1.本发明涉及一种风力发电机组,具体地,涉及一种通过在传动轴上安装扇叶以对机舱进行冷却的风力发电机组。
背景技术:2.随着技术的发展,风力发电机组电气部件的体积越来越小,功率密度越来越高。机舱作为风力发电机组重要组成部分,承载着发电机,轴系,齿轮箱及部分电控柜体,为保证各个电控部件在机舱内部具有良好的运行环境温度,需要对机舱温度进行控制。
3.然而,现有产品中常用的方案主要是在机舱罩主体上增加风机来驱动外界空气对机舱实现冷却,这样的方案将降低风力发电机组的工作效率并增加其制造成本。
技术实现要素:4.本发明的主要发明目的之一在于提供一种风力发电机组,以采用无供电机舱冷却方案,降低机组自耗电,提高机组发电量,同时降低生产和维护成本。
5.针对上述发明目的,本发明提供如下技术方案:
6.本发明的一方面提供一种风力发电机组,所述风力发电机组可包括发电机、齿轮箱以及连接在所述发电机和所述齿轮箱之间的传动轴,所述传动轴上可设置有至少一组扇叶,且每一组扇叶包括围绕所述传动轴的外周安装的多个扇叶,在所述传动轴旋转时,多个所述扇叶形成旋转风机结构。
7.所述风力发电机组还可包括设置在所述传动轴上的扇叶安装板,所述扇叶安装在所述扇叶安装板上。
8.所述扇叶可以可拆卸地安装在所述扇叶安装板上。
9.所述扇叶安装板焊接或螺纹结合到所述传动轴上,所述扇叶的一个侧表面与所述扇叶安装板的一个侧表面贴合地彼此连接。
10.所述扇叶安装板可卡接或键连接到所述传动轴上,并且所述风力发电机组还可包括对应每一个扇叶设置的子扇叶安装板,每一个子扇叶安装板分别安装至所述扇叶安装板,所述扇叶连接至对应的所述子扇叶安装板。
11.所述扇叶安装板上设置可有用于安装子扇叶安装板的安装结构,所述安装结构可包括第一螺纹孔和第二螺纹孔,所述第二螺纹孔可包括以第一螺纹孔为圆心沿圆周方向设置的多个螺纹孔,以调整所述子扇叶安装板相对所述扇叶安装板的安装角度。
12.所述一组扇叶可包括至少三个扇叶,且每一组扇叶的个数可以是奇数。
13.所述扇叶可以为镰刀型扇叶。
14.所述扇叶的后缘可形成有锯齿状的降噪结构。
15.所述至少一组扇叶的外围可设置有防护网罩。
16.所述风力发电机组还可包括机舱,所述发电机和所述齿轮箱设置在所述机舱中,所述机舱上形成有进风口和第一出风口,所述进风口和出风口上设置有过滤装置。
17.所述机舱的底座上可设置有第二出风口,以实现所述底座的冷却。
18.根据本发明的风力发电机组,通过将扇叶和传动轴结合设计的方式,使传动轴驱动扇叶旋转,从而扰动机舱内的空气流动来实现机舱散热,该方案无需消耗机组发电量,降低了机组自耗电,提高了机组效率,并且由于减少了供电部件,降低了机组成本,同时降低了维护成本。
附图说明
19.通过下面结合附图对实施例进行的描述,本发明的上述和/或其它目的和优点将会变得更加清楚,其中:
20.图1是根据本发明的实施例的风力发电机组的机舱的整体结构示意图,
21.图2是根据本发明的安装有一组扇叶的传动轴的结构示意图,
22.图3是根据本发明的实施例的扇叶的结构示意图。
23.附图标记说明:
24.10-机舱;20-发电机;30-齿轮箱;40-第一发热部件;50-第二发热部件;100-传动轴;200-扇叶;101-进风口;102-第一出风口;300-扇叶安装板;201-降噪结构;202-安装部;203-安装孔。
具体实施方式
25.现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而,不应被理解为本发明的实施形态限于在此阐述的实施方式。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构,因而将省略它们的详细描述。
26.下面参照图1至图3描述根据本发明的实施例的风力发电机组的具体结构。
27.根据本发明的风力发电机组可以是半直驱风力发电机组,并且可包括发电机20、齿轮箱30和连接在发电机20和齿轮箱30之间的传动轴100。此外,传动轴100上可设置有至少一组扇叶200,且每一组扇叶200包括围绕传动轴100的外周安装的多个扇叶200,在传动轴100旋转时,每一组的扇叶200形成旋转风机结构,以对其所安装的环境(例如,机舱10)进行冷却。
28.传动轴100作为齿轮箱30和发电机20之间的连接部分,是一个高速旋转的部件。当机组运行时,齿轮箱30调整传动轴100的转速,传递给发电机20,以实现机组发电。此时,安装在传动轴100上的扇叶200在机组运行的过程中,将在传动轴100的旋转带动下而旋转,从而使传动轴100和扇叶200形成旋转风机结构,并形成一定的驱动压力,扰动机舱内的空气运动,实现机舱10内的冷却。
29.根据本发明的实施例,每一组扇叶可包括至少三个扇叶200,并且每组扇叶200中所包括的扇叶200的数量可以是奇数,以防止扇叶200在运动过程中产生共振。
30.每组扇叶200的数量的选择可通过如下方法进行选择:首先根据机舱10内的第一发热部件40、第二发热部件50以及其他发热部件所产生的热损耗以及环境温度等因素来计算整个机舱10的内部空间所需要产生的冷却风量,然后,根据传动轴100的安装空间,确定所能够安装的扇叶200的长度,并基于计算的冷却风量和扇叶200的长度,确定将要安装的扇叶200的数量。其中,在冷却风量不变的情况下,也可根据安装空间调整扇叶200的扇叶长
度和数量,例如,当安装的扇叶200的长度长时,可安装较少数量的扇叶200,而当安装的扇叶200的长度短时,可安装较多数量的扇叶200。此外,传动轴100上所安装的扇叶200的组数,也可以使用类似的方法确定。
31.此外,当仅设置一组扇叶200时,该组扇叶200可设置在传动轴100的中间位置处,当设置两组或多组扇叶200时,该两组或多组扇叶200可在传动轴100的轴向方向上彼此间隔开预定距离。然而,无论设置几组扇叶200,每组扇叶200的前端和后端都需要留有一定的空间,这样可确保扇叶200在运行时减少系统阻力,增大冷却空气的进风量和出风量。
32.如图3所示,每个扇叶200可优选地为噪声较小的镰刀型扇叶,然而,附图3中所示出的形状仅是示意性的,每个扇叶200也可以具有其他类似形状或不同形状的扇叶。
33.此外,在每个扇叶200的后缘可设置锯齿状的降噪结构201,以通过锯齿状结构打散扇叶200尾缘处的涡流来降低扇叶200旋转时的噪声。
34.根据本发明的风力发电机组可包括设置在传动轴100上的扇叶安装板300,每个扇叶200可以可拆卸地安装在扇叶安装板300上。
35.例如,扇叶安装板300还可以焊接在传动轴100上,但不限于此,扇叶安装板300也可通过螺纹结合等的结合方式紧固到传动轴100上。扇叶200可包括安装部202,安装部202可结合到扇叶安装板300,并通过紧固构件(例如,螺栓)穿过安装孔203和扇叶安装板300上的对应的结合孔(未示出)将安装部202和扇叶安装板300彼此固定。
36.扇叶安装板300可设置成平板状,并且其一个侧表面可与扇叶200的安装部202的一个侧表面紧密贴合地安装在一起,以防止扇叶安装板300与扇叶200之间由于安装缝隙而产生噪声。然而,与附图中所示出的不同,每个扇叶200也可设置对应的两个扇叶安装板300,在两个扇叶安装板300夹持住扇叶200后通过紧固构件紧固在一起。
37.此外,扇叶安装板300可不限于附图中所示的矩形平板状,例如,扇叶安装板300也具有形状与扇叶200的形状类似、同时尺寸比扇叶200的尺寸小的形式,以使其完美地贴合扇叶200的一个侧表面。然而,这仅是一个示例,扇叶安装板300还可具有其他各种形状。
38.不仅如此,用于安装扇叶200的安装结构可不限于附图中的所示出的形状和结构。例如,虽然附图中未示出,但根据本发明的另一示例性实施例的扇叶安装板可具有与传动轴100的外周对应的环形轴套结构(未示出),以卡接在传动轴100的外侧或者键连接至传动轴100,在这种情况下,风力发电机组还可包括对应每一个扇叶200设置的子扇叶安装板(此时,子扇叶安装板可具有与上述实施例的附图中所示的扇叶安装板300类似的结构和形状)并且每一个子扇叶安装板可分别安装至该环形轴套结构的扇叶安装板上,例如,子扇叶安装板可通过焊接和螺纹结合等安装到扇叶安装板上,扇叶连接至对应的子扇叶安装板。
39.扇叶安装板300可包括两个半圆环形状的安装部分,且两个安装部分的内径与传动轴100的外径相对应。在安装时,可将两个安装部分套设在传动轴100上,并通过紧固构件彼此结合并固定在所述传动轴100的外周上。扇叶安装板上可设置多个用于安装子扇叶安装板的安装结构,例如,子扇叶安装板可具有l形结构或t形结构,以使子扇叶安装板既能够安装在扇叶安装板上,又能使扇叶200结合到该子扇叶安装板上。子扇叶安装板的结构不受限制,只有能够实现上述功能即可。
40.扇叶安装板上的设置的用于安装子扇叶安装板的安装结构的数量可多于将要安装的扇叶200的数量,这样能够根据实际使用环境方便地调整将要安装的扇叶200的数量。
例如,可在扇叶安装板上设置十五个安装结构,从而可以选择性地安装5个扇叶200,或者安装3个扇叶200。
41.不仅如此,扇叶安装板上所设置的用于安装子扇叶安装板的安装结构可使子扇叶安装板以不同的角度进行安装,从而在需要调节扇叶200的角度时,可以方便地调节扇叶200的角度。例如,子扇叶安装板可以通过螺栓结合到扇叶安装板上,每个安装结构可包括第一螺纹孔和第二螺纹孔,第二螺纹孔可以是以第一螺纹孔为圆心沿圆周方向设置的多个螺纹孔,以通过调整子扇叶安装板所安装的第二螺纹孔中的其中一个螺纹孔的位置,来调整子扇叶安装板的安装角度,进而调整每个扇叶200的安装角度。
42.本发明的实施例不限于以上描述的实施方式,也可以根据实际情况进行其他修改和变形。
43.根据本发明的实施例,至少一组扇叶200的外围可设置有防护网罩(未示出),以防止扇叶损伤工作人员。当设置两组或多组扇叶时,可针对每组扇叶分别设置防护网罩,也可仅设置一个防护网罩来覆盖所有扇叶200。
44.此外,还可在机舱10上设置进风口101和第一出风口102,以使外部冷空气可通过进风口101进入机舱10中,并将内部热空气通过第一出风口102排出。为了保证机舱10内的环境状态,可在进风口101和第一出风口102上设置过滤装置(未示出),以过滤空气中的粉尘或盐雾。
45.如图所示,进风口101和第一出风口102的位置不受限制,但进风口101和第一出风口102的设置位置可使得从进风口101进入的外部冷空气流过整个机舱10内的发热部件。此外,当机组底座内部发热量较大且无有效的散热渠道时,也可将在机舱10的底座(未示出)上设置第二出风口,以将冷空气引入底座内。在对底座内的空间进行冷却后,空气可通过底座和机组之间的密封间隙排到大气中,从而实现机舱10及底座的双重冷却。
46.根据本发明的风力发电机组,通过将扇叶200和传动轴100结合设计的方式,使传动轴100驱动扇叶200旋转,从而扰动机舱10内的空气流动来实现机舱散热,该方案无需消耗机组发电量,降低了机组自耗电,提高了机组效率,并且由于减少了供电部件,降低了机组成本,同时降低了维护成本。
47.此外,根据本发明的扇叶200与传动轴100的结合结构不仅可适用于半直驱式风力发电机组,也可适用于其他类型的风力发电机组,例如双馈风力发电机组。
48.在本发明中,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
49.在本技术的描述中,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;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
50.本发明所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在上面的描述中,提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而,本领域技术人员将意识到,可以实践本发明的技术方案而没有所述特定细节中的一个
或更多,或者可以采用其它的方法、组件、材料等。在其它情况下,不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本发明的各方面。