[發(fā)明專利]風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及其葉片化冰裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711026950.1
• 申請日: 2017-10-27
• 公開（公告）號: CN107642465A
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 齊伊然;劉中威
• 申請（專利權(quán)）人: 劉中威;北京金風(fēng)天通科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: F03D80/40
• 分類號: F03D80/40;F03D80/60
• 代理公司: 北京銘碩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11286
• 代理人: 劉躍舉,王秀君

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，具體地說，本發(fā)明涉及一種對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的葉片進(jìn)行化冰的裝置。

背景技術(shù)

一些地區(qū)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在寒冷時(shí)期會(huì)面臨霜凍、寒潮、凍雨等極端天氣，從而出現(xiàn)葉片覆冰、覆霜、掛雪等現(xiàn)象。這些現(xiàn)象會(huì)直接改變?nèi)~片的表面和橫截面形狀，降低葉片吸收風(fēng)能的效率，導(dǎo)致機(jī)組機(jī)械運(yùn)行損傷，加重機(jī)組荷載，重心偏移。同時(shí)冰塊脫落對現(xiàn)場人員和現(xiàn)場設(shè)備有安全隱患。另外，葉片覆冰、掛雪還會(huì)影響測風(fēng)的準(zhǔn)確性，給風(fēng)場帶來嚴(yán)重的發(fā)電量經(jīng)濟(jì)性的損失，甘肅某風(fēng)場2016年10月-2017年4月累積覆冰天數(shù)為60多天，累積發(fā)電量損失至少677.0056萬度電。

目前，風(fēng)機(jī)葉片化冰方法有溶液被動(dòng)法、機(jī)械法、氣熱法、微波法、吸熱涂料被動(dòng)法、電磁沖擊震動(dòng)法、防水涂層被動(dòng)法、顫抖法、電熱主動(dòng)法等。其中，電熱主動(dòng)化冰方法功率高，氣動(dòng)外形影響小，便于維護(hù)，是目前運(yùn)用最廣泛的一種方法。

電熱主動(dòng)化冰主要采用碳纖維發(fā)熱層進(jìn)行發(fā)熱，從而執(zhí)行化冰操作。碳纖維布在裝配時(shí)需要經(jīng)過樹脂固化處理，并置于葉片本體內(nèi)側(cè)。每層碳纖維布還可采用雙向纖維排布方式，例如在有些專利中公開的，雙向碳纖維布的排布角度為±15～±75度，并且每層碳纖維布在導(dǎo)電方向上必須連續(xù)不能中斷，由于特定的編織角度，使得碳纖維布的電極或電源的布置變得非常復(fù)雜，不適合一般實(shí)際應(yīng)用。

另外，還存在以下缺陷：現(xiàn)有的碳纖維束編織交接若無固定措施，在通過注入樹脂固化處理時(shí)容易引起形狀隨意變形，導(dǎo)致定位工藝難度大；現(xiàn)有的碳纖維束基本為鏤空型，在葉片真空灌注樹脂后容易引起鏤空部分塌陷，導(dǎo)致葉片表面凹凸不行，影響葉片的氣動(dòng)輪廓，若要填充磨平塌陷，則會(huì)顯著增加工作量；因碳纖維束為鏤空型，碳纖維束之間單純地采用空氣絕緣，彼此之間沒有其他絕緣物，導(dǎo)致碳纖維束可能會(huì)串絲連向四周電路而發(fā)生短路；由于碳纖維束經(jīng)過樹脂固化處理后變硬，柔韌性和彎曲性較差，不適合后續(xù)鋪在翼型表面；目前碳纖維束的鍍電電極的工藝需要充分保證每根碳纖維束都被包裹在電鍍金屬里面，而電鍍層比較薄，在運(yùn)輸過程中有可能脆化，導(dǎo)致電極分裂；如果某個(gè)碳纖維絲出現(xiàn)了斷裂點(diǎn)，此斷裂點(diǎn)上對應(yīng)的整根碳絲將無法發(fā)熱，相應(yīng)的葉片表面區(qū)域?qū)o法達(dá)到很好的化冰效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種葉片化冰裝置，在不改變?nèi)~片氣動(dòng)性的情況下，有效地對葉片進(jìn)行化冰，并防止碳纖維束錯(cuò)位，避免串絲、短路等故障產(chǎn)生。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種葉片化冰裝置，包括安裝于葉片上的電熱元件，所述電熱元件包括碳玻混編布和電極組件，所述碳玻混編布具有相互編織的葉片長度方向碳纖維組、葉片弦長方向碳纖維組以及玻纖維束，所述電極組件安裝在所述葉片長度方向碳纖維組和葉片弦長方向碳纖維組中的其中一組的每根碳纖維束的兩端。

可選地，從所述碳玻混編布的未安裝所述電極組件的兩側(cè)編織有一定寬度的玻纖維布而形成鎖邊。

可選地，所述電極組件包括：多根導(dǎo)線，與所述葉片長度方向碳纖維組和葉片弦長方向碳纖維組中的其中一組的碳纖維束的兩端一一對應(yīng)地連接；兩個(gè)導(dǎo)電片，分別布置在所述碳纖維束的兩端，并與各端處的所有導(dǎo)線電連接；多個(gè)絕緣套，包裹在每根導(dǎo)線與碳纖維束的連接部上。

可選地，所述導(dǎo)電片為鍍銀扁銅片。

可選地，在所述電熱元件正常加熱時(shí)，電流僅在與所述電極組件連接的碳纖維束中流動(dòng)；在與所述電極組件連接的碳纖維束在某處出現(xiàn)斷點(diǎn)時(shí)，在出現(xiàn)斷點(diǎn)的碳纖維束上流動(dòng)的一部分電流通過其他編織單元格繞過斷點(diǎn)而流回到出現(xiàn)斷點(diǎn)的碳纖維束上。

可選地，根據(jù)所述葉片不同部位的加熱需求，所述碳玻混編布的編織密度不同地設(shè)置。

可選地，所述電極組件與所述葉片長度方向碳纖維組連接，在所述葉片弦長方向碳纖維組的兩端處從所述玻纖維束編織來鎖邊。

可選地，所述碳玻混編布的厚度小于1mm，所述碳玻混編布的編織單元格包括長度為7-23mm的長方形或正方形單元格。

可選地，所述玻纖維束填充所述葉片長度方向碳纖維組和葉片弦長方向碳纖維組之間的編織空白。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，包括葉片，所述葉片上安裝有上述的葉片化冰裝置。

本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)以下有益效果：

(1)、葉片長度方向碳纖維組和葉片弦長方向碳纖維組在相互垂直的方向上互相編織，并采用玻纖維束作為絕緣材料，避免了相鄰的碳纖維束串絲、短路等故障；