CN202187869U - 一种风力发电机组及其叶片除冰装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提出了一种风力发电机组及其叶片除冰装置，其中，该叶片除冰装置包括：用于输送融冰剂的泵、与泵输出口连接的输液管、与输液管连通的喷嘴；喷嘴位于风力发电机组叶片的根部，用于将融冰剂喷在风力发电机组的叶片上。本实用新型不影响风力发电机组安全性。

Description

一种风力发电机组及其叶片除冰装置
技术领域
本实用新型涉及工程机械领域，具体涉及一种风力发电机组及其叶片除冰装置。
背景技术
目前全球环境问题和能源危机日益严重，清洁能源越来越受到各国的重视。风能作为一种可再生能源，蕴藏量巨大，分布面广，具有很大的开发利用潜力。风力发电机组是将风能转化为电能的装置，风能经过风轮叶片时推动叶片转动，叶片转动又带动轮毂、主轴系统，主轴系统将动力输入齿轮箱，齿轮箱经过增速后，将转矩传递给发电机，带动发电机转子转动，从而产生电能。
在风机的运行过程中，叶片起到一个捕捉风能的作用。叶片捕捉风能的大小，直接影响风力发电机的风电能力和发电量。因此，叶片的性能直接影响了风能的使用率。然而在一些环境湿度大、降水量大、温度低的风场，当气温降到零摄氏度以下时，风力发电机叶片上可能就会结冰，冰附着在叶片上，改变了叶片翼型，不仅影响了叶片的气动性能，降低了风力发电机系统的发电效率，还增加了整个风力发电机系统的动静载荷，对整机强度和稳定性产生更为不利的影响。因此，防止和及时去除风机叶片上的结冰，对于保证风力发电机系统的正常高效运行有着极为重要的意义。
现有技术中主要以传热、振动等方式实现风机叶片除冰功能，还有如专利申请号为CN200580048461.5揭示了一种带有防结冰装置的海上风力涡轮机，其以海水除冰为实施方法。然而上述方法的实施过程中可能会影响风力发电机机组安全性。
实用新型内容
为了克服现有技术的上述缺陷和不足，本实用新型的第一目的在于提供一种不影响风力发电机组安全性的叶片除冰装置，包括：用于输送融冰剂的泵、与泵输出口连接的输液管、与输液管连通的喷嘴；喷嘴位于风力发电机组叶片的根部，用于将融冰剂喷在风力发电机组的叶片上。
为了克服现有技术的上述缺陷和不足，本实用新型的第二目的在于提供一种应用上述叶片除冰装置的风力发电机组。
本实用新型实施例通过泵将融冰剂泵入输液管，进而由与输液管连通的喷嘴给叶片表面供给融冰剂，从而实现除冰，不影响风力发电机组安全性。
附图说明
图1所示为本实用新型风力发电机组的叶片除冰装置实施例的结构示意图；
图2所示图1所示结构中的喷淋装置的结构示意图；
图3所示为本实用新型风力发电机组的叶片除冰装置实施例中控制器及传感器的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1及图2所示，本实用新型风力发电机组的叶片除冰装置实施例包括：喷淋装置2和供液装置。其中，供液装置包括：泵10、用于盛放融冰剂12的容器11、与泵10的输出口连接的输液管4，泵10放置在容器11中，输液管4贯通于塔筒3；喷淋装置2设置在风力发电机组的叶片根部，其包括：环形输液管7、连通环形输液管7与输液管4的输液管接口8、连通环形输液管7的输液弯管6、设置在输液弯管6输出口的喷嘴9。
泵10工作时将融冰剂12泵入输液管4中，输液管4将融冰剂12输送到喷淋装置2的输液管接口8，再通过环形输液管7分流后，流经输液弯管6，最后通过喷嘴9将融冰剂12喷洒到叶片表面。
为了达到较好的除冰效果，可以在叶片处于垂直向下状态时，启动泵10进行工作。具体操作时，如图3所示，可以设置一个传感器13来感测叶片的方位信息，在叶片处于垂直向下状态时，发送一个除冰启动触发信息至控制器14，控制器14在收到该除冰启动触发信息启动泵10进行工作。当然为了保证在除冰操作时，叶片的位置固定不动，上述控制器14可以在收到除冰启动触发信息后，首先控制盘车停止调整叶片位置的操作，在控制盘车停止调整叶片位置后，再控制泵10开始工作，实现整个除冰工作的自动化。为了实现在对某一叶片除冰完成后能自动地继续进行叶片位置的调整，还可在控制器14中设置控制泵10工作的时间，也就是说，控制器14在控制泵10对某一叶片进行除冰操作预设时间后，再控制盘车启动对叶片位置的调整操作，以便于对其他叶片进行除冰操作。
为实现上述控制器14的功能，如图3所示，控制器14可以包括：第一控制单元142，用于控制盘车调整风力发电机组叶片的方位，并在接收除冰启动触发信息后，控制盘车停止工作；第二控制单元144，用于在第一控制单元142控制盘车停止工作后，控制泵(10)开始工作；第三控制单元(146)，用于在第二控制单元144控制泵(10)工作预设时间后，控制盘车调整风力发电机组叶片的方位。
考虑到风轮1与机舱5、机舱5与塔筒3之间都存在相对转动，输液管4可设置为分段式结构，在风轮1与机舱5的连接处以及机舱5与塔筒3的连接处可拆卸连接，为了实现较好的连接效果，还可以在上述连接处设置连接器，以将输液管4整体连通。具体操作时，喷淋装置的个数可以对应与叶片个数而设置，如可以采用一套供液装置及三套喷淋装置进行除冰操作；此外，喷嘴9的个数也可以根据实际需要进行调整。
上述叶片除冰装置在风机停机状态下使用，不使用时，将输液管4与泵10拆开；使用时，首先将容器11盛满融冰剂，用卡车拖往目标风机塔底；然后调整风轮1姿态，使某一覆冰的叶片垂直向下，再连接各管路，使整个装置管路畅通；最后启动泵10，将融冰剂泵入喷淋装置，并喷洒至叶片表面，一支叶片除冰完成后，通过盘车调整叶片位置，继续为其他结冰叶片除冰；在除冰过程中，可保持风轮1处于塔筒3的下风向，供液装置处于上风向，以保证覆冰落下不会砸坏供液装置，并保证人身安全。
本领域技术人员可以理解，输液管4可使用硬质管安装在塔筒3内，形成固定管路，也可使用软管，在需要除冰时，从机舱5内垂下，临时安装在塔筒3内；此外，输液管4也可以沿着塔筒3外侧设置；容器11中可增设加热器，对融冰剂进行加热，提高融冰剂融冰效率；为降低泵送难度，可采取供液装置分级泵送的方式，在各塔筒平台上增设容器11、泵10；为降低设备成本，在覆冰较少的情况下，可将供液装置安装到机舱5内使用，泵10、容器11及融冰剂12可通过吊车吊入机舱5内；融冰剂12剂量小时，也可考虑手动泵代替电泵；喷淋装置2中喷嘴9的数量可根据情况选择，由于融冰剂12流淌路径与叶片形状、叶片表面覆冰纹路及喷嘴9的方向都有较大的关系，且部分覆冰融化后，在适当的振动条件下，会发生周围覆冰脱落的连锁反应，所以喷嘴9喷射的融冰剂12不必覆盖叶片全部表面；环形输液管7的设置使叶片表面均能被融冰剂覆盖，为优选方案，相应地，对于连通该环形输液管7的输液管接口8及输液弯管6也为优选方案，具体操作时可以将喷嘴9直接设置在输液管4的输出端；本实用新型的目的在于提供能利用融冰剂进行除冰的装置，故用于放置融冰剂12的容器11为优选方案。
本实用新型各装置实施例采取融冰剂融冰的方式，融冰剂从埋设在叶片根部的喷嘴喷洒在叶片表面，并顺着垂直向下的叶片流经整个叶片表面，除冰效率可大大增加，除冰效果好；还可以根据实际情况判断融冰需求量，可自由调节剂量大小，方便顺利完成除冰工作，相比于加热除冰、振动除冰等方式，该装置不影响机组安全性。
以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种风力发电机组的叶片除冰装置，其特征在于，包括：用于输送融冰剂的泵(10)、与所述泵(10)输出口连接的输液管(4)、与所述输液管(4)连通的喷嘴(9)；所述喷嘴(9)位于风力发电机组叶片的根部，用于将融冰剂喷在所述风力发电机组的叶片上。
2.根据权利要求1所述的叶片除冰装置，其特征在于，还包括：位于所述风力发电机组的叶片根部的输液管接口(8)及连接管；其中，所述输液管接口(8)用于连通所述输液管(4)与所述连接管；所述连接管的输出端连接所述喷嘴(9)。
3.根据权利要求2所述的叶片除冰装置，其特征在于，所述连接管包括：与所述输液管接口(8)连通的环形输液管(7)、与所述环形输液管(7)连通的至少一个输液弯管(6)，每一输液弯管(6)的输出端连接所述喷嘴(9)。
4.根据上述权利要求1-3中任一项所述的叶片除冰装置，其特征在于，还包括：
传感器(13)，用于感测所述风力发电机组叶片的方位信息，并在所述风力发电机组叶片处于垂直向下状态时，发送除冰启动触发信息；
控制器(14)，用于在接收所述除冰启动触发信息后，控制所述泵(10)开始工作。
5.根据权利要求4所述的叶片除冰装置，其特征在于，所述控制器(14)包括：
第一控制单元(142)，用于控制盘车调整所述风力发电机组叶片的方位，并在接收所述除冰启动触发信息后，控制所述盘车停止工作；
第二控制单元(144)，用于在所述第一控制单元控制所述盘车停止工作后，控制所述泵(10)开始工作。
6.根据权利要求5所述的叶片除冰装置，其特征在于，所述控制器(14)还包括：
第三控制单元(146)，用于在第二控制单元控制所述泵(10)工作预设时间后，控制所述盘车调整所述风力发电机组叶片的方位。
7.根据上述权利要求1-3中任一项所述的叶片除冰装置，其特征在于，所述输液管(4)沿着所述风力发电机组的塔筒(3)设置。
8.根据权利要求7所述的叶片除冰装置，其特征在于，所述容器(11)及泵(10)位于所述风力发电机组的塔底。
9.根据权利要求7所述的叶片除冰装置，其特征在于，所述输液管(4)为分段式结构，各段分别对应设置在所述风力发电机组的塔筒(3)、机舱(5)及风轮(1)中；
所述叶片除冰装置还包括：设置在所述机舱(5)与风轮(1)连接处的第一连接器、设置在所述机舱(5)与塔筒(3)连接处的第二连接器；所述第一连接器及第二连接器用于将所述输液管(4)整体连通。
10.一种风力发电机组，其特征在于，包括如上述权利要求1-9中任一项所述的叶片除冰装置。
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