(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111669328.9 (22)申请日 2021.12.3 0 (71)申请人 北京中科创值科技有限公司 地址 102445 北京市房山区长阳镇昊天北 大街15号1幢1层0 37 申请人 哈尔滨工业大 学 (72)发明人 关延江　钟向勋　张振寰　章林琪　 袁远　 (74)专利代理 机构 哈尔滨华夏松花江知识产权 代理有限公司 23213 代理人 孟宪会 (51)Int.Cl. F03D 80/60(2016.01) F03D 80/80(2016.01) F03D 80/00(2016.01)F16H 57/04(2010.01) H02K 9/19(2006.01) H05K 7/20(2006.01) (54)发明名称 一种采用热管冷却的风力发电机集成冷却 系统 (57)摘要 一种采用热管冷却的风力发电机集成冷却 系统， 它涉及风力发电机技术领域。 本发明解决 了现有的高功率风力发电机存在易引起机舱温 度升高， 导致风机使用寿命和发电时间减少的问 题。 本发明包括热管式散热器、 齿轮箱冷却系统 和控制变频器 ‑发电机冷却系统， 齿轮箱外设有 进油口和出油口， 通过油泵和连接管与热管式散 热器相连， 形成一条独立的冷却回路； 风力发电 机和控制变频器分别设有相应的换热器和冷却 液出入口， 通过冷却液泵与热管式散热器相连， 形成另一条独立的冷却回路。 最后经过热管式散 热器进行集成冷却。 本发明将 机舱的冷却系统进 行集成设计， 不仅使舱内结构简单紧凑， 便于舱 内设备的安装和维护， 还降低了冷却系统的热 阻， 提升了系统散热效率。 权利要求书2页 说明书6页 附图5页 CN 114320787 A 2022.04.12 CN 114320787 A 1.一种采用热管冷却的风力发电机集成冷却系统， 所述风力发电机集成冷却系统包括 风力发电机本体， 风力发电机本体包括筒体机舱盖(1)和台架(2)， 筒体机舱盖(1)水平设 置， 台架(2)位于筒体机舱盖(1)内部， 且台架(2)与筒体机舱盖(1)内壁固定连接； 其特征在于： 所述风力发电机集成冷却系统还包括热管式散热器(3)、 齿轮箱冷却系统 和控制变频器 ‑发电机冷却系统； 热管式散热器(3)位于筒体机舱盖(1)外部， 且热管式散热器(3)底端与筒体机舱盖(1) 顶端固定连接， 热管式散热器(3)包括换热器本体、 隔板(4)和多个重力 热管(5)， 换热器本 体底端设有过渡总 管， 过渡总 管上端面加工有多个与过渡总 管连通的热管装配孔， 多个重 力热管(5)竖直设置在换热器本体上方， 重力热管(5)底端插装在对应的热管装配孔内， 重 力热管(5)与换热器本体密封固定连接； 过渡总管中部 设置隔板(4)， 所述隔板(4)将过渡总 管分割成左右独立的储油腔体(401)和储液腔体(402)； 齿轮箱冷却系统包括齿轮箱(6)和油泵(7)， 齿轮箱(6)的出油口通过连接管与油泵(7) 连接， 油泵(7)通过连接管与热管式散热器(3)的左侧储油腔体(401)的进油口连接， 左侧储 油腔体(401)的出油口通过 连接管与齿轮箱(6)的进油口连接； 控制变频器 ‑发电机冷却系统包括风力发电机(8)、 发电机换热器(9)、 控制变频器 (10)、 控制变频器换热器(11)和冷却液泵(12)， 风力发电机(8)的冷却液出口与发电机换热 器(9)的第一进液口连接， 发电机换热器(9)的第一出液口通过连接管与冷却液泵(12)连 接， 冷却液泵(12)通过连接管与热管式散热器(3)的右侧储液腔体(402)的进液口连接， 右 侧储液腔 体(402)的出液口通过连接管与发电机换热器(9)的第二进液口连接， 发电机换热 器(9)的第二出 液口与风力发电机(8)的冷却液进口连接； 控制变频器(10)的冷却液出口与控制变频器换热器(11)的第一进液口连接， 控制变频 器换热器(11)的第一出液口通过连接管与冷却液泵(12)连接， 控制变频器(10)的冷却液进 口与控制变频器换热器(11)的第二出液口连接， 控制变频器换热器(11)的第二进液口通过 连接管与右侧储液腔体(402)的出 液口连接 。 2.根据权利要求1所述的一种 采用热管冷却的风力发电机集成冷却系统， 其特征在于： 储油腔体(401)为热管式散热器(3)的齿轮箱冷却部分， 储液腔体(402)为热管式散热器(3) 的控制变频器和发电机冷却部分。 3.根据权利要求1或2所述的一种采用热管冷却的风力发电机集成冷却系统， 其特征在 于： 齿轮箱(6)、 油泵(7)、 风力发电机(8)、 发电机换热器(9)、 控制变频器(10)、 控制变频器 换热器(11)和冷却液泵(12)均固定安装在台架(2)上端面。 4.根据权利要求3所述的一种 采用热管冷却的风力发电机集成冷却系统， 其特征在于： 重力热管(5)由上至下依次为冷凝段、 绝热段和蒸发段， 重力 热管(5)的蒸发段通过热管装 配孔插装在过渡总管内部， 重力热 管(5)与过渡总管密封连接 。 5.根据权利要求4所述的一种 采用热管冷却的风力发电机集成冷却系统， 其特征在于： 重力热管(5)外壁由上至下依次均匀安装有 多个翅片(18)。 6.根据权利要求1、 2、 4或5所述的一种采用热管冷却的风力发电机集成冷却系统， 其特 征在于： 换热器本体包括底座(15)、 顶板(16)和四个支撑杆(17)， 底座(15)水平设置， 顶板 (16)水平设置在底座(15)正上方， 顶板(16)与底座(15)之间通过四个竖直设置的支撑杆 (17)固定连接， 底座(15)内部加工有过渡总管， 重力热管(5)顶端与顶板(16)固定连接， 重权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114320787 A 2力热管(5)底端与底座(15)固定连接 。 7.根据权利要求6所述的一种 采用热管冷却的风力发电机集成冷却系统， 其特征在于： 风力发电机本体还包括轮毂(13)和多个风叶桨片(14)， 轮毂(13)位于圆管状的筒体机舱盖 (1)前端， 轮毂(13)上沿圆周方向固定安装有多个风叶桨片(14)， 轮毂(13)的传动轴与齿轮 箱(6)的输入轴固定连接， 齿轮箱(6)的输出轴与风力发电机(8)的输入轴固定连接 。 8.根据权利要求7所述的一种 采用热管冷却的风力发电机集成冷却系统， 其特征在于： 筒体机舱盖(1)、 重力 热管(5)以及翅片(18)的外表面均设有防腐涂层， 所述防腐涂层的材 料为高固体分环氧涂料。 9.根据权利 要求1、 2、 4、 5、 7或8所述的一种采用热管冷却的风力发电机集成冷却系统， 其特征在于： 所述风力发电机集成冷却系统还包括风冷系统， 风冷系统位于筒体机舱盖(1) 外部。 10.根据权利要求9所述的一种采用热管冷却的风力发电机集成冷却系统， 其特征在 于： 风冷系统包括多个风扇和多个风扇驱动电机， 风扇驱动电机安装在筒体机舱盖(1)顶 端， 风扇安装在风扇驱动电机的电机轴上， 且风扇的扇叶朝向热管式散热器(3)的重力热管 (5)。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114320787 A 3