发电机双轴承冷却系统及包括其的直驱风力发电机技术方案

本实用新型专利技术提供一种发电机双轴承冷却系统及包括其的直驱风力发电机，发电机双轴承冷却系统还包括有两段冷却沟槽，两段所述冷却沟槽分别形成于两个所述轴承所在位置的所述固定轴的内表面上；密封盖板，所述密封盖板密封覆盖于所述冷却沟槽，并与所述冷却沟槽之间形成螺旋或环状的流道；冷却接口，所述冷却接口设置于所述密封盖板，其中，所述冷却接口用于将外部冷却液与所述流道连通。本实用新型专利技术中，冷却液直接对固定轴进行了冷却，消除固定轴与冷却液之间的传热热阻，增大了固定轴与冷却液的接触面积，显著提高了固定轴的冷却效率。由此可以对轴承进行充分的冷却，可以满足大容量风力发电机的大发热量情况。

【技术实现步骤摘要】
发电机双轴承冷却系统及包括其的直驱风力发电机
本技术涉及一种发电机双轴承冷却系统及包括其的直驱风力发电机。
技术介绍
双轴承是直驱风力发电机的一种支撑形式。双轴承的热源集中在两个轴承的轴承上，热量传递固定轴和转动轴，再从固定轴和转动轴的外表面传递至外部环境。如果采用常见的液冷方式，即在固定轴内壁面贴合冷却管路并在管路中通入低温的冷却液以此带走轴承热量。此时轴承与冷却液之间共有五层热阻：首先，轴承与固定轴或转动轴之间的存在接触热阻；其次为保证足够机械强度，通常固定轴和转动轴有较大厚度即导热热阻；第三，固定轴内表面与冷却管路之间存在非常大的接触热阻；第四，冷却管路管壁的导热热阻；第五冷却介质的对流传热热阻。因此会大大减小该方式的散热效率。其中最大热阻为固定轴内表面与冷却管路之间的接触热阻。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中双轴承的热量传递存在热阻大，散热效率低的缺陷，提供一种发电机双轴承冷却系统及包括其的直驱风力发电机。本技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题：一种发电机双轴承冷却系统，包括固定轴、转动轴以及设置于所述固定轴和所述转动轴之间的两个轴承，其特点在于，所述发电机双轴承冷却系统还包括有：两段冷却沟槽，两段所述冷却沟槽分别形成于两个所述轴承所在位置的所述固定轴的内表面上；密封盖板，所述密封盖板密封覆盖于所述冷却沟槽，并与所述冷却沟槽之间形成螺旋或环状的流道；冷却接口，所述冷却接口设置于所述密封盖板，其中，所述冷却接口用于将外部冷却液与所述流道连通。本技术之中，冷却沟槽直接设置在了固定轴的内表面，没有中间结构产生额外的热阻。同时，通过密封盖板与冷却沟槽之间形成流道，直接通过冷却沟槽以及密封盖板来约束冷却液，不需要设置额外的冷却管路约束冷却液。因此冷却液直接对固定轴进行了冷却，消除固定轴与冷却管路之间的接触热阻和冷却管路的导热热阻，增大了固定轴与冷却液的接触面积，显著提高了固定轴的冷却效率。由此可以对轴承进行充分的冷却，可以满足大容量风力发电机的大发热量情况。较佳地，所述冷却接口包括冷却液进口以及冷却液出口，所述冷却液进口、所述流道以及所述冷却液出口依次连通并形成连续的冷却液通路。工作时，轴承的热量的传导至固定轴，使固定轴温度升高。低温的冷却液从进冷却液进口流入并从冷却液出口流出，带走固定轴热量进而冷却轴承。通过调节冷却液的流量则可以控制轴承冷却量大小。较佳地，所述冷却沟槽为连续的螺旋沟槽，所述流道的首端与所述冷却液进口连通，所述流道的尾端与所述冷却液出口连通。螺旋形状的冷却沟槽可以通过螺旋的形式覆盖整个需要冷却的区域，同时螺旋沟槽具只具有一个首端和一个尾端，因此只需要在流道的首端和尾端接入和接出冷却液即可。进一步地，冷却沟槽为环状沟槽。单个的环状的冷却沟槽无法在固定轴的轴向方向上覆盖，因此需要设置多个平行的环状的冷却沟槽。每个冷却沟槽可以单独设置冷却液进口以及冷却液出口。也可以通过轴向的沟槽将各个冷却沟槽之间连通起来形成连通的流道，从而在整体上设置冷却液进口以及冷却液出口。较佳地，所述密封盖板为圆环的形状，所述密封盖板的外侧表面覆盖于所述冷却沟槽，并与所述冷却沟槽之间形成所述流道。圆环形状的密封盖板可以在周向上覆盖冷却沟槽。同时，在冷却沟槽的轴向的两侧区域，密封盖板与固定轴的内表面充分接触并密封连接，确保冷却液的密封。较佳地，所述发电机双轴承冷却系统包括两个密封盖板，其中，两个所述密封盖板分别覆盖于两个所述冷却沟槽。通过各自设置的密封盖板便于检修和安装。两个密封盖板各自与对应的冷却沟槽进行匹配，互相之间不会产生相互影响。产生漏液的情况下也只需要替换对应的密封盖板即可。较佳地，所述密封盖板为一体的圆环形状。密封盖板设置为一体的形状以减少密封盖板上的拼接缝。由于密封盖板与冷却沟槽要密封和约束冷却液，因此更少拼接缝的一体化密封盖板更有利于减少漏液的风险。较佳地，两个所述轴承分别包括驱动端轴承以及非驱动端轴承，两段所述冷却沟槽分别形成于所述驱动端轴承以及所述非驱动端轴承所在位置的所述固定轴的内表面上。较佳地，所述轴承在所述固定轴的外表面的覆盖区域被包含于对应的所述冷却沟槽在所述固定轴的内表面上的覆盖区域。除了轴承与固定轴的外表面的接触区域会传递热量之外，轴承与固定轴的外表面的接触区域的两侧的温度也会升高。冷却沟槽扩大覆盖可以确保对固定轴的全面冷却。较佳地，所述冷却沟槽的截面为半圆形或带圆角的矩形。由于本技术的冷却沟槽是形成于固定轴的内表面的，因此会对固定轴的强度产生影响。在有尖锐的沟槽的情况下，会导致应力集中，削弱固定轴的强度。通过半圆形或带圆角的矩形可以减小冷却沟槽上的应力。一种直驱风力发电机，其特点在于，所述直驱风力发电机包括所述发电机双轴承冷却系统。本技术的积极进步效果在于：本技术中，冷却液直接对固定轴进行了冷却，消除固定轴与冷却管路之间的接触热阻和冷却管路的导热热阻，增大了固定轴与冷却液的接触面积，显著提高了固定轴的冷却效率。由此可以对轴承进行充分的冷却，可以满足大容量风力发电机的大发热量情况。附图说明图1为本技术较佳实施例的发电机双轴承冷却系统的结构示意图。具体实施方式下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本技术。如图1所示，本实施例公开了一种发电机双轴承冷却系统，包括固定轴12、转动轴11以及设置于固定轴12和转动轴11之间的两个轴承(驱动端轴承21以及非驱动端轴承22)，其中，如图1所示，本实施例的发电机双轴承冷却系统还包括有两段冷却沟槽3，两段冷却沟槽3分别形成于两个轴承所在位置的固定轴12的内表面上。如图1所示，本实施例的发电机双轴承冷却系统还包括有密封盖板4，密封盖板4密封覆盖于冷却沟槽3，且密封盖板4与冷却沟槽3之间形成螺旋或环状的流道。如图1所示，本实施例的发电机双轴承冷却系统还包括有冷却接口，冷却接口设置于密封盖板4，其中，冷却接口用于将外部冷却液与流道连通。本技术之中，冷却沟槽3直接设置在了固定轴12的内表面，没有中间结构产生额外的热阻。同时，通过密封盖板4与冷却沟槽3之间形成流道，直接通过冷却沟槽3以及密封盖板4来约束冷却液，不需要设置额外的管道约束冷却液。因此冷却液直接对固定轴12进行了冷却，消除固定轴12与冷却液之间的热阻大大减小，增大了固定轴12与冷却液的接触面积，显著提高了固定轴12的冷却效率。由此可以对轴承进行充分的冷却，可以满足大容量风力发电机的大发热量情况。如图1所示，本实施例的冷却接口包括冷却液进口51以及冷却液出口52，冷却液进口51、流道以及冷却液出口52依次连通并形成连续的冷却液通路。工作时，轴承的热量的传导至固定轴12，使固定轴12温度升高。低温的冷却液从进冷却液进口51流入并从冷却液出口52流出，带走固定轴12热量进而冷却轴承。通过调节冷却液的流量则可以控制轴承冷却量大小。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发电机双轴承冷却系统，包括固定轴、转动轴以及设置于所述固定轴和所述转动轴之间的两个轴承，其特征在于，所述发电机双轴承冷却系统还包括有：/n两段冷却沟槽，两段所述冷却沟槽分别形成于两个所述轴承所在位置的所述固定轴的内表面上；/n密封盖板，所述密封盖板密封覆盖于所述冷却沟槽，并与所述冷却沟槽之间形成螺旋或环状的流道；/n冷却接口，所述冷却接口设置于所述密封盖板，其中，所述冷却接口用于将外部冷却液与所述流道连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种发电机双轴承冷却系统，包括固定轴、转动轴以及设置于所述固定轴和所述转动轴之间的两个轴承，其特征在于，所述发电机双轴承冷却系统还包括有：
两段冷却沟槽，两段所述冷却沟槽分别形成于两个所述轴承所在位置的所述固定轴的内表面上；
密封盖板，所述密封盖板密封覆盖于所述冷却沟槽，并与所述冷却沟槽之间形成螺旋或环状的流道；
冷却接口，所述冷却接口设置于所述密封盖板，其中，所述冷却接口用于将外部冷却液与所述流道连通。


2.如权利要求1所述的发电机双轴承冷却系统，其特征在于，所述冷却接口包括冷却液进口以及冷却液出口，所述冷却液进口、所述流道以及所述冷却液出口依次连通并形成连续的冷却液通路。


3.如权利要求2所述的发电机双轴承冷却系统，其特征在于，所述冷却沟槽为连续的螺旋沟槽，所述流道的首端与所述冷却液进口连通，所述流道的尾端与所述冷却液出口连通。


4.如权利要求1所述的发电机双轴承冷却系统，其特征在于，所述密封盖板为圆环的形状，所述密封盖板的外侧表面覆盖于所述冷却沟槽，并与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：许爽，许移庆，施杨，闻汇，崔明，吴立建，王海洋，方攸同，
申请(专利权)人：上海电气风电集团股份有限公司，浙江大学，
类型：新型
国别省市：上海;31