CN114337099B - 自清洁式风力发电机用直接通风冷却装置 - Google Patents

Abstract

自清洁式风力发电机用直接通风冷却装置，包括底板，底板上设有冷风通道和热风通道；底板上设有箱式机架；箱式机架的顶部设有顶板；箱式机架的其中一个侧部设有组合百叶窗；箱式机架的其余侧部由封板和过滤棉包覆，形成机箱；组合百叶窗包括与箱式机架固联的框型百叶窗架；框型百叶窗架内设有窗架分隔板，形成排风通道和回风通道；在窗架分隔板的外侧，框型百叶窗架上设有A百叶窗；回风通道中设有B百叶窗；在A百叶窗打开，B百叶窗关闭时，排风通道与外界连通；机箱内部设有风机，风机的进风口与底板上的热风通道连通，风机的出风口与组合百叶窗的排风通道连通。该冷却装置运行时能简单快捷地解决过滤棉阻塞问题，保证通风顺畅。

Description

自清洁式风力发电机用直接通风冷却装置

技术领域

本发明涉及发电机冷却技术，具体的说是涉及自清洁式风力发电机用直接通风冷却装置。

背景技术

风力发电机常采用全封闭式空空冷或空水冷冷却器对其进行散热冷却，目前已有部分厂家开始放弃这种方案，而采用空气对发电机进行直接冷却的方式。

采用空气对发电机直接冷却，由于空气与发电机直接接触，没有固体热阻，因此传热效率高，且结构相对较为简单，能够降低整机制造成本。例如，现有中国专利文献(申请号为201811291012.9，公告号为CN 109347254 B)公开了一种空气直接冷却的双馈风力发电机，其发电机本体上部配置有用于空气直接冷却的防护风包(即一种空气直接通风冷却装置)。然而，采用空气直接冷却同时也面临问题，那就是，当过滤棉阻塞后，发电机系统冷却风量减少，绕组温度升高，不利于发电机稳定运行。

发明内容

为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供了自清洁式风力发电机用直接通风冷却装置，该冷却装置运行时能简单快捷地解决过滤棉阻塞问题，保证通风顺畅。

本发明提供如下技术方案：

自清洁式风力发电机用直接通风冷却装置，包括用于联接风力发电机的底板，底板上设有用于连通风力发电机内部的冷风通道和热风通道；所述底板上设有箱式机架；所述箱式机架的顶部设有顶板；所述箱式机架的其中一个侧部设有组合百叶窗；所述箱式机架的其余侧部由封板和过滤棉包覆，形成机箱；工作时，外界空气可以经过滤棉过滤后进入机箱，进而从底板上的冷风通道进入发电机中；所述组合百叶窗包括与箱式机架固联的框型百叶窗架；所述框型百叶窗架内设有窗架分隔板，形成排风通道和回风通道；在所述窗架分隔板的外侧，所述框型百叶窗架上设有A百叶窗；所述回风通道中设有B百叶窗；在A百叶窗打开，B百叶窗关闭时，排风通道与外界连通；在A百叶窗关闭，B百叶窗打开时，排风通道与回风通道连通；所述机箱内部设有风机，所述风机由设于顶板外侧的电机驱动，所述风机的进风口与底板上的热风通道连通，所述风机的出风口与组合百叶窗的排风通道连通。

与现有技术相比，本发明的通风冷却装置通过在机箱的出风侧设置特定构造组合百叶窗，正常工作状态下，组合百叶窗的A百叶窗打开，回风通道中的B百叶窗关闭，在风机抽风作用下，热风通过组合百叶窗排出，实现发电机冷却，当发生过滤棉堵塞时，可以将A百叶窗关闭，B百叶窗打开，冷却装置进入自清洁工作模式，此时，从风力发电机中抽出的热风通过回流通道回流至机箱中，机箱内空气在风机驱动下，在一部分堵塞较严重的过滤棉的内侧区域会形成正压，空气从机箱内经过过滤棉排除，此时，附着在过滤棉外表面的积灰将在风压作用下被吹走，从而达到清洁过滤棉的目的，而堵塞相对不严重的过滤棉的内侧仍为负压，在负压区域，外界空气仍能通过过滤棉进入机箱，与一部分回流至机箱中的热空气一起进入发电机中，对发电机进行冷却，过滤棉清洁完成后，重新打开A百叶窗，关闭B百叶窗，本发明的冷却装置退出自清洁工作模式，整个自清洁过程简单、快捷，可见，本发明的冷却装置运行时能简单快捷地解决过滤棉阻塞问题，保证通风顺畅。

作为优化，前述的自清洁式风力发电机用直接通风冷却装置中，所述热风通道位于底板的中部；所述冷风通道具有两个，分别位于所述热风通道的两侧；所述风机的出风口通过出风管与组合百叶窗的排风通道连通。由此，工作时，外界冷空气从发电机两端进入发电机中，经热交换后，热空气从发电机中部流出，冷却效率高。进一步，所述机箱内，在两个冷风通道的上方，分别设有A隔板和B隔板；所述A 隔板和B隔板呈相对状设置，且均终止于底板的中部上方，所述A 隔板和B隔板的终止端在高度上存在错位形成进风口，使机箱中的空气只能从进风口进入到A隔板和B隔板的下方区域，然后通过对应冷风通道进入发电机中。通过设置A隔板和B隔板，在过滤棉出现破损后，可以防止雨水、异物直接进来之后就往下进入发电机；此外，在自清洁模式下，还可以减少从回风通道回流至机箱中的空气再次进入发电机中，从而增加通过过滤棉排出的空气，提高自清洁效率。进一步，所述冷风通道上设有防护网罩。通过设置防护网罩，可以进一步防止异物进入发电机中。进一步，所述A隔板和B隔板中，靠近出风侧的那个隔板的终止端高度高于另一个隔板的终止端高度。该设计可以进一步减少在自清洁模式下从回风通道回流至机箱中的空气再次进入发电机中，从而进一步增加通过过滤棉排出的空气，进一步提高自清洁效率。

作为优化，前述的自清洁式风力发电机用直接通风冷却装置中，所述组合百叶窗的回风通道内设有加热器。由此，在进行自清洁时，可以对回风通道中的空气进行加热，即使发电机停机时，仍然能产生热空气，使过滤棉上的水份快速挥发，进而使过滤棉外表面的灰尘更容易脱落。

作为优化，前述的自清洁式风力发电机用直接通风冷却装置中，所述底板上的热风通道可以通过引风筒与风机的机壳连接。该结构可靠性高，且易于制造。

作为优化，前述的自清洁式风力发电机用直接通风冷却装置中，所述箱式机架的各个侧部中，除安装组合百叶窗的侧部为出风侧外，其余侧部均为进风侧。即，除安装组合百叶窗的侧部为出风侧外，其余侧部均设有过滤棉，此时，过滤棉覆盖面积大，不容易堵塞。

作为优化，前述的自清洁式风力发电机用直接通风冷却装置中，所述风机以及用于驱动风机的电机均可以安装于顶板上。此时，具有制造方便，易于实施的优点。进一步，所述风机以及用于驱动风机的电机均通过安装基板与顶板固联。由此，可以通过拆下安装基板对风机进行检修。进一步，为方便物流运输和现场施工，所述机箱的顶部设有吊装环。进一步，所述吊装环可以设于安装基板上。

附图说明

图1是本发明的自清洁式风力发电机用直接通风冷却装置的结构示意图；

图2是图1中直接通风冷却装置另一个视角的结构示意图；

图3是图1中直接通风冷却装置的组合百叶窗的结构示意图；

图4是图1中直接通风冷却装置的主视图；

图5是图1中直接通风冷却装置的俯视图；

图6是图5中视图的A向剖视视图；

图7是1中直接通风冷却装置的仰视图；

图8是图1中直接通风冷却装置的内部结构示意图(拆下部分过滤棉)；

图9是本发明的自清洁式风力发电机用直接通风冷却装置的工作状态示意图。

附图标记：1-底板；101-冷风通道、102-热风通道、103-防护网罩；2-箱式机架；3-组合百叶窗，301-框型百叶窗架、302-窗架分隔板、303-排风通道、304-回风通道、305-A百叶窗、306-B百叶窗、 307-加热器；4-过滤棉；5-风机；6-出风管；7-引风筒；8-吊装环； 9-A隔板；10-B隔板；11-进风口；12-顶板；13-安装基板；14-发电机机座。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。以下实施例中，未详细说明的均为本领域常规技术手段或技术常识。

实施例(参见图1至图9)：

本实施例的自清洁式风力发电机用直接通风冷却装置，包括用于联接风力发电机的底板1(工作时，底板1与发电机机座13固联)，底板1上设有用于连通风力发电机内部的冷风通道101和热风通道 102；所述底板1上设有箱式机架2；所述箱式机架2的顶部设有顶板12；所述箱式机架2的其中一个侧部设有组合百叶窗3；所述箱式机架2的其余侧部由封板和过滤棉4包覆，形成机箱；工作时，外界空气可以经过滤棉4过滤后进入机箱，进而从底板1上的冷风通道 101进入发电机中；所述组合百叶窗3包括与箱式机架2固联的框型百叶窗架301；所述框型百叶窗架301内设有窗架分隔板302，形成排风通道303和回风通道304；在所述窗架分隔板302的外侧，所述框型百叶窗架301上设有A百叶窗305；所述回风通道304中设有B 百叶窗306；本实施例中，A百叶窗305和B百叶窗306均为电动百叶窗；在A百叶窗305打开，B百叶窗306关闭时，排风通道303与外界连通；在A百叶窗305关闭，B百叶窗306打开时，排风通道303 与回风通道304连通；所述机箱内部设有风机5，所述风机5由设于顶板12外侧的电机驱动，所述风机5的进风口与底板1上的热风通道102连通，所述风机5的出风口与组合百叶窗3的排风通道303 连通。

本实施例中，所述热风通道102位于底板1的中部；所述冷风通道101具有两个，分别位于所述热风通道102的两侧；所述风机5 的出风口通过出风管6与组合百叶窗3的排风通道303连通。

本实施例中，所述机箱内，在两个冷风通道101的上方，分别设有A隔板9和B隔板10；所述A隔板9和B隔板10呈相对状设置，且均终止于底板1的中部上方，所述A隔板9和B隔板10的终止端在高度上存在错位形成进风口11，使机箱中的空气只能从进风口11 进入到A隔板9和B隔板10的下方区域，然后通过对应冷风通道101 进入发电机中。

本实施例中，所述冷风通道101上设有防护网罩103。

本实施例中，所述B隔板10的起始端位置出风侧附近，所述B 隔板10的终止端高度高于A隔板9的终止端高度。

本实施例中，所述组合百叶窗3的回风通道304内设有加热器 307。需要指出的是，加热器307是起辅助作用的，不是必要的，因为通常情况下，发电机内部空气温度已经足够高。

本实施例中，所述底板1上的热风通道102通过引风筒7与风机 5的机壳连接。

本实施例中，所述箱式机架2的各个侧部中，除安装组合百叶窗 3的侧部为出风侧外，其余侧部均为进风侧。(参见图1，本实施例中，机箱右侧为出风侧；机箱左侧、前侧、后侧均设有过滤棉，为进风侧)

本实施例中，所述风机5以及用于驱动风机5的电机均通过安装基板13与顶板12固联。所述安装基板13设有吊装环8。

以下结合工作原理对本发明作进一步的说明：

正常工作状态下，A百叶窗305打开，B百叶窗306关闭，过滤棉4未堵塞时，冷风在风机5抽风作用下，穿过进风侧过滤棉4，外界空气几乎从各进风侧均匀进入机箱。冷风进入机箱后，经进风口 11，一部分左侧的冷风通道101进入中，另一部分从右侧的冷风通道 101进入中，在发电机中进行热交换后，冷风变热风，最终从A百叶窗305排出，如此实现发电机冷却。

当过滤棉4发生堵塞时，发电机温升会升高，此时采取下列操作。首先关闭A百叶窗305，同时，打开B百叶窗306，风机5排出的热空气经回风通道回流至机箱中，此时，机箱内部空气在风机驱动下，部分堵塞较严重的过滤棉内侧区域处于正压状态，其余过滤棉内侧区域处于负压状态，正压状态的风从机箱内经过过滤棉4排除，此时，附着在过滤棉外的积灰将在风压作用下被出走，逐步地，将进风侧上过滤棉4表面的积灰吹走，达到清洁过滤棉的目的。当此过程完成后，打开A百叶窗305，关闭B百叶窗306，冷却器完成自清洁过程，又能正常工作了。

自清洁过程中，本发明的冷却装置处于半封闭状态，风机5排出的热空气一部分在正压作用下通过重度堵塞的过滤棉4排除，另一部分热空气和在负压作用下通过轻度堵塞或未堵塞的过滤棉4进入机箱的冷空气混合，再次进入发电机中。

需要指出的是，上述实施例的方位词汇，均是按照图1所示确定的，不应当构成对本发明的限制。上述对本申请中涉及的发明的一般性描述和对其具体实施方式的描述不应理解为是对该发明技术方案构成的限制。本领域所属技术人员根据本申请的公开，可以在不违背所涉及的发明构成要素的前提下，对上述一般性描述或/和具体实施方式(包括实施例)中的公开技术特征进行增加、减少或组合，形成属于本申请保护范围之内的其它的技术方案。

Claims (10)

1.自清洁式风力发电机用直接通风冷却装置，其特征在于：

包括用于联接风力发电机的底板(1)，底板(1)上设有用于连通风力发电机内部的冷风通道(101)和热风通道(102)；

所述底板(1)上设有箱式机架(2)；所述箱式机架(2)的顶部设有顶板(12)；所述箱式机架(2)的其中一个侧部设有组合百叶窗(3)；所述箱式机架(2)的其余侧部由封板和过滤棉(4)包覆，形成机箱；工作时，外界空气可以经过滤棉(4)过滤后进入机箱，进而从底板(1)上的冷风通道(101)进入发电机中；

所述组合百叶窗(3)包括与箱式机架(2)固联的框型百叶窗架(301)；所述框型百叶窗架(301)内设有窗架分隔板(302)，形成排风通道(303)和回风通道(304)；在所述窗架分隔板(302)的外侧，所述框型百叶窗架(301)上设有A百叶窗(305)；所述回风通道(304)中设有B百叶窗(306)；在A百叶窗(305)打开，B百叶窗(306)关闭时，排风通道(303)与外界连通；在A百叶窗(305)关闭，B百叶窗(306)打开时，排风通道(303)与回风通道(304)连通；

所述机箱内部设有风机(5)，所述风机(5)由设于顶板(12)外侧的电机驱动，所述风机(5)的进风口与底板(1)上的热风通道(102)连通，所述风机(5)的出风口与组合百叶窗(3)的排风通道(303)连通。

2.根据权利要求1所述的自清洁式风力发电机用直接通风冷却装置，其特征在于：所述热风通道(102)位于底板(1)的中部；所述冷风通道(101)具有两个，分别位于所述热风通道(102)的两侧；所述风机(5)的出风口通过出风管(6)与组合百叶窗(3)的排风通道(303)连通。

3.根据权利要求2所述的自清洁式风力发电机用直接通风冷却装置，其特征在于：所述机箱内，在两个冷风通道(101)的上方，分别设有A隔板(9)和B隔板(10)；所述A隔板(9)和B隔板(10)呈相对状设置，且均终止于底板(1)的中部上方，所述A隔板(9)和B隔板(10)的终止端在高度上存在错位形成进风口(11)，使机箱中的空气只能从进风口(11)进入到A隔板(9)和B隔板(10)的下方区域，然后通过对应冷风通道(101)进入发电机中。

4.根据权利要求1所述的自清洁式风力发电机用直接通风冷却装置，其特征在于：所述组合百叶窗(3)的回风通道(304)内设有加热器(307)。

5.根据权利要求1所述的自清洁式风力发电机用直接通风冷却装置，其特征在于：所述底板(1)上的热风通道(102)通过引风筒(7)与风机(5)的机壳连接。

6.根据权利要求1所述的自清洁式风力发电机用直接通风冷却装置，其特征在于：所述箱式机架(2)的各个侧部中，除安装组合百叶窗(3)的侧部为出风侧外，其余侧部均为进风侧。

7.根据权利要求1所述的自清洁式风力发电机用直接通风冷却装置，其特征在于：所述风机(5)以及用于驱动风机(5)的电机均安装于顶板(12)上。

8.根据权利要求7所述的自清洁式风力发电机用直接通风冷却装置，其特征在于：所述风机(5)以及用于驱动风机(5)的电机均通过安装基板(13)与顶板(12)固联。

9.根据权利要求8所述的自清洁式风力发电机用直接通风冷却装置，其特征在于：所述机箱的顶部设有吊装环(8)。

10.根据权利要求9所述的自清洁式风力发电机用直接通风冷却装置，其特征在于：所述吊装环(8)设于安装基板(13)上。

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