[發明專利]嵌入風力渦輪機艙中的熱傳遞組件

在審

• 申請號: 201911307836.5
• 申請日: 2019-12-18
• 公開（公告）號: CN111336074A
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: A.J.維爾茨;M.巴克利夫特
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F03D80/60
• 分類號: F03D80/60
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 危凱權;金飛

一種用于風力渦輪的機艙包括限定外壁的殼體以及至少部分地嵌入殼體的外壁內的熱傳遞組件。熱傳遞組件包括熱傳遞設備，該熱傳遞設備具有帶有形成在其外表面中的流徑的本體以及配置成流過流徑的工作流體。熱傳遞設備還包括與本體的流徑相鄰布置的板部件。因而，板部件和機艙的殼體的外壁配置成將熱量從工作流體傳導到環境空氣。

技術領域

本公開內容大體上涉及風力渦輪，且更特別地涉及嵌入風力渦輪機艙中的熱傳遞組件。

背景技術

風力被認為是目前可獲得的最清潔、最環境友好的能源中的一種，且風力渦輪在該方面獲得了增加的關注。現代的風力渦輪典型地包括塔架、發電機、齒輪箱、機艙以及一個或多個轉子葉片。轉子葉片使用已知的翼型(foil)原理來獲取風的動能。轉子葉片傳送呈旋轉能形式的動能，以便轉動將轉子葉片聯接到齒輪箱(或如果未使用齒輪箱，直接地聯接到發電機)的軸。發電機然后將機械能轉換成電能，電能可配置到公用電網。

機艙典型地容納發電機、齒輪箱以及風力渦輪的各種其它機械和電氣構件。因此，此類構件生成必須在風力渦輪的操作期間冷卻的熱量。當前，風力渦輪中熱構件的冷卻(特別是海上風力渦輪中發電機的冷卻)使用管道、風扇和/或大的制造的熱交換器的復雜系統來實現。然而，此類系統復雜、昂貴且重。

因此，配置成用于冷卻風力渦輪機艙內的構件的改進的熱傳遞組件以及制造解決上述問題的該熱傳遞組件的方法將在本領域中受到歡迎。

發明內容

本發明的方面和優點將在以下描述中部分地闡述，或可從描述中清楚，或可通過實施本發明來學習。

在一方面，本公開內容涉及一種用于風力渦輪的機艙。機艙包括限定外壁的殼體以及至少部分地嵌入殼體的外壁內的熱傳遞組件。熱傳遞組件包括熱傳遞設備，該熱傳遞設備具有帶有形成在其外表面中的流徑的本體以及配置成流過流徑的工作流體。熱傳遞設備還包括與本體的流徑相鄰布置的板部件。因而，機艙的殼體的外壁和板部件配置成將熱量從工作流體傳導到環境空氣。

在一個實施例中，熱傳遞設備的本體可經由增材制造工藝或注射模制中的至少一種來形成。例如，在此類實施例中，增材制造工藝可包括大面積增材制造(BAAM)、定向能量沉積或材料噴射。

在另一實施例中，本體可由非熱傳導材料形成。在此類實施例中，非熱傳導材料可包括樹脂材料、陶瓷材料或低傳導性材料。更特別地，在某些實施例中，樹脂材料可包括熱塑性材料或熱固性材料。

在另外的實施例中，板部件可由熱傳導材料形成，以便將熱量從工作流體傳導到環境空氣。在此類實施例中，熱傳導材料可包括金屬材料。另外，工作流體可包括流體或氣體。

在特定實施例中，熱傳遞設備可尺寸確定成裝配在風力渦輪的機艙的外壁的凹部內或沿著機艙的表面的輪廓裝配。在另一實施例中，本體的內表面可面向機艙的內部，而本體的外表面可面向環境空氣。

在額外的實施例中，熱傳遞設備還可包括密封層，該密封層布置在本體與板部件之間，以便最大限度地減小工作流體的泄漏。在另一實施例中，板部件還可包括一個或多個突起，以便提高熱傳遞設備的熱傳遞系數且最大限度地減小熱傳遞設備的整體尺寸。

在若干實施例中，熱傳遞設備還可包括泵、管道或鼓風機，其用于使工作流體移動通過熱傳遞設備的本體和/或通過風力渦輪。

在另一方面，本公開內容涉及一種用于風力渦輪的熱傳遞組件。熱傳遞組件包括熱傳遞設備，該熱傳遞設備具有經由增材制造工藝由非熱傳導材料形成的本體。本體還經由增材制造工藝在其外表面中形成流徑。熱傳遞設備還包括配置成流過流徑的工作流體以及與本體的流徑相鄰布置的板部件。板部件由熱傳導材料形成，以便將熱量從工作流體傳導到環境空氣。還應理解的是，熱傳遞設備還可包括本文中描述的額外特征中的任一個。