一種具有防雷保護(hù)的電加熱防冰除冰風(fēng)輪葉片的制作方法
【專利摘要】一種具有防雷保護(hù)的電加熱防冰除冰風(fēng)輪葉片，包括葉片本體和電加熱裝置，該電加熱裝置鋪設(shè)于該葉片本體表面，其中該葉片本體表面還鋪設(shè)有防雷金屬網(wǎng)。在雷暴日較多和潮濕冰凍的天氣，風(fēng)輪葉片在運(yùn)行的過程中，如果出現(xiàn)雷擊現(xiàn)象，鋪設(shè)在風(fēng)輪葉片上的防雷金屬網(wǎng)可以對風(fēng)輪葉片及電加熱裝置起到保護(hù)的作用。同時(shí)，以一隔絕材料設(shè)置在防雷金屬網(wǎng)和電加熱裝置中間，既防止了雷擊的熱效應(yīng)對電加熱裝置造成影響，也避免了兩者的相互干擾。又，一旦出現(xiàn)風(fēng)輪葉片結(jié)冰的現(xiàn)象，可以啟動(dòng)電加熱裝置，對葉片進(jìn)行防冰或者除冰，避免由于冰凍造成的機(jī)組停機(jī)。
【專利說明】—種具有防雷保護(hù)的電加熱防冰除冰風(fēng)輪葉片

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種風(fēng)輪葉片，尤其是一種具有防雷保護(hù)功能且能對葉片進(jìn)行防冰或除冰的風(fēng)輪葉片。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的很多風(fēng)輪葉片沒有防冰措施，在冬季潮濕冰凍的天氣下，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的風(fēng)輪葉片經(jīng)常會(huì)被覆蓋上一層冰層，降低機(jī)組的發(fā)電量和使用壽命。
[0003]近幾年，人們一直致力于改進(jìn)上述不足，如中國實(shí)用新型專利號200920000677.X公開了一種防結(jié)冰型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)輪葉片，包括在葉片上設(shè)置電阻器或者電阻加熱網(wǎng)，在潮濕、低溫的環(huán)境下，通過電阻器或者電阻加熱網(wǎng)通電后產(chǎn)生熱量，消除葉片表面的結(jié)冰問題，提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行時(shí)間。但在我國部分地區(qū)風(fēng)電場，不但天氣潮濕低溫，而且雷暴日天數(shù)很多，尤其在夏季更為明顯。在葉片上使用電加熱的方式進(jìn)行防冰除冰，雷暴天氣時(shí)電加熱裝置會(huì)存在引雷的風(fēng)險(xiǎn)，雷電流如果不能及時(shí)有效地引入地下，會(huì)對加熱裝置、葉片和主機(jī)系統(tǒng)造成一定的破壞。然而，傳統(tǒng)的防雷方式，例如中國實(shí)用新型專利申請?zhí)?01120529407.5，就是在葉片上安裝金屬塊作為接閃器，同時(shí)利用葉片內(nèi)部的電纜進(jìn)行雷電流的傳導(dǎo)，而通過大量的實(shí)踐允許發(fā)現(xiàn)，這種葉片在接閃器往往因金屬塊的發(fā)熱，電纜的通電量不足導(dǎo)致葉片的炸裂，電纜斷裂等現(xiàn)象，而采用導(dǎo)電纖維的方式由于雷電流發(fā)熱造成金屬塊周圍的葉片發(fā)生變形、開裂嚴(yán)重的影響了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行。
[0004]此外，接閃器的工作原理是，將其安裝于防雷裝置的頂部，其作用是利用其高出被保護(hù)物的突出部位把雷電引向自身，承接直擊雷放電。但當(dāng)發(fā)生雷擊時(shí)，雷電不一定會(huì)擊中接閃器，很可能會(huì)擊中葉片本體其他的相對突出的位置，導(dǎo)致葉片本體受到雷擊電流遭受破壞，接閃器無法起到作用，影響防雷擊的效果。
[0005]除此之外，目前的風(fēng)輪葉片，還不能同時(shí)兼具有雷電保護(hù)和防冰除冰的功能，某些現(xiàn)有的方案在具備防冰除冰功能的同時(shí)，并不能對過電加熱防冰除冰裝置進(jìn)行雷擊保護(hù)，在雷暴日較多和天氣潮濕冰凍的地區(qū)，現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的風(fēng)輪葉片還存在不足。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為克服上述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的風(fēng)輪葉片所存在的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種同時(shí)具有防止葉片結(jié)冰和雷電保護(hù)功能的風(fēng)輪葉片，使該風(fēng)輪葉片既能在潮濕低溫的天氣對葉片防冰除冰，還能在雷暴天氣降低電加熱裝置和葉片被雷擊的風(fēng)險(xiǎn)，保證機(jī)組的正常運(yùn)行，提高機(jī)組的可利用率，延長葉片的使用壽命。
[0007]本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為:一種具有防雷保護(hù)的電加熱防冰除冰風(fēng)輪葉片，包括葉片本體和電加熱裝置，該電加熱裝置鋪設(shè)于該葉片本體表面，其特征在于:該葉片本體表面還鋪設(shè)有防雷金屬網(wǎng)。
[0008]優(yōu)選的，該防雷金屬網(wǎng)電氣連接一個(gè)主機(jī)防雷引下系統(tǒng)，該主機(jī)防雷引下系統(tǒng)將雷擊產(chǎn)生的電流引向地面。
[0009]優(yōu)選的，該防雷金屬網(wǎng)采用銅或鋁材料制成。
[0010]優(yōu)選的，于葉片本體的葉根部設(shè)有供電接口，該電加熱裝置與該供電接口連接，該電加熱裝置借助該供電接口連接至加熱電源。
[0011]優(yōu)選的，該電加熱裝置為加熱絲、加熱帶或加熱毯。
[0012]優(yōu)選的，該電加熱裝置為加熱膜。
[0013]優(yōu)選的，該防雷金屬網(wǎng)和電加熱裝置之間鋪設(shè)有隔絕材料。
[0014]優(yōu)選的，該防雷金屬網(wǎng)、該電加熱裝置的數(shù)量為多個(gè)，且相互交錯(cuò)間隔鋪設(shè)。
[0015]優(yōu)選的，該防雷金屬網(wǎng)相較于該電加熱裝置更靠近葉片的外表面，且該防雷金屬網(wǎng)和電加熱裝置之間鋪設(shè)有隔絕材料。
[0016]優(yōu)選的，該隔絕材料為玻璃布或泡沫。
[0017]優(yōu)選的，該防雷金屬網(wǎng)、該電加熱裝置、該隔絕材料的順序和數(shù)量不限定，可根據(jù)不同型號的葉片本體鋪設(shè)。
[0018]優(yōu)選的，所述風(fēng)輪葉片的防雷金屬網(wǎng)、電加熱裝置、葉片本體三者為一次成型或多次成型構(gòu)成。
[0019]多次成型:先將一部分結(jié)構(gòu)在一個(gè)模具里成型出來，比如先將電加熱裝置和葉片本體先從該模具里成型出，再將已成型完成的整體結(jié)構(gòu)從模具中取出；之后將隔絕材料、防雷金屬網(wǎng)、最外層包裹的表面氈或玻璃布再依序布置到葉片本體的表面。
[0020]一次成型:將所述風(fēng)輪葉片的防雷金屬網(wǎng)、電加熱裝置、葉片本體三者按照設(shè)計(jì)的鋪層全部放到一個(gè)模具里面，注膠成型，就是一次鋪設(shè)注膠就完成所有的成型過程，制作本發(fā)明的風(fēng)輪葉片。
[0021]本發(fā)明的有益效果在于，在風(fēng)輪葉片表面同時(shí)鋪設(shè)了防雷金屬網(wǎng)和電加熱裝置，在雷暴日較多和潮濕冰凍的天氣，風(fēng)輪葉片在運(yùn)行的過程中，如果出現(xiàn)雷擊現(xiàn)象，鋪設(shè)在風(fēng)輪葉片上的防雷金屬網(wǎng)可以對風(fēng)輪葉片本體起到保護(hù)的作用，防雷金屬網(wǎng)和引下系統(tǒng)連接，引下系統(tǒng)可以將雷電流進(jìn)行疏導(dǎo)。同時(shí)，隔絕材料設(shè)置在防雷金屬網(wǎng)和電加熱裝置中間，既防止了雷擊的熱效應(yīng)對電加熱裝置造成影響，也避免了防雷金屬網(wǎng)和電加熱裝置之間相互干擾。又，如果出現(xiàn)風(fēng)輪葉片結(jié)冰的現(xiàn)象，可以啟動(dòng)電加熱裝置，對葉片進(jìn)行防冰或者除冰，從而保證機(jī)組的正常運(yùn)行，避免由于冰凍造成的機(jī)組停機(jī)。更進(jìn)一步地，可將該防雷金屬網(wǎng)相較于該電加熱裝置更靠近葉片的外表面，以便使該防雷金屬網(wǎng)同時(shí)可對葉片本體及加熱裝置同時(shí)起到保護(hù)作用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明風(fēng)輪葉片的鋪層結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]〈主要附圖標(biāo)記〉
1、葉片本體 2、電加熱裝置 3、隔絕材料
4、防雷金屬網(wǎng) 5、玻璃布。

【具體實(shí)施方式】
[0024]為讓本發(fā)明的上述及其他目的、特征及優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下: 如圖1所示，為本發(fā)明風(fēng)輪葉片的鋪層結(jié)構(gòu)示意圖。具防雷保護(hù)的電加熱防冰除冰風(fēng)輪葉片，由葉片本體1、電加熱裝置2和防雷金屬網(wǎng)4組成。葉片本體I的表面可按照該葉片本體I型號的設(shè)計(jì)要求鋪放玻璃布5、表面氈(圖中未示出)、防雷金屬網(wǎng)4及電加熱裝置
2。上述結(jié)構(gòu)成型時(shí)，可一次成型或者多次成型。
[0025]多次成型:先將一部分結(jié)構(gòu)在一個(gè)模具里成型出來，比如先將電加熱裝置和葉片本體先從該模具里成型出，再將已成型完成的整體結(jié)構(gòu)從模具中取出；之后將隔絕材料、防雷金屬網(wǎng)、最外層包裹的表面氈或玻璃布再依序布置到葉片本體的表面。
[0026]一次成型:將所述風(fēng)輪葉片的防雷金屬網(wǎng)、電加熱裝置、葉片本體三者按照設(shè)計(jì)的鋪層全部放到一個(gè)模具里面，注膠成型，就是一次鋪設(shè)注膠就完成所有的成型過程，制作本發(fā)明的風(fēng)輪葉片。
[0027]本發(fā)明的風(fēng)輪葉片還可以結(jié)合使用常規(guī)的接閃器防雷結(jié)構(gòu)，即葉片本體I表面連接閃器，接閃器連接到引下線，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合使用防雷金屬網(wǎng)4對電加熱裝置2所在的區(qū)域進(jìn)行重點(diǎn)防護(hù)；也可以將防雷金屬網(wǎng)4布置區(qū)域擴(kuò)大，從而僅使用防雷金屬網(wǎng)4進(jìn)行防電田ο
[0028]防雷金屬網(wǎng)4可以直接連接到主機(jī)防雷引下系統(tǒng)，也可以通過導(dǎo)流線、連接器和轉(zhuǎn)動(dòng)部分的各類防雷連接刷連接到主機(jī)防雷引下系統(tǒng)。
[0029]其中，較佳的，葉片本體I表面鋪放有防雷金屬網(wǎng)4，該防雷金屬網(wǎng)4和主機(jī)防雷引下系統(tǒng)進(jìn)行連接，在出現(xiàn)雷暴天氣時(shí)，雷電擊點(diǎn)如果落在電加熱裝置2的加熱區(qū)域，該防雷金屬網(wǎng)4可以將雷電流疏導(dǎo)到主機(jī)防雷引下系統(tǒng)，從而疏導(dǎo)雷電流，保護(hù)電加熱裝置2不被雷擊損傷，同時(shí)也對葉片本體I起到一定的保護(hù)作用。
[0030]更進(jìn)一步的，該防雷金屬網(wǎng)4采用銅、銅合金、鋁等金屬材料制成，使該防雷金屬網(wǎng)4能起到更好的疏導(dǎo)雷電流的作用。更進(jìn)一步的，葉片本體I表面還鋪放有電加熱裝置2，其中該電加熱裝置2可以采用加熱絲、加熱帶、電熱毯或者電熱膜等形式，較佳是采用電熱膜作為加熱裝置2。
[0031]在風(fēng)輪葉片中使用加熱膜具有以下優(yōu)點(diǎn):電熱膜相當(dāng)于把核心加熱裝置(可以是加熱絲、條狀加熱片等結(jié)構(gòu))固定封裝到一種塑料的薄膜中，可以防止核心加熱裝置在葉片成型中的損傷；由于電熱膜做了封裝，核心加熱裝置的位置也就固定了下來，加熱均勻；可以避免核心加熱裝置在成型過程中的移動(dòng)，也可以避免由于操作不當(dāng)造成的核心加熱裝置布置不均勻或者不合設(shè)計(jì)要求。更重要的是，風(fēng)輪葉片由于其具有特殊的應(yīng)用場合，使其需設(shè)計(jì)成具有特定精確弧度變化的表面，因此，電加熱裝置2在與葉片本體I進(jìn)行組合時(shí)，由于風(fēng)輪葉片表面具有不斷精確變化的弧度，常用的電加熱絲的貼服性差，且固定難度大，工作量大同時(shí)固定效果差，但采用電熱膜的方式，由于電加熱膜獨(dú)有的片狀薄膜結(jié)構(gòu)，可以比較方便的進(jìn)行層鋪和固定(例如僅采用粘接劑)，方便操作，成型效率高，產(chǎn)品的合格率能夠得到有效保證。在風(fēng)輪葉片的【技術(shù)領(lǐng)域】，運(yùn)用加熱膜作為加熱裝置，達(dá)到除冰防凍的作用的做法，尚屬首創(chuàng)。
[0032]電加熱裝置2通過設(shè)置在葉片本體的葉根部的供電接口供電，在潮濕冰凍的天氣時(shí)，可以將電加熱裝置2啟動(dòng)，通過電加熱裝置2產(chǎn)生的熱量，對葉片進(jìn)行防冰或者除冰，避免由于冰凍造成機(jī)組停機(jī)，保證機(jī)組的正常運(yùn)行。
[0033]更進(jìn)一步的，在該防雷金屬網(wǎng)4與該電加熱裝置2之間，還可以設(shè)置一層隔絕材料3，隔絕材料3、防雷金屬網(wǎng)4與電加熱裝置2的鋪放順序和數(shù)量可以根據(jù)葉片本體I的不同型號鋪設(shè)。優(yōu)選的方式是將該防雷金屬網(wǎng)4相較于該電加熱裝置2更靠近葉片本體的外表面，以便使該防雷金屬網(wǎng)4可對葉片本體I及加熱裝置2同時(shí)起到保護(hù)作用。
[0034]在該防雷金屬網(wǎng)4與該電加熱裝置2之間鋪放一層隔絕材料3，當(dāng)雷擊發(fā)生時(shí)，可以防止雷擊的熱效應(yīng)對電加熱裝置2造成影響，同時(shí)還可以避免防雷金屬網(wǎng)4和電加熱裝置2在工作時(shí)產(chǎn)生相互干擾。
[0035]其中，本發(fā)明葉片的防雷金屬網(wǎng)、電加熱裝置、葉片本體三者可一次成型或多次成型。
[0036]本發(fā)明的具有防雷保護(hù)的電加熱防冰除冰風(fēng)輪葉片，可應(yīng)用于我國部分雷暴日較多、天氣潮濕冰凍地區(qū)的風(fēng)電場區(qū)，由于在葉片本體I表面根據(jù)型號的設(shè)計(jì)要求，在規(guī)定位置鋪設(shè)防雷金屬網(wǎng)4和電加熱裝置2，防雷金屬網(wǎng)4與防雷引下系統(tǒng)進(jìn)行電氣連接，在葉片本體I的葉根部設(shè)置有供電接口，借助供電接口，可供電加熱裝置2與電源連接，在風(fēng)輪葉片運(yùn)行時(shí)，如遇雷暴天氣，當(dāng)雷電擊點(diǎn)落在電加熱裝置2的加熱區(qū)域，防雷金屬網(wǎng)4可以將雷電流疏導(dǎo)至引下系統(tǒng)，防止雷擊對電加熱裝置2和葉片本體I造成損傷。當(dāng)風(fēng)輪葉片上出現(xiàn)冰凍現(xiàn)象時(shí)，可以啟動(dòng)電加熱裝置2對葉片本體I進(jìn)行防冰和除冰，避免由于冰凍造成機(jī)組停機(jī)，保證機(jī)組的正常運(yùn)行。
[0037]以上所述的內(nèi)容，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，當(dāng)不能以此限定本發(fā)明的實(shí)施范圍；因此，凡依本發(fā)明申請專利范圍及發(fā)明說明書內(nèi)容所作的簡單的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本發(fā)明專利涵蓋的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有防雷保護(hù)的電加熱防冰除冰風(fēng)輪葉片，包括葉片本體和電加熱裝置，該電加熱裝置鋪設(shè)于該葉片本體表面，其特征在于:該葉片本體表面還鋪設(shè)有防雷金屬網(wǎng)。
2.如權(quán)利要求1所述的具有防雷保護(hù)的電加熱防冰除冰風(fēng)輪葉片，其特征在于，該防雷金屬網(wǎng)電氣連接一個(gè)主機(jī)防雷引下系統(tǒng)，該主機(jī)防雷引下系統(tǒng)將雷擊產(chǎn)生的電流引向地面。
3.如權(quán)利要求1或2所述的具有防雷保護(hù)的電加熱防冰除冰風(fēng)輪葉片，其特征在于，該防雷金屬網(wǎng)采用銅或鋁材料制成。
4.如權(quán)利要求1或2所述的具有防雷保護(hù)的電加熱防冰除冰風(fēng)輪葉片，其特征在于，于葉片本體的葉根部設(shè)有供電接口，該電加熱裝置與該供電接口連接，該電加熱裝置借助該供電接口連接至加熱電源。
5.如權(quán)利要求1或2所述的具有防雷保護(hù)的電加熱防冰除冰風(fēng)輪葉片，其特征在于，該電加熱裝置為加熱絲、加熱帶或加熱毯。
6.如權(quán)利要求1或2所述的具有防雷保護(hù)的電加熱防冰除冰風(fēng)輪葉片，其特征在于，該電加熱裝置為加熱膜。
7.如權(quán)利要求1或2所述的具有防雷保護(hù)的電加熱防冰除冰風(fēng)輪葉片，其特征在于，該防雷金屬網(wǎng)和電加熱裝置之間鋪設(shè)有隔絕材料。
8.如權(quán)利要求1所述的具有防雷保護(hù)的電加熱防冰除冰風(fēng)輪葉片，其特征在于，該防雷金屬網(wǎng)、該電加熱裝置的數(shù)量為多個(gè)，且相互交錯(cuò)間隔鋪設(shè)。
9.如權(quán)利要求1或2所述的具有防雷保護(hù)的電加熱防冰除冰風(fēng)輪葉片，其特征在于，該防雷金屬網(wǎng)相較于該電加熱裝置更靠近葉片的外表面，且該防雷金屬網(wǎng)和電加熱裝置之間鋪設(shè)有隔絕材料。
10.如權(quán)利要求1所述的具有防雷保護(hù)的電加熱防冰除冰風(fēng)輪葉片，其特征在于，所述風(fēng)輪葉片的防雷金屬網(wǎng)、電加熱裝置、葉片本體三者為一次成型或多次成型構(gòu)成。
【文檔編號】F03D1/06GK104179634SQ201310189692
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2013年5月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月21日
【發(fā)明者】趙建立, 劉信韜, 付磊 申請人:中航惠騰風(fēng)電設(shè)備股份有限公司