CN115523110A - 风电机组的散热组件和风电机组 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种风电机组的散热组件和风电机组。风电机组的散热组件包括：安装框架和散热板；多个所述散热板位于所述风电机组的背风侧且均相对于所述风电机组的叶片设置，且多个所述散热板共同限定出朝向远离所述叶片方向凸出的拢风空间。本发明提供一种风电机组的散热组件和风电机组，用以解决现有技术中风电机组散热效率低的缺陷，实现如下技术效果：通过拢风空间实现聚拢气流质量的效果，提高空气通过散热板的流量，提高散热组件的冷却散热效率，并且结构简单，便于实现和维护。

Description

风电机组的散热组件和风电机组

技术领域

本发明涉及风电技术领域，尤其涉及一种风电机组的散热组件和风电机组。

背景技术

在相关技术中，随着风电机组功率增大，齿箱、电机或变流器等发热元器件的发热量愈发增大，部分厂家采用空水冷系统散热，并将若干个散热板联成一排，置于机舱顶部的外界环境中，依靠自然风吹经内有冷却液的散热板实现对流换热。

现有风机的舱外水冷结构采用若干散热板，散热板在同一平面，且均朝向机舱前方。但是，由于流经散热板的空气流需要先经过旋转叶片，因此风流在受到叶片的扰动与阻挡后才到达散热板。现有技术所采用的散热板结构将所有散热板朝同一个方向，且与机舱YZ面平行，无法保证散热板的散热效率，且风流在经过叶片的扰动和阻挡后容易偏离散热板，导致流经散热板的风量减小，进一步降低了散热效率。

发明内容

本发明提供一种风电机组的散热组件和风电机组，用以解决现有技术中风电机组散热效率低的缺陷，实现如下技术效果：通过拢风空间实现聚拢气流质量的效果，提高空气通过散热板的流量，提高散热组件的冷却散热效率，并且结构简单，便于实现和维护。

根据本发明第一方面实施例的风电机组的散热组件，包括：

安装框架和散热板；

所述安装框架上安装有多个所述散热板；多个所述散热板位于所述风电机组的背风侧且均相对于所述风电机组的叶片设置，且多个所述散热板共同限定出朝向远离所述叶片方向凸出的拢风空间。

根据本发明的一个实施例，所述风电机组的叶片围绕转轴旋转以形成旋转面，所述安装框架的长度方向沿所述旋转面的直径方向定向且形成有相对的第一端和第二端；

多个所述散热板在所述第一端到所述第二端的方向上间隔分布。

根据本发明的一个实施例，所有所述散热板均相对于所述旋转面倾斜设置；

其中，邻近所述第一端的所述散热板沿远离所述旋转面的方向延伸且朝向所述第二端倾斜，邻近所述第二端的所述散热板沿远离所述旋转面的方向延伸且朝向所述第一端倾斜，以形成所述拢风空间。

根据本发明的一个实施例，所有所述散热板在垂直于所述旋转面的方向上交错设置；

且在所述第一端或所述第二端朝向所述安装框架的中心的方向上，各个所述散热板的中心与所述旋转面之间的间距不断增大，以形成所述拢风空间。

根据本发明的一个实施例，所有所述散热板均平行于所述旋转面设置；

且在所述第一端或所述第二端朝向所述安装框架的中心的方向上，各个所述散热板的中心与所述旋转面之间的间距不断增大，以形成所述拢风空间。

根据本发明的一个实施例，在所有所述散热板的最外围，邻近所述第一端设置的所述散热板为第一散热板，邻近所述第二端设置的所述散热板为第二散热板；位于所述第一散热板和所述第二散热板之间的散热板为中间散热板；

所述第一散热板沿远离所述旋转面的方向延伸且朝向所述第二端倾斜，所述第二散热板沿远离所述旋转面的方向延伸且朝向所述第一端倾斜，至少一个所述中间散热板平行于所述旋转面设置，以形成所述拢风空间。

根据本发明的一个实施例，每两个相邻的所述散热板之间连接有挡风板。

根据本发明的一个实施例，所述挡风板完全填充相邻的两个所述散热板之间的间隙。

根据本发明的一个实施例，所述散热板可转动地安装于所述安装框架；

所述散热组件还包括驱动件，所述驱动件与所述散热板传动连接。

根据本发明第二方面实施例的风电机组，包括：

如本发明第一方面实施例所述的风电机组的散热组件；

机舱和叶片，所述叶片通过转轴可转动地安装在所述机舱上，所述散热组件安装在所述机舱上且位于所述叶片的背风侧。

本发明提出的散热组件，其组件内的多个散热板不局限在机舱的YZ平面上，且多个散热板共同限定出朝向远离叶片方向凸出的拢风空间，这样，一方面，在拢风空间的导风以及拢风作用下，经过叶片的扰动和阻挡后的风流可以被收集在拢风空间内，从而使得通过散热组件的总风量提高，另一方面，由于散热板不局限在机舱的YZ平面上，因此流经单个散热板的风量也随之提高，综上，根据本发明实施例的散热组件，通过拢风空间实现聚拢气流质量的效果，提高空气通过散热板的流量，提高散热组件的冷却散热效率，并且结构简单，便于实现和维护。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的风电机组的结构示意图；

图2是本发明提供的散热组件的结构示意图之一；

图3是本发明提供的散热组件的结构示意图之二；

图4是本发明提供的散热组件的结构示意图之三；

图5是本发明提供的散热组件的结构示意图之四；

图6是本发明提供的设有挡风板的散热组件的结构示意图之一；

图7是本发明提供的设有挡风板的散热组件的结构示意图之二；

图8是本发明提供的设有挡风板的散热组件的结构示意图之三；

图9是本发明提供的设有挡风板的散热组件的结构示意图之四；

图10是本发明提供的散热板的结构示意图。

附图标记：

1、安装框架；11、第一端；12、第二端；13、拢风空间；2、散热板；21、第一散热板；22、第二散热板；3、机舱；4、叶片；5、旋转面；6、挡风板；7、驱动件。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在相关技术中，随着风电机组功率增大，齿箱、电机或变流器等发热元器件的发热量愈发增大，部分厂家采用空水冷系统散热，并将若干个散热板联成一排，置于机舱顶部的外界环境中，依靠自然风吹经内有冷却液的散热板实现对流换热。

现有风机的舱外水冷结构采用若干散热板，散热板在同一平面，且均朝向机舱前方。但是，由于流经散热板的空气流需要先经过旋转叶片，因此风流在受到叶片的扰动与阻挡后才到达散热板。现有技术所采用的散热板结构将所有散热板朝同一个方向，且与机舱YZ面平行，无法保证散热板的散热效率，且风流在经过叶片的扰动和阻挡后容易偏离散热板，导致流经散热板的风量减小，进一步降低了散热效率。

如图1至图10所示，为了解决上述相关技术中的技术问题，本发明第一方面实施例提出一种风电机组的散热组件，散热组件包括安装框架1和散热板2。

散热板2内置有冷却管道(图中未示出)，散热板2用于与自然风对流以实现冷却管道内冷却液的散热。

安装框架1上安装有多个散热板2；多个散热板2位于风电机组的背风侧且均相对于风电机组的叶片4设置，且多个散热板2共同限定出朝向远离叶片4方向凸出的拢风空间13。

相较于相关技术中的散热板2结构，本发明提出的散热组件，其组件内的多个散热板2不局限在机舱的YZ平面上，且多个散热板2共同限定出朝向远离叶片4方向凸出的拢风空间13，这样，一方面，在拢风空间13的导风以及拢风作用下，经过叶片4的扰动和阻挡后的风流可以被收集在拢风空间13内，从而使得通过散热组件的总风量提高，另一方面，由于散热板2不局限在机舱的YZ平面上，因此流经单个散热板2的风量也随之提高，综上，根据本发明实施例的散热组件，通过拢风空间13实现聚拢气流质量的效果，提高空气通过散热板2的流量，提高散热组件的冷却散热效率，并且结构简单，便于实现和维护。

需要解释的是，本发明的散热组件内设置的散热板2并非简单的板件，而是散热板2的形状整体呈板状。其中，散热板2内置有供冷却液流通的冷却管道，散热板2表面还形成有散热间隙(图中未示出)，散热间隙连通至冷却管道的外表面。当自然风吹向散热板2时，风流从散热间隙内流经散热板2，并在流动的过程中带走冷却管道内冷却液的热量，进而起到散热的效果。

如图1和图2所示，根据本发明的一个实施例，风电机组的叶片4围绕转轴旋转以形成旋转面5，安装框架1的长度方向沿旋转面5的直径方向定向且形成有相对的第一端11和第二端12。多个散热板2在第一端11到第二端12的方向上间隔分布。

根据本发明的一些实施例，散热组件可以通过多个相互倾斜设置的散热板2形成拢风空间13，或者，散热组件也可以通过多个相互交错设置的散热板2形成拢风空间13，又或者，散热组件还可以通过多个相互交错且相互倾斜设置的散热板2形成拢风空间13，本发明在此不做特殊限制，只要散热组件可以形成朝向远离叶片4方向凸出的拢风空间13即可。为方便理解，下文中将详细介绍散热组件形成拢风空间13的多个实施例。

如图2所示，根据本发明的一个实施例，所有散热板2均相对于旋转面5倾斜设置。其中，邻近第一端11的散热板2沿远离旋转面5的方向延伸且朝向第二端12倾斜，邻近第二端12的散热板2沿远离旋转面5的方向延伸且朝向第一端11倾斜，以形成拢风空间13。

在本实施例中，位于安装框架1两侧部分的散热板2均朝向安装框架1的中心部分倾斜，使得散热组件在靠近旋转面5的一侧形成一个向外凸出的拢风空间13，该拢风空间13大致呈圆弧状且朝向远离旋转面5的一侧凸出。这样，从旋转面5一侧吹来的风将会被收集在拢风空间13内，从而提高散热组件的通过风量。

例如图2所示，散热组件安装在叶片4的后侧，安装框架1的左端为第一端11，安装框架1的右端为第二端12，散热板2的数量为六块且沿左右方向依次排列。位于左侧的四块散热板2均向右倾斜，且在从左到右的方向上，四块散热板2相对于左右方向上的倾斜角依次减小；位于右侧的两块散热板2均向左倾斜，且在从右到左的方向上，两块散热板2相对于左右方向上的倾斜角依次减小。

如图3所示，进一步地，为了提高拢风空间13的拢风效果，所有散热板2在垂直于旋转面5的方向上交错设置。且在第一端11或第二端12朝向安装框架1的中心的方向上，各个散热板2的中心与旋转面5之间的间距不断增大，以形成拢风空间13。

在本实施例中，散热板2在前后方向(即垂直于旋转面5的方向)上交错设置，并且散热板2的分布结构为：越靠近安装框架1中心的散热板2距离旋转面5的间距越远。这样，原有的拢风空间13在交错设置的散热板2分布结构下变得更大，也即本实施例的散热组件同时通过散热板2自身的倾斜结构以及多个散热板2之间的交错分布结构，限定出了更大范围的拢风空间13，从而使得拢风空间13的拢风能力进一步提高。

例如图3所示，散热组件安装在叶片4的后侧，安装框架1的左端为第一端11，安装框架1的右端为第二端12，散热板2的数量为六块且沿左右方向依次排列。位于左侧的四块散热板2均向右倾斜，且在从左到右的方向上，四块散热板2相对于左右方向上的倾斜角依次减小；位于右侧的两块散热板2均向左倾斜，且在从右到左的方向上，两块散热板2相对于左右方向上的倾斜角依次减小。

此外，从安装框架1左端到中心的方向上，散热板2距离旋转面5的距离逐渐变大，并且该距离在从左数第四个散热板2处达到最大值；从安装框架1右端到中心的方向上，散热板2距离旋转面5的距离逐渐变小。

需要说明的是，若散热板2相对于旋转面5倾斜设置，则不仅可以带来上述实施例中所描述的技术效果，还可以实现额外的提高散热效率的效果，具体解释如下：

在相关技术中，可以理解，由于流经散热板2的空气流需要先经过旋转叶片4的扰动与阻挡，才到达散热板2，因此，空气流经过散热板2的入流角是动态变化的，且空气流流经每个散热板2在不同风速、不同风轮转速下的入流角也都不同，

对此，本发明提出的散热组件可以通过倾斜散热板2以解决上述技术问题，具体地，发明人在经过多次实验和总结后发现：若将散热组件内的每片散热板2设置不同的倾斜角，则受到叶片4扰流的来流风能够尽可能整体垂直于散热板2的表面吹过，以获得最大气流质量，从而使得冷却系统散热效率最高。

例如，在散热板2的数量为十五个的情况下，发明人在经过实验以及仿真得到如下结论：若将十五个散热板2相对于旋转面5的倾斜角度从左至右依次设置为49°、52°、-57°、-54°、-51°、-48°、-43°、-27°、-18°、-11°、-5°、-3°、3°、16°和24°，则每个散热板2所通过的风量均能保持在一个接近于最大风量的状态，也即此时每个散热板2的散热效率几乎都可以达到最优散热效率。当然，上述实施例仅为本发明众多实施例中的一个，并不构成对于散热组件的限制。

综上，本发明的散热组件通过将散热板2倾斜设置，在可以形成拢风空间13的基础上，还有利于机组在风轮叶片4的周期性旋转运行过程中，在受到风轮旋转叶片4扰流的来流风的综合作用下，获得综合最大的空气流量，从而使得散热效率最高。

如图4所示，根据本发明的另一个实施例，所有散热板2均平行于旋转面5设置。且在第一端11或第二端12朝向安装框架1的中心的方向上，各个散热板2的中心与旋转面5之间的间距不断增大，以形成拢风空间13。

在本实施例中，散热板2在前后方向(即垂直于旋转面5的方向)上交错设置，并且散热板2的分布结构为：越靠近安装框架1中心的散热板2距离旋转面5的间距越远。区别于上述倾斜设置的散热板2，本实施例的散热组件内的散热板2均平行于旋转面5设置，可以理解，本实施例介绍的散热板2结构同样可以限定出较大范围的拢风空间13，从而起到聚拢风场的作用。

例如图4所示，散热组件安装在叶片4的后侧，安装框架1的左端为第一端11，安装框架1的右端为第二端12，散热板2的数量为六块且沿左右方向依次排列。所有散热板2均平行于旋转面5设置，也即所有散热板2均垂直于前后方向设置。从安装框架1左端到中心的方向上，散热板2距离旋转面5的距离逐渐变大，并且该距离在从左数第三个散热板2处达到最大值；从安装框架1右端到中心的方向上，散热板2距离旋转面5的距离逐渐变小。

如图5所示，根据本发明的另一个实施例，在所有散热板2的最外围，邻近第一端11设置的散热板2为第一散热板21，邻近第二端12设置的散热板2为第二散热板22；位于第一散热板21和第二散热板22之间的散热板2为中间散热板2。

第一散热板21沿远离旋转面5的方向延伸且朝向第二端12倾斜，第二散热板22沿远离旋转面5的方向延伸且朝向第一端11倾斜，至少一个中间散热板2平行于旋转面5设置，以形成拢风空间13。

在本实施例中，区别于全部散热板2均倾斜设置或者均平行设置的情况，散热组件内的一部分散热板2倾斜于旋转面5设置，且另一部分散热板2平行于旋转面5设置。具体地，位于安装框架1左右两侧的散热板2均朝向安装框架1中心处倾斜，而位于安装框架1中心区域的散热板2则平行于旋转面5设置，并且全部散热板2均交错设置。这样，本实施例的散热组件同时通过部分散热板2的自身倾斜结构以及全部散热板2之间的交错分布结构，同样可以限定出较大范围的拢风空间13，从而起到聚拢风场的作用。

例如图5所示，散热组件安装在叶片4的后侧，安装框架1的左端为第一端11，安装框架1的右端为第二端12，散热板2的数量为六块且沿左右方向依次排列。位于左侧的两块散热板2均向右倾斜，位于右侧的一块散热板2向左倾斜，位于中间的三块散热板2均平行于旋转面5设置。

从安装框架1左端到中心的方向上，散热板2距离旋转面5的距离逐渐变大，并且该距离在从左数第三个散热板2处达到最大值；从安装框架1右端到中心的方向上，散热板2距离旋转面5的距离逐渐变小。

如图6至图9所示，根据本发明的一个实施例，每两个相邻的散热板2之间连接有挡风板6。这样，挡风板6可以阻挡部分从间隙处泄露的风流，从而使得原本从两个散热板2之间的间隙通过的风流也能流经散热板2，进而增大散热板2的通过风量，提高散热板2的散热效率。

进一步地，挡风板6完全填充相邻的两个散热板2之间的间隙。这样，可以进一步提高散热板2的通过风量，从而进一步提高散热板2的散热效率。

如图10所示，根据本发明的一个实施例，散热板2可转动地安装于安装框架1。散热组件还包括驱动件7，驱动件7与散热板2传动连接。

这样，本实施例将散热板2的角度设置为可调结构，并在各散热板2上设置机械、电动、气动或液压等驱动机构，例如液压马达、气动马达、电动机或减速机等机构，从而各散热板2的角度可以根据需要进行调节，进而使得气流场更加具有聚拢气流质量的效果，提高整体散热效率。

如图1所示，根据本发明第二方面实施例的风电机组，包括本发明第一方面实施例所描述的风电机组的散热组件，还包括机舱3和叶片4，叶片4通过转轴可转动地安装在机舱3上，散热组件安装在机舱3上且位于叶片4的背风侧。

在上述本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在上述本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的上述描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种风电机组的散热组件，其特征在于，包括：

安装框架(1)和散热板(2)；

所述安装框架(1)上安装有多个所述散热板(2)；多个所述散热板(2)位于所述风电机组的背风侧且均相对于所述风电机组的叶片(4)设置，且多个所述散热板(2)共同限定出朝向远离所述叶片(4)方向凸出的拢风空间(13)。

2.根据权利要求1所述的风电机组的散热组件，其特征在于，所述风电机组的叶片(4)围绕转轴旋转以形成旋转面(5)，所述安装框架(1)的长度方向沿所述旋转面(5)的直径方向定向且形成有相对的第一端(11)和第二端(12)；

多个所述散热板(2)在所述第一端(11)到所述第二端(12)的方向上间隔分布。

3.根据权利要求2所述的风电机组的散热组件，其特征在于，所有所述散热板(2)均相对于所述旋转面(5)倾斜设置；

其中，邻近所述第一端(11)的所述散热板(2)沿远离所述旋转面(5)的方向延伸且朝向所述第二端(12)倾斜，邻近所述第二端(12)的所述散热板(2)沿远离所述旋转面(5)的方向延伸且朝向所述第一端(11)倾斜，以形成所述拢风空间(13)。

4.根据权利要求3所述的风电机组的散热组件，其特征在于，所有所述散热板(2)在垂直于所述旋转面(5)的方向上交错设置；

且在所述第一端(11)或所述第二端(12)朝向所述安装框架(1)的中心的方向上，各个所述散热板(2)的中心与所述旋转面(5)之间的间距不断增大，以形成所述拢风空间(13)。

5.根据权利要求2所述的风电机组的散热组件，其特征在于，所有所述散热板(2)均平行于所述旋转面(5)设置；

且在所述第一端(11)或所述第二端(12)朝向所述安装框架(1)的中心的方向上，各个所述散热板(2)的中心与所述旋转面(5)之间的间距不断增大，以形成所述拢风空间(13)。

6.根据权利要求2所述的风电机组的散热组件，其特征在于，在所有所述散热板(2)的最外围，邻近所述第一端(11)设置的所述散热板(2)为第一散热板(21)，邻近所述第二端(12)设置的所述散热板(2)为第二散热板(22)；位于所述第一散热板(21)和所述第二散热板(22)之间的散热板(2)为中间散热板(2)；

所述第一散热板(21)沿远离所述旋转面(5)的方向延伸且朝向所述第二端(12)倾斜，所述第二散热板(22)沿远离所述旋转面(5)的方向延伸且朝向所述第一端(11)倾斜，至少一个所述中间散热板(2)平行于所述旋转面(5)设置，以形成所述拢风空间(13)。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的风电机组的散热组件，其特征在于，每两个相邻的所述散热板(2)之间连接有挡风板(6)。

8.根据权利要求7所述的风电机组的散热组件，其特征在于，所述挡风板(6)完全填充相邻的两个所述散热板(2)之间的间隙。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的风电机组的散热组件，其特征在于，所述散热板(2)可转动地安装于所述安装框架(1)；

所述散热组件还包括驱动件(7)，所述驱动件(7)与所述散热板(2)传动连接。

10.一种风电机组，其特征在于，包括：

如权利要求1至9中任一项所述的风电机组的散热组件；

机舱和叶片(4)，所述叶片(4)通过转轴可转动地安装在所述机舱上，所述散热组件安装在所述机舱上且位于所述叶片(4)的背风侧。

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