NO326003B1 - Kjoleanordning for en vindturbingenerator - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår et vindkraftanlegg omfattende en ringgenerator og et gondolhus av vindkratfanlegget som omgir ringgeneratoren, hvor gondolhuset i området for ringgeneratoren oppviser et varmeledende husavsnitt.

Ved omforming av energi oppstår det regelmessig tap av i form av varme. Dette gjelder selvsagt også ved omformingen av vindens kinetiske energi til elektrisk energi i generatoren i et vindkraftanlegg, idet disse tap også regelmessig forekommer i vindkraftanleggets hoveddriwerk. I hoveddriwerket, som er anbrakt i vindkraftanleggets gondol, oppstår tapene for en stor del i generatoren.

Denne tapsvarme er hittil blitt bortledet til omgivelsene ved anvendelse av vifter, enten ved at kald luft innsuges fra utsiden, eller ved at den oppvarmede luft sirkuleres inne i tårnet og varmen bortledes til utsiden via tårnveggen.

Fra DD 256 169, som betraktes som den nærmestliggende kjente teknikk, er det kjent et vindkraftanlegg med en ringgenerator hvis stator på formtilpasset måte opptas av et såkalt konverterhus (gondol) som på sin side er forsynt med kjøleplater.

Ved denne kjente løsning er det imidlertid en ulempe at mekaniske svingninger av generatoren kan oppfattes som akustisk forstyrrelse.

Formålet med oppfinnelsen er å eliminere denne ulempe i størst mulig grad.

Ved et vindkraftanlegg av den innledningsvis angitte type oppnås dette formål ifølge oppfinnelsen ved at det mellom ringgeneratorens ytre omkrets og det varmeledende husavsnitt er tilveiebrakt en forutbestemt avstand, idet det varmeledende husavsnitt består av et annet materiale enn gondolhuset.

Ved hjelp av denne forutbestemte avstand mellom ringgeneratorens ytre omkrets og det varmeledende husavsnitt oppstår det en mekanisk avkopling av generatoren og gondolhuset, slik at mekaniske svingninger ikke kan overføres fra generatoren rundt huset og således oppfattes i omgivelsene. Derved må varmeenergien riktig nok overføres gjennom luften, men for dette formål kan imidlertid også energi som i begynnelsen utstråles sideveis fra generatoren, opptas og avgis i utadgående retning.

En særlig enkel håndteringsmulighet fremkommer når det varmeledende husavsnitt festes til en faststående del av gondolhuset.

For å øke den ved varmebortføringens virksomme overflate, kan kjøleribber være anordnet med aksial orientering fordelt over den ytre omkrets.

Det varmeledende avsnitt er særlig foretrukket fremstilt av aluminium, da aluminium på fordelaktig måte har liten vekt og god varmeledningsevne. I en ytterligere foretrukket utførelsesform er det varmeledende husavsnitt tilpasset til formen på gondolhuset.

I en foretrukket utførelse av oppfinnelsen rager det varmeledende husavsnitt på minst ett sted over generatoren i en forutbestemt grad, slik at varmeandeler fra generatoren som i begynnelsen utstråles til siden, også fremdeles kan bortledes til omgivelsene.

Fordelaktige utførelsesformer er angitt i underkravene.

I det følgende skal oppfinnelsen beskrives nærmere under henvisning til tegningene, der

fig. 1 viser et forenklet sideriss av et vindkraftanlegg ifølge oppfinnelsen, og fig. 2 viser et forenklet detaljriss av en alternativ utførelsesform av oppfinnelsen.

På fig. 1 betegner 10 det øvre avsnitt av et tårn som bærer gondolen til vindkraftanlegget ifølge oppfinnelsen. Denne gondol oppviser et fremre avsnitt 12 og et bakre avsnitt 14.

Det fremre avsnitt 12 omfatter røttene til de delvis viste rotorblad 11 og roterer med rotoren.

Det bakre avsnitt 14 omslutter ringgeneratoren med dens stator 16 og dens rotor 18.1 overensstemmelse med dette er statoren 16 liksom det bakre område av gondolen 14 faststående, mens rotoren 18 via det ikke viste rotornav samvirker med rotorbladene 11.

I området for generatoren 16, 18 på en forutbestemt avstand fra denne er et avsnitt 20 av den bakre del av gondolhuset 14 utformet av et varmeledende materiale, fortrinnsvis aluminium. Dette varmeledende husavsnitt 20 opptar den fra generatoren 16, 18 utstrålte varme og avleder denne til den forbistrømmende omgivelsesluft. På grunn av den forutbestemte luftspalte mellom generatorens stator 16 og det varmeledende husavsnitt 20 består det ikke noen direkte mekanisk forbindelse mellom disse to komponenter, slik at vibrasjoner av generatoren ikke overføres til det varmeledende husavsnitt 20 og således gjøres utvendig hørbare.

Da det varmeledende husavsnitt 20 i aksial retning er bredere enn generatoren, kan det også oppta fra generatoren 16, 18 i begynnelsen sideveis utstrålte varmeandeler og avlede disse til omgivelsene.

I området mellom tårnets 10 hode og den nedadvendende rotorbladansats 11 er det på et varmebortledende husavsnitt 20 av gondolhuset 14 på utsiden vist en kjøleribbe 26. Denne kjøleribbe 26 forstørrer overflaten av det varmebortledende husavsnitt 20, slik at varmen kan avgis enda bedre til den ytre omgivelse. Slike kjøleribber 26 kan - innvendig og/eller utvendig - være anordnet på hele den ytre omkrets (eller deler av denne) (eller på den indre omkrets) av gondolhuset. Dersom slike kjøleribber er anordnet innvendig, er kjøleribbene fremfor alt anordnet i sideområdet av det varmeledende husavsnitt 20 som ikke er anordnet direkte over generatorens stator 16.

Fig. 2 viser en alternativ utførelsesform ved hvilken det varmeledende husavsnitt 20 er oppdelt i to avsnitt 22 og 24 som overlapper hverandre. Et husavsnitt 12 er her forbundet med en del av det varmeledende husavsnitt 22, mens den andre del av gondolen 14 er forbundet med en andre del av det varmeledende husavsnitt 24. Både husavsnittet 12 og gondolhuset 14 er her fortrinnsvis fremstilt av et ikke-metallisk materiale og således et ikke ideelt varmeledende stoff, eksempelvis GFK.

Da det viste vindkraftanlegg i denne utførelsesform er en såkalt luvartsrotor, vil vinden alltid først strømme over det første husavsnitt 12 med det til dette tilsluttende, varmeledende husavsnitt 22, før den når frem til det andre varmeledende husavsnitt 24 som deretter går over i det andre gondolavsnitt 14. Fuktighet på grunn av vinden blir derfor alltid transportert fra avsnittet 22 og deretter over avsnittet 24 til baksiden (lesiden) av vindkraftanlegget, og kan ikke i nevneverdig grad trenge inn i gondolen gjennom en spalte mellom avsnittene 22 og 24.

Mellom de to varmeledende husavsnitt 22, 24 kan det selvsagt være anordnet tetningsmidler som ytterligere vanskeliggjør en inntrengning av fuktighet.

Dersom gondolhusets indre står under et visst overtrykk, kan luften unnvike gjennom spalten mellom de to husavsnitt 22, 24, slik at enhver inntreden av fuktighet i gondolens indre kan hindres.

Også i denne utførelsesform av oppfinnelsen er utstrekningen av de varmeledende husavsnitt 22, 24 i aksial retning tydelig større enn utstrekningen av generatoren 16, 18, for igjen å kunne bortlede sideveis utstrålt varme.

Claims (12)

1. Vindkraftanlegg omfattende en ringgenerator og et gondolhus (12,14) av vindkraftanlegget som omgir ringgeneratoren (16, 18), hvor gondolhuset i området for ringgeneratoren oppviser et varmeledende husavsnitt (20), og det mellom ringgeneratorens ytre omkrets og det varmeledende husavsnitt (20) er tilveiebrakt en forutbestemt avstand, idet det varmeledende husavsnitt (20) består av et annet materiale enn gondolhuset (12, 14).

2. Vindkraftanlegg ifølge krav 1, karakterisert ved en befestigelse av det varmeledende husavsnitt (20, 24) til en faststående del av huset (14).

3. Vindkraftanlegg ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved kjøleribber (26) i aksial orientering som er anordnet med innbyrdes avstand på den ytre omkrets.

4. Vindkraftanlegg ifølge krav 1, karakterisert ved en befestigelse av det varmeledende husavsnitt (20,22) til en roterende del av huset (12).

5. Vindkraftanlegg ifølge krav 1, karakterisert ved en oppdeling av det varmeledende husavsnitt (22, 24) langs omkretsen i to fra hverandre atskilte avsnitt, idet det første avsnitt (22) er anbrakt på den roterende del (12) av huset, og det andre avsnitt (24) er anbrakt på den faststående del (14) av huset.

6. Vindkraftanlegg ifølge krav 5, karakterisert ved kjøleribber på den andre del av det varmeledende husavsnitt (24).

7. Vindkraftanlegg ifølge ett av kravene 5 eller 6, karakterisert ved at den første del av det varmeledende husavsnitt (22) overlapper den andre del av det varmeledende husavsnitt (24).

8. Vindkraftanlegg ifølge ett av kravene 5-7, karakterisert ved tetningsmidler mellom de første og andre varmeledende husavsnitt (22, 24).

9. Vindkraftanlegg ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at det varmeledende husavsnitt (20, 22, 24) i det vesentlige er fremstilt av aluminium.

10. Vindkraftanlegg ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at formen på det varmeledende husavsnitt (20, 22, 24) er tilpasset til formen på gondolhuset (12, 14).

11. Vindkraftanlegg ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at det varmeledende husavsnitt (20, 22, 24) på minst ett sted rager over generatoren (16, 18) i en forutbestemt grad i aksial retning.

12. Vindkraftanlegg ifølge krav 6, karakterisert ved at kjøleribbene er utformet på utsiden og/eller innsiden på det varmeledende husavsnitt.