TW202030414A

TW202030414A - 風力渦輪機機艙搭載的冷卻系統

Info

Publication number: TW202030414A
Application number: TW108144715A
Authority: TW
Inventors: 米克詹森; 摩爾特摩爾克歐特
Original assignee: 丹麥商尼森冷卻解決方案公司
Priority date: 2018-12-07
Filing date: 2019-12-06
Publication date: 2020-08-16
Also published as: US20210381495A1; EP3891389A1; CN113383161A; CN113383161B; WO2020115276A1

Abstract

本發明涉及一種風力渦輪機機艙搭載的冷卻系統，其構造成安裝在風力渦輪機的機艙的第一面上，該機艙與塔架可旋轉地連接，使得機艙相對於風向定位，第一面具有基本上對應於風向的縱向延伸部，該冷卻系統包括在操作時從第一面基本上沿垂直方向延伸的投影風區域，該投影風區域係由至少一個具有第一冷卻區域的第一冷卻模塊所限定，藉由當從風向看時將冷卻模塊的形狀投影到任意平面上來將投影風區域定義為二維區域，其中，第一冷卻區域的至少一部分相對於機艙的第一面的縱向延伸部以不同於90度的角度佈置。

Description

風力渦輪機機艙搭載的冷卻系統

本發明涉及一種風力渦輪機機艙搭載的冷卻系統，該冷卻系統構造成安裝在風力渦輪機機艙的第一面上，該機艙與塔架可旋轉地連接，使得機艙相對於風向定位，第一面具有基本上對應於風向的縱向延伸部。

藉由使用放置在風力渦輪機的機艙中的其它部件之間的發電機，風力渦輪機將風力轉換成電能。當發電機轉換能量時，這些部件會產生熱量。

當部件的溫度升高時，轉化發生的效率大大降低。為了冷卻各部件，借助於位於機艙頂部的冷卻裝置來將部件的壁和部件周圍的空氣冷卻。因此，冷的外部空氣經過冷卻裝置並冷卻位於冷卻裝置內的冷卻流體，該流體隨後被用於冷卻機艙中的部件的壁或部件周圍的空氣。

由於風力渦輪機的尺寸和產量增加，因此冷卻需求也增加，這於是影響了要定位在機艙上的冷卻裝置的尺寸。即使機艙的尺寸也增加，也可能難以在機艙上設置具有足夠的冷卻能力的冷卻裝置。

本發明之目的是完全或部分克服現有技術的上述弊端和缺點。更具體而言，是提供一種改進的風力渦輪機機艙搭載的冷卻系統，其具有增強的冷卻效果和冷卻能力。

從以下描述中將變得顯而易見的上述目的以及許多其它目的、優點和特徵由根據本發明的方案通過一種風力渦輪機機艙搭載的冷卻系統來實現。風力渦輪機機艙搭載的冷卻系統係構造成安裝在風力渦輪機機艙的第一面上，該機艙與塔架可旋轉地連接，使得該機艙相對於風向定位，該第一面具有基本對應於風向的縱向延伸部，該冷卻系統包括：

當操作時從第一面基本上沿垂直方向延伸的投影風區域，該投影風區域由至少一個具有第一冷卻區域的第一冷卻模塊限定，該投影風區域通過當從風向看去時將冷卻模塊的形狀投影到任意平面上而被定義為二維區域，

其中，第一冷卻區域的至少一部分係相對於機艙的第一面的縱向延伸部以不同於90度的角度佈置。

其中，該第一冷卻區域由提供有效冷卻區域的高度和寬度限定，該有效冷卻區域大於該投影風區域。

在現有技術的方案中，從風向看去的風力渦輪機機艙搭載的冷卻系統的投影風區域，等於佈置成向上並遠離機艙的第一面延伸的冷卻模塊的冷卻區域的有效冷卻區域。因此，本發明的發明人已經認識到，可以在不提高投影風區域的情況下增大有效冷卻區域。因此，通過本發明，風力渦輪機機艙搭載的冷卻系統的整體冷卻能力可以明顯大於已知的冷卻系統。

另外，根據本發明的風力渦輪機機艙搭載的冷卻系統被牢固地緊固在機艙的第一面上，並且因此當機艙相對於風向旋轉時與機艙一起移動。因此，根據本發明的風力渦輪機機艙搭載的冷卻系統係構造成經由機艙的移動相對於風向移動和定位。

此外，沿著冷卻模塊(多個)的末端截取的直線共同限定冷卻系統的三維體積。

三維體積大於由冷卻模塊的高度、寬度和深度限定的冷卻模塊體積。

而且，整個第一冷卻區域可以相對於縱向延伸部以不同於90度的角度佈置。

此外，第一面可具有垂直於機艙/第一面的縱向延伸部的橫向延伸部，冷卻系統包括具有第二冷卻區域的第二冷卻模塊，第一冷卻模塊和第二冷卻模塊相鄰地佈置在橫向延伸部中。

此外，第二冷卻區域可以相對於機艙的第一面的縱向延伸部以不同於90度的角度佈置。

另外，第一冷卻區域和第二冷卻區域可以一起限定有效冷卻區域，該有效冷卻區域大於投影風區域。

此外，有效冷卻區域可以比投影風區域大3%，較佳為比投影風區域大5%，更佳為比投影風區域大10%，最佳為比投影風區域大15%。

有利地，有效冷卻區域可以比投影風區域大30%以上。

此外，投影風區域可以相對於風向具有大致90度的角度α，並且第一冷卻區域的至少一部分以與投影風區域的角度α不同的角度β佈置。

從面部的頂視圖可以看到相對於縱向延伸部的90度角。

另外，相對於縱向延伸部的90度角可以在與第一面平行的平面中。

而且，相對於縱向延伸部的90度角可以對應於投影風區域的角度α。

此外，冷卻模塊可以從機艙的第一面垂直地延伸。

此外，第一冷卻區域可以不垂直於風向。

另外，該角度可以與垂直於機艙的第一面的縱向延伸部的平面相差2至88度之間，較佳為14至86度之間，更佳為20至65度之間。

此外，第一冷卻區域的角度和第二冷卻區域的角度可以限定第一冷卻區域與第二冷卻區域之間的相互角度。

而且，當從上方看時，第一冷卻區域和第二冷卻區域在成角度時可以限定V字形。

此外，多個冷卻模塊可以彼此相鄰地佈置在第一面的橫向延伸部中。

另外，每個冷卻模塊可以具有冷卻區域，每個冷卻區域相對於機艙的第一面的縱向延伸部具有不同於90度的角度。

此外，當從上方看時，多個冷卻模塊可以限定鋸齒形(zig-zag)圖案。

另外，第一冷卻區域可以相對於第二冷卻區域具有不同的角度。

此外，冷卻模塊的所有冷卻區域可以相對於第一面的縱向延伸部具有不同的角度。

而且，第一冷卻模塊和第二冷卻模塊可以各自與第一面連接。

此外，兩個相鄰的冷卻模塊可以通過一個或多個連接部件彼此連接。

另外，可以在兩個相鄰的冷卻模塊之間形成空間，其中在該空間中佈置有另外的冷卻模塊。

另外，每個冷卻模塊可以與被構造成使冷卻介質循環的冷卻回路連接，使得冷卻介質可以在冷卻模塊和冷卻回路中流動。

此外，冷卻系統可以是被動式冷卻系統。

此外，冷卻區域的角度可以在操作中調節。

而且，冷卻區域的角度沿著冷卻區域可以是不同的。

此外，第一冷卻區域可具有彎曲的延伸部，該彎曲的延伸部具有沿著該彎曲的延伸部的多條切線，每條切線都相對於機艙的第一面的縱向延伸部限定不同於90度的角度。

冷卻模塊可以包括至少一個熱交換器芯，該熱交換器芯構造成限定冷卻模塊的冷卻區域，該熱交換器芯具有從上風側延伸到下風側的芯延伸部，該芯延伸部基本上平行於風向佈置。

此外，冷卻模塊可包括沿著冷卻區域延伸的一排佈置的多個熱交換器芯。

熱交換器芯可以基本豎直地或基本水平地佈置。

而且，熱交換器芯可佈置為在它們之間具有相互的距離，從而在它們之間限定一空間，並且空氣散熱片可佈置在該空間中。

此外，這些空氣散熱片可以基本上平行於風向佈置。

熱交換器芯可以包括流體管，冷卻介質構造成在其中流動。

另外，冷卻模塊可以是板條式冷卻器。

此外，在第一冷卻模塊與第二冷卻模塊之間可以佈置有空氣導向件。

此外，第一排冷卻模塊可以彼此相鄰地佈置在第一面的橫向延伸部中，並且第二排冷卻模塊可以在縱向延伸部中與第一排相距一定距離、彼此相鄰地佈置在第一面的橫向延伸部中。

而且，每排的每個冷卻模塊可以具有冷卻區域，每個冷卻區域相對於機艙的第一面的縱向延伸部具有基本上為90度的角度。

另外，每排的每個冷卻模塊可以具有冷卻區域，每個冷卻區域相對於機艙的第一面的縱向延伸部具有不同於90度的角度。

此外，第一排的每個冷卻模塊可以具有冷卻區域，每個冷卻區域相對於機艙的第一面的縱向延伸部具有不同於90度的角度，並且第二排的每個冷卻模塊可以具有冷卻區域，每個冷卻區域相對於機艙的第一面的縱向延伸部具有大致90度的角度，反之亦然，或其組合。

而且，第一排冷卻模塊中的一個或多個可以被佈置成與相鄰的冷卻模塊具有橫向空間，使得風可以穿過橫向空間到達隨後的一排冷卻模塊。

此外，從風向看，第二排冷卻模塊中的至少一個可以與第一排的橫向空間相對地佈置。

此外，第三排冷卻模塊可以在縱向延伸部中與第二排相距一距離、彼此相鄰地佈置在第一面的橫向延伸部中。

另外，第一排冷卻模塊具有第一高度，第二排冷卻模塊具有第二高度，第二高度大於第一高度。

最後，本發明還涉及一種具有如上所述的風力渦輪機機艙搭載的冷卻系統的風力渦輪機。

1:冷卻系統

5:第一面

7:輪轂

8:葉片

10:投影風區域

11:冷卻模塊、第一冷卻模塊

12:冷卻區域、第一冷卻區域

13、14:另外的冷卻模塊

15:冷卻區域

20:熱交換器芯

21:區域

25:第一組

26:第二組

27:漏斗

30:空氣導向件

31:陰影區域、三維體積

32、33:直線

34:末端

40:第一排

41:第二排

42:橫向空間

100:風力渦輪機

101:機艙

102:塔架

e:縱向延伸部

e_c:芯延伸部

h:高度

O:重疊距離

t:橫向延伸部

w:風向

w_c:寬度

w_p:總寬度

α、β、γ:角度

下面將參考所附圖式更詳細地描述本發明及其諸多優點，圖式出於說明之目的示出了一些非限制性實施例，並且其中：

第1圖示出了具有根據本發明的風力渦輪機機艙搭載的冷卻系統的風力渦輪機，

第2a圖示出了冷卻系統的投影風區域，

第2b圖示出了位於機艙的第一面上的冷卻系統，

第3圖示出了位於機艙的第一面上的冷卻系統，

第4-5圖示出了位於機艙的第一面上的另一冷卻系統，

第6-7圖示出了位於機艙的第一面上的另一冷卻系統，

第8-12圖示出了冷卻系統的不同構型，

第13-15圖示出了位於機艙的第一面上的另一個冷卻系統，

第16-17圖示出了位於機艙的第一面上的另外的冷卻系統，

第18-20圖示出了具有熱交換器芯的冷卻模塊的不同實施例，

第21圖示出了位於機艙的第一面上的冷卻系統的另一實施例，

第22圖示出了具有佈置在冷卻模塊之間的空氣導向件的第21圖的另一實施例，

第23圖示出了空氣導向件的另一種佈置，

第24圖示出了兩個冷卻模塊重疊，

第25-27圖示出了一個計算有效冷卻區域和投影風區域的示例，

第28-29圖示出了根據本發明的風力渦輪機搭載的冷卻系統的其它實施例。

所附圖式都是高度示意性的，未必按比例繪製，並且它們僅示出了闡明本發明所必需的那些部件，其它部件則被省略或僅進行暗示。

第1圖示出了包括機艙101和風力渦輪機機艙搭載的冷卻系統1的風力渦輪機100的透視圖。機艙101位於塔架102的頂部上，並且具有面向輪轂7的前部，多個轉子葉片8(通常是三個葉片)被緊固在輪轂7中。機艙101與塔架102可旋轉地連接，使得機艙可以相對於風向w定位。風向對應於環境被動風的風向。機艙101可以收納發電機和用於驅動風能到電力的轉換過程的其它部件(也稱為傳動系)。在發電時，傳動系產生大量熱，從而導致轉換過程效率較低。

為了冷卻機艙的部件和其它部分，風力渦輪機機艙搭載的冷卻系統1構造成安裝在風力渦輪機100的機艙101的第一面5上。第一面5具有基本上對應於風向w的縱向延伸部e。第一面5還具有垂直於縱向延伸部e的橫向延伸部t。

在本實施例中，第一面5對應於機艙101的頂面。在另一實施例中，第一面可以是機艙的側面中的一個。另外，風力渦輪機機艙搭載的冷卻系統可以安裝在機艙的頂面和/或側面中的一者或多者上。風力渦輪機機艙搭載的冷卻系統較佳佈置在機艙的供環境被動風流動的一個或多個面上。

沿著機艙101的第一面5的縱向延伸部e流動的環境被動風流經風力渦輪機機艙搭載的冷卻系統1的至少一個冷卻區域，並冷卻在風力渦輪機機艙搭載的冷卻系統內循環通過冷卻區域的流體。冷卻的流體與機艙101的各部分和/或要冷卻的設備/部件進行熱交換。可以將風力渦輪機機艙搭載的冷卻系統放置在機艙101的前部、中間或後部，並且如上所述，將其放置在機艙101的頂面和/或側面上。

將主要結合逆風式風力渦輪機(即機艙101被放置在風力渦輪機葉片8的下風處的風力渦輪機)來描述本發明。然而，本發明還可以有利地在順風式風力渦輪機(即機艙被放置在風力渦輪機葉片的上風處的風力渦輪機)中實施。

主要將本發明描述為風力渦輪機機艙搭載的冷卻系統是被動式冷卻系統。然而，本發明也可以與主動式風力渦輪機機艙搭載的冷卻系統結合使用。

風力渦輪機機艙搭載的冷卻系統1具有在操作時從第一面5基本上沿垂直方向延伸的投影風區域10，該投影風區域由至少一個具有第一冷卻區域的第一冷卻模塊限定。在第2a圖中，投影風區域10被示出為陰影線。在本實施例中，風力渦輪機機艙搭載的冷卻系統1包括沿著第一面5的橫向延伸部t彼此相鄰佈置的六個冷卻模塊。這六個冷卻模塊通過將其形狀投影到如第2a圖所示的任意平面上來限定二維區域，即投影風區域10。在現有技術方案中，風力渦輪機機艙搭載的冷卻系統的投影風區域對應於風力渦輪機機艙搭載的冷卻系統的有效冷卻區域。

根據本發明，投影風區域10由至少一個具有第一冷卻區域12的第一冷卻模塊11限定。在第2b圖中，以頂視圖示出了風力渦輪機機艙搭載的冷卻系統1。風向w基本上對應於第一面5的縱向延伸部。通常，冷卻系統垂直於風向w延伸，使得冷卻系統的冷卻區域與風向w成90度延伸，如第2b圖中通過角度α所示。如第2b圖所示，第一冷卻區域12的至少一部分以與相對於機艙101的第一面5的縱向延伸部e(即風向w)的90度不同的角度β佈置。在第2b圖中，整個第一冷卻區域12以與相對於縱向延伸部(即風向w)的90度不同的角度佈置。在第2b圖中，風力渦輪機機艙搭載的冷卻系統佈置在機艙101的頂面上，並且冷卻區域以相對於縱向延伸部(即風向w)的水平角度佈置。第一冷卻區域的高度和寬度限定有效冷卻區域。通過使第一冷卻區域12成角度，風力渦輪機機艙搭載的冷卻系統1的有效冷卻區域大於投影風區域10，由此，風力渦輪機機艙搭載的冷卻系統提供增強的冷卻效率。另外，當冷卻模塊的一個或多個冷卻區域與冷卻模塊如現有技術方案中那樣定位的情況相比成角度時，可以有另外的冷卻模塊定位在第一面上。

第3圖示出了佈置在機艙101的第一面5上的風力渦輪機機艙搭載的冷卻系統1的實施例。冷卻系統1佈置在機艙的與輪轂7相對的端部處。在本實施例中，多個冷卻模塊11彼此地相鄰佈置在機艙101的第一面5的橫向延伸部t中。多個冷卻模塊可以是分別具有第一冷卻區域和第二冷卻區域的多個第一冷卻模塊和第二冷卻模塊。在下文中，冷卻模塊將主要具有符號11，並且冷卻區域將主要具有符號12，而不管其可能是第一冷卻模塊還是第二冷卻模塊，或第一冷卻區域還是第二冷卻區域。每個冷卻模塊11具有冷卻區域12，每個冷卻區域具有相對於機艙101的第一面5的縱向延伸部(即風向w)成不同於90度的角度。在本實施例中，存在六個彼此相鄰地佈置的冷卻模塊11，使得兩個相鄰的冷卻模塊形成V形。通過使所有冷卻區域12成角度，與已知的方案相比，實現在橫向延伸部t中具有另外的冷卻模塊11，由此風力渦輪機機艙搭載的冷卻系統1的有效冷卻區域大於投影風區域。因此，與已知方案相比，獲得了增強的冷卻能力。

此外，在所有冷卻區域中冷卻區域的角度可以相同，或者在各冷卻區域之間可以變化，使得以最佳方式使用第一面的橫向延伸部。

而且，標準冷卻模塊可以相對於第一面的縱向延伸部(即風向w)以不同於90度的角度施加到第一面上。

第4圖和第5圖示出了佈置在機艙101的第一面5上的風力渦輪機機艙搭載的冷卻系統1的另一實施例。在第4圖中以頂視圖示出了冷卻系統1，而在第5圖中以立體圖示出了冷卻系統。本實施例類似於關於第3圖描述的實施例；然而，除了全部具有相對於風向w成角度的冷卻區域12的六個冷卻模塊11之外，在最外面的冷卻模塊的延長部上佈置有兩個另外的冷卻模塊13。兩個另外的冷卻模塊13相對於風向w以不同於90度的角度朝向風向延伸。

第6圖和第7圖示出了佈置在機艙101的第一面5上的風力渦輪機機艙搭載的冷卻系統1的另一實施例。在第6圖中，以頂視圖示出了冷卻系統 1，而在第7圖中以立體圖示出了冷卻系統。在本實施例中，風力渦輪機機艙搭載的冷卻系統1包括彼此相鄰地佈置的六個冷卻模塊11。如第6圖所示，冷卻模塊11被佈置成基本上呈半圓形。所有的冷卻模塊11的冷卻區域12被佈置成相對於風向w全都以不同於90度之不同角度。

第8-12圖以頂視圖示出了風力渦輪機機艙搭載的冷卻系統1的不同構型。第8圖類似於第3圖所示的實施例，其中六個冷卻模塊11彼此相鄰地佈置，使得兩個相鄰的冷卻模塊形成V形。當從上方觀察時，六個冷卻模塊11限定鋸齒形圖案。風向w基本上對應於第一面5的縱向延伸部。如第8圖所示，冷卻區域12以與相對於機艙101的第一面5的縱向延伸部e(即風向w)的90度不同的角度β佈置。

在第9和10圖中，以頂視圖示出了風力渦輪機機艙搭載的冷卻系統1的兩種不同構型。在第9圖中，兩個另外的冷卻模塊14佈置在第8圖所示的冷卻模塊11的V形構型之間。另外的冷卻模塊14的冷卻面積小於相鄰的冷卻模塊11的冷卻面積。在第10圖中，在成角度的冷卻模塊11之間已經佈置有五個另外的冷卻模塊14。

第11圖基本上對應於結合第2b圖描述的實施例。風向w基本上對應於第一面5的縱向延伸部。冷卻區域12以與相對於機艙101的第一面5的縱向延伸部e(即風向w)的90度不同的角度β佈置。另外，在本實施例中，在成角度的冷卻區域12與相鄰的冷卻模塊11之間佈置有另外的冷卻模塊14。在本實施例中，另外的冷卻區域平行於風向w延伸，從而捕獲風並確保風被引導通過成角度的冷卻區域12或另外的冷卻模塊14的冷卻區域。

在第12圖中，以頂視圖示出了風力渦輪機機艙搭載的冷卻系統1 的又一構型，其中在兩組成角度的冷卻模塊11之間已經佈置有兩個冷卻模塊11。風向w基本上對應於第一面5的縱向延伸部。如第12圖所示，冷卻區域12以與相對於機艙101的第一面5的縱向延伸部(即風向w)的90度不同的角度β佈置。因此，示出了冷卻區域12以與相對於縱向延伸部(即風向w)的90度不同的角度β佈置以及冷卻區域12以相對於風向90度的角度佈置的組合。

如所指出的，根據本發明的思想，在使一個或多個冷卻模塊的一個或多個冷卻區域成角度時，許多構型是可行的。與已知方案相比，通過啟用第一面的縱向延伸部，可以增加冷卻模塊的有效冷卻區域，在已知方案中，冷卻模塊以與第一面的縱向延伸部方向(即風向w)成90度的角度彼此相鄰地佈置在第一面的橫向延伸部中。此外，沿著冷卻模塊的末端截取的直線一起限定冷卻系統的三維體積。因此，如上所述，與其中僅冷卻模塊的深度佔據第一面的縱向延伸部中的空間的已知方案相比，通過啟用並利用第一面的縱向延伸部中的較大體積，可以提供更大的有效冷卻區域。此外，實現了可以使用具有預定尺寸的標準冷卻模塊，並且可以通過使用第一面的縱向和橫向延伸部兩者在第一面上佈置至少一個以上的冷卻模塊。第13-15圖示出了風力渦輪機機艙搭載的冷卻系統1的另一實施例。在本實施例中，冷卻系統1部分地具有衛星碟的形式。在本實施例中，冷卻系統包括15個冷卻模塊，每個冷卻模塊都具有冷卻區域。除冷卻區域15外，所有冷卻區域相對於風向的角度均與90度不同。在第13圖中，示出了風力渦輪機機艙搭載的冷卻系統1的投影風區域10(即陰影區域)。在第14圖中，示出了沿著第13圖中的A-A線的截面圖，而在第15圖中示出了沿著第13圖中的B-B線的截面圖。第14圖示出了衛星碟的側視圖，第15圖示出了衛星碟的頂視圖。

第一冷卻區域可具有彎曲的延伸部，該彎曲的延伸部具有沿著該彎曲的延伸部的多條切線，每條切線都相對於機艙的第一面的縱向延伸部限定不同於90度的角度。另外，第一冷卻區域可以具有雙彎曲延伸部。

第一冷卻模塊和第二冷卻模塊可以各自與第一面連接。此外，兩個相鄰的冷卻模塊可以通過一個或多個連接部件彼此連接。每個冷卻模塊都可以與構造成使冷卻介質循環的冷卻回路連接，使得冷卻介質可以在冷卻模塊和冷卻回路中流動。不同的冷卻模塊可以彼此流體連接。

計算流體動力學(Computational fluid dynamics；CFD)模擬

已經執行了CFD模擬，其中已經將根據本發明的風力渦輪機機艙搭載的冷卻系統的兩種不同構型與已知的冷卻系統進行了比較。

已知的冷卻系統是僅在機艙的橫向方向上彼此相鄰地佈置的冷卻模塊的標準構型。每個冷卻模塊都具有垂直於風向佈置的冷卻區域。因此，標準構型的有效冷卻區域等於投影風區域。標準構型的冷卻效果為264.2KW。

風力渦輪機機艙搭載的冷卻系統的第一模擬構型具有與根據本發明的第4圖所示的實施例基本上類似的構型。第一模擬構型的冷卻效果為344KW。

風力渦輪機機艙搭載的冷卻系統的第二模擬構型具有與根據本發明的第3圖所示的實施例基本上相似的構型。第二模擬構型的冷卻效果為333KW。

因此，標準構型以及第一和第二模擬構型具有基本上相同的投影風區域。然而，與標準構型相比，第一和第二模擬構型的有效冷卻區域要大得多。

因此，第一模擬構型的有效冷卻區域與標準構型相比增加了約30 %，而第二模擬構型的有效冷卻區域與標準構型相比增加了約26%。

因此，通過應用本發明，與標準構型相比，可以大幅增加有效冷卻區域。

第16和17圖示出了佈置在機艙101的第一面5上的風力渦輪機機艙搭載的冷卻系統1的又一實施例。在第16圖中，以立體圖示出了冷卻系統1，而在第17圖中以頂視圖示出了冷卻系統。在本實施例中，風力渦輪機機艙搭載的冷卻系統1包括六個冷卻模塊11，每個冷卻模塊11相距一定距離佈置，並且每個冷卻模塊11以與相對於機艙101的第一面5的縱向延伸部(即風向w)的90度不同的角度佈置。在本實施例中，第一組25三個冷卻模塊11以第一角度β佈置，而第二組26其它三個冷卻模塊11以第二角度β佈置，使得第一組25和第二組26一起限定漏斗27，如第17圖所示。

第18圖以頂視圖示出了冷卻模塊11的一部分。冷卻模塊11包括至少一個熱交換器芯20，該熱交換器芯20構造成限定冷卻模塊11的冷卻區域，熱交換器芯20具有從冷卻模塊的上風側延伸到下風側的芯延伸部e_c，該芯延伸部e_c基本上平行於風向w佈置。因此，在該實施例中，與其中熱交換器芯垂直於冷卻區域的現有技術方案相比，熱交換器芯20相對於冷卻區域具有不同於90度的角度。

如第18圖所示，冷卻模塊11可以包括多個熱交換器芯20，多個熱交換器芯20以沿著冷卻區域延伸部的一排佈置。熱交換器芯20相互之間相距一定距離佈置，從而在它們之間限定一空間。在該空間中，可以佈置空氣散熱片(未示出)以提高冷卻模塊的效率。

空氣散熱片也可以基本上平行於風向佈置。

在第18圖所示的實施例中，熱交換器芯20基本上豎直地佈置，然而在其它未示出的實施例中，熱交換器芯可以是基本上水平的。

熱交換器芯可以包括冷卻介質構造成在其中流動的流體管。

第19圖以頂視圖示出了相互之間以一定角度佈置的兩個冷卻模塊11。兩個冷卻模塊11在冷卻模塊的拐角處彼此抵接。每個冷卻模塊11都具有多個熱交換器芯，每個熱交換器芯佈置成使得它們基本上平行於風向w定位。

以與第19圖中相同的方式，第20圖以頂視圖示出了相互之間以一定角度佈置的兩個冷卻模塊11。每個冷卻模塊11都具有多個熱交換器芯，每個熱交換器芯佈置成使得它們基本上平行於風向w定位。另外，在本實施例中，已經結合了包括熱交換芯20的兩個冷卻模塊11的抵接拐角下風的區域21，從而提高了冷卻區域的冷卻效率。該實施例的CFD模擬表明，與第19圖所示的實施例相比，冷卻模塊11的效率另外增加了5%。

如前所述，可以使用標準冷卻模塊。這些標準冷卻模塊通常具有多個熱交換器芯，這些熱交換器芯垂直於冷卻區域的橫向冷卻延伸部延伸。

第21圖以頂視圖示出了佈置在機艙101的第一面5上的風力渦輪機機艙搭載的冷卻系統1的另一實施例。在本實施例15中，冷卻模塊13均彼此相距一定距離佈置，並且它們各自以與相對於機艙101的第一面5的縱向延伸部(即風向w)的90度不同的角度β佈置。它們相對於第一面5的縱向延伸部具有相同的角度β。在其它實施例中，在機艙的第一面上可以佈置有不同數量的冷卻模塊。

第22圖以頂視圖示出了第21圖的另一實施例。在該實施例中，空氣導向件30佈置在冷卻模塊11之間。空氣導向件30被佈置成使得它們基本上平行於風向w在兩個相鄰的冷卻模塊之間延伸。空氣導向件30構造成將環境風引導到冷卻模塊11的冷卻區域以提高各冷卻模塊的效率。

在第23圖中，示出了空氣導向件30的另一種佈置。在本實施例中，當從風向w看時，冷卻模塊以重疊的方式佈置。空氣導向件30在兩個相鄰的冷卻模塊11之間延伸。在本實施例中，冷卻模塊11相對於機艙的第一面的縱向延伸部和風向w以角度β佈置，前提是兩個相鄰的冷卻模塊在從風向看時重疊。因此，如第23圖所示，當在兩個相鄰的冷卻模塊之間延伸時，空氣導向件30與風向w以不同的角度γ佈置。

在本實施例中，空氣導向件30在兩個相鄰的冷卻模塊之間充分延伸。在其它未示出的實施例中，空氣導向件可以部分地在兩個相鄰的冷卻模塊之間延伸。在所示的實施例中，空氣導向件具有基本上平面的構型。在其它未示出的實施例中，空氣導向件可以具有彎曲的構型。

另外，可以設置其它流量增強裝置以幫助將空氣流引導到冷卻模塊的冷卻區域。

如上所述，當從風向w看時，兩個相鄰的冷卻模塊11可以彼此重疊。第24圖以頂視圖示出了當從風向w看時重疊的兩個冷卻模塊11。如第24圖所示，兩個冷卻模塊11以重疊距離O重疊。重疊距離O可以根據冷卻模塊的角度、它們的延伸部以及冷卻模塊之間的距離而變化。在本實施例中，重疊距離O很小，在其它未示出的實施例中，重疊距離可以更大。因此，實現了可以在保持風力渦輪機機艙搭載的冷卻系統1緊湊的同時進一步增加有效冷卻區域。

在第25圖中，風力渦輪機機艙搭載的冷卻系統1的構型類似於關於第8圖所示的構型。在第25圖中，也以頂視圖示出了風力渦輪機機艙搭載的冷卻系統1。示出了冷卻模塊11之一具有寬度w_c。如上所述，有效冷卻區域30由冷卻模塊的冷卻區域12的高度h和寬度w_c限定。在第27圖中，示出了冷卻區域12，其中示出了高度h和寬度w_c。因此，第27圖中的冷卻區域12的有效冷卻區域30為h乘以w_c。因此，在風力渦輪機機艙搭載的冷卻系統1中存在多個冷卻區域的情況下，每個冷卻區域的每個有效冷卻區域被累加，獲得總有效冷卻區域。

例如，在第25圖所示的實施例中，存在六個冷卻模塊11，每個模塊都具有冷卻區域。因此，總有效冷卻區域30於是為((h乘以w_c)乘以6)m²。相反，投影風區域10(即第26圖所示的陰影面積)由冷卻模塊的高度h和冷卻模塊的總寬度w_p限定，如第26圖所示。然後通過用h乘以w_p來計算投影風區域。根據本發明的思想，有效冷卻區域(由((h乘以w_c)乘以冷卻區域的數目定義))大於投影風區域(由h乘以w_p定義)。

在第25圖中，示出了另一陰影區域31。陰影區域31啟用了第一面的縱向延伸部，由此與已知方案相比可以增加冷卻模塊的總有效冷卻區域，在已知方案中，冷卻模塊與第一面的縱向延伸部(即風向w)成90度角彼此相鄰地佈置在第一面的橫向延伸部中。此外，沿著冷卻模塊11的末端(extermity)34截取的直線32和33一起限定了風力渦輪機機艙搭載的冷卻系統1的三維體積。在第25圖中，以頂視圖示出了三維體積31。冷卻模塊的高度h也限定了三維體積31。因此，如上所述，通過在第一面的縱向延伸部中啟用並利用較大的體積，與其中只有冷卻模塊的深度佔據第一面的縱向延伸部中的空間的已知方案相比，可以提供較大的有效冷卻區域。

在第28圖中，以頂視圖示出了風力渦輪機機艙搭載的冷卻系統1的另一實施例。在本實施例中，第一排40冷卻模塊11彼此相鄰地佈置在第一面5的橫向延伸部t中，並且第二排41冷卻模塊11與第一面5的縱向延伸部e中的第一排40相距一定距離彼此相鄰地佈置在橫向延伸部t中。在本實施例中，每排40、41的每個冷卻模塊11可具有冷卻區域12，每個冷卻區域12相對於機艙101的第一面5的縱向延伸部e具有大致90度的角度。

而且，第一排40冷卻模塊11中的一個或多個冷卻模塊可以被佈置成與相鄰的冷卻模塊距有橫向空間42，使得風可以穿過橫向空間42到達後續的一排41冷卻模塊11。

如第28圖所示，從風向w看，第二排41冷卻模塊11中的至少一個可以與第一排40的橫向空間42相對地佈置。

本實施例啟用第一面的縱向延伸部e，以提供比投影風區域更大的有效冷卻區域。

在第28圖中，在第一排40中示出了三個冷卻模塊11，並且在第二排41中示出了兩個冷卻模塊11，然而，每排中可以佈置有任何合適數量的冷卻模塊。

在第29圖中，以頂視圖示出了風力渦輪機機艙搭載的冷卻系統1的另一實施例。在本實施例中，第一排40冷卻模塊11彼此相鄰地佈置在第一面5的橫向延伸部t中，並且第二排41冷卻模塊11在第一面5的縱向延伸部e中與第一排40相距一定距離、彼此相鄰地佈置在橫向延伸部t中。另外，每一排40、41的每個冷卻模塊11可具有冷卻區域12，每個冷卻區域12具有與相對於機艙101的第一面5的縱向延伸部e的90度不同的角度β。

而且，第一排40冷卻模塊11中的一個或多個可以被佈置成與相鄰的冷卻模塊距有橫向空間42，使得風可以穿過橫向空間42到達後續一排41冷卻模塊11。

如第29圖所示，當從風向w看時，第二排41的兩個冷卻模塊11可以與第一排40的橫向空間42相對地佈置。

第29圖所示的實施例也啟用了機艙101的第一面5的縱向延伸部e，以提供比投影風區域更大的有效冷卻區域。

此外，第一排40的每個冷卻模塊11可具有冷卻區域，每個冷卻區域相對於機艙的第一面的縱向延伸部具有不同於90度的角度，並且第二排41的每個冷卻模塊可以具有冷卻區域，每個冷卻區域相對於機艙的第一面的縱向延伸部具有基本上為90度的角度，反之亦然，或其組合。

此外，第三排冷卻模塊可以在縱向延伸部中與第二排相距一定距離、彼此相鄰地佈置在第一面的橫向延伸部中。事實上，可以在第一面的縱向延伸部中的每排之間有一定距離的情況下佈置多排冷卻模塊。各排之間的距離可以相等，或者各排之間的距離可以變化。

另外，第一排的冷卻模塊可以具有第一高度，並且第二排的冷卻模塊可以具有第二高度，第二高度大於第一高度。

儘管上面已經結合本發明的較佳實施例對本發明進行了描述，但在不背離如下面的申請專利範圍所限定的本發明之情況下可想到的若干變型對本領域技術人員來說將是顯而易見的。