TW201715151A - 風力機散熱器結構 - Google Patents

Abstract

本發明為一種風力機散熱器結構，其係於一機艙外部之一底座上或下方兩側分別相對設置二散熱片，而分別與位於底座上方之機艙或下方之塔柱之間形成一間隙。一導引裝置之一局部設置於散熱片內部，另一局部設置於機艙內部；藉由外部氣流吹掃散熱片，以使導引裝置對機艙內部之設備進行熱交換散熱作業。因為散熱片之設置位置具有加速外部風速流經散熱片之效果，使得散熱片毋需額外設置強制風扇即可提高散熱效率。因此，可以有效隔離外部大氣進入機艙，避免造成內部設備受外部氣體夾帶之物質成分腐蝕，進而達到高散熱、低維護之效。

Description

風力機散熱器結構

本發明係有關於一種風力機散熱器結構，其尤指一種可於機艙外部利用大氣環境之氣流風對機艙內部之設備進行散熱降溫之風力機散熱器結構。

按，風力機原理係由旋轉葉片從風力中擷取動能，轉動發電機從而獲得電能，其間損耗而為熱能。大型風力機之額定發電量依據IEC國際規範，其基本規格一般訂定在12m/s風速狀態下。

而一般機艙內部之發電機以及其他組成運轉之零組件、設備等，在運作時皆會產生熱能。該些熱能若滯留於機艙內部過久或者是無法排出時，容易造成過熱環境進而致使機艙內部之設備效能相對受影響而降低，更甚者會造成風力機以及內部設備故障因而導致危險情事發生。因過熱是現有大型風力機故障的重要癥結點所在，於此，機艙內部環境之散熱作業係為一需改善及克服之課題。

經查陸域大型風力機組機艙散熱系統多採用開放式氣流循環，因為允許外部空氣進入機艙進行熱交換，容易將空氣中之鹽分、水氣與雜質一併帶入機艙內部，進而腐蝕機艙內部之設備，影響運作效能並提高維護成本。

另外，離岸大型風力機組因位於高鹽分大氣，機艙內部散熱系統必須採用二次交換器進行散熱。此種隔離式散熱是利用水或油為傳熱介質，將機艙內部熱能傳導到機艙外部散熱表面，配合強制風扇來達到散熱的功效，因而增加設備成本以及縮小艙機內部其他設備置放之空間。於此，遂有改善上述散熱系統不盡完善之缺失以及進步空間之必要性。

本發明之主要目的係提供一種風力機散熱器結構，其係於一機艙外部之一底座下方兩側相對設置二散熱片，而分別與塔柱之間形成一間隙。一導引裝置之一局部設置於二散熱片內部，另一局部設置於機艙內部，並與機艙內部之發電機或其他設備連結。藉由散熱片之設置位置加速外部氣流對其吹掃，以利導引裝置對機艙內部之設備進行熱交換散熱作業。

本發明之次一目的係提供一種風力機散熱器結構，其係於一機艙外部之一底座上方兩側相對設置二散熱片，而分別與機艙之間形成一間隙。一導引裝置之一局部設置於二散熱片內部，另一局部設置於機艙內部，並與機艙內部之發電機或其他設備連結。藉由散熱片之設置位置加速外部氣流對其吹掃，以利導引裝置對機艙內部之設備進行熱交換散熱作業。

本發明之再一目的係提供一種風力機散熱器結構，其中散熱片可為一具弧狀板體，藉由弧狀之設計，可使得與該些弧狀板體相對之一機艙或一塔柱，因其間隙距離縮短進而加速外部氣流對散熱片進行散熱作業。

本發明之另一目的係提供一種風力機散熱器結構，其中散熱片之設置可有效隔離外部大氣進入機艙內部，進而避免造成內部設備受外部氣體夾帶之物質成分腐蝕，因此可以有效降低維護成本；同時使得機艙內部之設備毋需額外設置強制風扇以進行散熱作業，亦可減少設備成本。

為了達到上述所指稱之各目的與功效，本發明為一種風力機散熱器結構，係用於一風力機之散熱，該風力機包含一機艙，其內部設置一發電機；以及一塔柱，用以承載該機艙；該風力機散熱器結構包含:二散熱片，其分別相對設置於該機艙之一底座兩側下方，而分別與該塔柱之間形成一間隙；以及一導引裝置，其一局部設置於該散熱片之內部，其另一局部設置於該機艙內部。

1‧‧‧風力機
10‧‧‧機艙
102‧‧‧底座
30‧‧‧發電機
50‧‧‧塔柱
70‧‧‧散熱片
702‧‧‧長方形板體
704‧‧‧弧狀板體
90‧‧‧導引裝置
902‧‧‧冷卻管路
D1‧‧‧間隙
D2‧‧‧間隙
D3‧‧‧間隙

第一圖:其為本發明之第一實施例之風力機散熱器結構立體圖；
第二圖:其為本發明之第一實施例之風力機散熱器結構正面示意圖
第三圖:其為本發明之第二實施例之風力機散熱器結構立體圖；
第四圖:其為本發明之第二實施例之風力機散熱器結構正面示意圖；
第五圖:其為本發明之導引裝置以及冷卻管路示意圖；
第六A圖:其為本發明之第三實施例之塔柱俯視圖；
第六B圖:其為本發明之第三實施例之機艙俯視圖；以及
第六C圖:其為本發明之第一實施例之塔柱俯視圖。

為使對本發明之特徵及所達成之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以較佳之實施例及配合詳細之說明，說明如後：

參閱第一圖、第二圖、第五圖以及第六C圖，其為本發明之第一實施例之風力機散熱器結構立體圖、正面示意圖、導引裝置以及冷卻管路示意圖以及塔柱俯視圖。如圖所示，本發明之風力機散熱器結構，係用於一風力機1之散熱，該風力機1包含一機艙10，其內部設置一發電機30；以及一塔柱50，用以承載該機艙10，該風力機散熱器結構包含：二散熱片70，其分別相對設置於該機艙10之一底座102兩側下方，而分別與該塔柱50之間形成一間隙D1；以及一導引裝置90，其一局部設置於該散熱片70之內部，其另一局部設置於該機艙10內部。

其中，散熱片70可為一長方形板體702，兩散熱片70分別設置於底座102下方兩側，並相對塔柱50而分別形成一間隙D1。因塔柱50之結構曲面所致，當外部氣流流經塔柱50時，因受塔柱50阻擾而往兩邊間隙D1流動，使得間隙D1沿氣流流動的方向漸縮之後漸擴(如第六C圖所示)。其中間隙D1漸縮之處可使氣流加速通過散熱片70表面，因而提高散熱效率。於此因擾流與間隙D1之故，加速氣流對散熱片70進行吹掃以利散熱作用。

另外，導引裝置90包含一冷卻管路902，其係連通風力機1並供一工作流體循環流動。冷卻管路902的一局部設置於散熱片70之內部，另一局部設置於機艙10內部並連結發電機30。經由冷卻管路902可將發電機30所產生的熱能經由工作流體帶出於散熱片70，而藉由機艙10外部之大氣環境氣流吹掃散熱片70，以對冷卻管路902內的工作流體進行散熱。爾後經由冷卻管路902將冷卻之工作流體帶入發電機30，以完成熱交換散熱循環作業。本發明之冷卻管路902亦可連結裝置於機艙10內部之其他設備，以進行熱交換散熱循環作業，並不以連結發電機30為限。

又，因為上述散熱片70與導引裝置90之設置，即可達到高散熱、低維護之效，毋須在機艙10內部增設強制風扇以對機艙10內部所具有之設備進行散熱作業。況且增設強制風扇除了增加設備成本之外，亦會造成機艙10內部之空間縮減，因而造成內部環境散熱更為不易。另外增設強制風扇一般係需引進外部大氣進入機艙10內部，而外部大氣夾帶之鹽分、水氣或雜質容易腐蝕位於機艙10內部之設備，進而造成內部設備效能降低或者是產生故障，因而增加維護成本。

參閱第三圖以、第四圖以及第五圖，其為本發明之第二實施例之風力機散熱器結構立體圖、正面示意圖及導引裝置以及冷卻管路示意圖。如圖所示，本發明之第二實施例係將散熱片70分別設置於機艙10外部之底座102上方兩側，並相對機艙10而分別形成一間隙D2。其中散熱片70可為一長方形板體702，且散熱片70相對設置於機艙10之兩側可以做為機艙10之屏障，達到額外保護機艙10之作用。當外部氣流流經機艙10時，因機艙10與兩散熱片70之間各具有一間隙D2，氣流吹往機艙10時因受機艙10阻擾而往兩邊間隙D2流動。其中導引裝置90包含之冷卻管路902可將發電機30所產生的熱能經由工作流體帶出於散熱片70，而藉由機艙10外部之大氣環境氣流於間隙D2吹掃散熱片70，以對冷卻管路902內的工作流體進行散熱。爾後經由冷卻管路902將冷卻之工作流體帶入發電機30，以完成熱交換散熱循環作業。於此因擾流與間隙D2之故，加速氣流對散熱片70進行吹掃以利散熱作用。

參閱第五圖、第六A圖以及第六B圖，其為本發明之導引裝置以及冷卻管路示意圖、第三實施例之塔柱俯視圖以及第三實施例之機艙俯視圖。如圖所示，本發明之第三實施例係將散熱片70設計為一具弧狀板體704而套用於上述第一實施例以及第二實施例之中。其中因弧狀板體704之設計可縮短與塔柱50(第六A圖)或機艙10(第六B圖)之距離，致使外部氣流流經散熱片70與塔柱50或機艙10之間隙D3時，可以加速經過散熱片70進行散熱，進而經由冷卻管路902維持機艙10內部之溫度環境以及設備運轉效能之熱交換散熱循環作業。

綜合上述，本發明之風力機散熱器結構係藉由將兩散熱片相對設置於機艙外部之底座上或下方兩側，而分別形成一間隙。並將導引裝置設置於散熱片內部以及機艙內部，以使導引裝置所包含之冷卻管路連結機艙內部之發電機或其他設備。於此，因散熱片本身之設置(與機艙或塔柱之間隙)與設計(弧狀板體)，利用外部氣流於間隙吹掃散熱片，並於間隙漸縮之處加速對散熱片進行散熱作業。以使導引裝置可對機艙內部之設備運轉產生之熱能進行熱交換散熱循環，進而達高散熱、低維護之功效。

1‧‧‧風力機

10‧‧‧機艙

102‧‧‧底座

50‧‧‧塔柱

70‧‧‧散熱片

702‧‧‧長方形板體

Claims (10)

1. 一種風力機散熱器結構，係用於一風力機之散熱，該風力機包含一機艙，其內部設置一發電機；以及
   一塔柱，用以承載該機艙；
   該風力機散熱器結構包含:二散熱片，其分別相對設置於該機艙之一底座兩側下方，而分別與該塔柱之間形成一間隙；以及
   一導引裝置，其一局部設置於該散熱片之內部，其另一局部設置於該機艙內部。
2. 如申請專利範圍第1項所述之風力機散熱器結構，其中該間隙沿氣流流動的方向漸縮之後漸擴。
3. 如申請專利範圍第2項所述之風力機散熱器結構，其中該散熱片為一長方形板體。
4. 如申請專利範圍第2項所述之風力機散熱器結構，其中該散熱片為一具弧狀之板體。
5. 如申請專利範圍第1項所述之風力機散熱器結構，其中該導引裝置包含一冷卻管路，該冷卻管路連通該風力機。
6. 一種風力機散熱器結構，係用於一風力機之散熱，該風力機包含一機艙，其內部設置一發電機；以及
   一塔柱，用以承載該機艙；
   該風力機散熱器結構包含:二散熱片，其分別相對設置於該機艙之一底座兩側上方，而分別與該機艙之間形成一間隙；以及
   一導引裝置，其一局部設置於該散熱片之內部，其另一局部設置於該機艙內部。
7. 如申請專利範圍第6項所述之風力機散熱器結構，其中該散熱片為一長方形板體。
8. 如申請專利範圍第6項所述之風力機散熱器結構，其中該間隙沿氣流流動的方向漸縮之後漸擴。
9. 如申請專利範圍第8項所述之風力機散熱器結構，其中該散熱片為一具弧狀之板體。
10. 如申請專利範圍第6項所述之風力機散熱器結構，其中該導引裝置包含一冷卻管路，該冷卻管路連通該風力機。