CN114483925B - 一种外置风力发电机组齿轮箱用风冷散热系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种外置风力发电机组齿轮箱用风冷散热系统，包括风电齿轮箱和安装于风电齿轮箱外侧的循环式散热系统，循环式散热系统包括冷却散热筒、活动进气环、驱动器和分流排气环，冷却散热筒安装于风电齿轮箱的一侧且由冷却筒、制冷器和增压泵组成，制冷器安装于冷却筒的底部并通过管道与冷却筒相连接，增压泵安装于冷却筒的左下角且通过管道与活动进气环相连接，活动进气环安装于风电齿轮箱的前端且包括外环和内置于内部的旋转气流环，外环的表面开设有环形槽，环形槽内置有环形齿条。本发明设计的循环式散热系统采用外置式的安装方式，相对于内置的安装方式，可以减小对齿轮箱内部空间的占用，提高散热的效果。

Description

一种外置风力发电机组齿轮箱用风冷散热系统

技术领域

本发明涉及风电齿轮箱技术领域，具体为一种外置风力发电机组齿轮箱用风冷散热系统。

背景技术

风力发电机组中的齿轮箱是一个重要的机械部件，其主要功用是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机并使其得到相应的转速，通常风轮的转速很低，远达不到发电机发电所要求的转速，必须通过齿轮箱齿轮副的增速作用来实现，故也将齿轮箱称之为增速箱。根据机组的总体布置要求，有时将与风轮轮毂直接相连的传动轴（俗称大轴）与齿轮箱合为一体，也有将大轴与齿轮箱分别布置，其间利用胀紧套装置或联轴节连接的结构。为了增加机组的制动能力，常常在齿轮箱的输入端或输出端设置刹车装置，配合叶尖制动（定桨距风轮）或变桨距制动装置共同对机组传动系统进行联合制动。

然而，现有的风电齿轮箱在使用的过程中存在以下的问题：（1）风电齿轮箱在长时间运作的过程中机箱内部会产生大量的热量，现有的对于风电齿轮箱散热的方式较为简单，多采用风机和散热窗口散热的方式进行散热，散热效率较低；（2）现有的风电齿轮箱的散热装置多采用内置式的安装方式，对机箱内部的空间占用，影响机箱内部的散热。为此，需要设计相应的技术方案解决存在的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种外置风力发电机组齿轮箱用风冷散热系统，解决了风电齿轮箱在长时间运作的过程中机箱内部会产生大量的热量，现有的对于风电齿轮箱散热的方式较为简单，多采用风机和散热窗口散热的方式进行散热，散热效率较低，这一技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种外置风力发电机组齿轮箱用风冷散热系统，包括风电齿轮箱和安装于风电齿轮箱外侧的循环式散热系统，所述循环式散热系统包括冷却散热筒、活动进气环、驱动器和分流排气环，所述冷却散热筒安装于风电齿轮箱的一侧且由冷却筒、制冷器和增压泵组成，所述制冷器安装于冷却筒的底部并通过管道与冷却筒相连接，所述增压泵安装于冷却筒的左下角且通过管道与活动进气环相连接，所述活动进气环安装于风电齿轮箱的前端且包括外环和内置于内部的旋转气流环，所述外环的表面开设有环形槽，所述环形槽内置有环形齿条，所述旋转气流环内置于环形齿条的内部且内侧与风电齿轮箱的内腔相连通，所述驱动器安装于外环的一侧，所述分流排气环安装于风电齿轮箱的末端且包括主环和安装于主环上的排气阀，所述主环与风电齿轮箱的内腔相连通且一侧连接有回流管，所述回流管与冷却筒相连接。

作为本发明的一种优选实施方式，所述冷却筒由主筒、螺旋式冷却管、导气筒和风机组成，所述主筒垂直固定于风电齿轮箱的一侧，所述螺旋式冷却管固定于主筒的内壁上，所述导气筒内置于主筒的中部且上端与回流管相连接，所述导气筒的下端通过管道与增压泵相连接，所述风机位于主筒的一侧且出气端通过管道与导气筒相连接。

作为本发明的一种优选实施方式，所述螺旋式冷却管的两端均与制冷器相连接，所述螺旋式冷却管呈螺旋上升式结构且内置有冷却介质。

作为本发明的一种优选实施方式，所述旋转气流环由内环、密封套垫和喷头组成，所述内环固定于环形齿条的内侧且表面开设有环形槽口，所述密封套垫分设有两组且覆盖于环形槽口上，所述密封套垫上通过管道与增压泵相连接，所述喷头分设若干组且均匀安装于内环的内侧。

作为本发明的一种优选实施方式，所述密封套垫的外侧固定于外环的内壁上且内侧与内环的表面滑动接触。

作为本发明的一种优选实施方式，所述喷头的端部开设有安装口，所述安装口活动设置有球状分流头，所述球状分流头的表面均匀开设有若干组出气孔。

作为本发明的一种优选实施方式，所述驱动器包括驱动电机和安装于驱动电机动力输出端的驱动齿轮，所述驱动电机安装于风电齿轮箱上，所述驱动齿轮与环形齿条啮合。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1.本发明设计了一种风电齿轮箱用散热系统，该循环式散热系统包括冷却散热筒、活动进气环、驱动器和分流排气环，通过安装于齿轮箱一侧的冷却散热筒将冷却气流输送至活动进气环内，并利用驱动器驱动活动进气环内部的内环进行转动，在转动的过程中通过安装于内环上的若干组喷头对齿轮箱的内部进行散热处理，此外该喷头的端部设置有球状分流头，可以在对气流进行分散式吹气，散热气流进入到齿轮箱后顺着齿轮箱的内腔流至末端的分流排气环内，通过分流排气环将部分气流回流至冷却散热筒内，另外的气流顺着排气阀外排，通过这样的散热方式可以大大提高齿轮箱的散热效果，并且对气流循环使用的方式一方面可以减小灰尘的进入，另一方面可以减小散热风机的工作负荷。

2.本方案设计的循环式散热系统采用外置式的安装方式，相对于内置的安装方式，可以减小对齿轮箱内部空间的占用，提高散热的效果。

附图说明

图1为本发明的整体结构图；

图2为本发明所述风电齿轮箱前端示意图；

图3为本发明所述风电齿轮箱末端示意图；

图4为本发明所述活动进气环结构图；

图5为本发明所述活动进气环剖面结构图。

图中:1、风电齿轮箱；2、冷却散热筒；3、活动进气环；4、驱动器；5、分流排气环；6、冷却筒；7、制冷器；8、增压泵；9、外环；10、旋转气流环；11、环形槽；12、环形齿条；13、主环；14、排气阀；15、回流管；16、主筒；17、螺旋式冷却管；18、导气筒；19、风机；20、内环；21、密封套垫；22、喷头；23、环形槽口；24、球状分流头；25、出气孔；26、驱动电机；27、驱动齿轮。

实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

实施例1：请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种外置风力发电机组齿轮箱用风冷散热系统，包括风电齿轮箱1和安装于风电齿轮箱1外侧的循环式散热系统，循环式散热系统包括冷却散热筒2、活动进气环3、驱动器4和分流排气环5，冷却散热筒2安装于风电齿轮箱1的一侧且由冷却筒6、制冷器7和增压泵8组成，制冷器7安装于冷却筒6的底部并通过管道与冷却筒6相连接，增压泵8安装于冷却筒6的左下角且通过管道与活动进气环3相连接，活动进气环3安装于风电齿轮箱1的前端且包括外环9和内置于内部的旋转气流环10，外环9的表面开设有环形槽11，环形槽11内置有环形齿条12，旋转气流环10内置于环形齿条12的内部且内侧与风电齿轮箱1的内腔相连通，驱动器4安装于外环9的一侧，分流排气环5安装于风电齿轮箱1的末端且包括主环13和安装于主环13上的排气阀14，主环13与风电齿轮箱1的内腔相连通且一侧连接有回流管15，回流管15与冷却筒6相连接。

实施例2：如图3所示：冷却筒6由主筒16、螺旋式冷却管17、导气筒18和风机19组成，主筒16垂直固定于风电齿轮箱1的一侧，螺旋式冷却管17固定于主筒16的内壁上，导气筒18内置于主筒16的中部且上端与回流管15相连接，导气筒18的下端通过管道与增压泵8相连接，风机19位于主筒16的一侧且出气端通过管道与导气筒18相连接，制冷器7对螺旋式冷却管17进行冷却处理，通过螺旋式冷却管17对导气筒18内的气流进行冷却处理，通过风机19可以对导气筒18达到补气的目的。

螺旋式冷却管17的两端均与制冷器7相连接，螺旋式冷却管17呈螺旋上升式结构且内置有冷却介质，通过制冷器7对螺旋式冷却管17的内部冷却介质进行冷却处理，从而对导气筒18的气流达到冷却的目的。

实施例3：如图4和5所示：旋转气流环10由内环20、密封套垫21和喷头22组成，内环20固定于环形齿条12的内侧且表面开设有环形槽口23，密封套垫21分设有两组且覆盖于环形槽口23上，密封套垫21上通过管道与增压泵8相连接，喷头22分设若干组且均匀安装于内环20的内侧，冷却气流顺着管道流至密封套垫21处并通过环形槽口23进入到内环20内，并将气流导入至喷头22内。

密封套垫21的外侧固定于外环9的内壁上且内侧与内环20的表面滑动接触，这样的设计方式可以达到对环形槽口23封闭的目的。

喷头22的端部开设有安装口，安装口活动设置有球状分流头24，球状分流头24的表面均匀开设有若干组出气孔25，喷头22气流在外喷时带动球状分流头24活动，从而使得气流多角度喷出，达到对齿轮箱内部全方位散热的目的。

具体地，驱动器4包括驱动电机26和安装于驱动电机26动力输出端的驱动齿轮27，驱动电机26安装于风电齿轮箱1上，驱动齿轮27与环形齿条12啮合，通过驱动电机26带动驱动齿轮27转动，利用驱动齿轮27带动环形齿条12同步转动，从而带动内部的内环20同步转动。

在使用时：本发明设计了一种风电齿轮箱1用散热系统，该循环式散热系统包括冷却散热筒2、活动进气环3、驱动器4和分流排气环5，通过安装于齿轮箱一侧的冷却散热筒2将冷却气流输送至活动进气环3内，并利用驱动器4驱动活动进气环3内部的内环20进行转动，在转动的过程中通过安装于内环20上的若干组喷头22对齿轮箱的内部进行散热处理，此外该喷头22的端部设置有球状分流头24，可以在对气流进行分散式吹气，散热气流进入到齿轮箱后顺着齿轮箱的内腔流至末端的分流排气环5内，通过分流排气环5将部分气流回流至冷却散热筒2内，另外的气流顺着排气阀14外排，通过这样的散热方式可以大大提高齿轮箱的散热效果，并且对气流循环使用的方式一方面可以减小灰尘的进入，另一方面可以减小散热风机19的工作负荷。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种外置风力发电机组齿轮箱用风冷散热系统，包括风电齿轮箱（1）和安装于风电齿轮箱（1）外侧的循环式散热系统，其特征在于：所述循环式散热系统包括冷却散热筒（2）、活动进气环（3）、驱动器（4）和分流排气环（5），所述冷却散热筒（2）安装于风电齿轮箱（1）的一侧且由冷却筒（6）、制冷器（7）和增压泵（8）组成，所述制冷器（7）安装于冷却筒（6）的底部并通过管道与冷却筒（6）相连接，所述增压泵（8）安装于冷却筒（6）的左下角且通过管道与活动进气环（3）相连接，所述活动进气环（3）安装于风电齿轮箱（1）的前端且包括外环（9）和内置于内部的旋转气流环（10），所述外环（9）的表面开设有环形槽（11），所述环形槽（11）内置有环形齿条（12），所述旋转气流环（10）内置于环形齿条（12）的内部且内侧与风电齿轮箱（1）的内腔相连通，所述驱动器（4）安装于外环（9）的一侧，所述分流排气环（5）安装于风电齿轮箱（1）的末端且包括主环（13）和安装于主环（13）上的排气阀（14），所述主环（13）与风电齿轮箱（1）的内腔相连通且一侧连接有回流管（15），所述回流管（15）与冷却筒（6）相连接。

2.根据权利要求1所述的一种外置风力发电机组齿轮箱用风冷散热系统，其特征在于：所述冷却筒（6）由主筒（16）、螺旋式冷却管（17）、导气筒（18）和风机（19）组成，所述主筒（16）垂直固定于风电齿轮箱（1）的一侧，所述螺旋式冷却管（17）固定于主筒（16）的内壁上，所述导气筒（18）内置于主筒（16）的中部且上端与回流管（15）相连接，所述导气筒（18）的下端通过管道与增压泵（8）相连接，所述风机（19）位于主筒（16）的一侧且出气端通过管道与导气筒（18）相连接。

3.根据权利要求2所述的一种外置风力发电机组齿轮箱用风冷散热系统，其特征在于：所述螺旋式冷却管（17）的两端均与制冷器（7）相连接，所述螺旋式冷却管（17）呈螺旋上升式结构且内置有冷却介质。

4.根据权利要求1所述的一种外置风力发电机组齿轮箱用风冷散热系统，其特征在于：所述旋转气流环（10）由内环（20）、密封套垫（21）和喷头（22）组成，所述内环（20）固定于环形齿条（12）的内侧且表面开设有环形槽口（23），所述密封套垫（21）分设有两组且覆盖于环形槽口（23）上，所述密封套垫（21）上通过管道与增压泵（8）相连接，所述喷头（22）分设若干组且均匀安装于内环（20）的内侧。

5.根据权利要求4所述的一种外置风力发电机组齿轮箱用风冷散热系统，其特征在于：所述密封套垫（21）的外侧固定于外环（9）的内壁上且内侧与内环（20）的表面滑动接触。

6.根据权利要求4所述的一种外置风力发电机组齿轮箱用风冷散热系统，其特征在于：所述喷头（22）的端部开设有安装口，所述安装口活动设置有球状分流头（24），所述球状分流头（24）的表面均匀开设有若干组出气孔（25）。

7.根据权利要求2所述的一种外置风力发电机组齿轮箱用风冷散热系统，其特征在于：所述驱动器（4）包括驱动电机（26）和安装于驱动电机（26）动力输出端的驱动齿轮（27），所述驱动电机（26）安装于风电齿轮箱（1）上，所述驱动齿轮（27）与环形齿条（12）啮合。

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