CN218844503U - 一种风力发电机组机舱冷却*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种风力发电机组机舱冷却***，包括中心转轴，所述中心转轴的一侧固定设置有若干风机叶片，所述中心转轴远离所述风机叶片的一侧固定设置有机舱，所述机舱的下方固定设置有塔架，所述机舱的外圈设置有水冷腔，所述水冷腔的外圈设置有风冷腔，所述机舱的顶部固定安装有水冷装置，所述水冷装置包括集水箱、集水槽和下水槽以及第一旋转杆，所述集水箱的底部通过支架固定安装在所述风冷腔的顶部，所述集水槽的出水口和所述集水箱的进水口密封连通。本实用新型始终保证至少一种方式可以冷却机舱，从而保证了机舱的温度始终在规定的范围内，保证了机舱内的机械设备能够正常使用，避免高温导致的设备损害，同时延长了其使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及风力发电机冷却技术领域，具体为一种风力发电机组机舱冷却***。
背景技术
对于风力发电机组来说，由于机舱内部存在较多的发热部件，如发电机、变流器等，因此冷却需求相对较高。最常见的针对机舱内部的冷却方案是设置冷却***。冷却***内部有循环流动的冷却液用于与机舱内部空气及大型发热部件进行热交换。
现有技术中有很多关于风力发电机组机舱冷却***的研究，例如申请公布号为CN112502917A的机舱冷却***及包括其的风力发电机组，该冷却***通过在其循环冷却***的基础上，设置一加强冷却***，对其位于机舱外部的空水散热器进行加强冷却，并且该加强冷却***通过喷淋装置对空水散热器的表面进行雨水喷洒，由于水分蒸发能够吸收较多热量，并且结合机舱顶部较强的风力吹动，因此能够产生更好的冷却效果，而雨水收集装置则可以直接利用雨水作为冷却液，不需要人工进行冷却液补充，因地制宜，方便使用，在提高了散热器冷却效果的同时，还利于成本控制，降低安装难度。
但是还存在如下明显不足：根据上述的陈述可知，该冷却***是对其位于机舱外部的空水散热器进行加强冷却，因此机舱内部的散热效果并不显著，同时由于下雨是自然现象，可能连续多天不下雨，且随着雨水喷洒和高温雨水的蒸发导致雨水慢慢减少直到消耗完，后期如果没有冷却水供应，则机舱冷却***失效。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种风力发电机组机舱冷却***，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种风力发电机组机舱冷却***，包括中心转轴，所述中心转轴的一侧固定设置有若干风机叶片，所述中心转轴远离所述风机叶片的一侧固定设置有机舱，所述机舱的下方固定设置有塔架，所述机舱的外圈设置有水冷腔，所述水冷腔的外圈设置有风冷腔，所述机舱的顶部固定安装有水冷装置，所述水冷装置包括集水箱、集水槽和下水槽以及第一旋转杆，所述集水箱的底部通过支架固定安装在所述风冷腔的顶部，所述集水槽的出水口和所述集水箱的进水口密封连通，所述下水槽的进水口和所述集水箱的出水口密封连通，所述下水槽的出水口和所述水冷腔的进水口连通，所述第一旋转杆一端贯穿所述水箱的外壁和第一风动叶片固定连接，另一端延伸到所述集水箱的内壁和若干搅动叶片固定连接，所述风冷腔靠近风机叶片的一侧开设有排风孔；
所述塔架的外壁上，且在所述机舱的下方固定安装有储水箱，所述储水箱的进水槽和所述水冷腔的出水口密封连通，所述储水箱的出水口和循环水管的一端密封连接，所述循环水管的另一端和下水槽密封连通，所述储水箱内部滑动连接有竖杆，所述竖杆的一侧固定连接有驱动杆，所述驱动杆远离所述竖杆的一端贯穿所述塔架和电动推杆固定连接，所述电动推杆安装在所述塔架的外壁上；
所述风冷腔的侧面固定安装制冷风箱，所述制冷风箱内部开设有第一空腔和第二空腔，所述第一空腔内上下对称安装有空气制冷器，所述第一空腔的中心位置穿设有第二旋转杆，所述第二旋转杆一端延伸到所述第一空腔外壁和第二风动叶片固定连接，另一端延伸到所述第二空腔内部和第三风动叶片固定连接，所述第一空腔靠近所述第二风动叶片的一侧上下对称开设有进风孔，所述第一空腔和第二空腔之间上下对称开设有出风孔，所述第二空腔靠近所述风冷腔的一侧和所述风冷腔连通。
优选的，所述水冷腔的进水口的正下方设置有凸块。
优选的，所述集水槽中固定安装有防尘网。
优选的，所述集水箱的顶部开设有若干散热孔。
优选的，所述第一旋转杆和集水箱的连接处设置有第一转动轴承，所述第一旋转杆贯穿设置在所述第一转动轴承中。
优选的，所述下水槽的下水管上设置有电磁阀。
优选的，所述进水槽的下水管上设置有单向阀。
优选的，所述第二旋转杆和所述第一空腔以及第二空腔的连接处设置有第二转动轴承，所述第二旋转杆贯穿设置在所述第二转动轴承中。
优选的，所述机舱的外壳上安装有温度传感器。
优选的，所述塔架的外壁上安装有控制器。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
雨水从下水槽的出水口流到水冷腔，由于下水槽的出水口设置在水冷腔的顶部中部，且水冷腔的进水口的正下方设置有凸块，则雨水从水冷腔的两侧同时向下流动且水量均等量，从而使机舱表面冷却的均等化，避免出现冷热不均导致机舱变形；在雨水流动的过程中，雨水和机舱进行热交换，机舱表面的温度被降低，而雨水将热量带走，通过进水槽流动到储水箱储存；与此同时自然风吹动第二风动叶片转动，第二风动叶片转动将空气中的气体吹到空气制冷器内，经过空气制冷器将气体制冷，通过第三风动叶片将冷空气吹到风冷腔内，在流经风冷腔后，通过排风孔将机舱表面的热量以及水冷腔表面的热量从排风孔带出，以此进一步冷却机舱；利用储水箱作为辅助冷却设备，通过控制器控制电动推杆启动，电动推杆推动驱动杆和竖杆将冷水经循环水管压到下水槽中，通过下水槽流入水冷腔，利用水冷腔中水的流动带走机舱内机械工作产生的热量，弥补由于长时间不下雨，集水箱内的雨水被用完的缺陷；即使储水箱内的水分也因被蒸发完，则可以单独利用风冷装置来冷却机舱，始终保证至少一种方式可以冷却机舱，从而保证了机舱的温度始终在规定的范围内，保证了机舱内的机械设备能够正常使用，避免高温导致的设备损害，同时延长了其使用寿命。
附图说明
图1为本实用新型整体结构的侧视剖面图；
图2为本实用新型图1中A处水冷装置的各部分结构连接关系放大图；
图3为本实用新型图1中B处风冷装置的各部分结构连接关系放大图；
图4为本实用新型图1中C处循环冷却装置的各部分结构连接关系放大图。
图中：1中心转轴、2风机叶片、3机舱、4水冷腔、5风冷腔、6水冷装置、7集水箱、8集水槽、9下水槽、10第一旋转杆、11支架、12第一风动叶片、13搅动叶片、14储水箱、15循环水管、16竖杆、17驱动杆、18电动推杆、19制冷风箱、20第一空腔、21第二空腔、22空气制冷器、23第二旋转杆、24第二风动叶片、25第三风动叶片、26进风孔、27出风孔、28凸块、29防尘网、30散热孔、31第一转动轴承、32电磁阀、33进水槽、34单向阀、35第二转动轴承、36温度传感器、37控制器、38排风孔。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例：
请参阅图1至图4，本实用新型提供一种技术方案：
实施例1：
一种风力发电机组机舱冷却***，如图1所示，包括中心转轴1，所述中心转轴1的一侧固定设置有若干风机叶片2，所述中心转轴1远离所述风机叶片2的一侧固定设置有机舱3，机舱3的下方固定设置有塔架，机舱3的外圈设置有水冷腔4，水冷腔4的外圈设置有风冷腔5；如图2所示，机舱3的顶部固定安装有水冷装置6，水冷装置6包括集水箱7、集水槽8和下水槽9以及第一旋转杆10，集水箱7的底部通过支架11固定安装在风冷腔5的顶部，集水槽8的出水口和集水箱7的进水口密封连通，下水槽9的进水口和集水箱7的出水口密封连通，下水槽9的出水口和水冷腔4的进水口连通，第一旋转杆10一端贯穿集水箱7的外壁和第一风动叶片12固定连接，另一端延伸到水箱5的内壁和若干搅动叶片13固定连接，储水箱14的外圈覆盖有一层防晒网，通过防晒网可以减缓水温的升高和水分的蒸发；
如图1和图4所示，塔架的外壁上，且在机舱3的下方固定安装有储水箱14，储水箱14的外圈覆盖有一层防晒网，通过防晒网可以减缓水温的升高和水分的蒸发，储水箱14的进水槽33和水冷腔4的出水口密封连通，储水箱14的出水口和循环水管15的一端密封连接，循环水管15的另一端和下水槽9密封连通，储水箱14内部滑动连接有竖杆16，竖杆16的一侧固定连接有驱动杆17，驱动杆17远离竖杆16的一端贯穿塔架和电动推杆18固定连接，电动推杆18安装在塔架的外壁上；
如图1和图3所示，所述风冷腔5的侧面固定安装有制冷风箱19，所述制冷风箱19内部开设有第一空腔20和第二空腔21，第一空腔20内上下对称安装有空气制冷器22，第一空腔20的中心位置穿设有第二旋转杆23，第二旋转杆23一端延伸到第一空腔20外壁和第二风动叶片24固定连接，另一端延伸到第二空腔21内部和第三风动叶片25固定连接，第一空腔20靠近第二风动叶片24的一侧上下对称开设有进风孔26，第一空腔20和第二空腔21之间上下对称开设有出风孔27，第二空腔21靠近风冷腔5的一侧风冷腔5连通，所述风冷腔5靠近风机叶片2的一侧开设有排风孔38。
本实用新型中，将水冷腔4直接设置在机舱3的***，将风冷腔5直接设置在水冷腔4的***，使机舱3和水冷腔4以及风冷腔5三者之间可以直接互相接触，通过水的流动性可以将机舱3表面的热量带走，当风冷腔5内的冷水吸收热量变热水后，再通过风冷腔5中冷风的移动进一步将机舱3表面的热量以及水冷腔4表面的热量带走，因此通过水冷腔4和风冷腔5的共同作用可以将机舱3内的温度迅速的冷却下来，既保证了发电机组正常的工作，同时延长了其使用寿命。
本实用新型中，随着社会发展，用电需求越来越高，风机叶片的尺寸越来越大，机组的塔架也越建越高，通过人工安装水管提供水源来冷却机舱一方面不方便，另一方面成本很高，因此平时可以利用下雨将雨水收集在集水箱7中储存起来。
本实用新型中，由于夏天的室外温度很高，导致集水箱7中的水温也很高，通过自然风的吹动驱动第一风动叶片12旋转，同时第一风动叶片12旋转带动第一旋转杆10和搅动叶片13转动，将水由静止状态搅动成流动的状态，有助于降低水温，为下一步冷却机舱做准备。
本实用新型中，通过安装储水箱14，用于收集和存储从集水箱7中留下的且流经水冷腔4后的雨水，当长时间没有下雨，经过冷却机舱3和水分自然蒸发后，集水箱7中没有剩余冷水，则可以通过控制器37控制电动推杆18启动，电动推杆18推动驱动杆17和竖杆16将冷水经循环水管15压到下水槽9中，循环利用。
本实用新型中，通过自然风的吹动驱动第二风动叶片24转动，第二风动叶片24转动将空气中的气体吹到空气制冷器22内，经过空气制冷器22将气体制冷，通过第三风动叶片25将冷空气吹到风冷腔5内，在流经风冷腔5后，通过排风孔38将热量带出，以此循环往复。
本实用新型中，空气制冷器22的制冷原理属于现有技术，即利用压缩机不断工作，然后把低压区的热量不断吸收到高压区，然后高压区的制冷剂再不断的吸热变成气态，前往低压区，这样就会吸热，然后造成空气中的热量被吸收，从而导致空气变冷了。
实施例2：
本实施例在上述实施例1的基础上，增设了以下结构：如图2所示，所述水冷腔4的进水口的正下方设置有凸块28，集水槽8中固定安装有防尘网29，集水箱7的顶部开设有若干散热孔30，凸块28可以使雨水从水冷腔4的两侧同时向下流动且水量均等量，从而使机舱3表面冷却的均等化，避免出现冷热不均导致机舱3变形，防尘网29具有拦截作用，可以避免外部环境中的杂质进入到集水箱7中而堵塞集水槽8的出水口或下水槽9的进水口，通过散热孔30可以将集水箱7内的热量慢慢散发出去，以此降低水温。
实施例3：
本实施例在上述实施例1、实施例2的基础上，增设了以下结构：如图2和图3所示，第一旋转杆10和集水箱7的连接处设置有第一转动轴承31，第一旋转杆10贯穿设置在第一转动轴承31中，第二旋转杆23和第一空腔20以及第二空腔21的连接处设置有第二转动轴承35，第二旋转杆23贯穿设置在第二转动轴承35中，通过第一转动轴承31可以使第一旋转杆10转动的更顺滑，以此使第一旋转杆10转动更快，最终集水箱7内部的热量散发的更快，水温降低的更快，通过第二转动轴承35可以使第二旋转杆23转动的更顺滑，以此使第二旋转杆23转动更快，则第二风动叶片24和第三风动叶片25转动更快，使更多的空气从进风孔26进入到风冷通道28，最终流入风冷腔5中，更快地带走更多的热量。
实施例4：
本实施例在上述实施例1、实施例2以及实施例3的基础上，增设了以下结构：如图2和图4所示，下水槽9的下水管上设置有电磁阀32，进水槽33的下水管上设置有单向阀34，单向阀34的流动方向从下水槽9流入储水箱14中，而不能从储水箱14流入下水槽9中；如图1所示，机舱3的外壳上安装有温度传感器36，塔架的外壁上安装有控制器37，控制器37和电磁阀32以及温度传感器36之间电性连接，可以利用温度传感器36来感应机舱3内的温度是否超过事先设定的阈值，控制器37判断是否需要开启电磁阀32，当温度传感器36感应机舱3内的温度超过阈值，控制器37控制第一电磁阀32开启，利用集水箱7的雨水冷却机舱3；当温度传感器36感应机舱3内的温度没有超过阈值，机舱3无需冷却，则控制器37控制第一电磁阀32关闭。
本实用新型中，温度传感器36和控制器37为现有技术，温度传感器36可以采用型号为PT100的温度传感器，温度的采集范围为-200℃～+850℃，控制器37可以采用型号为S7-200的单片机型PLC。
该风力发电机组机舱冷却***的工作原理如下：
首先通过温度传感器36感应机舱3内的温度是否超过阈值，如果超过阈值，需要对机舱3进行冷却处理，利用控制器37控制第一电磁阀32开启，将之前下雨储存的雨水从下水槽9的出水口流到水冷腔4，由于下水槽9的出水口设置在水冷腔4的顶部中部，则雨水从水冷腔4的两侧向下流动，在雨水流动的过程中，雨水和机舱3进行热交换，机舱3表面的温度被降低，而雨水将热量带走，通过进水槽33流动到储水箱14储存，与此同时自然风吹动第二风动叶片24转动，第二风动叶片24转动将空气中的气体吹到空气制冷器22内，经过空气制冷器22将气体制冷，通过第三风动叶片25将冷空气吹到风冷腔5内，在流经风冷腔5后，通过排风孔38将机舱3表面的热量以及水冷腔4表面的热量从排风孔38带出，以此进一步冷却机舱3，如此循环往复直到将机舱3内的温度降在阈值之下，通过水冷装置6和风冷装置共同作用可以快速将机舱3冷却，如果由于长时间不下雨，集水箱7内的雨水被用完，则可以利用储水箱14作为辅助冷却设备，通过控制器37控制电动推杆18启动，电动推杆18推动驱动杆17和竖杆16将冷水经循环水管15压到下水槽9中，通过下水槽9流入水冷腔4，直到等待下雨集水箱7能够补充到冷却水，再利用水冷装置6动作来冷却机舱3，即使储水箱14内的水分也被蒸发完，则可以单独利用风冷装置来冷却机舱3，始终保证至少一种方式可以冷却机舱3，从而保证了机舱3的温度始终在规定的范围内，保证了机舱3内的机械设备能够正常使用，避免高温导致的设备损害，同时延长了其使用寿命。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种风力发电机组机舱冷却***，包括中心转轴(1)，所述中心转轴(1)的一侧固定设置有若干风机叶片(2)，所述中心转轴(1)远离所述风机叶片(2)的一侧固定设置有机舱(3)，所述机舱(3)的下方固定设置有塔架，其特征在于，所述机舱(3)的外圈设置有水冷腔(4)，所述水冷腔(4)的外圈设置有风冷腔(5)，所述机舱(3)的顶部固定安装有水冷装置(6)，所述水冷装置(6)包括集水箱(7)、集水槽(8)和下水槽(9)以及第一旋转杆(10)，所述集水箱(7)的底部通过支架(11)固定安装在所述风冷腔(5)的顶部，所述集水槽(8)的出水口和所述集水箱(7)的进水口密封连通，所述下水槽(9)的进水口和所述集水箱(7)的出水口密封连通，所述下水槽(9)的出水口和所述水冷腔(4)的进水口连通，所述第一旋转杆(10)一端贯穿所述集水箱(7)的外壁和第一风动叶片(12)固定连接，另一端延伸到所述水箱(5)的内壁和若干搅动叶片(13)固定连接；
所述塔架的外壁上，且在所述机舱(3)的下方固定安装有储水箱(14)，所述储水箱(14)的进水槽(33)和所述水冷腔(4)的出水口密封连通，所述储水箱(14)的出水口和循环水管(15)的一端密封连接，所述循环水管(15)的另一端和下水槽(9)密封连通，所述储水箱(14)内部滑动连接有竖杆(16)，所述竖杆(16)的一侧固定连接有驱动杆(17)，所述驱动杆(17)远离所述竖杆(16)的一端贯穿所述塔架和电动推杆(18)固定连接，所述电动推杆(18)安装在所述塔架的外壁上；
所述风冷腔(5)的侧面固定安装有制冷风箱(19)，所述制冷风箱(19)内部开设有第一空腔(20)和第二空腔(21)，所述第一空腔(20)内上下对称安装有空气制冷器(22)，所述第一空腔(20)的中心位置穿设有第二旋转杆(23)，所述第二旋转杆(23)一端延伸到所述第一空腔(20)外壁和第二风动叶片(24)固定连接，另一端延伸到所述第二空腔(21)内部和第三风动叶片(25)固定连接，所述第一空腔(20)靠近所述第二风动叶片(24)的一侧上下对称开设有进风孔(26)，所述第一空腔(20)和第二空腔(21)之间上下对称开设有出风孔(27)，所述第二空腔(21)靠近所述风冷腔(5)的一侧和所述风冷腔(5)连通，所述风冷腔(5)靠近风机叶片(2)的一侧开设有排风孔(38)。
2.根据权利要求1所述的一种风力发电机组机舱冷却***，其特征在于，所述水冷腔(4)的进水口的正下方设置有凸块(28)。
3.根据权利要求1所述的一种风力发电机组机舱冷却***，其特征在于，所述集水槽(8)中固定安装有防尘网(29)。
4.根据权利要求1所述的一种风力发电机组机舱冷却***，其特征在于，所述集水箱(7)的顶部开设有若干散热孔(30)。
5.根据权利要求1所述的一种风力发电机组机舱冷却***，其特征在于，所述第一旋转杆(10)和集水箱(7)的连接处设置有第一转动轴承(31)，所述第一旋转杆(10)贯穿设置在所述第一转动轴承(31)中。
6.根据权利要求1所述的一种风力发电机组机舱冷却***，其特征在于，所述下水槽(9)的下水管上设置有电磁阀(32)。
7.根据权利要求1所述的一种风力发电机组机舱冷却***，其特征在于，所述进水槽(33)的下水管上设置有单向阀(34)。
8.根据权利要求1所述的一种风力发电机组机舱冷却***，其特征在于，所述第二旋转杆(23)和所述第一空腔(20)以及第二空腔(21)的连接处设置有第二转动轴承(35)，所述第二旋转杆(23)贯穿设置在所述第二转动轴承(35)中。
9.根据权利要求1所述的一种风力发电机组机舱冷却***，其特征在于，所述机舱(3)的外壳上安装有温度传感器(36)。
10.根据权利要求1所述的一种风力发电机组机舱冷却***，其特征在于，所述塔架的外壁上安装有控制器(37)。
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