CN116221044A - 一种耦合直升机平台的风电机舱散热装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种耦合直升机平台的风电机舱散热装置，设置在风力发电机的机舱(2)顶部，且所述机舱(2)顶部设置有直升机平台，所述散热器包括与所述机舱(2)连接的多个散热片组(1)，所述多个散热片组(1)设置在所述直升机平台边并围成半开放空间，每个所述散热片组(1)上设置有冷却管路，所述冷却管路与所述机舱(2)内的产热设备连接。与现有技术相比，本发明能够充分应用机舱顶部空间进行散热的同时，通过使散热器框架充分耦合直升机平台框架，提升散热量，解决大兆瓦风机运输限宽问题。

Description

一种耦合直升机平台的风电机舱散热装置

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，尤其是涉及一种耦合直升机平台的风电机舱散热装置。

背景技术

风力发电机在运行过程中，能量由风能转换为机械能进一步转换为电能的过程中释放出大量的热量，过高的机舱温度容易导致电子设备失效甚至发生火灾，此外舱内温度过高使得风电转换效率降低，为了将机舱内的温度控制在合理水平内，机舱内(电机、变频器、增速箱等)设置有水冷系统，产生的热量被水冷系统吸收以实现降温。水冷系统水温升高，高温水通过管路进入机舱外部散热器，水与空气在散热器内进行对流换热，热量被外界空气带走，水温降低，从而实现水冷系统对机舱内的持续降温。

目前机舱舱外散热器布置多为顶部正迎风平铺布置进行被动散热、主动散热及主被动联合散热。被动散热仅依靠外部空气进行自然对流，以实现散热。主动散热利用风扇进行强制对流换热，通过控制风速风量以实现散热。采用被动散热的散热器设置在机舱的上方且与风向垂直设置，依靠空气进行自然对流，以实现散热。采用主动散热的散热器与采用被动散热的散热器相比，主动散热的散热器还增加了主动冷却风扇，能够通过可控制冷却风扇的风量实现散热。

被动散热和主动散热各有利弊。被动散热无需设置冷却风扇，利用自然对流进行散热，可以降低电能消耗及成本的同时，减小散热器所占的空间，提高机舱顶部的空间利用率。但是，被动散热无法有效控制散热效果，受环境影响大，在高温高热地区散热效果不佳。主动散热可以根据机舱温度对应调节冷却风扇的风速和风量，可以将温度保持在相对固定的范围内，但是需要额外设置冷却风扇。

中国专利公开号CN202121198286.0公开了一种大型海上风电机组机舱罩，该机舱罩包括外形为流线型的机舱罩本体。该机舱罩的机舱罩本体流线型外形降低了风载对机舱罩的作用，确保了机舱整体受风载小。该型机舱罩在满足风力发电机组机舱保护罩功能的同时，还具有通风冷却、维护直升机平台、全密封隔离等功能。确保大功率海风力发电机机组机舱具有良好的环境适应性，满足海上严酷环境运行要求。但是，该专利并未公开散热器的具体设计内容。

当前，散热器平铺置于机舱顶部，通过自然风或强制风扇对散热器进行冷却。随着风力发电机进入大兆瓦(＞8MW)时代，机舱内大部件发热量随之大幅增长，水冷系统散热量需求对应提升。散热量需求增加导致散热器在高度、宽度方向不断加高加长，但机舱顶部可利用空间有限，且限高限宽的运输压力不断增长，故需对散热器布置方式不断拓展，充分利用直升机平台空间。另外随着远海风力发电机的需求量增长，直升机平台配置概率变大，由于民航标准针对直升机平台设计要求，使得风力发电机顶部散热器设计高度和位置存在诸多限制。

综上，现有的应用于风力发电机散热器存在如下缺点：

(1)常规顶部散热器平铺置于直升机平台框架前端，散热器布置可利用空间狭窄，机舱顶部空间利用率低。

(2)民航标准针对直升机平台设计要求，使得风力发电机顶部散热器设计高度和位置存在诸多限制，直升机平台和散热器框架容性低。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种耦合直升机平台的风电机舱散热装置，能够充分应用机舱顶部空间进行散热的同时，提高直升机平台和散热器框架的兼容性。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明提供了一种耦合直升机平台的风电机舱散热装置，设置在风力发电机的机舱顶部，且所述机舱顶部设置有直升机平台，所述散热器包括与所述机舱连接的多个散热片组，所述多个散热片组设置在所述直升机平台边并围成半开放空间，每个所述散热片组上设置有冷却管路，所述冷却管路与所述机舱内的产热设备连接。

作为优选的技术方案，每个所述的散热片组包括多个并列设置的散热片。

作为优选的技术方案，所述的半开放空间的开口方向与正迎风来向相反。

作为优选的技术方案，所述的多个散热片组与所述机舱固定连接。

作为优选的技术方案，每个所述散热片组上设置有直升机平台防护栏。

作为优选的技术方案，所述的多个散热片组围成的空间呈“U”形。

作为优选的技术方案，所述的散热片组的数量为3，分别为第一散热片组、第二散热片组和第三散热片组，所述第一散热片组和第二散热片组平行设置，且与所述第三散热片组垂直。

作为优选的技术方案，两侧所述的散热片组平行设置。

作为优选的技术方案，还包括主动冷却风扇，设置在所述机舱的外壁上。

作为优选的技术方案，所述的半开放空间的开口方向与正迎风来向相同，且所述半开放空间的两侧设置有主动冷却风扇。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)在机舱顶部增加侧边散热器并整体后移，使散热器充分耦合直升机平台框架，散热器兼作直升机平台框架，来流风主要通过正迎风散热器散热，由于风通过散热器存在较大阻力，部分风回旋，进而通过侧边散热器进行散热，两侧散热器可起导流框的作用，可以在充分利用机舱顶部空间的同时保证散热效果。

(2)充分利用机舱顶部的空间，将散热器设置在直升机平台的外围，尽可能利用剩余空间，同时保证散热性能。

(3)在散热器上设置了直升机平台防护栏，防止误触导致烫伤。

附图说明

图1为实施例1中耦合直升机平台的风力发电机机舱散热装置的示意图；

图2为实施例3中另一种耦合直升机平台的风力发电机机舱散热装置的示意图。

其中，1、散热片组，101、散热片，2、机舱，3、第一散热片组，4、第二散热片组，5、第三散热片组。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例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的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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的限制。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例1

如图1所述，本实施例提供了一种耦合直升机平台的风电机舱散热装置，设置在风力发电机的机舱2顶部，且所述机舱2顶部设置有直升机平台，所述散热器包括与所述机舱2固定连接的三个散热片组1，所述多个散热片组1设置在所述直升机平台边并围成半开放空间，所述开口的方向与正迎风来向相反，每个所述散热片组1上设置有冷却管路，所述冷却管路与所述机舱2内的产热设备连接。每个散热片组1包括4个并列设置的散热片101。三个散热片组分别为第一散热片组3、第二散热片组4和第三散热片组5，第一散热片组3和第二散热片组4平行设置，且与第三散热片组5垂直。

热的冷却介质从机舱2内的产热设备流出，通过冷却管路进入散热片组1中，来流风带走冷却介质中的热量，冷却介质再通过冷却管路回到产热设备中，完成循环。相较于原有设计，本实施例在机舱2顶部增加布置侧边散热器并整体后移，使散热器安装框架充分耦合直升机平台框架。来流风主要通过正迎风散热器，由于风通过散热器存在较大阻力，部分风回旋，进而通过侧边散热器进行散热，两侧散热器可起到类似导流框的作用。从而充分利用了正迎风进行散热。

实施例2

本实施例提供了另一种耦合直升机平台的风电机舱散热装置，与实施例1相比，本实施例的散热片组上设置有直升机平台防护栏。在机舱2的外壁上设置了主动冷却风扇，当自然风力不足时启动主动冷却风扇以加快散热。

实施例3

本实施例提供了另一种耦合直升机平台的风电机舱散热装置，与实施例1相比，本实施例的半开放空间的开口方向与正迎风来向相同，同时在半开放空间的两侧设置有主动冷却风扇。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种耦合直升机平台的风电机舱散热装置，其特征在于，设置在风力发电机的机舱(2)顶部，且所述机舱(2)顶部设置有直升机平台，所述散热器包括与所述机舱(2)连接的多个散热片组(1)，所述多个散热片组(1)设置在所述直升机平台边并围成半开放空间，每个所述散热片组(1)上设置有冷却管路，所述冷却管路与所述机舱(2)内的产热设备连接。

2.根据权利要求1所述的一种耦合直升机平台的风电机舱散热装置，其特征在于，每个所述的散热片组(1)包括多个并列设置的散热片(101)。

3.根据权利要求1所述的一种耦合直升机平台的风电机舱散热装置，其特征在于，所述的半开放空间的开口方向与正迎风来向相反。

4.根据权利要求1所述的一种耦合直升机平台的风电机舱散热装置，其特征在于，所述的多个散热片组(1)与所述机舱(2)固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种耦合直升机平台的风电机舱散热装置，其特征在于，每个所述散热片组(1)上设置有直升机平台防护栏。

6.根据权利要求1所述的一种耦合直升机平台的风电机舱散热装置，其特征在于，所述的多个散热片组(1)围成的空间呈“U”形。

7.根据权利要求1所述的一种耦合直升机平台的风电机舱散热装置，其特征在于，所述的散热片组(1)的数量为3，分别为第一散热片组(3)、第二散热片组(4)和第三散热片组(5)，所述第一散热片组(3)和第二散热片组(4)平行设置，且与所述第三散热片组(5)垂直。

8.根据权利要求1所述的一种耦合直升机平台的风电机舱散热装置，其特征在于，两侧所述的散热片组(1)平行设置。

9.根据权利要求1-8任一所述的一种耦合直升机平台的风电机舱散热装置，其特征在于，还包括主动冷却风扇，设置在所述机舱(2)的外壁上。

10.根据权利要求1所述的一种耦合直升机平台的风电机舱散热装置，其特征在于，所述的半开放空间的开口方向与正迎风来向相同，且所述半开放空间的两侧设置有主动冷却风扇。

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