用于风力涡轮机叶片的除冰系统技术方案

公开了一种具有叶片除冰系统的风力涡轮机叶片。叶片除冰系统包括：第一通道，其从第一位置纵向地延伸到第二位置，其中，第二位置在末梢端与第一位置之间；以及加热通道，其沿着风力涡轮机叶片的前缘从第二位置纵向地延伸到第一位置，加热通道和第一通道成流体连接。叶片除冰系统布置成：提供穿过第一通道和加热通道的被加热流体的流动，穿过加热通道的被加热流体的流动具有沿着风力涡轮机叶片的纵向方向的主流动方向，并且其中，叶片除冰系统构造为：影响穿过加热通道的被加热流体的流动，导致被加热流体围绕主流动方向的旋转流动。旋转流动为在前缘处从吸力侧到压力侧旋转。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于风力涡轮机叶片的除冰系统
本专利技术涉及一种用于风力涡轮机叶片的除冰（de-icing）系统。
技术介绍
当风力涡轮机在寒冷天气的气候下操作时，在风力涡轮机叶片上出现潜在的冰的累积对涡轮机性能提出挑战。在第一方面中，叶片表面上的任何结冰都将破坏叶片空气动力学，这可导致涡轮机效率上的降低和/或增加的运行噪音水平。在另一方面中，从叶片表面剥落的冰可存在掉落风险。就此而言，风力涡轮机叶片在此类位置中常设置有系统，以提供冰预防和/或去除。除了嵌入在叶片中的电气加热系统和机械除冰系统，已知的是提供热空气除冰系统，其按以下原理操作：将加热的空气供应到风力涡轮机叶片的内部，以使叶片的表面温度升高到冰点（freezing）以上。此类热空气除冰系统的示例在美国专利申请公开号US2013/0106108中可见。本专利技术的目的是提供一种除冰系统，其提供优于现有技术的改善的性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有除冰系统的风力涡轮机叶片和一种用于对风力涡轮机叶片进行除冰的方法，其为风力涡轮机叶片提供更有效的除冰。特别地，本专利技术提供了对风力涡轮机叶片的壳体的更有效的热传递，并且尤其是靠近风力涡轮机叶片的前缘，风力涡轮机叶片的前缘可特别倾向于结冰（iceformation）。因此，公开了一种具有叶片除冰系统的风力涡轮机叶片。风力涡轮机叶片包括：根部端和末梢端、前缘和后缘、吸力侧和压力侧、以及在前缘与背部表面之间的内部前缘腔，所述背部表面由在吸力侧与压力侧之间延伸的至少一个内部抗剪腹板或翼梁的翼梁侧形成。叶片除冰系统包括第一通道，所述第一通道从第一位置纵向地延伸到第二位置。第二位置在末梢端与第一位置之间。叶片除冰系统包括加热通道，所述加热通道沿着风力涡轮机叶片的前缘从第二位置纵向地延伸到第一位置。加热通道和第一通道成流体连接。叶片除冰系统布置为提供穿过第一通道和加热通道的被加热流体的流动。穿过加热通道的被加热流体的流动具有沿着风力涡轮机叶片的纵向方向的主流动方向。叶片除冰系统进一步构造为影响穿过加热通道的被加热流体的流动，导致被加热流体围绕主流动方向的旋转流动。还公开了一种用于对风力涡轮机叶片（例如所公开的风力涡轮机叶片）进行除冰的方法，所述风力涡轮机叶片包括：根部端和末梢端、前缘和后缘、吸力侧和压力侧、以及在前缘与背部表面之间的内部前缘腔，所述背部表面由在吸力侧与压力侧之间延伸的至少一个内部抗剪腹板或翼梁的翼梁侧形成。风力涡轮机叶片进一步包括第一通道，所述第一通道从第一位置纵向地延伸到第二位置，其中，第二位置在末梢端与第一位置之间。风力涡轮机叶片进一步包括加热通道，所述加热通道沿着风力涡轮机叶片的前缘从第二位置纵向地延伸到第一位置，加热通道和第一通道成流体连接。所述方法包括：提供穿过第一通道和加热通道的被加热流体的流动，穿过加热通道的被加热流体的流动具有沿着风力涡轮机叶片的纵向方向的主流动方向；以及影响穿过加热通道的被加热流体的流动，导致被加热流体围绕主流动方向的旋转流动。提供穿过加热通道的被加热流体的旋转流动可导致壳体的内部部分附近流体的湍流增加和速度增加，由此提供从被加热流体到风力涡轮机叶片的壳体的更有效的热传递。旋转流动可为在任一方向上的旋转。旋转流动可为在前缘处从压力侧到吸力侧旋转。旋转流动可为在前缘处从吸力侧到压力侧旋转。在吸力侧上，例如在前缘附近，结冰可为更加可能的，因此，在前缘处引导旋转流动从吸力侧旋转到压力侧可为有利的，例如允许在吸力侧处的增加的热传递。在所述方法和除冰系统中采用的被加热流体可为气体或液体。例如，在所述方法和除冰系统中采用的被加热流体可为热空气、蒸汽或除冰流体。第一通道从第一位置延伸到第二位置。加热通道从第二位置延伸到第一位置。第一位置可为靠近风力涡轮机叶片的根部，例如，根部端。第二位置可为靠近风力涡轮机叶片的末梢，例如，末梢端。第二位置在末梢端与第一位置之间。第一位置在根部端与第二位置之间。风力涡轮机叶片，例如，风力涡轮机叶片的除冰系统可包括加热装置。风力涡轮机叶片，例如，风力涡轮机叶片的除冰系统可包括循环装置。循环装置和加热装置可组合在加热和循环装置中，例如，循环装置可包括加热装置，且/或加热装置可包括循环装置。循环装置和/或加热装置可设置在第一位置处，例如，靠近风力涡轮机叶片的根部。备选地，风力涡轮机可利用中央加热和/或循环装置，在此情况下，视情况而定，加热和/或循环装置可设置在风力涡轮机的毂部或机舱中，并且连接到每个风力涡轮机叶片的除冰系统。循环装置可构造为提供穿过加热通道的被加热流体的旋转流动。例如，循环装置可构造为使流体循环到加热通道中，所述加热通道在壳体附近具有与风力涡轮机叶片的纵向方向形成角度的方向。如果循环装置使流体直接地循环到加热通道中（例如，在第一位置处），则用循环装置提供旋转流动可为特别有用的。被加热流体的流动可为穿过加热通道从第二位置提供到第一位置。例如，叶片除冰系统可布置成提供穿过加热通道从第二位置到第一位置的被加热流体的流动。被加热流体的流动可为从第一位置穿过第一通道提供到第二位置，并且从第二位置穿过加热通道提供到第一位置。例如，叶片除冰系统可布置成提供从第一位置穿过第一通道到第二位置的被加热流体的流动，以及从第二位置穿过加热通道到第一位置的被加热流体的流动。被加热流体的流动可为从第二位置穿过加热通道提供到第一位置，并且从第一位置穿过第一通道提供到第二位置。例如，叶片除冰系统可布置成提供从第二位置穿过加热通道到第一位置的被加热流体的流动，以及从第一位置穿过第一通道到第二位置的被加热流体的流动。备选地，被加热流体的流动可为穿过加热通道从第一位置提供到第二位置。例如，叶片除冰系统可布置成提供穿过加热通道从第一位置到第二位置的被加热流体的流动。被加热流体的流动可为从第一位置穿过加热通道提供到第二位置，并且从第二位置穿过第一通道提供到第一位置。例如，叶片除冰系统可布置成提供从第一位置穿过加热通道到第二位置的被加热流体的流动，以及从第二位置穿过第一通道到第一位置的被加热流体的流动。被加热流体的流动可为从第二位置穿过第一通道提供到第一位置，并且从第一位置穿过加热通道提供到第二位置。例如，叶片除冰系统可布置成提供从第二位置穿过第一通道到第一位置的被加热流体的流动，以及从第一位置穿过加热通道到第二位置的被加热流体的流动。前缘腔可形成加热通道。前缘腔可形成加热通道的一部分，例如，加热通道可包括多个加热通道部分。例如，加热通道可包括在前缘腔与第一位置之间的第一加热通道部分，且/或加热通道可包括在前缘腔与第二位置之间的第二加热通道部分。前缘腔的背部表面可由抗剪腹板形成，例如由前缘抗剪腹板形成。前缘腔的背部表面可由翼梁的翼梁侧形成，例如由前缘翼梁侧形成。背部表面可将加热通道和第一通道分开。第一通道可为隔热通道。例如，第一通道可被隔热，以避免或至少减少来自第一通道内部的流体的热量损失，例如，以保存用于在加热通道中提供的流体的热量。第一通道可布置在前缘腔的外部，例如，在前缘腔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有叶片除冰系统的风力涡轮机叶片，所述风力涡轮机叶片包括：根部端和末梢端、前缘和后缘、吸力侧和压力侧、以及在所述前缘与背部表面之间的内部前缘腔，所述背部表面由在所述吸力侧与所述压力侧之间延伸的至少一个内部抗剪腹板或翼梁的翼梁侧形成，所述叶片除冰系统包括：/n第一通道，所述第一通道从第一位置纵向地延伸到第二位置，其中，所述第二位置在所述末梢端与所述第一位置之间；以及/n加热通道，所述加热通道沿着所述风力涡轮机叶片的所述前缘从所述第二位置纵向地延伸到所述第一位置，所述加热通道和所述第一通道成流体连接；/n其中，所述叶片除冰系统布置成提供穿过所述第一通道和所述加热通道的被加热流体的流动，穿过所述加热通道的被加热流体的流动具有沿着所述风力涡轮机叶片的纵向方向的主流动方向，并且其中，所述叶片除冰系统构造为：影响穿过所述加热通道的被加热流体的流动，导致被加热流体围绕所述主流动方向的旋转流动，并且/n其中，所述旋转流动为在所述前缘处从所述吸力侧到所述压力侧旋转，或在所述前缘处从所述压力侧到所述吸力侧旋转。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180608 EP 18176701.31.一种具有叶片除冰系统的风力涡轮机叶片，所述风力涡轮机叶片包括：根部端和末梢端、前缘和后缘、吸力侧和压力侧、以及在所述前缘与背部表面之间的内部前缘腔，所述背部表面由在所述吸力侧与所述压力侧之间延伸的至少一个内部抗剪腹板或翼梁的翼梁侧形成，所述叶片除冰系统包括：
第一通道，所述第一通道从第一位置纵向地延伸到第二位置，其中，所述第二位置在所述末梢端与所述第一位置之间；以及
加热通道，所述加热通道沿着所述风力涡轮机叶片的所述前缘从所述第二位置纵向地延伸到所述第一位置，所述加热通道和所述第一通道成流体连接；
其中，所述叶片除冰系统布置成提供穿过所述第一通道和所述加热通道的被加热流体的流动，穿过所述加热通道的被加热流体的流动具有沿着所述风力涡轮机叶片的纵向方向的主流动方向，并且其中，所述叶片除冰系统构造为：影响穿过所述加热通道的被加热流体的流动，导致被加热流体围绕所述主流动方向的旋转流动，并且
其中，所述旋转流动为在所述前缘处从所述吸力侧到所述压力侧旋转，或在所述前缘处从所述压力侧到所述吸力侧旋转。


2.根据权利要求1所述的风力涡轮机叶片，包括设置在所述第一位置处的加热装置和/或循环装置。


3.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中，所述叶片除冰系统布置成提供从所述第一位置穿过所述第一通道到所述第二位置的被加热流体的流动，以及从所述第二位置穿过所述加热通道到所述第一位置的被加热流体的流动。


4.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片，并且其中，所述前缘腔形成所述加热通道。


5.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中，所述背部表面将所述加热通道和所述第一通道分开。


6.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中，所述第一通道布置在前缘抗剪腹板或翼梁的前缘翼梁侧与后缘抗剪腹板或翼梁的后缘翼梁侧之间的空间中。


7.根据权利要求1-4中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中，所述第一通道布置在所述前缘腔内部。


8.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片，包括在所述第一通道与所述加热通道之间的多个孔，所述多个孔沿着所述风力涡轮机叶片的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·H·巴恩斯，L·安德尔森，
申请(专利权)人：LM风力发电国际技术有限公司，
类型：发明
国别省市：丹麦;DK