一種抗冰風(fēng)電葉片結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種大功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的風(fēng)輪葉片，具體涉及一種抗冰風(fēng)電葉片結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)力發(fā)電是目前產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展迅速的一種綠色環(huán)保的能源產(chǎn)生方式。隨著風(fēng)電的迅速發(fā)展，各種環(huán)境特殊的風(fēng)能市場也被開辟出來。故，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行過程中，風(fēng)輪葉片會(huì)遭受各種惡劣環(huán)境的考驗(yàn)，特別是在潮濕寒冷的高原等地，冬天風(fēng)輪葉片極易結(jié)冰。葉片結(jié)冰后載荷增大,葉片氣動(dòng)性能變差,這些對(duì)機(jī)組的安全以及功率都有很大的影響,嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致風(fēng)機(jī)長時(shí)間停機(jī)或使葉片受損而減少使用壽命。故解決風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子葉片結(jié)冰問題意義重大。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)提出了多種除冰技術(shù),如專利公布號(hào)CN02322405A將發(fā)電機(jī)中的熱氣通過管路導(dǎo)入風(fēng)輪機(jī)葉片中加熱葉片，同時(shí)實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)的制冷，但并未具體介紹葉片內(nèi)的熱氣流管路布置。專利公布號(hào)為CN201363233的發(fā)明提出了一種防結(jié)冰型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)輪葉片。該專利采用了在葉片中間或者表面層全面積鋪設(shè)電阻器來加熱的方案，即，將葉片的殼體做成多層結(jié)構(gòu)，由外表面向內(nèi)，第一層為風(fēng)機(jī)葉片殼體外形面上的一層玻璃鋼層，第二層為由電阻器組成的電阻器層，第三層至內(nèi)腔為玻璃鋼層；或者由外表面向內(nèi)，第一層為裝置在葉片表層的電阻器所組成的電阻器層，第二層至內(nèi)腔為玻璃鋼層。電阻器與玻璃鋼之間采用樹脂粘接劑將兩者粘為一體。當(dāng)葉片在低溫且濕度較大的環(huán)境中運(yùn)行或靜止時(shí)，對(duì)電阻器接通電源，使電阻器發(fā)熱，熱量通過與玻璃鋼層之間產(chǎn)生熱傳遞來提高葉片表面的溫度，從而解決結(jié)冰問題。但是在外表面布電阻器，容易遭受雷擊，同時(shí)存在當(dāng)外表面的電阻器出現(xiàn)故障極難進(jìn)行維修等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種抗冰風(fēng)電葉片結(jié)構(gòu)，主要包括置于風(fēng)輪葉片內(nèi)的氣加熱控制柜及氣加熱系統(tǒng)、電加熱控制柜及電發(fā)熱元件和前、后緣腹板，風(fēng)輪葉片被前、后緣腹板分成前緣和后緣，所述電發(fā)熱元件置于葉片前緣外表面，氣加熱系統(tǒng)置于葉根處。
[0005]進(jìn)一步，前緣葉尖處與前緣腹板之間設(shè)有阻風(fēng)板II，前緣葉根處與前緣腹板之間設(shè)有阻風(fēng)板III。
[0006]后緣內(nèi)設(shè)置有與氣加熱系統(tǒng)連接的導(dǎo)風(fēng)管，在導(dǎo)風(fēng)管的兩端之間任意位置設(shè)置有阻風(fēng)板I。
[0007]氣加熱系統(tǒng)包括鼓風(fēng)機(jī)和PTC加熱器。
[0008]電發(fā)熱元件由碳纖維復(fù)合材料組成。
[0009]導(dǎo)風(fēng)管利用手糊玻纖布固定于后緣腹板上，由玻璃鋼制成。
[0010]加熱器和鼓風(fēng)機(jī)固定于葉片吸力面內(nèi)表面。
[0011]本發(fā)明有益效果: 該結(jié)構(gòu)具有氣熱加熱系統(tǒng)和電加熱系統(tǒng)，兩個(gè)系統(tǒng)相互獨(dú)立，互不干涉，但是當(dāng)電加熱系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，氣加熱系統(tǒng)可以自動(dòng)開啟阻風(fēng)板II兼顧前緣的加熱。
[0012]電加熱系統(tǒng)加熱單元主要布置于葉片前緣外表面區(qū)域，主要負(fù)責(zé)前緣部分的除冰及防冰。由于電加熱系統(tǒng)加熱單元布置于葉片外表面，當(dāng)電加熱系統(tǒng)加熱單元出現(xiàn)故障，對(duì)其進(jìn)行維修相當(dāng)困難。此時(shí)，阻風(fēng)板II通過控制自動(dòng)打開，阻風(fēng)板III通過人工將操作或者也可自動(dòng)打開，這樣使得熱氣進(jìn)入前緣，可以對(duì)前緣進(jìn)行一定程度的防冰。
[0013]氣加熱系統(tǒng)主要包括置于葉根處的氣加熱系統(tǒng)，將熱氣送入指定位置的導(dǎo)風(fēng)管，加熱器加熱元件主要是PTC材料，此種材料具有當(dāng)溫度升高時(shí)自身的功率也增大，故當(dāng)溫度達(dá)到一定值時(shí)便趨于穩(wěn)定，所以其用于加熱元件較為安全。
[0014]具體的，鼓風(fēng)機(jī)將冷風(fēng)送入加熱器，通過加熱器加熱，而后通過導(dǎo)風(fēng)管將熱空氣輸送至葉片后緣指定位置，而在此處有阻風(fēng)板I，致使熱風(fēng)只能向葉尖流動(dòng)，并通過腹板中間回流至葉根，通過鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)，形成“葉根一葉尖一葉根”閉環(huán)回路，提高熱利用率。
[0015]
【附圖說明】
[0016]圖1示出本發(fā)明一種抗冰風(fēng)電葉片結(jié)構(gòu)內(nèi)部分布
圖2示出本發(fā)明一種抗冰風(fēng)電葉片結(jié)構(gòu)葉根擋板上的布局
圖中各個(gè)符號(hào)的含義如下:5.氣加熱控制柜；6.鼓風(fēng)機(jī)；7.加熱器；8.導(dǎo)風(fēng)管；9.后緣；10.阻風(fēng)板I ;11.后緣腹板；12.阻風(fēng)板II ；13.電發(fā)熱元件；14.前緣；15.前緣腹板；16.阻風(fēng)板III;17.電加熱控制柜。
【具體實(shí)施方式】
[0017]參閱圖1至圖2，一種抗冰風(fēng)電葉片結(jié)構(gòu)，主要包括置于玻璃鋼復(fù)合材料制成的風(fēng)輪葉片內(nèi)的氣加熱控制柜5及氣加熱系統(tǒng)、電加熱控制柜17及電發(fā)熱元件13和前、后緣腹板15、11，風(fēng)輪葉片被前、后緣腹板15、11分成前緣14和后緣9，電發(fā)熱元件13置于葉片前緣14外表面，所述氣加熱系統(tǒng)置于葉根處。前緣14葉尖處與前緣腹板15之間設(shè)有阻風(fēng)板II 12，置于前緣14也跟處與前緣腹板15之間設(shè)有阻風(fēng)板III16。所述后緣9內(nèi)設(shè)置有與氣加熱系統(tǒng)連接的導(dǎo)風(fēng)管8，導(dǎo)風(fēng)管利用手糊玻纖布固定于后緣腹板11上，導(dǎo)風(fēng)管由玻璃鋼制成，在導(dǎo)風(fēng)管8的兩端之間任意位置設(shè)置有阻風(fēng)板I 10。氣加熱系統(tǒng)包括鼓風(fēng)機(jī)6和PTC加熱器7，電發(fā)熱元件13由碳纖維復(fù)合材料組成。
[0018]電發(fā)熱元件13主要布置于葉片前緣外表面，主要負(fù)責(zé)前緣部分葉尖的除冰及防冰。由于電加熱系統(tǒng)加熱單元布置于葉片外表面，當(dāng)電加熱控制柜7及電發(fā)熱元件13出現(xiàn)故障，對(duì)其進(jìn)行維修相當(dāng)困難。為了解決這一問題，在葉尖前緣與腹板之間安裝阻風(fēng)板II 12，在前緣14葉根處與腹板之間安裝阻風(fēng)板III16。當(dāng)電加熱系統(tǒng)正常時(shí)，阻風(fēng)板II 12和阻風(fēng)板III 16處于關(guān)閉狀態(tài)，熱空氣只能通過腹板中間回流，這樣可以保證兩套系統(tǒng)互不干涉，獨(dú)立運(yùn)行。當(dāng)電加熱系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，阻風(fēng)板II 12通過控制自動(dòng)打開，阻風(fēng)板III 16通過人工將操作窗口打開，熱氣進(jìn)入前緣15，對(duì)前緣也進(jìn)行加熱。
[0019]鼓風(fēng)機(jī)6將冷風(fēng)送入加熱器7，通過加熱器7加熱，而后通過導(dǎo)風(fēng)管8將熱空氣輸送至葉片后緣9指定位置，而在此處有阻風(fēng)板I 10，致使熱風(fēng)只能向葉尖流動(dòng)，并通過腹板中間回流至葉根，通過鼓風(fēng)機(jī)6進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)，形成“葉根一葉尖一葉根”閉環(huán)回路，提高熱利用率。
[0020] 本系統(tǒng)的電力供給主要是置于整機(jī)機(jī)艙內(nèi)總控制箱，利用電力電纜通過滑環(huán)通道，經(jīng)過輪轂接入置于葉根擋板上的電加熱控制柜17和氣加熱控制柜5，最后接入發(fā)熱元件13和氣加熱系統(tǒng)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種抗冰風(fēng)電葉片結(jié)構(gòu)，包括置于風(fēng)輪葉片內(nèi)的氣加熱控制柜(5)及氣加熱系統(tǒng)、電加熱控制柜(17)及電發(fā)熱元件(13)和前、后緣腹板(15、11)，其特征在于:所述風(fēng)輪葉片被前、后緣腹板(15、11)分成前緣(14)和后緣(9)，所述電發(fā)熱元件(13)置于葉片前緣(14)外表面，所述電加熱控制柜(17)和氣加熱系統(tǒng)置于葉根處。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗冰風(fēng)電葉片結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述前緣(14)葉尖處與前緣腹板(15)之間設(shè)有阻風(fēng)板II (12)，所述前緣(14)葉根處與前緣腹板(15)之間設(shè)有阻風(fēng)板III (16)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗冰風(fēng)電葉片結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述后緣(9)內(nèi)設(shè)置有與氣加熱系統(tǒng)連接的導(dǎo)風(fēng)管(8)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種抗冰風(fēng)電葉片結(jié)構(gòu)，其特征在于，在所述導(dǎo)風(fēng)管(8)的兩端之間任意位置設(shè)置有阻風(fēng)板I (10)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗冰風(fēng)電葉片結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的氣加熱系統(tǒng)包括鼓風(fēng)機(jī)(6)和PTC加熱器CO。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗冰風(fēng)電葉片結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述電發(fā)熱元件(13)由碳纖維復(fù)合材料組成。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種抗冰風(fēng)電葉片結(jié)構(gòu)，是一種大功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的風(fēng)輪葉片，應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，主要包括置于風(fēng)輪葉片內(nèi)的氣加熱控制柜及氣加熱系統(tǒng)、電加熱控制柜及電發(fā)熱元件和前、后緣腹板，所述風(fēng)輪葉片被前、后緣腹板分成前緣和后緣，所述電發(fā)熱元件置于葉片前緣外表面，所述氣加熱系統(tǒng)置于葉根處。結(jié)構(gòu)具有氣熱加熱系統(tǒng)和電加熱系統(tǒng)，兩個(gè)系統(tǒng)相互獨(dú)立，互不干涉，當(dāng)電加熱系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，氣加熱系統(tǒng)可以自動(dòng)開啟加熱，維修時(shí)，可不中斷使用，增加使用效率，適合天氣寒冷，環(huán)境惡劣的地區(qū)使用。
【IPC分類】F03D1/06
【公開號(hào)】CN105626370
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410594991
【發(fā)明人】趙建剛, 彭超義, 楊文濤, 王憲, 謝明亮, 陳龍, 曾竟成
【申請(qǐng)人】株洲時(shí)代新材料科技股份有限公司
【公開日】2016年6月1日
【申請(qǐng)日】2014年10月30日
【公告號(hào)】WO2016065807A1