[发明专利]风力涡轮机冷却布置结构

说明书

本发明描述了一种风力涡轮机冷却布置结构（1），包括：第一冷却回路（11），其被布置成输送流体冷却介质以吸收来自第一部件组（3）的热；和第二冷却回路（12），其被布置成输送流体冷却介质以吸收来自第二部件组（33,34）的热，该第二冷却回路（12）包括：主要热交换器（121），其被布置成耗散来自第二冷却回路（12）的冷却介质的热；和次要热交换器（122），其被布置成加热第一冷却回路（11）的冷却介质。本发明还描述了一种包括这种冷却布置结构（1）的风力涡轮机（2），以及一种冷却风力涡轮机（2）的部件（3,33,34）的方法。

技术领域

本发明描述了一种风力涡轮机的冷却布置结构，以及一种冷却风力涡轮机的部件的方法。

背景技术

在风力涡轮机的操作期间可以产生相当大量的热。主要的热源是在发电机的绕组中，因为这些绕组通常是承载非常高电流的厚铜导体。由于如果绕组中的温度变得太高，发电机的性能会降低，因此已经开发了各种系统以确保发电机温度保持在可接受的水平。通常，一些流体冷却剂用于从发电机吸收热。例如，可以实现冷却系统以通过发电机空气间隙抽吸冷空气，使得空气从绕组和磁体吸收热。这种冷却布置结构的优点是冷却剂-空气容易获得并且可以容易地引导通过非常窄的发电机空气间隙。然而，这种类型的冷却布置结构的问题是空气中的任何水分或空气所带的颗粒会对发电机造成损坏。而且，从冷空气中除去水分和盐并不总是可行的，使得进入发电机的空气的相对湿度可能超过期望的水平。空气中携带的水分和盐会导致腐蚀损坏和电路问题。

在一种方法中，可以提供电加热器以加热进气，从而可以从经加热的空气中除去水分。然而，包括电加热器的需要增加了风力涡轮机结构的复杂性和成本。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种冷却风力涡轮机发电机的部件的改善方法。

该目的通过本申请的基本方案的风力涡轮机冷却布置结构、通过本申请的基本方案的风力涡轮机、以及通过本申请的基本方案的冷却风力涡轮机的部件的方法来实现。

根据本发明，风力涡轮机冷却布置结构包括：第一冷却回路，该第一冷却回路被布置成输送流体冷却介质以从第一部件组吸收热；以及还有第二冷却回路，该第二冷却回路被布置成输送流体冷却介质以从第二部件组吸收热。在本发明的冷却布置结构中，第二冷却回路包括：主要热交换器，该主要热交换器被布置成耗散来自第二冷却回路的冷却介质的热；以及还有次要热交换器，该次要热交换器被布置成加热第一冷却回路的冷却介质。

本发明基于以下见解：一种冷却布置结构的废热可用于有利于另一种不同的冷却布置结构。通常，废热在风力涡轮机中是不期望的并且通常被尽可能快地排出到环境中。在本发明的冷却布置结构中，来自第二冷却回路的大部分废热以通常的方式排出，但是废热的一部分用于有用的功能，即预热第一冷却回路的进入流体。

根据本发明，风力涡轮机包括用于冷却风力涡轮机的部件的这种冷却布置结构的实施例。

根据本发明，冷却风力涡轮机的部件的方法包括以下步骤：提供第一冷却回路，其用于输送流体冷却介质以从第一部件组吸收热；提供第二冷却回路，其用于输送流体冷却介质以从第二部件组吸收热；在第二冷却回路中设置主要热交换器以耗散来自第二冷却回路的冷却介质的热；并且在第二冷却回路中设置次要热交换器以加热第一冷却回路的冷却介质。

本发明的方法的优点在于，通过相对较少的努力，可以增强一个流体冷却系统预热另一流体冷却系统的进气的功能。

本发明的特别有利的实施例和特征由本申请的优选方案给出，如在以下描述中所揭示的。可以适当组合不同方案的特征以给出在本文中未描述的另外的实施例。

在下文中，可以假定风力涡轮机被实现为直接驱动式风力涡轮机。在这种风力涡轮机中，空气动力学转子（包括转子叶片和轮毂）直接转动发电机转子。通常，转子是外转子并且承载永磁体的布置结构。固定电枢承载绕组并围绕中心轴布置。