塔筒通风装置、风力发电机组塔筒及风力发电机组的制作方法

本实用新型涉及风电技术领域，特别是涉及一种塔筒通风装置、风力发电机组塔筒及风力发电机组。

背景技术：

风力发电机是一种将风能转化为电能的设备，主要包括机舱、发电机、叶轮、塔筒四部分。塔筒作为风力发电机组关键的部件，不仅是风力发电机组发电量输出的关键通道，也是机组安全运行的有力支撑，更是机组通风散热的重要平台。为了有效实现机组的通风散热，防止塔筒内设备由于过热而产生故障，在塔筒门相应位置处设计了通风装置，以降低塔筒内设备温度。

然而现有的塔筒通风装置如百叶窗装置，其只能起到通风及防尘的作用，对塔筒外部进入的空气没有冷却的功能，只是简单的将外部空气引入塔筒内部形成空气流通循环。当外界气温较高时，这样简单的通风装置导致塔筒内部原有空气和经由通风装置引入的空气之间温差较小，在循环过程中无法进行充分的热量交换，对塔筒内部环境散热功能不足，不能满足塔筒内机组的冷却需求。

因此，亟需一种新的塔筒通风装置、风力发电机组塔筒及风力发电机组。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供一种塔筒通风装置、风力发电机组塔筒及风力发电机组，能够对外界流入的气流进行冷却，满足机组的需求。

一方面，根据本实用新型实施例提出了一种塔筒通风装置，包括气流通道，气流通道包括进风口及出风口，气流通道内设置有隔板，隔板上设置有空气压缩通道，空气压缩通道与进风口及出风口相通，空气压缩通道包括缩口部，缩口部的截面尺寸沿着气流流向逐渐缩小。

根据本实用新型实施例的一个方面，空气压缩通道的数量为一个，或者，空气压缩通道的数量为两个以上，两个以上空气压缩通道均匀的分布在隔板上。

根据本实用新型实施例的一个方面，缩口部为圆锥形、棱锥形、球形中的任一种或多种组合。

根据本实用新型实施例的一个方面，隔板包括前支板及后支板，前支板及后支板平行且间隔设置在气流通道内，空气压缩通道被构造为具有缩口部的管道，管道被固定安装在前支板及后支板之间。

根据本实用新型实施例的一个方面，隔板包括前端面及后端面，空气压缩通道被构造为连通前端面及后端面且具有缩口部的通孔。

根据本实用新型实施例的一个方面，气流通道内还设置有过滤网，过滤网位于进风口与隔板之间，空气压缩通道的入口与过滤网之间保持一预设距离。

根据本实用新型实施例的一个方面，塔筒通风装置还包括百叶窗，百叶窗设置在气流通道的进风口处。

根据本实用新型实施例的一个方面，百叶窗与过滤网之间保持一预设距离。

根据本实用新型实施例的一个方面，百叶窗与过滤网之间的气流通道的下壁上设置有排污口，排污口与可打开的盖板连接。

另一个方面，根据本实用新型实施例提供了一种风力发电机组塔筒，在风力发电机组塔筒的壁上设有气流入口和气流出口，气流入口和气流出口在风力发电机组塔筒内部连通形成冷却通道，在气流入口上设置上述塔筒通风装置。

根据本实用新型实施例的另一个方面，气流入口的高度高于气流出口的高度。

根据本实用新型实施例的另一个方面，在气流出口的上方的风力发电机组塔筒外壁上设有挡板，挡板自风力发电机组塔筒的外壁向外及向下延伸。

根据本实用新型实施例的另一个方面，在冷却通道中设有轴流风机，轴流风机用于将风力发电机组塔筒内部的空气排出。

根据本实用新型实施例的另一个方面，塔筒通风装置的排污口位于风力发电机组塔筒的外部。

又一个方面，根据本实用新型实施例提供了一种风力发电机组，包括上述风力发电机组塔筒。

综上，本实用新型实施例提供的塔筒通风装置，在气流通道内设置有隔板，并在隔板上设置有空气压缩通道，当气流由进风口进入气流通道时，由于隔板的阻隔，迫使气流只能由空气压缩通道通过，由于空气压缩通道包括截面尺寸沿着气流流向逐渐缩小的缩口部，当气流通过缩口部时，在缩口部内气流被压缩，在压缩的过程中会释放热量，即能够将具有一定热量的气流通过缩口部的压缩使其释放热量，进而使气流降温，并且降温后的气流被送入到机组内部，以满足机组的冷却需求。

本实用新型实施例提供的风力发电机组塔筒及风力发电机组，包括上述塔筒通风装置，使得风力发电机组塔筒外部环境热气流通过塔筒通风装置压缩冷却后输入到风力发电机组塔筒内，冷却后的气流与风力发电机组塔筒内部原有空气温差较大，能够与风力发电机组塔筒内的空气进行充分的热量交换，满足机组的冷却需求，降低风力发电机组塔筒内设备过热故障率。

附图说明

下面将参考附图来描述本实用新型示例性实施例的特征、优点和技术效果。

图1是本实用新型一个实施例的塔筒通风装置的俯视结构示意图；

图2是图1中沿着A-A方向的剖视图；

图3是本实用新型另一个实施例的隔板的结构示意图；

图4是本实用新型一个实施例的塔筒通风装置的工作状态示意图；

图5是本实用新型一个实施例的风力发电机组塔筒的结构示意图。

其中：

1-风力发电机组塔筒；

100-塔筒通风装置；

10-气流通道；11-进风口；12-出风口；13-第一法兰；14-第三法兰；

20-过滤网；21-第一连接片；22-螺钉；

30-隔板；31-前支板；32-后支板；33-第二连接片；34-螺钉；31a-前端面；32a-后端面；

40-空气压缩通道；

50-百叶窗；51-第二法兰；52-螺栓；53-螺母；

60-排污口；

70-盖板；

101-气流入口；102-气流出口；103-冷却通道；104-挡板；105-轴流风机。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本实用新型的原理，但不能用来限制本实用新型的范围，即本实用新型不限于所描述的实施例。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“若干”的含义是一个或者一个以上；“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

为了更好地理解本实用新型，下面结合图1至图4根据本实用新型实施例的塔筒通风装置进行详细描述。

请参阅图1、图2，本实用新型实施例提供的塔筒通风装置100，包括气流通道10，气流通道10包括进风口11及出风口12，气流通道10内设置有隔板30，隔板30上设置有空气压缩通道40，空气压缩通道40与进风口11及出风口12相通，空气压缩通道40包括缩口部，缩口部的截面尺寸沿着气流流向逐渐缩小。

由此，本实用新型实施例的塔筒通风装置100，通过在气流通道10内设置有隔板30，并在隔板30上设置有空气压缩通道40，当气流由进风口11进入气流通道10时，由于隔板30的阻隔，迫使气流只能由空气压缩通道40通过，由于空气压缩通道40包括截面尺寸沿着气流流向逐渐缩小的缩口部，当气流通过缩口部时，在缩口部内气流被压缩，在压缩的过程中会释放热量，即能够将具有一定热量的气流通过缩口部的压缩使其释放热量，进而使气流降温，并且降温后的气流被送入到机组内部，以满足机组的冷却需求。

具体的，本实施例中，进风口11及出风口12分别设置在气流通道10的两侧，隔板30包括前支板31及后支板32，前支板31及后支板32平行且间隔设置在气流通道10内，前支板31位于靠近进风口11的一侧，后支板32位于靠近出风口12的一侧，在前支板31的外周设置有第二连接片33，通过螺钉34将第二连接片33固定在气流通道10的内壁上，前支板31及后支板32的外周与气流通道10的内壁完全贴合。空气压缩通道40被构造为具有缩口部的管道，前支板31上及后支板32上对应设置有安装孔，管道位于前支板31及后支板32之间且管道的两端被分别固定安装在前支板31及后支板32的安装孔内，管道的轴线与前支板31及后支板32垂直。可以理解的是，隔板30与气流通道10的内壁的固定方式并不仅限于上述形式，在一些可选的实施例中，也可以在气流通道10的侧壁上设置插槽，将隔板30的前支板31及后支板32通过插槽固定在气流通道10内，或是将隔板30的前支板31及后支板32直接焊接固定在气流通道10的内壁上等多种固定方式均可。

空气压缩通道40的数量可以为两个以上，两个以上空气压缩通道40均匀的分布在隔板30上，示例性的，本实施例中包括25个空气压缩通道40，25个空气压缩通道40呈5排5列均匀的分布在隔板30上，每个空气压缩通道40均包括缩口部，缩口部为圆锥形，缩口部的大端面向进风口11，小端面向出风口12。

可以理解的是，当空气压缩通道40为两个以上时，也可以采用非均匀排布的方式。当然，空气压缩通道40的数量并不仅限于两个以上，也可以为一个，当空气压缩通道40的数量为一个时，宜将其布置在隔板30的中心位置处。同时，缩口部不仅限于圆锥形，只要能够满足缩口部的截面尺寸沿着气流流向逐渐缩小以对气流产生压缩作用均可，如在一些可选的实施例中，缩口部还可以采用棱锥形、球形，或者圆锥形、棱锥形及球形的组合形式，当锁口部为球形时，宜采用半球形。

作为一种可选的实施方式，在气流通道10内还设置有过滤网20，过滤网20位于进风口11与隔板30之间，空气压缩通道40的入口与过滤网20之间保持一预设距离。

具体的，本实施例中，过滤网20的外轮廓形状与气流通道10的截面形状相同，在过滤网20的外周设置有第一连接片21，通过螺钉22将第一连接片21固定在气流通道10的内壁上，过滤网20的外周与气流通道10的内壁完全贴合。可以理解的是，过滤网20与气流通道10的固定方式并不仅限于上述形式，在一些可选的实施例中，也可以在气流通道10的侧壁上设置插槽，将过滤网20通过插槽固定在气流通道10内，或是将过滤网10直接焊接在气流通道10的内壁上等多种固定方式均可。

通过在空气压缩通道40内设置过滤网20，能够对由进风口11进入的气流进行过滤，提高气流的清洁度，同时，空气压缩通道40的入口与过滤网20之间保持一预设距离，以增大由过滤网20过滤后气流的扩散面积，保证更多的气流流入空气压缩通道40。

作为一种可选的实施方式，塔筒通风装置100还包括百叶窗50，百叶窗50设置在气流通道10的进风口11处，百叶窗50的外轮廓形状与气流通道10的截面形状相同，气流通道10的外壁上位于进风口11处设置有第一法兰13，百叶窗50的端面上设置有第二法兰51，第一法兰13与第二法兰51通过螺栓52及螺母53连接，以将百叶窗50安装在气流通道10的进风口11处，百叶窗50的百叶片呈一定倾斜角度。可以理解的是，百叶窗50与气流通道10的固定方式并不仅限于上述形式，在一些可选的实施例中，也可以在气流通道10的侧壁上设置插槽，将百叶窗50通过插槽固定在气流通道10的进风口11处，或是将百叶窗50直接焊接在气流通道10的进风口11处等多种固定方式均可。

通过设置百叶窗50可以有效阻挡大颗粒风沙进入气流通道10内部，保护过滤网20、空气压缩通道40等结构免受损坏。

现有技术中的塔筒通风装置为百叶窗装置，其过滤网20和百叶窗50贴的非常近，这样的设计在一定程度上虽然能够提高了塔筒通风装置的通风能力和防尘能力，但是，由于过滤网20直接与外界环境相接触，很容易被环境中的颗粒与沙尘堵塞，从而失去过滤与通风作用。因此，本实用新型在一些可选的实施例中，百叶窗50与过滤网20之间保持一预设距离，该预设距离可以根据塔筒通风装置100的具体尺寸设定。

通过使百叶窗50与过滤网20之间保持一预设距离，使得流经百叶窗50的气流运行至过滤网20时气流中的沙尘在重力作用下能够空程自降，进而将大部分沙尘去除掉，防止过滤网20被堵塞，延长过滤网20的使用寿命，降低了过滤网20更换频率，同时，提高塔筒通风装置100的工作可靠性。

在一些可选的实施例中，在百叶窗50与过滤网20之间的气流通道10的下壁上设置有排污口60，排污口60与可打开的盖板70连接，具体的，盖板70可与排污口60的边缘通过紧固件固定连接或通过铰链连接。

通过设置排污口60及盖板70，当气流通道10内部堆积一定的灰尘后，可通过打开盖板70进行清理，以保证塔筒通风装置100的通风过滤效果。

有一些实施例中，隔板30还可以采用其他形式，请一并参阅图3，隔板30可以是具有一定厚度的板，包括前端面31a及后端面32a，隔板30与气流通道10的连接形式与前述实施例一致(即前端面31a位于靠近进风口11的一侧，后端面32a位于靠近出风口12的一侧，在隔板30的外周设置有第二连接片33，通过螺钉22将第二连接片33固定在气流通道10的内壁上，隔板30的外周与气流通道10的内壁完全贴合)，空气压缩通道40被构造为连通前端面31a及后端面32a且具有缩口部的通孔，缩口部为圆锥形，缩口部的大端面向进风口11，缩口部的小端面向出风口12，隔板30与空气压缩通道40的结构及配合方式采用上述形式，也能够将具有一定热量的气流通过缩口部的压缩使其释放热量，进而使气流降温，以满足机组的冷却需求。可以理解的是，本实施例中，隔板30与气流通道10的内壁的固定方式并不仅限于上述形式，在一些可选的实施例中，也可以在气流通道10的侧壁上设置插槽，将隔板30通过插槽固定在气流通道10内，或是将隔板30直接焊接固定在气流通道10的内壁上等多种固定方式均可。

请参阅图4，本实用新型塔筒通风装置100在工作时，带有风沙的热气流由进风口11进入，风沙中的大颗粒被百叶窗50的百叶片阻挡在外而跌落；进入内部的风沙，由于受到百叶窗50的阻力而降低了运行速度，在气流通道10内空程运行，气流中较大颗粒由于重力作用，在百叶窗50至过滤网20之间能够空程自降，落至气流通道10的下壁上；带有微小颗粒的热气流继续前行并通过过滤网20，微小颗粒被过滤网20过滤掉；过滤后的热气流由空气压缩通道40进入，被空气压缩通道40内的缩口部压缩，热气流经过压缩后的变为冷气流，以完成对气流的冷却及除尘工作。

本实用新型实施例提供的塔筒通风装置100，通过在气流通道10的进风口11设置百叶窗50及在气流通道10内设置的过滤网20，能够依次对进入塔筒通风装置100内的气流进行过滤，以保证进入塔筒通风装置100内的气流的清洁度。百叶窗50与过滤网20之间保持一预设距离，使得流经百叶窗50的气流运行至过滤网20时气流中的沙尘在重力作用下能够空程自降，进而将大部分沙尘去除掉，防止过滤网20被堵塞，延长过滤网20的使用寿命。同时，通过在气流通道10内设置有隔板30，并在隔板30上设置有空气压缩通道40，当气流由进风口12进入气流通道10时，由于隔板30的阻隔，迫使气流只能由空气压缩通道40的缩口部通过，当气流通过缩口部时，在缩口部内气流被压缩，在压缩的过程中会释放热量，进而使气流降温，满足机组的需求。

请一并参阅图5，根据本实用新型的一个实施例，还提供了一种风力发电机组塔筒1，在风力发电机组塔筒1的壁上设有气流入口101和气流出口102，气流入口101和气流出口102在风力发电机组塔筒1内部连通形成冷却通道103，在气流入口101上设置上述任一实施例塔筒通风装置100。

通过在风力发电机组塔筒1上设置塔筒通风装置100，使得风力发电机组塔筒1外部环境热气流通过塔筒通风装置100压缩冷却后输入到风力发电机组塔筒1内，冷却后的气流与风力发电机组塔筒1内部原有空气温差较大，能够与风力发电机组塔筒1内的空气进行充分的热量交换，满足机组的冷却需求，降低风力发电机组塔筒1内设备过热故障率。

示例性的，气流入口101优选位于风力发电机组塔筒1的塔筒门上，在塔筒通风装置100的气流通道10的外壁上设置有第三法兰14，塔筒通风装置100通过第三法兰14安装在风力发电机组塔筒1的塔筒门上。

作为一种可选的实施方式，气流入口101的高度高于气流出口102的高度，以提高对风力发电机组塔筒1内设备的降温冷却效果。

在一些可选的实施例中，在气流出口102的上方的风力发电机组塔筒1外壁上设有挡板104，挡板104自风力发电机组塔筒1的外壁向外及向下延伸。通过设置挡板104，可以有效的避免由气流出口102排出的热气流由塔筒通风装置100的进风口11回流至风力发电机组塔筒1内部。

作为一种可选的实施方式，在冷却通道103中设有轴流风机105，轴流风机105优选位于风力发电机组塔筒1的气流出口102位置，轴流风机105用于将风力发电机组塔筒1内部的空气排出，从而使风力发电机组塔筒1内的气压低于风力发电机组塔筒1外的气压，产生气压差，促进风力发电机组塔筒1外部气流通过塔筒通风装置100过滤及冷却后输入到风力发电机组塔筒1内。

通过设置轴流风机105，使得由塔筒通风装置100出风口12进入风力发电机组塔筒1内部的冷气流在轴流风机105作用下，实现气流在冷却通道103内的空气循环流动，冷气流在循环过程中完成风力发电机组塔筒1内设备的冷却，转换为热气流，热气流在轴流风机105的作用下由气流出口102排出到风力发电机组塔筒1外部，实现冷热气流交换。

作为一种可选的实施方式，塔筒通风装置100的排污口60位于风力发电机组塔筒1的外部，便于对塔筒通风装置100内的灰尘的清理。

本实用新型实施例提供的风力发电机组塔筒1，通过在风力发电机组塔筒1上设置塔筒通风装置100，使得风力发电机组塔筒1外部环境热气流通过塔筒通风装置100压缩冷却后输入到风力发电机组塔筒1内的冷却通道103，完成风力发电机组塔筒1内机组的冷却，降低风力发电机组塔筒1内设备过热故障率。塔筒通风装置100能够对进入的气流进行过滤，确保进入风力发电机组塔筒1内的空气为干净空气，保护风力发电机组塔筒1的设备免受污染。同时，在冷却通道103中设置有轴流风机105，通过轴流风机105使得气流在冷却通道103内的循环流动，实现冷热气流交换，进一步满足机组的冷却需求。

根据本实用新型的一个实施例，还提供了一种风力发电机组，包括上述任一实施例的风力发电机组塔筒1，因此风力发电机组具有与风力发电机组塔筒1相同的优点，故不再加以赘述。

虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。