用于风力透平发电机的冷却装置 本发明涉及一种风能设备,其具有一个环形发电机和一个带有一个在该环形发电机的区域内的导热壳体部段的壳体。
在能量变换时通常会发生热能形式的能量损失。这当然也包括在风的动能在一个风能设备的发电机中转化成电能时,其中,这些能量损失通常也在风能设备的主传动线路中形成。在安设在风能设备吊舱中的主传动线路中,大部分能量损失发生在发电机中。
这种损失的热量迄今为止都是在使用一些通风器的情况下排放到周围环境,其中,或者从外部抽取冷空气,或者在风塔内部使热空气循环并通过风塔壁向外排出热量。
从最接近的现有技术DD 256 169已知一种具有一个环形发电机的风能设备,它的定子形状配合地安装在一个所谓的换能器壳体(吊舱)中,而该壳体又装有一些冷却片。
但是在这个已知的解决方案中存在的缺点是,所述发电机地机械振动可能会形成噪音。
本发明所要解决的技术问题是,最大限度地克服上述缺点。
上述技术问题在一个开头所述类型的风能设备中按照本发明通过在所述环形发电机的外周面与所述导热的壳体部段之间留有一个预定间距得以解决。
通过所述环形发电机的外周面与所述导热的壳体部段之间的预定间距去除了发电机与壳体部段之间的机械连接,因此所述发电机的机械振动不会传递到壳体的周围并且在外部环境中也不会觉察到。在此,虽然热能必须通过空气传递,但是所述导热的壳体部段对此也可以吸收由发电机首先向侧向辐射的热量并且向外排出。
当所述导热的壳体部段被固定在所述吊舱壳体的一个固定部段上时,就获得了一个极其简便的装配可能性。
为了在排热时增加有效的表面面积,可以在外周面上分布地设置一些沿轴向定向的冷却筋肋。
特别有利的是,所述导热的部段由铝制成,因为铝具有重量轻以及良好的导热性能的优点。其中,在另外一个优选的实施方式中所述导热的壳体部段的形状与所述吊舱壳体的形状相适配。
在本发明的一个优选的扩展结构中,为了还能够首先向周围导出所述发电机向侧面辐射的那部分热量,所述导热的壳体部段在至少一侧超过所述发电机伸出一预定段。
在从属权利要求中还给出了其他一些有利的实施方式。
下面借助于附图详细阐述本发明。附图中:
图1表示一个按照本发明的风能设备的一个简化侧视图,
图2表示本发明的另一种实施方式的简化细节图。
在图1中,附图标记10表示一个风塔的上部段,其承载按照本发明的风能设备的吊舱。该吊舱具有一个前部段12和一个后部段14。
所述前部段12包含一些附带示出的转子叶片11的根部并随所述转子一起旋转。
所述后部段14包括带有其定子16和转子18的环形发电机。所述定子16相应地与所述吊舱的后部段14一样是固定的,而所述转子18通过未示出的转子轮毂与所述转子叶片11一起转动。
在所述发电机16、18的区域内,所述吊舱壳体的后部段14的一段由导热材料、优选铝材制成的部段20设计为与所述发电机间隔一预定的间距。该导热的壳体部段20接受由所述发电机16、18辐射的热量并且将热量散发到从其旁边流过的周围空气中。由于在所述发电机的定子16与所述导热的壳体部段20之间预定的空气间隙,使这两个部件之间不存在直接的机械连接,因此,发电机的振动不会传递到该导热的壳体部段20上,因此外界也不会听到振动的噪音。
因为所述导热的壳体部段20在沿轴向的方向上比所述发电机宽,因此,它也可以接收由发电机16、18首先向侧面辐射的热量并且向外界环境散发。
在所述风塔10的顶部与所述向下指向的转子叶片的根部11之间的区域内,在所述吊舱壳体14的一个导热部段20的外侧面上示出了一个冷却筋肋26。该冷却筋肋26增大了所述导热的壳体部段20的表面面积,因此,还可以更好地向外界散热。这种筋肋26可以设置在所述吊舱壳体的整个(或部分)外周面的外侧和/或内侧,或者设置在内周面上。如果这种筋肋设置在内侧,那么这些冷却筋肋是构成在不是直接位于所述发电机的定子16上方的所述导热壳体部段20的侧面区域中。
图2表示另一种实施方式,其中,所述导热的壳体部段20被划分成两个相互搭接的部段22和24。在此,一个壳体部段12与所述导热的壳体部段20的一个部段22连接,而第二部分吊舱壳体14与所述导热的壳体部段20的第二个部段24连接。在此,所述壳体部段12与所述吊舱壳体14优选由非金属材料、亦即非典型的导热材料、例如玻璃纤维增强塑料制成。
因为这个实施方式所示的风能设备是一个所谓的迎风转子,因此,在风到达所述转接到第二部分吊舱壳体14中的第二段导热的壳体部段24之前,它总是先沿其中连接有导热的壳体部段22的第一部分壳体部段12流动。因此,水分被风从所述部段22、然后经过所述部段24带到风能设备的背面(背风侧),因此,通过所述部段22和24之间的间隙渗入到吊舱中的水分是微不足道。
当然还可以在所述导热的壳体部段22和24之间设置一些可以阻止水分渗入的密封件。
如果在所述吊舱壳体内是超气压的情况,空气可以通过所述两个部段22和24之间的间隙选出,因此,总是可以防止水分进入吊舱壳体内。
在本发明的这个实施方式中,所述导热的壳体部段22、24沿轴向的尺寸明显大于所述发电机16、18的尺寸,以便于还能够散发向侧面辐射的热量。