[發(fā)明專利]在葉片上呈環(huán)形布置的加熱墊

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080066147.0
• 申請(qǐng)日: 2010-09-16
• 公開（公告）號(hào): CN102822515A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: H.施蒂斯達(dá)爾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西門子公司
• 主分類號(hào): F03D11/00
• 分類號(hào): F03D11/00;B64D15/12
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 薛峰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于風(fēng)力渦輪機(jī)的葉片，用于控制該葉片加熱墊加熱的方法，以及制造具有用于風(fēng)力渦輪機(jī)的加熱系統(tǒng)的葉片的方法。

背景技術(shù)

在風(fēng)力渦輪機(jī)的任意暴露部分上結(jié)冰都會(huì)引起或?qū)е嘛L(fēng)力渦輪機(jī)性能下降。而且，例如當(dāng)冰積累在一個(gè)或多個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片上時(shí)，會(huì)發(fā)生由于不均勻的葉片結(jié)冰導(dǎo)致的過振動(dòng)問題。這繼而會(huì)在風(fēng)力渦輪機(jī)組件上產(chǎn)生過大的機(jī)械負(fù)荷，最終導(dǎo)致風(fēng)力渦輪機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)或風(fēng)力渦輪機(jī)故障。

因而，需要通過除冰系統(tǒng)或通過加熱系統(tǒng)避免或去除位于風(fēng)力渦輪機(jī)葉片上的冰。具體地，已知的是使用一種附接到葉片外表面的電加熱器。

該加熱器通過電線與電源和控制單元連接。由于導(dǎo)體沿葉片外表面延伸到加熱位置，因此該電線容易被雷擊損壞。

具體地，還需要加熱葉片梢端，因此，在常規(guī)加熱系統(tǒng)中，導(dǎo)體必須從梢端延伸到葉片的根端。具體地，在葉片的梢端區(qū)域，延伸到加熱器的導(dǎo)體遭受雷擊的風(fēng)險(xiǎn)很大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是要提供一種用于風(fēng)力渦輪機(jī)的包括加熱系統(tǒng)的堅(jiān)固葉片。

此目的由各獨(dú)立權(quán)利要求所述的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片、控制葉片加熱墊加熱的方法以及制造風(fēng)力渦輪機(jī)的具有加熱系統(tǒng)的葉片的方法實(shí)現(xiàn)。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提出了一種用于風(fēng)力渦輪機(jī)的葉片。所述葉片包括加熱墊。所述加熱墊可以產(chǎn)生熱量，其中，所述加熱墊被安裝到葉片，例如，安裝到葉片的外表面、安裝到葉片的疊層板內(nèi)或安裝到葉片的內(nèi)部空間。加熱墊包括具有第一端段的第一段和具有第二端段的第二段。所述第一端段和第二端段可電連接（例如通過電纜）到用于向加熱墊供電的單獨(dú)電源端子。第二端段相對(duì)于第一端段沿加熱墊的縱向方向限定了加熱墊的相對(duì)端段。所述第一段和第二段沿所述葉片的表面延伸為從第一端段到第二端段的一個(gè)或多個(gè)環(huán)。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出了一種制造用于風(fēng)力渦輪機(jī)的具有加熱系統(tǒng)的葉片的方法。根據(jù)所述方法，在葉片的外表面處安裝用于產(chǎn)生熱量的加熱墊，其中，所述加熱墊包括具有第一端段的第一段和具有第二端段的第二段。第二端段相對(duì)于第一端段沿加熱墊的縱向方向限定了加熱墊的相對(duì)端段。所述第一端段和第二端段例如通過電纜電連接到相應(yīng)的電源端子。所述第一段和第二段沿所述葉片的表面延伸為從第一端段到第二端段的一個(gè)或多個(gè)環(huán)。

加熱墊大體形成為沿縱向方向延伸的扁平帶狀墊。縱向方向限定在加熱墊的兩個(gè)端點(diǎn)之間的方向（具體是在兩個(gè)端點(diǎn)之間平行于與葉片表面平行的平面的方向或間距），加熱墊的長度被限定在該兩個(gè)端點(diǎn)之間。高度從加熱墊的外表面豎直地（具體是平行于外葉片表面（的平面）的法線）延伸，并且加熱墊的寬度是與該長度成直角地橫跨加熱墊從一側(cè)到另一側(cè)測量的間距。該寬度比加熱墊的長度短。該寬度可以為約25cm（厘米）到1.50m（米），優(yōu)選為約55cm。加熱墊的長度可以為葉片長度的大致二倍。加熱墊可以包括約60m至200m（米）的長度，優(yōu)選為90m。因此，葉片可以具有約30m至100m（米）的長度。加熱墊的高度可以為約0.5mm（毫米）至1cm（厘米）。優(yōu)選地，加熱墊包括約400?g/m²至800?g/m²的纖維表面密度，尤其是約600?g/m²（克每平方米）的纖維表面密度。在沿縱向（延伸）方向的相對(duì)端上，形成第一端段和第二端段。電源輸入和/或電源輸出連接件可以附接到所述第一端段和第二端段。

通過電源端子可以施加100V?AC至1000V（伏特）AC電壓。在葉片或風(fēng)力渦輪機(jī)的靜止?fàn)顟B(tài)下，400V?AC電壓使得加熱墊可以產(chǎn)生約10℃（攝氏度）的溫度，并且650V?AC至750V?AC電壓可以產(chǎn)生約20℃至30℃的溫度。但是這可以依據(jù)所選擇的加熱墊表面密度和加熱墊面積而改變。在葉片的工作狀態(tài)下，需要施加電壓，以使加熱墊沿溫度約為2℃至4℃的葉片表面產(chǎn)生熱量，從而具有適當(dāng)?shù)某饔谩?/p>

所述加熱墊包括與葉片表面平面平行的延伸，例如在與葉片表面的平面大體平行的平面內(nèi)的半環(huán)形形狀。加熱墊從一個(gè)電源端子（例如位于葉片上、輪轂中或風(fēng)力渦輪機(jī)外殼中）返回另一個(gè)電源端子延伸為一個(gè)開口環(huán)（例如具有約180度的彎曲）或多個(gè)環(huán)。連接第一段和第二段的加熱墊段是過渡段。

這樣的技術(shù)效果是，除了第一和第二端段所位于的共用段之外，沿葉片表面不需要安裝和連接諸如電線的電連接件。因此，降低了由雷擊或其它物理沖擊導(dǎo)致的損壞加熱墊的風(fēng)險(xiǎn)。