CN220102023U - 一种风力发电机齿轮箱外置风冷散热结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种风力发电机齿轮箱外置风冷散热结构，包括：齿轮箱本体、温度传感器、循环管路、油泵、散热器和控制器；循环管路与齿轮箱本体连通，温度传感器设于齿轮箱本体上，散热器包括轴流风机、导流筒和散热盘管，轴流风机固定安装在机舱内，轴流风机的出风口可拆卸安装有导流筒，导流筒为沿气流流动方向逐渐缩小的锥形筒，散热盘管可拆卸安装在导流筒的出风口处，散热盘管和油泵串联在循环管路上，温度传感器、轴流风机和油泵均与控制器相连。本结构使用循环管路将齿轮箱内部的润滑油引出进行风冷散热，结构形式简单，而且使用了一个锥形导流筒对轴流风机吹出的气流进行聚流和加速作用，可提高散热效率。

Description

一种风力发电机齿轮箱外置风冷散热结构

技术领域

本实用新型涉及风力发电技术领域，尤其是涉及一种风力发电机齿轮箱外置风冷散热结构。

背景技术

风力发电机一般由风叶、发电机、调向器、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成。风叶带动慢速轴转动，慢速轴通过齿轮箱带动快速轴转动，快速轴带动发电机转动完成发电作业，齿轮箱内填充有齿轮润滑油，用于为齿轮提供润滑作用，延缓齿轮磨损，延长齿轮寿命；齿轮在高速转动中由于摩擦发热，热量传递至齿轮油后导致齿轮油温度上升，齿轮油的温度超过一定阈值后容易失效或产生其他危害，因此需要及时对齿轮箱进行降温。

例如申请号为CN202111600321.1的专利中公开了一种外置风力发电机组齿轮箱用风冷散热系统，包括风电齿轮箱和安装于风电齿轮箱外侧的循环式散热系统，循环式散热系统包括冷却散热筒、活动进气环、驱动器和分流排气环，冷却散热筒安装于风电齿轮箱的一侧且由冷却筒、制冷器和增压泵组成，制冷器安装于冷却筒的底部并通过管道与冷却筒相连接，增压泵安装于冷却筒的左下角且通过管道与活动进气环相连接，活动进气环安装于风电齿轮箱的前端且包括外环和内置于内部的旋转气流环，外环的表面开设有环形槽，环形槽内置有环形齿条。

上述方案采用的是气流直吹齿轮箱的方式进行散热，然而实际应用中，风力发电机的齿轮箱体积都比较巨大，这种散热方式需要使用庞大的配套结构，安装并不方便，不便于在现有的齿轮箱进基础上进行升级改造，因此需要优化改进。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提供一种风力发电机齿轮箱外置风冷散热结构。

本实用新型的技术方案如下：一种风力发电机齿轮箱外置风冷散热结构，其特征在于，包括：齿轮箱本体、温度传感器、循环管路、油泵、散热器和控制器；

所述循环管路与所述齿轮箱本体连通，所述温度传感器设于所述齿轮箱本体上，所述散热器包括轴流风机、导流筒和散热盘管，所述轴流风机固定安装在机舱内，所述轴流风机的出风口可拆卸安装有所述导流筒，所述导流筒为沿气流流动方向逐渐缩小的锥形筒，所述散热盘管可拆卸安装在所述导流筒的出风口处，所述散热盘管和所述油泵串联在所述循环管路上，所述温度传感器、轴流风机和油泵均与所述控制器相连。

优选地，还包括过滤器，所述过滤器可拆卸串联在所述循环管路上，且沿润滑油的流动方向，所述过滤器设置在所述散热盘管和所述油泵的上游侧。

优选地，所述轴流风机的出风口边沿设有环形的第一法兰盘，所述导流筒的进风口边沿设有环形的第二法兰盘，所述第一法兰盘与所述第二法兰盘通过螺栓螺母固定相连。

优选地，所述导流筒的出风口边沿设有环形的第三法兰盘，所述第三法兰盘上设有若干个通孔组，每个通孔组包括两个通孔，U型螺栓外套在所述散热盘管的其中一个管体上并穿过两个通孔与螺母相连。

优选地，所述U型螺栓与所述散热盘管接触的表面上设有柔性垫。

和现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

1、本结构使用循环管路将齿轮箱内部的润滑油引出进行风冷散热，然后再回流到齿轮箱内实现齿轮箱的散热，这种散热方式简单，容易实现；

2、所用的散热器为风冷散热器，所用的风机为轴流风机，轴流风机结构简单，不易损坏，运行成本低，适合风力发电机无人看管下的散热作业，而且轴流风机与散热盘管之间增设了一个可拆卸的锥形导流筒，锥形导流筒的口径沿气流流动方向逐渐缩小，这样一来，导流筒可对轴流风机吹出的气流起到聚流和加速作用，使气流能尽可能多地、尽可能快地流向散热盘管，从而有效提高散热效率；；

3、本方案整体结构形式简单，各主要部件均设置在齿轮箱外，因此对现有齿轮箱的结构改动小，便于现有齿轮箱进行升级改造。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：

图1是本实用新型的示意图；

图2是本实用新型的过滤器部位的示意图；

图3是本实用新型的第一散热器的示意图；

图4是本实用新型的第二散热器的示意图。

附图标记如下：

1、齿轮箱本体；2、循环管路；3、油泵；4、过滤器；5、散热器；6、轴流风机；7、导流筒；8、散热盘管；9、第一法兰盘；10、第二法兰盘；11、第三法兰盘；12、U型螺栓。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。

下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”、“竖向”、“周向”、“径向”、“轴向”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。

在本实用新型的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1-图4所示的一种风力发电机齿轮箱外置风冷散热结构，包括：齿轮箱本体1、温度传感器、循环管路2、油泵3、散热器5和控制器。

循环管路2与齿轮箱本体1连通，温度传感器设于齿轮箱本体1上，散热器5包括轴流风机6、导流筒7和散热盘管8，轴流风机6固定安装在机舱内，轴流风机6的出风口可拆卸安装有导流筒7，导流筒7为沿气流流动方向逐渐缩小的锥形筒，散热盘管8可拆卸安装在导流筒7的出风口处，散热盘管8和油泵3串联在循环管路2上，温度传感器、轴流风机6和油泵3均与控制器相连。

具体而言，参照图1，齿轮箱本体1是风力发电机的重要组成结构，此为现有技术，不再赘述。

设置的温度传感器用于检测齿轮箱本体1的温度，温度传感器可以设置在齿轮箱本体1表面，通过检测壳体的温度来判定齿轮箱是否需要散热，也可以设置在齿轮箱本体1内部，通过检测齿轮箱内部润滑油的温度来判定齿轮箱是否需要散热，至于采用哪种方式，可根据需求设置，这里不做限制。

设置的循环管路2与齿轮箱本体1连通，这样齿轮箱内部的润滑油可以经由循环管路2循环流动。设置的油泵3用于驱动润滑油流动。

进一步，如图1所示，本方案还包括过滤器4，过滤器4可拆卸串联在循环管路2上，且沿润滑油的流动方向，过滤器4设置在轴流风机6和油泵3的上游侧。设置的过滤器4用于对循环管路2内流动的润滑油进行过滤，以滤去润滑油中的金属碎屑、颗粒物、油泥等等杂质，而且过滤器4是位于油泵3和轴流风机6上游侧的，这样经过过滤的润滑油在流向下游侧的油泵3和散热盘管8时，不易造成堵塞。

设置的散热器5用于对流动的润滑油进行散热，以降低润滑油的温度，这样润滑油回流到齿轮内部时，可以降低齿轮箱的温度。如图2-图4所示，本方案所用的散热器5为风冷散热器5，所用的风机为轴流风机6，轴流风机6结构简单，不易损坏，运行成本低，适合风力发电机无人看管下的散热作业，而且轴流风机6与散热盘管8之间增设了一个可拆卸的锥形导流筒7，锥形导流筒7的口径沿气流流动方向逐渐缩小，这样一来，导流筒7可对轴流风机6吹出的气流起到聚流和加速作用，使气流能尽可能多地、尽可能快地流向散热盘管8，从而有效提高散热效率。

在实际应用中，如图2-图4所示，轴流风机6的出风口边沿设有环形的第一法兰盘9，导流筒7的进风口边沿设有环形的第二法兰盘10，第一法兰盘9与第二法兰盘10通过螺栓螺母固定相连，这种法兰连接方式简单可靠，便于实现。

导流筒7的出风口边沿设有环形的第三法兰盘11，第三法兰盘11上设有若干个通孔组，每个通孔组包括两个通孔，U型螺栓12外套在散热盘管8的其中一个管体上并穿过两个通孔与螺母相连。U型螺栓12两头有螺纹，这里采用U型螺栓12与螺母相连的方式对散热盘管8进行固定，固定方式简单可靠，而且U型螺栓12还能对散热盘管8起到支撑作用，防止散热盘管8掉落。

在具体应用中，U型螺栓12的数量和位置应根据实际情况确定，这里不做限制。并且为了防止U型螺栓12将散热盘管8挤压变形，U型螺栓12与散热盘管8接触的表面上还应设置柔性垫。

本方案的工作过程如下：当温度传感器检测到齿轮箱的温度值超过预设值时，控制器控制油泵3和散热器5的轴流风机6工作，油泵3将齿轮箱内的润滑油抽向循环管路2进行循环流动，润滑油流动到散热器5处进行散热，然后回流到齿轮箱内部时，可以降低齿轮箱的温度，实现齿轮箱的散热；当温度传感器检测的温度值低于预设值时，油泵3和轴流风机6停止工作。

综上所述，本结构具有以下特点：

1、本结构使用循环管路2将齿轮箱内部的润滑油引出进行风冷散热，然后再回流到齿轮箱内实现齿轮箱的散热，这种散热方式简单，容易实现；

2、所用的散热器5为风冷散热器5，所用的风机为轴流风机6，轴流风机6结构简单，不易损坏，运行成本低，适合风力发电机无人看管下的散热作业，而且轴流风机6与散热盘管8之间增设了一个可拆卸的锥形导流筒7，锥形导流筒7的口径沿气流流动方向逐渐缩小，这样一来，导流筒7可对轴流风机6吹出的气流起到聚流和加速作用，使气流能尽可能多地、尽可能快地流向散热盘管8，从而有效提高散热效率；

3、本方案整体结构形式简单，各主要部件均设置在齿轮箱外，因此对现有齿轮箱的结构改动小，便于现有齿轮箱进行升级改造。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨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权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种风力发电机齿轮箱外置风冷散热结构，其特征在于，包括：齿轮箱本体、温度传感器、循环管路、油泵、散热器和控制器；

所述循环管路与所述齿轮箱本体连通，所述温度传感器设于所述齿轮箱本体上，所述散热器包括轴流风机、导流筒和散热盘管，所述轴流风机固定安装在机舱内，所述轴流风机的出风口可拆卸安装有所述导流筒，所述导流筒为沿气流流动方向逐渐缩小的锥形筒，所述散热盘管可拆卸安装在所述导流筒的出风口处，所述散热盘管和所述油泵串联在所述循环管路上，所述温度传感器、轴流风机和油泵均与所述控制器相连。

2.根据权利要求1所述的风力发电机齿轮箱外置风冷散热结构，其特征在于，还包括过滤器，所述过滤器可拆卸串联在所述循环管路上，且沿润滑油的流动方向，所述过滤器设置在所述散热盘管和所述油泵的上游侧。

3.根据权利要求1所述的风力发电机齿轮箱外置风冷散热结构，其特征在于，所述轴流风机的出风口边沿设有环形的第一法兰盘，所述导流筒的进风口边沿设有环形的第二法兰盘，所述第一法兰盘与所述第二法兰盘通过螺栓螺母固定相连。

4.根据权利要求1所述的风力发电机齿轮箱外置风冷散热结构，其特征在于，所述导流筒的出风口边沿设有环形的第三法兰盘，所述第三法兰盘上设有若干个通孔组，每个通孔组包括两个通孔，U型螺栓外套在所述散热盘管的其中一个管体上并穿过两个通孔与螺母相连。

5.根据权利要求4所述的风力发电机齿轮箱外置风冷散热结构，其特征在于，所述U型螺栓与所述散热盘管接触的表面上设有柔性垫。