專利名稱：具有管嵌入其外殼中的冷卻發電機的制作方法
技術領域：
本發明涉及具有管嵌入其外殼中的冷卻發電機，尤其涉及風力發 電機。
背景技術：
近來，大型發電機和發動機，從根本上來說是永磁同步機，是通 過水來冷卻的，以這種方式可以從內部空氣排出由定子線圈繞組頭以 及其它銅和金屬等產生的熱。
對于這些封閉的機器來說，降低內部空氣的溫度是必須的，因為 它們的轉子具有用于產生由該機器開發的電壓和功率的磁體。
圖1示出當前在封閉的機器中最常使用的冷卻系統之一 ，該系統
被稱為"水套"11，其利用在該套的外表面上制成的一系列凹槽13
提供通常為水的制冷液的循環通路或通道。"水套"ll固定到機器的
外殼15上以使水路完整。通常，具有線圈19的定子包17位于套11內部， 使得作為熱生成源的銅盡可能靠近水，以通過傳導或者通過對流，如 果存在能夠使內部空氣流動的元件，或者通過輻射，產生熱交換。圖 2示出其用于水循環的螺旋布置通道13的"套"11。
根據本申請，從根本上來說是根據穿過該"套"循環的制冷液的 質量和屬性，該套可能需要也可能不需要由不銹鋼制成以防止由制冷 液循環導致其內部通道的腐蝕。
在上述制冷系統的缺點當中，值得一提的是
一需要由不銹鋼制成所述"套"以防止腐蝕。
一加工該"套"以建立上述通道的成本高。
一需要該"套"的封閉元件充當機器外殼，以使制冷線路完整。
本發明意圖解決這些問題。
發明內容
本發明提供一種發電機，其包括用于從由風力渦輪機轉子提供的 發動機轉矩產生電功率的機構，以及由圓柱形的罩和側擋板組成的外 殼，其中所述元件中的至少一個由鑄鐵制成并且具有嵌入的管道，該 嵌入的管道被構造為形成發電機的制冷線路，具有通往發電機外部的 制冷液入口和出口通路。
在優選實施例中，罩和擋板二者均由鑄鐵制成并且嵌入所述制冷 線路。
本發明的一個優點是它降低了發電機的成本，因為它消除了先前 發明中加工"套"通道的成本。
本發明的另一個優點是通過用一個單獨的部件替換先前技術中 的"水套"和外殼來減小部件的數量。
本發明的另一個優點是發電機罩可以由鑄鐵制成，這意味著與不 銹鋼"套"相比降低了成本。
在以下描述實施例的詳細說明和附圖中，本發明的其它特征和優 點變得很明顯，但是本發明不局限于那些實施例。
圖l是具有基于"水套"的已知制冷系統的發電機的局部截面圖。
圖2是現有技術中已知的"水套"的透視圖。 圖3是根據本發明的發電機的局部截面圖。 圖4是根據本發明的發電機外殼的局部透視圖。 圖5a和圖5b分別是嵌入在圓柱形的罩中的制冷線路的側視圖和 前視圖。
圖6a和圖6b分別是嵌入在擋板中的制冷線路的側視圖和前視圖。
具體實施例方式
圖3和圖4示出根據本發明的發電機21，其具有形成其外殼的圓柱 形罩23和兩個擋板25，其中示出了熱交換的主要形式的示意圖Fl傳導流程和F2輻射/對流流程。
定子包17及其線圈19位于圓柱形罩的內部。 罩23和擋板25二者被制成為具有嵌入管道的鑄鐵單元部件，該嵌
入管路被構造成使得它充當發電機制冷線路，具有通往外部的制冷液 入口和出口通路。
為了有利于機器內部的熱空氣和制冷區域之間的熱交換，擋板25 包含靠近機器的關鍵區域的一系列葉片29，該葉片增加了接觸面積并 因此通過輻射和對流增加熱交換。該類型的葉片還可以包含于罩23。
在本發明的優選實施例中，罩23的制冷線路31具有螺旋面形式， 在兩端具有制冷液的入口33和出口35通路，并且擋板25的制冷線路41 具有螺線形式，在其端部具有制冷液的入口43和出口45通路。
線路41、43二者的管道截面可以是圓形或者矩形(考慮到這一點， 包括正方形)。
由于包含線路41、 43的管道嵌入在罩23和擋板25中，所以這在兩 個元件之間建立完美的結合，從而大大有利于通過傳導的熱傳輸。
據估計，對于每個外殼元件排出的熱的百分比，罩23占40%，每 個擋板25占25%。很明顯，所述分配依賴于機器設計者建立的結構， 尤其依賴于關于通風機的布置以促進機器內的空氣流動或者葉片的 放置以增加制冷表面選擇的選項。
從罩23排出的百分比低于擋板25的排出百分比的總和的原因是 由于以下事實如圖3中所示，通過罩散失的熱主要是定子包的熱， 而擋板25散發來自線圈頭的熱，其通常是電機的最熱部分。線圈頭的 熱可以通過通風來散發，因為通風葉片使線圈頭周圍的空氣流動。
在本發明的優選實施例中，罩23的線路31由矩形截面的管道形 成，與圓形相比，其提供較大的接觸表面積。螺旋形式的螺線之間的 間隔依賴于管的硬度和所需的熱散失。考慮的加工螺旋線路的方法是 使管以螺旋形式彎曲，用力按壓該管并將其焊接到小的板上以維持該 形式。
在本發明的優選實施例中，由圓形截面的管道形成擋板的線路41，其比矩形截面更容易形成。
所描述的優選實施例試圖優化罩23和擋板25上的制冷管道的厚 度和接觸表面之間的比率，同時考慮到為了最小化所述單元的重量而 在建立的限制內，罩23厚于擋板25。
為了制造具有嵌入線路31的罩23以及為了制造具有嵌入線路41 的擋板25，所考慮的方法是將所需線路形狀的管子放入模具中，將用 于形成罩23和擋板25的熔化了的鑄鐵澆入該模具。該管子和熔化的鑄 鐵之間的恰當黏附度必須被保證以避免出現瑕疵，可以將正常的鑄造 技術用在這里。
管子的熔化溫度和厚度必須足夠高，以經受住熔化的鑄鐵的損 壞。必須考慮到的情況是，必須防止管子的所有穿孔，盡管這可能損 失它的一些厚度，除了管子的熔化溫度以外，另一個要考慮的因素是， 熔化的鑄鐵以鑄造溫度和其可能具有的速度的流動在管子的每一部 分產生的腐蝕和磨損。因此，管子的厚度是要非常重點地考慮的，并 且依賴于它的設計應用以及上面所提到事項。
盡管關于優選實施例充分描述了本發明，但是顯而易見的是，也 可以包括本發明的范圍內的任何修改，因此根據所附權利要求，本發 明不局限于所述優選實施例。
權利要求
1.一種發電機，包括用于從由風力渦輪機轉子提供的發動機轉矩產生電功率的機構、以及由圓柱形罩(23)和側擋板(25)組成的外殼，其特征在于所述外殼中的至少一個元件由鑄鐵制成并且具有嵌入的管道，該嵌入的管道被構造為形成用于所述發電機的制冷線路(31，41)并具有通往所述發電機外部的制冷液入口和出口(33，35，43，45)通路。
2. 根據權利要求l所述的發電機，其特征在于所述圓柱形罩(23) 由鑄鐵制成并且具有嵌入在其中的螺旋形式的制冷線路(31)，在該 制冷線路的端部具有入口 (33)和出口 (35)通路。
3. 根據權利要求2所述的發電機，其特征在于所述圓柱形罩(23) 的制冷線路(31)管道具有矩形截面。
4. 根據權利要求1至3中任一所述的發電機，其特征在于所述 擋板(25)中的至少一個由鑄鐵制成，并且還具有嵌入在其中的螺線 形式的制冷線路(41)，在該制冷線路的端部具有入口 (43)和出口(45)通路。
5. 根據權利要求1至4中任一所述的發電機，其特征在于所述 擋板(25)中的至少一個由鑄鐵制成，并且還具有嵌入在其中的螺線 形式的制冷線路(41)，該制冷線路具有兩個側入口通路和一個位于 中心的出口通路。
6. 根據權利要求4或5所述的發電機，其特征在于所述擋板(25) 的制冷線路(41)管道具有圓形截面。
7. 根據權利要求1至6中任一所述的發電機，其特征在于所述 外殼在內側上包含葉片(29)以增加用于熱交換的接觸表面面積。
全文摘要
本發明公開了具有管嵌入在其外殼中的冷卻發電機，包括用于從由風力渦輪機轉子提供的發動機轉矩產生電功率的機構，以及由圓柱形的罩(23)和側擋板(25)組成的外殼，該外殼由鑄鐵制成并具有嵌入的管道，該嵌入的管道被構造為形成發電機的制冷線路(31，41)，具有通往發電機外部的制冷液入口和出口(33，35，43，45)通路。優選地，嵌入在圓柱形罩(23)中的線路(31)具有螺旋形式并且嵌入在擋板(25)中的線路(41)具有螺線形式。
文檔編號H02K5/20GK101496259SQ200780027415
公開日2009年7月29日 申請日期2007年7月16日 優先權日2006年7月18日
發明者J·佩雷多阿戈斯, J·薩克里斯坦圣馬丁, J·馬卡羅魯阿諾, R·羅德里格斯羅德里格斯 申請人:歌美颯創新技術公司