[發明專利]帶有防結冰裝置的海上風力渦輪機

有效

• 申請號: 200580048461.5
• 申請日: 2005-12-21
• 公開（公告）號: CN101124402A
• 公開（公告）日: 2008-02-13
• 發明（設計）人: P·格拉鮑
• 申請（專利權）人: LM玻璃纖維制品有限公司
• 主分類號: F03D11/00
• 分類號: F03D11/00;F03D9/00;F03D1/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 曾祥夌;廖凌玲

技術領域

本發明涉及一種海上(offshore)風力渦輪機，其包括升出海平面的塔架和一片或多片葉片，其中葉片可以由風推動旋轉，海上風力渦輪機還包括泵，其適于從海中泵送起海水。

背景技術

現代的風力渦輪機，也稱為風力馬達或風力發動機，常用來產生電能。它們經常有著巨大的結構，帶有達60米甚至更大的葉片，這些葉片由纖維增強聚合物殼制造而成。

風力渦輪機葉片的結冰是個普遍的問題，它會引起一些嚴重的負面后果。結冰會改變葉片的輪廓，因此使得葉片的空氣動力學屬性也會發生變化，而影響效率。而且，不均勻的結冰也會引起風力渦輪機結構嚴重的不對稱應力，這會導致運轉不得不中斷。

DE?196?21?485公開了一種風力渦輪機葉片，其內部可由熱空氣加熱，目的在于除冰。

WO?98/53200公開了一種風力渦輪機葉片，其可以通過包括傳導纖維在內的加熱元件來除霜。

US-A-4.060.212公開了一種通過微波來除去直升機旋翼槳葉上冰的方法。

背景技術還公開了預防機翼結冰的方法，其通過在臨近起飛前在機翼上噴灑防凍劑來實現。

最近幾年內，風力渦輪機被海上建立，由于下風處是空曠的，因此那里風速很大。同樣，通過海上建立這些帶有達60米或更大葉片的很高的風力渦輪機，也可以避免把這些風力渦輪機建立在自然風景區這類令人惱火的事。

US?6.520.737?B1公開了一種海上風力渦輪機，其帶有可以泵送起海水的泵，其目的在于冷卻。

發明簡述

本發明的目的在于提出一種簡單、有效的系統，用以防止海上風力渦輪機葉片結冰。

根據本發明，這個目的可以通過前言中提到的海上風力渦輪機的泵來實現，此泵在其泵出側與噴嘴相連通，該噴嘴適用于將海水導引至葉片表面。海水包含鹽，因此具有比淡水更低的冰點，這是個公知的事實。通過把海水導引至葉片的表面，就可以融化掉已經在風力渦輪機葉片表面形成的冰。然而，結冰控制也可以起預防作用，由于葉片的表面供給有鹽水，因此在蒸發后會在葉片表面留下鹽分。

海上風力渦輪機構可構造成使葉片從中心部(hub)徑向向外延伸，該葉片和該中心部構成了轉子，此轉子安裝在基本水平的主軸上。主軸可以樞軸回轉方式地安裝在吊艙(nacelle)中，此吊艙安裝在塔架的頂部，該吊艙能夠相對于塔架圍繞垂直軸進行樞軸旋轉，因此，可以根據風向來調整葉片的轉子平面。

根據一個實施例，風力渦輪機可以包括噴嘴，其安裝在塔架和葉片之間，適于向著轉子平面方向噴射海水。這里的術語“噴射”可以理解為任何形式的射出水，也就是，以一股或多股水射流、水滴或水噴射的形式。

噴嘴例如可以安置在與風力渦輪機葉片的長度相對應的長度上。噴嘴可以在轉子旋轉時噴射海水，因此，所有的葉片，通常為3片葉片，在旋轉時有海水供給。風力渦輪機也可以包括這樣的系統，該系統用來確保每片獨立葉片從塔架越過時可以暫時停止一段小時間。

根據一個實施例，噴嘴可以安裝于吊艙上，這樣，所述噴嘴就面向轉子平面，而與該轉子平面的取向無關。因此，就可以一直在葉片的表面上供給海水，而與偏轉方向無關。比如，噴嘴可以安裝在從吊艙徑向向外地基本沿著塔架延伸的桿子上。

可選的是，噴嘴可以安裝在塔架上。

根據本發明的一個優選實施例，噴嘴可以沿著塔架周邊設置，這樣葉片可以供給有海水，而與吊艙的偏轉方向無關。

海上風力渦輪機也可以包括一個或多個噴嘴，這些噴嘴被安裝在轉子中心部上或其內。這種噴嘴可以適于將海水徑向向外地噴射在葉片表面上。

根據本發明的一個特定實施例，噴嘴適于在轉子前面形成由海水滴組成的水霧。這可以由安裝在中心部之上或之內的噴嘴來實現。如果主軸是中空的，那么海水給水器就可以穿過主軸而被引導至噴嘴。

一個或多個噴嘴也可以被安裝在吊艙上和/或塔架的上部，這樣噴嘴就可以在轉子前面產生水霧。

根據本發明的一個實施例，此海上風力渦輪機還包括控制系統，其用于啟動泵和/或噴嘴。

該控制系統可包括冰傳感器，冰傳感器可安裝在葉片、中心部、吊艙或塔架上。當該傳感器記錄到結冰時，該控制系統就可以啟動泵和/或噴嘴。

可選的是，該系統可適于通過測量風力渦輪機的功率來啟動/停用泵和/或噴嘴。風力渦輪機通常在一定風速時產生一定的功率。功率突然的降低可能是葉片上結冰的標志。這樣，該系統就可以探測到這種功率的降低，并啟動泵和/或噴嘴。

該系統也可以包括風速計，這樣就可以確定功率的降低是否由風速的降低所引起。