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1、(10)申请公布号 CN 103821665 A (43)申请公布日 2014.05.28 CN 103821665 A (21)申请号 201310492752.X (22)申请日 2013.10.18 F03D 1/06(2006.01) F03D 11/00(2006.01) F03D 1/00(2006.01) (71)申请人 河海大学常州校区 地址 213022 江苏省常州市晋陵北路 200 号 (72)发明人 潘盼 蔡新 顾荣蓉 朱杰 杨杰 舒超 张灵熙 张羽 (74)专利代理机构 南京纵横知识产权代理有限 公司 32224 代理人 董建林 许婉静 (54) 发明名称 一种水平轴风。
2、力机叶片除冰装置 (57) 摘要 本发明公开了一种上风向水平轴风力机叶片 除冰装置， 一种水平轴风力机叶片除冰装置， 其特 征在于 : 包括叶片表面胶衣下覆盖的制热电阻 丝， 所述制热电阻丝与一供电电源相连， 塔筒的塔 影处设置有多个外露喷气孔， 每个喷气孔均通过 喷气管与竖直管连接， 竖直管与涡轮喷气机连接， 涡轮喷气机与供电电源相连。本发明能在安全位 置有效的甩掉附着冰层， 从而降低了风力机组不 利的冰载荷、 维持了原有气动功率输出。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书。
3、3页 附图3页 (10)申请公布号 CN 103821665 A CN 103821665 A 1/1 页 2 1. 一种水平轴风力机叶片除冰装置， 其特征在于 : 包括叶片表面胶衣下覆盖的制热电 阻丝 , 所述制热电阻丝与一供电电源相连， 塔筒的塔影处设置有多个外露喷气孔， 每个喷 气孔均通过喷气管与竖直管连接， 竖直管与涡轮喷气机连接， 涡轮喷气机与供电电源相连。 2. 根据权利要求 1 所述的水平轴风力机叶片除冰装置， 其特征在于 : 所述制热电阻丝 由金属网制成， 金属网覆盖在合模裂缝和叶片的主梁位置。 3. 根据权利要求 2 所述的水平轴风力机叶片除冰装置， 其特征在于 : 金属网由。
4、叶尖处 铺设至叶片叶肩， 金属网与叶根处的供电电源的线圈连接。 4. 根据权利要求 1 所述的水平轴风力机叶片除冰装置， 其特征在于 : 所述喷气管为 L 型 , 与喷气口相连的折边与在塔影区域时跟塔筒平行的叶片中翼型弦线的夹角与对应的 叶片截面翼型入流角 相等， 叶片截面翼型入流角 其中 a 为轴向诱导因子、 a 为周向诱导因子、 U为额定来流风 速、 为额定转速。 5. 根据权利要求 1 或 4 所述的水平轴风力机叶片除冰装置， 其特征在于 : 喷气孔间距 为 1.0m。 权 利 要 求 书 CN 103821665 A 2 1/3 页 3 一种水平轴风力机叶片除冰装置 技术领域 0001。
5、 本发明涉及一种水平轴风力机叶片自动除冰装置,属于风力发电设备技术领域。 背景技术 0002 我国具有广阔的草原和漫长的海岸线， 风能资源储备非常丰富。然而丰富的风资 源基本分布在冰天雪地的北方以及湿气非常大的沿海地带， 环境极其恶劣。风力发电机在 摄氏零度以下运行时， 如果遇到潮湿的空气、 雨水、 盐雾、 冰雪， 特别是冻雨时， 就会发生冰 冻现象。 0003 叶片表面结冰后主要危害有机组载附加冰载、 翼型表面粗糙度增加和甩冰对人员 伤害及建筑物损坏。 0004 1. 机组附加冰载 0005 叶片表面覆冰后会产生较大的冰载， 加剧叶片及其他部件的疲劳寿命。而且覆盖 在各个叶片上的冰块不尽相同。
6、， 使得机组的不平衡载荷加大， 若继续运行会对机组产生非 常大的危害。同时， 如果风力机停机， 长期处于低温地区的风场机组风能输出大大降低。 0006 2. 翼型气动外形改变 0007 由于每根叶片覆冰厚度不一样， 使得原有叶片设计翼型形状发生改变， 进而叶片 在设计条件下的气动性能发生改变。对于早期失速调节的风力机叶片， 气动性能的改变会 促使叶片过早或延迟失速， 不利于调节风轮转速， 影响风力机叶片即关键部位的载荷， 甚至 危害机舱内电气设备。 0008 3. 甩冰危害 0009 叶片表面覆冰后， 随着温度的升高， 冰块会脱落， 然后在叶尖高速运转情况下被甩 出， 会对现场人员和附近机组造。
7、成危害。 发明内容 0010 ( ) 要解决的技术问题 0011 本发明提供一种水平轴风力机叶片除冰装置， 使覆冰叶片能够有效方便的将冰块 在安全的位置摆脱掉， 降低维护成本和停机时间。 0012 ( ) 技术方案 0013 本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案 ： 0014 一种水平轴风力机叶片除冰装置， 其特征在于 : 包括叶片表面胶衣下覆盖的制热 电阻丝 , 所述制热电阻丝与一供电电源相连， 塔筒的塔影处设置有多个外露喷气孔， 每个 喷气孔均通过喷气管与竖直管连接， 竖直管与涡轮喷气机连接， 涡轮喷气机与供电电源相 连。 0015 前述的水平轴风力机叶片除冰装置， 其特征在于 : 所。
8、述制热电阻丝由金属网制 成， 金属网覆盖在合模裂缝和叶片的主梁位置。 0016 前述的水平轴风力机叶片除冰装置， 其特征在于 : 金属网由叶尖处铺设至叶片叶 说 明 书 CN 103821665 A 3 2/3 页 4 肩， 金属网与叶根处的供电电源的线圈连接。 0017 前述的水平轴风力机叶片除冰装置， 其特征在于 : 所述喷气管为 L 型 , 与喷气口 相连的折边与在塔影区域时跟塔筒平行的叶片中翼型弦线的夹角与对应的叶片截面翼型 入流角相等， 叶片截面翼型入流角其中a为轴向诱导因子、 a为周 向诱导因子、 U为额定来流风速、 为额定转速。 0018 前述的水平轴风力机叶片除冰装置， 其特征。
9、在于 : 喷气孔间距为 1.0m。 0019 本发明所达到的有益效果 ： 在严寒天气下， 叶片在牺牲少量电能的同时， 能在安全 位置有效的甩掉附着冰层， 从而降低了风力机组不利的冰载荷、 维持了原有气动功率输出、 降低了叶片高速运动时 “抛冰” 对人畜和建筑物的危害， 并且叶片所铺设的金属网能起到叶 片避雷效果。 附图说明 0020 图 1 为塔影区域内叶片在喷气孔作用下， 叶片复位振动效果图 ； 0021 图 2 为叶片某截面内制热电阻丝布置示意图 ； 0022 图 3 为喷气孔径向位置示意图 ； 0023 图 4 为塔筒内喷气管安装示意图 ； 0024 图 5 为水平轴风力机叶片除冰装置组。
10、合效果图 ； 具体实施方式 ： 0025 所述喷气孔分布在塔筒塔影位置， 喷气孔径向方向与对应叶片截面合成入流方向 一致。当叶片经过塔影时， 叶片气动力降低或消失， 叶片恢复到只受重力状态， 产生振动使 得覆冰在叶片运行至最低位置时被弹振抛掉。 0026 下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的描述。 0027 如图 1 所示， 本发明的水平轴风力机叶片除冰装置， 包括叶片表面胶衣下覆盖的 制热电阻丝 , 所述制热电阻丝与一供电电源相连， 塔筒的塔影处设置有多个外露喷气孔， 每个喷气孔均通过喷气管与竖直管连接， 竖直管与涡轮喷气机连接， 涡轮喷气机与供电电 源相连。所述制热电阻丝由轻质金属。
11、网制成， 在叶片 1 压力面和吸力面合模时， 将电阻丝 2 覆盖在合模裂缝和叶片的主梁位置， 合模裂缝处的金属网能够起到增强叶片两面连接强度 的作用， 见图 2 所示。 0028 金属网 2 由叶尖处铺设至叶片叶肩， 再将金属网与叶根处的供电电源的供电线圈 连接。金属网可由铝线制成， 通电电压使金属网在严寒天气下温度维持在 5 摄氏度左右。 0029 金属网2铺设完成后， 在金属网上覆盖叶片常用胶衣， 使叶片1表面光洁， 无凹痕。 0030 在 塔 筒 4 塔 影 区 域 （即 叶 片 在 塔 筒 上 的 水 平 投 影 域）安 装 若 干 喷 气 孔， 喷 气孔间距约为 1.0m， - 喷气。
12、管为 L 型 , 与喷气口相连的折边与在塔影区域时 跟塔筒平行的叶片中翼型弦线的夹角与对应的叶片截面翼型入流角 相等， 即 说 明 书 CN 103821665 A 4 3/3 页 5 。 其中a为轴向诱导因 子、 a 为周向诱导因子、 U为额定来流风速、 为额定转速， 见图 3、 4 所示。喷气管 3 与塔 筒 4 底部涡轮喷气机由竖直管 5 相连接， 涡轮喷气机与金属网 2 由同一电源相连接， 可在叶 片覆冰时开始通电， 以达到安全除冰的效果， 其效果图见图 5 所示。 0031 覆冰叶片运转时， 叶片 1 运行至塔影处， 在喷气管 3 喷出气流作用下， 叶片截面合 成入流速度与喷出气流相抵消并减弱， 使叶片迅速复位， 瞬间振动使得融化后冰层在叶片 最低位置被震掉， 见图 1 所示。 说 明 书 CN 103821665 A 5 1/3 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103821665 A 6 2/3 页 7 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103821665 A 7 3/3 页 8 图 5 说 明 书 附 图 CN 103821665 A 8 。