CN109962564B - 发电机通风结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及发电机技术领域，尤其涉及一种发电机通风结构。所述发电机通风结构包括：发电机机壳，连接在所述发电机机壳内的能量转换组件，设于所述发电机机壳一侧且与所述能量转换组件连接的驱动组件；所述发电机机壳的周壁上设有若干通风槽孔。本发明提供的发电机通风结构，结构简单，能够使外界冷空气快速进入发电机的发电机机壳内，降低发电机的发电机机壳内温度，有利于发电机的正常运行。
Description
技术领域
本发明涉及发电机技术领域，具体涉及一种发电机通风结构。
背景技术
现有兆瓦级机组风力发电机的散热冷却方式主要分为两种形式：自然风冷和强制风冷。自然风冷方式适用于功率较小的兆瓦级机组中，外界空气流经发电机外转子上的进风道，发电机热量通过散热筋以自然风冷的形式散出去。这种散热方式由于发电机外转子上的进风道孔径过大，机组发电机密封性不好，外界恶劣环境空气容易进入，而且此种进风道结构的自然风冷形式不能满足大兆瓦发电机组的散热。
现有技术通常采用离心风机对功率较大的兆瓦级发电机进行散热冷却，其结构示意图如图1所示，离心风机50通过连接到发电机机舱上的散热风管将发电机机舱内的热空气抽出，通过机组机舱罩尾部出风口排出。这种散热方式中风电机组发电机散热冷却系统能耗较大，对机舱内的热耗散量贡献较大，散热系统采购成本较高，产生的震动噪声比较大，而且，连接离心风机的风管中热空气通过风管的辐射换热作用将热量带入机组机舱中，又对于机舱贡献了一部分热量。
发明内容
本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一，本发明提供了一种发电机通风结构，以解决传统的发电机散热系统能耗大，噪声大，对发电机机组内环境热负荷贡献大的问题。
本发明首先提供了一种发电机，包括：发电机机壳，连接在所述发电机机壳内的能量转换组件，设于所述发电机机壳一侧且与所述能量转换组件连接的驱动组件；所述发电机机壳的周壁上设有若干通风槽孔。
优选地，多个所述通风槽孔均匀排列于所述发电机机壳的周壁上。
优选地，所述通风槽孔为外翻边结构。
优选地，所述通风槽孔的形状为矩形或螺旋形。
进一步地，所述发电机机壳上远离所述驱动组件的一侧设有向所述发电机机壳轴心方向延伸的翻边结构，所述翻边结构上设有若干对流孔。
优选地，所述翻边结构上设有多个呈间断排列的对流孔，所述对流孔为圆弧形；或者所述翻边结构上设有多个呈环形排列的对流孔。
更进一步地，所述对流孔中设有用于加速排出所述发电机机壳内气体的轴流风机。
具体地，所述发电机通风结构还包括：设于所述发电机机壳远离所述驱动组件一侧的发电机机座。
相应地，本发明还提供了一种风力发电机组，包括上述任意一项技术方案所述的发电机通风结构。
与现有技术相比，本发明的上述技术方案具有以下有益效果：
本发明提供的发电机通风结构，通过能量转换组件的运转自动将外界冷空气吸入到发电机机舱内，再通过发电机机壳上设置的通风槽孔将发电机机壳内的热量排出到发电机机壳外部，该发电机通风结构在实现正常发电的同时，就能够带动冷空气在发电机外壳中流动，有效地降低发电机机壳内的温度，有利于发电机的正常运行。该种发电机通风结构无需专门设置发电机的散热系统，相应地避免了额外设置散热结构引起的能耗及运维成本，同时解决了现有发电机散热冷却系统自身耗能大、采购安装成本高、占用空间大、噪声大等问题。
本发明提供的发电机通风结构，其机壳周壁上设有均匀排列的多个通风槽孔，有利于外界冷空气通过开设的通风槽孔进入发电机机壳内，利用冷空气密度比热空气密度大的特性，将进入发电机机壳内的冷空气与发电机机壳内的热空气混合，混合空气再通过通风槽孔排出所述发电机机壳，降低发电机机壳内环境温度，结构简单，且不会对发电机机壳内的环境造成任何热负荷。
本发明提供发电机通风结构，在其发电机机壳的翻边结构上设有对流孔，在通风槽孔导入冷空气的同时，增设的对流孔实现发电机机壳轴线方向的空气对流，加速冷空气进入发电机机壳内，同时加速混合空气排出发电机机壳，进一步降低发电机机壳内的环境温度。
本发明提供的发电机通风结构还在所述对流孔中增设有轴流风机，以应对更高功率的发电机散热的需求，在通风槽孔导入冷空气的同时，对流孔中的轴流风机对发电机机壳内的空气进行强制对流，进一步提高冷空气进入发电机机壳内的速度及混合空气排出发电机机壳的速度，能够满足更大功率发电机散热冷却的要求。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为现有的通过离心风机实现发电机散热的结构示意图；
图2为本发明提供的发电机通风结构的示意图；
图3为本发明提供的发电机通风结构的发电机机壳的结构示意图；
图4为本发明发电机通风结构中发电机机壳的结构示意图，其重点展示了通风槽孔的外翻边结构；
图5为本发明发电机通风结构的另一种发电机机壳的结构示意图，其重点展示了通风槽孔的螺旋形外翻边结构；
图6为本发明发电机通风结构的另一种发电机机壳的结构示意图，其重点展示了所述发电机机壳的翻边结构上的对流孔；
图7为本发明发电机通风结构中的一种实施例的示意图，其中发电机机壳结构如图6所示；
图8为本发明发电机通风结构的结构示意图，其重点展示对流孔中设有轴流风机。
附图标记说明：
10-发电机机壳；20-能量转换组件；30-驱动组件；40-机座；101-通风槽孔；102-翻边结构；103-对流孔；104-轴流风机；50-离心风机。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本发明提供的一种发电机通风结构，其结构示意图如图2所示，包括发电机机壳10，连接在所述发电机机壳10内的能量转换组件20，设于所述发电机机壳10一侧且与所述能量转换组件20相连的驱动组件30；所述发电机机壳10的周壁上设有若干通风槽孔101。
在一种实施例中所述发电机通风结构的发电机机壳10结构示意图如图3所示，所述发电机机壳10为周壁为镂空结构的空心圆，多个均匀排列的通风槽孔101设于发电机机壳10周壁上，联通所述发电机机壳10的内壁和外壁，每个所述通风槽孔101均为矩形，所述矩形的纵长边垂直于所述发电机机壳10的轴线方向。
发电机通风结构中的所述驱动组件30为与之连接的能量转换组件20提供驱动力，包括：油箱、点火器、风机叶片等。
在风力发电机通风结构中，所述驱动组件30包括：若干风机叶片，与多个所述风机叶片相连的轮毂，所述驱动组件30通过所述轮毂与能量转换组件20相连。
所述能量转换组件20设于所述发电机机壳10内，所述能量转换组件20包括：连接在所述发电机机壳10内壁上的发电机外转子和设于所述发电机外转子内腔中的发电机定子，所述能量转换组件20通过轮毂与驱动组件30相连，在风力发电机通风结构中，所述风机叶片设在轮毂上，风机叶片与轮毂、发电机外转子依次连接，发电机定子、发电机外转子和轮毂依次同轴连接，所述轮毂的旋转与发电机外转子的旋转同步，且轮毂与发电机外转子具有良好的电气道通性。所述风机叶片与所述外发电机外转子联动，所述风机叶片在风力驱动下带动所述发电机外转子做切割磁力线运动，从而产生感应电势，通过接线端子引出，接在回路中，产生电流，实现机械能向电能的能量装换。在发电机产生电流的过程中会同时产生热量，尤其是大功率发电机产生的热量很高，高温不利于发电机的正常运转。所述发电机机壳10周壁上设置的若干通风槽孔101穿透所述发电机机壳10，联通所述发电机机壳10内壁和外壁，外界自然冷空气通过所述发电机机壳10周壁上的若干通风槽孔101进入发电机机舱，在发电机自身旋转的作用下，冷空气加速进入发电机的机舱，所述冷空气与发电机机舱内的热空气混合，冷、热空气由于温度梯度，在发电机的机舱内形成对流换热，热空气热胀，密度较小，会向上升，冷空气密度较大，会向较轻空气的地方流动，形成的混合空气流经发电机机壳10周壁上的通风槽孔101排出所述发电机机壳10，降低发电机机壳10内的温度。
本发明提供的发电机机壳10可使冷空气在发电机外壳中流动更加均匀，更加有效地冷却风力发电机定子线圈，可以有效降低发电机定子温度，有利于发电机的正常运行。
在一种典型实施例中所述发电机机壳10的形状为圆柱形，其上的通风槽孔101为矩形，当然，除了图3所展示的发电机机壳10上的通风槽孔101的形状为矩形，且所述矩形的纵长边垂直于所述发电机机壳10的轴线方向之外，所述矩形通风槽孔101的纵长边也可以平行于所述发电机机壳10的轴线方向。值得说明的是，所述通风槽孔101的形状可以是任意形状，所述通风槽孔101的数量不限，本发明提供了在所述发电机机壳10的周壁上开设多个均匀排列于所述发电机机壳10周壁上的通风槽孔101，与单个或排列不均匀的通风槽孔101相比，排列均匀的多个通风槽孔101有利于空气的对流，便于将发电机机壳10内产生的热量排到发电机的发电机机壳10外。
所述发电机通风结构还包括：设于所述发电机机壳10远离所述驱动组件30一侧的发电机机座40，所述发电机机座40的内腔与所述发电机机壳10共同组成了发电机的保护外壳，所述发电机机座40用于保护发电机的其他部件，如齿轮箱，转轴等。
在一种优选实施例中，发电机通风结构包括发电机机壳10，连接在所述发电机机壳10内的能量转换组件20，设于所述发电机机壳10一侧且与所述能量转换组件20相连的驱动组件30；所述发电机机壳10的周壁上设有若干通风槽孔101；所述通风槽孔101的形状为螺旋形，如图5所示，本发明提供的多个所述螺旋形通风槽孔101均匀排列于所述发电机机壳10的周壁上。外界自然冷空气通过所述螺旋形通风槽孔101进入发电机机舱，在发电机自身旋转的作用下，外界冷空气进入发电机的发电机机壳10之前，在螺旋进气口内围绕发电机轴线产生涡旋运动，在涡旋运动的作用下，进入发电机机壳10内的冷热空气混合效率更高，冷空气加速进入发电机的发电机机壳10，与发电机机舱内的热空气混合，冷、热空气由于温度梯度，在发电机的机舱内形成对流换热，热空气热胀，密度较小，会向上升，冷空气密度较大，会向较轻空气的地方流动，形成的混合空气流经发电机机壳10周壁上的通风槽孔101排出所述发电机机壳10，降低发电机机壳10内的温度。
在另一种优选的实施例中，发电机通风结构包括发电机机壳10，连接在所述发电机机壳10内的能量转换组件20，设于所述发电机机壳10一侧且与所述能量转换组件20相连的驱动组件30；所述发电机机壳10的周壁上设有若干通风槽孔101；发电机机壳10周壁上的通风槽孔101为外翻边结构，如图4所示，其重点展示通风槽孔101在所述发电机机壳10的外壁侧有外翻边结构，外界冷空气经所述发电机机壳10上设有的外翻边结构的通风槽孔101，沿着发电机机壳10外壁切线方向进入所述发电机机壳10，经过发电机机壳10内能量转换组件20的运动加速冷热空气混合，形成的混合空气流经发电机机壳10周壁上的通风槽孔101排出所述发电机机壳10。
本实施例中的通风槽孔101为外翻边结构，在此基础上，所述通风槽孔101的形状可以为矩形或螺旋形。周壁上设有螺旋形外翻边结构的通风槽孔101的发电机机壳10的结构图如图5所示，所述螺旋形外翻边结构的通风槽孔101，结合了外翻边结构通风槽孔101和螺旋形结构通风槽孔101的优点，进一步加快冷空气进入发电机的发电机机壳10内，加速冷热空气的混合，降低发电机机壳10内温度的效率更高。
在另一种优选的实施例中，发电机通风结构包括发电机机壳10，连接在所述发电机机壳10内的能量转换组件20，设于所述发电机机壳10一侧且与所述能量转换组件20相连的驱动组件30；所述发电机机壳10的周壁上设有若干通风槽孔101；多个所述通风槽孔101均匀排列在所述发电机机壳10周壁上，所述通风槽孔101为矩形或螺旋形的外翻边结构，而且，所述发电机机壳10上远离所述驱动组件30的一侧设有向所述发电机机壳10轴心方向延伸的翻边结构102，所述翻边结构102上设有若干对流孔103，所述对流孔103为圆弧形或圆形，如图6所示，所述翻边结构102与所述发电机机座40相连，所述对流孔103设于所述机座40外壁的外侧，本实施例优选所述对流孔103为圆弧形，设有对流孔103的发电机通风结构的结构示意图如图7所示。外界自然冷空气通过所述螺旋形通风槽孔101进入发电机机舱，在发电机内能量转换组件20的旋转下，外界冷空气进入发电机的发电机机壳10之前，在螺旋进气口内围绕发电机轴线产生涡旋运动，在涡旋运动的作用下，进入发电机机壳10内的冷热空气混合效率更高，冷空气加速进入发电机的发电机机壳10，与发电机机舱内的热空气混合，冷、热空气由于温度梯度，在发电机的机舱内形成对流换热，热空气热胀，密度较小，会向上升，冷空气密度较大，向较轻空气的地方流动，形成的混合空气流经发电机机壳10周壁上的通风槽孔101及所述翻边结构102上增设的对流孔103排出所述发电机机壳10，由于所述翻边结构102上的对流孔103设于远离所述驱动组件30即靠近所述机座40的一侧，容易与驱动组件30侧的发电机机壳10产生对流，加快所述发电机机壳10内气体的排出，能够快速降低发电机机壳10内的温度。
在另一种优选的实施例中，发电机通风结构包括发电机机壳10，连接在所述发电机机壳10内的能量转换组件20，设于所述发电机机壳10一侧且与所述能量转换组件20相连的驱动组件30；所述发电机机壳10的周壁上设有若干通风槽孔101；多个所述通风槽孔101均匀排列于所述发电机机壳10周壁上，所述通风槽孔101为矩形或螺旋形的外翻边结构，而且，所述发电机机壳10上远离所述驱动组件30的一侧设有向所述发电机机壳10轴心方向延伸的翻边结构102，所述翻边结构102上设有若干对流孔103，本实施例优选所述对流孔103为圆形，且所述对流孔103中设有轴流风机104，所述轴流风机104用于加速发电机机壳10内气体的排出，如图8所示，外界自然冷空气通过所述螺旋形通风槽孔101进入发电机机舱，在发电机内能量转换组件20的旋转下，外界冷空气进入发电机的发电机机壳10之前，在螺旋进气口内围绕发电机轴线产生涡旋运动，在涡旋运动的作用下，进入发电机机壳10内的冷热空气混合效率更高，冷空气加速进入发电机的发电机机壳10，与发电机机舱内的热空气混合，冷、热空气由于温度梯度，在发电机的机舱内形成对流换热，热空气热胀，密度较小，会向上升，冷空气密度较大，向较轻空气的地方流动，形成的混合空气流经发电机机壳10周壁上的通风槽孔101及所述翻边结构102上增设的对流孔103排出所述发电机机壳10，由于所述翻边结构102上的对流孔103设于远离所述驱动组件30即靠近所述机座40的一侧，容易与驱动组件30侧的发电机机壳10产生对流，且所述对流孔103中设有轴流风机104，在轴流风机104的驱动下，所述发电机机壳10中的混合空气强制对流，加快所述发电机机壳10内气体的排出，进一步提供降低发电机机壳10内的温度的速率。
本发明还提供了一种风力发电机组，包括如上述任意一项技术方案所述的发电机通风结构，在无噪声、环保、不借助外接动力、零耗能的条件下，降低发电机机壳内的环境温度，从而降低发电机产热设备的温度，保护发电机组长时间在正常温度下发电。
以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种发电机通风结构，其特征在于，包括：发电机机壳(10)，连接在所述发电机机壳(10)内的能量转换组件(20)，设于所述发电机机壳(10)一侧且与所述能量转换组件(20)连接的驱动组件(30)；所述发电机机壳(10)的周壁上设有若干通风槽孔(101)，所述通风槽孔(101)为螺旋形外翻边结构；所述发电机机壳(10)上远离所述驱动组件(30)的一侧设有向所述发电机机壳(10)轴心方向延伸的翻边结构(102)，所述翻边结构(102)上设有若干对流孔(103)；
其中，外界自然冷空气通过所述发电机机壳(10)周壁上的若干所述通风槽孔(101)进入发电机的机舱，在发电机机壳(10)自身旋转的作用下，冷空气加速进入发电机的机舱，所述冷空气与发电机的机舱内的热空气混合。
2.根据权利要求1所述的发电机通风结构，其特征在于，多个所述通风槽孔(101)均匀排列于所述发电机机壳(10)的周壁上。
3.根据权利要求1所述的发电机通风结构，其特征在于，所述翻边结构(102)上设有多个呈间断排列的对流孔(103)，所述对流孔(103)为圆弧形；或者所述翻边结构(102)上设有多个呈环形排列的对流孔(103)。
4.根据权利要求1或3所述的发电机通风结构，其特征在于，所述对流孔(103)中设有用于加速排出所述发电机机壳(10)内气体的轴流风机(104)。
5.根据权利要求1所述的发电机通风结构，其特征在于，还包括：设于所述发电机机壳(10)远离所述驱动组件(30)一侧的发电机机座(40)。
6.一种风力发电机组，其特征在于，包括如权利要求1至5中任一项所述的发电机通风结构。
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- 2017-12-25 CN CN201711425030.7A patent/CN109962564B/zh active Active
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| CN109962564A (zh) | 2019-07-02 |
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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