风力发电机组、叶片及其防/除冰系统的制作方法

本实用新型涉及风力发电技术领域，特别涉及一种风力发电机组、叶片及其防/除冰系统。

背景技术：

风能是当前清洁能源领域中技术最为成熟、最具大规模开发的新型可再生能源，以其清洁、可再生和蕴量巨大的特点，越来越受到世界各国的重视。

风力发电机组是将风能转化为电能的主要设备，其中叶片是直接接收风能，并将风能转化为机械能的关键部件。

运行在低温潮湿环境下的风力发电机组，叶片尤其是叶片前缘区域极其容易结冰，导致叶片外形发生变化，直接降低了风能转化效率；另外，覆冰使叶片的重量增加，从而使整机载荷加大，严重影响整机的安全。因此，叶片覆冰后，风力发电机组通常被迫停机不再发电。

因此如何防止叶片结冰，或在叶片结冰后如何迅速除冰，以保证风力发电机组在低温潮湿环境中正常工作，成为风电技术领域的研究热点。

现有的防/除冰技术，主要是在叶片内设置鼓风机、加热器和通风管道等，产生热空气来对叶片易结冰区域进行加热，达到防冰、除冰的目的。目前常见的防结冰结构设计，一般都是将产生的热空气直接排放在由叶片壳体和腹板自然形成的加热区域内，使热量逐步传递到叶片壳体外表面。

第一方面，加热区域固定、面积大，导致热量分散、无法快速、直接地传送到位于叶片前缘的易结冰区域并对其进行集中加热；

第二方面，热量需经过整个玻璃钢壳体传递到叶片壳体表面，玻璃钢属于绝热材料，热阻大，传热性能差、效率低，热量传递到叶片外表面所需时间长，防/除冰效果差，效率低；

第三方面，热空气流经加热区域后自然散发到大气中，无法再次利用，浪费较大。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种风力发电机组、叶片及其防/除冰系统，以解决现有防/除冰技术存在的加热效率低、能耗大，防/除冰效果差，余热无法回收利用等技术问题。

本实用新型的第一方面，提供了一种叶片防/除冰系统，包括热风机、送风管道、至少一根导热管及回流管道，所述送风管道连通所述热风机和所述导热管的进风口，用于将热风机产生的热风送入导热管，所述导热管沿叶片长度方向预埋铺设于壳体内，所述回流管道用于将导热管排出的余风回收送回热风机。

进一步地，所述导热管呈U型沿叶片长度方向预埋铺设于壳体内，所述导热管的进风口与所述送风管道连通，所述导热管的出风口与所述回流管道连通。

进一步地，所述导热管的数量为多根，所述送风管道的端部连接设有进风管汇模块，所述多根导热管的进风口均通过进风管汇模块与送风管道连通。

进一步地，所述回流管道的端部连接设有回流管汇模块，所述多根导热管的出风口均通过回流管汇模块与送风管道连通。

进一步地，所述导热管沿叶片长度方向预埋铺设于壳体内，所述导热管的进风口与所述送风管道连通，所述导热管的出风口与流道空腔一端连通，所述回流管道与所述流道空腔的另一端连通，所述流道空腔由隔板、叶片壳体及腹板围成。

进一步地，所述导热管的数量为多根，所述送风管道的端部连接设有进风管汇模块，所述多根导热管的进风口均通过进风管汇模块与送风管道连通。

进一步地，所述导热管预埋在叶片前缘易结冰区域的壳体内贴近叶片外表面的位置。

本实用新型的第二方面，提供了一种叶片，包括壳体和腹板，还包括上述任一项所述的叶片防/除冰系统。

本实用新型的第三方面，还提供了一种风力发电机组，包括上述叶片。

本实用新型通过布置热空气流道，可将热空气快速传送到叶片前缘易结冰区域对其进行集中加热，且导热管预埋设置在壳体内贴近叶片外表面的位置，有效缩短了热传递路径，大大加强了加热效果，提高了加热和除冰效率。同时，通过设置回流管道，形成闭环式流道，使用后的热风可被回收得以再次利用，大大减少了热量浪费，降低了能耗。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例一的防/除冰系统的结构示意图；

图2为图1中Ⅰ处的放大结构示意图；

图3为图1中Ⅱ处的放大结构示意图；

图4为图1中B-B向的剖面结构示意图；

图5为图4中Ⅲ处的放大结构示意图；

图6为本实用新型实施例二的防/除冰系统的结构示意图；

图7为图6中Ⅳ处的放大结构示意图；

图8为图6中Ⅴ处的放大结构示意图；

图9为图6中C-C向的剖面结构示意图；

图10为图9中Ⅵ处的放大结构示意图。

图中：

11、壳体；12、叶片前缘；14、腹板；15、流道空腔；21、热风机；22、送风管道；23、进风管汇模块；24、导热管；25、回流管汇模块；26、回流管道；27、隔板。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一

结合图1和图4所示，本实施例一的叶片防/除冰系统，包括热风机21、送风管道22、多根导热管24及回流管道26，送风管道22连通热风机21和导热管24的进风口，用于将热风机21产生的热风送入导热管24，导热管24呈U型沿叶片长度方向预埋铺设于壳体11内，导热管24的出风口与回流管道26连通，回流管道26用于将导热管24排出的余风回收送回热风机21。

其中，热风机21固定装设在叶片根部，送风管道22和回流管道26布置在叶片的腔体内，热风机21将空气加热，并将热空气经由送风管道22送入导热管24，导热管24预埋在叶片前缘12易结冰区域的壳体11内，并尽可能贴近叶片外表面的位置,导热管24呈U型铺设，从送风管道22处沿叶片长度方向铺设至叶尖，然后在叶尖处拐弯，再反向铺设直至与回流管道26连接。

需要说明的是，为保证加热效果，导热管24通常需预埋铺设多根，但也不排除仅预埋铺设一根的情况，具体可根据需要进行布置，本实施例并不受限于此。

当预埋铺设多根导热管24时，为了便于送风管道22与多根导热管24连接，结合图2所示，送风管道22的端部连接设有进风管汇模块23，多根导热管24的进风口均通过进风管汇模块23与送风管道22连通。同样，为了便于回流管道26与多根导热管24连接，结合图3所示，回流管道26的端部连接设有回流管汇模块25，多根导热管24的出风口均通过回流管汇模块25与送风管道22连通。

当风力发电机组在低温潮湿环境下运行，需要进行防/除冰处理时，启动热风机21工作，产生热风并将热风经由送风管道22送入导热管24，热量经导热管24传递至叶片外表面，使叶片表面温度升高，达到防冰、除冰的目的。同时，流经导热管24后的热风再通过回流管道26回收送回到热风机21，经热风机21加热后再次循环使用，形成闭环流道，大大减少了热量损失。

本实施例通过布置热空气流道，可将热空气快速传送到叶片前缘易结冰区域对其进行集中加热，且导热管预埋设置在壳体11内贴近叶片外表面的位置，有效缩短了热传递路径，大大加强了加热效果，提高了加热和除冰效率。同时，通过设置回流管道，形成闭环式流道，使用后的热风可被回收得以再次利用，大大减少了热量浪费，降低了能耗。

实施例二

与实施例一不同之处在于，本实施例中导热管24的铺设方式及其与回流管道26的连通方式有所不同。

在本实施例中，结合图6、图9、图10所示，导热管24采用单向预埋铺设方式，从送风管道22处沿叶片长度方向预埋铺设至叶尖即止。导热管24的进风口与送风管道22连通，导热管24的出风口与一流道空腔15连通，回流管道26也与流道空腔15连通，具体见图8所示。该流道空腔15是由设于叶片腔体内的隔板27、壳体11及腹板14围成。经热风机21加热的热空气经由送风管道22送入导热管24，流经导热管24后，带有余热的空气被排放在流道空腔15内，再经由回流管道26回收送回热风机21加以循环利用。

同样，为保证加热效果，导热管24通常需铺设多根，但也不排除仅铺设一根的情况，具体可根据需要进行布置，本实施例并不受限于此。当铺设多根导热管24时，为了便于送风管道22与多根导热管24连接，结合图7所示，送风管道22的端部连接设有进风管汇模块23，多根导热管24的进风口均通过进风管汇模块23与送风管道22连通。

相比实施例一，本实施例除了具备上述优点外，还可节约导热管24的使用量，进一步降低了使用成本。

在实施例一和实施例二的基础上，本实用新型还提供了一种叶片，包括壳体11、腹板14及上述的叶片防/除冰系统，用于对叶片前缘12的易结冰区域进行加热，达到防止结冰和除冰的作用。

进一步的，本实用新型还提供了一种采用上述叶片的风力发电机组。

由于都采用了上述的叶片防/除冰系统，因此叶片和风力发电机组均具备上述优点，此处不再一一赘述。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。