[发明专利]风力发电机叶片的融冰加热结构及其制作方法

权利要求书

1.一种风力发电机叶片的融冰加热结构，所述风力发电机叶片由壳体和位于壳体内的两块抗剪切腹板组合构成，所述壳体由迎流面壳体和背流面壳体对接构成空腹结构，两块抗剪切腹板在腹腔中纵向并列布置，它们的两个侧边分别与迎流面壳体、背流面壳体的内壁粘接；其特征在于，所述风力发电机叶片设有碳晶膜加热装置，该装置包括碳晶电热膜、温度传感器、加热控制器，所述碳晶电热膜铺覆在壳体前缘表面的覆冰区域，用于加热壳体前缘的覆冰区域；所述温度传感器布置在碳晶电热膜下，对应覆冰区域，用于检测壳体前缘覆冰区域的温度；所述加热控制器布置在风力发电机控制系统中，根据温度传感器检测到的壳体前缘覆冰区域的温度，调整碳晶电热膜的加热电功率，使壳体前缘覆冰区域的温度恒定在设定值，该设定值略大于冰的熔点，为0℃＜t≤2℃；所述碳晶电热膜通过其电源线连接电源，所述温度传感器通过其信号线连接加热控制器，所述碳晶电热膜的电源线、温度传感器的信号线均敷设在叶片壳体的腹腔中，固定在抗剪切腹板上，从叶片根部引出；所述风力发电机叶片还设有避雷装置，该避雷装置包括金属丝网和雷电流引线，所述金属丝网包覆在叶片前缘壳体表面，对应覆冰区域，其与碳晶电热膜的结合面设有绝缘层；所述金属丝网具有钎焊的铜箔带，所述雷电流引线固定在抗剪切腹板上，它的一端与金属丝网的铜箔带钎焊连接，另一端从叶片根部引出接地。

2.权利要求1所述风力发电机叶片融冰加热结构的制作方法，包括步骤：

(1)、在灌注叶片迎流面、背流面壳体之前，先把金属丝网、高密度双向纤维布、碳晶电热膜依序铺在模具内，对应覆冰区域，把温度传感器布置在碳晶电热膜上，并把金属丝网的雷电流引线、碳晶电热膜的电源线、温度传感器的信号线都钎焊好，其中，雷电流引线直接与金属丝网的铜箔带焊接；再铺叶片壳体纤维布及芯材；

(2)、抽真空灌注树脂一起成型，将金属丝网、高密度双向纤维布、碳晶电热膜、温度传感器固化在叶片壳体内；

（3）、在抗剪切腹板灌注成型后，把金属丝网的雷电流引线、碳晶电热膜的电源线、温度传感器的信号线固定在抗剪切腹板上；

（4）、将迎流面壳体、背流面壳体、抗剪切腹板组装粘接，然后合模保温、保压，至树脂和粘接剂彻底固化后脱模，叶片成型；

（5）、在叶片整个表面喷涂防风沙耐腐蚀的专用油漆。

3.一种风力发电机叶片的融冰加热结构，所述风力发电机叶片由壳体和位于壳体内的两块抗剪切腹板组合构成，所述壳体由迎流面壳体和背流面壳体对接构成空腹结构，两块抗剪切腹板在腹腔中纵向并列布置，它们的两个侧边分别与迎流面壳体、背流面壳体的内壁粘接；其特征在于，所述风力发电机叶片设有碳晶膜加热装置，该装置包括碳晶电热膜、温度传感器、加热控制器，所述碳晶电热膜铺覆在壳体前缘表面的覆冰区域，用于加热壳体前缘的覆冰区域；所述温度传感器布置在碳晶电热膜下，对应覆冰区域，用于检测壳体前缘覆冰区域的温度；所述加热控制器布置在风力发电机控制系统中，根据温度传感器检测到的壳体前缘覆冰区域的温度，调整碳晶电热膜的加热电功率，使壳体前缘覆冰区域的温度恒定在设定值，该设定值略大于冰的熔点，为0℃＜t≤2℃；所述碳晶电热膜通过其电源线连接电源，所述温度传感器通过其信号线连接加热控制器，所述碳晶电热膜的电源线、温度传感器的信号线均敷设在叶片壳体的腹腔中，固定在抗剪切腹板上，从叶片根部引出；所述风力发电机叶片还设有避雷装置，该避雷装置包括金属丝网、雷电流引线和连接螺栓，所述金属丝网包覆在叶片前缘壳体表面，对应覆冰区域，其与碳晶电热膜的结合面设有绝缘层；所述金属丝网具有钎焊的铜箔带，铜箔带上有螺栓穿孔；所述雷电流引线固定在抗剪切腹板上，它的一端通过螺栓与金属丝网连接，由螺栓将雷电流引线、金属丝网锁紧，螺栓与铜箔带的结合部、螺栓与雷电流引线的结合部均钎焊连接；雷电流引线的另一端从叶片根部引出接地。

4.权利要求3所述风力发电机叶片融冰加热结构的制作方法，包括步骤：

（1）、分别用模具灌注叶片迎流面壳体、背流面壳体、抗剪切腹板，再组装粘接，合模保温、保压，至粘接剂彻底固化后脱模，叶片成型；

（2、）在壳体上钻好碳晶电加热膜电源线穿孔、温度传感器信号线穿孔、避雷装置的螺栓穿孔；

（3）、在叶片壳体前缘覆冰区域安装温度传感器，并与其信号线钎焊连接；

（4）、在叶片壳体前缘覆冰区域表面涂覆粘接剂，再将面积与覆冰区域表面相当的碳晶电加热膜铺覆上去，并与其电源线钎焊连接；

（5）、在碳晶电加热膜表面涂覆粘接剂，再将面积与碳晶电加热膜相当的高密度双向玻璃纤维布铺覆上去；

（6）、裁剪一块金属丝网，其面积应大于碳晶电加热膜，在金属丝网的一边钎焊铜箔带，在铜箔带上钻螺栓孔，将金属丝网铺覆在双向玻璃纤维布上面，其螺栓孔与叶片壳体上的螺栓孔对齐，将螺栓穿进螺栓孔，与雷电流引线连接，并将铜箔与螺栓钎焊连接、雷电流引线与螺栓钎焊连接；

（7）、将碳晶电加热膜电源线、温度传感器信号线、雷电流引线固定在抗剪切腹板上，并从叶片根部引出；

（8）、在金属丝网上铺覆低密度双向玻璃纤维布，将金属丝网覆盖，然后在叶片整个表面喷涂防风沙耐腐蚀的叶片专用油漆。