CN107605672A - 风力发电机组轮毂温度控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种风力发电机组轮毂温度控制装置，包括轮毂、导流罩及多个分别与轮毂相连接的叶片，所述轮毂和所述叶片均具有内腔，所述轮毂的内腔中安装有一通风驱动设备，至少一个叶片内腔设有沿所述叶片长度分布的导风装置，所述通风驱动设备的进风口或出风口与所述导风装置的一端相连通，所述导风装置的另一端与所述叶片的内腔相连通。本发明为一种结构简单适用、可靠性高、成本低廉、安装维护方便的风力发电机组轮毂温度控制装置，实现对轮毂内腔气温的控制。确保轮毂内气温在各零部件正常运行的环境温度范围以内的同时还保证机组不受外界侵扰。在低成本的条件下满足机组的使用要求，确保机组的质量可靠性。

Description

风力发电机组轮毂温度控制装置

技术领域

本发明涉及风力发电机组轮毂内温度控制技术领域，具体涉及一种风力发电机组轮毂温度控制装置。

背景技术

风力发电机组是将风能转化为电能的一种装置，一般由塔筒、机舱和风轮组成，塔筒一般是用于将机舱支撑至高空。风轮部分主要包括叶片、轮毂、导流罩、变桨控制***等。风轮结构在形式上为双层结构，外层为导流罩，其作用主要是防止风雨、沙尘及气流进入风轮内部，对风轮内的零部件造成负面影响。内层为轮毂，为厚重的金属层，其作用主要是承受叶片及整个风轮的载荷。变桨控制***的相关零部件一般也安装在轮毂内腔。当机组运行时，变桨控制***的相关零部件会发出热量积聚在轮毂内腔，导致轮毂内腔气温升高，各零部件超温，最终迫使机组停机。

目前国内外解决轮毂内各零部件超温问题的主流技术主要有三种。

1、在轮毂壁上开通风孔，迫使轮毂内腔的空气与轮毂外（导流罩与轮毂之间）形成循环流动，当热空气流动到轮毂与导流罩之间位置时，通过导流罩导热将热量传到外界。热空气的温度降低后再次进入轮毂内腔循环，以达到控制轮毂内腔内气温，从而解决零部件超温问题的目的。但由于导流罩一般为玻璃钢材质，导热系数较低，且导流罩的面积有限，导致传热量有限，所以很难将轮毂内腔气温控制到较低温度。该方案虽然能在一定程度上解决零部件超温问题，但零部件仍然在相对较高温度环境下运行，对零部件的性能要求相对较高，同时由于在较高温度下运行，使零部件老化加速，缩短零部件使用寿命。

2、在导流罩上开孔，使外界冷空气直接从轮毂外壁掠过，通过金属轮毂的高导热系数将轮毂内腔的热量传递到外界空气中，或直接将外界空气引入轮毂内腔。该方案虽然能将轮毂内腔的气温控制在较低温度，但在该方案中，导流罩的目的仅仅是为了防止雨水进入轮毂内腔，而对于处于非轮毂内腔的零部件将长期遭受风吹甚至雨淋，因此对于这一部分零部件的耐腐蚀性要求很高。此外，该方案很难避免沙尘及盐雾对整个风轮中各零部件的影响。

3、将风轮内各零部件抗高温运行能力的等级提高，以提高各零部件自身性能等级要求来解决超温问题。该方案无疑能很好的解决零部件超温问题，但而不能选择通用性的工业零部件，在提高零部件的性能等级的同时，使零部件的成本也成倍上升。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此本发明提供了一种风力发电机组轮毂温度控制装置，其具体技术方案如下：

一种风力发电机组轮毂温度控制装置，包括轮毂、导流罩及多个分别与轮毂相连接的叶片，所述轮毂和所述叶片均具有内腔，所述轮毂的内腔中安装有一通风驱动设备，至少一个叶片内腔设有沿所述叶片长度分布的导风装置，所述通风驱动设备的进风口或出风口与所述导风装置的一端相连通，所述导风装置的另一端与所述叶片的内腔相连通。

根据本发明提供的风力发电机组轮毂温度控制装置，为一种结构简单适用、可靠性高、成本低廉、安装维护方便的风力发电机组轮毂温度控制装置，实现对轮毂内腔气温的控制。确保轮毂内气温在各零部件正常运行的环境温度范围以内的同时还保证机组不受外界沙尘与盐雾的侵扰。从而降低对各零部件的性能要求，使各零部件保持工业通用性。从而增加各零部件的可选择性、降低各零部件的成本，在低成本的条件下满足机组的使用要求，确保机组的质量可靠性。

另外，根据本发明上述实施例的风力发电机组轮毂温度控制装置，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个示例，所述叶片内腔在靠近所述轮毂内腔一端安装有一叶片盖板，所述叶片盖板设有一安装孔，所述导风装置安装在所述安装孔上，孔上，所述导风装置可在所述通风驱动设备上沿导风装置的轴向转动，所述叶片盖板隔绝所述叶片内腔和所述轮毂内腔，所述叶片盖板在与所述叶片内壁的连接处和/或所述盖板上设有多个通风间隙。

根据本发明的一个示例，所述通风间隙为设置在所述叶片盖板上的缺口。

根据本发明的一个示例，所述导风装置包括一管体，所述管体一端与所述通风驱动设备相连通，另一端开口，所述叶片盖板上设置有一与所述管体相适配的安装孔，所述管体安装在所述安装孔上，所述管体可在所述安装孔和/或所述通风驱动设备上轴向转动，所述安装孔与所述管体密封连接。

根据本发明的一个示例，所述导风装置包括设置在所述叶片内腔内的多个隔板，所述隔板的一端与所述叶片盖板相连接，所述隔板将叶片分割成多个通道，所述叶片盖板上设置有连通所述通道和所述导风装置的开孔。

根据本发明的一个示例，还包括主控***及安装在所述轮毂内腔内的温度检测装置，所述主控***分别与所述温度检测装置和通风驱动装置相连接，所述温度检测装置对轮毂内腔内的温度实时监测并将监测结果传输至所述主控***，所述主控***根据所述监测结果控制所述通风驱动装置的开/闭。

根据本发明的一个示例，所述温度监测装置包括温度传感器。

根据本发明的一个示例，所述叶片的数量为三个，每个所述的叶片均设置有与其相对应的通风驱动设备。

根据本发明的一个示例，所述叶片的材质包括玻璃纤维和木材。

根据本发明的一个示例，所述通风驱动设备包括风机。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1为本发明实施例的风力发电机组轮毂温度控制装置的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

结合附图1所示，本实施例提供了一种风力发电机组轮毂温度控制装置，风力发电机组可以包括轮毂100、与轮毂相连接的叶片200，本发明做出的改进之处在于：轮毂腔安装有一通风驱动设备300，至少一个叶片内腔设有沿叶片200长度分布的导风装置400，导风装置400可在通风驱动设备200上沿导风装置的轴向转动，通风驱动设备300的进风口或出风口与导风装置400相连通，导风装置400与叶片200的内腔相连通，当轮毂温度过高时通风驱动设备300将热空气通过导风装置输送至叶片200的内腔中，通过叶片200散热。

具体的，在本实施例中，叶片内腔在靠近轮毂内腔一端（即叶片根部附近）安装有一叶片盖板500，叶片盖板500隔绝叶片内腔和轮毂内腔，叶片盖板500在与叶片内壁的连接处设有多个通风间隙600。具体的通风驱动设备300可以为风机等结构。

当通风驱动设备300运行时，空气便会在叶片200内腔、导风装置400、轮毂100内腔和通风间隙600中循环流动。当空气流动到轮毂100内腔时处于吸热状态，温度升高；当空气流动到叶片200内腔时，处于放热状态——由于温度较高而向叶片200内壁面传递热量，通过叶片200导热将热量传递到叶片200外壁面，再通过叶片200外壁面空气的快速流动，将热量传递到外界空气中，而使叶片200内腔空气温度降低。叶片200内腔的空气放热后再次循环流动到轮毂100的内腔时再次吸热，如此循环，从而将轮毂100内腔的热量传递到外界，实现对轮毂100温度的控制。根据轮毂100内各零部件的发热量，可以选择任意一叶片200或几叶片200进行该方案的实施。具体的，在本实施例中，叶片200的数量为三个，每个的叶片200均设置有与其相对应的通风驱动设备300，可以提高散热效率。

具体的，在本实施例中，导风装置400的形式可以为一独立的管体，管体一端与通风驱动设备300相连通，另一端开口，叶片盖板500上设置有一与管体相适配的安装孔，管体安装在安装孔上，安装孔与管体密封连接。

当然，只要能确保空气能在轮毂和叶片内设定的位置循环流动的装置，均可认为是导风装置，例如，作为导风装置400的另一种形式，导风装置也可以由在叶片200内腔内的多个隔板（未示出）形成，隔板的一端与叶片盖板500相连接，隔板将叶片200分割成多个通道，叶片盖板500上设置有连通该通道和导风装置400的开孔。

为了确保整个***的自动控制化，对轮毂的温度控制准确、实时，本风力发电机组轮毂温度控制装置还包括主控***及安装在轮毂100内腔内的温度检测装置，具体的，温度监测装置包括温度传感器。主控***分别与温度检测装置和通风驱动装置相连接，温度检测装置对轮毂100内腔内的温度实时监测并将监测结果传输至主控***，主控***根据监测结果控制通风驱动装置的开/闭。轮毂100温度控制装置运行控制过程：在轮毂100内安装一个温度传感器对轮毂100内腔气温进行实时监测，并传递到主控***。当主控***发轮毂100内气温处于较高温度时，发出指令并启动轮毂100温度控制装置；当轮毂100内气温降低到较低温度时，发出指令并停止轮毂100温度控制装置。若具有多各轮毂100温度控制装置（利用不止一支叶片200作为散热器），对于轮毂100温度控制装置的启停可以是同时，也可以是根据轮毂100内温度的高低启停其中的某一套或几套。具体的主控***可以包括CPU等，只要能够实现温度控制及装置开闭的目的即可。

如图1所示，具体的，在本实施例中，通风间隙600为设置在叶片盖板500上的多个缺口，该缺口的设置形式不唯一，只要使得通风间隙能够满足形成空气循环即可。

具体的，在本实施例中，叶片200的材质包括玻璃纤维和木材，当然也可以为其他材质，虽然这两种材质的导热系数都较低，但由于叶片面积较大，所以仍然能够满足轮毂的散热要求，当然如果采用其他散热性较好的材质能够起到更好的效果。

综上所述，本实施例提供的风力发电机组轮毂温度控制装置，为一种结构简单适用、可靠性高、成本低廉、安装维护方便的风力发电机组轮毂温度控制装置，可以实现对轮毂内腔气温的控制。确保轮毂内气温在各零部件正常运行的环境温度范围以内的同时还保证机组不受外界沙尘与盐雾的侵扰。从而降低对各零部件的性能要求，使各零部件保持工业通用性。从而增加各零部件的可选择性、降低各零部件的成本，在低成本的条件下满足机组的使用要求，确保机组的质量可靠性。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种风力发电机组轮毂温度控制装置，其特征在于，包括轮毂、导流罩及多个分别与轮毂相连接的叶片，所述轮毂和所述叶片均具有内腔，所述轮毂的内腔中安装有一通风驱动设备，至少一个叶片内腔设有沿所述叶片长度分布的导风装置，所述通风驱动设备的进风口或出风口与所述导风装置的一端相连通，所述导风装置的另一端与所述叶片的内腔相连通。

2.根据权利要求1所述的风力发电机组轮毂温度控制装置，其特征在于，所述叶片内腔在靠近所述轮毂内腔一端安装有一叶片盖板，所述叶片盖板设有一安装孔，所述导风装置安装在所述安装孔上，所述导风装置可在所述通风驱动设备上沿导风装置的轴向转动，所述叶片盖板隔绝所述叶片内腔和所述轮毂内腔，所述叶片盖板在与所述叶片内壁的连接处和/或所述盖板上设有多个通风间隙。

3.根据权利要求2所述的风力发电机组轮毂温度控制装置，其特征在于，所述通风间隙为设置在所述叶片盖板上的缺口。

4.根据权利要求2所述的风力发电机组轮毂温度控制装置，其特征在于，所述导风装置包括一管体，所述管体一端与所述通风驱动设备相连通，另一端开口，所述叶片盖板上设置有一与所述管体相适配的安装孔，所述管体安装在所述安装孔上，所述管体可在所述安装孔和/或所述通风驱动设备上轴向转动，所述安装孔与所述管体密封连接。

5.根据权利要求2所述的风力发电机组轮毂温度控制装置，其特征在于，所述导风装置包括设置在所述叶片内腔内的多个隔板，所述隔板的一端与所述叶片盖板相连接，所述隔板将叶片分割成多个通道，所述叶片盖板上设置有连通所述通道和所述导风装置的开孔。

6.根据权利要求1所述的风力发电机组轮毂温度控制装置，其特征在于，还包括主控***及安装在所述轮毂内腔内的温度检测装置，所述主控***分别与所述温度检测装置和通风驱动装置相连接，所述温度检测装置对轮毂内腔内的温度实时监测并将监测结果传输至所述主控***，所述主控***根据所述监测结果控制所述通风驱动装置的开/闭。

7.根据权利要求6所述的风力发电机组轮毂温度控制装置，其特征在于，所述温度监测装置包括温度传感器。

8.根据权利要求1所述的风力发电机组轮毂温度控制装置，其特征在于，所述叶片的数量为三个，每个所述的叶片均设置有与其相对应的通风驱动设备。

9.根据权利要求1-8任一项所述的风力发电机组轮毂温度控制装置，其特征在于，所述叶片的材质包括玻璃纤维和木材。

10.根据权利要求1-8任一项所述的风力发电机组轮毂温度控制装置，其特征在于，所述通风驱动设备包括风机。