CN201908789U - 一种风力发电机散热装置 - Google Patents

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吴晓鹏
黄杜
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Abstract

一种风力发电机散热装置，其包括
Figure DEST_PATH_IMAGE001
抽风机、出气管、进气管，所述抽风机安装在机舱底部，抽风机的下端进气口设有一条进气软管，进气软管与抽风机下端进气口通过管道端部法兰相连，进气软管下端通过塔筒平台的开口一直延伸至塔筒里面，出气管连接抽风机上端出气口，通过机舱、发电机、主轴承一直伸入到轮毂内部。本实用新型结构简单，散热冷却效果效果好；成本低廉。

Description

一种风力发电机散热装置
技术领域
本实用新型涉及一种风力发电机散热装置，具体地说，涉及一种利用塔筒壁面进行散热的风力发电机散热装置。
背景技术
风力发电技术的不断成熟，使得风力发电机组越来越趋于大型化，风机单机容量不断增大，随之而来的风力发电设备散热冷却问题逐渐成为制约风机技术进一步发展的瓶颈之一。温升过高会导致发电机寿命折损、高故障率及停机，从而带来巨大的隐患及经济损失，因此，如何有效地解决风力发电设备散热冷却问题，成为发展新一代风电技术的一大主题。
目前风电设备常用的冷却技术主要有风冷、液冷等方式。
风冷方式利用空气流动及其热容量带走各部件的损耗所产生的热量。风冷方式由于技术简单，冷却方便，因此最为常用。然而，随着风力发电机的功率逐步增大，自然通风已经无法满足机组的冷却需求。为了增强冷却效果，已有采用在风力发电机内部设置风扇，对风机内各部件进行强制鼓风从而达到冷却效果的强制风冷方式。风力机原有的散热装置是在机舱底部安装一抽风机，在抽风机上端出气口连接出气管通到轮毂内，由于此装置与风力机机舱、发电机和轮毂构成一个气流内循环，内部气体散热仅仅依靠机舱、轮毂和发电机等壁面，循环气流由于来不及通过机舱、发电机和轮毂的壁面进行有效散热就回到抽风机进气口，造成抽风机进气口的气体温度较高，从而使得冷却气体热容量降低，散热效果仍然不佳。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有风电设备风冷方式存在的缺陷，提供一种结构简单，散热效果好，成本低廉的风力发电机散热装置。
本实用新型的目的是通过下述技术方案实现的：其包括                                                
Figure 644924DEST_PATH_IMAGE001
抽风机、出气管、进气管，所述抽风机安装在机舱底部，抽风机的下端进气口设有一条进气软管，进气软管与抽风机下端进气口通过管道端部法兰相连，进气软管下端通过塔筒平台的开口一直延伸至塔筒里面，出气管连接抽风机上端出气口，通过机舱、发电机、主轴承一直伸入到轮毂内部。
为了保证气体的清洁度，在进气软管的入口端宜设置空气过滤器，以防止灰尘、水汽、盐分等进入。
设置进气软管的目的是将抽风机进气口压低至塔筒里面，从而将巨大的塔壁表面积加入到循环气体的散热面积里，借此提高风力机内部循环气体的散热量，降低进气管里的气体温度。
为了适应塔筒外部风向的变化，需要进气软管能够转动，因此，在塔筒顶端部分的平台上端，宜留有软管旋转裕度。
为了保证冷却气体的清洁度，在进气软管的入口端宜设置过滤器。
本实用新型结构简单，在不增加风量，即不增加抽风机成本与不降低发电机效率的前提下，利用传热学原理，通过在抽风机下端进气口增设一条进气软管伸入塔筒内，巧妙地利用了塔筒壁面增大风力机内部循环气体的散热面积，降低进气管里的气体温度，以此提高机组内部循环气体的散热量，达到更好的冷却效果；成本低廉。
附图说明
图1 是本实用新型一实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步描述。
其包括
Figure 2011200229309100002DEST_PATH_IMAGE002
抽风机4、出气管5，所述抽风机4安装在机舱6底部，抽风机4的下端进气口设有一条进气软管3，进气软管3与抽风机4下端进气口通过管道端部法兰相连，进气软管3下端通过塔筒顶部平台2的开口一直延伸至塔筒1里面，出气管5连接抽风机4上端出气口，通过机舱6、发电机7、主轴承8一直伸入到轮毂9内部。
进气软管3的入口端设置有空气过滤器10，以防止灰尘、水汽、盐分等进入。
塔筒顶部平台上端进气软管3留有旋转裕度，以适应风力发电机偏航工况时抽风机4随同机舱6转动有限角度的要求。
根据传热学原理，傅里叶定律的表达式为
Figure 2011200229309100002DEST_PATH_IMAGE003
，其中Φ为热流量，A为面积，λ为热导率。可见，影响散热效率的因素有：一、增大散热器面积；二、减小接触热阻；三、提高管壁内的热传递效率；四、改进散热器（壁面）外形设计。由于因素二、三、四这三点受很多实际因素的限制，所以从因素一入手考虑，通过增大面积A来提高热流量是更为可行的选择。根据这一思路，本实用新型采用进气软管连接抽风管进气口，进气软管下端一直延伸至塔筒里面，塔筒壁面面积加入到散热面积，大大提高了散热效率。根据对某2MW直驱机型顶部塔筒的传热热流量的计算结果：30m的塔筒顶段，在塔筒内外壁面均值温差为1摄氏度时，其散热热流量可达97920.72W，完全可将满功率时发电机的散热量很大部分由塔筒壁面以导热的方式散发出去（2000000×4%=80000W），初步估算发电机效率提高10%以上。可见，通过利用塔筒壁面增加散热面积，将大大增强通风系统的散热效率，满足大功率时风力机的散热要求。
以上只是本实用新型的举例实施方式，属于优选示范例。本实用新型请求保护的范围并不只限于所述实施方式，如进气软管伸入塔筒的长度。凡与本实施例等效的技术方案均属于本实用新型的保护范围。

Claims (2)

1. 一种风力发电机散热装置，包括                                               
Figure 2011200229309100001DEST_PATH_IMAGE002
抽风机、出气管、进气管，其特征在于，所述抽风机安装在机舱底部，抽风机的下端进气口设有一条进气软管，进气软管与抽风机下端进气口通过管道端部法兰相连，进气软管下端通过塔筒平台的开口一直延伸至塔筒里面，出气管连接抽风机上端出气口，通过机舱、发电机、主轴承一直伸入到轮毂内部。
2.根据权利要求1所述的风力发电机散热装置，其特征在于，在进气软管的入口端设有空气过滤器。
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