专利名称：具有管嵌入其外壳中的冷却发电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有管嵌入其外壳中的冷却发电机，尤其涉及风力发 电机。
背景技术：
近来，大型发电机和发动机，从根本上来说是永磁同步机，是通 过水来冷却的，以这种方式可以从内部空气排出由定子线圈绕组头以 及其它铜和金属等产生的热。
对于这些封闭的机器来说，降低内部空气的温度是必须的，因为 它们的转子具有用于产生由该机器开发的电压和功率的磁体。
图1示出当前在封闭的机器中最常使用的冷却系统之一 ，该系统
被称为"水套"11，其利用在该套的外表面上制成的一系列凹槽13
提供通常为水的制冷液的循环通路或通道。"水套"ll固定到机器的
外壳15上以使水路完整。通常，具有线圈19的定子包17位于套11内部， 使得作为热生成源的铜尽可能靠近水，以通过传导或者通过对流，如 果存在能够使内部空气流动的元件，或者通过辐射，产生热交换。图 2示出其用于水循环的螺旋布置通道13的"套"11。
根据本申请，从根本上来说是根据穿过该"套"循环的制冷液的 质量和属性，该套可能需要也可能不需要由不锈钢制成以防止由制冷 液循环导致其内部通道的腐蚀。
在上述制冷系统的缺点当中，值得一提的是
一需要由不锈钢制成所述"套"以防止腐蚀。
一加工该"套"以建立上述通道的成本高。
一需要该"套"的封闭元件充当机器外壳，以使制冷线路完整。
本发明意图解决这些问题。
发明内容
本发明提供一种发电机，其包括用于从由风力涡轮机转子提供的 发动机转矩产生电功率的机构，以及由圆柱形的罩和侧挡板组成的外 壳，其中所述元件中的至少一个由铸铁制成并且具有嵌入的管道，该 嵌入的管道被构造为形成发电机的制冷线路，具有通往发电机外部的 制冷液入口和出口通路。
在优选实施例中，罩和挡板二者均由铸铁制成并且嵌入所述制冷 线路。
本发明的一个优点是它降低了发电机的成本，因为它消除了先前 发明中加工"套"通道的成本。
本发明的另一个优点是通过用一个单独的部件替换先前技术中 的"水套"和外壳来减小部件的数量。
本发明的另一个优点是发电机罩可以由铸铁制成，这意味着与不 锈钢"套"相比降低了成本。
在以下描述实施例的详细说明和附图中，本发明的其它特征和优 点变得很明显，但是本发明不局限于那些实施例。
图l是具有基于"水套"的已知制冷系统的发电机的局部截面图。
图2是现有技术中已知的"水套"的透视图。 图3是根据本发明的发电机的局部截面图。 图4是根据本发明的发电机外壳的局部透视图。 图5a和图5b分别是嵌入在圆柱形的罩中的制冷线路的侧视图和 前视图。
图6a和图6b分别是嵌入在挡板中的制冷线路的侧视图和前视图。
具体实施例方式
图3和图4示出根据本发明的发电机21，其具有形成其外壳的圆柱 形罩23和两个挡板25，其中示出了热交换的主要形式的示意图Fl传导流程和F2辐射/对流流程。
定子包17及其线圈19位于圆柱形罩的内部。 罩23和挡板25二者被制成为具有嵌入管道的铸铁单元部件，该嵌
入管路被构造成使得它充当发电机制冷线路，具有通往外部的制冷液 入口和出口通路。
为了有利于机器内部的热空气和制冷区域之间的热交换，挡板25 包含靠近机器的关键区域的一系列叶片29，该叶片增加了接触面积并 因此通过辐射和对流增加热交换。该类型的叶片还可以包含于罩23。
在本发明的优选实施例中，罩23的制冷线路31具有螺旋面形式， 在两端具有制冷液的入口33和出口35通路，并且挡板25的制冷线路41 具有螺线形式，在其端部具有制冷液的入口43和出口45通路。
线路41、43二者的管道截面可以是圆形或者矩形(考虑到这一点， 包括正方形)。
由于包含线路41、 43的管道嵌入在罩23和挡板25中，所以这在两 个元件之间建立完美的结合，从而大大有利于通过传导的热传输。
据估计，对于每个外壳元件排出的热的百分比，罩23占40%，每 个挡板25占25%。很明显，所述分配依赖于机器设计者建立的结构， 尤其依赖于关于通风机的布置以促进机器内的空气流动或者叶片的 放置以增加制冷表面选择的选项。
从罩23排出的百分比低于挡板25的排出百分比的总和的原因是 由于以下事实如图3中所示，通过罩散失的热主要是定子包的热， 而挡板25散发来自线圈头的热，其通常是电机的最热部分。线圈头的 热可以通过通风来散发，因为通风叶片使线圈头周围的空气流动。
在本发明的优选实施例中，罩23的线路31由矩形截面的管道形 成，与圆形相比，其提供较大的接触表面积。螺旋形式的螺线之间的 间隔依赖于管的硬度和所需的热散失。考虑的加工螺旋线路的方法是 使管以螺旋形式弯曲，用力按压该管并将其焊接到小的板上以维持该 形式。
在本发明的优选实施例中，由圆形截面的管道形成挡板的线路41，其比矩形截面更容易形成。
所描述的优选实施例试图优化罩23和挡板25上的制冷管道的厚 度和接触表面之间的比率，同时考虑到为了最小化所述单元的重量而 在建立的限制内，罩23厚于挡板25。
为了制造具有嵌入线路31的罩23以及为了制造具有嵌入线路41 的挡板25，所考虑的方法是将所需线路形状的管子放入模具中，将用 于形成罩23和挡板25的熔化了的铸铁浇入该模具。该管子和熔化的铸 铁之间的恰当黏附度必须被保证以避免出现瑕疵，可以将正常的铸造 技术用在这里。
管子的熔化温度和厚度必须足够高，以经受住熔化的铸铁的损 坏。必须考虑到的情况是，必须防止管子的所有穿孔，尽管这可能损 失它的一些厚度，除了管子的熔化温度以外，另一个要考虑的因素是， 熔化的铸铁以铸造温度和其可能具有的速度的流动在管子的每一部 分产生的腐蚀和磨损。因此，管子的厚度是要非常重点地考虑的，并 且依赖于它的设计应用以及上面所提到事项。
尽管关于优选实施例充分描述了本发明，但是显而易见的是，也 可以包括本发明的范围内的任何修改，因此根据所附权利要求，本发 明不局限于所述优选实施例。
权利要求
1.一种发电机，包括用于从由风力涡轮机转子提供的发动机转矩产生电功率的机构、以及由圆柱形罩(23)和侧挡板(25)组成的外壳，其特征在于所述外壳中的至少一个元件由铸铁制成并且具有嵌入的管道，该嵌入的管道被构造为形成用于所述发电机的制冷线路(31，41)并具有通往所述发电机外部的制冷液入口和出口(33，35，43，45)通路。
2. 根据权利要求l所述的发电机，其特征在于所述圆柱形罩(23) 由铸铁制成并且具有嵌入在其中的螺旋形式的制冷线路(31)，在该 制冷线路的端部具有入口 (33)和出口 (35)通路。
3. 根据权利要求2所述的发电机，其特征在于所述圆柱形罩(23) 的制冷线路(31)管道具有矩形截面。
4. 根据权利要求1至3中任一所述的发电机，其特征在于所述 挡板(25)中的至少一个由铸铁制成，并且还具有嵌入在其中的螺线 形式的制冷线路(41)，在该制冷线路的端部具有入口 (43)和出口(45)通路。
5. 根据权利要求1至4中任一所述的发电机，其特征在于所述 挡板(25)中的至少一个由铸铁制成，并且还具有嵌入在其中的螺线 形式的制冷线路(41)，该制冷线路具有两个侧入口通路和一个位于 中心的出口通路。
6. 根据权利要求4或5所述的发电机，其特征在于所述挡板(25) 的制冷线路(41)管道具有圆形截面。
7. 根据权利要求1至6中任一所述的发电机，其特征在于所述 外壳在内侧上包含叶片(29)以增加用于热交换的接触表面面积。
全文摘要
本发明公开了具有管嵌入在其外壳中的冷却发电机，包括用于从由风力涡轮机转子提供的发动机转矩产生电功率的机构，以及由圆柱形的罩(23)和侧挡板(25)组成的外壳，该外壳由铸铁制成并具有嵌入的管道，该嵌入的管道被构造为形成发电机的制冷线路(31，41)，具有通往发电机外部的制冷液入口和出口(33，35，43，45)通路。优选地，嵌入在圆柱形罩(23)中的线路(31)具有螺旋形式并且嵌入在挡板(25)中的线路(41)具有螺线形式。
文档编号H02K5/20GK101496259SQ200780027415
公开日2009年7月29日 申请日期2007年7月16日 优先权日2006年7月18日
发明者J·佩雷多阿戈斯, J·萨克里斯坦圣马丁, J·马卡罗鲁阿诺, R·罗德里格斯罗德里格斯 申请人:歌美飒创新技术公司