CN106451917B - 发电机和风力发电设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及发电机的冷却技术领域，特别涉及一种发电机和风力发电设备。所述发电机包括：风扇、机座以及转动连接在机座上的转子轴；风扇固定穿设在转子轴上，且位于机座的内部。当转子轴转动时，转子轴带动风扇转动，风扇可加快发电机内的空气流动，从而可起到对发电机降温的作用。通过在发电机的转子轴上设置风扇，通过转子轴自身转动带动风扇转动对发电机进行冷却，不需另外设置风机，从而降低了冷却成本，提高了可靠性。

Description

发电机和风力发电设备
技术领域
本发明涉及发电机的冷却技术领域，特别涉及一种发电机和风力发电设备。
背景技术
发电机是利用转子在定子中旋转，做切割磁力线的运动，从而产生感应电势，然后再通过接线端子引出，接在回路中产生电流。由于发电机在工作过程中内部产生热量从而导致内部温度较高，因此需要使用冷却器对发电机内部进行冷却，以使发电机正常工作。
现有技术中的发电装置包括冷却器和发电机；冷却器包括外壳和设置在外壳内的冷却管；外壳上设置进风口和出风口，冷却管的一端与进风口连通，另一端与出风口连通。在外壳的出风口处连接风机。在使用该冷却器时，风机将冷风从进风口抽送至冷却管内，并在冷却管内流动至出出风口，在冷却管流动的过程中会将发电机内部的热量带走，最后从出风口流出，实现对发电机的冷却功能。
但是，现有技术中对发电机冷却时需要使用风机，而风机包括叶轮和电机，其结构复杂，导致冷却成本较高，可靠性较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种发电机和风力发电设备，以解决现有技术中冷却成本较高，可靠性较差的技术问题。
本发明提供一种发电机，所述发电机包括：风扇、机座以及转动连接在所述机座上的转子轴；所述风扇固定穿设在所述转子轴上，且位于所述机座的内部。
进一步地，所述风扇设置在所述转子轴的驱动端。
进一步地，所述机座上设置有与所述风扇连通的进风口。
进一步地，所述机座内，位于所述风扇的进风口处，设置有过滤件。
进一步地，所述机座上设置有冷却组件；所述冷却组件包括冷却管；所述冷却管与所述机座连通。
进一步地，所述转子轴上，位于所述机座内，设置有发电组件；所述风扇为离心风扇；所述风扇与所述发电组件沿所述转子轴的轴向间隔设置；所述风扇与所述发电组件之间设置有内密封件；所述内密封件将所述机座分隔为不连通的第一腔室和第二腔室；所述风扇设置在所述第一腔室内，所述进风口设置在所述第一腔室上；所述发电组件设置在所述第二腔室内；所述冷却管与所述第一腔室连通。
进一步地，所述第一腔室内设置有外密封件；所述外密封件用于将所述风扇的边沿与所述机座的内壁之间的缝隙填充；所述进风口设置在所述外密封件远离所述内密封件的一侧。
进一步地，所述冷却组件还包括外壳；所述外壳内设置有进风腔和冷却管安装腔；所述外壳的底部，与所述进风腔对应的位置，设置有与所述机座连通的风扇风进口；所述外壳远离所述冷却管安装腔的一端的侧壁为倾斜壁；所述倾斜壁朝向所述冷却管方向倾斜。
进一步地，所述进风腔内设置有隔板；所述隔板将所述进风腔分隔为两个均与所述风扇风进口连通的子腔体。
进一步地，本发明还提供一种风力发电设备，所述风力发电设备包括如本发明所述的发电机。
本发明中，在发电机的转子轴上穿设风扇，当转子轴转动时，转子轴带动风扇转动，风扇可加快发电机内的空气流动，从而可起到对发电机降温的作用。
本发明中，通过在发电机的转子轴上设置风扇，通过转子轴自身转动带动风扇转动对发电机进行冷却，不需另外设置风机，从而降低了冷却成本，提高了可靠性。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的发电机的结构示意图；
图2是根据本发明实施例的发电机的局部结构示意图；
图3是根据本发明实施例的发电机中冷却组件的结构示意图；
图4是根据本发明实施例的发电机中冷却组件的另一结构示意图。
图中：
1－机座；              2－转子轴；          3－风扇；
4－内密封件；          5－外密封件；        6－过滤件；
7－进风口；            8－冷却管；          9－倾斜壁；
10－第一腔室；         11－第二腔室；       12－转子；
13－定子；             14－外壳；           15－进风腔；
16－冷却管安装腔；     17－风扇风进口；     18－隔板；
19－发电组件。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明实施例提供一种发电机，该发电机包括：风扇3、机座1以及转动连接在机座1上的转子轴2；风扇3固定穿设在转子轴2上，且位于机座1的内部。
图1是根据本发明实施例的发电机的结构示意图；如图1所示，本发明实施例中，在发电机的转子轴2上穿设风扇3，当转子轴2转动时，转子轴2带动风扇3转动，风扇3可加快发电机内的空气流动，从而可起到对发电机降温的作用。
本发明实施例中，通过在发电机的转子轴2上设置风扇3，通过转子轴2自身转动带动风扇3转动对发电机进行冷却，不需另外设置风机，从而降低了冷却成本。
其中，风扇3可以为离心风扇，也可以为轴流式风扇3。风扇3可以为一个，也可以为两个以上的多个。当风扇3为多个时，多个风扇3沿转子轴2的周向依次间隔设置。
在上述实施例的基础上，进一步地，风扇3设置在转子轴2的驱动端。
本实施例中，将风扇3设置在转子轴2上的驱动端，风扇3转动可对驱动端进行降温，从而使得驱动端轴承充分冷却，避免轴承过热，提高产品质量。
图2是根据本发明实施例的发电机的局部结构示意图；如图1和图2所示，在上述实施例的基础上，进一步地，机座1上设置有与风扇3连通的进风口7。
本实施例中，在机座1上设置进风口7，当转子轴2带动风扇3转动时，外部的冷却风从进风口7进入至发电机的机座1内，从而对发电机内部充分降温，提高降温效果。
如图1和图2所示，在上述实施例的基础上，进一步地，机座1内，位于风扇3的进风口7处，设置有过滤件6。
本实施例中，在风扇3的进风口7处设置过滤件6，当外部的冷却风从进风口7进入至机座1内后，通过过滤件6过滤后进入至风扇3的进风口7，过滤件6可对冷却风进行过滤，从而避免冷却风中的杂质进入风扇3内，影响风扇3的功能。另外，当机座1内的空气流至风扇3时，过滤件6也可以对该空气进行过滤。
其中，过滤件6可以为过滤网，也可以为过滤布等。
如图1所示，在上述实施例的基础上，进一步地，机座1上设置有冷却组件；冷却组件包括冷却管8；冷却管8与机座1连通。
本实施例中，将机座1与冷却管8连通，风扇3转动时，将外部的冷却风输送至冷却管8内，冷却风流动的过程中对发电机内部进行降温。
如图1所示，在上述实施例的基础上，进一步地，转子轴2上，位于机座1内，设置有发电组件19；风扇3为离心风扇；风扇3与发电组件19沿转子轴2的轴向间隔设置；风扇3与发电组件19之间设置有内密封件4；内密封件4将机座1分隔为不连通的第一腔室10和第二腔室11；风扇3设置在第一腔室10内，进风口7设置在第一腔室10上；发电组件19设置在第二腔室11内；冷却管8与第一腔室10连通。
本实施例中，当风扇3转动时，外部冷却风从进风口7进入至机座1内，经过风扇3时，通过离心风扇的离心作用，将风扇3风通入至冷却管8内。当第二腔室11内的热气循环流动时，热气接触冷却管8时，冷却管8的温度较低，吸收热气的热量，从而对机座1内的第二腔室11进行降温。
本实施例中，内密封件4的设置可使冷却风经过风扇3后，从第一腔室10流入至冷却管8内，避免冷却风经过风扇3后流入至发电组件19内，提高冷却风的利用率。
其中，转子轴2上，位于第二腔室11内，设置有转子12和定子13。转子12和定子13，沿转子轴2的周向，分为具有间隔的多段。转子12上，沿转子轴2的周向，设置有通孔。该通孔与定子13和转子12上的间隔形成热气流动的循环通道。当第二腔室11内的热气在该循环通道内流动时，与冷却管8接触，冷却管8对第二腔室11进行降温。
进一步地，内密封件4为环形密封板，环形密封板套在转子轴2上，环形密封板的边沿与机座1的内壁连接，从而将机座1分隔为第一腔室10和第二腔室11。
在上述实施例的基础上，进一步地，第一腔室内设置有外密封件5；外密封件5用于将风扇3的边沿与机座1的内壁之间的缝隙填充；进风口7设置在外密封件5远离内密封件4的一侧。
本实施例中，当冷却风从进风口7进入机座1后，向风扇3流动，由于外密封件5的阻挡，该冷却风流入至风扇3内，并经风扇3的作用流入冷却管8内。
本实施例中，外密封件5将风扇3的边沿与机座1的内壁之间的缝隙填充，从而可避免冷却风从风扇3的边沿流出，使得冷却风充分进入至风扇3内，提高冷却效果。
其中，外密封件5为环形密封板，环形密封板的内圆与风扇3的边沿连接，外圆与机座1的内壁连接。此时，优选地，过滤件6设置在转子轴2上，并且位于靠近外密封件5的一端。
图3是根据本发明实施例的发电机中冷却组件的结构示意图；图4是根据本发明实施例的发电机中冷却组件的另一结构示意图如图1、图3和图4所示，在上述实施例的基础上，进一步地，冷却组件还包括外壳14；外壳14内设置有进风腔15和冷却管安装腔16；外壳14的底部，与进风腔15对应的位置，设置有与机座1连通的风扇风进口17；外壳14远离冷却管安装腔16的一端的侧壁为倾斜壁9；倾斜壁9朝向冷却管8方向倾斜。
本实施例中，当冷却风经过风扇3流入至外壳14的进风腔15后，由于倾斜壁9朝向所述冷却管8方向倾斜，因此倾斜壁9引导进风腔15内的冷却风进入至冷却管安装腔16内的冷却管8内，从而可使冷却风顺畅进入至冷却管8内，提高冷却速率。
其中，倾斜壁9朝向冷却管8方向倾斜，也即，倾斜壁9与外壳14的底壁成锐角，该锐角的角度可以为大于0°小于90°之间的任一数值，优选地，该锐角的数值范围为30°－80°，这样可使倾斜壁9实现导流的同时，缩小倾斜壁9的长度，减小外壳14的尺寸，缩小外壳14占用的空间。
进一步地，外壳14包括顶壁，倾斜壁9的上端与顶壁的一端连接，且倾斜壁9与顶壁的连接处呈弧形。
本实施例中，将顶壁与连接处设置为弧形，当冷却风通过进风口7进入至进风腔15内后，冷却风朝顶壁的方向流动，并与顶壁接触，此时，顶壁与连接处的弧形形状可进一步引导冷却风朝向冷却管安装腔16的方向流动，从而可使冷却风更加顺畅地流入至冷却管安装腔16。
进一步地，风扇风进口17，沿倾斜壁9的底边的延伸方向，贯穿外壳14的底壁。本实施例中，沿倾斜壁9的底边的延伸方向，将风扇风进口17贯穿外壳14的底壁，从而使得在倾斜的底边的延伸方向上，风扇风进口17的尺寸最大，使得冷却风可充分通过风扇风进口17进入外壳14内，进一步提高了冷却风的流动量和流动速率。
优选地，风扇风进口17的截面形状为长方形；该长方形的长边与倾斜壁9的底边平行，且与倾斜壁9的底边长度相等。这样可最大程度地缩小进风腔15的尺寸，增大冷却管安装腔16的尺寸，从而使得冷却组件的结构更加紧凑。
在上述实施例的基础上，进一步地，进风腔15内设置有隔板18；隔板18将进风腔15分隔为两个均与风扇风进口17连通的子腔体。
本实施例中，隔板18将进风腔15分隔为两个均与进风口7连通的子腔体，冷却风进入进风腔15后，分别流入至两个子腔体，再通过两个子腔体流入冷却管安装腔16内。
本实施例中，隔板18的设置可起到分流作用，使得冷却风分隔在两个子腔体内，使得冷却管安装腔16内的多个冷却管8均可通入冷却风，也即，冷却风流动更加均匀，提高了冷却效果。
其中，隔板18可以竖直设置，也可以倾斜设置。优选地，隔板18竖直设置在进风腔15内，且隔板18与冷却管8的延伸方向平行。
进一步地，隔板18可为多个，多个隔板18将进风腔15分隔为多个子腔体，可提高隔板18的分流效果，使得冷却风流动更加均匀，进一步提高冷却效果。
在上述实施例的基础上，进一步地，本发明还提供一种风力发电设备，该风力发电设备包括如本发明的发电机。
本发明实施例中，在发电机的转子轴2上穿设风扇3，桨叶带动转子轴2转动，当转子轴2转动时，转子轴2带动风扇3转动，风扇3可加快发电机内的空气流动，从而可起到对发电机降温的作用。
本发明实施例中，通过在发电机的转子轴2上设置风扇3，通过转子轴2自身转动带动风扇3转动对发电机进行冷却，不需另外设置风机，从而降低了冷却成本，提高了可靠性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种发电机，其特征在于，包括：风扇、机座以及转动连接在所述机座上的转子轴；
所述风扇固定穿设在所述转子轴上，且位于所述机座的内部；
所述转子轴上，位于所述机座内，设置有发电组件；
所述风扇为离心风扇；所述风扇与所述发电组件沿所述转子轴的轴向间隔设置；所述风扇与所述发电组件之间设置有内密封件；所述内密封件将所述机座分隔为不连通的第一腔室和第二腔室；所述风扇设置在所述第一腔室内，且所述风扇设置在所述转子轴的驱动端；所述机座上设置有与所述风扇连通的进风口，所述进风口设置在所述第一腔室上；所述第一腔室内设置有外密封件；所述外密封件用于将所述风扇的边沿与所述机座的内壁之间的缝隙填充；所述进风口设置在所述外密封件远离所述内密封件的一侧；
所述机座上设置有冷却组件；所述冷却组件包括冷却管；所述冷却管与所述机座连通；所述发电组件设置在所述第二腔室内；所述冷却管与所述第一腔室连通；所述冷却组件还包括外壳；所述外壳内设置有进风腔和冷却管安装腔；所述外壳的底部，与所述进风腔对应的位置，设置有与所述机座连通的风扇风进口；所述外壳远离所述冷却管安装腔的一端的侧壁为倾斜壁；所述倾斜壁朝向所述冷却管方向倾斜。
2.根据权利要求1所述的发电机，其特征在于，所述机座内，位于所述风扇的进风口处，设置有过滤件。
3.根据权利要求1所述的发电机，其特征在于，所述进风腔内设置有隔板；
所述隔板将所述进风腔分隔为两个均与所述风扇风进口连通的子腔体。
4.一种风力发电设备，其特征在于，包括如权利要求1－3任一项所述的发电机。
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