用于风力发电机的进风过滤系统以及风力发电机的制作方法

本实用新型涉及风电技术领域，具体地涉及一种用于风力发电机的进风过滤系统以及具有该进风过滤系统的风力发电机。

背景技术：

通常，由于风力发电机(以下简称为发电机)在使用过程中存在铜耗和铁耗，因此发电机在运行过程中不断地产生热量，如果热量不能及时传导和散出，那么发电机温升超过发电机最高容许的工作温度时，使用寿命将迅速缩短，严重时发电机将烧坏。目前直驱永磁风力发电机采用强制风冷控制温升，发电机外部的冷却空气进入发电机内部，从而将热量散发。为了防止灰尘等杂质随着空气一同进入发电机内部，阻塞通风道，影响发电机性能，需要设置进风过滤系统，保证进入发电机的冷却空气的清洁度。

通常，进风过滤系统内置有过滤网，用于过滤进入发电机的冷却空气。该过滤网需要在发电机运行周期内定期进行维护更换。图1是根据现有技术的风力发电机的进风过滤系统的布置示意图。如图1所示，根据发电机冷却风道的布置，在发电机的轴向两侧均布置进风过滤装置，其中一侧是靠近机舱的进风过滤装置1，另一侧是叶轮侧的进风过滤装置2。前者的维护面靠近机舱，维护人员易于从机舱接近进风过滤装置1；另一侧的维护面远离机舱，并且中间有定子支架的中隔板进行分隔，维护人员需进入预先设置的人孔，才能到达远离机舱的进风过滤装置2的位置。在进入人孔之前，需要通过锁定装置将发电机的定、转子锁定，防止在维护人员进入发电机内部时，旋转部件对维护人员造成的潜在危害。因此更换叶轮侧过滤网的整个过程复杂，操作空间狭小，可操作性差，更换时间长，严重影响了发电机的可维护性。

此外，现有的过滤装置是过滤网置于一个可拆卸的壳体内，拆装过滤网是需要使用工具拆装螺栓、螺母和垫圈等紧固件才能将过滤网取出。由于过滤装置沿发电机圆周均布排列，局部位置操作工具困难，工作效率低下。在拆装的过程中紧固件有丢失或掉入发电机内部的风险，对发电机运行造成重大隐患。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种用于风力发电机的进风过滤系统，其通过将叶轮侧的空气过滤装置置于定子支架的中隔板上，与现有技术中的过滤装置相比，更靠近机舱侧，更便于更换滤芯，使得更换过滤网的操作空间不受限制，提高发电机的可维护性。

根据本实用新型的第一方面，提供一种用于风力发电机的进风过滤系统，其中，所述进风过滤系统包括第一过滤模块，所述第一过滤模块包括设置在发电机定子支架的中隔板上的多个过滤器。

根据本实用新型的第二方面，其中，所述中隔板为环形，且垂直于所述风力发电机的轴向方向布置，在所述中隔板上开设有多个通孔，所述第一过滤模块的多个过滤器垂直于所述风力发电机的轴向方向，分别安装在所述多个通孔中，并沿着圆周方向均匀布置。

根据本实用新型的第三方面，其中，所述第一过滤模块还包括空气引导管道，所述空气引导管道位于所述第一过滤模块的过滤器的出风侧，所述空气引导管道的一端设置在所述发电机定子支架的中隔板上。

根据本实用新型的第四方面，其中，所述风力发电机设置在风力发电机组的机舱与叶轮之间，所述中隔板上的多个过滤器将从机舱侧引入的空气过滤后，通过所述空气引导管道引导到所述风力发电机的叶轮侧的端部。

根据本实用新型的第五方面，其中，所述进风过滤系统还包括第二过滤模块，所述第二过滤模块位于所述风力发电机的靠近机舱侧的端部，所述第二过滤模块包括设置在发电机定子支架的立柱上的多个过滤器，所述第二过滤模块的过滤器平行于所述风力发电机的轴向方向设置，并沿圆周方向均匀布置。

根据本实用新型的第六方面，其中，所述过滤器包括面板、盒体和滤芯，所述面板和所述盒体彼此固定，在两者之间形成放置所述滤芯的容置空间，所述面板和所述盒体均开设有多个通气孔。

根据本实用新型的第七方面，其中，在所述面板上设置插入通孔和引导通孔，所述插入通孔和所述引导通孔以T字形彼此垂直地设置或以十字形彼此垂直地设置。

根据本实用新型的第八方面，其中，所述插入通孔和所述引导通孔彼此不贯通。

根据本实用新型的第九方面，其中，所述引导通孔包括彼此分开且平行设置的两个或更多个引导通孔。

根据本实用新型的第十方面，其中，在所述插入通孔的两边缘上和/或所述引导通孔的边缘上形成有弯曲加强部。

根据本实用新型的第十一方面，其中，所述第一过滤模块的过滤器具有椭圆形的轮廓，且所述第二过滤模块的过滤器具有矩形的轮廓。

根据本实用新型的第十二方面，其中，所述空气引导管道为与所述中隔板的形状对应的环形管道，或者所述空气引导管道包括多个轴向管道，分别与所述中隔板上的各个过滤器对应设置。

根据本实用新型的第十三方面，其中，所述轴向管道由中隔板侧围板、径向外侧围边、径向内侧围边和侧板侧密封部形成。

根据本实用新型的第十四方面，其中，所述轴向管道的截面形状与所述中隔板上的过滤器的形状相应。

根据本实用新型的第十五方面，提供一种风力发电机，所述风力发电机包括根据前述第一方面至第十五方面中任一项所述的进风过滤系统。

利用根据本实用新型的用于风力发电机的进风过滤系统，通过将叶轮侧的空气过滤装置置于定子支架的中隔板上，与现有技术中的过滤装置相比，更靠近机舱侧，更便于更换滤芯，使得更换过滤网的操作空间不受限制，提高发电机的可维护性。

根据本实用新型的用于风力发电机的进风过滤系统，通过使得第一过滤模块的多个过滤器和第二过滤模块的过滤器沿圆周方向均匀地布置，使得实现对冷却空气有效地过滤。

根据本实用新型的用于风力发电机的进风过滤系统，通过设置空气引导管道，使得空气能够被有效地引导到发电机的另一端。

根据本实用新型的用于风力发电机的进风过滤系统，由于设置了插入通孔和引导通孔，可以不借助工具，徒手更换滤芯，简化更换滤芯的过程，可实现快速更换滤芯，缩短停机维护时间，减少发电量损失。此外，由于过滤器的面板与盒体一体设置，在更换滤芯的过程中，无需拆装螺栓等部件，减少了小零件掉入发电机中的风险。

根据本实用新型的用于风力发电机的进风过滤系统，通过插入通孔和引导通孔彼此不贯通，使得面板能够确保其自身的刚性。

根据本实用新型的用于风力发电机的进风过滤系统，通过在插入通孔的两边缘上和/或引导通孔的边缘上形成有弯曲加强部，从而进一步确保面板自身的刚性。

附图说明

通过下面结合附图对实施例进行的描述，本实用新型的上述和/或其它目的和优点将会变得更加清楚，其中：

图1是根据现有技术的用于风力发电机的进风过滤系统的布置示意图；

图2是根据本实用新型的用于风力发电机的进风过滤系统的布置示意图；

图3是根据本实用新型的用于风力发电机的进风过滤系统的空气引导管道的侧视图；

图4是根据本实用新型的用于风力发电机的进风过滤系统的空气引导管道的轮廓示意图；

图5是图3所示的B部分的放大示意图

图6是根据本实用新型的用于风力发电机的进风过滤系统的过滤器的第一实施例的平面示意图；

图7是根据本实用新型的用于风力发电机的进风过滤系统的过滤器的第一实施例的侧视图；

图8是根据本实用新型的用于风力发电机的进风过滤系统的过滤器的第二实施例的平面示意图；

图9是根据本实用新型的用于风力发电机的进风过滤系统的过滤器的第二实施例的侧视图；以及

图10是图9中的A部分的放大示意图。

附图标记说明

1：进风过滤装置；2：进风过滤装置；3：第二过滤模块；31：面板；32：盒体；33：滤芯；311：插入通孔；312：引导通孔；313：半腰形孔；4：第一过滤模块；41：面板；42：盒体；43：滤芯；411：插入通孔；412：引导通孔；413：弯曲加强部；414：小孔；5：空气引导管道；51：中隔板侧围板；52：径向外侧围边；53：径向内侧围边；54：侧板侧密封部；61：发电机定子支架的分隔板；62：发电机定子支架的立柱；63：发电机定子支架的侧板。

具体实施方式

现在将详细描述本实用新型的示例性实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中，相同的标号指示相同的部分。以下将通过参照附图来说明所述实施例，以便解释本实用新型。

图2是根据本实用新型的用于风力发电机的进风过滤系统的布置示意图。

如图2所示，根据本实用新型的实施例的用于风力发电机的进风过滤系统包括第一过滤模块4，该第一过滤模块4包括设置在发电机定子支架的中隔板61上的多个过滤器，其中第一过滤模块4的过滤器的进风方向与发电机定子支架的中隔板61垂直。在实施例中，第一过滤模块4的过滤器大体上呈板状，与发电机定子支架的中隔板61平行设置。换句话说，过滤器垂直于发电机的转轴设置在中隔板61上。中隔板61大体为环形板，垂直于发电机的轴向方向布置，从而在发电机的轴向上将发电机的内部空间分为两部分，位于机舱侧的部分与外部空气连通，而位于叶轮侧的部分与外界隔开。在中隔板61上设置与过滤器的形状相应的多个通孔，然后将多个过滤器分别设置在中隔板61上的各个通孔中，从而通过过滤器连通中隔板61两侧的空间。

在中隔板61上沿着圆周方向均匀设置多个过滤器，使得从外部引入的冷空气经过该多个过滤器过滤之后，再进入发电机的位于叶轮侧的端部，对发电机的定子绕组等部件进行冷却。

此外，第一过滤模块4还可包括空气引导管道5，空气引导管道5设置在中隔板61的朝向叶轮的一侧，该空气引导管道5的一端部与第一过滤模块4的多个过滤器连通，用于将经过过滤器过滤后的空气引导到发电机定子的端部。在本实施例中，空气引导管道5的另一端部优选地连接到发电机定子支架的侧板63上，以使得空气引导管道5被稳定地支撑。

此外，进风过滤系统还包括第二过滤模块3，该第二过滤模块3包括设置在发电机定子支架的立柱62上的多个过滤器，第二过滤模块3的多个过滤器平行于发电机的转轴，沿着圆周方向设置，也就是说，第二过滤模块3的过滤器的进风方向与风力发电机的轴向方向垂直。

在实施例中，第二过滤模块3的多个过滤器设置在发电机的轴向端部，位于机舱侧。第一过滤模块4的多个过滤器位于发电机定子支架的中隔板61上，相比于过滤器更远离机舱，用于过滤将引导到发电机的位于叶轮侧的轴向端部的空气。

在发电机的运行期间，冷却空气的一部分经由第二过滤模块3的多个过滤器从发电机的一端进入发电机的内部，冷却空气的另一部分经由第一过滤模块4的多个过滤器，进而经由空气引导管道5进入发电机的另一端。在实际作业中，维护人员需要定期的维护过滤器，而在本实用新型中，由于第一过滤模块4的维护面位于发电机定子支架的中隔板61上，因此维护人员无需进入发电机内部就能够对第一过滤模块4的多个过滤器进行维护。因此，与现有技术的进风过滤系统相比，维护人员更方便接近过滤装置，且维护操作空间增大。

图3是根据本实用新型的用于风力发电机的进风过滤系统的空气引导管道的侧视图。图4是根据本实用新型的用于风力发电机的进风过滤系统的空气引导管道的轴向示意图。图5是图3所示的B部分的放大示意图。

空气引导管道5可包括多个轴向管道，分别与设置在中隔板61上的各个过滤器对应连通，将各个过滤器过滤后的空气引导到风力发电机的远离机舱侧的端部。

如图3所示，轴向管道可由中隔板侧围板51、径向外侧围边52、径向内侧围边53和侧板侧密封部54形成。中隔板侧围板51可以经由例如螺栓等紧固件固定在定子支架的中隔板61上，侧板侧密封部54(参照图10)被压入定子支架的侧板63上，如此空气引导管道5被固定就位。经过过滤器的冷却空气可经由空气引导管道5进入发电机内部的叶轮侧的冷却风道中。在实施例中，侧板63呈环状。

图6是根据本实用新型的用于风力发电机的进风过滤系统的过滤器的第一实施例的平面示意图。图7是根据本实用新型的用于风力发电机的进风过滤系统的过滤器的第一实施例的侧视图。第一过滤模块4和第二过滤模块3的过滤器可具有如图6和图7所示的结构。

具体地，在如图6和图7所示的第一实施例中，过滤器可以具有矩形轮廓。然而，只要过滤器能够实现冷却空气过滤的功能，不具体限制过滤器的形状，过滤器也可以根据风力发电机的特殊构造而具有圆形轮廓或椭圆形轮廓。根据实施例的过滤器包括面板31、盒体32和滤芯33，面板31和盒体32彼此固定，以在两者之间形成放置滤芯33的容置空间。例如，面板31和盒体32可以通过焊接而固定在一起，从而形成供滤芯33放置的容置空间。面板31和盒体32可均开设有多个通气孔，该通气孔可以为矩形、圆形等。面板31的两侧设置有四个开放的半腰形孔313，经由这四个开放的半腰形孔313，能够将过滤器固定在发电机定子支架的立柱62上。

在图6所示的第一实施例中，在面板31上可设置插入通孔311和引导通孔312，插入通孔311和引导通孔312以T字形彼此垂直地设置或以十字形彼此垂直地设置。也就是说，插入通孔311和引导通孔312构成为T字形开口或十字形开口。虽然附图中仅示出了成为T字形开口的插入通孔311和引导通孔312，但是，很容易理解的是，只要插入通孔311设置在面板31的长度方向的中部，即可与引导通孔312形成“十”字形开口。在图3所示的实施例中，插入通孔311为竖向通孔，而引导通孔312为横向通孔。在更换滤芯33时，可通过插入通孔311抽出滤芯33，当再次安装滤芯33时，可先将滤芯33插入到插入通孔311中，随后通过手指伸入到引导通孔312中，向着另一侧拖动滤芯33，从而将滤芯33安装就位。为了便于滤芯33的安装或更换，滤芯33可以采用柔性材质的过滤芯等，例如，滤棉。

此外，无论插入通孔311和引导通孔312采用T字形开口设置还是十字形开口设置，插入通孔311和引导通孔312可以彼此不贯通，也就是说，插入通孔311和引导通孔312在形成T字形或十字形时两者没有交叉，从而能够增加面板31的结构刚性。

优选地，面板31和盒体32上的开孔为方形孔，以增加通风孔的总面积。当然圆形孔也是可行的。此外，也可以在插入通孔311的边缘上设置弯曲加强部(未示出)。弯曲加强部可以利于引导滤芯33的拆装，也可以用于加强面板31的结构刚性。

此外，只要能够实现快速地更换滤芯33，在保证面板31的结构刚性的前提下，可以对插入通孔311和引导通孔312的设置方式进行适当的变型。例如，引导通孔312可包括彼此分开且平行设置的两个或更多个引导通孔；在面板上设置加强肋，从而将引导通孔分为至少两段。例如，插入通孔可包括彼此分开并平行设置的两个插入通孔。

图8是根据本实用新型的用于风力发电机的进风过滤系统的过滤器的第二实施例的平面示意图。图9是根据本实用新型的用于风力发电机的进风过滤系统的过滤器的第二实施例的侧视图。图10是图9中的A部分的放大示意图。第一过滤模块4和第二过滤模块3的过滤器还可具有如图5至图7所示的结构。

在如图8和图9所示的第二实施例中，过滤器可具有椭圆形轮廓。然而只要过滤器能够实现冷却空气过滤的功能，不具体限制过滤器的形状，过滤器可以根据风力发电机的特殊构造而具有矩形轮廓或圆形轮廓。具体地，图5和图6所示的过滤器包括面板41、盒体42和滤芯43。面板41和盒体42彼此固定，以在两者之间形成放置滤芯43的容置空间。例如，面板41和盒体42可以通过焊接而固定在一起，从而形成供滤芯43放置的容置空间。面板41和盒体42均开设有多个通气孔，该通气孔可以为矩形、圆形等。在面板41的外周边缘上设置有多个通孔414，经由这多个通孔414，能够利用螺钉等将过滤器固定在发电机定子支架的中隔板61上。在本实施例中，滤芯43可以为柔性过滤材质，例如，柔性滤棉。

在图8所示的第二实施例中，在面板41上可设置插入通孔411和引导通孔412，插入通孔411和引导通孔412以十字形彼此垂直地设置。作为示例，插入通孔411和引导通孔412可形成十字形开口。在图5所示的实施例中，插入通孔411为竖向通孔，而引导通孔412为横向通孔，插入通孔411也可以为横向通孔，而引导通孔412为竖向通孔。为了方便滤芯43的插入或抽出，插入通孔411和引导通孔412均设置在面板41的中部，沿着最大宽度和最大长度部分设置。

在更换滤芯43时，可通过插入通孔411抽出滤芯43，当再次安装滤芯43时，可先将滤芯43插入到插入通孔411中，随后通过手指伸入到引导通孔412中，向着两侧拖动滤芯43，从而将滤芯43安装就位。

此外，插入通孔411和引导通孔412可以彼此不贯通，也就是说，插入通孔411和引导通孔412在“十字”型的中间交叉处没有交叉，从而能够增加面板41的结构刚性。在这种情况下，引导通孔412包括通过插入通孔411隔断的多个部分。

如图9和图10所示，优选地，可分别在插入通孔411的两个边缘上和引导通孔412的两个边缘上设置突起的弯曲加强部413。弯曲加强部413可以用于引导滤芯43的拆装，也可以同时加强面板41的结构刚性。优选地，弯曲加强部413的边缘可被设置为圆角，防止维护人员更换滤芯43时划伤手指。

此外，只要能够实现快速地更换滤芯43，在保证面板41的结构刚性的前提下，可以对插入通孔411和引导通孔412的设置方式进行适当的变型。例如，引导通孔可包括彼此分开且平行设置的两个或更多个引导通孔；在面板上设置加强肋，从而将引导通孔分为至少两段。例如，插入通孔可包括彼此分开设置的两个插入通孔。

在实施例中，根据风力发电机自身的结构需求，考虑到便于安装等因素，第一过滤模块4的过滤器可具有如图8所示的椭圆形的轮廓，且第二过滤模块3的过滤器可具有如图6所示的矩形的轮廓。

此外，在空气引导管道5包括多个轴向管道的情况下，各个轴向管道可具有与过滤器轮廓对应的轮廓。例如，在过滤器采用图8所示的椭圆形过滤器的情况下，各个轴向管道的截面也可以是椭圆形的。显然，如果过滤器的轮廓形状改变，则各空气引导管道5的轮廓形状也可以相应地改变。但是，在本实用新型中，并不要求轴向管道的截面形状必须与过滤器的形状对应。

优选地，在实施例中，在空气引导管道包括多个轴向管道的情况下，各轴向管道可以与过滤器为一个部件，也就是说，中隔板侧围板51与面板41为一个部件。更具体地，可以在过滤器的背部一体连接有管道，用于引导过滤后的空气，从而可以将第一过滤模块4的过滤器与空气引导管道一体地安装或拆卸。

此外，空气引导管道也可以是一体设置的一个圆环形的管道，从而整体安装在中隔板61的叶轮侧的表面上。

利用根据本实用新型的用于风力发电机的进风过滤系统，通过将叶轮侧的空气过滤装置置于定子支架的中隔板上，与现有技术中的过滤装置相比，更靠近机舱侧，更便于更换滤芯，使得更换过滤网的操作空间不受限制，提高发电机的可维护性。

根据本实用新型的用于风力发电机的进风过滤系统，由于设置了插入通孔和引导通孔，可以不借助工具，徒手更换滤芯，简化更换滤芯的过程，可实现快速更换滤芯，缩短停机维护时间，减少发电量损失。此外，由于过滤器的面板与盒体一体设置，在更换滤芯的过程中，无需拆装螺栓等部件，减少了小零件掉入发电机中的风险。

本实用新型的以上实施例仅仅是示例性的，而本实用新型并不受限于此。本领域技术人员应该理解：在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下，可对这些实施例进行改变，其中，本实用新型的范围在权利要求及其等同物中限定。