[发明专利]具有热调节系统的离岸风力涡轮机

说明书

技术领域

本发明总体涉及用于风力涡轮机的热调节系统，且特别是用于离岸风力涡轮机的热调节系统。

背景技术

风力涡轮机是将机械能转换成电能的装置。一个典型的风力涡轮机包括安装在塔架上的吊舱罩着传动系，传动系通过常用的齿轮箱和诸如旋转风力涡轮机的偏航驱动、几个控制器和一制动器的其他部件，将风力转子的旋转传递到发电机。风力转子包括支撑多个叶片的转子毂，叶片在其上径向延伸，用于捕捉风的动能并使传动系旋转运动。

风力涡轮机的一些部件，特别是齿轮箱和发电机是连接到热交换器的。

已知的在岸风力涡轮机的热调节系统将使用环境空气来冷却吊舱与安装热交换器到特定的风力涡轮机部件结合起来。

在离岸风力涡轮机情况下，由于海洋空气的含水量和盐度，需要处理给吊舱热调节提供的空气。海洋空气的这些特性影响吊舱部件的工作环境和寿命，因此需要空气处理。由于空气处理厂的庞大，可以安装在风力涡轮机的基面上，已处理的空气通过塔架内的管道泵送到吊舱内。

考虑到可预见的离岸风力涡轮机的大能量，使用大功率、大尺寸和重量级空气处理厂似乎很必要。这些厂的成本也非常高。

在空气从基面传送到吊舱期间，由于已处理的空气与塔架内的空气温度不同，已处理的空气由于与周围环境对流产生热损失。

传统的管道绝缘确实减少了沿管道的热损失，但绝缘成本不能弥补能量的节约。

发明内容

根据本发明提供一个减少已处理空气流过离岸风力涡轮机塔架内管道的对流热损失的绝缘结构，管道为了热调节目的从基部延伸到吊舱。已处理的空气通过在离岸风力涡轮机基面的空气处理系统来供给。绝缘结构包括热传导率比空气大的绝缘材料和很多布置在绝缘材料之间的孔洞，从而阻止孔洞之间的空气流动。

输入到空气处理系统的是环境空气，空气处理系统输出的是已处理空气，其根据吊舱结构的热调节需要，具有降低的水分和盐度等级，且温度设定为塔架内空气温度的函数。

吊舱结构包括安装在塔架顶部内的吊舱下部结构和随转子、传动系、发电机一起安装在塔架顶上与吊舱下部结构联通的吊舱壳。这种情况下，已处理的空气供给吊舱下部结构。

优点是，绝缘材料是玻璃棉。其他合适的绝缘材料是棉绒、矿物棉、石棉、珍珠岩、玻璃纤维、硅酸钙、泡沫玻璃、聚氨酯泡沫、橡胶海绵、酚醛泡沫、聚苯乙烯、聚异氰脲酯或酯板、聚氨酯或软木。

在第一个实施例中，所述管道包括内壁和外壁（优选金属板），而绝缘结构包括沿管道分布、占据内壁和外壁之间的所有空间的绝缘板和绝缘板之间的孔洞。有利地，绝缘板的总体积与绝缘结构的总体积比为0.05-0.15。

在第二实施例中，所述管道包括内壁和外壁（优选金属板），而绝缘结构包括沿管道分布的、并可选择地与内壁和外壁接触、占据内壁和外壁之间的至少一半空间的绝缘板和绝缘板之间的孔洞。有利地，绝缘板的总体积与绝缘结构的总体积比为0.60-0.50。

在第三实施例中，所述管道包括内壁和外壁（优选金属板），而绝缘结构包括具有至少一个内部孔洞、沿管道分布的连续的绝缘块，占据内壁和外壁之间的整个空间。有利地，绝缘块的内部孔洞的总体积与绝缘结构的总体积比为0.25-0.40。

结合附图，随后的发明的详细描述和附属的权利要求使所述热调节系统的其他希望的特征和优点变得清楚。

附图说明

图1是具有空气处理厂的风力涡轮机的侧视示意图，空气处理厂在基面上，为了热调节目的，通过塔架内部的管道提供已处理的空气给吊舱。

图2a和2b分别是根据本发明第一实施例的绝缘管道的侧视和透视图，管道为了热调节目的给离岸风力涡轮机的吊舱提供已处理的空气。

图3a和3b分别是根据本发明第二实施例的绝缘管道的侧视和透视图，管道为了热调节目的给离岸风力涡轮机的吊舱提供已处理的空气。

图4a和4b分别是根据本发明第三实施例的绝缘管道的侧视和透视图，管道为了热调节目的给离岸风力涡轮机的吊舱提供已处理的空气。

图5显示了第二实施例中管道的内壁和外壁之间的绝缘结构安装的示意图。

具体实施方式