[发明专利]冷却布置结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种冷却布置结构（arrangement），其与某装置优选与风力涡轮机关联使用。

背景技术

如电机（发电机）之类的装置由于例如内部的电磁损耗产生热。

例如，热在发电机线圈的端绕组旁边产生。端绕组的温度必须保持低于预定值，以保证例如绝缘线圈的寿命。

如果需要保证组件的寿命，甚至风力涡轮机组件的温度也需要被监控和管理。由于风力涡轮机，尤其是近海风力涡轮机必须证明有至少20年的寿命，此问题需要被非常认真地解决。

必须避免昂贵的维修工作，特别是在近海风力涡轮机，只有有限的天数来完成维修工作。

已知有不同的布置结构来冷却如电机（例如发电机）之类的装置。用空气或水的冷却回路可以独立使用，或组合使用以将热从装置散发到例如环境中。

冷却系统可以设置在发电机内，或例如其外壳的顶部。热交换器用来将热从发电机传递到例如环境温度。

已知将冷却系统定位在例如风力涡轮机的机舱顶部。机舱内产生的热通过冷却系统传递到冷却布置结构。冷却布置结构可以使用经过的环境空气来用于冷却。

用火车或轮船或用卡车将机舱和甚至是其顶部的冷却系统传输到特定地点。优选地，他们必须被连接并作为一个普通装置运输。在运输途中，由于典型的近海机舱具有巨大尺寸，甚至是巨大重量，可能出现隧道和桥梁的问题。

发明内容

因此，重要的是具有能够将机舱的热传递到环境中的冷却布置结构，同时：

冷却布置结构需要很轻，

冷却布置结构需要很容易地与机舱连接或断开，和/或

冷却布置结构需要尽可能地便宜。

对于冷却布置结构需要满足所有这些需求或即使是这些需求中的一些，冷却布置结构专用于与装置关联使用。

因此，本发明的目的是提供一种改进的冷却布置结构，其用来将装置的热传递到环境气流。

此目的是通过权利要求1的特征达到的。优选配置是从属权利要求的目标。

根据本发明，用于冷却的布置结构包含一装置和一热交换器。该装置与热交换器以装置旁产生的热从装置传递到热交换器的方式耦连。

热交换器被至少部分地设置到环境气流中。热交换器以热从热交换器传递到环境气流的方式构造。为此，热交换器包含吸入侧和压力侧，两侧以在侧面附近通过的环境空气被加速的方式设置和构造以达到改进的热传递。

优选地，压力侧被设置在装置附近，而吸入侧与压力侧相对地设置。

由于成形的热交换器，热从热交换器到环境的传递得到改进。

优选地，所述装置至少部分被设置在环境气流中。优选地，所述装置是风力涡轮机的机舱，而热交换器优选被设置在机舱的顶部。

由于机舱形状且由于热交换器的形状和它们之间的交互，环境空气加速，并用于机舱的冷却。

优选地，热交换器至少部分被设置到外壳中。优选地，热交换器或其外壳呈现出（或呈具有）机翼的横截面。

机翼的结构用来加速环境空气。机翼形状的所需尺寸可以被容易地计算出来。

优选地，热交换器的至少一部分包含设置在热交换器的至少一个节段的多孔材料。

优选地，类石墨泡沫被用作向环境空气进行热传递的多孔材料。

由于多孔材料，热交换器比其它已知类型的热交换器重量较轻。

由于多孔材料，并且由于在吸入侧和压力侧之间产生的压力差，产生另外的气流。此另外的气流被引导通过材料，因此鉴于通过热交换器侧面的经加速的空气，因此热向环境的传递另外得以改进。

优选地，多孔材料是高导热材料，如石墨泡沫。

由于此原因，降低关于热交换器的复杂性，甚至成本。

优选地，所述装置和热交换器通过冷却系统连接，冷却系统设置成用来将热从所述装置传递到热交换器。

优选地，冷却系统包含管子，管子中充注有冷却液体，如油或水。甚至空气或其它气体可以在冷却系统内部循环。

优选地，冷却系统以如下方式与泡沫耦连，即：使得热易于从冷却系统传递到泡沫中。

由于存在上文提到的特征，因而使得冷却系统和热交换器的泡沫之间易于交互。管子只需要被至少部分地设置在泡沫内。

不需要另外的昂贵布置结构来保证泡沫和冷却系统之间的良好热接触。

石墨泡沫很轻，并表现出高导热性。它是一种易于机加工和成形的多孔材料。

特别地，泡沫材料可被成形为像机翼一样。因此，可以很容易地在吸入侧和压力侧之间产生压力差。