一种风电叶片除冰装置及除冰方法

技术领域

本发明属于风电叶片除冰技术领域，尤其是涉及一种风电叶片除冰装置及除冰方法。

背景技术

风力发电是指把风的动能转为电能。风能是一种清洁无公害的可再生能源能源，很早就被人们利用，主要是通过风车来抽水、磨面等，利用风力发电非常环保，且风能蕴量巨大，因此日益受到世界各国的重视。但是随着风力发电技术的不断进步，风力发电组件在实际工作中依旧存在一些不足急需去完善。

现有技术中，风力发电组件多数设立在高山以及边疆区域，一旦遇到寒流风电叶片的表面会在低温下容易产生结冰现象，而风电叶片的表面结冰会对风力发电组件的输出功率以及风电叶片的性能造成影响，严重者会造成风力发电组件无法正常运行，除非采用停机处理的方式进行解决，但是停机处理又会导致风力发电组件的工作效率严重降低。

为此，我们提出一种风电叶片除冰装置及除冰方法来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种在寒流时节进行自动除冰工作，保证风力发电组件正常发电的风电叶片除冰装置及除冰方法。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

一种风电叶片除冰装置，包括立柱，所述立柱远离地面的一端固定连接有风力发电装置，所述风力发电装置转动连接有风电叶片，所述风电叶片设有触发组件，所述触发组件根据外界温度控制风电叶片的内部进行通风工作，所述风电叶片内部滑动连接有多组相互活动的齿杆，所述齿杆通过气流进行往复滑动，相邻所述齿杆之间活动连接，所述风电叶片的迎风面滑动连接有多组除冰板，所述除冰板通过摆动机构和齿杆啮合连接实现风电叶片的除冰工作。

在上述的一种风电叶片除冰装置中，所述风电叶片的迎风面设有多组进气孔，所述进气孔通过第一弹簧活动连接有阀块，所述风电叶片远离风力发电装置的一端设有出气孔，所述进气孔和出气孔连通设置。

在上述的一种风电叶片除冰装置中，所述触发组件包括液压箱和推杆，所述液压箱采用T形结构，所述液压箱远离风力发电装置的两端均通过活塞板和推杆滑动连接。

在上述的一种风电叶片除冰装置中，所述推杆远离活塞板的一端固定连接有推板，所述推板和阀块活动连接，所述推板靠近阀块的一端采用弧形结构。

在上述的一种风电叶片除冰装置中，所述齿杆固定远离摆动机构的一端固定连接有风挡，相邻所述风挡的长度尺寸从进气孔一端到出气孔一端逐渐减小。

在上述的一种风电叶片除冰装置中，所述齿杆的一端固定连接有滑杆，所述齿杆的另一端设有滑孔，相邻所述齿杆之间的滑杆通过第二弹簧和滑孔活动连接。

在上述的一种风电叶片除冰装置中，所述风电叶片靠近摆动机构的一端设有多组T形槽，所述除冰板固定连接有滑块，所述滑块通过滚珠和T形槽滑动连接。

在上述的一种风电叶片除冰装置中，所述摆动机构包括不完全齿轮和伸缩杆，所述不完全齿轮的一端和齿杆啮合连接，所述不完全齿轮的另一端通过伸缩杆和除冰板摆动连接。

一种风电叶片除冰装置的除冰方法，该方法包括以下步骤：

S1、风电叶片在正常时节进行发电工作时，触发组件内部的水银处于蒸发状态，此时推杆固定连接的推板远离阀块，使得风电叶片上的进气孔进行堵塞，风电叶片的内部不产生流动气流，除冰板处于静置状态；

S2、风电叶片在寒冷时节进行发电工作时，叶片的表面出现低温结冰现象，此时触发组件内部的水银处于冷凝状态，推杆收缩带动推板和阀块配合，使得风电叶片上的进气孔进行打开，风电叶片的内部产生流动气流，通过风挡带动齿杆进行往复运动，齿杆运动过程中通过摆动机构带动除冰板和风电叶片的表面进行滑动，进而实现除冰的效果。

与现有的技术相比，本发明的有益效果在于：

通过对风电叶片设置触发式除冰装置，使得风力发电组件在寒流低温时节，能够对风电叶片表面的结冰进行除冰动作，避免结冰对风力发电装置的输出功率以及风电叶片的性能造成影响，同时避免风力发电组件停机处理过程中造成的损失，保证风电叶片在一年四季正常进行发电工作。

风电叶片在正常时节进行发电工作时，触发组件内部的水银处于蒸发状态，此时推杆固定连接的推板远离阀块，使得风电叶片上的进气孔进行堵塞，风电叶片的内部不产生流动气流，除冰板处于静置状态，风电叶片进行正常的发电工作；

风电叶片在寒冷时节进行发电工作时，叶片的表面出现低温结冰现象，此时触发组件内部的水银处于冷凝状态，液压箱的内部气压降低，使得活塞板向相互靠近的一端进行滑动，活塞板滑动过程中通过推杆带动推板和阀块配合，推动阀块远离进气孔，使得风电叶片上的进气孔进行打开，此时风电叶片在转动发电过程中，气流会从进气孔进入风电叶片的内部并从出气孔进行流出，风电叶片内部产生流动气流时，气流通过风挡带动齿杆进行往复运动，具体的运动过程：其中一组齿杆固定连接的滑杆通过第二弹簧和相邻齿杆的滑槽进行滑动，增加齿杆的运动频率。

齿杆运动过程中远离风挡的一端通过啮合连接的不完全齿轮带动伸缩杆进行摆动，伸缩杆带动转动连接的除冰板和风电叶片的表面进行滑动，此时除冰板覆盖在摆动机构的外侧，避免气流通过摆动机构和风电叶片的缝隙进入风电叶片的内部，除冰板固定连接的滑块通过滚珠和T形槽进行往复滑动进而实现除冰的效果，减缓风电叶片表面出现的结冰现象。

本发明的突出优点在于：利用寒流带来的低温使得触发组件内部的水银进行冷凝，使得推杆在气压作用下滑动进而打开风电叶片的内部气流通道，此时风电叶片在转动发电过程中气流带动内部齿杆进行往复活动，齿杆通过摆动机构带动除冰板进行自动除冰工作，保证风电叶片的正常工作。

附图说明

图1是本发明提供的一种风电叶片除冰装置及除冰方法的结构示意图；

图2是本发明提供的一种风电叶片除冰装置及除冰方法中风电叶片的内部结构示意图；

图3是本发明提供的一种风电叶片除冰装置及除冰方法中触发组件的结构示意图；

图4是本发明提供的一种风电叶片除冰装置及除冰方法中齿杆的结构示意图；

图5是本发明提供的一种风电叶片除冰装置及除冰方法中摆动机构和除冰板的连接结构示意图。

图中，1立柱、2风力发电装置、3风电叶片、31进气孔、311第一弹簧、312阀块、32出气孔、33T形槽、4触发组件、41液压箱、42推杆、43活塞板、44推板、5齿杆、51风挡、52滑杆、53滑孔、54第二弹簧、6除冰板、61滑块、62滚珠、7摆动机构、71不完全齿轮、72伸缩杆。

具体实施方式

以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。

如图1-5所示，一种风电叶片除冰装置，包括立柱1，立柱1远离地面的一端固定连接有风力发电装置2，风力发电装置2转动连接有风电叶片3，需要说明的是，立柱1安装在高原以及边疆地区，便于风力发电组件的发电工作，风力发电装置2能够将风电叶片3的动能转换为电能实现发电工作。

风电叶片3的迎风面设有多组进气孔31，进气孔31通过第一弹簧311活动连接有阀块312，风电叶片3远离风力发电装置2的一端设有出气孔32，进气孔31和出气孔32连通设置，当风电叶片3进行转动发电过程中空气中的气流通过进气孔31进入风电叶片3的内部流转后从出气孔32进行流出。

风电叶片3设有触发组件4，触发组件4根据外界温度控制风电叶片3的内部进行通风工作，需要注意的是，触发组件4包括液压箱41和推杆42，液压箱41采用T形结构，液压箱41远离风力发电装置2的两端均通过活塞板43和推杆42滑动连接，推杆42远离活塞板43的一端固定连接有推板44，推板44和阀块312活动连接，推板44靠近阀块312的一端采用弧形结构，液压箱41内部填充有水银液体，常温下处于蒸发状态，推动推杆42远离阀块312，使得风电叶片3的进气孔31堵塞，风电叶片3的内部不产生流动气流，除冰板6处于静置状态，当风电叶片3在寒流时节工作时，水银冷凝后使得液压箱41的内部气压降低，活塞板43在气压的作用下向相互靠近的一端进行滑动，实现触发工作。

风电叶片3内部滑动连接有多组相互活动的齿杆5，齿杆5通过气流进行往复滑动，需要说明的是，齿杆5固定远离摆动机构7的一端固定连接有风挡51，相邻风挡51的长度尺寸从进气孔31一端到出气孔32一端逐渐减小，当进气孔31处于通风状态时，气流通过风挡51带动齿杆5进行往复运动。

相邻齿杆5之间活动连接，具体的活动连接方式：齿杆5的一端固定连接有滑杆52，齿杆5的另一端设有滑孔53，相邻齿杆5之间的滑杆52通过第二弹簧54和滑孔53活动连接，提高齿杆5的运动效果，需要注意的是，其中一组齿杆5两端均活动连接有滑杆52，保持所有齿杆5均处于运动状态。

风电叶片3的迎风面滑动连接有多组除冰板6，需要说明的是，风电叶片3靠近摆动机构7的一端设有多组T形槽33，除冰板6固定连接有滑块61，滑块61通过滚珠62和T形槽33滑动连接，降低除冰板6和风电叶片3之间滑动过程的摩擦系数。

除冰板6通过摆动机构7和齿杆5啮合连接实现风电叶片3的除冰工作，需要注意的是，摆动机构7包括不完全齿轮71和伸缩杆72，不完全齿轮71的一端和齿杆5啮合连接，不完全齿轮71的另一端通过伸缩杆72和除冰板6摆动连接，不完全齿轮72靠近除冰板6的一端和除冰板6转动连接，伸缩杆72可以进行一定的伸缩动作用于不完全齿轮71摆动过程中的长度补偿，使得除冰板6可以在风电叶片3的表面进行滑动除冰工作。

现对本发明的操作原理做如下描述：

风电叶片3在正常时节进行发电工作时，触发组件4内部的水银处于蒸发状态，此时推杆42固定连接的推板44远离阀块312，使得风电叶片3上的进气孔31进行堵塞，风电叶片3的内部不产生流动气流，除冰板6处于静置状态，风电叶片3进行正常的发电工作；

风电叶片3在寒冷时节进行发电工作时，叶片的表面出现低温结冰现象，此时触发组件4内部的水银处于冷凝状态，液压箱41的内部气压降低，使得活塞板43向相互靠近的一端进行滑动，活塞板43滑动过程中通过推杆42带动推板44和阀块312配合，推动阀块312远离进气孔31，使得风电叶片3上的进气孔31进行打开，此时风电叶片3在转动发电过程中，气流会从进气孔31进入风电叶片3的内部并从出气孔32进行流出，风电叶片3内部产生流动气流时，气流通过风挡51带动齿杆5进行往复运动，具体的运动过程：其中一组齿杆5固定连接的滑杆52通过第二弹簧54和相邻齿杆5的滑槽1进行滑动，增加齿杆5的运动频率。

齿杆5运动过程中远离风挡51的一端通过啮合连接的不完全齿轮71带动伸缩杆72进行摆动，伸缩杆72带动转动连接的除冰板6和风电叶片3的表面进行滑动，此时除冰板6覆盖在摆动机构7的外侧，避免气流通过摆动机构7和风电叶片3的缝隙进入风电叶片3的内部，除冰板6固定连接的滑块61通过滚珠62和T形槽33进行往复滑动进而实现除冰的效果，减缓风电叶片3表面出现的结冰现象。

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