專利名稱：風力發(fā)電機組的散熱結構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及能夠穩(wěn)定地實施冷卻的風力發(fā)電機組的散熱結構。
背景技術：
隨著風力發(fā)電機組的興起，各風機制造商越來越重視設置風力發(fā)電機組的周圍環(huán)境對機組的影響。例如，在設置于海洋的風力發(fā)電機組中，如何避免海面含鹽霧的腐蝕性空氣對機組內部設備的腐蝕，如何解決海面空氣相對濕度比較大等問題，這是海洋環(huán)境對風機不利的影響，但是海洋環(huán)境也有其可以利用的一面，除了海上風資源豐富，海水大蓄熱能力的特性決定了海水溫度在一年四季中在一個很小的范圍內變化，有記錄的夏季海水最高溫度為28 ^°C，因此海水可以作為風力發(fā)電機組的穩(wěn)定的冷源。目前風力發(fā)電機組發(fā)熱設備采用的冷卻系統(tǒng)主要為空氣-空氣冷卻系統(tǒng)和液體-空氣冷卻系統(tǒng)，這兩種冷卻系統(tǒng)都要借助龐大的散熱器將熱量通過外界空氣帶走，需要非常大的設備投入如龐大的散熱器、大功率的風扇及其控制系統(tǒng)，所需代價高昂，其中液體-空氣冷卻系統(tǒng)的液體側設計非常復雜且穩(wěn)定性不佳，在風力發(fā)電機組運行過程中經常會出現(xiàn)因冷卻系統(tǒng)故障而導致的停機。關于風力發(fā)電機應用海水冷卻的專利有中國科學院廣州能源研究所申請的公開號為CN102220946A的專利。這項專利的思路是把帶有鰭片結構的散熱器直接浸泡在海水中，散熱器內部走循環(huán)液，利用海水的低溫給循環(huán)液提供冷卻功能，如圖1所示。但是，這種只是把散熱器泡在海水中進行散熱的有如下問題雖然放在海水中能夠避免海面空氣中的鹽霧對散熱器的腐蝕作用，但是海水本身也有腐蝕作用；另外，散熱器浸泡在海水中較長時間后表面會生產微生物，這些不斷累積的微生物會充滿散熱器的鰭片，這種情況下依靠鰭片進行散熱的散熱器基本處于失效狀態(tài)。另一項與風力發(fā)電機組的散熱有相關性的專利是Enercon(德國)提出的專利號為US6676122B1的美國專利。它利用風力發(fā)電機的塔筒作為散熱器，塔筒內壁面走熱空氣， 外界環(huán)境中的空氣以一定風速流經塔筒，通過塔筒壁的導熱來冷卻塔筒內的熱空氣，如圖2 所示。但是，這種散熱方式也有缺陷，即，因為塔筒壁只有在夜間才能確保是完全的冷源，白天時由于太陽輻射的存在，塔筒壁會有一接近一半的面積處于太陽輻射下，而根據(jù)本領域的經驗，在太陽輻射下的塔筒壁面溫度非常高，這種情況下塔筒壁面不能為流經的熱空氣提供冷卻作用。

發(fā)明內容
本發(fā)明是為了解決以上的問題而提出的，其目的在于提供一種能夠穩(wěn)定地對風力發(fā)電機組進行冷卻的風力發(fā)電機組的散熱結構。為了達到上述目的，本發(fā)明提供的一種風力發(fā)電機組的散熱結構，其特征在于，包括內部設置有多個電氣設備的至少一個塔筒以及用于支撐所述塔筒的至少一個樁體，其中，所述至少一個塔筒內部被隔板劃分而形成塔筒送風通道和塔筒回風通道，所述樁體的內部也設置有與所述塔筒送風通道及塔筒回風通道分別連通的樁體送風通道和樁體回風通道，且所述樁體送風通道和所述樁體回風通道僅在所述樁體的底部相互連通。而且，還包括連接所述至少一個塔筒和各個樁體的支撐架以及連接各個樁體并與所述至少一個塔筒連接的橫梁，且所述支撐架的內部形成有與所述塔筒送風通道和所述樁體送風通道連通的支撐架送風通道，所述橫梁的內部形成有與所述塔筒回風通道和所述樁體回風通道連通的橫梁回風通道。優(yōu)選地，在所述塔筒送風通道的入口處設置有送風靜壓箱，以用于將所述塔筒內的電氣部件產生的熱空氣集中起來供應至各個所述樁體。優(yōu)選地，所述橫梁的與所述至少一個塔筒連接的部位還設置有回風靜壓箱，以用于將經過冷卻的空氣集中起來供應至塔筒內的電氣部件。優(yōu)選地，所述塔筒內送風通道具備多個，且每一個塔筒通道與每個電氣設備對應。優(yōu)選地，所述隔板為金屬薄板。優(yōu)選地，所述樁體送風通道由兩個隔板設置在所述樁體的中部，從而在該樁體送風通道的兩側分別形成有一個樁體回風通道。優(yōu)選地，所述樁體送風通道為一截面面積小于所述樁體的截面面積的金屬管道， 且該樁體送分通道設置于所述樁體內部的中央，從而所述樁體回風通道包圍所述樁體送風通道。根據(jù)本發(fā)明可具有至少一個以下的技術效果1)采用風力發(fā)電機組的基礎結構作為散熱器，散熱面積龐大，且風力發(fā)電機組的發(fā)熱設備無需額外的冷卻系統(tǒng)，節(jié)省了大量空間，為機組內部的設備布局帶來極大方便。2)不需要增加額外的散熱器即可為風力發(fā)電機組內部發(fā)熱設備提供冷卻功能，從而能夠節(jié)省生產成本。3)可減少冷卻系統(tǒng)的部件，不需要液體-空氣冷卻系統(tǒng)也能夠確保散熱效率，同時還可以減少故障率，延長風機的使用壽命。4)由于采用海水土壤等風力發(fā)電機組的周圍環(huán)境進行冷卻，因此冷源穩(wěn)定可靠， 冷卻效果非常穩(wěn)定。


圖1為現(xiàn)有的散熱器冷卻方式的示意圖；圖2為現(xiàn)有的另一種風力發(fā)電機組的冷卻方式的示意圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明的風力發(fā)電機組的俯視圖；圖4為圖3的風力發(fā)電機組的局部剖視圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明的風力發(fā)電機組散熱結構的第一實施例的示意圖；圖6為根據(jù)本發(fā)明的風力發(fā)電機組散熱結構的第二實施例的示意圖；圖7為根據(jù)本發(fā)明的風力發(fā)電機組散熱結構的第三實施例的示意圖。
具體實施例方式以下，參照附圖來詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。在以下的各個實施例中，以具有六個樁體的風力發(fā)電機組為例進行說明，但是本發(fā)明并不局限于此，能夠適用于各種型號的海水風力發(fā)電機組之中。圖3為根據(jù)本發(fā)明的風力發(fā)電機組的俯視圖，圖4為圖3的風力發(fā)電機組的局部剖視圖。根據(jù)本發(fā)明的風力發(fā)電機組大致上包括塔筒1、支撐架2、樁體3以及橫梁4。塔筒 1的內部上側設置有各種電氣設備(例如，發(fā)電機、變流器、變壓器等)。支撐架2的一端連接于塔筒1，另一端連接在樁體3，且各個支撐架2形成傾斜的狀態(tài)，以支撐塔筒1。本發(fā)明中，支撐架2的內部與塔筒1的內部相互連通。而且，本實施例中，樁體3設置六個，如圖3 所示，形成六邊形結構。所述樁體3被浸泡在海水中，因此其溫度與海水溫度相同。而且， 各個樁體3之間通過橫梁4形成連接。本發(fā)明中，樁體3與橫梁4的內部相互連通。而且， 橫梁4與塔筒1的底部相互連通。圖5為根據(jù)本發(fā)明的風力發(fā)電機組散熱結構的第一實施例的示意圖。在本實施例中，塔筒1的內部空間被隔板(未圖示)分為兩個通道，即塔筒回風通道5和塔筒送風通道 6。而且，在本實施例中，樁體3的內部被隔板劃分為樁體送風通道7和樁體回風通道8。優(yōu)選地，所述塔筒1和樁體3的隔板為金屬薄板。而且，樁體送風通道7和樁體回風通道8在樁體3的底部相互連通。并且，塔筒送風通道6、支撐架內部通道A以及樁體送風通道7相互連通而形成熱空氣移動路徑；樁體回風通道8、橫梁內部通道B以及塔筒回風通道5相互連通而形成冷空氣移動路徑。而且，在本實施例中，在支撐架內部通道A的入口處還可以設置送風靜壓箱9，以用于將來自塔筒1上部的熱空氣集中起來送到樁體3。并且，在所述塔筒1的底部與各個橫梁4連接的部位還可以設置回風靜壓箱10，以用于將來自樁體3的冷空氣集中起來供應至塔筒1的上部。如上構成的風力發(fā)電機組的散熱結構的工作過程如下。在塔筒1的內部上側的電氣設備中產生的熱空氣經由送風靜壓箱9集中之后，通過支撐架內部通道A進入樁體送風通道7。此時，由于樁體7被浸泡在海水之中，因此熱空氣在樁體送風通道7的內部下降的過程中其溫度逐漸下降。而且，由于樁體送風通道7與樁體回風通道8連通，因此經過一次熱交換的空氣再次進行熱交換而變成冷空氣。然后，從樁體3輸出的冷空氣進入橫梁4內， 并由設置在塔筒1底部的回風靜壓箱10集中并供應到塔筒1的內部上側，從而冷卻電氣設備。圖6為根據(jù)本發(fā)明的風力發(fā)電機組散熱結構的第二實施例的示意圖。第二實施例與第一實施例的區(qū)別在于，塔筒1的內部被隔板(未圖示)劃分為多個通道，即具有對應于發(fā)熱量較大的電氣設備的數(shù)量的送風通道11、14(圖中僅示出兩個送風通道)和與回風通道12、13(圖中僅示出兩個回風通道)，而且第二實施例采用分散冷卻的方式，即第二實施例中省略了第一實施例中的送風靜壓箱和回風靜壓箱。根據(jù)本發(fā)明第二實施例的風力發(fā)電機組散熱結構的工作方式如下。當設置于塔筒 1內部上側的某一電氣設備工作時，其釋放的熱量通過與之對應的送風通道(例如，送風通道14)和支撐架內部通道A樁體送風通道15。在經過樁體送風通道15的過程中，熱空氣逐漸被冷卻，并通過樁體3的下部進入樁體回風通道16。然后，被冷卻的空氣通過樁體回風通道16和塔筒回風通道13返回到所述電氣設備而對其進行冷卻。對于每個散熱量大的電氣設備單獨進行冷卻的優(yōu)點在于冷卻效率高、針對性強。圖7為根據(jù)本發(fā)明的風力發(fā)電機組散熱結構的第三實施例的示意圖。在本實施例中，樁體3的內部可以由樁體隔板分為三個通道，從而將中間的通道設置為樁體送風通道 22，兩側的通道設置為樁體回風通道23。此時，樁體隔板可以是平面薄板，也可以是具有預定的曲率的曲面板。優(yōu)選地，樁體隔板采用導熱性能好的金屬薄板。而且，在本實施例中， 所述樁體送風通道22可以為截面面積小于樁體的截面面積的金屬管道，且在樁體3的內部設置在中央位置，從而被樁體回風通道23包圍。在本實施例中，將樁體送風通道22設置在樁體的中央部位的目的在于進一步提高熱風的冷卻效率。即，熱空氣通過樁體送風通道22 下降的過程中，被兩側的冷空氣進行冷卻，由此能夠進一步提高冷卻效率。本實施例的風力發(fā)電機組的散熱結構也可以采用如第一實施例的集中送風方式，即，可以在支撐架內部通道A的入口處設置送風靜壓箱，并在橫梁內部通道B與塔筒1連接處設置回風靜壓箱。而且，本實施例的風力發(fā)電機組的散熱結構也可以采用分散送風方式，即，可以對應設置在塔筒1內部的散熱量較大的電氣設備的數(shù)量將塔筒1內的送風通道和回風通道的分為多個， 以分別對應于每個電氣設備。雖然在上面的各個實施例中，以風力發(fā)電機組具備支撐架和橫梁時的情況為例進行了說明，但是本領域技術人員應知，在沒有設置支撐架和橫梁的風力發(fā)電機組中也可以適用本發(fā)明。而且，毋庸置疑，也可以利用散熱器替代上述各個實施例中的樁體。而且，本領域技術人員應知，本發(fā)明不僅適用于設置在海洋的風力發(fā)電機組，還適用于設置在湖泊、陸地等的風力發(fā)電機組。即，只要是設置風力發(fā)電機組的周圍環(huán)境具有相對于風力發(fā)電機組的內部溫度更低的大致恒定的溫度，則都可以適用本發(fā)明實施對風力發(fā)電機組的冷卻。本發(fā)明不限于上述實施例，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，可以進行各種變形和修改。
權利要求
1.一種風力發(fā)電機組的散熱結構，其特征在于，包括內部設置有多個電氣設備的至少一個塔筒以及用于支撐所述至少一個塔筒的至少一個樁體，其中，所述至少一個塔筒內部被隔板劃分而形成塔筒送風通道和塔筒回風通道，所述樁體的內部也設置有與所述塔筒送風通道及塔筒回風通道分別連通的樁體送風通道和樁體回風通道，且所述樁體送風通道和所述樁體回風通道僅在所述樁體的底部相互連通。
2.根據(jù)權利要求1所述的風力發(fā)電機組的散熱結構，其特征在于，還包括連接所述至少一個塔筒和各個樁體的支撐架以及連接各個樁體并與所述至少一個塔筒連接的橫梁，且所述支撐架的內部形成有與所述塔筒送風通道和所述樁體送風通道連通的支撐架送風通道，所述橫梁的內部形成有與所述塔筒回風通道和所述樁體回風通道連通的橫梁回風通道。
3.根據(jù)權利要求2所述的風力發(fā)電機組的散熱結構，其特征在于，在所述塔筒送風通道的入口處設置有送風靜壓箱，以用于將所述塔筒內的電氣部件產生的熱空氣集中起來供應至各個所述樁體。
4.根據(jù)權利要求2所述的風力發(fā)電機組的散熱結構，其特征在于，所述橫梁的與所述至少一個塔筒連接的部位還設置有回風靜壓箱，以用于將經過冷卻的空氣集中起來供應至塔筒內的電氣部件。
5.根據(jù)權利要求1所述的風力發(fā)電機組的散熱結構，其特征在于，所述塔筒內送風通道具備多個，且每一個塔筒送風通道與每個電氣設備對應。
6.根據(jù)權利要求1或5所述的風力發(fā)電機組的散熱結構，其特征在于，所述隔板為金屬薄板。
7.根據(jù)權利要求1至5中的任一項所述的風力發(fā)電機組的散熱結構，其特征在于，所述樁體送風通道由兩個設置在所述樁體的中部的隔板所形成，從而在該樁體送風通道的兩側分別形成有樁體回風通道。
8.根據(jù)權利要求1至5中的任一項所述的風力發(fā)電機組的散熱結構，其特征在于，所述樁體送風通道為一截面面積小于所述樁體的截面面積的金屬管道，且該樁體送風通道設置于所述樁體內部的中央，從而所述樁體回風通道包圍所述樁體送風通道。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種風力發(fā)電機組的散熱結構，其特征在于，包括內部設置有多個電氣設備的至少一個塔筒以及用于支撐所述至少一個塔筒的至少一個樁體，其中，所述塔筒內部被隔板劃分而形成塔筒送風通道和塔筒回風通道，所述樁體的內部也設置有與所述塔筒送風通道及塔筒回風通道分別連通的樁體送風通道和樁體回風通道，且所述樁體送風通道和所述樁體回風通道僅在所述樁體的底部相互連通。
文檔編號F03D11/04GK102493927SQ20111044004
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月23日 優(yōu)先權日2011年12月23日
發(fā)明者吳立洲, 張新剛 申請人:新疆金風科技股份有限公司