專利名稱：風能設備的制作方法
風能設備本發明涉及一種風能設備，其包括具有至少一個流體冷卻的部件的機艙和熱交換器。在現有技術中已知了數目眾多的這種風能設備。另外，具有不同機艙形式的風能設備也是公知的。在此與圓柱形和近似液滴形的機艙一樣出現了基本上長方形(箱狀的)的機艙。由于熱交換器為了能夠實現其功能必須能夠將待排出的熱向周圍釋放，所以在風能設備中常見的是將熱交換器設置在機艙的上側上。這例如在工地上設立風能設備時進行，為了設置在機艙上的熱交換器不致使機艙的運輸和操作變得困難或者因此受損。因此，通常在工地上設立風能設備期間安裝熱交換器。但是，在此可能出現各種不同的安裝故障，這對熱交換器的完善的功能有影響。因此，本發明的任務在于，簡化具有熱交換器的風能設備的運輸和構造，并因此消除或至少減少故障源。這在開頭所述類型的風能設備方面根據本發明通過將熱交換器集成到機艙的外部輪廓中來實現。本發明的任務通過如權利要求I所述的風能設備來解決。由此，設計了一種風能設備，其包括具有至少一個流體冷卻的部件的機艙和熱交換器。熱交換器在此集成到機艙的外部輪廓中。根據本發明的一個方面，熱交換器具有至少一個肋管。根據本發明的另一個方面，熱交換器由至少部分連續卷繞的肋管構建。根據本發明的另一個方面，熱交換器具有多個平行設置的肋管。根據本發明的另一個方面，熱交換器設置在支承體上。根據本發明的另一個方面，支承體構建為在機艙的輪廓中環繞的凹進部。根據本發明的另一個方面，支承體構建為獨立的機艙安裝件。根據本發明的另一個方面，風能設備具有沿著機艙縱軸的方向設置的壓緊裝置，壓緊裝置將肋管保持在其安裝位置中。根據本發明的另一個方面，風能設備具有通風裝置，通風裝置設置為使得被其吸A的空氣環繞熱交換器流動。本發明在此基于的認識是，由此在機艙的運輸和操作方面不需要明顯的改變，同時熱交換器可以在工廠中組配機艙時一起安裝并就其完善的功能進行測試。這使風能設備的運輸和構造簡化，并且同時消除了可能的故障源。在一種優選的實施形式中，熱交換器由至少一個肋管構成。這種肋管可以以簡單方式彎曲，使得其遵循機艙的輪廓并因此可與機艙輪廓良好地匹配。如果熱交換器由連續卷繞的肋管構成，則得到高的安全性，因為這樣取消了在其上可能出現例如不密封性的連接部位和由此可能的故障部位。為了提供足夠的冷卻效率，熱交換器也可以由多個平行設置的肋管構成，從而得到可將冷卻流體冷卻的更大的可用橫截面。特別優選的是，將熱交換器設置在支承體上。熱交換器由此可以作為結構單元來預制，并作為安裝件安置在機艙上。這樣，例如可以在安裝在機艙上之前已經進行功能檢驗，使得在組配機艙時可靠地提供完善的熱交換器。在一種可替選的實施形式中，支承體可以構建為在機艙的輪廓中環繞的凹進部。由此可以避免安裝獨立構建的冷卻器時的故障源，譬如錯誤的定位、運輸過程中由于不注意而造成的損壞。為了將熱交換器的一個或多個肋管保持在其所設置的安裝位置中，可以設置壓緊裝置，壓緊裝置分布在熱交換器的環周上并且基本上沿著機艙縱軸的方向設置。在本發明的一個優選改進方案中設置通風裝置，通風裝置設置為使得被其吸入的空氣環繞熱交換器流動。由此實現主動的熱交換器和所限定的熱交換器的冷卻效率。在附圖
中示出本發明的有利的實施形式。附圖中圖I示出了風能設備的簡化圖； 圖2示出了圖I中的風能設備的機艙的放大圖；圖3示出了作為安裝件的根據本發明的熱交換器的側視圖；圖4示出了根據本發明的熱交換器的俯視圖；以及圖5示出了熱交換器的透視圖連帶由通風裝置吸入的冷卻空氣的流動分布。圖I示出了風能設備10的極為簡化的視圖。塔架12承載機艙16(可替選地，對于機艙而言也可以使用表述“機房“)。機艙16通過(未示出的)方位軸承支承在塔架12的頂部，使得可以通過(同樣未示出的)方位驅動裝置實現風向跟蹤。機艙16與塔架12之間的過渡部被機艙擋板14遮蓋，并因此保護其免受氣候影響。機艙16還包含(同樣未示出的)輪轂，在輪轂上安裝有轉子葉片24。通過轉子葉片24使輪轂(與機艙16的前部一起)處于旋轉中。這種旋轉運動被傳遞到發電機的轉子上，使得風能設備10在足夠的風速的情況下產生電能。圖2示出了圖I中的風能設備的機艙16的詳細視圖。該機艙具有機艙擋板14，其遮蓋從機艙16至(圖中未示出的)塔架的過渡部。機艙16具有前機艙部18以及后機艙部22。發電機20可以在這兩個機艙部之間。發電機20可以任選地實施為環形發電機。在前機艙部18上可以設置具有葉片擴展部的轉子葉片拱頂部26。(該圖中未示出的)轉子葉片的轉子葉片根部可以分別引入轉子葉片拱頂部26中并固定在轉子輪轂上，轉子輪轂借助傳動裝置或者在沒有傳動裝置的情況下直接將轉動傳遞到作為發電機20的轉動部分的轉子(圖中未示出)上。在足夠的風速情況下產生的電能在發電機20中產生，并且隨后根據風能設備的方案經由(未示出的)變壓器例如直接饋入網絡，或者經由(同樣未示出的)整流器轉換成直流電流并且隨后經由逆變器又以適合的頻率和相位饋入網絡。所述部件的一部分可以安裝在機艙16中。但在任何情況下在發電機20中均與所產生的功率有關地產生損耗熱，損耗熱必須通過冷卻排出。冷卻可以是空氣冷卻；但冷卻也可以使用諸如水的冷卻流體。恰好在熱負荷高的情況下，空氣冷可能不充分，而可能需要流體冷卻。相應地，發電機20可以具有發電機冷卻接頭30，連接件32從發電機冷卻接頭30引導至機艙的一側上(在該圖中為右側)的熱交換器28。冷卻流體流經發電機冷卻接頭30、連接件32和熱交換器28。熱交換器28又暴露于氣流并且具有足夠大的表面，以便可靠地實現所需的散熱，使得可以將相應的經冷卻的冷卻流體又輸送至發電機，以便進一步可靠地排出損耗熱。
在本實例中由肋管34構成的熱交換器28插入或附接到機艙16的輪廓中，使得機艙16的有利于流動的形狀不會由于熱交換器28而不利地改變。換言之，為了保持機艙的原始形狀，熱交換器因此取代了機艙的一部分并且與機艙的形狀相匹配，以便保持盡可能有利于流動的形狀。在此情況下，熱交換器可以設置在機艙的與轉子18對置的端部上，并且拱頂狀地構建。替換于此或除此之外，熱交換器可以在橫截面上至少部分卵形或橢圓形地構建。替換于此，熱交換器可以罩狀地構造。以此方式通過利用機艙16的有利的形狀可以實現冷卻流體的充分冷卻。熱交換器還可以具有橢圓形的外部輪廓。圖3示出了作為獨立安裝件的根據本發明的熱交換器28。根據本發明的熱交換器具有肋管34，肋管卷繞到支承體上，使得外部輪廓為機艙輪廓的基本上形狀穩定的延續部，也就是說，熱交換器的輪廓是卵形的(在橫截面上)、拱頂部形或罩形的。為了使肋管34保持其位置，設置壓緊裝置36，壓緊裝置將肋管34保持在預先給定的位置中。在流動方向上在肋管34之后可以設置通風裝置38，通風裝置吸入空氣使得空氣流經肋管34并因此可以排出過量的熱。圖3示出了根據本發明的熱交換器的一個示例性實施形式的側視圖，而圖4示出 了后視圖，即如從機艙的后側所示的熱交換器28的視圖。而在此如圖3中那樣未示出機艙。在該圖中可清楚看到肋管34、壓緊裝置36和通風裝置38。另外，在該圖中也可清楚看到連接箱40，所有肋管34連接到連接箱40上。冷卻流體通過連接箱40可以同時流過所有肋管34，從而實現足夠大的流動橫截面，以便將所需的熱量經由熱交換器28向周圍空氣排出。為此，連接箱40經由(在此未示出的)連接件與風能設備的機艙中的待冷卻的部件連接。在圖5中示出了根據本發明的熱交換器28的一個略微修改的實施形式。該圖示出了又不帶風能設備的機艙的透視圖。從連接箱40出發，肋管34如上已描述的那樣走向，使得肋管34可以同時被冷卻流體流過，以便可以實現所需的冷卻效率。通風裝置38又設置在熱交換器28的端部上，并且設置有允許更好地引導氣流42的蓋板44。如果通風裝置38起動，則它使周圍空氣通過肋管34的表面在通過箭頭42表示的方向上流動，使得借助根據本發明的熱交換器28可以實現主動冷卻，以便向周圍空氣釋放廢熱。由于根據本發明的熱交換器配合到外部機艙輪廓中，風能設備的外部外觀最多受到微小的影響，但基本上保持不變。相應地，機艙上的流動關系也基本保持，并且同時實現了熱交換器28的足夠的冷卻效率。
權利要求
1.一種風能設備，其包括具有至少一個流體冷卻的部件的機艙(16)和熱交換器(28)，其中熱交換器(28)集成到機艙(16)的外部輪廓中。
2.如權利要求I所述的風能設備，其中熱交換器(28)具有至少一個肋管(34)。
3.如上述權利要求之一所述的風能設備，其中熱交換器(28)具有至少部分連續卷繞的肋管(34) ο
4.如權利要求I或2所述的風能設備，其中熱交換器(28)具有多個平行設置的肋管(34)。
5.如上述權利要求之一所述的風能設備，其中熱交換器(28)設置在支承體上。
6.如權利要求5所述的風能設備，其中所述支承體構建為在機艙(16)的輪廓中的環繞的凹進部。
7.如權利要求5所述的風能設備，其中所述支承體構建為獨立的機艙安裝件。
8.如權利要求2至7之一所述的風能設備，還具有沿著機艙縱軸的方向設置的壓緊裝置(36)，所述壓緊裝置(36)將一個或多個肋管(34)保持在其安裝位置中。
9.如上述權利要求之一所述的風能設備，還具有通風裝置(38)，通風裝置(38)設置為使得被其吸入的空氣(42)環繞熱交換器(28)流動。
全文摘要
本發明涉及一種風能設備(10)，其具有機艙(16)和熱交換器(28)，所述機艙(16)具有至少一個流體冷卻的部件。為了簡化具有熱交換器的風能設備的運輸和構造，并因此消除或至少減少故障源，在開頭所述類型的風能設備的情況下，將熱交換器集成到機艙的外部輪廓中。本發明基于的認識是由此在機艙的運輸和操作方面不需要明顯的改變，同時熱交換器可以在工廠中組裝機艙時一起安裝并就其完善的功能進行測試。這使風能設備的運輸和構造得以簡化，并且同時消除了可能的故障源。
文檔編號F03D11/00GK102713274SQ201180005625
公開日2012年10月3日 申請日期2011年1月10日 優先權日2010年1月8日
發明者約亨·羅爾 申請人:艾勞埃斯·烏本