專利名稱：風(fēng)力發(fā)電機(jī)用空-水冷卻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及風(fēng)力發(fā)電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)用 空-水冷卻裝置。
背景技術(shù)：
為了緩解石油供需矛盾，降低常規(guī)化石能源帶來(lái)的嚴(yán)重的環(huán)境污染，風(fēng)力 發(fā)電作為改善能源結(jié)構(gòu)、應(yīng)對(duì)氣候變化和能源安全問(wèn)題的主要替代能源技術(shù)之 一，得到了我國(guó)政府的大力支持，成為國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。 在過(guò)去十年里，全球風(fēng)電市場(chǎng)高速發(fā)展，新增裝機(jī)容量和總裝機(jī)容量的年均增
長(zhǎng)率都在28%左右。為了提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，風(fēng)機(jī)單機(jī)的大型化是 降低風(fēng)力發(fā)電成本的重要途徑之一。從1985年到現(xiàn)在，市場(chǎng)上出售風(fēng)機(jī)的額 定功率從50kW發(fā)展到6MW，增加了100多倍。兆瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)己經(jīng)成為 市場(chǎng)的主流發(fā)展方向。
為了確保發(fā)電機(jī)正常有效的運(yùn)行，必須設(shè)置與風(fēng)力發(fā)電機(jī)容量相匹配的冷 卻系統(tǒng)，及時(shí)將熱量帶走。早期的風(fēng)力發(fā)電機(jī)由于功率較小，其發(fā)熱量也不大， 通過(guò)自然通風(fēng)和強(qiáng)制風(fēng)冷就可以滿足冷卻要求。隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)容量從千瓦級(jí) 向兆瓦級(jí)發(fā)展，其散熱量將急劇增加，采用風(fēng)冷已經(jīng)很難達(dá)到冷卻的需求，因 此有必要發(fā)展其它方式的冷卻裝置應(yīng)用于兆瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型針對(duì)單一風(fēng)冷結(jié)構(gòu)難以滿足兆瓦級(jí)以上風(fēng)力發(fā)電機(jī)的冷卻要 求上存在的不足，提供一種冷卻效果好，能夠提高大功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)效率的空 -水冷卻裝置。
本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問(wèn)題可以采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)
一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)用空-水冷卻裝置，其特征在于，包括設(shè)置在風(fēng)力發(fā)電機(jī) 機(jī)殼外壁的水冷卻夾層，夾層上部設(shè)有進(jìn)水口，夾層下部設(shè)有出水口，夾層內(nèi) 沿風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)殼外壁徑向分隔成多個(gè)獨(dú)立的徑向水流通道，多個(gè)水流通道在 進(jìn)水口和出水口處連通，風(fēng)力發(fā)電機(jī)內(nèi)部轉(zhuǎn)軸上至少一側(cè)設(shè)有風(fēng)扇。
本實(shí)用新型中，多個(gè)徑向水流通道的寬度從夾層的一端向另一端逐漸減 小，風(fēng)力發(fā)電機(jī)內(nèi)部轉(zhuǎn)軸離水流通道較寬的一側(cè)設(shè)有風(fēng)扇。
多個(gè)徑向水流通道的寬度從夾層的中部向兩端逐漸減小，風(fēng)力發(fā)電機(jī)內(nèi)部 轉(zhuǎn)軸兩側(cè)均設(shè)有風(fēng)扇。
所述徑向水流通道之間在機(jī)殼內(nèi)壁設(shè)有凹槽形成徑向風(fēng)道，以進(jìn)行風(fēng)冷換熱。
所述進(jìn)水口和出水口在風(fēng)力發(fā)電機(jī)外與冷卻器連接，冷卻水進(jìn)行熱交換后 降溫，可在水泵泵壓作用從機(jī)殼進(jìn)水口回到機(jī)殼外的冷卻夾層內(nèi)形成密閉的水 冷循環(huán)系統(tǒng)。
與目前風(fēng)力發(fā)電機(jī)中采用的強(qiáng)制風(fēng)冷方式相比，本實(shí)用新型的冷卻裝置能 夠提供更大的制冷量，滿足大功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)冷卻的要求。此外，由于采用了 不同截面的徑向環(huán)流通道及相應(yīng)的徑向風(fēng)道，有助于增加電機(jī)內(nèi)部熱空氣與水 冷機(jī)座的冷熱交換，具有更好的散熱效果。而且，與電機(jī)內(nèi)部溫度較高處的相 對(duì)應(yīng)的冷卻通道采用更大的流動(dòng)通道，冷卻液流速加快，流量增大，使得該處 具有更好的冷卻效果，溫升相對(duì)較低，大大降低了電機(jī)內(nèi)部的臨界溫度，有效地避免局部過(guò)熱現(xiàn)象的發(fā)生，有助于降低電機(jī)制造成本，提高電機(jī)的工作效率， 增加電機(jī)壽命，且運(yùn)行更為穩(wěn)定。


圖1為本實(shí)用新型水冷卻夾層的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例1機(jī)殼和夾層的剖視圖。 圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例2機(jī)殼和夾層的剖視圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白 了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。 實(shí)施例1
參見(jiàn)圖1，本實(shí)用新型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)用空-水冷卻裝置，包括設(shè)置在風(fēng)力發(fā) 電機(jī)機(jī)殼1外壁的水冷卻夾層2，夾層2上部設(shè)有進(jìn)水口 3，夾層2下部設(shè)有 出水口 4，夾層2內(nèi)沿風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)殼1外壁徑向分隔成多個(gè)獨(dú)立的徑向水流 通道5，每個(gè)徑向水流通道5的寬度可以各不相同，依據(jù)電機(jī)內(nèi)部的溫度呈梯 度分布排列，靠近電機(jī)內(nèi)溫度較高點(diǎn)的寬度較大，多個(gè)水流通道5在進(jìn)水口3 和出水口 4處連通(出水口 4處連通未示意)，徑向水流通道5之間在機(jī)殼內(nèi) 壁設(shè)有凹槽形成徑向風(fēng)道6，以進(jìn)行風(fēng)冷換熱。
參見(jiàn)圖2，本圖中風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸7、轉(zhuǎn)子8、定子9僅示意性地進(jìn)行了 展示，轉(zhuǎn)子8和定子9僅在一側(cè)進(jìn)行了展示。
本實(shí)施例中多個(gè)徑向水流通道5的寬度從夾層2的一端向另一端逐漸減 小，風(fēng)力發(fā)電機(jī)內(nèi)部轉(zhuǎn)軸7離水流通道5較寬的一側(cè)設(shè)有風(fēng)扇10，冷氣流通過(guò)氣隙11和定子徑向通風(fēng)道91將轉(zhuǎn)子8和定子9繞組產(chǎn)生的熱量帶走形成熱風(fēng)， 在機(jī)殼1內(nèi)表面進(jìn)行熱交換降溫后，又由風(fēng)扇8壓入電機(jī)內(nèi)部形成通風(fēng)循環(huán)， 機(jī)殼1內(nèi)的冷卻水吸收熱量后，為了使冷卻水降溫，進(jìn)水口 3和出水口 4在風(fēng) 力發(fā)電機(jī)外與冷卻器(未示意)連接，冷卻水在冷卻器進(jìn)行熱交換后降溫，可 在水泵泵壓作用從機(jī)殼1進(jìn)水口 3回到機(jī)殼外的冷卻夾層2內(nèi)形成密閉的水冷 循環(huán)系統(tǒng)。
只在轉(zhuǎn)軸-一側(cè)裝有風(fēng)扇，在電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，利用風(fēng)扇產(chǎn)生的風(fēng)壓強(qiáng)迫空氣從 一側(cè)進(jìn)入，通過(guò)軸向和徑向風(fēng)道則電機(jī)沿軸向的溫升分布不均，使得出風(fēng)端溫 度較高。
實(shí)施例2
本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于，多個(gè)徑向水流通道的寬度從夾層的中部 向兩端逐漸減小，風(fēng)力發(fā)電機(jī)內(nèi)部轉(zhuǎn)軸兩側(cè)均設(shè)有風(fēng)扇，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于兩 端進(jìn)風(fēng)，所以電機(jī)內(nèi)溫度在電機(jī)中端較高，兩端較低。
以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu) 點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí) 施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神 和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入 要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū) 及其等效物界定。
權(quán)利要求1.風(fēng)力發(fā)電機(jī)用空-水冷卻裝置，其特征在于，包括設(shè)置在風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)殼外壁的水冷卻夾層，夾層上部設(shè)有進(jìn)水口，夾層下部設(shè)有出水口，夾層內(nèi)沿風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)殼外壁徑向分隔成多個(gè)獨(dú)立的徑向水流通道，多個(gè)水流通道在進(jìn)水口和出水口處連通，風(fēng)力發(fā)電機(jī)內(nèi)部轉(zhuǎn)軸上至少一側(cè)設(shè)有風(fēng)扇。
2. 如權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)用空-水冷卻裝置，其特征在于多個(gè) 徑向水流通道的寬度從夾層的 一端向另 一端逐漸減小，風(fēng)力發(fā)電機(jī)內(nèi)部轉(zhuǎn)軸離 水流通道較寬的一側(cè)設(shè)有風(fēng)扇。
3. 如權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)用空-水冷卻裝置，其特征在于多個(gè) 徑向水流通道的寬度從夾層的中部向兩端逐漸減小，風(fēng)力發(fā)電機(jī)內(nèi)部轉(zhuǎn)軸兩側(cè) 均設(shè)有風(fēng)扇。
4. 如權(quán)利要求1或2或3所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)用空-水冷卻裝置，其特征在于所述徑向水流通道之間在機(jī)殼內(nèi)壁設(shè)有凹槽形成徑向風(fēng)道。
5. 如權(quán)利要求1或2或3所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)用空-水冷卻裝置，其特征在于所述進(jìn)水口和出水口在風(fēng)力發(fā)電機(jī)外與冷卻器連接。
專利摘要本實(shí)用新型針對(duì)單一風(fēng)冷結(jié)構(gòu)難以滿足兆瓦級(jí)以上風(fēng)力發(fā)電機(jī)的冷卻要求上存在的不足，提供一種冷卻效果好，能夠提高大功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)效率的空-水冷卻裝置。該裝置，包括設(shè)置在風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)殼外壁的水冷卻夾層，夾層上部設(shè)有進(jìn)水口，夾層下部設(shè)有出水口，夾層內(nèi)沿風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)殼外壁徑向分隔成多個(gè)獨(dú)立的徑向水流通道，多個(gè)水流通道在進(jìn)水口和出水口處連通，風(fēng)力發(fā)電機(jī)內(nèi)部轉(zhuǎn)軸上至少一側(cè)設(shè)有風(fēng)扇。本實(shí)用新型能夠提供更大的制冷量，有助于增加電機(jī)內(nèi)部熱空氣與水冷機(jī)座的冷熱交換，具有更好的散熱效果，大大降低了電機(jī)內(nèi)部的臨界溫度，有效地避免局部過(guò)熱現(xiàn)象的發(fā)生，降低電機(jī)制造成本，提高電機(jī)的工作效率，增加電機(jī)壽命，且運(yùn)行更為穩(wěn)定。
文檔編號(hào)F03D9/00GK201381955SQ20092011536
公開(kāi)日2010年1月13日 申請(qǐng)日期2009年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月16日
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