CN219999906U - 风力发电机组的塔筒内电气设备冷却用的对流传热设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供风力发电机组的塔筒内电气设备冷却用的对流传热设备，涉及风力发电设备换热技术领域。该风力发电机组的塔筒内电气设备冷却用对流传热设备，包括塔筒，所述塔筒的内侧中部设置有内换热腔，所述内换热腔的中下部由上到下依次分别设置有顶座和底座，所述顶座的底端中部和底座的顶端中部分别固定连接在连接柱的两端。通过气液对流式的传热方式并且在对流板辅以导热翅片进行同步传热，对塔筒底部电气设备所产生的高温气流进行降温处理，相比于传统的直流通风式降温，该种降温方式降温效果更佳，可以将风力发电过程中电气设备所产生的热量进行及时处理，保证电气设备以及风力发电工作的正常进行。

Description

风力发电机组的塔筒内电气设备冷却用的对流传热设备

技术领域

本实用新型涉及风力发电设备技术领域，具体为风力发电机组的塔筒内电气设备冷却用的对流传热设备。

背景技术

风力发电是指把风的动能转为电能，风能是一种清洁无公害的可再生能源，很早就被人们利用，主要是通过风车来抽水、磨面等，人们感兴趣的是如何利用风来发电，利用风力发电非常环保，且风能蕴量巨大，并且风能作为一种无污染能源，在风力发电的过程中也不会对周围环境产生污染。

风力发电设备一般由塔筒作为承载结构，塔筒上设计有塔筒门，塔筒门距离地面具有一定的高度，塔筒门下方具有门前平台，在门前平台与地面之间的塔筒段上设置有出入风口，并且在门前平台与地面之间的塔筒段的内部设置有变流器、电抗器以及其他大功率电气设备，在这些大功率电气设备运行的过程中会产生大量的热量。

现有的散热方式采用的是直流通风式的散热方式进行散热，散热效果比较一般，无法将电气设备所产生的大量热量进行处理，这些热量从而会导致塔筒内的电气设备无法持续正常工作，影响正常风力的发电作业，因此，本领域技术人员提出了种风力发电机组的塔筒内电气设备冷却用的对流传热设备，用来解决上述所存在的技术问题。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了风力发电机组的塔筒内电气设备冷却用的对流传热设备，解决了风力发电过程中塔筒内部电气设备运行产生的热量无法及时处理(转移或散去)影响其电气设备正常工作的问题。

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：

一种风力发电机组的塔筒内电气设备冷却用的对流传热设备，包括塔筒，所述塔筒的内侧中部设置有内换热腔，所述内换热腔的中下部由上到下依次分别设置有顶座和底座，所述顶座的底端中部和底座的顶端中部分别固定连接在连接柱的两端，所述顶座和底座的内侧均等距设置有若干组连接孔；

所述连接柱上等距设置有若干个对流板，所述对流板的内部两侧均分别设置有液体循环管和气体循环管，且所述液体循环管和气体循环管两端分别与顶座和底座对应位置的连接孔连通，所述对流板的两侧中部均等距设置有若干个导热翅片。

优选的，所述顶座的顶端中部两侧分别设置有冷水进口和热水排口，且所述冷水进口和热水排口的靠近顶座的一端均与顶座内部的导流管连通。

优选的，所述顶座的顶端中部一侧固定连接有循环泵，所述顶座的顶端中部另一侧固定连接有冷却器，所述循环泵的出液口通过连接管与冷水进口连通，所述循环泵的入液口通过连接管与冷却器的出液口连通，所述冷却器的入液口通过连接管与热水排口连通。

优选的，所述底座的底端中部两侧分别设置有热气进口和冷气排口，所述底座底端中部两侧的靠近边缘处分别固定连接有离心风机一和离心风机二，所述离心风机一的出风口通过连接管与底座内部的导流管连通，所述离心风机一的入风口通过连接管与内换热腔的中下部连通，所述离心风机二的入风口通过连接管与底座内部的导流管连通，所述离心风机二的出风口通过连接管与排风道管的顶端中部连通。

优选的，所述底座的底端设置有螺旋通道管，所述螺旋通道管的一端与排风道管远离离心风机二的一端连通，所述螺旋通道管的内侧底端中部等距设置有若干个开口，所述螺旋通道管的内侧底端等距设置有若干个分流片。

优选的，所述螺旋通道管的底端中部等距设置有若干个出风筒，且所述出风筒的顶端分别与对应位置的开口连通，所述出风筒均呈倒锥形设置。

优选的，所述塔筒的底端固定连接在基座的顶端中部，所述塔筒的外侧中上部设置有门前平台，所述塔筒的外侧中下部设置有安装筒，所述安装筒远离塔筒的一端上设置有保护盖，所述保护盖上等距设置有若干个开孔。

优选的，所述安装筒靠近保护盖的内部一侧等距设置有若干组纱网板，所述安装筒的远离保护盖的内部一侧设置有过滤棉板。

优选的，所述分流片的面积随着远离排风道管的入风处逐渐增大，所述排风道管、螺旋通道管以及分流片的材质均为铝合金材质，所述分流片均呈弧形设置或半圆弧形设置。

优选的，所述门前平台与塔筒的检修门位置处于同一水平线，所述门前平台的材质采用的是高碳不锈钢材质。

优选的，所述导热翅片的材质为铝材质、不锈钢或氧化铜等具有高导热系数的材质，所述导热翅片的纵向截面均呈弧形设置。

工作原理：在塔筒上的风力发电设备进行发电的时候，塔筒内的电气设备工作产生大量的热量并散发于空气之中，离心风机一通过连接管以及热气进口将电气设备产生的热空气进行抽动注入到底座的导流管之内，同时顶座上的循环泵通过连接管以及冷水进口将冷却水注入顶座内的导流管之内，顶座内的冷却水以及底座内的高温空气分别通过对应的连接孔进入到不同对流板的液体循环管和气体循环管之内，然后对流板内的冷却水以及高温气体随着循环管道进行对流循环，同时通过对流板上的导热翅片将对流板上所吸收的热量进行导热散发，液体循环管内的冷却水水温随着高温气体的对流循环温度而逐渐升高，之后液体循环管内的高温水通过热水排口和冷却器的再次处理返回到循环泵之中，气体循环管内的高温气体随着水却水的对流循环温度而逐渐降低，之后气体循环完毕之后通过离心风机二的抽动(吸)，将降温完毕之后的低温气体经过排风道管进入到螺旋通道管之内，进入螺旋通道管内的低温气体随着螺旋通道管的形状进行流动，并且低温气体流动的同时受各个分流片分流将低温气体分别均匀地分入不同的开口之内，最后通过出风筒进行排出到电气设备之上，对塔筒内的电气设备进行降温处理。本申请借助塔筒这个围护结构依靠其内部设置的内换热腔本质上构建了一套间壁式换热器，使得塔筒不再是单一原始的承载功能。

本实用新型提供了风力发电机组的塔筒内电气设备冷却用的对流传热设备。具备以下有益效果：

1、本实用新型通过气液对流式的传热方式并且在对流板辅以导热翅片进行同步导热，对塔筒底部电气设备所产生的高温进行降温处理，相比于传统的直流通风式降温，该种降温方式降温效果更佳，可以将风力发电过程中电气设备所产生的热量进行及时处理，保证电气设备以及风力发电工作的正常进行。

2、本实用新型通过在螺旋通道管内设置面积逐渐增加的分流片，可以将排风道管排入螺旋通道管内的低温气体均匀地分散给每个开口，然后再由顶大底小的出风筒将低温气体排放到电气设备之上，出风筒内的气体排放的同时由于底口较小，所以出风筒内的气体会加速排放，并且在加速的过程中还可以二次对气体进行排放，提高对电气设备的降温效果。

3、本实用新型通过安装筒对塔筒内部与外界环境中的空气进行流通的时候，外部环境中的气体进入内换热腔之前，首先通过保护盖对气体中的大型颗粒物进行过滤，然后进入安装筒内的气体再次通过纱网板对空气中的灰尘进行过滤，过滤完毕之后的空气最后通过过滤棉板对其进行过滤之后排入到内换热腔之内，通过多重过滤的方式对空气中的灰尘以及杂质进行过滤，防止空气中的灰尘进入内换热腔之后积聚影响内部电气设备的正常工作。

附图说明

图1为本实用新型的整体设备结构示意图；

图2为本实用新型的塔筒内部结构剖视仰视示意图；

图3为本实用新型的塔筒内部结构剖视俯视示意图；

图4为本实用新型的排风通道管和螺旋通道管内部结构剖视示意图；

图5为本实用新型的螺旋通道管底部结构示意图；

图6为本实用新型的对流板内部结构剖视示意图；

图7为本实用新型的底座结构示意图；

图8为本实用新型的顶座结构示意图；

图9为本实用新型的顶座内部结构剖视示意图；

图10为本实用新型的安装筒内部结构剖视示意图。

其中，1、塔筒；2、基座；3、保护盖；4、门前平台；5、安装筒；6、内换热腔；7、离心风机一；8、对流板；9、循环泵；10、顶座；11、连接柱；12、导热翅片；13、底座；14、离心风机二；15、排风道管；16、出风筒；17、冷却器；18、螺旋通道管；19、开口；20、分流片；21、液体循环管；22、气体循环管；23、连接孔；24、热气进口；25、冷气排口；26、冷水进口；27、热水排口；28、导流管；29、纱网板；30、过滤棉板。

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。

实施例一：

如图2-图3所示，本实用新型实施例提供一种风力发电机组的塔筒内电气设备冷却用的对流传热设备，包括塔筒1，塔筒1的内侧中部设置有内换热腔6，内换热腔6的中下部由上到下依次分别设置有顶座10和底座13，顶座10的底端中部和底座13的顶端中部分别固定连接在连接柱11的两端，顶座10和底座13的内侧均等距设置有若干组连接孔23，连接柱11上等距设置有若干个对流板8，对流板8的内部两侧均分别设置有液体循环管21和气体循环管22，且液体循环管21和气体循环管22两端分别与顶座10和底座13对应位置的连接孔23连通，对流板8的两侧中部均等距设置有若干个导热翅片12。

如图6-图9所示，顶座10的顶端中部两侧分别设置有冷水进口26和热水排口27，且冷水进口26和热水排口27的靠近顶座10的一端均与顶座10内部的导流管28连通，顶座10的顶端中部一侧固定连接有循环泵9，顶座10的顶端中部另一侧固定连接有冷却器17，循环泵9的出液口通过连接管与冷水进口26连通，循环泵9的入液口通过连接管与冷却器17的出液口连通，冷却器17的入液口通过连接管与热水排口27连通。

顶座10上的循环泵9通过连接管以及冷水进口26将冷却水注入顶座10内的导流管28之内，顶座10内的冷却水以及底座13内的高温空气分别通过对应的连接孔23进入到不同对流板8的液体循环管21和气体循环管22之内，然后对流板8内的冷却水以及高温气体随着循环管道进行对流循环，同时通过对流板8上的导热翅片12将对流板8上所吸收的热量进行导热散发，液体循环管21内的冷却水水温随着高温气体的对流循环温度而逐渐升高，之后液体循环管21内的高温水通过热水排口27和冷却器17的再次处理返回到循环泵9之中。

底座13的底端中部两侧分别设置有热气进口24和冷气排口25，底座13底端中部两侧的靠近边缘处分别固定连接有离心风机一7和离心风机二14，离心风机一7的出风口通过连接管与底座13内部的导流管28连通，离心风机一7的入风口通过连接管与内换热腔6的中下部连通，离心风机二14的入风口通过连接管与底座13内部的导流管28连通，离心风机二14的出风口通过连接管与排风道管15的顶端中部连通。本实施例在底座2和顶座10内均设置有导流管28，即配置有两个导流管28，第一导流管设置在顶座10，第二导流管设置在底座13中。

离心风机一7通过连接管以及热气进口24将电气设备产生的热量以及空气进行抽动注入到底座13的导流管28之内，气体循环管22内的高温气体随着水却水的对流循环温度而逐渐降低，之后气体循环完毕之后通过离心风机二14的抽动，将降温完毕之后的低温气体经过排风道管15进入到螺旋通道管18之内，从而方便后续对流完毕之后的低温气体再次对内换热腔6内的电气设备进行降温处理。

实施例二：

如图4-图5所示，底座13的底端设置有螺旋通道管18，螺旋通道管18的一端与排风道管15远离离心风机二14的一端连通，螺旋通道管18的内侧底端中部等距设置有若干个开口19，螺旋通道管18的内侧底端等距设置有若干个分流片20。

进入螺旋通道管18内的低温气体随着螺旋通道管18的形状进行流动，并且低温气体流动的同时受各个分流片20分流将低温气体分别均匀地分入不同的开口19之内，最后通过出风筒16进行排出到电气设备之上，对塔筒1内的电气设备进行降温处理。

螺旋通道管18的底端中部等距设置有若干个出风筒16，且出风筒16的顶端分别与对应位置的开口19连通，出风筒16均呈倒锥形设置。

在螺旋通道管18内设置面积逐渐增加的分流片20，可以将排风道管15排入螺旋通道管18内的低温气体均匀地分散给每个开口19，然后再由顶大底小的出风筒16将低温气体排放到电气设备之上，出风筒16内的气体排放的同时由于底口较小，所以出风筒16内的气体会加速排放，并且在加速的过程中还可以二次对气体进行排放，提高对电气设备的降温效果。

实施例三：

如图1所示，塔筒1的底端固定连接在基座2的顶端中部，塔筒1的外侧中上部设置有门前平台4，塔筒1的外侧中下部设置有安装筒5，安装筒5远离塔筒1的一端上设置有保护盖3，保护盖3上等距设置有若干个开孔。

风力发电设备在安装的时候通过基座2将其底部进行固定，然后在其发生故障的时候，工作人员可以通过门前平台4对塔筒1内换热腔6空间中的电气设备进行安装维护，保证风力发电作业的正常进行。

如图10所示，安装筒5靠近保护盖3的内部一侧等距设置有若干组纱网板29，安装筒5的远离保护盖3的内部一侧设置有过滤棉板30。

安装筒5对塔筒1的内换热腔6与外界环境中的空气进行流通的时候，外部环境中的气体进入内换热腔6之前，首先通过保护盖3对气体中的大型颗粒物进行过滤，然后进入安装筒5内的气体再次通过纱网板29对空气中的灰尘进行过滤，过滤完毕之后的空气最后通过过滤棉板30对其进行过滤之后排入到内换热腔6之内，通过多重过滤的方式对空气中的灰尘以及杂质进行过滤，防止空气中的灰尘进入内换热腔6之后积聚影响内部电气设备的正常工作。

实施例四：

分流片20的面积随着远离排风道管15的入风处逐渐增大，排风道管15、螺旋通道管18以及分流片20的材质均为铝合金材质，分流片20均呈弧形设置或半圆弧形设置。

随着面积逐渐增大的分流片20，螺旋通道管18内的低温气体在其内部流动的同时还可以均匀地进入到每个开口19的内部，从而保证每个出风筒16所排出的风量都是相同大小的，并通过弧形设置的分流片20面积更大，分流效果更好。

门前平台4与塔筒1的检修门位置处于同一水平线，门前平台4的材质采用的是高碳不锈钢材质。

工作人员在塔筒1内部发生故障的时候，可以通过门前平台4进入到塔筒1的内部，并且高碳不锈钢材质的门前平台4结构强度较高的同时不易受外部环境中的水汽发生锈蚀损坏。

导热翅片12的材质为铝材质、不锈钢或氧化铜等具有高导热系数的材质，导热翅片12的纵向截面均呈弧形设置。

铝材质的导热翅片12导热效果更好，并且弧形的导热翅片12导热面积更大，导热效果更好。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.风力发电机组的塔筒内电气设备冷却用的对流传热设备，包括塔筒(1)，其特征在于：

所述塔筒(1)的内侧中部设置有内换热腔(6)，所述内换热腔(6)中设置有顶座(10)和底座(13)，所述顶座(10)和底座(13)分别连接在连接柱(11)的两端，所述顶座(10)和底座(13)的内侧等距设置有若干组连接孔(23)；

所述连接柱(11)上设置有若干个对流板(8)，所述对流板(8)的内部两侧均分别设置有液体循环管(21)和气体循环管(22)，且所述液体循环管(21)和气体循环管(22)两端分别与顶座(10)和底座(13)对应位置的连接孔(23)连通。

2.根据权利要求1所述的风力发电机组的塔筒内电气设备冷却用的对流传热设备，其特征在于：

所述顶座(10)的顶端中部两侧分别设置有冷水进口(26)和热水排口(27)，且所述冷水进口(26)和热水排口(27)的靠近顶座(10)的一端均与顶座(10)内部的导流管(28)连通。

3.根据权利要求2所述的风力发电机组的塔筒内电气设备冷却用的对流传热设备，其特征在于：

所述顶座(10)的顶端中部一侧固定连接有循环泵(9)，所述顶座(10)的顶端中部另一侧固定连接有冷却器(17)，所述循环泵(9)的出液口通过连接管与冷水进口(26)连通，所述循环泵(9)的入液口通过连接管与冷却器(17)的出液口连通，所述冷却器(17)的入液口通过连接管与热水排口(27)连通。

4.根据权利要求1所述的风力发电机组的塔筒内电气设备冷却用的对流传热设备，其特征在于：

所述底座(13)的底端中部两侧分别设置有热气进口(24)和冷气排口(25)，所述底座(13)底端中部两侧的靠近边缘处分别固定连接有离心风机一(7)和离心风机二(14)；

所述离心风机一(7)的出风口通过连接管与底座(13)内部的导流管(28)连通，所述离心风机一(7)的入风口通过连接管与内换热腔(6)的中下部连通；

所述离心风机二(14)的入风口通过连接管与底座(13)内部的导流管(28)连通，所述离心风机二(14)的出风口通过连接管与排风道管(15)的顶端中部连通。

5.根据权利要求4所述的风力发电机组的塔筒内电气设备冷却用的对流传热设备，其特征在于：

所述底座(13)的底端设置有螺旋通道管(18)，所述螺旋通道管(18)的一端与排风道管(15)远离离心风机二(14)的一端连通，所述螺旋通道管(18)的内侧底端中部等距设置有若干个开口(19)，所述螺旋通道管(18)的内侧底端等距设置有若干个分流片(20)。

6.根据权利要求5所述的风力发电机组的塔筒内电气设备冷却用的对流传热设备，其特征在于：

所述螺旋通道管(18)的底端中部等距设置有若干个出风筒(16)，且所述出风筒(16)的顶端分别与对应位置的开口(19)连通，所述出风筒(16)均呈倒锥形设置。

7.根据权利要求1所述的风力发电机组的塔筒内电气设备冷却用的对流传热设备，其特征在于：

所述塔筒(1)的底端固定连接在基座(2)的顶端中部，所述塔筒(1)的外侧中上部设置有门前平台(4)，所述塔筒(1)的外侧中下部设置有安装筒(5)，所述安装筒(5)远离塔筒(1)的一端上设置有保护盖(3)，所述保护盖(3)上等距设置有若干个开孔。

8.根据权利要求7所述的风力发电机组的塔筒内电气设备冷却用的对流传热设备，其特征在于：

所述安装筒(5)靠近保护盖(3)的内部一侧等距设置有若干组纱网板(29)，所述安装筒(5)的远离保护盖(3)的内部一侧设置有过滤棉板(30)。

9.根据权利要求5所述的风力发电机组的塔筒内电气设备冷却用的对流传热设备，其特征在于：

所述分流片(20)的面积随着远离排风道管(15)的入风处逐渐增大，所述分流片(20)均呈弧形设置或半圆弧形设置。

10.根据权利要求1所述的风力发电机组的塔筒内电气设备冷却用的对流传热设备，其特征在于：

所述对流板(8)的两侧中部均等距设置有若干个导热翅片(12)，所述导热翅片(12)的材质为铝材质、不锈钢或氧化铜，所述导热翅片(12)的纵向截面均呈弧形设置。