[发明专利]一种海上风力发电机的防腐冷却结构

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，特别涉及一种海上风力发电机的防腐冷却结构。

背景技术

海洋风力发电机是将风能转化为电能的一种装置，一般由塔筒、机舱和风轮组成，塔筒一般是用于将机舱支撑至高空中的支撑体，有时也会将一些部件，如变压器或者变流器等安装于塔筒内，以方便维修并给机舱留出空间，机舱内部包容着风力发电机的关键设备，如齿轮箱和发电机等设备。

由于海洋风力发电机风轮的转动要通过增速齿轮传递给发电机转子，使发电机转子高速旋转发电，而在此过程中齿轮箱高速运转中会因摩擦而产生热量，同时发电机因电磁损耗和摩擦也会产生热量，这些发热部件表面会产生对流换热和热辐射，从而导致机舱内空气的温度升高，因此需要对其进行冷却。

目前的机舱冷却方法主要有以下几种方案：

一、即将机舱做成通风的，外部空气可进入机舱对其内部的零件进行自然冷却，虽然该种冷却方式可以达到冷却的效果，但外界腐蚀性物质会跟随空气进入机舱内部对零部件造成损害，尤其对于海洋风力发电机，由于海上空气中的高盐分、高湿度使得海洋风力发电机内部零件更容易受到腐蚀，这就需要机舱内的部件全部采用高防腐等级，加大风电机成本，同时空气中的颗粒物质也将使机舱内的旋转部件加速磨损。

二、美国专利US6439832B1公布了一种微正压防腐冷却技术，是通过一种过滤装置将空气中的盐分和其他颗粒性物质去除后送入机舱内，并使机舱内的空气压力维持在高于大气压力的水平，从而确保空气的流动方向始终是自舱内经缝隙向机舱外部流动，以阻止外界腐蚀性气体和颗粒物质进入机舱，达到防腐蚀目的。这种技术一方面控制难度比较大，另一方面在于虽然采用过滤装置将空气过滤后再使其进入机舱内，但是过滤装置始终是有一定的孔径，无法做到100%过滤，因而直径小于孔径的颗粒仍将随空气进入到机舱内，沉积在舱内的腐蚀介质和颗粒物质会日益增多，从而对转动部件造成威胁。

三、国际申请WO01/06121、WO2004/016945、WO2010/069954中提出的塔筒壁冷却方式，是将塔筒壁作为与外界的换热器，将舱内空气引导至塔筒，在塔筒处通过塔筒壁与外界冷空气进行热交换，但是由于塔筒壁的散热面积有限，难以满足大功率机组的要求，同时塔筒以及机舱也没有进行密封处理，外界腐蚀性气体和颗粒物质进入到机舱内会对其中的关键设备构成威胁。

四、目前还可以采用蒸发冷却的方式对机舱进行冷却，具体是在机舱内设置一个蒸发器，在机舱罩外部设置一个冷凝器，用管路将冷却器和蒸发器连成一个循环系统，在系统内装入低沸点冷却介质，通过冷却介质的蒸发吸热实现对机舱内空气的冷却，同时通过冷却介质在蒸发和冷凝过程中的密度变化实现冷却介质在管路内的循环流动。这种方法有效提高了冷却效果，但是冷却介质费用昂贵，并且还需要安装各种安全阀以防止管路超压，提高了运行成本，同时机舱也没有进行密封处理，机舱内的零部件依然容易受到外部腐蚀性气体的危害。

因此，如何开发一种海洋风力发电机防腐冷却结构，既可以使机舱实现冷却，又可以使机舱内的零部件免受空气中的腐蚀气体和颗粒物质的危害，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种海上风力发电机的防腐冷却结构，以降低机舱内各零部件的防腐蚀等级，从而降低各零部件生产成本，同时避免空气中的颗粒物质进入机舱内部，减少机舱内的转动部件的磨损。

为解决上述技术问题，本发明提供一种海上风力发电机的防腐冷却结构，包括：

塔筒；

可转动地设置于所述塔筒上的机舱，且所述机舱与塔筒的配合部位采用迷宫密封方式密封；

可转动地设置于所述机舱的内部的主轴，且所述主轴与所述机舱的配合部位采用迷宫密封方式密封，所述主轴位于所述机舱外部的一端设置有用于安装叶片的轮毂，所述轮毂上设置有导流罩；

设置于所述机舱内部的空气冷却系统。

优选的，可转动地安装于所述轮毂上的叶片与所述导流罩的配合部位以及所述导流罩与所述机舱的配合部位均采用迷宫密封方式进行密封。

优选的，所述空气冷却系统具体包括：

换热器，所述换热器设置于所述机舱内部；

冷却空气通道，所述冷却空气通道设置于所述机舱内且贯穿于所述的换热器，所述冷却空气通道的出口端和入口端与外界相通，且与所述的机舱密封；

冷却空气驱动装置，所述冷却空气驱动装置设置于冷却空气通道或者其循环管路上。

优选的，所述冷却空气驱动装置设置于所述冷却空气通道的出口端。