带有液桥的多虹吸被动冷却系统技术方案

多虹吸被动冷却系统包括热连接到位于外壳内的发热部件的热交换器；位于热交换器下方的分配歧管；位于外壳外部和热交换器上方的冷凝单元；以及热连接到热交换器的第一导管。第一导管流体连接到分配歧管和冷凝单元。该冷却系统还包括：流体连接到冷凝单元和分配歧管的第二导管；流体连接到第一导管和第二导管或分配歧管的液桥；以及通过由第一导管、液桥、冷凝单元、第二导管、热交换器和分配歧管限定的环路而循环的两相冷却介质。因此，液桥将处于液体状态的冷却介质从第一导管转移到第二导管或分配歧管。或分配歧管。或分配歧管。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】带有液桥的多虹吸被动冷却系统


[0001]本公开总体上涉及风力涡轮，并且更特定地涉及用于风力涡轮的多虹吸被动冷却系统。

技术介绍

[0002]风力被认为是目前可用的最清洁、最环保的能源之一，并且风力涡轮在这方面获得了越来越多的关注。现代风力涡轮通常包括塔架、发电机、齿轮箱、机舱和一个或多个转子叶片。转子叶片利用已知的翼形件原理捕获风的动能。转子叶片传递以旋转能量的形式的动能，从而转动将转子叶片联接到齿轮箱（或者如果不使用齿轮箱，直接联接到发电机）的轴。然后，发电机将机械能转换成电能，该电能可部署到公用电网。
[0003]许多已知的装置（例如，发电机、整流器、逆变器和变压器）用于电功率的转换。整流器用于将交流电流（AC）转换成直流电流（DC），并且逆变器用于将DC电流转换成AC电流。通常，整流器和逆变器集成到可再生电功率生成设施（诸如太阳能功率生成场和风力涡轮场）中使用的全功率转换组件（即，功率转换器）中。这些装置在功率生成期间通常生成大量的热量。至少一些已知的功率生成装置使用液体冷却系统用于冷却主要的发热部件。这些液体冷却系统包括主动泵，该主动泵用于泵送工作液体以冷却功率装置，并且这些系统还可包括风扇和阀门。在这样的系统中，由于与在其它分支中对工作液体的流动的阻力小相比在一些分支中对工作液体的流动的阻力大，在液体冷却系统的两个或更多个分支中保持工作液体的流速可能是成问题的。
[0004]采用泵、风扇和/或阀门的液体冷却系统被归类为主动系统。术语“主动”指的是由泵执行以循环液体冷却介质的机械动作，或者由风扇带来的强制气流。所有主动系统需要定期维护，并且这对于系统可靠性至关重要。例如，如果泵出现故障，则整个冷却系统将无法令人满意地冷却发热部件。这对访问和维护机会有限的海上风力涡轮来说尤其成问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或者从描述中可以是显而易见的，或者通过本专利技术的实践可了解到。
[0006]在一个方面中，本公开针对被动冷却系统。被动冷却系统包括：热耦合到位于外壳内的发热部件的热交换器；位于热交换器下方的分配歧管；位于外壳外部和热交换器上方的冷凝单元；以及热连接到热交换器的第一导管。第一导管流体连接到分配歧管和冷凝单元。冷却系统还包括：流体连接到冷凝单元和分配歧管的第二导管；流体连接到第一导管和第二导管或分配歧管的液桥；以及通过由第一导管、液桥、冷凝单元、第二导管、热交换器和分配歧管限定的环路而循环的两相冷却介质。因此，液桥将处于液体状态的冷却介质从第一导管转移到第二导管或分配歧管。
[0007]在实施例中，冷却系统可包括：热连接到多个发热部件的多个热交换器；以及并联连接在分配歧管和冷凝单元之间的多个第一导管。在此类实施例中，多个第一导管中的每
个可与多个热交换器中的一个流体连接。在另一个实施例中，冷却系统可包括沿着第一导管中的一个串联连接的两个或更多个热交换器。
[0008]在进一步的实施例中，冷却系统还可包括流体连接到多个第一导管和第二导管或分配歧管的多个液桥。
[0009]在附加的实施例中，多个液桥中的一个可流体连接到多个第一导管中的每个和第二导管或分配歧管。
[0010]在某些实施例中，液桥可以是管状构件，该管状构件以倾斜的角度定位在第一导管和第二导管或分配歧管之间。在备选的实施例中，管状构件可包括至少一个存水弯(trap)。
[0011]在实施例中，外壳可包括风力涡轮或太阳能功率系统的机舱。在此类实施例中，冷凝单元可固定在机舱顶上。在另一个实施例中，（多个）发热部件可包括发电机转子、发电机定子、齿轮箱、变压器、逆变器、转换器或其组合。在更进一步的实施例中，冷却系统可缺少外壳内的泵或风扇。
[0012]在另一个方面中，本公开涉及风力涡轮。风力涡轮包括：塔架；安装在塔架顶上并且限定封闭的内部体积的机舱；安装到机舱并且具有可旋转的毂和安装到该毂的至少一个转子叶片的转子；定位在机舱的内部体积内的至少一个发热部件；以及用于冷却机舱的内部体积的被动冷却系统。冷却系统包括：热耦合到所述至少一个发热部件的热交换器；位于热交换器下方的分配歧管；位于机舱外部和热交换器上方的冷凝单元；流体连接到热交换器、分配歧管和冷凝单元的第一导管；流体连接到冷凝单元和分配歧管的第二导管；流体连接到第一导管和第二导管或分配歧管的液桥；以及通过由第一导管、液桥、冷凝单元、第二导管、热交换器和分配歧管限定的环路而循环的两相冷却介质。因此，液桥将处于液体状态的冷却介质从第一导管转移到第二导管或分配歧管。应该进一步理解，风力涡轮可还包括本文中描述的附加特征中的任何附加特征。
[0013]参照以下描述和所附的权利要求书，本专利技术的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。合并在本说明书中且构成其部分的附图图示了本专利技术的实施例，并且与描述一起用来解释本专利技术的原理。
附图说明
[0014]在参考附图的说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的本专利技术的完整且能够实现的公开内容，包括其最佳模式，其中:图1图示了根据本公开的风力涡轮的一个实施例的透视图；图2图示了根据本公开的冷却系统的一个实施例的示意图；图3图示了根据本公开的冷却系统的另一个实施例的示意图；图4图示了根据本公开的第一导管和热连接到发热部件的热交换器的示意图；图5图示了根据本公开的被动冷却系统的再一个实施例的示意图，特定地图示了流体连接到第一导管和分配歧管的液桥；图6图示了根据本公开的被动冷却系统的液桥的一个实施例的示意图；图7图示了根据本公开的被动冷却系统的另一个实施例的示意图；图8图示了根据本公开的被动冷却系统的液桥的另一个实施例的示意图；以及
图9图示了根据本公开的被动冷却系统的又一个实施例的示意图，特定地图示了流体连接到多个第一导管和分配歧管的多个液桥。
具体实施方式
[0015]现在将详细参考本专利技术的实施例，其一个或多个示例在附图中图示。以解释本专利技术而非限制本专利技术的方式提供每个示例。事实上，对于本领域技术人员来说将显而易见的是，可以在不偏离本专利技术的范围或精神的情况下在本专利技术中进行各种修改和变化。例如，作为一个实施例的部分所图示或描述的特征可以与另一个实施例一起使用，以产生又另一实施例。因此，意图是本专利技术涵盖如归入所附权利要求书及其等效物范围内的此类修改和变化。
[0016]一般来说，本公开针对多虹吸冷却系统，该系统具有用于冷却发热部件的至少一个液桥。本文中所描述的冷却系统可特定地适合用于风力涡轮。可是，应该理解，冷却系统也可适合于其它应用，包括但不限于太阳能、水力、储能等等或其组合。
[0017]一般而言，热虹吸(thermosiphon)一般指的是被动的单相或两相冷却系统，其中热量通过从液体到蒸气的相变（例如，煮沸）而从电机或电子部件中消散。液体
‑
蒸气混合物由于浮力而被动地上升到冷凝器，在冷凝器中混合物返回到液体形式并且由于重力再次向下流到发热部件。这个循环继续被动地从该部件中移除热量。在本公开中，这个概念本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种被动冷却系统，所述被动冷却系统包括：热交换器，所述热交换器热连接到位于外壳内的发热部件；位于所述热交换器下方的分配歧管；位于所述外壳外部和所述热交换器上方的冷凝单元；流体连接到所述热交换器、所述分配歧管和所述冷凝单元的第一导管；流体连接到所述冷凝单元和所述分配歧管的第二导管；流体连接到所述第一导管和所述第二导管或所述分配歧管的液桥；以及两相冷却介质，所述两相冷却介质通过由所述第一导管、所述液桥、所述冷凝单元、所述第二导管、所述热交换器和所述分配歧管限定的环路而循环，其中，所述液桥将处于液体状态的所述冷却介质从所述第一导管转移到所述第二导管或所述分配歧管。2.根据权利要求1所述的被动冷却系统，进一步包括：热连接到多个发热部件的多个热交换器；以及并联连接在所述分配歧管和所述冷凝单元之间的多个第一导管，其中，所述多个第一导管中的每个与所述多个热交换器中的一个流体连接。3.根据权利要求2所述的被动冷却系统，进一步包括：沿着所述第一导管中的一个串联连接的两个或更多个热交换器。4.根据权利要求2所述的被动冷却系统，进一步包括：流体连接到所述多个第一导管和所述第二导管或所述分配歧管的多个液桥。5.根据权利要求4所述的被动冷却系统，其中，所述多个液桥中的一个流体连接到所述多个第一导管中的每个和所述第二导管或所述分配歧管。6.根据权利要求1所述的被动冷却系统，其中，所述液桥包括管状构件，所述管状构件以倾斜的角度定位在所述第一导管和所述第二导管或所述分配歧管之间。7.根据权利要求6所述的被动冷却系统，其中，所述管状构件进一步包括至少一个存水弯。8.根据权利要求1所述的被动冷却系统，其中，所述外壳包括风力涡轮或太阳能功率系统的机舱。9.根据权利要求8所述的被动冷却系统，其中，所述冷凝单元固定在所述机舱顶上。10.根据权利要求1所述的被动冷却系统，其中，所述一个或多个发热部件包括以下项中的至少一项：发电机转子、发电机定子、齿轮箱、变压器、逆变器或转换器。11.根据权利要求1所述的被动冷却系统，其中，所述冷却系统在所述外壳内缺少泵或风扇。12.一种风力涡轮，包括塔架；安装在所述塔架顶上的...

【专利技术属性】
技术研发人员：N，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：