CN112412713A - 一种风力发电机组的冷却系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种风力发电机组的冷却系统，包括用于对发电机组内部进行风冷的风冷组件和冷却机构，所述风冷组件通过键连接与发电机组内部的传动轴相连，所述冷却机构通过冷却液输送管道与发电机组内部的电能转换组件的冷却腔相连通；所述风冷组件包括主动齿轮和散热风扇；本发明风力发电机组的冷却系统分别通过风冷组件和冷却机构共同对发电机组内部进行冷却；风冷组件驱动散热风扇对发电机组内部的环境与外界进行交换，起到通风散热的作用；另外，冷却机构一方面由于两种液体输送方向相反，从而可以得到更加优良的冷却效果；另一方面风能充足的区域对截面为环形的S形冷却液腔的外表面进行风冷散热，有效提高冷却液的冷却效果。

Description

一种风力发电机组的冷却系统
技术领域
本发明涉及风力发电领域，具体是一种风力发电机组的冷却系统。
背景技术
风力发电机组包括风轮、发电机；风轮中含叶片、轮毂、加固件等组成；它有叶片受风力旋转发电、发电机机头转动等功能。风力发电电源由风力发电机组、支撑发电机组的塔架、蓄电池充电控制器、逆变器、卸荷器、并网控制器、蓄电池组等组成；风力发电机组包括风轮、发电机；风轮中含叶片、轮毂、加固件等组成；它有叶片受风力旋转发电、发电机机头转动等功能。
风力发电机组的冷却多数采用风冷的方式。风冷是利用外界环境温度较低的空气对机组内的发热部件进行冷却，但是如果机组的安装环境温度较高，外界空气的温度也会较高，则冷却效果很不理想。
发明内容
本发明的目的在于提供一种风力发电机组的冷却系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种风力发电机组的冷却系统，包括用于对发电机组内部进行风冷的风冷组件和冷却机构，所述风冷组件通过键连接与发电机组内部的传动轴相连，所述冷却机构通过冷却液输送管道与发电机组内部的电能转换组件的冷却腔相连通；
所述风冷组件包括主动齿轮、从动齿轮、圆形安装座、支架和散热风扇，所述电能转换组件的电能转换器通过传动轴与外部的叶片相连，所述传动轴上安装有主动齿轮，主动齿轮的外围啮合有若干从动齿轮，所述从动齿轮通过转轴穿过与圆形安装座与散热风扇相连，所述转轴与圆形安装座之间形成转动连接，所述圆形安装座通过外围的若干支架固定在发电机组的外壳护罩内壁上；
所述冷却机构包括冷却箱、外管、内管、冷冻水入水管和冷冻水出水管，所述冷却箱的内部设有若干组S形的外管和内管，所述外管套在内管的外部，外管和内管之间的空间形成截面为环形的S形冷却液腔，内管的内部空间为冷冻水腔，所述冷冻水腔的一端与冷冻水入水管相连通，冷冻水入水管与外部的冷冻水源相连，所述冷冻水入水管侧面的S形冷却液腔处设有冷却液出口，所述冷冻水腔的另一端与冷冻水出水管相连通，所述冷冻水出水管通过冷冻装置与外部水源连通，所述冷冻水出水管的侧面S形冷却液腔处设有冷却液入口；
所述风力发电机组的冷却系统还包括过滤组件、泵、冷却机构和增压泵，所述电能转换器内部的冷却腔分别通过投入口和排出口与外界相连，所述投入口和排出口之间依次连接有过滤组件、泵、冷却机构和增压泵。
作为本发明进一步的方案：所述叶片通过轮毂与传动轴形成键连接。
作为本发明再进一步的方案：所述传动轴穿过外壳护罩与轮毂相连，所述传动轴与外壳护罩之间通过轴承形成转动连接。
作为本发明再进一步的方案：所述电能转换器通过底座固定在外壳护罩内壁上。
作为本发明再进一步的方案：所述冷却液出口之间汇合连通后通过传输管与投入口相连，传输管上安装有流量控制阀。
作为本发明再进一步的方案：所述冷却液入口之间汇合连通后通过管道排出口相连。
作为本发明再进一步的方案：所述发电机组的底部的外壳护罩与塔架的顶部相连，塔架固定在地面上。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明风力发电机组的冷却系统分别通过风冷组件和冷却机构共同对发电机组内部进行冷却；风冷组件在叶轮带动传动轴进行转动发电的同时，通过传动轴上安装的主动齿轮、从动齿轮及散热风扇的联动，驱动散热风扇对发电机组内部的环境与外界进行交换，起到通风散热的作用；另外，冷却机构一方面由于两种液体输送方向相反，从而可以得到更加优良的冷却效果；另一方面因为冷却机构和风力发电机组一样安装在风能充足的区域，使得风可以从冷却箱的侧面开口处贯穿通过，对截面为环形的S形冷却液腔的外表面进行风冷散热，有效提高冷却液的冷却效果。
附图说明
图1为风力发电机组的冷却系统的组合结构示意图。
图2为风力发电机组的冷却系统的局部放大示意图。
图3为风力发电机组的冷却系统中风冷组件的结构示意图。
图4为风力发电机组的冷却系统中冷却液循环系统的结构示意图。
图5为风力发电机组的冷却系统中冷却机构的结构示意图。
图6为风力发电机组的冷却系统中冷却机构的剖视结构示意图。
图中：1-发电机组、11-外壳护罩、2-塔架、3-叶片、4-风冷组件、41-传动轴、42-主动齿轮、43-从动齿轮、44-圆形安装座、45-支架、46-散热风扇、47-轴承、5-电能转换组件、51-电能转换器、52-底座、53-投入口、54-排出口、6-过滤组件、7-泵、8-冷却机构、81-冷却箱、82-外管、83-内管、84-冷却液出口、85-冷却液入口、86-冷冻水入水管、87-冷冻水出水管、9-增压泵。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
需要说明，若本发明实施例中有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后......)，则其仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述，则其仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
请参阅图1～6，本发明实施例中，一种风力发电机组的冷却系统，包括用于对发电机组1内部进行风冷的风冷组件4和冷却机构8，所述风冷组件4通过键连接与发电机组1内部的传动轴41相连，所述冷却机构8通过冷却液输送管道与发电机组1内部的电能转换组件5的冷却腔相连通；
所述风冷组件4包括主动齿轮42、从动齿轮43、圆形安装座44、支架45和散热风扇46，所述电能转换组件5的电能转换器51通过传动轴41与外部的叶片3相连，所述传动轴41上安装有主动齿轮42，主动齿轮42的外围啮合有若干从动齿轮43，所述从动齿轮43通过转轴穿过与圆形安装座44与散热风扇46相连，所述转轴与圆形安装座44之间形成转动连接，所述圆形安装座44通过外围的若干支架45固定在发电机组1的外壳护罩11内壁上；
所述冷却机构8包括冷却箱81、外管82、内管83、冷冻水入水管86和冷冻水出水管87，所述冷却箱81的内部设有若干组S形的外管82和内管83，所述外管82套在内管83的外部，外管82和内管83之间的空间形成截面为环形的S形冷却液腔，内管83的内部空间为冷冻水腔，所述冷冻水腔的一端与冷冻水入水管86相连通，冷冻水入水管86与外部的冷冻水源相连，所述冷冻水入水管86侧面的S形冷却液腔处设有冷却液出口84，所述冷冻水腔的另一端与冷冻水出水管87相连通，所述冷冻水出水管87通过冷冻装置与外部水源连通，所述冷冻水出水管87的侧面S形冷却液腔处设有冷却液入口85；
所述风力发电机组的冷却系统还包括过滤组件6、泵7、冷却机构8和增压泵9，所述电能转换器51内部的冷却腔分别通过投入口53和排出口54与外界相连，所述投入口53和排出口54之间依次连接有过滤组件6、泵7、冷却机构8和增压泵9。
在本实施例中，所述风力发电机组的冷却系统分别通过风冷组件4和冷却机构8共同对发电机组1内部进行冷却；
风冷组件4在叶轮3带动传动轴41进行转动发电的同时，通过传动轴41上安装的主动齿轮42驱动相互啮合的从动齿轮43转动，由于从动齿轮43和散热风扇46同轴，因此散热风扇46会同步进行转动，从而带动发电机组1内部的环境与外界进行交换，起到通风散热的作用；优选的发电机组1的外壳护罩11首尾端均设有通风孔，并且通风口处设有过滤网，避免外部环境中的大颗粒杂质进入发电机组1的外壳护罩11内部，影响内部机构使用寿命。
进一步的，冷却机构8会将使用的冷却液从冷却液入口85输送进截面为环形的S形冷却液腔内，然后由冷冻水入水管86处通入冷冻水，使得冷冻水从内管83内部的S形冷冻水腔中对S形冷却液腔内的使用后的冷却液进行冷却，一方面由于两种液体输送方向相反，从而可以得到更加优良的冷却效果；另一方面因为冷却机构8和风力发电机组一样安装在风能充足的区域，使得风可以从冷却箱81的侧面开口处贯穿通过，对截面为环形的S形冷却液腔的外表面进行风冷散热，有效提高冷却液的冷却效果。
在冷却机构8中使用后的冷冻水通过冷冻水出水管87排出，然后汇合进外界的冷冻水源处进行重新制冷，最后由冷冻水入水管86进入冷却机构8中；在电能转换器51中使用后的的冷却液从排出口54排出，依次经过过滤组件6、泵7和冷却机构8进行过滤冷却后，通过增压泵9重新由投入口53进入电能转换器51中进行使用。
请参阅图1或图2，作为本发明一个优选的实施例，所述叶片3通过轮毂与传动轴41形成键连接。
在本实施例中，叶片3用于将外部环境中的风能转化为机械动能。
请参阅图2，作为本发明的另一个优选的实施例，所述传动轴41穿过外壳护罩11与轮毂相连，所述传动轴41与外壳护罩11之间通过轴承47形成转动连接。
在本实施例中，叶片3将风能转化为机械动能后经传动轴41传递到发电机组1中进行电能转换。
请参阅图2，作为本发明的另一个优选的实施例，所述电能转换器51通过底座52固定在外壳护罩11内壁上。
在本实施例中，底座52用于将电能转换器51固定到外壳护罩11上。
请参阅图5，作为本发明的另一个优选的实施例，所述冷却液出口84之间汇合连通后通过传输管与投入口53相连，传输管上安装有流量控制阀。
在本实施例中，流量控制阀用于控制进入电能转换器51中的冷却液流量，当环境温度偏低，发电机组1发热不严重的情况下，适当降低冷却液流量，避免造成资源浪费。
请参阅图5，作为本发明的另一个优选的实施例，所述冷却液入口85之间汇合连通后通过管道排出口54相连。
在本实施例中，使用后的冷却液从冷却后从排出口54中排出，在冷却液入口85处分流进入冷却机构8中进行冷却。
请参阅图1，作为本发明的另一个优选的实施例，所述发电机组1的底部的外壳护罩11与塔架2的顶部相连，塔架2固定在地面上。
在本实施例中，塔架2安装在地面上，用于支撑发电机组1。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种风力发电机组的冷却系统，包括用于对发电机组(1)内部进行风冷的风冷组件(4)和冷却机构(8)，其特征在于，所述风冷组件(4)通过键连接与发电机组(1)内部的传动轴(41)相连，所述冷却机构(8)通过冷却液输送管道与发电机组(1)内部的电能转换组件(5)的冷却腔相连通；
所述风冷组件(4)包括主动齿轮(42)、从动齿轮(43)、圆形安装座(44)、支架(45)和散热风扇(46)，所述电能转换组件(5)的电能转换器(51)通过传动轴(41)与外部的叶片(3)相连，所述传动轴(41)上安装有主动齿轮(42)，主动齿轮(42)的外围啮合有若干从动齿轮(43)，所述从动齿轮(43)通过转轴穿过与圆形安装座(44)与散热风扇(46)相连，所述转轴与圆形安装座(44)之间形成转动连接，所述圆形安装座(44)通过外围的若干支架(45)固定在发电机组(1)的外壳护罩(11)内壁上；
所述冷却机构(8)包括冷却箱(81)、外管(82)、内管(83)、冷冻水入水管(86)和冷冻水出水管(87)，所述冷却箱(81)的内部设有若干组S形的外管(82)和内管(83)，所述外管(82)套在内管(83)的外部，外管(82)和内管(83)之间的空间形成截面为环形的S形冷却液腔，内管(83)的内部空间为冷冻水腔，所述冷冻水腔的一端与冷冻水入水管(86)相连通，冷冻水入水管(86)与外部的冷冻水源相连，所述冷冻水入水管(86)侧面的S形冷却液腔处设有冷却液出口(84)，所述冷冻水腔的另一端与冷冻水出水管(87)相连通，所述冷冻水出水管(87)通过冷冻装置与外部水源连通，所述冷冻水出水管(87)的侧面S形冷却液腔处设有冷却液入口(85)；
所述风力发电机组的冷却系统还包括过滤组件(6)、泵(7)、冷却机构(8)和增压泵(9)，所述电能转换器(51)内部的冷却腔分别通过投入口(53)和排出口(54)与外界相连，所述投入口(53)和排出口(54)之间依次连接有过滤组件(6)、泵(7)、冷却机构(8)和增压泵(9)。
2.根据权利要求1所述的风力发电机组的冷却系统，其特征在于，所述叶片(3)通过轮毂与传动轴(41)形成键连接。
3.根据权利要求2所述的风力发电机组的冷却系统，其特征在于，所述传动轴(41)穿过外壳护罩(11)与轮毂相连，所述传动轴(41)与外壳护罩(11)之间通过轴承(47)形成转动连接。
4.根据权利要求3所述的风力发电机组的冷却系统，其特征在于，所述电能转换器(51)通过底座(52)固定在外壳护罩(11)内壁上。
5.根据权利要求4所述的风力发电机组的冷却系统，其特征在于，所述冷却液出口(84)之间汇合连通后通过传输管与投入口(53)相连，传输管上安装有流量控制阀。
6.根据权利要求1所述的风力发电机组的冷却系统，其特征在于，所述冷却液入口(85)之间汇合连通后通过管道与排出口(54)相连。
7.根据权利要求1所述的风力发电机组的冷却系统，其特征在于，所述发电机组(1)的底部的外壳护罩(11)与塔架(2)的顶部相连，塔架(2)固定在地面上。
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CN117514668A (zh) * 2023-11-08 2024-02-06 中国电力工程顾问集团东北电力设计院有限公司 一种风电机组降温装置

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