[發明專利]用于風力渦輪機的冷卻熱交換器

有效

• 申請號: 202010026891.3
• 申請日: 2020-01-10
• 公開（公告）號: CN111425361B
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發明（設計）人: G.艾羅爾迪
• 申請（專利權）人: 西門子歌美颯可再生能源公司
• 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: 董均華;劉茜

用于風力渦輪機（10）的機艙（12）沿著縱向軸線（Y）延伸，并且包括外表面（14）以及在所述外表面（14）上的熱交換器（20），熱交換器（20）包括：多個流體通道（21），用于在熱交換器（20）中將冷卻的流體；和多個空氣通道（22），用于處于與流體通道（21）熱接觸的冷卻空氣流，空氣通道（22）在熱交換器（20）的入口表面（23）和出口表面（24）之間延伸。入口表面（23）相對于縱向軸線（Y）以被包括在0°和90°之間的安裝角度（α）傾斜。

技術領域

本發明涉及被安裝在風力渦輪機的機艙上的冷卻熱交換器（冷卻器）。

背景技術

由于風力渦輪機被安裝在具有高環境溫度的區域中，或由于增加功率輸出，以產生更多能量，因此風力渦輪機電氣部件被推向其極限。

因此，需要提供不斷增強的冷卻能力，以避免在發電機、變流器和機艙中達到過高的溫度。此類要求通常通過將被安裝在機艙頂部上的冷卻器滿足，其中，借助于橫跨冷卻器的空氣流而冷卻流體，例如，水。空氣流可由被提供在冷卻器的一個表面處的一個或多個風扇產生（主動冷卻），或可自然存在（被動冷卻）。

增加冷卻器的冷卻能力的一個方式是通過增加冷卻器的熱交換表面而實現的。

但是，主要由于對于直升機操作的航空規范，因此存在有空間限制：在高度上，被動冷卻器不可超過已達到的三米的限制；并且在冷卻器突出在機艙外部的情況下，在寬度上的延伸將防止在故障的情況下更換冷卻器的可能性。

因此，存在有需要，以提供將被安裝在風力渦輪機的機艙上的冷卻器，冷卻器相對于現有技術中已知的熱交換器具有改進的冷卻能力，而在冷卻器裝置的總高度和寬度的方面上不超過上文限定的幾何限制。

發明內容

此范圍可由根據獨立權利要求的主題實現。本發明的有利實施例由從屬權利要求描述。

根據本發明，提供有機艙，用于風力渦輪機，所述機艙沿著縱向軸線延伸，并且包括：

外表面以及在所述外表面上的熱交換器，熱交換器包括：多個流體通道，用于在熱交換器中將冷卻的流體；和多個空氣通道，用于處于與流體通道熱接觸的冷卻空氣流，空氣通道在熱交換器的入口表面和出口表面之間延伸，

其中，入口表面相對于縱向軸線以被包括在0°和90°之間的安裝角度傾斜。

有利地，通過使入口表面傾斜，增加了入口表面的延伸以及流體通道和空氣通道的數量，因此還增加了冷卻熱交換器的冷卻能力，而不顯著改變冷卻熱交換器的總高度和寬度。

此類安裝的結果是進入發電機和變流器的冷卻流體的溫度更低，允許產生更高的功率，或允許在更高的溫度氣候下使用渦輪機。

可使用水或包括水的流體（例如，水和乙二醇的混合物）作為冷卻流體。

在本發明的實施例中，空氣通道與縱向軸線對準。有利地，這防止流體渠道相對于風力盛行方向部分阻礙空氣通道，并且防止對于冷卻空氣流產生不期望的阻力。

在本發明的其它實施例中，熱交換器至少包括風扇，用于產生冷卻空氣流。特別地，風扇可被安裝在冷卻熱交換器的出口表面處。根據此類實施例，風扇能夠提供必要的壓差，用于使空氣流動通過冷卻熱交換器，并且獨立于空氣通道的定向。有利地，用于產生冷卻空氣流的一個或多個風扇的存在可與空氣通道結合，所述空氣通道與縱向軸線風扇對準。

在本發明的實施例中，熱交換器包括兩個冷卻模塊，兩個冷卻模塊相對于縱向軸線彼此對稱。此對稱配置可提供作用在熱交換器上的空氣動力的良好平衡。

本發明的上文限定的方面和其它方面從下文中將描述的實施例的示例中顯而易見，并且參考實施例的此類示例而被解釋。下文中將參考實施例的示例而更詳細地描述本發明，但是本發明不限于所述示例。

附圖說明