(57)【要約】油圧トランスミッションの油温を適切な温度に保つことができる再生エネルギー型発電装置を提供することを目的とする。再生エネルギーから電力を生成する再生エネルギー型発電装置であって、再生エネルギーによって駆動される回転シャフトと、回転シャフトによって駆動される油圧ポンプと、油圧ポンプから供給される作動油によって駆動される油圧モータと、モータに連結された発電機と、油圧ポンプ及び油圧モータに接続され、油圧ポンプ及び油圧モータの間で作動油を循環させるオイルラインと、オイルラインに接続され、作動油を冷却媒体と熱交換することにより冷却するオイルクーラと、オイルクーラに冷却媒体を供給する冷却媒体ラインと、オイルライン及び冷却媒体ラインの少なくとも一方のラインから分岐して該ラインに合流し、オイルクーラをバイパスするバイパスラインと、バイパスラインの分岐点と合流点との間に位置する少なくとも一方のラインに設けられ、オイルクーラに流入する作動油及び冷却媒体の少なくとも一方の流量を調整する流量調整バルブとを備える。
2013021488.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
再生エネルギーから電力を生成する再生エネルギー型発電装置であって、
再生エネルギーによって駆動される回転シャフトと、
前記回転シャフトによって駆動される油圧ポンプと、
前記油圧ポンプから供給される作動油によって駆動される油圧モータと、
前記モータに連結された発電機と、
前記油圧ポンプ及び前記油圧モータに接続され、前記油圧ポンプ及び前記油圧モータの間で前記作動油を循環させるオイルラインと、
前記オイルラインに接続され、前記作動油を冷却媒体と熱交換することにより冷却するオイルクーラと、
前記オイルクーラに前記冷却媒体を供給する冷却媒体ラインと、
前記オイルライン及び前記冷却媒体ラインの少なくとも一方のラインから分岐して該ラインに合流し、前記オイルクーラをバイパスするバイパスラインと、
前記バイパスラインの分岐点と合流点との間に位置する前記少なくとも一方のラインに設けられ、前記オイルクーラに流入する前記作動油及び前記冷却媒体の少なくとも一方の流量を調整する流量調整バルブとを備えることを特徴とする再生エネルギー型発電装置。
【請求項２】
前記冷却媒体ラインに設けられ、前記再生エネルギー型発電装置の周囲に存在する雰囲気流体によって前記冷却媒体を冷却する熱交換器をさらに備え、
前記熱交換器における前記冷却媒体と前記雰囲気流体との熱交換量は、前記冷却媒体の流量及び前記雰囲気流体の流量の少なくとも一方によって調整されることを特徴とする請求項１に記載の再生エネルギー型発電装置。
【請求項３】
前記冷却媒体ラインに接続され、前記発電機を冷却する発電機クーラをさらに備え、
前記冷却媒体は、前記オイルクーラ及び前記発電機クーラの冷却に用いられることを特徴とする請求項１に記載の再生エネルギー型発電装置。
【請求項４】
前記オイルラインから前記作動油の一部を引き抜き、前記油圧ポンプ及び前記油圧モータの少なくとも一方の摺動部位に潤滑油として供給する作動油引き抜きラインと、
前記作動油引き抜きライン上に設けられ、前記作動油を冷却する潤滑油冷却手段とをさらに備え、
前記潤滑油冷却手段によって、前記摺動部位に供給される潤滑油が前記油圧ポンプ入口の作動油より低温に維持されることを特徴とする請求項１に記載の再生エネルギー型発電装置。
【請求項５】
前記オイルラインの所定位置における作動油温度が設定温度となるように、前記流量調整バルブの開度を調節して、前記オイルクーラに流入する作動油流量及び冷却媒体流量の少なくとも一方を調整するコントローラをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の再生エネルギー型発電装置。
【請求項６】
少なくとも前記油圧ポンプ及び前記油圧モータを収容するタワー又はナセルの内部に設けられ、前記タワー又はナセル内部の空気を冷却するタワー／ナセル冷却器をさらに備え、
前記タワー／ナセル冷却器に、前記冷却媒体を供給するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の再生エネルギー型発電装置。
【請求項７】
前記冷却媒体ラインには、前記発電機を冷却する発電機クーラ、並びに、少なくとも前記油圧ポンプ及び前記油圧モータを収容するタワー又はナセルを冷却するタワー／ナセル冷却器の少なくとも一方が、直列または並列に接続され、
前記冷却媒体は不凍液が添加された水であり、該冷却媒体により、前記オイルクーラに加えて、前記発電機クーラ及び前記タワー／ナセル冷却器の少なくとも一方を冷却することを特徴とする請求項１に記載の再生エネルギー型発電装置。
【請求項８】
前記冷却媒体が空気であり、前記冷却媒体ラインに送風手段が設けられ、
前記冷却媒体が前記送風手段により前記オイルクーラに導かれることを特徴とする請求項１に記載の再生エネルギー型発電装置
【請求項９】
前記再生エネルギー型発電装置が、タワーと、前記タワーによって支持され、少なくとも前記油圧ポンプを収容するナセルとを有する風力発電装置であって、
前記タワー内または前記タワーの外周に設けられ変圧器が配置される変圧器室と、
前記冷却媒体ラインに直列または並列に接続され、前記熱交換器にて冷却された冷却媒体が前記冷却媒体ラインを介して前記変圧器室に供給され、前記冷却媒体の冷熱により前記変圧器室内の空気を冷却する変圧器冷却器とを備え、
前記冷却媒体は不凍液を添加された水であることを特徴とする請求項２に記載の再生エネルギー型発電装置。
【請求項１０】
前記再生エネルギー型発電装置が、タワーと、前記タワーによって支持され、少なくとも前記油圧ポンプを収容するナセルとを有する風力発電装置であって、
前記雰囲気流体が空気であることを特徴とする請求項２に記載の再生エネルギー型発電装置。
【請求項１１】
前記熱交換器が前記タワー上部または前記ナセルに配置されていることを特徴とする請求項１０に記載の再生エネルギー型発電装置。
【請求項１２】
前記再生エネルギー型発電装置が、タワーと、前記タワーによって支持され、少なくとも前記油圧ポンプを収容するナセルとを有し、海洋上に立設される洋上風力発電装置であって、
前記雰囲気流体が海水であることを特徴とする請求項２に記載の再生エネルギー型発電装置。
【請求項１３】
前記熱交換器と、変圧器が配置される変圧器室とが前記タワー下部に設けられ、
前記冷却媒体ラインが前記タワー下部まで延設されていることを特徴とする請求項１２に記載の再生エネルギー型発電装置。
【請求項１４】
前記タワー内部及び前記ナセル内部の少なくとも一方は、外気に対して密閉状態であることを特徴とする請求項１に記載の再生エネルギー型発電装置。
【請求項１５】
前記タワー内部又は前記ナセル内部空気を空冷でも冷却する空気吸入口及び空気排出口を有し、
前記空気吸入口及び前記空気排出口には、外気に混在する腐食性物質を遮蔽するフィルタがそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項９に記載の再生エネルギー型発電装置。
【請求項１６】
前記タワー内部又は前記ナセル内部には、少なくとも一つのファンが設けられ、
前記空気吸入口及び前記空気排出口には、開閉自在なシャッタがそれぞれ設けられており、
前記タワー内部又は前記ナセル内部温度が所定温度より高い場合には、前記シャッタを開いて前記タワー内部又は前記ナセル内部の空気を換気する換気モードとし、
前記タワー内部又は前記ナセル内部温度が所定温度以下の場合には、前記シャッタを閉じて前記ナセル内部の空気を該ナセル内部で循環させる循環モードとすることを特徴とする請求項１５に記載の再生エネルギー型発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧トランスミッションを介して、再生エネルギー源から得られるロータの回転エネルギーを発電機に伝達する再生エネルギー型発電装置に関し、特に、油圧トランスミッションの冷却機能を備えた再生エネルギー型発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境の保全の観点から、風力を利用した風力発電装置や、潮流、河流あるいは海流エネルギーを利用した潮流発電装置等の再生エネルギー型発電装置の普及が進んでいる。これらの再生エネルギー型発電装置は、発電効率を向上させるために大型化が進められている。特に、洋上に設置される風力発電装置は、陸上に設置される風力発電装置に比べて建設コストが高くなりがちであるから、大型化によって発電効率を向上させて、採算性を改善することが求められる。【０００３】
ところが、再生エネルギー型発電装置の大型化により発電機の出力が増加すると、発電機からの熱損失も大きくなる。また、油圧ポンプ及び油圧モータを組み合わせた油圧トランスミッションによってロータの回転を発電機に伝達するようにした再生エネルギー型発電装置では、発電機の熱損失に加えて、油圧トランスミッションからの熱損失も考慮しなければならない。そのため、発電機や油圧トランスミッション等の熱発生源の冷却機能を備えた再生エネルギー型発電装置の開発が望まれる。【０００４】
この点、特許文献１には、コンバータや、変圧器や、制御装置を冷却するための冷却システムを備えた風力発電装置が記載されている。この冷却システムは、タワー外周面に取り付けられた複数の熱交換器を有し、該熱交換器において、コンバータや、変圧器や、制御装置を冷却した後の冷却媒体を大気と熱交換させるようになっている。【０００５】
また、特許文献２には、複数のデバイス（コンバータ、変圧器、軸受箱、発電機等）を冷却するための風力発電装置用の冷却装置が記載されている。この冷却装置は、複数のデバイスを冷却した後の冷却水を、タワーやナセルの外壁に取り付けられた熱交換器によって冷却するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】欧州特許出願公開第１７９８４１４号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第２００７１８４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
通常、再生エネルギー型発電装置は、風力や潮流、河流あるいは海流等の再生エネルギーを利用するため、外気温や水温等の周囲環境の温度変化が大きい場所に設置されることが多く、これにともない油圧トランスミッションの作動油温度も変化する。上記したような冷却装置を具備する場合には、装置周囲の外気や海水等の冷熱を利用することが多いため、やはり周囲環境の温度変化に冷却機能が依存してしまうことが考えられる。【０００８】
作動油は温度変化にともない粘度が変化し、低温では作動油が高粘度となり油圧トランスミッションのエネルギーロスが大きくなり、高温では作動油の粘度低下により作動油の劣化速度が速くなったり、潤滑性が悪化して摺動部の損耗が生じたり、漏れが多くなったりしてしまう。したがって、油圧トランスミッションを備える発電装置においては、作動油を適切な温度に保つことが求められるが、特許文献１、２等に開示される従来の技術にはこういった構成が何ら開示されていない。【０００９】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、油圧トランスミッションの油温を適切な温度に保つことができる再生エネルギー型発電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る再生エネルギー型発電装置は、再生エネルギーから電力を生成する再生エネルギー型発電装置であって、再生エネルギーによって駆動される回転シャフトと、前記回転シャフトによって駆動される油圧ポンプと、前記油圧ポンプから供給される作動油によって駆動される油圧モータと、前記モータに連結された発電機と、前記油圧ポンプ及び前記油圧モータに接続され、前記油圧ポンプ及び前記油圧モータの間で前記作動油を循環させるオイルラインと、前記オイルラインに接続され、前記作動油を冷却媒体と熱交換することにより冷却するオイルクーラと、前記オイルクーラに前記冷却媒体を供給する冷却媒体ラインと、前記オイルライン及び前記冷却媒体ラインの少なくとも一方のラインから分岐して該ラインに合流し、前記オイルクーラをバイパスするバイパスラインと、前記バイパスラインの分岐点と合流点との間に位置する前記少なくとも一方のラインに設けられ、前記オイルクーラに流入する前記作動油及び前記冷却媒体の少なくとも一方の流量を調整する流量調整バルブとを備えることを特徴とする。【００１１】
上記再生エネルギー型発電装置によれば、作動油及び冷却媒体の少なくとも一方の流体がオイルクーラをバイパスするようにバイパスラインを設け、流量調整バルブによって、このバイパスラインへの前記流体の流入量を調整するようにしたので、オイルクーラにて作動油と冷却媒体との間で交換される熱量を調整することができる。これにより、オイルクーラで冷却される作動油の温度を自在に調整可能となり、周囲の温度や発電機の発熱量等が変化した場合においても、作動油を適切な温度に保つことが可能となるとともに、バイパス量を予め制限することで過冷却防止も可能となる。なお、流量調整バルブは完全に閉とすることもでき、この場合、オイルクーラに流入する流体の流量が０となるため、オイルクーラでの冷却が行われない状態となる。【００１２】
上記再生エネルギー型発電装置において、前記冷却媒体ラインに設けられ、前記再生エネルギー型発電装置の周囲に存在する雰囲気流体によって前記冷却媒体を冷却する熱交換器をさらに備え、前記熱交換器における前記冷却媒体と前記雰囲気流体との熱交換量は、前記冷却媒体の流量及び前記雰囲気流体の流量の少なくとも一方によって調整されることが好ましい。【００１３】
このように、冷却媒体ラインに、再生エネルギー型発電装置の周囲に存在する雰囲気流体によって冷却媒体を冷却する熱交換器を設け、この熱交換器における冷却媒体の流量及び雰囲気流体の流量の少なくとも一方を調整するようにしたので、冷却媒体の保有熱量を自在に調整できる。これにより、バイパスライン及び流量調整バルブを用いたオイルクーラでの作動油冷却量の調整に加えて、冷却媒体の保有熱量、すなわち冷却媒体自体の冷却能力を調整可能となるため、作動油の冷却機能を大幅に向上できる。再生エネルギー型発電装置においては、特に発電機の負荷によってオイルクーラの熱損失が変化するため、上記構成を備えることで、発電機の負荷に応じた作動油の冷却が可能となる。【００１４】
上記再生エネルギー型発電装置は、前記冷却媒体ラインに接続され、前記発電機を冷却する発電機クーラをさらに備え、前記冷却媒体は、前記オイルクーラ及び前記発電機クーラの冷却に用いられるようにしてもよい。
このように、冷却媒体ラインに接続され、発電機を冷却する発電機クーラを設け、オイルクーラで用いられる冷却媒体によって発電機クーラも冷却するようにしたので、再生エネルギー型発電装置が有する複数の熱発生源の冷却を統合的に行うことができ、冷却の効率化が図れる。【００１５】
上記再生エネルギー型発電装置は、前記オイルラインから前記作動油の一部を引き抜き、前記油圧ポンプ及び前記油圧モータの少なくとも一方の摺動部位に潤滑油として供給する作動油引き抜きラインと、前記作動油引き抜きライン上に設けられ、前記作動油を冷却する潤滑油冷却手段とをさらに備え、前記潤滑油冷却手段によって、前記摺動部位に供給される潤滑油が前記油圧ポンプ入口の作動油より低温に維持されることが好ましい。
このように、オイルラインから引き抜いた作動油の一部を冷却し、潤滑油として用いることにより、潤滑油貯留タンク等の潤滑油供給機構を新たに設ける必要がなくなり、装置の簡素化が図れる。また、摺動部位に供給される潤滑油は、油圧トランスミッションの作動油より高粘度の油が必要とされるが、潤滑油冷却手段で冷却して粘度を上げているため、潤滑油としての機能を十分に果たすことができる。【００１６】
上記再生エネルギー型発電装置は、前記オイルラインの所定位置における作動油温度が設定温度となるように、前記流量調整バルブの開度を調節して、前記オイルクーラに流入する作動油流量及び冷却媒体流量の少なくとも一方を調整するコントローラをさらに備えることが好ましい。
これにより、オイルライン上を流れる作動油温度を設定温度に精度よく維持することができ、油圧トランスミッションを円滑に運転可能となる。なお、設定温度は、作動油の粘度に基づいて設定してもよい。例えば、設定温度の上限値は、作動油の劣化速度や漏れ量等が抑えられるように設定された粘度下限値に対応した温度とし、設定温度の下限値は、油圧トランスミッション内における作動油の粘性抵抗によるエネルギーロスが抑えられるように設定された粘度上限値に対応した温度とする。なお、油圧トランスミッションにおいては、オイルライン上の位置によって作動油の適正温度が異なるため、設定温度はオイルラインの位置に対応した温度とする。また、設定温度は少なくとも一つ以上有するものとし、設定温度が複数存在する場合は、複数の設定温度がオイルライン上の位置にそれぞれ対応している。【００１７】
上記再生エネルギー型発電装置において、少なくとも前記油圧ポンプ及び前記油圧モータを収容するタワー又はナセルの内部に設けられ、前記タワー又はナセル内の空気を冷却するタワー／ナセル冷却器をさらに備え、前記タワー／ナセル冷却器に、前記冷却媒体を供給するようにしてもよい。
このように、タワー又はナセル内の空気を冷却するタワー／ナセル冷却器を設け、オイルクーラで用いられる冷却媒体によって、タワー／ナセル冷却器も冷却するようにしたので、再生エネルギー型発電装置が有する複数の熱発生源の冷却を統合的に行うことができ、冷却の効率化が図れる。【００１８】
上記再生エネルギー型発電装置において、前記冷却媒体ラインには、前記発電機を冷却する発電機クーラ、並びに、少なくとも前記油圧ポンプ及び前記油圧モータを収容するタワー又はナセルを冷却するタワー／ナセル冷却器の少なくとも一方が、直列または並列に接続され、前記冷却媒体は不凍液が添加された水であり、該冷却媒体により、前記オイルクーラに加えて、前記発電機クーラ及び前記タワー／ナセル冷却器の少なくとも一方を冷却することが好ましい。
このように、冷却媒体ラインに、発電機クーラ並びにタワー／ナセル冷却器の少なくとも一方を接続し、オイルクーラで用いられる冷却媒体によって、発電機クーラ並びにタワー／ナセル冷却器の少なくとも一方も冷却するようにしたので、再生エネルギー型発電装置が有する複数の熱発生源の冷却を統合的に行うことができ、冷却の効率化が図れる。また、冷却媒体として不凍液を添加した水を用いることにより、外気温が氷点下になっても、冷却媒体の凍結による冷却システムの故障を防止できる。【００１９】
上記再生エネルギー型発電装置では、前記冷却媒体が空気であり、前記冷却媒体ラインに送風手段が設けられ、前記冷却媒体が前記送風手段により前記オイルクーラに導かれるようにしてもよい。
このように、冷却媒体として空気を用い、空気を送風手段によりオイルクーラに導く構成とすることで、冷却媒体ラインの構造を簡素化でき、且つメンテナンスを容易に行うことが可能となる。【００２０】
上記再生エネルギー型発電装置が、タワーと、前記タワーによって支持され、少なくとも前記油圧ポンプを収容するナセルとを有する風力発電装置であって、前記タワー内または前記タワーの外周に設けられ変圧器が配置される変圧器室と、前記冷却媒体ラインに直列または並列に接続され、前記熱交換器にて冷却された冷却媒体が前記冷却媒体ラインを介して前記変圧器室に供給され、前記冷却媒体の冷熱により前記変圧器室内の空気を冷却する変圧器冷却器とを備え、前記冷却媒体は不凍液を添加された水であることが好ましい。
このように、オイルクーラで用いられる冷却媒体によって、タワー内またはタワー外周に設けられる変圧器室の冷却も行うようにしたので、再生エネルギー型発電装置が有する複数の熱発生源の冷却を統合的に行うことができ、冷却の効率化が図れる。また、冷却媒体として不凍液を添加した水を用いることにより、外気温が氷点下になっても、冷却媒体の凍結による冷却システムの故障を防止できる。【００２１】
上記再生エネルギー型発電装置が、タワーと、前記タワーによって支持され、少なくとも前記油圧ポンプを収容するナセルとを有する風力発電装置であって、前記雰囲気流体が空気であることが好ましい。
通常、風力発電装置は、風速がある一定以上得られる場所に設置されることが多い。したがって、風力発電装置において、冷却媒体を冷却する雰囲気流体として空気を用いることにより、熱交換器への雰囲気流体の取り込みを容易に行うことが可能となる。【００２２】
また、この場合、前記熱交換器が前記タワー上部または前記ナセルに配置されていてもよい。
このように、風速が大きい高所のタワー上部またはナセルに熱交換器を配置することで、熱交換器への雰囲気流体の取り込みをより一層促進することが可能となる。【００２３】
上記前記再生エネルギー型発電装置が、タワーと、前記タワーによって支持され、少なくとも前記油圧ポンプを収容するナセルとを有し、海洋上に立設される洋上風力発電装置であって、前記雰囲気流体が海水であることが好ましい。
洋上風力発電装置においては、周囲に海水が十分に存在するため、冷却媒体を冷却する雰囲気流体として海水を十分に確保することができる。【００２４】
この場合、前記熱交換器と、変圧器が配置される変圧器室とが前記タワー下部に設けられ、前記冷却媒体ラインが前記タワー下部まで延設されていてもよい。
これにより、被冷却部位と雰囲気流体源との距離が近くなり、冷媒循環ラインの配管構成を簡素化できる。【００２５】
また、上記再生エネルギー型発電装置において、前記タワー内部及び前記ナセル内部の少なくとも一方は、外気に対して密閉状態であることが好ましい。
このように、タワー内部及びナセル内部の少なくとも一方が外気に対して密閉状態となるように構成することで、外気に含まれる腐食性物質、特に洋上風力発電装置においては塩による内部機器の腐食を防止できる。【００２６】
さらに、上記再生エネルギー型発電装置は、前記タワー内部又は前記ナセル内部空気を空冷でも冷却する空気吸入口及び空気排出口を有し、前記空気吸入口及び前記空気排出口には、外気に混在する腐食性物質を遮蔽するフィルタがそれぞれ設けられていることが好ましい。
このように、タワー内部又はナセル内部空気を空冷でも冷却する空気吸入口及び空気排出口を有することで、発電機や油圧トランスミッション等の熱発生源によるタワー内部又はナセル内部の温度上昇を抑制できる。また、空気吸入口及び空気排出口には、外気に混在する腐食性物質を遮蔽するフィルタを設ける構成としているので、外気に含まれる腐食性物質がタワー内部又はナセル内部に侵入することを防止できる。【００２７】
この場合、前記タワー内部又は前記ナセル内部には、少なくとも一つのファンが設けられ、前記空気吸入口及び前記空気排出口には、開閉自在なシャッタがそれぞれ設けられており、前記タワー内部又は前記ナセル内部温度が所定温度より高い場合には、前記シャッタを開いて前記タワー内部又は前記ナセル内の空気を換気する換気モードとし、前記タワー内部又は前記ナセル内温度が所定温度以下の場合には、前記シャッタを閉じて前記ナセル内の空気を該ナセル内で循環させる循環モードとすることが好ましい。
このように、タワー内部又はナセル内部温度が所定温度より高い場合には、シャッタを開いて換気モードとし、ファンによってタワー内部又はナセル内部の空気を、空気吸入口及び空気排出口を介して入れ換えることでタワー内部又はナセル内部温度を低下させることができる。一方、タワー内部又はナセル内部温度が所定温度以下の場合には、シャッタを閉じて循環モードとし、ファンによってタワー内部又はナセル内部の空気を内部循環させることで、局所的な高温部位（発電機周囲など）を解消することができる。さらにまた、換気モードと循環モードとからなる２つの用途でファンを使用できる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明では、作動油及び冷却媒体の少なくとも一方の流体がオイルクーラをバイパスするようにバイパスラインを設け、流量調整バルブによって、このバイパスラインへの前記流体の流入量を調整するようにしたので、オイルクーラにて作動油と冷却媒体との間で交換される熱量を調整することができる。これにより、オイルクーラで冷却される作動油の温度を自在に調整可能となり、周囲環境の温度や発電機の発熱量等が変化した場合においても、作動油を適切な温度に保つことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る風力発電装置の全体構成を示す図である。
【図２】オイルラインと冷却媒体ラインの構成例を示す図である。
【図３】ナセル内の空冷機構を示す図であり、（ａ）は循環モードを示す図で、（ｂ）は換気モードを示す図である。
【図４】トランス室の冷却機構を備えた風力発電装置の全体構成図である。
【図５】トランス室の他の冷却機構を備えた風力発電装置の全体構成図である。
【図６】トランス室の他の冷却機構を備えた風力発電装置の全体構成図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る風力発電装置の全体構成を示す図である。
【図８】本発明の第２実施形態の変形例に係る風力発電装置の全体構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、添付図面に従って本発明の実施形態について説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００３１】
［第１実施形態］
図１及び図２を参照して、本発明の第１実施形態に係る風力発電装置について説明する。ここで、図１は、第１実施形態に係る風力発電装置の全体構成を示す図であり、図２は、オイルラインと冷却媒体ラインの構成例を示す図である。
図１に示すように風力発電装置１は、主として、タワー２と、タワー２に支持されるナセル４と、風のエネルギーによって回転するロータ６とを備える。
なお、図１には、風力発電装置１として海面ＳＬ上に設置される洋上風力発電装置を例示しているが、風力発電装置１は陸上に設置されていてもよい。
【００３２】
ロータ６は、少なくとも一枚（例えば３枚）のブレード６Ａと、該ブレード６Ａを支持するハブ６Ｂとで構成される。ハブ６Ｂは、ナセル４内に収納された主軸５に連結されている。これにより、ブレード６Ａが風を受けてロータ６が回転すると、ハブ６Ｂに連結された主軸５も回転するようになっている。
【００３３】
ナセル４内には油圧トランスミッション１０及び発電機２０が収納されている。
図２に示すように、油圧トランスミッション１０は、主軸５に連結された油圧ポンプ１２と、発電機２０に連結された油圧モータ１４と、油圧ポンプ１２及び油圧モータ１４間に設けられるオイルライン１８とを有する。オイルライン１８は、油圧ポンプ１２の吐出側と油圧モータ１４の吸込側とを接続する高圧油ライン１６、および、油圧ポンプ１２の吸込側と油圧モータ１４の吐出側とを接続する低圧油ライン１７により構成されている。
【００３４】
油圧ポンプ１２は、主軸５によって駆動されて高圧の作動油を生成する。この高圧の作動油は、高圧油ライン１６を介して油圧モータ１４に供給され、該高圧の作動油によって油圧モータ１４が駆動される。このとき、油圧モータ１４に連結された発電機２０が駆動され、発電機２０において電力が生成される。油圧モータ１４から吐出された作動油は、低圧油ライン１７を介して油圧ポンプ１２に供給され、油圧ポンプ１２において再び昇圧されて油圧モータ１４に送られる。
【００３５】
低圧油ライン１７上には、冷却媒体と作動油とを熱交換することによって、作動油を冷却するためのオイルクーラ３６が接続されている。
ここで、冷却媒体は、冷却媒体ライン３０を介してオイルクーラ３６に導入される。
冷却媒体ライン３０は、風力発電装置１の熱発生源（図２では油圧トランスミッション）の冷却を行うための冷却媒体を循環させる流路であり、閉ループの冷媒回路として構成される。冷却媒体ライン３０を循環する冷却媒体には、任意の液体又は気体からなる冷媒を用いることができる。特に、冷却媒体として空気を用いることが好ましい。このとき、冷却媒体ライン３０に設けたファン３９によって、空気がオイルクーラ３６に導かれるようにする。これにより、冷却媒体ライン３０の構造を簡素化でき、且つメンテナンスを容易に行うことが可能となる。また、冷却媒体として、不凍液を添加した水を用いることも好ましい。このように、冷却媒体として一般的な気体（空気など）に比べて比熱の大きい水を用いることで、冷却媒体の必要循環量を少なくできる。さらに、不凍液の添加により、外気温が氷点下になっても、冷却媒体（水）の凍結による冷却システムの故障を防止できる。
【００３６】
冷却媒体ライン３０のオイルクーラ３６の下流側には、伝熱管群からなる熱交換器３５が設けられている。この熱交換器３５は、伝熱管内を流れる冷却媒体を、伝熱管周囲を流れる雰囲気流体によって冷却するように構成されている。なお、雰囲気流体とは風力発電装置１の周囲に存在する流体であって、例えば空気、海水等である。熱交換器３５では、オイルクーラ３６を通過した後の冷却媒体が伝熱管内を流れ、この冷却媒体は、伝熱管外周を流れる雰囲気流体によって冷却される。このとき、雰囲気流体として空気を用いることが好ましい。通常、風力発電装置１においては、風速がある一定以上得られる場所に設置されることが多い。したがって、風力発電装置１において、冷却媒体を冷却する雰囲気流体として空気を用いることにより、熱交換器３５への雰囲気流体の取り込みを容易に行うことが可能となる。また、洋上風力発電装置においては、雰囲気流体として海水を用いることが好ましい。洋上風力発電装置においては、周囲に海水が十分に存在するため、冷却媒体を冷却する雰囲気流体として海水を十分に確保することができる。
【００３７】
また、風力発電装置１においては、熱交換器３５がタワー２上部またはナセル４に配置されていることが好ましい。このように、風速が大きい高所のタワー２上部またはナセル４に熱交換器３５を配置することで、熱交換器３５への雰囲気流体の取り込みをより一層促進することが可能となる。
【００３８】
ここで、熱交換器３５における冷却媒体と雰囲気流体との熱交換量は、冷却媒体の流量及び雰囲気流体の流量の少なくとも一方によって調整されるようにしてもよい。具体的には、熱交換器内にファンで外気を取り込み、外気と作動油とを熱交換することによって作動油を冷却する場合、コントローラ５０に、オイルライン１８上の作動油温度または外気温度を入力し、この温度に基づいて、ファンの回転数を制御し、熱交換器３５に導入する外気の流量を調整する。
【００３９】
このように、熱交換器３５における冷却媒体の流量及び雰囲気流体の流量の少なくとも一方を調整することで、冷却媒体の保有熱量を自在に調整できる。これにより、冷却媒体の保有熱量、すなわち冷却媒体自体の冷却能力を調整可能となるため、作動油の冷却機能を大幅に向上できる。風力発電装置１においては、特に発電機２０の負荷によってオイルクーラ３６の熱損失が変化するため、上記構成を備えることで、発電機２０の負荷に応じた作動油の冷却が可能となる。なお、同図には一つの熱交換器３５のみを示しているが、想定される風力発電装置１の熱発生源からの発熱量に応じて、複数の熱交換器３５を設けてもよい。この場合、複数の熱交換器３５は、冷却媒体ライン３０に対して並列に接続しても、直列に接続してもよい。
【００４０】
また、オイルライン１８には、分岐点Ａにて低圧油ライン１７から分岐して、合流点Ｂにて該低圧油ライン１７に合流するバイパスライン１９が接続されている。このバイパスライン１９には、分岐点Ａで分岐した作動油が流れ、この作動油は合流点Ｂで再度低圧油ライン１７に合流するようになっている。
さらに、バイパスライン１９の分岐点Ａと合流点Ｂとの間に位置する低圧油ライン１７ａには、オイルクーラ３６に流入する作動油の流量を調整する流量調整バルブ５１が設けられている。
【００４１】
このように、流量調整バルブ５１によって、バイパスライン１９への作動油の流入量を調整することで、オイルクーラ３６にて作動油と冷却媒体との間で交換される熱量を調整することができ、作動油の冷却によって該作動油を適切な温度に保つことが可能となる。なお、流量調整バルブ５１は、分岐点Ａに設けられていてもよく、この場合、三方バルブを用いることもできる。
【００４２】
流量調整バルブ５１は、コントローラ５０によって開度制御される。この場合、オイルライン１８の所定位置における作動油温度を温度センサＴ１又はＴ２で検出し、この検出された温度があらかじめ設定された設定温度となるように、コントローラ５０によって流量調整バルブ５１の開度を調節して、オイルクーラ３６に流入する作動油流量を調整する。なお、設定温度は、作動油の粘度に基づいて設定してもよい。例えば、設定温度の上限値は、作動油の劣化速度や漏れ量等が抑えられるように設定された粘度下限値に対応した温度とし、設定温度の下限値は、油圧トランスミッション内における作動油の粘性抵抗によるエネルギーロスが抑えられるように設定された粘度上限値に対応した温度とする。
【００４３】
油圧トランスミッションにおいては、オイルライン１８上の位置によって作動油の適正温度が異なるため、設定温度はオイルライン１８の位置に対応した温度とする。また、設定温度は少なくとも一つ以上有するものとし、設定温度が複数存在する場合は、複数の設定温度がオイルライン上の位置にそれぞれ対応している。すなわち、オイルライン１８上の異なる位置に設けられた温度センサＴ１、Ｔ２に対応した設定温度がそれぞれ存在する。なお、オイルライン１８上の温度センサＴ１、Ｔ２の位置は、低圧油ライン１７上であることが好ましいが、高圧油ライン１６であってもよい。
また、流量調整バルブ５１は完全に閉とすることもでき、この場合、オイルクーラ３６に流入する作動油の流量が０となるため、オイルクーラ３６での冷却が行われない状態となる。
【００４４】
図１に戻り、オイルクーラ３６に冷却媒体を供給する冷媒ライン３０は、油圧トランスミッション１０とは別の熱発生源近傍まで延設され、この冷媒ライン３０を流れる冷却媒体によって、複数の熱発生源を冷却するようにしてもよい。
他の熱発生源としては、例えば、発電機クーラ３７、ナセル冷却器３８、タワー冷却器等が挙げられる。この場合、熱交換器３５は共通として、冷媒ライン３０は各熱発生源に対して直列配管にした構成例を示しているが、各熱発生源の必要温度、流量によっては並列配管とする方が好ましい場合もある。
【００４５】
発電機クーラ３７は、例えば発電機２０の周囲に設けられた冷却ジャケットとして構成される。発電機クーラ３７では、冷却媒体ライン３０から供給される冷却媒体との熱交換によって発電機２０を冷却するようになっている。これにより、発電機２０を効果的に冷却できる。
【００４６】
ナセル冷却器３８は、ファン及び伝熱管群を備えたファン付き熱交換器として構成される。ナセル冷却器３８では、ファンにより吸い込んだ（あるいは押し込んだ）ナセル４内の空気が、冷却媒体ライン３０から伝熱管群に供給された冷却媒体と熱交換されて冷却されるようになっている。これにより、風力発電装置１の熱発生源からの放熱によって昇温されたナセル４内の空気を効果的に冷却できる。タワー冷却器は、ナセル冷却器３８と略同一の構成を有する。
【００４７】
このように、発電機クーラ３７やナセル冷却器３８等の他の熱発生源の冷却手段を冷却媒体ライン３０に接続し、オイルクーラ３６で用いられる冷却媒体によって他の熱発生源も冷却するようにしたので、風力発電装置１が有する複数の熱発生源の冷却を統合的に行うことができ、冷却の効率化が図れる。
なお、図１には、発電機クーラ３７及びナセル冷却器３８を例示したが、熱発生源はこれらに限定されるものではなく、他の熱発生源に対しても上記の冷却機構は適用可能である。
【００４８】
また、図２に示すように、風力発電装置１は、低圧油ライン１７から作動油の一部を引き抜き、油圧ポンプ１２及び油圧モータ１４の少なくとも一方の摺動部位に潤滑油として供給する作動油引き抜きライン４０を備えていてもよい。作動油引き抜きライン４０上には、引き抜いた作動油をさらに冷却する潤滑油冷却器４１が設けられている。この潤滑油冷却器４１によって、作動油引き抜きライン４０を流れる油は低圧油ライン１７を流れる作動油より低温に冷却され、潤滑油として摺動部位に供給される。ここで、摺動部位とは、ロータに連結される主軸５や発電機２０に連結される回転シャフト等の回転部材と、該回転部材を摺動支持するベアリングとの間の部位である。
【００４９】
このように、低圧油ライン１７等のオイルライン１８から引き抜いた作動油の一部を潤滑油冷却器４１によって冷却し、潤滑油として用いることにより、潤滑油貯留タンク等の潤滑油供給機構を新たに設ける必要がなくなり、装置の簡素化が図れる。また、摺動部位に供給される潤滑油は、油圧トランスミッション１０の作動油より高粘度の油が必要とされるが、潤滑油冷却器４１で冷却して粘度を上げているため、潤滑油としての機能を十分に果たすことができる。
【００５０】
また、図１において、タワー２内部及びナセル４内部の少なくとも一方は、外気に対して密閉状態であることが好ましい。このように、タワー２内部及びナセル４内部の少なくとも一方が外気に対して密閉状態となるように構成することで、外気に含まれる腐食性物質、特に洋上風力発電装置においては塩による内部機器の腐食を防止できる。
【００５１】
さらに、図１に示すように、ナセル４の外壁に、空気吸入口４４及び空気排出口４５を設けてもよい。空気吸入口４４及び空気排出口４５は開閉自在に構成されてもよく、これらが開放しているとき、ナセル４内を空気（外気）が通過して換気が行われる。これにより、ナセル４内部に収納される熱発生源によって昇温したナセル内空気を空冷することができる。また、空気吸入口４４及び空気排出口４５には、外気に混在する腐食性物質を遮蔽するフィルタ４４ａ、４５ａがそれぞれ設けられていることが好ましい。
なお、図１には、空気吸入口４４及び空気排出口４５をナセル４に設けた構成を示したが、タワー２側に設けてもよい。このように、タワー２の内部又はナセル４の内部を空冷する空気吸入口４４及び空気排出口４５を設けることで、発電機２０や油圧トランスミッション１０等の熱発生源によるタワー２内部又はナセル４内部の温度上昇を抑制できる。
【００５２】
また、上記の構成を有する場合、図３に示すように、ナセル４内部に少なくとも一つのファン４８を設け、且つ、空気吸入口４４及び空気排出口４５に開閉自在なシャッタ４６、４７を設けてもよい。ここで、図３はナセル内の空冷機構を示す図であり、（ａ）は循環モードを示す図で、（ｂ）は換気モードを示す図である。この冷却機構において、コントローラ６０によってシャッタ４６、４７の開閉を制御する。コントローラ６０は、温度センサＴ３で検出したナセル４内の温度が入力され、この温度が所定温度より高い場合には、図３（ｂ）に示すようにシャッタ４６、４７を開いてナセル４内の空気を換気する換気モードとし、ナセル４内温度が所定温度以下の場合には、図３（ａ）に示すようにシャッタ４６、４７を閉じてナセル４内の空気を内部循環させる循環モードとする。
【００５３】
このように、タワー２内部又はナセル４内部温度が所定温度より高い場合には、シャッタ４６、４７を開いて換気モードとし、ファン４８によってタワー２内部又はナセル４内部の空気を、空気吸入口４４及び空気排出口４５を介して入れ換えることでタワー２内部又はナセル４内部温度を低下させることができる。一方、タワー２内部又はナセル４内部温度が所定温度以下の場合には、シャッタ４６、４７を閉じて循環モードとし、ファン４８によってタワー２内部又はナセル４内部の空気を循環させることで、局所的な高温部位（発電機周囲など）を解消することができる。さらにまた、換気モードと循環モードとからなる２つの用途でファン４８を使用できる。
【００５４】
以上説明したように本実施形態では、オイルライン１８に、作動油及び冷却媒体の少なくとも一方の流体がオイルクーラ３６をバイパスするようにバイパスライン１９を設け、流量調整バルブ５１によって、このバイパスライン１９への前記流体の流入量を調整するようにしたので、オイルクーラ３６にて作動油と冷却媒体との間で交換される熱量を調整することができる。これにより、オイルクーラ３６で冷却される作動油の温度を自在に調整可能となり、周囲環境の温度や発電機の発熱量等が変化した場合においても、作動油を適切な温度に保つことが可能となるとともに、バイパス量を予め制限することで過冷却防止も可能となる。
【００５５】
なお、上述の第１実施形態では、バイパスライン１９がオイルライン１８に設けられている例について説明したが、バイパスラインを冷却媒体ライン３０側に設けてもよい。
この場合、図４に示すように、冷却媒体ライン３０には、分岐点Ｃにて冷却媒体ライン３０から分岐して、合流点Ｄにて該冷却媒体ライン３０に合流するバイパスライン３１が接続されている。このバイパスライン３１には、分岐点Ｃで分岐した冷却媒体が流れ、この冷却媒体は合流点Ｄで再度、冷却媒体ライン３０に合流するようになっている。
さらに、バイパスライン３１の分岐点Ｃと合流点Ｄとの間に位置する冷却媒体ライン３０ａには、オイルクーラ３６に流入する作動油の流量を調整する流量調整バルブ５６が設けられている。
【００５６】
流量調整バルブ５６は、コントローラ５５によって開度制御してもよい。この場合、冷却媒体ライン３０の所定位置における作動油温度を温度センサＴ１又はＴ２で検出し、この検出された温度があらかじめ設定された設定温度となるように、コントローラ５５によって流量調整バルブ５６の開度を調節して、オイルクーラ３６に流入する冷却媒体流量を調整する。
また、流量調整バルブ５６は完全に閉とすることもでき、この場合、オイルクーラ３６に流入する冷却媒体の流量が０となるため、オイルクーラ３６での冷却が行われない状態となる。
このように、流量調整バルブ５６によって、オイルクーラ３６を流れる冷却媒体流量を調整することで、作動油を適切な温度に保つことが可能となる。さらに、オイルクーラ３６を流れる流量に制限を設けておくと一定以上の冷却が不可能になり、過冷却を物理的に防止することも可能となる。
【００５７】
上述の第１実施形態に加えて、風力発電装置１は、以下の構成を備えていてもよい。
図５に示すように、風力発電装置１は、変圧器室７２を冷却する変圧器室冷却器７２を備える。変圧器室７２は、発電機２０で発電した電力を変圧する変圧器７３を収納する空間である。変圧器室７２内は、変圧器７３の放熱によって昇温する。そこで、変圧器室７２に変圧器室冷却器７２を設けている。この変圧器室冷却器７２は、第２の冷却媒体ライン７０を流れる冷却媒体と、変圧器室７２内の空気とを熱交換する構成となっている。第２の冷却媒体ライン７１には、上記変圧器室冷却器７２と、熱交換器７１とが接続されている。この熱交換器７１は、ポンプ７７によって汲み上げた海水を供給する海水供給ライン７８が接続されており、海水と冷却媒体とを熱交換することにより冷却媒体を冷却する構成となっている。さらに、第２の冷却媒体ライン７０には、タワー２内の空気を冷却するタワー冷却器７５が接続されていてもよい。
【００５８】
また別の構成として、図６に示すように、タワー２内に空気を供給するファン８２と、タワー２内から空気を排出する空気排出口８３とを設けて、タワー２内の空気を換気可能に構成するとともに、タワー２内の空気と変圧器室７２内の空気とを熱交換する熱交換器８１を設けてもよい。
図５及び図６に示した構成のように、変圧器室７２内を冷却する構成を備えることで、風力発電装置１の主要な熱発生源を冷却でき、風力発電装置１の円滑な運転が可能となる。また、主に油圧トランスミッションを冷却する冷却媒体ライン１８と、主に変圧器室７２内を冷却する第２の冷却媒体ライン７０または熱交換器８１とを、それぞれ独立して設けることにより、それぞれに最適な冷却手段を選択することが可能となる。このように、これらを独立して設けて、冷却媒体の配管を各々で最適な長さとすることで、配管の簡素化を図ることが可能となる。
【００５９】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る風力発電装置について説明する。本実施形態の風力発電装置は、変圧器室７２内の冷却機構を除けば、既に説明した第１実施形態の風力発電装置１と同様の構成である。したがって、ここでは、第１実施形態と共通する部材には同一の符号を付してその説明を省略し、第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００６０】
図７に示すように、風力発電装置１は、変圧器室７２を冷却する変圧器室冷却器９１を備える。この変圧器室冷却器９１は、オイルクーラ３６に冷却媒体を供給する冷却媒体ライン３０に接続されている。同図では、雰囲気流体と冷却媒体とを熱交換する熱交換器３５内で、オイルクーラ３６側の冷却媒体ライン３０と、変圧器室７２側の冷却媒体ライン３０’とが接続されている。なお、ここでは冷却媒体ライン３０と冷却媒体ライン３０’とが直列に接続されている場合を示したが、例えば、冷却媒体貯留タンクを介して、これらの２つのラインが並列に接続されていてもよい。
【００６１】
変圧器室冷却器９１は、冷却媒体が流れる冷却管群と、冷却管群の周囲を変圧器室７２内の空気が通過するように空気流を形成するファンとを有する。この構成により、冷却管群によって冷却された空気流が変圧器室７２内を循環し、変圧器７３からの放熱によって昇温した変圧器室７２内を冷却することができる。なお、同図では、変圧器室７２がタワー２内に設置されている場合について示したが、変圧器室７２はタワー２の外周に設置されていてもよい。
【００６２】
また、変形例として、図８に示すように、冷却媒体ライン３０、３０’に接続されるナセル側熱交換器３５及びタワー側熱交換器９５の少なくとも一方を備える構成としてもよい。ナセル側熱交換器３５は、上述したように、ナセル４の周囲に配置され、外気によって冷却媒体を冷却する。一方、タワー側熱交換器９５は、タワー２の底部に配置され、海水によって冷却媒体を冷却する。このタワー側熱交換器９５は、ポンプ９６によって汲み上げた海水を供給する海水供給ライン９７が接続されており、海水と冷却媒体とを熱交換することにより冷却媒体を冷却する構成となっている。さらに、冷却媒体ライン３０’には、タワー２内の空気を冷却するタワー冷却器９９が接続されていてもよい。
【００６３】
このように、オイルクーラ３６で用いられる冷却媒体を用いて、タワー２内またはタワー２外周に設けられる変圧器室７２の冷却も行うようにしたので、風力発電装置１が有する複数の熱発生源の冷却を統合的に行うことができ、冷却の効率化が図れる。またこのとき、冷却媒体として不凍液を添加した水を用いることが好ましく、これにより外気温が氷点下になっても、冷却媒体の凍結による冷却システムの故障を防止できる。この場合、熱交換器３５または９５は共通として、冷媒ライン３０または３０’は各熱発生源に対して直列配管にした構成例を示しているが、各熱発生源の必要温度、流量によっては並列配管とする方が好ましい場合もある。
【００６４】
以上、本実施形態の一例について詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはいうまでもない。
【００６５】
例えば、上述の実施形態では、本発明を風力発電装置に適用した例について説明したが、本発明は潮流発電装置に適用してもよい。ここでいう「潮流発電装置」は、海、川または湖等に設置され、潮流のエネルギーを利用して発電を行う装置であり、ロータ２が風ではなく潮流を受けて回転する点を除けば上述の風力発電装置１と基本的な構成は共通する。風力発電装置１と共通する構成要素について同一の符号を用いて説明すれば、潮流発電装置は、潮流を受けて回転するロータ２と、ロータ２の回転を増速する油圧トランスミッション１０と、電力を発生させる発電機２０と、少なくとも油圧トランスミッション１０の油圧ポンプ１２を収納するナセル４と、ナセル４を支持するタワー２とを備える。さらに、潮流発電装置は、油圧トランスミッション１０の油圧ポンプ及び油圧モータの間で前記作動油を循環させるオイルライン１８と、オイルライン１８に接続され、作動油を冷却するオイルクーラ３６と、オイルクーラ３６に冷却媒体を供給する冷却媒体ライン３０と、オイルライン１８又は冷却媒体ライン３０に設けられたバイパスラインとを備える。そして、流量調整バルブによって、オイルクーラ３６に流入する作動油または冷却媒体の少なくとも一方の流量を適宜調整する。これにより、潮流発電装置においても、油圧トランスミッション１０の作動油の温度を適切に保つことが可能となる。
【符号の説明】
【００６６】
１  風力発電装置
２  タワー
４  ナセル
５  主軸
６  ロータ
６Ａ  ブレード
６Ｂ  ハブ
１０  油圧トランスミッション
１２  油圧ポンプ
１４  油圧モータ
１６  高圧油ライン
１７、１７ａ  低圧油ライン
１８  オイルライン
１９  バイパスライン
２０  発電機
３０  冷却媒体ライン
３１  バイパスライン
３５  熱交換器
３６  オイルクーラ
３７  発電機クーラ
３８  ナセル冷却器
５０、５５  コントローラ
５１、５６  流量調整バルブ
【図１】
2013021488.tif 000003
【図２】
2013021488.tif 000004
【図３】
2013021488.tif 000005
【図４】
2013021488.tif 000006
【図５】
2013021488.tif 000007
【図６】
2013021488.tif 000008
【図７】
2013021488.tif 000009
【図８】
2013021488.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成23年12月16日(2011.12.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項６】
前記油圧ポンプ及び前記油圧モータを収容するナセル、ならびに、前記ナセルを支持するタワーの少なくとも一方の内部に設けられ、前記一方の内部の空気を冷却するタワー／ナセル冷却器をさらに備え、
前記タワー／ナセル冷却器に、前記冷却媒体を供給するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の再生エネルギー型発電装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
上記再生エネルギー型発電装置において、前記油圧ポンプ及び前記油圧モータを収容するナセル、ならびに、前記ナセルを支持するタワーの少なくとも一方の内部に設けられ、前記一方の内部の空気を冷却するタワー／ナセル冷却器をさらに備え、前記タワー／ナセル冷却器に、前記冷却媒体を供給するようにしてもよい。
このように、タワー又はナセル内の空気を冷却するタワー／ナセル冷却器を設け、オイルクーラで用いられる冷却媒体によって、タワー／ナセル冷却器も冷却するようにしたので、再生エネルギー型発電装置が有する複数の熱発生源の冷却を統合的に行うことができ、冷却の効率化が図れる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る風力発電装置の全体構成を示す図である。
【図２】オイルラインと冷却媒体ラインの構成例を示す図である。
【図３】ナセル内の空冷機構を示す図であり、（ａ）は循環モードを示す図で、（ｂ）は換気モードを示す図である。
【図４】オイルラインと冷却媒体ラインの他の構成例を示す図である。
【図５】トランス室の他の冷却機構を備えた風力発電装置の全体構成図である。
【図６】トランス室の他の冷却機構を備えた風力発電装置の全体構成図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る風力発電装置の全体構成を示す図である。
【図８】本発明の第２実施形態の変形例に係る風力発電装置の全体構成を示す図である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
ナセル冷却器３８は、前記ナセル４の内部に設けられファン及び伝熱管群を備えたファン付き熱交換器として構成される。ナセル冷却器３８では、ファンにより吸い込んだ（あるいは押し込んだ）ナセル４内の空気が、冷却媒体ライン３０から伝熱管群に供給された冷却媒体と熱交換されて冷却されるようになっている。これにより、風力発電装置１の熱発生源からの放熱によって昇温されたナセル４内の空気を効果的に冷却できる。タワー冷却器は、ナセル冷却器３８と略同一の構成を有する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
なお、上述の第１実施形態では、バイパスライン１９がオイルライン１８に設けられている例について説明したが、バイパスラインを冷却媒体ライン３０側に設けてもよい。
この場合、図４に示すように、冷却媒体ライン３０には、分岐点Ｃにて冷却媒体ライン３０から分岐して、合流点Ｄにて該冷却媒体ライン３０に合流するバイパスライン３１が接続されている。このバイパスライン３１には、分岐点Ｃで分岐した冷却媒体が流れ、この冷却媒体は合流点Ｄで再度、冷却媒体ライン３０に合流するようになっている。
さらに、バイパスライン３１の分岐点Ｃと合流点Ｄとの間に位置する冷却媒体ライン３０ａには、オイルクーラ３６に流入する冷却媒体の流量を調整する流量調整バルブ５６が設けられている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
流量調整バルブ５６は、コントローラ５５によって開度制御してもよい。この場合、オイルライン１８の所定位置における作動油温度を温度センサＴ１又はＴ２で検出し、この検出された温度があらかじめ設定された設定温度となるように、コントローラ５５によって流量調整バルブ５６の開度を調節して、オイルクーラ３６に流入する冷却媒体流量を調整する。
また、流量調整バルブ５６は完全に閉とすることもでき、この場合、オイルクーラ３６に流入する冷却媒体の流量が０となるため、オイルクーラ３６での冷却が行われない状態となる。
このように、流量調整バルブ５６によって、オイルクーラ３６を流れる冷却媒体流量を調整することで、作動油を適切な温度に保つことが可能となる。さらに、オイルクーラ３６を流れる冷却媒体の流量に制限を設けておくと一定以上の冷却が不可能になり、過冷却を物理的に防止することも可能となる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
上述の第１実施形態に加えて、風力発電装置１は、以下の構成を備えていてもよい。
図５に示すように、風力発電装置１は、変圧器室７２を冷却する変圧器室冷却器７４を備える。変圧器室７２は、発電機２０で発電した電力を変圧する変圧器７３を収納する空間である。変圧器室７２内は、変圧器７３の放熱によって昇温する。そこで、変圧器室７２に変圧器室冷却器７２を設けている。この変圧器室冷却器７２は、第２の冷却媒体ライン７０を流れる冷却媒体と、変圧器室７２内の空気とを熱交換する構成となっている。第２の冷却媒体ライン７０には、上記変圧器室冷却器７２と、熱交換器７１とが接続されている。この熱交換器７１は、ポンプ７７によって汲み上げた海水を供給する海水供給ライン７８が接続されており、海水と冷却媒体とを熱交換することにより冷却媒体を冷却する構成となっている。さらに、第２の冷却媒体ライン７０には、タワー２の内部に設けられタワー２内の空気を冷却するタワー冷却器７５が接続されていてもよい。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
例えば、上述の実施形態では、本発明を風力発電装置に適用した例について説明したが、本発明は潮流発電装置に適用してもよい。ここでいう「潮流発電装置」は、海、川または湖等に設置され、潮流のエネルギーを利用して発電を行う装置であり、ロータ２が風ではなく潮流を受けて回転する点を除けば上述の風力発電装置１と基本的な構成は共通する。風力発電装置１と共通する構成要素について同一の符号を用いて説明すれば、潮流発電装置は、潮流を受けて回転するロータ６と、ロータ６の回転を増速する油圧トランスミッション１０と、電力を発生させる発電機２０と、少なくとも油圧トランスミッション１０の油圧ポンプ１２を収納するナセル４と、ナセル４を支持するタワー２とを備える。さらに、潮流発電装置は、油圧トランスミッション１０の油圧ポンプ及び油圧モータの間で前記作動油を循環させるオイルライン１８と、オイルライン１８に接続され、作動油を冷却するオイルクーラ３６と、オイルクーラ３６に冷却媒体を供給する冷却媒体ライン３０と、オイルライン１８又は冷却媒体ライン３０に設けられたバイパスラインとを備える。そして、流量調整バルブによって、オイルクーラ３６に流入する作動油または冷却媒体の少なくとも一方の流量を適宜調整する。これにより、潮流発電装置においても、油圧トランスミッション１０の作動油の温度を適切に保つことが可能となる。
【国際調査報告】
2013021488.tif 000011
2013021488.tif 000012
2013021488.tif 000013
2013021488.tif 000014