CN211230725U - 冷却装置及包括其的风力发电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种冷却装置及包括其的风力发电机，其中，风力发电机包括固定轴和套设在固定轴外侧的转动轴，固定轴与转动轴之间设置有两轴承，两轴承分别设置于转动轴的两端部。所述冷却装置包括有：冷管装置，所述冷管装置与所述固定轴的内壁导热接触，每个所述轴承的对应位置均设置有一所述冷管装置；鼓风装置，所述鼓风装置设置于所述转动轴的轴向侧部，所述鼓风装置用于产生吹向所述转动轴的气流。通过对固定轴和转动轴的冷却，实现对轴承的间接冷却。防止因轴承仅有内圈或外圈得到冷却，引起内外圈温差较大，造成轴承无法正常运行。由于两个轴承的位置较为分散，因此在每个轴承所在处都设置有冷管装置，保证冷却效果。

Description

冷却装置及包括其的风力发电机

技术领域

本实用新型涉及一种冷却装置及包括其的风力发电机。

背景技术

轴承是直驱风力发电机的重要支撑部件，也是主要的产热部件之一。轴承对其运行温度有严格的要求，一方面，轴承的运行温度直接影响润滑脂的黏度，润滑脂黏度会随着温度的升高而发生改变，适宜的润滑脂黏度是保证轴承正常运转的重要条件；另一方面，轴承内外圈温差影响内外圈径向游隙大小，游隙为零或略微为正最佳，过大的负游隙量会显著缩短轴承寿命。同时还要保证轴承圆周方向温度的均匀性，否则引起滚道变形，进而影响轴承寿命。随着风力发电机容量的不断增大，轴承体积及发热量也会显著增加，因此轴承冷却越来越至关重要。

直驱风力发电机的主轴轴承的设置方式分为单轴承式和双轴承式两种。单轴承式是指主轴有一个轴承支撑；而双轴承式是指主轴有两个轴承支撑，其中一个轴承轴向定位，另一个轴承轴向游动。相比于单轴承式的设置方式，双轴承式的设置方式热源不集中，高温点分别位于两个轴承所在的位置，冷却难度较大。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中的上述缺陷，提供一种冷却装置及包括其的风力发电机。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种冷却装置，其应用于风力发电机，所述风力发电机包括固定轴和套设在所述固定轴外侧的转动轴，所述固定轴与所述转动轴之间设置有两轴承，两所述轴承分别设置于所述转动轴的两端部，其特征在于，所述冷却装置包括有：

冷管装置，所述冷管装置与所述固定轴的内壁导热接触，每个所述轴承的对应位置均设置有一所述冷管装置；

鼓风装置，所述鼓风装置设置于所述转动轴的轴向侧部，所述鼓风装置用于产生吹向所述转动轴的气流。

本方案中，通过对固定轴和转动轴的冷却，实现对轴承的间接冷却。具体地，冷管装置用于冷却固定轴并间接冷却轴承的内圈，鼓风装置用于冷却转动轴并间接冷却轴承的外圈，因此轴承的内外圈都能够得到冷却，防止因轴承仅有内圈或外圈得到冷却，引起内外圈温差较大，造成轴承无法正常运行。由于两个轴承的位置较为分散，因此在每个轴承所在处都设置有冷管装置，保证冷却效果。

较佳地，所述冷管装置包括冷却管，所述冷却管沿所述固定轴的周向呈环形地设置。

本方案中，轴承内圈的各个位置都能够得到冷却管的冷却，冷却效果较好。

较佳地，所述冷却管的横截面为矩形，所述冷却管的外壁与所述固定轴的内壁相贴合。

本方案中，矩形截面的冷却管与固定轴的接触面积较大，提高冷却管对固定轴的冷却效果。

较佳地，所述冷管装置包括多个所述冷却管，所述冷却管沿所述固定轴的轴向并排设置。

本方案中，冷却管设置有多个以提高冷却介质的流量，增强冷却效果。

较佳地，所述冷却管具有介质出口和介质入口，所述冷却管中的所述介质出口和介质入口位于所述固定轴的同一侧。

本方案中，单个冷却管的介质出口和介质入口都位于同一侧，因此冷却介质能够在固定轴的内侧流动一周，充分利用冷却介质。所有冷却管的介质出口和介质入口都位于同一侧，因此便于管路的布置。

较佳地，相邻所述冷却管的介质出口和介质入口相反地设置，以使得相邻所述冷却管内冷却介质的流动方向相反。

本方案中，各个冷却管内冷却介质的流动方向交错设置，减小轴承在圆周方向上的温度梯度，使得内圈各个位置的温度较为均匀，避免温度梯度较大造成的轴承性能下降。

较佳地，两所述轴承各对应设置有一所述鼓风装置。

本方案中，每个轴承都有一对应的鼓风装置对其外圈进行冷却，冷却效果较好。

较佳地，所述鼓风装置通过固定支架连接于所述固定轴的端部。

本方案中，鼓风装置与轴承的距离较近，有利于轴承冷却。转动轴相对于鼓风装置不断旋转，转动轴端部的各处都能够得到冷却。

较佳地，所述转动轴的外侧壁设置有散热翅片，所述散热翅片与所述轴承位置相对应。

本方案中，散热翅片随着转动轴转动，有利于散热翅片与空气传递热量，提高冷却效果。

一种风力发电机，其特征在于，包括如前所述的冷却装置。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实例。

本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型通过利用冷管装置对轴承的内圈冷却，利用鼓风装置对轴承的外圈冷却，实现轴承内外圈同时降温，防止因轴承内外圈温差过大造成的轴承性能和寿命的损失。另外，两个轴承处都安装有冷管装置，使得各个轴承都能够得到冷却，解决了因热源分散造成的散热难度大的问题。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例的风力发电机的内部结构示意图。

图2为本实用新型较佳实施例的冷却装置的冷管装置的结构示意图。

附图标记说明：

固定轴1

转动轴2

轴承3

轴承内圈31

轴承外圈32

冷管装置4

冷却管41

介质入口42

介质出口43

鼓风装置5

风力发电机100

具体实施方式

下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。

如图1所示，本实用新型提供一种冷却装置及包括其的风力发电机100，其中，风力发电机100包括固定轴1和套设在固定轴1外侧的转动轴2，固定轴1与转动轴2之间设置有两轴承3，两轴承3分别设置于转动轴2的两端部。轴承3具有轴承内圈31和轴承外圈32，轴承内圈31与固定轴1接触，轴承外圈32与转动轴2接触。

冷却装置包括有冷管装置4和鼓风装置5，其中，冷管装置4与固定轴1的内壁导热接触，每个轴承3的对应位置均设置有一冷管装置4；鼓风装置5，鼓风装置5设置于转动轴2的轴向侧部，鼓风装置5用于产生吹向转动轴2的气流。在其他的某些实施例中，鼓风装置5所产生的气流也可以直接作用于轴承3进行冷却。

在本实施例中，冷管装置4用于冷却固定轴1并间接冷却轴承3的内圈，鼓风装置5用于冷却转动轴2并间接冷却轴承3的外圈，因此轴承3的内外圈都能够得到冷却，防止因轴承3仅有内圈或外圈得到冷却，引起内外圈温差较大，造成轴承3无法正常运行。由于两个轴承3的位置较为分散，因此在每个轴承3所在处都设置有冷管装置4，保证冷却效果。在本实施例中，冷却介质在冷却装置内流动，冷却介质优选为水、冷却液等液体，在某些实施例中，冷却介质也可以为冷却气体。鼓风装置5优选为风扇，风扇的风向朝向转动轴2。

一般运行工况下，通过调节冷管装置4中冷却介质的流量，将轴承3温度降到适宜的区间。如果出现轴承3内外圈温差过大的情况，则减小冷却介质的流量，同时开启鼓风装置5，随着转动轴2的旋转，鼓风装置5出风均匀吹到转动轴2外表面，加强了转动轴2的散热，降低了轴承外圈32温度，即可将轴承3内外圈温差调节至合适范围。

如图1和图2所示，冷管装置4包括冷却管41，冷却管41沿固定轴1的周向呈环形地设置，轴承内圈31的周向各个位置都能够得到冷却管41的冷却，冷却效果较好，轴承3能够被充分地冷却。

冷却管41的横截面为矩形，冷却管41的外壁与固定轴1的内壁相贴合。矩形截面的冷却管41与固定轴1为面接触，因此接触面积较大，冷却管41对固定轴1的冷却效果较好。优选地，冷却管41为扁管，冷却管41较长的边部与固定轴1贴合，进一步提高冷却效率。

冷管装置4包括多个冷却管41，多个冷却管41沿固定轴1的轴向并排设置，冷却管41设置有多个以提高冷却介质的流量，增强冷却效果。

冷却管41具有介质出口43和介质入口42，单个冷却管41的介质出口43和介质入口42都位于固定轴1的同一侧，因此冷却介质能够在固定轴1的内侧流动一周，充分利用冷却介质进行降温。所有冷却管41的介质出口43和介质入口42也都位于固定轴1的同一侧，以便于管路的布置。

由于冷却管41靠近介质入口42处的温度较低，靠近介质出口43处的温度较高，若各个冷却管41内冷却介质的流动方向都相同，则会导致轴承3的温度不均匀。相邻冷却管41的介质出口43和介质入口42相反地设置，以使得相邻冷却管41内冷却介质的流动方向相反。各个冷却管41内冷却介质的流动方向交错设置，减小轴承3在圆周方向上的温度梯度，使得轴承内圈31各个位置的温度较为均匀，避免温度梯度较大造成的轴承3性能下降。在本实施例中，冷管装置4设置有两个冷却管41，两冷却管41内的冷却介质流向相反。

在本实施例中，冷却管41为一体设置的弯管。在其他的某些实施例中，冷却管41可以为多段弯管拼接而成，各段弯管间通过软管相连接，这样设置能够降低冷却管41的加工难度。

作为优选的实施方式，两轴承3各对应设置有一鼓风装置5，每个轴承3都有一对应的鼓风装置5对其外圈进行冷却，冷却效果较好。

鼓风装置5通过固定支架连接于固定轴1的端部，鼓风装置5与轴承3的距离较近，有利于轴承3冷却。转动轴2相对于鼓风装置5不断旋转，转动轴2端部的各处都能够得到冷却。

转动轴2的外侧壁设置有散热翅片(图中未示出)，散热翅片与轴承3位置相对应。散热翅片随着转动轴2转动，有利于散热翅片与空气传递热量，提高冷却效果。

本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型通过利用冷管装置4对轴承内圈31冷却，利用鼓风装置5对轴承外圈32冷却，实现轴承3内外圈同时降温，防止因轴承3内外圈温差过大造成的轴承3性能和寿命的损失。另外，两个轴承3处都安装有冷管装置4，使得各个轴承3都能够得到冷却，解决了因热源分散造成的散热难度大的问题。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种冷却装置，其应用于风力发电机，所述风力发电机包括固定轴和套设在所述固定轴外侧的转动轴，所述固定轴与所述转动轴之间设置有两轴承，两所述轴承分别设置于所述转动轴的两端部，其特征在于，所述冷却装置包括有：

冷管装置，所述冷管装置与所述固定轴的内壁导热接触，每个所述轴承的对应位置均设置有一所述冷管装置；

鼓风装置，所述鼓风装置设置于所述转动轴的轴向侧部，所述鼓风装置用于产生吹向所述转动轴的气流。

2.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述冷管装置包括冷却管，所述冷却管沿所述固定轴的周向呈环形地设置。

3.如权利要求2所述的冷却装置，其特征在于，所述冷却管的横截面为矩形，所述冷却管的外壁与所述固定轴的内壁相贴合。

4.如权利要求2所述的冷却装置，其特征在于，所述冷管装置包括多个所述冷却管，所述冷却管沿所述固定轴的轴向并排设置。

5.如权利要求4所述的冷却装置，其特征在于，所述冷却管具有介质出口和介质入口，所述冷却管中的所述介质出口和介质入口位于所述固定轴的同一侧。

6.如权利要求5所述的冷却装置，其特征在于，相邻所述冷却管的介质出口和介质入口相反地设置，以使得相邻所述冷却管内冷却介质的流动方向相反。

7.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，两所述轴承各对应设置有一所述鼓风装置。

8.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述鼓风装置通过固定支架连接于所述固定轴的端部。

9.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述转动轴的外侧壁设置有散热翅片，所述散热翅片与所述轴承位置相对应。

10.一种风力发电机，其特征在于，包括如权利要求1～9任一项所述的冷却装置。

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