CN113137330A - 一种具有除冰功能的风力机叶片 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有除冰功能的风力机叶片，属于风力机叶片设备领域，包括叶根、叶片本体及安装在叶片本体上的扰流装置，叶片的内部开有空腔，空腔的内部安装有动力装置。使推杆与固定杆分离，通过叶片工作时的上下运动，使金属球进行上下运动，与箱体相配合产生振动力，使得叶片本体自身产生振动，从而将叶片上的冰雪去除，同时，金属球的坠力使固定杆在支撑杆上自行来回倾斜，来回移动时启动加热板，加热板的位置随固定杆进行移动，从而增加加热面积，避免长时间加热一个固定的位置而对叶片造成的损坏，加热完成后的冰雪在金属球的振动力下快速的掉落，通过不同位置的加热板进行同时加热，从而使叶片全面除冰。

Description

一种具有除冰功能的风力机叶片
技术领域
本发明属于风力机叶片设备领域，涉及一种具有除冰功能的风力机叶片。
背景技术
由于高海拔地区年平均温度低、空气湿度大，冬季容易出现结冰现象。中东南部风电机组的装机经常是在海拔相对较高的山地，随着海拔越高结冰越来越严重。叶片表面结冰，粗糙度增加，这不仅降低了翼型的气动效率，也增大了叶片的重量，风轮不平衡带来载荷增加，甚至振动加剧，影响风电机组的安全。同时，旋转中的叶片结晶体容易脱落，增加了机组周围的安全隐患，箱变、塔筒甚至人员都面临安全隐患，加大了周边环境的危险系数，需要停机等待冰融化，这不仅缩短了风力机发电机组的运行时间，减少了发电量，也降低了机组的可利用率、缩短了风电机组中叶片的使用寿命。
现有的风电机组除冰方法中，预埋电热不易维护，易引雷，考虑加热温度的问题，现有加热方式为集中发热，长时间使用会加快叶片的损坏，从而影响叶片寿命，且气热功耗较高。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中，风电机组叶片除冰方法预埋电热不易维护，集中发热法影响叶片使用寿命且耗能较高的缺点，提供一种具有除冰功能的风力机叶片。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种具有除冰功能的风力机叶片，包括叶根和安装在叶根上的叶片本体，叶片本体外壁上安装有扰流装置，叶片本体的内部开设有空腔，空腔内安装有动力装置；
叶片本体上开设有安装孔；
动力装置包括支撑杆和固定杆，支撑杆上开设有第一通孔，支撑杆上安装有转动杆，转动杆的一端穿过第一通孔并与固定杆连接，转动杆的另一端穿过安装孔与扰流装置连接；固定杆的一端安装有连接杆，固定杆的另一端通过横杆连接有箱体，箱体内部安装有链条，链条一端连接有金属球，另一端固定在箱体的内壁上；
扰流装置包括平板和安装在平板上的弧形板，平板上开设有第二通孔，转动杆的一端穿过第二通孔与弧形板连接；
弧形板上安装有第一加热板，固定杆的侧边安装有第二加热板，固定杆的侧壁上安装有推杆。
优选地，动力装置和扰流装置分别设有若干个，均匀分布在叶片本体上。
优选地，安装孔的内部设有轴承环，轴承环套接在转动杆上。
优选地，转动杆上套接有两个密封环，两个密封环分别位于轴承环的两端，用于对轴承环进行定位。
优选地，推杆为可伸缩的电动推杆。
优选地，平板与弧形板之间安装有支撑弹簧；
支撑弹簧设有若干个。
优选地，第一加热板和第二加热板为电加热板或太阳能加热板。
优选地，平板为橡胶板。
优选地，若干个固定杆之间通过连接杆连接，固定杆与连接杆之间安装有固定轴。
优选地，箱体为六面体，箱体与叶片本体相对的一面开口，其余各面均设有挡板。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明公开了一种具有除冰功能的风力机叶片，包括叶根、叶片本体及安装在叶片本体上的扰流装置，叶片的内部开有空腔，空腔的内部安装有动力装置，本发明的具有除冰功能的风力机叶片在实际使用时，推杆对固定杆进行挤压，挤压后固定杆通过转动杆在支撑杆上进行旋转，固定杆倾斜时连接杆发生倾斜，转动杆在支撑杆上旋转，使一端的弧形板在叶片本体的表面进行倾斜使用，通过弧形板的倾斜角度不同，从而与风流配合调整。通过推杆对固定杆的两侧进行限位支撑，避免发生倾斜，弧形板在叶片本体的表面倾斜移动时，对平板挤压，使平板可根据叶片本体弧面的高低不同进行自行调整，使平板紧贴叶片本体的表面进行移动，所以通过平板在叶片上移动，可对叶片本体表面上的冰雪进行刮除，当大量的冰雪覆盖在叶片本体上时，同时启动第一加热板和第二加热板，使推杆与固定杆分离，固定杆失去支撑力后，通过金属球在箱体的内部进行上下移动，产生的坠力带动固定杆进行来回倾斜，固定杆来回倾斜的同时，使第二加热板在叶片的内壁上进行多个位置同时加热，提高加热效率。第一加热板加热时中间通过平板传递热量，从而避免对叶片本体表面造成的损坏。
进一步地，动力装置和扰流装置分别设有若干个，均匀分布在叶片本体上，从而能够进一步提高本发明叶片的除冰效率。多个位置的加热板同时对叶片本体2加热，能够有效避免加热板长时间对一个位置加热时对叶片本体2造成的影响，多个位置同时加热，一方面提高加热速度，另外，在不需要加热时快速对叶片本体2进行降温使用，使用便捷。
进一步地，安装孔的内部设有轴承环，使转动杆能够自由转动。
轴承环套接在转动杆上，密封环对轴承环进行限位，
进一步地，推杆为可伸缩的电动推杆，从而能够根据实际情况自由伸缩推杆，达到对固定杆的自由推动，能够适用于各种工况下。
进一步地，平板与弧形板之间安装有支撑弹簧，在弧形板旋转倾斜时，通过支撑弹簧对平板进行挤压，使平板根据叶片表面的弧度自行调整，避免弧形板长时间倾斜对叶片表面造成的磨损。
进一步地，平板和弧形板均为橡胶板，使得板材的弯曲性能增强，不易折断，且成本较低，能够进一步提高本发明风力机叶片的实用性。
进一步地，箱体为六面体，箱体底部开有开口，且另外的五面焊接有挡板，方便维护。
附图说明
图1为本发明一种具有除冰功能的风力机叶片的结构示意图；
图2为本发明一种具有除冰功能的风力机叶片的剖面结构示意图；
图3为本发明一种具有除冰功能的风力机叶片的动力装置的结构示意图；
图4为本发明一种具有除冰功能的风力机叶片的扰流装置的结构示意图；
图5为本发明一种具有除冰功能的风力机叶片的平板与支撑弹簧的结构示意图。
其中：1-叶根；2-叶片；3-扰流装置；4-安装孔；5-空腔；6-动力装置；7-支撑杆；8-转动杆；9-密封环；10-轴承环；11-推杆；12-固定杆；13-固定轴；14-连接杆；15-横杆；16-箱体；17-链条；18-金属球；19-弧形板；20-平板；21-第二通孔；22-固定孔；23-支撑弹簧；24-第一加热板；25-第二加热板。
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，一种具有除冰功能的风力机叶片，包括叶根1和安装在叶根1上的叶片本体2，叶片本体2外壁上安装有扰流装置3，叶片本体2的内部开设有空腔5，空腔5内安装有动力装置6；如图2所示，叶片本体2上开设有安装孔4，如图3所示，动力装置6包括安装在叶片本体2内壁上的支撑杆7和固定杆12，支撑杆7上开设有第一通孔，支撑杆7上安装有转动杆8，转动杆8的一端穿过第一通孔并与固定杆12连接，转动杆8的另一端穿过安装孔4与扰流装置3连接；固定杆12的一端安装有连接杆14，固定杆12的另一端通过横杆15连接有箱体16，箱体16内部安装有链条17，链条17一端连接有金属球18；如图4所示，扰流装置3包括平板20和安装在平板20上的弧形板19，平板20上开设有第二通孔21，转动杆8的一端穿过第二通孔21与弧形板19连接；弧形板19上安装有第一加热板24，固定杆12的侧边安装有第二加热板25。
实施例2
一种具有除冰功能的风力机叶片，包括叶根1，叶根1上连接有叶片本体2，所述叶片本体2上安装有扰流装置3，叶片本体2的内部开有空腔5，空腔5的内部安装有动力装置6，动力装置6包括支撑杆7，支撑杆7上安装有转动杆8，转动杆8的一端焊接有固定杆12，固定杆12的顶部安装有固定轴13，固定轴13之间安装有连接杆14，固定杆12的底部焊接有横杆15，横杆15上焊接有箱体16，箱体16的内部安装有链条17，链条17的一端固定有金属球18，固定杆12的一端焊接有转动杆8，转动杆8上安装有密封环9，密封环9之间安装有轴承环10，轴承环10也安装在转动杆8上，叶片2上开设有安装孔4，转动杆8通过密封环9安装在安装孔4的内部，扰流装置3固定在转动杆8的一端。轴承环10固定在安装孔4的内部，密封环9为轴承环10进行限位使用。固定杆12的一侧安装有第二加热板25，第二加热板25与叶片2的内壁相配合。如图5所示，扰流装置3包括弧形板19，弧形板19上固定有平板20，所述平板20与弧形板19之间安装有支撑弹簧23。
转动杆8的长度可以使第二加热板25和叶片本体2的内壁接触、平板20和叶片本体2的外壁接触。
实施例3
除以下内容外，其余内容均与实施例1相同。
动力装置6和扰流装置3分别设有若干个，均匀分布在叶片本体2上。若干个固定杆12之间通过连接杆14连接，固定杆12与连接杆14之间安装有固定轴13。
空腔5的内部安装有推杆11，推杆11的数量为2个，推杆11与固定杆12相配合。
实施例4
除以下内容外，其余内容均与实施例1相同。
平板20与叶片本体2的外壁相配合，所述平板20上开有第二通孔21，所述弧形板19上开有固定孔22，转动杆8能够穿过第二通孔21和固定孔22和弧形板19相连接。第一加热板24与平板20相配合。箱体16底部开有开口，且另外的五面焊接有挡板。
本发明的具有除冰功能的风力机叶片的工作原理如下：
该风力机叶片在使用时，将叶片本体2通过叶根1安装在风力机上，本装置内部的水平轴风电机组、风力机，都是指大型机组，3兆瓦以上的，叶片长度起码60米以上，在使用本发明的风力机叶片时，根据不同的使用情况选择使用风力机叶片的不同形态，当需要使用叶片本体2上的扰流装置3时，通过启动两侧的推杆11对固定杆12进行挤压，挤压后固定杆12通过转动杆8在支撑杆7上进行旋转，固定杆12倾斜时连接杆14在固定轴13之间发生倾斜，转动杆8在支撑杆7上旋转，使一端的弧形板19在叶片本体2的表面进行倾斜使用，通过弧形板19的倾斜角度不同，从而与风流配合调整，当弧形板19的角度调整完成后，通过推杆11对固定杆12的两侧进行限位支撑，避免发生倾斜，弧形板19在叶片本体2的表面倾斜移动时，通过支撑弹簧23对平板20挤压，使平板20可根据叶片本体2弧面的高低不同进行自行调整，使平板20紧贴叶片本体2的表面进行移动，所以通过平板20在叶片2上移动，可对叶片本体2表面上的冰雪进行刮除，当大量的冰雪覆盖在叶片本体2上时，同时启动第一加热板24和第二加热板25，使推杆11与固定杆12分离，固定杆12失去支撑力后，通过金属球18在箱体16的内部进行上下移动，产生的坠力带动固定杆12进行来回倾斜，固定杆12来回倾斜的同时，使第二加热板12在叶片2的内壁上进行多个位置同时加热，提高加热效率。另外，多个位置的加热板同时对叶片本体2加热，能够有效避免加热板长时间对一个位置加热时对叶片本体2造成的影响，多个位置同时加热，一方面提高加热速度，另外，在不需要加热时快速对叶片本体2进行降温使用，使用便捷，当固定杆12在支撑杆7上进行来回倾斜时，弧形板19在叶片本体2的另一面进行来回倾斜移动，通过弧形板19内部的第一加热板24对叶片本体2的表面进行加热，从而使叶片本体2整体快速的除冰，另外，第一加热板24加热时中间通过平板20传递热量，从而避免对叶片本体2表面造成的损坏。
需要说明的是，上述实施例中，使用的平板20和弧形板19均为橡胶板；推杆11为可伸缩的电动推杆。
综上所述，本发明的具有除冰功能的风力机叶片，首先收缩推杆，使推杆与固定杆分离，通过叶片工作时的上下运动，使金属球进行上下运动，与箱体相配合产生振动力，使得叶片本体自身产生振动，从而将叶片上的冰雪去除，同时，金属球的坠力使固定杆在支撑杆上自行来回倾斜，来回移动时启动加热板，加热板的位置随固定杆进行移动，从而增加加热面积，避免长时间加热一个固定的位置而对叶片造成的损坏，加热完成后的冰雪在金属球的振动力下快速的掉落。另一方面，固定杆倾斜后，固定杆在连接杆的配合下在支撑杆上旋转，旋转后带动连接杆一端的弧形板在叶片上进行倾斜，从而使弧形板能够在风流的配合下提高叶片的工作效率，从而提高工作质量。本发明的风力机叶片通过不同位置的加热板进行同时加热，从而使叶片全面除冰。
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 (10)

1.一种具有除冰功能的风力机叶片，其特征在于，包括叶根(1)和安装在叶根(1)上的叶片本体(2)，叶片本体(2)外壁上安装有扰流装置(3)，叶片本体(2)的内部开设有空腔(5)，空腔(5)内安装有动力装置(6)；
叶片本体(2)上开设有安装孔(4)；
动力装置(6)包括支撑杆(7)和固定杆(12)，支撑杆(7)上开设有第一通孔，支撑杆(7)上安装有转动杆(8)，转动杆(8)的一端穿过第一通孔并与固定杆(12)连接，转动杆(8)的另一端穿过安装孔(4)与扰流装置(3)连接；固定杆(12)的一端安装有连接杆(14)，固定杆(12)的另一端通过横杆(15)连接有箱体(16)，箱体(16)内部安装有链条(17)，链条(17)一端连接有金属球(18)，另一端固定在箱体(16)的内壁上；
扰流装置(3)包括平板(20)和安装在平板(20)上的弧形板(19)，平板(20)上开设有第二通孔(21)，转动杆(8)的一端穿过第二通孔(21)与弧形板(19)连接；
弧形板(19)上安装有第一加热板(24)，固定杆(12)的侧边安装有第二加热板(25)，固定杆(12)的侧壁上安装有推杆(11)。
2.根据权利要求1所述的一种具有除冰功能的风力机叶片，其特征在于，动力装置(6)和扰流装置(3)分别设有若干个，均匀分布在叶片本体(2)上。
3.根据权利要求1所述的一种具有除冰功能的风力机叶片，其特征在于，安装孔(4)的内部设有轴承环(8)，轴承环(10)套接在转动杆(8)上。
4.根据权利要求3所述的一种具有除冰功能的风力机叶片，其特征在于，转动杆(8)上套接有两个密封环(9)，两个密封环(9)分别位于轴承环(8)的两端，用于对轴承环(8)进行定位。
5.根据权利要求1所述的一种具有除冰功能的风力机叶片，其特征在于，推杆(11)为可伸缩的电动推杆。
6.根据权利要求1所述的一种具有除冰功能的风力机叶片，其特征在于，平板(20)与弧形板(19)之间安装有支撑弹簧(23)；
支撑弹簧(23)设有若干个。
7.根据权利要求1所述的一种具有除冰功能的风力机叶片，其特征在于，第一加热板(24)和第二加热板(25)为电加热板或太阳能加热板。
8.根据权利要求1所述的一种具有除冰功能的风力机叶片，其特征在于，平板(20)为橡胶板。
9.根据权利要求2所述的一种具有除冰功能的风力机叶片，其特征在于，若干个固定杆(12)之间通过连接杆(14)连接，固定杆(12)与连接杆(14)之间安装有固定轴(13)。
10.根据权利要求1所述的一种具有除冰功能的风力机叶片，其特征在于，箱体(16)为六面体，箱体(16)与叶片本体(2)相对的一面开口，其余各面均设有挡板。
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