空气冷却的油罐和具有空气冷却的油罐的风能设备的制作方法

文档序号:15213497发布日期:2018-08-21 16:01阅读:127来源:国知局

本发明涉及一种具有多个管道的空气冷却的油罐,该多个管道穿过油罐并且设计为用以引导冷却空气,该多个管道具有基本上相同的直径。本发明也涉及一种具有空气冷却的油罐的风能设备。



背景技术:

例如从kr20060022570a已知一种最初描述的空气冷却的油罐。该已知的油罐设计为具体用于容纳液压油,其中,液压油被冷却以使得冷却空气由设置在油罐外侧的风机压入到管道中,这些管道沿纵向方向穿过油罐。

在与水冷却的液压油罐相比时,kr20060022570a确定了有利的是:省略了用于水回路的热交换器和水回路受污染的风险。因此,空气冷却的油罐是不那么复杂的,并且关于其安全性和损伤敏感性是更易于制造的。

由于最后提到的考虑,较佳地也在风能设备中采用对润滑和液压油的空气冷却。例如,us2011/0272949a1揭示了一种带有形成在油罐与热交换器之间的闭环油回路的风能设备,其中,未具体指明的热交换器引入在开环冷却空气回路中,并且被空气冷却。

例如在ep2163761a1中公开了一种不同的空气冷却的风能设备。从us2012/0006524a1已知了另一种热交换器。

基本上可设想的是,消除了附加热交换器的、从kr20060022570中已知的空气冷却的油罐可在风能设备中使用。然而,由于由风能设备的单独的部件的布局施加的限制、尤其是对于紧凑结构的要求,因而已知的油罐的安装会过于耗费空间。



技术实现要素:

因此,本发明解决的问题是提出一种空气冷却的油罐,具体是适于风能设备的空气冷却的油罐,其设计为是尤其节约空间的。

根据本发明,该问题由具有权利要求1的特征的空气冷却的油罐和具有权利要求6的特征的风能设备来解决。从属权利要求各自公开了本发明的有利的实施例。

本发明的基本想法是:将空气冷却的油罐设计为使得流经油罐(箱)的空气可不仅用于冷却储存在油罐中的油,而且还用于冷却设置在油罐外侧或独立于油罐的部件。

根据本发明,由此提出了一种具有多个第一管道的空气冷却的油罐,该多个第一管道穿过油罐并且设计为用以引导冷却空气,该多个第一管道具有基本上相同的直径,其中,附加地设有第二管道,该第二管道穿过油罐并且设计为用以引导冷却空气,在第二管道的直径中设有风机,其中,第二管道的直径大于第一管道的直径。

油罐较佳地由铝制成,并且可具有单独的中空空间或可分成多个腔室。根据具体实施例,油罐具有用于贮存润滑油的腔室和/或用于贮存液压油的腔室。

各管道具体设计为挤压型材,其中,特别地,第一管道可设计为具有用于良好的传热的内肋部。

管道的基面可设计为是圆形的,但也可设计为是三角形、正方形、六边形或八边形的。为了生产油罐,管道可焊接到设有对应的开口的油罐的基板和盖板,其中,通入表面的管道的开口可设计为促进进气或出气的喷嘴。

第一管道设置为专用于冷却储存在油罐中的油。第二管道用于引导冷却空气通过油罐,而所引导的空气的冷却能力不被耗尽,并且可特别地用于冷却发电机,第二管道的直径较佳地比第一管道的直径大数倍。

根据本发明,风机设置在第二管道的直径中,用于控制流经第二管道的空气流。该风机是特别地基于发电机的温度而受速度控制的,并且由此冷却能力可调整以适应发电机的功率损耗。该速度控制可较佳地是可无级调节的,或可设计为分级切换。

根据一特别较佳的实施例,风机的驱动马达是液压马达,从而引起储存液压油的油罐和用于对发电机空气冷却的装置的协同效应。

如果第二管道在其功能方面不是作为旁通使用,即在引导通过第二管道时,冷却能力尽可能不减小,则第二管道的壁可被设计为比第一管道的壁厚,或者第二管道的内壁可以隔热的方式被涂覆或内衬。

为了能够基本上确保引导通过第一管道和第二管道的冷却空气流,所有第一管道的通过表面近似对应于第二管道的通过表面。

最后,较佳地规定,第一管道和第二管道相互平行地设置,并且因此根据本发明的油罐的制造是特别简单的。

为了确保引导通过油罐的空气不仅仅被引导通过(较大的孔的)第二管道,在绝大多数情况下要求油罐与两个至少一定程度上分开的空气流回路的连接。因此,一个空气流回路与第一管道连通地连接,并且另一空气流回路与第二管道连通地连接。

此外,提出了一种具有空气冷却的油罐的风能设备,其中,空气冷却的油罐具有多个第一管道和第二管道,该多个第一管道穿过油罐并且设计为用于引导冷却空气,该多个第一管道具有基本上相同的直径,而该第二管道穿过油罐并且设计为用于引导冷却空气,该第二管道的直径大于第一管道的直径,其中,第一管道与第一冷却空气回路连通地连接,并且第二管道与第二冷却空气回路连通地连接。风能设备的发电机较佳地设置在第二冷却空气回路中。

由此,能够形成两个至少一定程度上分开的冷却回路,其中,一个冷却回路用于对发电机空气冷却,而另一冷却回路则用于对其它部件空气冷却,例如传动装置和/或液压动力单元。

根据它们的功率损耗,所有第一管道的通过表面与第二管道的通过表面之比取决于设置在第一冷却回路和/或第二冷却回路中的部件的冷却需求。具体地,对于油罐的布局,必须确保第一管道的油量、填充水平高度和横截面表面之比导致对油足够的冷却(即足够的δt)。

根据较佳实施例,如果油罐具有油泵,则油泵相对于回流布置在油罐的相对的点上,从而确保流回到油罐中的加热了的油在管道之间行进尽可能长的距离,并且可被足够地冷却。

根据较佳实施例,第一冷却空气回路和第二冷却空气回路设计为是闭合的,其中,第二冷却空气回路特别较佳地在发电机下游与第一冷却空气回路合并。设计为闭合的冷却空气回路是有利的的,因为没有受污染并且要求复杂的清洁的冷却空气与设置在风能设备中的待冷却的部件接触。

为了驱动第一或第二冷却回路,除了设置在油罐中的风机以外,在各冷却回路中设有其它风机。

替代于较佳地设置在油罐中的风机,风机、例如是发电机的自通风装置可设置在第二冷却回路中的不同位置处,用于产生空气流动。在这种情况下,在第二管道中设有襟翼(flap)机构,其可控制引导通过第二管道的空气量。类似于设置在油罐中的风机的功率,襟翼位置较佳地是基于发电机的温度。

基本上,安装在根据本发明设计的风能设备中的空气冷却的油罐可以设计为与先前描述为独立的产品的油罐类似。具体地,风机可由此设置在第二管道的直径中。所述风机的驱动马达较佳地是液压马达。

此外较佳地是,所有第一管道的通过表面对应于第二管道的通过表面。

具体地,风能设备的油罐的第一管道也可具有内肋部。

最后,第一管道与第二管道也较佳地以平行的方式布置。

根据本发明的空气冷却的油罐是有利的,因为传动装置所需要的油冷却和发电机所需要的空气冷却在紧凑的单元中实现了。对于传动装置和发电机两者的冷却,不需要水冷却系统,不需要其它热交换器,并且也不需要用于控制冷却功率的复杂的控制器。

附图说明

下文中将使用具有附图中示出的特别较佳的设计的实施例来更详细地描述本发明。

图1示出了根据本发明设计的风能设备的立体剖面图;

图2示出了根据本发明的空气冷却的油罐的俯视图;以及

图3示出了空气冷却的油罐的侧视图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明设计的风能设备的一部分的立体剖面图。如已知的,风能设备100具有塔和设置在塔上的封围的能量转换器。该能量转换器包括安装在转子轴承中的转子、传动装置80和发电机90(未详细地示出)。

在所示实施例中,空气冷却的油罐10布置在塔与风能设备100的端部托架之间,并且占据在端部托架的区域中的整个塔直径,除可关闭的检修孔之外。油罐10的上侧形成水平表面。

油罐10具有垂直穿过油罐10的多个第一管道20和第二管道30。可以清楚地看到第一管道20具有比第二管道30小的直径。第二管道30中设有风机40,该风机40较佳地是基于发电机90的温度而受速度控制的。风机40的驱动马达可特别较佳地设计为液压马达,并且因此储存在油罐10中的油也可用于驱动风机40。

在风能设备100的端部托架内部中形成有第一冷却空气回路a和第二冷却空气回路b。第一冷却空气回路a连通地连接到油罐10的多个第一管道20,并且第二冷却空气回路b连通地主要连接到第二管道30。

由于(空气冷却的)发电机90较佳地设置在第二冷却空气回路b中,因而发电机90较佳地基于设置在第二管道30中的风机40的功率而被冷却。

在图1所示的具有其特别较佳的设计的实施例中,第二冷却空气回路b在发电机90下游与第一冷却空去回路合并,因此废气在设置在端部托架上的外侧上或设置在塔上的空气/空气冷却器中被冷却,并且再次馈送到油罐10的下侧。

图2示出了根据本发明的空气冷却的油罐的俯视图。从该视图中一目了然的是,油罐10基本在一个平面中延伸,其中管道20、30从底部到顶部地穿过油罐10,并且润滑油管线的回流50在油罐10的该平面中行进。

多个第一管道20可清楚地看到,并且总体通过表面近似对应于第二管道30的通过表面。在图的左侧上设有油泵60和用于清洁油的过滤器装置70。具体地,油泵60设置在油罐10中与回流50相对,并且因此流回到油罐10中的油被强制引导通过管道20并冷却。图3的空气冷却的油罐10的侧视图示出了这些装置在油罐10上的布置对于油的冷却没有干扰作用。

具体地,可看出油罐在其横截面方面设计为直角梯形,其中,倾斜于油罐10的上表面行进的管道20、30垂直引导到油罐10的下表面。

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