[發明專利]風電機組葉片整體防冰方法及產品

在審

• 申請號: 201810584495.5
• 申請日: 2018-06-08
• 公開（公告）號: CN108730133A
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發明（設計）人: 楊文濤;廖志勇;彭超義;楊軍;侯彬彬;馮學斌
• 申請（專利權）人: 株洲時代新材料科技股份有限公司
• 主分類號: F03D80/00
• 分類號: F03D80/00;F03D80/40
• 代理公司: 上海碩力知識產權代理事務所(普通合伙) 31251
• 代理人: 王法男

風電機組葉片整體防冰方法，葉片內腔中安裝LE腹板和TE腹板，葉片內腔中靠近LE腹板的空間為葉片前緣，靠近TE腹板的空間為葉片后緣，LE腹板與TE腹板之間為葉身段，葉身段兩側分別為葉根段和葉尖段，葉根段中設有葉根控制柜，根據葉片的結構導熱差異，將葉片內腔分為五個導熱區，A區為葉片后緣靠近葉根段的空間區域，B區為葉根段的空間區域，C區為葉片后緣靠近葉尖段的空間區域，D區為葉身段的空間區域，E區為葉片前緣的空間區域，在葉片內腔中安裝分別與葉根控制柜電連接的加熱鼓風裝置和抽風裝置，由加熱鼓風裝置和抽風裝置控制葉片內腔中的熱流流動方向，形成熱流循環回路，實現葉片的整體防冰。

技術領域

本發明涉及一種風電機組葉片整體防冰方法及產品，屬于風電葉片防結冰技術領域。

背景技術

風力發電機組在運行過程中，風輪葉片會遭受各種惡劣環境的考驗，其中葉片表面在寒冷環境中結冰是困擾風電機組冬季運轉的主要因素。風輪葉片結冰后會造成風電機組發電量降低甚至停機，結冰后葉片的質量不平衡會造成塔筒底部的疲勞損傷增強，旋轉葉片上冰塊從高空甩落會產生危害隱患，因此防止葉片結冰或者葉片結冰后迅速除冰是風電技術研究的一個熱點。

根據風電葉片的結構導熱差異，葉片后緣靠葉根段，該區域因夾芯厚度較大，導熱性能弱，防冰難度最大；葉根段區域，因葉根復合材料鋪層較厚導致葉片表面升溫效果也較差，防冰難度也較大；后緣靠葉尖段區域，形狀扁平而導致后緣邊界附近對流不充分，防冰難度次之；葉片LE腹板與TE腹板之間葉身段和葉片前緣區域的熱傳導性能好，防冰難度最小。因此，如何設計出合理的導熱結構和熱流通方式，使熱流重點加熱葉片后緣靠近葉根段所在的內腔區域，并實現熱流的循環利用，形成葉片整體防冰，提高熱能利用率，是當前本領域的重要研究課題之一。

檢索到的相關現有技術有：

1、CN 105402090 A，本發明公開了大功率風力發電機葉片模塊化氣熱抗冰方法及安裝方法，在葉片根部設置模塊化的加熱系統，在葉片內鋪設通風管道，并在通風管道末端設置擋風板將葉片前緣分隔為兩部分，使通風管道中的熱風只能通向葉尖并經過葉片后緣循環至葉片根部中，從而使熱風在葉片內部循環并形成“葉根—葉尖—葉根”閉環回路，達到重點加熱葉片前緣的目的。

2、CN 105626370 A，涉及一種抗冰風電葉片結構，是一種大功率風力發電機組的風輪葉片，應用于風力發電領域，主要包括置于風輪葉片內的氣加熱控制柜及氣加熱系統、電加熱控制柜及電發熱元件和前、后緣腹板，所述風輪葉片被前、后緣腹板分成前緣和后緣，所述電發熱元件置于葉片前緣外表面，所述氣加熱系統置于葉根處。

3、CN 205154494 U，公開了一種抗冰凍葉片，在抗冰凍葉片的葉根部的內腔中設有內擋板、人孔板、加熱器、加熱器支架、鼓風機、鼓風機支架 ；人孔板設置于葉根部的內腔中遠離葉尖部，內擋板設置于葉根部的內腔的中部，該內擋板中央設有開孔 ；加熱器支架設置于人孔板與內擋板間，該加熱器支架的一端連接于葉根部的內腔表面，對側端連接加熱器 ；鼓風機支架設置于內擋板近抗冰凍葉片的葉尖部的側面，該鼓風機支架的一端連接于葉根部的內腔表面，對側端連接鼓風機，鼓風機支架的側壁與內擋板貼合并固定連接。

發明內容

發明提供的風電機組葉片整體防冰方法，根據風電葉片的結構導熱差異，合理設計葉片內腔的導熱結構和熱流通過程，使熱流首先加熱葉片后緣靠近葉根段所處的內腔區域，實現熱流的循環利用，實現葉片整體防冰，提高熱能利用率，本發明還提供一種風電機組葉片。

為達到上述目的，本發明的技術方案是：