用于风力发电机组的轴系冷却装置以及风力发电机组制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种用于风力发电机组的轴系冷却装置以及风力发电机组，所述风力发电机组可包括轴系，所述轴系可包括动轴、定轴以及设置在所述动轴和定轴之间的轴承，所述动轴可具有凹入部。所述轴系冷却装置可包括一个以上的喷射头以及与所述喷射头连接的压缩空气供应装置。所述喷射头可固定在所述轴系的静止部件上，用于在风力发电机组运行时向所述凹入部喷射压缩空气，从而在风力发电机组运行过程中对不易冷却的部位进行有效冷却，并且可以通过冷却动轴而间接地冷却轴承。

Shafting cooling device for wind turbine and wind turbine

The utility model provides a cooling device for shafting of wind turbine and wind turbine, the wind turbine can include shafting, the shafting can include a shaft, shaft and bearings arranged on the driving shaft and the fixed shaft between the shaft, with the concave part. The shafting cooling device can include more than one ejector head and a compressed air supply device connected with the ejector head. The static component of the spray head is fixed on the shaft, used in wind turbine operation when the concave toward the jet of compressed air, thereby cooling the parts to be effective in cooling wind turbine operation process, and can indirectly cooled by cooling shaft bearing.

【技术实现步骤摘要】
用于风力发电机组的轴系冷却装置以及风力发电机组
本技术涉及风电
，更具体地讲，涉及一种用于风力发电机组的轴系的冷却装置以及包括该冷却装置的风力发电机组。
技术介绍
风力发电机组通过叶片的旋转来驱动发电机转子旋转并由此将机械能转化成电能，叶片的旋转通过风力发电机组的轴系中的动轴传递到发电机的转子，轴系中的定轴固定到风力发电机组的底座并连接到定子，以使发电机定子保持不动，定轴与动轴之间由轴承支撑。风力发电机组在运行过程中，随着动轴的持续旋转，支撑动轴和定轴的轴承会产生大量热量，使轴系温度不断升高。而一些位于高温高海拔地区的风力发电机组尤其会出现轴系温度过高问题，特别是轴系中的轴承部分。如果轴系长时间处于高温状态，轴系中的油脂会加速老化或失效，失效的轴系油脂会对风力发电机组运行产生不可预测的影响，例如，油脂失效会反过来加剧轴系中热的产生，从而引发恶性循环。因此，需要对轴系(特别是轴承)进行持续而高效的冷却，以防止轴系温度过高。现有的轴系(或动轴、轴承)冷却方案是在塔筒底部使用离心风机向上部送风或者抽风，在气流通过动轴内圈时带走由轴系产生的热量，从而冷却轴系。然而，在使用离心风机进行冷却时，由于离心风机吹送的气流难以到达形成于动轴的内凹结构(或空气流动死区)，使得在这些结构处空气难以流动导致高温气体聚集，因此现有技术中的冷却方案无法有效降低轴承的温度。
技术实现思路
为解决现有技术存在的上述问题，本技术提供一种用于风力发电机组的轴系冷却装置。所述风力发电机组可包括轴系，所述轴系可包括动轴、定轴以及设置在所述动轴和定轴之间的轴承，所述动轴可具有凹入部。所述轴系冷却装置可包括一个以上的喷射头以及与所述喷射头连接的压缩空气供应装置。所述喷射头可固定在所述轴系的静止部件上，并且所述喷射头可设置在所述凹入部附近，用于向所述凹入部喷射压缩空气。根据本技术的实施例，所述风力发电机组可还包括刹车盘横梁，所述喷射头可固定于所述刹车盘横梁上或固定于所述定轴上。根据本技术的实施例，所述喷射头可被设置为使得从所述喷射头喷射出的压缩空气的运动方向与所述动轴内壁的运动方向在周向方向上相反。根据本技术的实施例，所述喷射头可固定于所述横梁的端部，并与所述横梁形成的角度可为锐角。根据本技术的实施例，所述压缩空气供应装置可包括空气压缩机、储气罐以及空气导管，所述空气压缩机、所述储气罐以及所述喷射头通过所述空气导管连接。根据本技术的实施例，所述压缩空气供应装置可设置于风力发电机组的底座或塔筒顶平台上。根据本技术的实施例，所述空气导管可从所述空气压缩机引出，与所述储气罐连接后可继续沿着风力发电机组的塔筒内壁向上布置，并最终与所述喷射头连接。根据本技术的实施例，所述压缩空气供应装置可为两个以上。根据本技术的实施例，所述压缩空气供应装置可包括第一压缩空气供应装置和第二压缩空气供应装置，所述第一压缩空气供应装置可包括用于制备压缩空气的第一压缩机和用于储存由所述第一压缩机制备的压缩空气的第一储气罐；所述第二压缩空气供应装置可包括用于制备压缩空气的第二压缩机和用于储存由所述第二压缩机制备的压缩空气的第二储气罐。根据本技术的实施例，所述轴系冷却装置可还包括控制器，所述控制器可基于所述轴承的温度控制所述第一压缩空气供应装置和所述第二压缩空气供应装置交替地对所述喷射头提供压缩空气。根据本技术，提供一种风力发电机组，所述风力发电机组包括如上所述的轴系冷却装置。本技术通过利用压缩空气对风力发电机的动轴进行冷却，并使用喷射压缩空气的喷射头直接朝向形成于风力发电机组的动轴的凹入部，可使该凹入部得到充分冷却，进而有效地冷却轴承部分。另外，本技术在用于喷射压缩空气的喷射头在保持静止的情况下，利用压缩空气通过对流传热对旋转的动轴进行冷却，冷却后的动轴进而冷却设置在动轴和定轴之间的轴承，在动轴旋转的作用下，可使压缩空气充分且均匀地喷射到动轴上，进而使整个轴承得到充分且均匀的冷却。另外，本技术通过将喷射压缩空气的喷射头设置在风力发电机组的静止部件上并使喷射头设置在动轴的凹入部附近，使轴系冷却装置安装便利、节省空间，同时可以在轴系冷却装置保持不动的情况下对旋转的动轴进行充分且针对性强的冷却，进而可以有效地降低轴承的温度。此外，本技术通过使用两台或更多台的压缩空气供应装置(可包括压缩机和储气罐)进行轮换地冷却动轴，可以使制备压缩空气的空气压缩机不会持续工作时间过长，从而大大增加压缩机的寿命，进而减小维修或更换次数，同时使用储气罐来储存足量的压缩空气，可确保均匀且充足的压缩空气可用于冷却轴系。附图说明通过下面结合附图进行的描述，本技术的上述和其它目的和特点将会变得更加清楚，其中：图1是示出风力发电机组的示例性轴系的示意图；图2是示出根据本技术的实施例的包含轴系冷却装置的风力发电机组的示意图；图3是示出根据本技术的实施例的轴系冷却装置中的喷射头安装位置的示意性剖视图；图4是示出轴系冷却装置中的喷射头安装位置的示意性正视图；图5是示出根据本技术的实施例的示例性喷射头的示意图；图6是示出用于控制轴系冷却装置操作的示意性流程图。附图标号说明：1、轮毂；2、叶片；3、发电机；4、机舱；5、塔筒；6、塔筒顶平台；7、底座；10、动轴；11、动轴内壁；12、定轴；13、油脂；20、轴承；21、轴承外圈；22、轴承内圈；30、刹车盘；31、刹车盘横梁；100、轴系冷却装置；101、压缩空气供应装置；101a、第一压缩空气供应装置；101b、第二压缩空气供应装置；111、空气总导管；111a：第一空气导管；111b、第二空气导管；111c、主空气导管；121、喷射头；121a、第一喷射头；121b、第二喷射头。具体实施方式在下文中参照附图更充分地描述本技术，在附图中示出了本技术的示例性实施例。然而，本技术可以以许多不同的形式来实施，且不应该解释为局限于这里所提出的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底和完全的，并将本技术的范围充分地传达给本领域人员。在附图中，相同的标号始终表示相同的元件。如图1和图2所示，风力发电机组包括轮毂1、叶片2、发电机3、机舱4、塔筒5。具体地，塔筒5固定在地面或其它基座上，用于支撑诸如机舱底座7、发电机3等部件。机舱4的底座7连接到塔筒5的顶端，机舱4可包括偏航驱动、机舱控制柜、机舱罩等部件(未示出)，用于对风力发电机组进行控制和保护。发电机3与底座7连接，叶片2连接到轮毂1，轮毂1连接到发电机3，叶片2在风力驱动下转动，进而带动轮毂1转动，轮毂1将动能传递给发电机3，通过发电机3将动能转化为电能，最终实现发电。风力发电机组还包括轴系。如图1所示，轴系主要包括动轴10、定轴12以及用于支撑动轴10和定轴12的轴承20。叶片2连接轮毂1，轮毂1连接动轴10，动轴10进而连接到发电机3的转子(未示出)，以实现从叶片2到发电机3的转子的机械传动。定轴12连接到发电机3的定子(未示出)并连接到风力发电机组的底座7，以固定发电机3的定子保持不动。轴承20的轴承外圈21附连到定轴12，轴承内圈22附连到动轴10，以支撑动轴10与定轴12，并实现旋转部件动轴10与固定部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于风力发电机组的轴系冷却装置(100)，所述风力发电机组包括轴系，所述轴系包括动轴(10)、定轴(12)以及设置在所述动轴(10)和定轴(12)之间的轴承(20)，所述动轴(10)具有凹入部，其特征在于，所述轴系冷却装置(100)包括一个以上的喷射头(121)以及与所述喷射头(121)连接的压缩空气供应装置(101)，所述喷射头(121)固定在所述轴系的静止部件上，用于向所述凹入部喷射压缩空气。

【技术特征摘要】
1.一种用于风力发电机组的轴系冷却装置(100)，所述风力发电机组包括轴系，所述轴系包括动轴(10)、定轴(12)以及设置在所述动轴(10)和定轴(12)之间的轴承(20)，所述动轴(10)具有凹入部，其特征在于，所述轴系冷却装置(100)包括一个以上的喷射头(121)以及与所述喷射头(121)连接的压缩空气供应装置(101)，所述喷射头(121)固定在所述轴系的静止部件上，用于向所述凹入部喷射压缩空气。2.如权利要求1所述的轴系冷却装置(100)，其特征在于，所述风力发电机组还包括刹车盘横梁(31)，所述喷射头(121)固定于所述刹车盘横梁(31)上或固定于所述定轴(12)上。3.如权利要求1所述的轴系冷却装置(100)，其特征在于，所述喷射头(121)被设置为使得从所述喷射头(121)喷射出的压缩空气的运动方向与所述动轴(10)的内壁(11)的运动方向在周向方向上相反。4.如权利要求2所述的轴系冷却装置(100)，其特征在于，所述喷射头(121)固定于所述横梁(31)的端部，并与所述横梁(31)形成的角度为锐角。5.如权利要求1所述的轴系冷却装置(100)，其特征在于，所述压缩空气供应装置(101)包括空气压缩机、储气罐以及空气导管(111)，所述空气压缩机、所述储气罐以及所述喷射头(121)通过所述空气导管(111)连接。6.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢赢，张晓曼，潘娜娜，白洛林，
申请(专利权)人：北京金风科创风电设备有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11