(57)【要約】  ドア用開口部の開口及びシェルプレートを有効利用し、タワー２内の冷却用熱交換器４０に外気を導入するための外気循環流路１３を形成した風力発電装置を提供する。タワー２の内部に設置されている発熱体３０を冷却する冷却媒体が冷却用熱交換器４０を循環して外気との熱交換により吸熱される風力発電装置において、シェルプレート２ａのドア用開口部１０に連通する外気流入開口１１及び外気流出開口１２を備えた閉鎖空間の外気循環流路１３をタワー２の内部空間に形成し、冷却用熱交換器４０を外気循環流路１３の内部に設置した。
2011096080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
風車翼に風力を受けて回転するロータヘッドがナセルの内部に設置された発電機を駆動して発電し、前記ナセルが基礎上に立設されたモノポール式タワーの上端部に設置されるとともに、タワー内部に設置されている発熱体を冷却する冷却媒体が冷却用熱交換器を循環して外気との熱交換により吸熱される風力発電装置において、
シェルプレートの開口部に連通する外気流入開口及び外気流出開口を備えた閉鎖空間の外気循環流路をタワー内部空間に形成し、前記冷却用熱交換器を前記外気循環流路の内部に設置したことを特徴とする風力発電装置。
【請求項２】
前記外気循環流路は、タワー内部において前記シェルプレートの前記開口部の周囲に仕切壁を設け、該仕切壁及び前記シェルプレートにより創出されることを特徴とする請求項１に記載の風力発電装置。
【請求項３】
前記外気循環流路は、タワー内部において前記シェルプレートのドア用開口部の周囲に仕切壁を設け、該仕切壁、前記シェルプレート及びタワー内床板により創出されることを特徴とする請求項１に記載の風力発電装置。
【請求項４】
前記仕切壁の前記外気流入開口または外気流出開口と異なる位置にドアが取り付けられていることを特徴とする請求項３に記載の風力発電装置。
【請求項５】
前記外気流入開口及び前記外気流出開口が前記ドア用開口部に取り付けたドアの上下に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の風力発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タワー内部の発熱体を冷却する冷却媒体が冷却用熱交換器を循環して外気との熱交換により吸熱される風力発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
風力発電装置は、風車翼を備えたロータヘッドが風力を受けて回転し、この回転を増速機により増速するなどして駆動される発電機により発電する装置である。
上述したロータヘッドは、風車用タワー（以下、「タワー」と呼ぶ）上に設置されてヨー旋回可能なナセルの端部に取り付けられ、略水平な横方向の回転軸線周りに回転可能となるように支持されている。【０００３】
一般的に、上述した風車用のタワーは、円筒形状のシェルを用いた鋼製モノポール式を採用する場合が多く、シェルプレートの下端部に設けたベースプレートを鉄筋コンクリートの基礎にアンカーボルトで固定する構造となっている。
このような風力発電装置は、コンバータ等の電気機器を備えているので、安定した運転を継続するためには、発熱体である電気機器等を冷却する必要がある。【０００４】
従来の風力発電装置においては、電気機器等の発熱体を冷却するため、たとえば冷却媒体を循環させて冷却する冷却装置を備えたものがある。
上述した冷却装置は、たとえば特許文献１に開示されているように、タワーの外部に設置した熱交換器を備えており、この熱交換器に導入した冷却媒体を外気との熱交換により冷却するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７，１６８，２５１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、コンバータ等の電気機器を風力発電装置のタワー内に設置する場合には、発熱体となる電気機器を冷却するため、冷却媒体と外気とを熱交換させる冷却用熱交換器及びこの冷却用熱交換器に外気を導入する外気循環用配管をタワー内に設置することが必要となる。そして、外気循環用配管をタワー内に設置するためには、タワーの構造部材であるシェルプレートに開口部を設けることが必要となる。
また、風力発電装置の大型化に伴い、電気機器類のサイズが大きくなって発熱量も増加するので、冷却用熱交換器及び外気循環用配管のサイズも大きくなる。【０００７】
一方、輸送等の制約条件があるためタワーの断面寸法には制限があり、従って、タワー内に占める冷却用設備の割合も風力発電装置の大型化とともに大きくなるので、タワー内にこれらの設備を収納することは困難な状況となっている。
さらに、風力発電装置のタワーは、円筒形状のシェルを用いた鋼製モノポール式を採用することが多い。このような円形断面形状のタワーは、配管等をタワー内に配置する場合、タワー断面を有効に活用して配置することが難しくなる。【０００８】
このような背景から、タワー内へ出入りするドア用として設けられているシェルプレート開口及びシェルプレートを有効利用し、タワー内の冷却用熱交換器に外気を導入するための外気循環用空間を形成した風力発電装置が望まれている。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ドア用として設けられているシェルプレート開口及びシェルプレートを有効利用し、タワー内の冷却用熱交換器に外気を導入するための外気循環用空間を形成した風力発電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
本発明に係る風力発電装置は、風車翼に風力を受けて回転するロータヘッドがナセルの内部に設置された発電機を駆動して発電し、前記ナセルが基礎上に立設されたモノポール式タワーの上端部に設置されるとともに、タワー内部に設置されている発熱体を冷却する冷却媒体が冷却用熱交換器を循環して外気との熱交換により吸熱される風力発電装置において、シェルプレートの開口部に連通する外気流入開口及び外気流出開口を備えた閉鎖空間の外気循環流路をタワー内部空間に形成し、前記冷却用熱交換器を前記外気循環流路の内部に設置したことを特徴とするものである。【００１０】
このような風力発電装置によれば、シェルプレートの開口部に連通する外気流入開口及び外気流出開口を備えた閉鎖空間の外気循環流路をタワー内部空間に形成し、前記冷却用熱交換器を前記外気循環流路の内部に設置したので、シェルプレート開口及びシェルプレートを利用し、冷却用熱交換器の熱交換に使用する外気循環用流路を容易に形成することができる。そして、外気循環流路の内部に冷却用熱交換器を設置したので、外気により吸熱された低温の冷却媒体を用いて、発熱体を効率よく冷却することが可能となる。
また、強度部材であるシェルプレートに設ける外気循環用の開口をドア用開口部等の開口部と兼用することが可能となり、従って、シェルプレートの開口数を最小限とし、さらに、開口部の補強部材数も最小限とすることができる。【００１１】
上記の発明において、前記外気循環流路は、タワー内部において前記シェルプレートの前記開口部の周囲に仕切壁を設け、該仕切壁及び前記タワーシェルにより創出されたものや、あるいは、タワー内部において前記シェルプレートのドア用開口部の周囲に仕切壁を設け、該仕切壁、前記シェルプレート及びタワー内床板により創出されたものが好ましい。
このような外気循環流路とすれば、外気流入開口及び外気流出開口は、開口部から内側へ入り込むように形成されてタワー内部空間を外気から分離している凹部空間の仕切壁に設けられるため、外気流入開口及び外気流出開口がタワー壁面より内側に開口してタワー内部に対する雨水等の侵入を抑制できる。
また、外気循環流路の一部に床面形成部材を用いたことにより、部材の有効利用が可能となる。【００１２】
上記の発明において、シェルプレートのドア用開口部の周囲に仕切壁を設けて外気循環流路を創出する場合、前記仕切壁の前記外気流入開口または外気流出開口と異なる位置にドアが取り付けられていることが好ましく、これにより、必要な開口面積確保の自由度を増すことができる。
上記の発明において、前記外気流入開口及び前記外気流出開口は、前記ドア用開口部に取り付けたドアの上下に設けられたものでもよい。
【発明の効果】
【００１３】
このような本発明の風力発電装置によれば、タワー内へ出入りするドア用のシェルプレート開口及びシェルプレートを有効利用し、タワー内の冷却用熱交換器に外気を導入するための外気循環用空間を形成することができるので、閉鎖空間となる外気循環流路の内部に冷却用熱交換器を設置し、外気循環流路を循環する外気との熱交換により冷却媒体から吸熱して冷却することができる。従って、タワー内の限られたスペースを有効活用し、冷却された低温の冷却媒体を用いて、発熱体を効率よく冷却することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る風力発電装置の第１の実施形態として、タワーのドア開口部周辺構造を示す縦断面図（図２のＤ−Ｄ断面図）である。
【図２】図１に示した風力発電装置のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１に示した風力発電装置のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】図１に示した風力発電装置のＣ−Ｃ断面図である。
【図５】図２に示した風力発電装置のＥ−Ｅ断面図である。
【図６】図２に示した風力発電装置のＦ−Ｆ断面図である。
【図７】図２に示した風力発電装置のＧ−Ｇ断面図である。
【図８】風力発電装置の概要を示す側面図である。
【図９】本発明に係る風力発電装置の第２の実施形態として、タワーのドア開口部周辺構造を示す縦断面図（図１０のＪ−Ｊ断面図）である。
【図１０】図９に示した風力発電装置のＨ−Ｈ断面図である。
【図１１】図９に示した風力発電装置のＩ−Ｉ断面図である。
【図１２】図１０に示した風力発電装置のＫ−Ｋ断面図である。
【図１３】図１０に示した風力発電装置のＬ−Ｌ断面図である。
【図１４】図１０に示した風力発電装置のＭ−Ｍ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る風力発電装置のタワー内外気循環用の流路（管路）構造について、その一実施形態を図面に基づいて説明する。
図８に示す風力発電装置１は、基礎Ｂ上に立設される風車用タワー（以下では「タワー」と呼ぶ）２と、タワー２の上端に設置されるナセル３と、略水平な横方向の回転軸線周りに回転可能に支持されてナセル３の前端部側に設けられるロータヘッド４とを有している。
【００１６】
ロータヘッド４には、その回転軸線周りに放射状にして複数枚（たとえば３枚）の風車翼５が取り付けられている。これにより、ロータヘッド４の回転軸線方向から風車翼５に当たった風の力が、ロータヘッド４を回転軸線周りに回転させる動力に変換されるようになっている。
タワー２の下端部付近には、タワー内へ出入りするためのドア６が設けられている。
ナセル３の外周面適所（たとえば上部等）には、周辺の風速値を測定する風速計７や、風向を測定する風向計８等が設置されている。
【００１７】
すなわち、風力発電装置１は、風車翼５に風力を受けて略水平な回転軸線周りに回転するロータヘッド４がナセル３の内部に設置された発電機（不図示）を駆動して発電するとともに、ナセル３が鉄筋コンクリート製の基礎Ｂ上に立設されたタワー２の上端部に設置されて、ヨー旋回可能とされる。
なお、図示のタワー２は鋼製のモノポール式とされ、複数に分割したタワーセクションのフランジ（不図示）を接続することにより、必要な長さ（高さ）を確保した円筒タワーとなる。
【００１８】
＜第１の実施形態＞
上述した風力発電装置１において、タワー２の内部には、図１から図７に示すように、たとえば電気機器類（コンバータ等）のような発熱体３０が設置されている。この発熱体３０は、ドア６の下端部付近から連続して設けられたタワー２内の床板９上に設置されている。
【００１９】
また、上述した発熱体３０を冷却するため、タワー２の内部には冷却用熱交換器４０が設けられている。この冷却用熱交換器４０は、発熱体３０を通って循環する冷却媒体（水やオイル等）と外気とを熱交換させる熱交換器である。すなわち、冷却用熱交換器４０は、タワー２の外部から導入した低温の外気が、発熱体３０を冷却して温度上昇した冷却媒体から吸熱して冷却する熱交換器である。
なお、図中の符号４１は、冷却媒体が発熱体３０と冷却用熱交換器４０との間を循環して流れる往路及び復路の冷媒配管を示している。
【００２０】
さて、本実施形態では、タワー２の構成部材であるシェルプレート２ａのドア用開口部１０に連通する外気流入開口１１及び外気流出開口１２を備えた閉鎖空間の外気循環流路１３をタワー２の内部空間に形成し、上述した冷却用熱交換器４０を外気循環流路１３の内部に設置している。
なお、図中の符号２ｂは、シェルプレート２ａに開口するドア開口部１０の周囲に設けた補強材である。
【００２１】
図示の構成例では、ドア用開口部１０を利用して仕切壁１４を取り付けることにより、ドア用開口部１０からタワー２の内側へ入り込むようにして凹部空間１５が形成されている。すなわち、ドア用開口部１０は、外部正面から見て縦長となる長方形の上下に略半楕円形状を繋げた形状（図７参照）とされ、ドア用開口部１０からタワー２の内部へ入り込むようにして、シェルプレート２ａの面を開口させた凹部空間１５が形成されている。
【００２２】
この凹部空間１５は、ドア開口部１０の周囲に設置した上下左右の側壁部１４ａと、ドア開口部１０に対向する正面（前方面）の縦壁部１４ｂとを備えた仕切壁１４によって囲まれた空間である。換言すれば、ドア用開口部１０の仕切壁１４は、ドア用開口部１０の周囲を取り囲むようにしてタワー２の内部空間へ向けて延在する側壁部１４ａと、底板のようにして側壁部１４ａのタワー内部側端部に接続されたタワー内部正面の縦壁１４ｂとにより構成されている。
また、この場合の縦壁１４ｂは、一端部側（図示の例では、ドア開口部１０の正面から見て右側）がシェルプレート２ａまで延長されており、上述した外気循環流路１３の閉空間形成に利用されている。
【００２３】
床板９は、ドア用開口部１０の上下方向中心位置より下方に配置されている。従って、以下の説明では、必要に応じてドア用開口部１０の床板９の上部をドア部開口１０ａと呼ぶ。また、ドア用開口部１０の床板９の下部は、外気流入開口１１となる。
また、ドア６は、凹部空間１５の前面（正面）に設けられた仕切板１４の縦壁１４ｂの床板９から上方に取り付けられている。すなわち、ドア６は、仕切板１４の縦壁１４ｂに設けられている。
図中の符号１６は、地面とドア６との間を昇降するための階段であり、床板９と略同一高さに踊り場１６ａが設けられている。
また、図２に示す符号１７は、タワー２の内部に設けられた昇降用のラダーである。
【００２４】
さて、上述した外気循環流路１３は、ドア開口部１０の床板９の下側に開口する外気流入開口１１と、ドア用開口部１０から内側へ入り込むように形成されて、タワー内部空間を外気から分離している凹部空間１５の仕切壁１４に開口する外気流出開口１２とを備えている。図示の構成例において、外気流出開口１２は、ドア用開口部１０を正面から見て右側となる側壁部１４ａの上部に開口している。
【００２５】
また、外気循環流路１３は、ドア用開口部１０を正面側から見て、凹部空間１５の右側に隣接して形成された上下方向の閉鎖空間である外気流路１３ａを備えており、この外気流路１３ａの下端部に外気循環用開口１８が形成され、上端部に外気流出開口１２が形成されている。そして、冷却用熱交換器４０は、床板９より下方となる凹部空間１５の底面に設置されている。
この結果、冷却用の外気は、床板９で仕切られたドア用開口部１０の外気流入開口１１から凹部空間１５内へ導入され、この外気が冷却用熱交換器４０を通過して温度上昇した後、外気循環用開口１８から外気流路１３ａに流入して外気流出開口１２から凹部空間１５内の床板９より上部へ流出し、最終的にはドア部開口１０ａから大気へ排出される。
【００２６】
すなわち、この場合の外気循環流路１３は、床板９より下方の凹部空間１５と、外気循環用開口１８及び外気流出開口１２を備えた外気流路１３ａと、床板９より上方の凹部空間１５とが連通した構成とされる。
従って、大気と連通する外気流入開口１１から流入した低温の外気は、凹部区間１５の底面に設置された冷却用熱交換器４０を通過して温度上昇した後、外気循環用開口１８から外気流路１３ａに流入し、煙突効果も加わり外気流路１３ａ内を上昇して外気流出開口１２から凹部空間１５へ流出する。そして、外気流出開口１２が開口する凹部空間１５は、ドア部開口１０ａを介して大気と連通しているので、温度上昇した外気は、外気循環流路１３を自然循環して大気へ排出される。
【００２７】
このように、外気流出開口１２が凹部空間１５に開口していると、シェルプレート２ａにより形成されるタワー２の外壁面よりも内側に引っ込んだ位置に開口するので、タワー２の内部に対する雨水等の侵入を抑制することができる。また、外気流入開口１１をタワー内入口部の踊り場１６ａの下側とすれば、タワー２の内部への雨水等の侵入を抑制することができる。なお、外気流入開口１１及び外気流出開口１２には、ガラリ等を取り付けておくことが望ましい。
【００２８】
また、図示の構成例では、ドア６を縦壁１４ｂに取り付けているので、側壁部１４ａに開口させる外気循環用開口１８及び外気流出開口１２の開口面積を自由に設定することができる。すなわち、仕切り壁１４に対し、外気循環用開口１８及び外気流出開口１２と異なる位置にドア６を取り付けることにより、外気循環流路１３側に必要な開口面積確保の自由度を増すことができる。
【００２９】
このような風力発電装置１によれば、シェルプレート２ａのドア用開口部１０に連通する外気循環用開口１８及び外気流出開口１２を備えた閉鎖空間の外気循環流路１３をタワー２の内部空間に形成し、冷却用熱交換器４０を外気循環流路１３の内部に設置したので、タワー２の内部へ出入りするためにシェルプレート２ａに設けられているドア用開口部１０及びシェルプレート２ａを有効に利用し、冷却用熱交換器４０の熱交換に使用する外気循環用流路１３を容易に形成することができる。
なお、上述した実施形態では、冷却用熱交換器４０を凹部空間１５の底面に配置しているが、低温の外気が循環する位置であれば特に限定されることはない。また、外気流入口１１と外気流出開口１２は、その機能（外気の流入及び流出）を逆とすることも可能である。
【００３０】
そして、外気循環流路１３の内部適所に冷却用熱交換器４０を設置したので、外気により吸熱された低温の冷却媒体を用いて、発熱体３０を効率よく冷却することができる。
また、強度部材であるシェルプレート２ａに設ける外気循環用の開口をドア用開口部１０と兼用するため、シェルプレート２ａの開口数及び開口部の補強部材数を最小限に抑えることができる。
また、外気循環流路１３の一部に床板９を用いているので、すなわち、外気流入開口１１が床板９や踊り場１６ａにより外気流出開口１２側から分離されているので、部材を有効利用して高温の外気が再度外気流入開口１１から導入されることを防止できる。
【００３１】
ところで、外気流路１３ａの配置は図示の例に限定されることはなく、たとえばドア用開口部の正面から見て左側に配置してもよい。
また、外気循環用開口１８及び外気流出開口１２の配置についても、図示の構成例に限定されることはなく、たとえば外気流路１３ａや冷却用熱交換器４０との位置関係において最適化すればよい。
【００３２】
＜第２の実施形態＞
続いて、本発明に係る風力発電装置について、第２の実施形態を図９から図１４に基づいて説明する。なお、上述した実施形態と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
この実施形態では、外気流入開口１１及び外気流出開口１２がドア用開口部１０に取り付けたドア６の上下に設けられている。すなわち、ドア用開口部１０の床板９より上方のドア部開口１０ａにドア６を取り付け、ドア６の上部に残る略半楕円形状部分に外気流出開口１２を形成している。また、床板９の下方となる下部開口を利用して、外気流入開口１１を形成している。
【００３３】
この場合の外気循環流路１３Ａは、たとえば図１３に示すように、ドア６の上下に開口する外気流入開口１１及び外気流出開口１２の後方に各々流路空間１３ｂが形成され、これらの流路空間１３ｂが鉛直方向の外気流路１３ａに連通することにより、ドア用開口部１０の正面側から見て略コ字状の断面形状となる。
また、この場合の冷却用熱交換器４０は、床板９の下方でかつ外気流入開口１１の後方となる流路空間１３ｂ内に設置されている。
【００３４】
上述した外気循環流路１３Ａは、仕切壁１４Ａにより形成された閉鎖空間である。この場合の仕切壁１４Ａは、ドア用開口部１０から内側へ入り込むようにして上下及び左右（図示の例では左側の中間部を除く）に取り付けられた側壁部１４ａと、側壁部１４ａの端部に接続された縦壁１４ｂと、ドア６を通って出入りするための空間から上部の流路空間１３ｂを分離する天井板１４ｃとにより構成されている。また、下部の流路空間１３ｂは、ドア６を通って出入りするための空間から分離する壁面部材として、床板９が用いられている。
なお、図示の例において、正面から見て左側のドア用開口部１０に取り付けられる側壁部１４ａは、ドア６を設置して形成される通路用空間の高さ分だけ除去されており、上下に残る両端部側の部分が流路空間１３ｂの側面を塞ぐ壁面部材として利用されている。
【００３５】
この結果、冷却用の外気は、床板９の下方に開口する外気流入開口１１から流路空間１３ｂの内部へ導入され、この外気が冷却用熱交換器４０を通過して温度上昇した後、流路空間１３ｂから外気流路１３ａに流入する。さらに、外気流路１３ａから上部の流路空間１３ｂに流入し、最終的にはドア部開口１０ａの外気流出開口１２から大気へ排出される。
すなわち、この場合の外気循環流路１３Ａは、床板９より下方の外気流入開口１１を備えた流路空間１３ｂと、上下方向の外気流路１３ａと、床板９より上方の外気流出開口１２を備えた流路空間１３ｂとが連通した構成とされる。
【００３６】
従って、大気と連通する外気流入開口１１から流入した低温の外気は、下部の流路空間１３ｂ内に設置された冷却用熱交換器４０を通過して温度上昇した後、外気流路１３ａに流入して煙突効果も加わり外気流路１３ａ内を上昇し、上部の流路空間１３ｂに開口する外気流出開口１２から大気へ流出する。すなわち、外気流入開口１１から導入される低温の外気は、外気循環流路１３Ａを通って自然循環し、冷却用熱交換器４０で吸熱してから大気へ排出される。
【００３７】
このような風力発電装置１としても、シェルプレート２ａのドア用開口部１０に連通する外気流入開口１１及び外気流出開口１２を備えた閉鎖空間の外気循環流路１３Ａをタワー２の内部空間に形成し、冷却用熱交換器４０を外気循環流路１３Ａの内部に設置したので、タワー２の内部へ出入りするためにシェルプレート２ａに設けられているドア用開口部１０及びシェルプレート２ａを有効に利用し、冷却用熱交換器４０の熱交換に使用する外気循環用流路１３Ａを容易に形成することができる。
なお、上述した実施形態では、冷却用熱交換器４０を下部の流路空間１３ｂ内に配置しているが、低温の外気が循環する位置であれば特に限定されることはない。また、外気流入開口１１と外気流出開口１２は、その機能（外気の流入及び流出）を逆にすることも可能である。
【００３８】
そして、外気循環流路１３Ａの内部適所に冷却用熱交換器４０を設置したので、外気により吸熱された低温の冷却媒体を用いて、発熱体３０を効率よく冷却することができる。
また、強度部材であるシェルプレート２ａに設ける外気循環用の開口をドア用開口部１０と兼用するため、シェルプレート２ａの開口数及び開口部の補強部材数を最小限に抑えることができる。
【００３９】
また、外気循環流路１３Ａの一部に床板９を用いているので、部材の有効利用が可能となる。しかも、低温の外気を導入する外気流入開口１１と、温度上昇した外気を排出する外気流出開口１２とが床板９及び踊り場１６ａにより分離されているので、外気流出開口１２から排出された高温の外気が再度外気流入開口１１から導入されることを防止できる。
【００４０】
このように、上述した本発明の風力発電装置１によれば、ドア用開口部１０として設けられているシェルプレート２ａの開口及びシェルプレートを有効利用し、タワー２内の冷却用熱交換器４０に外気を導入するための外気循環流路１３，１３Ａを形成し、冷却媒体の冷却を確実に行うことができる。
また、シェルプレート２ａを利用してタワー２内の外気循環用空間を創出するため、タワー２内の限られたスペースを有効活用することができる。
また、上述した外気循環流路１３，１３Ａの適所には、換気及び冷却を促進するため、吸引ファンや押出ファンを適宜設置してもよい。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１    風力発電装置
２    風車用タワー
２ａ    シェルプレート
２ｂ    シェルプレートの開口補強材
３    ナセル
４    ロータヘッド
５    風車翼
６    ドア
９    床板
１０    ドア用開口部
１０ａ    ドア部開口
１１    外気流入開口
１２    外気流出開口
１３，１３Ａ    外気循環流路
１３ａ    外気流路
１３ｂ    流路空間
１４，１４Ａ    仕切壁
１４ａ    側壁部
１４ｂ    縦壁
１４ｃ    天井板
１５    凹部空間
１６    階段
１６ａ    タワー内入口部の踊り場
１７    タワー内昇降用梯子
１８    外気循環用開口
３０    発熱体
４０    冷却用熱交換器
４１    冷媒配管
Ｂ    基礎
【図１】
2011096080.tif 000003
【図２】
2011096080.tif 000004
【図３】
2011096080.tif 000005
【図４】
2011096080.tif 000006
【図５】
2011096080.tif 000007
【図６】
2011096080.tif 000008
【図７】
2011096080.tif 000009
【図８】
2011096080.tif 000010
【図９】
2011096080.tif 000011
【図１０】
2011096080.tif 000012
【図１１】
2011096080.tif 000013
【図１２】
2011096080.tif 000014
【図１３】
2011096080.tif 000015
【図１４】
2011096080.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成24年8月6日(2012.8.6)
【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】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
風車翼に風力を受けて回転するロータヘッドがナセルの内部に設置された発電機を駆動して発電し、前記ナセルが基礎上に立設されたモノポール式タワーの上端部に設置されるとともに、タワー内部に設置されている発熱体を冷却する冷却媒体が冷却用熱交換器を循環して外気との熱交換により吸熱される風力発電装置において、
シェルプレートの下部開口部に連通する外気流入開口及びシェルプレートの上部開口部に連通する外気流出開口を備えた閉鎖空間の外気循環流路をタワー内部空間に形成し、前記冷却用熱交換器を前記シェルプレートの下部開口部に連通する前記外気流入開口に設置したことにより、煙突効果による自然対流循環機構を備えたことを特徴とする風力発電装置。
【請求項２】
前記外気循環流路は、タワー内部において前記シェルプレートの前記開口部の周囲に仕切壁を設け、該仕切壁及び前記シェルプレートにより創出されることを特徴とする請求項１に記載の風力発電装置。
【請求項３】
風車翼に風力を受けて回転するロータヘッドがナセルの内部に設置された発電機を駆動して発電し、前記ナセルが基礎上に立設されたモノポール式タワーの上端部に設置されるとともに、タワー内部に設置されている発熱体を冷却する冷却媒体が冷却用熱交換器を循環して外気との熱交換により吸熱される風力発電装置において、
シェルプレートの開口部に連通する外気流入開口及び外気流出開口を備えた閉鎖空間の外気循環流路をタワー内部空間に形成し、前記冷却用熱交換器を前記外気循環流路の内部に設置し、
前記外気循環流路は、タワー内部において前記シェルプレートのドア用開口部の周囲に仕切壁を設け、該仕切壁、前記シェルプレート及びタワー内床板により創出されることを特徴とする風力発電装置。
【請求項４】
前記仕切壁の前記外気流入開口または外気流出開口と異なる位置にドアが取り付けられていることを特徴とする請求項３に記載の風力発電装置。
【請求項５】
前記外気流入開口及び前記外気流出開口が前記ドア用開口部に取り付けたドアの上下に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の風力発電装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明は、上記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
本発明に係る風力発電装置は、風車翼に風力を受けて回転するロータヘッドがナセルの内部に設置された発電機を駆動して発電し、前記ナセルが基礎上に立設されたモノポール式タワーの上端部に設置されるとともに、タワー内部に設置されている発熱体を冷却する冷却媒体が冷却用熱交換器を循環して外気との熱交換により吸熱される風力発電装置において、シェルプレートの下部開口部に連通する外気流入開口及びシェルプレートの上部開口部に連通する外気流出開口を備えた閉鎖空間の外気循環流路をタワー内部空間に形成し、前記冷却用熱交換器を前記シェルプレートの下部開口部に連通する前記外気流入開口に設置したことにより、煙突効果による自然対流循環機構を備えたことを特徴とするものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
このような風力発電装置によれば、シェルプレートの下部開口部に連通する外気流入開口及びシェルプレートの上部開口部に連通する外気流出開口を備えた閉鎖空間の外気循環流路をタワー内部空間に形成し、前記冷却用熱交換器を前記シェルプレートの下部開口部に連通する前記外気流入開口に設置したことにより、シェルプレート開口及びシェルプレートを利用し、冷却用熱交換器の熱交換に使用する外気循環用流路を容易に形成することができる。そして、シェルプレートの下部開口部に連通する外気流入開口に冷却用熱交換器を設置したことにより、煙突効果による自然対流循環機構を備えるので、外気吸引機なしでも外気自然循環により、発熱体を効率よく冷却することが可能となる。
また、強度部材であるシェルプレートに設ける外気循環用の開口をドア用開口部等の開口部と兼用することが可能となり、従って、シェルプレートの開口数を最小限とし、さらに、開口部の補強部材数も最小限とすることができる。
【国際調査報告】
2011096080.tif 000017
2011096080.tif 000018
2011096080.tif 000019
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