一种风电机组散热装置

技术领域

本发明涉及风力发电领域，具体是一种风电机组散热装置。

背景技术

风力发电是指把风的动能转为电能。风能是一种清洁无公害的可再生能源，把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力动能。

在把机械能转化为电力动能过程中，有一部分进行机械能转化为内能，内能即风电机组内相邻零部件之间的摩擦产生的热量，且，该部分内能对于风电机组来讲，具有危害性，在内能无法及时排出时，内能集聚，导致风电机组的温度升高，零部件温度升高后，其强度逐渐减弱。

不仅如此，风力发电置于空旷的环境，处于完全暴露的状态，特别是夏季的温度，促使风电机组内温度骤升，对于风电机组的稳定运行也是不利的；再者在风力发电系统设计时，研发人员考虑到散热问题，在机舱位置留有散热孔，且该散热孔能够缓解一部分热量散热的压力，但是对于高温的天气下，以及风电机组长时间运行下，对于机舱内风电机组散热，压力也是比较大的。

因此，针对上述问题提出一种风电机组散热装置。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，解决背景技术中所提出的至少一个技术问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种风电机组散热装置，包括机舱，机舱布设有风电机组；所述风电机组的外圈设有散热单元；所述散热单元包括水箱和冷却管；所述冷却管螺旋缠绕于风电机组外圈，冷却管的一端延伸至水箱内，冷却管的另一端通过水泵延伸至水箱内，水箱安装在机舱的上表面，水泵安装在水箱内一侧；因风力发电设备完全暴露在环境中，在雨水天气，雨水滴落在水箱内，水箱内可以承装一部分水，且该雨水后期用于风电机组的散热，且在设计水箱的容积时，需要考虑到机舱的承受能力，使得机舱和水箱，以及雨水的重力能够在塔架承受范围内；而水箱内多余的雨水可通过长管注入到地面以下，预先承装在塔架基座上设置的雨水槽内，该雨水槽的也可以增大塔架底部的稳定性；在发电机组温度升高时，安装在风电机组上的温度传感器测量超过预期温度时，控制水泵工作，将水箱内雨水注入到冷却管内，雨水在冷却管往复循环使用，同时冷却管与风电机组进行冷热交换，实现风电机组的散热；冷却管绕风电机组表面铺设，且贴附在风电机组的表面，能够有效将风电机组上热量带离，使得风电机组即使在夏天的高温天气下，也能够将更多的热量带离，同时在配合机舱上预留的散热孔，相互配合，促使风电机组处于良好的环境下运行。

优选的，所述水箱上设有引流板，引流板的表面成蜂窝孔状，且引流板的表面与风力发电机扇叶转轴轴线倾斜设置；所述水箱的上盖内凹设置，凹陷点位于上盖一侧；雨水天气，雨水冲击在引流板上，引流板增大与雨水的接触面积，使得更多的雨水粘附在引流板，之后集聚汇流入上盖的凹陷点位置，凹陷点位置开设进水孔，使得汇流的雨水流入到水箱内；该引流板的设置，在水箱被上盖封闭之后，防止水分自然蒸发，而上盖的设置，对雨水滴落至水箱内造成阻碍，为此设置引流板，引流板既可以接触到更多的雨水，并将雨水流动到水箱内，同时引流板角度的设置，与风机叶片有一定的关联风垂直吹冲在叶片上，并通过相邻两个叶片的根部，之后冲击在引流板上，而雨水也会随风向飘动，引流板的角度设置，既可以使得雨水越过叶片的根部粘附在引流板上，同时引流板的倾斜设置，也可以降低风与引流板之间的冲击效果，减少风阻，降低对风力发电系统的振动干扰。

优选的，所述水箱包括多个槽体，每个槽体之间留有空隙，且相邻槽体之间通过管体连通；所述空隙的方向与扇叶转轴轴线方向相同；水箱通过上盖密封，这将降低了热水回流到水箱内后的散热效果，为此将水箱分成多个槽体，从冷却管回流到水箱内的热水，流入到一侧的槽体内，之后通过管体流入到下一个槽体内，且在经过管体时，热水与管体进行冷热交换，实现热水的降温，同时相邻槽体之前的空隙，使得越过叶片根部的风叶流入到空隙内，对槽体进风吹降温，也是对槽体内的水进行降温处理，提高从冷却管回流到水箱内的热水的降温效果。

优选的，所述机舱的下方塔架内设有补充单元；所述补充单元包括补水管；所述补水管的一端连连通外界水泵，补水管的另一端沿塔架内侧壁铺设，延伸至机舱内，并通过阀门连通冷却管；在长时间内，没有雨水天气，同时水箱内缺少冷却用水时，此时可通过塔架底部的水泵，将塔架基座上设置的雨水槽内雨水注入到水箱内，为水箱内补充冷却水，因风力发电机所在位置一般为高坡或者荒无人烟的地方，水源很难找到，为此在塔架底部设置用于收集雨水的雨水槽，在水箱内液位低于预期高度时，此时电子液位计也测量到数据，需要补充水，此时控制塔架底部的水泵将雨水注入到水箱内，同时打开补水管上的阀门，该阀门为电子阀门，阀门打开，水沿着冷却管注入到水箱内，使得冷却管可以再次有效对发电机组散热降温。

优选的，所述塔架的外侧壁上下设有多层冷却单元；所述冷却单元包括环体和引风罩；所述环体固接在塔架上，环体内部呈空心状，环体的内圈一侧开设通孔，通孔与塔架上设有进风管连通，环体的外圈上固接多个引风罩，引风罩呈喇叭状，引风罩连通环体内的空心部；所述进风管的端部固接有罩体，罩体的呈圆台状，罩体的小端口朝上设置，罩体内贯穿补水管，补水管与罩体的下端密封固接，补水管与找罩体的上端间隙配合；补水管沿着塔架设置，塔架被暴晒，同时补水管自身温度也逐渐升高，此时再补充水，且补充的水沿补水管流动，水的温度也逐渐升高，水还没对发电机组降温，就在补水管内被加热，对于发电机组的散热不利，为此设置冷却单元；引风罩形状的设置，可捕获外界自然风，风沿着引风罩流动到空心状的环体内，然后沿着进风管流动到罩体内，同时罩体形状的设置，使得风压在罩体的上端逐渐增大，而这则促使引进的风温度逐渐降低，并与补水管进行冷热交换，对补水进行降温，在塔架的外圈上设置多个冷却单元，依次对补水管进行降温，从而实现补充水的温度降低。

优选的，所述罩体的上端设有延伸管，补水管沿延伸管内铺设，且延伸管内侧壁间隙配合补水管外侧壁；在罩体上设置延伸管，增大高压风对补水管的有效接触节段长度，延长补水管降温的时长，增大补充水温度降低的幅度，这有助于补充水对发电机组的降温。

优选的，所述补水管上位于罩体内的部位上设有散热板，散热板呈圆周阵列固接在补水管上；每个所述散热板上开设多条凹槽；通过设置多个散热板，使得补水管上的温度传递到散热板上，之后通过散热板与风进行冷热交换，提高补水管的降低效果，以及在散热板上设置的凹槽，增大散热板的散热面积，提高散热板与风的接触面积，进一步提高散热效果，提高补充水温度降低的幅度，也是为后期补充水对发电机组的冷却效果。

优选的，每个所述引风罩的形状呈鲨鱼鳍状；风的吹动方向是任意方向，在环体上设置多个引风罩，可捕捉到任意方向的风，同时某个时刻，有些引风罩的表面垂直与风的吹动方向，这则会增大塔架与风之间的阻力，为此将引风罩的形状设置成鲨鱼鳍状，使得冲击在引风罩表面的风，能够平缓分流，降低风与引风罩之间的阻力，从而降低塔架与风之间的阻力。

优选的，所述补水管上包裹有保温层，保温层外包裹有隔热层；将补水管稳定表面设置保温层，保温层包裹在补水管上未置于罩体和延伸管内的部位上，降低在寒冷天气，补水管被冻裂的可能性，以及再在保温层设置隔热层，降低外界温度与补水管之间进行冷热交换的效果。

优选的，所述冷却管的表面设有多个凹点和凸点；在冷却管表面设置凹点和凸点，增大冷却管与热源的接触面积，使得发电机组产生的热量，能够充分辐射到冷却管上，将更多的热量带离发电机组，提高散热降温效果。

本发明的有益之处在于：

1.本发明通过控制水泵工作，将水箱内雨水注入到冷却管内，雨水在冷却管往复循环使用，同时冷却管与风电机组进行冷热交换，实现风电机组的散热；冷却管绕风电机组表面铺设，且贴附在风电机组的表面，能够有效将风电机组上热量带离，使得风电机组即使在夏天的高温天气下，也能够将更多的热量带离，同时在配合机舱上预留的散热孔，相互配合，促使风电机组处于良好的环境下运行。

2.本发明引风罩形状的设置，可捕获外界自然风，风沿着引风罩流动到空心状的环体内，然后沿着进风管流动到罩体内，同时罩体形状的设置，使得风压在罩体的上端逐渐增大，而这则促使引进的风温度逐渐降低，并与补水管进行冷热交换，对补水进行降温，在塔架的外圈上设置多个冷却单元，依次对补水管进行降温，从而实现补充水的温度降低。

附图说明

图1为实施例一中机舱与水箱的配合立体图；

图2为实施例一中水箱与引流板的配合立体图；

图3为实施例一中冷却管与补水管的配合立体图；

图4为实施例一中发电机组与补水管的配合立体图；

图5为实施例一中塔架与补水管的配合立体图；

图6为实施例一中塔架的剖视图；

图7为实施例一中补水管与散热板的配合立体图；

图8为实施例一中引风罩的立体图。

图中：机舱1、风电机组2、水箱3、冷却管4、引流板5、槽体6、管体7、空隙9、补水管10、环体11、引风罩12、进风管13、罩体14、延伸管15、散热板16、凹槽17、塔架18。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

实施例一：

参照图1、图2、图3和图4，一种风电机组散热装置，包括机舱1，机舱1布设有风电机组2；所述风电机组2的外圈设有散热单元；所述散热单元包括水箱3和冷却管4；所述冷却管4螺旋缠绕于风电机组2外圈，冷却管4的一端延伸至水箱3内，冷却管4的另一端通过水泵延伸至水箱3内，水箱3安装在机舱1的上表面，水泵安装在水箱3内一侧；本发明实施例中，通过设计一种高效的风电机组散热装置；因风力发电设备完全暴露在环境中，在雨水天气，雨水滴落在水箱3内，水箱3内可以承装一部分水，且该雨水后期用于风电机组2的散热，且在设计水箱3的容积时，需要考虑到机舱1的承受能力，使得机舱1和水箱3，以及雨水的重力能够在塔架18承受范围内；而水箱3内多余的雨水可通过长管注入到地面以下，预先承装在塔架18基座上设置的雨水槽内，该雨水槽的也可以增大塔架18底部的稳定性；在发电机组温度升高时，安装在风电机组2上的温度传感器测量超过预期温度时，控制水泵工作，将水箱3内雨水注入到冷却管4内，雨水在冷却管4往复循环使用，同时冷却管4与风电机组2进行冷热交换，实现风电机组2的散热；冷却管4绕风电机组2表面铺设，且贴附在风电机组2的表面，能够有效将风电机组2上热量带离，使得风电机组2即使在夏天的高温天气下，也能够将更多的热量带离，同时在配合机舱1上预留的散热孔，相互配合，促使风电机组2处于良好的环境下运行。

参照图2，所述水箱3上设有引流板5，引流板5的表面成蜂窝孔状，且引流板5的表面与风力发电机扇叶转轴轴线倾斜设置；所述水箱3的上盖内凹设置，凹陷点位于上盖一侧；雨水天气，雨水冲击在引流板5上，引流板5增大与雨水的接触面积，使得更多的雨水粘附在引流板5，之后集聚汇流入上盖的凹陷点位置，凹陷点位置开设进水孔，使得汇流的雨水流入到水箱3内；该引流板5的设置，在水箱3被上盖封闭之后，防止水分自然蒸发，而上盖的设置，对雨水滴落至水箱3内造成阻碍，为此设置引流板5，引流板5既可以接触到更多的雨水，并将雨水流动到水箱3内，同时引流板5角度的设置，与风机叶片有一定的关联风垂直吹冲在叶片上，并通过相邻两个叶片的根部，之后冲击在引流板5上，而雨水也会随风向飘动，引流板5的角度设置，既可以使得雨水越过叶片的根部粘附在引流板5上，同时引流板5的倾斜设置，也可以降低风与引流板5之间的冲击效果，减少风阻，降低对风力发电系统的振动干扰。

参照图1，所述水箱3包括多个槽体6，每个槽体6之间留有空隙9，且相邻槽体6之间通过管体7连通；所述空隙9的方向与扇叶转轴轴线方向相同；水箱3通过上盖密封，这将降低了热水回流到水箱3内后的散热效果，为此将水箱3分成多个槽体6，从冷却管4回流到水箱3内的热水，流入到一侧的槽体6内，之后通过管体7流入到下一个槽体6内，且在经过管体7时，热水与管体7进行冷热交换，实现热水的降温，同时相邻槽体6之前的空隙9，使得越过叶片根部的风叶流入到空隙9内，对槽体6进风吹降温，也是对槽体6内的水进行降温处理，提高从冷却管4回流到水箱3内的热水的降温效果。

参照图5和图6，所述机舱1的下方塔架18内设有补充单元；所述补充单元包括补水管10；所述补水管10的一端连连通外界水泵，补水管10的另一端沿塔架18内侧壁铺设，延伸至机舱1内，并通过阀门连通冷却管4；在长时间内，没有雨水天气，同时水箱3内缺少冷却用水时，此时可通过塔架18底部的水泵，将塔架18基座上设置的雨水槽内雨水注入到水箱3内，为水箱3内补充冷却水，因风力发电机所在位置一般为高坡或者荒无人烟的地方，水源很难找到，为此在塔架18底部设置用于收集雨水的雨水槽，在水箱3内液位低于预期高度时，此时电子液位计也测量到数据，需要补充水，此时控制塔架18底部的水泵将雨水注入到水箱3内，同时打开补水管10上的阀门，该阀门为电子阀门，阀门打开，水沿着冷却管4注入到水箱3内，使得冷却管4可以再次有效对发电机组散热降温。

参照图5和图6，所述塔架18的外侧壁上下设有多层冷却单元；所述冷却单元包括环体11和引风罩12；所述环体11固接在塔架18上，环体11内部呈空心状，环体11的内圈一侧开设通孔，通孔与塔架18上设有进风管13连通，环体11的外圈上固接多个引风罩12，引风罩12呈喇叭状，引风罩12连通环体11内的空心部；所述进风管13的端部固接有罩体14，罩体14的呈圆台状，罩体14的小端口朝上设置，罩体14内贯穿补水管10，补水管10与罩体14的下端密封固接，补水管10与找罩体14的上端间隙配合；补水管10沿着塔架18设置，塔架18被暴晒，同时补水管10自身温度也逐渐升高，此时再补充水，且补充的水沿补水管10流动，水的温度也逐渐升高，水还没对发电机组降温，就在补水管10内被加热，对于发电机组的散热不利，为此设置冷却单元；引风罩12形状的设置，可捕获外界自然风，风沿着引风罩12流动到空心状的环体11内，然后沿着进风管13流动到罩体14内，同时罩体14形状的设置，使得风压在罩体14的上端逐渐增大，而这则促使引进的风温度逐渐降低，并与补水管10进行冷热交换，对补水进行降温，在塔架18的外圈上设置多个冷却单元，依次对补水管10进行降温，从而实现补充水的温度降低。

参照图6，所述罩体14的上端设有延伸管15，补水管10沿延伸管15内铺设，且延伸管15内侧壁间隙配合补水管10外侧壁；在罩体14上设置延伸管15，增大高压风对补水管10的有效接触节段长度，延长补水管10降温的时长，增大补充水温度降低的幅度，这有助于补充水对发电机组的降温。

参照图6和图7，所述补水管10上位于罩体14内的部位上设有散热板16，散热板16呈圆周阵列固接在补水管10上；每个所述散热板16上开设多条凹槽17；通过设置多个散热板16，使得补水管10上的温度传递到散热板16上，之后通过散热板16与风进行冷热交换，提高补水管10的降低效果，以及在散热板16上设置的凹槽17，增大散热板16的散热面积，提高散热板16与风的接触面积，进一步提高散热效果，提高补充水温度降低的幅度，也是为后期补充水对发电机组的冷却效果。

参照图8，每个所述引风罩12的形状呈鲨鱼鳍状；风的吹动方向是任意方向，在环体11上设置多个引风罩12，可捕捉到任意方向的风，同时某个时刻，有些引风罩12的表面垂直与风的吹动方向，这则会增大塔架18与风之间的阻力，为此将引风罩12的形状设置成鲨鱼鳍状，使得冲击在引风罩12表面的风，能够平缓分流，降低风与引风罩12之间的阻力，从而降低塔架18与风之间的阻力。

参照图7：所述补水管10上包裹有保温层，保温层外包裹有隔热层；将补水管10稳定表面设置保温层，保温层包裹在补水管10上未置于罩体14和延伸管15内的部位上，降低在寒冷天气，补水管10被冻裂的可能性，以及再在保温层设置隔热层，降低外界温度与补水管10之间进行冷热交换的效果。

实施例二：

对比实施例一，作为本发明的另一种实施方式，其中所述冷却管4的表面设有多个凹点和凸点；在冷却管4表面设置凹点和凸点，增大冷却管4与热源的接触面积，使得发电机组产生的热量，能够充分辐射到冷却管4上，将更多的热量带离发电机组，提高散热降温效果。

工作原理：因风力发电设备完全暴露在环境中，在雨水天气，雨水滴落在水箱3内，水箱3内可以承装一部分水，且该雨水后期用于风电机组2的散热，且在设计水箱3的容积时，需要考虑到机舱1的承受能力，使得机舱1和水箱3，以及雨水的重力能够在塔架18承受范围内；而水箱3内多余的雨水可通过长管注入到地面以下，预先承装在塔架18基座上设置的雨水槽内，该雨水槽的也可以增大塔架18底部的稳定性；在发电机组温度升高时，安装在风电机组2上的温度传感器测量超过预期温度时，控制水泵工作，将水箱3内雨水注入到冷却管4内，雨水在冷却管4往复循环使用，同时冷却管4与风电机组2进行冷热交换，实现风电机组2的散热；冷却管4绕风电机组2表面铺设，且贴附在风电机组2的表面，能够有效将风电机组2上热量带离，使得风电机组2即使在夏天的高温天气下，也能够将更多的热量带离，同时在配合机舱1上预留的散热孔，相互配合，促使风电机组2处于良好的环境下运行；

雨水天气，雨水冲击在引流板5上，引流板5增大与雨水的接触面积，使得更多的雨水粘附在引流板5，之后集聚汇流入上盖的凹陷点位置，凹陷点位置开设进水孔，使得汇流的雨水流入到水箱3内；该引流板5的设置，在水箱3被上盖封闭之后，防止水分自然蒸发，而上盖的设置，对雨水滴落至水箱3内造成阻碍，为此设置引流板5，引流板5既可以接触到更多的雨水，并将雨水流动到水箱3内，同时引流板5角度的设置，与风机叶片有一定的关联风垂直吹冲在叶片上，并通过相邻两个叶片的根部，之后冲击在引流板5上，而雨水也会随风向飘动，引流板5的角度设置，既可以使得雨水越过叶片的根部粘附在引流板5上，同时引流板5的倾斜设置，也可以降低风与引流板5之间的冲击效果，减少风阻，降低对风力发电系统的振动干扰；

水箱3通过上盖密封，这将降低了热水回流到水箱3内后的散热效果，为此将水箱3分成多个槽体6，从冷却管4回流到水箱3内的热水，流入到一侧的槽体6内，之后通过管体7流入到下一个槽体6内，且在经过管体7时，热水与管体7进行冷热交换，实现热水的降温，同时相邻槽体6之前的空隙9，使得越过叶片根部的风叶流入到空隙9内，对槽体6进风吹降温，也是对槽体6内的水进行降温处理，提高从冷却管4回流到水箱3内的热水的降温效果；

在长时间内，没有雨水天气，同时水箱3内缺少冷却用水时，此时可通过塔架18底部的水泵，将塔架18基座上设置的雨水槽内雨水注入到水箱3内，为水箱3内补充冷却水，因风力发电机所在位置一般为高坡或者荒无人烟的地方，水源很难找到，为此在塔架18底部设置用于收集雨水的雨水槽，在水箱3内液位低于预期高度时，此时电子液位计也测量到数据，需要补充水，此时控制塔架18底部的水泵将雨水注入到水箱3内，同时打开补水管10上的阀门，该阀门为电子阀门，阀门打开，水沿着冷却管4注入到水箱3内，使得冷却管4可以再次有效对发电机组散热降温；

补水管10沿着塔架18设置，塔架18被暴晒，同时补水管10自身温度也逐渐升高，此时再补充水，且补充的水沿补水管10流动，水的温度也逐渐升高，水还没对发电机组降温，就在补水管10内被加热，对于发电机组的散热不利，为此设置冷却单元；引风罩12形状的设置，可捕获外界自然风，风沿着引风罩12流动到空心状的环体11内，然后沿着进风管13流动到罩体14内，同时罩体14形状的设置，使得风压在罩体14的上端逐渐增大，而这则促使引进的风温度逐渐降低，并与补水管10进行冷热交换，对补水进行降温，在塔架18的外圈上设置多个冷却单元，依次对补水管10进行降温，从而实现补充水的温度降低；

在罩体14上设置延伸管15，增大高压风对补水管10的有效接触节段长度，延长补水管10降温的时长，增大补充水温度降低的幅度，这有助于补充水对发电机组的降温；通过设置多个散热板16，使得补水管10上的温度传递到散热板16上，之后通过散热板16与风进行冷热交换，提高补水管10的降低效果，以及在散热板16上设置的凹槽17，增大散热板16的散热面积，提高散热板16与风的接触面积，进一步提高散热效果，提高补充水温度降低的幅度，也是为后期补充水对发电机组的冷却效果；

风的吹动方向是任意方向，在环体11上设置多个引风罩12，可捕捉到任意方向的风，同时某个时刻，有些引风罩12的表面垂直与风的吹动方向，这则会增大塔架18与风之间的阻力，为此将引风罩12的形状设置成鲨鱼鳍状，使得冲击在引风罩12表面的风，能够平缓分流，降低风与引风罩12之间的阻力，从而降低塔架18与风之间的阻力；将补水管10稳定表面设置保温层，保温层包裹在补水管10上未置于罩体14和延伸管15内的部位上，降低在寒冷天气，补水管10被冻裂的可能性，以及再在保温层设置隔热层，降低外界温度与补水管10之间进行冷热交换的效果。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。