專利名稱：一種直驅(qū)永磁風力發(fā)電機冷卻裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及發(fā)電機冷卻技術領域，尤其涉及一種直驅(qū)永磁風カ發(fā)電機冷卻裝置。
背景技術：
現(xiàn)有技術中，風電作為新能源，發(fā)展速度十分迅速。永磁風カ發(fā)電機已經(jīng)從千瓦級
發(fā)展到兆瓦級，而隨著3MW、6MW以及更高發(fā)電功率直驅(qū)永磁發(fā)電機的不斷研發(fā)深入及樣機問世，發(fā)電機所需要的散熱量也隨著發(fā)電功率的增加而不斷増加。并且，由于磁鋼價格上漲，引起永磁發(fā)電機減磁鋼研發(fā)的開展，從而造成發(fā)電機所需散熱量也隨之增加。現(xiàn)有發(fā)電機中的散熱芯體布置將近占用了機艙罩內(nèi)三分之一的體積，而隨著發(fā)電機發(fā)電功率的提高，僅通過増加板式換熱器芯體的體積或增加換熱芯體的數(shù)量及循環(huán)風機的功率來解決散熱問題，一方面容易造成板式換熱器芯體制造エ藝的復雜性，另ー方面造成換熱器體積龐大。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提出一種直驅(qū)永磁風カ發(fā)電機冷卻裝置，用以解決現(xiàn)有的發(fā)電機冷卻裝置板式換熱器芯體制造エ藝復雜，換熱器體積龐大的問題。為達此目的，本實用新型采用以下技術方案一種直驅(qū)永磁風カ發(fā)電機冷卻裝置，在板式換熱器上設置外循環(huán)風機和內(nèi)循環(huán)風機，內(nèi)循環(huán)管道上設置有輔助換熱裝置；所述輔助換熱裝置包括布置于機艙罩上下的板肋管式換熱段、環(huán)肋管式換熱段及連接環(huán)肋管式換熱段與發(fā)電機的軟管。該裝置還包括風箱，通過法蘭與所述環(huán)肋管式換熱段連接。在所述風箱的一個面上或多個面上布置不同數(shù)目的所述板肋管式換熱段和環(huán)肋管式換熱段。所述板肋管式換熱段的板肋上設置有孔。 所述板肋管式換熱段管內(nèi)設置有擾流片。采用了本實用新型的技術方案，可充分利用風場自然風對直驅(qū)永磁風カ發(fā)電機進行冷卻。通過布置于機艙罩上下的板肋管式換熱段、環(huán)肋管式換熱段及連節(jié)環(huán)肋管式換熱段與發(fā)電機的軟管的輔助散熱，可有效減小板式換熱器芯體的體積，減小其占用機艙罩空間，避免換熱芯體體積或數(shù)量隨發(fā)電機發(fā)電功率的增加而迅速増加。并且，可以通過減板式換熱器芯體的幾何尺寸來降低芯體的制造難度及換熱芯體的成本。另外，本實用新型的技術方案，可有效降低循環(huán)風機耗能，并通過利用風場自然風冷卻起到節(jié)能的作用。

為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的ー些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I是本實用新型具體實施方式
中直驅(qū)永磁風カ發(fā)電機冷卻裝置剖視圖；圖2是本實用新型具體實施方式
中直驅(qū)永磁風カ發(fā)電機冷卻裝置增加風箱后的首1J視圖;圖3是本實用新型具體實施方式
中直驅(qū)永磁風カ發(fā)電機冷卻裝置10根板肋管式換熱段輔助裝置示意圖；其中，圖3a是本實用新型具體實施方式
中直驅(qū)永磁風カ發(fā)電機冷卻裝置10根板 肋管式換熱段輔助裝置的立體示意圖；圖3b是本實用新型具體實施方式
中直驅(qū)永磁風カ發(fā)電機冷卻裝置10根板肋管式換熱段輔助裝置的截面示意圖；圖4是本實用新型具體實施方式
中直驅(qū)永磁風カ發(fā)電機冷卻裝置5根板肋管式換熱段輔助裝置示意圖；其中，圖4a是本實用新型具體實施方式
中直驅(qū)永磁風カ發(fā)電機冷卻裝置5根板肋管式換熱段輔助裝置的立體示意圖；圖4b是本實用新型具體實施方式
中直驅(qū)永磁風カ發(fā)電機冷卻裝置5根板肋管式換熱段輔助裝置的截面示意圖；圖5是本實用新型具體實施方式
中直驅(qū)永磁風カ發(fā)電機冷卻裝置3根板肋管式換熱段輔助裝置示意圖；圖5a是本實用新型具體實施方式
中直驅(qū)永磁風カ發(fā)電機冷卻裝置3根板肋管式換熱段輔助裝置的立體示意圖；圖5b是本實用新型具體實施方式
中直驅(qū)永磁風カ發(fā)電機冷卻裝置3根板肋管式換熱段輔助裝置的截面示意圖；圖6是本實用新型具體實施方式
中直驅(qū)永磁風カ發(fā)電機冷卻裝置2根板肋管式換熱段輔助裝置示意圖；圖6a是本實用新型具體實施方式
中直驅(qū)永磁風カ發(fā)電機冷卻裝置2根板肋管式換熱段輔助裝置的立體示意圖；圖6b是本實用新型具體實施方式
中直驅(qū)永磁風カ發(fā)電機冷卻裝置2根板肋管式換熱段輔助裝置的截面示意圖；圖7是本實用新型具體實施方式
中直驅(qū)永磁風カ發(fā)電機冷卻裝置風箱輔助換熱裝置不意圖；圖7a是本實用新型具體實施方式
中直驅(qū)永磁風カ發(fā)電機冷卻裝置風箱輔助換熱裝置的立體示意圖；圖7b是本實用新型具體實施方式
中直驅(qū)永磁風カ發(fā)電機冷卻裝置風箱輔助換熱裝置的一種截面示意圖；圖7c是本實用新型具體實施方式
中直驅(qū)永磁風カ發(fā)電機冷卻裝置風箱輔助換熱裝置的另ー種截面示意圖。
具體實施方式

以下結合附圖并通過具體實施方式
來進ー步說明本實用新型的技術方案。一般的，肋管式換熱結構的工作原理如下?lián)Q熱量Q=K*A*At, K=l/(l/al+δ/λ+l/a2),如果采用招質(zhì)材料,且管壁較薄的話，δ/λ可忽略，所以K=l/(l/al +l/a2)。通過采用板肋管式換熱結構，并在其上打若干孔，可提聞空氣擾流，提聞對流給熱系數(shù)al。如在管內(nèi)布置若干擾流片或扭帶，可提聞管內(nèi)熱氣流的紊流程度，提高管內(nèi)的對流給熱系數(shù)a2。通過提高al、a2可實現(xiàn)整個對流換熱系數(shù)K的提高。同時，采用肋片可提高整體換熱面積A，即肋管式換熱器通過提高整體換熱系數(shù)及換熱面積來提高了換熱量。本實用新型專利的原理在于通過增加輔助換熱裝置，利用優(yōu)越的自然風輔助冷卻發(fā)電機產(chǎn)生的熱量以減小板式換熱器的裝置。如圖I所示，為直驅(qū)永磁風カ發(fā)電機冷卻裝置剖視圖。其中，該裝置為風道結構，板式換熱器8上設置有引入低溫環(huán)境空氣的外循環(huán)風機7和引入高溫空氣的內(nèi)循環(huán)風機9，內(nèi)循環(huán)管道上設置有輔助換熱裝置。這里，輔助換熱裝置包括布置于機艙罩I上下的板肋管式換熱段5、環(huán)肋管式換熱段4及連節(jié)環(huán)肋管式換熱段4與發(fā)電機2的軟管3。機艙罩I上下的板肋管式換熱段5，其材質(zhì)為鋁質(zhì)材料，其數(shù)量、管徑不限(其數(shù)量越多，管徑越小，換熱效果越佳)，管上板肋高度可根據(jù)其強度要求設置(也可根據(jù)所要求肋效率及換熱量進行設置)，板肋上可進行適當打孔，提高紊流提供換熱系數(shù)，且可在管內(nèi)布置擾流片等擾流裝置，提高換熱系數(shù)。板肋管式換熱段5可根據(jù)機艙罩I的強度由機艙罩承重，或者通過支撐將板肋管式換熱段5的重量傳遞給底座6，由底座來承重。板肋管式換熱段5可通過焊接方式與環(huán)肋管式換熱段4相連，環(huán)肋管式換熱段4通過連接軟管3與發(fā)電機2進行連接。環(huán)肋管式換熱段4，其材質(zhì)為鋁質(zhì)材料，該段長度及環(huán)肋直徑可根據(jù)其強度設置(也可根據(jù)所要求肋效率及換熱量進行設置)，管段直徑根據(jù)發(fā)電機2接ロ處直徑進行設置。環(huán)肋管式換熱段4可根據(jù)機艙罩I的強度由機艙罩承重，或者通過支撐將環(huán)肋管式換熱段4的重量傳遞給底座6，由底座來承重。本實用新型實施例中，通過將永磁發(fā)電機產(chǎn)生的熱量引入自然環(huán)境，増加輔助換熱裝置，利用自然風對其進行冷卻。在內(nèi)循環(huán)風機9作用下，發(fā)電機2產(chǎn)生熱量被攜入環(huán)肋管式換熱段4及管肋換熱器5，在風場自然風的作用下，對來自于永磁發(fā)電機2的高溫空氣進行冷卻。為避免發(fā)電機I轉子轉動過程帶來的震動，在永磁發(fā)電機I與環(huán)肋管式換熱器4之間增加軟連接3。在完成自然風強制冷卻后，進入常規(guī)的板式換熱器8內(nèi)，與外循環(huán)風機7攜入的冷空氣進行進ー步的冷卻，最后經(jīng)冷卻后的高溫空氣在內(nèi)循環(huán)風機9作用下，回到機艙罩I。板肋管式換熱段5上的肋片可適當打孔，提高紊流度，提高散熱量，管徑及數(shù)量、肋片高度及數(shù)量可根據(jù)換熱量要求及肋效率要求等進行設置，對于該段的支撐，可根據(jù)機艙罩I的強度由機艙罩承重或添加支撐件，將カ傳遞給底座6，由其承擔重量，管內(nèi)可増加擾流裝置(擾流片、扭帶等)，強化紊流，提高管對流給熱系數(shù)。環(huán)肋管式換熱段4可根據(jù)換熱量需要及支撐的強度，加長該段的長度，以提高換熱面積提高換熱量，該段支撐原理及管內(nèi)強化擾流方式與板肋管式換熱段5類同，不再贅述。[0042]如圖2所示，為直驅(qū)永磁風カ發(fā)電機冷卻裝置增加風箱后的剖視圖。其中，為簡化エ藝，便于加工制造，將與軟管3連接的總管更換為矩形風箱10，通過法蘭與環(huán)肋管式換熱段4連接。與風箱10連接的輔助換熱裝置布置靈活，可根據(jù)要求在一個面上或多個面上布置不同數(shù)目的肋管式換熱段。由永磁發(fā)電機2抽出的高溫空氣經(jīng)風箱10分配給輔助換熱裝置，高溫空氣流程及散熱過程與上述實施例相同。具體的，本實用新型實施例中，可根據(jù)要求在一個面上或多個面上布置不同數(shù)目的肋管式換熱段。圖3 圖7所示，分別為本實用新型實施例提供的直驅(qū)永磁風カ發(fā)電機冷卻裝置10根板肋管式換熱段輔助裝置示意圖、5根板肋管式換熱段輔助裝置示意圖、3根板肋管式換熱段輔助裝置示意圖、2根板肋管式換熱段輔助裝置示意圖、風箱輔助裝置示意圖。從中可以充分看到對于不同的方案，可以有不同的板肋管式換熱段數(shù)量或者風箱設置，從而實現(xiàn)不同的散熱效果。綜上，本實用新型實施例可充分利用風場自然風(>10m/s)對發(fā)電機進行冷卻，通過該方式的輔助散熱，可有效減小板式換熱器芯體的體積，減小其占用機艙罩空間，避免換熱芯體體積或數(shù)量隨發(fā)電機發(fā)電功率的增加而迅速増加。通過減板式換熱器芯體的幾何尺寸來降低芯體的制造難度及換熱芯體的成本。另外，可有效降低循環(huán)風機耗能，并通過利用風場自然風冷卻起到節(jié)能的作用。以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式
，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉該技術的人在本實用新型所揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。
權利要求1.一種直驅(qū)永磁風カ發(fā)電機冷卻裝置，其特征在于，在板式換熱器上設置外循環(huán)風機和內(nèi)循環(huán)風機，內(nèi)循環(huán)管道上設置有輔助換熱裝置； 所述輔助換熱裝置包括布置于機艙罩上下的板肋管式換熱段、環(huán)肋管式換熱段及連接環(huán)肋管式換熱段與發(fā)電機的軟管。
2.如權利要求I所述的直驅(qū)永磁風カ發(fā)電機冷卻裝置，其特征在于，該裝置還包括風箱，通過法蘭與所述環(huán)肋管式換熱段連接。
3.如權利要求2所述的直驅(qū)永磁風カ發(fā)電機冷卻裝置，其特征在于，在所述風箱的一個面上或多個面上布置不同數(shù)目的所述板肋管式換熱段和環(huán)肋管式換熱段。
4.如權利要求I所述的直驅(qū)永磁風カ發(fā)電機冷卻裝置，其特征在于，所述板肋管式換熱段的板肋上設置有孔。
5.如權利要求I所述的直驅(qū)永磁風カ發(fā)電機冷卻裝置，其特征在于，所述板肋管式換熱段管內(nèi)設置有擾流片。
專利摘要本實用新型公開了一種直驅(qū)永磁風力發(fā)電機冷卻裝置，在板式換熱器上設置外循環(huán)風機和內(nèi)循環(huán)風機，內(nèi)循環(huán)管道上設置有輔助換熱裝置；所述輔助換熱裝置包括布置于機艙罩上下的板肋管式換熱段、環(huán)肋管式換熱段及連接環(huán)肋管式換熱段與發(fā)電機的軟管。采用了本實用新型的技術方案，通過布置于機艙罩上下的板肋管式換熱段、環(huán)肋管式換熱段及連節(jié)環(huán)肋管式換熱段與發(fā)電機的軟管的輔助散熱，可有效減小板式換熱器芯體的體積，減小其占用機艙罩空間，避免換熱芯體體積或數(shù)量隨發(fā)電機發(fā)電功率的增加而迅速增加的問題。
文檔編號H02K5/18GK202424407SQ20112050132
公開日2012年9月5日 申請日期2011年12月5日 優(yōu)先權日2011年12月5日
發(fā)明者楊懷宇, 王丁會, 王海龍, 秦明, 董禮 申請人:國電聯(lián)合動力技術有限公司