風電機組齒輪箱冷卻系統的製作方法

2023-04-23 20:57:11

專利名稱：風電機組齒輪箱冷卻系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種齒輪箱的冷卻系統，具體是涉及一種風電機組齒輪箱冷卻系統。
背景技術：
傳統齒輪箱冷卻系統通常由液壓泵、熱交換器、冷卻風扇、限壓閥、溫度傳感器及 控制系統共同組成，參見圖1及圖2所示，熱交換器包含入口及出口 ，液壓泵與入口相連接 並通過進油管路將高溫齒輪油送入熱交換器中冷卻，冷卻後的齒輪油經與熱交換器出口相 連的回油管路返回齒輪箱內。熱交換器及冷卻風扇安裝於冷凝器安裝槽內。冷卻風扇用來 增加散熱量。溫度傳感器安裝在齒輪箱的底部，用以將溫度信號傳給控制系統。當齒輪箱 內油溫超過控制系統設定的溫度(通常為8(TC)時，控制系統會控制風機進入停止狀態。 同時控制系統亦同時用來根據油溫控制冷卻風扇及液壓泵的開啟與停止。當油溫超過控制 系統設定的59°C時，開啟液壓泵，當油溫達到6rc時，控制系統開啟冷卻風扇，而當油溫降 到55t:時則關閉液壓泵和冷卻風扇。限壓閥則並聯於熱交換器的兩端，當熱交換器內油流 速度減慢或發生堵塞導致系統壓力升高(通常設定壓力達到1.5bar)時開啟，使部分或者 全部油液經由限壓閥流回齒輪箱。 目前，熱交換器3和冷卻風扇4安裝在冷凝器安裝槽內，為保證空氣流通，其上僅 採用鐵絲網隔絕，基本上還是裸露在室外的。在下雨或雪時，一般情況下風速都比較小，齒 輪箱油溫比較低，冷卻風扇就沒有運轉，雨夾雪、凍雨直接澆在冷卻風扇上，冷卻風扇的扇 葉很容易被凍住，當需要啟動冷卻風扇時，會造成電機堵轉，電機的熱保護空氣開關跳閘， 風電機組報警進入停止狀態。 在冬季天氣寒冷時(氣溫低於零下2(TC時)，當風速小時，風電機組在準備狀態沒 有運轉，這樣油溫就很低，液壓泵沒有啟動，熱交換器內就沒有油液循環流動，時間一長受 低溫影響造成熱交換器內部油粘度增大，甚至凝固。而當風速增大後，風電機組長時間帶負 荷運轉後，齒輪箱所產生的熱量使油溫升高，但熱交換器內部油路系統受低溫影響基本被 堵塞，導致循環迴路中的壓力升高，達到1.5bar時限壓閥打開，將迴路中的油液部分或全 部流回齒輪箱，沒有經過熱交換器散熱，如此循環下去，導致齒輪箱內油溫升高，這時冷卻 風扇根據油溫又運行了，加劇了熱交換器內的油的凝固，導致油溫快速升高，風電機組同樣 報警進入停止狀態。 故而，現有的齒輪箱冷卻系統在惡劣及寒冷天氣中存在較大的缺陷，無法保證風 電機組正常運行，影響機組發電，亟需改善。

發明內容本實用新型的目的是針對上述現有技術的缺陷，提供一種結構簡單、在寒冷季節
也能保證風冷機組正常運行的風電機組齒輪箱冷卻系統。 為達上述目的，本實用新型採用了如下技術方案[0008] —種風電機組齒輪箱冷卻系統，由液壓泵、熱交換器、冷卻風扇、限壓閥、溫度傳感 器及控制系統共同組成，熱交換器包含入口及出口 ，液壓泵與入口相連接並通過進油管路 將高溫齒輪油送入熱交換器中冷卻，冷卻後的齒輪油經與熱交換器出口相連的回油管路返 回齒輪箱內；冷卻風扇與熱交換器分別固定安裝在冷凝器安裝槽內；其中，冷凝器安裝槽 上方設一外罩，外罩上對應熱交換器位置處開設進風口 ，對應冷卻風扇的位置處開設出風 口，進風口及出風口上分別安裝有進風口導葉及出風口導葉，進風口導葉及出風口導葉通 過一聯動裝置連接在一起以保持相同的開度；聯動裝置通過固定安裝在外罩上的風門驅動 器驅動連接，帶動進風口導葉和出風口導葉開啟/閉合。 本實用新型還可採用以下技術方案進一步實現 所述的風電機組齒輪箱冷卻系統，其中，所述冷凝器安裝槽內靠近冷卻風扇位置 處分別裝設一溫度傳感器和一溼度傳感器。 所述的風電機組齒輪箱冷卻系統，其中還包括一控制器，用於接收溫度傳感器反
饋的溫度信號、溼度傳感器反饋的溼度信號以及冷卻風扇反饋的運行或停止信號，並根據
反饋信號控制風門驅動器動作，自動調整進風口導葉及出風口導葉的開度。 所述的風電機組齒輪箱冷卻系統，其中，所述進風口及出風口分別設置兩個，所述
聯動裝置為四桿聯動裝置。 所述的風電機組齒輪箱冷卻系統，其中，所述外罩螺接、焊接或卡扣連接於冷凝器 安裝槽上方。 所述的風電機組齒輪箱冷卻系統，其中，所述外罩縱切面呈倒梯形，風門驅動器固 定安裝在外罩側壁上。 本實用新型的風電機組齒輪箱冷卻系統，當遇到下凍雨或雨夾雪的天氣時，如果
冷卻風扇已經運行，則將進風口導葉與出風口導葉全部打開，凍雨或雨夾雪將被運行的冷
卻風扇吹走；如果冷卻風扇沒有運行，則關閉進風口導葉與出風口導葉，這樣雨夾雪或凍雨
吹不到冷卻風扇上，從而保護了冷卻風扇不被凍住，保證了風機處於正常的運行狀態。 當氣溫低於零下2(TC時，則將進風口與出風口的導葉全部關閉，減小熱交換器的
散熱量，熱交換器內的油就不會凝固，當油溫升高後液壓泵啟動時，熱交換器內的油流是暢
通的，油路中的壓力不會達到限壓閥限定的壓力，這樣熱交換器內的油溫會隨著機組的運
行逐漸升高，當冷卻風扇運行時，由於此時進風口與出風口都處於關閉狀態，空氣將會在冷
凝器安裝槽內流動，導致安裝槽內溫度升高，此時再將進風口導葉及出風口導葉打開，從而
避免了熱交換器內油的冷凝，同時保障了熱交換器的散熱，進而保障了風機一直處於正常
運行狀態，不會因報警關閉。 同時，還可以在冷凝器安裝槽內裝設一溫度傳感器及一溼度傳感器，用以測定室 外的溫度和溼度。並可設置一控制器，用於接收溫度傳感器、溼度傳感器及冷卻風扇運行/ 停止的反饋信號，根據反饋信號進行邏輯判斷，發出控制信號來驅動風門驅動器的動作，調 整進風口導葉和出風口導葉的開關。實現自動化監控及操作。 本實用新型的風電機組齒輪箱冷卻系統，大大提高了風機在冬季的利用率，避免 了故障停機的頻繁發生，增加了發電量，設計合理，結構簡單，易於推廣應用，具有較好的社 會經濟價值。

圖1為現有的風電機組齒輪箱冷凝系統油液循環圖； 圖2為現有的風電機組齒輪箱冷卻系統的結構示意圖，其中箭頭所示為空氣流動 方向； 圖3為本實用新型的風電機組齒輪箱冷卻系統的結構示意圖，其中箭頭"一"所示 為進風口導葉和出風口導葉關閉時的空氣流動方向，箭頭"G"所示為進風口導葉和出風 口導葉開啟時的空氣流動方向； 圖4為本實用新型的風電機組齒輪箱冷卻系統的冷凝器安裝槽俯視結構示意圖。
圖中1.齒輪箱；2.溫度傳感器；3.熱交換器；4.冷卻風扇；5.限壓閥，6.液壓 泵；7、冷凝器安裝槽；8、鐵絲網；9.外罩；10.進風口 ；11.出風口 ；12.進風口導葉；13.出 風口導葉；14.四桿聯動裝置；15.風門驅動器；16.溫度傳感器；17.溼度傳感器。
具體實施方式
以下結合附圖3-4詳細說明本實用新型。下述實施例中採用的液壓泵、熱交換 器、冷卻風扇、限壓閥、溫度傳感器、溼度傳感器、風門驅動器、四桿聯動裝置均為市售產 品。所用的控制器為FYTC的HR-WP型的智能溫度溼度控制器。控制系統為Phoenix的 RFC430V450ETH-IB型控制系統。 參見圖3及圖4所示， 一種風電機組齒輪箱冷卻系統，由液壓泵6、熱交換器3、冷 卻風扇4、限壓閥5、溫度傳感器2及控制系統共同組成，熱交換器3包含入口及出口 ，液壓 泵6與入口相連接並通過進油管路將高溫齒輪油送入熱交換器3中冷卻，冷卻後的齒輪油 經與熱交換器3出口相連的回油管路返回齒輪箱1內；冷卻風扇4與熱交換器3分別固定 安裝在冷凝器安裝槽7內。冷凝器安裝槽7上方加設一縱切面呈倒梯形的外罩9，外罩9上 對應熱交換器3位置處開設兩個進風口 IO，對應冷卻風扇的位置處開設兩個出風口 ll，進 風口 IO及出風口 11上分別安裝有進風口導葉12及出風口導葉13，進風口導葉12及出風 口導葉13通過一四桿聯動裝置14連接在一起以保持相同的開度。 一風門驅動器15固定 安裝在外罩9的側壁上，四桿聯動裝置14通過風門驅動器15驅動連接，帶動進風口導葉和 出風口導葉開啟/閉合。 進一步的，還可在冷凝器安裝槽7內靠近冷卻風扇位置處分別裝設一溫度傳感器 16和一溼度傳感器17。用以監測室外的溫度和溼度，根據溫度和溼度的變化來打開/關閉 進風口導葉和出風口導葉。 同時還可設置一控制器，用於接收溫度傳感器16反饋的溫度信號、溼度傳感器17 反饋的溼度信號以及冷卻風扇4反饋的運行/停止信號，並根據反饋信號控制風門驅動器 15動作，自動調整進風口導葉12及出風口導葉13的開度。 所述的風電機組齒輪箱冷卻系統，其中，所述進風口及出風口並不局限於兩個，只 要在一個以上即可，所述聯動裝置也不限於四桿聯動裝置，只要可帶動進風口導葉12及出 風口導葉13保持共同的開度的聯動裝置即可。 外罩9與冷凝器安裝槽7可採用螺接、焊接或卡扣等任意方式連接。 以上所述，僅為本實用新型的較佳實施例而已，並非對本實用新型做任何形式上
的限定。凡本領域的技術人員利用本實用新型的技術方案對上述實施例做出的任何等同的變動、修飾或演變等，均仍屬於本實用新型的技術方案的範圍內,
權利要求一種風電機組齒輪箱冷卻系統，由液壓泵、熱交換器、冷卻風扇、限壓閥、溫度傳感器及控制系統共同組成，熱交換器包含入口及出口，液壓泵與入口相連接並通過進油管路將高溫齒輪油送入熱交換器中冷卻，冷卻後的齒輪油經與熱交換器出口相連的回油管路返回齒輪箱內；冷卻風扇與熱交換器分別固定安裝在冷凝器安裝槽內；其特徵在於冷凝器安裝槽上方設一外罩，外罩上對應熱交換器位置處開設進風口，對應冷卻風扇的位置處開設出風口，進風口及出風口上分別安裝有進風口導葉及出風口導葉，進風口導葉及出風口導葉通過一聯動裝置連接在一起以保持相同的開度；聯動裝置通過固定安裝在外罩上的風門驅動器驅動連接，帶動進風口導葉和出風口導葉開啟/閉合。
2. 根據權利要求1所述的風電機組齒輪箱冷卻系統，其特徵在於 所述冷凝器安裝槽內靠近冷卻風扇位置處分別裝設一溫度傳感器和一溼度傳感器。
3. 根據權利要求2所述的風電機組齒輪箱冷卻系統，其特徵在於還包括一控制器，用於接收溫度傳感器反饋的溫度信號，溼度傳感器反饋的溼度信號 以及冷卻風扇反饋的運行或停止信號；並根據反饋信號控制風門驅動器動作，自動調整進 風口導葉及出風口導葉的開度。
4. 根據權利要求l-3任一所述的風電機組齒輪箱冷卻系統，其特徵在於 所述進風口及出風口分別設置兩個，所述聯動裝置為四桿聯動裝置。
5. 根據權利要求1-3中任一所述的風電機組齒輪箱冷卻系統，其特徵在於 所述外罩螺接、焊接或卡扣連接於冷凝器安裝槽上方。
6. 根據權利要求5所述的風電機組齒輪箱冷卻系統，其特徵在於 所述外罩縱切面呈倒梯形，風門驅動器固定安裝在外罩側壁上。
專利摘要本實用新型涉及一種風電機組齒輪箱冷卻系統，由液壓泵、熱交換器、冷卻風扇、限壓閥、溫度傳感器及控制系統共同組成，液壓泵與熱交換器入口相連接並通過進油管路將齒輪油送入熱交換器中冷卻，冷卻後的齒輪油經回油管路返回齒輪箱內；冷卻風扇與熱交換器安裝在冷凝器安裝槽內，安裝槽上設外罩，外罩上對應熱交換器位置處開設進風口，對應冷卻風扇的位置處開設出風口，進風口及出風口上安裝有通過一聯動裝置連接以保持相同的開度的進風口導葉及出風口導葉，聯動裝置通過風門驅動器驅動連接，帶動進風口導葉和出風口導葉開啟/閉合。本產品提高了風機在冬季的利用率，增加了發電量，設計合理，結構簡單，易於推廣應用，具有較好的社會經濟價值。
文檔編號F03D11/00GK201521405SQ200920222879
公開日2010年7月7日 申請日期2009年9月22日 優先權日2009年9月22日
發明者夏暉, 王博, 王建國 申請人:北京中能聯創風電技術有限公司