散热系统及包括其的风力发电机组的制作方法

专利2022-05-09  115


本发明涉及风力发电领域,特别涉及一种散热系统及包括其的风力发电机组。



背景技术:

风力发电机组在运行过程中,发电机、变流器、变压器等发热部件会产生的大量热量,需要通过散热系统将这些热量排出到环境空气中,以保证风力发电机组正常运行。如图1所示,一种常用的散热系统包括能够在外界空气和冷却液之间进行热交换的散热器11,散热器11安装在机舱12的顶部,冷却液在管道回路中流动,管道将发电机、变流器、变压器等发热部件与散热器连接,形成冷却液回路。冷却液流经散热器11和机舱12内部的发热部件,冷却液流经发热部件时能够带走风力发电机组的产生的热量,外界空气吹过散热器11,带走冷却液的热量,使冷却液降温再次冷却发热部件。

随着风力发电机组的容量不断增大,各部件产热量也大幅增高,因此对散热器的散热能力的要求也进一步提高。散热器的散热能力受诸多因素影响,其中影响较大的参数是散热器的散热面积和单位面积透风量,散热器的散热面积越大、单位面积透风量越大,则散热器的散热能力越强。现有技术中,散热器由多个散热模块组合而成,多个散热模块沿机舱的宽度方向依次排列并安装在同一个平面内,散热器与机舱轴线垂直,从而使散热器的散热平面与空气流动方向垂直,以便获得较大的单位面积透风量。散热器的散热面积一般是受散热器的高度和宽度尺寸影响,其中,散热器的高度受限于制造工艺、强度等要求一般都不会设计的过高,而散热器的宽度受限于机舱的宽度,导致整体散热能力受到限制。

而且由于散热器是直接安装在机舱顶部平台,散热器下表面紧贴着机舱顶部平台面以获得支撑,因此受叶片根部、机头、机舱、散热器等的共同作用,在散热器的上游靠近机舱顶部平台附近存在空气的回流区,从而对散热器的透风量造成不利影响,降低散热效果。

此外,机舱顶部平台需要进行运行维护,但是由于散热器的存在,导致机舱顶部平台被分隔为前、后两部分,运维人员无法穿过散热器,从机舱顶部平台的前部(或后部)到达后部(或前部),这给机舱顶部平台的维护造成了不便。如图1所示,为了运维人员可以到达机舱12顶部平台的任何区域,需要在机舱12内部设置至少两个维护通道13(散热器11前部一个,散热器11后部一个)。在机舱12内部设置维护通道13占用大量内部空间,且经济性较差,同时人员移动受机舱12内部结构的制约,容易造成人员伤害和设备损坏。



技术实现要素:

本发明要解决的技术问题是为了提高现有技术中的散热器的散热效果以及方便对机舱顶部平台进行维护,提供一种散热系统及包括其的风力发电机组。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题:

一种散热系统,用于风力发电机组,所述散热系统包括能够与外界空气进行热交换的散热组件,所述散热组件包括至少一个散热模块,所述散热模块具有迎风面,至少一个所述散热模块的迎风面的宽度方向与外界空气流动方向在水平面上形成锐角和/或钝角。

在本方案中,外界空气从风力发电机组的迎风端流向风力发电机组的背风端,散热模块的迎风面朝向风力发电机组的迎风端,将散热模块的迎风面设计成其宽度方向与外界空气流动方向在水平面上形成锐角和/或钝角,即散热模块的迎风面的宽度方向与风力发电机组的宽度方向形成锐角和/或钝角,能够在散热模块的迎风面积不变的情况下,减少单个散热模块的迎风面在风力发电机组的宽度方向上占用的空间,相较于现有技术中将散热模块的迎风面垂直于外界空气流动方向(即散热模块的迎风面平行于风力发电机组的宽度方向)设置而言,在相同的风力发电机组的宽度尺寸范围内,能够设置更多数量的散热模块或者将单个散热模块的迎风面的宽度尺寸设计成更大值,以增大多个散热模块总的迎风面积,从而增大整个散热组件的散热面积,增强散热效果。上述设置还能够用于防止散热模块的迎风面平行于外界空气流动方向,以避免外界空气无法穿过散热模块的迎风面以与散热模块进行热交换,保证散热系统的可行性。

较佳地,所述散热模块的数量为多个,多个所述散热模块的迎风面的宽度方向均与外界空气流动方向在水平面上形成锐角和/或钝角。

在本方案中,上述设置使得每个散热模块的迎风面在风力发电机组的宽度方向上占用的空间都减少,从而能够有空间放置更多数量的散热模块或者将单个散热模块的迎风面的宽度尺寸设计成更大值,进一步增大整个散热组件的散热面积,增强散热效果。

较佳地,多个所述散热模块在同一方向上依次排列,多个所述散热模块的侧边依次接合。

在本方案中,上述设置一方面能够减少散热模块之间的距离,减少散热组件占用的空间,另一方面能够使外界空气必须要穿过散热模块才能够从风力发电机组的迎风端流向风力发电机组的背风端,从而保证散热模块的透风量,提高散热效果。

较佳地,对于相邻的两个所述散热模块的迎风面,其中一所述散热模块的迎风面的宽度方向与外界空气流动方向在水平面上形成锐角,另一所述散热模块的迎风面的宽度方向与外界空气流动方向在水平面上形成钝角。

在本方案中,上述设置用于减少散热组件在外界空气流动方向上占用的空间,使散热组件的结构更加紧凑。

较佳地,相邻的两个所述散热模块的迎风面相对设置。

在本方案中,上述设置使得相邻的两个散热模块的迎风面形成开口朝向风力发电机组的迎风端的v字型,从而能够引导外界空气聚集到相邻的两个散热模块之间,而不会流向散热组件的外部,进而保证外界空气能够穿过散热模块的迎风面以与散热模块进行热交换,保证散热系统的可行性。

较佳地,所述散热系统还包括第一挡板,所述第一挡板设置在所述散热组件的侧边并靠近位于所述散热组件中最边缘的所述散热模块,所述第一挡板具有挡风面,所述挡风面朝向对应的位于所述散热组件中最边缘的所述散热模块的迎风面,所述挡风面能够改变外界气体的流动方向。

在本方案中,第一挡板用于改变外界空气的流向,防止外界空气在位于散热组件中最边缘的散热模块的迎风面的引导作用下流向散热组件的外部,从而避免外界空气无法穿过散热模块的迎风面以与散热模块进行热交换,保证散热系统的可行性。

较佳地,所述散热系统还包括驱动件,所述驱动件设置在所述散热模块的背风端,所述驱动件用于驱动位于所述散热模块的迎风端一侧的外界空气向所述散热模块的背风端一侧流动。

在本方案中,驱动件用于促进外界空气的流动,增强散热模块的透风量,从而增强散热效果。

一种散热系统,用于风力发电机组,所述散热系统包括能够与外界空气进行热交换的散热组件,所述散热系统还包括支撑组件,所述支撑组件设置在所述散热组件的下方并与所述散热组件连接,所述支撑组件形成有至少一个通气孔,所述通气孔沿外界空气流动方向的两端贯通。

在本方案中,在散热组件的下方设置两端贯通的通气孔,使得位于散热组件底部的外界空气能够通过通气孔从风力发电机组的迎风端流向风力发电机组的背风端,从而减小散热组件的底部的回流区,以提高散热组件的透风量,增强散热效果。

较佳地,所述支撑组件包括多个支架,多个所述支架沿所述散热组件的宽度方向延伸,相邻的两个所述支架形成所述通气孔。

在本方案中,由支架组成的支撑组件结构简单,易于生产且成本低。相邻两个支架之间自然形成通气孔,从而无需另外加工通气孔,简化工序,提高生产效率。

较佳地,所述支架的高度为0.3m-1.5m。

在本方案中,提供一种支架高度的优选范围,支架越高,散热组件的安装和运行稳定性越差,支架高度过小,又无法确保散热性能有可观的提升,因此支架高度应控制在合理范围之内。

一种散热系统,用于风力发电机组,所述散热系统包括能够与外界空气进行热交换的散热组件,所述散热系统还包括维护通道,所述维护通道沿外界空气流动方向的两端贯通,所述维护通道连通所述散热组件的迎风端一侧和背风端一侧,所述维护通道能够供人穿过。

在本方案中,维护通道直接连通散热组件的迎风端一侧和背风端一侧,工作人员在维护过程中可以通过维护通道穿过散热组件,相较于现有技术中在机舱内部设置维护通道而言,占用的空间更小,工作人员在穿梭过程中也不用受机舱内部空间的约束,灵活性更强,设备运输也更加方便,方便了整个维护过程。

较佳地,所述散热组件包括多个散热模块,所述维护通道设置在相邻的两个所述散热模块之间。

在本方案中,上述设置用于提高维护通道的安全性。

较佳地,所述维护通道内设置有第二挡板,所述第二挡板可运动,所述第二挡板能够打开或关闭所述维护通道。

在本方案中,在维护过程中,第二挡板打开维护通道以使工作人员通过维护通道穿过散热组件。在非维护期间,第二挡板封闭维护通道,以防止外界空气通过维护通道直接穿过散热组件而造成的部分外界空气不与散热器进行热交换,从而提高散热组件的透风量,增强散热效果。

一种风力发电机组,包括机舱,所述风力发电机组包括如上所述的散热系统,所述散热系统设置在所述机舱的外部,并安装在所述机舱的上端。

在本方案中,提供一种散热系统的应用领域和设置位置,散热系统用于对风力发电机组内部的发热部件进行散热,以保证风力发电机组的正常运行。机舱上端的结构平坦,空间大,适合安装散热系统,并能够对散热系统起到很好的支撑作用,保证散热系统的稳定性。

较佳地,当所述散热系统中的散热模块的数量为多个时,多个所述散热模块在所述机舱的宽度方向上排列。

在本方案中,外界空气是沿垂直于机舱的宽度方向流动,上述设置用于保证多个散热模块的迎风面都朝向风力发电机组的迎风端,保证透风量,增强散热效果。

在符合本领域常识的基础上,上述各优选条件,可任意组合,即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于:外界空气从风力发电机组的迎风端流向风力发电机组的背风端,散热模块的迎风面朝向风力发电机组的迎风端,将散热模块的迎风面设计成其宽度方向与外界空气流动方向在水平面上形成锐角或钝角,即散热模块的迎风面的宽度方向与风力发电机组的宽度方向形成锐角或钝角,能够在散热模块的迎风面积不变的情况下,减少单个散热模块的迎风面在风力发电机组的宽度方向上占用的空间,相较于现有技术中将散热模块的迎风面垂直于外界空气流动方向(即散热模块的迎风面平行于风力发电机组的宽度方向)设置而言,在相同的风力发电机组的宽度尺寸范围内,能够设置更多数量的散热模块或者将单个散热模块的迎风面的宽度尺寸设计成更大值,以增大多个散热模块总的迎风面积,从而增大整个散热组件的散热面积,增强散热效果。还能够用于防止散热模块的迎风面平行于外界空气流动方向,以避免外界空气无法穿过散热模块的迎风面以与散热模块进行热交换,保证散热系统的可行性。在散热组件的下方设置两端贯通的通气孔,使得位于散热组件底部的外界空气能够通过通气孔从风力发电机组的迎风端流向风力发电机组的背风端,从而减小散热组件的底部的回流区,以提高散热组件的透风量,增强散热效果。维护通道直接连通散热组件的迎风端一侧和背风端一侧,工作人员在维护过程中可以通过维护通道穿过散热组件,相较于现有技术中在机舱内部设置维护通道而言,占用的空间更小,工作人员在穿梭过程中也不用受机舱内部空间的约束,灵活性更强,设备运输也更加方便,方便了整个维护过程。

附图说明

图1为现有技术中风力发电机组的立体结构示意图。

图2为本发明实施例1的风力发电机组的立体结构示意图。

图3为本发明实施例1的散热系统的立体结构示意图。

图4为本发明实施例2的风力发电机组的立体结构示意图。

图5为本发明实施例2的散热系统的立体结构示意图。

图6为本发明实施例3的风力发电机组的立体结构示意图。

图7为本发明实施例3的散热系统的立体结构示意图。

图8为本发明实施例4的风力发电机组的立体结构示意图。

图9为本发明实施例4的散热系统的立体结构示意图。

图10为本发明实施例5的风力发电机组的立体结构示意图。

图11为本发明实施例5的散热系统的立体结构示意图。

图12为本发明实施例6的风力发电机组的立体结构示意图。

图13为本发明实施例6的散热系统的立体结构示意图。

图14为本发明实施例7的风力发电机组的立体结构示意图。

图15为本发明实施例7的散热系统的立体结构示意图。

现有技术附图标记说明:

散热器11

机舱12

维护通道13

本申请附图标记说明:

机舱21

轮毂22

叶片23

散热模块3

散热模块的迎风面31

驱动件4

通气孔51

支架52

维护通道61

第二挡板62

第一挡板7

挡风面71

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明,但并不因此将本发明限制在实施例范围之中。

实施例1

如图2和图3所示,本实施例提供了一种风力发电机组,包括机舱21、轮毂22和叶片23,轮毂22和叶片23组成风轮并安装在机舱21的前端,外界空气能够驱动风轮进行旋转。其中,风轮所在一侧为风力发电机组的迎风端,机舱21的后端为风力发电机组的背风端,外界空气从风力发电机组的迎风端流向风力发电机组的背风端(图2中的y方向)。

如图2所示,风力发电机组还包括散热系统,散热系统设置在机舱21的外部,并安装在机舱21的上端,机舱21用于支撑散热系统,以保证散热系统的稳定性。散热系统用于对风力发电机组内部的发热部件(例如发电机、变流器、变压器等)进行散热,以保证风力发电机组的正常运行。机舱21上端的结构平坦,空间大,适合安装散热系统,能够对散热系统起到很好的支撑作用,保证散热系统的稳定性。

如图2和图3所示,散热系统包括能够与外界空气进行热交换的散热组件,本实施例中的散热组件包括两个散热模块3,散热模块3具有迎风面,散热模块的迎风面31朝向风力发电机组的迎风端,即风轮一侧。如图2所示,两个散热模块的迎风面31分别朝向风力发电机组的左侧和右侧倾斜,两个散热模块的迎风面31的宽度方向分别与外界空气流动方向(图2中的y方向)在水平面上形成锐角和钝角。其中,本实施例中所涉及的风力发电机组的左侧和右侧是指在风力发电机组宽度方向(图2中的x方向)的两侧。

外界空气从风力发电机组的迎风端流向风力发电机组的背风端,散热模块的迎风面31朝向风力发电机组的迎风端,将两个散热模块的迎风面31设计成两个散热模块的迎风面31的宽度方向分别与外界空气流动方向在水平面上形成锐角和钝角,即两个散热模块的迎风面31的宽度方向分别与风力发电机组的宽度方向形成锐角和钝角,能够在散热模块的迎风面31积不变的情况下,减少单个散热模块的迎风面31在风力发电机组的宽度方向(图2中的x方向)上占用的空间,相较于现有技术中将散热模块的迎风面31垂直于外界空气流动方向(即散热模块的迎风面31平行于风力发电机组的宽度方向)设置而言,在相同的风力发电机组的宽度尺寸范围内,能够设置更多数量的散热模块3或者将单个散热模块的迎风面31的宽度尺寸设计成更大值,以增大多个散热模块3总的迎风面积,从而增大整个散热组件的散热面积,增强散热效果。

本实施例中的散热模块3为被动换热器,散热组件由多个散热模块3拼接形成,如图3所示,散热模块3的迎风端和背风端均采用栅格结构,外界空气由栅格间的缝隙流入或流出散热模块3。在其他可替代的实施方式中,散热模块3也可以采用其他能够通过外界空气进行散热的结构。

在其他可替代的实施方式中,散热模块3的数量还可以为一个或更多个,为减少散热组件整体在风力发电机组的宽度方向(图2中的x方向)上占用的空间,至少一个散热模块的迎风面31的宽度方向与外界空气流动方向在水平面上形成锐角和/或钝角,即当散热模块3的数量为多个时,可以是部分散热模块的迎风面31的宽度方向与外界空气流动方向在水平面上形成锐角和/或钝角,部分散热模块的迎风面31依旧垂直于外界空气的流动方向。本实施例之所以将两个散热模块3都倾斜设置,是为了使每个散热模块的迎风面31在风力发电机组的宽度方向上占用的空间都减少,从而能够有空间放置更多数量的散热模块3或者将单个散热模块的迎风面31的宽度尺寸设计成更大值,进一步增大整个散热组件的散热面积,增强散热效果。

单个散热模块的迎风面31的宽度方向与外界空气流动方向在水平面上形成锐角或钝角,是指散热模块3的宽度方向和外界空气流动方向之间的夹角大于0°且不等于90°,以防止散热模块的迎风面31平行于外界空气流动方向,避免外界空气无法穿过散热模块的迎风面31以与散热模块3进行热交换,保证散热系统的可行性。

如图3所示,两个散热模块3的侧边接合,一方面能够减少散热模块3之间的距离,减少由多个散热模块3组成的散热组件整体占用的空间,从而在有限的空间内能够进一步增大散热组件的散热面积。另一方面能够使外界空气必须要穿过散热模块3才能够从风力发电机组的迎风端流向风力发电机组的背风端,而不是从两个散热模块3之间的间隙穿过,从而保证散热模块3的透风量,提高散热效果。

如图3所示,两个散热模块的迎风面31朝向风力发电组机组的不同侧倾斜,其中一散热模块的迎风面31的宽度方向与外界空气流动方向在水平面上形成锐角,另一散热模块的迎风面31的宽度方向与外界空气流动方向在水平面上形成钝角,以减少散热组件在外界空气流动方向上占用的空间,使散热组件的结构更加紧凑。在其他可替代的实施方式中,两个散热模块的迎风面31可以朝向风力发电机组的同侧倾斜,即两个散热模块的迎风面31的宽度方向与外界空气流动方向在水平面上均形成锐角或钝角。

如图3所示,本实施例中的两个散热模块的迎风面31相对设置,两个散热模块的迎风面31形成开口朝向风力发电机组的迎风端的v字型的散热组件,从而能够引导外界空气聚集到相邻的两个散热模块3之间,而不会流向散热组件的外部,进而保证外界空气能够穿过散热模块的迎风面31以与散热模块3进行热交换,保证散热系统的可行性。

如图2所示,本实施例中两个散热模块3安装在机舱21的顶端且沿机舱21的宽度方向排列,其中,机舱21的宽度方向和风力发电机组的宽度方向平行,均为图2中的x方向。在其他可替代的实施方式中,多个散热模块3也可以沿其他方向排列。本实施例将多个散热模块3沿机舱21的宽度方向排列是因为外界空气在机舱21的上端面上是沿垂直于机舱21的宽度方向流动,将多个散热模块3沿机舱21的宽度方向排列能够保证多个散热模块的迎风面31都直接朝向风力发电机组的迎风端,保证透风量,而且温度低的外界空气可以直接单独穿过每个散热模块3进行换热,增强散热效果。

实施例2

本实施例中风力发电机组和散热系统的结构与实施例1基本相同,其不同之处在于,散热模块3的数量不同,且散热系统还包括驱动件4。

如图4和图5所示,本实施例中的散热组件包括四个散热模块3,其中,两个散热模块3朝向风力发电机组的左侧倾斜,且这两个散热模块的迎风面31的宽度方向与外界空气流动方向在水平面上形成锐角;另两个散热模块3朝向风力发电机组的右侧倾斜,且这两个散热模块的迎风面31的宽度方向与外界空气流动方向在水平面上形成钝角。向左倾斜的散热模块3和向右倾斜的散热模块3交错设置,四个散热模块3在同一方向(机舱21的宽度方向)上依次排列,多个散热模块3的侧边依次接合,四个散热模块3形成开口朝向风力发电机组的迎风端的w型散热组件。

上述形状的散热组件一方面能够减少散热模块3之间的距离,减少由多个散热模块3组成的散热组件占用的空间,从而在有限的空间内能够进一步增大散热组件的散热面积。另一方面能够使外界空气必须要穿过散热模块3才能够从风力发电机组的迎风端流向风力发电机组的背风端,而不是从散热模块3之间的间隙穿过,从而保证散热模块3的透风量,提高散热效果。

w型的散热组件能够引导外界空气聚集到散热模块3之间,而不会流向散热组件的外部,进而保证外界空气能够穿过散热模块的迎风面31以与散热模块3进行热交换,保证散热系统的可行性。

如图4所示,散热系统还包括驱动件4,驱动件4设置在散热模块3的背风端,并位于w型的散热组件的凹陷处,能够同时作用于中间两个散热模块3背风端的空气,驱动位于中间两个散热模块3的迎风端一侧的外界空气向散热模块3的背风端流动,以促进外界空气的流动,增强散热模块3的透风量,从而增强散热效果。

在其他可替代的实施方式中,也可以不设置驱动件4,此时,散热模块3的透风量是受风力发电机组所处环境的环境风(风量、风速等)影响,受限较大。本实施例在散热模块3的背风端设置驱动件4,通过驱动件4进一步促进外界空气的流动,使散热模块3的透风量不受限于环境风。在其他可替代的实施方式中,驱动件4也可以设置在散热模块3背风端的其他位置,例如仅对准一个散热模块3的背风端。

本实施例中的驱动件4为风扇,风扇旋转使散热模块3的背风端形成负压区,在压力差的作用下,会驱动更多的外界空气从散热模块3的迎风端向散热模块3的背风端流动,从而使散热模块3的空气流速提高,透风量增强。在其他可替代的实施方式中,也可以选择其他能够实现上述效果的结构作为驱动件4。

实施例3

本实施例中风力发电机组和散热系统的结构与实施例1基本相同,其不同之处在于,散热模块3设置位置不同,且散热系统还包括支撑组件。

如图6和图7所示,本实施例中的散热模块的迎风面31垂直于外界空气的流动方向,即散热模块的迎风面31平行于风力发电机组的宽度方向。散热系统还包括支撑组件,支撑组件设置在散热组件的下方并与散热组件连接,支撑组件连接在机舱21顶部和散热组件的底部之间,起到支撑散热组件的作用。支撑组件形成有多个通气孔51,通气孔51沿外界空气流动方向的两端贯通,位于散热组件底部的外界空气能够通过通气孔51从风力发电机组的迎风端流向风力发电机组的背风端,使得散热组件靠近机舱21顶部区域形成的空气回流区得到疏导,从而减小散热组件的底部的回流区,提高散热组件的透风量,增强散热效果。

在其他可替代的实施方式中,通气孔51的数量可以为一个或更多个,具体可以根据实际情况进行调节,通气孔51的大小没有明确限制,也可以根据实际情况进行调节。

如图6和图7所示,支撑组件包括多个支架52,多个支架52沿散热组件的宽度方向延伸,相邻的两个支架52的间隔形成通气孔51,在支架52之间的距离不变的情况下,支架52越高,通气孔51越大,能够通过的外界空气越多。由支架52组成的支撑组件结构简单,易于生产且成本低。相邻两个支架52之间自然形成通气孔51,从而无需另外加工通气孔51,简化工序,提高生产效率。

支架52的高度需要控制在合理范围之内,因为支架52越高,散热组件的安装和运行稳定性越差,但是支架52高度过小,又无法确保散热性能有可观的提升。经过实验,支架52的高度范围控制在0.3m-1.5m之间,不仅能够保证散热组件的稳定性,对散热性能也具有可观的提升。测试散热性能的具体方法属于本领域的现有技术,在此不做赘述。

下表1显示了支架52的高度和散热性能提升比例之间的关系,从表1可以看出,支撑高度越高,散热性能提升比例越大。

表1支架52高度与散热性能提升比例

在其他可替代的实施方式中,支架52的高度也可以选择其他尺寸,支撑组件也可以选择其他具有通气孔51的结构,但至少需要保证散热组件的稳定性。

实施例4

本实施例中风力发电机组和散热系统的结构与实施例3基本相同,其不同之处在于,散热系统还包括维护通道61。

如图8和图9所示,散热系统还包括维护通道61,维护通道61沿外界空气流动方向的两端贯通,维护通道61连通散热组件的迎风端一侧和背风端一侧,并用于供人穿过,工作人员在维护过程中可以通过维护通道61穿过散热组件,在机舱21顶部平台自由移动,相较于现有技术中在机舱21内部设置维护通道61而言,维护通道61的数量只需要设置一个,占用的空间更小,节约成本,工作人员在穿梭过程中也不用受机舱21内部空间的约束,灵活性更强,设备运输也更加方便,方便了整个维护过程。

如图8所示,散热组件包括两个散热模块3,散热模块的迎风面31垂直于外界空气的流动方向。维护通道61设置在两个散热模块3之间,以提高维护通道61的安全性。在其他可替代的实施方式中,维护通道61也可以设置在散热组件的其中一侧,本实施例将维护通道61设置在相邻的两个散热模块3之间是为了保证工作人员在穿过维护通道61过程中的安全性,防止工作人员意外坠落。

如图9所示,维护通道61内设置有第二挡板62,第二挡板62可运动,以打开或关闭维护通道61。在维护过程中,第二挡板62打开维护通道61以使工作人员通过维护通道61穿过散热组件。在非维护期间,第二挡板62封闭维护通道61,以防止外界空气通过维护通道61直接穿过散热组件而造成的部分外界空气不与散热器进行热交换,从而提高散热组件的透风量,增强散热效果。

本实施例中的第二挡板62为门结构,第二挡板62可绕门的轴线旋转,来实现维护通道61的开启或关闭,操作简单。在其他可替代的实施方式中,第二挡板62也可以选择具有上述功能的其他结构。

实施例5

本实施例中风力发电机组和散热系统的结构与实施例1基本相同,其不同之处在于,散热系统还包括维护通道61。

如图10和图11所示,散热系统还包括维护通道61,维护通道61沿外界空气流动方向的两端贯通,维护通道61连通散热组件的迎风端一侧和背风端一侧,并用于供人穿过,工作人员在维护过程中可以通过维护通道61穿过散热组件,在机舱21顶部平台自由移动,相较于现有技术中在机舱21内部设置维护通道61而言,维护通道61的数量只需要设置一个,占用的空间更小,节约成本,工作人员在穿梭过程中也不用受机舱21内部空间的约束,灵活性更强,设备运输也更加方便,方便了整个维护过程。

如图11所示,维护通道61设置在两个散热模块3的相交处,以提高维护通道61的安全性。由于两个散热模块的迎风面31的宽度方向与外界空气流动方向在水平面上形成锐角和钝角,因此两个散热模块3在风力发电机组的宽度方向上占用的空间减少,即使在两个散热模块3之间加设维护通道61也不会减小散热面积,从而保证散热效果。在其他可替代的实施方式中,维护通道61也可以设置在散热组件的其中一侧,本实施例将维护通道61设置在相邻的两个散热模块3之间是为了保证工作人员在穿过维护通道61过程中的安全性,防止工作人员意外坠落。

如图11所示,维护通道61内设置有第二挡板62,第二挡板62可运动,以打开或关闭维护通道61。在维护过程中,第二挡板62打开维护通道61以使工作人员通过维护通道61散热组件。在非维护期间,第二挡板62封闭维护通道61,以防止外界空气通过维护通道61直接穿过散热组件而造成的部分外界空气不与散热器进行热交换,从而提高散热组件的透风量,增强散热效果。

本实施例中的第二挡板62为门结构,第二挡板62可绕门的轴线旋转,来实现维护通道61的开启或关闭,操作简单。在其他可替代的实施方式中,第二挡板62也可以选择具有上述功能的其他结构。

实施例6

本实施例中风力发电机组和散热系统的结构与实施例5基本相同,其不同之处在于,散热系统还包括支撑组件。

如图12和图13所示,散热系统还包括支撑组件,支撑组件设置在散热组件的下方并与散热组件连接,支撑组件连接在机舱21顶部和散热组件的底部之间,起到支撑散热组件的作用。支撑组件形成有多个通气孔51,通气孔51沿外界空气流动方向的两端贯通,位于散热组件底部的外界空气能够通过通气孔51从风力发电机组的迎风端流向风力发电机组的背风端,使得散热组件靠近机舱21顶部区域形成的空气回流区得到疏导,从而减小散热组件的底部的回流区,提高散热组件的透风量,增强散热效果。

支撑组件包括多个支架52,多个支架52沿散热组件的宽度方向延伸,相邻的两个支架52形成通气孔51,支架52越高,通气孔51越大,能够通过的外界空气越多。由支架52组成的支撑组件结构简单,易于生产且成本低。相邻两个支架52之间自然形成通气孔51,从而无需另外加工通气孔51,简化工序,提高生产效率。

支架52和通气孔51的结构、设置方式和相互之间的关系,以及支架52高度的选择可以参照实施例3中的相关内容。

实施例7

本实施例中风力发电机组和散热系统的结构与实施例1基本相同,其不同之处在于,散热模块3的设置位置不同,且散热系统还包括第一挡板7和维护通道61。

如图14和图15所示,本实施例中的散热模块3朝向风力发电机组的同一侧倾斜,多个散热模块的迎风面31在同一平面上,由此可能会导致外界空气在散热模块的迎风面31的引导下朝向散热组件的外部流动。为了防止出现上述的可能性,散热系统还包括第一挡板7,第一挡板7为实体结构,外界空气不能够穿过第一挡板7。第一挡板7设置在散热组件的侧边并与最靠近风力发电机组的背风端的散热模块3接合,第一挡板7位于该散热模块3的前方。第一挡板7具有挡风面71,挡风面71朝向对应的位于散热组件中最边缘的散热模块的迎风面31,挡风面71能够改变外界气体的流动方向,防止外界空气在位于散热组件中最边缘的散热模块的迎风面31的引导作用下流向散热组件的外部,从而避免外界空气无法穿过散热模块的迎风面31以与散热模块3进行热交换,保证散热系统的可行性。

在其他可替代的实施方式中,第一挡板7也可以不与最靠近风力发电机组的背风端的散热模块3接合,而是靠近该散热模块3设置,以防止外界空气直接流向散热组件的外部。本实施例之所以将第一挡板7设置成与最靠近风力发电机组的背风端的散热模块3接合,一方面是使结构更加紧凑,另一方面是防止外界空气从两者间隙处穿过。

在其他可替代的实施方式中,即使散热组件中的散热模块3不是朝向同一个方向倾斜,也可以另外设置第一挡板7,特别是对于位于散热组件中最边缘的散热模块3的后端是朝向散热组件外部倾斜的情况,第一挡板7设置在散热组件的侧边并靠近位于散热组件中最边缘的散热模块3,第一挡板7的挡风面71朝向对应的位于散热组件中最边缘的散热模块的迎风面31,挡风面71能够改变外界气体的流动方向,使外界空气尽可能多的穿过散热组件,增加透风量,提高散热效果。

如图14和图15所示,散热系统还包括维护通道61,维护通道61沿外界空气流动方向的两端贯通,工作人员在维护过程中可以通过维护通道61穿过散热组件,在机舱21顶部平台自由移动,相较于现有技术中在机舱21内部设置维护通道61而言,维护通道61的数量只需要设置一个,占用的空间更小,节约成本,工作人员在穿梭过程中也不用受机舱21内部空间的约束,灵活性更强,设备运输也更加方便,方便了整个维护过程。维护通道61设置在相邻的两个散热模块3之间,以提高维护通道61的安全性。

维护通道61内设置有第二挡板62,用于打开或关闭维护通道61。在维护过程中,第二挡板62打开维护通道61以使工作人员通过维护通道61散热组件。在非维护期间,第二挡板62封闭维护通道61,以防止外界空气通过维护通道61直接穿过散热组件而造成的部分外界空气不与散热器进行热交换,从而提高散热组件的透风量,增强散热效果。

维护通道61和第二挡板62的具体结构、设置位置以及相互之间的关系可以参照实施例4和实施例5中的相关内容。

在符合本领域常识的基础上,上述各优选条件,可任意组合,即得本发明各较佳实例。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于装置或元件被正常使用时的放置位置,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在任何时刻都具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,除非文中另有说明。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式,但是本领域的技术人员应当理解,这仅是举例说明,本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下,可以对这些实施方式做出多种变更或修改,但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。


技术特征:

1.一种散热系统,用于风力发电机组,所述散热系统包括能够与外界空气进行热交换的散热组件,所述散热组件包括至少一个散热模块,所述散热模块具有迎风面,其特征在于,至少一个所述散热模块的迎风面的宽度方向与外界空气流动方向在水平面上形成锐角和/或钝角。

2.如权利要求1所述的散热系统,其特征在于,所述散热模块的数量为多个,多个所述散热模块的迎风面的宽度方向均与外界空气流动方向在水平面上形成锐角和/或钝角。

3.如权利要求2所述的散热系统,其特征在于,多个所述散热模块在同一方向上依次排列,多个所述散热模块的侧边依次接合。

4.如权利要求3所述的散热系统,其特征在于,对于相邻的两个所述散热模块的迎风面,其中一所述散热模块的迎风面的宽度方向与外界空气流动方向在水平面上形成锐角,另一所述散热模块的迎风面的宽度方向与外界空气流动方向在水平面上形成钝角。

5.如权利要求4所述的散热系统,其特征在于,相邻的两个所述散热模块的迎风面相对设置。

6.如权利要求1所述的散热系统,其特征在于,所述散热系统还包括第一挡板,所述第一挡板设置在所述散热组件的侧边并靠近位于所述散热组件中最边缘的所述散热模块,所述第一挡板具有挡风面,所述挡风面朝向对应的位于所述散热组件中最边缘的所述散热模块的迎风面,所述挡风面能够改变外界气体的流动方向。

7.如权利要求1所述的散热系统,其特征在于,所述散热系统还包括驱动件,所述驱动件设置在所述散热模块的背风端,所述驱动件用于驱动位于所述散热模块的迎风端一侧的外界空气向所述散热模块的背风端一侧流动。

8.一种散热系统,用于风力发电机组,所述散热系统包括能够与外界空气进行热交换的散热组件,其特征在于,所述散热系统还包括支撑组件,所述支撑组件设置在所述散热组件的下方并与所述散热组件连接,所述支撑组件形成有至少一个通气孔,所述通气孔沿外界空气流动方向的两端贯通。

9.如权利要求8所述的散热系统,其特征在于,所述支撑组件包括多个支架,多个所述支架沿所述散热组件的宽度方向延伸,相邻的两个所述支架形成所述通气孔。

10.如权利要求9所述的散热系统,其特征在于,所述支架的高度为0.3m-1.5m。

11.一种散热系统,用于风力发电机组,所述散热系统包括能够与外界空气进行热交换的散热组件,其特征在于,所述散热系统还包括维护通道,所述维护通道沿外界空气流动方向的两端贯通,所述维护通道连通所述散热组件的迎风端一侧和背风端一侧,所述维护通道能够供人穿过。

12.如权利要求11所述的散热系统,其特征在于,所述散热组件包括多个散热模块,所述维护通道设置在相邻的两个所述散热模块之间。

13.如权利要求11所述的散热系统,其特征在于,所述维护通道内设置有第二挡板,所述第二挡板可运动,所述第二挡板能够打开或关闭所述维护通道。

14.一种风力发电机组,包括机舱,其特征在于,所述风力发电机组包括如权利要求1-13中任意一项所述的散热系统,所述散热系统设置在所述机舱的外部,并安装在所述机舱的上端。

15.如权利要求14所述的风力发电机组,其特征在于,当所述散热系统中的散热模块的数量为多个时,多个所述散热模块在所述机舱的宽度方向上排列。

技术总结
本发明公开了一种散热系统及包括其的风力发电机组,散热系统包括能够与外界空气进行热交换的散热组件,散热组件包括至少一个散热模块,散热模块具有迎风面,至少一个散热模块的迎风面的宽度方向与外界空气流动方向在水平面上形成锐角和/或钝角。本发明能够在散热模块的迎风面积不变的情况下,减少单个散热模块的迎风面在风力发电机组的宽度方向上占用的空间,在相同的风力发电机组的宽度尺寸范围内,能够设置更多数量的散热模块或者将单个散热模块的迎风面的宽度尺寸设计成更大值,以增大多个散热模块总的迎风面积,从而增大整个散热组件的散热面积,增强散热效果。

技术研发人员:吴立建;施杨;闻汇;崔明
受保护的技术使用者:浙江大学;上海电气风电集团股份有限公司
技术研发日:2021.04.30
技术公布日:2021.08.03

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