CN209195596U - 塔筒、冷却装置、冷却单元及海上风力发电机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供一种塔筒、冷却装置、冷却单元塔筒及海上风力发电机组，塔筒包括：筒体，沿第一方向延伸成型，具有筒壁和由筒壁围合形成容纳空间；冷却装置，设置于容纳空间，包括沿容纳空间周向分布的两个以上冷却单元，冷却单元包括面板和连接于面板周侧的壁部，壁部还设置有和冷却空间连通的入口和出口，面板和筒壁间隔设置，以在面板、壁部和筒壁之间形成冷却空间。当冷却装置设置于塔筒内壁时，可以在面板、壁部和塔筒内壁之间形成冷却空间，冷却介质直接通过筒壁散热，既能够满足散热需求，将冷却装置设置在塔筒内部还能够减小整个风力发电机组的占地空间，能够有效解决海上风力发电机组占地面积大的问题。

Description

塔筒、冷却装置、冷却单元及海上风力发电机组

技术领域

本实用新型涉及风电设备技术领域，尤其涉及一种塔筒、冷却装置、冷却单元及海上风力发电机组。

背景技术

目前，变流器水冷系统采用变流器外冷散热器与外界空气进行热量交换。变流器内置水冷系统和水风换热器，将变流器内器件热量通过配管系统内的冷却液引入外冷散热器。外冷散热器采用水—风换热型式，携带热量的水进入散热器芯体，通过散热风扇的强迫风冷与空气进行热交换，将热量散发到空气中。

对陆上风力发电机组，外冷散热器布置于塔筒外侧地面。但是对海上风力发电机组而言，这种换热形式需要搭建单独的外冷散热器平台，占用大量空间同时增加了大量成本。

因此，亟需一种新的塔筒、冷却装置、冷却单元及海上风力发电机组。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种塔筒、冷却装置、冷却单元及海上风力发电机组，旨在解决海上风力发电机组占地面积大的问题。

本实用新型一方面提供一种塔筒，塔筒包括：筒体，沿第一方向延伸成型，具有筒壁和由筒壁围合形成容纳空间；冷却装置，设置于容纳空间，包括沿容纳空间周向分布的两个以上冷却单元，冷却单元包括面板和连接于面板周侧的壁部，壁部还设置有和冷却空间连通的入口和出口，面板和筒壁间隔设置，以在面板、壁部和筒壁之间形成冷却空间。

根据本实用新型的一个方面，筒壁包括用于和水相互接触的第一分段，冷却装置对应设置于第一分段内。

根据本实用新型的一个方面，冷却装置还包括封板，封板设置于面板和筒壁之间，壁部密封连接于封板，以在面板、壁部和封板之间形成冷却空间。

根据本实用新型的一个方面，壁部和筒壁密封连接，以在面板、壁部和筒壁之间形成冷却空间。

根据本实用新型的一个方面，入口设置于冷却单元在竖直方向上的底部，出口设置于冷却单元在竖直方向上的顶部。

本实用新型另一方面还提供一种冷却装置，冷却装置为中空环状结构体，包括沿冷却装置中空空间周向分布的两个以上冷却单元，冷却单元包括面板和连接于面板周侧的壁部，面板和壁部围合形成冷却空间，壁部还设置有和冷却空间连通的入口和出口。

根据本实用新型的一个方面，两个以上的冷却单元的入口通过连接管道并联输入；

和/或，两个以上的冷却单元的出口通过连接管道并连输出；

和/或，两个以上的冷却单元的入口和出口通过连接管道依次连接，以使两个以上的冷却单元通过入口和出口串联连接。

本实用新型又一方面还提供一种冷却单元，用于冷却装置，冷却单元包括面板和连接于面板周侧的壁部，面板和壁部围合形成冷却空间，壁部还设置有和冷却空间连通的入口和出口；其中，冷却单元还包括与面板连接的散热翅片，散热翅片位于冷却空间并形成沿冷却单元纵向延伸的多个流道。

根据本实用新型的一个方面，冷却空间内还设置有分配区，分配区设置于入口和流道之间，和/或分配区设置于流道和出口之间；

分配区内设置有沿冷却单元纵向延伸设置的隔板，隔板在冷却单元横向上和壁部间隔设置，两个以上的隔板在分配区内间隔分布，以通过隔板将分配区分隔为多个子区域。

根据本实用新型的一个方面，两个以上的隔板在分配区内均匀分布。

本实用新型再一方面还提供一种海上风力发电机组，包括上述的塔筒。

在本实用新型的冷却装置中，冷却装置设置于塔筒内部，避免冷却装置被海水侵蚀等。冷却装置包括两个以上的冷却单元，通过改变冷却单元的数量，使得冷却装置能够贴合设置于不同尺寸的塔筒内壁。冷却单元包括由面板、塔筒内壁和壁部围合形成的冷却空间，壁部上开设有和冷却空间连通的入口和出口，使得冷却介质能够由入口流入冷却空间并由出口流出冷却空间，使得冷却介质直接通过筒壁散热，既能够满足散热需求，将冷却装置设置在塔筒内部还能够减小整个风力发电机组的占地空间，能够有效解决海上风力发电机组占地面积大的问题。

附图说明

通过阅读以下参照附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显，其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。

图1是本实用新型实施例的一种塔筒的结构示意图；

图2是本实用新型实施例的一种冷却装置的结构示意图；

图3是图1的俯视图；

图4是本实用新型实施例的一种冷却装置的部分结构示意图；

图5是本实用新型另一实施例的一种塔筒的结构示意图；

图6是图4的I处的局部放大结构示意图。

附图标记说明：

100、中空空间；

200、冷却单元；

210、面板；

220、壁部；221、入口；222、出口；

230、冷却空间；231、分配区；232、隔板；

240、散热翅片；241、流道；

250、封板；

300、筒体；

310、筒壁；311、第一分段。

320、容纳空间。

具体实施方式

下面将详细描述本实用新型的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本实用新型的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本实用新型可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本实用新型的示例来提供对本实用新型的更好的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本实用新型造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了部分结构的尺寸。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本实用新型的实施例的具体结构进行限定。在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

为了更好地理解本实用新型，下面结合图1至图6根据本实用新型实施例的塔筒、冷却装置、冷却单元及海上风力发电机组进行详细描述。

请一并参阅图1至图4，本实用新型提供一种塔筒，用于陆上和海上的风力发电机组。下面以用于海上风力发电机组为例说明。塔筒包括：筒体300，沿第一方向(图2中的Z方向)延伸成型，具有筒壁310和由筒壁310围合形成的容纳空间320；冷却装置，设置于容纳空间320，冷却装置包括沿容纳空间320周向分布的两个以上冷却单元200，冷却单元200包括面板210和连接于面板210周侧的壁部220，壁部220还设置有和冷却空间230连通的入口221和出口222。面板210和筒壁310间隔设置，以在面板210、壁部220和筒壁310之间形成冷却空间230。

其中，冷却装置中冷却单元200的个数在此不做限定，如图2所示，冷却装置包含了16个冷却单元200，16个冷却单元200围合形成中空空间100。面板210的设置方式在此不做限定，面板210可以为绕冷却装置中空空间100周向延伸的曲面板210；或者，如图4所示，面板210为平面板210，此处为了便于加工成型，面板210为平面板210。

两个相邻的冷却单元200之间的距离在此不做限定，两个以上的冷却单元200可以沿容纳空间320的周向相继分布，即两个相邻的冷却单元200之间不存在间隙；或者两个以上的冷却单元200沿容纳空间320的周向间隔分布，即两个相邻的冷却单元200之间存在间隙。只要冷却单元200沿容纳空间320的周向分布即可。

在本实用新型的冷却装置中，冷却装置设置于塔筒内部，冷却装置包括两个以上的冷却单元200，通过改变冷却单元200的数量，使得冷却装置能够贴合设置于不同尺寸的塔筒内壁。冷却单元200包括由面板210和壁部220，面板210、壁部220和塔筒内壁之间形成冷却空间230，壁部220上开设有和冷却空间230连通的入口221和出口222，使得冷却介质能够由入口221流入冷却空间230并由出口222流出冷却空间230。令冷却介质直接通过筒壁310散热，既能够满足散热需求，将冷却装置设置在塔筒内部还能够减小整个风力发电机组的占地空间，能够有效解决海上风力发电机组占地面积大的问题。冷却装置在塔筒内的具体设置位置在此不做限定，例如，筒壁310包括和水相互接触的第一分段311，冷却装置对应设置于第一分段311内。

在海上风力发电机组中，至少部分塔筒设置于水面以下，塔筒包括和海水直接接触的第一分段311，冷却装置对应设置于第一分段311内，使得冷却空间230能够设置于第一分段311的内壁和面板210之间，当冷却空间230内流经冷却介质时，冷却介质可以通过筒壁310和塔筒外的海水进行热交换。而且由于海水流量极大，流动性强，海水温度变化几乎可以忽略，因此完全能够满足散热需求。

冷却空间230的形成方式有多种，例如冷却装置还包括封板250，封板250设置于面板210和筒壁310之间，壁部220密封连接于封板250，以在面板210、壁部220和封板250之间形成冷却空间230。

在这些可选的实施例中，冷却装置包括封板250，封板250位于面板210和筒壁310之间，封板250和筒壁310直接接触，壁部220密封连接于封板250，使得在面板210、壁部220和封板250之间形成冷却空间230，冷却空间230内的冷却介质可以通过封板250和筒壁310进行热交换，进而通过筒壁310和海水进行热交换。

在另一些可选的实施例中，如图5所示，壁部220和筒壁310密封连接，以在面板210、壁部220和筒壁310之间形成冷却空间230。

在这些可选的实施例中，壁部220直接和筒壁310密封连接，在面板210、壁部220和筒壁310之间形成冷却空间230，冷却空间230内的冷却介质直接和筒壁310接触，并通过筒壁310和海水进行热交换。

入口221和出口222的设置位置在此不做限定，在一些可选的实施例中，当冷却装置设置在塔筒内时，入口221设置于冷却单元200在竖直方向上的底部，出口222设置于冷却单元200在竖直方向上的顶部。

在这些可选的实施例中，出口222设置于上方，使得出口222距离待冷却部件的距离较近，能够提高冷却介质的散热效果。此外，冷却装置采用下进上出的方式，使得冷却液内的气体能够由出口222排出，有利于冷却装置快速排气。

在上述任一实施例中，冷却装置中两个以上冷却单元200之间的连接方式在此不做限定，两个以上的冷却单元200的入口221可以通过连接管道并联输入，从而实现两个冷却单元200之间并联输入，利用同一个输入口即可实现对两个以上冷却单元200同时输入冷却介质。

在另一些可选的实施例中，两个以上的冷却单元200的出口222可以通过连接管道并联输出，通过一个输出口即可输出所有的冷却单元200内的冷却介质。

在又一些可选的实施例中，两个以上的冷却单元200的入口221和出口222通过连接管道依次连接，从而使得两个以上的冷却单元200串联连接，通过第一个冷却单元200的入口输入冷却介质，冷却介质在两个以上的冷却单元200中依次流过，然后从最后一个冷却单元200的出口222流出。

冷却单元200的设置方式不仅限于此，在一些可选的实施例中，冷却单元200包括与面板210连接的散热翅片240，散热翅片240位于冷却空间230并形成在冷却单元200纵向(图4中的Z方向)上延伸的多个流道241。

在这些可选的实施例中，流道241为多个，流道241的个数较多能够有效增加换热面积；且流道241沿冷却单元200纵向延伸，相对于现有技术中单个冷却单元200中只有一条流道蜿蜒延伸的方案，该方案的多条流道241的延伸距离均较短，能够有效减小流阻，冷却液一般由冷却泵驱动流动，当流阻小时能够有效减小冷却泵的负担。

流道241的具体个数在此不做限定，如图4所示，一个冷却单元200的面板210上设置有108条流道241。流道241的具体设置方式在此也不做限定，例如散热翅片240之间的间距为6mm，即流道241的宽度为6mm；散热翅片240在面板210上延伸的高度为10mm，即流道241的深度为10mm。面板210的材料也不做限定，为了提高换热效率，面板210优选的选用铝合金-6061材料制成。

请一并参阅图6，进一步的，在一些可选的实施例中，冷却空间230内还设置有分配区231，分配区231设置于入口221和流道241之间，和/或分配区231设置于流道241和出口222之间；分配区231内设置有沿冷却单元200纵向延伸设置的隔板232，隔板232在冷却单元200横向(图4中的Y方向)上和壁部220间隔设置，两个以上的隔板232在分配区231内间隔分布，以通过隔板232将分配区231分隔为多个子区域。

在这些可选的实施例中，隔板232将分配区231分隔为多个子区域，当分配区231设置于入口221和流道241之间时，由入口221流入的冷却介质首先在分配区231内被分配流入多个子区域，防止各子区域之间的冷却介质混流，然后冷却介质由子区域流入流道241，能够保证各流道241内均有冷却介质流过，防止冷却介质仅流入距离入口221较近的流道241。当分配区231设置于出口222和流道241之间时，由流道241流出的冷却介质先流入多个子区域内，再由多个子区域经由出口222流出，使得多个流道241内的冷却介质均能够由出口222流出。

隔板232在分配区231内的设置位置在此不做限定，只要隔板232能够将分配区231分隔为多个子区域即可。优选的，两个以上的隔板232在分配区231内均匀分布，将分配区231分隔为尺寸相等的多个子区域。

其中，两个以上的隔板232在分配区231内均匀分布，并不是指严格意义上的均匀分布，只要在误差允许范围之内，隔板232将分配区231分隔为尺寸在误差范围之内相等的多个子区域即可。

在上述任一实施例中，入口221和出口222的设置位置在此不做限定，例如入口221设置于冷却单元200纵向上的一侧，或者入口221和出口222分设于冷却装置上的两侧。优选的，如图3所示，入口221和出口222分设于冷却单元200纵向上的两侧，使得冷却介质的在冷却空间230内的流入和流出不会相互干扰。

当入口221和出口222分设于冷却单元200纵向上的两侧，且入口221和流道241之间，以及出口222和流道241之间均设置有分配区231时，隔板232可以直接由靠近入口221处的分配区231延伸至靠近出口222处的分配区231，以在流道241的两端的两个分配区231内均形成多个子区域。

本实用新型还提供一种海上风力发电机组，包括上述的塔筒。由于本实施例的海上风力发电机组包括上述的塔筒，因此本实施例的海上风力发电机组包括上述塔筒所具有的有益效果，在此不再赘述。

本实用新型可以以其他的具体形式实现，而不脱离其精神和本质特征。例如，特定实施例中所描述的算法可以被修改，而系统体系结构并不脱离本实用新型的基本精神。因此，当前的实施例在所有方面都被看作是示例性的而非限定性的，本实用新型的范围由所附权利要求而非上述描述定义，并且，落入权利要求的含义和等同物的范围内的全部改变从而都被包括在本实用新型的范围之中。

Claims (11)

1.一种塔筒，其特征在于，所述塔筒包括：

筒体(300)，沿第一方向延伸成型，具有筒壁(310)和由所述筒壁(310)围合形成的容纳空间(320)；

冷却装置，设置于所述容纳空间(320)，包括沿所述容纳空间(320)周向分布的两个以上冷却单元(200)，所述冷却单元(200)包括面板(210)和连接于所述面板(210)周侧的壁部(220)，所述壁部(220)还设置有和所述冷却空间(230)连通的入口(221)和出口(222)，所述面板(210)和所述筒壁(310)间隔设置，以在所述面板(210)、所述壁部(220)和所述筒壁(310)之间形成冷却空间(230)。

2.根据权利要求1所述的塔筒，其特征在于，所述筒壁(310)包括用于和水相互接触的第一分段(311)，所述冷却装置对应设置于所述第一分段(311)内。

3.根据权利要求1所述的塔筒，其特征在于，所述冷却装置还包括封板(250)，所述封板(250)设置于所述面板(210)和所述筒壁(310)之间，所述壁部(220)密封连接于所述封板(250)，以在所述面板(210)、所述壁部(220)和所述封板(250)之间形成所述冷却空间(230)。

4.根据权利要求1所述的塔筒，其特征在于，所述壁部(220)和所述筒壁(310)密封连接，以在所述面板(210)、所述壁部(220)和所述筒壁(310)之间形成所述冷却空间(230)。

5.根据权利要求1所述的塔筒，其特征在于，所述入口(221)设置于所述冷却单元(200)在竖直方向上的底部，所述出口(222)设置于所述冷却单元(200)在竖直方向上的顶部。

6.一种冷却装置，其特征在于，所述冷却装置为中空环状结构体，包括沿所述冷却装置中空空间(100)周向分布的两个以上冷却单元(200)，所述冷却单元(200)包括面板(210)和连接于所述面板(210)周侧的壁部(220)，所述面板(210)和所述壁部(220)围合形成冷却空间(230)，所述壁部(220)还设置有和所述冷却空间(230)连通的入口(221)和出口(222)。

7.根据权利要求6所述的冷却装置，其特征在于，

两个以上的所述冷却单元(200)的所述入口(221)通过连接管道并联输入；

和/或，两个以上的所述冷却单元(200)的所述出口(222)通过连接管道并连输出；

和/或，两个以上的所述冷却单元(200)的所述入口(221)和所述出口(222)通过连接管道依次连接，以使两个以上的所述冷却单元(200)通过所述入口(221)和所述出口(222)串联连接。

8.一种冷却单元(200)，用于冷却装置，其特征在于，所述冷却单元(200)包括面板(210)和连接于所述面板(210)周侧的壁部(220)，所述面板(210)和所述壁部(220)围合形成冷却空间(230)，所述壁部(220)还设置有和所述冷却空间(230)连通的入口(221)和出口(222)；

其中，所述冷却单元(200)还包括与所述面板(210)连接的散热翅片(240)，所述散热翅片(240)位于所述冷却空间(230)并形成沿所述冷却单元纵向延伸的多个流道(241)。

9.根据权利要求8所述的冷却单元(200)，其特征在于，所述冷却空间(230)内还设置有分配区(231)，所述分配区(231)设置于所述入口(221)和所述流道(241)之间，和/或所述分配区(231)设置于所述流道(241)和所述出口(222)之间；

所述分配区(231)内设置有沿所述冷却单元(200)纵向延伸设置的隔板(232)，所述隔板(232)在所述冷却单元(200)横向上和所述壁部(220)间隔设置，两个以上的所述隔板(232)在所述分配区(231)内间隔分布，以通过所述隔板(232)将所述分配区(231)分隔为多个子区域。

10.根据权利要求9所述的冷却单元(200)，其特征在于，两个以上的所述隔板(232)在所述分配区(231)内均匀分布。

11.一种海上风力发电机组，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述的塔筒。