風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的冷卻系統(tǒng)及風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種冷卻技術(shù)，尤其涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的冷卻系統(tǒng)及風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)力發(fā)電機(jī)是依靠捕獲風(fēng)能，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電設(shè)備。在現(xiàn)代的大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)中，隨著單機(jī)發(fā)電功率的增大，風(fēng)力發(fā)電機(jī)內(nèi)部的發(fā)熱部件生成的熱量越來(lái)越多。尤其是，安裝在長(zhǎng)期處于高溫環(huán)境中的風(fēng)力發(fā)電機(jī)在運(yùn)行時(shí)容易發(fā)生故障。
[0003]風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)熱部件主要是位于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的頂部的發(fā)電機(jī)。在夏日高溫環(huán)境條件下，由于環(huán)境溫度較高，并且風(fēng)力發(fā)電機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間滿功率發(fā)電，發(fā)電機(jī)等一些零部件將損耗通過(guò)熱的形式耗散在機(jī)組內(nèi)部空間內(nèi)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的整體溫度較高。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行在高溫下，一些位于機(jī)頭位置的電氣部件和軸承的潤(rùn)滑油脂將會(huì)由于溫度過(guò)高造成壽命減少，甚至損壞。
[0004]目前用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的冷卻系統(tǒng)多是采用風(fēng)冷進(jìn)行散熱，利用外界環(huán)境溫度較低的空氣對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組內(nèi)的發(fā)熱部件進(jìn)行冷卻。對(duì)于風(fēng)冷系統(tǒng)，現(xiàn)有技術(shù)中多采用從塔架底部引入外界空氣的方式，利用外界空氣對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行散熱。
[0005]在野外環(huán)境中，地面由于受到太陽(yáng)輻射，使得地表溫度較高。當(dāng)外界環(huán)境溫度較高時(shí)，外界環(huán)境空氣和發(fā)熱部件的溫差較小，不利于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的散熱。此外，進(jìn)入塔架內(nèi)的空氣已經(jīng)被塔架內(nèi)部的發(fā)熱設(shè)備以及電纜加熱，待其到達(dá)塔架頂部時(shí)，空氣溫度已經(jīng)有所上升，此時(shí)再通過(guò)溫度上升后的空氣冷卻機(jī)艙內(nèi)部的發(fā)熱部件，冷卻效果有所下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的冷卻系統(tǒng)及風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，以增加外界環(huán)境空氣和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組內(nèi)部發(fā)熱部件的溫差，并直接冷卻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)頭的高溫部件，提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的散熱效率。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的冷卻系統(tǒng)，包括進(jìn)風(fēng)部、出風(fēng)部以及風(fēng)機(jī)，所述進(jìn)風(fēng)部設(shè)置在機(jī)艙的槳側(cè)，所述出風(fēng)部設(shè)置在塔架的側(cè)壁上，所述風(fēng)機(jī)設(shè)置在所述出風(fēng)部處。
[0008]進(jìn)一步地，所述進(jìn)風(fēng)部設(shè)置在所述輪轂上。
[0009]進(jìn)一步地，所述進(jìn)風(fēng)部處設(shè)置有過(guò)濾裝置，所述過(guò)濾裝置為濾棉。
[0010]進(jìn)一步地，所述出風(fēng)部設(shè)置在所述塔架底部的入門(mén)內(nèi)平臺(tái)下方的塔架側(cè)壁上。
[0011]進(jìn)一步地，所述風(fēng)機(jī)的進(jìn)氣孔與所述出風(fēng)部連通，在所述風(fēng)機(jī)的出氣孔處設(shè)置有保護(hù)裝置，所述保護(hù)裝置為防蟲(chóng)網(wǎng)罩。
[0012]進(jìn)一步地，所述風(fēng)機(jī)為離心風(fēng)機(jī)和/或軸流風(fēng)扇。
[0013]進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)還包括導(dǎo)流罩，在所述導(dǎo)流罩和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)電機(jī)之間以及/或者導(dǎo)流罩和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片之間分別存在間隙。
[0014]進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)還包括溫度傳感器，所述溫度傳感器設(shè)置在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)電機(jī)定軸內(nèi)壁處和/或底座內(nèi)壁處。
[0015]本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，所述機(jī)組包括上述特征的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的冷卻系統(tǒng)。
[0016]本發(fā)明實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的冷卻系統(tǒng)及風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，利用了大氣溫度隨高度上升而下降、以及在一定高度上大氣較為潔凈的特點(diǎn)，在風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔架底部安裝風(fēng)機(jī)，從風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輪轂高度位置引入溫度較地面低的高空空氣，將高空空氣從上向下引入風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，直接冷卻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)頭的高溫部件，再將完成通風(fēng)散熱工作的高空空氣在塔架底部排出。如此，提高了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的通風(fēng)散熱效率，同時(shí)解決了風(fēng)機(jī)安裝維護(hù)不方便的問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本發(fā)明實(shí)施例一的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的冷卻系統(tǒng)示意圖；
[0018]圖2為本發(fā)明實(shí)施例二的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的冷卻系統(tǒng)示意圖；
[0019]圖3為本發(fā)明實(shí)施例三的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的冷卻系統(tǒng)示意圖。
[0020]附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明:
[0021]1-進(jìn)風(fēng)部；2_出風(fēng)部；3_機(jī)艙；4_塔架；5_輪轂；6_導(dǎo)流罩；7_發(fā)電機(jī)；8_葉片；9-底座；10_濾棉；11_電控柜體；12-離心風(fēng)機(jī)；13-防蟲(chóng)網(wǎng)罩；14-溫度傳感器；15_軸流風(fēng)扇。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的冷卻系統(tǒng)及風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行詳細(xì)介紹。
[0023]在大氣環(huán)境的對(duì)流層內(nèi)空氣溫度隨高度的增加而降低。以水平面為基準(zhǔn)，通常高度每增加100米，空氣溫度降低0.65°C，并且高空空氣較為潔凈。一般來(lái)說(shuō)，大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輪轂高度在100米左右，更高的能夠達(dá)到150米。本發(fā)明提出的冷卻方案根據(jù)大氣溫度隨高度上升而下降的特點(diǎn)，通過(guò)利用較地面溫度低的高空空氣來(lái)對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行通風(fēng)散熱，將高空空氣從上向下引風(fēng)，并直接冷卻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)頭的高溫部件，以提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的散熱效率。
[0024]實(shí)施例一
[0025]圖1為本發(fā)明實(shí)施例一的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的冷卻系統(tǒng)示意圖。圖中的小箭頭表示空氣的流動(dòng)路徑。
[0026]參照?qǐng)D1，本發(fā)明實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的冷卻系統(tǒng)包括進(jìn)風(fēng)部1、出風(fēng)部2以及風(fēng)機(jī)。其中，進(jìn)風(fēng)部I設(shè)置在機(jī)艙3的槳側(cè)(即機(jī)艙內(nèi)靠近變槳系統(tǒng)的一側(cè))，出風(fēng)部2設(shè)置在塔架4的側(cè)壁上，風(fēng)機(jī)設(shè)置在出風(fēng)部2處。
[0027]進(jìn)風(fēng)部I可設(shè)置在位于槳側(cè)的部件上，如導(dǎo)流罩6的側(cè)邊上。優(yōu)選地，可將進(jìn)風(fēng)部I設(shè)置在輪轂5上。具體地，輪轂5為空心體，輪轂5上開(kāi)設(shè)有槳側(cè)維護(hù)孔和塔側(cè)維護(hù)孔，槳側(cè)維護(hù)孔和塔側(cè)維護(hù)孔導(dǎo)通，可以將槳側(cè)的維護(hù)孔作為進(jìn)風(fēng)部I。
[0028]在導(dǎo)流罩6和發(fā)電機(jī)7之間以及/或者導(dǎo)流罩6和葉片8之間分別存在間隙，夕卜界高空空氣可以通過(guò)導(dǎo)流罩6和發(fā)電機(jī)7之間的間隙以及導(dǎo)流罩6和葉片8之間的間隙到達(dá)進(jìn)風(fēng)部I。
[0029]此外，輪轂5與發(fā)電機(jī)7的定軸孔連通，使得高空空氣可以從輪轂5流入發(fā)電機(jī)7的定軸孔中。發(fā)電機(jī)7的定軸孔同時(shí)還與底座9的通風(fēng)孔連通，使得高空空氣可以從發(fā)電機(jī)7的定軸孔流入底座9的通風(fēng)孔中。底座9的通風(fēng)孔同時(shí)還與塔架4的空腔連通，使得高空空氣可以從底座9的通風(fēng)孔流入塔架4的空腔中。
[0030]進(jìn)風(fēng)部I處設(shè)置有過(guò)濾裝置。例如，該過(guò)濾裝置可以是濾棉10。通過(guò)安裝在進(jìn)風(fēng)部I處的濾棉10過(guò)濾外界的高空空氣，可有效地防止高空空氣中的顆粒物、灰塵等進(jìn)入風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組造成污染，提高了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組內(nèi)空氣的潔凈度。
[0031]為了便于風(fēng)機(jī)的安裝與維護(hù)，塔架4的底部設(shè)置有塔架入門(mén)內(nèi)平臺(tái)(未示出)，出風(fēng)部2設(shè)置在塔架入門(mén)內(nèi)平臺(tái)下方的塔架側(cè)壁上。具體地，在位于塔架4的底部的塔架入門(mén)內(nèi)平臺(tái)下方的塔架側(cè)壁上開(kāi)設(shè)出風(fēng)部2，并且將風(fēng)機(jī)安裝在出風(fēng)部2處。通過(guò)將風(fēng)機(jī)安裝在塔架底部，可方便安裝和維護(hù)風(fēng)機(jī)。此外，在塔架4內(nèi)部設(shè)置有線纜(未示出)，并且在塔架入門(mén)內(nèi)平臺(tái)下方還設(shè)置有電控柜體11。通過(guò)將出風(fēng)部2設(shè)置在塔架入門(mén)內(nèi)平臺(tái)下，有利于對(duì)線纜以及電控柜體11進(jìn)行散熱。
[0032]風(fēng)機(jī)都設(shè)有進(jìn)氣孔和出氣孔?？蛇x地，在本發(fā)明的方案中，使風(fēng)機(jī)的進(jìn)氣孔與出風(fēng)部2連通，在風(fēng)機(jī)的出氣孔處設(shè)置有保護(hù)裝置。其中，該保護(hù)裝置優(yōu)選為防蟲(chóng)網(wǎng)罩13，用于防止鳥(niǎo)類(lèi)通過(guò)風(fēng)機(jī)出氣孔進(jìn)入風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中。
[0033]上述風(fēng)機(jī)優(yōu)選為離心風(fēng)機(jī)12。使用離心風(fēng)機(jī)12能夠克服較大的系統(tǒng)阻力，并且能夠提供較大的風(fēng)量，因此在整個(gè)系統(tǒng)中只需采用一個(gè)離心風(fēng)機(jī)12提供動(dòng)力。
[0034]此外，本發(fā)明實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的冷卻系統(tǒng)在高溫部位處安裝有溫度傳感器14，如圖1中的黑色圓點(diǎn)所示。其中，溫度傳感器優(yōu)選為