CN107882697A - 一种风力发电机组叶片防冰除冰*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种风力发电机组叶片防冰除冰***，属于风力发电机防冰除冰***技术领域。风力发电机组叶片防冰除冰***组成部分包括：风轮叶片本体、粘接材料、加热单元、加热装置、加热***、具备防护的防腐绝缘层、防雷保护层、外防护涂料，其中加热单元包括：复合材料组成的通电加热层、连接导体和具备防腐防护功能的朔封层，防冰除冰***加热装置由多块加热单元连接组成（供电电路形式为并联）。加热***由多个加热装置并列组成，加热装置数量依据单个加热装置和叶片长度而定，整个加热***长度为从靠近叶尖位置到距离叶根0.2L‑0.45L范围处（L为整个叶片长度）。本发明提供的风力发电机组叶片防冰除冰***具有安全可靠、防冰除冰效果好的特点。
Description
技术领域
本专利涉及大型风力发电机组技术领域，具体而言，涉及一种风电机组叶片防冰除冰***。
背景技术
目前，世界范围的不可再生能源趋于枯竭，绿色能源的开发利用越来越被各个国家所重视。近年来，我国风电产业得到了长足的发展，装机量连年攀升。
然而我国丰富的风资源基本处于高寒地区和湿度大的地区，环境恶劣，风力发电机在低温条件下，若遇到潮湿空气、雨水、冰霜、雪及过冷液滴其部件会发生冰冻现象，尤其叶片，叶片结冰对风场、机组运行及人员安全都会带来一定影响，降低发电效率，增加运行载荷与噪声，危及机组及现场维护人员安全。因此，针对风电机组叶片开发一套风电机组叶片防冰除冰***尤其重要。
发明内容
基于以上原因，本专利的主要目的在于提供一种风力发电机组叶片防冰除冰***，以改善甚至消除上述缺陷。
为实现上述目的，本专利通过以下技术方案实现：
本发明提供一种风力发电机组叶片防冰除冰***，所述叶片防冰除冰***包括：风轮叶片本体、粘接材料、加热单元、加热装置、加热***、具备防护的防腐绝缘层、防雷保护层、外防护涂料；所述加热单元包括：复合材料组成的通电加热层和具备防腐防护功能的朔封层，防冰除冰***加热装置由多块加热单元连接组成；加热单元由通电后逐步升温复合材料制成的多边型网状或者条型状或者两者的结合结构（即具备独立供电通路的任意形状组成），其中供电电源电压为100V-690V；所述朔封层将导电加热层密封在内部；所述加热装置通过粘接材料粘接在风轮叶片前缘，及前缘向后缘延伸两侧。所述防冰除冰加热***由多个加热装置并列组成，加热装置数量依据单个加热装置和叶片长度而定，整个加热***长度为从靠近叶尖位置到距离叶根0.2L-0.45L范围处（L为整个叶片长度）。所述防腐绝缘层通过粘接材料粘贴在加热装置的朔封层上，覆盖整个加热装置。所述防雷保护层由防雷金属良导体组成；所述防雷金属网由菱形或者其它多边形网状金属良导体构成并覆盖整个防腐绝缘层上。
进一步的，加热单元通过粘接材料粘贴于叶片本体前缘部位，由前缘向叶片后缘延伸，由叶片附近向叶根方向延伸；加热装置由多块加热单元通过粘接材料粘贴于叶片前缘组成，并在离叶根最近一侧外接供电电源***；具备防护的防腐绝缘层全覆盖于加热装置表层；防雷保护全覆盖于防腐绝缘层表面；外防护涂料全覆盖于防雷保护结构。
进一步的，所述加热单元由复合材料组成的折线状或者多边形互相连接组成的网格状等形式构成（即具备独立供电通路的任意形状组成）。所述加热单元由两面绝缘材料将复合材料朔封而成，其中通电加热复合材料在两面绝缘材料中间。
进一步的，所述加热装置由多个相互连接加热单元组成，加热单元之间由两条金属导电材料和两面绝缘材料塑封而成来相互连接。
进一步的，所述防腐绝缘层玻璃纤维与胶粘剂混合而成，具备绝缘防腐功能。
进一步的，所述防雷保护层由网状良导体金属材料组成，粘贴于防腐绝缘层之上并全覆盖防腐绝缘层。
本专利实施例的有益效果是：
加热单元由导电升温复合材料制成的折线或者网状结构（即具备独立供电通路的任意形状组成），具有良好的导电加热效果，以使加热装置的防冰除冰加热单元升温，进而覆盖在叶片本体前缘的加热装置通过升温对叶片本体进行除冰或通过升温防止叶片本体结冰，达到对叶片主要结冰部位防冰除冰的目的。
本专利的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利实施例而了解。本专利的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本专利实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，明显的，下面描述中的附图仅仅是本专利的一些实施例。通过附图所示，本专利的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本专利的主旨。
图1示出了本专利实施例提供的风电机组叶片防冰除冰***整体组成结构图；
图2，示出了本专利实施例提供叶片的防冰除冰***各部分组成结构图；
图3，示出了本专利实施例提供的叶片防冰除冰***加热装置组成结构图；
图4，示出了本专利实施例提供的叶片防冰除冰***加热单元组成结构图；
图标：图1中101-叶根；102-叶尖；103-叶片前缘；104-叶片后缘；105- PS面（迎风面）；106- SS面（背风面，即PS对应面）；107-叶片的防冰除冰***；108-叶片本体；L-叶片长度；
图2中201-粘接材料；202-加热***；203-防腐绝缘层；204-防雷保护层；205-外防护涂料；
图3中2021、2023-朔封层；2022-加热装置；
图4中301-朔封层；302-复合材料加热层；303-加热复合材料金属连接导体。
具体实施方式
为使本专利实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利实施例中的附图，对本专利实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本专利的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利的范围，而是仅仅表示本专利的选定实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
此外，术语“延伸”、“连接”、“粘接”、“朔封”、“安装”等术语应做广义理解，其中“朔封”也可理解为用防腐绝缘材料封装而成。
详见图1，本专利实施例提供了一种风力发电机组叶片防冰除冰***，包括叶片本体108和防冰除冰***107，其中108包括：101叶根；102叶尖；103叶片前缘；104叶片后缘；105PS面；106SS面。
防冰除冰***107粘贴于叶片前缘103，长度从叶尖102附近延伸到距离叶根101的0.2L-0.45L范围处，宽度从叶片前缘103往后缘104方向沿105PS面、106SS面两侧延伸40cm-75cm范围处；其中，107具备较好的温度加热上升功能，能够快速的融化结冰和预防结冰，并具有较好的安全保护、防护、防腐蚀等功能。
详见图2，图2为图1防冰除冰***107的主要组成部分，包括201粘接材料、202加热***、203防腐绝缘层、204防雷保护层、205外防护涂料组成。其中：201将202牢固粘贴于叶片本体前缘103，201具有保温导热、耐高温等功能；202加热***主要对叶片前缘加热，由多组加热装置并列组合而成，每组加热装置具备独立供电或者同时供电功能，具有良好的加热效率，能够快速将电能转化为热能，起到对叶片前缘103及PS面105和SS面106部分主要结冰区域加热融冰或者预防结冰功能；203防腐绝缘层主要由玻纤材料和胶粘剂及其它材料组合而成，粘贴于加热***202外表层并全覆盖加热***，对加热***107起到防腐、绝缘等保护功能，并具有良好的导热性能；204防雷保护层由优良的导电金属材料组成，粘贴于203防腐绝缘层外表面并全覆盖在203防腐绝缘上，具有优越的雷电防护和高电压大电流传导功能，使加热***202和防腐绝缘层203免遭雷电袭击，并具有良好的导热功能；205外防护涂料全覆盖于204防雷保护层，具备防风沙腐蚀、强光照射、雨水大气腐蚀，保护防雷保护204及叶片。
详见图3，图3为图2加热***202的主要组成部分，包括2021、2023朔封层，朔封层由绝缘、防腐材料组成，平整糙面，将2022加热装置完全包裹密封，耐温性好，能有效保护加热装置的复合材料加热、并有效的传导热量；2022加热装置由多块加热单元中的升温复合材料制成的多边型网状或者条型状或者两者的结合结构（即具备独立供电通路的任意形状组成），其中电源电压为100V-690V。
详见图4，图4为图3加热装置2022的主要组成部分，包括301为朔封层，将302复合材料加热层和303加热复合材料金属连接导体完全包裹在内。
复合材料加热层302由通电后逐步升温复合材料制成的多边型网状或者条型状或者两者的结合结构，302也可以有其它形状，例如：条形、折线形、三角形、圆形或多边形等多种形状的具备独立供电通路的任意形状，其可根据实际情况进行任意选择，本实施例仅以折线形进行说明，至于其他形状本实施例并不进行限定，302的复合材料由多种材料混合而成。
303加热复合材料金属连接导体将302连接起来，组成供电通路，为302提供供电电源。
其中加热单元包括，复合材料组成的通电加热层302、连接导体303和具备防腐防护功能的朔封层301，防冰除冰***加热装置由多块加热单元连接组成（供电电路形式为并联）。
作为一种优选的实施方式，为保证折线形状结构所具备的良好导电加热效果。302由均匀的加热复合材料组成折线形，在折线两端分别接上金属连接导体，当通电时，电流通过金属导体对302复合材料组成的通路加热，本实施加热均匀、温升较快，防冰除冰效果好。
Claims (10)
1.一种风力发电机组叶片防冰除冰***，其特征在于，所述叶片防冰除冰***组成部分包括：风轮叶片本体、粘接材料、加热单元、加热装置、加热***、具备防护的防腐绝缘层、防雷保护层、外防护涂料；所述加热单元包括：复合材料组成的通电加热层和具备防腐防护功能的朔封层，防冰除冰***加热装置由多块加热单元连接组成（供电电路形式为并联）；所述防冰除冰加热***由多个加热装置并列组成。
2.一种风力发电机组叶片防冰除冰***，其特征在于，所述通电加热单元由通电后逐步升温复合材料制成的多边型网状或者条型状或者两者的结合结构（即具备独立供电通路的任意形状组成），其中供电电源电压为100V-690V；所述朔封层将导电加热层密封在内部。
3.一种风力发电机组叶片防冰除冰***，其特征在于，所述防冰除冰***加热装置通过粘接材料粘接在风轮叶片前缘，及前缘向后缘延伸40cm-75cm的PS面、SS面两侧。
4.一种风力发电机组叶片防冰除冰***，其特征在于，所述防冰除冰加热***由多个加热装置并列组成，加热装置数量依据单个加热装置和叶片长度而定，整个加热***长度为从靠近叶尖位置到距离叶根0.2L-0.45L范围处（L为整个叶片长度）。
5.一种风力发电机组叶片防冰除冰***，其特征在于，所述防腐绝缘层通过粘接材料粘贴在加热装置的朔封层上，覆盖整个加热装置。
6.一种风力发电机组叶片防冰除冰***，其特征在于，所述防雷保护层由防雷良导体金属网组成；所述防雷金属网由菱形或者其它多边形网状金属良导体构成并覆盖整个防腐绝缘层上。
7.一种用于大型风电机组叶片防冰除冰的控制***，其特征在于方便灵活的供电***，灵活接入风电机组100V到690V之间供电***，供电线路由两根电源线组成。
8.根据权利要求1所述的叶片防冰除冰***，其特征在于，所述加热单元由复合材料组成的折线状或者多边形互相连接组成的网格状等形式构成；所述加热单元由两面绝缘材料将复合材料朔封而成，其中通电加热复合材料在两面绝缘材料中间。
9.根据权利要求1所述的叶片防冰除冰***，其特征在于，所述加热装置由多个相互连接加热单元组成，加热单元之间由金属导电材料和两面绝缘材料塑封而成来相互连接。
10.根据权利要求1所述的叶片防冰除冰***，其特征在于，所述防腐绝缘层玻璃纤维与胶粘剂混合而成，具备绝缘防腐功能；层由网状良导体金属材料组成，粘贴于防腐绝缘层之上并全覆盖防腐绝缘层。
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