风力发电机组的散热系统及风力发电机组的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种风力发电机组的散热系统及风力发电机组，在塔筒内设置贯穿塔底到机舱的风道；所述风道分别与设置在每段塔筒内的独立的舱室连通；至少一个所述舱室具有设于塔筒壁上的第一通风口；在每个所述舱室与所述风道的相连接的通风路径中均设置有所述空气调节装置。本实用新型实施例的散热系统，通过设置贯通塔底至机舱的风道，并且将外部环境的冷空气引入风道以加速整个塔筒内部的空气循环，有效解决了机舱过温的技术问题。
【专利说明】
风力发电机组的散热系统及风力发电机组
技术领域
[0001]本实用新型涉及风力发电领域，尤其涉及一种风力发电机组的散热系统及风力发电机组。
【背景技术】
[0002 ]现有的风力发电机组的机舱一般包括主传动轴、发电机、杀Il车装置、机架以及电气柜以及控制柜等部件，并且机舱是一个相对封闭的环境，因此这种设计不利于空气的流通，容易造成机舱过温，导致设备故障。
[0003]现有的解决方案一般是在机舱内设置散热装置，将机舱内热空气排到大气环境中，进而提高了整个机舱的散热效率，使得机舱的温度保持在一个合理范围内。但是，这种方法会增加机舱的重量，加大风力发电机组塔顶的综合载荷，使得风机的寿命减少。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的实施例提供一种风力发电机组的散热系统及风力发电机组，以解决风力发电机组的塔筒内部舱室的散热问题。
[0005]为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案:
[0006]—种风力发电机组的散热系统，在塔筒内设置贯穿塔底到机舱的风道;所述风道分别与设置在每段塔筒内的独立的舱室连通;至少一个所述舱室具有设于塔筒壁上的第一通风口，用于连通塔筒外部环境;在每个所述舱室与所述风道的相连接的通风路径中均设置有空气调节装置。
[0007]优选地，在前述的散热系统中，所述风道与所述机舱的连接处设置有所述空气调节装置。
[0008]优选地，在前述的散热系统中，与所述机舱相邻的舱室顶部设置有第二通风口。
[0009]优选地，在前述的散热系统中，所述风道紧贴所述塔筒的内壁或设置在所述塔筒的中心位置。
[0010]优选地，在前述的散热系统中，所述空气调节装置包括风扇。
[0011]优选地，在前述的散热系统中，所述空气调节装置还包括空气过滤机构和温度调节机构中的至少一个。
[0012]优选地，在前述的散热系统中，所述散热系统还包括设置在所述第一通风口处的过滤装置。
[0013]优选地，在前述的散热系统中，所述风道内设置有控制阀，所述控制阀用于接通或断开所述舱室之间的通风路径。
[0014]优选地，在前述的散热系统中，在至少一个所述舱室中设置有变流柜或者主变压器。
[0015]根据本实用新型的第二方面，本实用新型的实施例还提供了一种风力发电机组，具有前述的散热系统。
[0016]本实用新型实施例提供的风力发电机组的散热系统，在塔筒内设置有贯穿塔底到机舱的风道，并通过在至少一个舱室的塔筒壁上设置第一通风口，用于连通塔筒外部环境；在每个段塔筒中的独立的舱室与风道的相连接的通风路径中均设置有空气调节装置。本实施例的散热系统将环境空气从塔筒外部引入到各个舱室中，与舱室内的发热设备热交换后将热量带走，可解决各个舱室的散热问题，有效地调节塔筒内的温度，使塔筒内的各设备工作在正常的温度下。
[0017]在此基础上，通过在塔筒内设置专门的风道，空气集中在风道中运动，不会受塔筒内其他设备干扰，有利于气流的运动。并且空气调节装置沿风道布置，空气调节设备的安装和维护更加方便。
[0018]在此基础上，在风道与机舱的连接处也设有空气调节装置，可将风道中的空气排到机舱内，用于给机舱散热。
[0019]在此基础上，与机舱相邻的舱室顶部设置有通风口，可以将与机舱相邻的舱室内的空气通过第二通风口排到机舱内，用以给机舱散热。
[0020]在此基础上，空气调节装置还包括空气过滤机构，可以对从塔筒外部进入的环境空气进行过滤后输送至发热设备，满足对散热空气质量有一定要求的发热设备，如电子控制设备等的散热需求；空气调节装置还可以包括温度调节机构，对风道内的空气温度进行控制。
[0021]在此基础上，通过在通风口设置过滤装置，有效去除空气中的水分和水分中含有的盐分，当风力发电机组工作在潮湿的环境如海边时，将潮湿的环境空气处理为干燥的空气然后用于发热设备的冷却降温，可有效减少水分和盐分对发热设备尤其是电子设备的影响，提高发热设备的使用寿命和工作可靠性。在此基础上，散热系统还包括控制阀，控制阀控制舱室之间的通风路径的接通或者断开。当风力发电机组处于非工作状态时，可以通过控制阀将没有散热需求(或者散热需求很低)的舱室与风道或者其他舱室的连接断开，从而使其他舱室可以获得更多的空气用于散热，提高了散热空气的利用率。
[0022]由此可知，本实用新型对现有的塔筒内部布局进行了改造，通过设置贯通塔底至机舱的风道，并且将外部环境的冷空气引入风道以加速整个塔筒内部的空气循环，有效地解决了机舱过温的技术问题；同时，通过在每段塔筒内部设置独立的舱室以便可以将部分机舱内的部件挪移至所述舱室中，有效地降低了塔顶的综合载荷，进而延长了风机寿命。
【附图说明】
[0023]图1为实施例一的风力发电机组的散热系统的结构示意图；
[0024]图2为图1的A-A向截面图；
[0025]附图标号说明:
[0026]1、塔筒；2、风道;3、第一舱室;4、检修舱室；5、第二舱室；6、第三舱室；7、第一通风口； 8、过滤装置;31、第一发热设备;41、第二发热设备;51、第三发热设备;32、第三通风口 ；52、第二通风口；91、第一空气调节装置;92、第二空气调节装置;93、第三空气调节装置;94、第四空气调节装置;10、风扇；11、空气过滤机构；12、控制阀。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图对本实用新型实施方式的风力发电机组的散热系统进行详细描述。
[0028]实施例一
[0029]图1、2是实施例一的风力发电机组的散热系统的结构示意图。
[0030]本实用新型实施例一的风力发电机组的散热系统中，在塔筒I内设置贯穿塔底到机舱的风道2;风道2分别与设置在每段塔筒内的独立的舱室连通;至少一个舱室具有设于塔筒壁上的第一通风口 7，用于连通塔筒I外部环境;在每个舱室与风道2的相连接的通风路径中均设置有空气调节装置。
[0031]本实施例的散热系统将环境空气从塔筒I外部引入到各个舱室中，与舱室内的发热设备热交换后将热量带走，可解决各个舱室的散热问题，有效地调节塔筒I内的温度，使塔筒I内的各设备工作在正常的温度下。
[0032]此外，通过在塔筒I内设置专门的风道2，空气集中在风道2中运动，不会受塔筒I内其他设备干扰，有利于气流的运动。并且空气调节装置沿风道2布置，空气调节设备的安装和维护更加方便。
[0033 ]可选地，如图2中所示，风道2紧贴塔筒I内壁或设置在塔筒中心位置。具体地，风道2是设置于塔筒I内壁上的封闭管路，并沿上下方向延伸。风道2沿塔筒I的内壁布置可以减少风道2的占用空间以便于在塔筒I中布置其他设备。但风道2并不限于布置在塔筒I内壁上，例如，风道2还可以布置在塔筒I的中间位置;风道2可也不限于沿上下方向布置，也可倾斜或弯曲或者沿螺旋方向在塔筒I内延伸;任何能在塔筒I内部封闭传导空气的管道均在本实施例的限制范围内。
[0034]具体地，每个空气调节设备均具有风扇10。可选地，空气调节设备设置在风道2和舱室之间的隔板上。但是，通风路径并不限于是隔板上的开孔，也可以是连接风道2和舱室的通风管道。
[0035]可选地，设置有第一通风口 7的舱室是检修舱室4。空气调节装置包括第一空气调节装置91;第一空气调节装置91连接在检修舱室4和风道2之间。在第一空气调节装置91带动下，空气经由检修舱室4进入风道2中，再经过风道2运动到其他舱室。但是，第一通风口 7不限于设置检修舱室4的塔筒壁上，还可以设置在其他任意舱室的塔筒壁上。
[0036]具体地，如图1中所示，舱室由塔底向上依次设置的第一舱室3、检修舱室4、第二舱室5和第三舱室6，其中第三舱室6是机舱。空气调节装置包括第一空气调节装置91、第二空气调节装置92、第三空气调节装置93和第四空气调节装置94。第一空气调节装置91设置在风道2和检修舱室4之间的隔板上。风道2分别通过第二空气调节装置92、第三空气调节装置93和第四空气调节装置94与第一舱室3、第二舱室5和第三舱室6连接。但舱室和空气调节装置的数量并不限于图1中的具体数量，舱室、调节装置均可以为两个或者两个以上，例如图1中设置了 4个舱室和4风空气调节装置。
[0037]可选地，在一个舱室中设置有变流柜或者主变压器。
[0038]具体地，如图1中所示，第一舱室3中容纳有第一发热设备31;检修舱室4中容纳有第二发热设备41;第二舱室5中容纳有第三发热设备51。第一舱室3、检修舱室4、第二舱室5由下至上以依次设置。
[0039]可选地，第一发热设备31是变流柜或者主变压器。
[0040]如图1中所示，第一舱室3中还具有第三通风口 32。第三通风口 32设置于塔筒I的壁上，与塔筒I的外部连通，经第二空气调节装置92进入第一舱室3后与变流柜或者主变压器热交换，吸收变流柜或主变压器的热量后经第三通风口 32排出到塔筒I的外部，将热量带走。
[0041]可选地，检修舱室4设置在第一舱室3的上方。检修舱室4内容纳有第二发热设备41。可选地，第二发热设备41是用于风力发电机组子系统的变流器或者变压器。由第一通风口 7进入检修舱室4的空气与第二发热设备41进行换热后再经第一空气调节装置91进入风道2中。
[0042]可选地，第二舱室5设置在检修舱室4的上方。第二舱室5中设置有第三发热设备51。可选地，第三发热设备51是电子设备(如控制电脑、PLC)。
[0043]可选地，第三舱室6设置在第二舱室5的上方。可选地，第二舱室5设置有第二通风口 52，第二通风口 52与第三舱室6相连通;具体地，第二通风口 52设置在第二舱室5和第三舱室6之间的隔板上;第二舱室5内的空气经由第二通风口 52可进入第三舱室6。将第二舱室5的出风口与第三舱室6相连通，第二舱室5内的空气可以继续用于第三舱室6的散热使用，可以提高空气的利用率；同时第二舱室5内的空气可以连同第三舱室6内的空气一起排出，无需为第二舱室5在塔筒I的壁上设置单独的出风口，可减少塔筒I的壁上的开口数量，提升塔筒I的强度。
[0044]可选地，空气调节装置还包括空气过滤机构11和温度调节机构中的至少一个。其中，空气过滤机构11可以对空气进行过滤，去除空气中的灰尘，提高散热空气的质量。风力发电机组中的一些发热设备，如电子设备(如控制电脑、PLC)等对散热空气的质量要求比较高，空气中如包含过多的灰尘会对电子设备的运行造成一定影响。通过设置空气过滤机构11可以减少灰尘的干扰，保证上述电子设备正常工作，提高电子设备的使用寿命。温度调节机构可以调节空气的温度，例如温度调节机构可以是制冷设备，对空气进行降温处理。
[0045]具体地，如图1中所示，第三空气调节装置93和第四空气调节装置94中均设置有空气过滤机构11，用以对进入第二舱室5和第三舱室6中的空气进行过滤，以对容纳于第二舱室5中的第三发热设备51以及第三舱室6内的设备等提供保护。
[0046]此外，作为第一发热设备31的变流柜和主变压器，通常具有良好的防护性能，使用环境空气直接对第一发热设备31提供换热即可满足需要，为此，第二空气调节装置92中可以不设置空气过滤机构11。
[0047]此外，作为第二发热设备41的用于风力发电机组子系统的变流器或者变压器也具有良好的防护性能，因此，第二发热设备41也可以经由第一通风口 7进入的环境空气直接进行散热，无需在第一通风口 7处设置空气过滤机构11。
[0048]可选地，散热系统中可以设置多个级别的空气过滤机构11。不同级别的空气过滤机构11具有不同尺寸的过滤网眼，可以过滤不同尺寸的尘埃，提供不同质量等级的散热空气，以满足多种发热设备的不同需求。可选地，不同级别的空气过滤机构11沿空气流动方向串联的设置。
[0049]在此基础上，散热系统还包括设置在第一通风口7处的过滤装置8。
[0050]通过在第一通风口7设置过滤装置8，可有效去除空气中的水分和水分中含有的盐分，当风力发电机组工作在潮湿的环境如海边、河边或湖边时，将潮湿的环境空气处理为干燥的空气然后用于发热设备的冷却降温，可有效减少水分和盐分对发热设备尤其是电子设备的影响，提高发热设备的使用寿命和工作可靠性。
[0051]具体地，过滤装置8可以采用丝网式过滤器、带有吸湿剂的过滤器或者带有制冷回路的过滤器等多种方式。几种过滤器的工作原理如下:
[0052]丝网除雾器包括栅格支架和固定安装于该栅格支架内的丝网积层体。其工作原理为:当带有水气的气体以一定的速度上升，通过架在格栅支架上的丝网积层体时，水气上升的惯性作用使得水气与细丝碰撞而粘附在细丝的表面上。细丝表面上的水气进一步扩散及本身的重力沉降，使水气形成较大的液滴沿着细丝流至细丝的交织处。由于细丝的吸湿性、液体的表面张力及细丝的毛细管作用，使得液滴越来越大，直至其自身的重力超过气体上升的浮力和液体表面张力的合力时，就被分离而下落，进而与气体分离实现过滤功能。
[0053]带有吸湿剂的过滤器通过吸湿剂去除空气中的水分，吸湿剂优选采用介孔二氧化硅、沸石等可循环使用的吸湿材料。
[0054]带有制冷回路的过滤器通过对空气降温，使空气的温度降低到露点或者露点以下，空气中的水气冷凝为液态水，进而实现过滤功能。
[0055]此外，过滤装置8可设置在第一通风口7的外侧、第一通风口 7的内部或者第一通风口 7的内侧，对由外部进入第一通风口 7的空气进行过滤处理。
[0056]可选地，在第一通风口 7处设置有进风门，过滤装置8设置在进风门上。具体地，过滤装置8可以安装在进风门的外侧、进风门的内部或者进风门的内侧。进风门上开设置有进风孔或者进风格栅。
[0057]可选地，进风门是进入检修舱室4的检修门，通过检修舱室4工作人员可以进入风力发电机组的内部，对风力发电机组的内部设备进行检修和维护。
[0058]优选地，如图1中所示，散热系统还包括控制阀12，控制阀12用于接通或者断开舱室之间的通风路径。具体地，控制第一舱室3和风道2或者其他舱室之间的接通或者断开。可选地，控制阀12可以设置在风道2中(如图1中所示)，也可以设置在第二空气调节装置92处。当风力发电机组处于非工作状态时，此时第一发热设备31不产生热量或者产生很少的热量，因此可以通过控制阀12将没有散热需求(或者散热需求很低)的第一舱室3与风道2或者其他舱室之间的连接断开，从而使其他舱室可以获得更多的空气用于散热，提高了散热空气的利用率。
[0059]实施例二
[0060]本实用新型的实施例二提供了一种风力发电机组，其采用了以上实施例的散热系统。
[0061]本实用新型实施例提供的风力发电机组的散热系统，在塔筒内设置有贯穿塔底到机舱的风道，并通过在至少一个舱室的塔筒壁上设置第一通风口，在每个段塔筒中的独立的舱室与风道的相连接的通风路径中均设置有空气调节装置。本实施例的散热系统将环境空气从塔筒外部引入到各个舱室中，与舱室内的发热设备热交换后将热量带走，可解决各个舱室的散热问题，有效地调节塔筒内的温度，使塔筒内的各设备工作在正常的温度下。
[0062]在此基础上，通过在塔筒内设置专门的风道，空气集中在风道中运动，不会受塔筒内其他设备干扰，有利于气流的运动。并且空气调节装置沿风道布置，空气调节设备的安装和维护更加方便。
[0063]在此基础上，在风道与机舱的连接处也设有空气调节装置，可将风道中的空气排到机舱内，用于给机舱散热。
[0064]在此基础上，与机舱相邻的舱室顶部设置有通风口，可以将与机舱相邻的舱室内的空气通过第二通风口排到机舱内，用以给机舱散热。
[0065]在此基础上，空气调节装置还包括空气过滤机构，可以对从塔筒外部进入的环境空气进行过滤后输送至发热设备，满足对散热空气质量有一定要求的发热设备，如电子控制设备等的散热需求；空气调节装置还可以包括温度调节机构，对风道内的空气温度进行控制。
[0066]在此基础上，通过在通风口设置过滤装置，有效去除空气中的水分和水分中含有的盐分，当风力发电机组工作在潮湿的环境如海边时，将潮湿的环境空气处理为干燥的空气然后用于发热设备的冷却降温，可有效减少水分和盐分对发热设备尤其是电子设备的影响，提高发热设备的使用寿命和工作可靠性。
[0067]在此基础上，散热系统还包括控制阀，控制阀控制舱室之间的通风路径的接通或者断开。当风力发电机组处于非工作状态时，可以通过控制阀将没有散热需求(或者散热需求很低)的舱室与风道或者其他舱室的连接断开，从而使其他舱室可以获得更多的空气用于散热，提高了散热空气的利用率。
[0068]以上所述，仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种风力发电机组的散热系统，其特征在于: 在塔筒(I)内设置贯穿塔底到机舱的风道(2); 所述风道(2)分别与设置在每段塔筒(I)内的独立的舱室连通； 至少一个所述舱室具有设于塔筒壁上的第一通风口(7)，用于连通塔筒(I)外部环境； 在每个所述舱室与所述风道(2)的相连接的通风路径中均设置有空气调节装置。2.根据权利要求1所述的散热系统，其特征在于，所述风道(2)与所述机舱的连接处设置有所述空气调节装置。3.根据权利要求1所述的散热系统，其特征在于，与所述机舱相邻的舱室顶部设置有第二通风口(52)。4.根据权利要求1所述的散热系统，其特征在于，所述风道(2)紧贴所述塔筒(I)的内壁或设置在所述塔筒(I)的中心位置。5.根据权利要求1所述的散热系统，其特征在于， 所述空气调节装置包括风扇(10)。6.根据权利要求5所述的散热系统，其特征在于，所述空气调节装置还包括空气过滤机构(11)和温度调节机构中的至少一个。7.根据权利要求1所述的散热系统，其特征在于，所述散热系统还包括设置在所述第一通风口(7)处的过滤装置(8)。8.根据权利要求1所述的散热系统，其特征在于，所述风道(2)内设置有控制阀(12)，所述控制阀(12)用于接通或断开所述舱室之间的通风路径。9.根据权利要求1所述的散热系统，其特征在于，在至少一个所述舱室中设置有变流柜或者主变压器。10.—种风力发电机组，其特征在于:具有如权利要求1-9中任一项所述的散热系统。
【文档编号】F03D80/60GK205677771SQ201620542518
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月6日 公开号201620542518.2, CN 201620542518, CN 205677771 U, CN 205677771U, CN-U-205677771, CN201620542518, CN201620542518.2, CN205677771 U, CN205677771U
【发明人】罗曼, 米沙, 吴立洲, 张新刚, 李晔
【申请人】江苏金风科技有限公司