CN112546736A - 空气过滤装置及空气循环系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种空气过滤装置及空气循环系统，该空气过滤装置包括：通风管道，具有相对设置的进风口、出风口以及设置于进风口和出风口之间且竖直向下的开口；过滤装置，对应于开口设置于通风管道内，用于过滤从进风口进入的空气；收集装置，设置于通风管道的下方，且与开口和进风口连通，用于收集经过滤装置过滤后掉落的杂质；通风机，设置于出风口，用于排放经过滤装置过滤后的空气。本发明通过沿竖直方向设置于通风管道内的过滤装置和设置于通风管道下方的收集装置，利用重力原理和惯性效应能够有效地过滤掉进入通风管道内的空气中的风沙或者盐雾等杂质，降低了空气过滤装置的维护成本，将其应用于风力发电机组，可以提高电气设备的防护性能。

Description

空气过滤装置及空气循环系统

相关申请的交叉引用

本申请要求享有于2019年09月25日提交的名称为“空气过滤装置”、申请号为“201910910244.6”的中国专利申请的优先权，该申请的全部内容通过引用并入本文中。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，具体涉及一种空气过滤装置及空气循环系统。

背景技术

大功率风力发电机组的变流器系统中，功率柜、电抗器等电气元器件在运行过程中会发热，需要采取热平衡措施，以使元器件的实时运行温度不超过可允许的最高温度。

目前采取的冷却方案有强迫风冷。强迫风冷的基本原理是：通过通风机从塔外吸入冷空气，并在变流器导流风扇系统的作用下，使其吹过发热元器件的表面，最后通过烟囱效应把热量散发到塔内高空当中，最终实现变流器及其元器件的有效散热。

对于陆地上的风力发电机组，从塔外吸入的冷空气的含沙量为非常关键的考虑因素，如果除沙方案不合理，则将使变流器及其元器件表面所堆积的灰尘的不断增加，进而导致设备绝缘的老化和设备的损坏。对于海上风力发电机组，其应用环境中的大气富含盐分，空气湿度大，盐分与潮湿空气结合形成盐雾。当含有盐雾的空气进入塔架底部或者机舱内时，有可能腐蚀电气设备，且盐雾具有导电性，容易引起短路等事故，甚至损坏电气设备。

发明内容

本发明的目的是提供一种空气过滤装置及空气循环系统，该空气过滤装置能够有效地过滤空气中的杂质，提高电气设备的防腐性能。

一方面，本发明还提出了一种空气过滤装置，其包括：通风管道，具有相对设置的进风口、出风口以及设置于进风口和出风口之间且竖直向下的开口；过滤装置，对应于开口设置于通风管道内，用于过滤从进风口进入的空气；收集装置，设置于通风管道的下方，且与开口和进风口连通，用于收集经过滤装置过滤后掉落的杂质；通风机，设置于出风口，用于排放经过滤装置过滤后的空气。

根据本发明的一个方面，通风管道包括相继分布的第一管道、第二管道及第三管道；第一管道的一端为进风口，另一端与第二管道连通；第二管道具有向下设置的开口，过滤装置设置于第二管道内；第三管道的一端设置有出风口，另一端与第二管道连通。

根据本发明的一个方面，第二管道与竖直方向的夹角范围为-10°～10°；和/或，第一管道与第二管道之间的夹角范围为90°±10°；和/或，第三管道与第二管道之间的夹角范围为90°±10°。

根据本发明的一个方面，过滤装置包括沿第二管道的宽度方向间隔分布且沿第二管道的轴向延伸的多个引流板，引流板之间或者引流板与第二管道的内壁之间形成引流通道，引流通道内设置有间隔分布的多个挡板。

根据本发明的一个方面，引流通道内的多个挡板相对设置，并且沿第二管道的轴向交错设置，且相对设置的多个挡板的自由端在引流通道内至少部分重叠设置。

根据本发明的一个方面，挡板为弧形面板件，且挡板的切线与引流板之间的安装角度为60°～80°。

根据本发明的一个方面，挡板为平面板件，且挡板与引流板之间的安装角度为90°。

根据本发明的一个方面，第一管道的横截面面积小于或者等于第三管道的横截面面积，第二管道的横截面面积大于第一管道的横截面面积。

根据本发明的一个方面，第一管道的进风口处还设置有自垂式通风帘。

根据本发明的一个方面，收集装置包括收集器和与收集器连接的导向板，导向板远离收集器的一端围合开口并与第一管道连通。

根据本发明的一个方面，导向板由进风口至收集器的部分沿竖直方向渐缩设置。

根据本发明的一个方面，收集装置还包括防回板，防回板位于导向板围合的空间内，且由第二管道的开口的边缘向外倾斜预定角度，该预定角度的取值范围为0～30°。

根据本发明的一个方面，多个引流板中的至少一部分引流板为空心结构。

根据本发明的一个方面，第一管道的进风口处还设置有具有第一孔径的第一过滤件；和/或，第三管道的出风口处还设置有具有第二孔径的第二过滤件，且第二孔径的尺寸小于第一孔径的尺寸。

根据本发明的一个方面，第一管道的外侧还设置有防雨罩，防雨罩沿远离进风口的方向向下倾斜设置。

本发明提供的一种空气过滤装置，通过沿竖直方向设置于通风管道内的过滤装置和设置于通风管道下方的收集装置，利用重力原理和惯性效应能够有效地过滤掉进入通风管道内的空气中的杂质，降低了维护成本。

另一方面，本发明还提出了一种空气循环系统，包括：腔室，腔体内设置有电气设备；如前所述的空气过滤装置，与腔室连通，腔室外的空气通过空气过滤装置进入腔室，并对电气设备进行冷却散热。

根据本发明的一个方面，空气循环系统还包括排气口，腔室内与电气设备热交换后的空气经排气口排出腔室。

根据本发明的一个方面，空气循环系统用于风力发电机组，并且包括至少两个空气过滤装置，其中至少一个空气过滤装置用于过滤从风力发电机组的外部进入腔室的环境空气，至少另一个空气过滤装置用于过滤从风力发电机组的内部进入腔室的空气。

根据本发明的一个方面，空气循环系统还包括设置于腔室内的循环泵，循环泵用于将进入腔室内的经空气过滤装置过滤的空气引导进入电气设备，并对电气设备进行冷却散热。

根据本发明的一个方面空气循环系统还包括设置于腔室内的通风装置，通风装置用于将腔室内的空气排出至风力发电机组的外部。

本发明提供的一种空气循环系统，通过设置与腔室连通的空气过滤装置，在冷却电气设备的同时还能够有效地除去进入腔室内的空气中的盐雾颗粒等杂质，提高了腔室内电气设备的防腐性能，降低设备绝缘老化或者损坏的概率，进而提高电气设备的可靠性和使用寿命。

附图说明

下面将参考附图来描述本发明示例性实施例的特征、优点和技术效果。在附图中，相同的部件使用相同的附图标记，附图并未按照实际的比例绘制。

图1是本发明实施例提供的一种空气过滤装置的结构示意图；

图2是图1所示的空气过滤装置中的过滤装置的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的另一种空气过滤装置的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种空气循环系统的结构示意图。

附图标记说明：

100-空气过滤装置；

10-通风管道；101-进风口；102-出风口；103-开口；104-第一过滤件；105-防雨罩；106-第二过滤件；11-第一管道；12-第二管道；121-第二管道的内壁；13-第三管道；

20-过滤装置；21-引流板；22-挡板；

30-收集装置；31-收集器；32-导向板；33-防回板；

40-通风机；

200-腔室；200a-第一腔体；200b-第二腔体；

300-通风装置；E-电气设备；

400-循环泵；400a-进口；400b-出口；400c-冷却风道。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本发明造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了部分结构的尺寸。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本发明的具体结构进行限定。在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸式连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

为了更好地理解本发明，下面结合图1至图4对本发明实施例提供的空气过滤装置及空气循环系统进行详细描述。

在风资源比较丰富的区域，风沙活动是一种常见的自然物理现象。风沙不仅会引起呼吸道疾病，而且对电气设备的正常运转也产生影响。另外，对于应用于海上环境中的电气设备，溶解在液态水滴当中的盐分和溶胶颗粒等盐雾对电气设备的腐蚀影响较大。目前对于电气设备的防护措施通常为基于百叶窗与海绵带的组合方案，即空气中的沙尘、盐雾等被百叶窗上设置的海绵带阻挡。但是，海绵带需要定期更换或者清洗，维护周期一般为6个月，维护成本较高。

由此，本发明提供了一种安装于电气设备的进风口处的空气过滤装置，其不需要专门维护即可有效地过滤空气中的沙尘、盐雾等杂质。

参阅图1，本发明实施例提供了一种空气过滤装置100，其包括：通风管道10、过滤装置20、收集装置30和通风机40。

通风管道10具有相对设置的进风口101、出风口102以及设置于进风口101和出风口102之间且竖直向下的开口103。

过滤装置20对应于开口103设置于通风管道10内，用于过滤从进风口101进入的空气。

收集装置30设置于通风管道10的下方，且与开口103和进风口101连通，用于收集经过滤装置过滤后掉落的杂质。

通风机40设置于出风口102，用于排放经过滤装置20过滤后的空气。通风机40优选为轴流式通风机，以使气体平行于风机的轴向流动。轴流式通风机主要包括电动机、风机叶轮和机壳，通常用在流量要求较高而压力要求较低的场合。

由此，外界环境中的空气在通风机40和通风管道10的共同作用下，通过进风口101被吸入通风管道10内；通过进风口101进入通风管道10内的空气流速变慢，此时绝大部分质量重一些的沙尘或盐雾等杂质在惯性效应和自身重力的共同作用下落入到通风管道10下方的收集装置30中；然后在通风机40和通风管道10的进一步作用下，气流受到自下而上的吸力在惯性作用下通过竖直向下的开口103进入过滤装置20，空气中剩余的沙尘等杂质在此处所产生的负压作用和自身重力作用下落入收集装置30中；最终经过滤装置20过滤后的空气通过通风机40处的出风口102排放至需要通风的设备中。

本发明提供的空气过滤装置100，通过沿竖直方向设置于通风管道10内的过滤装置20和设置于通风管道10下方的收集装置30，利用重力原理和惯性效应能够有效地过滤掉进入通风管道10内的空气中的杂质，相对于百叶窗与海绵带的组合方案实现了免维护，降低了维护成本。

进一步地，通风管道10包括相继分布的第一管道11、第二管道12及第三管道13，第一管道11的一端为进风口101，另一端与第二管道12连通；第二管道12具有向下设置的开口103，过滤装置20设置于第二管道12内，第三管道13的一端设置有出风口102，另一端与第二管道12连通。

可选地，第一管道11大致沿水平方向设置，第一管道11与第二管道12大致垂直设置，二者之间的夹角范围为90°±10°。通过第一管道11的进风口101进入通风管道10内的空气流速变慢，便于绝大部分质量重一些的沙尘、盐分等杂质在惯性和自身重力的共同作用下，以抛物线形式落入到通风管道10下方的收集装置30中，完成第一级的筛选工作。

可选地，第二管道12大致沿竖直方向设置，其与竖直方向的夹角范围为-10°～+10°。过滤装置20设置于第二管道12内，便于气流在惯性作用下通过竖直向下的开口103进入过滤装置20，同时，空气中剩余的沙尘等杂质在此处所产生的负压作用和自身重力作用下落入收集装置30中，完成第二级的过滤工作。

可选地，第三管道13与第二管道12之间的夹角范围为90°±10°，即第三管道13大致沿水平方向设置，一方面便于与其它需要通风的设备连接，另一方面相对于第二管道12折弯设置，便于完成第三级的除杂质工作。

由此，外界环境中的空气在具有两次接近90°折弯的通风管道10中流通，通过三级清理杂质的工作，可以充分地利用重力原理和惯性效应过滤掉混入空气中的杂质，提高了空气过滤效果。

下面结合附图进一步详细描述过滤装置20的具体结构及工作原理。

参阅图2，过滤装置20包括沿第二管道12的宽度方向间隔分布且沿第二管道12的轴向延伸的多个引流板21，引流板21之间或者引流板21与第二管道12的内壁121之间形成引流通道，引流通道内设置有间隔分布的多个挡板22。本实施例中，第二管道12的宽度方向即为第二管道12的大致水平方向，第二管道12的轴向即为第二管道12的大致竖直方向。

进入通风管道10内的气流受到自下而上的吸力通过竖直向下的开口103进入过滤装置20的过程中，经过各个引流通道并与内部的多个挡板22碰撞，促使气流中的沙尘等杂质与空气分离。挡板22同时会产生对杂质向下的负压，导致杂质在负压和自身重力的叠加作用下快速落入下方的收集装置30中。

进一步地，引流通道内的多个挡板22相对设置，并且沿第二管道12的竖直方向交错设置，且相对设置的多个挡板22的自由端在引流通道内至少部分重叠设置。多个挡板22在引流通道内的交错布局增加了引流通道的曲折性，使得气流在经过引流通道时与挡板22发生多次碰撞，进一步提高了过滤装置20的过滤效果。

多个挡板22在引流通道内的安装密度及布局方式根据具体的适用场合而定，可以预先进行仿真分析和实际检验以达到最佳的过滤效果。

可选地，挡板22为弧形面板件，其横截面和纵截面均为弧形，且挡板22的切线与引流板21之间的安装角度为60°～80°。引流板21与多个挡板22可以一体成型设置，便于互换；第二管道12内壁的多个挡板22可以与第二管道12分体设置，便于成型。挡板22的结构如此设计，便于气流与挡板22发生多次碰撞后，从气流中分离出的杂质沿各个挡板22的内、外表面顺利滑下，并最终落入最下方的收集装置30。

可选地，多个引流板21中的至少一部分引流板21为空心结构，以形成引水管路，同时也可以减轻引流板21的重量。当外界环境中的空气湿度较大时，进入第二管道12内的水汽因挡板22的阻挡作用而冷凝，并在自身重力的作用下沿引流板21的引水管路往下掉落，最终落入收集装置30中；对于外界环境中的空气包含盐雾的情况，盐雾的比重比水大，流经空心的引流板21时，与引流板21的内壁不断碰撞，形成附着在引流板21内壁的液态颗粒，并沿引流板21的内壁滑落，从而去除了外界环境空气中的盐雾成分。

进一步地，第一管道11的横截面面积小于或者等于第三管道13的横截面面积，且进风口101与出风口102相对设置，可以提高进风口101和出风口102处的流速和压力，提高通风效果；第二管道12的横截面面积大于第一管道11的横截面面积。第二管道12的流场面积大，但流速和压力小，旨在充分利用重力原理和惯性效应过滤掉空气中的杂质。可选地，第一管道11的进风口101处还可以设置自垂式通风帘，例如百叶窗，便于过滤掉外界空气中体积较大的杂质，例如塑料袋、废纸等，防止体积较大的杂质堵塞进风口101而影响通风效果。

进一步可选地，第一管道11的进风口101处还设置有具有第一孔径的第一过滤件104。该第一过滤件104的第一孔径例如可以为15μm，以便于在进风口101处过滤掉大于该第一孔径的杂质。

可选地，第三管道13的出风口102处还设置有具有第二孔径的第二过滤件106，且第二孔径的尺寸小于第一孔径的尺寸。该第二过滤件106的第二孔径例如可以为5μm，以便于在出风口102处进一步过滤掉更细小的杂质。

可以理解的是，本实施例提供的空气过滤装置100也可以仅在第一管道11的进风口101处设置第一过滤件104，或者仅在第三管道13的出风口102处设置第二过滤件106，从而在风压损失较小的前提下，对杂质起到一定的阻挡和分离作用，提高空气过滤装置的过滤性能。

可选地，第一管道11的外侧还设置有防雨罩105，防雨罩105沿远离进风口101的方向向下倾斜设置。防雨罩105可以避免雨水通过进风口101大面积进入空气过滤装置100内。

再次参阅图1，收集装置30包括收集器31和与收集器31连接的导向板32，导向板32远离收集器31的一端围合第二管道12的开口103并与第一管道11连通。可选地，收集器31具有可开合的盖板，便于定期清理收集的沙尘等杂质，而不需要拆卸整个收集装置30或者空气过滤装置。

进一步地，导向板32由进风口101至收集器31的部分沿竖直方向渐缩设置。通过进风口101进入通风管道10内的空气中绝大部分质量重一些的沙尘等杂质以抛物线的方式吹向导向板32的表面，并沿着导向板32沿竖直方向渐缩设置的倾斜表面滑入到收集器31中，避免杂质卡入导向板32的边角等位置。

进一步地，收集装置30还包括防回板33，防回板33位于导向板32围合的空间内，且由第二管道12的开口103的边缘向外倾斜预定角度，预定角度为0～30°。防回板33相对于第二管道12向外倾斜，可以更好地引导沙尘等杂质落入收集器31，避免沙尘等杂质因漩涡效应的反作用力再次回流到第二管道12的主风向上。

由此，本发明实施例提供的空气过滤装置100的工作原理如下：外界环境空气在通风机40和密闭的通风管道10的共同作用下，通过第一管道11的进风口101进入通风管道10内，且进入通风管道10内的气流与地表水平面大致平行，通风管道10内的引流板21和通风机40所产生的吸力大致垂直于地表水平面，且引流板21处的空气流场面积大于进风口101处的空气流场面积，使得气流的流速变慢，此时绝大部分质量重一些的杂质在惯性、重力和风速变慢三大因素的共同作用下，以抛物线形式吹向导向板32的表面，然后在导向板32和防回板33的共同导引下，最终落入到收集器31中。

然后，在通风机40和密闭的通风管道10的进一步作用下，气流所受到的吸力方向大致为由下朝上的垂直方向，在多个挡板22的阻挡作用下，空气沿着曲折的引流通道流动，空气中所含有的剩余杂质在惯性作用下垂直吹向挡板22，剩余杂质在垂直向上吸力的惯性作用下碰壁，并在此处所产生的负压作用下往下掉落或者进入空心的引流板21的引水管路中。此时重力开始发挥作用，剩余杂质可以沿引流板21的表面气压强度较弱的引流通道往下掉落，或者沿引流板21的引水管路往下掉落，最终落入收集器31中。外界环境空气经过上述过滤后，在通风机40的作用下可以排放至需要队电气设备进行冷却散热的应用场景中。

参阅图3，本发明实施例还提供了另一种空气过滤装置100，其与图1所示的空气过滤装置100结构类似，不同之处在于，过滤装置20中的挡板22为平面板件，且挡板22与引流板21之间的安装角度为90°。

相对设置的多个挡板22的自由端至少部分重叠设置，在引流通道内形成迷宫式的布局，增加了引流通道的曲折性，使得气流在经过引流通道时与挡板22发生多次碰撞，提高了过滤装置20的过滤效果。

可以理解的是，过滤装置20中的挡板22不限于附图1、2所示的结构形式，还可以具有其它的结构形式，只要能够提高过滤装置20的过滤效果均可。

参阅图4，本发明实施例还提供了一种空气循环系统，包括：如前所述的空气过滤装置100和腔室200。

腔室200内设置有电气设备E，空气过滤装置100与腔室200连通，腔室200外的空气通过空气过滤装置100进入腔室200，并对电气设备E进行冷却散热。

本发明实施例提供的空气循环系统可以应用于需要通风的多种设备中，例如风力发电机组。对于陆地上的风力发电机组，可以防止风沙等杂质进入风力发电机组的电气设备中。对于海上风力发电机组，变流器、变压器、主控柜等电气设备E一般都安装在塔底平台或者安装在机舱内部，溶解在液态水滴当中的盐分和溶胶颗粒形成的盐雾环境对电气设备的腐蚀影响较大。

另外，风力发电机组的电气设备在运行过程中会发热，需要采取热平衡措施，以使电气设备的实时运行温度不超过允许的最高温度。因此，风力发电机组的电气设备冷却方案还需要兼顾防沙尘或者防盐雾等防护问题。

以海上风力发电机组为例，冷却与防护措施主要有以下几个方案：一、通过空-水-空冷却系统，在解决散热需求的同时，在一定程度上避免塔架外的盐雾侵入；二、塔架或机舱内或外的电气设备采用严苛的防腐蚀设计要求；三、塔底或机舱加装环控系统，根本措施为设置除湿机。

由于盐雾对电气设备的影响远大于湿度对电气设备的影响，而除湿机仅仅是去除空气当中的汽态水，与除盐雾是完全不同的功能。实际上，对海上风力发电机组的防护问题而言，防盐雾才是最关键因素。故，通过上述空-水-空内外双循环散热设计、除湿机或者提高防腐等级要求难以解决海上风力发电机组的防盐雾问题，导致成本增加。

另外，通过理论研究还可以得知，盐雾中的盐分和溶胶颗粒的重量均大于空气的重量。由此，采用如前所述的空气过滤装置100，可以过滤掉空气中的杂质，包括溶解在液态水滴当中的盐分和溶胶颗粒形成的盐雾，以使进入海上风力发电机组内的空气不含盐雾，大幅降低现有散热与防腐蚀设计方案存在的成本高问题。

本发明实施例提供的一种空气循环系统，通过设置与腔室200连通的空气过滤装置100，在冷却电气设备E的同时，还能够有效地除去进入腔室200内的空气中的沙尘、盐雾等杂质，提高了腔室200内电气设备E的防护性能，降低设备绝缘老化或者损坏的概率，进而提高电气设备E的可靠性和使用寿命。

进一步地，腔室200还包括排气口(图中未示出)，腔室200内与电气设备E热交换后的空气经排气口排出腔室200。

在一些实施例中，本发明实施例提供的一种空气循环系统用于风力发电机组，并且包括至少两个空气过滤装置100，其中至少一个空气过滤装置100用于过滤从风力发电机组的外部进入腔室200的环境空气，至少另一个空气过滤装置100用于过滤从风力发电机组的内部进入腔室200的空气。

可选地，腔室200设置于风力发电机组的塔架或者机舱内，尤其设置于海上风力发电机组的塔架或者机舱内。

为了便于描述，本发明实施例以腔室200设置于海上风力发电机组的塔架内、且塔架内和塔架外均设置有空气过滤装置100为例进行说明。

如图4所示，腔室200包括相互连通的第一腔体200a和第二腔体200b，第一腔体200a内设置有电气设备E。塔架内和塔架外分别设置有与第一腔体200a连通的一个空气过滤装置100。

进一步地，本发明实施例提供的空气循环系统还包括设置于腔室200内的循环泵400，循环泵400用于将进入腔室200内的经空气过滤装置100过滤的空气引导进入电气设备E，并对电气设备E进行冷却散热。

可选地，循环泵400设置于第一腔体200a内的电气设备E周侧，循环泵400包括机壳和设置于机壳内的叶轮，机壳具有进口400a和出口400b，且出口400b与电气设备E之间形成有冷却风道400c。

进一步地，本发明实施例提供的空气循环系统还包括设置于腔室200内的通风装置300，通风装置300用于将腔室200内的空气排出至风力发电机组的外部。

可选地，通风装置300设置于第二腔体200b且与塔架外的空气连通。通风装置300优选为轴流式通风机，以使气体平行于风机的轴向流动。轴流式通风机主要包括电动机、风机叶轮和机壳，通常用在流量要求较高而压力要求较低的场合。

如图4所示，塔架底部的电气设备E冷却所需的冷空气来自两条支路：一条支路来自塔架外的盐雾冷空气，该盐雾冷空气在塔架外的空气过滤装置100的作用下除去盐雾成分后进入第一腔体200a内获得的满足防腐蚀允许要求的冷空气；另一条支路来自塔架内的盐雾冷空气，该盐雾冷空气在塔架内的空气过滤装置100的作用下除去盐雾成分后进入第一腔体200a内，以获得满足防腐蚀允许要求的冷空气。两条支路的冷空气在第一腔体200a的循环泵400和第二腔体200b的通风装置300的共同作用下，通过冷却风道400c强制流经电气设备E，带走电气设备E产生的热量，经第二腔体200b的通风装置300排出至风力发电机组外，最终实现变流器等电气设备E的有效散热。

另外，由于除去盐雾后的空气一般会有一定的湿度，由此，本发明实施例提供的空气循环系统还包括设置于腔室200内的除湿装置(图中未示出)，除湿装置用于除去经空气过滤装置100过滤后的空气中的湿气。除湿装置的结构形式有很多，例如，可以在容器中设置干燥剂或者吸湿性物质，以将潮湿空气处理为干燥空气。

可以理解的是，本发明实施例提供的空气循环系统中的腔室200不限于风力发电机组的塔架或者机舱内，还可以为其它电气系统的密闭空间；另外，腔室200也不限于相互连通的第一腔体200a和第二腔体200b，例如腔室200可以仅包括第一腔体200a，同时通风装置300也放置于第一腔体200a内并与塔架或者机舱外的空气连通，不再赘述。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (20)

1.一种空气过滤装置(100)，其特征在于，包括：

通风管道(10)，具有相对设置的进风口(101)、出风口(102)以及设置于所述进风口(101)和所述出风口(102)之间且竖直向下的开口(103)；

过滤装置(20)，对应于所述开口(103)设置于所述通风管道(10)内，用于过滤从所述进风口(101)进入的空气；

收集装置(30)，设置于所述通风管道(10)的下方，且与所述开口(103)和所述进风口(101)连通，用于收集空气中经所述过滤装置(20)过滤后掉落的杂质；

通风机(40)，设置于所述出风口(102)，用于排放经所述过滤装置(20)过滤后的空气。

2.根据权利要求1所述的空气过滤装置(100)，其特征在于，所述通风管道(10)包括相继分布的第一管道(11)、第二管道(12)及第三管道(13)；

所述第一管道(11)的一端为所述进风口(101)，另一端与所述第二管道(12)连通；

所述第二管道(12)具有向下设置的所述开口(103)，所述过滤装置(20)设置于所述第二管道(12)内；

所述第三管道(13)的一端设置有所述出风口(102)，另一端与所述第二管道(12)连通。

3.根据权利要求2所述的空气过滤装置(100)，其特征在于，所述第二管道(12)与竖直方向的夹角范围为-10°～10°；

和/或，所述第一管道(11)与所述第二管道(12)之间的夹角范围为90°±10°；

和/或，所述第三管道(13)与所述第二管道(12)之间的夹角范围为90°±10°。

4.根据权利要求2所述的空气过滤装置(100)，其特征在于，所述过滤装置(20)包括沿所述第二管道(12)的宽度方向间隔分布且沿所述第二管道(12)的轴向延伸的多个引流板(21)，所述引流板(21)之间或者所述引流板(21)与所述第二管道(12)的内壁(121)之间形成引流通道，所述引流通道内设置有间隔分布的多个挡板(22)。

5.根据权利要求4所述的空气过滤装置(100)，其特征在于，所述引流通道内的多个所述挡板(22)相对设置，并且沿所述第二管道(12)的轴向交错设置，且相对设置的多个所述挡板(22)的自由端在所述引流通道内至少部分重叠设置。

6.根据权利要求5所述的空气过滤装置(100)，其特征在于，所述挡板(22)为弧形面板件，且所述挡板(22)的切线与所述引流板(21)之间的安装角度为60°～80°。

7.根据权利要求5所述的空气过滤装置(100)，其特征在于，所述挡板(22)为平面板件，且所述挡板(22)与所述引流板(21)之间的安装角度为90°。

8.根据权利要求2所述的空气过滤装置(100)，其特征在于，所述第一管道(11)的横截面面积小于或者等于所述第三管道(13)的横截面面积，所述第二管道(12)的横截面面积大于所述第一管道(11)的横截面面积。

9.根据权利要求2所述的空气过滤装置(100)，其特征在于，所述第一管道(11)的所述进风口(101)处还设置有自垂式通风帘。

10.根据权利要求2所述的空气过滤装置(100)，其特征在于，所述收集装置(30)包括收集器(31)和与所述收集器(31)连接的导向板(32)，所述导向板(32)远离所述收集器(31)的一端围合所述第二管道(12)的所述开口(103)，并与所述第一管道(11)连通。

11.根据权利要求10所述的空气过滤装置(100)，其特征在于，所述导向板(32)由所述进风口(101)至所述收集器(31)的部分沿竖直方向渐缩设置。

12.根据权利要求10所述的空气过滤装置(100)，其特征在于，所述收集装置(30)还包括防回板(33)，所述防回板(33)位于所述导向板(32)围合的空间内，且由所述第二管道(12)的所述开口(103)的边缘向外倾斜预定角度，所述预定角度的取值范围为0～30°。

13.根据权利要求4所述的空气过滤装置(100)，其特征在于，多个所述引流板(21)中的至少一部分所述引流板(21)为空心结构。

14.根据权利要求2所述的空气过滤装置(100)，其特征在于，所述第一管道(11)的所述进风口(101)处还设置有具有第一孔径的第一过滤件(104)；

和/或，所述第三管道(13)的所述出风口(102)处还设置有具有第二孔径的第二过滤件(106)，且所述第二孔径的尺寸小于所述第一孔径的尺寸。

15.根据权利要求2所述的空气过滤装置(100)，其特征在于，所述第一管道(11)的外侧还设置有防雨罩(105)，所述防雨罩(105)沿远离所述进风口(101)的方向向下倾斜设置。

16.一种空气循环系统，其特征在于，包括：

腔室(200)，所述腔室(200)内设置有电气设备(E)；

如权利要求1至15任一项所述的空气过滤装置(100)，与所述腔室(200)连通，所述腔室(200)外的空气通过所述空气过滤装置(100)进入所述腔室(200)，并对所述电气设备(E)进行冷却散热。

17.根据权利要求16所述的空气循环系统，其特征在于，所述腔室(200)还包括排气口，所述腔室(200)内与所述电气设备(E)热交换后的空气经所述排气口排出所述腔室(200)。

18.根据权利要求16所述的空气循环系统，其特征在于，所述空气循环系统用于风力发电机组，并且包括至少两个所述空气过滤装置(100)，其中至少一个所述空气过滤装置(100)用于过滤从所述风力发电机组的外部进入所述腔室(200)的环境空气，至少另一个所述空气过滤装置(100)用于过滤从所述风力发电机组的内部进入所述腔室(200)的空气。

19.根据权利要求16所述的空气循环系统，其特征在于，还包括设置于所述腔室(200)内的循环泵(400)，所述循环泵(400)用于将进入所述腔室(200)内的经所述空气过滤装置(100)过滤的空气引导进入所述电气设备(E)，并对所述电气设备(E)进行冷却散热。

20.根据权利要求18所述的空气循环系统，其特征在于，还包括设置于所述腔室(200)内的通风装置(300)，所述通风装置(300)用于将所述腔室(200)内的空气排出至所述风力发电机组的外部。

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