风电叶片用可加热前缘翻边板制造技术

本发明专利技术公开了一种风电叶片用可加热前缘翻边板，所述前缘翻边板粘接在风电叶片的吸力侧叶片壳体和压力侧叶片壳体的前缘结合处内侧表面上，所述前缘翻边板包括前缘翻边板本体，所述前缘翻边板本体的内侧表面设有能够将电能转换成热能的加热垫，所述加热垫包括碳纤维布成型的导电加热层和金属材质的接电电极，所述加热层布置在前缘翻边板本体的内侧表面，所述电极间隔夹持在加热层上。本发明专利技术使前缘翻边板既具有增强结构强度的功能、又具有可加热的功能，进而使粘接此前缘翻边板的风电叶片具有除冰功能，而且既能使风电叶片以良好的性价比实现除冰功能，又能使风力发电机能够实现可靠、高效、安全的运行，稳定性和可靠性高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及风电叶片，具体是一种风电叶片用的可加热的前缘翻边板。
技术介绍
风力发电机是将风能转换成电能的能量转换设备，其工作环境常年处于环境复杂而恶劣的户外，需要频繁接受各种复杂而不稳定的气候环境变化，甚至是极端的灾害气候，这就包括了接受冻雨、霜、雪等气候环境的侵蚀。风轮上的叶片（即风电叶片）是风力发电机外部迎接风能、并将其转换成机械能的重要转子部件，侵蚀风力发电机的冻雨、霜、雪等气候环境对风轮上的叶片影响最大，极易导致叶片的迎风部位-前缘处表面结冰，随着叶片表面冰层的增厚，对叶片的受风能力造成影响，进而降低叶片的空气力学性能，影响机组的发电效率、甚至会迫使风力发电机停机；久而久之，会使叶片的外形发生变化，进而增加风力发电机的机械磨损，影响风力发电机的安全运行和使用寿命。由此可见，风电叶片上的除冰技术对风力发电机的可靠、安全、高效运行至关重要。参见图1和图2所示，风电叶片主要由吸力侧叶片壳体1、压力侧叶片壳体2和处于它们之间的剪切腹板3粘接组合而成，为了增强吸力侧叶片壳体1和压力侧叶片壳体2在前缘处的粘接结合力，在吸力侧叶片壳体1和压力侧叶片壳体2粘接结合的前缘处内侧表面粘接有一块弧板状的前缘翻边板，即前缘翻边板本体4，该前缘翻边板本体4主要由多层玻璃纤维布粘接组合而成，其仅为增强前缘处的粘接结合强度而设置，不具有其它功能；前缘处的外表面为叶片的迎风部位，此处在冻雨、霜、雪等气候环境的侵蚀下极易结冰，形成冰层5。通过上述风电叶片的结构可知，对于叶片前缘处的冰层去除，加热结构的布置应为叶片的前缘处，尤其是布置在前缘翻边板上。由于上述前缘翻边板本身仅为增强结构强度而设置，不具有可加热的融冰除冰功能，因而，粘接此前缘翻边板的风电叶片要么不具有除冰功能；要么其除冰技术无法以经济实用的方式实现最佳化，不能取得理想的除冰效果，性价比、稳定性和可靠性较差，例如中国专利文献公开的“一种具有碳纤维电热融冰技术的兆瓦级风机叶片”（公开号：CN 203239506，公开日：2013年10月16日）、“具有电热融冰装置的风力发电机转子叶片”（公开号：CN 102878026，公开日：2013年1月16日）等。另外，若将加热结构简单的布置在风电叶片的叶身内部，不仅无法实现维护处理，而且还会增高其遭受雷击的风险。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于：针对上述现有技术的不足，提供一种结构简单、成型方便、成型成本低、有利于风电叶片以良好的性价比、稳定性和可靠性实现理想除冰的可加热前缘翻边板。本专利技术所采用的技术方案是：一种风电叶片用可加热前缘翻边板，所述前缘翻边板粘接在风电叶片的吸力侧叶片壳体和压力侧叶片壳体的前缘结合处内侧表面上，所述前缘翻边板包括前缘翻边板本体，所述前缘翻边板本体的内侧表面设有能够将电能转换成热能的加热垫，所述加热垫包括碳纤维布成型的导电加热层和金属材质的接电电极，所述加热层布置在前缘翻边板本体的内侧表面上，所述电极间隔夹持在加热层上。作为优选方案，所述加热垫还包括有玻璃纤维布成型的防护层，所述防护层包覆在加热层的内侧表面和外侧表面。进一步的，所述防护层将加热层上所夹持的电极部分或全部包覆，所述电极所连接的电源线直接或通过防护层引出。所述电极间隔夹持在加热层的两端端部处，间隔的电极之间的加热层纤维丝束为非中断的连续丝束，所述加热层每端端部处的电极主要由内侧金属条和外侧金属条组成。作为优选，所述电极为铜箔或铜线丝束。所述防护层主要由多层玻璃纤维布组成。进一步的，所述玻璃纤维布为±15～75°的双向纤维布，作为优选，所述玻璃纤维布为±45°的双向纤维布。所述碳纤维布为±15～75°的双向纤维布，作为优选，所述碳纤维布为±45°的双向纤维布。所述前缘翻边板本体主要由多层玻璃纤维布组成。本专利技术的有益效果是：1. 本专利技术利用碳纤维布的导电发热特性，通过在风电叶片成型所用的前缘翻边板本体的内侧表面上设置以碳纤维布为主体的加热垫，从而使前缘翻边板在其内侧表面所设置的加热垫通电状态下即可实现加热、导热，使前缘翻边板既具有增强结构强度的功能、又具有可加热的功能，进而使粘接此前缘翻边板的风电叶片具有融冰除冰的功能，而且，加热垫在前缘翻边板上的布置结构有效、可靠地实现了最佳化，其以简单的布局结构和便利的操作作业既能简化风电叶片的成型操作，大幅降低成型成本，使风电叶片以良好的性价比实现除冰功能，又能使风力发电机能够实现可靠、高效、安全的运行，稳定性和可靠性高；2. 本专利技术利用玻璃纤维布的优异绝缘特性，给风电叶片空腔内侧碳纤维布所成型的加热层设置了防护层，从既有效、可靠地解决了加热垫在前缘翻边板上简化成型的问题，又有效、可靠地提高了加热垫的绝缘性能，大大降低了户外复杂环境中作业的发电叶片受雷电攻击的风险，其可靠性高、安全性好，能够进一步可靠提高风力发电机运行的可靠性、稳定性和安全性，实用性强。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。图1是现有风电叶片的径向截面结构示意图。图2是图1中前缘翻边板在风电叶片中所处粘接部位的放大图。图3是具有本专利技术的风电叶片径向截面结构示意图。图4是图3中前缘翻边板上的加热垫的结构示意图。图5是图4中的A-A视图。图6是图4中的B-B视图。图中代号含义：1—吸力侧叶片壳体；2—压力侧叶片壳体；3—剪切腹板；4—前缘翻边板本体；5—冰层；6—加热垫；61—防护层；62—加热层；63—接电电极；64—电源线。具体实施方式实施例1参见图3、图4、图5和图6所示，本专利技术为弧板状的前缘翻边板，风电叶片成型之用。其中，风电叶片主要由吸力侧叶片壳体1、压力侧叶片壳体2和剪切腹板3组成，吸力侧叶片壳体1和压力侧叶片壳体2扣合在一起，剪切腹板3处于吸力侧叶片壳体1和压力侧叶片壳体2之间，吸力侧叶片壳体1和压力侧叶片壳体2的前缘处和后缘处分别粘接组合（通常是环氧树脂胶黏剂）在一起，剪切腹板3的两端对应的与吸力侧叶片壳体1和压力侧叶片壳体2的内壁粘接组合在一起。本专利技术的前缘翻边板包括前缘翻边板本体4，该前缘翻边板本体4主要由多层玻璃纤维布粘接组合成而。前缘翻边板本体4粘接组合在吸力侧叶片壳体1和压力侧叶片壳体2在前缘处的粘接结合处的内侧表面，即前缘翻边板本体4粘接组合在风电叶片的前缘处内侧表面上，从而增强前缘粘接结合处的粘接结合力。前述前缘翻边板本体4的内侧表面粘接组合有能够将电能转换成热能的加热垫6，在加热垫6通电的状态下，前缘翻边板本体4即可实现加热、导热，从而加热它所对应的风电叶片前缘处的外侧表面，融化消除冰层。具体的，加热垫6包括绝缘的防护层61、导电的加热层62、接电的电极63和连接电源的电源线64。防护层61主要由多层玻璃纤维布粘接组合而成，每层玻璃纤维布为编织角度为±15～75°（例如±15°、±35°、±45°、±60°或±75°，优选±45°）的双向纤维布；防护层61分为内防护层和外防护层，它们分别大于加热层62的表面面积，内、外防护层分别包覆在加热层62的内侧表面和外侧表面，将加热层62包覆在其中，内防护层和外防护层四个边分别粘接组合在一起，从而将加热层62以夹心结构包覆在防护层61内，在内、外防护层的粘接组合处或者某一侧防护层上，设有电极63的接线孔；防护层61的外防护层粘接组合在前缘翻边板本体4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风电叶片用可加热前缘翻边板，所述前缘翻边板粘接在风电叶片的吸力侧叶片壳体（1）和压力侧叶片壳体（2）的前缘结合处内侧表面上，其特征在于：所述前缘翻边板包括前缘翻边板本体（4），所述前缘翻边板本体（4）的内侧表面设有能够将电能转换成热能的加热垫（6），所述加热垫（6）包括碳纤维布成型的导电加热层（62）和金属材质的接电电极（63），所述加热层（62）布置在前缘翻边板本体（4）的内侧表面上，所述电极（63）间隔夹持在加热层（62）上。

【技术特征摘要】
1. 一种风电叶片用可加热前缘翻边板，所述前缘翻边板粘接在风电叶片的吸力侧叶片壳体（1）和压力侧叶片壳体（2）的前缘结合处内侧表面上，其特征在于：所述前缘翻边板包括前缘翻边板本体（4），所述前缘翻边板本体（4）的内侧表面设有能够将电能转换成热能的加热垫（6），所述加热垫（6）包括碳纤维布成型的导电加热层（62）和金属材质的接电电极（63），所述加热层（62）布置在前缘翻边板本体（4）的内侧表面上，所述电极（63）间隔夹持在加热层（62）上。2. 根据权利要求1所述风电叶片用可加热前缘翻边板，其特征在于：所述加热垫（6）还包括有玻璃纤维布成型的防护层（61），所述防护层（61）包覆在加热层（62）的内侧表面和外侧表面。3. 根据权利要求2所述风电叶片用可加热前缘翻边板，其特征在于：所述防护层（61）将加热层（62）上所夹持的电极（63）部分或全部包覆，所述电极（63）所连接的电源线（64）直接或通过防护层...

【专利技术属性】
技术研发人员：羊森林，黄永东，赵萍，钟贤和，
申请(专利权)人：东方电气风电有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51