一种齿轮箱的制作方法

1.本发明涉及风力发电技术领域，特别是涉及一种齿轮箱。


背景技术：

2.风力发电是一种利用清洁能源——风能进行发电的方式。
3.风力发电机组一般包括叶轮、通过叶轮带动旋转的第一转轴、与第一转轴连接的第二转轴，以及利用第二转轴的转动发电的发电机。
4.其中，第一转轴的转速不高，而发电机的发电量随着第二转轴的转速升高而增大，因此，有部分风力发电机组会设置齿轮箱进行提速，使得第二转轴具备较大的转速。
5.齿轮箱在使用的过程中，往往会出现其内实际温度与预期温度不符的情况，致使齿轮箱的正常工作受到影响，如在夏季时齿轮箱内部温度较高而影响齿轮箱内部构件的安全性，在冬季时齿轮箱内部温度较低而导致润滑油粘度大。
6.现有技术中，对此，一般在夏季时通过风冷的方式对齿轮箱内部进行降温，并在冬季时通过电加热的方式对齿轮箱内部进行升温。然而，在夏季时外界温度同样较高，利用风冷散热的效率不高，能源利用率低；而在冬季时，电加热的方式虽然能够取得良好的加热效果，但同样存在能源利用率低的情况。


技术实现要素：

7.本发明的目的是：提供一种兼顾冷却效率和加热效率且能源利用率高的齿轮箱。
8.为了实现上述目的，本发明提供了一种齿轮箱，包括箱本体、油泵、压缩机、第一换热器、蒸发器，以及第二换热器；箱本体内设有供传动机构和润滑油容置的容置空间；所述传动机构具有用于与叶轮的第一转轴连接的输入端和用于与发电机上的第二转轴连接的输出端；油泵具有入口、第一出口，以及第二出口；所述油泵入口与所述容置空间连通，所述油泵的入口与所述第一出口或所述第二出口连通；压缩机内置有制冷介质且具有用于压缩所述制冷介质的压缩通道；第一换热器具有第一介质通道、能够与所述第一介质通道换热的第一油道，以及能够与所述第一介质通道换热的第一风道；蒸发器具有供液态的所述制冷介质蒸发的蒸发通道；第二换热器具有第二介质通道、能够与所述第二介质通道换热的第二油道，以及能够与所述第二介质通道换热的第二风道；其中，所述压缩通道、第一介质通道、蒸发通道以及第二介质通道首尾相连；所述第一油道具有与所述第一出口连通的第一入油口和与所述容置空间连通的第一出油口，所述第一风道具有分别与外界连通的第一入风口和第一出风口；所述第二油道具有与所述第二出口连通的第二入油口和与所述容置空间连通的第二出油口，所述第二风道具有分别与外界连通的第二入风口和第二出风口；所述第一油道、第二油道、第一风道以及第二风道内分别设有阀体。
9.进一步地，还包括回流管；所述第一出油口和所述第二出油口分别通过所述回流管连通至所述容置空间。
10.进一步地，还包括设于所述第二油道内的电加热器。
11.进一步地，所述第一换热器包括呈直线型并围成所述第一介质通道的第一管体、穿设在所述第一管体内并围成所述第一油道的第一油管，以及围成所述第一风道的第一风道管；所述第一管体处于所述第一风道管内。
12.进一步地，所述第二换热器包括呈直线型并围成所述第二介质通道的第二管体、穿设在所述第二管体内并围成所述第二油道的第二油管，以及围成所述第二风道的第二风道管；所述第二管体处于所述第二风道管内。
13.进一步地，还包括第一介质管、第二介质管，以及设于所述箱本体外表面上的旁通管；所述压缩通道的出口通过所述第一介质管与所述第一介质通道的入口连通，所述第一介质通道的出口通过所述第二介质管与所述蒸发通道的入口连通；所述第一介质管上设有第一分支，所述第一分支与所述旁通管的入口连通；所述第二介质管上设有第二分支，所述第二分支与所述旁通管的出口连通；所述第一分支和所述第一介质管的交接处设有第一分流阀，所述第二分支和所述第二介质管的交接处设有第一截止阀。
14.进一步地，所述旁通管呈螺旋状并缠绕在所述箱本体的外表面上。
15.进一步地，还包括第三介质管和第四介质管；所述蒸发通道的出口通过所述第三介质管与所述第二介质通道的入口连通，所述第二介质通道的出口通过所述第四介质通道与所述压缩通道的入口连通；所述第三介质管上设有第三分支，所述第三分支与所述旁通管的入口连通；所述第四介质管上设有第四分支，所述第四分支与所述旁通管的出口连通；所述第三分支和所述第三介质管的交接处设有第二分流阀，所述第四分支和所述第四介质管的交接处设有第二截止阀。
16.进一步地，所述蒸发器包括毛细管。
17.进一步地，所述油泵为齿轮泵。
18.本发明实施例一种齿轮箱与现有技术相比，其有益效果在于：
19.本发明实施例的齿轮箱，通过压缩机、第一换热器、蒸发器以及第二换热器组成制冷机组，同时提供了热源和冷源，根据润滑油的温度对润滑油的温度进行调整，加热和冷却的效果良好，且制冷循环的能源利用率较高，避免了夏季通过风冷散热效果不高和冬季通过电加热能源利用率不高的问题。
附图说明
20.图1是本发明实施例的齿轮箱的整体结构图。
21.图2是本发明实施例的齿轮箱的第一换热器的结构图。
22.图3是本发明实施例的齿轮箱的第二换热器的结构图。
23.图中，1、箱本体；2、油泵；3、压缩机；
24.4、第一换热器；41、第一介质通道；42、第一油道；43、第一风道；
25.5、蒸发器；
26.6、第二换热器；61、第二介质通道；62、第二油道；63、第二风道；
27.7、回流管；
28.8、第一介质管；81、第一分支；82、第一分流阀；
29.9、第二介质管；91、第二分支；92、第一截止阀；
30.10、旁通管；
31.11、第三介质管；111、第三分支；112、第二分流阀；
32.12、第四介质管；121、第四分支；122、第二截止阀。
具体实施方式
33.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
34.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
35.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
36.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
37.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
38.请参阅图1至图3，本发明优选实施例的一种齿轮箱，包括箱本体1、油泵2、压缩机3、第一换热器4、蒸发器5，以及第二换热器6；箱本体1内设有供传动机构和润滑油容置的容置空间；所述传动机构具有用于与叶轮的第一转轴连接的输入端和用于与发电机上的第二转轴连接的输出端；油泵2具有入口、第一出口，以及第二出口；所述油泵2入口与所述容置空间连通，所述油泵2的入口与所述第一出口或所述第二出口连通；压缩机3内置有制冷介质且具有用于压缩所述制冷介质的压缩通道；第一换热器4具有第一介质通道41、能够与所述第一介质通道41换热的第一油道42，以及能够与所述第一介质通道41换热的第一风道43；蒸发器5具有供液态的所述制冷介质蒸发的蒸发通道；第二换热器6具有第二介质通道61、能够与所述第二介质通道61换热的第二油道62，以及能够与所述第二介质通道61换热的第二风道63；其中，所述压缩通道、第一介质通道41、蒸发通道以及第二介质通道61首尾相连；所述第一油道42具有与所述第一出口连通的第一入油口和与所述容置空间连通的第一出油口，所述第一风道43具有分别与外界连通的第一入风口和第一出风口；所述第二油道62具有与所述第二出口连通的第二入油口和与所述容置空间连通的第二出油口，所述第
二风道63具有分别与外界连通的第二入风口和第二出风口；所述第一油道42、第二油道62、第一风道43以及第二风道63内分别设有阀体。
39.本实施例的齿轮箱工作时，叶轮的第一转轴通过齿轮箱的传动机构加速后将动力传递至发电机的第二转轴处，机械能转化为电能进行发电。
40.本实施例中，齿轮箱可以根据内部润滑油温度，对润滑油进行冷却或加热。
41.在需要对润滑油进行冷却时，如在夏季时风力发电机组长时间运行导致齿轮箱内部整体温度升高，压缩机3启动，压缩机3、第一换热器4、蒸发器5以及第二换热器6组成制冷机组，制冷介质产生制冷循环，在第一换热器4内的第一介质通道41放热，同时在第二换热器6内的第二介质通道61吸热。
42.油泵2启动，容置空间内的润滑油从油泵2的入口进入到油泵2内，受油泵2作用，从第二出口流出，进入到第二油道62内，在第二换热器6内与第二介质通道61内的制冷介质换热，由于润滑油的温度高于第二介质通道61内的制冷介质，因此润滑油的温度将降低；换热完成后，润滑油从第二出油口回流至箱本体1内，与箱本体1内部的润滑油进行换热，使得箱本体1内部的温度降低，进而降低传动机构的温度。同时，第一风道43内流动有冷却风，与第一介质通道41内制冷介质换热，降低第一介质通道41内制冷介质的温度，促进制冷循环的进行。
43.在需要对润滑油进行加热时，如在冬季时风力发电机组整体温度降低导致齿轮箱内部温度降低，同样地，压缩机3启动使得制冷介质产生制冷循环。
44.油泵2启动，容置空间内的润滑油从油泵2的入口进入到油泵2内，受油泵2作用，从第一出口流出，进入到第一油道42内，在第一换热器4内与第一介质通道41内的制冷介质换热，由于润滑油的温度低于第一介质通道41内的制冷介质，因此润滑油的温度将升高；换热完成后，润滑油从第一出油口回流至箱本体1内，与箱本体1内部的润滑油进行换热，使得箱本体1内部的温度升高，进而提高传动机构的温度。同时，第二风道63内流动有加热风，与第二介质通道61内制冷介质换热，提高第二介质通道61内制冷介质的温度，促进制冷循环的进行。
45.本实施例中，通过压缩机3、第一换热器4、蒸发器5以及第二换热器6组成制冷机组，同时提供了热源和冷源，根据润滑油的温度对润滑油的温度进行调整，加热和冷却的效果良好，且制冷循环的能源利用率较高，避免了夏季通过风冷散热效果不高和冬季通过电加热能源利用率不高的问题。
46.其中，在冷却润滑油时，若润滑油与第二介质通道61内的制冷介质之间的温差较小时，为保证制冷循环的进行，可以开启第二风道63，对第二介质通道61内的制冷介质进行辅助加热；同理，可以开启第一风道43，对第一介质通道41内的制冷介质进行辅助散热，以保证制冷循环的进行。
47.此外，设置油泵2对润滑油进行抽取和供给，能够对箱本体1内的传动机构进行强制润滑，提高传动机构的传动效率。
48.进一步地，在一种实施方式中，请参阅图1至图3，还包括回流管7；所述第一出油口和所述第二出油口分别通过所述回流管7连通至所述容置空间。
49.本实施方式中，润滑油经过第一油道42或第二油道62后，均经由回流管7回流至容置空间内，避免在箱本体1上开设多个口，降低了箱本体1的结构复杂性。
50.进一步地，在一种实施方式，请参阅图1至图3，还包括设于所述第二油道62内的电加热器，以避免在润滑油在与第一介质通道41内的制冷介质换热时升温程度不足的问题，保证能够将润滑油加热至符合预期的温度。
51.进一步地，在一种实施方式中，请参阅图1至图3，所述第一换热器4包括呈直线型并围成所述第一介质通道41的第一管体、穿设在所述第一管体内并围成所述第一油道42的第一油管，以及围成所述第一风道43的第一风道43管；所述第一管体处于所述第一风道43管内。
52.本实施方式中，一方面，由于润滑油的流量较小，因此将第一油管设置在第一介质通道41内，即可获得对润滑油良好的冷却效果；另一方面，将第一油管设置在第一介质通道41内，在需要开启第一风道43对第一介质通道41内的制冷介质进行辅助散热时，辅助散热的冷却风不会对第一油管内润滑油的温度造成影响。
53.进一步地，在一种实施方式中，请参阅图1至图3，所述第二换热器6包括呈直线型并围成所述第二介质通道61的第二管体、穿设在所述第二管体内并围成所述第二油道62的第二油管，以及围成所述第二风道63的第二风道63管；所述第二管体处于所述第二风道63管内。
54.同理，本实施方式中，一方面，能够保证对润滑油的加热效果；另一方面，在对第二介质通道61内的制冷介质进行辅助加热时，辅助加热的加热风不会对第二油管内的润滑油的温度造成影响。
55.进一步地，在一种实施方式中，请参阅图1至图3，还包括第一介质管8、第二介质管9，以及设于所述箱本体1外表面上的旁通管10；所述压缩通道的出口通过所述第一介质管8与所述第一介质通道41的入口连通，所述第一介质通道41的出口通过所述第二介质管9与所述蒸发通道的入口连通；所述第一介质管8上设有第一分支81，所述第一分支81与所述旁通管10的入口连通；所述第二介质管9上设有第二分支91，所述第二分支91与所述旁通管10的出口连通；所述第一分支81和所述第一介质管8的交接处设有第一分流阀82，所述第二分支91和所述第二介质管9的交接处设有第一截止阀92。
56.在实际使用的过程中，润滑油需要强制润滑和温度调整两种方式保证润滑效果。
57.在前述的实施方式中，需要强制润滑时，可以单独开启油泵2，对润滑油进行抽取和供给；但在对润滑油进行温度调整时，需要同时开启油泵2和压缩机3，润滑油需要同时强制润滑才可以进行温度调整。因此，前述的实施方式应用在润滑油仅需要进行温度调整的场景中时，其能源利用效率较低。
58.对此，设置了本实施方式，当润滑油仅需要进行加热时，启动压缩机3，形成制冷循环；第一分流阀82使得第一介质管8内的部分制冷介质经由第一分支81流动至处于容置空间内的旁通管10，与处于容置空间内的润滑油进行换热，加热容置空间内的润滑油，而后再经由第二分支91流动至第二介质管9内，完成制冷循环的其它过程。
59.本实施方式中，在润滑油仅需要进行加热时，无需启动油泵2，节省了能源，提高了能源利用效率。
60.其中，第一分流阀82的开度根据实际散热需求调节，容置空间内的润滑油的热量需求越大，则旁通管10的流量越大，反之，旁通管10的流量则越小。
61.需要说明的是，此时，第一介质通道41内若有制冷介质流过，则同样需要启动第一
风道43对第一介质通道41内的制冷介质进行散热。
62.进一步地，在一种实施方式中，请参阅图1至图3，所述旁通管10呈螺旋状并缠绕在所述箱本体1的外表面上，以增大旁通管10与箱本体1的接触面积，从而提高换热效率。
63.进一步地，在一种实施方式中，请参阅图1至图3，还包括第三介质管11和第四介质管12；所述蒸发通道的出口通过所述第三介质管11与所述第二介质通道61的入口连通，所述第二介质通道61的出口通过所述第四介质通道与所述压缩通道的入口连通；所述第三介质管11上设有第三分支111，所述第三分支111与所述旁通管10的入口连通；所述第四介质管12上设有第四分支121，所述第四分支121与所述旁通管10的出口连通；所述第三分支111和所述第三介质管11的交接处设有第二分流阀112，所述第四分支121和所述第四介质管12的交接处设有第二截止阀122。
64.本实施方式中，同理，当润滑油仅需要进行冷却时，启动压缩机3，形成制冷循环；第二分流阀112使得第三介质管11内的部分制冷介质经由第三分支111流动至处于容置空间内的旁通管10，与处于容置空间内的润滑油进行换热，冷却容置空间内的润滑油，而后再经由第四分支121流动至第二介质管9内，完成制冷循环的其它过程。
65.本实施方式中，在润滑油仅需要进行冷却时，无需启动油泵2，节省了能源，提高了能源利用效率。此外，本实施方式的旁通管10既可用于对润滑油进行冷却，又可以用于对润滑油进行加热，降了齿轮箱的结构复杂性。
66.其中，二分流阀的开度根据实际冷却需求调节，容置空间内的润滑油的冷量需求越大，则旁通管10的流量越大，反之，旁通管10的流量则越小。
67.需要说明的是，此时，第二介质通道61内若有制冷介质流过，则同样需要启动第二风道63对第二介质通道61内的制冷介质进行冷却。
68.进一步地，在一种实施方式中，请参阅图1至图3，所述蒸发器5包括毛细管。
69.进一步地，在一种实施方式中，请参阅图1至图3，所述油泵2为齿轮泵。
70.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
71.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。