CN103382919A - 海上风力基础的防止冲刷用盖 - Google Patents

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Abstract

海上风力基础的防止冲刷用盖。根据本发明的海上风力发电机用基础板，其特征是包含从边缘部向着中心部凸出形成，并在所述中心部固定塔的本体部；以及在所述边缘部向下方以圆筒形状形成，并插入海底将所述基础板固定于所述海底的插入部。

Description

海上风力基础的防止冲刷用盖
技术领域
本发明涉及可适用于海上风力单桩的防止冲刷用盖，尤其本发明涉及补强塔柱和防止冲刷以及根据此可以防止支撑构造物倾覆破损的防止冲刷用盖。 
背景技术
设置在海上的海上风力发电机是利用空气的动能产生电能。 
虽然海面比陆地风力稳定风场品质好，但在海面安全地设置大规模风车的支持台确有技术上的难度。尤其海上风力发电下部基础的制作、搬运以及设置所需的费用仅次于风力发电机，所以需要一种符合海底地形特性的高效率下部基础设计。 
海上风力基础根据水深在0-20m的深度使用重力式(Gravity Based)基础，在0-30m的深度使用单桩(Monopile)基础，在30-50m的深度使用三脚桩(Tripod)基础，在30-80m的深度使用导管架(Jacket)基础，在50m以上的深度使用浮式(Floating)基础。 
海上风力基础通常是由海上的波力或是作用于高处的风力所产生的倾覆力矩(Overturning Moment)比风力发电机的自重荷载起更占优势的外力作用，如此，在海上风力发电机支撑构造物的设计上，由于风和波浪所产生的倾覆力矩是占优势的外力，所以设置在海底地盘的下部基础应以设计成有效地抵抗外力的形式，尤其是倾覆力矩的形式。 
图1是现有风力发电机的构成图。 
例如，专利申请第10-2002-7005923号介绍风力发电机，如图1所示，所述发明包含设置在海底地盘的基座2，安装在基座2上的塔3以及压载水箱6,7，其中，用压载水装满所述压载水箱6,7可使风力发电机下降，减小压载水箱6,7中的压载水量，亦可使风力发电机上升，但根据所述发明，由于所述基座2以直角形形成，所以直角部的连接部位可能脆弱，因此需要补强。 
发明内容
发明需要解决的技术问题 
本发明是要解决如上所述的问题而发明的，其目的是提供将支撑塔的基础板以流线型形成可以防止由于基础地盘侵蚀造成的支撑构造物倾覆破损的海上风力发电机用基础板。 
解决问题的技术方案 
要完成如上所述的目的，根据本发明的防止冲刷用盖，其特征是包含海上风力发电支撑用单桩所贯穿的贯穿孔形成在中心部，从所述中心部向边缘部延长，并向着中心部凸出形成的本体部。 
另外，根据本发明，其特征是所述本体部含有复数个穿孔，在海水中将所述盖设置在所述单桩时会减小正浮力。 
另外，根据本发明，其特征是包含连接于在所述本体部下端形成的边缘部，得以插入海底所形成的插入部。 
另外，根据本发明，其特征是包含在所述贯穿孔的外周面，垂直延长支撑所述单桩的固定部。 
根据本发明的海上风力发电机用基础板，其特征是包含：从边缘部向着中心部凸出形成，并在所述中心部固定塔的本体部；以及在所述边缘部向下方以圆筒形状形成，并插入海底将所述基础板固定于所述海底的插入部。 
另外，根据本发明，其特征是所述插入部是靠吸入压力插入所述海底固定。 
另外，根据本发明，其特征是所述插入部在末端形成插入刀片。 
另外，根据本发明，其特征是所述插入刀片是在所述插入部的双面以逐渐变细的形状形成。 
另外，根据本发明，其特征是所述插入刀片是在所述插入部的一面以逐渐变细的形状形成。 
另外，根据本发明，其特征是还包含固定于所述本体部，并插入所述海底将所述基础板固定于所述海底的复数个桩。 
另外，根据本发明，其特征是所述塔具备观测台，还包含连接所述观测台和海底并支撑所述塔的复数个系泊装置。 
另外，根据本发明，其特征是所述系泊装置包含：固定于所述观测台的钢索；以 及连接于所述钢索并固定于所述海底的锚。 
另外，根据本发明的海上风力发电机用基础板，其特征是包含：从边缘部向着中心部凸出形成，并在所述中心部固定塔的本体部；以及在所述边缘部向下方以逆截圆锥形形成，并插入海底将所述基础板固定于所述海底的插入部。 
另外，根据本发明，其特征是在所述插入部的外周面形成螺线形槽。 
另外，根据本发明的海上风力发电机用基础板，其特征是包含：从边缘部向着中心部凸出形成，并在所述中心部固定塔的本体部；以及在所述边缘部向下方以钩形形成，并插入海底将所述基础板固定于所述海底的复数个插入部，其中，在所述插入部的外周面和内周面形成螺线形槽。 
另外，根据本发明的海上风力发电机用基础板，其特征是包含从边缘部向着中心部凸出形成，并在所述中心部具有支撑塔插入的突出形状固定部的本体部。 
而且，根据本发明，其特征是还包含设置于所述本体部下端的双重形状板结构部，所述板结构部包含形成复数个穿孔并在所述本体部下端固定设置的第1板；以及形成复数个穿孔并在所述第1板下端以所述第1板的中心轴为基准可旋转设置的第2板，其中，所述第2板上形成的穿孔由所述第2板的旋转与所述第1板上形成的穿孔相互连通或被所述第1板阻塞。 
有益效果 
如上所述根据本发明的海上风力发电机用基础板，以流线型形成支撑塔的基础板，防止所述基础板的周围被冲刷侵蚀，具有可以防止支撑构造物倾覆破损的效果。 
附图说明
图1是现有风力发电机的构成图。 
图2是本发明防止冲刷用盖的构成图。 
图3a及图3b是图2中A部位的放大图。 
图4a是根据本发明的防止冲刷用盖的第1设置图。 
图4b是根据本发明第1实施例的海上风力发电机用基础板的第1设置图。 
图5a是根据本发明的防止冲刷用盖的第2设置图。 
图5b是根据本发明第1实施例的海上风力发电机用基础板的第2设置图。 
图6是按个步骤设置本发明防止冲刷用盖的说明图。 
图7是根据本发明第2实施例的海上风力发电机用基础板的构成图。 
图8是根据本发明第3实施例的海上风力发电机用基础板的构成图。 
图9是根据本发明第4实施例的海上风力发电机用基础板的第1构成图。 
图10是根据本发明第4实施例的海上风力发电机用基础板的第2构成图。 
图11是在图10中显示的板结构部的操作图。 
具体实施方式
以下，结合附图对本发明的实施例进行详细的说明。首先，在附图中对相同的构成因素或部件尽可能以相同的参考符号来显示。在本发明的说明，为了避免模糊本发明的要旨省略其相关公知功能或构成的具体说明。 
图2是本发明防止冲刷用盖的构成图。 
如图2所示，根据本发明的防止冲刷用盖包含本体部110和插入部120。 
所述本体部110具备内部空间，从边缘部111向着中心部112凸出形成锅盖形状，在所述中心部112可以固定塔，具体地说，可以固定塔的下部基础物(substructure)单桩。在此，所述塔可以插入固定于在所述本体部110的中心部120形成的贯穿孔。 
通常，冲刷(scouring)现象是海岸、堤防、河床或梯田、转换水路的底面被波浪、水流等侵蚀而消失的现象，所述本体部110从边缘部111向着中心部112凸出形成流线型的形状，可以防止所述防止冲刷用盖100周围的海底地盘被海水侵蚀，由此可以防止所述塔被偏心荷载倾覆破损的现象。 
另外，所述本体部110可在所述中心部112的周围形成复数个穿孔，当所述本体部110设置在海底时通过所述中心部112周围形成的复数个穿孔将所述本体部110内部的海水可容易地向所述本体部110的外部排出，因此可容易地将所述本体部110设置在海底。 
即，将防止冲刷用盖沉入海底时，由于正浮力的作用，在下降方面会有困难，因此在本体部110形成复数个穿孔，可以使得只有防止冲刷用盖的荷载产生的负浮力起作用，有利于在海上风力发电用单桩500上安装。 
插入部120在所述边缘部111向下方以圆筒形状形成，并插入海底将所述防止冲刷用盖100固定于海底，但没有插入部120亦能设置。 
图3a及图3b是图2中A部位的放大图。 
在此，为使所述插入部120容易插入所述海底在末端形成插入刀片，如图3a所示，所述插入刀片可以是所述插入部120的双面逐渐变细形成，或如图3b所示，所述插入刀片可以是所述插入部的一面逐渐变细形成。 
图4a是根据本发明的防止冲刷用盖的第1设置图。 
如图4a所示，通过如所述本体部110一样的流线型盖能防止冲刷现象，此种盖照样能适用于单桩形态的海上风力发电基础上。 
即，对现有的海上风力发电用单桩套入防止冲刷用盖100可以防止单桩500周围产生的冲刷现象，而且防止冲刷用盖100可以是铁材或混泥土的构造物，其内部形成空的空间。 
另一方面，所述防止冲刷用盖100在陆地制造，再移送到海，若所述防止冲刷用盖100太重，用船运送时会下沉具有运送困难的问题，尤其是用钢铁材质制造时具有容易腐蚀的问题，因此为了防止腐蚀和运送方便，所述防止冲刷用盖100可以用比重为0.9的复合材料制造，尤其，为了运送方便亦可制造成复数个模块，运送后在现场再组装施工比较有利。 
图4b是根据本发明第1实施例的海上风力发电机用基础板的第1设置图。 
图4a的情形是对现有的单桩仅仅套入防止冲刷用盖100的形态，但在图4b的实施例中，如防止冲刷用盖100一样的形状照样适用于基础板100。 
即，本发明如图4b所示，插入部120在所述边缘部111向下方以圆筒形状形成，并插入海底将所述基础板100固定于所述海底，具体地说，所述插入部120是靠吸入压力(suction pressure)插入所述海底固定，即，将所述插入部120内部的如水或空气的流体向外部吸入(suction)而产生插入部120内外部的压力差，利用其压力差可以设置所述插入部120。 
另外，还可以包含复数个桩300(pile)，这是在本体部110的内部空间用水泥等灌浆材填塞后，在所述本体部110固定所述桩300来完成。 
图5a是根据本发明的防止冲刷用盖的第2设置图，图5b是根据本发明第1实施例的海上风力发电机用基础板的第2设置图。 
另外，如图5a及图5b所示，本发明为了支撑所述塔还可以包含复数个系泊装置400(Mooring device)。 
具体地说，所述塔200可以具备用于维修的观测台210，所述系泊装置400连接 所述观测台210和海底，在周围可以支撑所述塔200。 
所述系泊装置400包含钢索410和锚420，所述钢索410可以固定在所述观测台210，所述锚420连接于所述钢索410并可固定于所述海底。此时，所述钢索410可以具备向两端施加张力的钢索拉紧装置411，所述锚420如同所述插入部120一样靠吸入压力可以插入所述海底固定。 
在此，所述钢索拉紧装置411位于所述钢索410的中间部分，或是虽然没有图示，可以位于所述观测台210，并且所述钢索410是以一股形成可以设置在所述观测台210的周围。 
图6是按个步骤设置本发明防止冲刷用盖的说明图。 
设置本发明防止冲刷用盖的顺序如图6所示。 
即，如图6的(a)所示，首先，在海底固定单桩500，接着，如图6的(b)所示，将盖形状的防止冲刷用盖100套上所述单桩500后，所述单桩500和防止冲刷用盖100的连接部位用灌浆填塞，由此可以强化所述单桩500和防止冲刷用盖100的固定力。 
接着，如图6的(c)所示，将所述单桩500和塔200结合后，如图6的(d)所示，将钢索410固定于观测台210，并将锚420连接于所述钢索410固定于海底，由此可以强化对塔200的支撑力。 
以下，将要说明的海上风力发电机用基础板100是如前说明一样，仅仅套入设置防止冲刷用盖100，其内部可能是空的空间，做灌浆填塞后其自身可以使用为板基础，虽然以基础板100来表示，但此表示包含基础板100和防止冲刷用盖100的实施例，并不是限定基础板100的权力范围。 
图7是根据本发明第2实施例的海上风力发电机用基础板的构成图。 
如图7所示，根据本发明第2实施例的海上风力发电机用基础板包含本体部110和插入部120。 
所述本体部110与根据本发明第1实施例的海上风力发电机用基础板包含的本体部同样的具备内部空间，并从边缘部111向着中心部112凸出形成流线型的形状，由此可以防止所述基础板100周围海底地盘的侵蚀。 
所述插入部120在所述边缘部111向下方以逆截圆锥形形成，并插入海底可将所述基础板100固定于所述海底，在此，所述插入部120在外周面形成螺线形槽，当所述插入部120插入海底时，海底的土沙会填塞在插入部120形成的螺线形槽，防止所 述插入部120的移动，由此可以提高所述基础板100和海底的固定力。 
以下，对根据本发明第3实施例的海上风力发电机用基础板进行详细的说明。 
图8是根据本发明第3实施例的海上风力发电机用基础板的构成图。 
如图8所示，根据本发明第3实施例的海上风力发电机用基础板包含本体部110和复数个插入部120。 
所述本体部110与根据本发明第1实施例及第2实施例的海上风力发电机用基础板包含的本体部同样的具备内部空间，并从边缘部111向着中心部112凸出形成流线型的形状，由此可以防止所述基础板100周围的海底地盘被侵蚀。 
所述插入部120是在所述边缘部111向下方以钩形形成，并插入海底可将所述基础板100固定于所述海底，在此，在所述插入部120在外周面和内周面形成螺线形槽，所述螺线形槽被海底的土沙填塞，由此可以提高所述基础板100和海底的固定力。 
以下，对根据本发明第4实施例的海上风力发电机用基础板进行详细的说明。 
图9是根据本发明第4实施例的海上风力发电机用基础板的第1构成图。 
如图9所示，根据本发明第4实施例的海上风力发电机用基础板包含本体部110。 
所述本体部110与根据本发明第1实施例至第3实施例的海上风力发电机用基础板包含的本体部同样的具备内部空间，并从边缘部111向着中心部112凸出形成流线型的形状，由此可以防止所述基础板100周围的海底地盘被侵蚀，且在所述中心部112具备支撑塔插入的突出形状固定部113，由此可容易地支撑所述塔。 
图10是根据本发明第4实施例的海上风力发电机用基础板的第2构成图，图11是在图10中显示的板结构部的操作图。 
另一方面，如图10所示，根据本发明第4实施例的海上风力发电机用基础板还包含设置于所述本体部110下端的双重形状板结构部600，在此，所述板结构部600包含在所述本体部110下端设置的第1板610，和在所述第1板610下端可旋转设置的第2板620。 
所述第1板610上形成复数个穿孔并固定设置在所述本体部110下端，所述第2板620上形成复数个穿孔并以所述第1板610的中心轴为基准可旋转设置在所述第1板610下端，在此，如图11所示，所述第2板620上形成的穿孔由所述第2板620的旋转可以与所述第1板610上形成的穿孔相互连通或可以被所述第1板610阻塞。 
即，在设置根据本发明的基础板时，使所述第1板610和第2板620上形成的穿 孔相互连通，使海水流入所述本体部110的内部后，再通过在本体部110形成的复数个穿孔可容易地向本体部110的外部排出海水，由此减小正浮力，可将基础板容易地设置在海底，设置基础板后，阻塞在第2板620上形成的复数个穿孔，使所述板结构部600吸收冲刷能量，由此可以防止在本体部110形成的复数个穿孔可能发生的冲刷现象。 
如上所述，结合例示的附图对根据本发明的海上风力发电机用基础板进行了说明，但并不是将本发明限定于本说明书所掲示的实施例和附图上，理所当然，在本发明的技术思想范围内，本技术领域的技术人员可以实施多种变形。 
<主要图形标记的说明> 
100：防止冲刷用盖，基础板  110：本体部 
111：边缘部    112：中心部 
113：固定部    120：插入部 
200：塔        210：观测台 
300：桩        400：系泊装置 
410：钢索      411：钢索拉紧装置 
420：锚        500：单桩 
600：板结构部  610：第1板 
620：第2板。 

Claims (17)

1.一种防止冲刷用盖，其特征是包含海上风力发电支撑用单桩所贯穿的贯穿孔形成在中心部，从所述中心部向边缘部延长，并向着所述中心部凸出形成的本体部。
2.根据权利要求1所述的防止冲刷用盖，其特征是所述本体部含有复数个穿孔，在海水中将所述盖设置在所述单桩时会减小正浮力。
3.根据权利要求1所述的防止冲刷用盖，其特征是包含连接于所述本体部下端形成的边缘部，得以插入海底所形成的插入部。
4.根据权利要求1所述的防止冲刷用盖，其特征是包含在所述贯穿孔的外周面，垂直延长并支撑所述单桩的固定部。
5.一种海上风力发电机用基础板，其特征是包含：
从边缘部向着中心部凸出形成，并在所述中心部固定塔的本体部；以及
在所述边缘部向下方以圆筒形状形成，并插入海底将所述基础板固定于所述海底的插入部。
6.根据权利要求5所述的海上风力发电机用基础板，其特征是所述插入部是靠吸入压力插入所述海底固定。
7.根据权利要求5所述的海上风力发电机用基础板，其特征是所述插入部在末端形成插入刀片。
8.根据权利要求7所述的海上风力发电机用基础板，其特征是所述插入刀片是在所述插入部的双面以逐渐变细的形状形成。
9.根据权利要求7所述的海上风力发电机用基础板，其特征是所述插入刀片是在所述插入部的一面以逐渐变细的形状形成。
10.根据权利要求5所述的海上风力发电机用基础板，其特征是还包含固定于所述本体部，并插入所述海底将所述基础板固定于所述海底的复数个桩。
11.根据权利要求5所述的海上风力发电机用基础板，其特征是所述塔具备观测台，还包含连接所述观测台和海底并支撑所述塔的复数个系泊装置。
12.根据权利要求11所述的海上风力发电机用基础板，其特征是所述系泊装置包含：
固定于所述观测台的钢索；以及
连接于所述钢索并固定于所述海底的锚。
13.一种海上风力发电机用基础板，其特征是包含：
从边缘部向着中心部凸出形成，并在所述中心部固定塔的本体部；以及
在所述边缘部向下方以逆截圆锥形形成，并插入海底将所述基础板固定于所述海底的插入部。
14.根据权利要求13所述的海上风力发电机用基础板，其特征是在所述插入部的外周面形成螺线形槽。
15.一种海上风力发电机用基础板，其特征是包含：
从边缘部向着中心部凸出形成，并在所述中心部固定塔的本体部；以及
在所述边缘部向下方以钩形形成，并插入海底将所述基础板固定于所述海底的复数个插入部，
其中，在所述插入部的外周面和内周面形成螺线形槽。
16.一种海上风力发电机用基础板，其特征是包含从边缘部向着中心部凸出形成，并在所述中心部具备支撑塔插入的突出形状固定部的本体部。
17.根据权利要求16所述的海上风力发电机用基础板，其特征是还包含设置于所述本体部下端的双重形状板结构部，
所述板结构部包含：
形成复数个穿孔并在所述本体部下端固定设置的第1板；以及
形成复数个穿孔并在所述第1板下端以所述第1板的中心轴为基准可旋转设置的第2板，
其中，所述第2板上形成的穿孔由所述第2板的旋转与所述第1板上形成的穿孔相互连通或被所述第1板阻塞。
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