CN113700836B - 冷却装置及包含其的海上风力发电机 - Google Patents

冷却装置及包含其的海上风力发电机 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种冷却装置及包含其的海上风力发电机,所述冷却装置用于海上风力发电机的齿轮箱的润滑液的冷却,所述冷却装置包括循环回路,所述循环回路用于冷却液流动,所述循环回路上依次设有换热部、散热部及动力部;所述换热部用于所述冷却液与所述润滑油交换热量;所述散热部用于所述冷却液将热量交换至外界;所述动力部用于驱动所述冷却液在所述循环回路中流动。通过利用循环回路连通换热部、散热部及动力部,利用动力部驱动循环回路内的冷却液,并利用冷却液借助散热部吸收润滑油的热量,再利用散热部将冷却液的热量交换至外部,从而将润滑油的热量交换至外界,实现润滑油的冷却。本申请的冷却装置结构紧凑、换热效率高。

Description

冷却装置及包含其的海上风力发电机
技术领域
本发明涉及一种风力发电机领域,特别涉及一种冷却装置及包含其的海上风力发电机。
背景技术
海上风力发电机是将风能转换为机械功,机械功带动转子旋转,最终输出交流电的电力设备。
为了满足海上风力发电机的齿轮箱润滑液的冷却需求,通常采用传统的开式水冷系统。为了保证冷却效率,传统的开式水冷系统需要较多量的淡水。相应地,海上风力发电机其自身安装位置距离陆地较远,难以获得大量的淡水,同时,海上风力发电机的机舱内的空间较为狭小,也没有足够的空间储存大量的淡水。由此可见,传统的开式水冷系统难以满足海上风力发电机的齿轮箱润滑液的冷却需求。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有存在的上述不足,本发明提供一种冷却装置及包含其的海上风力发电机。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种冷却装置,用于海上风力发电机的齿轮箱的润滑液的冷却,所述冷却装置包括循环回路,所述循环回路用于冷却液流动,所述循环回路上依次设有换热部、散热部及动力部;
所述换热部用于所述冷却液与所述润滑油交换热量;
所述散热部用于所述冷却液将热量交换至外界;
所述动力部用于驱动所述冷却液在所述循环回路中流动。
进一步地,所述动力部包括电机及冷却泵,所述电机驱动连接于所述冷却泵,所述冷却泵与所述循环回路相连通,所述冷却泵用于驱动所述循环回路中的冷却液。
进一步地,所述冷却装置还包括第一集成块组件,所述第一集成块组件内设有第一冷却液通路,所述第一冷却液通路的进液口与所述动力部的出液口相连通,所述第一冷却通路的出液口与所述换热部相连通。
进一步地,所述第一集成块组件还包括:
压力表,所述压力表与所述第一冷却液通路相连通;
第一压力传感器,所述第一压力传感器与所述第一冷却液通路相连通;所述第一压力传感器用于测量所述第一冷却液通路的压力,所述第一压力传感器还与所述风力发电机的电控系统相连接,所述第一压力传感器用于将所述压力大小的信号传输至所述电控系统;
第一测压接头,所述第一测压接头与所述第一冷却液通路相连通;
第一排气阀,所述第一排气阀与所述第一冷却液通路相连通;
单向阀,所述单向阀与所述第一冷却液通路相连通。
进一步地,一个所述动力部及一个所述第一集成块组成一套动力单元,所述冷却装置包括两套所述动力单元,两套所述动力单元并联,每套所述动力单元的进液口及出液口分别连通所述循环回路。
进一步地,所述冷却装置还包括第二集成块组件,所述第二集成块组件内设有第二冷却液通路,所述第二冷却液通路的进液口与所述散热部的出液口相连通,所述第二冷却液通路的出液口与所述动力部的进液口相连通。
进一步地,所述第二集成块组件还包括:
膨胀罐组件,所述膨胀罐组件与所述第二冷却液通路相连通;
第二压力传感器,所述第二压力传感器与所述第二冷却液通路相连通,所述第二压力传感器用于测量所述膨胀罐组件的进液口处的所述第二冷却液通路的压力,所述第二压力传感器还与所述风力发电机的电控系统相连接,所述第二压力传感器用于将所述压力的大小的信号传输至所述电控系统;
第二测压接头,所述第二测压接头与所述第二冷却液通路相连通;
第二温度传感器,所述第二温度传感器与所述第二冷却液通路相连通,所述温度传感器用于测量所述散热部的出液口处的所述冷却液的温度;
溢流阀,所述溢流阀的进液口与所述第二冷却液通路相连通,所述溢流阀的出液口与溢液容器相连通。
进一步地,所述散热部包括风扇换热器,所述风扇换热器与所述循环回路相连通;所述风扇换热器的数量为两套,两套所述风扇换热器并联于所述循环回路;
所述换热部包括板式换热器,所述板式换热器用于所述冷却液与所述润滑油交换热量。
进一步地,所述循环回路上还包括:
若干进排液阀,所述进排液阀用于通入或排出所述冷却液;
第一温度传感器,所述第一温度传感器设置在所述换热部与所述散热部之间,所述第一温度传感器用于测量所述换热部的出液口处的冷却液的温度;
第二排气阀,所述第二排气阀设置在所述换热部与所述散热部之间。
一种海上风力发电机,其包括如上所述的冷却装置,所述冷却装置用于齿轮箱的润滑液的冷却。
本发明的有益效果在于:通过利用循环回路连通换热部、散热部及动力部,利用动力部驱动循环回路内的冷却液,并利用冷却液借助散热部吸收润滑油的热量,再利用散热部将冷却液的热量交换至外部,从而将润滑油的热量交换至外界,实现润滑油的冷却。本申请的冷却装置结构紧凑、换热效率高。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的冷却装置的结构示意图。
图2为本发明较佳实施例的冷却装置的原理图。
附图标记说明:
冷却装置 100
循环回路 11
换热部 12
动力部 13
电机 131
冷却泵 132
进排液阀 14
第一温度传感器 15
第二排气阀 16
球阀 17
三通 18
支架 19
第一集成块组件 20
压力表 21
第一压力传感器 22
第一测压接头 23
第一排气阀 24
单向阀 25
动力单元 30
第二集成块组件 40
膨胀罐组件 41
第二压力传感器 42
第二测压接头 43
第二温度传感器 44
溢流阀 45
溢液容器 46
散热部 50
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附图,用以示例本发明可以用以实施的特定实施例。
如图1及图2所示,本实施例为一种冷却装置100,用于海上风力发电机的齿轮箱的润滑液的冷却,冷却装置100包括循环回路11,循环回路11用于冷却液流动,循环回路11上依次设有换热部12、散热部50及动力部13;换热部12用于冷却液与润滑油交换热量;散热部50用于冷却液将热量交换至外界;动力部13用于驱动冷却液在循环回路11中流动。本实施例通过利用循环回路11连通换热部12、散热部50及动力部13,利用动力部13驱动循环回路11内的冷却液,并利用冷却液借助散热部50吸收润滑油的热量,再利用散热部50将冷却液的热量交换至外部,从而将润滑油的热量交换至外界,实现润滑油的冷却。本实施例的冷却装置100结构紧凑、换热效率高。作为一种具体的实施方式,冷却装置100中的换热部12及散热部50可以同步启停。
如图1及图2所示,图中的冷却装置100还包括支架19,该支架19具体可以支撑膨胀罐组件41、电机131等部件。两个第一集成块组件20之间还设有三通18。
本实施例的冷却装置100采用了系统闭式设计,本实施例在结构上没有单独的冷却存储容器,也就是省去了冷却液存储箱体,从而不但大大节省了冷却装置100所占用的空间,还有效地减少了冷却液的使用量,从而降低了冷却装置100的成本。本实施例的冷却装置100的体积小、重量轻。本实施例的冷却装置100在结构上采用了采模块化设计思路,故其架构紧凑,占用空间较小,也便于装配及维修。本实施例的冷却装置100高效节能、经济、冷却效率高、空间体积小、重量轻、冷却液使用量较少等显著特点。极其适合为海上风力发电机的齿轮箱的润滑液进行冷却。作为一种具体的实施方式,冷却液可以为乙醇、水等液体。
本实施例还可以为一种海上风力发电机,其包括如上的冷却装置100,冷却装置100用于齿轮箱的润滑液的冷却。
作为一种实施方式,动力部13包括电机131及冷却泵132,电机131驱动连接于冷却泵132,冷却泵132与循环回路11相连通,冷却泵132用于驱动循环回路11中的冷却液。
作为一种优选的实施方式,冷却装置100还包括第一集成块组件20,第一集成块组件20内设有第一冷却液通路,第一冷却液通路的进液口与动力部13的出液口相连通,第一冷却通路的出液口与换热部12相连通。
作为一种优选的实施方式,第一集成块组件20还包括压力表21,压力表21与第一冷却液通路相连通。第一集成块组件20还包括第一压力传感器22,第一压力传感器22与第一冷却液通路相连通;第一压力传感器22用于测量第一冷却液通路的压力,第一压力传感器22还与风力发电机的电控系统相连接,第一压力传感器22用于将压力大小的信号传输至电控系统。第一集成块组件20还包括第一测压接头23,第一测压接头23与第一冷却液通路相连通。第一集成块组件20还包括第一排气阀24,第一排气阀24与第一冷却液通路相连通。第一集成块组件20还包括单向阀25,单向阀25与第一冷却液通路相连通。作为一种具体的实施方式,压力表21可以直接读取冷却装置100的压力值。第一压力传感器22可将冷却装置100的压力值实时传送至风力发电机的电控系统人机交互界面中。第一测压接头23可以在检修维护冷却装置100时随时测量循环回路11中的工作压力。第一排气阀24可以排除第一集成块组件20中的空气。
为了提高冷却装置100的可靠性,一个动力部13及一个第一集成块20组成一套动力单元30,冷却装置100包括两套动力单元30,两套动力单元30并联,每套动力单元30的进液口及出液口分别连通循环回路11。
作为一种较佳的实施方式,冷却装置100还包括第二集成块组件40,第二集成块组件40内设有第二冷却液通路,第二冷却液通路的进液口与散热部50的出液口相连通,第二冷却液通路的出液口与动力部13的进液口相连通。
作为一种优选的实施方式,第二集成块组件40还包括膨胀罐组件41,膨胀罐组件41与第二冷却液通路相连通。第二集成块组件40还包括第二压力传感器42,第二压力传感器42与第二冷却液通路相连通,第二压力传感器42用于测量膨胀罐组件41的进液口处的第二冷却液通路的压力,第二压力传感器42还与风力发电机的电控系统相连接,第二压力传感器42用于将压力的大小的信号传输至电控系统。第二集成块组件40还包括第二测压接头43,第二测压接头43与第二冷却液通路相连通。第二集成块组件40还包括第二温度传感器44,第二温度传感器44与第二冷却液通路相连通,温度传感器用于测量散热部50的出液口处的冷却液的温度。第二集成块组件40还包括溢流阀45,溢流阀45的进液口与第二冷却液通路相连通,溢流阀45的出液口与溢液容器46相连通。在本实施例中,膨胀罐组件41的作用是:当注入的冷却液过多时,膨胀罐组件41可以为冷却装置100存储多余的冷却液;当冷却装置100中的冷却液不足时,膨胀罐组件41可以补充冷却液。另外,膨胀罐组件41还可以吸收冷却装置100的流量和压力脉动。本实施例的溢流阀45可以用来设定冷却装置100中冷却液的最高压力,同时在第二测压接头43处可测得溢流阀45的压力调定值。当冷却装置100中的冷却液压力高于该调定值时,溢流阀45开启、溢流,同时将溢出的冷却液回收至溢液容器46中。溢液容器46可以为塑料瓶。当冷却装置100中的冷却液量太多时,溢流阀45可将冷却装置100中的总的冷却液的量调整至最适。第二测压接头43可以在检修维护冷却装置100时随时测量循环回路11中的工作压力。第二压力传感器42可实时监控膨胀罐组件41入口的冷却液的压力,也可以将冷却装置100的压力值实时传送至风力发电机的电控系统人机交互界面中。第二温度传感器44器可以实时监控从散热部50的出液口的冷却液的温度。
作为一种具体的实施方式,散热部50包括风扇换热器,风扇换热器与循环回路11相连通;风扇换热器的数量为两套,两套风扇换热器并联于循环回路11。换热部12包括板式换热器,板式换热器用于冷却液与润滑油交换热量。图1中未显示板式换热器及风扇换热器。
作为一种优选的实施方式,循环回路11上还包括若干进排液阀14,进排液阀14用于通入或排出冷却液。循环回路11上还包括第一温度传感器15,第一温度传感器15设置在换热部12与散热部50之间,第一温度传感器15用于测量换热部12的出液口处的冷却液的温度。循环回路11上还包括第二排气阀16,第二排气阀16设置在换热部12与散热部50之间。具体的,本实施例具体设置了两个进排液阀14,两者可以互为备用,以防其中一个失效。第二排气阀16可以排除循环回路11中的空气。作为一种具体的实施方式,第一温度传感器15器可以实时监控从换热部12的出液口的冷却液的温度。
作为一种实施方式,可以将冷却液从进排液阀14处注入,同时打开球阀17使整个循环回路11完全畅通。当润滑油的温度达到一定值时,冷却泵132及电机131和风扇换热器启动,冷却泵132及风扇换热器开始工作。冷却液经冷却泵132排出后经过单向阀25后又经过球阀17后合流,之后又随即进入润滑油的板式换热器,从而对润滑油进行冷却。之后,冷却液又分流,风扇换热器对冷却液进行散热,完成冷却后,冷却了的冷却液可以再通过过滤器进行过滤,过滤后冷却液又重复进入球阀17,而后进入冷却泵132,循环冷却,周而复始。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,因此依本发明权利要求所作的等同变化,仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种冷却装置,用于海上风力发电机的齿轮箱的润滑液的冷却,其特征在于,所述冷却装置包括循环回路,所述循环回路用于冷却液流动,所述循环回路上依次设有换热部、散热部及动力部;
所述换热部用于所述冷却液与所述润滑油交换热量;
所述散热部用于所述冷却液将热量交换至外界;
所述动力部用于驱动所述冷却液在所述循环回路中流动;
所述冷却装置还包括第一集成块组件,所述第一集成块组件内设有第一冷却液通路,所述第一冷却液通路的进液口与所述动力部的出液口相连通,所述第一冷却液通路的出液口与所述换热部相连通;
一个所述动力部及一个所述第一集成块组成一套动力单元,所述冷却装置包括两套所述动力单元,两套所述动力单元并联,每套所述动力单元的进液口及出液口分别连通所述循环回路;
所述冷却装置还包括第二集成块组件,所述第二集成块组件内设有第二冷却液通路,所述第二冷却液通路的进液口与所述散热部的出液口相连通,所述第二冷却液通路的出液口与所述动力部的进液口相连通。
2.如权利要求1所述的冷却装置,其特征在于,所述动力部包括电机及冷却泵,所述电机驱动连接于所述冷却泵,所述冷却泵与所述循环回路相连通,所述冷却泵用于驱动所述循环回路中的冷却液。
3.如权利要求1所述的冷却装置,其特征在于,所述第一集成块组件还包括:
压力表,所述压力表与所述第一冷却液通路相连通;
第一压力传感器,所述第一压力传感器与所述第一冷却液通路相连通;所述第一压力传感器用于测量所述第一冷却液通路的压力,所述第一压力传感器还与所述风力发电机的电控系统相连接,所述第一压力传感器用于将所述压力大小的信号传输至所述电控系统;
第一测压接头,所述第一测压接头与所述第一冷却液通路相连通;
第一排气阀,所述第一排气阀与所述第一冷却液通路相连通;
单向阀,所述单向阀与所述第一冷却液通路相连通。
4.如权利要求1所述的冷却装置,其特征在于,所述第二集成块组件还包括:
膨胀罐组件,所述膨胀罐组件与所述第二冷却液通路相连通;
第二压力传感器,所述第二压力传感器与所述第二冷却液通路相连通,所述第二压力传感器用于测量所述膨胀罐组件的进液口处的所述第二冷却液通路的压力,所述第二压力传感器还与所述风力发电机的电控系统相连接,所述第二压力传感器用于将所述压力的大小的信号传输至所述电控系统;
第二测压接头,所述第二测压接头与所述第二冷却液通路相连通;
第二温度传感器,所述第二温度传感器与所述第二冷却液通路相连通,所述温度传感器用于测量所述散热部的出液口处的所述冷却液的温度;
溢流阀,所述溢流阀的进液口与所述第二冷却液通路相连通,所述溢流阀的出液口与溢液容器相连通。
5.如权利要求1所述的冷却装置,其特征在于,所述散热部包括风扇换热器,所述风扇换热器与所述循环回路相连通;所述风扇换热器的数量为两套,两套所述风扇换热器并联于所述循环回路;
所述换热部包括板式换热器,所述板式换热器用于所述冷却液与所述润滑油交换热量。
6.如权利要求1所述的冷却装置,其特征在于,所述循环回路上还包括:
若干进排液阀,所述进排液阀用于通入或排出所述冷却液;
第一温度传感器,所述第一温度传感器设置在所述换热部与所述散热部之间,所述第一温度传感器用于测量所述换热部的出液口处的冷却液的温度;
第二排气阀,所述第二排气阀设置在所述换热部与所述散热部之间。
7.一种海上风力发电机,其特征在于,其包括如权利要求1-6中任意一项所述的冷却装置,所述冷却装置用于齿轮箱的润滑液的冷却。
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Denomination of invention: Cooling devices and offshore wind turbines including them

Granted publication date: 20230530

Pledgee: Agricultural Bank of China Limited Shanghai Songjiang Sub-branch

Pledgor: Shanghai shengkesisi Hydraulic Co.,Ltd.

Registration number: Y2024980001578