一种风力发电叶片气热除冰加热装置的制作方法

本实用新型涉及风电叶片除冰技术领域，特别是一种风力发电叶片气热除冰加热装置。

背景技术：

目前，风电叶片除冰行业内用于气热除冰的加热器是一种独立加热装置，需要配备鼓风装置、通风管道、挡风隔离板及控制系统等组件用于风电叶片的气热除冰。通风管道内沿程阻力较大，空气散热通风面积不够大，热转换效率有待提高，除冰效果有待改善。此外，由于叶片根部位重量过于集中，导致叶片载荷不平衡或加热组件固定不可靠，疲劳载荷引起粘接失效。

现有技术中，申请号为CN201410461139.6的发明公开了一种大功率风力发电机叶片模块化气热抗冰方法及安装方法，在叶片根部设置模块化的加热系统，在叶片内铺设通风管道，并在通风管道末端设置挡风板将叶片前缘分隔为两部分，使通风管道中的热风只能通向叶尖并经过叶片后缘循环至叶片根部中，从而使热风在叶片内部循环并形成“叶根—叶尖—叶根”闭环回路，达到重点加热叶片前缘的目的。申请号为CN201521020746.5的实用新型公开了一种风力发电机叶片除冰结构，包括加热构件、热风输送管道和回风管道，加热构件装于叶根位置，热风输送管道设在叶片内部两腹板的内腔中或外侧，其进风端与加热构件的出风口连接，其出风端延伸至叶中位置或叶尖位置，回风管道设在叶片内部两腹板的外侧，且在该侧的空间内，采用第二密封隔板隔断有两个区域，一个区域用于放置回风管道，回风管道的进气端穿过第二密封隔板伸进另一个区域，该另一个区域能够容纳热风输送管道输出的热空气，回风管道的出气端与加热构件的进风口连接，由热风输送管道、叶片前缘内腔及回风管道构成了叶片内部的热空气循环流道。以上现有技术均难以解决由于叶片根部位重量过于集中而导致的叶片载荷不平衡和加热组件固定可靠性不强的问题。

技术实现要素：

本实用新型提供一种风力发电叶片气热除冰加热装置，解决由于叶片根部位重量过于集中而导致的叶片载荷不平衡的问题。

本实用新型的技术方案是：一种风力发电叶片气热除冰加热装置，包括鼓风装置、通风装置，鼓风装置安装在叶片上，通风装置包括通风管道，通风管道连接鼓风装置，叶片包括叶片腹板，所述风力发电叶片气热除冰加热装置还包括设置在通风管道上的管道加热器，管道加热器包括管道箱体和安装在管道箱体内的加热件；通风管道和管道箱体均粘接于叶片腹板上。

所述鼓风装置包括鼓风机支架和鼓风机，鼓风机支架固定连接于叶片上，鼓风机通过螺栓固定于鼓风机支架上。

所述的风力发电叶片气热除冰加热装置还包括柔性连接管，鼓风装置和通风管道通过柔性连接管相连接，鼓风机包括鼓风机出风口，柔性连接管包括依次相连的三个部分：法兰接口、中间波纹段和通风管接口，法兰接口通过螺栓与鼓风机出风口相连，通风管接口连接通风管道。

通风管道包括前通风管和后通风管，管道箱体的前端和后端分别连接前通风管和后通风管；所述通风装置包括前通风管、管道箱体、后通风管和接头，其中，管道箱体同时是管道加热器的组成部分；前通风管、管道箱体、后通风管之间通过接头依次连接，前通风管、管道箱体、后通风管和接头均粘接于叶片腹板上。

管道箱体是中空管体，管道箱体的纵截面为圆形；管道箱体为石棉橡胶类材料或者管道箱体内壁粘贴有隔热材料；加热件为加热芯，加热芯为PTC材料；前通风管、后通风管和接头均采用纤维增强复合材料。

加热件为加热芯，所述管道加热器还包括保护罩、隔热防护层、接线盒、限位卡槽、温敏传感器、防护网；管道箱体外侧设置有保护罩，保护罩与管道箱体之间填充有隔热防护层；管道箱体外侧还设置有接线盒；管道箱体内部上顶面和下底面均设置有限位卡槽，加热芯安装在限位卡槽内；管道箱体两端分别设置有入风口和出风口，管道箱体外侧的入风口和出风口附近均装有温敏传感器；管道箱体内两端均安装有防护网，防护网通过螺栓安装在管道箱体上。

加热件为加热芯，管道箱体内共设置有三列加热芯组件，每列加热芯组件包括七根加热芯且七根加热芯位于同一个垂直面，管道箱体为圆柱体形，每列加热芯组件均垂直于管道箱体中心轴线。

所述的风力发电叶片气热除冰加热装置还包括控制系统，所述鼓风机、加热件、温敏传感器均连接控制系统；通风管道包括管道出风口，管道加热器安装于通风管道出风口附近位置。

管道箱体为圆柱体形，加热件为加热管，加热管的形状与管道圆形截面形状相配合，加热管布置在管道箱体的内表面上，加热管有二根以上。

在通风管道上设置有二个以上管道加热器。

本实用新型的有益效果：（1）采用了将加热芯内置到通风管道组合成一种安装位置在腹板上可调换的管道加热器，相比现有加热器设备的制作成本较低、加工较简单、安装位置自由度非常大，同时因为安装位置的可调整性，也更有利于加热效率的提高。与现有加热器相比，现有加热器中鼓风机提供高风速直接进入加热器，加热的热空气经管道喷入到内腔里，热空气在此过程中热量损失较严重，造成能量浪费；本实用新型中的管道加热器可安装于通风管道出风口附近位置，能避免造成能量浪费。（2）本实用新型的组件连接大部分采用了手糊粘接工艺，取代了现有的机械连接，手糊而成的玻璃钢具有轻质高强、耐腐蚀性好、可设计性优良等优点，可以更好地避免由于载荷疲劳引起的支架焊缝开裂、连接螺栓脱落或断裂等现象出现。（3）本实用新型具有良好的维护性，万一管道加热器出现烧损，还可以将手糊的玻璃钢打磨去除，进行设备更换。

附图说明

图1为本实用新型风力发电叶片气热除冰加热装置结构示意图；

图2为本实用新型风力发电叶片气热除冰加热装置的管道加热器结构示意图；

图3为本实用新型风力发电叶片气热除冰加热装置的加热芯布置示意图；

附图标记说明：1鼓风机支架、2鼓风机、3柔性连接管、4接头、5通风管道、6管道加热器、7入风口、8保护罩、9隔热防护层、10接线盒、11接线孔、12加热芯、13限位卡槽、14温敏传感器、15防护网。

具体实施方式

请参考图1至图3，一种风力发电叶片气热除冰加热装置，主要包括鼓风装置、柔性连接管3、通风装置、管道加热器6、接头4。鼓风装置包括鼓风机支架1和鼓风机2，鼓风机支架通过手糊粘接工艺固定于叶片本体上，鼓风机通过螺栓固定于鼓风机支架上。柔性连接管分为三个结构部分：法兰接口侧、中间波纹段及通风管接口侧。法兰接口侧通过螺栓与鼓风机出风口相连，通风管接口侧连接通风管道。通风装置包括通风管道5、管道箱体和接头，通风管道和接头均是采用拉挤成型工艺制成的纤维增强复合材料，通风管道之间使用接头预连接，再采用手糊粘接工艺将二者粘接于叶片腹板上。

管道加热器包括管道箱体（实际上同时也是通风装置的组成部分）、保护罩8、隔热防护层9、接线盒10、接线孔11、加热芯12、限位卡槽13、温敏传感器14、防护网15。管道箱体是一种中空管体，优选耐高温材料，如石棉橡胶类材料，截面外形优选为圆形截面，管道箱体两端分别设置入风口7和出风口，无需制作法兰接口。管道箱体内部两端均装有防护网，防护网通过螺栓安装在管道箱体上，二者垂直于管道箱体中心轴布置。管道箱体内部上顶面和下底面相对设置限位卡槽，限位卡槽内安装加热芯，加热芯优选PTC材料，管道箱体内部共设置三列加热芯组件，每列加热芯组件包括七根加热芯且七根加热芯位于同一个垂直面，每列加热芯组件均垂直于管道箱体中心轴。管道箱体外部设置有保护罩，保护罩与管道箱体之间填充有隔热防护层，防止热量散失。管道箱体外侧的入风口和出风口附近均装有温敏传感器，监测入风口和出风口空气温度。管道箱体外侧设置有接线盒，接线盒上设置有接线孔。

风力发电叶片气热除冰加热装置还可包括控制系统，鼓风机、加热芯、温敏传感器均连接控制系统。通风管道包括管道出风口，管道加热器可安装于通风管道出风口附近位置。

本实用新型采用加热芯与通风管道相结合的结构代替现有加热器组件，将加热芯内置到通风管道组合成一种安装位置在腹板上可调换的管道加热器，加热芯可独立进行控制运行或关闭。在通风管道内分布多个加热芯有利于减小沿程阻力，扩大空气散热通风面积，从而提高热转换效率。本实用新型在入风口及出风口布置温敏传感器监测温度，控制系统根据反馈温度控制加热芯运行状态，或只有一个加热芯开启，或两个加热芯同时开启，或多个加热芯同时开启，可以提升加热效率以改善叶片内腔温度升温速率，从而提高除冰效果。本实用新型解决了疲劳载荷引起的粘接失效问题，采用分散式的内置加热芯解决由于叶片根部位重量过于集中而导致的叶片载荷不平衡或加热组件固定可靠性不强等问题。

本实用新型使用管道加热器直接安装于风电叶片腹板上用于除冰。现有技术中的气热除冰抗冰方法主要是使用含有支架的安装于叶片根部的加热装置进行除冰。

本实用新型中的加热芯还可使用具有同等加热效率的单根加热管进行替换，该加热管可根据管道截面外形折弯成相应形状，布置在整个界面（管道箱体内表面）上。本实用新型还可根据所有叶片内腔的加热功率，在通风管道传输路径上设置多个管道加热器。本实用新型的管道箱体耐高温材料可使用内壁粘贴隔热材料进行替换。本实用新型的柔性连接管可根据安装效果核定其安装的必要性，出现偏差可安装进行调整，无偏差则可取消安装。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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，均包含在本实用新型的保护范围之内。