[发明专利]用于给风轮机的叶片除冰的方法、风轮机及其使用

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在风轮机已停机一段时间之后给风轮机的叶片除冰的方法、一种按照权利要求12的前序部分所述的风轮机及其使用。

背景技术

现有技术中已知的风轮机包括锥形风轮机塔架和设在该塔架的顶部的风轮机机舱。具有多个风轮机叶片的风轮机转子通过低速轴连接到该机舱上，所述低速轴从机舱前面伸出，如图1所示。

随着大型现代风轮机在功率输出和成本上越来越大，所以停机的问题变得越来越重要，并且现代风轮机经常地改进，以便保证只要存在可用的风况它们都能有效地产生电力。

然而，在这方面，风轮机的除冰可能是个大问题，因为即使存在理想的风况，冰也能阻碍风轮机产生电力。因此，从美国专利No.6890152中已知为风轮机叶片设置多个声角(sonic horns)，该声角可在起动时使叶片振动，并因此使冰脱落。但这种系统的缺点很多，包括噪音问题、成本、难以在叶片中实施等。

因此，本发明的目的是提供用于给风轮机叶片除冰的有利技术。

发明内容

本发明提供一种方法，该方法用于在风轮机已停机一段时间之后给风轮机叶片除冰。该方法包括以下步骤：

-形成叶片的受控制的加速状况，和

-随后形成叶片的受控制的减速状况，因此将冰从叶片上抖掉(通过振动去掉，通过摆动去掉)。

在叶片中形成加速状况并随后形成减速状况是有利的，因为这是通过摇动或抖动叶片上的冰或雪给风轮机的叶片除冰的简单而有效的方法。

重要的是加速状况和减速状况受到控制，因为如果加速作用太大，则可能损坏叶片或形成加速作用的机构；如果加速作用太小，则该方法在给叶片除冰时可能不那么有效。

应该强调，术语“除冰(给……除冰)”应理解为将冰、雪等的主要部分从叶片上除去，即，在完成除冰操作之后仍可以有少量部分冰留在叶片上。

还应该强调，术语“加速状况”和“减速状况”应该理解为叶片的运动的速度增加和随后减少，即，叶片在给定的方向上移动和停止、前后移动、分步移动或其任何组合，以便形成这样的状况：当运动的方向突然改变或运动的速度突然减小或者由于加速状况和随后的减速状况使叶片挠曲到一定程度以致冰在表面产生裂纹时，冰或雪的惯性将使它脱离叶片表面。

还应该强调，即使本申请说明加速状况随后紧接着减速状况，但这也不排除加速状况和减速状况分开一段时间，此处叶片的运动的速度基本上恒定，例如，如果转子的旋转通过使转子速度加速到某一RPM(每分钟转数)起动-在已停机一段时间之后-和然后当特定的叶片到达特定方位位置时，转子旋转猛然地但受控制的停止或减慢，因此形成叶片的受控制的减速状况，并因此抖掉叶片上的冰。

在本发明的一个方面中，所述方法还包括在形成所述受控制的加速状况之前将所述叶片定位在预定方位角中的步骤。

通过在形成受控制的加速状况之前将叶片定位在预定的方位位置中，能基本上控制冰和雪-已经抖掉-着陆的地点。

另外，能进行除冰操作，而同时使叶片处于使风轮机的叶片和其余部分应力最小的位置。

在本发明的一个方面中，所述方法还包括在形成所述受控制的加速状况之前将叶片设置成基本上叶尖朝下的步骤。

通过在形成受控制的加速状况之前使叶片叶尖向下，可保证在除冰作业期间减小重力牵引的应变效应，因此实现使叶片的应变减小。

另外，在除冰作业期间通过使叶片叶尖向下，可保证使抖落的冰在塔架(塔筒)基座的前面聚集成一堆。这是有利的，因为由此防止抖落的冰散布在风轮机周围的大面积上并可能因此损坏相邻的建筑物、庄稼等。

在本发明的一个方面中，所述方法还包括在形成所述受控制的加速状况之前将叶片设置成其叶尖指向第一侧向方向的步骤。

在除冰作业期间使叶片叶尖朝向侧向是有利的，因为叶片中的重力牵引会感生叶片的挠曲，叶片的挠曲本身能使一部分冰断裂变疏松，并因此进一步帮助除冰作业。

在本发明的一个方面中，所述叶片定位成使它的叶尖朝向基本与所述第一侧向方向相反的侧向方向，且其中形成另外的受控制的加速状况和另外的受控制的减速状况，而所述叶片设置成叶尖朝向所述相反的侧向方向。

当叶片设置成叶尖基本朝向第一侧向方向时，叶片朝一个方向偏转，而当设置成叶尖朝向相反的侧向方向时，叶片朝相反方向偏转。这是有利的，因为在除冰作业期间叶片朝不同方向的偏转将进一步帮助将冰弄松。

在本发明的一个方面中，所述受控制的加速状况和所述受控制的减速状况反复地形成。

通过反复地形成受控制的加速状况，除冰操作变得更有效。