一种风机叶片复合涂层防除冰方法

技术领域

本发明涉及的是防除冰技术领域，具体涉及一种风机叶片复合涂层防除冰方法。

背景技术

冰冻气候在世界范围内普遍存在，例如北欧、中欧、北美、中亚等地区常年面临冰冻问题。因此，风电机组的抗冰冻问题已成为新能源风电领域全球性亟待解决的问题。目前，风电领域防除冰技术主要包括机械除冰、溶液除冰、热力防除冰、涂层防冰。机械除冰工作强度大，受地形影响，难以推广；溶液除冰持续时间短，无机融冰剂价格低廉但对环境不友好，有机融冰机价格高；主流的热力防除冰采用热空气法，能耗大，设备成本较高；涂层是一种理想的防冰方法具有低能耗、低成本、施工简易等优势，但涂层的耐磨性、抗老化等性能有待提升。目前，市面上多采用上述四种防除冰技术中的一种，针对严重覆冰情况不能很好的解决结冰难题。基于此，我们提出一种复合涂层防冰除冰技术方法。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种风机叶片复合涂层防除冰方法，结构设计合理，采用电热涂层和防冰涂层两种，利用两者的协同优势最大限度的提高防冰除冰效率和降低成本。可广泛用于解决轻度、中度和重度冰冻问题，用于解决风电机组叶片覆冰问题，同时高铁、飞机等其他领域可借鉴应用。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种风机叶片复合涂层防除冰系统，包括叶片、轮毂、机舱、电加热单元、加热控制柜和结冰检测器，机舱前端设置有轮毂，轮毂上均布固定有三个叶片，叶片的根部设置有加热控制柜，叶片内部还设置有电加热单元，结冰检测器设置在叶片外表面；所述的叶片内部设置有加热涂层，叶片外部设置有防冰涂层。

作为优选，所述的叶片采用多层导热结构，从外到内依次为防冰涂层、叶片蒙皮、电加热层、隔热层和叶片壳体内部。

作为优选，所述的叶片上还预埋有温度传感器。

一种风机叶片复合涂层防除冰方法，包括以下步骤：首先，通过结冰检测器检测叶片覆冰厚度，超过一定限值（事先设定的最高冰层厚度数值）后，加热控制柜收到电加热单元发出的启动指令，加热控制柜启动加热涂层，同时预埋的温度传感器监测叶片表面温度，当温度超过一定安全阈值时，关闭电加热。

本发明的有益效果：本发明的结构设计合理，电热涂层和防冰涂层两种，利用两者的协同优势最大限度的提高防冰除冰效率和降低成本。该技术可广泛用于解决轻度、中度和重度冰冻问题，用于解决风电机组叶片覆冰问题，同时高铁、飞机等其他领域可借鉴应用。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的叶片防除冰结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

参照图1-2，本具体实施方式采用以下技术方案：一种风机叶片复合涂层防除冰系统，包括叶片1、轮毂2、机舱3、电加热单元4、加热控制柜5和结冰检测器6，机舱3前端设置有轮毂2，轮毂2上均布固定有三个叶片1，叶片1的根部设置有加热控制柜5，叶片1内部还设置有电加热单元4，结冰检测器6设置在叶片1外表面；所述的叶片1内部设置有加热涂层7，叶片外部设置有防冰涂层8。

所述的叶片1采用多层导热结构，从外到内依次为防冰涂层8、叶片蒙皮10、电加热层7、隔热层11和叶片壳体内部12。

所述的叶片1上还预埋有温度传感器。

一种风机叶片复合涂层防除冰方法，包括以下步骤：首先，通过结冰检测器检测叶片覆冰厚度，超过一定限值（事先设定的最高冰层厚度数值）后，加热控制柜收到电加热单元发出的启动指令，加热控制柜启动加热涂层，同时预埋的温度传感器监测叶片表面温度，当温度超过一定安全阈值时，关闭电加热，除冰完成。

本具体实施方式的风机防除冰系统结构是一种多层导热结构，从外到内依次为防冰涂层、蒙皮、电加热层、隔热层和叶片内部，如图 2 所示。电加热层将产生的热量传递到叶片表面，叶片表面迅速升温，在叶片表面和冰层之间形成融化的水膜，利用涂层的微纳结构使冰在自然风、叶片振动等作用下冰会自然脱落。涂层可以起到降低冰的附着力，延缓结冰时间，抑制冰的传递等功能。传统的单一的电热涂层需要在冰与叶片界面形成较厚的水膜才可以将冰脱落，而利用防冰涂层和电加热涂层结合方式，在界面之间形成非常薄的水膜，降低冰的附着力，使冰很容易脱落，电热能耗可大幅降低。隔热层选择导热系数和比热容较小的材料，最大程度阻挡热量向叶片内部传递。

本具体实施方式是一种复合涂层防冰技术方法，复合涂层包括电热涂层和防冰涂层两种，利用两者的协同优势最大限度的提高防冰除冰效率和降低成本。本具体实施方式的技术可广泛用于解决轻度、中度和重度冰冻问题，用于解决风电机组叶片覆冰问题，同时高铁、飞机等其他领域可借鉴应用。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。