一种机舱散热系统及风力发电机组的制作方法

1.本实用新型属于风力发电技术领域，具体涉及一种机舱散热系统及风力发电机组。


背景技术：

2.风电是可再生能源领域中最具大规模开发价值和商业化发展前景的发电方式，可利用的风能在全球范围内分布广泛、储量巨大。随着海上风电的兴起和机组成本的日益增长，人们在机组大型化、新型基础与塔架及许多专项技术方面开展了大量的工作。目前公认最有效的是风电装备的持续大型化的，但随之而来的机组散热问题，尤其是机舱系统散热问题愈发引起重视，各大整机厂商为此开展了一系列的研究工作。
3.cn 205330893，提出了一种兆瓦级直驱风机的冷却装置技术方案，此方案在圆形塔筒底部安装了太阳能集热器，利用阳光对太阳能集热器中的空气辐射加热，热空气进入圆形塔筒内部，由于烟囱效应在圆形塔筒内形成一股向上流动的强大冷空气流。这种方案虽然给圆形塔筒内送入了一定量的外部冷空气，但同时也将热空气带入机组内部，并且没有在空气温度控制上提出相关的任何解决方案。
4.cn113623153，提出了一种基于圆形塔筒送风的风力发电机舱散热系统技术方案，此方案在圆形塔筒筒壁开设了若干个周侧进风窗，还包括固定设置在圆形塔筒内腔中并与周侧进风窗相配合的主引风机，主引风机位于周侧进风窗的上方，圆形塔筒内腔中位于主引风机的上方还分别固定设置有过滤段、除盐雾段和除湿段。这种方案虽然在圆形塔筒筒壁开设了周侧进风窗，但没有考虑实际风向和塔影效应的影响，实际的通风效果并不理想，而且不利于圆形塔筒的结构强度设计。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种机舱散热系统及风力发电机组，以解决背景技术中的技术问题。
6.为达上述目的，提供一种机舱散热系统，其包括：格构塔架（1）、塔筒（2）、机舱（3）、入风口装置（4）和出风口装置（5）；
7.所述塔筒（2）筒身封闭、两端开放，所述塔筒（2）的两端分别是顶端和底端；所述塔筒（2）的底端被所述格构塔架（1）支撑，所述塔筒（2）的底端设置有所述入风口装置（4），外部空气通过所述入风口装置（4）进入所述塔筒（2）内部；所述塔筒（2）的顶端与所述机舱（3）联接并连通；所述机舱（3）设置有所述出风口装置（5），所述出风口装置（5）用于排出空气，使所述塔筒（2）内部的空气与所述机舱（3）内部对流换热，进而实现机舱散热。
8.所述格构塔架（1）的高度尺寸不小于所述塔筒（2）底端的直径尺寸，保证所述入风口装置（4）与外界环境之间有足够的横向通风空间。
9.所述入风口装置（4）至少由进风口（401）及过滤部件（402）组成；所述进风口（401）及所述过滤部件（402）依次安装在所述塔筒（2）底端。
10.所述进风口（401）的朝向沿着所述塔筒（2）轴线方向设置，所述过滤部件（402）用来净化引入塔筒（2）的空气。
11.所述塔筒（2）根据实际长度设有若干筒节（201），两个所述筒节（201）连接处设置有作业平台（202），每个所述作业平台（202）中间部分采用无横梁和踏板的中空结构，用于所述塔筒（2）内部空气流通。
12.所述机舱（3）的侧面和顶部为封闭结构，所述出风口装置（5）设置在所述机舱（3）的侧面或顶部，且至少设置有一个。
13.所述机舱（3）底部与所述塔筒（2）顶端联接处设置有通道，用于所述塔筒（2）内部与所述机舱（3）内部连通。
14.所述出风口装置（5）至少由排风口（501）及排风部件（502）组成，所述排风部件（502）用于强制排出所述机舱（3）内部的空气。
15.所述机舱（3）内部至少设置一个运行时发热的部件，使所述机舱（3）的内部空气温度高于外部环境温度，所述内部空气通过所述出风口装置（5）强制排出到所述机舱（3）外部。
16.所述风力发电机组在工作时，机舱（3）内部的发热部件会加热周围的空气，使机舱（3）内部的温度高于外界环境温度，当温度高于部件正常工作的环境温度值之后，就会对机组的正常运行产生一定的影响，如机组降功率运行、机械部件磨损加剧等，甚至降低部件的使用寿命。因此，机舱系统的散热问题需要采取有效的解决措施。上述机舱散热系统通过从塔筒底端引入外界空气，利用塔筒的烟囱效应将外界空气送入机舱内，与机舱内部对流换热，降低机舱内部的环境温度，进而实现机舱散热。
17.上述技术方案的有益效果包括：
18.本实用新型利用格构塔架的镂空结构和塔筒的中空结构，通过在机舱设置出风口装置排出舱内空气，同时在塔筒底端设置入风口装置，使外界空气导入到塔筒内，进入机舱后与机舱内部进行对流换热，进而实现机舱散热。充分利用了风机自身的结构特点，利用塔筒的烟囱效应向机舱内送入外界空气，降低机舱内部环境温度，具有结构简单、成本低、散热效果好等优点。
附图说明
19.图1为本实用新型实施例的结构示意图；
20.图2为入风口装置的结构示意图；
21.图3为机舱内部的结构示意图；
22.图4为塔筒作业平台的结构示意图；
23.附图标号说明：
24.1、格构塔架；2、塔筒；201、筒节；202、作业平台；3、机舱；4、入风口装置；401、进风口；402、过滤部件；403、吸风部件；5、出风口装置；501排风口；502排风部件。
25.值得注意的是上述附图是用于说明本发明的特征，并非旨在展示任何实际结构或反映各种部件的尺寸，相对比例等等细节信息。为了更清楚的展示本发明的原理，并且为了避免不必要的细节使本发明的原理变得模糊，各图中示例已经经过简化处理。这些图示对于相关领域的技术人员在理解本发明时不会带来不便，而实际的基于烟囱效应的机舱散热
系统可以包括更多的部件。
具体实施方式
26.大型风力发电机组机舱散热主要存在液冷和空冷两种冷却方式。液冷冷却效果较好，但结构设计较为复杂，增加了换热器与冷却介质管道的费用；空冷冷却需要在机舱罩上开进风孔，或利用机舱罩与导流罩之间的间隙引风到机舱内，并设置风扇对发热部件进行强制鼓风以达到冷却效果，但是密封不好容易导致外部水汽或盐雾颗粒进入到机舱内部，从而对机械部件产生腐蚀，影响其使用寿命。
27.本实用新型利用格构塔架的镂空结构和塔筒的中空结构，通过在机舱尾部设置出风口装置排出舱内空气，同时在塔筒底端设置入风口装置，使外界空气导入到塔筒内，进入机舱后与机舱内部进行对流换热。
28.本实用新型通过从塔筒底端引入外界空气，利用塔筒的烟囱效应将外界空气送入机舱内，与机舱内部对流换热，降低机舱内部的环境温度，进而实现机舱散热。
29.为使本实用新型实施例的目的、技术方案更加清楚，下面结合本实用新型实施例的相关附图，对本实用新型实施例进行完整的描述。本专利描述的仅是一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
30.如图1~4所示，本实用新型一较佳实施例所述的一种机舱散热系统包括：格构塔架1、塔筒2、筒节201、作业平台202、机舱3、入风口装置4、进风口401、过滤部件402、吸风部件403、出风口装置5、排风口501、排风部件502。
31.所述塔筒2筒身封闭、两端开放，所述塔筒2的两端分别是顶端和底端；所述塔筒2的底端被所述格构塔架1支撑，所述塔筒2的底端设置有所述入风口装置4，外部空气通过所述入风口装置4进入所述塔筒2内部；所述塔筒2的顶端与所述机舱3联接并连通；所述机舱3设置有所述出风口装置5，所述出风口装置5用于排出空气，使所述塔筒2内部的空气与所述机舱3内部对流换热，进而实现机舱散热。
32.本实用新型利用格构塔架的镂空结构和塔筒的中空结构，通过在机舱设置出风口装置排出舱内空气，同时在塔筒底端设置入风口装置，使外界空气导入到塔筒内，进入机舱后与发热部件进行对流换热，进而实现机舱散热。充分利用了风机自身的结构特点，利用塔筒的烟囱效应向机舱内送入外界空气，降低机舱内部环境温度，具有结构简单、成本低、散热效果好等优点。
33.所述格构塔架1的高度尺寸不小于所述塔筒2底端的直径尺寸，保证所述入风口装置4与外界环境之间有足够的横向通风空间。所述格构塔架1底端与机组地基固定连接，所述格构塔架1设有四根主支撑柱，主支撑柱与地面成一定的倾斜角度，主支撑柱之间设有斜撑连杆，用于增强格构塔架1的稳定性。
34.所述入风口装置4至少由进风口401及过滤部件402组成，也可以包含有吸风部件403。所述进风口401、所述过滤部件402及所述吸风部件403依次安装在所述塔筒2底端。
35.所述进风口401的朝向沿着所述塔筒2轴线方向设置，所述过滤部件402用来净化引入塔筒2的空气，所述吸风部件403用来强化所述外部空气的引入。
36.所述塔筒2根据实际长度设有若干筒节201，两个所述筒节201连接处设置有作业
平台202，每个所述作业平台202中间部分采用无横梁和踏板的中空结构，用于所述塔筒2内部空气流通。所述中空结构可以为圆形或者其他形状，其直径至少为2米，且与塔筒2内壁之间预留一定宽度的通道。
37.所述机舱3的侧面和顶部为封闭结构，所述出风口装置5设置在所述机舱3的侧面或顶部，且至少设置有一个。
38.所述机舱3底部与所述塔筒2顶端联接处设置有通道，用于所述塔筒2内部与所述机舱3内部连通。
39.所述出风口装置5至少由排风口501及排风部件502组成，所述排风部件502用于强制排出所述机舱3内部的空气。
40.所述机舱3内部至少设置一个运行时发热的部件，使所述机舱3的内部空气温度高于外部环境温度，所述内部空气通过所述出风口装置5强制排出到所述机舱3外部。
41.所述机舱3尾部的出风口装置5排出舱内热空气，同时吸风部件403在塔筒2底端辅助吸入外界冷空气，利用塔筒的烟囱效应形成一股向上流动的冷却空气，经塔筒2进入机舱3后，与机舱3内部进行对流换热，进而实现机舱散热。
42.本实用新型的技术特征和益处是：利用格构塔架的镂空结构和塔筒的中空结构，通过在机舱尾部设置出风口装置排出舱内空气，同时在塔筒底端设置入风口装置，使外界空气导入到塔筒内，进入机舱后与机舱内部进行对流换热，进而实现机舱散热。充分利用了风机自身的结构特点，利用塔筒的烟囱效应向机舱内送入外界空气，降低机舱内部环境温度，具有结构简单、成本低、散热效果好等优点。
43.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
44.本实用新型中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
45.虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。