CN207377732U - 风力发电机换热装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种风力发电机换热装置，属于风力发电机冷却装置技术领域，包括设置在风力发电机定子上的若干个吸热端、汇集若干个所述吸热端的集合管和设置在所述集合管上的若干个散热端；风力发电机定子上均布设有若干个槽孔，所述吸热端、所述散热端和所述集合管内部充填材料均为相变低沸点液体。本实用新型提供的风力发电机换热装置，由风力发电机运行产生的热量，在吸热端、散热端与集合管组成的封闭空间内，通过低沸点的液体相变原理进行热量传导和交换，解决了采用离心式风机冷却体积大、重量大、成本高的技术问题。
Description
技术领域
本实用新型属于风力发电机冷却装置技术领域，更具体地说，是涉及一种风力发电机换热装置。
背景技术
风力发电机是目前发展速度最快的可再生能源技术，风力发电机的使用寿命和可靠性对于发电机的热量散发有很高的要求。风力发电机在转动过程中，发电机的定子铁心、定子绕组产生损耗，转子绕组产生的损耗以及通风、机械等产生的损耗，全部以热量的形式向外部发散，更需要有效的冷却介质及冷却方式来发散热量，发电机的热量的大小取决于发电功率、设备类型及生产工艺。
电机通风冷却系统的好坏直接影响发电机的冷却和发热，影响发电机的安全运行。采用较好的冷却方式、配置良好的通风冷却系统可获得期望的温升值，从而保证发电机在一个稳定的冷热循环平衡的通风系统中安全可靠运行。一般的发电机的冷却方式分为两大类：空冷和水冷结构。具体的选取方式以各类电机的具体结构及性能参数要求来具体确定。
但是随着风力发电机的发电功率的不断提高，兆瓦级风力发电机对换热装置的散热效果提出了更高的要求，采用离心式风机无法完全将发电机散发的热量通过冷空气带动，难以满足大容量的风力发电机的冷却要求；离心式风机冷却存在以下缺点：重量较大、占比重较大，成本高，换热器和电气控制组件价格高。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种风力发电机换热装置，以解决现有技术中存在的风力发电机采用风机冷却换热成本高、占用空间大，维修难度大的技术问题。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种风力发电机换热装置，包括设置在风力发电机定子上的若干个吸热端、汇集若干个所述吸热端的集合管和设置在所述集合管上的若干个散热端；风力发电机定子上均布设有若干个槽孔，所述吸热端、所述散热端和所述集合管内部充填材料均为相变低沸点液体；
所述集合管包括圆管、设置在所述圆管上的第一连接管及第二连接管；
若干个所述吸热端均布在所述集合管的圆管上，若干个所述散热端均布在所述第一连接管及所述第二连接管之间；若干个所述吸热端插接在风力发电机的定子的槽孔中。
进一步地，所述散热端上设有若干换热片且均布在所述散热端上。
进一步地，所述第一连接管连接所述圆管的上部位置，所述第二连接管连接所述圆管31的下部位置。
进一步地，所述第一连接管呈“L”形布置，所述第二连接管呈“Z”形布置。
进一步地，所述吸热端、所述散热端及所述集合管内部的低沸点液体的沸点小于水的沸点。
进一步地，所述吸热端、所述散热端及所述集合管均为金属材料制成。
本实用新型提供的风力发电机换热装置的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型风力发电机换热装置，在吸热端、散热端与集合管组成的封闭空间内，通过低沸点的液体相变原理进行热量传导和交换，解决了采用离心式风机冷却体积大、重量大、成本高的技术问题，来达到在保证风力发电机组冷却效果的同时，具有传热速度快、热阻小、恒温性、无需风机进行强制通风的技术效果。
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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的风力发电机换热装置的结构示意图；
图2为图1中的风力发电机定子结构示意图；
图3为图1中的风力发电机转子及叶片结构示意图；
图4为图1中的散热端结构示意图；
图5为本实用新型实施例提供的风力发电机与换热装置安装示意图。
其中，图中各附图标记：1-吸热端；2-散热端；21-换热片；3-集合管；31-圆管；32-第一连接管；33-第二连接管；4-槽孔；5-定子；6-转子。
具体实施方式
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
请一并参阅图1至图5，现对本实用新型提供的风力发电机换热装置进行说明。所述风力发电机换热装置，包括设置在风力发电机定子6上的若干个吸热端1、汇集若干个所述吸热端1的集合管3和设置在所述集合管3上的若干个散热端2；风力发电机定子6上均布设有若干个槽孔4，所述吸热端1、所述散热端2和所述集合管3内部充填材料均为相变低沸点液体。
所述集合管3包括圆管31、设置在所述圆管31上的第一连接管32及第二连接管33；若干个所述吸热端1均布在所述集合管3的圆管31上，若干个所述散热端2均布在所述第一连接管32及所述第二连接管33之间；若干个所述吸热端1插接在风力发电机的定子6的槽孔4中。
本实用新型提供的风力发电机换热装置，与现有技术相比，在吸热端、散热端与集合管组成的封闭空间内，通过低沸点的液体相变原理进行热量传导和交换，解决了采用离心式风机冷却体积大、重量大、成本高的技术问题，来达到在保证风力发电机组冷却效果的同时，具有传热速度快、热阻小、恒温性、无需风机进行强制通风的技术效果。
在使用时，若干个所述吸热端1插接在风力发电机的定子6的槽孔4中，可以在插接好的吸热端1与槽孔4之间的缝隙内涂抹导热材料，增强导热性能，减少热阻。
所述吸热端1、所述散热端2及所述集合管3内部均为中空结构。中空结构形成了吸热端1、散热端2与集合管3的组成的封闭腔体，腔体内能够使低沸点物质流动，由于该换热装置表面线条流畅，无死角现象，使低沸点物质畅通流动，提高了换热的效率。
进一步地，请一并参阅图1至图5，作为本实用新型提供的风力发电机换热装置的一种具体实施方式，所述散热端2上设有若干片换热片21。换热片21的每一片均与散热端2互通，换热片21越多，增大与空气的接触面积，散热的速度就越快，与散热端2连通就越多，该换热装置的换热效果越好。
若干片所述换热片21均布在所述散热端2上。换热片21与散热端2均通过集合管3为互通的结构，换热片21越多，其与空气的接触面积越大，散热的速度越快，换热效果越好。
进一步地，请一并参阅图1至图5，作为本实用新型提供的风力发电机换热装置的一种具体实施方式，所述第一连接管32连接所述圆管31的上部位置，所述第二连接管33连接所述圆管31的下部位置。所述第一连接管32和第二连接管33均与集合管3连通，可以将所有吸热端1吸收的热量通过第一连接管32和第二连接管33与散热端2连通，换热速度快、换热效率高。
进一步地，请一并参阅图1至图5，作为本实用新型提供的风力发电机换热装置的一种具体实施方式，所述第一连接管32呈“L”形布置，所述第二连接管33呈“Z”形布置。为了更好的使吸热端1与散热端2互通，使热量迅速交换、散发，将散热端2的上端连接第一连接管32，下端连接第二连接管33，使第一连接管32呈“L”形布置，第二连接管33呈“Z”形布置。
进一步地，请一并参阅图1至图5，作为本实用新型提供的风力发电机换热装置的一种具体实施方式，所述吸热端1、所述散热端2及集合管3内部的低沸点液体的沸点小于水的沸点，可以在应用温度范围内蒸发，由液体汽化为气体，相变过程中吸收热量，当气体运行至散热端，放热冷凝，由气体相变为液体，回流至吸热端，如此循环，低沸点物质相变过程中与壁面的换热系数远远大于普通的对流换热系数，低沸点物质流动顺畅，热量传输速度快，能够快速进行热交换，达到换热的目的。
该换热装置的吸热端1为多个，应与所述风力发电机的槽孔4的数量配套，使吸热端1插接在槽孔4中，使散热端2外漏在定子5的外侧，与空气接触进行换热。集合管3收集吸热端1中低沸点物质吸收的热量，传输到散热端2，将热量散发：该集合管3的圆管31将吸热端1吸收的热量汇集起来，组成一圈互通的圆管31，然后通过第一连接管32和第二连接管33，将热量输送到散热端2进行散热。
本实用新型提供的风力发电机换热装置，外观整体线条流畅、平顺圆润，对于在风力发电机的转子6在运行中产生的热量进行冷却，保证发电机在一个稳定的冷热循环平衡的系统中安全可靠运行，省去了采用风机冷却的方式，此种换热装置安装在风力发电机的槽孔4中，随着发电机的转动，该换热装置内部的低沸点物质在封闭腔体内的相变速度与换热量成正比，而换热装置所在位置的风速与换热量成正比，即随着风速的增加，发电机的发热量增加，需散热的负荷也随之增加，最终风速的增加同样满足了散热的需求，即在风力发电机转动中已经达到了散热的目的。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.风力发电机换热装置，其特征在于：包括设置在风力发电机定子（6）上的若干个吸热端（1）、汇集若干个所述吸热端（1）的集合管（3）和设置在所述集合管（3）上的若干个散热端（2）；风力发电机定子（6）上均布设有若干个槽孔（4），所述吸热端（1）、所述散热端（2）和所述集合管（3）内部充填材料均为相变低沸点液体；
所述集合管（3）包括圆管（31）、设置在所述圆管（31）上的第一连接管（32）及第二连接管（33）；
若干个所述吸热端（1）均布在所述集合管（3）的圆管（31）上，若干个所述散热端（2）均布在所述第一连接管（32）及所述第二连接管（33）之间；若干个所述吸热端（1）插接在风力发电机的定子（6）的槽孔（4）中。
2.如权利要求1所述的风力发电机换热装置，其特征在于：所述散热端（2）上设有若干换热片（21）且均布在所述散热端（2）上。
3.如权利要求1所述的风力发电机换热装置，其特征在于：所述第一连接管（32）连接所述圆管（31）的上部位置，所述第二连接管（33）连接所述圆管（31）的下部位置。
4.如权利要求1所述的风力发电机换热装置，其特征在于：所述第一连接管（32）呈“L”型布置，所述第二连接管（33）呈“Z”型布置。
5.如权利要求1所述的风力发电机换热装置，其特征在于：所述吸热端（1）、所述散热端（2）及所述集合管（3）内部的低沸点液体的沸点小于水的沸点。
6.如权利要求1所述的风力发电机换热装置，其特征在于：所述吸热端（1）、所述散热端（2）及所述集合管（3）均为金属材料制成。
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Cited By (1)
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| CN112302875A (zh) * | 2020-11-12 | 2021-02-02 | 江苏乃尔风电技术开发有限公司 | 一种超临界风力发电机和永磁发电机的冷却系统 |
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2017
- 2017-08-31 CN CN201721109207.8U patent/CN207377732U/zh active Active
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