專利名稱：在頂部具有冷卻器的風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙，該風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙具有朝向風(fēng)流的前端和相對于前端布置在下風(fēng)位置的后端；具有在機(jī)艙的前端與后端之間的縱向延伸部的第一面，機(jī)艙的縱向延伸部具有總長度；由風(fēng)流沿著第一面從前端到后端形成的速度邊界層，速度邊界層沿著第一面厚度增大，并且厚度在前端最?。灰约皬臋C(jī)艙的第一面延伸的自由流通冷卻裝置，自由流通冷卻裝置包括冷卻區(qū)域。本發(fā)明也涉及一種風(fēng)力渦輪機(jī)。
背景技術(shù)：
風(fēng)力渦輪機(jī)通過利用設(shè)置在風(fēng)力渦輪機(jī)的機(jī)艙內(nèi)的設(shè)備中的發(fā)電機(jī)將風(fēng)力轉(zhuǎn)換為電能。當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換能量時(shí)，在設(shè)備周圍的壁和空氣被加熱并且設(shè)備本身因而也被加熱。當(dāng)設(shè)備被加熱時(shí)，進(jìn)行轉(zhuǎn)換的效率顯著下降。為了冷卻設(shè)備，在設(shè)備周圍的壁和空氣通過設(shè)置在機(jī)艙頂部的散熱裝置被冷卻，如W02008/131766A2所示。涼的外部空氣通過散熱裝置并且冷卻散熱裝置內(nèi)的流體，流體隨后用于冷卻設(shè)備周圍的壁或空氣。然而，這種冷卻結(jié)構(gòu)沒有顯示為是足夠的有效，以便為風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙的設(shè)備周圍的壁和空氣提供最佳冷卻。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是完全或部分地克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)和不足。更具體地，目的是提供一種改進(jìn)的風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙，它能夠比現(xiàn)有技術(shù)方案更加有效地冷卻機(jī)艙內(nèi)的發(fā)電機(jī)和其它設(shè)備。通過以下描述將變得明顯的上述目的以及多個(gè)其它目的、優(yōu)點(diǎn)和特征通過根據(jù)本發(fā)明的方案實(shí)現(xiàn)，其中，冷卻區(qū)域考慮到速度邊界層的厚度被布置。因此可以獲得更有效的冷卻，因?yàn)槔鋮s裝置已經(jīng)考慮到速度邊界層的高度并且因而是自由風(fēng)流的高度被布置。因而，大量的風(fēng)流過冷卻裝置，因?yàn)槔鋮s裝置的更大冷卻區(qū)域可供風(fēng)流過。應(yīng)注意的是，由于速度邊界層的形成，速度沿著遠(yuǎn)離第一面的方向從零增大到自由流速度。因此，當(dāng)冷卻裝置遠(yuǎn)離速度邊界層布置時(shí)通過冷卻裝置的質(zhì)量流量增大。而且， 當(dāng)冷卻裝置遠(yuǎn)離速度邊界層布置時(shí)其熱性能提高。在本文中，術(shù)語“自由流通冷卻裝置”應(yīng)理解為這樣的裝置，即，沒有諸如風(fēng)扇等的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)設(shè)施被用于引導(dǎo)風(fēng)流到冷卻裝置。而且，通過使用自由流通冷卻裝置，機(jī)艙的冷卻系統(tǒng)變得更加可靠。而且，由于避免使用風(fēng)扇等，實(shí)現(xiàn)更低的能量消耗。由于較少設(shè)備被布置在機(jī)艙上，機(jī)艙上的負(fù)載被最小化，并且由于不使用風(fēng)扇等可以減小噪音。在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，冷卻區(qū)域可以被布置在距離所述機(jī)艙的所述后端的后方距離處和/或在距離所述機(jī)艙的所述第一面的升高距離處。通過在距離所述機(jī)艙的所述后端的后方距離處或在距離所述機(jī)艙的所述第一面的升高距離處、或者在同時(shí)滿足上述兩者的位置處布置冷卻裝置并且因而是布置冷卻區(qū)域，可獲得更有效的冷卻。由于考慮了速度邊界層的高度，即，通過考慮到速度邊界層布置冷卻區(qū)域，可以更有效地利用冷卻裝置的功率，從而可以使用比現(xiàn)有技術(shù)中冷卻裝置的功率更小的冷卻裝置。而且，所述后方距離和/或所述升高距離是可調(diào)節(jié)的。這樣，冷卻裝置的冷卻區(qū)域可以調(diào)節(jié)到符合即時(shí)需求。應(yīng)注意的是，冷卻區(qū)域可以根據(jù)風(fēng)流強(qiáng)度并且因而根據(jù)速度邊界層的厚度沿著第一面向前或向后調(diào)節(jié)。冷卻區(qū)域也可以根據(jù)風(fēng)流強(qiáng)度并且因而根據(jù)速度邊界層的厚度沿著遠(yuǎn)離第一面的升高距離調(diào)節(jié)，使得冷卻區(qū)域以最可行的方式被使用，確?？紤]到機(jī)艙的冷卻需要、風(fēng)況和溫度可以被調(diào)節(jié)到符合即時(shí)需求的有效冷卻。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述后方距離可以是所述風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙的所述總長度的至少15%、優(yōu)選是所述風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙的所述總長度的至少30%。所述后方距離也可以是所述風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙的所述總長度的至少40%、優(yōu)選是所述風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙的所述總長度的至少50%。實(shí)驗(yàn)已經(jīng)表明當(dāng)所述后方距離是所述風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙的所述總長度的至少 15%、最優(yōu)選是所述風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙的所述總長度的至少30%時(shí)，冷卻更加均勻和有效并且冷卻裝置的更大區(qū)域可用于冷卻。而且，是所述風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙的所述總長度的至少 40 %、甚至是所述風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙的所述總長度的至少50 %也顯示是有利的。而且，用于風(fēng)力渦輪機(jī)的冷卻裝置具有相當(dāng)大的重量，并且通過遠(yuǎn)離機(jī)艙的后端因而是更接近機(jī)艙重心布置冷卻裝置，機(jī)艙上的負(fù)載并且因而是塔架上的負(fù)載可以減小。當(dāng)冷卻裝置被布置在機(jī)艙的第一面上時(shí)，由于速度邊界層的形成，速度沿著豎直方向從零增大到自由流速度。因此，當(dāng)冷卻裝置遠(yuǎn)離第一面布置在升高距離處時(shí)通過冷卻裝置的質(zhì)量流量增大。當(dāng)冷卻裝置遠(yuǎn)離第一面布置在升高距離處時(shí)其熱性能提高。此外，冷卻裝置的冷卻區(qū)域的至少30%，優(yōu)選冷卻裝置的冷卻區(qū)域的至少50%， 更優(yōu)選冷卻裝置的冷卻區(qū)域的至少75%可以設(shè)置在速度邊界層上方。而且，所述冷卻裝置可以大體垂直于所述機(jī)艙的所述第一面延伸。當(dāng)所述冷卻裝置大體垂直于所述機(jī)艙的所述第一面延伸時(shí)，風(fēng)與所述冷卻區(qū)域的縱向延伸部成大約90°的角度流向冷卻裝置，這導(dǎo)致最佳冷卻。此外，所述機(jī)艙的所述第一面相對于所述冷卻裝置在上風(fēng)位置的一部分大體上沒有突出部。因此，風(fēng)在其在機(jī)艙的第一面上流動(dòng)的過程中不會(huì)被干擾，因而可以獲得更有效的冷卻。而且，所述機(jī)艙可以包括具有至少一個(gè)內(nèi)面的罩蓋，所述冷卻裝置被所述機(jī)艙的所述第一面和所述罩蓋的所述內(nèi)面圍繞。通過將冷卻裝置圍繞在罩蓋內(nèi)，風(fēng)流被引向冷卻裝置，導(dǎo)致更有效的冷卻以及更好的使用冷卻裝置的冷卻區(qū)域。在一個(gè)實(shí)施例中，所述罩蓋可以具有兩個(gè)側(cè)向內(nèi)面和頂部內(nèi)面，所述冷卻裝置可以被所述機(jī)艙的所述第一面以及所述罩蓋的所述兩個(gè)側(cè)向內(nèi)面和所述頂部內(nèi)面圍繞。因此，所述罩蓋的橫截面是大體方形的，因而可以在仍然保持所述罩蓋與冷卻區(qū)域之間距離的同時(shí)使用標(biāo)準(zhǔn)冷卻裝置。此外，所述罩蓋的所述內(nèi)面可以沿著所述機(jī)艙的所述縱向延伸部并且大體垂直于所述冷卻裝置延伸。所述罩蓋因此能夠以穩(wěn)態(tài)流弓I導(dǎo)風(fēng)，而不會(huì)不必要地改變風(fēng)速輪廓線。而且，所述罩蓋可以具有前緣，所述冷卻裝置可以被布置在距離所述前緣的前方距離處。此外，所述前方距離可以是至少440mm，優(yōu)選至少600mm，更優(yōu)選至少800mm，甚至更優(yōu)選至少1000mm。以距離所述前緣至少440mm的前方距離布置冷卻裝置能夠進(jìn)行更有效的冷卻，冷卻裝置的功率因而可以更充分地被利用。此外，在罩蓋內(nèi)圍住冷卻裝置并且在距離所述罩蓋的前緣至少440mm處將冷卻裝置布置在罩蓋內(nèi)產(chǎn)生流向冷卻裝置的氣流，冷卻裝置的冷卻區(qū)域的功率因而也可以更充分地被利用。在罩蓋內(nèi)圍住冷卻裝置的另一優(yōu)點(diǎn)因而是，罩蓋可以給風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙提供可識(shí)別的設(shè)計(jì)，其可用于確定風(fēng)力渦輪機(jī)的制造商。實(shí)驗(yàn)已經(jīng)表明當(dāng)所述前方距離是至少440mm時(shí)冷卻更均勻和有效，當(dāng)所述前方距離是至少600mm時(shí)冷卻仍然更均勻和有效，當(dāng)所述前方距離是至少800mm時(shí)冷卻仍然更均勻和有效，以及當(dāng)所述前方距離是至少IOOOmm時(shí)冷卻仍然更均勻和有效。而且，所述前方距離可以是在600mm與1400mm之間，優(yōu)選在IOOOmm與IlOOmm之間。實(shí)驗(yàn)已經(jīng)表明與冷卻裝置的高度/寬度比無關(guān)，當(dāng)冷卻裝置被布置在距離前緣在600mm與1400mm之間時(shí)可以獲得最均勻和有效冷卻。實(shí)驗(yàn)也已經(jīng)表明在IOOOmm與 IlOOmm之間的前方距離將是優(yōu)選的，而與冷卻裝置的高度/寬度比無關(guān)。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述罩蓋的內(nèi)面可以大體上沒有突出部。但是，在某些情況下，凸緣可以布置在罩蓋的內(nèi)側(cè)上以加強(qiáng)罩蓋。而且，冷卻裝置可以適合于冷卻一個(gè)或多個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)組件，諸如發(fā)電機(jī)、變壓器、傳動(dòng)箱、頻率轉(zhuǎn)換器等。在一個(gè)實(shí)施例中，冷卻裝置可以包括適合于與風(fēng)進(jìn)行熱交換的冷卻介質(zhì)。冷卻介質(zhì)可以是水、油、空氣或其它適合介質(zhì)。此外，第一面可以是機(jī)艙的頂面或機(jī)艙的側(cè)面。在一個(gè)實(shí)施例中，機(jī)艙可以至少包
括第一面、第二面和第三面，第一面是頂面，第二和第三面是側(cè)面。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述罩蓋可以具有從所述內(nèi)面成角度地突出的凸緣，減小由所述第一面和所述內(nèi)面限定的開口。而且，機(jī)艙可以包括相互以一定距離布置的多個(gè)冷卻裝置，兩個(gè)冷卻裝置之間的距離是在20mm與200mm之間，優(yōu)選在50mm與150mm之間，更優(yōu)選在80mm與120mm之間。最后，本發(fā)明也涉及一種風(fēng)力渦輪機(jī)，包括如上所述的風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙。


以下將參照附圖對本發(fā)明以及其多個(gè)優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)描述，附圖的目的是用于顯示一些非限定性實(shí)施例，其中
圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙的示意側(cè)視圖；圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的機(jī)艙的另一實(shí)施例的示意側(cè)視圖；圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的機(jī)艙的又一實(shí)施例的示意側(cè)視圖；圖4以側(cè)視圖顯示了根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙的一部分；圖5顯示了風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙和罩蓋的橫截面視圖的一部分；圖6顯示了根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙的另一實(shí)施例的一部分的側(cè)視圖；以及圖7顯示了根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙的另外實(shí)施例的示意后視圖。所有附圖是高度地示意的并且不必是按比例的，它們僅顯示為了解釋本發(fā)明所必要的那些部分，其它部分被省略或僅被提及。
具體實(shí)施例方式風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙1位于塔架20上并具有朝向輪軸(未示出)的前部，多個(gè)轉(zhuǎn)子葉片(未示出)，通常是三個(gè)轉(zhuǎn)子葉片被固定到輪軸上。風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙1容納著發(fā)電機(jī)以及用于驅(qū)動(dòng)風(fēng)能向電能轉(zhuǎn)換過程的其它設(shè)備一也稱做傳動(dòng)系統(tǒng)。當(dāng)發(fā)電時(shí)，傳動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生大量熱，導(dǎo)致轉(zhuǎn)換過程的效率較低。為了冷卻機(jī)艙的設(shè)備和其它部件，在機(jī)艙1外側(cè)布置有冷卻裝置3。如圖1中箭頭 W所示的沿著機(jī)艙的縱向延伸部流動(dòng)的風(fēng)流過冷卻裝置3的至少一個(gè)冷卻區(qū)域4、并且使冷卻裝置3內(nèi)的流體冷卻。被冷卻的流體與機(jī)艙1的部件或?qū)⒁焕鋮s的設(shè)備進(jìn)行熱交換。以下將主要結(jié)合逆風(fēng)風(fēng)力渦輪機(jī)對本發(fā)明進(jìn)行描述，逆風(fēng)風(fēng)力渦輪機(jī)即機(jī)艙相對于風(fēng)力渦輪機(jī)葉片設(shè)置在下風(fēng)位置的風(fēng)力渦輪機(jī)。但是，本發(fā)明也可以有利地實(shí)施為順風(fēng)風(fēng)力渦輪機(jī)，順風(fēng)風(fēng)力渦輪機(jī)即機(jī)艙相對于風(fēng)力渦輪機(jī)葉片設(shè)置在上風(fēng)位置的風(fēng)力渦輪機(jī)。圖1示意性地顯示了整個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙1。風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙1具有總長度lt， 冷卻裝置3布置在距離機(jī)艙1的后端12的后方距離4處。根據(jù)該創(chuàng)新思想，距離4是風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙1的總長度It的至少15%，該距離是在沒有輪軸的情況下測量的。在其它實(shí)施例中，距離4可以是風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙的總長度It的至少30%、是風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙的總長度It的至少40%、或是風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙的總長度It的至少50%。箭頭W顯示了風(fēng)向，因此顯示了風(fēng)流動(dòng)方向。當(dāng)風(fēng)沿著機(jī)艙1的頂面2流動(dòng)時(shí)，沿著頂面的摩擦將迫使風(fēng)向上并且遠(yuǎn)離頂面流動(dòng)，如箭頭所示，從而形成速度邊界層。因而， 由于在該實(shí)施例中冷卻裝置3已經(jīng)被朝著風(fēng)向在機(jī)艙1的頂面2上向前移動(dòng)，可獲得更有效的冷卻效率。而且，當(dāng)冷卻裝置的冷卻區(qū)域考慮到速度邊界層的厚度被布置時(shí)由于可獲得冷卻裝置3的更大冷卻區(qū)域4供風(fēng)流過，更大量的風(fēng)將流過冷卻裝置3。圖2顯示了具有第一面2的風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙1的實(shí)施例，在這種情況下冷卻裝置 3(虛線所示)被布置在機(jī)艙的該頂面上。冷卻裝置3被從機(jī)艙1的頂部延伸的罩蓋5環(huán)繞。如圖所示，冷卻裝置3與機(jī)艙1的第一面2大體垂直地突出。但是，在其它實(shí)施例中， 冷卻裝置3可以從機(jī)艙1的第一面2成不同于90°的角度延伸以提供更優(yōu)的冷卻。如從圖2所看到的，罩蓋5具有前緣9，該前緣與第一面2不垂直，而是相對于第一面稍微傾斜。前緣9和后緣15以這種方式傾斜。罩蓋5從機(jī)艙1的側(cè)面延伸、在機(jī)艙的第一面2上方橫過并且以類似方式被固定到機(jī)艙1的另一側(cè)面上。因此，罩蓋5具有與機(jī)艙1的第一面2的縱向延伸部大體平行延伸的頂部部分。罩蓋5并且因而是罩蓋的內(nèi)表面6沿著機(jī)艙1的縱向延伸部并且與冷卻裝置3大體垂直地延伸。但是，罩蓋壁可以逐漸減小以弓I導(dǎo)風(fēng)進(jìn)入冷卻裝置3，或者可以從罩蓋的后緣15向著前緣9逐漸減小。而且，冷卻裝置被布置在距離機(jī)艙1的后端12后方距離4處。在所示實(shí)施例中， 后方距離火是機(jī)艙1的總長度It的大約20%。在圖3中，顯示了風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙1的另一實(shí)施例。冷卻裝置3 (虛線所示)在該實(shí)施例中也被從機(jī)艙1的第一面2延伸的罩蓋5環(huán)繞和圍繞。前緣9朝向如箭頭W所示的風(fēng)向，并且在該實(shí)施例中大體垂直于第一面2。罩蓋5也具有后緣15。罩蓋5并且因而是罩蓋的內(nèi)表面6沿著機(jī)艙1的縱向延伸部并且與冷卻裝置3大體垂直地延伸。因而，冷卻裝置3被布置在距離機(jī)艙的后端12的后方距離4處。在圖3所示實(shí)施例中，后方距離4是機(jī)艙1的總長度It的大約40%。圖4顯示了具有第一面2的風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙1的局部示意圖，冷卻裝置3 (虛線所示)被布置在該第一面上。罩蓋5的前緣9朝向如箭頭W所示的風(fēng)向，并且在該實(shí)施例中與第一面2不垂直，而是相對于第一面稍微傾斜。前緣9和后緣15以這種方式傾斜。應(yīng)注意的是，罩蓋5的前緣9向著冷卻裝置3傾斜。在另外的未示出實(shí)施例中，前緣9可以遠(yuǎn)離冷卻裝置3傾斜。在該實(shí)施例中，距離罩蓋5的傾斜前緣9的前方距離df是前緣9與冷卻裝置3之間的最短距離。冷卻裝置3具有沿著機(jī)艙1的縱向延伸部的中間部分。前方距離4是從該中間部分測量的。罩蓋5被固定到風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙1的側(cè)面、并且在向上且平行于風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙的側(cè)面延伸之前垂直于風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙的側(cè)面延伸，導(dǎo)致在機(jī)艙的側(cè)面與罩蓋的內(nèi)表面6 之間形成空間(未示出)。通過將罩蓋5固定到風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙的側(cè)面上，沿著機(jī)艙的第一面2即頂面流動(dòng)的風(fēng)的風(fēng)速輪廓線不改變。而且，罩蓋5能夠蓋住沒有適當(dāng)美學(xué)外觀的任何元件。在一個(gè)實(shí)施例中，風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙1的罩蓋5可以設(shè)計(jì)成使得罩蓋5的內(nèi)表面6 并且因而是前部部分(未示出)向著冷卻裝置3逐漸減小。在該實(shí)施例中，罩蓋5的外壁保持平直，意味著外壁的形狀保持不變，罩蓋5因而還是顯示為光滑的、完整的表面。這樣， 風(fēng)在罩蓋內(nèi)被引導(dǎo)流過冷卻區(qū)域。在另一個(gè)實(shí)施例中，罩蓋5的前部部分(未示出)也向著冷卻裝置3逐漸減小。但是，在該實(shí)施例中，罩蓋5的前部部分的壁向著冷卻裝置3逐漸減小，因此，罩蓋5因此能夠在罩蓋內(nèi)引導(dǎo)風(fēng)流過冷卻區(qū)域4。由于罩蓋5以及風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙1的頂面2圍繞冷卻裝置3，風(fēng)在罩蓋5內(nèi)被引導(dǎo)。冷卻裝置被罩蓋和機(jī)艙的頂面環(huán)繞。但是，罩蓋在相對于風(fēng)向的冷卻裝置的前方是敞開的。這樣，沿著機(jī)艙的頂面自由流動(dòng)的風(fēng)也能夠在罩蓋5下方自由流動(dòng)。而且，罩蓋在冷卻裝置的后方是敞開的使得風(fēng)可以流過冷卻裝置并且通過罩蓋的后方開口流出。因此，在冷卻裝置的前方和后方?jīng)]有阻礙風(fēng)自由流動(dòng)的罩蓋。罩蓋僅在冷卻裝置的頂部和側(cè)面覆蓋冷卻裝置。
在如上所述實(shí)施例中，罩蓋5被固定到風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙1的頂部部分上。但是，在另外實(shí)施例中，罩蓋5可以被固定到風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙1的側(cè)面更下方的位置。它甚至可以靠近機(jī)艙1的底部固定，并且可以至少部分地圍繞風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙的底部。風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙1的后部部分15可以具有任何種類的形狀。因而，它可以是圓的、向上或向下傾斜的、或是豎直的平直表面，使得該端面與風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙1的縱向延伸部垂直。為了示意的目的，機(jī)艙1的形狀僅被勾畫出來。實(shí)際上，機(jī)艙常常在形狀方面是高度流線型的并且可以具有圓角而不是顯現(xiàn)為方形盒狀。而且，機(jī)艙的側(cè)面可以是凹形的或凸形的。機(jī)艙甚至可以具有大體圓柱形配置(未示出)。此外，風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙1的第一面2即頂面和底面可以向著輪軸或向著機(jī)艙的后部部分逐漸減小。圖5顯示了風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙1的罩蓋5和頂部部分的部分橫截面示圖。冷卻裝置 3被布置在風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙1的頂部上，用于冷卻風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙的部件或其中的設(shè)備的流體在冷卻區(qū)域4中的管道內(nèi)流動(dòng)。冷卻裝置3通過兩個(gè)管連接11與機(jī)艙1連接，管道在其中延伸。圖5的罩蓋5被固定到風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙1的側(cè)面、并且在向上且平行于風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙的側(cè)面延伸之前垂直于風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙的側(cè)面延伸，導(dǎo)致在機(jī)艙的側(cè)面與罩蓋的內(nèi)表面6之間形成空間25。通過將罩蓋5固定到機(jī)艙1的側(cè)面上，沿著機(jī)艙的第一面2即頂面流動(dòng)的風(fēng)的風(fēng)速輪廓線不改變。而且，罩蓋5能夠蓋住沒有適當(dāng)美學(xué)外觀的任何元件。罩蓋5連同第一面2圍繞冷卻裝置3。在該實(shí)施例中，罩蓋5具有呈現(xiàn)為兩個(gè)側(cè)向內(nèi)面12和頂部內(nèi)面形式的內(nèi)面6。冷卻區(qū)域4設(shè)置在距離內(nèi)面6—定距離處。在該實(shí)施例中，內(nèi)面6與冷卻區(qū)域4之間的距離構(gòu)成間隙8，風(fēng)流過間隙8，在冷卻區(qū)域的后側(cè)形成湍流，以吸引風(fēng)流過冷卻區(qū)域。上述的冷卻裝置3可以是任何類型的冷卻器、散熱裝置或熱交換器，其中，諸如風(fēng)的第一流體冷卻諸如冷卻劑、致冷劑或類似流體的第二流體。在優(yōu)選實(shí)施例中，冷卻裝置3 是自由流通冷卻器，即，冷卻區(qū)域4周圍的風(fēng)由其自由地通過并且以該種方式冷卻在冷卻裝置的管道內(nèi)流動(dòng)的流體的散熱裝置。在圖6中，冷卻裝置3的冷卻區(qū)域4布置在距離機(jī)艙1的第一面2的升高距離de 處。速度邊界層35沿著機(jī)艙1的第一面2形成，并且在本發(fā)明的該實(shí)施例中，整個(gè)冷卻區(qū)域4布置在速度邊界層35上方。在其它實(shí)施例中，冷卻裝置3可以設(shè)置機(jī)艙1的后端附近并且可以處于距離第一面更高的升高距離處。在圖7中，從后方顯示了風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙1。機(jī)艙1包括第一面2即頂面、第二面 30和第三面31即兩個(gè)側(cè)面。在該實(shí)施例中，冷卻裝置3被布置在機(jī)艙1的所有面2、30、31 上，處于距離機(jī)艙1的面2、30、31的不同升高距離處。根據(jù)該創(chuàng)新思想，冷卻裝置3可以被可調(diào)節(jié)地布置使得它可以考慮到速度邊界層被調(diào)節(jié)。冷卻裝置3可以例如被布置在冷卻裝置能夠在其上移動(dòng)的構(gòu)架上，使得升高距離 de可以被改變。冷卻裝置3也可以被布置在第一面的軌道上，以便它可以考慮到機(jī)艙的第一面上給定位置處速度邊界層的厚度而沿著第一面移動(dòng)。
機(jī)艙也可以包括并排布置以形成一個(gè)冷卻表面的多個(gè)冷卻裝置。多個(gè)冷卻裝置可以作為串聯(lián)或并聯(lián)回路連接到冷卻系統(tǒng)。一個(gè)冷卻裝置可以連接到冷卻傳動(dòng)系統(tǒng)中一些元件的一個(gè)冷卻回路，另一冷卻裝置可以連接到冷卻傳動(dòng)系統(tǒng)中元件的其它部分的另一冷卻回路。多個(gè)冷卻裝置可以通過閥連接，閥可以流體地?cái)嚅_兩個(gè)冷卻裝置，使得它們形成兩個(gè)單獨(dú)冷卻回路的一部分，因而它們可以冷卻機(jī)艙中的不同元件或區(qū)段。多個(gè)冷卻裝置也可以布置成具有形成它們之間空間的相互距離，使得風(fēng)可以在該空間中在兩個(gè)冷卻裝置之間流動(dòng)。兩個(gè)冷卻裝置之間的距離可以在20與200mm之間，優(yōu)選地在50與150mm之間，并且更優(yōu)選地在80與120mm之間。根據(jù)該創(chuàng)新思想，每個(gè)冷卻裝置可以在機(jī)艙的高度/長度方向單獨(dú)地被調(diào)節(jié)，使得如果一個(gè)區(qū)段即組件比機(jī)艙中其它區(qū)段/組件需要更多冷卻時(shí)，專用于冷卻該特定區(qū)段的單個(gè)冷卻裝置可以考慮邊界層的形成在長度方向上被提升和/或移動(dòng)，結(jié)果，多個(gè)冷卻裝置的冷卻區(qū)域更好地被利用。風(fēng)力渦輪機(jī)意味著能夠?qū)L(fēng)力轉(zhuǎn)換為電能的任何類似的設(shè)備，諸如風(fēng)力發(fā)電機(jī)、 風(fēng)力單元(WPU)、或風(fēng)能轉(zhuǎn)換器(WEC)。結(jié)果已經(jīng)結(jié)合本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述，對本領(lǐng)域技術(shù)人員明顯的是，在不脫離權(quán)利要求限定的本發(fā)明范圍的情況下可以設(shè)想幾種修改。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙，包括朝向風(fēng)流的前端和相對于所述前端布置在下風(fēng)位置的后端；具有在所述機(jī)艙的所述前端與所述后端之間的縱向延伸部的第一面，所述機(jī)艙的所述縱向延伸部具有總長度；由所述風(fēng)流沿著所述第一面從所述前端到所述后端形成的速度邊界層，所述速度邊界層沿著所述第一面厚度增大，并且所述厚度在所述前端最??；以及從所述機(jī)艙的所述第一面延伸的自由流通冷卻裝置，所述自由流通冷卻裝置包括冷卻區(qū)域；其中，所述冷卻區(qū)域考慮到所述速度邊界層的所述厚度被布置。
2.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙，其特征在于，所述冷卻區(qū)域被布置在距離所述機(jī)艙的所述后端的后方距離處和/或在距離所述機(jī)艙的所述第一面的升高距離處。
3.如權(quán)利要求2所述的風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙，其特征在于，所述后方距離和/或所述升高距離是可調(diào)節(jié)的。
4.如權(quán)利要求1-3任一所述的風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙，其特征在于，所述后方距離是所述風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙的所述總長度的至少15%、優(yōu)選是所述風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙的所述總長度的至少 30%。
5.如上述權(quán)利要求任一所述的風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙，其特征在于，所述冷卻裝置大體垂直于所述機(jī)艙的所述第一面延伸。
6.如上述權(quán)利要求任一所述的風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙，其特征在于，所述機(jī)艙的所述第一面相對于所述冷卻裝置在上風(fēng)位置的一部分大體上沒有突出部。
7.如上述權(quán)利要求任一所述的風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙，其特征在于，所述機(jī)艙包括具有至少一個(gè)內(nèi)面的罩蓋，所述冷卻裝置被所述機(jī)艙的所述第一面和所述罩蓋的所述內(nèi)面圍繞。
8.如權(quán)利要求7所述的風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙，其特征在于，所述罩蓋具有兩個(gè)側(cè)向內(nèi)面和頂部內(nèi)面，所述冷卻裝置被所述機(jī)艙的所述第一面以及所述罩蓋的所述兩個(gè)側(cè)向內(nèi)面和所述頂部內(nèi)面圍繞。
9.如權(quán)利要求7或8所述的風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙，其特征在于，所述罩蓋的所述內(nèi)面沿著所述機(jī)艙的所述縱向延伸部并且大體垂直于所述冷卻裝置延伸。
10.如權(quán)利要求7-9任一所述的風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙，其特征在于，所述罩蓋具有前緣，所述冷卻裝置被布置在距離所述前緣的前方距離處。
11.如權(quán)利要求10所述的風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙，其特征在于，所述前方距離是至少440mm， 優(yōu)選至少600mm，更優(yōu)選至少800mm，甚至更優(yōu)選至少1000mm。
12.如權(quán)利要求10或11所述的風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙，其特征在于，所述前方距離是在 600mm與1400mm之間，優(yōu)選在IOOOmm與IlOOmm之間。
13.如上述權(quán)利要求任一所述的風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙，其特征在于，所述罩蓋具有從所述內(nèi)面成角度地突出的凸緣，減小由所述第一面和所述內(nèi)面限定的開口。
14.如上述權(quán)利要求任一所述的風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙，其特征在于，還包括相互以一定距離布置的多個(gè)冷卻裝置，兩個(gè)冷卻裝置之間的距離是在20mm與200mm之間，優(yōu)選在50mm與 150mm之間，更優(yōu)選在80mm與120mm之間。
15.一種風(fēng)力渦輪機(jī)，包括如上述權(quán)利要求任一所述的風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙，包括朝向風(fēng)流的前端和相對于所述前端布置在下風(fēng)位置的后端；具有在所述機(jī)艙的所述前端與所述后端之間的縱向延伸部的第一面，所述機(jī)艙的所述縱向延伸部具有總長度；由所述風(fēng)流沿著所述第一面從所述前端到所述后端形成的速度邊界層，所述速度邊界層沿著所述第一面厚度增大，并且所述厚度在所述前端最??；以及從所述機(jī)艙的所述第一面延伸的自由流通冷卻裝置，所述自由流通冷卻裝置包括冷卻區(qū)域。而且，所述冷卻區(qū)域考慮到所述速度邊界層的所述厚度被布置。
文檔編號(hào)F03D11/00GK102301135SQ201080005733
公開日2011年12月28日 申請日期2010年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月30日
發(fā)明者A·巴胡古尼, J·K·格雷夫森, J·尼瓦德, K·西洼林伽馬, P·T·蒂策, R·坎達(dá)薩米, S·那拉希馬盧 申請人:維斯塔斯風(fēng)力系統(tǒng)集團(tuán)公司