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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft das technische Gebiet von Windkraftanlge, insbesondere eine Wasserkühlstruktur für Pitchbox von Windkraftanlage.
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Stand der Technik
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Die Pitchbox der Windkraftanlage wird in der Regel in der Nabe am oberen Ende des Turms installiert. Wenn die Pitchbox programmiert und gesteuert werden muss, muss das Personal oft auf das obere Ende des Turms klettern und in das Maschinenhaus eintreten, um den Computer mit der Programmiersoftware mit der Pitchbox zu verbinden.
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Herkömmliche Pitchboxen werden üblicherweise durch einen großen Kühlkörper auf der Rückseite gekühlt. Er absorbiert die Wärme und dann gibt die Wärme in die Luft ab, um den Zweck der Wärmeableitung zu erreichen. Auf dieser Grundlage ist es im Allgemeinen notwendig, Kühlsilikonfett regelmäßig aufzutragen, um die Kühlwirkung zu gewährleisten. Das chinesische Patent
CN112994413A offenbart einen Frequenzumrichter mit natürlicher Kühlung. Es löst das Problem der Wärmekonzentration an der Quelle und erhöht die Obergrenze der Wärmeableitungsschwelle. Eine zwangsläufige Luftkühlung durch Lüfter ist nicht mehr erforderlich. Die Komponenten im Frequenzumrichter werden ebenfalls verringert, so dass das Gesamtvolumen des Frequenzumrichters verkleinert wird und die Herstellungskosten des Frequenzumrichters reduziert werden. Es verwendet jedoch immer noch eine Kühlstruktur mit Kühlrippen.
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Eine Wasserkühlstruktur wird selten in der Pitchbox installiert, um die Wärme des Frequenzumrichters usw. abzuleiten. Da beim Betrieb von Windkraftanlage das interne Kühlwasser leicht durch die extrem niedrige Temperatur gefriert, kann eine geeignete Strömungsgeschwindigkeit nicht aufrechterhalten werden. Darüber hinaus sind die Installation und Demontage der Wasserkühlstruktur mühsamer. Die Wasserkühlung hat jedoch immer noch einen signifikanten Effekt im Vergleich zum Kühlen durch den Kühlkörper.
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Aufgabe der Erfindung
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Wasserkühlstruktur für Pitchbox von Windkraftanlage bereitzustellen, um die Probleme im Stand der Technik zu lösen.
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Um die obige Aufgabe zu erfüllen, verwendet die Erfindung die folgende technische Lösung:
- Eine Wasserkühlstruktur für Pitchbox von Windkraftanlage, die eine Pitchbox, einen an der Rückseite der Pitchbox angeordneten Wärmeableitungsrahmen und einen Funktionsrahmen zum Verbinden der Pitchbox mit dem Wärmeableitungsrahmen umfasst, wobei der Funktionsrahmen einen Wasserkühlraum aufweist, wobei an den beiden Seiten des Wasserkühlraums jeweils eine Strömungsbox vorgesehen ist, wobei das Innere der Strömungsbox eine hohle Struktur ist, wobei die Oberseite der Strömungsbox mit einer Passungsausnehmung versehen ist, wobei in der Passungsausnehmung eine Strömungsdrehachse vorgesehen ist, wobei an einer Seite der Strömungsboxen jeweils ein Regelungsrahmen vorgesehen ist, wobei innerhalb des Regelungsrahmens mehrere Wasserkühlrohre angeordnet sind, die mit den Strömungsboxen und dem Wasserkühlraum zusammenwirken, und wobei die Seitenwand des Funktionsrahmens mit mehreren gleichmäßig verteilten Funktionslöchern versehen ist.
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Weiterhin ist eine Vibrationshülse in der Mitte innerhalb des Wasserkühlraums vorgesehen, wobei in der Vibrationshülse eine damit zusammenwirkende Vibrationskugel angeordnet ist, und wobei die Vibrationshülse aus Gummi besteht.
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Weiterhin durchdringt die Strömungsdrehachse den inneren Hohlraum der Strömungsbox, wobei die Außenwand der Strömungsdrehachse mit mehreren Strömungsblättern versehen ist, die sich in der Strömungsbox befinden, und wobei zwischen der Strömungsdrehachse und der Strömungsbox ein O-förmiger Dichtring vorgesehen ist.
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Weiterhin befindet sich die beiden Enden der Strömungsdrehachse außerhalb der Strömungsbox und sind mit Kühlrippen und einem Drehmotor verbunden.
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Weiterhin beträgt die Dicke des Funktionsrahmens 3-5 cm, wobei die Funktionslöcher zum Anordnen eines Verbinders der Pitchbox und des Wärmeableitungsrahmens dienen, um die Wärme abzuleiten, wobei durch die Funktionslöcher die Wasserkühlrohre im Raum zwischen der Pitchbox und dem Wärmeabführungsrahmen verteilt werden können.
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Weiterhin ist der Funktionsrahmen rechteckig, wobei der Funktionsrahmen durch die Verbindung von vier L-förmigen Stangen gebildet ist, wobei die beiden Enden der L-förmigen Stangen geschnitten werden können, um die rechteckige Fläche zu verkleinern, und wobei zwei benachbarten L-förmige Stangen lösbar miteinander verbunden sind.
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Im Verglich mit dem Stand der Technik hat die Erfindung folgende Vorteile: Durch den Wärmeableitungsrahmen und den Funktionsrahmen ist die Wärmeableitungsstruktur für die Pitchbox anders als die herkömmliche Luftkühlung mit Kühlrippen. Die Wasserkühlung der Erfindung hat einen deutlicheren Effekt und kann auf die Schränke (z. B. Pitch-Frequenzumrichter, SPS-Schaltschränke usw.) angewendet werden, in denen ursprünglich eine Luftkühlung mit Kühlrippen verwendet wird. Zudem kann die Erfindung durch den Wasserkühlraum, die Strömungsdrehachsen, die Strömungsblätter und die Vibrationskugel die potenzielle Drehenergie der Nabe nutzen, um das Kühlwasser zu bewegen. Ferner kann die potenzielle Drehenergie in mechanische Energie zur Wärmeableitung umgewandelt werden. Gleichzeitig kann die potenzielle Drehenergie verhindern, dass das Kühlwasser stillsteht und gefriert, so dass eine angemessene Strömungsgeschwindigkeit des Kühlwassers aufrechterhalten werden kann. Durch den Zusammenbau des Funktionsrahmens kann die Verteilung der Wasserkühlrohre besser an die Betriebsumgebung angepasst werden. Die flexible Struktur des Funktionsrahmens kann auch die Installation und Demontage der Anlage bequemer machen. Sie kann jederzeit installiert und demontiert werden, ohne die Gesamtstabilität zu beeinträchtigen, wodurch die Anlage praktischer wird.
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Die Erfindung betrifft insbesondere eine Wasserkühlstruktur für Pitchbox von Windkraftanlage, die eine Pitchbox, einen an der Rückseite der Pitchbox angeordneten Wärmeableitungsrahmen und einen Funktionsrahmen zum Verbinden der Pitchbox mit dem Wärmeableitungsrahmen umfasst, wobei der Funktionsrahmen einen Wasserkühlraum aufweist, wobei an den beiden Seiten des Wasserkühlraums jeweils eine Strömungsbox vorgesehen ist, wobei das Innere der Strömungsbox eine hohle Struktur ist, wobei die Oberseite der Strömungsbox mit einer Passungsausnehmung versehen ist, wobei in der Passungsausnehmung eine Strömungsdrehachse vorgesehen ist, wobei an einer Seite der Strömungsboxen jeweils ein Regelungsrahmen vorgesehen ist, wobei innerhalb des Regelungsrahmens mehrere Wasserkühlrohre angeordnet sind, die mit den Strömungsboxen und dem Wasserkühlraum zusammenwirken, und wobei die Seitenwand des Funktionsrahmens mit mehreren gleichmäßig verteilten Funktionslöchern versehen ist. Die Erfindung kann durch den Wasserkühlraum, die Strömungsdrehachsen, die Strömungsblätter und die Vibrationskugel die potenzielle Drehenergie der Nabe nutzen, um es verhindern, dass das Kühlwasser stillsteht und gefriert, so dass eine angemessene Strömungsgeschwindigkeit des Kühlwassers aufrechterhalten werden kann. Daher wird die Anlage praktischer.
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Figurenliste
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Die beigefügten Zeichnungen werden verwendet, um ein weiteres Verständnis der vorliegenden Erfindung bereitzustellen, und sind ein Teil der Beschreibung. Sie dienen zusammen mit den Ausführungsformen die vorliegende Erfindung zu erläutern und sollten die Erfindung nicht darauf beschränken.
- 1 eine Darstellung des gesammten Aufbaus der Erfindung,
- 2 eine perspektivische Schnittdarstellung der Erfindung,
- 3 eine Schnittdarstellung der Strömungsbox der Erfindung,
- 4 eine Schnittdarstellung der Anordnung der Wasserkühlrohre im Funktionsrahmen,
- 5 eine Darstellung des Wärmeableitungsrahmens der Erfindung.
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Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
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Im Folgenden wird die technische Lösung in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfinudng in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen klar und vollständig beschrieben. Die beschriebenen Ausführungsformen sind selbstverständlich nur ein Teil der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
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Bei der Beschreibung der vorliegenden Erfindung sollte beachtet werden, dass die Begriffe „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, „links“, „rechts“, „Decke“, „Boden“, „innen“, „außen“ usw. für Richtung oder Positionsbeziehung in den Zeichnungen nur der Bequemlichkeit und der Vereinfachung der Beschreibung der Erfindung dienen. Sie bedeuten nicht, dass die Komponenten eine bestimmte Richtung haben oder in einer bestimmten Richtung gebaut und betrieben werden. Daher kann dies nicht als Einschränkung der vorliegenden Erfindung verstanden werden.
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Ausführungsform 1
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Wie in 1 und 5 gezeigt, umfasst die Erfindung eine Pitchbox 1, einen an der Rückseite der Pitchbox 1 angeordneten Wärmeableitungsrahmen 2 und einen Funktionsrahmen 3 zum Verbinden der Pitchbox 1 mit dem Wärmeableitungsrahmen 2. Der Funktionsrahmen 3 weist einen Wasserkühlraum 4 auf. An den beiden Seiten des Wasserkühlraums 4 ist jeweils eine Strömungsbox 5 vorgesehen. Das Innere der Strömungsbox 5 ist eine hohle Struktur. Die Oberseite der Strömungsbox 5 ist mit einer Passungsausnehmung 6 versehen. In der Passungsausnehmung 6 ist eine Strömungsdrehachse 7 vorgesehen. An einer Seite der Strömungsboxen 5 ist jeweils ein Regelungsrahmen 8 vorgesehen. Innerhalb des Regelungsrahmens 8 sind mehrere Wasserkühlrohre 9 angeordnet, die mit den Strömungsboxen 5 und dem Wasserkühlraum 4 zusammenwirken. Die Seitenwand des Funktionsrahmens 3 ist mit mehreren gleichmäßig verteilten Funktionslöchern 10 versehen. In der obigen Konstruktion sind die Wasserkühlrohre 9 rechteckig, zylindrisch oder plattenförmig ausgebildet und haben jeweils einen Hohlraum. Die Wasserkühlrohre 9 können entsprechend unterschiedlichen Kühlerfordernissen an die Wärmeableitungsstruktur der Pitchbox 1 angebracht werden. Die Dicke des Wasserkühlraums 4 kann gemäß unterschiedlichen Wärmeableitungsstrukturen gewählt werden, um sich an die vorstehende Höhe der Wärmeableitungsstruktur anzupassen. Er dient zum Anliegen an dem Pitch-Frequenzumrichter. Durch den Kontakt mit dem wärmeerzeugenden Teil führt das Kühlwasser beschleunigt die Wärme des wärmeerzeugenden Teil des Pitch-Frequenzumrichters ab.
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Ausführungsform 2
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Wie in 2 bis 4 gezeigt, ist auf der Grundlage der Ausführungsform 1 eine Vibrationshülse 11 in der Mitte innerhalb des Wasserkühlraums 4 vorgesehen. In der Vibrationshülse 11 ist eine damit zusammenwirkende Vibrationskugel 12 angeordnet. Die Vibrationshülse 11 besteht aus Gummi. Die Strömungsdrehachse 7 durchdringt den inneren Hohlraum der Strömungsbox 5. Die Außenwand der Strömungsdrehachse 7 ist mit mehreren Strömungsblättern 13 versehen, die sich in der Strömungsbox 5 befinden. Zwischen der Strömungsdrehachse 7 und der Strömungsbox 5 ist ein O-förmiger Dichtring vorgesehen. Die beiden Enden der Strömungsdrehachse 7 befinden sich außerhalb der Strömungsbox 5 und sind mit Kühlrippen 15 und einem Drehmotor verbunden. Die Dicke des Funktionsrahmens 3 beträgt 3-5 cm. Die Funktionslöcher 10 dienen zum Anordnen eines Verbinders der Pitchbox 1 und des Wärmeableitungsrahmens 2, um die Wärme abzuleiten. Durch die Funktionslöcher 10 können die Wasserkühlrohre 9 im Raum zwischen der Pitchbox 1 und dem Wärmeabführungsrahmen 2 verteilt werden. Der Funktionsrahmen 3 ist rechteckig. Der Funktionsrahmen 3 ist durch die Verbindung von vier L-förmigen Stangen 14 gebildet. Die beiden Enden der L-förmigen Stangen 14 können geschnitten werden, um die rechteckige Fläche zu verkleinern. Zwei benachbarte L-förmige Stangen 14 sind lösbar miteinander verbunden. Aus der obigen Konstruktion ist es ersichtlich, dass durch Schneiden und Kürzen der beiden Enden der L-förmigen Stangen 14 die Gesamtform des Funktionsrahmens 3 verkleinert werden kann, um sich an mehr Installationsumgebungen anzupassen. Gleichzeitig können die Funktionslöcher 10 als Verbindungslöcher der Wasserkühlungsrohre 9 verwendet werden, um die Wasserkühlungsrohre 9 in dem begrenzten Raum des Funktionsrahmens 3 zu verteilen. Durch die Funktionslöcher 10 können mehrere Verbinder an unterschiedlichen Positionen hinzugefügt werden, wie z. B. L-förmige Platte, T-förmige Platte, U-förmige Platte usw., damit die Pitchbox 1 und der Wärmeabführungsrahmen 2 mehr Verbindungs- und Befestigungsweisen haben. Durch die Verbindung der vier L-förmigen Stangen 14 ist es möglich, eine oder mehrere L-förmigen Stangen 14 zu entfernen, um eine flexiblere und bequemere Installation und Demontage zu realisieren.
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Das Arbeitsprinzip und der Verwendungsprozess der Erfindung sind wie folgt: Der Wärmeableitungsrahmen 2 wird auf der Rückseite der Pitchbox 1 installiert und liegt an dem wärmeerzeugenden Teil an. Das Kühlwasser wird vorher in die Wasserkühlraum 4 gefüllt. Die Wasserkühlrohre 9 werden in den Regelungsrahmen 8 oder dem Höhenraum, der durch den Funktionsrahmen 3 gebildet ist, in Form eines Arrays angeordnet. Zwischen allen zwei benachbarten Funktionslöchern 10 ist ein Funktionsloch 10 freigehalten, um die Luftkonvektion im Raum zu gewährleisten, damit die Wärme schnell abgeführt werden kann und die Luftkühlung erhalten bleibt. Gleichzeitig werden an einem Ende der Strömungsdrehachse 7 Kühlrippen 15 montiert, und das andere Ende ist mit dem Drehmotor verbunden. Der Drehmotor wird mit der gleichen Stromquelle der Pitchbox 1 oder einer zusätzlichen Stromquelle verbunden. Dann kann das Motorsteuermodul angeschlossen werden. Wenn das Windrad gedreht wird, drehen sich der Pitchbox 1 und der Wärmeableitungsrahmen 2 zusammen mit der Nabe. Durch die Drehenergie fließt auch das Kühlwasser in dem Wasserkühlraum 4. In Abwesenheit von elektrischem Strom erzeugt der Wasserstrom eine potentielle Strömungsenergie. Wenn die zirkulierende Flüssigkeit durch die Strömungsboxen 5 fließt, kann die potentielle Strömungsenergie der Flüssigkeit auch die Strömungsblätter 13 und somit die Strömungsdrehachse 7 drehantreiben. Durch die voreingestellten Drehgeschwindigkeitsbedingungen des Drehmotors kann er in einem bestimmten Geschwindigkeitsbereich angeschatet oder abgeschaltet werden. Wenn die Strömungsdrehachse 7 eine bestimmte Drehgeschwindigkeit erreicht, wird der Drehmotor angeschaltet, um die Strömungsdrehachse 7 drehanzutreiben oder durch die Strömungsdrehachse die durch die potentielle Energie der Flüssigkeit erzeugte Drehung zu hemmen. Daher kann das Kühlwasser für eine längere Zeit in einem Durchflussbereich bleiben, auch wenn die Stromquelle nicht angeschlossen ist oder der Motor nicht angeschaltet wird, um zu verhindern, dass die Flüssigkeit durch das Stehenbleiben gefriert. Die Drehung der Kühlrippen 15 kann eine Lüfterfunktion haben und die Luftkühlfunktion aufrechterhalten. Außerdem können die Luftkühlung innerhalb des begrenzten Raums des Funktionsrahmens 3 beschleunigt werden. Es ist auch möglich, die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit durch Beobachten der Drehgeschwindigkeit von einem Ende der Passungsausnehmung 6 zu beurteilen. Außerdem kann die Vibrationskugel 12 in dem Wasserkühlraum 4, während die Radnabe die Pitchbox 1 mitdreht, durch die potentielle Drehenergie sich unregelmäßig bewegen und gegen die Vibrationshülse 11 stoßen. Dadurch kann die Vibrationshülse 11 den Innenraum des Wasserkühlraums 4 verformen und somit die Strömung der Flüssigkeit beschleunigen. Zudem kann sie bewirken, dass ein unregelmäßiger Wasserstrom erzeugt wird, um ein Einfrieren und Erstarren zu verhindern. Es wird auch verhindert, dass die Differenz der Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit in den Strömungsboxen 5 an den beiden Seiten zu groß ist, so dass im Kühlprozess keine ungleichmäßige Wärmeableitung auftritt. Die Installation und die Demontage können durch den Funktionsrahmen 3 einfach durchgeführt werden.
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Die oben erwähnten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind lediglich Beispiele, um die vorliegende Erfindung deutlich zu veranschaulichen, und sollen die Implementierung der vorliegenden Erfindung nicht einschränken. Für den Durchschnittsfachmann können auf der Grundlage der obigen Beschreibung andere unterschiedliche Formen von Änderungen oder Modifikationen vorgenommen werden. Offensichtliche Änderungen oder Modifikationen, die sich aus der technischen Lösung der vorliegenden Erfindung ergeben, liegen im Schutzbereich der vorliegenden Erfindung.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Pitchbox
- 2
- Wärmeableitungsrahmen
- 3
- Funktionsrahmen
- 4
- Wasserkühlraum
- 5
- Strömungsbox
- 6
- Passungsausnehmung
- 7
- Strömungsdrehachse
- 8
- Regelungsrahmen
- 9
- Wasserkühlrohr
- 10
- Funktionsloch
- 11
- Vibrationshülse
- 12
- Vibrationskugel
- 13
- Strömungsblatt
- 14
- L-förmige Stange
- 15
- Kühlrippe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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