CN116857135B - 一种用于风力发电机组的叶片除冰装置及除冰工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于风力发电机组的叶片除冰装置及除冰工艺，所述风力发电机组包括支撑架、叶片、以及连接块，所述叶片设置在支撑架的一端，所述支撑架的另一端通过连接块安装在塔架上；所述叶片为中空件，所述叶片中设置有加热组件、温度监测组件、控制器、以及蓄电池，所述温度监测组件设置在叶片的内壁上，所述控制器与加热组件、温度监测组件通讯连接，所述蓄电池用来供电。本发明中，通过温度监测组件对叶片的温度进行实时监测，同时通过控制器控制加热组件和鼓风机的工作，在加热组件启动的时候产生热量，同时通过鼓风机将加热组件产生的温度传输到叶片内部，热量快速的和叶片进行接触，达到除冰的效果。
Description
技术领域
本发明涉及风力发电设备技术领域，特别是涉及一种用于风力发电机组的叶片除冰装置及除冰工艺。
背景技术
风力发电机组是将风的动能转换为电能的系统，风力发电机组包括风轮、发电机，风轮中含叶片、轮毂、加固件等组成，具有叶片受风力旋转发电、发电机机头转动等功能，风力发电电源由风力发电机组、支撑发电机组的塔架、蓄电池充电控制器、逆变器、卸荷器、并网控制器、蓄电池组等组成。
目前，风力发电机组大部分都被安装在海拔比较高的地方，海拔较高的地方到冬季的时候气温和湿度较大，容易造成发电机组的叶片表面出现结冰的情况，叶片表面结冰会造成叶片的质量增加，会增强发电机组连接部件的承受载荷，导致连接部位的寿命降低，同时叶片表面结冰容易对叶片的气动性造成影响，导致风力发电机组的发电量降低。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于风力发电机组的叶片除冰装置及除冰工艺，用于解决现有技术中高海拔位置处风力发电机组的叶片表面出现结冰情况，导致发电机组连接部件寿命降低，风力发电机组的发电量降低的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种用于风力发电机组的叶片除冰装置，所述风力发电机组包括支撑架、叶片、以及连接块，所述叶片设置在支撑架的一端，所述支撑架的另一端通过连接块安装在塔架上；所述叶片为中空件，所述叶片中设置有加热组件、温度监测组件；所述支撑架中设置有控制器、以及蓄电池，所述温度监测组件设置在叶片的内壁上，所述控制器与加热组件、温度监测组件通讯连接，所述蓄电池用来供电。
优选的，所述用于风力发电机组的叶片除冰装置还包括支撑板，所述支撑板设置在支撑架的内部，所述控制器、及蓄电池均设置在支撑板上。
优选的，所述加热组件包括安装板、以及加热片，所述安装板设置在叶片的空腔中，所述安装板上开设有若干个安装槽，所述加热片设置在安装槽中。
优选的，所述用于风力发电机组的叶片除冰装置还包括导热板，所述导热板设置在安装板和叶片内壁之间，所述温度监测组件采用若干个温度传感器，若干个所述温度传感器设置在叶片的内壁上、及导热板的外壁上。
优选的，所述导热板的材质为导热硅胶片。
优选的，所述支撑架靠近叶片的一端内部设置有安装柱，所述安装柱的端部设置有鼓风机，所述鼓风机的前端连接有风管，所述风管贯穿支撑架的端部且与叶片的内部连通；所述鼓风机与控制器、蓄电池连接。
优选的，所述控制器中预设有初始温度参数，所述温度监测组件监测叶片的温度并将监测的数据传递到控制器中；所述初始温度参数可调节。
为实现上述目的或其他目的，本发明还公开一种用于风力发电机组的叶片的除冰工艺，采用上述的用于风力发电机组的叶片除冰装置，所述支撑架的端部还设置有鼓风机，步骤如下：
S1：对叶片的温度进行监测；所述控制器启动温度监测组件，所述温度监测组件对叶片的温度进行监测，并将相应的温度参数传输到控制器中；
S2：开始除冰；当温度监测组件向控制器传递的温度参数低于控制器中预设的初始温度参数时，控制器启动加热组件、及鼓风机，所述加热组件和鼓风机工作对叶片加热升温；
S3：除冰完成；在加热组件和鼓风机工作过程中，温度监测组件对叶片的温度进行实时监测，温度监测组件将实时监测的叶片温度参数传输到控制器中；当叶片温度参数大于或等于控制器中预设的初始温度参数时，所述控制器关闭加热组件和鼓风机；
S4：持续监测；当步骤S3中的除冰过程完成后，温度监测组件对叶片的温度进行实时监测，并将相应的温度参数传输到控制器中。
如上所述，本发明的用于风力发电机组的叶片除冰装置及除冰工艺，具有以下有益效果：
1、本发明中，通过温度监测组件对叶片的温度进行实时监测，同时通过控制器控制加热组件和鼓风机的工作，在加热组件启动的时候产生热量，同时通过鼓风机将加热组件产生的温度传输到叶片内部，热量快速的和叶片进行接触，达到除冰的效果。
2、在本发明中，对叶片的表面进行除冰，在一定程度上减少了叶片因附着冰出现的质量增加，避免叶片质量增加而导致风力发电机组连接部位的承受载荷增加，延长了连接部件的使用寿命；同时通过除冰装置对叶片表面进行除冰，使得风力发电机组的叶片气动性能不会出现影响，避免了风力发电机组出现发电量低、发电效率低下的问题。
附图说明
图1为本发明涉及的用于风力发电机组的叶片除冰装置的空间立体图；
图2为本发明涉及的用于风力发电机组的叶片除冰装置的爆炸图；
图3为本发明涉及的用于风力发电机组的叶片除冰工艺的流程示意图；
图4为图3中涉及的用于风力发电机组的叶片除冰工艺的详解图。
附图标记说明：
1、支撑架；2、叶片；3、连接块；4、蓄电池；5、控制器；6、鼓风机；7、安装板；8、温度监测组件；9、导热板；10、加热片；11、安装槽；12、安装柱；13、风管；14、支撑板。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
如图1-图2所示，本发明提供一种用于风力发电机组的叶片除冰装置，风力发电机组包括支撑架1、叶片2、以及连接块3，叶片2设置在支撑架1的前端，支撑架1的后端通过连接块3安装在塔架上；叶片2为中空件，叶片2中设置有加热组件、温度监测组件8；支撑架1中设置有控制器5、以及蓄电池4，温度监测组件8设置在叶片2的内壁上，控制器5与加热组件、温度监测组件8通讯连接，蓄电池4用来供电。
本发明涉及的用于风力发电机组的叶片除冰装置，通过温度监测组件8实时监测叶片2的温度，并将监测的温度参数传递给控制器5，控制器5中预设有初始温度参数，当叶片2的温度低于初始温度参数时，控制器5启动加热组件，加热组件产生热量，对叶片2上的冰进行融化，保证叶片2的气动性能，避免风力发电机组出现发电量低、发电效率低下的问题。
优选的，如图2所示，上述的用于风力发电机组的叶片除冰装置还包括支撑板14，支撑板14设置在支撑架1的内部，控制器5、及蓄电池4均设置在支撑板14上。在本实施例中，支撑架1的形状为锥形，支撑架1为中空件，支撑板14固定在支撑架1的内壁上。
优选的，如图2所示，加热组件包括安装板7、以及加热片10，安装板7设置在叶片2的空腔中，安装板7上开设有若干个安装槽11，加热片10设置在安装槽11中。
进一步的，上述的用于风力发电机组的叶片除冰装置还包括导热板9，导热板9设置在安装板7和叶片2内壁之间，温度监测组件8采用若干个温度传感器，若干个温度传感器设置在叶片2的内壁上、及导热板9的外壁上。在本实施例中，导热板9和叶片2内壁上均设置有温度传感器，一方面能够监测叶片2的温度，另一方面也能对导热板9的温度进行监测。在本实施例中，导热板9的材质为导热硅胶片。
优选的，如图2所示，支撑架1的前端内部设置有安装柱12，安装柱12的端部设置有鼓风机6，鼓风机6的前端连接有风管13，风管13贯穿支撑架1的端部且与叶片2的内部连通；鼓风机6与控制器5、蓄电池4连接。在本实施例中，设置鼓风机6的目的在于能够使加热组件产生的热量快速的扩散到整个叶片2中，实现叶片2温度的快速升高，达到快速除冰的效果。蓄电池4为鼓风机6进行供电。
优选的，在本实施例中，控制器5中预设有初始温度参数(即图4中的设定标准温度值)，温度监测组件8监测叶片2的温度并将监测的数据传递到控制器5中；初始温度参数可调节。
进一步的，在本实施例中，蓄电池4的充电通过叶片2的转动实现。
为实现上述目的或其他目的，本发明还公开了一种用于风力发电机组的叶片的除冰工艺，采用上述的用于风力发电机组的叶片除冰装置，支撑架1的端部还设置有鼓风机6，步骤如图3、图4所示：
A1：对叶片2的温度进行监测；
操作人员首先通过外部信息输入设备将初始温度参数输入到控制器5中，初始温度参数视风力发电机组的安装位置海拔确定，初始温度参数为水汽凝固的临界温度，一般为-1℃-0℃之间。蓄电池4为温度监测组件8供电，温度监测组件8对叶片2的温度进行监测，并将监测的相应温度参数传输到控制器5中；
A2：对叶片2进行除冰；
步骤A1中，温度监测组件8将叶片2的温度参数传输到控制器5中，控制器5接收该温度参数并将该温度参数与初始温度参数进行对比，若该温度参数的数值高于初始温度参数时，即叶片2表面未结冰，加热组件、鼓风机6不工作；若该温度参数的数值低于初始温度参数时，即叶片2表面有可能出现结冰的现象，控制器5控制加热片10、鼓风机6工作，加热片10工作产生热量，鼓风机6工作使产生的热量快速扩散到叶片2空腔中，使叶片2的温度快速上升，对叶片2表面除冰。
A3：除冰完成；
在步骤A2中，加热片10、鼓风机6工作的过程中，温度监测组件8对叶片2的温度进行实时监测，并且将实时监测的温度参数传输到控制器5中；当叶片2的温度参数大于或等于控制器5中预设的初始温度参数时，控制器5关闭加热片10和鼓风机6。
A4：持续监测叶片2的温度；
在步骤A3中的除冰工作完成后，温度监测组件8对叶片2的温度进行实时监测，并将相应的温度参数传输到控制器5中，控制器5根据温度监测组件8反馈的叶片2温度参数执行相应的命令。
进一步的，为保证A3中除冰过程的完全，本发明中还可以设置有延时器，即当温度监测组件8监测到叶片2的温度参数大于或等于控制器5中预设的初始温度参数时，延时器工作，加热片10和鼓风机6持续工作一段时间，从而保证对叶片2完全除冰。
本发明涉及的用于风力发电机组的叶片除冰装置及除冰工艺，具有以下有益效果：
1、本发明通过加热组件、鼓风机6实现对叶片2的快速升温，达到快速除冰的目的，延长了风力发电机组中连接部件的使用寿命，保证风力发电机组的叶片2气动性能不会出现影响，避免了风力发电机组出现发电量低、发电效率低下的问题。
2、本发明设置有若干个温度传感器，通过温度传感器能够实时反馈叶片2的温度参数，从而判断叶片2上是否存在结冰的现象，设置有蓄电池4、控制器5，当叶片2的温度低于预设的初始温度参数时，控制器5控制加热组件、鼓风机6工作，达到对叶片2快速除冰的效果。
所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (7)
1.一种用于风力发电机组的叶片除冰装置，所述风力发电机组包括支撑架(1)、叶片(2)、以及连接块(3)，所述叶片(2)设置在支撑架(1)的一端，所述支撑架(1)的另一端通过连接块(3)安装在塔架上；其特征在于：所述叶片(2)为中空件，所述叶片(2)中设置有加热组件、温度监测组件(8)；所述支撑架(1)中设置有控制器(5)、以及蓄电池(4)，所述温度监测组件(8)设置在叶片(2)的内壁上，所述控制器(5)与加热组件、温度监测组件(8)通讯连接，所述蓄电池(4)用来供电；
所述控制器(5)中预设有初始温度参数，所述温度监测组件(8)监测叶片(2)的温度并将监测的数据传递到控制器(5)中；所述初始温度参数可调节，初始温度参数为水汽凝固的临界温度，所述水汽凝固的临界温度为-1℃-0℃之间；
还设置有延时器，当温度监测组件(8)监测到叶片(2)的温度大于或等于控制器(5)中预设的初始温度参数时，延时器工作，加热组件持续工作固定时间。
2.根据权利要求1所述的用于风力发电机组的叶片除冰装置，其特征在于：还包括支撑板(14)，所述支撑板(14)设置在支撑架(1)的内部，所述控制器(5)、及蓄电池(4)均设置在支撑板(14)上。
3.根据权利要求1所述的用于风力发电机组的叶片除冰装置，其特征在于：所述加热组件包括安装板(7)、以及加热片(10)，所述安装板(7)设置在叶片(2)的空腔中，所述安装板(7)上开设有若干个安装槽(11)，所述加热片(10)设置在安装槽(11)中。
4.根据权利要求3所述的用于风力发电机组的叶片除冰装置，其特征在于：还包括导热板(9)，所述导热板(9)设置在安装板(7)和叶片(2)内壁之间，所述温度监测组件(8)采用若干个温度传感器，若干个所述温度传感器设置在叶片(2)的内壁上、及导热板(9)的外壁上。
5.根据权利要求4所述的用于风力发电机组的叶片除冰装置，其特征在于：所述导热板(9)的材质为导热硅胶片。
6.根据权利要求1所述的用于风力发电机组的叶片除冰装置，其特征在于：所述支撑架(1)靠近叶片(2)的一端内部设置有安装柱(12)，所述安装柱(12)的端部设置有鼓风机(6)，所述鼓风机(6)的前端连接有风管(13)，所述风管(13)贯穿支撑架(1)的端部且与叶片(2)的内部连通；所述鼓风机(6)与控制器(5)、蓄电池(4)连接。
7.一种用于风力发电机组的叶片的除冰工艺，采用权利要求1-6任一项所述的用于风力发电机组的叶片除冰装置，其特征在于：所述支撑架(1)的端部还设置有鼓风机(6)，步骤如下：
S1：对叶片(2)的温度进行监测；所述控制器(5)启动温度监测组件(8)，所述温度监测组件(8)对叶片(2)的温度进行监测，并将相应的温度参数传输到控制器(5)中；
S2：开始除冰；当温度监测组件(8)向控制器(5)传递的温度参数低于控制器(5)中预设的初始温度参数时，控制器(5)启动加热组件、及鼓风机(6)，所述加热组件和鼓风机(6)工作对叶片(2)加热升温进行除冰；
S3：除冰完成；在加热组件和鼓风机(6)工作过程中，温度监测组件(8)对叶片(2)的温度进行实时监测，温度监测组件(8)将实时监测的叶片(2)温度参数传输到控制器(5)中；当叶片(2)温度参数大于或等于控制器(5)中预设的初始温度参数时，所述控制器(5)关闭加热组件和鼓风机(6)；
S4：持续监测；当步骤S3中的除冰过程完成后，温度监测组件(8)对叶片(2)的温度进行实时监测，并将相应的温度参数传输到控制器(5)中。
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