[发明专利]具有经改进冷却的风力涡轮机

说明书

本发明涉及一种具有经改进冷却的风力涡轮机。描述一种风力涡轮机，其包括：(a)由塔架(120)支撑的机舱(110)；(b)发电机(130,131,132)；(c)可旋转前部组件(140)，其布置在所述发电机(130,131,132)的背对所述机舱(110)的一侧上；以及(d)冷却系统，其用于通过将冷却空气(144)从所述可旋转前部组件(140)进给到所述发电机(130,131,132)来冷却所述发电机(130,131,132)。此外，描述一种冷却风力涡轮机的发电机的方法。

技术领域

本发明涉及风力涡轮机领域，尤其涉及包括用于在操作期间冷却风力涡轮机发电机的冷却系统的风力涡轮机。

背景技术

已知通过将冷却空气从机舱（nacelle）进给到发电机中来冷却风力涡轮机发电机，在发电机处，冷却空气循环以冷却发电机的线圈或绕组。

EP2615299B1公开了一种风力涡轮机的冷却系统，其经由轴向延伸穿过发电机定子室的空气管道将冷却空气从发电机定子的非驱动端轴向输送到驱动端侧。不幸的是，由于发电机定子室中的经加热空气使所述空气管道中的空气变暖，因此到达定子的驱动端侧端部绕组处的冷却空气比非驱动端侧端部绕组处的冷却空气更暖和。

为防止发电机中的腐蚀，冷却空气足够干燥是至关重要的。如EP2806542A中所公开的，为降低冷却空气的湿度，经加热的返回空气的一部分可以与来自机舱的冷却空气混合。

因此，可能需要风力涡轮机发电机的经改进冷却。

发明内容

该需要可以由根据独立权利要求的主题实现。本发明的有利实施例由从属权利要求描述。

根据本发明的第一方面，提供一种风力涡轮机，其包括：(a)由塔架支撑的机舱；(b)发电机；(c)布置在发电机的背对机舱的一侧上的可旋转前部组件；以及(d)用于通过将冷却空气从可旋转前部组件进给到发电机来冷却发电机的冷却系统。

本发明的该方面基于如下构思：将冷却空气从可旋转前部组件进给到发电机的驱动端中（即，发电机的离机舱最远的部分）。因此，可以获得发电机（尤其发电机的驱动端部分）的有效冷却。

机舱由塔架支撑，塔架在其下端处紧固到地面或海底。机舱构成风力涡轮机的后部部分，而可旋转前部组件构成前部部分（相对于风向）。在发电机的一侧（非驱动端）面向或定位在机舱内、而发电机的相对侧（驱动端）面向可旋转前部组件的意义上来说，发电机实质上布置在机舱与可旋转前部组件之间。在直接驱动式（无齿轮）风力涡轮机的情况下，发电机通常定位在机舱与可旋转前部组件之间并且并不延伸到机舱中。在齿轮式风力涡轮机的情况下，发电机可以至少部分地延伸到机舱中。可旋转前部组件包括相互作用以将风能转换成旋转（机械）能（其继而由发电机转换成电能）的多个部件。

根据本发明的一实施例，可旋转前部组件包括前部组件进气口，并且冷却空气包括通过前部组件进气口吸入的空气。

换句话说，冷却系统从可旋转前部组件进给到发电机的冷却空气包括通过前部组件进气口吸入的环境空气。

根据本发明的另一实施例，可旋转前部组件包括毂、安装在毂上的至少一个转子叶片以及覆盖毂的旋转毂盖（spinner）。

当进入的风撞击（多个）转子叶片时，该至少一个转子叶片致使毂围绕轴线旋转（并且从而驱动发电机）。旋转毂盖是覆盖毂以便防止其受到环境影响的外壳或护罩。

根据本发明的另一实施例，前部组件进气口至少部分与旋转毂盖中的至少一个转子叶片延伸穿过其的开口重合。

换句话说，环境空气可以通过旋转毂盖中的允许叶片从毂延伸的开口进入可旋转前部组件。

根据本发明的另一实施例，前部组件进气口包括环绕至少一个转子叶片的环形开口。