CN202326036U - 一种叶片除冰装置及风力发电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种叶片除冰装置，包括融冰剂泵、输送管和喷嘴，所述输送管一端与所述融冰剂泵的泵送口连接，另一端与所述喷嘴连接，所述融冰剂通过所述喷嘴喷射到叶片上，所述喷嘴的出口具有调节所述融冰剂喷射速度和方向的调节装置。所述调节装置能够调节所述融冰剂的喷射速度和方向，使所述融冰剂的喷射范围足够大能够覆盖到所述叶片的尖端，所述调节装置能够根据风向和风速控制所述融冰剂的喷射范围，所述除冰装置既能有效的去除所述叶片的结冰，又不会浪费所述融冰剂。进一步的实施方式中，还包括检测装置和控制装置，所述检测装置检测所述叶片的结冰信号并传递给所述控制装置，所述控制装置控制所述调节装置调节所述融冰剂的喷射量。

Description

一种叶片除冰装置及风力发电机

技术领域

本实用新型涉及风力发电技术领域，特别是涉及一种用于风力发电机的叶片除冰装置。此外，本实用新型还涉及一种包括上述叶片除冰装置的风力发电机。

背景技术

风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。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，是当前世界经济开发规模最大的新能源。

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和主轴系统，所述主轴系统将动力输入齿轮箱，所述齿轮箱经过增速后将转矩传递给发电机，所述发电机转子转动产生电能。

风力发电机的风车包括至少两只叶片，当风吹向所述叶片时，气动力驱动所述风车转动。由于自然界风速是不断变化的，所述风力发电机在工作过程中，不断地跟踪调整所述叶片迎风面的夹角，完成最佳的风能捕获及功率控制。

风力发电机的各种部件中，叶片直接暴露在外界中，在寒冷的环境下作业时，所述叶片表面经常结冰。所述叶片表面上的冰会降低所述风力发电机的运行效率，从而阻碍了风力发电机发电效率。因此，所述叶片的除冰成为提高所述风力发电机发电效率的关键。

风力发电机的除冰方法有通过振动或者人工清除等方法，此种除去所述叶片表面的结冰的方法不但成本高操作复杂，且不适用于恶劣环境。

请参考图1，图1为一种海上风力发电机的除冰装置示意图。

泵1将海水泵起，输送到喷嘴2，所述喷嘴分别位于叶片3的旋转中心和塔筒4上，可以将海水喷洒在所述叶片3的表面起到融冰的效果。当遇到恶劣环境(如大风，疾风等)条件时，所述除冰装置无法将海水喷撒到所述叶片3的尖端。在风力发电机的实际运行过程中，所述叶片3的尖端比较容易结冰，上述的方法不能有效的除去叶片尖端的冰。

因此，如何在恶劣环境有效地除去风力发电机叶片尖端的结冰，是本领域的技术人员目前需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种叶片除冰装置，该叶片除冰装置能在恶劣环境下有效地去除叶片的结冰。本实用新型的另一目的是提供一种包括上述叶片除冰装置的风力发电机。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种叶片除冰装置，包括融冰剂泵、输送管和喷嘴，所述输送管一端与所述融冰剂泵的泵送口连接，另一端与所述喷嘴连接，所述融冰剂通过所述喷嘴喷射到叶片上，所述喷嘴的出口具有调节所述融冰剂喷射速度和喷射方向的调节装置。

优选地，所述叶片除冰装置还包括检测装置，所述检测装置与所述调节装置相连，所述检测装置检测所述叶片是否结冰并将信号传递给所述调节装置。

优选地，所述叶片除冰装置还包括控制装置，所述控制装置分别与所述检测装置和所述调节装置相连，所述控制装置接收所述检测装置的信号并控制所述调节装置根据风速的大小和方向调节所述融冰剂的喷射速度和喷射方向。

优选地，所述调节装置包括设置在所述喷嘴出口处的挡块，所述调节装置通过调整所述挡块相对于所述喷嘴的位置改变所述融冰剂的喷射量大小和喷射方向。

优选地，所述喷嘴固定在导流罩上，所述输送管穿过塔筒和机舱与所述喷嘴连接。

优选地，所述叶片根部也具有所述喷嘴，所述喷嘴朝向所述叶片旋转时离心力的方向。

优选地，所述叶片除冰装置还包括与所述融冰剂泵相连的融冰剂储存器。

本实用新型还提供了一种风力发电机，包括叶片和叶片除冰装置，所述叶片除冰装置为上述任一项所述的叶片除冰装置。

本实用新型提供的叶片除冰装置，包括融冰剂泵、输送管和喷嘴，所述输送管一端与所述融冰剂泵的泵送口连接，另一端与所述喷嘴连接，所述融冰剂通过所述喷嘴喷射到叶片上，所述喷嘴的出口具有调节所述融冰剂喷射速度和喷射方向的调节装置。

所述调节装置能够调节所述融冰剂的喷射速度和喷射方向，使所述融冰剂的喷射范围足够大，能够覆盖到所述叶片的尖端，所述调节装置能够根据风向和风速控制所述融冰剂的喷射范围，所述除冰装置既能有效的去除所述叶片的结冰，又不会浪费所述融冰剂。

一种方式中，所述叶片除冰装置还包括检测装置，所述检测装置与所述调节装置相连，所述检测装置检测所述叶片是否结冰并将信号传递给所述调节装置。

所述检测装置能够检测叶片表面是否结冰，并将结冰信号传递给所述调节装置。所述叶片表面一旦结冰，所述调节装置即可调节所述喷嘴为所述叶片喷洒所述融冰剂。

另一种方式中，所述叶片除冰装置还包括控制装置，所述控制装置分别与所述检测装置和所述调节装置相连，所述控制装置接收所述检测装置的信号并控制所述调节装置根据风速的大小和方向调节所述融冰剂的喷射速度和喷射方向。

所述检测装置将所述结冰信号传递给所述控制装置，由所述控制装置根据风速的大小和方向控制所述调节装置，所述调节装置调节所述喷嘴的喷射范围，使所述融冰剂覆盖到所述叶片的尖端。

一种优选的方式中，所述调节装置包括设置在所述喷嘴出口处的挡块，所述调节装置通过调整所述挡块相对于所述喷嘴的位置改变所述融冰剂的喷射量大小和喷射方向。

所述融冰剂的喷射范围由所述喷嘴喷口的大小和方向决定，所述挡块相对与所述喷嘴位置可以改变所述喷嘴喷口的大小和方向，即调节了所述融冰剂的喷射范围，能够去除所述叶片尖端的结冰。

进一步的方式中，所述喷嘴固定在导流罩上，所述输送管穿过塔筒和机舱与所述喷嘴连接。

所述喷嘴固定在导流罩上，相当于所述叶片转动的中心位置，吹向所述叶片的风使得所述叶片转动，喷洒所述融冰剂时，从所述喷嘴喷出的所述融冰剂，将被风吹向所述叶片，随着所述叶片的转动，所述融冰剂被均匀洒在各所述叶片上。

更进一步的方式中，所述叶片根部也具有所述喷嘴，所述喷嘴朝向所述叶片旋转时离心力的方向。

将所述喷嘴设置在所述叶片的根部，使各所述叶片有自己独立的喷洒装置，可以针对每个所述叶片的结冰情况分别控制各所述喷嘴。

另一种方式中，所述叶片除冰装置还包括与所述融冰剂泵相连的融冰剂储存器。

所述融冰剂储存器专门为所述融冰剂泵提供融冰剂，二者可以并排设置，也可以相距一定距离由输送管连接。

本实用新型还提供了一种风力发电机，包括上述叶片除冰装置，该风力发电机的叶片除冰装置能在恶劣环境下有效地去除叶片的结冰。

附图说明

图1为一种海上风力发电机的除冰装置示意图；

图2为本实用新型实施例所提供的叶片除冰装置的示意图；

图3为图2所示的叶片除冰装置的调节装置一种具体形式的示意图；

图4为图2所示的叶片除冰装置的调节装置另一种具体形式的示意图；

图5为图2所示的叶片除冰装置的调节装置另一种具体形式的示意图。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种叶片除冰装置，该叶片除冰装置能在恶劣环境下有效地去除叶片的结冰。本实用新型的另一核心是提供一种包括上述叶片除冰装置的风力发电机。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图2，图2为本实用新型实施例所提供的叶片除冰装置的示意图。

在一种具体的实施方式中，本实用新型提供了一种叶片除冰装置，包括融冰剂泵1、输送管5和喷嘴2，所述输送管5一端与所述融冰剂泵1的泵送口连接，另一端与所述喷嘴2连接，所述融冰剂通过所述喷嘴2喷射到叶片上，所述喷嘴2的出口具有调节所述融冰剂喷射速度和喷射方向的调节装置9。

所述调节装置9能够调节所述融冰剂的喷射速度和喷射方向，使所述融冰剂的喷射范围足够大，能够覆盖到所述叶片3的尖端，能够去除所述叶片3尖端的结冰。所述调节装置9能够根据风向和风速控制所述融冰剂的喷射范围，使所述融冰剂对所述叶片3的覆盖比较全面，所述除冰装置能有效的去除所述叶片3的结冰，同时也不会浪费所述融冰剂。

另一种具体的实施方式中，所述叶片除冰装置还包括检测装置8，所述检测装置8与所述调节装置9相连，所述检测装置8检测所述叶片3是否结冰并将信号传递给所述调节装置9。

所述检测装置8能够检测所述叶片3表面是否结冰，并将结冰信号传递给所述调节装置9。所述叶片3表面一旦结冰，所述调节装置9即可调节所述喷嘴2为所述叶片3喷洒所述融冰剂。

所述检测装置8可以安装在所述叶片3的表面，最好安装在所述叶片3最容易结冰的位置，这样可以在所述叶片3刚开始结冰的时候就喷洒所述融冰剂，能够起到很好的预防所述叶片3表面大量的结冰的情况。

一种优选的实施方式中，所述叶片除冰装置还包括控制装置7，所述控制装置7分别与所述检测装置7和所述调节装置9相连，所述控制装置7接收所述检测装置8的信号并控制所述调节装置9根据风速的大小和方向调节所述融冰剂的喷射速度和喷射方向。

所述检测装置8将所述结冰信号传递给所述控制装置7，由所述控制装置7根据风速的大小和方向控制所述调节装置9，所述调节装置9调节所述喷嘴2的喷射范围，使所述融冰剂覆盖到所述叶片3的尖端。

在所述检测装置8、所述控制装置7和所述调节装置9的协作配合下，能够根据具体的工作环境调节所述融冰剂的喷洒范围，能够实现利用最少的融冰剂达到最好的防冰和融冰效果。所述叶片除冰装置既具有很好的除冰效果又节省所述融冰剂。

请参考图3至图5，图3为图2所示的叶片除冰装置的调节装置一种具体形式的示意图，图4为图2所示的叶片除冰装置的调节装置另一种具体形式的示意图，图5为图2所示的叶片除冰装置的调节装置另一种具体形式的示意图。

另一种优选的实施方式中，所述调节装置9包括设置在所述喷嘴2出口处的挡块91，所述调节装置9通过调整所述挡块91相对于所述喷嘴2的位置改变所述融冰剂的喷射量大小和喷射方向。

所述融冰剂的喷射范围由所述喷嘴2喷口的大小和方向决定，所述挡块91相对与所述喷嘴2位置可以改变所述喷嘴2喷口的大小和方向，即调节了所述融冰剂的喷射范围，能够去除所述叶片3尖端的结冰。

所述挡块91的面积可以大于，也可以小于所述喷嘴2的喷口；所述挡块91的形状可以与所述喷嘴2的形状相似，也可以为规则的形状，还可以为不规则的形状。

当然，所述调节装置9不仅仅局限于所述挡块91，其他能够实现对所述喷嘴2喷口的大小和方向进行调节的装置或结构也可以在本实用新型中应用。

进一步的实施方式中，所述喷嘴2固定在导流罩上，所述输送管5穿过塔筒和机舱与所述喷嘴2连接。

所述喷嘴2固定在所述导流罩上，相当于所述叶片3转动的中心，吹向所述叶片3的风使得所述叶片3转动，喷洒所述融冰剂时，从所述喷嘴2喷出的所述融冰剂，将被风吹向所述叶片3，随着所述叶片3的转动，所述融冰剂被均匀洒在各所述叶片3上。

所述输送管5的位置可以从所述塔筒和所述机舱内部穿过，也可以固定所述塔筒和所述机舱外部。所述输送管5位于能够满足连接所述融冰剂泵1和所述喷嘴2并为所述喷嘴2输送融冰剂的其他位置也可以在本实用新型中应用。

另一种进一步的实施方式中，所述叶片3根部也具有所述喷嘴2，所述喷嘴2朝向所述叶片3旋转时离心力的方向。

将所述喷嘴2设置在所述叶片3的根部，使各所述叶片3有自己独立的喷洒装置，可以针对每个所述叶片3的结冰情况分别控制各所述喷嘴2。

如果出现个别所述叶片3结冰的情况，则可只控制此叶片3的喷嘴2，为结冰的叶片3有针对性的单独除冰，可以既有效的去除所述叶片3表面的结冰又节省所述融冰剂。

综上所述，所述喷嘴2的位置不仅仅局限于上述各实施例所述的情况，位于其他便于为所述叶片3喷射所述融冰剂的位置也可以在本实用新型中应用。

另一种具体的实施方式中，所述叶片除冰装置还包括与所述融冰剂泵1相连的融冰剂储存器6。

所述融冰剂储存器6专门为所述融冰剂泵1提供融冰剂，二者可以并排设置，也可以相距一定距离由输送管5连接。

综上所述，所述融冰剂泵1和所述融冰剂储存器6的位置不是唯一的，位于塔筒内部平台、塔筒外部地面或其他位置都是可以的。

除了上述叶片除冰装置，本实用新型还提供一种包括上述叶片除冰装置的风力发电机，该风力发电机其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

以上对本实用新型所提供的风力发电机及其叶片除冰装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种叶片除冰装置，包括融冰剂泵(1)、输送管(5)和喷嘴(2)，所述输送管(5)一端与所述融冰剂泵(1)的泵送口连接，另一端与所述喷嘴(2)连接，所述融冰剂通过所述喷嘴(2)喷射到叶片上，其特征在于，所述喷嘴(2)的出口具有调节所述融冰剂喷射速度和喷射方向的调节装置(9)。

2.如权利要求1所述的叶片除冰装置，其特征在于，所述叶片除冰装置还包括检测装置(8)，所述检测装置(8)与所述调节装置(9)相连，所述检测装置(8)检测所述叶片(3)是否结冰并将信号传递给所述调节装置(9)。

3.如权利要求2所述的叶片除冰装置，其特征在于，所述叶片除冰装置还包括控制装置(7)，所述控制装置(7)分别与所述检测装置(7)和所述调节装置(9)相连，所述控制装置(7)接收所述检测装置(8)的信号并控制所述调节装置(9)根据风速的大小和方向调节所述融冰剂的喷射速度和喷射方向。

4.如权利要求1至3任一项所述的叶片除冰装置，其特征在于，所述调节装置(9)包括设置在所述喷嘴(2)出口处的挡块(91)，所述调节装置(9)通过调整所述挡块(91)相对于所述喷嘴(2)的位置改变所述融冰剂的喷射量大小和喷射方向。

5.如权利要求4所述的叶片除冰装置，其特征在于，所述喷嘴(2)固定在导流罩上，所述输送管(5)穿过塔筒和机舱与所述喷嘴(2)连接。

6.如权利要求5所述的叶片除冰装置，其特征在于，所述叶片(3)根部也具有所述喷嘴(2)，所述喷嘴(2)朝向所述叶片(3)旋转时离心力的方向。

7.如权利要求6所述的叶片除冰装置，其特征在于，所述叶片除冰装置还包括与所述融冰剂泵(1)相连的融冰剂储存器(6)。

8.一种风力发电机，包括叶片和叶片除冰装置，其特征在于，所述叶片除冰装置为上述1至7任一项所述的叶片除冰装置。

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