CN108180122A - 冷却加热自服务风电机组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种冷却加热自服务风电机组。该冷却加热自服务风电机组包括导流罩、机舱罩、机舱、以及叶片，导流罩设置有进风口、与进风口相连的进风腔、环形出风口、以及环形排风腔，机舱罩设置有机舱罩进风口、机舱罩排风口、冷却风道和热风道，叶片设置有叶片进风口和叶片排风孔。进风腔将旋转部件包围，进风腔后部连接环形出风口；机舱罩进风口与环形出风口、机舱罩排风口与环形排风腔均对应连通，机舱罩进风口通过冷却风道与散热器进风口连通，散热器出风口通过热风道与机舱罩排风口连通；叶片进风口通过加热风道与环形排风腔连通。本发明的冷却加热自服务风电机组仅利用空气和叶片离心作用就能对机组进行冷却和加热，能够节约大量电能。

Description

冷却加热自服务风电机组
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种冷却加热自服务风电机组。
背景技术
风力发电属于新能源技术领域，随着能源危机出现，风力发电越来越受青睐，风力发电采用风电机组实现，随着技术的不断发展，风电机组的单机容量不断攀升。在风电机组运行过程中，需要对机舱内部的增速器和发电机进行冷却，并且当机组工作环境寒冷潮湿时，还需要对叶片进行加热，以防止叶片结冰，进而影响叶片气动性能。目前使用的风电机组采用电风扇从机舱外部引风对机舱内的增速器和发电机进行散热的冷却方式，采用电加热的形式对叶片进行防结冰保护，但这两种方法会消耗大量的电能，造成资源的浪费。
因此，如何实现风电机组的冷却和加热，同时能够节约大量电能，成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
为解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种仅利用自然风和叶片的离心作用就能对风电机组进行冷却和加热的冷却加热自服务风电机组。
为此本发明公开了一种冷却加热自服务风电机组。该冷却加热自服务风电机组包括导流罩、机舱罩、机舱、以及叶片，其特征在于，所述导流罩设置有进风口、与所述进风口相连的进风腔、环形出风口、以及环形排风腔，所述机舱内设置有散热器，所述机舱罩将所述机舱包围并设置有散热器，所述机舱罩设置有机舱罩进风口和机舱罩排风口，所述叶片为空腔结构，所述叶片设置有叶片进风口和叶片排风孔。其中，所述进风口位于所述导流罩前端用于吸入空气自然风，所述进风腔的内壁将机组的旋转部件全部包围，所述进风腔后部连接有所述环形出风口；所述机舱罩前端与所述导流罩尾部接触，所述机舱罩进风口与所述环形出风口对应连通，所述机舱罩排风口与所述环形排风腔对应连通；所述机舱罩还设置有冷却风道和热风道，所述机舱罩进风口通过所述冷却风道与机舱内的散热器进风口连通，散热器出风口通过所述热风道与所述机舱罩排风口连通；所述环形排风腔连接有加热风道，所述叶片进风口通过所述加热风道与所述环形排风腔连通。
进一步地，在所述冷却加热自服务风电机组中，所述环形排风腔位于所述进风腔外侧。
进一步地，在所述冷却加热自服务风电机组中，所述进风腔内壁和外壁均为球形，所述进风腔为球壳空腔。
进一步地，在所述冷却加热自服务风电机组中，所述加热风道设置在所述导流罩内或所述导流罩外。
进一步地，在所述冷却加热自服务风电机组中，所述叶片进风口设置在所述叶片的根部或侧面。
进一步地，在所述冷却加热自服务风电机组中，所述叶片排风孔设置在所述叶片尖部后缘。
进一步地，在所述冷却加热自服务风电机组中，所述加热风道的数量大于等于所述叶片的数量。
进一步地，在所述冷却加热自服务风电机组中，所述机舱内的散热器采用串联或并联的形式连接。
进一步地，在所述冷却加热自服务风电机组中，所述导流罩的所述进风口与风向正对。
本发明提供的冷却加热自服务风电机组通过导流罩吸入空气，空气进入机舱内的散热器，能够对机舱内发热部件进行冷却，同时被加热的空气再经由机舱、机舱罩和导流罩进入叶片，能够对叶片进行加热防结冰；且叶片旋转会形成离心泵效果，空气通过叶片后缘的排风孔排出，能够在叶片后缘形成喷气襟翼，能够提高叶片气动性能。
本发明的冷却加热自服务风电机组仅利用空气和叶片的离心作用就能对增速器和发电机进行冷却，并对叶片进行加热防止叶片结冰，能够降低风电机组的电量消耗，提升风电机组发电量。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本发明的一部分，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为本发明一个实施例提供的冷却加热自服务风电机组的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下结合附图，详细说明本发明实施例提供的技术方案。
图1为本发明一个实施例提供的冷却加热自服务风电机组的结构示意图。如图1所示，该实施例的冷却加热风电机组包括导流罩1、机舱2、机舱罩3、以及叶片4，导流罩1设置有进风口101、与进风口101相连的进风腔102、环形出风口103、以及环形排风腔104，机舱罩3将机舱2全部包围，机舱罩3设置有机舱罩进风口301和机舱罩排风口302，叶片4为空腔结构，叶片4设置有叶片进风口401和叶片排风孔402。其中，进风口101位于导流罩1前端用于吸入空气，进风腔102的内壁1021将风电机组的旋转件全部包围，进风腔102的后部与环形出风口103连接；机舱罩3前端与导流罩1尾部相接触，机舱罩3的机舱罩进风口301与环形出风口103对应连通用于接收来自导流罩1的空气，机舱罩3的机舱罩排风口302与环形排风腔104对应连通用于将被机舱2内的散热器5加热后的空气排出；机舱罩3还设置有冷却风道303和热风道304，机舱罩进风口301通过冷却风道303与机舱2内的散热器进风口501连通，散热器出风口502通过热风道304与机舱罩排风口302连通；环形排风腔104连接有加热风道6，叶片4的叶片进风口401通过加热风道6与环形排风腔104连通用于接收来自机舱罩3排出的热空气。
其中，环形出风口103和环形排风腔104优选为环形结构，可以保证导流罩1和叶片4随机组的旋转部件旋转时，环形出风口103与机舱罩进风口301、环形排风腔104与机舱罩排风口302保持连通关系。
进一步地，环形排风腔104可以设置在进风腔102的外侧或内侧。为了避免环形排风腔104与机组的包括轮毂7和主轴8在内的旋转部件干涉，同时方便管道设计布置，优选地，环形排风腔104设置在进风腔102的外侧。
进风腔102内壁1021和外壁1022可以为任意形状，为了减少空气能量损失，提高能量利用率，进风腔102的内壁1021和外壁1022优选为球形，进风腔102为球壳空腔，由此能够提升空气在进风腔102内的流动性。
进一步地，加热风道6可以设置在导流罩1内也可以设置在导流罩1外，叶片4的叶片进风口401设置在叶片4的根部或侧面。其中，加热风道6的数目大于等于叶片4的数量，由此可以保证每个叶片4至少通过一个加热风道6与环形排风腔104连通。
如上所述，叶片4设置有用于将空气排出的叶片排风孔402，优选地，将叶片排风孔402设置在叶片4的尖部后缘，由于叶片4旋转过程中可形成离心泵的效果，将叶片4内的空气通过尖部后缘的叶片排风孔402排出，能够在叶片4后缘后部形成喷气襟翼，能有效地提高叶片4的气动性能。
进一步地，机舱2内的散热器5可以采用串联或并联的形式连接，由此保证散热器5能够充分冷却。
以下具体介绍该实施例的冷却加热自服务风电机组中空气的流动过程。
导流罩1和叶片4随轮毂7和主轴8一同旋转，空气通过导流罩1的进风口101进入进风腔102，并经由环形出风口103、机舱罩进风口301进入冷却风道303，再通过散热器进风口501进入散热器5，进而对机舱2内的增速器和发电机进行冷却；空气经过散热器5后被加热，热空气通过散热器出风口502排出，进入热风道304，再经由机舱罩排风口302、环形排风腔104、加热风道6和叶片进风口401进入叶片4内部，进而对叶片4进行加热防结冰，再经过叶片排风孔402排出叶片4。
优选地，导流罩1的进风口101处于迎风状态，且与风向正对。
本发明提供的冷却加热自服务风电机组通过导流罩1吸入空气，空气进入机舱2内的散热器5，能够对机舱2内的发热部件进行冷却，同时被加热的空气再经由机舱2、机舱罩3和导流罩1进入叶片4，能够对叶片4进行加热防结冰；且叶片4旋转会形成离心泵效果，空气通过叶片4后缘的排风孔402排出，能够在叶片4后缘形成喷气襟翼，能够提高叶片4气动性能。
本发明的冷却加热自服务风电机组仅利用空气和叶片4的离心作用就能对机舱2内的增速器和发电机进行冷却，并对叶片4进行加热防止叶片4结冰，能够降低风电机组的电量消耗，提升风电机组发电量。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。此外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中表示的放置状态为参照。
最后应说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种冷却加热自服务风电机组，包括导流罩、机舱罩、机舱、以及叶片，其特征在于，所述导流罩设置有进风口、与所述进风口相连的进风腔、环形出风口、以及环形排风腔，所述机舱内设置有散热器，所述机舱罩将所述机舱包围，所述机舱罩设置有机舱罩进风口和机舱罩排风口，所述叶片为空腔结构，所述叶片设置有叶片进风口和叶片排风孔，其中：
所述进风口位于所述导流罩前端用于吸入空气自然风，所述进风腔的内壁将机组的旋转部件全部包围，所述进风腔后部连接有所述环形出风口；
所述机舱罩前端与所述导流罩尾部接触，所述机舱罩进风口与所述环形出风口对应连通，所述机舱罩排风口与所述环形排风腔对应连通；
所述机舱罩还设置有冷却风道和热风道，所述机舱罩进风口通过所述冷却风道与机舱内的散热器进风口连通，散热器出风口通过所述热风道与所述机舱罩排风口连通；
所述环形排风腔连接有加热风道，所述叶片进风口通过所述加热风道与所述环形排风腔连通。
2.根据权利要求1所述的冷却加热自服务风电机组，其特征在于，所述环形排风腔位于所述进风腔外侧。
3.根据权利要求2所述的冷却加热自服务风电机组，其特征在于，所述进风腔内壁和外壁均为球形，所述进风腔为球壳空腔。
4.根据权利要求3所述的冷却加热自服务风电机组，其特性在于，所述加热风道设置在所述导流罩内或所述导流罩外。
5.根据权利要求1所述的冷却加热自服务风电机组，其特征在于，所述叶片进风口设置在所述叶片的根部或侧面。
6.根据权利要求5所述的冷却加热自服务风电机组，其特征在于，所述叶片排风孔设置在所述叶片尖部后缘。
7.根据权利要求1所述的冷却加热自服务风电机组，其特征在于，所述加热风道的数量大于等于所述叶片的数量。
8.根据权利要求1所述的冷却加热自服务风电机组，其特征在于，所述机舱内的散热器采用串联或并联的形式连接。
9.根据权利要求1所述的冷却加热自服务风电机组，其特征在于，所述导流罩的所述进风口与风向正对。
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