，但中央部之線圈由於並未鄰接於左右加強金屬件110，故而無法固定於左右加強金屬件110。於此情形時，雖然未圖示，但亦能夠以例如設置線圈支持件，且與左右鄰接之線圈一同支持中央部之線圈之方式構成。又，亦可將左右加強金屬件亦配置於中央部分，從而即便為中央部之線圈，亦可將其固定於左右加強金屬件。

即，鐵心102藉由上下之加強金屬件即108、109而固定，又，線圈101係以如下方式構成，即，線圈分別與鐵心分開地將線圈之上下固定於上下加強金屬件108、109，將前後固定於前後加強金屬件107，對於線圈之左右，隔著線圈支持件而與左右加強金屬件110或鄰接之線圈一同支持。

如此，不僅將線圈自上下緊固，而且線圈之前後或左右亦利用線圈支持件而緊固支持。進而，鐵心成為固定於加強金屬件之構造。藉此，線圈被獨立地支持，故而成為即便變為橫向之狀態亦不會對鐵心施加線圈之自重之構造。

圖3係表示本實施例所示之構造之變壓器傾斜之情形時、以及橫向放置之情形時之變壓器之側視圖。圖3(A)表示正常時，(B)表示朝右傾斜之情形時，(C)表示朝右側橫向放置之情形時。如圖3(C)所示，即便於橫向放置之狀態下，線圈101亦隔著前後線圈支持件105而固定於前後加強金屬件107，故而可防止因自重而引起之變形、位置偏移。又，鐵心102藉由上下加強金屬件即108、109而固定，故而同樣地可防止變形、位置偏移。

如上所述，若為本實施例之變壓器，則成為可應對橫向、縱向之兩者之構造，故而可提供一種能夠以橫向進行搬運、於設置時豎起 而使用、且可實現安裝工期之縮短化之浮體式海上發電裝置搭載用模鑄變壓器。

又，成為抗振動或搖晃之構造，故而可提供一種亦可應對陀螺儀式波力發電等之模鑄變壓器。

又，於橫向或縱向豎起之狀態下均可進行搬入、搬出，故而亦存在操作變得容易之效果。

實施例2

圖4係表示將線圈自鐵心拔出之狀態之圖。(A)表示前視圖，(B)表示側視圖。於圖4中，標註各符號之構成具有與已經說明之圖所示之標註相同符號之構成相同之功能，故而省略說明。如圖4所示，藉由卸除上部加強金屬件108、上緊固金屬件112、上部線圈支持件103、以及未圖示之前後線圈支持件，及視需要卸除左右線圈支持件，而可將線圈101自鐵心拔出。

因此，即便於海上搖晃之狀態下，亦可僅將欲更換之線圈之線圈支持件卸除而更換線圈。不更換之線圈於每一線圈隔著線圈支持件而被支持於加強金屬件，故而即便於搖晃之狀態下，藉由線圈支持件而線圈亦不會移動，故而可維持原樣地固定，可進行僅更換所需之線圈之作業。

如以上所說明般，根據本實施例，即便於海上搖晃之狀態下，亦可進行線圈之更換作業，從而存在亦可應對維護之效果。

實施例3

圖5係對加強金屬件安裝蓋體來作為保護殼體且於上部配置有構件之圖。於圖5中，(A)表示前視圖，(B)表示俯視圖，(C)表示側視圖。於圖5中，114為蓋體，115為構件，其他標註符號之構成具有與已經說明之圖所示之標註相同符號之構成相同之功能，故而省略說明。

如圖5(A)、(B)所示，只要對加強金屬件安裝蓋體114便可成為殼體，可省略新的保護殼體。又，可於加強金屬件容易地安裝絕緣體或電纜支架等支持構件等。又，如圖5(A)、(B)、(C)所示，可於加強金屬件上設置其他構件115。

因此，根據本實施例，存在可實現浮體式海上發電裝置之內部之少空間化之效果。

實施例4

圖6係表示關於線圈之前後線圈支持件之變化例之圖。圖6(A)、(B)均表示模鑄變壓器之俯視圖。

於圖6(A)中，116為柱螺栓，117為線圈緊固金屬件。關於線圈之前後線圈支持件，於實施例1中，係隔著前後線圈支持件105而固定於前後加強金屬件107，但於圖6(A)中，表示有利用前後線圈支持件105與線圈緊固金屬件117、柱螺栓116而固定所有線圈之方法。

又，於圖6(B)中表示有如下方法，即，118為前後線圈支持件，且係使實施例1中之複數個前後線圈支持件105一體化之構造，藉此固定所有線圈。

根據本實施例，可同時固定所有線圈，故而存在能夠以均勻之力進行固定之效果。

以上對實施例進行了說明，但本發明並不限定於上述實施例，而包含各種變化例。例如，於實施例中，對存在3個線圈之情形時進行了說明，但並不限定於實施例，線圈為1個、2個、或4個以上均可獲得同樣之效果。又，於實施例中，設為加強金屬件，但亦可不為金屬而為確保強度之樹脂材等加強構件。又，上述實施例係為了易於理解地說明本發明而詳細地進行說明者，未必為限定於包含所說明之所有構成者。

100‧‧‧模鑄變壓器

101‧‧‧線圈

102‧‧‧鐵心

103‧‧‧上部線圈支持件

104‧‧‧下部線圈支持件

105‧‧‧前後線圈支持件

106‧‧‧左右線圈支持件

107‧‧‧前後加強金屬件

108‧‧‧上部加強金屬件

109‧‧‧下部加強金屬件

110‧‧‧左右加強金屬件

111‧‧‧支持螺栓

112‧‧‧上緊固金屬件

113‧‧‧下緊固金屬件

Claims (7)

1. 一種模鑄變壓器，其特徵在於，其係包含複數個鐵心及複數個內包該鐵心而配置之樹脂模鑄線圈者，於上述變壓器中，當將上述樹脂模鑄線圈之線圈軸方向設為上下，將上述複數個樹脂模鑄線圈之排列方向設為左右，且將與上述線圈軸方向及上述排列方向正交之方向設為前後時，於該變壓器之上下、前後、左右分別包含加強金屬件，並且該上下、前後、左右加強金屬件分別連結，上述鐵心係將其上下部分藉由上述上下加強金屬件而固定，且上述複數個樹脂模鑄線圈分別獨立地藉由上述上下、前後、左右之加強金屬件而支持其上下、前後、左右部分。
2. 如請求項1之模鑄變壓器，其中上述鐵心隔著緊固金屬件而固定於上述上下加強金屬件，且上述樹脂模鑄線圈隔著線圈支持件而藉由上述上下、前後、左右之加強金屬件緊固支持。
3. 如請求項1之模鑄變壓器，其中上述複數個樹脂模鑄線圈係以如下方式構成，即，分別獨立地藉由上述上下、前後之加強金屬件而固定其上下、前後部分，對於該樹脂模鑄線圈之左右部分，隔著線圈支持件而利用上述左右加強金屬件或鄰接之樹脂模鑄線圈支持。
4. 如請求項1至3中任一項之模鑄變壓器，其中上述複數個樹脂模鑄線圈中之與配置於上述變壓器之左右端部之樹脂模鑄線圈鄰接之樹脂模鑄線圈，係以隔著線圈支持件而與鄰接之樹脂模鑄線圈緊固而支持之方式構成。
5. 如請求項1至3中任一項之模鑄變壓器，其中可對上述上下、前後、左右之加強金屬件安裝蓋體或支持構件。
6. 如請求項4之模鑄變壓器，其中可對上述上下、前後、左右之加強金屬件安裝蓋體或支持構件。
7. 一種模鑄變壓器之樹脂模鑄線圈之更換方法，其特徵在於，該模鑄變壓器包含複數個鐵心及複數個內包該鐵心而配置之樹脂模鑄線圈，上述變壓器係當將上述樹脂模鑄線圈之線圈軸方向設為上下，將上述複數個樹脂模鑄線圈之排列方向設為左右，將與上述線圈軸方向及上述排列方向正交之方向設為前後時，於該變壓器之上下、前後、左右分別包含加強金屬件，且該上下、前後、左右加強金屬件分別連結，上述鐵心係藉由上述上下加強金屬件而固定其上下部分，上述複數個樹脂模鑄線圈分別獨立地隔著線圈支持件而藉由上述上下、前後、左右之加強金屬件支持其上下、前後、左右部分，且卸除上述複數個樹脂模鑄線圈中之欲更換之樹脂模鑄線圈之線圈支持件，其他樹脂模鑄線圈維持藉由上述上下、前後、左右之加強金屬件而支持之狀態。