[實用新型]一種風電機組葉片除冰裝置

有效

• 申請號: 201720586655.0
• 申請日: 2017-05-24
• 公開（公告）號: CN207033664U
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 張磊;劉志文;劉峰;戴幸澤;宮有利
• 申請（專利權）人: 北京唐浩電力工程技術研究有限公司
• 主分類號: F03D80/40
• 分類號: F03D80/40
• 代理公司: 北京元中知識產權代理有限責任公司11223
• 代理人: 王明霞

技術領域

本實用新型涉及風力發電技術領域，具體地說，涉及一種風電機組葉片除冰裝置。

背景技術

風電機組多處于海拔較高的多風區域，隨之帶來的低溫環境給葉片乃至整個風機都帶來了嚴峻的考驗，單就葉片而言，低溫環境所導致的葉片結冰、材料及結構性能改變、載荷改變等問題，需要有更優秀的解決方案和更細致的設計考慮。

低溫因素在很多方面影響風機的設計：冰和霜以及低溫下空氣密度的上升對風機氣動有較顯著的影響，進而影響風機的載荷和功率輸出。低溫會導致葉片附著較大質量的冰層，從而會改變風機葉片的頻率，進而改變其動態響應行為。同時，控制系統也會受到影響。由于結冰改變了葉片的氣動外形，從而導致了葉片失速可能比設計預期提前或延后。那么電動或液壓變槳控制對應的配置也應隨之改變。葉片結冰會導致風機的檢測信號系統發生故障從而反饋錯誤信號。極限低溫需要改變風機部分部件的材料，例如常用的鋼材會變脆。

內陸地區特別是山區，大尺寸風機在運行和停機時都會受到結冰問題的影響。盡管早期考慮結冰問題的風機，試運行時安裝了帶特殊傳感器和相應配套設施的加熱除冰系統，積累了一定的經驗。然而至今市場上也沒有成熟且標準化的低溫風機出現。

有鑒于此，特提出本實用新型。

實用新型內容

本實用新型旨在提供一種風電機組葉片除冰裝置，在葉片表面設置可灌注氣體或液體的密封彈性膜，利用彈性膜的形變實現去除葉片表面的冰層的目的。

為了實現上述目的，本實用新型具體采用如下技術方案：

一種風電機組葉片除冰裝置，葉片1由從葉根部14沿葉片長度方向延伸至葉尖部15的殼體構成，包括迎流面12、背流面13和迎風設置的葉片前緣11，所述迎流面12和/或背流面13和/或葉片前緣11分布設有若干氣液出口3，所述氣液出口3通過設于葉片1內部的管路4與氣源5或液源6相連，葉片1的表面與氣液出口3相對應設有密封的彈性膜2，自氣液出口3噴出的氣體或液體令彈性膜2發生形變；所述彈性膜2與葉片1的表面相齊平設置。

上述方案中，風機運行時，葉片1在結冰工況旋轉會在其前緣轉捩點聚積越來越多的冰層。隨著旋轉半徑的增加線速度也隨之增加，因此葉尖區域結冰要比其他部位相對嚴重，結冰量的多少與旋轉半徑近似成正比。

上述方案中，所述氣源5或液源6根據實際情況選擇，氣源5可以是通過空氣壓縮機產生的氣流，也可以是可充氣放氣的氣瓶；液源6則可以選用容納液體的箱體或罐體。氣源5或液源6中的氣體或液體均經過泵結構加壓傳輸至各氣液出口3，令與氣液出口3對應設置的彈性膜2發生形變，利用形變將附著在葉片1表面的冰霜剔除；并且可以通過泵結構將彈性膜2內的氣體或液體吸出令彈性膜2恢復原狀。葉片1外周設有與彈性膜2相對應的凹槽，在安裝彈性膜2后，令彈性膜2的表面與葉片1表面相齊平。

本實用新型的進一步方案是：所述彈性膜2覆蓋葉片1表面的面積沿葉根部14至葉尖部15方向逐漸增大，令彈性膜2與葉片1的表面形成密封空間的容積逐漸變大。

上述方案中，由于葉尖部15較容易結冰，因此彈性膜2沿葉片長度方向設置，為長條狀，其寬度逐漸增大，在充入液體或氣體后，靠近葉尖部15的彈性膜2形變程度較大，更有利于除去葉尖部15的冰霜。

本實用新型的進一步方案是：所述彈性膜2分段蓋設于葉片1表面，每段彈性膜2間的間距從葉根部14至葉尖部15逐漸變小，令靠近葉尖部15分布的彈性膜2多于靠近葉根部14的彈性膜2。

上述方案中，由于葉片越靠近葉尖部15越容易結冰，因此彈性膜2分多段設置時，在靠近葉尖部15的彈性膜2設置越密集，在充入液體或氣體后，相對密集的彈性膜2發生形變令該區域的冰更易脫離葉片1。

本實用新型的進一步方案是：所述彈性膜2分段蓋設于葉片1表面，每段彈性膜2覆蓋葉片1的面積沿葉根部14至葉尖部15方向逐漸增大，令靠近葉尖部15分布的彈性膜2面積大于靠近葉根部14的彈性膜2面積。

上述方案中，由于葉片越靠近葉尖部15越容易結冰，因此彈性膜2分多段設置時，在靠近葉尖部15的彈性膜2相比靠近葉根部14的彈性膜2具有較大的覆蓋面積，在充入液體或氣體后，靠近葉尖部15的彈性膜2發生形變程度較大令冰霜更易脫離葉片1。

本實用新型的進一步方案是：所述氣液出口3的口徑沿葉根部14至葉尖部15方向逐漸增大，令靠近葉尖部15的氣液出口3噴射氣體或液體的流量增大。