一種風電葉片防結冰裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種風電葉片防結冰裝置，防結冰裝置包括監(jiān)測裝置、控制裝置和加熱裝置。該風電葉片防結冰裝置，結構設計合理，安裝方便，自動化程度高，可有效對風機葉片進行均勻加熱，可克服現有技術葉片表面溫度過高對葉片的樹脂和保護涂層產生的負面影響，加熱溫度可調，能有效防止葉片結冰。
【專利說明】—種風電葉片防結冰裝置
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種風電葉片，具體涉及一種風電葉片防結冰裝置。
【背景技術】
[0002]風能作為新能源的一個重要分支，以其清潔、安全、穩(wěn)定的特點，受到廣泛的關注。風電機組是將風能轉化為電能的裝置，其中風機葉片作為風電機組的核心部件之一，其質量直接影響風電機組的質量，且隨著國內外兆瓦級葉片的快速發(fā)展，葉片發(fā)電功率越來越大，葉片亦越來越長，對葉片性能和質量的要求亦愈來愈高。在嚴寒天氣，風機葉片在運行過程中容易結冰。實驗結果表明，風機葉片外形結冰初始位置主要發(fā)生在葉片前緣，在葉根處結冰量較小，且主要圍繞葉根翼型向兩周展開，主要結冰位置還是在槳葉中部和葉尖處。覆蓋區(qū)域主要集中在基準面前緣駐點的下側，反映到槳葉上就是在一定攻角下槳葉與流場接觸的后緣和下緣。并且從葉根至葉尖，結冰量不斷增大。相同風速下，隨著水滴直徑的增大，結冰量也不斷增加。目前加熱除冰的方式主要有兩種:氣熱法和電熱法。氣熱法采用在循環(huán)通道內通熱空氣，或是在葉片的內腔安裝固定的微波發(fā)生器，利用微波能量加熱復合材料進行除冰。該方法受到葉片結構的限制，需要熱量的迎風面因材質的導熱系數小，尤其對大型葉片除冰效果不理想。若加熱溫度過高，對葉片所用樹脂的熱變形溫度有較高要求，很難在實際運用中推廣。而電加熱法目前還沒有理想的應用于風機葉片中加熱。
實用新型內容
[0003]實用新型目的:本實用新型的目的是為了克服現有技術的不足，提供一種結構設計合理，安裝方便，自動化程度高，能夠對風機葉片進行選擇性加熱，防止風機葉片結冰的防結冰加熱裝置
[0004]技術方案:為了實現以上目的，本實用新型采取的技術方案如下:
[0005]一種風電葉片防結冰裝置，它包括:監(jiān)測裝置、控制裝置和加熱裝置；
[0006]所述的監(jiān)測裝置包括溫度傳感器，溫濕度傳感器；
[0007]所述的控制裝置包括溫濕度變送器、與溫濕度變送器相連的與PLC控制器，與PLC控制器相連的固態(tài)繼電器；
[0008]所述的加熱裝置包括電加熱材料，和與電加熱材料相連的電源；
[0009]所述的溫度傳感器和溫濕度傳感器分別于溫濕度變送器相連；所述的溫濕度傳感器安裝于風力發(fā)電機機艙內，用于監(jiān)測葉片本體所處的環(huán)境溫濕度和相對濕度。
[0010]所述的固態(tài)繼電器分別與電加熱材料的導線和電源相連。
[0011]作為優(yōu)選方案，以上所述的風電葉片防結冰裝置，所述的溫度傳感器為3至6個，分別安裝在風電葉片的葉尖、中間以及葉根的前緣部分。
[0012]加熱裝置由電加熱材料和外設電源組成。葉片鋪層時，根據橫截面的前緣、中間和后緣鋪層結構的不同，采取不同的電加熱材料鋪層方法。在保證原有力學物理性能的基礎上，保證葉片整體的加熱效果。通過外設電源供電，通過高分子加熱膜對葉片表面進行加熱達到融冰目的。作為優(yōu)選方案，以上所述的風電葉片防結冰裝置，所述的電加熱材料的厚度
0.2-lmm,安裝在風電葉片表面。
[0013]作為優(yōu)選，環(huán)境溫濕度傳感器選擇型號為JCJ106，它符合ZIGBEE協(xié)議標準的射頻收發(fā)器和微處理器，具有通訊距離遠、抗干擾能力強、組網靈活、性能可靠穩(wěn)定等優(yōu)點。
[0014]表面溫度傳感器優(yōu)選用OMEGA公司生產的薄膜式RTD溫度傳感器。該傳感器基于PT100制作、外形為小型、扁平狀薄膜式元件，直徑為0.2mm(0.008")、長1mm(0.4〃)的導線，可以在-50-500°C范圍內使用，O至100°C之間的電阻溫度系數為0.00385 Ω/Γ。該薄膜式溫度傳感器具有尺寸小，測量準確的優(yōu)點，便于鋪層時與高分子電加熱膜一同安裝在風電葉片內。
[0015]溫濕度變送器優(yōu)選采用型號為KSW-R4溫濕度變送器；PLC采用西門子、型號為224XPCN的可編程邏輯控制器，固態(tài)繼電器選用G3NA-220B歐姆龍固態(tài)繼電器，儀器經導電滑環(huán)安裝于設在機艙內的電氣柜中。
[0016]電加熱材料上各裝有2個電極，電源的電壓為90V?380V，在該電壓范圍內的功率密度為100?1000W/m3，電源的電壓為90V?380V。
[0017]所述的風電葉片防結冰裝置，所述的電加熱材料為碳纖維束或金屬電加熱材料固定在玻璃纖維布上或聚酯纖維布上構成。
[0018]有益效果:本實用新型提供的風電葉片防結冰裝置具有如下優(yōu)點:
[0019]本實用新型提供的風電葉片防結冰裝置，結構設計合理，安裝方便，自動化程度高，可有效對風機葉片進行加熱，并可防止葉片表面溫度過高對葉片的樹脂和保護涂層產生負面影響，避免環(huán)境結冰條件消失時電加熱材料仍然繼續(xù)工作以節(jié)約能源，不會損壞風機葉片，能有效防止葉片結冰。
[0020]并且采用電加熱材料進行加熱，電加熱材料發(fā)熱均勻、發(fā)熱效率高且安全性好，能有效實現葉片表面防結冰；電熱膜較為輕薄，對葉片的氣動外形影響較??；電加熱膜為連續(xù)結構，不易損壞，維修方便。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1是本實用新型所述的風電葉片防結冰裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖和具體實施例，進一步闡明本實用新型，應理解這些實施例僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍，在閱讀了本實用新型之后，本領域技術人員對本實用新型的各種等價形式的修改均落于本申請所附權利要求所限定的范圍。
[0023]如圖1所示:一種風電葉片防結冰裝置，它包括:監(jiān)測裝置、控制裝置和加熱裝置；
[0024]所述的監(jiān)測裝置包括3個溫度傳感器(I)，溫濕度傳感器(2) ;3個溫度傳感器(I)分別安裝在風電葉片的葉尖、中間以及葉根的前緣部分；
[0025]所述的控制裝置包括溫濕度變送器(3)、與溫濕度變送器(3)相連的與PLC控制器
(4)，與PLC控制器(4)相連的固態(tài)繼電器(5)；
[0026]所述的加熱裝置包括電加熱材料(6)，和與電加熱材料(6)相連的電源(7)；
[0027]所述的溫度傳感器(I)和溫濕度傳感器(2)分別于溫濕度變送器(3)相連；
[0028]所述的固態(tài)繼電器(5)分別與電加熱材料(6)的導線和電源(7)相連。
[0029]以上所述的風電葉片防結冰裝置，所述的電加熱材料(6)的厚度0.2-lmm，安裝在風電葉片表面。電加熱材料(6)為碳纖維束或金屬電加熱材料固定在玻璃纖維布上或聚酯纖維布上構成。
[0030]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1.一種風電葉片防結冰裝置，其特征在于，它包括:監(jiān)測裝置、控制裝置和加熱裝置； 所述的監(jiān)測裝置包括溫度傳感器(I)，溫濕度傳感器(2); 所述的控制裝置包括溫濕度變送器(3)、與溫濕度變送器(3)相連的與PLC控制器(4)，與PLC控制器(4)相連的固態(tài)繼電器(5)； 所述的加熱裝置包括電加熱材料出)，和與電加熱材料(6)相連的電源(7)； 所述的溫度傳感器(I)和溫濕度傳感器(2)分別于溫濕度變送器(3)相連； 所述的固態(tài)繼電器(5)分別與電加熱材料(6)的導線和電源(7)相連； 所述的溫度傳感器⑴為3至6個，分別安裝在風電葉片的葉尖、中間以及葉根的前緣部分； 所述的電加熱材料(6)的厚度0.2-1_，安裝在風電葉片表面； 所述的電加熱材料(6)為碳纖維束或金屬電加熱材料固定在玻璃纖維布上或聚酯纖維布上構成。
【文檔編號】F03D11/00GK204024922SQ201420316857
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年6月13日 優(yōu)先權日:2014年6月13日
【發(fā)明者】劉衛(wèi)生, 黃輝秀, 任梅英 申請人:連云港中復連眾復合材料集團有限公司