一种箱式风力发电机的冷却系统的制作方法

本实用新型涉及风电技术领域，具体涉及一种箱式风力发电机的冷却系统。

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结构简单的箱式风力发电机的冷却系统，可降低成本，提高热交换效率。

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。

一种箱式风力发电机的冷却系统，所述箱式风力发电机包含箱体，所述箱体的至少一个端部设置有轴向鼓风口，轴向鼓风口连接有鼓风管，靠近鼓风管的入口设置有空气过滤器；所述箱体的侧面设置径向排风口。

优选地，所述冷却系统包括机舱，所述箱式风力发电机设置在机舱内；所述鼓风管伸出所述机舱外；所述径向排风口连接有排风管，所述排风管伸出所述机舱外。

优选地，所述箱体的端部设置有轴向鼓风腔；所述箱体的内周设置有径向排风腔，径向排风腔与径向排风口连通。

进一步优选地，所述箱体的前端部设置有前端轴向鼓风腔、前端轴向鼓风口、前端鼓风管；所述箱体的后端部设置有后端轴向鼓风腔、后端轴向鼓风口、后端鼓风管；所述前端鼓风管和后端鼓风管并联到一个鼓风总管，所述鼓风总管上设置有鼓风机，靠近所述鼓风总管的入口设置有空气过滤器。

进一步优选地，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端轴向鼓风腔；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端轴向鼓风腔。

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。

进一步优选地，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。

进一步优选地，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，所述鼓风管上设置有鼓风机。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型将机舱外部的冷空气轴向鼓入风力发电机的内部，利用机舱外部的冷空气直接与风力发电机内部的热空气混合，带走风力发电机内部的热量，并径向排出，实现了风力发电机的有效冷却，提高了冷却效率；并且，与传统的冷却系统相比，结构简单，降低了成本，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冷却系统的一种实施例的结构示意图；

图2是本实用新型的箱式风力发电机的冷却系统的另一种实施例的结构示意图；

图3是图1或图2中的箱式风力发电机的冷却系统的局部剖面结构示意图。

以上图1-图3中：1机舱；2箱体；201轴向鼓风口；202径向排风口；203前固定环板；204后固定环板；3鼓风管；4鼓风机；5空气过滤器；6排风管；7定子铁芯；8轴承；9转轴；10转子铁芯。

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。

参考图1，本实用新型提供一种箱式风力发电机的冷却系统，所述箱式风力发电机包含箱体2，箱体2的至少一个端部设置有轴向鼓风口201，轴向鼓风口201连接有鼓风管3，靠近鼓风管3的入口设置有空气过滤器5；所述箱体2的侧面设置径向排风口202。

图1是本实用新型的箱式风力发电机的冷却系统的一种实施例的结构示意图。参考图1，箱体2的一侧设置有轴向鼓风机4，轴向鼓风机4连接有鼓风管3，靠近鼓风管3的入口设置空气过滤器5。鼓风管3上可以设置鼓风机4，并通过鼓风机4将外界空气通过鼓风管3通入箱体2内部；也可以通过外加鼓风装置，将外界的空气通过鼓风管鼓入箱体内部；空气过滤器5对进入到鼓风管3内的空气进行过滤，防止空气中的杂质对风力发电机内部的部件造成损害；通入的空气进入箱体2后，与箱体2内的热空气进行混合，吸收箱体2内的热量，并由箱体2侧面设置的径向排风口202排出箱体2，由此降低箱体2内的温度，实现风力发电机的冷却。

进一步地，冷却系统包括机舱1，箱式风力发电机设置在机舱1内，鼓风管3伸出机舱1外，使鼓风机4将机舱1外的冷空气鼓入箱体2内部，机舱1外的冷空气即大自然中的冷空气，机舱1外的冷空气进入箱体2后，与箱体2内的热空气进行混合，吸收箱体2内的热量，并通过径向排风口202连接的排风管6将吸收热量的空气排出机舱1外，即排出至大自然中；由此利用大自然中的冷空气在箱体2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。

进一步地，箱体2的端部设置轴向鼓风腔，鼓风机4将空气鼓入轴向鼓风腔，空气通过轴向鼓风腔进入发电机内部，带走发电机内部的热量后进入箱体2内周设置的径向排风腔，并通过与径向排风腔与径向排风口202排出，带走发电机内部的热量，冷却发电机。

图2是本实用新型的箱式风力发电机的冷却系统的另一种实施例的结构示意图。参考图2，箱体2的前后侧分别设置有轴向鼓风机4，轴向鼓风机4连接有鼓风管3，鼓风管3上设置鼓风机4，靠近鼓风管3的入口设置空气过滤器5。

具体地，箱体2的前端部设置有前端轴向鼓风腔、前端轴向鼓风口201、前端鼓风管；箱体2的后端部设置有后端轴向鼓风腔、后端轴向鼓风口201、后端鼓风管；前端鼓风管和后端鼓风管并联到一个鼓风总管(图中未示出)，鼓风总管伸出机舱1外，鼓风总管上设置有鼓风机4，靠近鼓风总管的入口设置有空气过滤器5；鼓风机4将机舱1外的空气引入鼓风总管，鼓风总管将空气分流至前端鼓风管和后端鼓风管，前端鼓风管的空气进入前端鼓风腔并通过前端轴向鼓风口201进入发电机内部，后端鼓风管内的空气进入后端鼓风腔并通过后端轴向鼓风口201进入发电机的内部，与发电机内部的热空气混合，并进入径向排风腔，最后通过径向排风口202排出，带走发电机内部的热量，实现发电机的冷却。

更具体地，图3是箱式风力发电机的冷却系统的局部剖面结构图，参考图3，箱体2内设置有前固定环板203和后固定环板204，前固定环板203和后固定环板204用于固定发电机的定子铁芯7；箱体2的前、后端面对应设置前、后轴承8，前、后轴承8上支撑发电机的转轴9，转轴9上设置转子铁芯10；箱体2的前端面、前固定环板203和转子铁芯10的前端面围合形成前端轴向鼓风腔；箱体2的后端面、后固定环板204和转子铁芯10的后端面围合形成后端轴向鼓风腔。空气进入前端轴向鼓风腔和后端轴向鼓风腔后，在鼓风机4的作用下轴向进入发电机内部，与发电机内部的热空气混合后，径向排出，带走发电机内部的热量，实现发电机的有效冷却。

进一步的，定子铁芯7、前固定环板203、后固定环板204和箱体2的侧壁围合形成径向排风腔；机舱1外的空气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，最后排出机舱1外。

具体的，机舱1外的空气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7上设置有径向散热孔，径向散热孔连通径向排风腔，混合后的热空气通过径向散热孔排至径向排风腔；另一种实现方式为：定子铁芯7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，机舱1外的冷空气轴向进入发电机内部后，可进入定子铁芯7的径向空隙中，更进一步的带走定子铁芯7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，将发电机内部的热量排出机舱1外，更有效的实现了风力发电机的冷却，提高热交换效率。

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的冷却系统明显缩小了风力发电机的体积，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％；同时由于该箱式风力发电机的冷却系统结构简单，也减少了故障点，方便维护。

利用本实用新型的箱式风力发电机进行的冷却方法具体是将经过过滤的外界空气鼓入箱式风力发电机的至少一端，并轴向鼓入转子铁芯10和定子铁芯7，再经过定子铁芯7的径向散热孔或径向空隙排入箱式风力发电机的箱体2内周，最后排入外界空气中。其中，箱式风力发电机设置在机舱1内，外界空气为机舱1外空气。

该方法是利用大自然中的冷空气在箱体2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。

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。