CN112922793B - 一种用于风电机组叶片的高效除冰装置 - Google Patents

一种用于风电机组叶片的高效除冰装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于风电机组叶片的高效除冰装置，属于风力发电技术领域。叶片内部设有电阻丝和与电阻丝电连接的第一蓄电池，使得叶片自身的加热使得叶片表面的冰霜融化。最后，箱体内部设有加热器和加热风机，加热风机安装在加热器的上方，加热风机的出风口通过连接管道与喷头连接，喷头安装在壳体的顶端，而喷头位于叶片的一侧，从而使加热风机的热风通过连接管道和喷头喷至叶片的侧面。即本发明装置包含了发电机自身热量、电阻丝加热和加热风机的气体加热三种加热方式，可以长时间处于加热保温的状态，达到高效除冰的效果，也能够避免叶片表面结冰问题的发生。箱体上端安装有太阳能板对蓄电池进行充电，节约资源。

Description

一种用于风电机组叶片的高效除冰装置
技术领域
本发明属于风力发电技术领域，涉及一种用于风电机组叶片的高效除冰装置。
背景技术
大多风能资源基本分布在冰天雪地的地方以及湿气非常大的沿海地带，环境极其恶劣。风力发电机在摄氏零度以下运行时，如果遇到潮湿的空气、雨水、盐雾、冰雪，特别是冻雨时，就会发生冰冻现象。
叶片表面结冰后的主要危害有：机组附加冰载、翼型表面粗糙度增加和甩冰对人员伤害及建筑物损坏，而且叶片自身无法消除冰霜，虽然发电机长时间工作也会产生热量，但是这些热量往往会被快速浪费掉，无法将叶片上的冰霜完全消除，同时也无法通过外部的热量除去叶片表面的冰霜。
因此针对上述问题，亟需发展一种能够快速高效除去风电机组叶片表面冰霜的装置。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中，叶片无法自身除冰，也不能借助外部温度进行除冰的缺点，提供一种用于风电机组叶片的高效除冰装置。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种用于风电机组叶片的高效除冰装置，包括箱体和竖直固定在箱体上的支撑柱，支撑柱的一端水平连接有壳体；
壳体内部固定有发电机，发电机的输出端通过旋转轴连接有叶片，叶片设有三个，三个叶片均匀安装在旋转轴的端部且能够绕旋转轴转动，叶片内部设有电阻丝和与电阻丝电连接的第一蓄电池；
箱体上端安装有太阳能板，箱体内部安装有第二蓄电池和控制单元，第二蓄电池分别与太阳能板、控制单元电连接，箱体内部设有加热器和加热风机，加热风机安装在加热器的上方，加热风机的出风口通过连接管道与喷头连接，喷头安装在壳体的顶端；
加热器、加热风机和电阻丝分别与控制单元电连接。
优选地，所述箱体内部设置有调节组件，所述调节组件位于太阳能板的底部；
调节组件包括驱动电机和螺纹柱，螺纹柱的一端固定连接有转轴，驱动电机与转轴连接，转轴的外表面套接有轴承，轴承与箱体的内壁固定连接；驱动电机与控制单元电连接。
进一步优选地，所述螺纹柱表面螺纹连接有螺纹筒；所述太阳能板的底部连接有两个固定块，两个固定块之间通过销轴活动连接有支撑杆，支撑杆的一端通过销轴与螺纹筒的上端活动连接。
优选地，所述支撑柱内部开设有腔室，腔室与壳体内部相连通，腔室内部沿水平方向设有散热组件；
散热组件包括孔板和微型风机，微型风机固定在孔板的上方，微型风机与控制单元电连接。
进一步优选地，所述散热组件设有若干个，若干个散热组件均匀分布在腔室的内部。
优选地，所述壳体的一端开口，旋转轴位于水平方向且由壳体的开口端伸出，壳体的开口端开设有第一通孔，叶片表面开设有第二通孔，所述第一通孔与壳体内部相连通。
优选地，所述太阳能板通过合页活动连接在箱体的顶部；所述叶片表面设置有吸热膜。
优选地，所述支撑柱侧壁上设有过滤网，过滤网与腔室内部相连通。
优选地，所述控制单元包括控制器和与控制器电连接的微处理器。
优选地，所述连接管道通过卡扣固定在支撑柱的外侧壁上；所述加热器由电加热丝制备而成。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
一种用于风电机组叶片的高效除冰装置，包括箱体和支撑柱，首先，壳体内部固定有发电机，发电机的输出端通过旋转轴连接有叶片。其次，叶片内部设有电阻丝和与电阻丝电连接的第一蓄电池，使得叶片自身的加热使得叶片表面的冰霜融化。最后，箱体内部设有加热器和加热风机，加热风机安装在加热器的上方，加热风机的出风口通过连接管道与喷头连接，喷头安装在壳体的顶端，而喷头位于叶片的一侧，从而使加热风机的热风通过连接管道和喷头喷至叶片的侧面。即本发明装置包含了发电机自身热量、电阻丝加热和加热风机的气体加热三种加热方式，相对于现有技术而言，本发明可以长时间处于加热保温的状态，达到高效除冰的效果，也能够避免叶片表面结冰问题的发生。同时，箱体上端安装有与第二蓄电池电连接的太阳能板，能够利用太阳能对蓄电池进行充电，不完全依赖电能来加热，从而保证在高效除冰的前提下，节约资源。
进一步地，箱体内部设置有调节组件，对太阳能板的角度进行调节，进而充分的吸收太阳能。通过使用驱动电机能带动螺纹柱进行旋转，通过螺纹柱和螺纹筒的配合能带动螺纹筒进行运动，同时在销轴和支撑杆的作用下，螺纹筒能通过固定块推动太阳能板进行运动，进而实现对太阳能板角度进行调节，能最大角度使太阳能板转动角度达到最大，从而全方位吸收太阳能，为电器设备持续供电。
进一步地，支撑柱内部开设有腔室，腔室内部沿水平方向设有散热组件，设置微型风机在腔室和第一通孔的作用下能将发电机自身产生的热量吹向叶片的表面，能增加叶片表面的温度，也能实现热量的充分利用。
进一步地，壳体的开口端开设有第一通孔，叶片表面开设有第二通孔，使用第一通孔和第二通孔能加速气体的流通，同时也能提高叶片的温度，从而避免叶片表面结冰。
进一步地，太阳能板通过合页活动连接在箱体的顶部，使太阳能板随着光照方向进行移动，从而使太阳能板吸收更多的太阳能，便于为蓄电池储蓄较多的电量。
进一步地，支撑柱侧壁上设有过滤网，过滤网与腔室内部相连通，在腔室内部设置过滤网，使得进入空气时能起到过滤空气的作用，减少空气中灰尘对微型风机造成的影响，同时也能促进腔室内部空气的流通。
进一步地，叶片表面设置有吸热膜，设置吸热膜能使叶片自身吸收外部的热量，在蓄电池和电阻丝的作用下能达到叶片自身除冰的效果。
附图说明
图1为本发明的一种用于风电机组叶片的高效除冰装置的整体结构示意图；
图2为本发明的一种用于风电机组叶片的高效除冰装置的主视示意图；
图3为本发明的一种用于风电机组叶片的高效除冰装置中支撑柱和壳体的局部剖视示意图。
其中：1-箱体；2-太阳能板；3-合页；4-连接管道；5-卡扣；6-喷头；7-壳体；8-支撑柱；9-第一通孔；10-叶片；111-第一蓄电池；112-第二蓄电池；12-电阻丝；13-控制单元；14-加热器；15-加热风机；16-调节组件；161-驱动电机；162-螺纹柱；163-轴承；164-转轴；165-螺纹筒；17-固定块；18-支撑杆；19-腔室；20-散热组件；201-孔板；202-微型风机；21-过滤网；22-发电机；23-第二通孔；24-销轴；25-吸热膜。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
实施例1
如图1所示，一种用于风电机组叶片的高效除冰装置，包括箱体1和竖直固定在箱体1上的支撑柱8，支撑柱8的一端水平连接有壳体7；壳体7内部固定有发电机22，发电机22的输出端通过旋转轴连接有叶片10，叶片10设有三个，三个叶片10均匀安装在旋转轴的端部且能够绕旋转轴转动，叶片10内部设有电阻丝12和与电阻丝12电连接的第一蓄电池111；如图2所示，箱体1上端安装有太阳能板2，箱体1内部安装有第二蓄电池112和控制单元13，第二蓄电池112分别与太阳能板2、控制单元13电连接，箱体1内部设有加热器14和加热风机15，加热风机15安装在加热器14的上方，加热风机15的出风口通过连接管道4与喷头6连接，喷头6安装在壳体7的顶端；加热器14、加热风机15和电阻丝12分别与控制单元13电连接。
实施例2
如图1所示，一种用于风电机组叶片的高效除冰装置，包括箱体1、太阳能板2、调节组件16和散热组件20，箱体1的侧面固定连接有支撑柱8，支撑柱8上端固定连接有壳体7，壳体7内部固定连接有发电机22，发电机22的输出轴上固定连接有叶片10，叶片10表面设置有吸热膜25，设置吸热膜25能使叶片10自身吸收外部的热量，在蓄电池11和电阻丝12的使用下能达到自身除冰的效果，同时也能防止叶片10表面结冰，叶片10内部设置有电阻丝12，叶片10内部设有第一蓄电池111，如图2所示，箱体1内部设置有第二蓄电池112，箱体1内部固定连接有加热器14，加热器14上方固定连接有加热风机15，加热风机15上端固定连接有连接管道4，设置加热风机15、加热器14和连接管道4通过喷头6能将加热之后的气体吹向叶片10侧面，进而能实现对叶片10表面加热的作用，避免叶片10表面冰霜形成，箱体1上端通过合页3活动连接有太阳能板2，太阳能板2通过导线与蓄电池11电性连接，箱体1内部设置有调节组件16，调节组件16位于太阳能板2底端，箱体1内部设置有控制单元13，控制单元13通过导线与蓄电池11、加热风机15、加热器14和电阻丝12电性连接。控制单元13包括微处理器和与微处理器电连接的控制器，通过向微处理器中输入指令，微处理器将输入指令传输至控制器，对装置内的各部件进行自动化控制。
实施例3
除以下内容外，其余内容均与实施例3相同。
如图2所示，调节组件16包括驱动电机161、螺纹柱162、螺纹筒165、转轴164和轴承163，箱体1内部固定连接有驱动电机161，驱动电机161的输出轴上固定连接有螺纹柱162，螺纹柱162的一端固定连接有转轴164，转轴164的表面套接有轴承163，轴承163与箱体1内壁固定连接，螺纹柱162表面螺纹连接有螺纹筒165，驱动电机161通过导线与控制单元13电性连接，设置驱动电机161能带动螺纹柱162进行旋转，通过螺纹柱162和螺纹筒165的螺纹配合能带动螺纹筒165进行运动，同时在销轴24和支撑杆18的作用下螺纹筒165能通过固定块17推动太阳能板2进行运动，进而实现对太阳能板2角度进行调节，能最大角度的将太阳能板2吸收太阳能，能为电器设备持续提供电能。
实施例4
除以下内容外，其余内容均与实施例3相同。
如图3所示，支撑柱8内部开设有腔室19，腔室19上端与壳体7内部相连通，腔室19内部设置有散热组件20，散热组件20包括孔板201和微型风机202，腔室19内部固定连接有多个孔板201，孔板201上端固定连接有微型风机202，微型风机202通过导线与控制单元13电性连接，设置微型风机202在腔室19和第一通孔9的作用下能将发电机22自身产生的热量吹向叶片10表面，能增加叶片10表面的温度，也能实现热量的充分利用。
实施例5
除以下内容外，其余内容均与实施例3相同。
如图2所示，太阳能板2底端固定连接有固定块17，固定块17通过销轴24活动连接有支撑杆18，支撑杆18底端通过销轴24和固定块17底端与螺纹筒165上端活动连接，叶片10内部开设有第二通孔23，壳体7侧面开设有第一通孔9，第一通孔9与壳体7内部相连通，第一通孔9位于叶片10侧面，支撑柱8侧面设置有过滤网21，过滤网21与腔室19内部相连通，设置过滤网21在腔室19内部进入空气时能起到过滤的作用，减少空气中灰尘对微型风机202造成的影响，同时也能促进空气的流通，壳体7上端固定连接有喷头6，喷头6位于叶片10侧面，喷头6底端与连接管道4固定连接，支撑柱8表面固定连接有卡扣5，卡扣5卡接在连接管道4表面。
需要说明的是，加热器14由电加热丝制备而成。
本发明装置的工作原理如下：
S1、使用前，使用人员在控制单元13里的微处理器中输入控制指令，控制指令传输至控制器，控制器分别与加热器14、加热风机15、电阻丝12、驱动电机161、微型风机202电连接，通过控制器来控制本发明装置中的各部件运行；
S2、发电机22工作能带动叶片10进行旋转，叶片10表面的吸热膜25也会对吸收外部的热量，同时蓄电池11也会为电阻丝12提供电能进行加热，能提高叶片10表面的温度；
S3、加热器14和加热风机15工作能将加热之后的气体通过连接管道4经喷头6吹向叶片10的侧面，同时叶片10表面的吸热膜25也会吸收热量，提高叶片10表面的温度；
S4、微型风机202工作能将气体通过腔室19送到壳体7内部，并带走发电机22自身的热量，通过第一通孔9吹向叶片10侧面；
S5、驱动电机161工作时能带动螺纹柱162进行旋转，通过螺纹柱162和螺纹筒165的螺纹配合能带动螺纹筒165进行运动，螺纹筒165通过固定块17以销轴24为支撑点能带动在支撑杆18向上推动太阳能板2，太阳能板2会以合页3为支撑点向上打开，实现太阳能板2角度的调节。
综上所述，本发明装置包含了发电机自身热量、电阻丝加热和加热风机的气体加热三种加热方式，相对于现有技术而言，本发明可以长时间处于加热保温的状态，达到高效除冰的效果，也能够避免叶片表面结冰问题的发生。同时，箱体上端安装有与第二蓄电池电连接的太阳能板，能够利用太阳能对蓄电池进行充电，不完全依赖电能来加热，从而保证在高效除冰的前提下，节约资源。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于风电机组叶片的高效除冰装置，其特征在于，包括箱体(1)和竖直固定在箱体(1)上的支撑柱(8)，支撑柱(8)的一端水平连接有壳体(7)；
壳体(7)内部固定有发电机(22)，发电机(22)的输出端通过旋转轴连接有叶片(10)，叶片(10)设有三个，三个叶片(10)均匀安装在旋转轴的端部且能够绕旋转轴转动，叶片(10)内部设有电阻丝(12)和与电阻丝(12)电连接的第一蓄电池(111)；
箱体(1)上端安装有太阳能板(2)，箱体(1)内部安装有第二蓄电池(112)和控制单元(13)，第二蓄电池(112)分别与太阳能板(2)、控制单元(13)电连接，箱体(1)内部设有加热器(14)和加热风机(15)，加热风机(15)安装在加热器(14)的上方，加热风机(15)的出风口通过连接管道(4)与喷头(6)连接，喷头(6)安装在壳体(7)的顶端；
加热器(14)、加热风机(15)和电阻丝(12)分别与控制单元(13)电连接；
所述箱体(1)内部设置有调节组件(16)，所述调节组件(16)位于太阳能板(2)的底部；
调节组件(16)包括驱动电机(161)和螺纹柱(162)，螺纹柱(162)的一端固定连接有转轴(164)，驱动电机(161)与转轴(164)连接，转轴(164)的外表面套接有轴承(163)，轴承(163)与箱体(1)的内壁固定连接；驱动电机(161)与控制单元(13)电连接；
所述支撑柱(8)内部开设有腔室(19)，腔室(19)与壳体(7)内部相连通，腔室(19)内部沿水平方向设有散热组件(20)；
散热组件(20)包括孔板(201)和微型风机(202)，微型风机(202)固定在孔板(201)的上方，微型风机(202)与控制单元(13)电连接；
所述壳体(7)的一端开口，旋转轴位于水平方向且由壳体(7)的开口端伸出，壳体(7)的开口端开设有第一通孔(9)，叶片(10)表面开设有第二通孔(23)，所述第一通孔(9)与壳体(7)内部相连通。
2.根据权利要求1所述的用于风电机组叶片的高效除冰装置，其特征在于，所述螺纹柱(162)表面螺纹连接有螺纹筒(165)；所述太阳能板(2)的底部连接有两个固定块(17)，两个固定块(17)之间通过销轴(24)活动连接有支撑杆(18)，支撑杆(18)的一端通过销轴(24)与螺纹筒(165)的上端活动连接。
3.根据权利要求1所述的用于风电机组叶片的高效除冰装置，其特征在于，所述散热组件(20)设有若干个，若干个散热组件(20)均匀分布在腔室(19)的内部。
4.根据权利要求1所述的用于风电机组叶片的高效除冰装置，其特征在于，所述太阳能板(2)通过合页(3)活动连接在箱体(1)的顶部；所述叶片(10)表面设置有吸热膜(25)。
5.根据权利要求1所述的用于风电机组叶片的高效除冰装置，其特征在于，所述支撑柱(8)侧壁上设有过滤网(21)，过滤网(21)与腔室(19)内部相连通。
6.根据权利要求1所述的用于风电机组叶片的高效除冰装置，其特征在于，所述控制单元(13)包括控制器和与控制器电连接的微处理器。
7.根据权利要求1所述的用于风电机组叶片的高效除冰装置，其特征在于，所述连接管道(4)通过卡扣(5)固定在支撑柱(8)的外侧壁上；所述加热器(14)由电加热丝制备而成。
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