一种冷却风导流分配装置及箱式风力发电机的制作方法

本实用新型涉及风电技术领域，具体涉及一种冷却风导流分配装置及箱式风力发电机。

背景技术：

现有箱式风力发电机的冷却方式大多为顶置空空冷却器或空水冷却器。然而，这两种冷却器结构复杂，故障点多，制造成本昂贵，且发电机内部热空气与冷却器中冷却介质进行热交换时不发生接触，热交换效率低，从而限制了发电机的功率密度。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种冷却风导流分配装置，用于向风力发电机内分配冷却风，降低风力发电机内部的温度，简化风力发电机冷却系统的结构，降低成本。

本实用新型的另一个目的在于提供一种箱式风力发电机，该箱式风力发电机结构简单，可减少故障点，降低成本，并可有效提高风力发电机的冷却效果。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现。

(一)一种冷却风导流分配装置，设置于箱式风力发电机的外侧面，所述冷却风导流分配装置包括：设置于箱式风力发电机外侧面的导流盒，导流盒内部分割为进风分配腔和排风收集腔；所述进风分配腔的外侧面设置有供风口，底侧面设置有分风口；所述供风口连接有供风管道，所述分风口连通箱式风力发电机的端部；所述分风口向箱式风力发电机提供轴向冷却风；所述排风收集腔的外侧面设置有排风口，底侧面设置有集风口；所述排风口连接有排风管道，所述集风口连通箱式风力发电机的侧面；所述集风口用于收集箱式风力发电机的径向排风。

优选地，所述供风管道和所述排风管道分别伸出所述导流盒的外部，且所述供风管道的入风口和所述排风管道的出风口分置于大气中。

优选地，所述导流盒设置于箱式风力发电机的上侧面。

优选地，所述分风口包含前端分风口和后端分风口，所述前端分风口和后端分风口分别连通箱式风力发电机的前端部和后端部。

优选地，所述供风管道上设置空气过滤器。

(二)一种箱式风力发电机，包括箱体，设置于箱体上侧面的冷却风导流分配装置；所述箱体的端部设置有轴向鼓风腔，所述轴向鼓风腔与所述冷却风导流分配装置的进风分配腔连通；所述箱体的内周设置有径向排风腔，径向排风腔与所述冷却风导流分配装置的排风收集腔连通。

优选地，所述轴向鼓风腔内设置有轴流风扇，轴流风扇安装在发电机的转轴上。

优选地，轴向鼓风腔包含前端轴向鼓风腔和后端轴向鼓风腔，所述冷却风导流分配装置对应设置有前端分风口和后端分风口，并对应连通前端轴向鼓风腔和后端轴向鼓风腔。

进一步优选的，所述发电机的转轴上对应安装有前端轴流风扇和后端轴流风扇。

优选地，所述箱体内设置有前固定环板和后固定环板，所述前固定环板和后固定环板用于固定发电机的定子铁芯；所述定子铁芯、前固定环板、后固定环板和箱体的侧壁围合形成所述径向排风腔。

优选地，所述定子铁芯设置有径向散热孔，径向散热孔连通所述径向排风腔。

优选地，所述定子铁芯为多段轴向叠置，段间具有径向空隙，径向空隙连通所述径向排风腔。

优选地，所述箱体的前、后端面对应设置前、后轴承，前、后轴承上支撑发电机的转轴，转轴上设置转子铁芯；所述箱体的前端面、前固定环板和转子铁芯的前端面围合形成前轴向鼓风腔；所述箱体的后端面、后固定环板和转子铁芯的后端面围合形成后轴向鼓风腔。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的冷却风导流分配装置用于向风力发电机内部分配大气中的自然空气，将其作为冷却风直接与风力发电机内部热空气混合，并径向排出风力发电机，从而带走风力发电机内部的热量，最终通过冷却风导流分配装置排至大气中，实现了风力发电机的有效冷却，提高了冷却效率；并且，本实用新型提供的风力发电机与传统的风力发电机相比，结构简单，降低了发电机成本，减少了故障点，方便维护。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。

图1是本实用新型的箱式风力发电机的一种实施例的立体结构示意图；

图2是图1的箱式风力发电机的平面结构示意图；

图3是本实用新型的箱式风力发电机的另一种实施例的立体结构示意图；

图4是图3的箱式风力发电机的平面结构示意图；

图5是图3的箱式风力发电机的局部剖面结构示意图。

以上图1-图5中：1导流盒；2进风分配腔；201供风口；202分风口；3排风收集腔；301排风口；302集风口；4供风管道；5排风管道；6空气过滤器；7箱体；701轴向鼓风腔；702径向排风腔；703前固定环板；704后固定环板；8轴流风扇；9转轴；10定子铁芯；11轴承；12转子铁芯；13机舱。

具体实施方式

下面将结合实施例对本实用新型的实施方案进行详细描述，但是本领域的技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本实用新型，而不应视为限制本实用新型的范围。

图1是本实用新型的箱式风力发电机的一种实施例的立体结构示意图。参考图1，本实施例提供一种冷却风导流分配装置，设置于箱式风力发电机的外侧面，该冷却风导流分配装置包括：设置于箱式风力发电机外侧面的导流盒1，导流盒1内部分割为进风分配腔2和排风收集腔3。

进风分配腔2的外侧面设置有供风口201，供风口201连接有供风管道4，供风管道4将外界的冷却风送入进风分配腔2内；进风分配腔2的底侧面设置有分风口202，分风口202连通箱式风力发电机的端部；分风口202向箱式风力发电机提供轴向冷却风。排风收集腔3的外侧面设置有排风口301，排风口301连接有排风管道5；排风收集腔3的底侧面设置有集风口302，集风口302连通箱式风力发电机的侧面；集风口302用于收集箱式风力发电机的径向排风。

进一步的，供风管道4和排风管道5分别伸出导流盒1的外部，且供风管道4的入风口和排风管道5的出风口分置于大气中，使导流分配装置向发电机内部分配的冷却风来自于大气中的自然风，吸收发电机内部的热量后通过排风管道再排入大气中。

以上实施例中，轴向冷却风轴向进入风力发电机的内部，与风力发电机内部的热空气混合，并在风力发电机内部径向向外排出径向排风，径向排风带走了风力发电机内部的热空气中的热量，达到了冷却风力发电机的目的。

具体的，导流盒1设置于箱式风力发电机的上侧面，方便冷却风通过分风口202进入箱式风力发电机的端部，并通过集风口302收集箱式风力发电机排出的径向排风。

具体的，参考图3，图3是本实用新型的箱式风力发电机的另一种实施例的立体结构示意图。分风口202包含前端分风口和后端分风口，前端分风口和后端分风口分别连通箱式风力发电机的前端部和后端部。通过前端分风口和后端分风口同时向风力发电机内部通入冷却风，可有效提高风力发电机的冷却效果。

具体的，参考图1和图3，供风管道4上设置有空气过滤器6，空气过滤器6对进入到冷却风导流分配装置中的空气进行过滤，防止空气中的杂质对风力发电机内部的部件造成损害。

此外，本实用新型还提供了一种箱式风力发电机，参考图2，图2是图1的箱式风力发电机的平面结构示意图；本实施例的箱式风力发电机包括箱体7和设置于箱体7上侧面的冷却风导流分配装置，冷却风导流分配装置用于向箱体7内分配冷却风。

箱体7的端部设置有轴向鼓风腔701，轴向鼓风腔701与冷却风导流分配装置的进风分配腔2连通；箱体7的内周设置有径向排风腔702，径向排风腔702与冷却风导流分配装置的排风收集腔3连通。冷却风导流分配装置将冷却风分配至箱体7端部的轴向鼓风腔701内，轴向鼓风腔701内可设置轴流风扇8，并将轴流风扇8安装在发电机的转轴9上，使轴流风扇8的叶片将进入到轴向鼓风腔701内的冷却风以与轴相同的方向推向箱体7内部，使其直接与箱体7内部的热空气混合，带走箱体7内部的热量，并径向通入箱体7内周的径向排风腔702，最后排入冷却风导流装置的排风收集腔3排出，从而实现风力发电机的冷却。此外，也可通过在冷却风导流分配装置的入风口加装鼓风装置，将外界的冷却风鼓入轴向鼓风腔701内，进而使冷曲风轴向进入箱体内部，实现对箱体内的冷却。

具体的，参考图4，图4是图3的箱式风力发电机的平面结构示意图。轴向鼓风腔701包含前端轴向鼓风腔和后端轴向鼓风腔，发电机的转轴9上对应安装有前端轴流风扇和后端轴流风扇，冷却风导流分配装置对应设置有前端分风口和后端分风口，并对应连通前端轴向鼓风腔和后端轴向鼓风腔。

冷却风导流分配装置分别通过其前端分风口202和后端分风口202将外界的冷却风分配至箱体7的前端轴向鼓风腔和后端轴向鼓风腔，并分别通过前端轴流风扇和后端轴流风扇将进入到轴向鼓风腔701内的冷却风以与轴相同的方向从箱体7两端推向箱体7内部，使其直接与箱体7内部的热空气混合，带走箱体7内部的热量，并径向通入箱体7内周的径向排风腔702，最后排入冷却风导流装置的排风收集腔3排出，从而实现风力发电机的冷却。

参考图5，图5是图3的箱式风力发电机的局部剖面结构示意图。箱体7内设置有前固定环板703和后固定环板704，前固定环板703和后固定环板704用于固定发电机的定子铁芯10；定子铁芯10、前固定环板703、后固定环板704和箱体7的侧壁围合形成径向排风腔702。箱体7的前、后端面对应设置前、后轴承11，前、后轴承11上支撑发电机的转轴9，转轴9上设置转子铁芯12；箱体7的前端面、前固定环板703和转子铁芯12的前端面围合形成前轴向鼓风腔701；箱体7的后端面、后固定环板704和转子铁芯12的后端面围合形成后轴向鼓风腔701。冷却风进入前端轴向鼓风腔701和后端轴向鼓风腔701后，通过前轴流风扇8和后轴流风扇8将冷却风轴向推入发电机内部，与发电机内部的热空气混合后，排入径向排风腔702，最后排入冷却风导流装置的排风收集腔3并排出，从而实现风力发电机的冷却。

具体的，冷却风轴向进入发电机的内部，与发电机内部的热空气混合后进入径向排风腔702的形式有多种实现方式；其中，本实用新型给出两种实现方式，一种实现方式为：定子铁芯10上设置有径向散热孔，径向散热孔连通径向排风腔702，混合后的热空气通过径向散热孔排至径向排风腔702；另一种实现方式为：定子铁芯10为多段轴向叠置，段间具有径向空隙，径向空隙连通径向排风腔702，冷却风轴向进入发电机内部后，可进入定子铁芯10的径向空隙中，更进一步的带走定子铁芯10之间的热量，吸收热量后的热空气通过该径向空隙排至径向排风腔702，将发电机内部的热量排出，更有效的实现了风力发电机的冷却，提高热交换效率。

上述各实施例中，箱式风力发电机还包括机舱13，箱式风力发电机以及设置于箱体7上侧面的冷却风导流分配装置均设置在机舱13内，供风管道4伸出机舱13外，将机舱13外的大气中的冷空气作为冷却风通过冷却风导流分配装置轴向通入风力发电机的内部，机舱13外的冷空气即大自然中的冷空气，机舱13外的冷空气进入箱体7后，与箱体7内的热空气进行混合，吸收箱体7内的热量，并通过冷却风导流分配装置排出至大自然中；由此利用大自然中的冷空气在箱体7内循环，直接与风力发电机内部的空气混合，吸收风力发电机内部的热量，快速有效的实现了风力发电机的冷却，提高了冷却效率，降低了风力发电机的成本。

与现有的风力发电机的冷却系统相比，本实用新型的箱式风力发电机结构简单，降低了风力发电机的成本，预计成本可在现有的风力发电机的基础上降低15～20％；同时也减少了故障点，方便维护。

本实用新型的箱式风力发电机的冷却方法利用大自然中的冷空气在箱体7内循环吸收风力发电机内部的热量，可直接对箱式风力发电机绕组及铁芯进行冷却，快速有效的实现了风力发电机的冷却，提高了热交换效率，进而提高了风力发电机的冷却效率。

虽然，本说明书中已经用一般性说明及具体实施方案对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。