CN105149095B - 风力发电机组的通风除尘装置及风力发电机组 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种风力发电机组的通风除尘装置及风力发电机组，通风除尘装置包括风箱和除尘设备，风箱被隔板分隔成进风部和出风部，除尘设备包括：设置在风箱的出风部内的多个收尘积管，在多个收尘积管内分别设置的电晕极线，给收尘积管和电晕极线提供电压的供电装置，对每个收尘积管分别配设的振打装置，每个收尘积管与进风部相连通并设有连通出风部的收尘积管出风口，出风部设有风箱出风口。本发明的风力发电机组的通风除尘装置，通过利用收尘积管以及电晕极线之间产生的电场，使得空气中的粉尘、烟雾等颗粒发生电离，降低了通风除尘装置对空气的额外阻力。

Description

风力发电机组的通风除尘装置及风力发电机组

技术领域

本发明涉及一种通风除尘装置，尤其涉及一种风力发电机组的通风除尘装置和具有该通风除尘装置的风力发电机组。

背景技术

风力发电机组是一种将风能转化为电能的绿色发电设备。伴随着单台机组容量的增大，以及部分机组所处高温环境日趋恶劣，需要对风力发电机组进行散热。

目前业内对于整机的散热多采用风冷模式，风冷模式需要风力发电机组与外界进行空气交换，然而陆地上安装的风力发电机组大部分处于环境恶劣的区域，空气中含有大量的粉尘、烟雾等颗粒，这些颗粒会污染风力发电机组内部的零部件，从而影响各个部件运行的稳定性和使用寿命。

为此，现有技术中，风力发电机组的通风系统大部分采用空气过滤棉装置进行除尘，这种除尘装置的除尘效率伴随着时间的延长而降低，并且会在一定时间之后出现空气过滤棉完全堵塞的情况，从而导致机组的通风散热系统崩溃不能正常工作，影响风力发电机组的正常运行，在一定程度上增加了风力发电机组的维护成本。此外，在通风系统的入口处添加空气过滤棉会增加通风系统的阻力，从而需要更大功率的电机风机，在一定程度上导致消耗了更多的电能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种风力发电机组的通风除尘装置，以实现风力发电机组的通风除尘，并克服现有技术中除尘装置的除尘效率伴随着时间的延长而降低、增加通风系统的阻力的缺陷。

为达到上述目的，本发明的实施例提供了一种风力发电机组的通风除尘装置，所述通风除尘装置包括风箱和除尘设备，所述风箱被隔板分隔成进风部和出风部，所述除尘设备包括：设置在所述风箱的所述出风部内的收尘积管，在所述收尘积管内设置的电晕极线，给所述收尘积管和所述电晕极线提供电压的供电装置，对所述收尘积管配设有振打装置，所述收尘积管与所述进风部相连通并设有连通所述出风部的收尘积管出风口，所述出风部设有风箱出风口。

进一步地，所述振打装置为电磁振打装置，所述电磁振打装置包括电磁控制器、连接杆和振打锤头，所述振打锤头设置在所述收尘积管的顶部并通过所述连接杆可移动地与所述电磁控制器连接。

进一步地，所述电磁控制器设置在所述风箱的顶部，所述连接杆穿过所述风箱的顶部，所述连接杆的一端与所述振打锤头固定连接，另一端与所述电磁控制器固定连接。

进一步地，所述收尘积管竖直设置在所述风箱中，在所述风箱下方设有灰尘收集盒。

进一步地，所述电晕极线的下端设置有重锤。

此外，本发明的实施例还提供了一种风力发电机组，所述风力发电机组包括如上任一项所述的风力发电机组的通风除尘装置，所述通风除尘装置设置在所述风力发电机组的塔架内，在所述塔架的侧壁上开设有塔架进风口，在所述通风除尘装置的所述风箱出风口上设有风机。

进一步地，所述风力发电机组还包括入流管道，所述入流管道的一端与所述风箱的进风部连通，所述入流管道的另一端与所述塔架进风口连通。

进一步地，在所述塔架进风口处设置有滤网。

进一步地，在所述塔架进风口的上方设置有挡雨罩。

进一步地，所述风机为离心风机。

本发明实施例提供的风力发电机组的通风除尘装置和风力发电机组，通过利用收尘积管以及电晕极线之间产生的电场，使得空气中的粉尘、烟雾等颗粒发生电离，这些带电粒子在电场力的作用下向收尘积管移动并在收尘积管上沉积，从而达到粉尘颗粒与空气的分离，并且由于没有过滤棉那样的过滤装置，通风系统的阻力很小，通过振打装置及时清理收集在收尘积管上的灰尘，使得该通风除尘装置的除尘效率不会伴随着时间的延长而降低。

附图说明

图1为本发明实施例的通风除尘装置的结构示意图；

图2为本发明实施例的通风除尘装置的原理示意图；

图3为本发明实施例的风力发电机组的结构示意图。

附图标号说明：

1-风箱进风口；2-风箱出风口；3-收尘积管；31-收尘积管出风口；32-绝缘子；4-电晕极线；5-塔架；51-塔架入门内平台；6-风箱；61-进风部；62-出风部；7-隔板；8-高压直流电源；9-入流管道；10-滤网；11-挡雨罩；12-变压器；13-整流器；14-电磁控制器；15-振打锤头；16-连接杆；17-灰尘收集盒；18-机舱；19-重锤；20-叶轮；21-导流罩；22-发电机；23-风机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例的风力发电机组的通风除尘装置和风力发电机组进行详细描述。

实施例一

如图1所示，其为本发明实施例的通风除尘装置的结构示意图。图1中的直线箭头代表空气的流动方向。本发明实施例的风力发电机组的通风除尘装置包括风箱6和除尘设备，风箱6被隔板7分隔成进风部61和出风部62。

除尘设备包括：设置在风箱6的出风部62内的多个收尘积管3，在多个收尘积管3内分别设置的电晕极线4，给收尘积管3和电晕极线4提供电压的供电装置；对每个收尘积管3分别配设有振打装置，每个收尘积管3与进风部61相连通并设有连通出风部62的收尘积管出风口31，出风部62设有风箱出风口2。需要说明的是收尘积管3可以为一个。

上述装置中，风箱6优选地包括圆筒段和锥筒段。隔板7设置在圆筒段和锥筒段的交接处，以风箱6中的隔板7为界，可以将整个风箱6的工作区域分为锥筒段的进风部61和圆筒段的出风部62。

上述风箱中，风箱6的进风部61设置有风箱进风口1，风箱6的出风部62的侧壁上设置有风箱出风口2。其中，风箱进风口1的上方设置有隔板7，隔板7上设置有多个收尘积管安装孔，在隔板7的多个收尘积管安装孔处分别安装有收尘积管3，收尘积管3由金属材料制成，收尘积管3优选竖直设置在风箱6中，收尘积管3的下端开放，收尘积管3通过隔板7上的收尘积管安装孔与风箱进风口1导通，在风箱进风口1下方设有灰尘收集盒17，用于收集从收尘积管3清理掉的灰尘。收尘积管3的顶端封闭，在收尘积管3的侧壁上开设有收尘积管出风口31，收尘积管3的内部设置有电晕极线4，在收尘积管3的顶端设置有绝缘子32，电晕极线4穿过绝缘子32，绝缘子32将电晕极线4与收尘积管3进行绝缘。在风箱6的顶端设置有供电装置，供电装置优选为高压直流电源8，高压直流电源8的输出导线穿过风箱6的顶端并分别与电晕极线4和收尘积管3电连接。如图2所示，该高压直流电源8包括变压器12和整流器13，交流电经变压器12变压和整流器13整流后，成为高压直流电源8用于为电晕极线4和收尘积管3供电的高压直流电。

如图2所示，其为本发明实施例的通风除尘装置的原理示意图。图2中的直线箭头代表空气的流动方向。上述结构通过电场进行通风除尘，其主要原理是：交流电通过变压器12和整流器13处理后形成高压直流电，将高压直流电的阳极和阴极分别接入两个曲率半径相差较大的收尘积管(阳极)3和电晕极线(阴极)4中，使得收尘积管3和电晕极线4之间维持一个足以使空气电离的电场。含尘空气从收尘积管3的下端流入，含尘空气在电晕极线4周围强电场作用下发生电离，形成空气粒子和电子同时使粒子荷电。荷电粒子在电场力的作用下向收尘积管3运动并在收尘积管3上沉积，从而使得空气中的粉尘与空气发生分离，净化后的空气通过收尘积管出风口31流入风箱6的出风部62中。

为了及时清理收尘积管3上收集的粉尘，对每个收尘积管3分别配设有振打装置。

上述振打装置优选为电磁振打装置，电磁振打装置包括电磁控制器14、连接杆16和振打锤头15，振打锤头15设置在收尘积管3的顶部并通过连接杆16可移动地与电磁控制器14连接。具体地，电磁控制器14设置在风箱6的顶部，振打锤头15位于收尘积管3的上方，电磁控制器14和振打锤头15之间设置有连接杆16，连接杆16穿过风箱6的顶部，连接杆16的一端与振打锤头15固定连接，连接杆16的另一端与电磁控制器14固定连接，电磁控制器14可以带动连接杆16进行上下往复运动，从而实现振打锤头15的上下往复运动。当振打锤头15移动到最底端时，振打锤头15与收尘积管3的顶端接触，实现了振打锤头15对收尘积管3的振打操作。

为了便于振打锤头15与收尘积管3顶端的振打接触，振打锤头15可以为U型重块。具体地，收尘积管3的顶端设置有绝缘子32，将振打锤头15设置成U型重块，U型重块的空腔包覆在绝缘子32的上方，使得U型重块的侧壁可以直接与收尘积管3的顶端接触，从而实现了振打锤头15对收尘积管3的振打。

除了电磁振打装置外，还可使用其它类型的振打装置，例如现有的电动机械式、压气振打式振打装置。

振打装置具有间歇性工作的特点。具体地，通风除尘装置在使用了一段时间后，收尘积管3上会形成一定厚度的灰尘，灰尘会影响通风除尘装置的除尘效率。因此，本发明实施例的风力发电机组的通风除尘装置在每个收尘积管3的顶部分别配设有振打装置，通过振打装置及时地将沉积在收尘积管3上的灰尘清理掉，保证除尘装置良好的除尘效果。为了节约电能，振打装置通常在通风除尘装置停止运行时进行动作，从而减少了振打装置的振打次数，进而节约了电能。

为了防止电晕极线4与收尘积管3的内壁接触，电晕极线4的下端设置有重锤19。其中，重锤19优选为圆球状重块，重锤19的直径小于收尘积管3的直径。通过在电晕极线4的下端设置有重锤19，在重锤19自身重力的作用下电晕极线4竖直伸直，从而有效地防止了电晕极线4与收尘积管3的内壁接触。

上述装置中，通过利用收尘积管以及电晕极线之间产生的电场，使得空气中的粉尘、烟雾等颗粒发生电离，这些带电粒子在电场力的作用下向收尘积管移动并在收尘积管上沉积，从而达到粉尘颗粒与空气的分离，并且由于没有过滤棉那样的过滤装置，通风系统的阻力很小，通过振打装置及时清理收集在收尘积管上的灰尘，使得该通风除尘装置的除尘效率不会伴随着时间的延长而降低。

实施例二

此外，本发明的实施例还提供了一种风力发电机组，风力发电机组包括如实施例一所述的风力发电机组的通风除尘装置，通风除尘装置设置在风力发电机组的塔架5内，在塔架5的侧壁上开设有塔架进风口，在通风除尘装置的风箱出风口2上设有风机23。

上述风机23为离心风机。具体地，风箱出风口2与离心风机的进气口相连，离心风机的出气口位于风力发电机组的塔架空腔中，离心风机用于将过滤后的空气送入塔架空腔中。由于塔架空腔与机舱18连通，进而将过滤后的空气送入到风力发电机组的机舱18中，实现了使用无尘的空气对风力发电机组的塔架5中的各部件以及机舱18内部的各部件(发电机22、轮毂等部件)进行通风散热。

上述风力发电机组还包括入流管道9，入流管道9的一端与风箱的进风部61连通，入流管道9的另一端与塔架进风口连通。具体地，风箱进风口1与入流管道9的一端连通，入流管道9穿过风力发电机组的塔架入门内平台51，塔架进风口设置在风力发电机组的塔架入门内平台51的下方，入流管道9的另一端与塔架进风口连通。

为了节约电能，在风力发电机组的机舱18内壁上以及发电机22内壁上分别设置有PT100温度传感器(PT100温度传感器是一种以铂(Pt)作成的电阻式温度传感器，属于正电阻系数，PT100是指温度传感器的阻值在0度时为100欧姆)，用于检测发电机22的温度以及机舱18内部的空气温度。此外，风力发电机组中还设置有主控制系统，主控制系统(未示出)的内部设置有温度预设值(保证风力发电机组正常运行的温度值)，主控制系统与PT100温度传感器电连接，主控制系统能够控制通风除尘装置的启动与关闭，PT100温度传感器将检测到的发电机22的温度信号以及机舱18内部的空气温度信号传送给主控制系统，主控制系统将接收到的温度信号与内部的温度预设值进行比较，当温度信号高于温度预设值时，主控制系统启动通风除尘装置，以对风力发电机组进行通风散热，当温度信号低于温度预设值时，主控制系统关闭通风除尘装置，节约了电能。前述主控制系统与电磁控制器14电连接，当主控制系统关闭通风装置之后，主控制系统便可发出启动电磁控制器14的信号，电磁控制器14接到启动电磁控制器14的信号之后，电磁控制器14控制振打锤头15进行上下往复运动，对收尘积管3进行敲打，使得收尘积管3内壁上的灰尘脱离壁面并沿着收尘积管3下落。

为了进一步节约电能，电磁控制器14中还设置有计数器(未示出)，计数器与主控制系统电连接，计数器用于监测振打锤头15上下往复运动的次数，计数器将测得的振打锤头15运动次数的信号发送给主控制系统，主控制系统中预设有振打锤头15的上下往复运动次数(通常为5-8次)，当计数器实际测量的振打锤头15运动次数与主控制系统中预设的振打锤头15运动次数相同时，主控制系统发出关闭电磁控制器14的信号，电磁控制器14接到关闭电磁控制器14的信号之后停止工作，从而减少了电磁控制器14带动振打锤头15的振打次数，既保证有效清理灰尘，又避免振打次数过多，进而节约了电能。

为了防止粉尘对塔筒内部空气的二次污染，本发明实施例的风力发电机组在风箱6下方设有灰尘收集盒17。具体地，入流管道9在通风除尘装置下方正对进风口1处设置有折弯，在折弯的外侧开设有灰尘收集盒安装孔，灰尘收集盒17通过灰尘收集盒安装孔可拆卸的设置在入流管道9上，灰尘收集盒17的上端开放，用于收集灰尘。当电磁振打装置对收尘积管3进行振打操作时，沉积在收尘积管3内壁上的灰尘会沿着入流管道9流入到灰尘收集盒17中，从而实现了灰尘的收集，减少了日常的清灰维护工作，降低了风力发电机组的维护成本。有效地避免了粉尘对空气造成二次污染，进而实现了对空气的彻底除尘。

上述风力发电机组中，在塔架进风口处设置有滤网10，在塔架进风口的上方设置有挡雨罩11。滤网10用于初步过滤空气。

下面对本发明实施例的风力发电机组的通风除尘装置的除尘原理进行详细介绍。

如图1和图3所示，图3为本发明实施例的通风除尘装置的安装示意图。图3中的直线箭头代表空气的流动方向。外部含有粉尘颗粒的空气穿过滤网10进入入流管道9，空气沿着入流管道9进入风箱的进风部61，空气分别穿过隔板7上的多个收尘积管安装孔进入多个收尘积管3中，通过电晕极线4和收尘积管3之间的电场对空气中的粉尘颗粒进行电离，将粉尘等颗粒吸附在收尘积管3上，之后净化的空气从收尘积管出风口31处流出，无尘的空气进入风箱的出风部62中，离心风机可通过离心风机的进气口从风箱的出风部62抽取无尘的空气，之后将空气从离心风机的出气口吹向塔架5的空腔中，空气沿着塔架5的空腔进入机舱18中，空气穿过发电机22，在风力发电机组的叶轮20与导流罩21之间的间隙处流入自然界。

本发明实施例的风力发电机组的通风除尘装置利用收尘积管和电晕极线之间产生的电场，将进入到风力发电机组的塔架内部的空气粉尘、烟雾等颗粒电离，在电场力的作用下将粉尘等颗粒吸附在收尘积管的内壁上，提高了通风除尘装置的除尘效率，同时可以清除空气中的颗粒。此外，本发明实施例的风力发电机组的通风除尘装置是机械部件与电子部件的融合，与现有技术中所采用的空气过滤棉除尘装置相比，有效地避免了日常的定期维护以及更换等工作，并且随着时间的延长，本发明实施例的风力发电机组的通风除尘装置的除尘效果保持不变，降低了通风装置对空气的额外阻力，从而能够为热环境下的风力发电机组的机舱提供充足的无尘空气，保证风力发电机组内部部件的通风散热和稳定运行，延长了风力发电机组内部部件的使用寿命。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种风力发电机组的通风除尘装置，其特征在于，其包括风箱(6)和除尘设备，

所述风箱(6)被隔板(7)分隔成进风部(61)和出风部(62)，

所述除尘设备包括：设置在所述风箱(6)的所述出风部(62)内的收尘积管(3)；在所述收尘积管(3)内设置的电晕极线(4)；给所述收尘积管(3)和所述电晕极线(4)提供电压的供电装置；所述收尘积管(31)配设有振打装置；

所述风箱(6)的进风部(61)设置有风箱进风口(1)，所述收尘积管(3)通过隔板(7)上的收尘积管安装孔与所述风箱进风口(1)相连通并设有连通所述出风部(62)的收尘积管出风口(31)，所述出风部(62)设有风箱出风口(2)，在风箱进风口(1)下方设有灰尘收集盒(17)。

2.如权利要求1所述的风力发电机组的通风除尘装置，其特征在于，所述振打装置为电磁振打装置，所述电磁振打装置包括电磁控制器(14)、连接杆(16)和振打锤头(15)，所述振打锤头(15)设置在所述收尘积管(3)的顶部并通过所述连接杆(16)可移动地与所述电磁控制器(14)连接。

3.如权利要求2所述的风力发电机组的通风除尘装置，其特征在于，所述电磁控制器(14)设置在所述风箱(6)的顶部，所述连接杆(16)穿过所述风箱(6)的顶部，所述连接杆(16)的一端与所述振打锤头(15)固定连接，另一端与所述电磁控制器(14)固定连接。

4.如权利要求1所述的风力发电机组的通风除尘装置，其特征在于，所述收尘积管(3)竖直设置在所述风箱(6)中。

5.如权利要求1-4任一项所述的风力发电机组的通风除尘装置，其特征在于，所述电晕极线(4)的下端设置有重锤(19)。

6.一种风力发电机组，其特征在于，所述风力发电机组包括如权利要求1-5任一项所述的风力发电机组的通风除尘装置，所述通风除尘装置设置在所述风力发电机组的塔架(5)内，在所述塔架(5)的侧壁上开设有塔架进风口，在所述通风除尘装置的所述风箱出风口(2)上设有风机(23)。

7.如权利要求6所述的风力发电机组，其特征在于，所述风力发电机组还包括入流管道(9)，所述入流管道(9)的一端与所述风箱(6)的进风部(61)连通，所述入流管道(9)的另一端与所述塔架进风口连通。

8.如权利要求6所述的风力发电机组，其特征在于，在所述塔架进风口处设置有滤网(10)。

9.如权利要求6所述的风力发电机组，其特征在于，在所述塔架进风口的上方设置有挡雨罩(11)。

10.如权利要求6-9任一项所述的风力发电机组的通风除尘装置，其特征在于，所述风机(23)为离心风机。