CN115143061A - 空气冷却设备、发电机、空气引导设备以及风能设备 - Google Patents

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CN115143061A CN202210309748.4A CN202210309748A CN115143061A CN 115143061 A CN115143061 A CN 115143061A CN 202210309748 A CN202210309748 A CN 202210309748A CN 115143061 A CN115143061 A CN 115143061A
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Abstract

本发明涉及一种用于借助于风(W)对风能设备(100)的发电机进行空气冷却的空气冷却设备(200)，所述空气冷却设备包括发电机的冷却单元(210)，所述冷却单元具有冷却单元外面(210a)，风(W)在风能设备(100)运行时迎流所述冷却单元外面以用于对发电机进行空气冷却，其特征在于，空气导向设备(220)设置在冷却单元(210)的冷却单元外面处并且具有第一空气导向单元(221)，所述第一空气导向单元从冷却单元外面开始锐角式向外延伸并且与冷却单元形成会聚的第一空气导向通道(K1)，所述第一空气导向通道构成用于，在风能设备的运行状态中将风(W)朝向冷却单元导向以用于进行空气冷却。

Description

空气冷却设备、发电机、空气引导设备以及风能设备
技术领域
本发明涉及一种用于借助于风对风能设备的发电机进行空气冷却的空气冷却设备，所述空气冷却设备包括发电机的冷却单元，所述冷却单元具有冷却单元外面，风在风能设备运行时迎流所述冷却单元外面以用于对发电机进行空气冷却。本发明还涉及一种风能设备的发电机。
本发明还涉及一种用于在风能设备的发电机的冷却单元处提供用于空气冷却的风的空气引导设备，所述空气引导设备包括风能设备的空气动力学转子的旋转单元，所述旋转单元具有旋转单元外面，风在风能设备运行时沿着所述旋转单元外面流动，其中旋转单元具有用于紧固空气动力学转子的转子叶片的连接部和/或用于贯穿引导空气动力学转子的转子叶片的贯通开口。本发明还涉及一种风能设备。
最后，本发明涉及一种用于制造风能设备的发电机的方法，所述发电机具有空气冷却设备，并且本发明涉及一种用于制造风能设备的方法。
背景技术
风能设备是已知的。风能设备的当前最常见的类型是所谓的水平轴线风能设备，所述水平轴线风能设备通常具有三个转子叶片。这种风能设备越来越多地具有更大的结构形式，即尤其具有带有对应更大的发电机和更大的馈入功率的更高的轮毂高度或轴高度和更大的转子直径。更大的发电机需要更高的冷却功率，以便以最优的运行温度运行发电机。
已知的是，通过主动冷却单元借助于冷却介质、例如空气或冷却液来冷却风能设备的发电机。为此，主动冷却单元产生冷却介质流、例如空气流，所述冷却介质流沿着发电机的待冷却的面被引导。这种空气流例如借助于风扇来产生。替选地，为了冷却发电机，冷却液可以通过管被引导，所述管运走热量。借助于这种主动冷却单元，虽然发电机可以以最优的运行温度运行。然而，具有这种主动冷却单元的风能设备一方面在制造中并且另一方面在运行中、尤其在保养和维护工作方面是昂贵的。
也已知的是，通过风、即空气流被动地冷却风能设备的发电机。为此提出，由风迎流发电机的冷却单元，所述风也用于通过风能设备的能量产生。然而，常用的风能设备的发电机借助于风仅能够不充分地被动冷却。风通常不足以以最优的运行参数来运行发电机。
德国专利商标局在关于本申请的优先权申请中检索了如下现有技术：DE 103 51844 A1、DE 10 2007 042 338 A1、US 8 047 774 B2、EP 2 546 595 A1、CN 104956075 A。
发明内容
因此，本发明所基于的目的在于，提供解决所提及的问题的空气冷却设备、发电机、空气引导设备、风能设备以及用于制造发电机和风能设备的方法。本发明所基于的目的尤其在于，提供可以实现以最优的运行温度运行风能设备的发电机的空气冷却设备、发电机、空气引导设备、风能设备以及用于制造发电机和风能设备的方法。此外，以优选的方式，本发明所基于的目的在于，提供可以实现风能设备的成本有利的制造和成本有利的运行的空气冷却设备、发电机、空气引导设备、风能设备以及用于制造发电机和风能设备的方法。
根据本发明的一个方面，所述目的通过用于借助于风对风能设备的发电机进行空气冷却的空气冷却设备来实现，所述空气冷却设备包括空气导向设备，所述空气导向设备设置在冷却单元处并且从冷却单元外面开始在径向方向上向外延伸，并且构成用于，在风能设备的运行状态中将风在径向方向上向内朝向冷却单元导向以用于进行空气冷却。
本发明基于如下认知：迎流和环流风能设备的风可以通过空气导向设备朝向发电机的冷却单元导向。空气导向设备具有加速风的效果，因此，所述风以更高的速度沿着冷却单元流动并且实现更好的冷却作用。此外，空气导向设备尤其具有在径向方向上偏转风的效果，所述空气导向设备将风导向到冷却单元的内部。由此，发电机可以以最优的运行温度运行，但是无论如何更接近最优的运行温度运行。尤其地，通过空气导向设备，可以均匀地冷却冷却单元、即发电机。这尤其在轴向方向和环周方向上引起小的温度降，这再次提高发电机的效率。此外，这种被动冷却具有如下优点：最小化或甚至完全避免用于主动冷却的能量使用，这再次节省成本。
在运行状态中，风能设备从具有塔的基础件开始延伸直至吊舱，在所述吊舱处设置有具有转子叶片的空气动力学转子。风能设备或塔在运行状态中在基本上竖直的方向上延伸。就此而言，基础件形成风能设备的下端部，并且具有空气动力学转子的吊舱形成上端部。在吊舱内设置有发电机，所述发电机与空气动力学转子耦联。
在风能设备的运行状态中，吊舱可以围绕吊舱轴线可旋转地支承。吊舱轴线通常基本上竖直地定向。由于吊舱围绕吊舱轴线的可旋转的支承，风能设备的空气动力学转子可以根据风向定向。设置在吊舱中的发电机具有带有旋转轴线的定子，发电机的转子围绕所述旋转轴线相对于发电机的定子可旋转地支承，以便从动能中产生电能。在一个优选的实施方式中，发电机构成为多极的、尤其他励的同步发电机。在风能设备的运行状态中，旋转轴线优选地基本上正交于吊舱轴线定向。旋转轴线尤其相对于吊舱轴线略微倾斜地定向。
在风能设备的运行状态中，冷却单元优选地设置在发电机处。在风能设备的运行状态中，冷却单元尤其设置在发电机的外面处。此外，优选的可以是，冷却单元在风能设备的运行状态中紧固在吊舱上。在任何情况下优选的是，在风能设备的运行状态中，冷却单元与发电机热耦联。
在当前的文本中，位置和方向说明、例如“上部”和“下部”或“外部”和“内部”或“径向”、“轴向”或“环周”只要未另外说明就涉及风能设备的运行状态、尤其发电机的旋转轴线。尤其应理解，轴向方向基本上对应于发电机的旋转轴线的定向或取向。
在运输时和/或在风能设备和/或发电机和/或空气冷却设备和/或塔处的维护和/或保养工作时，轴线的定向、尤其相对于彼此的定向可以与在风能设备的运行状态中的轴线的定向不同。
冷却单元在轴向方向上在第一端部与第二端部之间以冷却单元长度延伸。轴向方向优选地对应于发电机的旋转轴线的取向。在正交于轴向方向的环周方向上，冷却单元尤其在第一侧部与第二侧部之间以冷却单元宽度延伸。正交于轴向方向和环周方向，冷却单元在冷却单元内面与冷却单元外面之间以冷却单元高度延伸。
优选地，冷却单元高度小于冷却单元宽度。此外优选的是，冷却单元宽度小于冷却单元长度。冷却单元优选地构成为部分环形的冷却部段。优选的也可以是，冷却单元包括一个或多个部分环形的冷却部段。
冷却单元外面优选地平坦地构成。优选的也可以是，冷却单元外面以特定型廓的方式构成。冷却单元外面尤其可以具有在径向方向上向外延伸的隆起部或延伸部和/或具有在径向方向上向内延伸的凹部。冷却单元外面尤其可以具有肋形的和/或波形的和/或管形的型廓和/或通道形的型廓。
在运行状态中，冷却单元设置在发电机的外侧处。为了冷却发电机，所述发电机与冷却单元热耦联。吊舱以优选的方式构成冷却单元或在外侧处容纳所述冷却单元。尤其提出，吊舱具有一个或多个开口，冷却单元设置在所述一个或多个开口中。一个或多个开口可以环形地或部分环形地构成。
定子和/或发电机的外侧尤其可以构成或是冷却单元。
空气导向设备构成用于，在风能设备的运行状态中将风在径向方向上向内朝向冷却单元导向以用于进行空气冷却。为此，空气导向设备优选地相对于冷却单元外面倾斜地设置。空气导向设备尤其设置成，使得所述空气导向设备构成一个或多个空气导向通道，所述一个或多个空气导向通道将风在径向方向上向内朝向冷却单元导向以用于进行空气冷却。尤其地，一个或多个空气导向通道在风能设备的运行状态中相对于风向定向，使得环流风能设备的风进入到一个或多个空气导向通道中。
优选的可以是，从冷却单元外面开始在径向方向上向外延伸的空气导向设备与冷却单元间隔开地设置。空气导向设备尤其可以在径向方向上与冷却单元间隔开地设置。尤其地，空气导向设备在径向方向上具有至少对应于冷却单元长度的0％、1％、5％、10％、20％、30％、40％、50％、100％、150％或200％和/或至多对应于冷却单元长度的0％、1％、5％、10％、20％、30％、40％、50％、100％、150％或200％的间距。
替选地，优选的可以是，冷却单元集成地构成空气导向设备。尤其也优选的是，空气导向设备紧固在冷却单元外面上。空气导向设备优选地与冷却单元力配合地和/或材料配合地和/或形状配合地连接。尤其优选的可以是，空气导向设备与冷却单元焊接。替选地或补充地，优选的可以是，将空气导向设备与冷却单元拧紧。
根据空气冷却设备的一个优选的实施方式提出，空气导向设备具有第一空气导向单元，所述第一空气导向单元从冷却单元外面开始在径向方向锐角式向外延伸和/或与冷却单元形成会聚的第一空气导向通道，所述第一空气导向通道构成用于，在风能设备的运行状态中将风在径向方向上向内朝向冷却单元导向以用于空气冷却。替选地或补充地，优选地提出，冷却单元具有多个冷却肋，所述多个冷却肋具有在轴向方向上的主延伸，所述多个冷却肋在正交于轴向方向的环周方向上间隔开地设置，并且空气导向设备具有基本上在环周方向上的主延伸。
第一空气导向单元设置在冷却单元外面处，使得所述第一空气导向单元在径向方向上以锐角或锐角式向外延伸。锐角处于最小且包含0°和最大且包含90°之间。尤其地，第一空气导向单元的锐角式设置引起，在风能设备的运行状态中基本上轴向迎流的风在径向方向上向内朝向冷却单元转向。
第一空气导向单元优选地部分环形或环形地构成。第一空气导向单元在轴向方向上以第一长度延伸，在环周方向上以第一宽度延伸，并且在径向方向上以第一高度延伸。第一宽度优选地大于第一长度和/或第一高度。第一空气导向单元优选地具有线性型廓。线性型廓尤其不具有弯拱。优选的可以是，第一空气导向单元具有弓形的型廓和/或带有棱边的型廓。第一空气导向单元的型廓的棱边优选地具有优选地对应于在第一端部与第二端部之间延伸的冷却单元长度的至少0％和至多200％的棱边长度。第一空气导向单元的型廓尤其也可以S形地构成。第一空气导向单元的型廓尤其可以具有凸形的和/或凹形的型廓部段。
第一空气导向单元在冷却单元外面处的锐角式设置具有如下优点：将在风能设备的运行状态中环流所述风能设备的风特别高效地朝向径向处于外部的冷却单元导向。尤其可以在冷却单元处提供足够量和适当速度的风以用于进行冷却。
第一空气导向单元设置在冷却单元处，使得所述第一空气导向单元与冷却单元外面形成会聚的第一空气导向通道。空气导向通道具有进口和出口，风在风能设备的运行状态中通过所述进口进入，风在风能设备的运行状态中通过所述出口离开。在会聚的空气导向通道的情况下，通道的横截面在流动方向上减小。在会聚的空气导向通道的情况下，进口可以小于出口。第一空气导向通道尤其在轴向方向上会聚。在所述优选的实施方式中，会聚的第一空气导向通道环形地构成。但是，也优选的可以是，会聚的第一空气导向通道管形地构成。在当前实施方式中，会聚的第一空气导向通道具有在环周方向上恒定的横截面。
这种会聚的空气导向通道具有朝向冷却单元加速风的优点，这再次改进空气冷却设备的冷却功率。
冷却单元具有多个冷却肋，所述多个冷却肋在环周方向上彼此间隔开地设置。在环周方向上分别相邻设置的冷却肋尤其限定通风通道，所述通风通道具有在轴向方向上的主延伸。通过第一空气导向单元输送的空气可以在通风通道中流动以用于冷却发电机或冷却单元。
构成有冷却肋的冷却单元具有如下效果：增大如下面：经由所述面，发电机的热量可以被引走。此外，冷却肋具有如下效果：所述冷却肋将输送的风在轴向方向上在冷却单元长度上导向以用于改进的冷却作用。尤其地，在环周方向上间隔开地设置的冷却肋限定通风通道，所述通风通道可以再次加速输送的风并且进一步改进空气冷却设备的冷却功率。
根据另一优选的改进方案，空气导向设备包括第二空气导向单元和/或第三空气导向单元。
第二空气导向单元在轴向方向上相对于第一空气导向单元错开地设置，并且从冷却单元外面开始在径向方向上锐角式向外延伸和/或与冷却单元形成会聚的第二空气导向通道，所述第二空气导向通道构成用于，在风能设备的运行状态中将风在径向方向上向内朝向冷却单元导向以用于进行空气冷却。
第三空气导向单元在轴向方向上相对于第一空气导向单元和/或第二空气导向单元错开地设置，并且从冷却单元外面开始在径向方向上锐角式向外延伸和/或与冷却单元形成会聚的第三空气导向通道，所述第三空气导向通道构成用于，在风能设备的运行状态中将风在径向方向上向内朝向冷却单元导向以用于进行空气冷却。
第二空气导向单元和/或第三空气导向单元设置在冷却单元外面处，使得所述第二空气导向单元和/或第三空气导向单元在径向方向上以锐角或锐角式向外延伸。第二空气导向单元和/或第三空气导向单元的锐角式设置尤其引起，在风能设备的运行状态中基本上轴向地迎流的风在径向方向上向内朝向冷却单元转向。
第二空气导向单元和/或第三空气导向单元优选地部分环形或环形地构成。第二空气导向单元和/或第三空气导向单元在轴向上以第二长度和/或第三长度延伸，在环周方向上以第二宽度和/或第三宽度延伸，并且在径向方向上以第二高度和/或第三高度延伸。第二宽度或第三宽度优选地大于第二长度或第三长度和/或第二高度或第三高度。第二空气导向单元和/或第三空气导向单元优选地具有线性型廓。优选的可以是，第二空气导向单元和/或第三空气导向单元具有弓形的型廓和/或带有棱边的型廓。第二空气导向单元和/或第三空气导向单元的型廓的棱边优选地具有优选地对应于在第一端部与第二端部之间延伸的冷却单元长度的至少0％和至多200％的棱边长度。第二空气导向单元和/或第三空气导向单元的型廓尤其也可以S形地构成。第二空气导向单元和/或第三空气导向单元的型廓尤其可以具有凸形的和/或凹形的型廓部段。
第二空气导向单元和/或第三空气导向单元在冷却单元外面处的锐角式设置具有如下优点：将在风能设备的运行状态中环流所述风能设备的风特别高效地朝向径向处于外部的冷却单元导向。尤其可以在冷却单元处提供足够量和适当速度的风以用于进行冷却。
第二空气导向单元和/或第三空气导向单元设置在冷却单元处，使得所述第二空气导向单元和/或第三空气导向单元与冷却单元外面形成分别会聚的第二空气导向通道和/或第三空气导向通道。空气导向通道具有进口和出口，风在风能设备的运行状态中通过所述进口进入，风在风能设备的运行状态中通过所述出口离开。第二空气导向通道和/或第三空气导向通道尤其在轴向方向上会聚。在所述优选的实施方式中，会聚的第二空气导向通道和/或会聚的第三空气导向通道环形地构成。但是，优选的也可以是，会聚的第二空气导向通道和/或会聚的第三空气导向通道管形地构成。在当前实施方式中，会聚的第二空气导向通道和/或会聚的第三空气导向通道具有在环周方向上恒定的横截面。
这种会聚的空气导向通道具有朝向冷却单元加速风的优点，这再次改进空气冷却设备的冷却功率。
第一空气导向单元相对于第二空气导向单元和/或第三空气导向单元错开地设置。第三空气导向单元优选地设置在第一空气导向单元与第二空气导向单元之间。尤其地，第一空气导向单元以第一空气导向单元的第一长度的至少0％、10％、20％、30％、40％、50％、100％、200％、300％、400％、500％或1000％的间距相对于第二空气导向单元和/或第三空气导向单元间隔开地设置。补充地或替选地，第一空气导向单元以第一空气导向单元的第一长度的至多0％、10％、20％、30％、40％、50％、100％、200％、300％、400％、500％或1000％的间距相对于第二空气导向单元和/或第三空气导向单元间隔开地设置。
第一空气导向单元优选地与第一端部间隔开地设置。优选的可以是，第一空气导向单元设置在第一端部处。优选地，第一空气导向单元以冷却单元长度的至少0％、10％、20％、30％、40％、50％或60％的间距与冷却单元的第一端部间隔开地设置。补充地或替选地，第一空气导向单元以冷却单元长度的至多0％、10％、20％、30％、40％、50％或60％的间距与冷却单元的第一端部间隔开地设置。
此外优选的可以是，第二空气导向单元与第二端部间隔开地设置。
具有多个空气导向单元的空气导向设备具有如下优点：空气导向单元可以根据风的迎流型廓
Figure BDA0003567540680000081
设置在冷却单元处。迎流型廓可以与风能设备的类型相关。此外，由此可以增加可以输送给冷却单元的风量。这增加冷却功率并且可以实现以最优的运行温度运行风能设备。此外，这种设置具有如下优点：在环周方向和轴向方向上均匀地冷却冷却单元从而冷却发电机。尤其地，通过所述设置，可以使在冷却单元或发电机处的在轴向方向和/或环周方向上的温度降最小化。
根据空气冷却设备的另一优选的改进方案提出，第一空气导向单元和/或第二空气导向单元和/或第三空气导向单元由一个或多个部分环形部段构成。
所述优选的实施方式具有如下优点：可以特别简单地和成本有利地安装空气冷却设备。尤其地，由此尽管存在运输引起的尺寸限制，但是也可以提供用于具有特别大的直径的发电机的空气冷却设备并且进行被动冷却。
此外，根据一个优选的实施方式提出，从冷却单元外面开始，第一空气导向单元以第一锐角延伸，第二空气导向单元以第二锐角延伸，并且第三空气导向单元以第三锐角延伸，其中第一锐角和/或第二锐角和/或第三锐角相等，和/或第一锐角小于第二锐角和/或第三锐角，和/或第一锐角大于第二锐角和/或第三锐角；和/或从冷却单元外面开始，第一空气导向单元在径向方向上以第一高度延伸，第二空气导向单元在径向方向上以第二高度延伸，并且第三空气导向单元在径向方向上以第三高度延伸，其中第一高度和/或第二高度和/或第三高度相等，和/或第一高度小于第二高度和/或第三高度；和/或从冷却单元外面开始，第一空气导向单元在轴向方向上以第一长度延伸，第二空气导向单元在轴向方向上以第二长度延伸，并且第三空气导向单元在轴向方向上以第三长度延伸，其中第一长度和/或第二长度和/或第三长度相等，和/或第一长度小于第二长度和/或第三长度，和/或第一长度大于第二长度和/或第三长度。
第一锐角和/或第二锐角和/或第三锐角至少对应于0°、10°、15°、20°、25°、30°、35°、40°、45°、50°、60°、70°、80°、90°或更大，并且至多对应于0°、10°、15°、20°、25°、30°、35°、40°、45°、50°、60°、70°、80°或90°。第一锐角优选地小于第二锐角和/或第三锐角。此外优选的是，第三锐角小于第二锐角。尤其优选的是，第一锐角为20°或30°。此外优选的是，第二锐角和/或第三锐角为30°或35°。此外优选的可以是，第一锐角大于第二锐角和/或第三锐角。此外优选的也可以是，第三锐角大于第二锐角。此外优选的可以是，第一锐角和/或第二锐角和/或第三锐角相等。
尤其应理解，第一空气导向单元和/或第二空气导向单元和/或第三空气导向单元从冷却单元外面开始以锐角延伸，使得风在冷却单元外面与第一空气导向单元和/或第二空气导向单元和/或第三空气导向单元之间导向。尤其地，第一空气导向单元和/或第二空气导向单元和/或第三空气导向单元从冷却单元外面开始朝向迎流的风以锐角张开。尤其应理解，在冷却单元外面与第一空气导向单元和/或第二空气导向单元和/或第三空气导向单元之间构成在运行状态中背向风的迎流方向的第一钝角和/或第二钝角和/或第三钝角。尤其地，第一锐角和第一钝角一起形成180°，和/或第二锐角和第二钝角一起形成180°，和/或第三锐角和第三钝角一起形成180°。第一钝角和/或第二钝角和/或第三钝角大于90°且小于180°。
第一高度和/或第二高度和/或第三高度至少对应于0mm、50mm、100mm、150mm、200mm、300mm或更大，并且至多对应于0mm、50mm、100mm、150mm、200mm或300mm。第一高度优选地小于第二高度和/或第三高度。此外优选的是，第三高度小于第二高度。
第一长度和/或第二长度和/或第三长度至少对应于0mm、50mm、100mm、150mm、200mm、300mm或更大，并且至多对应于0mm、50mm、100mm、150mm、200mm或300mm。第一长度优选地小于第二长度和/或第三长度。此外优选的是，第三长度小于第二长度。尤其优选的是，第一长度为150mm。此外优选的是，第二长度和/或第三长度为200mm。此外优选的是，第一长度和/或第二长度和/或第三长度至少对应于冷却单元长度的1％、10％、20％、30％、40％或50％，和/或至多对应于冷却单元长度的1％、10％、20％、30％、40％或50％。
根据空气冷却设备的另一优选的改进方案提出，冷却单元在轴向方向上在第一端部与第二端部之间延伸，所述第一端部在风能设备的运行状态中关于风的风向设置在上游，所述第二端部在风能设备的运行状态中关于风的风向设置在第一端部的上游，其中第一空气导向单元关于冷却单元从第一端部开始在轴向方向上的延伸设置在冷却单元的第一个三分之一和/或第一个二分之一处，和/或第二空气导向单元关于冷却单元从第一端部开始在轴向方向上的延伸设置在冷却单元的第二个三分之一或第三个三分之一和/或第二个二分之一处，和/或第三空气导向单元关于冷却单元从第一端部开始在轴向方向上的延伸设置在冷却单元的第一个三分之一、第二个三分之一或第三个三分之一和/或第一个二分之一或第二个二分之一处。
所述实施方式具有如下优点：可以使冷却单元或待冷却的发电机在轴向方向和环周方向上的温度降最小化。以特别优选的方式，这引起发电机的改进的效率。
在空气冷却设备的另一优选的实施方式中提出，第一空气导向单元和/或第二空气导向单元和/或第三空气导向单元分别具有：基本元件，所述基本元件构成用于将相应的空气导向单元设置在冷却单元处；和/或空气导向元件，所述空气导向元件从基本元件开始锐角式延伸并且与冷却单元形成会聚的空气导向通道，所述会聚的空气导向通道构成用于，在风能设备的运行状态中将风朝向冷却单元导向以用于进行空气冷却；和/或法兰，所述法兰从基本元件开始以一定角度延伸并且构成用于连接在环周方向上相邻设置的空气导向单元。
这种优选的实施方式可以实现空气导向设备在冷却单元处的特别容易的和成本有利的安装。所述优选的实施方式尤其具有如下优点：可以简单地和成本有利地改造具有这种空气冷却设备的存在且已经在运行中的发电机。此外，这具有如下作用：发电机不仅可以安装在工厂中，而且可以安装在风能设备的安装地点处。
根据另一优选的实施方式，空气冷却设备具有阻尼单元，所述阻尼单元设置在空气导向设备与冷却单元之间。
此外，根据一个优选的改进方案提出，空气导向设备在运行状态中在轴向方向上在空气导向迎流棱边与空气导入棱边之间延伸，其中空气导向迎流棱边关于风相对于空气导入棱边设置在上游。在运行状态中，风在流动方向上在空气导向迎流棱边处首次与空气导向设备接触。空气导向迎流棱边优选地在环周方向上具有主延伸方向。以优选的方式，在空气导入棱边处，在运行状态中由空气导向设备引导的风在冷却单元外面处被导入到冷却单元中。就此而言，空气导入棱边优选地设置在空气导向迎流棱边的下游。尤其地，在将风导向到冷却单元中以用于冷却之前，空气导向设备在空气导入棱边处与迎流的风最后一次接触。
此外，根据空气冷却设备的一个优选的实施方式提出，冷却单元外面具有冷却单元迎流棱边，并且空气导向设备设置在冷却单元处，使得冷却单元迎流棱边在轴向方向上设置在空气导向迎流棱边与空气导入棱边之间。冷却单元迎流棱边优选地是冷却单元的第一端部。因此，冷却单元迎流棱边尤其在风的流动方向上设置在空气导向迎流棱边的下游和空气导入棱边的上游。通过所述设置，可以以优选地方式再次增加冷却功率。
根据另一优选的改进方案，冷却单元外面从冷却单元迎流棱边开始在轴向方向上以冷却单元冷却长度延伸，并且空气导向迎流棱边与冷却单元迎流棱边之间的间距至少为冷却单元冷却长度的0％，并且至多为冷却单元冷却长度的100％。冷却单元在第一端部与第二端部之间尤其以冷却单元冷却长度延伸。这尤其具有如下优点：可以将风更好地引导至冷却单元的冷却单元外面以用于冷却发电机。由此，尤其可以通过所述设置以有利的方式增加冷却功率。
根据空气冷却设备的另一优选的改进方案，空气导向设备具有第四空气导向单元，所述第四空气导向单元从冷却单元外面开始在径向方向上以钝角向外延伸。钝角尤其是大于90°且小于180°的角度。钝角尤其是冷却单元外面与第四空气导向单元之间的在风的流动方向上张开的角度。尤其应理解，在第四空气导向单元与冷却单元外面之间构成第四锐角，所述第四锐角在运行状态中背向风的迎流方向。第四锐角优选地大于0°且小于90°。第四锐角和第四钝角尤其一起形成180°。
这以有利的方式减少振动。由此可以使噪声排放最小化。此外，通过最小化的振动保护空气冷却设备，这再次增加空气冷却设备的使用寿命。
根据本发明的另一方面，所述目的通过风能设备的发电机来实现，所述发电机包括上文中描述的空气冷却设备。
根据本发明的一个方面，所述目的通过空气引导设备来实现，所述空气引导设备包括一个或多个空气引导单元，所述一个或多个空气引导单元在旋转单元的旋转单元外面处设置在连接部或贯通开口之间，所述一个或多个空气引导单元从旋转单元外面开始在径向方向上向外延伸，并且构成用于，将风导向至冷却单元以用于对发电机进行空气冷却。
旋转单元尤其是风能设备的空气动力学转子的整流罩、轮毂或其他合适的元件。
一个或多个空气引导单元尤其叶片形地构成。优选的可以是，一个或多个空气引导单元具有带有弯拱的型廓。一个或多个空气引导单元尤其具有线性的和/或凸形的和/或凹形的和/或s形的型廓。一个或多个空气引导单元尤其可以具有带有棱边和/或跳变部的型廓。
此外优选的是，空气引导设备具有一个或多个覆盖件。尤其可以以优选的方式提出，一个或多个空气引导单元具有用于引导风的覆盖件。一个或多个覆盖件尤其设置在一个或多个空气引导单元的在径向方向上处于外部的一侧处。一个或多个覆盖件尤其设置在旋转单元处，使得一个或多个空气引导单元在径向方向上在旋转单元的旋转单元外面与覆盖件之间延伸。应理解，一个或多个覆盖件与一个或多个空气引导单元和旋转单元外面构成一个或多个空气引导通道。空气引导通道以特别优选的方式适合于，将在风能设备的运行状态中迎流和环流所述风能设备的风朝向待冷却的发电机、尤其朝向在发电机处构成或设置的冷却单元导向以用于改进的冷却功率。
旋转单元在轴向方向上以旋转单元长度延伸。一个或多个空气引导单元在轴向方向上以空气引导单元长度延伸。一个或多个空气引导单元优选地以空气引导单元长度延伸，所述空气引导单元长度至少对应于旋转单元长度的10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、100％、110％、120％、130％、140％、150％或更大，和/或至多对应于旋转单元长度的10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、100％、110％、120％、130％、140％、150％或更小。此外，一个或多个空气引导单元在径向方向上以空气引导单元高度延伸。
一个或多个空气引导单元优选地以空气引导单元高度延伸，所述空气引导单元高度至少对应于空气引导单元长度的1％、10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、100％、110％、120％、130％、140％、150％、1000％或更大，和/或至多对应于空气引导单元长度的1％、10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、100％、110％、120％、130％、140％、150％、1000％或更小。
此外优选的是，一个或多个空气引导单元从旋转单元外面开始在径向方向上以一定角度向外延伸。尤其提出，一个或多个空气引导单元从旋转单元外面开始在径向方向上以一定倾斜角度向外延伸。倾斜角度优选地至少为-85°、-80°、-70°、-60°、-50°、-40°、-30°、-20°、-10°、0°、+10°、+20°、+30°、+40°、+50°、+60°、+70°、+80°、+85°和/或至多为-85°、-80°、-70°、-60°、-50°、-40°、-30°、-20°、-10°、0°、+10°、+20°、+30°、+40°、+50°、+60°、+70°、+80°或+85°。
此外优选的是，一个或多个空气引导单元以迎流角相对于轴向方向、尤其相对于旋转轴线设置。迎流角描述一个或多个空气引导单元关于围绕正交于旋转单元外面的轴线的旋转轴线的角度。迎流角优选地至少为-85°、-80°、-70°、-60°、-50°、-40°、-30°、-20°、-10°、0°、+10°、+20°、+30°、+40°、+50°、+60°、+70°、+80°、+85°，和/或至多为-85°、-80°、-70°、-60°、-50°、-40°、-30°、-20°、-10°、0°、+10°、+20°、+30°、+40°、+50°、+60°、+70°、+80°、+85°。
根据空气引导设备的一个优选的实施方式提出，旋转单元在轴向方向上在第一端部与第二端部之间延伸，所述第一端部在风能设备的运行状态中关于风的风向设置在上游，所述第二端部在风能设备的运行状态中关于风的风向设置在第一端部的下游，其中一个或多个空气引导单元设置在旋转单元处，使得所述一个或多个空气引导单元在旋转单元的第一端部与第二端部之间延伸，和/或在轴向方向上延伸超出第二端部。补充地和/或替选地提出，一个或多个空气引导单元从旋转单元外面开始在径向方向上以一定倾斜角度向外延伸。
根据本发明的另一方面，所述目的通过具有上文中描述的发电机和/或上文中描述的空气引导设备的风能设备来实现。
根据本发明的另一方面，所述目的通过用于制造风能设备的具有空气冷却设备的发电机的方法来实现，所述方法包括如下步骤：提供发电机的冷却单元和空气导向设备，所述空气导向设备具有构成为部分环形部段的固定的第一空气导向单元和/或固定的第二空气导向单元和/或固定的第三空气导向单元；将空气导向设备设置在冷却单元外面处，其中冷却单元优选地具有多个冷却肋，所述多个冷却肋具有在轴向方向上的主延伸，所述多个冷却肋在正交于轴向方向的环周方向上间隔开地设置，并且空气导向设备优选地具有基本上在正交于轴向方向的环周方向上的主延伸；以及将空气导向设备紧固在冷却单元外面上。
根据一个优选的实施方式，将空气导向设备紧固在冷却单元外面上的步骤包括：将空气导向设备与冷却单元材料配合地连接、尤其焊接，和/或力配合地连接、尤其螺栓连接，和/或形状配合地连接；和/或将第一空气导向单元的相邻设置的部分环形部段材料配合地连接、尤其焊接，和/或力配合地连接、尤其螺栓连接，和/或形状配合地连接，使得所述部分环形部段构成第一空气导向单元，所述第一空气导向单元构成为环；和/或将第二空气导向单元的相邻设置的部分环形部段材料配合地连接、尤其焊接，和/或力配合地连接、尤其螺栓连接，和/或形状配合地连接，使得所述部分环形部段构成第二空气导向单元，所述第二空气导向单元构成为环；和/或将第三空气导向单元的相邻设置的部分环形部段材料配合地连接、尤其焊接，和/或力配合地连接、尤其螺栓连接，和/或形状配合地连接，使得所述部分环形部段构成第三空气导向单元，所述第三空气导向单元构成为环；和/或优选地将阻尼单元设置在空气导向设备与冷却单元之间。
根据本发明的另一方面，所述目的通过用于制造风能设备的方法来实现，所述方法包括如下步骤：提供风能设备的空气动力学转子的旋转单元，所述旋转单元具有旋转单元外面，风在风能设备运行时沿着所述旋转单元外面流动；在旋转单元的旋转单元外面处在连接部或贯通开口之间设置一个或多个空气导向单元；和/或将旋转单元紧固在发电机上，尤其紧固在上文中描述的发电机或根据上文中描述的方法制造的发电机上。
对于本发明的所述另外的方面以及所述方面的相应的改进方案的优点、实施变型方案和实施细节，也参照对于各其余方面的对应的优点、实施变型方案和实施细节的其余描述。
附图说明
本发明的优选的实施方式根据附图示例性地描述。附图示出：
图1示出风能设备的示意图；
图2示出具有发电机的风能设备的示意性侧视图，所述发电机具有空气冷却设备的第一示例性实施方式；
图3示出具有发电机的风能设备的示意性侧视图，所述发电机具有空气冷却设备的第二示例性实施方式；
图4a、图4b示出具有空气冷却设备的第一示例性实施方式和第二示例性实施方式的冷却单元的示意性三维详细的视图，所述空气冷却设备具有第一空气导向单元；
图5示出具有发电机的风能设备的示意性侧视图，所述发电机具有空气冷却设备的第三示例性实施方式；
图6示出具有发电机的风能设备的示意性侧视图，所述发电机具有空气冷却设备的第四示例性实施方式；
图7a、图7b、图7c示出具有空气冷却设备的第一示例性实施方式、第二示例性实施方式和第三示例性实施方式的冷却单元的示意性三维视图，所述空气冷却设备具有第一空气导向单元和第二空气导向单元；
图8示出具有基于图2的发电机的风能设备的示意性侧视图，所述发电机具有空气引导设备的第一示例性实施方式；
图9示出具有基于图2的发电机的风能设备的示意性侧视图，所述发电机具有空气引导设备的第二示例性实施方式；
图10a、图10b示出空气导向单元的一个示例性实施方式的示意性前视图和侧视图；
图11示出用于制造风能设备的具有空气冷却设备的发电机的示例性方法的示意性流程图；
图12示出用于制造风能设备的示例性方法的示意性流程图；
图13示出具有空气冷却设备的另一示例性实施方式的发电机的示意性侧视图；以及
图14示出具有空气冷却设备的另一示例性实施方式的发电机的示意性侧视图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的风能设备100的示意图。风能设备100具有塔102和在塔102上的吊舱104。在吊舱104处设有具有三个转子叶片108和整流罩110的空气动力学转子106。空气动力学转子106在风能设备运行时通过风置于旋转运动中从而也使发电机的电动力学转子或转动件旋转，所述电动力学转子或转动件直接或间接地与空气动力学转子106耦联。发电机设置在吊舱104中并且产生电能。
图2和3分别示出具有发电机的风能设备100的示意性侧视图，所述发电机具有空气冷却设备200的第一优选的实施方式和第二优选的实施方式。在图2和图3中示出的风能设备100基于在图1中描述的风能设备100。在吊舱104处设置有发电机的冷却单元210，所述发电机在风能设备100的运行状态中由风W迎流以用于被动冷却发电机。为此，冷却单元210环形地构成并且具有径向处于外部的冷却单元外面210a，风W沿着所述冷却单元外面流动以用于冷却发电机。对应地，吊舱具有用于容纳冷却单元的环形的开口。
在冷却单元210处、即当前在冷却单元外面210a处设置有空气冷却设备200。空气冷却设备200具有第一空气导向单元221，所述第一空气导向单元从冷却单元外面210a开始在径向方向R上锐角式向外延伸。由此，第一空气导向单元221与冷却单元外面210a形成第一空气导向通道K1。第一空气导向通道K1的横截面沿着轴向方向A在风向上减小。就此而言，第一空气导向通道K1是会聚的空气导向通道，所述会聚的空气导向通道在风向上、即下游会聚。由此，第一空气导向通道K1将风W朝向冷却单元210导向以用于对发电机进行空气冷却。
冷却单元210在轴向方向A上在第一端部211与第二端部212之间延伸，所述第一端部在风能设备100的运行状态中关于风W的风向设置在上游，所述第二端部在风能设备100的运行状态中关于风W的风向设置在第一端部211的上游。第一空气导向单元221关于冷却单元210在轴向方向A上的延伸居中地设置在第一端部211与第二端部212之间。
在图2中示出的实施方式中，空气冷却设备200环形地构成。在所述优选的实施方式中，空气冷却设备200完全包围冷却单元210或发电机。替选地，优选的可以是，空气冷却设备200部分环形地构成，如这在图3中示出的那样。在所述优选的实施方式中，空气冷却设备200仅部分地包围冷却单元210或发电机。
在图2和图3中示出的空气导向设备220的第一空气导向单元221包括多个部分环形部段。在图2中示出的空气冷却设备200的第一空气导向单元221例如包括六个部分环形部段，并且在图3中示出的空气冷却设备200例如包括两个部分环形部段。
图4a和4b分别示出具有空气冷却设备200的第一示例性实施方式和第二示例性实施方式的冷却单元210的示意性三维详细的视图，所述空气冷却设备分别具有唯一的第一空气导向单元221。可看出，冷却单元210具有多个冷却肋，所述多个冷却肋具有在轴向方向A上的主延伸，所述多个冷却肋在正交于轴向方向A的环周方向U上间隔开地设置。相反，空气导向设备220具有在环周方向U上的主延伸，所述主延伸在风能设备100的运行状态中基本上横向于风W的风向。
在图4a中示出的实施方式中，第一空气导向单元221具有线性型廓。在图4b中示出的实施方式中，第一空气导向单元221的型廓S形地构成，即具有凸形的和凹形的型廓部段。在两个实施方式中，第一空气导向单元221关于冷却单元210从第一端部211开始在轴向方向上的延伸设置在冷却单元210的第一个三分之一处。在图4b中示出的实施方式中，第一空气导向单元221设置在冷却单元210的第一端部211处。虽然这在冷却单元的第一个二分之一处引起特别强烈的冷却效果，但是这相反地在冷却单元210的第二个二分之一处引起较小的温度降低。与此不同，居中地设置在冷却单元的第一个三分之一处的第一空气导向单元221从第一端部211开始引起冷却单元210的前三分之二的冷却，并且在第三个三分之一处引起较小的冷却。
图5示出具有发电机的风能设备100的示意性侧视图，所述发电机具有空气冷却设备200的第三优选的实施方式。所述优选的实施方式基于空气冷却设备200的在图2中示出的实施方式。在图5中示出的空气冷却设备200附加地具有第二空气导向单元222，所述第二空气导向单元在轴向方向上与第一空气导向单元221错开地设置。这具有输送更多的风以用于冷却冷却单元的效果。此外，所述设置具有均匀地冷却冷却单元210从而冷却发电机、即在轴向方向A和环周方向U上存在小的温度降的效果。
在当前的实施方式中，第一空气导向单元具有第一锐角、第一长度和第一高度。第二空气导向单元222对应地具有第二锐角、第二长度和第二高度。当前，第一空气导向单元221的第一长度基本上对应于第二空气导向单元222的第二长度。相反，与第一空气导向单元221的第一锐角和第一长度相比，第二空气导向单元222的第二高度和第二锐角更大。
可看出，冷却单元210在轴向方向A上在第一端部211与第二端部212之间延伸，所述第一端部在风能设备100的运行状态中关于风W的风向设置在上游，所述第二端部在风能设备100的运行状态的中关于风W的风向设置在第一端部的上游。在此，第一空气导向单元221关于冷却单元210从第一端部211开始在轴向方向上的延伸设置在冷却单元210的第一个三分之一处。第二空气导向单元222关于冷却单元210从第一端部211开始在轴向方向A上的延伸设置在冷却单元210的第三个三分之一处。
图6示出具有发电机的风能设备的示意性侧视图，所述发电机具有空气冷却设备200的第四示例性实施方式。所述优选的实施方式基于空气冷却设备200的在图3中示出的实施方式。在图6中示出的空气冷却设备200附加地具有在轴向方向上相对于彼此错开地设置的第二空气导向单元222和第三空气导向单元223。这具有输送更多的风以用于冷却冷却单元的效果。此外，所述设置具有均匀地冷却冷却单元从而冷却发电机、即在轴向方向和环周方向上存在小的温度降的效果。
可看出，第一空气导向单元221设置为部分环形部段，所述部分环形部段在风能设备100的运行状态中设置在吊舱104的上侧。第二空气导向单元222环形地构成。第二空气导向单元——与在图5中类似地——在轴向方向A上与第一空气导向单元错开地设置。此外，在轴向方向A上在第一空气导向单元221与第二空气导向单元222之间设置有第三空气导向单元223。第三空气导向单元223包括多个部分环形部段并且部分环形地构成。
在当前实施方式中，第一空气导向单元具有第一锐角、第一长度和第一高度。第二空气导向单元222对应地具有第二锐角、第二长度和第二高度。此外，第三空气导向单元222具有第三锐角、第三长度和第三高度。当前，第一空气导向单元221的第一长度基本上对应于第二空气导向单元222和第三空气导向单元223的第二长度和第三长度。第三空气导向单元223的第三高度和第三锐角对应于第一空气导向单元221的第一高度和第一锐角。在环周方向上，与第二空气导向单元222相比，第一空气导向单元221具有更小的宽度。相反，与第一空气导向单元221和第三空气导向单元223的第一锐角和第三锐角以及第一长度和第三长度相比，第二空气导向单元222的第二高度和第二锐角更大。
图7a、图7b和图7c示出具有空气冷却设备200的第一示例性实施方式、第二示例性实施方式和第三示例性实施方式的冷却单元210的示意性三维视图，所述空气冷却设备具有第一空气导向单元221和第二空气导向单元222。在所有三个实施例中，第一空气导向单元221设置在第一个三分之一处，并且第二空气导向单元222设置在从第二个三分之一至第三个三分之一的过渡部处。在图7b中示出的实施方式中，第一空气导向单元设置在第一端部211的区域中。
在图7a、图7b和图7c中示出的三个实施例示出空气导向单元221、222、223的型廓的不同的优选的实施方式。在图7a中，第一空气导向单元221和第二空气导向单元222具有线性型廓。第一空气导向单元221和第二空气导向单元222具有相等的长度、宽度和高度。在图7b中示出的示例中，第一空气导向单元和第二空气导向单元具有S形的型廓。第一空气导向单元221和第二空气导向单元222的长度、宽度和高度基本上相等。在图7c中示出的空气导向设备220的实施例中，第一空气导向单元221具有带有棱边的型廓。棱边将型廓划分成两个不同斜率的线性型廓部段。第二空气导向单元222具有线性型廓。棱边尤其具有优选地对应于在第一端部211与第二端部212之间延伸的冷却单元长度的至少0％和至多200％的棱边长度。然而，第二空气导向单元222的第二高度和第二锐角大于第一空气导向单元221的第一高度和第一锐角。
图8示出具有基于图2的发电机的风能设备100的示意性侧视图，所述发电机具有空气引导设备300的第一示例性实施方式。
空气引导设备300构成用于在风能设备100的发电机的冷却单元210处提供用于空气冷却的风W。空气引导设备300包括风能设备100的空气动力学转子106的旋转单元310，所述旋转单元具有旋转单元外面310a，风W在风能设备100运行时沿着所述旋转单元外面流动。在此，旋转单元310具有用于紧固空气动力学转子106的转子叶片108的连接部和/或用于贯穿引导空气动力学转子的转子叶片的贯通开口。此外，空气引导设备300包括多个空气引导单元320，所述多个空气引导单元在旋转单元310的旋转单元外面310a处设置在连接部或贯通开口之间。空气引导单元320从旋转单元外面310a开始在径向方向R上向外延伸，并且构成用于，将风W导向至冷却单元210以用于对发电机进行空气冷却。
空气引导单元叶片形地构成并且具有凹形的型廓。
可看出，旋转单元310在轴向方向A上在第一端部311与第二端部312之间延伸，所述第一端部在风能设备100的运行状态中关于风的风向W设置在上游，所述第二端部在风能设备100的运行状态中关于风W的风向设置在第一端部311的下游。在此，在图8中示出的实施例中示出的空气引导单元320在旋转单元310的第一端部311与第二端部312之间延伸。
图9示出具有基于图2的发电机的风能设备100的示意性侧视图，所述发电机具有空气引导设备300的第二示例性实施方式。在图9中示出的实施例类似于在图8中示出的空气引导设备300的实施例。两个实施例的区别基本上在于，与在图8中示出的实施例不同，在图9中示出的实施例中，空气引导单元320在轴向方向A上延伸超出第二端部312。此外，在图9中示出的空气引导单元具有叶片形的型廓，所述型廓在型廓变化曲线中具有棱边或跳变部。
图10a和图10b示出第一空气导向单元321的示例性实施方式的示意性前视图和侧视图。示图和对应的描述也对应地适用于第二空气导向单元222和第三空气导向单元223。
第一空气导向单元221在环周方向U上具有主延伸方向。第一空气导向单元221包括基本元件224，空气导向单元借助于所述基本元件设置在冷却单元210处。空气导向元件225从基本元件224开始延伸，所述空气导向元件在风能设备的运行状态中从基本元件224开始在轴向方向A和径向方向R上锐角式向外延伸。还可看出，空气导向元件在环周方向上在两个法兰226之间延伸。法兰在环周方向U和径向方向R上从基本元件224开始向外延伸。借助于法兰，可以使空气导向单元的在环周方向上相邻设置的部分环形部段彼此紧固。
在这里示出的优选的实施方式中，还设有阻尼单元230，所述阻尼单元在风能设备100的运行状态中设置在基本元件224与冷却单元210之间。
图11示出用于制造风能设备100的具有空气冷却设备200的发电机的示例性方法1000的示意性流程图。方法1000首先包括提供1010发电机的冷却单元210和空气导向设备220，所述空气导向设备具有构成为部分环形部段的固定的第一空气导向单元221和/或固定的第二空气导向单元222和/或固定的第三空气导向单元223。在另一步骤中，方法1000包括将空气导向设备220设置1020在冷却单元外面210a处，其中冷却单元210优选地具有多个冷却肋，所述多个冷却肋具有在轴向方向A上的主延伸，所述多个冷却肋在正交于轴向方向A的环周方向U上间隔开地设置，并且空气导向设备220优选地具有基本上在正交于轴向方向A的环周方向U上的主延伸。最后，方法1000包括将空气导向设备220紧固1030在冷却单元外面210a上。
将空气导向设备220紧固1030在冷却单元外面210a上的步骤尤其包括材料配合的连接。材料配合的连接优选地是焊接。补充地或替选地，紧固1030的步骤包括力配合的连接。力配合的连接尤其是螺栓连接和/或磁性连接。此外，紧固1030的步骤补充地或替选地包括空气导向设备220与冷却单元210的形状配合的连接。形状配合的连接尤其通过钩连接来实现。
将空气导向设备220紧固1030在冷却单元外面210a上的步骤还可以优选地是将第一空气导向单元221的相邻设置的部分环形部段材料配合地连接、尤其焊接，和/或力配合地连接、尤其螺栓连接和/或磁性连接，和/或形状配合地连接、尤其钩连接和/或卡锁连接，使得所述部分环形部段构成第一空气导向单元221，所述第一空气导向单元构成为环或部分环。
此外，将空气导向设备220紧固1030在冷却单元外面210a上的步骤可以优选地是将第二空气导向单元222的相邻设置的部分环形部段材料配合地连接、尤其焊接，和/或力配合地连接、尤其螺栓连接和/或磁性连接，和/或形状配合地连接、尤其钩连接和/或卡锁连接，使得所述部分环形部段构成第二空气导向单元222，所述第二空气导向单元构成为环或部分环。
此外，将空气导向设备220紧固1030在冷却单元外面210a上的步骤可以优选地是将第三空气导向单元223的相邻设置的部分环形部段材料配合地连接、尤其焊接，和/或力配合地连接、尤其螺栓连接和/或磁性连接，和/或形状配合地连接、尤其钩连接和/或卡锁连接，使得所述部分环形部段构成第三空气导向单元223，所述第三空气导向单元构成为环或部分环。
此外，优选的可以是，方法100包括将阻尼单元230设置1040在空气导向设备220与冷却单元210之间的步骤。
图12示出用于制造风能设备100的示例性方法2000的示意性流程图。用于制造风能设备100的方法2000包括提供2010风能设备100的空气动力学转子106的旋转单元310的步骤，所述旋转单元具有旋转单元外面310a，风W在风能设备100运行时沿着所述旋转单元外面流动。此外，方法2000包括在旋转单元310的旋转单元外面310a处在连接部或贯通开口之间设置2020一个或多个空气引导单元320。此外，方法2000包括将旋转单元310紧固2030在发电机或根据上文中描述的方法1000制造的发电机上。
图13和图14分别示出具有空气冷却设备200的另一示例性实施方式的发电机的示意性侧视图。
图13示出空气冷却设备200的一个优选的改进方案，其中空气导向设备220在运行状态中在轴向方向A上在空气导向迎流棱边220a与空气导入棱边220b之间延伸，其中空气导向迎流棱边220a关于风W相对于空气导入棱边220b设置在上游。在所述优选的改进方案中，冷却单元迎流棱边211a在轴向方向A上设置在空气导向迎流棱边220a与空气导入棱边220b之间。因此，冷却单元迎流棱边211a在风W的流动方向上设置在空气导向迎流棱边220a的下游和空气导入棱边220b的上游。在此可看出，冷却单元外面210a从冷却单元迎流棱边211a开始在轴向方向A上在冷却单元210的第一端部211与第二端部212之间以冷却单元冷却长度L延伸。在所述优选的实施方式中，空气导向设备220设置成，使得空气导向迎流棱边220a与冷却单元迎流棱边211a之间的间距D对应于冷却单元冷却长度L的大约三分之一。
图14示出具有第四空气导向单元227的空气冷却设备200的一个实施方式，所述第四空气导向单元从冷却单元外面227开始在径向方向R上以钝角向外延伸。在此，第四空气导向单元227设置在冷却单元外面210a处，使得所述第四空气导向单元朝向迎流的风W以钝角张开。可看出，在所述实施方式中，第四空气导向单元227设置在冷却单元外面210a处，使得所述第四空气导向单元在背向风W的一侧构成锐角。
附图标记列表
100 风能设备
102 塔
104 吊舱
106 转子
108 转子叶片
109 轮毂
110 整流罩
200 空气冷却设备
210 冷却单元
210a 冷却单元外面
211 冷却单元的第一端部
211a 冷却单元迎流棱边
212 冷却单元的第二端部
220 空气导向设备
220a 空气导向迎流棱边
220b 空气导入棱边
221 第一空气单位
222 第二空气单元
223 第三空气单位
224 基本元件
225 空气导向元件
226 法兰
227 第四空气单位
230 阻尼单元
300 空气引导设备
310 旋转单元
310a 旋转单元外面
320 空气引导单元
A 轴向方向
D 空气导向迎流棱边与冷却单元迎流棱边之间的间距
K1 会聚的第一空气导向通道
K2 会聚的第二空气导向通道
K3 会聚的第三空气导向通道
L 冷却单元冷却长度
R 径向方向
U 环周方向
W 风。

Claims (19)

1.一种用于借助于风(W)对风能设备(100)的发电机进行空气冷却的空气冷却设备(200)，所述空气冷却设备包括：
-所述发电机的冷却单元(210)，所述冷却单元具有冷却单元外面(210a)，所述风(W)在所述风能设备(100)的运行状态中迎流所述冷却单元外面以用于对所述发电机进行空气冷却，
其特征在于，
-在所述冷却单元(210)处设置有空气导向设备(220)，所述空气导向设备从所述冷却单元外面(210a)开始在径向方向上向外延伸，并且构成用于，在所述风能设备(100)的运行状态中将所述风(W)在所述径向方向上向内朝向所述冷却单元(210)导向以用于进行空气冷却。
2.根据权利要求1所述的空气冷却设备(200)，其中
-所述空气导向设备(220)具有第一空气导向单元(221)，所述第一空气导向单元从所述冷却单元外面(210a)开始在所述径向方向上锐角式向外延伸和/或与所述冷却单元(210)形成会聚的第一空气导向通道(K1)，所述第一空气导向通道构成用于，在所述风能设备(100)的运行状态中将所述风(W)在所述径向方向上向内朝向所述冷却单元(210)导向以用于进行空气冷却，和/或
-所述冷却单元(210)具有多个冷却肋，所述多个冷却肋具有在轴向方向(A)上的主延伸，所述多个冷却肋在正交于所述轴向方向(A)的环周方向(U)上间隔开地设置，并且所述空气导向设备(220)具有基本上在所述环周方向(U)上的主延伸。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的空气冷却设备(200)，其中所述空气导向设备(220)具有：
-第二空气导向单元(222)，所述第二空气导向单元在所述轴向方向(A)上相对于所述第一空气导向单元(221)错开地设置，并且所述第二空气导向单元从所述冷却单元外面(210a)开始在所述径向方向上锐角式向外延伸和/或与所述冷却单元(210)形成会聚的第二空气导向通道(K2)，所述第二空气导向通道构成用于，在所述风能设备(100)的运行状态中将所述风(W)在所述径向方向上向内朝向所述冷却单元(210)导向以用于进行空气冷却，和/或
-第三空气导向单元(223)，所述第三空气导向单元在所述轴向方向(A)上相对于所述第一空气导向单元和/或所述第二空气导向单元(221，222)错开地设置，并且所述第三空气导向单元从所述冷却单元外面(210a)开始在所述径向方向上锐角式向外延伸和/或与所述冷却单元(210)形成会聚的第三空气导向通道(K3)，所述第三空气导向通道构成用于，在所述风能设备(100)的运行状态中将所述风(W)在所述径向方向上向内朝向所述冷却单元(210)导向以用于进行空气冷却。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的空气冷却设备，其中
所述第一空气导向单元和/或所述第二空气导向单元和/或所述第三空气导向单元(221，222，223)由一个或多个部分环形部段构成。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的空气冷却设备(200)，其中
-从所述冷却单元外面(210a)开始，所述第一空气导向单元(221)以第一锐角延伸，所述第二空气导向单元(222)以第二锐角延伸，并且所述第三空气导向单元(223)以第三锐角延伸，其中
○所述第一锐角和/或所述第二锐角和/或所述第三锐角相等，和/或
○所述第一锐角小于所述第二锐角和/或所述第三锐角，和/或
○所述第一锐角大于所述第二锐角和/或所述第三锐角，和/或
-从所述冷却单元外面(210a)开始，所述第一空气导向单元(221)在所述径向方向(R)上以第一高度延伸，所述第二空气导向单元(221)在所述径向方向(R)上以第二高度延伸，并且所述第三空气导向单元在所述径向方向(R)上以第三高度延伸，其中
○所述第一高度和/或所述第二高度和/或所述第三高度相等，和/或
○所述第一高度小于所述第二高度和/或所述第三高度，和/或
-从所述冷却单元外面(210a)开始，所述第一空气导向单元(221)在所述轴向方向(A)上以第一长度延伸，所述第二空气导向单元(221)在所述轴向方向(A)上以第二长度延伸，并且所述第三空气导向单元(223)在所述轴向方向(A)上以第三长度延伸，其中
○所述第一长度和/或所述第二长度和/或所述第三长度相等，和/或
○所述第一长度小于所述第二长度和/或所述第三长度，和/或
○所述第一长度大于所述第二长度和/或所述第三长度。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的空气冷却设备(200)，其中所述冷却单元(210)在所述轴向方向(A)上在第一端部(211)与第二端部(212)之间延伸，所述第一端部在所述风能设备(100)的运行状态中关于所述风(W)的风向设置在上游，所述第二端部在所述风能设备(100)的运行状态中关于所述风(W)的风向设置在所述第一端部的上游，其中
-所述第一空气导向单元(221)关于所述冷却单元(210)从所述第一端部(211)开始在所述轴向方向上的延伸设置在所述冷却单元(210)的第一个三分之一和/或第一个二分之一处，和/或
-所述第二空气导向单元(222)关于所述冷却单元(210)从所述第一端部(211)开始在所述轴向方向(A)上的延伸设置在所述冷却单元(210)的第二个三分之一或第三个三分之一和/或第二个二分之一处，和/或
-所述第三空气导向单元(223)关于所述冷却单元(210)从所述第一端部(211)开始在所述轴向方向(A)上的延伸设置在所述冷却单元(210)的第一个三分之一、第二个三分之一或第三个三分之一和/或第一个二分之一或第二个二分之一处。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的空气冷却设备(200)，所述第一空气导向单元和/或所述第二空气导向单元和/或所述第三空气导向单元(221，222，223)分别具有：
-基本元件(224)，所述基本元件构成用于将相应的所述空气导向单元(221，222，223)设置在所述冷却单元(210)处，和/或
-空气导向元件(225)，所述空气导向元件从所述基本元件(224)开始锐角式延伸并且与所述冷却单元(210)形成会聚的空气导向通道(K1，K2，K3)，所述空气导向通道构成用于，在所述风能设备(100)的运行状态中将风朝向所述冷却单元(210)导向以用于进行空气冷却，和/或
-法兰(226)，所述法兰从所述基本元件(224)开始以一定角度延伸并且构成用于连接在环周方向(U)上相邻设置的空气导向单元(221，222，223)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的空气冷却设备(200)，所述空气冷却设备具有阻尼单元(230)，所述阻尼单元设置在所述空气导向设备(220)与所述冷却单元(210)之间。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的空气冷却设备(200)，其中所述空气导向设备(220)在所述运行状态中在所述轴向方向(A)上在空气导向迎流棱边(220a)与空气导入棱边(220b)之间延伸，其中所述空气导向迎流棱边(220a)关于所述风(W)相对于所述空气导入棱边(220b)设置在上游。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的空气冷却设备(200)，其中所述冷却单元外面(210a)具有冷却单元迎流棱边(211a)，并且所述空气导向设备(220)设置在所述冷却单元(210)处，使得所述冷却单元迎流棱边(211a)在所述轴向方向(A)上设置在所述空气导向迎流棱边(220a)与所述空气导入棱边(220b)之间。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的空气冷却设备(200)，其中所述冷却单元外面(210a)从所述冷却单元迎流棱边(211a)开始在所述轴向方向(A)上以冷却单元冷却长度(L)延伸，并且所述空气导向迎流棱边(220a)与所述冷却单元迎流棱边(211a)之间的间距(D)至少为所述冷却单元冷却长度(L)的0％，并且至多为所述冷却单元冷却长度(L)的100％。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的空气冷却设备(200)，其中所述空气导向设备(220)具有第四空气导向单元(227)，所述第四空气导向单元从所述冷却单元外面(210a)开始在所述径向方向(R)上以钝角向外延伸。
13.一种风能设备(100)的发电机，所述发电机包括根据上述权利要求1至12中任一项所述的空气冷却设备(200)。
14.一种用于在风能设备(100)的发电机的冷却单元(210)处提供用于空气冷却的风(W)的空气引导设备(300)，所述空气引导设备包括：
-所述风能设备(100)的空气动力学转子(106)的旋转单元(310)，所述旋转单元具有旋转单元外面(310a)，所述风(W)在所述风能设备(100)运行时沿着所述旋转单元外面流动，其中
-所述旋转单元(310)具有用于紧固所述空气动力学转子(106)的转子叶片(108)的连接部和/或用于贯穿引导所述空气动力学转子的转子叶片的贯通开口，
其特征在于，
-在所述旋转单元(310)的旋转单元外面(310a)处在所述连接部或所述贯通开口之间设置有一个或多个空气引导单元(320)，所述空气引导单元从所述旋转单元外面(310a)开始在径向方向(R)上向外延伸，并且构成用于，将所述风(W)导向至所述冷却单元(210)以用于对所述发电机进行空气冷却。
15.根据权利要求14所述的空气引导设备(300)，其中
-所述旋转单元(310)在轴向方向(A)上在第一端部(311)与第二端部(312)之间延伸，所述第一端部在所述风能设备(100)的运行状态中关于所述风的风向(W)设置在上游，所述第二端部在所述风能设备(100)的运行状态中关于所述风的风向设置在所述第一端部(311)的下游，其中所述一个或多个空气引导单元(320)设置在所述旋转单元(310)处，使得所述一个或多个空气引导单元
○在所述旋转单元(310)的第一端部与第二端部(311，312)
之间延伸，和/或
○在所述轴向方向(A)上延伸超出所述第二端部(312)，和/或
-所述一个或多个空气引导单元(320)从所述旋转单元外面(310a)开始在所述径向方向(R)上以一定倾斜角度向外延伸。
16.一种风能设备，所述风能设备具有根据权利要求13所述的发电机和/或根据权利要求14或15中任一项所述的空气引导设备(300)。
17.一种用于制造风能设备(100)的发电机的方法(1000)，所述发电机具有空气冷却设备(200)，尤其具有根据上述权利要求1至12中任一项所述的空气冷却设备(200)，其特征在于如下步骤：
-提供(1010)发电机的冷却单元(210)和空气导向设备(220)，所述空气导向设备具有构成为部分环形部段的固定的第一空气导向单元和/或固定的第二空气导向单元和/或固定的第三空气导向单元(221，222，223)；
-将所述空气导向设备(220)设置(1020)在冷却单元外面(210a)处，其中所述冷却单元(210)优选地具有多个冷却肋，所述多个冷却肋具有在轴向方向(A)上的主延伸，所述多个冷却肋在正交于所述轴向方向(A)的环周方向(U)上间隔开地设置，并且所述空气导向设备(220)优选地具有基本上在正交于所述轴向方向(A)的环周方向(U)上的主延伸；以及
-将所述空气导向设备(220)紧固(1030)在所述冷却单元外面(210a)上。
18.根据上述权利要求13所述的方法(1000)，其中将所述空气导向设备(220)紧固(1030)在所述冷却单元外面(210a)上的步骤包括：
-将所述空气导向设备(220)与所述冷却单元(210)材料配合地连接、尤其焊接，和/或力配合地连接、尤其螺栓连接，和/或形状配合地连接，和/或
-将如下部件材料配合地连接、尤其焊接，和/或力配合地连接、尤其螺栓连接，和/或形状配合地连接：
○第一空气导向单元(221)的相邻设置的部分环形部段，使得所述部分环形部段构成第一空气导向单元(221)，所述第一空气导向单元构成为环，和/或
○第二空气导向单元(222)的相邻设置的部分环形部段，使得所述部分环形部段构成第二空气导向单元(222)，所述第二空气导向单元构成为环，和/或
○第三空气导向单元(223)的相邻设置的部分环形部段，使得所述部分环形部段构成第三空气导向单元(223)，所述第三空气导向单元构成为环，和/或
-优选地将阻尼单元(230)设置(1040)在所述空气引导设备(220)与所述冷却单元(210)之间。
19.一种用于制造风能设备(100)的方法(2000)，其特征在于如下步骤：
-提供(2010)所述风能设备(100)的空气动力学转子(106)的旋转单元(310)，所述旋转单元具有旋转单元外面(310a)，风(W)在所述风能设备(100)运行时沿着所述旋转单元外面流动，
-在所述旋转单元(310)的旋转单元外面(310a)处在所述连接部或所述贯通开口之间设置(2020)一个或多个空气引导单元(320)，和/或
-将所述旋转单元(310)紧固(2030)在发电机上，尤其紧固在根据权利要求9所述的发电机或按照根据权利要求13或14中任一项所述的方法制造的发电机上。
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