CN109899249A - 一种风电叶片除冰装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种风电叶片除冰装置及方法，包括风力发电装置，所述风力发电装置包括风电叶片本体与发电壳体，所述发电壳体内部设置有发电机与电源，所述发电机和电源外部设置有同一个隔热罩，所述隔热罩一侧贯通连接有抽气管，所述抽气管两端之间连接有第一电磁阀和第一抽气泵，所述发电壳体内部设置有隔离板，所述抽气管一端贯穿隔离板延伸至隔离板另一侧，所述风电叶片本体两侧内壁均设置有导热壳，所述导热壳内部设置有加热电阻，所述风电叶片本体内部内壁设置有若干个超声波震荡仪。本发明通过设有加热电阻与超声波震荡仪，有效的将两者结合，从而在结冰位置在风电叶片本体表面产生化冻时，直接将冰块振落，提高去冰效率。
Description
技术领域
本发明涉及风电叶片除冰技术领域，尤其涉及一种风电叶片除冰装置及方法。
背景技术
风能是一种清洁可再生的能源，取之不尽，用之不竭。随着煤、石油、天然气等传统化石能源日益耗尽，风能的开发和利用得到了人们越来越多的重视，已成为新能源领域中最具商业化价值的项目之一。风电叶片是风力发电机组的动力源泉，是风电发电机组的关键部件之一，叶片状态的好坏直接影响到整机的性能和发电效率。
风力发电机组一般安装于高山及边疆区域，风电叶片表面经常会出现覆冰现象，导致叶片的性能以及风力发电机组功率输出无法达到设计要求。覆冰问题以经成为影响风力发电机安全运行的严重隐患之一，开展防覆冰研究已经成为保证风力发电机组安全运行的关键技术之一。目前，除冰技术的研究主要集中于航空、航海、电力和交通部门；特别是在飞行器表面及输电线路除冰领域，世界各国已开展了广泛的研究。但是，目前还没有成熟的风电叶片除冰技术，对于表面严重覆冰的风电叶片，一般采用停机处理。国内这方面工作尚处于摸索阶段，并且大多借鉴于飞机机翼和输电电缆除冰的相关研究经验。
因此，发明一种风电叶片除冰装置及方法来解决上述问题很有必要
发明内容
本发明的目的在于提供一种风电叶片除冰装置及方法，以解决上述技术问题。
本发明为解决上述技术问题，采用以下技术方案来实现：
一种风电叶片除冰装置，包括风力发电装置，所述风力发电装置包括风电叶片本体与发电壳体，所述发电壳体内部设置有发电机与电源，所述发电机和电源外部设置有同一个隔热罩，所述隔热罩一侧贯通连接有抽气管，所述抽气管两端之间连接有第一电磁阀和第一抽气泵，所述发电壳体内部设置有隔离板，所述抽气管一端贯穿隔离板延伸至隔离板另一侧，所述风电叶片本体内部与发电壳体内部相通，所述风电叶片本体两侧内壁均设置有导热壳，所述导热壳内部设置有加热电阻，所述风电叶片本体内部内壁设置有若干个超声波震荡仪。
优选的，所述风电叶片本体内部设置有若干个第一挡板，所述第一挡板位于风电叶片本体左右两侧内部交错设置，所述第一挡板的最大长度小于第一挡板位于风电叶片本体连接位置的宽度。
优选的，所述风电叶片本体靠近发电壳体的一端内部设置有第二挡板，所述第二挡板的边缘与风电叶片本体内壁密封设。
优选的，所述第二挡板中部开设有通道，所述通道一端设置有活塞，所述活塞两端均活动插接有T形杆，所述T形杆表面套接有弹簧。
优选的，所述隔热罩一侧贯穿连接有散热管，所述散热管一端与发电壳体外部相通，所述散热管两端之间连接有第二电磁阀与第二抽气泵。
优选的，所述风电叶片本体远离发电壳体的一端开设有排水孔，所述排水孔两端之间设有第三电磁阀。
优选的，所述第一电磁阀、第一抽气泵和第二电磁阀、第二抽气泵之间与电源组成并联电路，所述加热电阻与超声波震荡仪与电源组成并联电路。
基于上述一种风电叶片除冰装置使用方法，包含以下步骤：
S1：在寒冷天气中风电叶片使用过程，控制第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀均处于开启状态，启动第一抽气泵关闭第二抽气泵，使第一抽气泵将隔热罩中发电机产生的热量输送至风电叶片本体内部，对风电叶片本体表面加热，从而起到一定的防止结冰效果；
S2：当天气过于寒冷，风电叶片表面结冰时，短暂停止叶片运行，控制加热电阻通电，使加热电阻对风电叶片提供热量，加快风电叶片本体表面的冰解冻；
S3：当风电叶片本体表面的冰解冻一定程度时，启动超声波震荡仪，使风电叶片本体表面产生一定程度的振动，从而将冰振动脱落，加快除冰效果。
本发明的有益效果是：
(1)通过将发电机产生的热量输送给风电叶片本体，一方面起到一定的风电叶片本体抗寒结冰能力，另一方面将废气再利用，节约能源。
(2)通过设有加热电阻与超声波震荡仪，有效的将两者结合，从而在结冰位置在风电叶片本体表面产生化冻时，直接将冰块振落，提高去冰效率。
(3)通过设有第一挡板，有利于将进入风电叶片本体内部的热量充分的与风电叶片本体内壁接触，增加风电叶片抗寒能力。
(4)通过设有第二挡板，有利于使发电机产生的热量在风电叶片本体根本停留，防止风电叶片本体根部结冰，不便于后期处理。
附图说明
图1为发明的整体结构示意图；
图2为发明的图1中A部结构示意图；
图3为发明的图1中B部结构示意图；
图4为发明的图1中C结构示意图。
图中：1、风力发电装置；2、风电叶片本体；3、发电壳体；4、发电机；5、电源；6、隔热罩；7、抽气管；8、第一电磁阀；9、第一抽气泵；10、隔离板；11、导热壳；12、加热电阻；13、超声波震荡仪；14、第一挡板；15、第二挡板；16、通道；17、活塞；18、T形杆；19、弹簧；20、散热管；21、第二电磁阀；22、第二抽气泵；23、排水孔；24、第三电磁阀。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例一：
本发明提供了如图1-4所示的一种风电叶片除冰装置，包括风力发电装置1，风力发电装置1包括风电叶片本体2与发电壳体3，发电壳体3内部设置有发电机4与电源5，发电机4和电源5外部设置有同一个隔热罩6，隔热罩6一侧贯通连接有抽气管7，抽气管7两端之间连接有第一电磁阀8和第一抽气泵9，发电壳体3内部设置有隔离板10，抽气管7一端贯穿隔离板10延伸至隔离板10另一侧，风电叶片本体2内部与发电壳体3内部相通，通过将发电机4产生的热量输送给风电叶片本体2，一方面起到一定的风电叶片本体2抗寒结冰能力，另一方面将废气再利用，节约能源，风电叶片本体2两侧内壁均设置有导热壳11，导热壳11内部设置有加热电阻12，风电叶片本体2内部内壁设置有若干个超声波震荡仪13，通过设有加热电阻12与超声波震荡仪13，有效的将两者结合，从而在结冰位置在风电叶片本体2表面产生化冻时，直接将冰块振落，提高去冰效率。
风电叶片本体2内部设置有若干个第一挡板14，第一挡板14位于风电叶片本体2左右两侧内部交错设置，第一挡板14的最大长度小于第一挡板14位于风电叶片本体2连接位置的宽度，通过设有第一挡板14，有利于将进入风电叶片本体2内部的热量充分的与风电叶片本体2内壁接触，增加风电叶片抗寒能力。
基于上述一种风电叶片除冰装置使用方法，包含以下步骤：
S1：在寒冷天气中风电叶片使用过程，控制第一电磁阀8、第二电磁阀21和第三电磁阀24均处于开启状态，启动第一抽气泵9关闭第二抽气泵22，使第一抽气泵9将隔热罩6中发电机4产生的热量输送至风电叶片本体2内部，对风电叶片本体2表面加热，从而起到一定的防止结冰效果；
S2：当天气过于寒冷，风电叶片表面结冰时，短暂停止叶片运行，控制加热电阻12通电，使加热电阻12对风电叶片提供热量，加快风电叶片本体2表面的冰解冻；
S3：当风电叶片本体2表面的冰解冻一定程度时，启动超声波震荡仪13，使风电叶片本体2表面产生一定程度的振动，从而将冰振动脱落，加快除冰效果。
实施例二：
本发明提供了如图1-4所示的一种风电叶片除冰装置，包括风力发电装置1，风力发电装置1包括风电叶片本体2与发电壳体3，发电壳体3内部设置有发电机4与电源5，发电机4和电源5外部设置有同一个隔热罩6，隔热罩6一侧贯通连接有抽气管7，抽气管7两端之间连接有第一电磁阀8和第一抽气泵9，发电壳体3内部设置有隔离板10，抽气管7一端贯穿隔离板10延伸至隔离板10另一侧，风电叶片本体2内部与发电壳体3内部相通，通过将发电机4产生的热量输送给风电叶片本体2，一方面起到一定的风电叶片本体2抗寒结冰能力，另一方面将废气再利用，节约能源，风电叶片本体2两侧内壁均设置有导热壳11，导热壳11内部设置有加热电阻12，风电叶片本体2内部内壁设置有若干个超声波震荡仪13，通过设有加热电阻12与超声波震荡仪13，有效的将两者结合，从而在结冰位置在风电叶片本体2表面产生化冻时，直接将冰块振落，提高去冰效率。
风电叶片本体2靠近发电壳体3的一端内部设置有第二挡板15，第二挡板15的边缘与风电叶片本体2内壁密封设，第二挡板15中部开设有通道16，通道16一端设置有活塞17，活塞17两端均活动插接有T形杆18，T形杆18表面套接有弹簧19，当发电机4产生的热空气达到一定的压力下，使活塞17与通道16脱离，使热空气进入风电叶片本体2内部，通过设有第二挡板15，有利于使发电机4产生的热量在风电叶片本体2根本停留，防止风电叶片本体2根部结冰，不便于后期处理。
基于上述一种风电叶片除冰装置使用方法，包含以下步骤：
S1：在寒冷天气中风电叶片使用过程，控制第一电磁阀8、第二电磁阀21和第三电磁阀24均处于开启状态，启动第一抽气泵9关闭第二抽气泵22，使第一抽气泵9将隔热罩6中发电机4产生的热量输送至风电叶片本体2内部，对风电叶片本体2表面加热，从而起到一定的防止结冰效果；
S2：当天气过于寒冷，风电叶片表面结冰时，短暂停止叶片运行，控制加热电阻12通电，使加热电阻12对风电叶片提供热量，加快风电叶片本体2表面的冰解冻；
S3：当风电叶片本体2表面的冰解冻一定程度时，启动超声波震荡仪13，使风电叶片本体2表面产生一定程度的振动，从而将冰振动脱落，加快除冰效果。
实施例三：
本发明提供了如图1-4所示的一种风电叶片除冰装置，包括风力发电装置1，风力发电装置1包括风电叶片本体2与发电壳体3，发电壳体3内部设置有发电机4与电源5，发电机4和电源5外部设置有同一个隔热罩6，隔热罩6一侧贯通连接有抽气管7，抽气管7两端之间连接有第一电磁阀8和第一抽气泵9，发电壳体3内部设置有隔离板10，抽气管7一端贯穿隔离板10延伸至隔离板10另一侧，风电叶片本体2内部与发电壳体3内部相通，通过将发电机4产生的热量输送给风电叶片本体2，一方面起到一定的风电叶片本体2抗寒结冰能力，另一方面将废气再利用，节约能源，风电叶片本体2两侧内壁均设置有导热壳11，导热壳11内部设置有加热电阻12，风电叶片内部内壁设置有若干个超声波震荡仪13，通过设有加热电阻12与超声波震荡仪13，有效的将两者结合，从而在结冰位置在风电叶片本体2表面产生化冻时，直接将冰块振落，提高去冰效率。
隔热罩6一侧贯穿连接有散热管20，散热管20一端与发电壳体3外部相通，散热管20两端之间连接有第二电磁阀21与第二抽气泵22，风电叶片本体2远离发电壳体3的一端开设有排水孔23，排水孔23两端之间设有第三电磁阀24第一电磁阀8、第一抽气泵9和第二电磁阀21、第二抽气泵22之间与电源5组成并联电路，加热电阻12与超声波震荡仪13与电源5组成并联电路，在不能结冰的天气中，通过第二抽气泵22将隔热罩6内部的空气抽出，从而防止发电机4过热损坏，通过设有排水孔23，一方面防止风电叶片本体2内部压力过大，以及防止风电叶片本体2内部存水腐蚀叶片。
基于上述一种风电叶片除冰装置使用方法，包含以下步骤：
S1：在寒冷天气中风电叶片使用过程，控制第一电磁阀8、第二电磁阀21和第三电磁阀24均处于开启状态，启动第一抽气泵9关闭第二抽气泵22，使第一抽气泵9将隔热罩6中发电机4产生的热量输送至风电叶片本体2内部，对风电叶片本体2表面加热，从而起到一定的防止结冰效果；
S2：当天气过于寒冷，风电叶片表面结冰时，短暂停止叶片运行，控制加热电阻12通电，使加热电阻12对风电叶片提供热量，加快风电叶片本体2表面的冰解冻；
S3：当风电叶片本体2表面的冰解冻一定程度时，启动超声波震荡仪13，使风电叶片本体2表面产生一定程度的振动，从而将冰振动脱落，加快除冰效果。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.一种风电叶片除冰装置，包括风力发电装置(1)，其特征在于：所述风力发电装置(1)包括风电叶片本体(2)与发电壳体(3)，所述发电壳体(3)内部设置有发电机(4)与电源(5)，所述发电机(4)和电源(5)外部设置有同一个隔热罩(6)，所述隔热罩(6)一侧贯通连接有抽气管(7)，所述抽气管(7)两端之间连接有第一电磁阀(8)和第一抽气泵(9)，所述发电壳体(3)内部设置有隔离板(10)，所述抽气管(7)一端贯穿隔离板(10)延伸至隔离板(10)另一侧，所述风电叶片本体(2)内部与发电壳体(3)内部相通，所述风电叶片本体(2)两侧内壁均设置有导热壳(11)，所述导热壳(11)内部设置有加热电阻(12)，所述风电叶片本体(2)内部内壁设置有若干个超声波震荡仪(13)。
2.根据权利要求1所述的一种风电叶片除冰装置，其特征在于：所述风电叶片本体(2)内部设置有若干个第一挡板(14)，所述第一挡板(14)位于风电叶片本体(2)左右两侧内部交错设置，所述第一挡板(14)的最大长度小于第一挡板(14)位于风电叶片本体(2)连接位置的宽度。
3.根据权利要求1所述的一种风电叶片除冰装置，其特征在于：所述风电叶片本体(2)靠近发电壳体(3)的一端内部设置有第二挡板(15)，所述第二挡板(15)的边缘与风电叶片本体(2)内壁密封设置。
4.根据权利要求3所述的一种风电叶片除冰装置，其特征在于：所述第二挡板(15)中部开设有通道(16)，所述通道(16)一端设置有活塞(17)，所述活塞(17)两端均活动插接有T形杆(18)，所述T形杆(18)表面套接有弹簧(19)。
5.根据权利要求1所述的一种风电叶片除冰装置，其特征在于：所述隔热罩(6)一侧贯穿连接有散热管(20)，所述散热管(20)一端与发电壳体(3)外部相通，所述散热管(20)两端之间连接有第二电磁阀(21)与第二抽气泵(22)。
6.根据权利要求1所述的一种风电叶片除冰装置，其特征在于：所述风电叶片本体(2)远离发电壳体(3)的一端开设有排水孔(23)，所述排水孔(23)两端之间设有第三电磁阀(24)。
7.根据权利要求1所述的一种风电叶片除冰装置，其特征在于：所述第一电磁阀(8)、第一抽气泵(9)和第二电磁阀(21)、第二抽气泵(22)之间与电源(5)组成并联电路，所述加热电阻(12)与超声波震荡仪(13)与电源(5)组成并联电路。
8.权利要求1-7任一项所述的一种风电叶片除冰装置使用方法，包括以下步骤：
S1：在寒冷天气中风电叶片使用过程，控制第一电磁阀(8)、第二电磁阀(21)和第三电磁阀(24)均处于开启状态，启动第一抽气泵(9)关闭第二抽气泵(22)，使第一抽气泵(9)将隔热罩(6)中发电机(4)产生的热量输送至风电叶片本体(2)内部，对风电叶片本体(2)表面加热，从而起到一定的防止结冰效果；
S2：当天气过于寒冷，风电叶片表面结冰时，短暂停止叶片运行，控制加热电阻(12)通电，使加热电阻(12)对风电叶片提供热量，加快风电叶片本体(2)表面的冰解冻；
S3：当风电叶片本体(2)表面的冰解冻一定程度时，启动超声波震荡仪(13)，使风电叶片本体(2)表面产生一定程度的振动，从而将冰振动脱落，加快除冰效果。
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Denomination of invention: A wind turbine blade deicing device and method Effective date of registration: 20231228 Granted publication date: 20230428 Pledgee: Tongcheng Branch of China Postal Savings Bank Co.,Ltd. Pledgor: ANHUI YUFENG WIND POWER EQUIPMENT Co.,Ltd. Registration number: Y2023980075116 |
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