CN106257050A - 一种叶片除冰防冰系统设计 - Google Patents

Abstract

一种叶片除冰防冰系统设计。本发明主要的任务是发明一种温度启动和关闭，自动输送热空气的除冰系统。本发明涉及力致达到下面几个方面：紧凑的设计，尽量小的材料需求，尽量小的生产成本，自动启动和关闭加热系统，无需导管传送热空气，热损失为零。

Description

一种叶片除冰防冰系统设计

技术领域

本发明涉及风力发电技术叶片前缘除冰领域。

背景技术

从目前已有的技术来看叶片除冰有两类不同的方法。一类方法是颤振除冰；另外一类方法是加热除冰。本专利的发明致力于后者，截止目前为止在该领域还没有特别有效的叶片前缘除冰方法。本专利主要的任务是发明一种叶片前缘无需特殊管道送风，基于叶片自身结构和气动特性。利用温度传感器自动启动加热的除冰系统，本专利发明有以下特点：自动加热，加热区域大，热损失少，设计紧凑，效果显著。

发明内容

本专利涉及到叶片下表面1；叶片前缘2；叶片后缘3；根箱(根部外置后缘)从距叶根1.2米处到叶片的最大宽度处的叶片后缘区域4；吸风区域5；气流导管6，该气流导管用来把气流从气流吸入区5导到气流排放区7；加热器8；吸风槽，在吸风槽上打孔吸入气流；小翼10；齿状排气区域11；温度传感器用于启动和关闭加热器。

附图说明

图1，传统的叶片设计示意图。

图2，本专利的叶片设计发明示意图。

图3，本专利的叶片设计发明的加热及密封腔体示意图。

图4，本专利的叶片设计发明的吸风槽及温度传感器示意图。

图5，气流示意图。

附图标记列表

1 叶片下表面

2 叶片前缘

3 叶片后缘

4 根箱(根部外置后缘)

5 吸风区域

6 导气管

7 密封导热腔体

8 加热器

9 吸风槽

10 小翼

11 齿状排气区域

12 温度传感器

具体实施方式

在叶片根部密封叶片前缘与前缘腹板之间的区域，在叶片尖部密封整个尖部区域，目的是形成叶片前缘加热，导热密封腔体。

热启动传感器安装在根箱(叶片根部外置后缘)内的叶片本体上。热启动传感器，是在温度达到冰点以下时，由温度传感器启动加热器。根箱对传感器有保护作用，防止外界环境对传感器的损害。

本专利的热空气输送方式：气流吸入和气流排放。气流吸入发生在叶片叶根区域上打孔的区域，在该区域边界层通过气流吸入通过导管导入前缘密封腔体，叶片旋转加速使气流从前缘腔体根部输送到叶尖小孔排放。

本专利主要的任务是发明一种温度启动和关闭、自动输送热空气的除冰系统。本专利涉及力争达到下面几个方面：紧凑的设计，尽量小的材料需求，尽量小的生产成本，自动启动和关闭加热系统，无需导管传送热空气，热损失小，除冰区域大，效率高。

上述任务的解决放案包括加热部分和气流传输方法。

本专利技术至少需要在叶片根部构造一个新的平面形状的叶片后缘(见图2叶片根部的标识4)，该新的叶片后缘附近即是气流吸入区，本设计是在叶片根部采用Wortmann翼型来构造平面的叶片根部后缘区，这样可以改善叶片根部的气流流动，增加气流吸入量。构造该气流吸入区所需要的材料也非常少。相对于传统的风力发电机叶片圆形的叶片根部，该设计造成的载荷基本没有增加，因此并不需要在根部做结构上的强化。

由[0009]构造的新的叶片后缘可以光滑过渡到叶片本身的后缘。

虽然在[0009]中的设计会造成叶片根部区域叶片宽度的增加，但是仍然不会超过更改设计之前叶片根部的最大深度。

该设计的一个特别大的优势是叶片根部的宽度并没有增加多少，叶片的运输难度和方法可以和传统的叶片相比没有增加。

该设计使用的材料可以完全用作制造叶片的其他部分，反之亦然。

在新制叶片根部的后缘上表面构造气流吸入区以让一部分气流通过该区域被吸入，通过在该区域打孔实现，孔的数量可以根据需求来决定。

本专利发明需要在叶尖构造排气区，首先位置需求：11)，在叶尖的叶片上表面和/或者叶尖的后缘位置；2)，在叶片的背风区；3)，在传统设计的叶片尖端和/或者新添加的小翼上。

气体可以通过设置在排气区域的孔洞和/或槽来排出，外轮廓首选齿状，该形状对于降低噪声非常有用。特别是齿状轮廓和内部的孔洞结合起来会非常有效的减少气流噪声，从而可以减少对环境的噪音污染。齿状轮廓可以对排出的气体起到调匀的作用。即使小翼设计得很小，也可以起到非常好的排气作用。而且齿状轮廓非常容易制造，采用切割或者研磨工艺都可以实现。

在上述所述方案中提到的安装部件都可以后续安装。为了能够让传统设计的叶片性能进行有效的改善，至少下面三个组件是必要的：1)，叶片根部的平面形状的后缘，该部件可以基于正常的圆形截面形状的叶片加以改造。2)，叶尖的气流排放区。3)，连接吸气槽和前缘密封腔体气流导管，和温度传感器。这些部件可以采用传统的连接方法安装在叶片上。这些方法包括层压法，螺栓连接，粘合或者类似的连接方法。

上述设计能够保证风力发电叶片自动除冰，防冰。

Claims (3)

1.本专利发明包括一种风力发电机的叶片自动加热技术以及相应的热气流传输方法，用来对叶片前缘防冰除冰。

2.本专利技术至少需要在叶片根部构造一个新的平面形状的叶片后缘(见图2叶片根部的标识4)，该新的叶片后缘附近即是气流吸入区。

3.本专利发明需要在叶尖构造排气区，首先位置需求：1)，叶片根部的平面形状的后缘，该部件可以基于正常的圆形截面形状的叶片加以改造。2)，叶尖的气流排放区。3)，连接吸气槽和前缘密封腔体气流导管，和温度传感器。这些部件可以采用传统的连接方法安装在叶片上。这些方法包括层压法，螺栓连接，粘合或者类似的连接方法。