CN107120236A - 一种海上风力发电机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种海上风力发电机，包括支撑机构、连接柱、塔筒、浮体、发电机组和驱动机构，支撑机构包括壳体以及设置在壳体内的固定组件和收放组件，固定组件包括气缸和第二限位块，收放组件包括卷扬机和拉绳，驱动机构包括连接件、连接法兰、叶片和转轴。该海上风力发电机，在正常情况时，风力发电机所在的塔筒通过连接柱与位于海底的支撑机构连接，在发生涨潮、海啸等情况使海面高度到达警戒位置时，为了防止风力发电机被淹没，位于海底的支撑机构可以与支撑风力发电机塔筒的连接柱分离，并通过收放组件与连接柱连接，使风力发电机悬浮于海面上。

Description

一种海上风力发电机
技术领域
本发明涉及风力发电机领域，特别涉及一种海上风力发电机。
背景技术
风力发电机是将风能转换为机械功，机械功带动转子旋转，最终输出交流电的电力设备。
由于风力发电机一般需要架设在常年有较大和较稳定风力的地方，由风力的大小在实际情况中还受到建筑物遮挡等影响，因此海洋上方成了架设风力发电机十分理想的地方，不仅常年风力稳定，而且节省了地面资源。
然而在海洋中架设的风力发电机由于其周围环境复杂，因此有一定的安全隐患，在发生大风浪或者海啸等情况时容易将风力发电机淹没，对风力发电机造成严重破坏。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种海上风力发电机。
本发明解决问题所采用的技术方案是：一种海上风力发电机，包括支撑机构、连接柱、塔筒、浮体、发电机组和驱动机构；
所述连接柱竖向设置在支撑机构上，所述塔筒竖向设置在连接柱的顶部，所述发电机组设置在塔筒的顶部，所述驱动机构设置在发电机组的上方，所述塔筒上套设有第一限位环，所述浮体套设在塔筒上，所述浮体位于第一限位环的下方，所述浮体与塔筒滑动连接；
所述支撑机构包括壳体以及设置在壳体内的固定组件和收放组件，所述壳体的顶部设有第一凹槽，所述第一凹槽的槽底设有力传感器，所述连接柱竖向设置在第一凹槽内且通过力传感器与第一凹槽的槽底连接，所述连接柱的周缘均匀设有若干个第一限位块，所述第一限位块位于第一凹槽内，所述第一凹槽的内壁上均匀设有然若干第二凹槽，所述固定组件有若干个，所述固定组件位于第二凹槽内；
所述固定组件包括气缸和第二限位块，所述气缸的输出轴水平设置，所述第二限位块通过气缸与第二凹槽的槽底连接，所述第一限位块位于第二限位块的下方；
所述收放组件包括卷扬机和拉绳，所述卷扬机位于壳体的内部，所述连接柱的周缘设有连接扣，所述拉绳的一端与连接扣连接，所述拉绳的另一端与卷扬机连接；
所述驱动机构包括连接件、连接法兰、叶片和转轴，所述叶片和连接件均有若干个，所述叶片通过连接件与连接法兰连接，所述连接法兰套设在转轴上，所述转轴竖向设置，所述转轴与发电机组中的转子连接。
作为优选，所述连接件包括套筒、线性移动单元和套杆，所述套筒水平设置且与连接法兰连连接，所述套杆和线性移动单元均位于套筒内，所述套杆与套筒同轴设置，所述套杆的一端与线性移动单元连接，所述套杆的另一端与叶片连接。
作为优选，所述线性移动单元包括驱动电机和丝杠，所述丝杠水平设置，所述丝杠与套筒同轴设置，所述套杆设有螺纹孔，所述丝杠的一端位于螺纹孔内，所述驱动电机驱动套杆沿着丝杠的轴向运动。
作为优选，为了精确控制电机，所述驱动电机为伺服电机。
作为优选，为了壳体根据风力大小自动调节叶片，从而起到保护叶片和发电机组的作用，所述连接法兰的顶部设有风力传感器，所述风力传感器与驱动电机电连接。
作为优选，为了提高稳固度，所述收放组件有三个，各收放组件在连接柱的外周均匀分布。
作为优选，为了防止浮体与塔筒脱离，所述塔筒的底部套设有第二限位环。
作为优选，为了提高拉绳的牢固度，所述拉绳的制作材料为钢缆。
作为优选，为了在夜间起到警示作用，所述塔筒的顶部设有信号灯。
作为优选，为了提高稳固度，所述壳体的底部设有配重块。
本发明的有益效果是，该海上风力发电机结构精巧，在正常情况时，风力发电机的所在的塔筒通过连接柱与位于海底的支撑机构连接，在发生涨潮、海啸等情况使海面高度到达警戒位置时，为了防止风力发电机被淹没，位于海底的支撑机构可以与支撑风力发电机塔筒的连接柱分离，并通过收放组件与连接柱连接，使风力发电机悬浮于海面上。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的一种海上风力发电机的结构示意图。
图2是图1的A部放大图。
图3是图1的B部放大图。
图4是本发明的一种海上风力发电机的浮体的俯视图。
图中：1.连接柱，2.塔筒，3.浮体，4.发电机组，5.第一限位环，6.壳体，7.第一凹槽，8.力传感器，9.第一限位块，10.第二凹槽，11.气缸，12.第二限位块，13.卷扬机，14.拉绳，15.连接扣，16.连接法兰，17.叶片，18.转轴，19.套筒，20.套杆，21.驱动电机，22.丝杠，23.风力传感器，24.第二限位环，25.警示灯，26.配重块。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1-4所示，一种海上风力发电机，包括支撑机构、连接柱1、塔筒2、浮体3、发电机组4和驱动机构；
所述连接柱1竖向设置在支撑机构上，所述塔筒2竖向设置在连接柱1的顶部，所述发电机组4设置在塔筒2的顶部，所述驱动机构设置在发电机组4的上方，所述塔筒2上套设有第一限位环5，所述浮体3套设在塔筒2上，所述浮体3位于第一限位环5的下方，所述浮体3与塔筒2滑动连接；
所述支撑机构包括壳体6以及设置在壳体6内的固定组件和收放组件，所述壳体6的顶部设有第一凹槽7，所述第一凹槽7的槽底设有力传感器8，所述连接柱1竖向设置在第一凹槽7内且通过力传感器8与第一凹槽7的槽底连接，所述连接柱1的周缘均匀设有若干个第一限位块9，所述第一限位块9位于第一凹槽7内，所述第一凹槽7的内壁上均匀设有然若干第二凹槽10，所述固定组件有若干个，所述固定组件位于第二凹槽10内；
所述固定组件包括气缸11和第二限位块12，所述气缸11的输出轴水平设置，所述第二限位块12通过气缸11与第二凹槽10的槽底连接，所述第一限位块9位于第二限位块12的下方；
所述收放组件包括卷扬机13和拉绳14，所述卷扬机13位于壳体6的内部，所述连接柱1的周缘设有连接扣15，所述拉绳14的一端与连接扣15连接，所述拉绳14的另一端与卷扬机13连接；
所述驱动机构包括连接件、连接法兰16、叶片17和转轴18，所述叶片17和连接件均有若干个，所述叶片17通过连接件与连接法兰16连接，所述连接法兰16套设在转轴18上，所述转轴18竖向设置，所述转轴18与发电机组4中的转子连接。
作为优选，所述连接件包括套筒19、线性移动单元和套杆20，所述套筒19水平设置且与连接法兰16连连接，所述套杆20和线性移动单元均位于套筒19内，所述套杆20与套筒19同轴设置，所述套杆20的一端与线性移动单元连接，所述套杆20的另一端与叶片17连接。
作为优选，所述线性移动单元包括驱动电机21和丝杠22，所述丝杠22水平设置，所述丝杠22与套筒19同轴设置，所述套杆20设有螺纹孔，所述丝杠22的一端位于螺纹孔内，所述驱动电机21驱动套杆20沿着丝杠22的轴向运动。
作为优选，为了精确控制电机，所述驱动电机21为伺服电机。
作为优选，为了壳体根据风力大小自动调节叶片17，从而起到保护叶片17和发电机组4的作用，所述连接法兰16的顶部设有风力传感器23，所述风力传感器23与驱动电机21电连接。在遭受到超强风力使，线性移动单元驱动套杆20收缩入套筒19内，起到了保护叶片17和发电机组4的作用。
作为优选，为了提高稳固度，所述收放组件有三个，各收放组件在连接柱1的外周均匀分布。
作为优选，为了防止浮体3与塔筒2脱离，所述塔筒2的底部套设有第二限位环24。
作为优选，为了提高拉绳的牢固度，所述拉绳14的制作材料为钢缆。
作为优选，为了在夜间起到警示作用，所述塔筒2的顶部设有信号灯25。
作为优选，为了提高稳固度，所述壳体6的底部设有配重块26。
该海上风力发电机的工作原理为：支撑机构位于海底，正常状态时，连接柱1在固定组件的作用下于支撑机构中壳体6顶部的第一凹槽7内，壳体7通过连接柱1支撑塔筒2，塔筒2的一端位于海平面之上，另一端位于海平面之下，而套设在塔筒2上的第一限位环5位于海平面之上，而浮体3位于第一限位环5的下方，且其漂浮于海面上。在发生涨潮、海啸等情况使海平面严重升高时，此时浮体3随着海平面不断升高与第一限位环5不断接近，最终与其抵靠，塔筒2最终依靠浮体3的浮力漂浮于海平面上，还塔筒2上升的同时，设置在第一凹槽7内的压力传感器感受到压力的变化，驱动固定组件中的气缸11将第二限位块12收缩如第二凹槽10内，且收放组件中的卷扬机13放出拉绳14，使塔筒2顺利漂浮。
与现有技术相比，该海上风力发电机设计巧妙，风力发电机所在的塔筒2通过连接柱1与位于海底的支撑机构连接，在发生涨潮、海啸等情况使海面高度到达警戒位置时，为了防止风力发电机被淹没，位于海底的支撑机构可以与支撑风力发电机塔筒2的连接柱1分离，并通过收放组件与连接柱1连接，使风力发电机悬浮于海面上。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种海上风力发电机，其特征在于，包括支撑机构、连接柱(1)、塔筒(2)、浮体(3)、发电机组(4)和驱动机构；
所述连接柱(1)竖向设置在支撑机构上，所述塔筒(2)竖向设置在连接柱(1)的顶部，所述发电机组(4)设置在塔筒(2)的顶部，所述驱动机构设置在发电机组(4)的上方，所述塔筒(2)上套设有第一限位环(5)，所述浮体(3)套设在塔筒(2)上，所述浮体(3)位于第一限位环(5)的下方，所述浮体(3)与塔筒(2)滑动连接；
所述支撑机构包括壳体(6)以及设置在壳体(6)内的固定组件和收放组件，所述壳体(6)的顶部设有第一凹槽(7)，所述第一凹槽(7)的槽底设有力传感器(8)，所述连接柱(1)竖向设置在第一凹槽(7)内且通过力传感器(8)与第一凹槽(7)的槽底连接，所述连接柱(1)的周缘均匀设有若干个第一限位块(9)，所述第一限位块(9)位于第一凹槽(7)内，所述第一凹槽(7)的内壁上均匀设有然若干第二凹槽(10)，所述固定组件有若干个，所述固定组件位于第二凹槽(10)内；
所述固定组件包括气缸(11)和第二限位块(12)，所述气缸(11)的输出轴水平设置，所述第二限位块(12)通过气缸(11)与第二凹槽(10)的槽底连接，所述第一限位块(9)位于第二限位块(12)的下方；
所述收放组件包括卷扬机(13)和拉绳(14)，所述卷扬机(13)位于壳体(6)的内部，所述连接柱(1)的周缘设有连接扣(15)，所述拉绳(14)的一端与连接扣(15)连接，所述拉绳(14)的另一端与卷扬机(13)连接；
所述驱动机构包括连接件、连接法兰(16)、叶片(17)和转轴(18)，所述叶片(17)和连接件均有若干个，所述叶片(17)通过连接件与连接法兰(16)连接，所述连接法兰(16)套设在转轴(18)上，所述转轴(18)竖向设置，所述转轴(18)与发电机组(4)中的转子连接。
2.如权利要求1所述的海上风力发电机，其特征在于，所述连接件包括套筒(19)、线性移动单元和套杆(20)，所述套筒(19)水平设置且与连接法兰(16)连连接，所述套杆(20)和线性移动单元均位于套筒(19)内，所述套杆(20)与套筒(19)同轴设置，所述套杆(20)的一端与线性移动单元连接，所述套杆(20)的另一端与叶片(17)连接。
3.如权利要求2所述的海上风力发电机，其特征在于，所述线性移动单元包括驱动电机(21)和丝杠(22)，所述丝杠(22)水平设置，所述丝杠(22)与套筒(19)同轴设置，所述套杆(20)设有螺纹孔，所述丝杠(22)的一端位于螺纹孔内，所述驱动电机(21)驱动套杆(20)沿着丝杠(22)的轴向运动。
4.如权利要求3所述的海上风力发电机，其特征在于，所述驱动电机(21)为伺服电机。
5.如权利要求4所述的海上风力发电机，其特征在于，所述连接法兰(16)的顶部设有风力传感器(23)，所述风力传感器(23)与驱动电机(21)电连接。
6.如权利要求1所述的海上风力发电机，其特征在于，所述收放组件有三个，各收放组件在连接柱(1)的外周均匀分布。
7.如权利要求1所述的海上风力发电机，其特征在于，所述塔筒(2)的底部套设有第二限位环(24)。
8.如权利要求1所述的海上风力发电机，其特征在于，所述拉绳(14)的制作材料为钢缆。
9.如权利要求1所述的海上风力发电机，其特征在于，所述塔筒(2)的顶部设有信号灯(25)。
10.如权利要求1所述的海上风力发电机，其特征在于，所述壳体(6)的底部设有配重块(26)。
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