CN204419461U - 一种风力发电机组及通风散热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种风力发电机组的通风散热系统，包括具有进风口(4)和出风口(1)的塔筒(3)，所述塔筒(3)内部具有通风管道(2)，所述进风口(4)开设于所述塔筒(3)的底部，所述出风口(1)开设于所述塔筒(3)的顶部，所述进风口(4)和出风口(1)之间通过所述通风管道(2)连通。该通风散热系统有效地提高了风力发电机组在自然风冷情况下的通风散热性能。本实用新型还公开了一种包括上述通风散热系统的风力发电机组。

Description

一种风力发电机组及通风散热系统

技术领域

本实用新型涉及风力发电机组技术领域，特别是涉及一种风力发电机组的通风散热系统。此外，本实用新型还涉及一种包括上述通风散热系统的风力发电机组。

背景技术

风力机是将风能转换为机械功的动力机械，是一种以太阳为热源，以大气为工作介质的热能利用发动机，在工作过程中，风力发电机组产生大量热量，工作环境温度太高，影响风力机正常工作，需要对风力发电机组进行通风散热。

现有技术中，风力发电机组的散热系统大多数为自然风冷或强制风冷，自然风冷的散热效率较低，风力机在温度较高的环境中使用效率会有影响，使用效果降低；强制风冷需要在风力发电机组中安装制冷装置或排风装置，通过排风装置强制将风力发电机组内的热量排出，排风装置价格较高，增加了风力发电机组通风散热系统的成本；排风装置安装困难，增加了通风散热系统的工艺难度；排风装置需要使用额外的能源，浪费能源；散热系统整体散热效率不高，风力机的使用效率受影响。

综上所述，如何有效地提高风力发电机组在自然风冷情况下的通风散热性能，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种风力发电机组的通风散热系统，有效地提高了风力发电机组在自然风冷情况下的通风散热性能；本实用新型的另一目的是提供一种包括上述通风散热系统的风力发电机组。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

一种风力发电机组的通风散热系统，包括具有进风口和出风口的塔筒，所述塔筒内部具有通风管道，所述进风口开设于所述塔筒的底部，所述出风口开设于所述塔筒的顶部，所述进风口和出风口之间通过所述通风管道连通。

优选地，所述塔筒整体为圆柱形，所述进风口开设于所述塔筒三分之一高度以下，所述出风口开设于所述塔三分之二高度以上。

优选地，所述进风口高出所述塔筒底端1-2m，所述进风口的数量为两个，两个所述进风口左右对称分布。

优选地，所述出风口开设于所述塔筒的侧壁上，所述出风口的数量为一个。

优选地，所述出风口开设于所述塔筒的下风向处。

优选地，所述通风管道流经所述塔筒底部的电气设备间。

优选地，所述进风口通过管路与所述通风管道连通，所述管路经过地下的常温层或者经过水下或海洋的水路。

优选地，所述进风口处设置有能够开闭的第一挡板，所述第一挡板通过第一销轴与所述通风管道的内壁铰接；

所述出风口处设置有能够开闭的第二挡板，所述第二挡板通过第二销轴与所述通风管道的外壁铰接。

优选地，所述第一挡板和第二挡板处均设有过滤装置；

所述第一挡板和第二挡板的开启和关闭均由电力设备或液压设备控制；

所述第一挡板和第二挡板均可拆卸。

本实用新型还提供一种风力发电机组，包括风力发电机和对所述风力发电机散热降温的通风散热系统，所述通风散热系统具体为上述任一项所述的通风散热系统。

本实用新型所提供的风力发电机组的通风散热系统，包括塔筒，塔筒上具有进风口和出风口，并且塔筒内部是空腔，为通风管道，进风口开设于塔筒的底部，出风口开设于塔筒的顶部，进风口和出风口之间通过通风管道连通。风速高的地方，风的静压小，能够产生吸力，这就是烟囱效应，此通风散热系统就是利用了烟囱效应，风力发电机组机舱的高度较高，其顶部风速较高，而风力发电机组地面位置的风速基本为零，近地面的风速通常也只能达到风力发电机组顶部风速的一半甚至更低。该通风散热系统在不使用强制风冷的情况下，能够将风力发电机组底部的空气抽取到顶部，通过增大通风的流量，进而提高风力发电机组的散热效率，保障设备良好运行。该通风散热系统的结构较简单，在原有风力发电机组的基础上改动量较少，不需要增设排风装置，成本较低。同时，利用自然能源和风力发电机组的高度以及进风口和出风口的高度差进行通风冷却，可以将风力发电机组的散热要求降低10度左右，在已经建设在高温地区，无法满足散热系统要求的设备上进行改动，使其能够满足散热要求。

本实用新型还提供一种风力发电机组，包括风力发电机和对所述风力发电机散热降温的通风散热系统，该通风散热系统具体为上述任一种通风散热系统。由于上述的通风散热系统具有上述技术效果，具有该通风散热系统的风力发电机组也应具有相应的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型中一种具体实施方式所提供的风力发电机组的通风散热系统结构示意图；

图2为图1中进风口处第一挡板的结构示意图；

图3为图1中出风口处第二挡板的结构示意图；

图4为图1中进风口和通风管道连接方式的结构示意图。

附图中标记如下：

1-出风口、2-通风管道、3-塔筒、4-进风口、5-第一挡板、6-第二挡板、7-常温层。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种风力发电机组的通风散热系统，有效地提高了风力发电机组在自然风冷情况下的通风散热性能；本实用新型的另一核心是提供一种包括上述通风散热系统的风力发电机组。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参考图1至图4，图1为本实用新型中一种具体实施方式所提供的风力发电机组的通风散热系统结构示意图；图2为图1中进风口处第一挡板的结构示意图；图3为图1中出风口处第二挡板的结构示意图；图4为图1中进风口和通风管道连接方式的结构示意图。

在一种具体实施方式中，本实用新型所提供的通风散热系统，本实用新型所提供的风力发电机组的通风散热系统，包括塔筒3，塔筒3的高度较高，可达70m，塔筒3上具有进风口4和出风口1，并且塔筒3内部是空腔，为通风管道2，塔筒3的壁厚不做进一步要求，在满足通风要求的基础上，都在本实用新型的保护范围内。进风口4开设于塔筒3的底部，出风口1开设于塔筒3的顶部，进风口4和出风口1之间通过通风管道2连通。需要说明的是，这里及以下所说的底部是指空间位置的顶部或底部，具体地说，以塔筒3总高度的二分之一为分界线，分界线以上称之为顶部，分界线以下称之为底部。风速高的地方，风的静压小，能够产生吸力，这就是烟囱效应，烟囱效应的强度与烟囱的高度、室内及室外温度差距以及室内外空气流通的程度有关，烟囱效应是室内外温差形成的热压及室外风压共同作用的结果，通常以前者为主，而热压值与室内外温差产生的空气密度差及进出风口1的高度差成正比，这说明，室内温度越是高于室外温度，烟囱越高，烟囱效应也越明显。此通风散热系统就是利用了烟囱效应，风力发电机组机舱的高度较高，其顶部风速较高，顶部风速可达12m/s，而风力发电机组地面位置的风速基本为零，近地面的风速通常也只能达到风力发电机组顶部风速的一半甚至更低。该通风散热系统在不使用强制风冷的情况下，能够将风力发电机组底部的空气抽取到顶部，通过增大通风的流量，进而提高风力发电机组的散热效率，保障设备良好运行。该通风散热系统的结构较简单，该系统可用于现有系统的改造，在原有风力发电机组的基础上改动量较少，对塔筒3底部的门等部位进行改造，对塔筒3顶部的机舱罩进行改造，利用自然能源和风力发电机组的高度以及进风口4和出风口1的高度差进行通风冷却，可以将风力发电机组的散热要求降低10度左右，比如，原来设计最高温度为40度的常温型风力发电机组，就可以基本不做其他任何改造的情况下，适用于50度的高温地区，在已经建设在高温地区，无法满足散热系统要求的设备上进行改动，使其能够满足散热要求，可以有效地避免出现因温度过高造成的部分地区风力机发电效率较低、可以尽可能消除因为过高温度造成的风力机无法工作的状况，可以将风机的工作温度提升10度以上。同时，改动量较小，改造成本较低，不需要增设排风装置，节省能源。并且，风力机在风大的时候发电多，同时风大的时候烟囱效应明显，恰好满足散热需要；在风小的时候烟囱效应不明显，同时发电小，散热需求小，烟囱效应与散热需求充分匹配，且其匹配度极佳，这一特征为风力机特有，是火电、水电、太阳能等其它可再生能源难以实现的。

上述通风散热系统仅是一种优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要做出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式，塔筒3整体为圆柱形，进风口4开设于塔筒3三分之一高度以下，出风口1开设于塔三分之二高度以上。塔筒3整体为圆柱形的筒状结构，利用热空气上升的原理，从顶部出风口1排出热空气，外面的新鲜冷空气从进风口4被卷入，抽走热空气，排走热量，可以降低塔筒3内部温度。进风口4开设于塔筒3三分之一高度以下，出风口1开设于塔三分之二高度以上，整个通风管道2的温度都降低。优选地，当塔筒3总高度为70m时，进风口4位于塔筒3底部10m以下高度，出风口1位于塔筒3高度的10m以上。进风口4尽量设置在相对较低的位置，最好设置于塔筒3底部1-2m高度，也就是进风口4高出塔筒3底端1-2m；出风口1尽量设置在相对较高的位置，利用进风口4和出风口1处于不同高度的静压差作为换风散热的动力，增大进风口4和出风口1之间的高度差，可以增大换风散热的动力，可以增强风力发电机组的散热效率。

在上述具体实施方式的基础上，本领域技术人员可以根据具体场合的不同，对通风散热系统进行若干改变。进风口4高出塔筒3底端1-2m，进风口4的数量为两个，两个进风口4左右对称分布。出风口1开设于塔筒3的侧壁上，出风口1的数量为一个。进风口4的数量可以为两个，这两个进风口4可以相对，一左一右对称分布，当然，设置两个进风口4只是一种优选地实施方式，并不是唯一的，可以是任意多个，具体设置几个，可以根据实际应用情况而定。出风口1可以开设于塔筒3的侧壁上，当然，开设于塔筒3顶端也可以，出风口1的数量可以为一个，也可以为多个。进风口4或者出风口1的分布情况可以根据具体情况而定，当然，进风口4和出风口1的大小也不做进一步要求，只要能够保证通风管道2内温度满足要求，其分布情况不受限制。出风口1开设于塔筒3的下风向处，需要解释的是，这里所说的下风向指的是与风吹来的方向相反，也就是背风侧，塔筒3内的风可以从塔筒3的出风口1排出，而塔筒3外的风不易从出风口1进入。为了进一步优化上述技术方案，通风管道2流经塔筒3底部的电气设备间，当然，电气设备间也可以不设置于通风管道2内，设置于其它适宜的地方。

本实用新型所提供的通风散热系统，在其它部件不改变的情况下，进风口4通过管路与通风管道2连通，管路经过地下的常温层7或者经过水下或海洋的水路。进风口4通过管路与通风管道2连通，进风口4不直接开设于塔筒3上，经过管路与通风管道2连通。该管路可以经过地下的常温层7，然后回到地面，空气进入该管路后，能够利用地源进行预冷却或预加热；该管路还可以经过水下或海洋的水路，进行换热，然后回到风力机，空气进入该管路后，能够利用海水进行预冷却或预加热，该系统用于海上风力机的冷却和散热，成本较低，当然，还可以经过其它渠道对进入通风管道2的风进行预冷却或预加热。

需要特别指出的是，本实用新型所提供的通风散热系统不应被限制于此种情形。进风口4和出风口1处安装挡板，挡板是可以活动的，进风口4或者出风口1通过销轴与挡板铰接，挡板能够关闭，风力能都驱动挡板关闭。进风口4处设置有能够开闭的第一，第一挡板5通过第一销轴与通风管道2的内壁铰接；出风口1处设置有能够开闭的第二挡板6，第二挡板6通过第二销轴与通风管道2的外壁铰接。也就是说，进风口4的挡板在迎风时打开，出风口1的挡板在背风的时候打开，反向，挡板不能打开。换句话说，挡板是被动式打开，自己不能主动打开，被动式挡板设计，可以实现最优的散热，可以实现无能耗的散热。优选地，第一挡板5和第二挡板6处均设有过滤装置；且第一挡板5和第二挡板6的开启和关闭均由电力设备或液压设备控制。挡板部位有过滤系统，避免灰尘或其它脏东西进入，挡板由电动设备或液压设备控制，电动设备或液压设备为市面上常见的部件，挡板由压力控制，进风口4的挡板为单向向内，出风口1的挡板为单向向外。第一挡板5和第二挡板6均可拆卸，第一挡板5和第二挡板6是可拆卸的，当通风管道2内出现故障时，方便人员进入通风管道2进行维修。

基于上述实施例中提供的通风散热系统，本实用新型还提供了一种风力发电机组，该风力发电机组包括风力发电机和对所述风力发电机散热降温的通风散热系统，其中通风散热系统为上述实施例中任意一种通风散热系统。由于该风力发电机组采用了上述实施例中的通风散热系统，所以该风力发电机组的有益效果请参考上述实施例。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种风力发电机组的通风散热系统，其特征在于，包括具有进风口(4)和出风口(1)的塔筒(3)，所述塔筒(3)内部具有通风管道(2)，所述进风口(4)开设于所述塔筒(3)的底部，所述出风口(1)开设于所述塔筒(3)的顶部，所述进风口(4)和出风口(1)之间通过所述通风管道(2)连通。

2.根据权利要求1所述的通风散热系统，其特征在于，所述塔筒(3)整体为圆柱形，所述进风口(4)开设于所述塔筒(3)三分之一高度以下，所述出风口(1)开设于所述塔三分之二高度以上。

3.根据权利要求2所述的通风散热系统，其特征在于，所述进风口(4)高出所述塔筒(3)底端1-2m，所述进风口(4)的数量为两个，两个所述进风口(4)左右对称分布。

4.根据权利要求2所述的通风散热系统，其特征在于，所述出风口(1)开设于所述塔筒(3)的侧壁上，所述出风口(1)的数量为一个。

5.根据权利要求4所述的通风散热系统，其特征在于，所述出风口(1)开设于所述塔筒(3)的下风向处。

6.根据权利要求5所述的通风散热系统，其特征在于，所述通风管道(2)流经所述塔筒(3)底部的电气设备间。

7.根据权利要求6所述的通风散热系统，其特征在于，所述进风口(4)通过管路与所述通风管道(2)连通，所述管路经过地下的常温层(7)或者经过水下或海洋的水路。

8.根据权利要求1至7任一项所述的通风散热系统，其特征在于，所述进风口(4)处设置有能够开闭的第一挡板(5)，所述第一挡板(5)通过第一销轴与所述通风管道(2)的内壁铰接；

所述出风口(1)处设置有能够开闭的第二挡板(6)，所述第二挡板(6)通过第二销轴与所述通风管道(2)的外壁铰接。

9.根据权利要求8所述的通风散热系统，其特征在于，所述第一挡板(5)和第二挡板(6)处均设有过滤装置；

所述第一挡板(5)和第二挡板(6)的开启和关闭均由电力设备或液压设备控制；

所述第一挡板(5)和第二挡板(6)均可拆卸。

10.一种风力发电机组，包括风力发电机和对所述风力发电机散热降温的通风散热系统，其特征在于，所述通风散热系统具体为权利要求1至9任一项所述的通风散热系统。