CN220302267U - 风力发电机组的叶片及风力发电机组 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种风力发电机组的叶片及风力发电机组，叶片包括叶片本体和防护结构，防护结构至少包括弹性保护层和防冰保护层，弹性保护层覆盖于至少部分叶片本体，防冰保护层覆盖于弹性保护层，防冰保护层的周向边沿具有凸出于弹性保护层的凸部，凸部与叶片本体连接。在叶片本体上分别设置弹性保护层，可以因为弹性缓冲从而减少对叶片的作用力，保护叶片不受损伤，同时，覆盖在弹性保护层之上的防冰保护层则可以降低叶片表面的冰粘附系数，从而降低叶片覆冰的概率。并且，由于防冰保护层的周向边沿具有凸出于弹性保护层的凸部，通过该凸部覆盖弹性保护层与叶片本体之间的接缝，提升弹性保护层的使用寿命。

Description

风力发电机组的叶片及风力发电机组

技术领域

本公开涉及风电机组叶片防护技术领域，具体地，涉及一种风力发电机组的叶片及风力发电机组。

背景技术

风力发电机的叶片在高速旋转中，叶尖和前缘线速度可达到50～100m/s，此时，与雨滴、砂石碰撞很容易损伤、腐蚀叶片。叶片的缺损会造成发电量损失，严重的甚至可能导致叶片开裂、断裂，引发安全风险。相关技术中，通常采用贴敷前缘保护膜的方式解决。同时，在气温较低，湿度较大的地区，还存在叶片覆冰现象，叶片覆冰会降低发电效率、改变叶片的转动配重，从而影响设备安全性。相关技术中通常采用防覆冰涂料解决。但是，两者的保护性能无法兼顾，前缘保护膜虽然可以保护叶片，但是防覆冰的效果差，防覆冰涂料对于叶片的前缘保护性差，叶片容易损伤。

实用新型内容

本公开的目的是提供一种风力发电机组的叶片及风力发电机组，以解决上述技术问题。

为了实现上述目的，作为本公开的一个方面，本公开提供一种风力发电机组的叶片，包括叶片本体和防护结构，所述防护结构至少包括弹性保护层和防冰保护层，所述弹性保护层覆盖于至少部分所述叶片本体，所述防冰保护层覆盖于所述弹性保护层，所述防冰保护层的周向边沿具有凸出于所述弹性保护层的凸部，所述凸部与所述叶片本体连接。

可选地，所述防冰保护层为陶瓷薄膜。

可选地，所述陶瓷薄膜的冰粘附强度为42kpa-43kpa。

可选地，所述叶片本体包括叶片前缘部，所述弹性保护层覆盖于所述叶片前缘部，所述凸部与所述叶片前缘部连接。

可选地，所述弹性保护层的周向边沿的厚度朝远离所述弹性保护层的方向逐渐减小，以使所述弹性保护层的周向边沿形成斜面结构，所述防冰保护层的周向边沿覆盖于所述斜面结构，使得所述凸部全部贴合于所述叶片本体。

可选地，所述防护结构还包括密封涂层，所述密封涂层沿所述防冰保护层的周向边沿设置，所述密封涂层的一部分覆盖于所述凸部，所述密封涂层的另一部分覆盖于所述叶片本体。

可选地，所述弹性保护层为聚氨酯涂料层，所述聚氨酯涂料层能够固化连接于所述叶片本体，所述防冰保护层通过所述聚氨酯涂料层与所述叶片本体粘接。

可选地，所述聚氨酯涂料层包括弹性层和粘接层，所述弹性层设置在所述粘接层和所述叶片本体之间，所述粘接层设置于所述防冰保护层和弹性层之间，所述粘接层的厚度小于所述弹性层的厚度。

可选地，所述弹性保护层的厚度为1mm-2mm，所述防冰保护层的厚度为1mm。

作为本公开的另一方面，本公开提供一种风力发电机组，包括发电机和多个上述的叶片，多个所述叶片的一端均连接于所述发电机的转动端并绕所述发电机的转动端的轴线环绕间隔设置。

通过上述技术方案，在叶片本体上设置弹性保护层，使得雨滴或砂石与叶片碰撞时，可以因为弹性缓冲从而减少对叶片的作用力，保护叶片不受损伤，同时，覆盖在弹性保护层之上的防冰保护层则可以降低叶片表面的冰粘附系数，从而降低叶片覆冰的概率。并且，由于防冰保护层的周向边沿具有凸出于弹性保护层的凸部，通过该凸部，防冰保护层可以与叶片本体连接，并覆盖弹性保护层与叶片本体之间的接缝，从而防止雨水通过缝隙进入弹性保护层和叶片本体之间，提升弹性保护层的使用寿命。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开一种实施方式提供的风力发电机组的叶片的剖视示意图；

图2是图1中A部分的放大示意图；

图3是图1中B部分的放大示意图。

附图标记说明

1-叶片；11-叶片本体；112-叶片前缘部；12-防护结构；121-弹性保护层；1211-斜面结构；122-防冰保护层；1221-凸部。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是以相应附图的图面方向为基准定义的。“内、外”是指相应部件的轮廓的内和外。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

作为本公开的一个方面，如图1至图3所示，本公开提供一种风力发电机组的叶片1，叶片1包括叶片本体11和防护结构12，防护结构12至少包括弹性保护层121和防冰保护层122，弹性保护层121覆盖于至少部分叶片本体11，防冰保护层122覆盖于弹性保护层121，防冰保护层122的周向边沿具有凸出于弹性保护层121的凸部1221，凸部1221与叶片本体11连接。

通过上述技术方案，在叶片本体11上设置弹性保护层121，使得雨滴或砂石与叶片1碰撞时，可以因为弹性缓冲从而减少对叶片1的作用力，保护叶片1不受损伤，同时，覆盖在弹性保护层121之上的防冰保护层122则可以降低叶片1表面的冰粘附系数，从而降低叶片1覆冰的概率。并且，由于防冰保护层122的周向边沿具有凸出于弹性保护层121的凸部1221，通过该凸部1221，防冰保护层122可以与叶片本体11连接，并覆盖弹性保护层121与叶片本体11之间的接缝，从而防止雨水通过缝隙进入弹性保护层121和叶片本体11之间，提升弹性保护层121的使用寿命。

本公开对防冰保护层122的具体材料不做限制，作为本公开的一种实施方式，防冰保护层122可以为陶瓷薄膜。陶瓷薄膜具有较强的疏水性，使得叶片本体11的表面不易形成水膜，从而避免水膜因温度低而结冰。同时，陶瓷薄膜的冰粘附强度低，即使形成覆冰，也会因为无法长时间粘附在防冰保护层122表面而脱落，进一步减少叶片本体11表面的覆冰。

可选地，陶瓷薄膜的冰粘附强度可以为42kpa-43kpa。现有的防覆冰涂料的冰黏附系数强度一般为100kpa，本公开采用的冰黏附系数较低的陶瓷薄膜作为防冰保护层122，可以有效减少叶片本体11表面的覆冰，从而保证风力发电机组的正常运行。

为了降低施工成本，可选地，如图3所示，叶片本体11包括叶片前缘部112，弹性保护层121覆盖于叶片前缘部112，凸部1221与叶片前缘部112连接。叶片1转动过程中，叶片前缘部112迎风转动，高速转动下，雨水和砂石对叶片前缘部112的腐蚀性最强，通过在叶片前缘部112覆盖防护结构12，可以有效保护叶片本体11较为容易损坏的部分，减少整体包覆面积，从而进一步降低施工成本，同时对叶片本体11做到最大的保护。

为了增大防护结构12与叶片本体11的贴合程度，可选地，如图3所示，弹性保护层121的周向边沿的厚度朝远离弹性保护层121的方向逐渐减小，以使弹性保护层121的周向边沿形成斜面结构1211，防冰保护层122的周向边沿覆盖于斜面，使得凸部1221全部贴合于叶片本体11。采用厚度逐渐减小的方式设置弹性保护层121的边沿，可以逐渐减缓弹性保护层121和叶片本体11之间的过渡坡度，增加弹性保护层121和叶片本体11的贴合程度，形成光滑的表面。凸部1221覆盖在边沿上，并与叶片本体11贴合，可以覆盖弹性保护层121边沿与叶片本体11的接缝，从而进一步防止雨水对于弹性保护层121的腐蚀。

可选地，防护结构12还包括密封涂层，密封涂层沿防冰保护层122的周向边沿设置，密封涂层的一部分覆盖于凸部1221，密封涂层的另一部分覆盖于叶片本体11。为了保证防冰保护层122不会受雨水侵蚀而脱落或变形，在防冰保护层122的边缘设置密封涂层，一方面可以填平防冰保护层122的边沿与叶片本体11之间的台阶面，使得防护结构12与叶片本体11的连接面更加平滑，另一方面还可以降低雨水或风进入防冰保护层122与叶片本体11之间的接缝的概率，增加防护结构12的使用寿命。

本公开对弹性保护层121的材料不做限定，弹性保护层121可以为天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、乙丙橡胶、聚氨酯等其中的一种或多种材料。可选地，弹性保护层121可以为聚氨酯涂料层，聚氨酯涂料层能够固化连接于叶片本体11，防冰保护层122通过聚氨酯涂料层与叶片本体11粘接。聚氨酯涂料层固化后，具有较高的弹性变形限度，可以为雨水和砂石的撞击提供更好的缓冲效果，以避免叶片本体11受损。同时，为了提升连接紧密性，采用聚氨酯涂料层将防冰保护层122和叶片本体11粘接，可以减少背胶的使用，以防止背胶失效造成的防冰保护层122脱落。

可选地，聚氨酯涂料层包括弹性层和粘接层，弹性层设置在粘接层和叶片本体11之间，粘接层设置于防冰保护层122和弹性层之间，粘接层的厚度小于弹性层的厚度。在弹性保护层121的涂装过程中，首先要在叶片本体11的表面涂覆弹性层，待弹性层固化后，在弹性层的表面再涂覆一次聚氨酯涂料层以作为粘接层，从而实现将弹性层与防冰保护层122粘接的效果。并且，要在粘接层处于半固化的状态前，贴敷防冰保护层122，从而保证防冰保护层122与弹性层之间的粘接效果。由于粘接层的厚度小于弹性层的厚度，一方面使得厚度足够的弹性层可以产生足够的弹性回复力，从而保护叶片本体11；另一方面，粘接层的厚度小于弹性层的厚度可以减少弹性层和防冰保护层122之间的间隙，使得弹性层与防冰保护层122之间的粘接更紧密，保证粘接效果。

可选地，弹性保护层121的厚度为1mm-2mm，防冰保护层122的厚度为1mm。为了减少风机叶片1运行过程中的阻力，将弹性保护层121和防冰保护层122的厚度分别设置为1mm-2mm和1mm，使得防护结构12更薄，可以在保护风机叶片1的前提下，减少风阻，提升风机机组的运行效率。

在本公开的另一种实施方式中，防护结构12也可以为一体式结构，即，弹性保护层121和防冰保护层122通过事先合成组合加工的方式形成防护结构12，只需将防护结构12直接粘接于叶片本体11的表面即可，以减少加工和安装时间。

作为本公开的另一方面，本公开提供一种风力发电机组，包括发电机和多个上述的叶片1，多个叶片1的一端均连接于发电机的转动端并绕发电机的转动端的轴线环绕间隔设置。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种风力发电机组的叶片，其特征在于，包括叶片本体和防护结构，所述防护结构至少包括弹性保护层和防冰保护层，所述弹性保护层覆盖于至少部分所述叶片本体，所述防冰保护层覆盖于所述弹性保护层，所述防冰保护层的周向边沿具有凸出于所述弹性保护层的凸部，所述凸部与所述叶片本体连接。

2.根据权利要求1所述的风力发电机组的叶片，其特征在于，所述防冰保护层为陶瓷薄膜。

3.根据权利要求2所述的风力发电机组的叶片，其特征在于，所述陶瓷薄膜的冰粘附强度为42kpa-43kpa。

4.根据权利要求1所述的风力发电机组的叶片，其特征在于，所述叶片本体包括叶片前缘部，所述弹性保护层覆盖于所述叶片前缘部，所述凸部与所述叶片前缘部连接。

5.根据权利要求4所述的风力发电机组的叶片，其特征在于，所述弹性保护层的周向边沿的厚度朝远离所述弹性保护层的方向逐渐减小，以使所述弹性保护层的周向边沿形成斜面结构，所述防冰保护层的周向边沿覆盖于所述斜面结构，使得所述凸部全部贴合于所述叶片本体。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的风力发电机组的叶片，其特征在于，所述防护结构还包括密封涂层，所述密封涂层沿所述防冰保护层的周向边沿设置，所述密封涂层的一部分覆盖于所述凸部，所述密封涂层的另一部分覆盖于所述叶片本体。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的风力发电机组的叶片，其特征在于，所述弹性保护层为聚氨酯涂料层，所述聚氨酯涂料层能够固化连接于所述叶片本体，所述防冰保护层通过所述聚氨酯涂料层与所述叶片本体粘接。

8.根据权利要求7所述的风力发电机组的叶片，其特征在于，所述聚氨酯涂料层包括弹性层和粘接层，所述弹性层设置在所述粘接层和所述叶片本体之间，所述粘接层设置于所述防冰保护层和弹性层之间，所述粘接层的厚度小于所述弹性层的厚度。

9.根据权利要求1-5中任一项所述的风力发电机组的叶片，其特征在于，所述弹性保护层的厚度为1mm-2mm，所述防冰保护层的厚度为1mm。

10.一种风力发电机组，其特征在于，包括发电机和多个权利要求1-9中任一项所述的叶片，多个所述叶片的一端均连接于所述发电机的转动端并绕所述发电机的转动端的轴线环绕间隔设置。