[发明专利]风力涡轮机和用于操作风力涡轮机的方法

说明书

一种风力涡轮机，包括机舱和冷却回路，其中，冷却回路包括机舱内的至少一个内部冷却装置和机舱外部的至少一个外部冷却装置，其中，设置了将冷却回路与第二冷却回路耦接的热交换装置，其中，第二冷却回路包括在机舱外部的另外的外部冷却装置。

技术领域

本发明涉及一种包括机舱和冷却回路的风力涡轮机，其中，冷却回路包括机舱内的至少一个内部冷却装置和机舱外部的至少一个外部冷却装置。

背景技术

风力涡轮机通常包括由混凝土或钢等构成的塔架。机舱设置在塔架的上部部分上、特别是在塔架的顶部上，所述机舱包含若干部件，以将机械能转换成电能。与机舱相邻的是分别设置的转子和毂，其中转子和转子叶片的旋转由沿着风力涡轮机吹送的风提供动力。转子叶片的旋转能量经由连接发电机的轴传递到发电机，旋转能量在发电机处被转换成电能。

由于风力涡轮机关于发电的典型容量变得越来越大，因此需要更有效的冷却系统来冷却风力涡轮机的部件。特别是由机械摩擦和/或能量转换过程产生的热量必须分别从机舱或发动机室的内部被处理。

用于风力涡轮机的已知冷却系统提供冷却回路，该冷却回路包括至少一个内部冷却装置，以从机舱内部或风力涡轮机的位于机舱内部的部件吸收热量。还设置有位于冷却回路的机舱外部的外部冷却装置，以将来自冷却回路的热量散发到环境空气中。

发明内容

本发明所基于的问题是提供一种提高冷却系统的冷却功率的简便方法。

为了解决这个问题，如上所述的风力涡轮机的特征在于，设置了将冷却回路与第二冷却回路耦接的热交换装置，其中，第二冷却回路包括机舱外部的另外的外部冷却装置。

为了从机舱内部移除热量，内部冷却装置将待移除的热量传递到冷却回路中。该热量经由两个不同的分支传递到环境空气中。在第一分支中，冷却回路的外部冷却装置将热量散发到环境空气中。然而，如上所述，在许多情况下，仅此分支不足以提供冷却系统的足够冷却能力。因此，在第二分支中，耦接两个冷却回路的热交换装置将热量从冷却回路传递到第二冷却回路，热量在第二冷却回路处通过第二冷却回路的另外的外部冷却装置传递到环境空气中。因此，通过设置耦接两个冷却回路的热交换装置，增加了通过冷却系统从机舱内部传递到环境空气中的最大可能的热量。冷却系统的提高的冷却能力为机舱内部和/或位于机舱内部的部件提供了更有效的冷却。

除了这个益处之外，还有的优点是，通过安装第二冷却回路并通过热交换装置耦接两个冷却回路，可以容易地升级已经存在的包括冷却回路的冷却系统。因此，此升级不需要重新设计或重建冷却回路。相反，已经存在的冷却系统被扩展。

在本发明的优选实施例中，第二冷却回路包括压缩机、膨胀阀和蒸发器，其中，蒸发器热耦接到热交换装置或是热交换装置的一部分，其中，另外的外部冷却装置是冷凝器。在本发明的该实施例中，第二冷却回路以与制冷机器相同的方式工作。在该实施例中，即使在高温下，也确保了充分的冷却。蒸发器可以是通过热交换装置连接到冷却回路的另一个螺旋管区段的螺旋管区段。

必须提到的是，第二冷却回路可以仅设置泵和另外的外部冷却装置，特别是散热器。在这种情况下，第二冷却回路不像制冷机那样工作，但也将热量传递到环境空气中。

该热交换装置在冷却回路中可相对于外部冷却装置位于上游或下游。冷却回路可包括循环冷却流体（如水或油等）的泵。在第一变型中，当热交换装置在冷却回路中相对于外部冷却装置位于下游时，最初冷却流体流动通过内部冷却装置，在内部冷却装置处冷却流体被加热。接下来，冷却流体到达外部冷却装置，在外部冷却装置处冷却流体被冷却。最后，冷却流体通过热交换装置再次被冷却，在热交换装置处热量被传递到第二冷却回路。在此之后，循环从头开始。

然而，还可能存在第二变型，其中与第一变型相比，外部冷却装置和冷却回路中的热交换装置的位置被交换。