本發(fā)明涉及風力發(fā)電領域，尤其涉及風力發(fā)電機機艙，特別地，涉及一種非能動風冷卻風力發(fā)電機。

背景技術：

風力發(fā)電機發(fā)電的原理是風吹動風輪旋轉，風輪帶動主軸旋轉，主軸的轉速經過齒輪箱變速后，帶動發(fā)電機轉動，從而完成發(fā)電過程。

但是，齒輪箱、發(fā)電機等旋轉副在轉動過程中會產生大量的熱量，如果不進行散熱，會影響齒輪箱和發(fā)電機的正常工作。

在現有技術中，一般在機艙中都設有水冷系統和油冷系統，以保證發(fā)電機的正常工作。這種散熱方式需要專門的設備(如泵、散熱器、管路、閥門等)，結構復雜，而且故障幾率較高，并因此發(fā)生了多起風機燒毀事故。

技術實現要素：

為了克服上述問題，本發(fā)明人進行了銳意研究，設計出一種非能動風冷卻風力發(fā)電機機艙，在機艙進風面和出風面上設置有直徑逐漸縮小的進風口和出風口，這樣不僅加快了機艙內空氣流通，并且使進入機艙的空氣經壓縮降溫，對齒輪箱和發(fā)電機等實現非能動風冷卻，從而完成本發(fā)明。

本發(fā)明一方面提供了一種非能動風冷卻風力發(fā)電機機艙，具體體現在以下方面：

(1)一種非能動風冷卻風力發(fā)電機機艙，其特征在于，所述機艙包括艙體1，其中，沿風流動方向，

所述艙體1呈漸縮流線型結構；

在所述艙體1的一端設置有進風面11、另一端設置有出風面12，其中，在進風面11上開設有截面呈圓形的進風孔111，在出風面12上開設有截面呈圓形的出風孔。

(2)根據上述(1)所述的風力發(fā)電機機艙，其中，沿風在艙體內的流動方向，所述進風孔111和所述出風孔的直徑均逐漸縮小。

(3)根據上述(1)或(2)所述的風力發(fā)電機機艙，其中，

所述進風孔的最大直徑為5～20cm，優(yōu)選為10～15cm，更優(yōu)選為12cm；

所述進風孔的最小直徑為3～15cm，優(yōu)選為為5～10cm，更優(yōu)選為8cm；

和/或

所述出風孔的最大直徑為5～20cm，優(yōu)選為10～15cm，更優(yōu)選為12cm；

所述出風孔的最小直徑為3～15cm，優(yōu)選為為5～10cm，更優(yōu)選為8cm。

(4)根據上述(1)至(3)之一所述的風力發(fā)電機機艙，其中，所述進風孔在進風面上為梅花型錯位排列，所述出風孔在出風面上為梅花型錯位排列。

(5)根據上述(1)至(4)之一所述的風力發(fā)電機機艙，其中，

在艙體1的外部、進風面11的上端設置有進風罩13；和/或

在艙體1內部、在進風面上端設置有導流板14。

(6)根據上述(1)至(5)之一所述的風力發(fā)電機機艙，其中，

所述進風罩13采用多層不銹鋼制成，在相鄰兩層不銹鋼之間填充有泡沫材料，優(yōu)選地，所述進風罩采用二至五層不銹鋼制成，在相鄰兩層不銹鋼之間填充有泡沫材料；和/或

所述導流板14由鋁合金制成。

(7)根據上述(1)至(6)之一所述的風力發(fā)電機機艙，其中，在艙體1內設置有齒輪箱2和發(fā)電機3，其中，在齒輪箱2和發(fā)電機3的外表面均設置有肋片21，優(yōu)選地，所述肋片為底面為等腰三角形的三棱柱結構。

(8)根據上述(1)至(7)之一所述的風力發(fā)電機機艙，其中，所述三棱柱結構包括底面211、第一側面212和位于第一側面212對面的第一側棱213，其中，所述第一側棱213位于齒輪箱2或發(fā)電機3的前端，所述第一側面212位于齒輪箱2或發(fā)電機3的后端。

(9)根據上述(1)至(8)之一所述的風力發(fā)電機機艙，其中，

第一側面212的寬度為2～20mm，優(yōu)選為10～20mm，更優(yōu)選為15mm；和/或

對于相鄰的兩個肋片21，相鄰的兩個第一側棱213之間的距離為5～30mm，優(yōu)選為5～20mm，更優(yōu)選為10～15mm。

(10)根據上述(1)至(9)之一所述的風力發(fā)電機機艙，其中，

在肋片21的表面設置有多個弧形凹坑；和/或

在艙體1的內表面上設置有波形板。

附圖說明

圖1示出本發(fā)明所述非能動風冷卻風力發(fā)電機機艙的結構示意圖；

圖2示出進風面的結構示意圖；

圖3示出圖2在A-A處的截面示意圖，在圖3中，箭頭表示艙體內空氣(風)流動方向；

圖4示出齒輪箱的左視示意圖；

圖5示出齒輪箱的俯視示意圖，在圖5中，箭頭表示艙體內空氣(風)流動方向；

圖6示出肋片的結構示意圖。

附圖標號說明：

1-艙體；

11-進風面；

111-進風口

12-出風面；

13-進風罩；

14-導流板；

2-齒輪箱；

21-肋片；

211-底面；

212-第一側面；

213-第一側棱；

3-發(fā)電機；

4-熱油管；

5-冷卻器；

6-冷油管。

具體實施方式

下面通過附圖對本發(fā)明進一步詳細說明。通過這些說明，本發(fā)明的特點和優(yōu)點將變得更為清楚明確。

其中，盡管在附圖中示出了實施方式的各種方面，但是除非特別指出，不必按比例繪制附圖。

本發(fā)明提供了一種非能動風冷卻風力發(fā)電機機艙，如圖1所示，所述機艙包括艙體1，在艙體1內設置有齒輪箱2和發(fā)電機3，還設置有齒輪箱冷卻裝置。如圖1所示，所述齒輪箱冷卻裝置包括熱油管4、冷卻器5和冷油管6。

其中，所述冷卻器采用空氣冷卻和水冷卻相結合的方式，兩種冷卻方式采用串聯的形式，一種冷卻方式失效，另一種仍然能夠運行。

在進一步優(yōu)選的實施方式中，如圖1所示，所述艙體1呈漸縮流線型結構。

其中，漸縮結構使作用于艙體上的流動空氣受到的阻力逐漸減小，流線型又進一步促進了空氣在艙體上的流動。

在更進一步優(yōu)選的實施方式中，如圖1所示，在艙體1的前端設置有進風面11，在艙體1的后端設置有出風面12。

其中，進風面的朝向始終與發(fā)電機風輪的正面朝向相同，以最大限度地收集外界的冷風。

根據本發(fā)明一種優(yōu)選的實施方式，如圖1所示，在艙體1的外部、進風面11的上端設置有進風罩13。

其中，所述進風罩13的作用是導引艙體1外部的風力(流動空氣)通過進風面進入艙體內，即在艙體1的外面對流動空氣(風)進行引流，使其較多地進入艙體1內，帶走艙體1內的部件的熱量，進行冷卻降溫。

在進一步優(yōu)選的實施方式中，所述進風罩13采用多層不銹鋼制成，在相鄰兩層不銹鋼之間填充有泡沫材料。

在更進一步優(yōu)選的實施方式中，所述進風罩采用二至五層不銹鋼制成，在相鄰兩層不銹鋼之間填充有泡沫材料。

其中，進風罩設置在艙體1外部，而艙體1外部風力較大，因此，必須保證進風罩的強度。

根據本發(fā)明一種優(yōu)選的實施方式，如圖1所示，在艙體1內部、在進風面上端設置有導流板14。

其中，導流板的作用是對進入艙體1內的流動空氣(風)進行導流，使其流向齒輪箱2和發(fā)電機3附近，對齒輪箱2和發(fā)電機3進行降溫。

在進一步優(yōu)選的實施方式中，所述導流板14由鋁合金制成。

其中，所述導流板設置在艙體1內，其承受的風力相對于進風罩小很多，因此不需要其具有很高的強度，只要能對艙體1內的流動空氣(風)進行引流即可。

根據本發(fā)明一種優(yōu)選的實施方式，在進風面11和出風面12的外側均設置有過濾網。

其中，所述過濾網具有防水、防塵的功能，可以保持艙體內部的潔凈。

根據本發(fā)明一種優(yōu)選的實施方式，如圖2所示，在進風面11處開設有進風孔111。

在進一步優(yōu)選的實施方式中，如圖2所示，所述進風孔的截面呈圓形。

在更進一步優(yōu)選的實施方式中，如圖2所示，所述進風孔在進風面上為梅花型錯位排列。

其中，所述梅花型錯位排列是指所述進風孔的排與排之間相互平行，只是相鄰兩排錯位一定間距，所述間距為位于同排的相鄰兩個進風孔的軸心之間的距離的一半。其中，以任意一個(邊緣處的除外)進風孔為中心，其周圍圍繞有六個進風孔，形成梅花狀。采用梅花型錯位排列可以提高進風面的開孔率，增加進風面上的孔密度，進一步提高進入艙體內的空氣流量。

根據本發(fā)明一種優(yōu)選的實施方式，如圖3所示，沿空氣流動方向，所述進風孔的直徑逐漸縮小。

其中，在圖3中，箭頭方向為艙體內空氣流動方向，在本發(fā)明中，利用漸縮噴管原理，通過進風孔進入艙體內的空氣在流動過程中被逐漸壓縮，空氣的溫度逐漸降低，最終，進入艙體內的空氣的溫度相較于艙體外的空氣的溫度低很多，并且，這種方式可以使空氣流通速度加快，因此，可以實現對艙體內部件的降溫。

在本發(fā)明中，通過漸縮進風孔使空氣降溫，實現非能動風冷卻、增加其換熱。

在進一步優(yōu)選的實施方式中，所述進風孔的最大直徑為5～20cm，最小直徑為3～15cm。

其中，按空氣流動方向有前往后流動，最大直徑是指進風孔的前端的直徑，最小直徑是指進風孔的后端的直徑。其中，進風孔的前端的直徑大于進風孔的后端的直徑。

在更進一步優(yōu)選的實施方式中，所述進風孔的最大直徑為10～15cm，例如12cm，最小直徑為5～10cm，例如8cm。

根據本發(fā)明一種優(yōu)選的實施方式，在出風面12處開設有出風孔。

在進一步優(yōu)選的實施方式中，所述出風孔的截面呈圓形。

在更進一步優(yōu)選的實施方式中，所述出風孔在出風面上為梅花型錯位排列。

根據本發(fā)明一種優(yōu)選的實施方式，沿空氣流動方向，所述出風孔的直徑逐漸縮小。

其中，出風孔和進風孔均設置為漸縮結構的圓孔狀，這樣，加速了艙體內的空氣流通，即增強了艙體內的換熱。

在進一步優(yōu)選的實施方式中，所述出風孔的最大直徑為5～20cm，最小直徑為3～15cm。

在更進一步優(yōu)選的實施方式中，所述出風孔的最大直徑為10～15cm，例如12cm，所述出風孔的最小直徑為5～10cm，例如8cm。

根據本發(fā)明一種優(yōu)選的實施方式，如圖4、圖5所示，在齒輪箱2和發(fā)電機3的外表面均設置有肋片21。

在進一步優(yōu)選的實施方式中，在齒輪箱2的上表面、前側面和后側面上以及發(fā)電機3的上表面、前側面和后側面上分別設置有肋片21。

在更進一步優(yōu)選的實施方式中，所述肋片采用鋁合金制成。

其中，在齒輪箱和發(fā)電機上設置有肋片可以增大齒輪箱和發(fā)電機的換熱面積，使其快速冷卻。

根據本發(fā)明一種優(yōu)選的實施方式，如圖6所示，所述肋片為底面為等腰三角形的三棱柱結構。

在進一步優(yōu)選的實施方式中，如圖6所示，所述三棱柱結構包括底面211、第一側面212和位于第一側面212對面的第一側棱213。

其中，所述第一側面為由截面等腰三角形的底邊形成的側面，所述第一側棱為由截面等腰三角形的頂點形成的側棱。

根據本發(fā)明一種優(yōu)選的實施方式，如圖5所示，所述三棱柱的底面211設置于齒輪箱或發(fā)電機的外表面上。

其中，三棱柱的底面與齒輪箱或發(fā)電機的外表面接觸，使三棱柱的各側面均與齒輪箱或發(fā)電機的外表面垂直。

在進一步優(yōu)選的實施方式中，如圖5所示，所述第一側棱位于齒輪箱或發(fā)電機的前端，所述第一側面位于齒輪箱或發(fā)電機的后端。

其中，沿空氣流動方向，肋片的厚度逐漸增大，這樣，相鄰兩個肋片之間的空隙也是隨著空氣流動方向逐漸減小。這樣，流經肋片件的空氣被壓縮，從肋片出來的空氣溫度降低，提高其對機艙的降溫冷卻效果。

在現有技術中，艙體內的冷風流經齒輪箱后帶走齒輪箱上的熱量，會使機艙內的冷風溫度升高、進而影響其對機艙后面部件(例如發(fā)電機)的冷卻效果。而在本發(fā)明中，冷風在經過肋片時，再一次被壓縮，冷風的溫度降低，再對發(fā)電機進行冷卻。

根據本發(fā)明一種優(yōu)選的實施方式，第一側面212的寬度為2～20mm。

在進一步優(yōu)選的實施方式中，第一側面212的寬度為10～20mm。

在更進一步優(yōu)選的實施方式中，第一側面212的寬度為15mm。

根據本發(fā)明一種優(yōu)選的實施方式，對于相鄰的兩個肋片，相鄰的兩個第一側棱之間的距離為5～30mm。

在進一步優(yōu)選的實施方式中，對于相鄰的兩個肋片，相鄰的兩個第一側棱之間的距離為5～20mm。

在更進一步優(yōu)選的實施方式中，對于相鄰的兩個肋片，相鄰的兩個第一側棱之間的距離為10～15mm。

根據本發(fā)明一種優(yōu)選的實施方式，在肋片的表面設置有多個弧形凹坑。

其中，所述弧形凹坑在圖4～6中未表現出來，在本發(fā)明中，設置有弧形凹坑一方面增加了肋片的表面積，即增大了肋片的換熱面積，另一方面當冷風流經肋片時，尤其是在相鄰兩肋片之間時，弧形凹坑使其肋片之間的流動的冷風發(fā)生湍流，延長了冷風在肋片上的停留時間，即增強了肋片的換熱效果。

根據本發(fā)明一種優(yōu)選的實施方式，在艙體1的內表面上設置有波形板。

其中，波形板可以使艙體內的冷風發(fā)生湍流，進而提高散熱效果。

在本發(fā)明中，以風在艙體內的流動方向為從左到右，即進風面位于機艙的左側，出風面位于機艙的右側。在圖3、圖5和圖6中，箭頭方向為艙體內風的流動方向。發(fā)電機上肋片的設置與齒輪箱類似。

本發(fā)明所具有的有益效果包括：

(1)本發(fā)明所所述風力發(fā)電機機艙巧妙地利用漸縮噴管的特性，加速并降溫進入機艙內的空氣(風)；

(2)本發(fā)明所所述風力發(fā)電機機艙，在其內的齒輪箱和發(fā)電機上設置有肋片，增大齒輪箱和發(fā)電機的換熱面積，使其快速冷卻；

(3)本發(fā)明所述風力發(fā)電機機艙，在齒輪箱和發(fā)電機的肋片間再次形成漸縮空間，使流通空氣被逐漸壓縮，不僅加快了其流動，并且使流通空氣再次降溫，提高了齒輪箱和發(fā)電機的換熱效果；

(4)本發(fā)明所述風力發(fā)電機機艙，在肋片表面設置有弧形凹坑，使流經的空氣形成湍流現象，增強齒輪箱和發(fā)電機的換熱效果。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術語“上”、“內”、“外”、“前”和“后”等指示的方位或位置關系為基于本發(fā)明工作狀態(tài)下的方位或位置關系，術語“左”、“右”等指示的方位或位置關系為基于空氣(風)在艙體內的流動方向確定，其中風從左向右流，所述術語僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

以上結合了優(yōu)選的實施方式對本發(fā)明進行了說明，不過這些實施方式僅是范例性的，僅起到說明性的作用。在此基礎上，可以對本發(fā)明進行多種替換和改進，這些均落入本發(fā)明的保護范圍內。