CN113153624B - 一种振动防覆冰型风力发电机叶片 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种振动防覆冰型风力发电机叶片，所述主连接杆远离旋转杆的一侧固定设置有主撞击球；所述副撞击球能够敲击被撞击块；所述导热件内嵌设置在叶片的表面，所述导热件包括交叉设置的第一导热板和第二导热板，所述第一导热板和第二导热板的两侧均活动设置有凸型块，所述凸型块的下方设置有调节气囊，所述调节气囊和总气囊连通，所述凸轮在旋转时间歇性地挤压总气囊，使得调节气囊间歇性膨胀将凸型块向外顶出。本发明提供了振动防覆冰型风力发电机叶片，能够对叶片实现效果更好的振动，并将大块的冰层裂解成小块冰层，相比大块的整体式覆冰除冰，小块冰层不仅更容易被振动脱落，而且也降低了大冰块砸伤人或物的安全隐患。

Description

一种振动防覆冰型风力发电机叶片

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，具体为一种振动防覆冰型风力发电机叶片。

背景技术

风力发电机组是通过叶片来获取风能，并将风能转化为机械能来驱动发电机发电，进而实现风能到电能的转化，因此，叶片是风力发电机组的核心部件，其获取风能的效率是决定风力发电机组发电量的关键因素。在不同地域中，风力发电机组所面对的环境都不相同，例如较高或较低的温度、较高的湿度、较大的风沙等都会对风力发电机组的正常运行造成不同影响。其中，较低的温度会使叶片在停机或运行过程中结冰，尤其是靠近叶尖区域的前缘部分易结冰，这会影响叶片的启动效率，进而降低风力发电机组的发电量。

现有技术中，申请号为“201810414632.0”的一种风力发电机组桨叶的除冰装置，包括设置在桨叶内部的控制装置、调速电机和振动传感器，所述的控制装置通过电缆分别连接调速电机和振动传感器，所述的调速电机的电机轴上设置有凸轮。本发明在风力发电机组控制***检测到桨叶存在覆冰后，无需费时耗电的加热整个桨叶用于除去桨叶覆冰，仅需通过桨叶控制装置快速确定桨叶共振频率，并控制桨叶产生一定强度的共振，即可裂解覆冰，提高了风力发电机组除冰的速度，减少了风力发电机组除冰时对电能的消耗，增强了风力发电机组的利用率，更加快捷、经济。

但是，其在使用过程中，仍然存在较为明显的缺陷：1、上述装置使用单一的凸轮结构对风机桨叶进行振动，但是其振动的有效区域较小，不能传导至整个桨叶，因此其除冰效果非常有限；2、上述装置在振动除冰的过程中，若大块冰脱离叶片后直接飞落，将给风力机其余部件以及使用现场的人员造成巨大的潜在危胁，存在安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种振动防覆冰型风力发电机叶片，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种振动防覆冰型风力发电机叶片，包括：

叶片，所述叶片的内部开设有叶片空腔，所述叶片空腔的一端固定设置有旋转电机，所述旋转电机的输出端固定设置有旋转杆；

安装杆，所述安装杆有多个且均固定设置在旋转杆上，所述安装杆中弹性插设有主连接杆，且主连接杆可在旋转离心力的作用下被向外甩出，所述主连接杆远离旋转杆的一侧固定设置有主撞击球；

凸轮，所述凸轮固定套设在旋转杆上，所述凸轮与旋转杆相距较近的一端弹性插设有副连接杆，且副连接杆可在旋转离心力的作用下被向外甩出，所述副连接杆远离凸轮的一侧固定设置有副撞击球，所述叶片空腔中固定设置有被撞击块，所述副撞击球能够敲击被撞击块，所述被撞击块固定贴设在叶片空腔的内壁上；以及

导热件，所述导热件内嵌设置在叶片的表面，所述导热件包括交叉设置的第一导热板和第二导热板，所述第一导热板和第二导热板的底部均固定设置有加热器，所述第一导热板和第二导热板的两侧均活动设置有凸型块，所述凸型块的下方设置有调节气囊，所述调节气囊和总气囊连通，所述凸轮在旋转时间歇性地挤压总气囊，使得调节气囊间歇性膨胀将凸型块向外顶出。

优选的，所述安装杆开设有第一窄槽，第一窄槽靠近旋转杆的一侧连接设置有第一弹簧，所述第一弹簧上连接设置有主连接杆。

优选的，所述安装杆开设有第一宽槽，所述第一宽槽和第一窄槽相连通，所述主连接杆上一体成型设置有主突出部，所述主突出部活动卡嵌设置在第一宽槽中。

优选的，所述凸轮与旋转杆相距较近的一端开设有第二窄槽，所述第二窄槽的顶部连接设置有第二弹簧，所述第二弹簧的底部连接设置于副连接杆上。

优选的，所述凸轮开设有第二宽槽，所述第二宽槽和第二窄槽相连通，所述副连接杆上一体成型设置有副突出部，所述副突出部活动卡嵌设置在第二宽槽中。

优选的，所述第一导热板和第二导热板的两侧均设置有侧边块，所述侧边块的顶部开设有开槽，所述开槽中活动设置有凸型块，所述开槽的出口端固定设置有限位块，所述凸型块和限位块之间设置有弹性密封垫，所述凸型块靠近加热器的一侧连接设置有第三弹簧和调节气囊，所述调节气囊远离凸型块的一侧连通设置有导气管，所述导气管穿过侧边块后均连通于汇流管，所述汇流管的调节段上连通设置有传输管，所述传输管连通于总气囊，所述传输管的两侧固定设置有阻挡板，所述总气囊远离传输管的一侧固定设置有推板，所述推板和汇流管之间连接设置有第四弹簧。

优选的，所述第三弹簧有多个且对称设置在调节气囊的两侧。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明的旋转杆上固定设置有多个安装杆，旋转杆能够带动安装杆旋转，进而将其中的主连接杆在旋转离心力的作用下向外甩出，使得主撞击球可以不断地撞击到叶片的叶片空腔内壁，使得叶片发生振动，防止叶片覆冰；

2、本发明的叶片表面内嵌设置有导热件，导热件包括交叉设置的第一导热板和第二导热板，底部均固定设置有加热器，当冰层出现时，可以启动加热器，使得第一导热板和第二导热板同时导热，进而将叶片表面整体附着的冰层进行分块裂解，使得振动掉落的冰层更加小块，降低大块冰层直接飞落的危险；

3、本发明的旋转杆上固定套设有凸轮，旋转杆在带动凸轮转动时，其中的副连接杆可在旋转离心力的作用下被向外甩出，使得副撞击球能够敲击到被撞击块，由此，被撞击块也发生振动，进而将振动传导至叶片上，使得叶片同时受到主撞击球的直接撞击、以及副撞击球碰撞被撞击块导致的间接撞击，二者可以产生不同的振动效果，有效提高除去叶片覆冰的效果；

4、本发明的凸轮在旋转时，能够间歇性地挤压总气囊，进而将总气囊中的气体挤向调节气囊，使得调节气囊间歇性膨胀，将凸型块向外顶出，由于凸型块是活动设置在第一导热板和第二导热板两侧的，因此，第一导热板和第二导热板对此处的冰层进行加热融化的同时，凸型块向外顶出对此处的冰层进行推动，促进冰层裂解，有效提高冰层裂解的效率，使得小块的冰层可以更加容易地被振动掉落。

本发明提供了振动防覆冰型风力发电机叶片，能够对叶片实现效果更好的振动，并将大块的冰层裂解成小块冰层，相比大块的整体式覆冰除冰，小块冰层不仅更容易被振动脱落，而且也降低了大冰块砸伤人或物的安全隐患。

附图说明

图1为本发明中的导热件在叶片上的安装结构示意图；

图2为本发明的叶片内部结构的局部剖面示意图；

图3为本发明的图2中的A处放大图；

图4为本发明的图2中的B处放大图；

图5为本发明的图2中的C处放大图。

图中：1叶片、2叶片空腔、3旋转电机、4旋转杆、5安装杆、501第一窄槽、502第一宽槽、6第一弹簧、7主连接杆、701主突出部、8主撞击球、9凸轮、901第二窄槽、902第二宽槽、10第二弹簧、11副连接杆、111副突出部、12副撞击球、13被撞击块、14导热件、141第一导热板、142第二导热板、15加热器、16侧边块、17开槽、18凸型块、19限位块、20弹性密封垫、21第三弹簧、22调节气囊、23导气管、24汇流管、241调节段、25传输管、26总气囊、27阻挡板、28推板、29第四弹簧、30冰层。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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。

实施例：

请参阅图1至图5，本发明提供一种技术方案：

一种振动防覆冰型风力发电机叶片，包括：

叶片1，叶片1的内部开设有叶片空腔2，叶片空腔2的一端固定设置有旋转电机3，旋转电机3的输出端固定设置有旋转杆4，旋转电机3为可以正反转的双向电机，在启动时可带动旋转杆4发生持续性转动；

安装杆5，安装杆5有多个且均固定设置在旋转杆4上，安装杆5中弹性插设有主连接杆7，且主连接杆7可在旋转离心力的作用下被向外甩出，主连接杆7可在安装杆5中移动但是不会脱离安装杆5，主连接杆7远离旋转杆4的一侧固定设置有主撞击球8，旋转杆4在转动时，主撞击球8会间歇性地撞击到叶片1的叶片空腔2侧壁，使得叶片1发生振动，促进其表面的冰层30掉落，避免叶片1的表面出现长期覆冰的情况；

凸轮9，凸轮9固定套设在旋转杆4上，因此旋转杆4可带动凸轮9发生转动，凸轮9与旋转杆4相距较近的一端弹性插设有副连接杆11，且副连接杆11可在旋转离心力的作用下被向外甩出，副连接杆11可相对凸轮9移动但是不会脱离凸轮9，副连接杆11远离凸轮9的一侧固定设置有副撞击球12，叶片空腔2中固定设置有被撞击块13，副撞击球12能够敲击被撞击块13，使得被撞击块13发生振动，被撞击块13固定贴设在叶片空腔2的内壁上，因此被撞击块13的振动会传导至叶片1，使得叶片1同时受到主撞击球8的直接撞击、以及副撞击球12碰撞被撞击块13导致的间接撞击，二者可以产生不同的振动效果，有效提高除去叶片1上覆盖的冰层30的效果；以及

导热件14，导热件14内嵌设置在叶片1的表面，导热件14包括交叉设置的第一导热板141和第二导热板142，由此，可以将叶片1的表面分成多个小块区域，对应第一导热板141和第二导热板142位置处的冰层30更易融化，由此实现对整体式大块冰层30的裂解，避免大块冰层直接飞落的危险，第一导热板141和第二导热板142的底部均固定设置有加热器15，加热器15在启动后会产生热量，并将热量传导至第一导热板141和第二导热板142，第一导热板141和第二导热板142的上表面和叶片1的表面之间无缝设置，不会改变叶片1的气动特性，第一导热板141和第二导热板142的两侧均活动设置有凸型块18，凸型块18的下方设置有调节气囊22，调节气囊22和总气囊26连通，凸轮9在旋转时间歇性地挤压总气囊26，使得总气囊26中的气体被挤入调节气囊22，由此，调节气囊22间歇性膨胀，将凸型块18间歇性向外顶出，配合第一导热板141和第二导热板142的使用，使得此处的冰层30更易裂解，杜绝大块冰层30直接飞落后砸伤他人的安全隐患。

作为一个优选，安装杆5开设有第一窄槽501，第一窄槽501靠近旋转杆4的一侧连接设置有第一弹簧6，第一弹簧6具有伸缩弹性，第一弹簧6上连接设置有主连接杆7，因此主连接杆7可在第一窄槽501中移动。

作为一个优选，安装杆5开设有第一宽槽502，第一宽槽502和第一窄槽501相连通，主连接杆7上一体成型设置有主突出部701，主突出部701活动卡嵌设置在第一宽槽502中，主突出部701可贴着第一宽槽502的内壁移动但是不能脱离第一宽槽502，由此，可以避免主连接杆7脱离安装杆5。

作为一个优选，凸轮9与旋转杆4相距较近的一端开设有第二窄槽901，第二窄槽901的顶部连接设置有第二弹簧10，第二弹簧10也具有伸缩弹性，第二弹簧10的底部连接设置于副连接杆11上，因此副连接杆11可在第二窄槽901中移动。

作为一个优选，凸轮9开设有第二宽槽902，第二宽槽902和第二窄槽901相连通，副连接杆11上一体成型设置有副突出部111，副突出部111活动卡嵌设置在第二宽槽902中，副突出部111可贴着第二宽槽902的内壁移动但是不能脱离第二宽槽902，由此，可以避免副连接杆11脱离凸轮9。

作为一个优选，第一导热板141和第二导热板142的两侧均设置有侧边块16，侧边块16的顶部开设有开槽17，开槽17中活动设置有凸型块18，开槽17的出口端固定设置有限位块19，限位块19的设置使得凸型块18不会完全脱离开槽17，凸型块18和限位块19之间设置有弹性密封垫20，弹性密封垫20能够被拉伸延长和挤压变短，凸型块18靠近加热器15的一侧连接设置有第三弹簧21和调节气囊22，调节气囊22的内部填充有气体，调节气囊22远离凸型块18的一侧连通设置有导气管23，导气管23穿过侧边块16后均连通于汇流管24，汇流管24的调节段241上连通设置有传输管25，传输管25连通于总气囊26，总气囊26中也填充有气体介质，传输管25的两侧固定设置有阻挡板27，阻挡板27的设置是为了对总气囊26进行位置限制，便于推板28挤压总气囊26，进而将总气囊26中的气体挤向传输管25，总气囊26远离传输管25的一侧固定设置有推板28，凸轮9在持续旋转时，会间歇性地推动推板28，使得推板28对总气囊26进行间歇性的挤压，推板28和汇流管24之间连接设置有第四弹簧29。

作为一个优选，第三弹簧21有多个且对称设置在调节气囊22的两侧，使得凸型块18受到的第三弹簧21的弹力更加均匀，能够平稳移动。

工作原理：若叶片1的表面覆盖有冰层30，此时，可以启动加热器15和旋转电机3，首先，加热器15产生热量并将热量传递至第一导热板141和第二导热板142，第一导热板141和第二导热板142相互交叉设置，由此将叶片1的表面分成多个小块区域，对应第一导热板141和第二导热板142位置处的冰层30更易融化，由此实现对整体式大块冰层30的裂解，避免大块冰层直接飞落的危险。

其次，旋转电机3带动旋转杆4发生转动，旋转杆4则同时带动与之固连的安装杆5和凸轮9旋转，一方面，安装杆5在转动时，主连接杆7会在旋转离心力的作用下被向外甩出，此时的第一弹簧6处于拉伸状态，主连接杆7上的主撞击球8向外延伸，间歇性地撞击到叶片1的叶片空腔2侧壁，使得叶片1发生振动，促进其表面的冰层30掉落；

另一方面，凸轮9在转动时，副连接杆11会在旋转离心力的作用下被向外甩出，此时的第二弹簧10处于拉伸状态，副撞击球12向外延伸，副撞击球12会间歇性的撞击到被撞击块13，另一端的凸轮9会间歇性地推动推板28：其一，当凸轮9间歇性地推动推板28时，推板28又会间歇性地挤压总气囊26，在阻挡板27的限位作用下，总气囊26中的填充气体被挤向传输管25，传输管25中的气体进入汇流管24的调节段241，再通过导气管23进入调节气囊22中，使得调节气囊22膨胀，进而向外挤压凸型块18，此时的弹性密封垫20受到挤压而变薄，凸型块18往复地向外顶出，对第一导热板141和第二导热板142位置处已经发生融化的冰层30裂解线位置间歇性地产生推力，促使冰层30的崩裂，其二，当副撞击球12撞击到被撞击块13时，被撞击块13会产生振动，由于被撞击块13固定贴设在叶片空腔2的内壁上，因此该振动会传导至叶片1，使得叶片1同时受到主撞击球8的直接撞击、以及副撞击球12碰撞被撞击块13导致的间接撞击，二者可以产生不同的振动效果，有效提高除去叶片1上覆盖的冰层30的效果，促使被裂解成小块的冰层30从叶片1的表面脱落，达到振动防覆冰的效果，不仅降低了安全隐患，还提高了冰层30去除的效率。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种振动防覆冰型风力发电机叶片，其特征在于，包括：

叶片（1），所述叶片（1）的内部开设有叶片空腔（2），所述叶片空腔（2）的一端固定设置有旋转电机（3），所述旋转电机（3）的输出端固定设置有旋转杆（4）；

安装杆（5），所述安装杆（5）有多个且均固定设置在旋转杆（4）上，所述安装杆（5）中弹性插设有主连接杆（7），且主连接杆（7）可在旋转离心力的作用下被向外甩出，所述主连接杆（7）远离旋转杆（4）的一侧固定设置有主撞击球（8）；

凸轮（9），所述凸轮（9）固定套设在旋转杆（4）上，所述凸轮（9）与旋转杆（4）相距较近的一端弹性插设有副连接杆（11），且副连接杆（11）可在旋转离心力的作用下被向外甩出，所述副连接杆（11）远离凸轮（9）的一侧固定设置有副撞击球（12），所述叶片空腔（2）中固定设置有被撞击块（13），所述副撞击球（12）能够敲击被撞击块（13），所述被撞击块（13）固定贴设在叶片空腔（2）的内壁上；以及

导热件（14），所述导热件（14）内嵌设置在叶片（1）的表面，所述导热件（14）包括交叉设置的第一导热板（141）和第二导热板（142），所述第一导热板（141）和第二导热板（142）的底部均固定设置有加热器（15），所述第一导热板（141）和第二导热板（142）的两侧均活动设置有凸型块（18），所述凸型块（18）的下方设置有调节气囊（22），所述调节气囊（22）和总气囊（26）连通，所述凸轮（9）在旋转时间歇性地挤压总气囊（26），使得调节气囊（22）间歇性膨胀将凸型块（18）向外顶出；

所述安装杆（5）开设有第一窄槽（501），第一窄槽（501）靠近旋转杆（4）的一侧连接设置有第一弹簧（6），所述第一弹簧（6）上连接设置有主连接杆（7）；

所述安装杆（5）开设有第一宽槽（502），所述第一宽槽（502）和第一窄槽（501）相连通，所述主连接杆（7）上一体成型设置有主突出部（701），所述主突出部（701）活动卡嵌设置在第一宽槽（502）中；

所述凸轮（9）与旋转杆（4）相距较近的一端开设有第二窄槽（901），所述第二窄槽（901）的顶部连接设置有第二弹簧（10），所述第二弹簧（10）的底部连接设置于副连接杆（11）上；

所述第一导热板（141）和第二导热板（142）的两侧均设置有侧边块（16），所述侧边块（16）的顶部开设有开槽（17），所述开槽（17）中活动设置有凸型块（18），所述开槽（17）的出口端固定设置有限位块（19），所述凸型块（18）和限位块（19）之间设置有弹性密封垫（20），所述凸型块（18）靠近加热器（15）的一侧连接设置有第三弹簧（21）和调节气囊（22），所述调节气囊（22）远离凸型块（18）的一侧连通设置有导气管（23），所述导气管（23）穿过侧边块（16）后均连通于汇流管（24），所述汇流管（24）的调节段（241）上连通设置有传输管（25），所述传输管（25）连通于总气囊（26），所述传输管（25）的两侧固定设置有阻挡板（27），所述总气囊（26）远离传输管（25）的一侧固定设置有推板（28），所述推板（28）和汇流管（24）之间连接设置有第四弹簧（29）。

2.根据权利要求1所述的一种振动防覆冰型风力发电机叶片，其特征在于：所述凸轮（9）开设有第二宽槽（902），所述第二宽槽（902）和第二窄槽（901）相连通，所述副连接杆（11）上一体成型设置有副突出部（111），所述副突出部（111）活动卡嵌设置在第二宽槽（902）中。

3.根据权利要求2所述的一种振动防覆冰型风力发电机叶片，其特征在于：所述第三弹簧（21）有多个且对称设置在调节气囊（22）的两侧。