風(fēng)電機(jī)組及其齒輪箱換熱裝置、換熱循環(huán)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種風(fēng)電機(jī)組及其齒輪箱換熱裝置、換熱循環(huán)系統(tǒng)，所述換熱裝置包括設(shè)置于齒輪箱內(nèi)部或齒輪箱的輔助油箱內(nèi)部的齒輪油換熱器，齒輪油換熱器上設(shè)有分別用于換熱介質(zhì)進(jìn)、出的入口和出口。換熱循環(huán)系統(tǒng)包括齒輪箱換熱裝置、循環(huán)泵及介質(zhì)換熱器，齒輪油換熱器的出口與循環(huán)泵的入口連通，循環(huán)泵的出口與介質(zhì)換熱器的入口連通，介質(zhì)換熱器的出口與齒輪油換熱器的入口連通。換熱循環(huán)系統(tǒng)還可進(jìn)一步設(shè)置換向閥和加熱器，從而實(shí)現(xiàn)冷卻和加熱功能集于一體。本實(shí)用新型的換熱裝置體積小，輔助設(shè)備少，換熱循環(huán)系統(tǒng)換熱效率高，故障率低，利于減少由于風(fēng)電機(jī)組齒輪箱齒輪油泄漏造成的設(shè)備污染、著火等隱患。
【專利說(shuō)明】風(fēng)電機(jī)組及其齒輪箱換熱裝置、換熱循環(huán)系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及風(fēng)電【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及風(fēng)電機(jī)組及其齒輪箱換熱裝置、換熱循環(huán)系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，機(jī)組容量越來(lái)越大。風(fēng)電機(jī)組的重要部件齒輪箱在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的發(fā)熱量也越來(lái)越大，需要通過(guò)散熱裝置將這部分熱量及時(shí)散發(fā)出去，以控制齒輪箱溫度在一定范圍內(nèi)，保證機(jī)組的安全運(yùn)行。另外，在停機(jī)狀態(tài)下，齒輪箱溫度很低，接近環(huán)境溫度，部分低溫地區(qū)低于-40°C，必須通過(guò)加熱裝置將齒輪油加熱到一定溫度，保證齒輪油的流動(dòng)及潤(rùn)滑性能，才能啟動(dòng)機(jī)組運(yùn)行。
[0003]現(xiàn)有的齒輪油冷卻裝置及加熱裝置為兩套獨(dú)立的裝置。齒輪油冷卻裝置通過(guò)油泵將齒輪油泵送到油-空氣換熱器進(jìn)行熱交換后，再流回齒輪箱。由于風(fēng)電齒輪箱采用高粘度齒輪油，齒輪油粘度隨溫度變化系數(shù)大，因此需要的泵送壓力高，消耗功率大，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，散熱效率低，容易引起泄漏及污染等問(wèn)題；特別在低溫情況下運(yùn)行，易發(fā)生油泵電機(jī)過(guò)載燒毀、聯(lián)軸器損壞等故障。另一種冷卻方式采用油-水換熱器，進(jìn)行換熱后，再對(duì)冷卻液進(jìn)行散熱。由于油-水換熱器置于齒輪箱外部，同樣存在齒輪油的泵送及泄漏問(wèn)題。同時(shí)，油-水換熱器采用板式換熱器，耐壓力及腐蝕性能差，極易造成泄漏，泄漏后油水混合會(huì)對(duì)齒輪箱造成嚴(yán)重?fù)p壞。
[0004]齒輪箱加熱器通常采用齒輪箱內(nèi)置電加熱管，加熱管浸入在齒輪油內(nèi)。采用這種加熱方式，由于齒輪油粘度高，流動(dòng)性差，加熱管表面溫度及功率密度受到限制，加熱管表面溫度過(guò)高或功率密度太大容易造成齒輪油分解碳化。因此加熱器體積大，效率低，且存在加熱時(shí)間長(zhǎng)，加熱不均勻等問(wèn)題。
[0005]由此可見(jiàn)，上述現(xiàn)有的風(fēng)電機(jī)組齒輪箱換熱裝置及換熱循環(huán)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。如何能創(chuàng)設(shè)出體積小，輔助設(shè)備少，換熱效率高，可以集加熱和冷卻功能于一體的新型風(fēng)電機(jī)組齒輪箱換熱裝置，實(shí)屬當(dāng)前重要研發(fā)課題之一。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的一個(gè)目的是提供一種風(fēng)電機(jī)組齒輪箱換熱裝置，使其換熱效率高，體積小，輔助設(shè)備少，故障率低，利于減少齒輪油泄漏造成的設(shè)備污染、著火等隱患，從而克服現(xiàn)有的齒輪油換熱裝置體積大，油泵、管路等輔助設(shè)備多，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，消耗功率大，換熱效率低的不足。
[0007]本實(shí)用新型的又一個(gè)目的是提供一種包括上述風(fēng)電機(jī)組齒輪箱換熱裝置的換熱循環(huán)系統(tǒng)，系統(tǒng)故障率低，換熱效率高。
[0008]本實(shí)用新型的再一個(gè)目的是提供一種應(yīng)用上述齒輪箱換熱循環(huán)系統(tǒng)的風(fēng)電機(jī)組。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0010]一種風(fēng)電機(jī)組齒輪箱換熱裝置，包括齒輪油換熱器，所述齒輪油換熱器設(shè)置于所述齒輪箱內(nèi)部或所述齒輪箱的輔助油箱內(nèi)部，所述齒輪油換熱器上設(shè)有分別用于換熱介質(zhì)進(jìn)、出的入口和出口。
[0011]進(jìn)一步地，所述齒輪油換熱器設(shè)置于所述齒輪箱底部或所述齒輪箱的輔助油箱底部。
[0012]進(jìn)一步地，所述齒輪油換熱器為銅管換熱器。
[0013]進(jìn)一步地，所述銅管換熱器的銅管上安裝有翅片。
[0014]一種風(fēng)電機(jī)組齒輪箱換熱循環(huán)系統(tǒng)，包括所述的齒輪箱換熱裝置，還包括循環(huán)泵及介質(zhì)換熱器，所述齒輪油換熱器的出口與所述循環(huán)泵的入口連通，所述循環(huán)泵的出口與所述介質(zhì)換熱器的入口連通，所述介質(zhì)換熱器的出口與所述齒輪油換熱器的入口連通。
[0015]進(jìn)一步地，還包括換向閥及加熱器，所述換向閥設(shè)置于所述循環(huán)泵與所述介質(zhì)換熱器之間，所述加熱器設(shè)置于所述換向閥與所述齒輪油換熱器之間，所述換向閥的第一出口與所述介質(zhì)換熱器的入口連通，所述換向閥的第二出口與所述加熱器的入口連通。
[0016]進(jìn)一步地，所述介質(zhì)換熱器的出口與所述加熱器的入口連通，所述換向閥的第二出口連通于所述介質(zhì)換熱器的出口與所述加熱器的入口之間的連通管道。
[0017]進(jìn)一步地，所述加熱器為管式加熱器。
[0018]進(jìn)一步地，所述換向閥為自動(dòng)溫控閥或電動(dòng)閥。
[0019]一種風(fēng)電機(jī)組，包括齒輪箱，所述齒輪箱應(yīng)用所述的風(fēng)電機(jī)組齒輪箱換熱循環(huán)系統(tǒng)。
[0020]由于采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型至少具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0021](I)采用本實(shí)用新型的齒輪箱換熱裝置，替代原有的齒輪箱散熱及加熱裝置，能大大減小齒輪箱換熱裝置的體積，提高齒輪油換熱效率。由于換熱器內(nèi)置于齒輪箱內(nèi)部，減少油泵、管路等輔助設(shè)備，減少齒輪油泄漏造成的設(shè)備污染、著火等隱患，同時(shí)減少原有齒輪油循環(huán)冷卻系統(tǒng)故障率，并有利于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化設(shè)計(jì)。
[0022](2)齒輪油換熱器為銅管換熱器，有更高的耐壓及耐腐蝕能力，可保證換熱器壽命，防止換熱器腐蝕等問(wèn)題造成滲漏，引起油水混合造成齒輪箱的嚴(yán)重?fù)p壞。進(jìn)一步設(shè)有翅片可幫助提尚換熱效率。
[0023](3)換熱循環(huán)系統(tǒng)的元器件獲得容易，數(shù)量少，控制簡(jiǎn)單，且循環(huán)管道連接關(guān)系簡(jiǎn)單，易于安裝操作。
[0024](4)換熱循環(huán)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)高溫時(shí)對(duì)齒輪油進(jìn)行冷卻，低溫環(huán)境下還能對(duì)齒輪油加熱，將冷卻和加熱功能集為一體，起到原有散熱及加熱兩套裝置的作用，并且克服了現(xiàn)有技術(shù)中加熱器體積大，效率低，加熱時(shí)間長(zhǎng)，加熱不均勻，易引起齒輪油分解碳化等缺陷。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]上述僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實(shí)用新型的技術(shù)手段，以下結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0026]圖1是本實(shí)用新型的風(fēng)電機(jī)組齒輪箱換熱裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖2是本實(shí)用新型的換熱循環(huán)系統(tǒng)的連接示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0028]請(qǐng)參閱圖1所示，本實(shí)用新型提供一種風(fēng)電機(jī)組齒輪箱換熱裝置，包括齒輪油換熱器，齒輪油換熱器設(shè)置于所述齒輪箱13內(nèi)部或所述齒輪箱的輔助油箱內(nèi)部，齒輪油換熱器上設(shè)有分別用于換熱介質(zhì)進(jìn)、出的入口和出口。
[0029]優(yōu)選地，齒輪油換熱器安裝于齒輪箱13底部或齒輪箱輔助油箱底部，并浸于齒輪油中，直接與齒輪油進(jìn)行熱交換。
[0030]優(yōu)選地，齒輪油換熱器采用銅管換熱器。進(jìn)一步地，為了更好地提高換熱效率，齒輪油換熱器的銅管11上可安裝銅翅片12，以進(jìn)一步增加換熱面積。采用銅管11及銅翅片12換熱，具有更高的耐壓及耐腐蝕能力，可保證換熱器壽命，防止換熱器腐蝕等問(wèn)題造成滲漏，引起油水混合造成齒輪箱的嚴(yán)重?fù)p壞。
[0031]工作時(shí)，該換熱裝置通過(guò)銅管換熱器及換熱器內(nèi)流動(dòng)的冷卻液與齒輪油進(jìn)行熱交換，再由冷卻液將熱量散發(fā)到外部空間。
[0032]由于齒輪油換熱器內(nèi)置于齒輪箱13底部，并浸入在齒輪油中，換熱過(guò)程不需要對(duì)齒輪油進(jìn)行泵送，只需要對(duì)冷卻液進(jìn)行循環(huán)泵送換熱。由于冷卻液的粘度很低，并且粘度隨溫度變化小，采用傳統(tǒng)的離心泵就能夠泵送。另外冷卻液的比熱容大，相同體積的冷卻液比齒輪油能帶走更多的熱量，因此換熱效率高。采用此換熱技術(shù)能解決原有技術(shù)泵送壓力高、消耗功率大，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，散熱效率低，故障率高，容易引起泄漏及污染等問(wèn)題。
[0033]請(qǐng)配合參閱圖2，本實(shí)用新型還提供一種風(fēng)電機(jī)組齒輪箱換熱循環(huán)系統(tǒng)，包括上述的齒輪箱換熱裝置，還包括循環(huán)泵I及介質(zhì)換熱器3，其中，齒輪油換熱器5的出口與循環(huán)泵I的入口連通，循環(huán)泵I的出口與介質(zhì)換熱器3的入口連通，介質(zhì)換熱器3的出口與齒輪油換熱器5的入口連通。
[0034]進(jìn)一步地，通過(guò)設(shè)置換向閥2及加熱器4，還可實(shí)現(xiàn)對(duì)齒輪油進(jìn)行冷卻和加熱的切換。所述換向閥2設(shè)置于循環(huán)泵I與介質(zhì)換熱器3之間，所述加熱器4設(shè)置于換向閥2與齒輪油換熱器5之間。循環(huán)泵I的出口與換向閥2的入口連通，換向閥2的第一出口與介質(zhì)換熱器3的入口連通，換向閥2的第二出口與加熱器4的入口連通。其中，換向閥2的作用為:齒輪油冷卻過(guò)程，換向閥2切換冷卻液通向介質(zhì)換熱器3，介質(zhì)換熱器3對(duì)吸收齒輪油熱量后的高溫冷卻液進(jìn)行散熱，散熱后低溫冷卻液重新流向齒輪箱，從而對(duì)齒輪油進(jìn)行冷卻；齒輪油加熱過(guò)程，換向閥2切換冷卻液直接通向加熱器4，而不通過(guò)介質(zhì)換熱器3循環(huán)，可減少加熱器熱量的損失。
[0035]優(yōu)選地，如圖2所示，介質(zhì)換熱器3的出口與加熱器4的入口連通，換向閥2的第二出口連通于介質(zhì)換熱器3的出口與加熱器4的入口之間的連通管道上。在齒輪油冷卻過(guò)程，加熱器4不通電，冷卻液雖然流經(jīng)加熱器4，但不被加熱；齒輪油加熱過(guò)程，加熱器4通電，冷卻液被加熱器4加熱后，通過(guò)循環(huán)泵I循環(huán)后通過(guò)齒輪油換熱器5加熱齒輪油。按此原理進(jìn)行齒輪油加熱和冷卻的切換。
[0036]換熱循環(huán)系統(tǒng)中所列元器件，除齒輪油換熱器5需要加工定做外，其余元器件均可選用標(biāo)準(zhǔn)元器件。換向閥2可采用自動(dòng)溫控閥或電動(dòng)閥；冷卻液加熱器4可采用通用管式加熱器；介質(zhì)換熱器3可采用標(biāo)準(zhǔn)板式換熱器，利用冷卻液-空氣換熱，直接將熱量散發(fā)到外部空氣中。
[0037]通過(guò)上述設(shè)置，本實(shí)用新型的齒輪油換熱循環(huán)系統(tǒng)，可根據(jù)齒輪油的實(shí)時(shí)溫度，通過(guò)對(duì)換熱循環(huán)系統(tǒng)換向閥及加熱器的控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)齒輪油進(jìn)行冷卻和加熱的切換，以保證齒輪油在正常的工作溫度范圍內(nèi)。
[0038]該系統(tǒng)高溫時(shí)對(duì)齒輪油進(jìn)行冷卻，同時(shí)在低溫環(huán)境下還能對(duì)齒輪油加熱，將對(duì)齒輪油的冷卻和加熱功能集為一體，起到原有散熱及加熱兩套裝置的作用，并且所用元器件數(shù)量少，控制簡(jiǎn)單?？朔爽F(xiàn)有技術(shù)中加熱器體積大，效率低，加熱時(shí)間長(zhǎng)，加熱不均勻，易引起齒輪油分解碳化等缺陷。
[0039]上述換熱循環(huán)系統(tǒng)為較簡(jiǎn)化的結(jié)構(gòu)形式，本實(shí)施例所列換熱循環(huán)系統(tǒng)只對(duì)采用此方案的齒輪油冷卻循環(huán)，對(duì)于發(fā)電機(jī)和變頻器也采用冷卻液冷卻的方式，可進(jìn)一步組成集中換熱循環(huán)系統(tǒng)。
[0040]以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許簡(jiǎn)單修改、等同變化或修飾，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種風(fēng)電機(jī)組齒輪箱換熱裝置，其特征在于，包括齒輪油換熱器，所述齒輪油換熱器設(shè)置于所述齒輪箱內(nèi)部或所述齒輪箱的輔助油箱內(nèi)部，所述齒輪油換熱器上設(shè)有分別用于換熱介質(zhì)進(jìn)、出的入口和出口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電機(jī)組齒輪箱換熱裝置，其特征在于，所述齒輪油換熱器設(shè)置于所述齒輪箱底部或所述齒輪箱的輔助油箱底部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電機(jī)組齒輪箱換熱裝置，其特征在于，所述齒輪油換熱器為銅管換熱器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的風(fēng)電機(jī)組齒輪箱換熱裝置，其特征在于，所述銅管換熱器的銅管上安裝有翅片。
5.一種風(fēng)電機(jī)組齒輪箱換熱循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，包括權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的齒輪箱換熱裝置，還包括循環(huán)泵及介質(zhì)換熱器，所述齒輪油換熱器的出口與所述循環(huán)泵的入口連通，所述循環(huán)泵的出口與所述介質(zhì)換熱器的入口連通，所述介質(zhì)換熱器的出口與所述齒輪油換熱器的入口連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的風(fēng)電機(jī)組齒輪箱換熱循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，還包括換向閥及加熱器，所述換向閥設(shè)置于所述循環(huán)泵與所述介質(zhì)換熱器之間，所述加熱器設(shè)置于所述換向閥與所述齒輪油換熱器之間，所述換向閥的第一出口與所述介質(zhì)換熱器的入口連通，所述換向閥的第二出口與所述加熱器的入口連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的風(fēng)電機(jī)組齒輪箱換熱循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述介質(zhì)換熱器的出口與所述加熱器的入口連通，所述換向閥的第二出口連通于所述介質(zhì)換熱器的出口與所述加熱器的入口之間的連通管道。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的風(fēng)電機(jī)組齒輪箱換熱循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述加熱器為管式加熱器。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的風(fēng)電機(jī)組齒輪箱換熱循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述換向閥為自動(dòng)溫控閥或電動(dòng)閥。
10.一種風(fēng)電機(jī)組，包括齒輪箱，其特征在于，所述齒輪箱應(yīng)用權(quán)利要求5-9中任一項(xiàng)所述的風(fēng)電機(jī)組齒輪箱換熱循環(huán)系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】F16H57/04GK204239723SQ201420632123
【公開(kāi)日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月28日
【發(fā)明者】周世東, 張海濤, 王博 申請(qǐng)人:龍?jiān)矗ū本╋L(fēng)電工程技術(shù)有限公司