[實用新型]風機葉片氣囊除冰裝置

有效

• 申請號: 202220211113.6
• 申請日: 2022-01-26
• 公開（公告）號: CN218062544U
• 公開（公告）日: 2022-12-16
• 發明（設計）人: 馬艷娟;寧兆秋;白佳慶;崔馨元;張東;郭瑞;羅金鳴;宋世巍;王健;林盛;孔繁化;崔銘
• 申請（專利權）人: 沈陽工程學院
• 主分類號: F03D80/40
• 分類號: F03D80/40;F03D80/00;F03D17/00;F03D1/06
• 代理公司: 沈陽銘揚聯創知識產權代理事務所(普通合伙) 21241
• 代理人: 屈芳

本實用新型提供一種風機葉片氣囊除冰裝置，屬于風力發電技術領域，包括：氣囊，固定在葉片表面，氣囊間用引氣導管聯通并排列固定在葉片兩側；充氣機，為氣體壓縮機，能夠為氣囊快速充放氣，固定在風機機艙內部與葉片上的氣囊連接。葉片覆冰檢測器，安裝在風機葉片上；壓強檢測器，安裝在末端與首端氣囊內部；單片機，與所述葉片覆冰檢測器以及壓強檢測器的輸入端連接，并連接充氣機的電機。有效的降低了風機葉片的除冰成本，提升風機葉片除冰效率。

技術領域

本實用新型屬于風力發電技術領域，具體涉及一種風機葉片除冰裝置

背景技術

風力發電技術是目前可再生能源技術中比較成熟、適合大規模開發和具備商業化開發前景的一種發電方式。因風能具有顯著的地域不均勻分布特性，中國有大量風場位于易遭冰雪侵襲的北方高寒地帶和中南部山區。覆冰是上述高寒和高海拔地區風機運行中的常見問題，在風電場運行階段，覆冰不但會造成風速和風向的測量誤差，影響風電機組的偏航和功率控制，還會改變葉片翼型和表面粗糙度，影響氣動特性和發電出力；葉片前緣的些許覆冰即可明顯改變其氣動特性，影響風力發電出力特性。當葉片覆冰旋轉時，附著的冰塊可被拋擲至葉片頂端高度的1.5倍距離，造成人身安全事故。

風機葉片氣囊除冰技術，源于飛機機翼除冰技術，因風機葉片與飛機機翼具備相似的氣動特性，外型結構類似。所以在此基礎之上設計基于氣囊膨脹力的除冰裝置，并針對風機葉片的旋轉特性，對裝置結構加以改進，相比于人為除冰更加方便快捷，并且降低了人身安全事故的發生幾率。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供了一種風機葉片除冰裝置，利用氣囊膨脹所產生的力，除去附著在葉片表面的冰層，以降低實現風機葉片除冰所帶來的除冰成本，以及人身安全事故發生的機率。

本實用新型提供一種風機葉片氣囊除冰裝置，一種風機葉片氣囊除冰裝置，包括：

氣囊，固定在葉片表面，氣囊間用引氣導管聯通并排列固定在葉片兩側，氣囊通過底座固定在葉片表面；引氣導管之間通過連接套連接，可以根據氣囊間的連接需求設計相應的接口，便于引氣導管連接。

充氣機，為氣體壓縮機，能夠為氣囊快速充放氣，固定在風機機艙內部與葉片上的氣囊連接；

葉片覆冰檢測器，安裝在風機葉片上；

壓強檢測器，安裝在末端與首端氣囊內部；

單片機，與所述葉片覆冰檢測器以及壓強檢測器的輸入端連接，并連接充氣機的電機。

充氣機通過中空低速轉軸引氣導管連接結構與所述氣囊連接。中空低速轉軸引氣導管連接結構包括低速轉軸，在所述低速轉軸的前端設置連接風機葉片上氣囊的第一引氣導管，所述低速轉軸的末端為連接充氣機的第二引氣導管。

低速轉軸的中心設計為中空結構，末端中心采用鋸齒凹槽固定軸承，軸承內圈與第二引氣導管焊接，并與充氣機相連，末端外側利用齒輪帶動發電機前端齒輪。當風機旋轉時，低速轉軸相繼旋轉末端軸承內圈則不轉，外圈齒輪帶動發電機運行。這樣設計當風電機旋轉運行時，不會出現引起導管及充氣機也相繼旋轉的現象。能夠解決風機葉片旋轉導致與充氣機連接的引氣導管相繼旋轉的問題，便于充氣機的安裝。

氣囊采用輕質柔軟的EVA彈性材料設計成能承受住反復膨脹的厚度，利用粘性物質固定或彈性繃帶固定葉片兩側氣囊，氣囊表面采用能吸收光熱的深色涂料覆蓋，具備良好的光學選擇性，同時還具備節能環保、耐氣候性強的特點。氣囊尺寸設計需要根據風機葉片的實際情況，葉片覆蓋冰層分為雨凇、霧凇和混合淞三種情況，當覆蓋冰層厚度大于8mm，除去8mm冰層所需膨脹力大約為(18.5- 20)psig，約為(119.33-129)kpa，根據氣體壓強公式計算，當溫度為零下15℃氣囊的半徑根據如下公式計算：