CN113014033A - 一种涡轮发电机的内部散热系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种涡轮发电机的内部散热系统,包括发电机,以及与所述发电机输入端相连接的径流式涡轮,所述发电机的内部设有散热组件,所述发电机内部轴线处转动连接有转子,所述转子外套设有固定于所述发电机内部的定子,所述发电机内部靠近径流式涡轮的一端设有引风机构,所述散热组件包括套设于所述定子外部且固定于所述发电机内壁上的环形风冷室,套接于所述环形风冷室外部的环形水冷室,以及套接于所述环形水冷室外部的环形储冷气囊,所述环形风冷室入气端通过引风机构与所述环形储冷气囊相连接,所述环形风冷室出气端通过引风机构与外接相连通。本发明通过多种方式对发电机内部元件进行散热,从而提高了散热效率。
Description
技术领域
本发明主要涉及涡轮发电机的技术领域,具体涉及一种涡轮发电机的内部散热系统。
背景技术
一般的发电机组是通过原动机将各类一次能源蕴藏的能量转化为机械能,再由发电机转化为电能,是水电站生产电能的主要动力设备。
根据申请号为CN201922451690.3的专利文献所提供的一种发电机的散热装置可知,该产品包括底板,底板上表面固定连接有两个对称设置的安装板一和安装板二,安装板一和安装板二外侧壁均开设有散热孔,安装板一和安装板二之间设有放置装置;安装板一外侧壁设有吸风机构,安装板二外侧壁固定连接有电机,电机输出端固定连接有转轴。本实用新型,利用电机带动扇叶转动对发电机进行散热,同时放置板上的放置孔对发电机底部起到透气作用,散热块与发电机底部接触对发电机底部起到导热作用,缓冲腔内的水溶液保证了发电机周围空气的湿润度,进一步的对发电机起到散热作用,避免发电机内部升温从而给发电机的正常工作造成影响。
但上述发电机的散热装置仍然存在着缺陷,例如上述发电机虽然能够利用散热块与发电机底部接触对发电机底部起到导热作用,但传统的发电机一般仅对发电机外壳进行散热,而无法直接对发电机内部元件进行散热,且手段较为单一,从而影响了散热系统的散热效果。
发明内容
本发明主要提供了一种涡轮发电机的内部散热系统用以解决上述背景技术中提出的技术问题。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案为:
一种涡轮发电机的内部散热系统,包括发电机,以及与所述发电机输入端相连接的径流式涡轮,所述发电机的内部设有散热组件;
所述发电机内部轴线处转动连接有转子,所述转子外套设有固定于所述发电机内部的定子,所述发电机内部靠近径流式涡轮的一端设有引风机构;
所述散热组件包括套设于所述定子外部且固定于所述发电机内壁上的环形风冷室,套接于所述环形风冷室外部的环形水冷室,以及套接于所述环形水冷室外部的环形储冷气囊,所述环形风冷室入气端通过引风机构与所述环形储冷气囊相连接,所述环形风冷室出气端通过引风机构与外接相连通。
进一步的,所述定子的外壁上固定有多个环绕定子轴线设置的第一散热鳍片,相邻两个所述第一散热鳍片之间均插接有第二散热鳍片,所述第二散热鳍片固定于所述环形风冷室的内壁上,由于环形风冷室内壁上设有插接于两个相邻第一散热鳍片之间的第二散热鳍片,从而利用第二散热鳍片将热量导入环形风冷室外壳进行散热。
进一步的,所述环形风冷室内壁上固定有以环形风冷室径向平面的中轴线为中心轴对称设置的终止板,方便受热而膨胀的热气从而环形风冷室顶端流出,提高散热效果。
进一步的,所述第一散热鳍片和所述第二散热鳍片的长度均小于所述环形风冷室内环直径与定子外环直径之差,第二散热鳍片固定在环形风冷室内,使得冷气需以S形路线而不断流动,从而提高冷气在环形风冷室的滞留时间,提高散热效率。
进一步的,所述引风机构包括固定于所述发电机底端内壁上的第一引风机,以及固定于所述发电机顶端内壁上的第二引风机,所述第一引风机输入端通过风管与所述环形储冷气囊输入端相连接、输出端与所述环形风冷室相连接,所述第二引风机输入端与所述环形风冷室顶部出气端相连接、输出端通过发电机外壳上的散热孔与外界相连通,经由发电机外壳上的散热孔排出,从而进一步排出发电机所散发热量。
进一步的,所述引风机构还包括对称固定于所述发电机内壁上的第三引风机,使得发电机内部热气经由发电机外壳上的散热孔排出,提高发电机的散热。
进一步的,所述环形水冷室内部滑动连接有环形活塞,所述环形水冷室上固定有温度传感器,使得环形活塞将环形水冷室的热水腔内的水排出,并在冷水腔内重新注入冷水,从而将环形水冷室内部水流保持在低温,提高散热效果。
进一步的,所述径流式涡轮输水端连接有流体调节结构机构,所述流体调节结构机构包括一端固定于径流式涡轮输出端、另一端固定于所述环形水冷室上的第一水管,固定于所述第一水管上的三通阀,以及一端固定于所述三通阀上、另一端固定于所述环形水冷室上的第二水管,通过三通阀的开闭,使得第二水管内的冷水注入环形水冷室,而热水流出,从而将环形水冷室内部水流保持在低温,提高散热效果。
进一步的,所述环形储冷气囊两端外壁上均固定有多个半导体制冷器,多个所述半导体制冷器环绕环形储冷气囊径向平面的中轴线逐一等距设置,从而降低环形储冷气囊内温度,方便后续将冷气注入环形风冷室进行散热。
进一步的,所述环形储冷气囊上固定有高压泄气阀,从而防止环形储冷气囊内部填充过多空气而涨破。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
其一,本发明能够通过多种方式对发电机内部元件进行散热,从而提高了散热效率。具体为:由于固定在发电机内部的定子上套设有环形风冷室,从而利用环形风冷室内的冷气中和转子和定子因工作而产生的热量,初步散热后,通过环形风冷室外所套设的环形水冷室对传导至环形风冷室外壳上的热量进行进一步冷却,由于环形水冷室外套设有为环形水冷室供给冷气的环形储冷气囊,从而利用环形储冷气囊保持环形水冷室温度,并通过膨胀的环形储冷气囊为环形水冷室提供减振功能
其二,本发明能够维持环形水冷室内的水流温度,从而提高环形水冷室的散热效率,具体为:通过三通阀的开闭,使得第一水管内的冷水注入环形水冷室时,通过该水流推动环形水冷室内的环形活塞,使得冷水填充环形水冷室,而热水经由第二水管流出,于此同理,通过三通阀的开闭,使得第二水管内的冷水注入环形水冷室,而热水流出,从而将环形水冷室内部水流保持在低温,提高散热效果。
以下将结合附图与具体的实施例对本发明进行详细的解释说明。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图;
图2为本发明的爆炸图;
图3为本发明的俯视图;
图4为本发明的横向剖视图;
图5为本发明的纵向剖视图;
图6为本发明发电机的内部结构示意图;
图7为本发明发电机的结构示意图;
图8为本发明环形储冷气囊的结构示意图。
图中:10、发电机;11、定子;12、转子;111、第一散热鳍片;13、引风机构;131、第一引风机;132、第二引风机;133、第三引风机;20、散热组件;21、环形风冷室;211、第二散热鳍片;212、终止板;22、环形水冷室;221、环形活塞;222、温度传感器;223、高压泄气阀;23、环形储冷气囊;231、半导体制冷器;30、径流式涡轮;31、流体调节结构机构;311、三通阀;312、第二水管;313、第一水管。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更加全面的描述,附图中给出了本发明的若干实施例,但是本发明可以通过不同的形式来实现,并不限于文本所描述的实施例,相反的,提供这些实施例是为了使对本发明公开的内容更加透彻全面。
需要说明的是,当元件被称为“固设于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上也可以存在居中的元件,当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件,本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常连接的含义相同,本文中在本发明的说明书中所使用的术语知识为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明,本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例,请参照附图1-8,在本发明一优选的实施例中,一种涡轮发电机的内部散热系统,包括发电机10,以及与所述发电机10输入端相连接的径流式涡轮30,所述发电机10的内部设有散热组件20;
所述发电机10内部轴线处转动连接有转子12,所述转子12外套设有固定于所述发电机10内部的定子11,所述发电机10内部靠近径流式涡轮30的一端设有引风机构13;
所述散热组件20包括套设于所述定子11外部且固定于所述发电机10内壁上的环形风冷室21,套接于所述环形风冷室21外部的环形水冷室22,以及套接于所述环形水冷室22外部的环形储冷气囊23,所述环形风冷室21入气端通过引风机构13与所述环形储冷气囊23相连接,所述环形风冷室21出气端通过引风机构13与外接相连通;
需要说明的是,在本实施例中,发电机10中的转子12和定子11因工作而产生热量时,由于固定在发电机10内部的定子11上套设有环形风冷室21,从而利用环形风冷室21内的冷气中和转子12和定子11因工作而产生的热量,并经由引风机构13将膨胀的热气排出至外界,从而达到初步散热的效果,再通过环形风冷室21外所套设的环形水冷室22对传导至环形风冷室21外壳上的热量进行进一步冷却,由于环形水冷室22外套设有为环形水冷室22供给冷气的环形储冷气囊23,从而利用环形储冷气囊23保持环形水冷室22温度,并通过膨胀的环形储冷气囊23为环形水冷室22提供减振功能;
进一步的,在定子11的外侧依次设置环形水冷室22、环形风冷室21以及环形储冷气囊23,从而利用环形水冷室22进行初步散热。
具体的,请着重参照附图2、4和5,在本发明另一优选的实施例中,所述定子11的外壁上固定有多个环绕定子11轴线设置的第一散热鳍片111,相邻两个所述第一散热鳍片111之间均插接有第二散热鳍片211,所述第二散热鳍片211固定于所述环形风冷室21的内壁上,所述环形风冷室21内壁上固定有以环形风冷室21径向平面的中轴线为中心轴对称设置的终止板212,所述第一散热鳍片111和所述第二散热鳍片211的长度均小于所述环形风冷室21内环直径与定子11外环直径之差;
需要说明的是,在本实施例中,使得固定于定子11外部的第一散热鳍片111,能够引导定子11所散发的热量至环形风冷室21内,并通过环形风冷室21内的冷气对该热量进行冷却,且由于环形风冷室21内壁上设有插接于两个相邻第一散热鳍片111之间的第二散热鳍片211,从而利用第二散热鳍片211将热量导入环形风冷室21外壳进行散热;
进一步的,使得环形风冷室21内腔得以通过其内终止板212一分为二,使得进入环形风冷室21的冷风得以分别经过环形风冷室21两端,而从环形风冷室21顶端流出,从而对环形风冷室21内部进行均匀冷却的同时,方便受热而膨胀的热气从而环形风冷室21顶端流出,提高散热效果;
进一步的,由于第一散热鳍片111和第二散热鳍片211的长度均小于环形风冷室21内环直径与定子11外环直径之差,且第一散热鳍片111固定在定子11上,第二散热鳍片211固定在环形风冷室21内,使得冷气需以S形路线而不断流动,从而提高冷气在环形风冷室21的滞留时间,提高散热效率。
具体的,请着重参照附图2、4和5,在本发明另一优选的实施例中,所述引风机构13包括固定于所述发电机10底端内壁上的第一引风机131,以及固定于所述发电机10顶端内壁上的第二引风机132,所述第一引风机131输入端通过风管与所述环形储冷气囊23输入端相连接、输出端与所述环形风冷室21相连接,所述第二引风机132输入端与所述环形风冷室21顶部出气端相连接、输出端通过发电机10外壳上的散热孔与外界相连通,所述引风机构13还包括对称固定于所述发电机10内壁上的第三引风机133;
需要说明的是,在本实施例中,通过第一引风机131将环形储冷气囊23内的冷气引入至环形风冷室21内,使得环形风冷室21能够利用冷气流对发电机10所散发热量进行冷却,第二引风机132通过风管将环形风冷室21内部膨胀热气引出,并经由发电机10外壳上的散热孔排出,从而进一步排出发电机10所散发热量;
进一步的,从而利用设置与发电机10内部上下两端的第三引风机133在发电机10内部形成风道,使得发电机10内部热气经由发电机10外壳上的散热孔排出,提高发电机10的散热。
具体的,请着重参照附图2、4、5和8,在本发明另一优选的实施例中,所述环形水冷室22内部滑动连接有环形活塞221,所述环形水冷室22上固定有温度传感器222,所述径流式涡轮30输水端连接有流体调节结构机构31,所述流体调节结构机构31包括一端固定于径流式涡轮30输出端、另一端固定于所述环形水冷室22上的第一水管313,固定于所述第一水管313上的三通阀311,以及一端固定于所述三通阀311上、另一端固定于所述环形水冷室22上的第二水管312,所述环形储冷气囊23两端外壁上均固定有多个半导体制冷器231,多个所述半导体制冷器231环绕环形储冷气囊23径向平面的中轴线逐一等距设置,所述环形储冷气囊23上固定有高压泄气阀223;
需要说明的是,在本实施例中,使得环形水冷室22内腔通过其上环形活塞221一分为二,使得温度传感器222检测到环形水冷室22内水流温度超过阀值时,通过环形活塞221的滑动,使得环形活塞221将环形水冷室22的热水腔内的水排出,并在冷水腔内重新注入冷水,从而将环形水冷室22内部水流保持在低温,提高散热效果;
进一步的,通过三通阀311的开闭,使得第一水管313内的冷水注入环形水冷室22时,通过该水流推动环形水冷室22内的环形活塞221,使得冷水填充环形水冷室22,而热水经由第二水管312流出,于此同理,通过三通阀311的开闭,使得第二水管312内的冷水注入环形水冷室22,而热水流出,从而将环形水冷室22内部水流保持在低温,提高散热效果;
进一步的,使得环形储冷气囊23通过其内的多个半导体制冷器231进行制冷,从而降低环形储冷气囊23内温度,方便后续将冷气注入环形风冷室21进行散热;
进一步的,从而利用高压泄气阀223防止环形储冷气囊23内部填充过多空气而涨破。
本发明的具体操作方式如下:
在使用内部散热系统对发电机内部元件进行散热时,由于固定在发电机10内部的定子11上套设有环形风冷室21,从而利用环形风冷室21内的冷气中和转子12和定子11因工作而产生的热量,并经由引风机构13将膨胀的热气排出至外界,从而达到初步散热的效果;
初步散热后,通过环形风冷室21外所套设的环形水冷室22对传导至环形风冷室21外壳上的热量进行进一步冷却,由于环形水冷室22外套设有为环形水冷室22供给冷气的环形储冷气囊23,从而利用环形储冷气囊23保持环形水冷室22温度,并通过膨胀的环形储冷气囊23为环形水冷室22提供减振功能。
上述结合附图对本发明进行了示例性描述,显然本发明具体实现并不受上述方式的限制,只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的这种非实质改进,或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的,均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种涡轮发电机的内部散热系统,包括发电机(10),以及与所述发电机(10)输入端相连接的径流式涡轮(30),其特征在于,所述发电机(10)的内部设有散热组件(20);
所述发电机(10)内部轴线处转动连接有转子(12),所述转子(12)外套设有固定于所述发电机(10)内部的定子(11),所述发电机(10)内部靠近径流式涡轮(30)的一端设有引风机构(13);
所述散热组件(20)包括套设于所述定子(11)外部且固定于所述发电机(10)内壁上的环形风冷室(21),套接于所述环形风冷室(21)外部的环形水冷室(22),以及套接于所述环形水冷室(22)外部的环形储冷气囊(23),所述环形风冷室(21)入气端通过引风机构(13)与所述环形储冷气囊(23)相连接,所述环形风冷室(21)出气端通过引风机构(13)与外接相连通。
2.根据权利要求1所述的一种涡轮发电机的内部散热系统,其特征在于,所述定子(11)的外壁上固定有多个环绕定子(11)轴线设置的第一散热鳍片(111),相邻两个所述第一散热鳍片(111)之间均插接有第二散热鳍片(211),所述第二散热鳍片(211)固定于所述环形风冷室(21)的内壁上。
3.根据权利要求2所述的一种涡轮发电机的内部散热系统,其特征在于,所述环形风冷室(21)内壁上固定有以环形风冷室(21)径向平面的中轴线为中心轴对称设置的终止板(212)。
4.根据权利要求3所述的一种涡轮发电机的内部散热系统,其特征在于,所述第一散热鳍片(111)和所述第二散热鳍片(211)的长度均小于所述环形风冷室(21)内环直径与定子(11)外环直径之差。
5.根据权利要求1所述的一种涡轮发电机的内部散热系统,其特征在于,所述引风机构(13)包括固定于所述发电机(10)底端内壁上的第一引风机(131),以及固定于所述发电机(10)顶端内壁上的第二引风机(132),所述第一引风机(131)输入端通过风管与所述环形储冷气囊(23)输入端相连接、输出端与所述环形风冷室(21)相连接,所述第二引风机(132)输入端与所述环形风冷室(21)顶部出气端相连接、输出端通过发电机(10)外壳上的散热孔与外界相连通。
6.根据权利要求5所述的一种涡轮发电机的内部散热系统,其特征在于,所述引风机构(13)还包括对称固定于所述发电机(10)内壁上的第三引风机(133)。
7.根据权利要求1所述的一种涡轮发电机的内部散热系统,其特征在于,所述环形水冷室(22)内部滑动连接有环形活塞(221),所述环形水冷室(22)上固定有温度传感器(222)。
8.根据权利要求1所述的一种涡轮发电机的内部散热系统,其特征在于,所述径流式涡轮(30)输水端连接有流体调节结构机构(31),所述流体调节结构机构(31)包括一端固定于径流式涡轮(30)输出端、另一端固定于所述环形水冷室(22)上的第一水管(313),固定于所述第一水管(313)上的三通阀(311),以及一端固定于所述三通阀(311)上、另一端固定于所述环形水冷室(22)上的第二水管(312)。
9.根据权利要求1所述的一种涡轮发电机的内部散热系统,其特征在于,所述环形储冷气囊(23)两端外壁上均固定有多个半导体制冷器(231),多个所述半导体制冷器(231)环绕环形储冷气囊(23)径向平面的中轴线逐一等距设置。
10.根据权利要求1所述的一种涡轮发电机的内部散热系统,其特征在于,所述环形储冷气囊(23)上固定有高压泄气阀(223)。
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