风电齿轮箱换热机构及含有该机构的风力发电机组制造技术

本实用新型专利技术公开了一种风电齿轮箱换热机构，包括换热组件和与其进风口和出风口分别连接的进风通道和出风通道。换热组件设置在齿轮箱外部，其包括含有润滑油通路的换热芯体和与换热芯体连接的换热驱动单元。润滑油通路用于通过润滑油泵循环泵入齿轮箱中的润滑油；进风通道的进风端用于通过机舱罩进风口与机舱外部连通，出风通道的出风端用于通过机舱罩出风口与机舱外部连通。还公开了一种应用该风电齿轮箱换热机构的风力发电机组。本实用新型专利技术通过改变换热气体进口，借助机舱外冷空气在换热芯体的流动，将换热芯体内部润滑油的热量导出，提高换热效率，避免齿轮箱高温导致的轴承失效问题，降低齿轮箱故障率，提升整机可靠性，保障风电机组发电量。

【技术实现步骤摘要】
风电齿轮箱换热机构及含有该机构的风力发电机组
本技术涉及风电
，特别是涉及一种风电齿轮箱换热机构及含有该机构的风力发电机组。
技术介绍
风力发电机组运行时，齿轮箱会散发大量热量，如果不及时将热量导出，会引起齿轮箱润滑油温度和轴承温度的升高，报出停机故障，损失发电量；同时，温度升高也会改变轴承和齿轮间过盈量和轴承游隙、降低润滑油粘度，严重时还会导致轴承打滑、卡滞，齿轮开裂，造成齿轮箱失效，引发更严重的事故。现有国内外风力发电机组风冷换热系统设计时，换热器均设计于机舱内部，机舱温度直接影响换热器散热能力。尤其是夏季，机舱内高温，换热器散热能力明显下降，频繁报出齿轮箱高温停机故障，影响发电量。目前换热器结构的缺点在于并不是换热器散热能力不够，而是换热系统的结构导致换热器无法发挥最大的散热性能。因此为降低齿轮箱故障率，本技术创设一种新的风电齿轮箱换热机构及含有该机构的风力发电机组，使其在不改变换热器结构的基础上，提升换热能力，成为当前业界极需改进的目标。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种风电齿轮箱换热机构，使其利用机舱外冷空气对齿轮箱润滑油进行降温，提升换热能力，从而克服现有的齿轮箱换热机构的不足。为解决上述技术问题，本技术提供一种风电齿轮箱换热机构，包括换热组件和与换热组件的进风口和出风口分别连接的进风通道和出风通道，所述换热组件设置在齿轮箱外部，其包括含有润滑油通路的换热芯体和与所述换热芯体连接的换热驱动单元，所述润滑油通路用于通过润滑油泵循环泵入齿轮箱中的润滑油；所述进风通道的进风端用于通过机舱罩进风口与机舱外部连通，所述出风通道的出风端用于通过机舱罩出风口与机舱外部连通。作为本技术的一种改进，所述换热驱动单元包括换热风扇、风扇电机和设置在换热风扇和风扇电机外部的风扇导流罩，所述风扇电机带动换热风扇旋转，实现所述进风通道的进风通过所述换热芯体后从所述出风通道排出。进一步改进，所述换热芯体设置在所述风扇导流罩的进风侧。进一步改进，所述换热组件通过支架设置在齿轮箱的上方。进一步改进，所述进风通道和/或出风通道均采用柔性通风管道。进一步改进，所述进风通道和/或出风通道均采用钢性通风管道。进一步改进，所述润滑油通路采用盘管结构。本技术还提供一种应用上述风电齿轮箱换热机构的风力发电机组，所述换热组件设置在所述风力发电机组机舱内的齿轮箱外周，所述换热芯体中的润滑油通路通过润滑油泵循环泵入所述齿轮箱中的润滑油，所述进风通道的进风端通过机舱罩进风口与机舱外部连通，所述出风通道的出风端通过机舱罩出风口与机舱外部连通。进一步改进，所述机舱罩进风口和机舱罩出风口分别相对设置在所述机舱罩的侧面。进一步改进，所述机舱罩进风口和机舱罩出风口均设置在所述机舱罩的底部。采用这样的设计后，本技术至少具有以下优点：1、本技术通过将进风通道的进风端通过机舱罩进风口与机舱外部连通，以及出风通道的出风端通过机舱罩出风口与机舱外部连通，实现了改变气体流向的设计，通过借助机舱外冷空气在换热芯体的流动，将换热芯体内部润滑油的热量导出，以提高风冷换热系统的换热效率，提高齿轮箱冷却润滑系统的可靠性。2、本技术风力发电机组依据风电齿轮箱换热机构的改进，在机舱罩上开设进风口和出风口，提升了换热能力，避免齿轮箱高温导致的轴承失效等问题，降低了齿轮箱故障率，提升了整机的可靠性，最终达到保障风电机组发电量的目的。附图说明上述仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本技术作进一步的详细说明。图1是本技术风电齿轮箱换热机构应用在风力发电机组机舱内部的结构示意图。图2是本技术中换热组件的分解结构示图。图3是本技术中换热组件的结构立体图。图4是本技术风电齿轮箱换热机构的原理示意图。其中：1、换热组件；11、换热芯体；12、风扇导流罩；13、换热风扇；14、风扇电机；2、进风管道；3、出口管道；4、支架；5、齿轮箱；51、润滑油通路进油管；52、润滑油通路出油管；6、机舱罩；61、机舱罩进风口；62、机舱罩出风口；7、润滑油泵。具体实施方式本技术是对现有风冷换热系统进行的改进，通过改变现有风冷换热系统的流体回路结构，来达到提高换热系统散热能力的目的。具体实施方式如下。参照附图1至3所示，本实施例风电齿轮箱换热机构设置在风力发电机组的机舱内部，其包括换热组件1和与换热组件1的进风口和出风口分别连接的进风通道2和出风通道3。该换热组件1设置在齿轮箱5外部，本实施例中通过支架4固定设置在齿轮箱5的上方。当然，也可固定在机舱内部的其它固定部件上。该换热组件1包括换热芯体11和与该换热芯体11连接的换热驱动单元。该换热芯体11中含有润滑油通路，较优采用盘管结构。该润滑油通路通过润滑油泵7循环泵入的齿轮箱5中的润滑油。如附图1中，润滑油泵7实现将齿轮箱5中的润滑油通过润滑油通路进油管51泵入换热芯体11中的润滑油通路，经过润滑油通路散热后又通过润滑油通路出油管52回流至齿轮箱5中，达到润滑油的循环利用。该换热驱动单元用于提供风流向换热动力，以将进风通道2的进风穿过换热芯体11后从出风通道3排出，实现对润滑油通路中润滑油热量的导出，达到对齿轮箱中润滑油的散热目的。本实施例中该换热驱动单元包括换热风扇13和风扇电机14，以及设置在换热风扇13和风扇电机14外部的风扇导流罩12。该风扇电机14带动换热风扇13旋转，实现该进风通道2的进风通过该换热芯体11后从该出风通道3排出。具体的，该换热芯体11设置在该风扇导流罩12的进风侧。本实施例中该进风通道2的进风端通过机舱罩进风口61与机舱外部连通，该出风通道3的出风端用于通过机舱罩出风口62与机舱外部连通。这样设计就改变了现有风冷换热系统的流体回路结构，将现有机舱内部气体循环改变为引入机舱外部气体的气体循环，利用机舱外部气体温度低的优势达到提高换热系统散热能力的目的。具体的，该进风通道2、出风通道3可采用柔性通风管道，也可采用钢性通风管道。并且可根据机舱内部结构的布局，将机舱罩进风口61和机舱罩出风口62设置在机舱罩的相对侧面上，也可均设置在机舱罩的底部，达到引入机舱外部气体的目的。参照附图4所示，本技术风电齿轮箱换热机构的工作原理是：利用强制对流换热原理实现润滑油的降温。还根据换热能力Q的计算公式(1)：Q＝F·α·(T1-T2)(1)其中，T1为润滑油温度，F为换热面积、α为换热系数，在换热器和电机型号均确定的情况下，润滑油温度T1、换热面积F和换热系数α均为定值，则换热能力Q就取决于换热器入口侧的空气温度T2。现有齿轮箱风冷换热器入口侧与机舱内部连通，换热器入口侧空气温度T2即为机舱内部的温度，而机舱内温度一般比机舱外的空气温度高出5～10℃左右，所以不利于润滑油的散热。本技术的改进在于改变现有技术中换热系统的进风口位置，将进风口机舱内变更为机舱外，并由此对该齿轮箱换热机构和风力发电机组的机舱罩进行改进，由此来降低风冷换热器入口侧的空气温度T2，从而提高换热器的换热能力Q。本技术风电齿轮箱换热机构属于完全的外循环式的风冷散热系统，借助机舱外冷空气在换热芯体的流动，将换热芯体内部润本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风电齿轮箱换热机构，其特征在于，包括换热组件和与换热组件的进风口和出风口分别连接的进风通道和出风通道，所述换热组件设置在齿轮箱外部，其包括含有润滑油通路的换热芯体和与所述换热芯体连接的换热驱动单元，所述润滑油通路用于通过润滑油泵循环泵入齿轮箱中的润滑油；所述进风通道的进风端用于通过机舱罩进风口与机舱外部连通，所述出风通道的出风端用于通过机舱罩出风口与机舱外部连通。

【技术特征摘要】
1.一种风电齿轮箱换热机构，其特征在于，包括换热组件和与换热组件的进风口和出风口分别连接的进风通道和出风通道，所述换热组件设置在齿轮箱外部，其包括含有润滑油通路的换热芯体和与所述换热芯体连接的换热驱动单元，所述润滑油通路用于通过润滑油泵循环泵入齿轮箱中的润滑油；所述进风通道的进风端用于通过机舱罩进风口与机舱外部连通，所述出风通道的出风端用于通过机舱罩出风口与机舱外部连通。2.根据权利要求1所述的风电齿轮箱换热机构，其特征在于，所述换热驱动单元包括换热风扇、风扇电机和设置在换热风扇和风扇电机外部的风扇导流罩，所述风扇电机带动换热风扇旋转，实现所述进风通道的进风通过所述换热芯体后从所述出风通道排出。3.根据权利要求2所述的风电齿轮箱换热机构，其特征在于，所述换热芯体设置在所述风扇导流罩的进风侧。4.根据权利要求1所述的风电齿轮箱换热机构，其特征在于，所述换热组件通过支架设置在齿轮箱的上方。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁凌，潘磊，李英昌，员一泽，刘桂然，李颖，董建，王海龙，
申请(专利权)人：国电联合动力技术有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11