阅读说明：本技术 一种具有电热防冰功能的可伸缩式风机叶片 (Retractable fan blade with electric heating anti-icing function ) 是由 罗小林 张林通 张敬华 陈冰 于 2021-09-15 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种具有电热防冰功能的可伸缩式风机叶片,属于风力发电技术领域。本发明包括一级伸缩叶片、二级伸缩叶片、主叶片、电加热区域、薄膜太阳能电池以及电动机；所述一级伸缩叶片前缘划分了若干电加热区域,实现对覆冰严重的叶尖进行电热防冰；所述一级伸缩叶片滑动安装在二级伸缩叶片中,所述二级伸缩叶片滑动安装在主叶片中。本发明通过电动机带动一级伸缩叶片在二级伸缩叶片内腔滑动,到限定位置时带动二级伸缩叶片在主叶片内腔中滑动,进而改变叶片整体的长度,以适应强风天气,保护受载荷较大的叶尖部位免受损伤。(The invention discloses a telescopic fan blade with an electric heating anti-icing function, and belongs to the technical field of wind power generation. The invention comprises a primary telescopic blade, a secondary telescopic blade, a main blade, an electric heating area, a thin-film solar cell and a motor; the front edge of the first-stage telescopic blade is divided into a plurality of electric heating areas, so that the electric heating anti-icing of the blade tip with serious icing is realized; the first-stage telescopic blades are slidably mounted in the second-stage telescopic blades, and the second-stage telescopic blades are slidably mounted in the main blades. The motor drives the first-stage telescopic blade to slide in the inner cavity of the second-stage telescopic blade, and drives the second-stage telescopic blade to slide in the inner cavity of the main blade when the motor reaches a limited position, so that the overall length of the blade is changed to adapt to strong wind weather and protect the blade tip part with larger load from being damaged.)

一种具有电热防冰功能的可伸缩式风机叶片

技术领域

本发明涉及一种具有电热防冰功能的可伸缩式风机叶片，属于风力发电技术领域。

背景技术

随着风力发电机功率的不断增大，风力发电机的叶片长度也不断增加。尤其是海上风力发电机，兆瓦级风力发电机体积日益庞大。

叶片是风力发电机组的关键部件之一，主要通过将自然风的风速转化为风力发电机的动能，再通过发电机转化为电能。

而在极端恶劣的大风天气下，风力发电机并不能正常工作，如果风力机叶片过于庞大的话，就算是在停机环境下也会对叶片造成一定的损伤，尤其是在叶片受载荷比较大的叶尖部位，且叶尖部位一般抗压能力也比较弱，同时冬季叶尖也是覆冰的主要区域，覆冰会使叶片载荷加大。

现有的技术通常都是通过变桨系统来解决强风恶劣天气的，根据空气动力学原理，使桨叶顺桨90°旋转与风向平行，进而达到停机的目的，但是这样也带来了一些问题：风力发电机停机不能工作，且遇过强风时一样会遭到破坏。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：本发明提供一种具有电热防冰功能的可伸缩式风机叶片，用于克服现有风力发电机在遇强风天气时容易遭到破坏，叶尖覆冰降低风机发电功率与寿命的问题。

本发明技术方案是：一种具有电热防冰功能的可伸缩式风机叶片，包括一级伸缩叶片1、二级伸缩叶片3、主叶片8；所述一级伸缩叶片1滑动安装在二级伸缩叶片3中，所述二级伸缩叶片3滑动安装在主叶片8中。

作为本发明的进一步方案，还包括连杆6、螺纹丝杠11、圆盘12、电动机13；所述连杆6上端固定连接在一级伸缩叶片根部5，连杆6中部穿过二级伸缩叶片根部10，连杆6底部固定连接圆盘12；圆盘12中部开有螺纹孔，且圆盘12能随螺纹丝杠11的转动上下移动，电动机13固定安装在主叶片8底部，电动机13的一端固定连接螺纹丝杠11，螺纹丝杠11的另一端穿过圆盘12后悬空。

作为本发明的进一步方案，一级伸缩叶片根部5外围加装有弹性紧固件一4，二级伸缩叶片根部10外围加装有弹性紧固件二9。

作为本发明的进一步方案，所述一级伸缩叶片1与二级伸缩叶片3接触处设有弹性密封环垫一2，所述二级伸缩叶片3与主叶片8接触处设有弹性密封环垫二7。

作为本发明的进一步方案，所述连杆6为空心杆，螺纹丝杠11的另一端穿过圆盘12后悬空在连杆6内。

作为本发明的进一步方案，所述弹性紧固件一4、弹性紧固件二9结构相同，弹性紧固件一4由一个翼状紧固环18及若干个滚珠弹簧构成，以便于一级伸缩叶片1在二级伸缩叶片3内壁滑动，二级伸缩叶片3在主叶片8内壁滑动；其中，滚珠弹簧中的滚珠14、弹簧15均内置固定于弹簧槽16内，且一部分露出弹簧槽16，弹簧槽16通过定位销17固定连接在翼状紧固环18上。

作为本发明的进一步方案，所述一级伸缩叶片1的前缘处设有电加热区域19，电加热区域19分为若干区域，环境温度传感器22与控制器连接，控制器再与电加热区域19连接。

作为本发明的进一步方案，当环境温度传感器22反馈温度低于0℃时，控制器控制电加热区域19内的若干区域周期性的交替加热。

作为本发明的进一步方案，所述电动机13或电加热区域19所需用电均由风机塔筒上方的机舱21顶部布置的薄膜太阳能电池20供电。

本发明的有益效果是：

1、本发明采用一级伸缩叶片，二级伸缩叶片及主叶片构成，可伸缩范围较单叶尖及叶根伸缩大大增加。

2、本发明仅利用螺纹丝杠带动一级伸缩叶片在二级伸缩叶片内部上下滑动，进而带动二级伸缩叶片在主叶片内部上下滑动，结构较为轻便。

3、本发明采用的弹性紧固件是由翼状紧固环及若干滚珠弹簧构成，这样既能提高一级伸缩叶片及二级伸缩叶片的稳固性，又能实现滑动接触。

4、本发明通过在机舱顶部布置薄膜太阳能电池为电机和电加热区域实现自主供电，且周期性加热能大大节约用电。

附图说明

图1是本发明叶片整体结构示意图；

图2是本发明弹性紧固件切面细节示意图；

图3是本发明风机机舱示意图。

图1-3中各标号：1-一级伸缩叶片，2-弹性密封环垫一，3-二级伸缩叶片，4-弹性紧固件一，5-一级伸缩叶片根部，6-连杆，7-弹性密封环垫二，

8-主叶片，9-弹性紧固件二，10-二级伸缩叶片根部，11-螺纹丝杠，12-圆盘，13-电动机，14-滚珠，15-弹簧，16-弹簧槽，17-定位销，18-翼状紧固环，19-电加热区域，20-薄膜太阳能电池，21-机舱，22-环境温度传感器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。

实施例1：如图1-图3所示，一种具有电热防冰功能的可伸缩式风机叶片，包括一级伸缩叶片1、二级伸缩叶片3、主叶片8；所述一级伸缩叶片1滑动安装在二级伸缩叶片3中，所述二级伸缩叶片3滑动安装在主叶片8中。

作为本发明的进一步方案，还包括连杆6、螺纹丝杠11、圆盘12、电动机13；所述连杆6上端固定连接在一级伸缩叶片根部5，连杆6中部穿过二级伸缩叶片根部10，连杆6底部固定连接圆盘12；圆盘12中部开有螺纹孔，且圆盘12能随螺纹丝杠11的转动上下移动，电动机13固定安装在主叶片8底部，电动机13的一端固定连接螺纹丝杠11，螺纹丝杠11的另一端穿过圆盘12后悬空。

作为本发明的进一步方案，一级伸缩叶片根部5外围加装有弹性紧固件一4，二级伸缩叶片根部10外围加装有弹性紧固件二9。

作为本发明的进一步方案，所述一级伸缩叶片1与二级伸缩叶片3接触处设有弹性密封环垫一2，所述二级伸缩叶片3与主叶片8接触处设有弹性密封环垫二7。

作为本发明的进一步方案，所述连杆6为空心杆，螺纹丝杠11的另一端穿过圆盘12后悬空在连杆6内。

作为本发明的进一步方案，所述弹性紧固件一4、弹性紧固件二9结构相同，弹性紧固件一4由一个翼状紧固环18及若干个滚珠弹簧构成，以便于一级伸缩叶片1在二级伸缩叶片3内壁滑动，二级伸缩叶片3在主叶片8内壁滑动；其中，滚珠弹簧中的滚珠14、弹簧15均内置固定于弹簧槽16内，且一部分露出弹簧槽16，弹簧槽16通过定位销17固定连接在翼状紧固环18上。

作为本发明的进一步方案，所述一级伸缩叶片1的前缘处设有电加热区域19，电加热区域19分为若干区域，环境温度传感器22与控制器连接，控制器再与电加热区域19连接。

作为本发明的进一步方案，当环境温度传感器22反馈温度低于0℃时，控制器控制电加热区域19内的若干区域周期性的交替加热。

作为本发明的进一步方案，所述电动机13或电加热区域19所需用电均由风机塔筒上方的机舱21顶部布置的薄膜太阳能电池20供电。

本发明的工作原理是：当叶片处于正常状态，需要收缩时，电动机13带动螺纹丝杠11反转，螺纹丝杆的反转带动圆盘12下降，进而一级伸缩叶片1在二级叶片内部向下滑动，当一级伸缩叶片根部5下降到二级伸缩叶片根部10位置时，二级伸缩叶片3在一级伸缩叶片1的带动下开始在主叶片8的内部向下滑动，直至圆盘12下降至螺纹丝杠11底部，整个叶片收缩过程结束。

当叶片处于收缩状态，需要伸展时，电动机13带动螺纹丝杠11正转，螺纹丝杆的正转带动圆盘12上升，进而一级伸缩叶片1在二级伸缩叶片3内部向上滑动，当一级伸缩叶片根部5上升至二级伸缩叶片3顶部位置时，二级伸缩叶片3在一级伸缩叶片1的带动下开始在主叶片8的内部向上滑动，直至圆盘12上升至螺纹丝杠11顶部位置，整个叶片伸展过程结束。

所述电加热区域19布置在一级伸缩叶片1的前缘处，共分为6块分区，当环境温度传感器22反馈温度低于0℃时，控制器控制电加热区域19中的电加热部件进行分区1、分区3、分区5加热，加热9秒后，控制器控制电加热区域19中的电加热部件进行分区2、分区4、分区6加热，加热9秒，周期性进行上述加热模式，电动机13及电加热区域19所需用电，均由机舱21顶部布置的薄膜太阳能电池20供电。

上面结合附图对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。