CN115667709A - 带有液桥的多虹吸被动冷却系统 - Google Patents
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Abstract
多虹吸被动冷却系统包括热连接到位于外壳内的发热部件的热交换器；位于热交换器下方的分配歧管；位于外壳外部和热交换器上方的冷凝单元；以及热连接到热交换器的第一导管。第一导管流体连接到分配歧管和冷凝单元。该冷却系统还包括：流体连接到冷凝单元和分配歧管的第二导管；流体连接到第一导管和第二导管或分配歧管的液桥；以及通过由第一导管、液桥、冷凝单元、第二导管、热交换器和分配歧管限定的环路而循环的两相冷却介质。因此，液桥将处于液体状态的冷却介质从第一导管转移到第二导管或分配歧管。
Description
技术领域
本公开总体上涉及风力涡轮，并且更特定地涉及用于风力涡轮的多虹吸被动冷却系统。
背景技术
风力被认为是目前可用的最清洁、最环保的能源之一，并且风力涡轮在这方面获得了越来越多的关注。现代风力涡轮通常包括塔架、发电机、齿轮箱、机舱和一个或多个转子叶片。转子叶片利用已知的翼形件原理捕获风的动能。转子叶片传递以旋转能量的形式的动能，从而转动将转子叶片联接到齿轮箱（或者如果不使用齿轮箱，直接联接到发电机）的轴。然后，发电机将机械能转换成电能，该电能可部署到公用电网。
许多已知的装置（例如，发电机、整流器、逆变器和变压器）用于电功率的转换。整流器用于将交流电流（AC）转换成直流电流（DC），并且逆变器用于将DC电流转换成AC电流。通常，整流器和逆变器集成到可再生电功率生成设施（诸如太阳能功率生成场和风力涡轮场）中使用的全功率转换组件（即，功率转换器）中。这些装置在功率生成期间通常生成大量的热量。至少一些已知的功率生成装置使用液体冷却系统用于冷却主要的发热部件。这些液体冷却系统包括主动泵，该主动泵用于泵送工作液体以冷却功率装置，并且这些系统还可包括风扇和阀门。在这样的系统中，由于与在其它分支中对工作液体的流动的阻力小相比在一些分支中对工作液体的流动的阻力大，在液体冷却系统的两个或更多个分支中保持工作液体的流速可能是成问题的。
采用泵、风扇和/或阀门的液体冷却系统被归类为主动系统。术语“主动”指的是由泵执行以循环液体冷却介质的机械动作，或者由风扇带来的强制气流。所有主动系统需要定期维护，并且这对于系统可靠性至关重要。例如，如果泵出现故障，则整个冷却系统将无法令人满意地冷却发热部件。这对访问和维护机会有限的海上风力涡轮来说尤其成问题。
发明内容
本发明的方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或者从描述中可以是显而易见的，或者通过本发明的实践可了解到。
在一个方面中，本公开针对被动冷却系统。被动冷却系统包括：热耦合到位于外壳内的发热部件的热交换器；位于热交换器下方的分配歧管；位于外壳外部和热交换器上方的冷凝单元；以及热连接到热交换器的第一导管。第一导管流体连接到分配歧管和冷凝单元。冷却系统还包括：流体连接到冷凝单元和分配歧管的第二导管；流体连接到第一导管和第二导管或分配歧管的液桥；以及通过由第一导管、液桥、冷凝单元、第二导管、热交换器和分配歧管限定的环路而循环的两相冷却介质。因此，液桥将处于液体状态的冷却介质从第一导管转移到第二导管或分配歧管。
在实施例中，冷却系统可包括：热连接到多个发热部件的多个热交换器；以及并联连接在分配歧管和冷凝单元之间的多个第一导管。在此类实施例中，多个第一导管中的每个可与多个热交换器中的一个流体连接。在另一个实施例中，冷却系统可包括沿着第一导管中的一个串联连接的两个或更多个热交换器。
在进一步的实施例中，冷却系统还可包括流体连接到多个第一导管和第二导管或分配歧管的多个液桥。
在附加的实施例中，多个液桥中的一个可流体连接到多个第一导管中的每个和第二导管或分配歧管。
在某些实施例中，液桥可以是管状构件，该管状构件以倾斜的角度定位在第一导管和第二导管或分配歧管之间。在备选的实施例中，管状构件可包括至少一个存水弯(trap)。
在实施例中，外壳可包括风力涡轮或太阳能功率系统的机舱。在此类实施例中，冷凝单元可固定在机舱顶上。在另一个实施例中，（多个）发热部件可包括发电机转子、发电机定子、齿轮箱、变压器、逆变器、转换器或其组合。在更进一步的实施例中，冷却系统可缺少外壳内的泵或风扇。
在另一个方面中，本公开涉及风力涡轮。风力涡轮包括：塔架；安装在塔架顶上并且限定封闭的内部体积的机舱；安装到机舱并且具有可旋转的毂和安装到该毂的至少一个转子叶片的转子；定位在机舱的内部体积内的至少一个发热部件；以及用于冷却机舱的内部体积的被动冷却系统。冷却系统包括：热耦合到所述至少一个发热部件的热交换器；位于热交换器下方的分配歧管；位于机舱外部和热交换器上方的冷凝单元；流体连接到热交换器、分配歧管和冷凝单元的第一导管；流体连接到冷凝单元和分配歧管的第二导管；流体连接到第一导管和第二导管或分配歧管的液桥；以及通过由第一导管、液桥、冷凝单元、第二导管、热交换器和分配歧管限定的环路而循环的两相冷却介质。因此，液桥将处于液体状态的冷却介质从第一导管转移到第二导管或分配歧管。应该进一步理解，风力涡轮可还包括本文中描述的附加特征中的任何附加特征。
参照以下描述和所附的权利要求书，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。合并在本说明书中且构成其部分的附图图示了本发明的实施例，并且与描述一起用来解释本发明的原理。
附图说明
在参考附图的说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的本发明的完整且能够实现的公开内容，包括其最佳模式，其中:
图1图示了根据本公开的风力涡轮的一个实施例的透视图；
图2图示了根据本公开的冷却系统的一个实施例的示意图；
图3图示了根据本公开的冷却系统的另一个实施例的示意图；
图4图示了根据本公开的第一导管和热连接到发热部件的热交换器的示意图；
图5图示了根据本公开的被动冷却系统的再一个实施例的示意图，特定地图示了流体连接到第一导管和分配歧管的液桥；
图6图示了根据本公开的被动冷却系统的液桥的一个实施例的示意图；
图7图示了根据本公开的被动冷却系统的另一个实施例的示意图；
图8图示了根据本公开的被动冷却系统的液桥的另一个实施例的示意图；以及
图9图示了根据本公开的被动冷却系统的又一个实施例的示意图，特定地图示了流体连接到多个第一导管和分配歧管的多个液桥。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的实施例，其一个或多个示例在附图中图示。以解释本发明而非限制本发明的方式提供每个示例。事实上，对于本领域技术人员来说将显而易见的是，可以在不偏离本发明的范围或精神的情况下在本发明中进行各种修改和变化。例如，作为一个实施例的部分所图示或描述的特征可以与另一个实施例一起使用，以产生又另一实施例。因此，意图是本发明涵盖如归入所附权利要求书及其等效物范围内的此类修改和变化。
一般来说，本公开针对多虹吸冷却系统，该系统具有用于冷却发热部件的至少一个液桥。本文中所描述的冷却系统可特定地适合用于风力涡轮。可是，应该理解，冷却系统也可适合于其它应用，包括但不限于太阳能、水力、储能等等或其组合。
一般而言，热虹吸(thermosiphon)一般指的是被动的单相或两相冷却系统，其中热量通过从液体到蒸气的相变（例如，煮沸）而从电机或电子部件中消散。液体-蒸气混合物由于浮力而被动地上升到冷凝器，在冷凝器中混合物返回到液体形式并且由于重力再次向下流到发热部件。这个循环继续被动地从该部件中移除热量。在本公开中，这个概念延伸到多个发热部件，每个发热部件具有与其相关联的热交换器，这些发热部件以并联/串联构造连接以形成被动的高热传递冷却系统（称为“多虹吸”）。在实施例中，冷却系统可以是完全被动的，并且因而可不需要泵或风扇来通过其例如在外壳内循环冷却流体。因而，通过向风力涡轮机头提供多虹吸系统，可消除泵和/或鼓风机，并且可减少热交换器尺寸，从而降低机头的整体体积和重量。而且，不需要附加的功率来循环冷却流体。以这种方式，本文中所描述的冷却系统是可靠的，并且需要（如果有的话）很少的维护。
本文中所讨论的方面公开冷却和散热系统，该冷却和散热系统具有包括一个或多个冷却环路的热虹吸，其中每个冷却环路包括与发热部件热联接的至少一个热交换器。这样的冷却系统可用于例如风力涡轮、太阳能功率系统等的功率转换器、逆变器、变压器、齿轮箱或发电机的热管理。附加地，冷却和散热系统可用于气密密封马达（例如，变桨或偏航驱动）等的热管理。冷却系统包括第一导管、冷凝单元、第二导管、分配歧管和至少一个液桥，它们全部连接成环路。液桥指的是来自蒸发器的上升液体-蒸气柱（上升管）和下降液体冷凝物柱（下降管）之间的流体连接。因而，液桥用来将液体从上升液体-蒸气混合物中分离，并且将该液体返回到入口侧。液桥还通过为液体提供平行路径降低了系统中的压降。液桥可以是单个普通管，该管以一定的角度倾斜并且连接上升管和下降管，或者多个桥，每个热源（例如，蒸发器）至少有一个桥。该桥也可以用一个或多个存水弯（诸如，P型存水弯）来增强，以改善液体-蒸气分离。此外，本公开的液桥还可减少流动通过蒸发器的总冷却剂质量流速，并且因而减少蒸发器热负荷，从而减少其尺寸和/或成本。
冷凝器设置在第一和第二导管以及与发热部件相关联的热交换器上方。本文中应该注意，如本文中所使用的术语“在…上方”意指冷凝器相对于第一导管和发热部件物理地位于较高的位置处。因而，冷凝单元用于接收来自第一导管的两相流体，并且将提取的热量消散到环境大气以产生单相流体。本文中应该注意，术语“单相流体”指的是液体介质。类似地，术语“两相流体”可指液体和气态介质的混合物，或气态介质。
现在参考附图，图1图示了风力涡轮10的侧视图。如所示出，风力涡轮10一般包括从支撑表面14（例如，地面、混凝土垫、海上平台或任何其它合适的支撑表面）延伸的塔架12。此外，风力涡轮10还可包括安装在塔架12上的机舱16和联接到机舱16的转子18。转子18包括可旋转的毂20和联接到毂20且从毂20向外延伸的至少一个转子叶片22。例如，转子18可包括三个转子叶片22（如图所示出）。然而，转子18可包括多于或少于三个转子叶片22。每个转子叶片22围绕毂20间隔，以促进旋转转子18使动能能够从风能转变成可用的机械能，并且随后转变成电能。例如，毂20可以可旋转地联接到定位于在机舱16内的发电机（未示出），以准许电能产生。
现在参考图2，图示了根据本公开的被动冷却系统200的一个实施例的示意图。需要冷却风力涡轮的机舱（或外壳）16内的各种部件。例如，此类发热部件可包括变压器201、转换器202、齿轮箱203或发电机204（包括发电机转子和/或发电机定子这两者）。图2中所示出的具体部件仅是一个示例，并且机舱可省略某些发热部件或者添加其它部件。例如，因为转子直接连接到发电机，直接驱动的风力涡轮没有齿轮箱，所以齿轮箱在本实施例中会被省略。如图2中所示出，所有发热部件201-204都位于或安置在外壳16内。
每个发热部件201-204热连接到第一导管210'、210''、210'''，并且第一导管流体连接到分配歧管220和冷凝单元230，冷凝单元230位于外壳16外部和发热部件201-204上方。第二导管240流体连接到冷凝单元230和分配歧管220。导管210、240中的一个或多个含有两相冷却介质，在两相冷却介质通过从发热部件201-204吸收热能而加热时，两相冷却介质变成气态并且上升，并且在冷却介质在冷凝单元230中冷却时，冷却介质变回到液体状态。
第一环路存在有第一导管210'、变压器201、冷凝单元230、第二导管240和分配歧管220。第二环路存在有第一导管210''、转换器202、冷凝单元230、第二导管240和分配歧管220。第三环路存在有第一导管210'''、齿轮箱203、发电机204、冷凝单元230、第二导管240和分配歧管220。多个第一导管210'、210''、210'''在分配歧管和冷凝单元之间形成平行的流动路径。各个路径可具有如图所示与第一导管210'''和齿轮箱203以及发电机204串联连接的发热部件。冷却介质在分配歧管220中处于其液体状态，并且分配歧管220是系统中最下面的元件，因为重力被用来收集并且返回液体冷却介质到分配歧管220。液体冷却介质也在第一导管210'、210''、210'''的下部中存在。在风力涡轮10操作时，发热部件201-204生成热量，该热量被转移到冷却介质。冷却介质将相变成气态，并且在气体沿着第一导管210'、210''、210'''朝向冷凝单元230上升时自然形成热虹吸。
如所提到，冷凝单元230位于外壳16（或机舱）外部，并且暴露于由风引起的自然对流冷却。在一些实施例中，冷凝单元230还可包括机舱16外面的风扇，以增强两相流体或气体至环境空气之间的热传递。这样的系统在风速不足以移除来自机舱里面存在的发热部件的所有热量的情况下可能是有用的。冷凝单元230中的气态冷却介质冷却下来并且相变回到其液态，该液态比气态密度大。这种液体冷却介质通过第二导管240朝向分配歧管220流动。对流的自然力是用于冷却介质的循环的驱动力。热蒸气上升到冷凝单元230，并且较冷的液体经由第二导管240流动到分配歧管220。因此，冷却系统200不需要使用泵或风扇来在整个系统200（即，在机舱16内）循环冷却介质。较热的部件还自调节经过第一导管210'、210''、210'''的冷却介质的流速。
仍然参考图2，冷却系统200还可包括蒸气散布器250，蒸气散布器250插在第一导管210'、210''、210'''和冷凝单元230之间并且流体连接到第一导管210'、210''、210'''和冷凝单元230。在某些实施例中，蒸气散布器250可以是扩散器，该扩散器使气态冷却介质能够膨胀并且有效地填充冷凝单元230。此外，在实施例中，蒸气散布器250也可减少蒸气的压力，并且减少其冷凝温度。而且，蒸气散布器250可安置在外壳16内，部分安置在外壳16内和外部，或者整个安置在外壳外部。在另一个实施例中，蒸气散布器250可附接到外壳/机舱16（如图2中所示出），或者冷凝单元230可附接到外壳/机舱16。
本文中所描述的两相冷却介质在约6bar或更低（作为非限制性的示例）的通常的操作压力下可具有约60℃或更低的沸点。此外，沸点的温度范围可选择来充分冷却电子部件（例如变压器、转换器等），并且防止它们过热。具有较高沸点的冷却剂（例如，沸点为100℃的水）在它们相变成气体之前变得太热，并且造成电子部件出现过热温度的状况。因此，令人满意的冷却介质的示例可包括十二氟-2-甲基戊-3-酮（例如，3MTM NovecTM 649，3M的商标）、NovecTM 7000、R245fa、R1233zd(e)，或化学成分为CF3CF2C(O)CF(CF3)2的流体。其它不太环保的替代物可以是1,1,1,2-四氟乙烷、R-134a、2,3,3,3-四氟丙烯或HFO-1234yf，然而，这些可能无法在所需的时间段或者在所需的温度范围中以液体状态存在。
现在参考图3，图示了根据本公开的冷却系统300的另一个实施例的示意图。如所示出，冷凝单元230附接到外壳或机舱16，并且蒸气散布器（如图2中所示出）被省略。此外，如所示出，第一导管210'、210''、210'''直接流体连接到冷凝单元230。这个实施例（以及图2中所示出的实施例）的优点是，可密封机舱16。不需要允许空气进入机舱16的外部通风口，这在多沙、多尘或盐水环境中可能是优点。此外，密封的机舱可减少或消除污染物进入机舱的内部，并且这对安置在其中的各种部件（即发电机转子、发电机定子、变压器、转换器等）是有利的。本文中所描述的冷却系统200、300的另一个优点可以是，冷凝单元230仅需高于第一导管210'、210''、210'''的上部，以实现自然对流。这使得冷凝单元230能够直接附接到机舱16的顶部。换句话说，冷凝单元230和发热部件201-204之间的大或巨大的高度差对于系统来正常运行是不需要的。由于在机舱16上方的高处承受着巨大的风载荷，永久提升冷凝单元230（例如，在杆的顶部上）会非常成问题。因此，冷凝单元230当或者直接附接到机舱或者经由蒸气散布器250附接到机舱时是更加稳定、安全和可靠的。此外，将冷凝单元230与风流垂直地定向移除了对电风扇的需要。当风以减少的速率吹时，要消散的相关联的热载荷也将减少。
现在参考图4，图示了根据本公开的第一导管210'''和热连接到发热部件203的热交换器460的示意图。如所示出，热交换器460可以是与部件203热连接的环形或螺旋形的第一导管210'''，或者热交换器可包括循环热传递介质的单独冷却环路。例如，热交换器460可包括热传递环路461，热传递环路461在部件203中或周围经过。环路461可配置在相对于第一导管210'''的逆流布置（如所示出），或者其中环路461中的热传递介质大致与第一导管210'''中的流正交地行进的交叉流布置中。环路461和导管210'''也可配置在平行流布置中，其中这两个流以相同方向行进。环路461中的热传递介质可以是空气或流体，其可以使用并联板式热交换器与通过第一导管210'、210''、210'''的流交换热量，在该并联板式热交换器中，流体环路203和第一导管210'、210''、210'''中的流体以平行方向或彼此相对的方式流动通过交替的通路。其它类型的热交换器也可包括，但不限于交叉流热交换器。从部件203到热交换器460的热传递也可通过辐射或传导效应发生。例如，高导热材料（例如，铜或铝）可以附接到部件203，并且第一导管210'、210''、210'''可嵌入在高导热材料内或者附接到高导热材料。连接到部件203的高导热材料也可具有在入口和出口处流体连接到第一导管210的内部流动导管或通道。内部流动导管或通道可具有用于增加表面积的延伸表面，这些延伸表面增强从发热部件到流体的热传递。附加的热交换器460（和相应的第一导管）可热附接到期望被冷却的每个发热部件。
现在参考图5，图示了根据本公开的被动冷却系统400的又一个实施例的示意图。如所示出，被动冷却系统400包括一个或多个热交换器402，热交换器402与位于外壳404(诸如例如，风力涡轮10的机舱16)内的一个或多个发热部件相关联。例如，如本文中所描述，在实施例中，（多个）发热部件可包括风力涡轮10的发电机204（例如，发电机转子或发电机定子）、齿轮箱203、变压器201、转换器202，或者其任何组合。
此外，如所示出，冷却系统400包括位于热交换器402下方的分配歧管406和位于外壳404外部和热交换器402上方的冷凝单元408。而且，如所示出，冷却系统400包括第一导管410，第一导管410流体连接到热交换器402中的每个。此外，如所示出，第一导管410流体连接到分配歧管406和冷凝单元408。例如，如所示出，冷却系统400可包括并联连接在分配歧管406和冷凝单元408之间的多个第一导管410。在此类实施例中，如所示出，多个第一导管410中的每个可流体地与多个热交换器402中的一个连接。在另一个实施例中，冷却系统400可包括沿着第一导管410中的一个串联连接起来的两个或更多个热交换器402。
仍然参考图5，冷却系统400还包括流体连接到冷凝单元408和分配歧管406的第二导管412。此外，如所示出，冷却系统400包括至少一个液桥414，液桥414流体连接到第一导管410中的每个和第二导管412或分配歧管406。更具体地说，如所示出，冷却系统400可包括多个液桥414，所述液桥414流体连接到多个第一导管410和第二导管412或分配歧管406。在特定的实施例中，如所示出，多个液桥414中的一个可流体连接到多个第一导管410中的每个和第二导管412或分配歧管406。因此，两相冷却介质（例如，蒸气至液体）可以通过由热交换器402、第一导管410、液桥414、冷凝单元408、第二导管412和分配歧管406限定的环路而循环。因此，液桥414将处于液体状态的冷却介质从第一导管410转移到第二导管412或分配歧管406。
更特定地，如图6中所示出，图示了多虹吸冷却系统400的部分的详细示意图，该示意图特定地描绘了液桥414的实施例。在所图示的实施例中，作为示例，液桥414在来自热交换器402中的一个的上升液体-蒸气柱（即，（多个）第一导管410）和下降液体冷凝物柱（即，第二导管412或分配歧管406）之间提供流体连接。更具体地，如所示出，（多个）第一导管410可包括用于捕获液体的分流器416。例如，在某些实施例中，分流器416可以是旋风式分流器或折流板式除雾器(chevron demister)。类似地，第二导管412或分配歧管406可包括混合器418，混合器418用于接收捕获的液体并且将所述液体与下降液体冷凝物混合。因此，本文中所描述的（多个）液桥414用来将液体从上升液体-蒸气混合物中分离，并且将所述液体返回到冷却系统400的入口侧。本文中所描述的（多个）液桥414还通过为液体提供平行路径来降低系统400中的压降。
现在参考图7，图示了冷却系统400的另一个实施例的示意图。如所示出，冷却系统400的热生成器部件可以是发电机204的定子205。更特定地，如所示出，定子205包括包裹在定子的外径上的热虹吸夹套206。此外，如所示出，夹套206还可包括一个或多个通道211，通道211沿着其外周从定子205的底部到顶部延伸。更具体地，如所示出，这些通道是平行的，并且可在顶部和底部处通过入口和出口歧管207、209连接。因而，在这样的实施例中，来自定子205的热量导致夹套206中的液体转换成蒸气。而且，如所示出，蒸气被动地上升到定子205的顶部，并且在歧管207处收集。由于浮力和与冷凝单元408处较冷空气的热接触，所收集的蒸气进一步被动上升。蒸气凝结回到液体形式，其然后被返回到入口歧管209以继续循环。虽然在图7中未图示，但是冷却系统400也可包括如本文中所描述的液桥，该液桥用来在出口歧管207处将液体从蒸气分离，并且从而通过经过冷凝器将液体返回到入口歧管209。这种供应减少了系统压降，以改善热虹吸质量流速并且因此改善系统的热性能。
现在参考图8和图9，图示了本文中所描述的被动冷却系统400的液桥414的各种实施例。特别是，如图8中所示出，本文中所描述的（多个）液桥414可以是管状构件420，管状构件420以一定的角度（例如从0度到90度的范围）在第一导管410和第二导管412或分配歧管406之间倾斜。在另一个实施例中，如图9中所示出，本文中所描述的（多个）液桥414还可包括一个或多个存水弯422（诸如P型存水弯或运行存水弯）以改善液体-蒸气分离。因此，在此类实施例中，这样的（多个）存水弯422配置成阻止蒸气通过液桥的流动。
如本文中整个说明书和权利要求书中使用的近似语言可应用于修改任何定量表示，该定量表示在不造成它与其相关的基本功能中的改变的情况下可以获准地变化。因此，由一个术语或多个术语（诸如“大约”、“近似”和“基本上”）所修改的值不应限于指定的精确值。至少在某些实例中，近似语言可对应于用于测量该值的仪器的精度。在此处以及整个说明书和权利要求书中，范围限制可结合和/或互换，除非上下文或语言另外指示，否则此类范围是被标识的并且包括其中包含的所有子范围。如应用于一个范围的特定值的此类术语应用于两个值，并且除非另外取决于测量该值的仪器的精度，否则可指示所述（多个）值的+/10%。
本发明的各方面和实施例由以下编号的条款限定。
条款1:一种被动冷却系统，所述被动冷却系统包括：
热交换器，所述热交换器热连接到位于外壳内的发热部件；
位于所述热交换器下方的分配歧管；
位于所述外壳外部和所述热交换器上方的冷凝单元；
流体连接到所述热交换器、所述分配歧管和所述冷凝单元的第一导管；
流体连接到所述冷凝单元和所述分配歧管的第二导管；
流体连接到所述第一导管和所述第二导管或所述分配歧管的液桥；以及
两相冷却介质，所述两相冷却介质通过由所述第一导管、所述液桥、所述冷凝单元、所述第二导管、所述热交换器和所述分配歧管限定的环路而循环，
其中，所述液桥将处于液体状态的所述冷却介质从所述第一导管转移到所述第二导管或所述分配歧管。
条款2. 根据条款1所述的被动冷却系统，进一步包括：热连接到多个发热部件的多个热交换器；以及并联连接在所述分配歧管和所述冷凝单元之间的多个第一导管，其中，所述多个第一导管中的每个与所述多个热交换器中的一个流体连接。
条款3. 根据条款2所述的被动冷却系统，进一步包括：沿着所述第一导管中的一个串联连接的两个或更多个热交换器。
条款4. 根据条款2所述的被动冷却系统，进一步包括：流体连接到所述多个第一导管和所述第二导管或所述分配歧管的多个液桥。
条款5. 根据条款4所述的被动冷却系统，其中，所述多个液桥中的一个流体连接到所述多个第一导管中的每个和所述第二导管或所述分配歧管。
条款6. 根据前述条款中任一项所述的被动冷却系统，其中，所述液桥包括管状构件，所述管状构件以倾斜的角度定位在所述第一导管和所述第二导管或所述分配歧管之间。
条款7. 根据条款6所述的被动冷却系统，其中，所述管状构件进一步包括至少一个存水弯。
条款8. 根据前述条款中任一项所述的被动冷却系统，其中，所述外壳包括风力涡轮或太阳能功率系统的机舱。
条款9. 根据条款8所述的被动冷却系统，其中，所述冷凝单元固定在所述机舱顶上。
条款10. 根据前述条款中任一项所述的被动冷却系统，其中，所述一个或多个发热部件包括以下项中的至少一项：发电机转子、发电机定子、齿轮箱、变压器、逆变器或转换器。
条款11. 根据前述条款中任一项所述的被动冷却系统，其中，所述冷却系统在所述外壳内缺少泵或风扇。
条款12. 一种风力涡轮，包括
塔架；
安装在所述塔架顶上的机舱，所述机舱限定封闭的内部体积；
安装到所述机舱的转子，所述转子包括可旋转的毂和安装到所述毂的至少一个转子叶片；
定位在所述机舱的所述内部体积内的至少一个发热部件；以及
用于冷却所述机舱的所述内部体积的被动冷却系统，所述被动冷却系统包括：
热连接到所述至少一个发热部件的热交换器；
位于所述发热部件下方的分配歧管；
位于所述机舱外部和所述发热部件上方的冷凝单元；
热连接到所述发热部件的第一导管，所述第一导管流体连接到所述分配歧管和所述冷凝单元；
流体连接到所述冷凝单元和所述分配歧管的第二导管；
流体连接到所述第一导管和所述第二导管或所述分配歧管的液桥；以及
两相冷却介质，所述两相冷却介质通过由所述第一导管、所述液桥、所述冷凝单元、所述第二导管、所述热交换器和所述分配歧管限定的环路而循环，
其中，所述液桥将处于液体状态的所述冷却介质从所述第一导管转移到所述第二导管或所述分配歧管。
条款13. 根据条款12所述的风力涡轮，进一步包括：热连接到多个发热部件的多个热交换器；以及并联连接在所述分配歧管和所述冷凝单元之间的多个第一导管，其中，所述多个第一导管中的每个与所述多个热交换器中的一个流体连接。
条款14. 根据条款13所述的风力涡轮，进一步包括：沿着所述第一导管中的一个串联连接的两个或更多热交换器。
条款15. 根据条款13所述的风力涡轮，进一步包括：流体连接到所述多个第一导管和所述第二导管或所述分配歧管的多个液桥。
条款16. 根据条款15所述的风力涡轮，其中，所述多个液桥中的一个流体连接到所述多个第一导管中的每个和所述第二导管或所述分配歧管。
条款17. 根据条款12至16所述的风力涡轮，其中，所述液桥包括管状构件，所述管状构件以倾斜的角度定位在所述第一导管和所述第二导管或所述分配歧管之间。
条款18. 根据条款18所述的风力涡轮，其中，所述管状构件进一步包括至少一个存水弯。
条款19. 根据条款12至18所述的风力涡轮，其中，所述冷凝单元固定在所述机舱顶上。
条款20. 根据条款12至19所述的风力涡轮，其中，所述一个或多个发热部件包括以下项中的一项：所述风力涡轮的发电机转子、发电机定子、齿轮箱、变压器或转换器。
本书面说明使用示例来公开包括最佳模式的本发明，并且也使任何本领域技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何合并的方法。本发明的可专利范围由权利要求书限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果此类其它示例包括与权利要求书的字面语言没有差别的结构元件，或者如果它们包括与权利要求书的字面语言没有实质性差别的等效结构元件，则它们旨在处于权利要求书的范围内。
Claims (20)
1.一种被动冷却系统，所述被动冷却系统包括：
热交换器，所述热交换器热连接到位于外壳内的发热部件；
位于所述热交换器下方的分配歧管；
位于所述外壳外部和所述热交换器上方的冷凝单元；
流体连接到所述热交换器、所述分配歧管和所述冷凝单元的第一导管；
流体连接到所述冷凝单元和所述分配歧管的第二导管；
流体连接到所述第一导管和所述第二导管或所述分配歧管的液桥；以及
两相冷却介质，所述两相冷却介质通过由所述第一导管、所述液桥、所述冷凝单元、所述第二导管、所述热交换器和所述分配歧管限定的环路而循环，
其中，所述液桥将处于液体状态的所述冷却介质从所述第一导管转移到所述第二导管或所述分配歧管。
2.根据权利要求1所述的被动冷却系统，进一步包括：热连接到多个发热部件的多个热交换器；以及并联连接在所述分配歧管和所述冷凝单元之间的多个第一导管，其中，所述多个第一导管中的每个与所述多个热交换器中的一个流体连接。
3.根据权利要求2所述的被动冷却系统，进一步包括：沿着所述第一导管中的一个串联连接的两个或更多个热交换器。
4.根据权利要求2所述的被动冷却系统，进一步包括：流体连接到所述多个第一导管和所述第二导管或所述分配歧管的多个液桥。
5.根据权利要求4所述的被动冷却系统，其中，所述多个液桥中的一个流体连接到所述多个第一导管中的每个和所述第二导管或所述分配歧管。
6.根据权利要求1所述的被动冷却系统，其中，所述液桥包括管状构件，所述管状构件以倾斜的角度定位在所述第一导管和所述第二导管或所述分配歧管之间。
7.根据权利要求6所述的被动冷却系统，其中，所述管状构件进一步包括至少一个存水弯。
8.根据权利要求1所述的被动冷却系统，其中，所述外壳包括风力涡轮或太阳能功率系统的机舱。
9.根据权利要求8所述的被动冷却系统，其中，所述冷凝单元固定在所述机舱顶上。
10.根据权利要求1所述的被动冷却系统，其中，所述一个或多个发热部件包括以下项中的至少一项：发电机转子、发电机定子、齿轮箱、变压器、逆变器或转换器。
11.根据权利要求1所述的被动冷却系统，其中，所述冷却系统在所述外壳内缺少泵或风扇。
12.一种风力涡轮，包括
塔架；
安装在所述塔架顶上的机舱，所述机舱限定封闭的内部体积；
安装到所述机舱的转子，所述转子包括可旋转的毂和安装到所述毂的至少一个转子叶片；
定位在所述机舱的所述内部体积内的至少一个发热部件；以及
用于冷却所述机舱的所述内部体积的被动冷却系统，所述被动冷却系统包括：
热连接到所述至少一个发热部件的热交换器；
位于所述发热部件下方的分配歧管；
位于所述机舱外部和所述发热部件上方的冷凝单元；
热连接到所述发热部件的第一导管，所述第一导管流体连接到所述分配歧管和所述冷凝单元；
流体连接到所述冷凝单元和所述分配歧管的第二导管；
流体连接到所述第一导管和所述第二导管或所述分配歧管的液桥；以及
两相冷却介质，所述两相冷却介质通过由所述第一导管、所述液桥、所述冷凝单元、所述第二导管、所述热交换器和所述分配歧管限定的环路而循环，
其中，所述液桥将处于液体状态的所述冷却介质从所述第一导管转移到所述第二导管或所述分配歧管。
13.根据权利要求12所述的风力涡轮，进一步包括：热连接到多个发热部件的多个热交换器；以及并联连接在所述分配歧管和所述冷凝单元之间的多个第一导管，其中，所述多个第一导管中的每个与所述多个热交换器中的一个流体连接。
14.根据权利要求13所述的风力涡轮，进一步包括：沿着所述第一导管中的一个串联连接的两个或更多热交换器。
15.根据权利要求13所述的风力涡轮，进一步包括：流体连接到所述多个第一导管和所述第二导管或所述分配歧管的多个液桥。
16.根据权利要求15所述的风力涡轮，其中，所述多个液桥中的一个流体连接到所述多个第一导管中的每个和所述第二导管或所述分配歧管。
17.根据权利要求12所述的风力涡轮，其中，所述液桥包括管状构件，所述管状构件以倾斜的角度定位在所述第一导管和所述第二导管或所述分配歧管之间。
18.根据权利要求18所述的风力涡轮，其中，所述管状构件进一步包括至少一个存水弯。
19.根据权利要求12所述的风力涡轮，其中，所述冷凝单元固定在所述机舱顶上。
20.根据权利要求12所述的风力涡轮，其中，所述一个或多个发热部件包括以下项中的一项：所述风力涡轮的发电机转子、发电机定子、齿轮箱、变压器或转换器。
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