[實用新型]一種具有除冰防凍功能的碳纖維增強風力機葉片

有效

• 申請號: 201320036097.2
• 申請日: 2013-01-24
• 公開（公告）號: CN203035466U
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 周鵬展;譚方圣;趙華;李錄平
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: F03D11/00
• 分類號: F03D11/00
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所 43008
• 代理人: 趙洪;譚武藝

技術領域

本實用新型涉及風力發電技術領域，具體涉及一種具有除冰防凍功能的碳纖維增強風力機葉片。

背景技術

隨著綠色可再生能源的發展，風力發電技術獲得了快速的發展。由于我國風力資源豐富的地區主要在高緯度地區，冬季時風力機易受冰雪天氣影響。冰雪天氣使得風力機運行效率下降，嚴重時迫使風力機停機，使得風力機全年運行小時數下降，甚至造成安全事故，推高了風力發電的運行成本。傳統的除冰防凍方式主要有利用離心力甩冰、葉片表面涂疏水涂層防冰、熱風機加熱除冰、電熱絲加熱除冰、機械除冰等，但是上述技術方案均具有明顯的使用局限性。此外，中國專利申請號為CN201220092277.8的技術方案采用氣膜加熱方式對風力機葉片加熱，但在生產制作過程對風力機葉片有損傷，并且氣孔塞子的運行維護困難；中國專利申請號為CN201220204282.3的技術方案采用PTC熱敏電阻加熱，但由于風力機葉片在運行過程中要經受大變形和高周疲勞，其熱敏電阻置于風力機葉片的夾層內或內表面，會顯著降低風力機葉片的疲勞壽命。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種采用碳纖維層加熱、對葉片氣動性能影響小、除冰效率高、除冰防凍效果好、使用安全、易于維護、結構簡單、安裝方便、防磨損防腐蝕性能好、結構力學性能好、使用壽命長的具有除冰防凍功能的碳纖維增強風力機葉片。

為了解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案為：

一種具有除冰防凍功能的碳纖維增強風力機葉片，包括葉片本體，所述葉片本體的外側從內向外依次設有碳纖維發熱層、導熱絕緣層和膠衣層，所述碳纖維發熱層包括碳纖維布和分別套設于碳纖維布上的第一電極、第二電極，所述碳纖維布中設有用于通過發熱除冰防凍的碳纖維，所述碳纖維分別與第一電極和第二電極連接導通；所述葉片本體包括兩個玻璃纖維布層和夾芯隔熱層，所述夾芯隔熱層夾持固定于所述兩個玻璃纖維布層之間。

作為本實用新型上述技術方案的進一步改進：

所述導熱絕緣層為玻璃纖維氈層。

所述碳纖維的纖維走向沿著葉片本體的葉展方向均勻分布于所述碳纖維布中，且所述碳纖維之間相互平行布置。

所述葉片本體的內部設有葉片空腔，所述葉片本體靠近葉片尖部設有與葉片空腔連通的第一通孔，所述葉片本體靠近葉片根部設有與葉片空腔連通的第二通孔，所述第一電極設于葉片本體上靠近葉片根部的一側，所述第二電極設于葉片本體上靠近葉片尖部的一側，所述第一電極通過穿過所述第一通孔的導線與風力機機艙內的控制開關裝置相連，所述第二電極通過穿過所述第二通孔的導線與風力機機艙內的控制開關裝置相連。

所述第一通孔設于葉片本體尖部后緣的吸力面上。

所述第二通孔設于葉片本體根部后緣的吸力面上。

所述第一電極、第二電極均為環形結構，所述第一電極、第二電極分別與所述碳纖維緊密接觸保持連接導通，所述第一電極、第二電極之間相互平行且均與葉片本體的葉展方向垂直布置。

本實用新型具有下述優點：

1、本實用新型利用碳纖維發熱層的通電發熱特性對葉片本體的表面進行加熱，具有葉片表面加熱均勻、加熱對葉片性能影響小、除冰效率高、除冰防凍效果好、使用安全、易于維護、結構簡單、安裝方便的優點；

2、本實用新型的葉片本體為兩個玻璃纖維布層和夾芯隔熱層構成的復合夾層結構，采用隔熱材料制成的夾芯隔熱層能夠對碳纖維發熱層的發熱進行絕緣隔離和熱量反射，進而實現風力機葉片的定向加熱，加熱均勻而且能夠減少加熱過程對葉片本體的力學性能的影響，除冰防凍效果更好，同時兩個玻璃纖維布層和夾芯隔熱層構成的葉片本體的復合夾層結構還能夠有效提高葉片本體的強度，增強葉片本體的力學性能；

3、本實用新型通過導熱絕緣層，能夠對碳纖維發熱層進行絕緣隔離保護和有效導熱，加熱效率高、除冰防凍效果好；

4、本實用新型通過膠衣層能夠提高風力機葉片的耐磨耐腐蝕特性，對葉片本體、碳纖維發熱層、導熱絕緣層進行保護，加強葉片本體、碳纖維發熱層、導熱絕緣層的防磨損防腐蝕性能，具有防磨損防腐蝕性能好的優點。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例的剖視結構示意圖。

圖2為圖1中A-A位置的剖面結構放大示意圖。

圖3為圖2的局部放大結構示意圖。

圖4為圖1中B-B位置的剖面結構放大示意圖。

圖5為圖1中C-C位置的剖面結構放大示意圖。

圖6為本實用新型實施例中碳纖維發熱層的展開結構示意圖。