本實用新型涉及風(fēng)力發(fā)電機技術(shù)，尤其涉及一種可有效改善風(fēng)力發(fā)電機內(nèi)部部件散熱效果的散熱裝置。

背景技術(shù)：

根據(jù)現(xiàn)場反饋，在夏季高溫時，很多風(fēng)場為了保證機組正常運行對機組進行限功率運行，有時也會因為部件過溫而報警停機，該問題的存在導(dǎo)致了巨大的經(jīng)濟損失。

產(chǎn)生該問題的原因是由于機艙內(nèi)有大量的發(fā)熱部件，包括葉輪、齒輪箱、發(fā)電機、軸承和各種電氣設(shè)備，這些發(fā)熱部件的熱量由于設(shè)計方面的問題在機艙中大量積聚，無法及時排出，導(dǎo)致機艙中的溫度越來越高，極大的影響了機組的運行和部件的使用壽命。現(xiàn)有技術(shù)中，很多產(chǎn)品的齒輪箱和發(fā)電機均自帶冷卻系統(tǒng)，但是二者散熱都是以機艙內(nèi)空氣為介質(zhì)，一旦機艙內(nèi)空氣溫度由于被發(fā)熱部件加熱而升高，冷卻效果將大打折扣，而齒輪箱和發(fā)電機的冷卻不佳，熱量通過外殼散發(fā)到機艙內(nèi)反過來又會導(dǎo)致機艙溫度上升。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服已有風(fēng)力發(fā)電機機艙散熱方式的散熱效率較低、冷卻效果較差的不足，本實用新型提供一種散熱效率較高、冷卻效果較好的風(fēng)力發(fā)電機機艙引風(fēng)散熱裝置。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種風(fēng)力發(fā)電機機艙引風(fēng)散熱裝置，包括集風(fēng)管、外部進風(fēng)管路、空氣流量調(diào)節(jié)閥和內(nèi)部通風(fēng)管路，所述集風(fēng)管與外部進風(fēng)管路相連，所述集風(fēng)管和外部進風(fēng)管路通過支架固定在機艙殼上，所述機艙殼后半部分設(shè)一開口，將外部進風(fēng)管路穿過機艙殼的開口與內(nèi)部通風(fēng)管路相連，所在機艙殼開孔處設(shè)置所述空氣流量調(diào)節(jié)閥，所述機艙殼上開有出風(fēng)口。

進一步，所述空氣流量調(diào)節(jié)閥的受控開關(guān)與用于根據(jù)機艙內(nèi)溫度是否超過限定值選擇性開啟或關(guān)閉受控開關(guān)的散熱控制模塊連接，所述機艙內(nèi)設(shè)有溫度傳感器，所述溫度傳感器與所述散熱控制模塊連接。

或者是：所述空氣流量調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)開關(guān)與用于根據(jù)機艙內(nèi)溫度選擇性地控制調(diào)節(jié)開關(guān)開度的散熱調(diào)節(jié)控制模塊連接，所述機艙內(nèi)設(shè)有溫度傳感器，所述溫度傳感器與所述散熱控制模塊連接。

再進一步，所述受控開關(guān)為電信號控制電機或液壓裝置的啟動開關(guān)。

所述引風(fēng)散熱裝置還包括過濾器，所述過濾器安裝在集風(fēng)管進口處。

所述集風(fēng)管呈喇叭口狀，所述集風(fēng)管的安裝高度高于機艙齒輪箱散熱器至少1m。

所述內(nèi)部通風(fēng)管路沿著機艙內(nèi)腔排布和延伸設(shè)置。

所述內(nèi)部通風(fēng)管的管壁上開設(shè)通風(fēng)孔。

本實用新型的技術(shù)構(gòu)思為：所述集風(fēng)管與外部進風(fēng)管路相連，過濾器安裝在集風(fēng)管進口處，集風(fēng)管和外部進風(fēng)管路通過支架固定在機艙殼上。所述機艙殼后半部分設(shè)一開口，將進風(fēng)管路穿過機艙殼與內(nèi)部通風(fēng)管路相連，在機艙殼開孔處設(shè)一空氣流量調(diào)節(jié)閥，根據(jù)機艙溫度的大小對空氣流量進行調(diào)節(jié)。所述內(nèi)部通風(fēng)管路上面開有若干通風(fēng)孔，對機艙內(nèi)特定部件進行冷卻。

本實用新型的有益效果主要表現(xiàn)在：帶有空氣收集裝置、空氣流量調(diào)節(jié)裝置和過濾裝置，可以有效收集引入機艙外部的低溫空氣，而不會使外部的沙塵雜質(zhì)和雨雪進入機艙。從外部引入溫度較低的空氣到機艙后半部分，一方面直接降低了機艙內(nèi)的空氣溫度，改善了機艙內(nèi)部件的運行環(huán)境；另一方面可以使發(fā)電機和齒輪箱的冷卻系統(tǒng)吸入低溫空氣，較大的改善了二者的冷卻效果。本實用新型帶有局部排風(fēng)管道，可以有針對性的對發(fā)熱明顯的部件進行局部散熱，改善機艙內(nèi)部空氣的流動，避免死區(qū)的存在，從整體上提升機艙內(nèi)的散熱效率。該實用新型有效利用了自然條件，沒有額外增加通風(fēng)散熱裝置，節(jié)省成本的同時降低了能源消耗，并且該實用新型方便制造、安裝和維護，可以加工成標(biāo)準(zhǔn)配件，可組裝拆卸，必要時可對在惡劣高溫環(huán)境運行的機組進行安裝，普通機型不安裝。

附圖說明

圖1為風(fēng)力發(fā)電機機艙引風(fēng)散熱裝置的主視圖。

圖2為圖1的左視圖。

圖中，1-主軸承，2-齒輪箱散熱器，3-齒輪箱，4-支架，5-集風(fēng)管，6-過濾器，7-外部進風(fēng)管路，8-空氣流量調(diào)節(jié)閥，9-發(fā)電機，10-出風(fēng)口，11-內(nèi)部通風(fēng)管路，12-變壓器，13-控制柜。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步描述。

參照圖1和圖2，一種風(fēng)力發(fā)電機機艙引風(fēng)散熱裝置，包括集風(fēng)管5、外部進風(fēng)管路7、空氣流量調(diào)節(jié)閥8和內(nèi)部通風(fēng)管路11，所述集風(fēng)管5與外部進風(fēng)管路7相連，所述集風(fēng)管5和外部進風(fēng)管路7通過支架4固定在機艙殼上，所述機艙殼后半部分設(shè)一開口，將外部進風(fēng)管路7穿過機艙殼的開口與內(nèi)部通風(fēng)管路11相連，所在機艙殼開孔處設(shè)置所述空氣流量調(diào)節(jié)閥8，所述機艙殼上開有出風(fēng)口10。

進一步，所述空氣流量調(diào)節(jié)閥8的受控開關(guān)與用于根據(jù)機艙內(nèi)溫度是否超過限定值選擇性開啟或關(guān)閉受控開關(guān)的散熱控制模塊連接，所述機艙內(nèi)設(shè)有溫度傳感器，所述溫度傳感器與所述散熱控制模塊連接。

或者是：所述空氣流量調(diào)節(jié)閥8的調(diào)節(jié)開關(guān)與用于根據(jù)機艙內(nèi)溫度選擇性地控制調(diào)節(jié)開關(guān)開度的散熱調(diào)節(jié)控制模塊連接，所述機艙內(nèi)設(shè)有溫度傳感器，所述溫度傳感器與所述散熱控制模塊連接。該方案中，散熱調(diào)節(jié)控制模塊中，預(yù)先設(shè)置好溫度區(qū)間與開度之間的對應(yīng)序列，根據(jù)該對應(yīng)序列進行控制。

再進一步，所述受控開關(guān)為電信號控制電機或液壓裝置的啟動開關(guān)。

所述引風(fēng)散熱裝置還包括過濾器6，所述過濾器6安裝在集風(fēng)管5進口處。

所述集風(fēng)管5呈喇叭口狀，所述集風(fēng)管5的安裝高度高于機艙齒輪箱散熱器至少1m。

所述內(nèi)部通風(fēng)管路11沿著機艙內(nèi)腔排布和延伸設(shè)置。

所述內(nèi)部通風(fēng)管11的管壁上開設(shè)通風(fēng)孔。

本實施例在風(fēng)力發(fā)電機機艙后半部分頂部開一進口，設(shè)置一個集風(fēng)管5，并連接進風(fēng)管7將外部冷空氣引入機艙，當(dāng)機艙內(nèi)部部件出現(xiàn)過熱問題時，機組處于滿發(fā)狀態(tài)，此時外部風(fēng)速較高，一般為7～9m/s，有利于集風(fēng)管吸入外部氣流。機艙內(nèi)部通風(fēng)管11沿機艙內(nèi)頂部鋪設(shè)，管道進入機艙內(nèi)部，進風(fēng)管路一分為二，從機艙兩側(cè)向下延伸至發(fā)電機9和齒輪箱3溫度較高的部位，沿發(fā)電機9軸向進行延伸，并在面向發(fā)電機9和齒輪箱3的方向開孔對發(fā)電機9和齒輪箱3表面進行直接散熱，與此同時，外部流入的冷空氣可有效降低發(fā)電機和齒輪箱冷卻風(fēng)扇吸入空氣的溫度，開孔尺寸不宜過大，在流量相同的情況下可以保證吹到發(fā)熱部件表面的空氣的速度，速度越高，散熱效果越明顯，并且較快的氣流速度可以有效帶動機艙內(nèi)空氣的運動，進一步增加散熱效果。集風(fēng)管5和外部進風(fēng)管7通過支架4固定在機艙頂部，支架4為不銹鋼材質(zhì)，需具備牢固和耐磨損腐蝕的特點。在集風(fēng)管5處裝有過濾器6，防止外部風(fēng)沙等污染空氣進入機艙內(nèi)部，過濾器6在選型時阻力不能過高，否則會影響進入機艙空氣的流量。在機艙頂部開口處即內(nèi)外通風(fēng)管路的連接處安裝一空氣流量調(diào)節(jié)閥8，空氣流量調(diào)節(jié)閥8開度可通過電信號控制電機或者液壓裝置進行調(diào)節(jié)。在機艙溫度即將超過限定值前，可將其打開，引入外部冷卻空氣，該空氣流量調(diào)節(jié)閥8的開度與機艙溫度相關(guān)，通過與主控相連反饋信號對其開度進行調(diào)整；當(dāng)有雨雪天氣或者不存在過熱風(fēng)險時，可將空氣流量調(diào)節(jié)閥8關(guān)閉。由于此實例中在機艙頂部中間位置有齒輪箱冷卻器2出風(fēng)口，高溫空氣從此處高速排出，為了不使集風(fēng)管吸入的空氣為齒輪箱冷卻器排除的高溫氣體，集風(fēng)管5要盡可能的往高處安裝。

假定此實施例為2MW機型，考慮艙內(nèi)的對流換熱，當(dāng)沒有外部冷風(fēng)引入時，取機艙內(nèi)發(fā)熱部件附近氣流平均速度為2m/s,參照飛機座艙內(nèi)部對流換熱系數(shù)計算公式，內(nèi)部對流換熱系數(shù)：

各發(fā)熱較大部件表面積經(jīng)估算約為51m²，各發(fā)熱部件表面平均溫度為55℃，那么對流換熱量約為：

Φ＝h_c(t_w-t_f)A＝16.79×51×(55-40)＝12844.35W (2)

當(dāng)引入冷風(fēng)時，根據(jù)風(fēng)量估算，機艙后部流速加快，但由于各排風(fēng)扇功率、風(fēng)量已定，由于新增入口流量加大，那么前端入口的流量勢必減小，發(fā)熱部件表面平均風(fēng)速加大，綜合估計為4m/s，艙內(nèi)空氣的平均溫度將會下降，假定為37℃，各發(fā)熱部件表面平均溫度也隨之下降，假定為為53℃那么：

Φ＝h_c(t_w-t_f)A＝25.35×51×(53-40)＝16807.05W (4)

可以看出，改進后，散熱量增加了30％。

上述通風(fēng)散熱裝置只是本實用新型在一個具體實施例中的應(yīng)用，對于不同機型，發(fā)熱部件的排布位置以及通風(fēng)存在問題的區(qū)域也有所不同，因此，針對不同的應(yīng)用場合可以根據(jù)實際情況作出調(diào)整。針對需要進行重點散熱的部件可以將內(nèi)部通風(fēng)管路進行改變，使氣流延伸至各個局部，實現(xiàn)有目的有重點的散熱。此外，將機艙外部的集風(fēng)管、支架、進風(fēng)管路等安裝在在機艙底部或者側(cè)方也可以達到相同的效果。