一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的熱氣防冰裝置制造方法
【專利摘要】一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的熱氣防冰裝置，包括葉片，在葉片的表面設(shè)置有發(fā)熱層，葉片內(nèi)腔室設(shè)置有多組由傳熱室和循環(huán)室構(gòu)成的環(huán)形腔室，循環(huán)室內(nèi)設(shè)置有循環(huán)風(fēng)機(jī)，發(fā)熱層通過熱導(dǎo)體與傳熱室相連，葉片不同半徑位置表面通過設(shè)置不同數(shù)量的熱導(dǎo)體來滿足葉片防冰需要的熱損耗，傳熱室、循環(huán)室內(nèi)設(shè)置有多個(gè)加熱裝置和溫度傳感器，循環(huán)風(fēng)機(jī)推動(dòng)腔室內(nèi)加熱空氣，在循環(huán)室內(nèi)從葉尖進(jìn)入傳熱室，再從葉根回到循環(huán)室，溫度傳感器在線測量加熱空氣溫度，將溫度信號及時(shí)反饋到防冰控制系統(tǒng)及時(shí)調(diào)控加熱裝置的輸出功率，實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片在線、可靠、恒溫、高效防冰。
【專利說明】一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的熱氣防冰裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于風(fēng)力發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】，特指一種采用空氣循環(huán)加熱方法對風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片進(jìn)行防冰的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著能源短缺問題的日益加劇，風(fēng)能作為一種干凈的可再生能源，已被世界各國所普遍關(guān)注與優(yōu)先發(fā)展，然而具有豐富的風(fēng)資源地區(qū)基本分布在冰天雪地的北方和高寒的南方山區(qū)，環(huán)境極其惡劣。風(fēng)力發(fā)電風(fēng)機(jī)葉片在低于冰點(diǎn)溫度和潮濕環(huán)境下就會(huì)發(fā)生凍冰現(xiàn)象，風(fēng)機(jī)葉片覆冰后就會(huì)產(chǎn)生較大的冰載，影響葉片的壽命，而且加載在每個(gè)葉片上的冰載不盡相同，使得機(jī)組的不平衡載荷增大，若繼續(xù)運(yùn)行，對機(jī)組產(chǎn)生非常大的危害，若停機(jī)，長年處于低溫地區(qū)的機(jī)組利用率大大降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足而提出一種結(jié)構(gòu)簡單、防冰可靠、恒溫、高效，便于控制的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的防冰裝置。
[0004]本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的熱氣防冰裝置，包括葉片，在葉片的表面設(shè)置有發(fā)熱層，葉片內(nèi)腔室設(shè)置有多組傳熱室和循環(huán)室，所述傳熱室是由腔室隔板與葉片內(nèi)壁包圍成的腔室，與相鄰腔室隔板圍繞成的循環(huán)室相連通，構(gòu)成一個(gè)密閉環(huán)形腔室，在靠近葉根部的循環(huán)室內(nèi)設(shè)置有循環(huán)風(fēng)機(jī)，所述發(fā)熱層通過熱導(dǎo)體與傳熱室相連，葉片不同部位設(shè)置的熱導(dǎo)體數(shù)量是依據(jù)葉片在使用風(fēng)場的最嚴(yán)重冰凍氣候條件下額定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不同半徑位置需要維持表面溫度不小于O攝氏度的熱平衡進(jìn)行設(shè)置，傳熱室、循環(huán)室內(nèi)設(shè)置有多個(gè)加熱裝置和溫度傳感器，循環(huán)風(fēng)機(jī)啟動(dòng)，推動(dòng)腔室內(nèi)加熱空氣在循環(huán)室從葉尖進(jìn)入傳熱室，從葉根回到循環(huán)室，溫度傳感器在線測量加熱空氣溫度，將溫度信號及時(shí)反饋到防冰控制系統(tǒng)及時(shí)調(diào)控加熱裝置的輸出功率，加熱空氣傳熱流動(dòng)方向從葉尖流向葉根，克服了越靠近葉尖部位，運(yùn)轉(zhuǎn)中葉片表面對流熱損耗大的難題，同時(shí)在傳熱室的不同位置增加加熱裝置，可以依據(jù)加熱空氣溫度進(jìn)行加熱及恒溫控制，實(shí)現(xiàn)防冰高效、節(jié)能。
[0005]本發(fā)明中，發(fā)熱層由預(yù)埋的金屬發(fā)熱片或發(fā)熱網(wǎng)構(gòu)成，熱導(dǎo)體為導(dǎo)熱性能較好的金屬條或金屬片預(yù)埋在葉片里，一端接觸發(fā)熱層，另一端暴露在傳熱室中，采用熱導(dǎo)體將傳熱室的熱能傳遞到葉片表面的發(fā)熱層，葉片的厚度在2cm?8cm，傳熱迅速且溫升均勻，熱導(dǎo)體的數(shù)量改變便于實(shí)現(xiàn)表面不同熱損耗調(diào)整，簡化了葉片的生產(chǎn)工藝。
[0006]本發(fā)明中，葉片的不同位置表面設(shè)置有測溫元件，能夠在線測量表面溫度，將溫度及時(shí)反饋到防冰控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)防冰閉環(huán)控制，運(yùn)行溫度更安全、節(jié)能。
[0007]本發(fā)明中，防冰啟動(dòng)時(shí)，腔室內(nèi)熱空氣溫度不超過50攝氏度，葉片本身是熱不良熱導(dǎo)體，具有腔室內(nèi)保溫作用，葉片在50度溫度范圍內(nèi)不影響葉片使用壽命。
[0008]本發(fā)明中，循環(huán)風(fēng)機(jī)進(jìn)氣端設(shè)置有負(fù)壓關(guān)斷門，空氣在循環(huán)加熱過程中體積會(huì)膨脹，循環(huán)風(fēng)機(jī)出氣端為微正壓，進(jìn)氣端為微負(fù)壓，在防冰加熱過程中腔室內(nèi)空氣壓力增大時(shí)，循環(huán)風(fēng)機(jī)進(jìn)氣端由微負(fù)壓負(fù)壓變?yōu)槲⒄龎?，空氣壓力克服?fù)壓關(guān)斷門的彈力進(jìn)行放氣泄壓，變?yōu)槲⒇?fù)壓時(shí)負(fù)壓關(guān)斷門自動(dòng)關(guān)閉。
[0009]本發(fā)明中，一種優(yōu)選實(shí)施案例，葉片內(nèi)設(shè)置有四個(gè)由傳熱室和循環(huán)室連通構(gòu)成的獨(dú)立的環(huán)形腔室。
[0010]綜上所述，本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單，裝置運(yùn)行可靠、安全，溫度便于控制，防冰能耗低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0013]圖3為本發(fā)明的熱氣加熱循環(huán)流動(dòng)示意圖。
[0014]附圖1-3中:1 一傳熱室、2—熱導(dǎo)體、3—腔室隔板、4一循環(huán)室、5—發(fā)熱層、6—循環(huán)風(fēng)機(jī)、7—負(fù)壓關(guān)斷門、8—溫度傳感器、9 一加熱裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖，來詳細(xì)說明一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的熱氣防冰裝置的【具體實(shí)施方式】。
[0016]如圖1至3所示，一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的熱氣防冰裝置，包括葉片，在葉片的表面設(shè)置有發(fā)熱層5，葉片內(nèi)腔室設(shè)置有多組傳熱室I和循環(huán)室4，所述傳熱室I是由腔室隔板3與葉片內(nèi)壁包圍成的腔室，與相鄰腔室隔板3圍繞成的循環(huán)室4相連通，構(gòu)成一個(gè)密閉環(huán)形腔室，在靠近葉根部的循環(huán)室4內(nèi)設(shè)置有循環(huán)風(fēng)機(jī)6，所述發(fā)熱層5通過熱導(dǎo)體2與傳熱室I相連，葉片不同部位設(shè)置的熱導(dǎo)體2數(shù)量是依據(jù)葉片在使用風(fēng)場的最嚴(yán)重冰凍氣候條件下額定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不同半徑位置需要維持表面溫度不小于O攝氏度的熱平衡進(jìn)行設(shè)置，傳熱室1、循環(huán)室4內(nèi)設(shè)置有多個(gè)加熱裝置9和溫度傳感器8，循環(huán)風(fēng)機(jī)6啟動(dòng)，推動(dòng)腔室內(nèi)加熱空氣在循環(huán)室4從葉尖進(jìn)入傳熱室1，從葉根回到循環(huán)室4，溫度傳感器在線測量加熱空氣溫度，將溫度信號及時(shí)反饋到防冰控制系統(tǒng)及時(shí)調(diào)控加熱裝置的輸出功率，加熱空氣傳熱流動(dòng)方向從葉尖流向葉根，克服了越靠近葉尖部位，運(yùn)轉(zhuǎn)中葉片表面對流熱損耗大的難題，同時(shí)在傳熱室的不同位置增加加熱裝置，可以依據(jù)加熱空氣溫度進(jìn)行加熱及恒溫控制，葉片的不同位置表面設(shè)置有測溫元件，能夠在線測量表面溫度，將溫度及時(shí)反饋到防冰控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)防冰閉環(huán)控制，運(yùn)行溫度更安全、節(jié)能。
[0017]在本發(fā)明中，一種優(yōu)選實(shí)施案例，葉片內(nèi)設(shè)置有四個(gè)由傳熱室和循環(huán)室連通構(gòu)成的獨(dú)立的環(huán)形腔室，發(fā)熱層由預(yù)埋的金屬發(fā)熱片或發(fā)熱網(wǎng)構(gòu)成，熱導(dǎo)體為導(dǎo)熱性能較好的金屬條或金屬片預(yù)埋在葉片里，一端接觸發(fā)熱層，另一端暴露在傳熱室中，采用熱導(dǎo)體將傳熱室的熱能傳遞到葉片表面的發(fā)熱層，葉片的厚度在2cm?8cm，傳熱迅速且溫升均勻，熱導(dǎo)體的數(shù)量改變便于實(shí)現(xiàn)表面不同熱損耗調(diào)整，簡化了葉片的生產(chǎn)工藝，防冰啟動(dòng)時(shí)，腔室內(nèi)熱空氣溫度不超過50攝氏度，葉片本身是熱不良熱導(dǎo)體，具有腔室內(nèi)保溫作用，為防止腔室內(nèi)空氣加熱膨脹，在循環(huán)風(fēng)機(jī)進(jìn)氣端設(shè)置有負(fù)壓關(guān)斷門，空氣在循環(huán)加熱過程中體積會(huì)膨脹，循環(huán)風(fēng)機(jī)出氣端為微正壓，進(jìn)氣端為微負(fù)壓，在防冰加熱過程中腔室內(nèi)空氣壓力變大時(shí)，循環(huán)風(fēng)機(jī)進(jìn)氣端由微負(fù)壓負(fù)壓變?yōu)槲⒄龎海諝鈮毫朔?fù)壓關(guān)斷門的彈力進(jìn)行放氣泄壓，當(dāng)變?yōu)槲⒇?fù)壓時(shí)負(fù)壓關(guān)斷門將自動(dòng)關(guān)閉。
【權(quán)利要求】
1.一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的熱氣防冰裝置，包括葉片，在葉片的表面設(shè)置有發(fā)熱層(5)，葉片內(nèi)腔室設(shè)置有多組傳熱室(I)和循環(huán)室(4)，所述傳熱室(I)是由腔室隔板(3)與葉片內(nèi)壁包圍成的腔室，與相鄰腔室隔板(3)圍繞成的循環(huán)室(4)相連通，構(gòu)成一個(gè)密閉環(huán)形腔室，在靠近葉根部的循環(huán)室(4 )內(nèi)設(shè)置有循環(huán)風(fēng)機(jī)(6 )，其特征在于:所述發(fā)熱層(5 )通過熱導(dǎo)體(2)與傳熱室(I)相連，葉片不同部位設(shè)置的熱導(dǎo)體(2)數(shù)量是依據(jù)葉片在使用風(fēng)場的最嚴(yán)重冰凍氣候條件下額定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不同半徑位置需要維持表面溫度不小于O攝氏度的熱平衡進(jìn)行設(shè)置，傳熱室(I)、循環(huán)室(4)內(nèi)設(shè)置有多個(gè)加熱裝置(9)和溫度傳感器(8)，循環(huán)風(fēng)機(jī)(6)啟動(dòng)，推動(dòng)腔室內(nèi)加熱空氣在循環(huán)室(4)從葉尖進(jìn)入傳熱室(1)，從葉根回到循環(huán)室(4)，溫度傳感器在線測量加熱空氣溫度，將溫度信號及時(shí)反饋到防冰控制系統(tǒng)及時(shí)調(diào)控加熱裝置的輸出功率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的熱氣防冰裝置，其特征在于:發(fā)熱層(5)由預(yù)埋的金屬發(fā)熱片或發(fā)熱網(wǎng)構(gòu)成，熱導(dǎo)體(2)為導(dǎo)熱性能較好的金屬條或金屬片預(yù)埋在葉片里，一端接觸發(fā)熱層(5)，另一端暴露在傳熱室(I)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的熱氣防冰裝置，其特征在于:葉片的不同位置表面設(shè)置有測溫元件，能夠在線測量表面溫度，將溫度及時(shí)反饋到防冰控制系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的熱氣防冰裝置，其特征在于:防冰啟動(dòng)時(shí)，腔室內(nèi)熱空氣溫度不超過50攝氏度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的熱氣防冰裝置，循環(huán)風(fēng)機(jī)(6)進(jìn)氣端設(shè)置有負(fù)壓關(guān)斷門(7)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的熱氣防冰裝置，葉片內(nèi)設(shè)置有四個(gè)由傳熱室(I)和循環(huán)室(4)連通構(gòu)成的獨(dú)立的環(huán)形腔室。
【文檔編號】F03D11/00GK103511196SQ201310512948
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月28日
【發(fā)明者】肖忠良, 劉鵬, 周翔, 顧靈濤, 于小娜, 王振宇, 鄭權(quán)國, 張秦儀, 劉翔, 王瀟, 周英 申請人:長沙理工大學(xué)