为 Q2、Q3 和 Q4, Q=Q2+Q3+Q4 ; (3 )设定外风道进风口的风速VfS m/s ; (4) 确定外风道进风口的面积：从而得到进风口的面积AzQ/Vm (5) 开设进风口 ：在机舱壳尾部开设进风口，保证进风口面积不小于A。
[0019] (6)设计沉降室：在进风口和各散热器的吸风口之间形成沉降室，确定悬浮物能被 100%收集的最小粒径与沉降室尺寸结构的关系，具体过程如下： 气流在沉降室内停留时间t^l/vjs)，其中1为沉降室长度（m)，Vl为沉降室气流运动 速度（m/s);沉降速度为vs的悬浮物从沉降室顶部降落到底部所需时间为12=H/v s(s),其 中H为沉降室的高度；由上述关系知要将悬浮物在沉降室内全度收集，需满足1/Vl i H/vs， 又由vs=[gPld2]/18 #，得到浮物能被100%收集的最小粒径与沉降室尺寸结构的关系式 d2min=18 A HVl/gPll，其中#为空气的动力粘度，g为重力加速度，Pl为悬浮物密度，而后根 据风力发电机组安装地悬浮物粒径的大小和浮物能被100%收集的最小粒径与沉降室尺寸 结构的关系式，设计沉降室的结构尺寸，使悬浮物能被沉降室100%收集。
[0020] 以上方法得到的风力发电机组散热系统有如下优点： 1)通过构造散热系统的外风道、确定外风道的吸风量、确定外风道的进风口的面积和 开设进风口这四个步骤使原有风力发电机组的散热系统增加了外风道，并且通过控制进风 口面积使进风口风速为3-4 m/s，这样就使得吸入外风道的悬浮物很少或没有，而原散热系 统的各散热器从外风道吸入冷风，因此各散热器的吸风口不会被堵塞，保证了冷风进风量 和散热效果，使发电机组能适应恶劣环境的使用需求。
[0021] 2)在进风口和各散热器的吸风口之间形成沉降室，而后根据风力发电机组安装地 悬浮物粒径的大小和浮物能被100%收集的最小粒径与沉降室尺寸结构的关系式，设计沉 降室的结构尺寸，使悬浮物能被沉降室100%收集，进一步避免了散热器的吸风口被堵塞。
[0022] 本发明还公开了一种风力发电机组散热系统，如图1所示，包括机舱壳1，所述机 舱壳内设置有机架2,所述机架上方设置有风力发电机组各组件的散热器，机舱壳与散热器 之间的空间形外风道4,机舱壳底部设置有外风道的进风口 5,机架下方为沉降室6。该风力 发电机组散热系统，通过外风道和沉降室的共同作用，能避免散热器的吸风口被悬浮物堵 塞，从而能保证散热效果，使风力发电机组能适应恶劣环境的使用需求。
[0023] 作为上述技术方案的进一步改进，散热器包括齿轮箱散热器31、发电机散热器 32、变频器散热器33和控制柜散热器34,所述齿轮箱散热器、发电机散热器、变频器散热器 和控制柜散热器至少一个通过独立的进风管道7与机舱壳外部连通。散热器还可以包括其 他公众熟知的散热器，也可以不包括齿轮箱散热器；采用散热器通过独立的进风管道与机 舱壳外部连通的方式，是为了使机舱壳底部尺寸满足进风口的开设需求，如由各散热器达 到额定冷却温度所需冷风量的总和所确定的吸风量过大，需开设很大的进风口才能满足要 求，而机舱壳底部没有足够的尺寸开设吸风口时采用独立的进风管道。
[0024] 作为上述技术方案的进一步改进，所述进风管道的截面积沿进风方向逐渐减小。 进风管道的横截面沿进风方向逐渐减小，风速逐渐增大，可有效避免悬浮物在冷风管道内 壁粘附或阻留。
[0025] 最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较 佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技 术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本 发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1. 一种恶劣环境下风力发电机组散热系统设计方法，其特征在于，包括w下步骤： (1) 构造散热系统的外风道；在风力发电机组机舱壳与风力发电机组各组件的散热器 之间的空间形成散热系统的外风道； (2) 确定外风道的吸风量；吸风量Q为各散热器达到额定冷却温度所需冷风量的总和； (3) 确定外风道进风口的风速V。;设定V〇=3-4m/s; (4) 确定外风道进风口的面积；进风口的面积A=Q/V。； (5) 开设进风口；在机舱壳上开设进风口，保证进风口面积不小于A。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（5)中，将进风口开设在机舱壳 底部或尾部，在进风口和各散热器的吸风口之间形成沉降室，确定悬浮物能被100%收集的 最小粒径与沉降室尺寸结构的关系，具体过程如下： 气流在沉降室内停留时间ti=l/vi(s),其中1为沉降室长度（m)，vi为沉降室气流运 动速度（m/s);沉降速度为V,的悬浮物从沉降室顶部降落到底部所需时间为t2=H/v,(s)， 其中H为沉降室的高度；由上述关系知要将悬浮物在沉降室内全度收集，需满足1/vi >H/v,，又由v,=[甜id2]/18扛，得到浮物能被100%收集的最小粒径与沉降室尺寸结构的关 系d2min=18 Hvi/甜山其中P为空气的动力粘度，g为重力加速度，Pi为悬浮物密度。
3. -种应用如权利要求1-2所述方法得到的风力发电机组散热系统，其特征在于， 包括机舱壳（1)，所述机舱壳内设置有机架（2)，所述机架上方设置有风力发电机组各组件 的散热器，机舱壳与散热器之间的空间形外风道（4)，机舱壳底部设置有外风道的进风口 (5)，机架下方为沉降室（6)。
4. 根据权利要求3所述的风力发电机组散热系统，其特征在于，散热器包括齿轮箱散 热器（31)、发电机散热器（32 )、变频器散热器（33 )和控制柜散热器（34 )。
5. 根据权利要求4所述的风力发电机组散热系统，其特征在于，所述齿轮箱散热器、发 电机散热器、变频器散热器和控制柜散热器至少一个通过独立的进风管道（7)与机舱壳外 部连通。
6. 根据权利要求5所述的风力发电机组散热系统，其特征在于，所述进风管道的截面 积沿进风方向逐渐减小。
【专利摘要】本发明公开了一种恶劣环境下风力发电机组散热系统设计方法及散热系统，通过构造散热系统的外风道、确定外风道的吸风量、确定外风道进风口的风速、确定外风道进风口的面积和开设进风口这五个步骤使原有风力发电机组的散热系统增加了外风道，并且通过控制进风口面积使进风口风速为3-4m/s，这样就使得吸入外风道的悬浮物很少或没有，而原散热系统的各散热器从外风道吸入冷风，因此各散热器的吸风口不会被堵塞，保证了冷风进风量和散热效果，使发电机组能适应恶劣环境的使用需求。
【IPC分类】F03D11-00
【公开号】CN104791197
【申请号】CN201510097596
【发明人】周祖田, 张万军, 陶友传, 宁潞林, 王亚军, 黄金余
【申请人】中船重工(重庆)海装风电设备有限公司
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年3月5日