CN108087216B - 清理装置、叶片、风力发电机组以及叶片的清理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种清理装置、叶片、风力发电机组以及叶片的清理方法。清理装置用于清理风力发电机组的叶片，叶片包括叶片本体，清理装置包括：驱动组件以及与驱动组件相连接的介质喷射组件；其中，驱动组件设置于叶片本体内部，并能够驱动介质喷射组件沿第一方向伸缩，使介质喷射组件收纳于叶片本体中而处于退回位置，以及使介质喷射组件从叶片本体向外部环境伸出而处于伸出位置、且在伸出位置能够向叶片本体的外表面喷射目标介质。本发明实施例的清理装置能够用于清理叶片外表面上附着的物质，以保持叶片外表面的清洁度，从而保证叶片质量无变化，保持良好气动性能。

Description

清理装置、叶片、风力发电机组以及叶片的清理方法

技术领域

本发明涉及风电设备技术领域，特别是涉及一种清理装置、叶片、风力发电机组以及叶片的清理方法。

背景技术

目前，风力发电技术飞速发展，风力发电机一般安装于高山及边疆区域，而高山及边疆区域的气象条件往往比较恶劣，风力发电机叶片表面经常会发生覆冰或覆尘等现象。发生覆冰或覆尘等现象时，每只叶片的质量及转动惯性不同，使得三只叶片不能很好的保持平衡，整个机组产生极大的震动，这将破坏机组的结构部件。每只叶片的质量的增加，使得连接部件承受了更多的负荷，从而降低连接部件的寿命。由于叶片上附着了大量的冰(或者冰雪)或者灰尘，这使得叶片的气动性能改变，从而造成了叶片不能按照设计的能力，来获得风能。

覆冰或覆尘会改变叶片外形状态，从而影响叶片的气动性能，降低机组发电效率。当覆冰或覆尘严重时，会综合考虑机组运行的安全性和稳定性，做出停机的决定，这样将会导致严重的发电量损失。因此，能够及时除去叶片表面的覆冰或覆尘，对于风力发电机组来说是至关重要的。

发明内容

本发明实施例提供一种清理装置、叶片、风力发电机组以及叶片的清理方法。清理装置能够用于清理叶片外表面上附着的物质，以保持叶片外表面的清洁度，从而保证叶片质量无变化，保持良好气动性能。

一方面，本发明实施例提出了一种清理装置，用于将目标介质喷射于风力发电机组的叶片，叶片包括叶片本体，清理装置包括：驱动组件以及与驱动组件相连接的介质喷射组件；其中，驱动组件设置于叶片本体内部，并能够驱动介质喷射组件沿第一方向伸缩，使介质喷射组件收纳于叶片本体中而处于退回位置，以及使介质喷射组件从叶片本体向外部环境伸出而处于伸出位置、且在伸出位置能够向叶片本体的外表面喷射目标介质。

根据本发明实施例的一个方面，驱动组件包括驱动器、与驱动器相连接的第一传动部件以及与第一传动部件可移动连接的第二传动部件，介质喷射组件连接于第二传动部件，驱动组件能够驱动第二传动部件相对于第一传动部件沿第一方向伸缩移动。

根据本发明实施例的一个方面，第一传动部件和第二传动部件均为筒状结构，第一传动部件和第二传动部件相互套设以形成伸缩机构。

根据本发明实施例的一个方面，驱动器能够驱动第一传动部件旋转，以通过第一传动部件驱动第二传动部件伸缩移动。

根据本发明实施例的一个方面，介质喷射组件包括沿第一方向相继分布的第一防护板、介质喷射管以及第二防护板，第一防护板与驱动组件相连接。

根据本发明实施例的一个方面，第一防护板和第二防护板沿第一方向间隔平行设置。

根据本发明实施例的一个方面，介质喷射管具有中心孔以及多个与中心孔相连通、且沿介质喷射管的径向延伸的出射孔；出射孔的轴线与中心孔的轴线的夹角为直角或者锐角。

根据本发明实施例的一个方面，清理装置还包括摄像组件，摄像组件设置于第二防护板朝向第一防护板的表面上，介质喷射组件处于伸出位置时，摄像组件能够对叶片本体的外表面进行拍摄。

根据本发明实施例的一个方面，清理装置还包括限位组件，限位组件设置于驱动组件，介质喷射组件处于伸出位置时，限位组件能够由叶片本体内侧压接于叶片本体。

根据本发明实施例的一个方面，清理装置进一步包括介质供应组件，介质供应组件与介质喷射组件相连接。

根据本发明实施例的一个方面，介质供应组件包括输送管道，介质喷射组件的个数为两个以上，两个以上的介质喷射组件沿输送管道的延伸方向间隔设置。

根据本发明实施例的一个方面，介质喷射组件还包括柔性管，介质喷射组件通过柔性管与介质供应组件相连接。

根据本发明实施例提供的清理装置，其包括驱动组件以及介质喷射组件。驱动组件能够驱动介质喷射组件伸缩移动，能够在退回位置和伸出位置切换。本实施例的清理装置能够对风力发电机组的叶片的外表面进行清理，以保证叶片的外表面清洁度，保持良好的气动性能。由于清理装置能够及时清理叶片外表面上附着的物质，从而保证每个叶片的质量不发生改变，不会增加与叶片相连接的连接部件的载荷，避免降低连接部件的使用寿命。所有叶片的转动惯性相同，能够保持动平衡，避免整个风力发电机组发生震动，保证风力发电机组的使用安全。

另一个方面，本发明实施例还提供一种叶片，用于风力发电机组，包括：长条形结构的叶片本体，叶片本体具有中空腔室以及与中空腔室相连通的贯通孔；上述的清理装置，驱动组件设置于中空腔室内，介质喷射组件可伸缩地设置于贯通孔中而处于退回位置及伸出位置。

根据本发明实施例的另一个方面，叶片本体包括沿自身宽度方向相对的前缘和后缘，贯通孔设置于前缘。

根据本发明实施例的另一个方面，贯通孔数量为两个以上，两个以上的贯通孔沿叶片本体的长度方向间隔设置，介质喷射组件的数量与贯通孔的数量一一对应。

根据本发明实施例的另一个方面，介质喷射组件与叶片本体的内表面之间设置有弹性件，介质喷射组件伸缩移动以压缩或释放弹性件。

根据本发明实施例的另一个方面，叶片还包括位置检测组件，位置检测组件设置于叶片本体上形成中空腔室的内表面，用于检测介质喷射组件的位置。

根据本发明实施例的另一个方面，介质喷射组件与贯通孔形状相匹配、且相互密封配合。

根据本发明实施例的另一个方面，介质喷射组件与叶片本体的自身厚度相等，介质喷射组件处于退回位置时，介质喷射组件朝向中空腔室的表面与叶片本体的内表面相齐平，介质喷射组件朝向外部环境的表面与叶片本体的外表面相齐平。

再一个方面，本发明实施例提出了一种风力发电机组，其包括上述的叶片。

又一个方面，本发明实施例提出了一种上述的叶片的清理方法，其包括：驱动组件驱动介质喷射组件移动至伸出位置；

启动介质喷射组件向叶片本体的外表面喷射目标介质；

介质喷射组件喷射预定时间，停止喷射；

驱动组件驱动介质喷射组件移动至退回位置。

根据本发明实施例的又一个方面，在驱动组件驱动介质喷射组件移动至伸出位置之前，介质喷射组件喷射目标介质。

根据本发明实施例的又一个方面，在介质喷射组件向叶片本体的外表面喷射目标介质之前，和/或在驱动组件驱动介质喷射组件移动至伸出位置之前，将目标介质预热至预定温度。

本发明的清理方法通过清理装置自动完成对叶片本体的外表面的清理工作，不需要借助外部设备或人工对叶片本体进行清理，降低了叶片本体的清理难度和成本，提高了清理工作的安全性和清理质量。

附图说明

下面将通过参考附图来描述本发明示例性实施例的特征、优点和技术效果。

图1是本发明一实施例的具有清理装置的叶片结构示意图；

图2是图1中A处局部放大图；

图3是本发明一实施例的清理装置的结构示意图；

图4是本发明一实施例的清理装置的介质喷射组件在叶片本体上处于退回位置的结构示意图；

图5是本发明实施例的一实施例的清理装置的介质喷射组件在叶片本体上处于伸出位置的结构示意图；

图6是本发明一实施例的具有清理装置的叶片的剖视结构示意图；

图7是本发明另一实施例的具有清理装置的叶片的剖视结构示意图；

图8示意性地显示了本发明实施例的叶片的清理方法流程图。

在附图中，附图并未按照实际的比例绘制。

标记说明：

1、叶片；11、叶片本体；11a、前缘；11b、后缘；111、内表面；112、外表面；113、中空腔室；114、贯通孔；115、支撑架；12、弹性件；13、位置检测组件；

2、驱动组件；21、驱动器；22、第一传动部件；23、第二传动部件；

3、介质喷射组件；31、第一防护板；32、介质喷射管；33、第二防护板；34、柔性管；

4、介质供应组件；41、输送管道；

5、承托块；

6、连接杆；

7、摄像组件；

8、限位组件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，但不能用来限制本发明的范围，即本发明不限于所描述的实施例。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

为了更好地理解本发明，下面结合图1至图7根据本发明实施例的清理装置进行详细描述。

图1示意性地显示了具有本发明实施例的清理装置的叶片1。图2是图1中A处的局部放大图。图3示意性地显示了本发明实施例的清理装置结构。图4示意性地显示了清理装置的介质喷射组件3在叶片本体11上处于退回位置的结构。图5示意性地显示了清理装置的介质喷射组件3在叶片本体11上处于伸出位置的结构。图6示意性地显示了一实施例具有清理装置的叶片1的剖视结构。图7示意性地显示了另一实施例具有清理装置的叶片1的剖视结构。

本发明实施例的清理装置能够用于对风力发电机组的叶片1的外表面112进行清理，例如清理掉叶片1的外表面112上附着的冰层、灰尘或污物等杂质，以使叶片1的外表面112保持清洁，保持良好的气动性能，避免风力发电机组发电损失。

本发明实施例的清理装置包括驱动组件2以及与驱动组件2相连接的介质喷射组件3。驱动组件2能够驱动介质喷射组件3沿第一方向伸缩运动，以使介质喷射组件3在退回位置和伸出位置之间切换。介质喷射组件3在伸出位置时，能够向外部环境喷射目标介质，执行清理操作。目标介质可以是液态，例如水、融冰液体或清洗水溶液等，也可以是气态，例如热空气或高压空气等。

本发明实施例的风力发电机组包括塔筒、设置于塔筒上的机舱、与机舱相连接的叶轮。叶轮包括轮毂和叶片1。叶片1包括叶片本体11。叶片1通过叶片本体11与轮毂连接固定。叶片本体11的外表面112暴露于外部环境，用于接收风能。

本发明实施例的清理装置能够设置于叶片本体11上，以能够直接在空中对叶片本体11的外表面112进行清理。本实施例的清理装置的驱动组件2设置于叶片本体11内部。介质喷射组件3在退回位置时收纳于叶片本体11。在伸出位置时能够从叶片本体11向外部环境伸出。处于伸出位置的介质喷射组件能够向叶片本体11的外表面112喷射目标介质，以对叶片本体11的外表面112进行清理。

由于本发明实施例的清理装置设置于叶片本体11之上，因此不仅可以对处于静止状态下的叶片本体11的外表面112进行清理，而且可以跟随叶片本体11同步转动，对处于转动状态下的叶片本体11的外表面112进行清理，不需要风力发电机组停机，从而避免风力发电机组停机损失。

本发明实施例的清理装置在完成对叶片1主体的外表面112清理工作后，驱动组件2会驱动介质喷射组件3从伸出位置切换至退回位置。处于退回位置的清理装置收纳于叶片本体11，因此不会对叶片本体11的气动性能造成不良影响。

本发明实施例的清理装置能够实现清理工作自动化，操作人员可以远程控制清理装置对叶片本体11的外表面112进行清理。这样，降低了叶片本体11清理过程的危险性和劳动强度，同时提高了清理质量和清理工作效率。

结合图2和图3所示，本发明实施例的驱动组件2包括驱动器21、第一传动部件22以及第二传动部件23。驱动器21与第一传动部件22相连接。第二传动部件23与第一传动部件22可移动地相连接，从而驱动组件2能够驱动第二传动部件23相对于第一传动部件22沿第一方向做伸缩运动。介质喷射组件3连接固定于第二传动部件23，从而介质喷射组件3能够跟随第二传动部件23同步运动。

在一个实施例中，第一传动部件22和第二传动部件23均为筒状结构。第二传动部件23的一端设置于第一传动部件22的中心孔中、且将中心孔分隔成两个腔室。容易理解地，第一传动部件22的一端可以设置于第二传动部件23的中心孔中、且将中心孔分隔成两个腔室。第一传动部件22和第二传动部件23相互套设以形成伸缩机构，例如第一传动部件22和第二传动部件23能够组成单向伸缩缸或双向伸缩缸。第一传动部件22和第二传动部件23能够相互形成限位，从而保证第二传动部件23移动过程的稳定性和精准度。

可选地，驱动器21为液压泵站或气泵站。驱动器21可以向两个腔室中的一个腔室泵入液压油液或高压气体来驱动第二传动部件23沿中心孔的轴向做往复直线运动，进而第二传动部件23能够带动介质喷射组件3伸缩移动。

在一个实施例中，驱动器21能够驱动第一传动部件22旋转运动，以驱动第二传动部件23相对于第一传动部件22沿第一方向做伸缩移动。可选地，第一传动部件22和第二传动部件23螺纹连接。驱动器21为伺服电机或者步进电机。第一传动部件22为丝杠，其一端与驱动器21相连接。第二传动部件23为移动块。介质喷射组件3设置于第二传动部件23上。可选地，第一传动部件22为齿轮。第二传动部件23为与齿轮啮合传动的齿条。驱动器21为伺服电机或者步进电机。这样，第二传动部件23的移动过程稳定性好，精准度高。

结合图3至图5所示，本发明实施例的介质喷射组件3包括沿第一方向相继分布的第一防护板31、介质喷射管32以及第二防护板33。介质喷射组件3通过第一防护板31与驱动组件2相连接。第二防护板33处于自由状态。第一防护板31和第二防护板33共同对介质喷射管32形成防护，避免介质喷射管32在移动过程中发生碰撞损坏。介质喷射管32用于向叶片本体11的外表面112喷射目标介质。介质喷射管32喷出的目标介质能够从第一防护板31和第二防护板33之间的间隙处通过。

本发明实施例的介质喷射管32具有中心孔以及多个与中心孔相连通、且沿介质喷射管32的径向延伸的出射孔。各个出射孔的开口均匀分布地设置于介质喷射管32的外周表面上。例如，所有出射孔的开口成列地设置于介质喷射管32的外周表面上。可选地，出射孔为锥形孔、且直径较大的开口设置于介质喷射管32的外周表面上。具有一定压强的目标介质通过中心孔并从出射孔喷出，以对叶片本体11的外表面112进行清理。可选地，出射孔的轴线与中心孔的轴线的夹角为直角或锐角，可以根据实际应用需求来进行选择，以调整目标介质的出射方向。

本实施例的第一防护板31和第二防护板33沿第一方向间隔平行设置。可选地，第一防护板31和第二防护板33可以均是平板，也可以均是弧形板。可以理解地，第一防护板31和第二防护板33也可以是其它形状。

在一个实施例中，结合图3和图6所示，清理装置还包括承托块5以及与承托块5相连接的连接杆6。承托块5与第一防护板31相连接。连接杆6与第二传动部件23相连接。

本发明实施例的清理装置还包括摄像组件7。摄像组件7设置于第二防护板33朝向第一防护板31的表面上。第二防护板33能够对摄像组件7形成防护。摄像组件7一方面可以对出射孔喷出的目标介质的喷射状态进行监控，另一方面可以对叶片本体11的外表面112进行拍摄，以便于操作人员远程监控清理效果和叶片本体11的外表面112的清理质量。

本发明实施例的清理装置还包括限位组件8。可选地，限位组件8设置于驱动组件2。当驱动组件2包括第一传动部件22和第二传动部件23时，限位组件8设置于第二传动部件23上。可选地，清理装置还包括承托块5以及与承托块5相连接的连接杆6时，限位组件8设置于承托块5上。

本实施例的限位组件8能够限定介质喷射组件3的移动位置，避免介质喷射组件3到达预定的伸出位置时再继续移动而脱离预定的伸出位置。介质喷射组件3处于伸出位置时，限位组件8能够由叶片本体11内侧压接于叶片本体11，从而介质喷射组件3的介质喷射管32会停止在预定的最佳位置，从而更好地对叶片本体11的外表面112喷射目标介质，提升清理质量。

结合图2和图3所示，本发明实施例的清理装置还包括介质供应组件4。介质供应组件4与介质喷射组件3相连接，用于向介质喷射组件3供应目标介质。可选地，介质供应组件4包括输送管道41以及与输送管道41相连接的供应单元。介质喷射组件3的个数为两个以上时，两个以上的介质喷射组件3沿输送管道41的延伸方向间隔设置，以便于能够根据叶片本体11的长度来选择介质喷射组件3的数量，从而保证清理质量和清理工作效率。

结合图3和图7所示，本发明实施例的介质喷射组件3还包括柔性管34。介质喷射组件3通过柔性管34与介质供应组件4相连接。驱动组件2驱动介质喷射组件3做伸缩运动时，柔性管34能够发生变形，避免自身被拉断或者与介质喷射组件3发生运动干涉，保证介质喷射组件3移动过程顺利、稳定。可选地，柔性管34可以是橡胶管、硅胶管或塑料螺纹管。当介质喷射组件3包括介质喷射管32时，柔性管34的一端与介质喷射管32相连接。介质供应组件4能够通过柔性管34向介质喷射管32的中心孔内注入目标介质。

本发明实施例的清理装置还包括能够为目标介质加热的加热组件(图中未示出)。通过加热组件加热后的目标介质具有预定的温度。具有预定温度的目标介质能够用于更快速地融冰，或者能够提高清理装置的适应能力，保证清理装置应对寒冷环境。

本发明实施例还提供一种叶片1。叶片1包括叶片本体11以及上述实施例的清理装置。设置于清理装置的叶片1能够容易地在高空实现对叶片本体11的外表面112进行清理，除去叶片本体11的外表面112的冰层、积尘或者污垢，保证叶片本体11的外表面112清洁度，保持叶片本体11自身良好的气动性能。

本发明实施例的叶片本体11呈长条形结构，其具有中空腔室113以及与中空腔室113相连通的贯通孔114。贯通孔114沿叶片本体11的径向方向延伸。中空腔室113通过贯通孔114与外部环境相连通。叶片本体11还包括设置于中空腔室113内的支撑架115。支撑架115可以是与叶片本体11相连接的工字钢或其他形状的钢支架。

本发明实施例的清理装置的驱动组件2和介质供应组件4均设置于中空腔室113内。介质供应组件4可以设置于叶片本体11的根部位置，以便于外部供应管线或输电线缆与介质供应组件4安装连接。驱动组件2可以设置于叶片本体11形成中空腔室113的内表面111上，也可以设置于中空腔室113内设置的支撑架115上。介质喷射组件3设置于贯通孔114。第一方向为贯通孔114的轴向。驱动组件2能够驱动介质喷射组件3沿贯通孔114的轴向伸缩移动。处于退回位置的介质喷射组件3收纳于贯通孔114，此时，介质喷射组件3能够降低自身对叶片1主体的气动性能的干扰。处于伸出位置的介质喷射组件3，能够向叶片本体11的外表面112喷射目标介质，以清理叶片本体11的外表面112，保证叶片本体11的气动性能良好，降低发电损失。

本发明实施例的清理装置的介质喷射组件3能够在叶片本体11上设置的贯通孔114内伸缩运动，以在退回位置和伸出位置切换。在需要对叶片本体11的外表面112进行清理工作时，启动驱动组件2以驱动介质喷射组件3从贯通孔114中伸出，直至介质喷射组件3移动至预定的伸出位置，即可停止驱动组件2，介质喷射组件3稳定地停留于伸出位置。启动介质供应组件4向介质喷射组件3供应目标介质。目标介质从介质喷射组件3喷出后，能够对叶片本体11的外表面112进行冲刷，以清除叶片本体11的外表面112附着的杂质。在完成清理工作后，停止介质供应组件4。启动驱动组件2，以驱动介质喷射组件3离开伸出位置，逐渐收回到退回位置。介质喷射组件3收回至预定的退回位置时，停止驱动组件2，整个清理工作完成。

结合图1和图7所示，本发明实施例的叶片本体11包括沿自身段宽度方向相对的前缘11a和后缘11b。贯通孔114设置于前缘11a。由于叶片本体11的前缘11a对整个叶片1的气动性能影响大于后缘11b，因此从贯通孔114内伸出的介质喷射组件3能够优先对外表面112处于前缘11a的区域进行清理。另外，目标介质能够从前缘11a移动至后缘11b，并对外表面112处于后缘11b的区域进行清理。通常处于转动状态的叶片本体11的前缘11a位于后缘11b的上游，从而对于处于转动状态的叶片本体11，目标介质能够顺利地从前缘11a流动至后缘11b，保证对叶片本体11的整个外表面112进行清理。

本实施例的贯通孔114的数量可以是一个。贯通孔114呈长条形结构，沿叶片本体11的长度方向延伸。一个或多个介质喷射组件3可以同时从一个贯通孔114伸出或退回。

本实施例的贯通孔114的数量可以是两个以上。两个以上的贯通孔114沿叶片本体11的长度方向间隔设置。介质喷射组件3的数量与贯通孔114的数量一一对应。这样，间隔设置的多个贯通孔114会避免对叶片本体11的整体强度造成不良影响，也避免对叶片本体11的气动性能造成不良影响。

结合图4和图5所示，本发明实施例的介质喷射组件3和叶片本体11的内表面111之间设置有弹性件12。介质喷射组件3伸缩移动过程中能够压缩或释放弹性件12。驱动组件2驱动介质喷射组件3从贯通孔114内伸出时，介质喷射组件3会逐渐压缩弹性件12，以使弹性件12蓄积弹性势能。驱动组件2驱动介质喷射组件3退回贯通孔114时，弹性件12会释放自身的弹性势能，以对介质喷射组件3产生推力，辅助介质喷射组件3平稳收回至贯通孔114内。可选地，弹性件12可以是螺旋弹簧或者橡胶弹性筒。弹性件12与贯通孔114同轴设置。弹性件12的一端抵压于第二传动部件23的端部，另一端抵压于叶片本体11的内表面111。可选地，清理装置包括连接杆6和承托块5。介质喷射组件3包括第一防护板31、介质喷射管32和第二防护板33。连接杆6能够插入弹性件12并与第二传动部件23连接固定。叶片本体11和第二传动部件23将弹性件12夹于两者之间。

结合图6和图7所示，本发明实施例的叶片1还包括位置检测组件13。位置检测组件13设置于叶片本体11上形成中空腔室113的内表面111，用于检测介质喷射组件3的位置。当介质喷射组件3退回至退回位置或者伸出至伸出位置时，位置检测组件13能够将位置信号传输至远程控制系统，例如风力发电机组的中央控制器，从而可以控制驱动组件2停止工作，介质喷射组件3停止移动。位置检测组件13能够提高介质喷射组件3的移动精度，保证介质喷射组件3伸缩过程的安全。可选地，位置检测组件13可以是接近开关或行程开关。

在一个实施例中，驱动组件2包括第一传动部件22和第二传动部件23。限位组件8设置于第二传动部件23。在另一个实施例中，清理装置包括连接杆6和承托块5。连接杆6与第二传动部件23相连接。限位组件8设置于承托块5上，同样可以实现限位功能。

本实施例的限位组件8抵接于叶片本体11的内表面111，阻止第二传动部件23继续伸出，使得介质喷射组件3保持于预定位置。可选地，限位组件8可以是环状结构件，套设于第二传动部件23或者承托块5。可选地，限位组件8与第二传动部件23或者承托块5为一体成型结构。限位组件8的最大外径大于贯通孔114的直径。第二传动部件23伸出预定距离后，限位组件8抵接于叶片本体11的内表面111，并覆盖贯通孔114朝向中空腔室113的开口，阻止第二传动部件23继续伸出。可选地，限位组件8也可以是设置于第二传动部件23上的限位柱或限位板。

本发明实施例的介质喷射组件3与贯通孔114的形状相匹配、且相互密封配合。介质喷射组件3喷射出的目标介质不会通过贯通孔114回流渗透到叶片本体11的中空腔室113内，避免目标介质对叶片本体11的中空腔室113内设置的零部件造成不良影响。

本发明实施例的介质喷射组件3与叶片本体11的自身厚度相等。叶片本体11的自身厚度为叶片本体11的外表面112至内表面111的垂直距离。介质喷射组件3处于退回位置时，介质喷射组件3朝向中空腔室113的表面与叶片本体11上形成中空腔室113的内表面111相齐平。介质喷射组件3朝向外部环境的表面与叶片本体11的外表面112相齐平，从而保证叶片1的整个外表面112平滑，处于退回位置的介质喷射组件3不会影响到叶片1的气动性能，也避免由于介质喷射组件3朝向外部环境的表面和叶片本体11的外表面112不平齐而导致容易在介质喷射组件3和叶片本体11之间堆积污物。

在一个实施例中，本实施例的介质喷射组件3包括第一防护板31、介质喷射管32和第二防护板33。第一防护板31与贯通孔114之间密封连接。在一个示例中，第一防护板31的外周套设密封圈。第一防护板31通过密封圈与贯通孔114密封连接。密封圈的材质可以是橡胶或硅胶。第一防护板31在贯通孔114内移动时，会同步带动密封圈移动，以使第一防护板31和贯通孔114的孔壁之间始终保持密封状态。

本实施例的介质喷射管32上设置的中心孔的轴线与出射孔的轴线呈锐角，出射孔朝向叶片本体11的方向延伸。

本实施例的第二防护板33可以与贯通孔114密封连接，以避免杂物通过第二防护板33和贯通孔114的孔壁之间的间隙处进入贯通孔114内。第二防护板33也可以与贯通孔114之间留有预定尺寸的缝隙，从而使第一防护板31和第二防护板33之间形成的空间与外部大气环境相连通，当需要介质喷射管32在退回位置喷射目标介质时，目标介质可以将第一防护板31和第二防护板33之间形成的空间内的空气挤压到外部大气环境，从而有利于目标介质更加顺利地从介质喷射管32内喷出。

如图4所示，本实施例的介质喷射组件3处于退回位置时，第一防护板31朝向中空腔室113的表面与叶片本体11上形成中空腔室113的内表面111相齐平。第二防护板33的朝向外部环境的表面与叶片本体11的外表面112相齐平。如图5所示，本实施例的介质喷射组件3处于伸出位置时，第一防护板31的朝向外部环境的表面与叶片本体11的外表面112相齐平。

在一个实施例中，介质供应组件4可以向介质喷射组件3供应气体或液体。介质供应组件4能够与风力发电机组的中央控制器通信连接，以便于操作人员远程控制介质供应组件4的启动或停止以及选择向介质喷射组件3供应气体或液体。驱动组件2包括液压泵站以及与液压泵站相连接的输送管道41。液压泵站设置于叶片本体11的根部。输送管道41沿叶片本体11的长度方向铺设。输送管道41与中空腔室113内的支撑架115连接固定。第一传动部件22和第二传动部件23均为筒状结构，两者组成活塞式伸缩结构。第一传动部件22与输送管道41相连接。液压泵站通过输送管道41向第一传动部件22和第二传动部件23之间形成的密闭空间输送具有预定压力的液体，从而驱动第二传动部件23往复伸缩移动，进而驱动介质喷射组件3沿贯通孔114的轴向移动。

本发明实施例的叶片1具有能够清理叶片本体11的清理装置，从而自身具有自清理功能，无需借助外部设备或者人工对叶片本体11进行清理。通过清理装置的可伸缩的介质喷射组件3对叶片本体11的外表面112进行清理。当清理装置在非工作状态时，介质喷射组件3整体隐藏于叶片本体11内，避免自身对叶片1整体的气动性能造成不良影响。当清理装置需要对叶片本体11进行清理时，介质喷射组件3能够从叶片本体11内伸出，并向叶片本体11的外表面112喷射目标介质，以清理叶片本体11的外表面112，保证叶片本体11的外表面112保持洁净、光滑。这样，具有本发明实施例的清理装置的叶片1，能够及时快速地清理叶片本体11的外表面112所附着的污物或杂质，保证每个叶片1的质量和转动惯性相同，使得所有的叶片1能够保持静平衡或动平衡，整个风力发电机组不会产生极大的震动，避免风力发电机组所包括的结构件发生损坏，延长风力发电机组的使用寿命。

当清理装置用于对叶片本体11的外表面112进行除冰工作时，相对于现有技术中采用预埋加热器直接加热的方式，本发明实施例的清理装置不会产生高温而对叶片本体11的材料或结构造成损伤。相对于现有技术中采用粘贴防止结冰的防护膜的方式，本发明实施例的清理装置能够全面、快速地对叶片本体11的外表面112进行除冰。

本发明实施例还提供一种风力发电机组，其包括上述实施例的叶片1。叶片1中的清理装置的驱动组件2和介质供应组件4可以与风力发电机组的中央控制器和总电源相连接，从而能够远程操作清理装置对叶片本体11的外表面112进行清理工作。清理过程可以不需要风力发电机组停机，也不需要操作人员攀爬到高空开展人工清理工作。这样，避免风力发电机组停机造成的发电损失，也降低了清理过程的劳动强度和人身威胁。本实施例的风力发电机组适应高寒高纬度区域，适应能力强，同时能够保证叶片1长期正常运行，降低维护成本。

图8示意性地显示了本发明实施例的叶片1的清理方法流程图。

如图8所示，本发明实施例还提供一种具有清理装置的叶片1的清理方法，包括以下步骤：

清理装置的驱动组件2驱动介质喷射组件3移动至伸出位置；

启动介质喷射组件3向叶片本体11的外表面112喷射目标介质；

介质喷射组件3喷射预定时间，停止喷射；

驱动组件2驱动介质喷射组件3移动至退回位置。

在一个实施例中，本发明实施例的清理方法还包括：在驱动组件2驱动介质喷射组件3移动至伸出位置之前，介质喷射组件3喷射目标介质。在介质喷射组件3伸出之前，目标介质可以预先冲刷介质喷射组件3或者清除介质喷射组件3和贯通孔114的孔壁之间存在的杂质，保证介质喷射组件3能够正常从贯通孔114内伸出。例如，当叶片1的外表面112附着冰层时，可以预先通过目标介质将覆盖于介质喷射组件3冰层融化，然后再启动驱动组件2驱动介质喷射组件3从贯通孔114内顺利伸出。

可选地，介质喷射组件3喷射目标介质之前，将目标介质预热至预定温度。达到预定温度的目标介质能够保证清理装置在寒冷环境中正常运行。

可选地，清理装置包括介质供应组件4，使用介质供应组件4向介质喷射组件3供应目标介质。

在一个实施例中，本发明实施例的清理方法还包括：在介质喷射组件3向叶片本体11的外表面112喷射目标介质之前，将目标介质预热至预定温度。介质喷射组件3喷射目标介质之前，将目标介质预热至预定温度。达到预定温度的目标介质能够保证清理装置在寒冷环境中正常运行。另外，当需要使用清理装置对叶片本体11的外表面112进行除冰操作时，具有预定温度的目标介质能够加快冰层的融化，更加快速地除去冰层，提升清理质量，提高清理效率。

在一个实施例中，本发明实施例的清理方法还包括：检测介质喷射组件3的位置，介质喷射组件3完全移动至退回位置，停止驱动组件2。介质喷射组件3未移动至退回位置，停止驱动组件2。使用位置检测组件13对介质喷射组件3的位置进行检测。如果介质喷射组件3未移动至退回位置，停止介质喷射组件3。远程控制系统的报警模块发出警报。操作人员需要对清理装置进行维护或检修。对介质喷射组件3的位置进行检测，可以有效地保护介质喷射组件3，避免其发生损坏，同时也避免介质喷射组件3未退回到预定位置而对叶片本体11的气动性能造成不良影响。

以清理装置对叶片本体11的外表面112进行除冰为一实施例，描述叶片本体11除冰的过程，但该实施例并限定本技术方案的保护范围：

介质喷射组件3处于退回位置，介质供应组件4向介质喷射组件3中的介质喷射管32供应具有预定温度的气体，以预热介质喷射管32，除去介质喷射管32外周覆盖的冰层。然后介质喷射管32向第一防护板31、第二防护板33以及叶片本体11形成贯通孔114的表面围成的空间内注入具有预定温度的气体，以融化第二防护板33和叶片本体11接缝处的冰层。

介质喷射管32注入预定时间后，启动驱动组件2。驱动组件2带动介质喷射组件3移动。第二防护板33和介质喷射管32逐渐从贯通孔114内伸出。介质喷射管32持续喷射具有预定温度的气体，直至介质喷射组件3移动至伸出位置。介质喷射管32持续喷射具有预定温度的气体，将贯通孔114周围的冰层除去。介质喷射管32喷射预定时间，介质供应组件4向介质喷射管32内供应具有预定温度的液体。具有预定温度的液体能够除去远离贯通孔114的冰层。

介质喷射管32喷射液体预定时间后，介质供应组件4再次向介质喷射管32供应具有预定温度的气体。具有预定温度的气体能够对叶片本体11的外表面112进行吹扫或烘干，避免冰层融化形成的水或喷射至叶片本体11的外表面112的液体再次凝结、结冰。

介质喷射管32喷射气体预定时间后，启动驱动组件2以驱动介质喷射组件3退回至退回位置，完成清理工作。

本发明的清理方法通过清理装置自动完成对叶片本体11的外表面112的清理工作，不需要借助外部设备或人工对叶片本体11进行清理，降低了叶片本体11的清理难度和成本，提高了清理工作的安全性和清理质量。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (20)

1.一种清理装置，用于将目标介质喷射于风力发电机组的叶片(1)，所述叶片(1)包括叶片本体(11)，其特征在于，所述清理装置包括：

驱动组件(2)以及与所述驱动组件(2)相连接的介质喷射组件(3)，所述介质喷射组件(3)包括沿第一方向相继分布的第一防护板(31)、介质喷射管(32)以及第二防护板(33)，所述第一防护板(31)与所述驱动组件(2)相连接；

其中，所述驱动组件(2)设置于所述叶片本体(11)内部，并能够驱动所述介质喷射组件(3)沿第一方向伸缩，使所述介质喷射组件(3)收纳于所述叶片本体(11)中而处于退回位置，以及使所述介质喷射组件(3)从所述叶片本体(11)向外部环境伸出而处于伸出位置、且在所述伸出位置能够向所述叶片本体(11)的外表面(112)喷射所述目标介质。

2.根据权利要求1所述的清理装置，其特征在于：

所述驱动组件(2)包括驱动器(21)、与所述驱动器(21)相连接的第一传动部件(22)以及与所述第一传动部件(22)可移动连接的第二传动部件(23)，所述介质喷射组件(3)连接于所述第二传动部件(23)，所述驱动组件(2)能够驱动所述第二传动部件(23)相对于所述第一传动部件(22)沿所述第一方向伸缩移动。

3.根据权利要求2所述的清理装置，其特征在于，所述第一传动部件(22)和所述第二传动部件(23)均为筒状结构，所述第一传动部件(22)和所述第二传动部件(23)相互套设以形成伸缩机构。

4.根据权利要求2所述的清理装置，其特征在于，所述驱动器(21)能够驱动所述第一传动部件(22)旋转，以通过所述第一传动部件(22)驱动所述第二传动部件(23)伸缩移动。

5.根据权利要求1所述的清理装置，其特征在于，所述第一防护板(31)和所述第二防护板(33)沿所述第一方向间隔平行设置。

6.根据权利要求1所述的清理装置，其特征在于，所述介质喷射管(32)具有中心孔以及多个与所述中心孔相连通、且沿所述介质喷射管(32)的径向延伸的出射孔；所述出射孔的轴线与所述中心孔的轴线的夹角为直角或者锐角。

7.根据权利要求1所述的清理装置，其特征在于，还包括摄像组件(7)，所述摄像组件(7)设置于所述第二防护板(33)朝向所述第一防护板(31)的表面上，所述介质喷射组件(3)处于所述伸出位置时，所述摄像组件(7)能够对所述叶片本体(11)的所述外表面(112)进行拍摄。

8.根据权利要求1至7任一项所述的清理装置，其特征在于，还包括限位组件(8)，所述限位组件(8)设置于所述驱动组件(2)上，所述介质喷射组件(3)处于所述伸出位置时，所述限位组件(8)能够由所述叶片本体(11)内侧压接于所述叶片本体(11)。

9.根据权利要求1至7任一项所述的清理装置，其特征在于，进一步包括介质供应组件(4)，所述介质供应组件(4)与所述介质喷射组件(3)相连接；

所述介质供应组件(4)包括输送管道(41)，所述介质喷射组件(3)的个数为两个以上，两个以上的所述介质喷射组件(3)沿所述输送管道(41)的延伸方向间隔设置。

10.根据权利要求9所述的清理装置，其特征在于，所述介质喷射组件(3)还包括柔性管(34)，所述介质喷射组件(3)通过所述柔性管(34)与所述介质供应组件(4)相连接。

11.一种叶片(1)，用于风力发电机组，其特征在于，包括：

长条形结构的叶片本体(11)，所述叶片本体(11)具有中空腔室(113)以及与所述中空腔室(113)相连通的贯通孔(114)；

如权利要求1至10任一项所述的清理装置，所述驱动组件(2)设置于所述中空腔室(113)内，所述介质喷射组件(3)可伸缩地设置于所述贯通孔(114)中而处于所述退回位置及所述伸出位置。

12.根据权利要求11所述的叶片(1)，其特征在于，所述叶片本体(11)包括沿自身宽度方向相对的前缘(11a)和后缘(11b)，所述贯通孔(114)设置于所述前缘(11a)；

所述贯通孔(114)数量为两个以上，两个以上的所述贯通孔(114)沿所述叶片本体(11)的长度方向间隔设置，所述介质喷射组件(3)的数量与所述贯通孔(114)的数量一一对应。

13.根据权利要求11所述的叶片(1)，其特征在于，所述介质喷射组件(3)与所述叶片本体(11)的内表面(111)之间设置有弹性件(12)，所述介质喷射组件(3)伸缩移动以压缩或释放所述弹性件(12)。

14.根据权利要求11所述的叶片(1)，其特征在于，还包括位置检测组件(13)，所述位置检测组件(13)设置于所述叶片本体(11)上形成所述中空腔室(113)的内表面(111)，用于检测所述介质喷射组件(3)的位置。

15.根据权利要求11至14任一项所述的叶片(1)，其特征在于，所述介质喷射组件(3)与所述贯通孔(114)形状相匹配、且相互密封配合。

16.根据权利要求11至14任一项所述的叶片(1)，其特征在于：

所述介质喷射组件(3)的自身厚度与所述叶片本体(11)的自身厚度相等，所述介质喷射组件(3)处于所述退回位置时，所述介质喷射组件(3)朝向所述中空腔室的表面与所述叶片本体(11)的内表面(111)相齐平，所述介质喷射组件(3)朝向外部环境的表面与所述叶片本体(11)的所述外表面(112)相齐平。

17.一种风力发电机组，其特征在于，包括如权利要求11至16任一项所述的叶片(1)。

18.一种如权利要求11至16任一项所述的叶片(1)的清理方法，其特征在于，包括：

所述驱动组件(2)驱动所述介质喷射组件(3)移动至所述伸出位置；

启动所述介质喷射组件(3)向所述叶片本体(11)的所述外表面(112)喷射所述目标介质；

所述介质喷射组件(3)喷射预定时间，停止喷射；

所述驱动组件(2)驱动所述介质喷射组件(3)移动至所述退回位置。

19.根据权利要求18所述的叶片(1)的清理方法，其特征在于，在所述驱动组件(2)驱动所述介质喷射组件(3)移动至所述伸出位置之前，所述介质喷射组件(3)喷射所述目标介质。

20.根据权利要求18所述的叶片(1)的清理方法，其特征在于，在所述介质喷射组件(3)向所述叶片本体(11)的所述外表面(112)喷射所述目标介质之前，和/或在所述驱动组件(2)驱动所述介质喷射组件(3)移动至所述伸出位置之前，将所述目标介质预热至预定温度。