[發(fā)明專利]冷卻安裝在風(fēng)力渦輪機(jī)的機(jī)艙中的發(fā)電機(jī)的裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201780051311.2
• 申請日: 2017-09-15
• 公開（公告）號: CN109642553B
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彼得·赫塞爾倫德·澤倫森
• 申請（專利權(quán)）人: 弗蘭德有限公司
• 主分類號: F03D80/60
• 分類號: F03D80/60
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 陳方鳴

冷卻風(fēng)力渦輪機(jī)發(fā)電機(jī)，描述了一種用于冷卻安裝在風(fēng)力渦輪機(jī)的機(jī)艙中的發(fā)電機(jī)的裝置(100、200)，該裝置包括：冷卻空氣進(jìn)口(105)，其在機(jī)艙(103)的外壁(107)處，用于將冷卻空氣(109)引入機(jī)艙內(nèi)的空間區(qū)域(111)；進(jìn)口風(fēng)扇(113)，其在冷卻空氣進(jìn)口(105)的下游，被配置為對空間區(qū)域(111)內(nèi)的引入的冷卻空氣加壓；過濾系統(tǒng)(115)，其在進(jìn)口風(fēng)扇(113)的下游并將空間區(qū)域(111)與機(jī)艙(103)內(nèi)的另一空間區(qū)域(117)隔開，該另一空間(117)區(qū)域與待冷卻的發(fā)電機(jī)部分(119)連通；管道系統(tǒng)(129)，其適于將通過從發(fā)電機(jī)部分到冷卻空氣的熱量交換來加熱的冷卻空氣(132)的一部分(130)引導(dǎo)到空間區(qū)域(111)內(nèi)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種裝置并涉及一種用于冷卻安裝在風(fēng)力渦輪機(jī)的機(jī)艙中的發(fā)電機(jī)的方法。此外，本發(fā)明涉及具有機(jī)艙、發(fā)電機(jī)以及控制裝置的風(fēng)力渦輪機(jī)。

背景技術(shù)

風(fēng)力渦輪機(jī)發(fā)電機(jī)可以安裝在機(jī)艙中，該機(jī)艙安裝在風(fēng)力渦輪機(jī)塔的頂部上。在機(jī)艙中，其上連接多個轉(zhuǎn)子葉片的轉(zhuǎn)子軸可以得到支撐并且該轉(zhuǎn)子軸可以機(jī)械地連接至發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子可以包括多個永磁體并且其可以相對于安裝在機(jī)艙內(nèi)的發(fā)電機(jī)的定子部分旋轉(zhuǎn)。在發(fā)電機(jī)的操作期間，由于永磁體相對于定子的旋轉(zhuǎn)所引起的感應(yīng)效應(yīng)，可以在定子繞組中感應(yīng)出電壓和電流。由此，在發(fā)電機(jī)的操作期間，發(fā)電機(jī)的溫度可能升高。因此，通常，在發(fā)電機(jī)的操作期間，必須對發(fā)電機(jī)進(jìn)行冷卻，特別是直接驅(qū)動式發(fā)電機(jī)，其中發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子直接連接至風(fēng)力渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子軸，多個轉(zhuǎn)子葉片在裝在該轉(zhuǎn)子軸上。

常規(guī)地，可以使用液體鏈路系統(tǒng)以便冷卻直接驅(qū)動式風(fēng)力渦輪機(jī)，特別是直接驅(qū)動式發(fā)電機(jī)。然而，當(dāng)使用液體鏈路系統(tǒng)時，冷卻空氣溫度可能比利用直接冷卻式發(fā)電機(jī)或利用直接冷卻系統(tǒng)時高大約20°。此外，液體鏈路系統(tǒng)可能相對復(fù)雜和昂貴。

直接冷卻系統(tǒng)可能不如液體鏈路冷卻系統(tǒng)那么昂貴。降低發(fā)電機(jī)的溫度可能夠使由風(fēng)力產(chǎn)生的扭矩增大5％。液體鏈路系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)可以是：很少空氣與周圍環(huán)境進(jìn)行交換，從而降低了發(fā)電機(jī)中的腐蝕水平。利用液體鏈路，還可以更易于將濕度保持在相對低的水平。總地來說，液體鏈路系統(tǒng)幾乎不會產(chǎn)生進(jìn)入發(fā)電機(jī)的污物，并且其濕度低，減少腐蝕問題。

EP 2806542 A1公開了一種用于直接驅(qū)動式風(fēng)力渦輪機(jī)的氣流控制裝置，包括流出風(fēng)扇，其布置為經(jīng)過出口通道吸引出口氣流，該出口通道從定子的內(nèi)腔延伸至風(fēng)力渦輪機(jī)的外部。

常規(guī)的直接冷卻系統(tǒng)具有一些優(yōu)點(diǎn)，特別是考慮到發(fā)電機(jī)的操作的可靠性或者冷卻系統(tǒng)的操作的可靠性和安全性而言。

因此，需要一種用于冷卻安裝在風(fēng)力渦輪機(jī)的機(jī)艙中的發(fā)電機(jī)的裝置和方法，其可靠、安全并且可以在相對較長的時間上確保正確的操作，從而減少了維護(hù)工作和成本。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，提供了一種用于冷卻安裝在風(fēng)力渦輪機(jī)的機(jī)艙中的發(fā)電機(jī)的裝置，該裝置包括：冷卻空氣進(jìn)口，在機(jī)艙的外壁處，用于將冷卻空氣引入機(jī)艙內(nèi)的空間區(qū)域；進(jìn)口風(fēng)扇，在冷卻空氣進(jìn)口的下游，被配置為對空間區(qū)域內(nèi)引入的冷卻空氣加壓；過濾系統(tǒng)，在進(jìn)口風(fēng)扇的下游并且將空間區(qū)域與機(jī)艙內(nèi)的另一空間區(qū)域隔開，其它空間區(qū)域與待冷卻的發(fā)電機(jī)部分連通(特別是用于將來自發(fā)電機(jī)部分的熱能交換給冷卻空氣以獲得加熱的冷卻空氣)；以及管道系統(tǒng)，適于將通過從發(fā)電機(jī)部分到該冷卻空氣的熱量交換來加熱的冷卻空氣的一部分引導(dǎo)到空間區(qū)域內(nèi)。

冷卻空氣進(jìn)口可以例如布置在機(jī)艙的底壁上或者機(jī)艙的頂壁上。在其它實(shí)施例中，冷卻空氣進(jìn)口可以布置在機(jī)艙的背面處。根據(jù)其它實(shí)施例，冷卻空氣進(jìn)口可以包括在機(jī)艙外壁不同面上的一個或多個開口。經(jīng)由冷卻空氣進(jìn)口，周圍的冷卻空氣可以被引入到空間區(qū)域內(nèi)，其在下文中也被稱為低濕度過濾室。空間區(qū)域可以尤其通過過濾系統(tǒng)的部件和/或一些內(nèi)壁部分與機(jī)艙內(nèi)的其它空間區(qū)域隔開。在該空間區(qū)域內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，經(jīng)由冷卻空氣進(jìn)口引入的冷卻空氣可以通過有利地將冷卻空氣與排放空氣(即，已經(jīng)通過與發(fā)電機(jī)的部件熱交換而被加熱的冷卻空氣)的一部分進(jìn)行混合來降低濕度。