CN212177333U - 一种叶片除冰加热器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种叶片除冰加热器，包括加热器主体，加热器主体包括壳体、安装支架及发热元件，发热元件包括发热体及绝缘体，发热体由正温度系数热敏电阻制成，每一发热体设有若干散热孔，若干发热体固定于绝缘体，设置于同一绝缘体上的发热体的散热孔形成一迎风面，迎风面通过安装支架固定安装于壳体，壳体内设有多个迎风面，多个迎风面相互平行，风机产生的风流经多个迎风面进行加热，使加热器主体排出热风。上述发热体由正温度系数热敏电阻制成，当送风条件破坏，发热体热量带不出去，在箱体会产生高温，此时发热体干烧，由于PTC元件的特性，加热器工作电流会快下降，发热体工作电流下降，表面温度就不会再升高，实现控制温度的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及风力发电机组，尤其是涉及风力发电机组叶片除冰加热器。
背景技术
风力发电叶片上的结冰危害成为影响风力发电机组的发电效率以及风电机组寿命的非常重要的负面因素。
目前国内外在用的叶片除冰加热方式有：电阻丝组成的加热、碳化硅加热、它们的缺点是抗振动性能差，体积重量大，且热量不可控制，当送风出现故障时，大量的热量在加热器箱内散发不出，加热体温度上升到600℃以上，因叶片内腔材料为塑脂等密封环境，较高的温度造成叶片内腔材料损坏，带来很大的安全隐患。
实用新型内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的之一在于提供一种高电压条件下、热量可控的叶片除冰PTC加热器，降低安全隐患。
本实用新型的目的之一采用如下技术方案实现：
一种叶片除冰加热器，包括加热器主体，所述加热器主体包括壳体、安装支架及发热元件，所述发热元件包括发热体及绝缘体，所述发热体由正温度系数热敏电阻制成，每一所述发热体设有若干散热孔，若干发热体固定于所述绝缘体，设置于同一所述绝缘体上的发热体的散热孔形成一迎风面，所述迎风面通过所述安装支架固定安装于所述壳体，所述壳体内设有多个所述迎风面，多个所述迎风面相互平行，风机产生的风流经多个所述迎风面进行加热，使所述加热器主体排出热风。
进一步地，所述迎风面的数量小于五层。
进一步地，所述散热孔的孔径为3mm-3.4mm。
进一步地，所述迎风面为矩形。
进一步地，相邻所述发热体之间形成间隙，间隙为5mm。
进一步地，所述迎风面两侧与所述壳体之间分别形成通风通道。
进一步地，所述通风通道宽度为10mm。
进一步地，所述叶片除冰加热器还包括风机及前导风罩，所述前导风罩设有进风口，所述进风口呈矩形，所述前导风罩进风口与所述风机连通，所述前导风罩另一端与所述壳体内部连通。
进一步地，所述叶片除冰加热器还包括后导风罩，所述后导风罩设有出风口，所述出风口呈圆形，所述后导风罩与所述壳体内部连通。
进一步地，所述加热器主体的风压损失小于等于150Pa。
相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：
(1)上述的叶片除冰加热器的发热体由正温度系数热敏电阻(PTC元件)制成，当送风条件破坏，发热体热量带不出去，在箱体会产生270℃的高温，此时发热体进行干烧，由于PTC元件的特性，加热器工作电流会快下降到几百毫安，发热体工作电流下降，其表面温度就不会再升高，实现控制温度的目的。
(2)上述的叶片除冰加热器的发热体排列方式以及迎风面的设计，使内部压力损失≤150Pa，产生的加热效果越好，加热器壳体不会发热，避免安全隐患
附图说明
图1为本实用新型叶片除冰加热器的一结构示意图；
图2为图1的叶片除冰加热器的一剖视图；
图3为图1的叶片除冰加热器的一发热体的结构示意图；
图4为图1的叶片除冰加热器的迎风面的结构示意图；
图5为图1的叶片除冰加热器的前导风罩的主视图；
图6为图1的叶片除冰加热器的后导风罩的主视图；
图7为图1的叶片除冰加热器无风速功率运行曲线。
图中：10、风机；20、前导风罩；21、进风口；30、加热器主体；31、壳体；32、发热元件；320、发热体；321、绝缘体；33、安装支架；34、电源连接件；35、通风通道；36、迎风面；40、后导风罩；41、出风口。
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做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。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在另一中间组件，通过中间组件固定。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在另一中间组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在另一中间组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1至图7，本实用新型叶片除冰加热器安装于风力发电机叶片内腔，用于提高叶片内腔温度，叶片内腔升温到一定值后实现内外热交换，对叶片表面除冰。
叶片除冰加热器包括风机10、前导风罩20、加热器主体30以及后导风罩40。
前导风罩20呈锥形。前导风罩20设有进风口21，进风口21呈矩形。前导风罩20通过进风口21与风机10连通。
加热器主体30包括壳体31、发热元件32、安装支架33以及电源连接件34。发热元件32包括发热体320以及绝缘体321。发热体320由正温度系数热敏电阻(PTC元件)制成，当送风条件破坏，发热体320热量带不出去，在壳体31内会产生270℃的高温，此时发热体320进行干烧，由于PTC元件的特性，加热器主体30工作电流会快下降到几百毫安，发热体320工作电流下降，其表面温度就不会再升高，实现控制温度的目的(见图7)。
单条发热体320功率为1KW，电压等级400～690VAC，本体温度控制在250℃。发热体320上设有散热孔，散热孔的的孔径为3mm-3.4mm。若干发热体320上下两端安装于绝缘体321，排列成一排，两相邻发热体320之间形成间隙，间隙宽度为5mm。间隙能够降低加热器主体30内部风阻，减少压力损失。
一排发热体320上的散热孔形成迎风面36。气流从迎风面36流过并带走发热体320上的热量，使发热体320降温，气流升温，同时也产生压力损失。一排发热体320通过安装支架33固定安装于壳体31。此时迎风面36两侧与壳体31之间形成通风通道35，通风通道35的宽度为10mm，通风通道35能够降低加热器主体30内部风阻，减少压力损失，防止壳体31发热。
迎风面36设计为矩形，优选地为方形。理论上圆形结构的通风体风阻及压力损失最小，因圆形结构时发热体320在内部排列时中间长，两边短，加工难度倍增，同时组成三相功率时会产生三相不平衡，在运行时对风力发电机组造成影响。为此设计面积为240*240mm，确保PTC发热体320在箱内受风相同，确保箱内发热体320组成的电气回路三相功率、电流平衡，同时满足加热器主体30压力损失≤150Pa。
壳体31内迎风面36的层数不大于5层，防止内部风阻过大，安装发热体320越密集压力损失就会增加。电源连接件34固定于壳体31并与发热体320电性连接，为发热体320供电。
后导风罩40呈锥形。后导风罩40设有出风口41，出风口41呈圆形。后导风罩40固定于壳体31一侧并与壳体31内部连通。
发热体320受电后产生热量，在风机10作用下，气流经过前导风罩20进入加热器主体30，气流从迎风面36流过并带走发热体320上的热量，使发热体320降温，气流升温，经后导风罩40后流入叶片内腔，把热量带到叶片尖部，内腔升温到一定值后实现内外热交换，对叶片表面除冰。
通过对加热器主体30的壳体31、发热体320、风阻等结构设计，实现叶片除冰加热器功率20～40KW，在运行时壳体31表面温度≤60℃，风压损失≤150Pa，满足5g以下加速力作用，实现叶片除冰中设备加热器(40Kg)小型化，风机(34Kg)小型化，方便除冰系统现场安装，提升产品的适应性。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种叶片除冰加热器，包括加热器主体，其特征在于：所述加热器主体包括壳体、安装支架及发热元件，所述发热元件包括发热体及绝缘体，所述发热体由正温度系数热敏电阻制成，每一所述发热体设有若干散热孔，若干发热体固定于所述绝缘体，设置于同一所述绝缘体上的发热体的散热孔形成一迎风面，所述迎风面通过所述安装支架固定安装于所述壳体，所述壳体内设有多个所述迎风面，多个所述迎风面相互平行，风机产生的风流经多个所述迎风面进行加热，使所述加热器主体排出热风。
2.根据权利要求1所述的叶片除冰加热器，其特征在于：所述迎风面的数量小于五层。
3.根据权利要求1所述的叶片除冰加热器，其特征在于：所述散热孔的孔径为3mm-3.4mm。
4.根据权利要求1所述的叶片除冰加热器，其特征在于：所述迎风面为矩形。
5.根据权利要求1所述的叶片除冰加热器，其特征在于：相邻所述发热体之间形成间隙，间隙为5mm。
6.根据权利要求1所述的叶片除冰加热器，其特征在于：所述迎风面两侧与所述壳体之间分别形成通风通道。
7.根据权利要求6所述的叶片除冰加热器，其特征在于：所述通风通道宽度为10mm。
8.根据权利要求1所述的叶片除冰加热器，其特征在于：所述叶片除冰加热器还包括风机及前导风罩，所述前导风罩设有进风口，所述进风口呈矩形，所述前导风罩进风口与所述风机连通，所述前导风罩另一端与所述壳体内部连通。
9.根据权利要求1所述的叶片除冰加热器，其特征在于：所述叶片除冰加热器还包括后导风罩，所述后导风罩设有出风口，所述出风口呈圆形，所述后导风罩与所述壳体内部连通。
10.根据权利要求1所述的叶片除冰加热器，其特征在于：所述加热器主体的风压损失小于等于150Pa。
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