CN114514375A - 具有可枢转的冷却板的用于风力涡轮机的冷却器 - Google Patents
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Abstract
一种风力涡轮机(10)包括:塔架(12);机舱(14),该机舱联接至塔架(12)并容纳一个或多个生热部件(18、20);转子(16),该转子具有至少一个风力涡轮机叶片(24);以及冷却器(38),该冷却器安装至机舱(14)并且被构造成通过使工作流体循环来冷却机舱(14)中的一个或多个生热部件(18、20)。冷却器(38)包括联接至机舱(14)的支撑框架(46)和联接至支撑框架(46)并被构造成冷却工作流体的换热器(48)。换热器(48)包括彼此成非平面关系的至少两个冷却板(58)。至少两个冷却板(50)还可以枢转地联接至彼此。还公开了一种组装冷却器(38)的方法。
Description
技术领域
本发明总体上涉及风力涡轮机,并且更具体地涉及一种用于风力涡轮机的冷却器,该冷却器具有由可以相对于彼此枢转的两个或更多个冷却板形成的非平面换热器布置。
背景技术
风力涡轮机用于使用可再生资源并且不燃烧化石燃料来产生电能。通常,风力涡轮机将来自风的动能转换为电力。水平轴线风力涡轮机包括塔架、位于该塔架的顶点处的机舱以及具有多个叶片并且通过轴支撑在机舱中的转子。轴将转子直接或间接地与容纳在机舱内的发电机联接。因此,当风迫使叶片旋转时,发电机产生电能。
机舱容纳许多不同的部件,这些部件在风力涡轮机运行过程中产生热量。例如,位于机舱内的发电机在运行期间产生大量的热量,这进而引起机舱和发电机部件中的空气温度增加。当发电机部件被加热时,发电的总效率可能降低。作为进一步的示例,机舱可以容纳齿轮箱或变速器,用于相对于风力涡轮机转子的转速而言来增大发电机的输入轴的转速。在风力涡轮机运行期间,齿轮箱也产生大量的热,这可负面地影响齿轮箱的有效运行。机舱还可包括其它生热部件,包括在高温下不能最佳执行的各种电气设备(例如,转换器、逆变器等)。
因此,常规的风力涡轮机可包括一个或多个冷却装置,所述一个或多个冷却装置被构造成用于去除在风力涡轮机运行过程中在机舱中产生的热量。先前用于冷却风力涡轮机的生热部件的一种类型的冷却装置是沿着机舱的一侧(例如,顶部或侧面)定位的冷却器顶部,其包括由支撑件或盖部分地封闭的一个或多个冷却板。机载冷却系统的工作流体循环至机舱中的各种生热部件,以从这些部件吸收热量。加热的工作流体然后被引导至冷却器顶部,在该冷却器顶部中,流过风力涡轮机的外部空气冷却流过冷却板的工作流体。换言之,工作流体将来自机舱中的生热部件的热传递至流过机舱的空气,从而冷却机舱中的部件(即,降低机舱中的部件的温度)。然后,从冷却器顶部,(现在被冷却的)工作流体循环回机舱中的生热部件,并且重复热循环以保持机舱内的一定运行温度。
随着每个风力涡轮机的功率生产增加,将风力涡轮机部件维持在最佳或令人满意的运行条件下所要求的冷却能力也增加。解决对较高冷却能力的需求的一种方法是简单地使冷却器顶部更大。然而,这种方法具有一些缺点。例如,较大的冷却器顶部需要较大较重的支撑框架来适应例如在意外湍流和/或大风条件期间施加在冷却器顶部上的较大力。此外,冷却器顶部的尺寸可能受到控制风力涡轮机设计的各种规定的限制。举例而言,具有直升机或直升吊重机衬垫的风力涡轮机可具有限制冷却器顶部的最大高度的规定,例如不高于衬垫上的栏杆。
此外,当前的冷却器顶部设计通常会增加风力涡轮机制造和安装的成本。举例而言,具有冷却器顶部的机舱通常不能在组装状态下进行运输,这是因为组件的尺寸超过了诸如通过道路上的牵引拖车或者通过轨道系统上的火车的某些运输模式的限制。因此,冷却器顶部通常是与机舱分开运输并在安装地点组装在一起的。然而,从运输和组装的观点来看,这种方法是昂贵的。
因此,仍然需要增加冷却器顶部的冷却能力,而不必增加冷却器顶部的物理大小或尺寸。还需要一种能简化冷却器顶部与机舱的运输和/或组装的冷却器顶部设计。
发明内容
一种风力涡轮机包括:塔架;机舱,该机舱联接至塔架并且容纳一个或多个生热部件;转子,该转子具有联接至机舱的至少一个风力涡轮机叶片;以及冷却器,该冷却器安装至机舱并且被构造成通过工作流体的循环来冷却机舱中的一个或多个生热部件。冷却器包括连接至机舱的支撑框架和连接至支撑框架的换热器,该换热器被构造成通过使空气经过换热器来冷却工作流体。根据本发明的一方面,换热器可包括彼此成非平面关系的至少两个冷却板。相对于由冷却器提供的可能是固定的或受规定限制的有效的正面平面表面区域而言,至少两个冷却板的非平面布置增大了换热器的暴露于经过的空气流的表面区域。因此,对于冷却器的固定尺寸来说,通过以非平坦关系布置两个或更多个冷却板,可以从机舱中的生热部件传递增加的热量。
在一个实施方式中,至少两个冷却板可以各自是大体上平面的并且相对于彼此形成一个角度。例如,至少两个冷却板可相对于彼此成约60度至约120度的角度,且优选为约90度的角度。在一个实施方式中,换热器可包括呈V形图案的两个冷却板。该V形图案的顶点可以指向风力涡轮机的转子或背离该转子。在另一实施方式中,换热器可包括被布置成Z字形图案的多于两个的冷却板。其它图案也是可能的,诸如梯形图案。
根据本发明的一个方面,至少两个冷却板可以枢转地联接至彼此。在一个实施方式中,例如,至少两个冷却板可以通过铰链(如通过活动铰链或更传统的铰链)联接至彼此。在一个实施方式中,铰链可被构造成双铰链,该双铰链允许至少两个冷却板相对于彼此在多个方向上并且在更大的角度范围上枢转。在一个实施方式中,铰链可被构造成可锁定铰链,以便选择性地固定至少两个冷却板的相对位置。至少两个冷却板的可枢转的联接允许换热器能在收缩构型与扩展构型之间移动。
在一个实施方式中,至少两个冷却板可相对于彼此是大体上竖直地布置的,并且至少两个冷却板中的每个冷却板可限定在总体上竖直的方向上延伸的对立边缘。在另一实施方式中,并且在至少两个冷却板枢转地联接至彼此的情况下,至少两个冷却板可相对于彼此是大体上水平地布置的,并且至少两个冷却板中的每个冷却板可限定在大体上竖直的方向上延伸的对立边缘。
在另一实施方式中,用于具有机舱的风力涡轮机的冷却器包括:支撑框架,该支撑框架被构造成安装至机舱;以及换热器,该换热器被构造成联接至支撑框架。换热器包括至少两个冷却板,所述至少两个冷却板枢转地连接至彼此并且能在收缩构型与扩展构型之间移动。收缩构型中由换热器占据的体积小于并且可能显著地小于扩展构型中由换热器占据的体积。在示例性实施方式中,收缩构型包括两个或更多个冷却板的堆叠布置,在这样的堆叠布置中,一个冷却板被定位成紧邻另一冷却板。例如,至少两个冷却板可以总体上是平面的,并且收缩构型可包括两个或更多个冷却板的总体上矩形的堆叠布置。当处于收缩构型时,换热器的减小的尺寸可以为冷却器的运输和组装提供某些益处。
在又一实施方式中,一种组装用于具有机舱的风力涡轮机的冷却器的方法包括:将支撑框架安装至风力涡轮机的机舱;提供具有至少两个冷却板的换热器,所述至少两个冷却板枢转地连接至彼此并且能在收缩构型与扩展构型之间移动;将处于收缩构型的换热器定位成邻近支撑框架;将换热器的一端连接至支撑框架;使换热器从收缩构型移动至扩展构型;以及将换热器的第二端连接至支撑框架以将换热器固定至支撑框架,其中,换热器的至少两个冷却板彼此成非平面关系。
在一个实施方式中,收缩构型是两个或更多个冷却板的水平堆叠布置,并且移动步骤还包括使堆叠布置在大体上水平的方向上移动,以便将换热器联接至支撑框架。在另一实施方式中,收缩构型是两个或更多个冷却板的竖直堆叠布置,并且移动步骤还包括使堆叠布置在大体上竖直的方向上移动,以便将换热器联接至支撑框架。
在进一步的实施方式中,一种处理具有冷却器的风力涡轮机的方法包括:在第一位置处提供风力涡轮机的机舱;在第一位置处提供换热器,该换热器具有枢转地连接至彼此并且能在收缩构型与扩展构型之间移动的至少两个冷却板;将换热器联接至机舱,并且将换热器定位在收缩位置;以及在收缩的换热器联接至机舱的情况下,将机舱运输至与第一位置分开的第二位置。例如,第一位置可以是制造工厂,并且第二位置可以是风力涡轮机的安装地点。该方法还可以包括:在收缩的换热器联接至机舱的情况下,将机舱提升到风力涡轮机塔架的顶部。此外,该方法可包括:将支撑框架安装至机舱;使换热器从收缩构型移动至扩展构型;以及将换热器联接至支撑框架。安装、移动和联接步骤可以在机舱被提升到塔架的顶部之前进行,例如在地面或船舶的甲板上进行。可替代地,安装、移动和联接步骤可以在机舱被提升到塔架的顶部之后进行。
附图说明
并入本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的一个或多个实施方式,并且与以上给出的本发明的一般描述和以下给出的详细描述一起用于解释本发明。
图1是根据本发明的实施方式的具有冷却器的风力涡轮机的立体图;
图2是图1的风力涡轮机的放大的局部立体图,示出了机舱中的生热部件;
图3是图1中所示的冷却器的放大的局部立体图;
图4是图1中所示的冷却器的另一个放大的局部立体图,其中冷却器的支撑框架已被移除;
图5是图4中所示的冷却器的放大的侧视图;
图6A是根据本发明的实施方式的冷却器的放大的立体示意图;
图6B是根据本发明的可替代的实施方式的冷却器的放大的立体示意图;
图7是图6中所示的冷却器的放大的侧视图;
图8A和图8B示出了根据本发明的实施方式的处于收缩构型和扩展构型的换热器;
图9是根据本发明的实施方式的冷却器的放大的立体示意图;
图10是图9中所示的冷却器的放大图;以及
图11A和图11B示出了根据本发明的实施方式的处于收缩构型和扩展构型的换热器。
具体实施方式
参考图1和图2,风力涡轮机10包括塔架12、设置在塔架12的顶点处的机舱14、在工作上联接至发电机18的转子16以及容纳在机舱14内的齿轮箱20。除了发电机18和齿轮箱20之外,机舱14可容纳将风能转换成电能以及进行工作并优化风力涡轮机10的性能所需的各种部件。塔架12支撑机舱14、转子16以及容纳在机舱14内的其它风力涡轮机部件所呈现的负载,并且进行工作以将机舱14和转子16提升到高于地平面或海平面的可能通常会发现具有较低湍流和较高速度的气流的高度。
转子16可包括中心轮毂22以及在围绕中心轮毂22的圆周分布的位置处附接至中心轮毂22的多个叶片24。在代表性实施方式中,转子16包括三个叶片24,然而数量可以变化。从中心轮毂22径向向外突出的叶片24被构造成与经过的空气流相互作用,以产生使中心轮毂22绕其纵向轴线旋转的旋转力。叶片24的设计、构造和操作对于风力涡轮机设计领域的普通技术人员是熟悉的并且可包括另外的功能方面以优化性能。例如,叶片24的桨距角控制可以通过桨距控制机构(未示出)响应于风速来实现,以优化低风条件下的电力生产,并且如果风速超过设计限制则使叶片羽化。
转子16可以直接地或者如所示的那样通过驱动轴26间接地联接至齿轮箱20。无论哪种方式,齿轮箱20都通过联轴器28将转子16的旋转传递至发电机18。超过最小水平的风可以激活转子16,致使转子16在大体上垂直于风的方向上旋转,从而将扭矩施加到发电机18的输入轴。如本领域普通技术人员所理解的,由发电机18产生的电力可被供应至电网(未示出)或能量存储系统(未示出)以用于随后释放至电网。以此方式,风力涡轮机10可利用风的动能来发电。
发电机18、齿轮箱20以及可能地容纳在机舱14中的其它部件在风力涡轮机10的工作过程中产生大量的热量。为了优化或改进风力涡轮机10的工作,由这些生热部件产生的热量必须被适当地管理并且排放到外部环境。为此,风力涡轮机10可包括用于将热量从生热部件18、20传递至外部环境32的冷却系统30。在典型的布置中,冷却系统30包括热回路32,该热回路32具有泵34,泵34使工作流体(诸如水或其它合适的制冷剂)循环通过机舱14中的生热部件18、20与热交换冷却器38之间的管路36。冷却器38被定位在机舱14的外部,并且通常被安装至机舱14的表面,例如机舱14的顶部40或机舱14的一个或多个侧壁42。在任何情况下,冷却器38被暴露于可以用于实现冷却效果的外部空气流。
在使用中,冷却系统30被布置成将工作流体提供至生热部件18、20,工作流体从生热部件18、20拾取或吸收热量。可以提供一个或多个换热器以有效地将来自机舱14中的生热部件18、20的热量传递至冷却系统30的工作流体。冷却系统30的泵34然后将加热的工作流体引导至冷却器38。如上所述,冷却器38通常被定位在机舱14的外部,转子16的后方,并且受穿过冷却器38的气流的影响。空气经过冷却器38,这使得工作流体中的热量被传递至外部空气,由此冷却工作流体。现在被冷却的工作流体在泵34的方向下被引导回到机舱14中的生热部件18、20,并且重复该循环。冷却系统30将热量基本上从机舱14的内部传递至外部环境,以便将风力涡轮机部件18、20的工作温度维持在提供风力涡轮机10的高效工作的合适水平。
如图3至图7、图9和图10所示,冷却器38总体上包括联接至机舱14的外部(例如联接至顶部40或侧壁42)的支撑框架46以及联接至支撑框架46的换热器48。换热器48在工作上联接至热回路32,该热回路承载工作流体并且暴露于外部空气流以从工作流体中移除热量。在示例性实施方式中,换热器48可包括彼此相邻地布置以形成换热器48的两个或更多个冷却板50。在本发明的一方面,两个或更多个冷却板50可相对于彼此具有非平面关系,使得两个或更多个冷却板50不位于同一平面内。通过以非平面构型布置这些冷却板50,相对于例如换热器48的有效的平面正面区域而言,增大了其上发生热传递的表面区域。因此,从工作流体中去除的热量将相应地增加。换言之,对于给定尺寸的冷却器38(即,换热器48的正面区域是固定的),冷却器38的冷却能力可通过将冷却板50以非平面构型布置在支撑框架46内而增大。
在一个实施方式中,如图6A和图7所示,换热器48可由相对于彼此布置成V形图案的两个总体上平面的矩形冷却板50形成。这种布置总体上在两个冷却板50之间形成夹角A。在不同实施方式中,夹角A可以在从约60度至约120度的范围内,并且更优选在约80度与约100度之间的范围内。在示例性实施方式中,冷却板50可具有约90度的夹角。在可替代的实施方式中并且如图4和图5中所示出的,换热器48可以由多于两个总体上平面的矩形的冷却板50形成,诸如在4至10个之间的冷却板50(示出了四个)。在这种情况下,相邻冷却板50可具有交替的V形图案,使得换热器48作为整体可具有Z字形图案。V形图案(即,对于两个冷却板50来说)和Z字形图案(即,对于多于两个冷却板50来说)是示例性的,并且在本发明的范围内可以设想冷却板50的其它非平面图案。
在一个实施方式中,冷却板50可由一个或多个冷却元件52形成。冷却元件52可以是被构造成与工作流体交换热量的换热器48的最小基本单元。举例而言,而非限制,冷却元件52可包括一对歧管(例如,高温歧管和低温歧管)以及在两个歧管之间延伸的多个薄的间隔开的管。工作流体流经这些管,并且外部空气流经相邻管之间的空间以冷却工作流体。在任何情况下,在一个实施方式中,冷却板50可形成为单个冷却元件52,如图6所示。在可替代的实施方式中并且如图6B所示,冷却板50可由多个冷却元件52形成,这多个冷却元件52彼此相邻地定位并且优选地连接至彼此以形成总体上平面的冷却板50。在任何情况下,每个冷却板50可以由单个冷却元件52或多个联接的冷却元件52形成。
用于形成换热器48的两个或更多个冷却板50的布置可具有多种构型。举例而言,而非限制,在一个实施方式中,冷却板50可相对于彼此大体上水平地布置,使得相邻冷却板50的对立边缘54形成V形的顶点并且在大体上竖直的方向上延伸。这样的布置例如在图9和图10中示出。这提供了大体上在水平方向上具有波纹轮廓的换热器48。在另一实施方式中,冷却板50可相对于彼此是大体上竖直地布置的,使得相邻冷却板50的对立边缘54形成V形的顶点并且在大体上水平的方向上延伸。这提供了大体上在竖直方向上具有波纹轮廓的换热器48。这样的布置例如在图4至图7中示出。在将冷却板50描述为大体上水平地或大体上竖直地布置时,这一说法涉及相邻冷却板之间的大体关系,而不涉及工作流体流过冷却板50的方向。
在一个实施方式中,冷却板50可相对于彼此具有固定关系。例如,冷却板50可被固定成V形图案或Z字形图案。然而,在优选实施方式中,冷却板50可以可移动地联接至彼此。举例而言,冷却板50可在沿着相邻冷却板50的对立边缘54的一个或多个位置处枢转地联接至彼此,以限定枢转接头56(见图4至图7、图9和图10)。在一个实施方式中,枢转接头56可以由铰链58限定,诸如由机械元件提供的活动铰链或多个传统铰链。例如,柔性材料(例如弹簧钢等)可以联接相邻冷却板50的对立边缘54以提供活动铰链。可替代地,可沿着对立边缘54使用铰链装置,该铰链装置限定设置在两个冷却板50之间的枢转轴线。这样的铰链通常是本领域普通技术人员所熟知的。此外,本领域的普通技术人员可以认识到允许相邻冷却板50之间的枢转运动的其它布置或装置,这些布置或装置仍然在本发明的范围内。
在一个实施方式中,铰链58可以是允许联接的冷却板50相对于彼此枢转更大的扫掠角并且是在多个方向上枢转的双铰链。这可允许例如冷却板50被布置成更多数量的构型。例如,相邻V形冷却板50的顶点可定位成背离转子16或朝向转子16(如图5、图7和图10中的虚线所示)。双铰链通常是本领域普通技术人员熟知的,并且将不在此进一步描述。此外,在示例性实施方式中,铰链58可被构造成可锁定铰链,一旦铰链58被置于锁定位置,该可锁定铰链就固定冷却板50的相对位置。在可替代的实施方式中,锁定机构可与铰链58分开,并且可包括各种支架、柱、桩、螺栓或其它紧固件,其选择性地将相邻冷却板50的相对位置固定在适当位置。
冷却板50相对于彼此移动或枢转的能力可为风力涡轮机制造商提供一些优点。举例而言,在将风力涡轮机部件运输至安装地点时可以提供某些益处。当将现有冷却器的换热器运输到安装地点时,冷却板通常被布置成它们的使用中的固定构型。在这种构型中,换热器占据大量的空间,无论该空间是在卡车、火车上还是在船只的甲板上。换热器的相对大的尺寸不仅使得运输更复杂且具有挑战性,而且使得其成本更高。
在本发明的一方面,因为换热器48的冷却板50可相对于彼此移动,且更具体地是相对于彼此枢转,所以换热器48可诸如通过在至少一个方向上的相对移动而在扩展构型与收缩构型之间移动。在扩展构型中,换热器48可被布置成冷却器38中的使用中构型。由此,在各种实施方式中,换热器48可呈其V形图案、Z字形图案或处于扩展构型的其它图案。此外,在扩展构型中,换热器48占据第一量的空间或体积。例如,如果人们将扩展的换热器48放置在一些类型的容器中用于运输(未示出),则该容器将相当大并且占据相当大的体积。然而,在收缩构型中,换热器48被布置成占据显著更小的空间或体积。再次,如果人们将收缩的换热器48放置在一些类型的容器中用于运输(未示出),则该容器将更小并且占据更小的体积。举例而言,空间的减小(如由包围换热器的容器的体积所限定的)可以在20%至40%之间。因此,从物流和成本的角度来看,由于换热器48过渡到更紧凑的收缩构型的能力,可极大地改进换热器48从制造设施到安装地点的运输。
在示例性实施方式中,换热器48的收缩构型可以是冷却板50的堆叠构型。换言之,连接相邻冷却板50的铰链58可布置成使得换热器48的冷却板50可被定位成彼此紧邻,或者彼此接触或者几乎彼此接触(例如,分开0至20cm),并且冷却板50的区域可总体上彼此平行并且彼此对准或重叠。这种构型在本文中被称为堆叠构型或布置。取决于换热器48在使用位置中的布置(例如,冷却板50的大体上水平的布置或冷却板50的大体上竖直的布置),堆叠布置可用于冷却板50的水平堆叠或竖直堆叠。例如,在水平堆叠中,换热器48的冷却板50可被布置成沿水平方向彼此相邻。因此,为了朝向扩展构型移动换热器48,可以在大体上水平的方向上拉开冷却板50。在竖直堆叠中,换热器48的冷却板可被布置成沿竖直方向彼此相邻。因此,为了朝向扩展构型移动换热器48,可以在大体上竖直的方向上拉开冷却板50。
除了上述内容之外,在收缩构型与扩展构型之间移动换热器48的能力在风力涡轮机10并且更具体地在冷却器38的组装中提供了某些益处。对此,在示例性实施方式中,冷却器38可以通过首先将支撑框架46联接至机舱14而组装到机舱14。接下来,换热器48可在其收缩构型(例如,堆叠布置)中定位成邻近支撑框架46。在处于收缩构型的状态下,换热器48的一部分(诸如冷却板50中的一个冷却板)可在第一位置处联接至支撑框架46。然后,换热器48可朝向其扩展位置移动,在该扩展位置,换热器48的另一部分(诸如另一冷却板50)可在例如不同于第一位置的第二位置处联接至支撑框架46。
举例而言,对于水平布置的换热器48(并且从前方观察冷却器38),收缩的换热器48(图11A)可以总体上定位在附接至机舱14的支撑框架46内。在一个实施方式中,最左侧的冷却板50可联接至支撑框架46的左侧支撑件。接下来,最右侧的冷却板50可被拉向右侧以使换热器48扩展。当换热器48处于扩展构型(图11B)时,最右侧的冷却板50可联接至支撑框架46的右侧支撑件,从而将换热器48固定至支撑框架46。当然,在可替代的实施方式中,可以使用类似的过程,但是从收缩的换热器48的右侧开始。
以类似的方式,对于竖直布置的换热器48,收缩的换热器48(图8A)可以总体上定位在附接至机舱14的支撑框架46内。在示例性实施方式中,最下侧的冷却板50可以联接至支撑框架46的左侧支撑件和右侧支撑件,和/或联接至机舱14或支撑框架46的下侧支撑件。接下来,可向上拉动最上侧的冷却板50以使换热器48扩展。当换热器48处于扩展构型(图11B)时,最上侧的冷却板50可联接至支撑框架46的左侧支撑件和右侧支撑件,和/或联接至支撑框架46的上支撑件,从而将换热器48固定至支撑框架46。
从以上描述中,应当理解,冷却器38的组装可因换热器48的冷却板50的可移动或枢转性质而从时间和成本的角度得到显著的改进。在一个实施方式中,冷却器38的组装可以在机舱14尚未组装到风力涡轮机塔架12时发生,例如当机舱14处在地面上或处在船的甲板上时发生。可替代地,冷却器38的组装可以在机舱14已经被放置在风力涡轮机塔架12上之后发生。在这种情况下,收缩或堆叠换热器48的能力可提供另一益处。更具体地,换热器48通过安装起重机(未示出)被吊起至机舱14的顶部,用于组装至支撑框架46。在示例性实施方式中,组装起重机可以将处于收缩构型时的换热器48提升至塔架12的顶部和机舱14的顶部。一旦换热器48在机舱14上相对于支撑框架46被适当地定位,换热器48就可以如上所述朝向其扩展构型移动。
因为换热器48被构造成在收缩构型中占据相对小量的空间,在可替代的实施方式中,所以有可能在制造设施处将至少换热器48定位在机舱14上(例如,用临时紧固件或类似物)并且将具有所附接的换热器48的机舱14作为一个单元运输到风力涡轮机安装地点。这种布置能克服将换热器独立于机舱14运送至风力涡轮机安装地点并在风力涡轮机安装地点将换热器48定位在机舱14上(如定位在机舱14的顶部40上)的需要。因此,当机舱14位于塔架12上时,换热器48已经处于冷却器38的组装位置。将执行的唯一组装是将支撑框架46联接至机舱14并且将换热器48部署并联接至支撑框架46。此外,这可被构造成在机舱14位于地面或船舶的甲板上时或者在机舱14位于塔架12上时发生。
在示例性实施方式中,冷却器38可以位于机舱14的后部附近,如图中所示。例如,冷却器38的换热器48优选位于机舱14的后端的几米内(例如,2米内)。冷却器38的这个位置可以向流过冷却器38的空气流提供一些优点。对此,机舱14后面的区域代表了相对低压力的潜在空隙。因此,当空气流过冷却器38时,它可被拉入或吸入机舱14后面的区域中。因此,可以增强流过冷却器38的空气流。如果冷却器被定成更朝向机舱14的前面,那么经过冷却器38的气流将基本上碰机舱14的顶部40,这不允许气流扩展。因此,在这种情况下不能实现经过冷却器38的增强的空气流。
虽然已经通过不同优选实施方式的说明展示了本发明并且虽然已经对这些实施方式进行了一些详细描述,但是本申请人的意图不是将所附权利要求的范围限制或以任何方式限制于此类细节。另外的优点和修改对于本领域技术人员将是显而易见的。因此,本发明的各种特征可以根据用户的需求和偏好单独或以任意组合使用。
Claims (26)
1.一种风力涡轮机(10),该风力涡轮机包括:
塔架(12);
机舱(14),该机舱联接至所述塔架(12)并容纳一个或多个生热部件(18、20);
转子(16),该转子具有联接至所述机舱(14)的至少一个风力涡轮机叶片(24);以及
冷却器(38),该冷却器安装至所述机舱(14)并被构造成通过工作流体的循环来冷却所述机舱(14)中的所述一个或多个生热部件(18、20),所述冷却器(38)包括:
支撑框架(46),该支撑框架联接至所述机舱(14);以及
换热器(48),该换热器联接至所述支撑框架(46)并且被构造成通过使空气经过所述换热器(48)来冷却所述工作流体,
其中,所述换热器(48)包括彼此成非平面关系的至少两个冷却板(50)。
2.根据权利要求1所述的风力涡轮机,其中,所述至少两个冷却板(50)各自是大体上平面的并且相对于彼此形成一个角度。
3.根据权利要求2所述的风力涡轮机,其中,所述至少两个冷却板(50)相对于彼此成约60度与约120度之间的角度,并且优选地,成约90度的角度。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的风力涡轮机,其中,所述换热器(48)包括呈V形图案的两个冷却板(50)。
5.根据权利要求4所述的风力涡轮机,其中,所述V形图案的顶点能指向所述风力涡轮机(10)的所述转子(16)或背离所述转子(16)。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的风力涡轮机,其中,所述换热器(48)包括呈Z字形图案布置的两个以上的冷却板(50)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机,其中,所述至少两个冷却板(50)枢转地联接至彼此。
8.根据权利要求7所述的风力涡轮机,其中,所述至少两个冷却板(50)通过铰链(58)联接至彼此。
9.根据权利要求8所述的风力涡轮机,其中,所述铰链(58)是允许所述至少两个冷却板(50)相对于彼此在多个方向上枢转的双铰链。
10.根据权利要求8或9所述的风力涡轮机,其中,所述铰链(58)是可锁定铰链。
11.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机,其中,所述至少两个冷却板(50)相对于彼此是大体上竖直地布置的,并且所述至少两个冷却板(50)中的每个冷却板限定在总体上水平的方向上延伸的对立边缘(54)。
12.根据权利要求7至10中任一项所述的风力涡轮机,其中,所述至少两个冷却板(50)相对于彼此是大体上水平地布置的,并且所述至少两个冷却板(50)中的每个冷却板限定在大体上竖直的方向上延伸的对立边缘(54)。
13.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机,其中,所述冷却器(38)的所述支撑框架(46)邻近所述机舱(14)的后端安装至所述机舱(14)。
14.一种用于具有机舱(14)的风力涡轮机(10)的冷却器(38),该冷却器包括:
支撑框架(46),该支撑框架被构造成安装至所述机舱(14);以及
换热器(48),该换热器被构造成联接至所述支撑框架(46),
其中,所述换热器(48)包括枢转地连接至彼此并且能在收缩构型与扩展构型之间移动的至少两个冷却板(50),并且
其中,在所述收缩构型中由所述换热器(48)占据的体积小于在所述扩展构型中由所述换热器(48)占据的体积。
15.根据权利要求14所述的冷却器,其中,所述收缩构型包括两个或更多个冷却板(50)的堆叠布置,在该堆叠布置中,一个冷却板被定位成紧邻另一个冷却板。
16.根据权利要求15所述的冷却器,其中,所述至少两个冷却板(50)中的每个冷却板是总体上平面的,并且所述收缩构型包括所述两个或更多个冷却板(50)的总体上矩形的堆叠布置。
17.根据权利要求14至16中任一项所述的冷却器,其中,所述至少两个冷却板(50)通过铰链(58)连接至彼此。
18.根据权利要求17所述的冷却器,其中,所述铰链(58)是双铰链。
19.根据权利要求17或18所述的冷却器,其中,所述铰链(58)是可锁定铰链。
20.一种组装用于具有机舱(14)的风力涡轮机(10)的冷却器(38)的方法,该方法包括:
将支撑框架(46)安装至所述风力涡轮机(10)的所述机舱(14);
提供具有至少两个冷却板(50)的换热器(48),所述至少两个冷却板枢转地连接至彼此并且能在收缩构型与扩展构型之间移动;
将处于所述收缩构型的所述换热器(48)定位成邻近所述支撑框架(46);
将所述换热器(48)的一端连接至所述支撑框架(46);
使所述换热器(48)从所述收缩构型移动至所述扩展构型;以及
将所述换热器(48)的第二端连接至所述支撑框架(46),以将所述换热器(48)固定至所述支撑框架(46),其中,所述换热器(48)的所述至少两个冷却板(50)彼此成非平面关系。
21.根据权利要求20所述的方法,其中,所述收缩构型是两个或更多个冷却板(50)的水平堆叠布置,并且所述移动的步骤还包括使所述堆叠布置在大体上水平的方向上移动。
22.根据权利要求20所述的方法,其中,所述收缩构型是两个或更多个冷却板(50)的竖直堆叠布置,并且所述移动的步骤还包括使所述堆叠布置在大体上竖直的方向上移动。
23.一种处理风力涡轮机(10)的机舱(14)的方法,所述风力涡轮机被构造成具有冷却器(38),所述方法包括:
在第一位置处提供机舱(14);
在所述第一位置处提供换热器(48),所述换热器(48)具有枢转地连接至彼此并且能在收缩构型与扩展构型之间移动的至少两个冷却板(50);
将所述换热器(48)联接至所述机舱(14)并且将所述换热器(48)定位在所述收缩构型中;以及
在所述换热器(48)联接至所述机舱(14)的情况下将所述机舱(14)运输至与所述第一位置分开的第二位置。
24.根据权利要求24所述的方法,其中,所述收缩构型是两个或更多个冷却板(50)的竖直堆叠布置。
25.根据权利要求23或24所述的方法,该方法还包括:在所述换热器(48)联接至所述机舱(14)的情况下将所述机舱(14)提升至风力涡轮机塔架(12)的顶部。
26.根据权利要求23至25中任一项所述的方法,该方法还包括:
将支撑框架(46)安装至所述机舱(14);
使所述换热器(48)从所述收缩构型移动至所述扩展构型;以及
将所述换热器(48)联接至所述支撑框架(46)。
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