CN213063846U - 一种海上风力发电机组空水冷耦合散热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种海上风力发电机组空水冷耦合散热系统，包括水冷散热组件和风冷散热组件，所述风冷散热组件与水冷散热组件一侧固定连接，所述水冷散热组件包括水冷散热器和轴流风机，所述水冷散热器一侧与轴流风机固定连接，所述水冷散热器底部固定连接有第一进风软管，所述水冷散热器另一侧与风冷散热组件固定连接，述风冷散热组件包括风室，所述风室与水冷散热器一侧固定连接，本实用新型结构科学合理，使用安全方便，该散热系统将水冷和风冷进行耦合，集成为一套散热系统，可以节约机舱的安装空间，并且，可以节省一套风机，使得采购成本大大降低，该空水冷耦合散热系统可以广泛应用于风力发电机的机舱、齿轮箱和发电机部件的散热。

Description

一种海上风力发电机组空水冷耦合散热系统

技术领域

本实用新型涉及发电机部件散热技术领域，具体为一种海上风力发电机组空水冷耦合散热系统。

背景技术

随着气候变暖，人类的环保意识越来越强，清洁能源也越来越受到重视，风力发电属于一种取之不尽用之不竭的绿色新能源，风力发电受到全世界各国的大力推广和实施，随着科技的进步和人类对能源的渴求，风力发电机组越来越往大功率发展，而发电机和齿轮箱的规模也由此越来越大，因此，当初的风冷形式已经不再适用于发电机组的需求，对于大功率发电机和齿轮箱需要采用换热效率更高的水冷系统，但是，现如今的海上风力发电机组在使用时存在以下问题：

1、机舱内部布置了大功率的发电机、齿轮箱和电控系统，它们都会在正常运行时产生大量的热射散热，这些热量在机舱内部积聚会导致电缆、电气部件、轴承等使用寿命降低，并且，不利于人员进到机舱里对设备进行维护；

2、机舱内部的热量主要是发电机和齿轮箱的表面辐射散热，相当于发电机和齿轮箱内部散热总量只占其10％左右，所以不需要进行水冷系统散热，可以选择性价比更高的风冷散热，但是机舱内部布置一套水冷系统和风冷系统，不仅占用机舱内部的空间，增加机舱制造的成本，并且各自采购的成本也相对较高；

3、传统的机舱温度控制机构是由电控系统执行，而电控系统存在电气故障和电磁干扰的情况。

所以，人们急需一种海上风力发电机组空水冷耦合散热系统来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种海上风力发电机组空水冷耦合散热系统，以解决上述背景技术中提出的机舱内部布置了大功率的发电机、齿轮箱和电控系统，它们都会在正常运行时产生大量的热射散热，这些热量在机舱内部积聚会导致电缆、电气部件、轴承等使用寿命降低，并且，不利于人员进到机舱里对设备进行维护；机舱内部的热量主要是发电机和齿轮箱的表面辐射散热，相当于发电机和齿轮箱内部散热总量只占其10％左右，所以不需要进行水冷系统散热，可以选择性价比更高的风冷散热，但是机舱内部布置一套水冷系统和风冷系统，不仅占用机舱内部的空间，增加机舱制造的成本，并且各自采购的成本也相对较高；传统的机舱温度控制机构是由电控系统执行，而电控系统存在电气故障和电磁干扰的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种海上风力发电机组空水冷耦合散热系统，包括水冷散热组件和风冷散热组件，所述风冷散热组件与水冷散热组件一侧固定连接，所述水冷散热组件包括水冷散热器和轴流风机，所述水冷散热器一侧与轴流风机固定连接，所述水冷散热器底部固定连接有第一进风软管，所述水冷散热器另一侧与风冷散热组件固定连接；

利用水冷散热组件和风冷散热组件可以有效地对发电机和齿轮箱进行散热，机舱内部温度不高时不需要对机舱进行散热，通过该耦合散热系统只对发电机和齿轮箱进行散热，机舱内部温度高时需要对机舱进行散热，利用该耦合散热系统可以同时对发电机、齿轮箱和机舱都进行散热。

进一步的，所述风冷散热组件包括风室，所述风室与水冷散热器一侧固定连接，所述风室下侧与第二进风软管固定连接，所述风室一侧与出风软管固定连接，所述风室另一侧与风阀组件固定连接；

风室是水冷散热组件和风冷散热组件的中间通道，机舱外的风进入到第二进风软管，经过风室、水冷散热器和轴流风机，最后通过出风软管回到机舱外。

进一步的，所述出风软管一端与轴流风机固定连接；

利用轴流风机散热并通过出风软管达到对发电机和齿轮箱的散热效果，风最后偶从出风软管端排出。

进一步的，所述风室一角设有观察窗口，所述观察窗口一侧与把手固定连接；

进一步的，所述风室一端设有表冷器，所述表冷器一侧与U型水管固定连接；

进一步的，所述风阀组件包括框架、拉杆重锤、推杆和若干个连接杆，所述框架两端均设有拉杆重锤，所述拉杆重锤与框架一侧滑动连接，若干个连接杆一端与拉杆重锤松动连接，若干个所述连接杆另一端与框架固定连接，若干个所述连接杆与百叶片一端固定连接，所述百叶片与框架接触连接，所述推杆一端与拉杆重锤贴合连接，所述推杆另一端与定位螺母固定连接，所述推杆上套设有导向套和记忆弹簧，所述导向套一端与框架固定连接，所述记忆弹簧一端与框架固定连接；

利用拉杆重锤的重力作用可以使得拉杆重锤向下移动，同时拉杆重锤带动连接杆一端移动，使得连接杆杆体绕着远离拉杆重锤的一端作逆时针旋转；相同地，拉杆重锤可以在推杆的作用下向上移动，使得连接杆一端被向上位移的拉杆重锤拉着，绕着连接杆另一端进行顺时针旋转；拉杆重锤竖直设置便于其上下位移运动，拉杆重锤由于自身自重向下移动，使得连接杆被向下位移的拉杆重锤带动拉着进行逆时针旋转，同时与连接杆连接的百叶片也进行逆时针旋转，若干个连接杆上的百叶片同时进行逆时针旋转，使得百叶片之间互相上下重叠；相同地，拉杆重锤被推杆顶着向上移动，连接杆被向上位移的拉杆重锤带动拉着进行顺时针旋转，同时与连接杆连接的百叶片也进行顺时针旋转，若干个连接杆上的百叶片同时进行顺时针旋转，使得百叶片之间互相分离；推杆尾部安装的定位螺母用于定位，利用记忆弹簧感知温度来控制拉杆重锤的上下移动，当温度低时，记忆弹簧由于温度低处于收缩状态，此时记忆弹簧静止不动，当温度高时，记忆弹簧处于伸长状态，利用穿过记忆弹簧的推杆可以克服拉杆重锤的自重，使得拉杆重锤向一侧顶着拉杆重锤，实现拉杆重锤的向上移动。

与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果是：

1、该散热系统将水冷和风冷进行耦合，集成为一套散热系统，可以节约机舱的安装空间，并且，可以节省一套风机，使得采购成本大大降低，该空水冷耦合散热系统可以广泛应用于风力发电机的机舱、齿轮箱和发电机部件的散热。

2、耦合形式的散热系统大大简化了系统的复杂性，降低了系统的故障率，利用该散热系统可以提高散热效率，机械式控制风阀开启的机构大大提升了系统运行的可靠性。

3、采用机械式控制风阀开启的机构，可以有效地避免电气控制在电气故障和电磁干扰下出现的失效风险。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型水冷散热组件的结构示意图；

图2是本实用新型风冷散热组件的结构示意图；

图3是本实用新型风阀组件的侧视图；

图4是本实用新型风阀组件的后视图；

图中：1、水冷散热组件；2、风冷散热组件；3、水冷散热器；4、轴流风机；5、第一进风软管；6、风室；7、第二进风软管；8、出风软管；9、风阀组件；10、观察窗口；11、把手；12、表冷器；13、U型水管；14、框架；15、拉杆重锤；16、推杆；17、连接杆；18、百叶片；19、定位螺母；20、导向套；21、记忆弹簧。

具体实施方式

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。

实施例：请参阅图1-4，本实用新型提供技术方案：一种海上风力发电机组空水冷耦合散热系统，包括水冷散热组件1和风冷散热组件2，风冷散热组件2与水冷散热组件1一侧固定连接，水冷散热组件1包括水冷散热器3和轴流风机4，水冷散热器3一侧与轴流风机4固定连接，水冷散热器3与轴流风机4用于对机舱内的风进行散热，水冷散热器3底部固定连接有第一进风软管5，水冷散热器3另一侧与风冷散热组件2固定连接，第一进风软管5用于将机舱外部的冷风引入水冷散热器3；

风冷散热组件2包括风室6，风室6与水冷散热器3一侧固定连接，风室6下侧与第二进风软管7固定连接，风室6一侧与出风软管8固定连接，风室6另一侧与风阀组件9固定连接，风室6用于连接水冷散热组件1和风冷散热组件2，并且，可以接入机舱内的冷风和热风，第二进风软管7用于机舱内部的冷风进入；出风软管8用于散热后的风排出至机舱；

出风软管8一端与轴流风机4固定连接，轴流风机4用于机舱内部进入到水冷散热器3的的冷风和热风移动，利用水冷散热器3和轴流风机4达到散热效果；

风室6一角设有观察窗口10，观察窗口10一侧与把手11固定连接，观察窗口10用于观察水冷散热器3上是否有灰尘堆积，把手11用于取下观察窗口10，当水冷散热器3上灰尘堆积严重时取下观察窗口10，可以清理水冷散热器3上的灰尘；

风室6一端设有表冷器12，表冷器12一侧与U型水管13固定连接，表冷器12用于水冷散热器3的热交换，U型水管13用于连接2块表冷器12；

风阀组件9包括框架14、拉杆重锤15、推杆16和若干个连接杆17，框架14两端均设有拉杆重锤15，拉杆重锤15与框架14一侧滑动连接，若干个连接杆17一端与拉杆重锤15松动连接，若干个连接杆17另一端与框架14固定连接，若干个连接杆17与百叶片18一端固定连接，百叶片18与框架14接触连接，推杆16一端与拉杆重锤15贴合连接，推杆16另一端与定位螺母19固定连接，推杆16上套设有导向套20和记忆弹簧21，导向套20一端与框架14固定连接，记忆弹簧21一端与框架14固定连接，框架4用于固定拉杆重锤5和若干个连接杆6，拉杆重锤5用于上下移动，连接杆6用于跟随拉杆重锤5完成顺时针或者逆时针旋转，百叶片7在通风时使用，通风时，若干个百叶片7分离用于散热，不通风时，若干个百叶片7闭合静止不动，导向套8用于贯穿推杆3，定位螺母10用于定位，记忆弹簧11用于感知温度变化，从而保持收缩和拉伸两种状态，推杆9用于高温需要散热时，记忆弹簧11伸长使得推杆9顶住拉杆重锤5，推杆9顶住拉杆重锤5用于克服拉杆重锤5自身自重，使拉杆重锤5向上移动。

本实用新型的工作原理：当机舱内部温度低于XX℃时，机舱内部不需要进行散热，风阀组件中的记忆弹簧因为温度低，此时处于收缩状态，拉杆重锤由于自身自重向下移动，连接杆被向下移动的拉杆重锤拉着进行逆时针运动，同时连接杆连接的百叶片也跟着进行逆时针旋转，此时框架上的若干个百叶片互相重叠，风阀处于关闭状态，不进行散热，此时只需要对发电机和齿轮箱进行散热，机舱外的冷风从第二进风软管进入到风室，再经过水冷散热器和轴流风机，最后经过出风软管回到机舱外，实现了发电机和齿轮箱的散热效果；

当机舱内部温度高于XX℃时，机舱内需要进行散热，风阀组件的记忆弹簧因为温度高，此时处于拉长状态，记忆弹簧伸长，穿过记忆弹簧的推杆克服拉杆重锤的自重，顶住拉杆重锤，使得拉杆重锤向上移动，连接杆被向上移动的拉杆重锤拉着进行顺时针旋转，连接杆连接的百叶片也跟着进行顺时针旋转，使得框架上的若干个百叶片互相分离，此时该风阀处于开启状态，通过互相分离的百叶片进行散热，此时该冷水冷耦合散热系统对发电机、齿轮箱和机舱都进行散热，机舱外的冷风进入到第二进风软管，同时，机舱内的热风从风阀组件的百叶片进入到风室，热风和冷风同时经过水冷散热器、轴流风机，最后经过出风软管回到机舱外，实现了机舱、发电机和齿轮箱的散热效果。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种海上风力发电机组空水冷耦合散热系统，其特征在于：包括水冷散热组件(1)和风冷散热组件(2)，所述风冷散热组件(2)与水冷散热组件(1)一侧固定连接，所述水冷散热组件(1)包括水冷散热器(3)和轴流风机(4)，所述水冷散热器(3)一侧与轴流风机(4)固定连接，所述水冷散热器(3)底部固定连接有第一进风软管(5)，所述水冷散热器(3)另一侧与风冷散热组件(2)固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种海上风力发电机组空水冷耦合散热系统，其特征在于：所述风冷散热组件(2)包括风室(6)，所述风室(6)与水冷散热器(3)一侧固定连接，所述风室(6)下侧与第二进风软管(7)固定连接，所述风室(6)一侧与出风软管(8)固定连接，所述风室(6)另一侧与风阀组件(9)固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种海上风力发电机组空水冷耦合散热系统，其特征在于：所述出风软管(8)一端与轴流风机(4)固定连接。

4.根据权利要求2所述的一种海上风力发电机组空水冷耦合散热系统，其特征在于：所述风室(6)一角设有观察窗口(10)，所述观察窗口(10)一侧与把手(11)固定连接。

5.根据权利要求2所述的一种海上风力发电机组空水冷耦合散热系统，其特征在于：所述风室(6)一端设有表冷器(12)，所述表冷器(12)一侧与U型水管(13)固定连接。

6.根据权利要求2所述的一种海上风力发电机组空水冷耦合散热系统，其特征在于：所述风阀组件(9)包括框架(14)、拉杆重锤(15)、推杆(16)和若干个连接杆(17)，所述框架(14)两端均设有拉杆重锤(15)，所述拉杆重锤(15)与框架(14)一侧滑动连接，若干个连接杆(17)一端与拉杆重锤(15)松动连接，若干个所述连接杆(17)另一端与框架(14)固定连接，若干个所述连接杆(17)与百叶片(18)一端固定连接，所述百叶片(18)与框架(14)接触连接，所述推杆(16)一端与拉杆重锤(15)贴合连接，所述推杆(16)另一端与定位螺母(19)固定连接，所述推杆(16)上套设有导向套(20)和记忆弹簧(21)，所述导向套(20)一端与框架(14)固定连接，所述记忆弹簧(21)一端与框架(14)固定连接。

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