CN107882682A - 一种可升降式风力发电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可升降式风力发电装置,包括基座、固定安装在安装平台上的塔架、带有风轮的风力发电机,安装平台为可水平旋转的安装在基座上,在所述安装平台上固定安装有卷扬机,卷扬机上的绳索绕过固定安装在所述塔架顶部上的滑轮或滑轮组与所述风力发电机固定连接,风力发电机通过卷扬机的作用可上下移动地固定安装在所述塔架的任一位置上。塔架能够随旋转平台转动自动对风,风力发电机可以根据需要通过卷扬机自动升降,方便安装和维护;大大提高了风机在强风中的生存能力的同时大幅降低塔架的材料用量和重量;大幅降低风力设备安装难度和检修维护难度,降低了设备的投资、安装和维护成本,整体上大幅提升了风力发电的环境适应性和经济性。
Description
技术领域
本发明涉及风力发电设备技术领域,尤其是涉及一种可升降式风力发电装置。
背景技术
目前,风力发电装置主要采用升力型三叶水平轴风轮,风轮/发电机组合位于顶部的旋转平台上,风向变化时可绕塔架旋转实现对风。该结构风轮/发动机组合位于塔架顶部,遭遇强风时叶片和塔架受力增大很多,容易折断;为对抗强风,塔架的强度和刚度要求很高,相应的材料用量和重量大幅增加;同时风轮绕塔架旋转,塔架的形状和结构受到很大限制,为保证塔架的强度和刚度,材料用量和重量进一步增加;设备安装时风轮/风电机组合需要用起重机吊装到塔架顶部,施工困难,费用高;维护保养时维护人员需要上到塔架顶部,塔架内需装电梯或楼梯,相应增加了塔架的材料用量和重量,也增加了设备成本和维护成本。对于海上风力发电来说,上述缺陷更为严重,强风中的生存能力决定了海上风力发电的可行性,而塔架的重量对海上风力发电的经济性有重要影响。
发明内容
为了克服上述现有技术中的缺陷与不足,本发明提供一种可升降式风力发电装置,该风力发电装置通过升降机构将带有风轮的风力发电机固定在塔架的顶部实现发电。风力发电装置也可以通过升降机构将风力发电机固定放置在塔架的底部进行检修。
为实现上述目的本发明的技术方案是:一种可升降式风力发电装置,包括基座、固定安装在安装平台上的塔架、带有风轮的风力发电机,所述安装平台为可旋转的安装平台,在所述可旋转的安装平台上固定安装有卷扬机,所述风力发电机可上下移动地固定安装在所述塔架上;所述卷扬机上的绳索绕过固定安装在所述塔架顶部上的滑轮或滑轮组与所述风力发电机固定连接,使得所述风力发电机处于且固定安装在所述塔架的顶部位置或所述塔架的底部位置亦或是塔架的任一位置上。所述风轮凸出的安装在所述塔架的顶部位置,风轮凸出的露于塔架前。风轮处于上风位置,所述塔架能够随可旋转的安装平台转动,实现自动对风。
优选的是,所述安装平台可水平转动的安装在基座上。基座的设置提高了风力发电设备的稳定性。
在上述任一方案中优选的是,在所述安装平台的底部平面上固定安装可转动的支撑轮对。
在上述任一方案中优选的是,所述支撑轮对可滚动与安装在基座的顶部平面上安装的环形轨道接触。所述支撑轮对置于基座的环形轨道上,使得整个安装平台可在基座的环形轨道上围绕所述基座的固定支撑柱做旋转运动;塔架固定安装在所述可旋转的安装平台上,此种结构的设置能够实现风轮自动对风,提高了风力发电设备的稳定性能和发电效率。
在上述任一方案中优选的是,所述支撑轮对至少为两个。两个支撑轮对能够稳定的支撑所述安装平台能够在所述基座上稳定的旋转。
在上述任一方案中优选的是,在所述安装平台的底面中心位置上开设有圆孔。
在上述任一方案中优选的是,在所述圆孔内固定安装有滚动轴承。
在上述任一方案中优选的是,所述滚动轴承垂直的固定安装在所述圆孔内。
在上述任一方案中优选的是,所述滚动轴承可转动的套装在基座上的固定支撑柱上。
在上述任一方案中优选的是,所述基座的底部固定连接有支撑立柱。
在上述任一方案中优选的是,所述支撑立柱固定安装在海基上。当需要将本发明的风力发设备移植到海上时,此时,所述安装平台为可旋转的漂浮平台,所述塔架可直接固定安装于漂浮平台上。
在上述任一方案中优选的是,任一所述支撑轮对连接有驱动电机。所述驱动电机能够根据需要实时调整风轮始终与风向相对,提高了风力发电设备的发电效率。
在上述任一方案中优选的是,所述塔架为门形立柱结构。
在上述任一方案中优选的是,所述塔架为T形立柱结构。
在上述任一方案中优选的是,所述塔架固定安装在所述安装平台的中心位置,所述塔架的中心线与所述安装平台的中心线重合。此时,所述风轮处于下风位置,所述塔架能够随可旋转的安装平台转动,自动对风。风轮也可以处于上风位置,此时由安装平台上的电机驱动平台旋转,实现对风。
在上述任一方案中优选的是,所述塔架偏心的固定安装在所述安装平台上。所述安装平台为圆形结构的安装平台,使得所述塔架处于所述安装平台的一个半圆内,风轮处于上风位置,塔架能够随旋转平台转动,可自动对风。
与现有技术相比本发明的优点在于:该风力发电装置根据需要可将风力发电机通过本发明的升降机构将风力发电机任意固定在塔架的顶部位置或底部位置亦或是塔架的中部位置。此种设置方式的风力发电装置安装维护较为方便,大大提高了风力发电机在强风中的生存能力,安全性得到根本性的改善,同时大幅降低塔架的材料用量和重量,大幅降低了风力设备安装难度和检修维护难度,大幅降低设备投资、安装成本和维护成本,整体上大幅提升了风力发电的环境适应性和经济性,尤其适应于海上风力发电。
附图说明
图1为按照本发明的可自升降式风力发电装置的一优选实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例作进一步阐述说明;
实施例1:
如图1所示,一种风力发电装置,包括基座1、支撑立柱3、安装平台2、塔架13及带有风轮10的风力发电机11。所述基座1采用钢筋混凝土浇注而成。基座1搭建在固定安装在地面上的五根圆形的支撑立柱3上。所述五根支撑立柱3中的四根圆形的支撑立柱3均匀分布在直径为10米的圆周上,另外一根圆形立柱3设置在基座1底面的圆心处。在基座1的顶部平面上的圆台外缘铺设有轨距为0.5米的环形轨道5。在所述环形轨道5的中心位置固定安装有圆形的固定支撑柱7。塔架13安装在安装平台2上,所述安装平台2的底部平面上开设有圆孔。在所述圆孔内固定安装有滚动轴承6。滚动轴承6可转动的安装在所述圆孔内。在本实施例中,带有塔架13的安装平台2通过所述滚动轴承6的内圈可转动的固定套装在基座1的固定支撑柱7上。塔架13可通过所述安装平台2的转动而转动。在本实施例中,所述安装平台2为圆形结构的安装平台。在所述安装平台2的底部平面上固定安装三组钢制支撑轮对4,所述三组支撑轮对4与所述环形轨道5接触。所述三组支撑轮对4均匀地固定安装在半圆形的安装平台2底部,处于所述安装平台2底部中间位置的支撑轮对4通过所述安装平台2上设置的驱动电机进行驱动。当风向变化时,所述驱动电机驱动所述支撑轮对带动整个安装平台2继而带动塔架13旋转,实现自动对风。
在本实施例中,塔架13固定安装在所述安装平台2的中心位置,塔架13的中心线与所述安装平台2的中心线重合。塔架13为T形结构的塔架,其高60米。在塔架13的顶部固定安装有滑轮14。在所述圆形的安装平台2上设置有卷扬机9,所述卷扬机9的绳索8绕过所述塔架13顶部上的滑轮14与处于所述塔架13顶部上的风力发电机11固定连接。在本实施例中,所述滑轮14为定滑轮且数量为两个。卷扬机9带动卷轴15转动带动固定安装在塔架13顶部上的两个定滑轮转动继而实现带动风力发电机11上下移动或者将所述风力发电机11固定在塔架13的顶部位置实现发电。风力发电机11具有风轮10。在本实施例中,所述风轮10为三叶风轮。当需要风力发电机10进行发电时,通过卷扬机9将风力发电机10提升到塔架13的顶部进行发电。
在本实施例中,在所述塔架13的顶部设置有紧锁装置,所述风力发电机11进一步通过所述紧锁装置将风力发电机10紧固在塔架13的顶部。所述紧锁装置为夹扣、固定螺栓等。如果遇到强风时或强风即将来临时,工作人员控制风力发电机10停机并调整风轮10的位置使其中一片叶片处于竖直向上位置,启动卷扬机9将风力发电机降到本实施例中的安装平台上。
实施例2:
如图1所示,如图1所示,一种风力发电装置,包括基座1、安装平台2、塔架13及带有风轮10的风力发电机11。所述基座1采用钢筋混凝土浇注而成。在本实施例中,所述基座1固定搭建在置于海面上的张力腿式漂浮式平台上,所述漂浮式平台直径40米。
在本实施例中,塔架13固定安装在所述安装平台2的中心位置,塔架13的中心线与所述安装平台2的中心线重合。塔架13为门形结构的塔架,其高60米。在塔架13的顶部固定安装有滑轮14。在所述圆形的安装平台2上设置有卷扬机9,所述卷扬机9的绳索8绕过所述塔架13顶部上的滑轮14与处于所述塔架13顶部上的风力发电机11固定连接。在本实施例中,所述滑轮14为定滑轮且数量为四个,每两个为一组。卷扬机9带动卷轴15转动带动固定安装在塔架13顶部上的两组定滑轮转动继而实现带动风力发电机11上下移动或者将所述风力发电机11固定在塔架13的顶部位置实现发电。具体是,在所述塔架的底部两侧各设一台卷扬机9,两台卷扬机9的绳索8分别绕过塔架13顶部上的两组定滑轮与风力发电机11固定连接。风力发电机11具有风轮10。在本实施例中,所述风轮10为双叶风轮。当需要风力发电机10进行发电时,卷扬机9带动卷轴15转动带动固定安装在塔架13顶部上的两组定滑轮转动继而实现带动风力发电机11上下移动或者将所述风力发电机11固定在塔架13的顶部位置实现发电。
在基座1的顶部平面上的圆台外缘铺设有轨距为0.5米的环形轨道5。在所述环形轨道5的中心位置固定安装有圆形的固定支撑柱7。塔架13安装在安装平台2上,所述安装平台2的底部平面上开设有圆孔。在所述圆孔内固定安装有滚动轴承6。滚动轴承6可转动的安装在所述圆孔内。在本实施例中,带有塔架13的安装平台2通过所述滚动轴承6的内圈可转动的固定套装在基座1的固定支撑柱7上。门形结构的塔架13可通过所述安装平台2的转动而转动。在本实施例中,所述安装平台为圆形结构的安装平台。在所述安装平台2的底部平面上固定安装三组钢制支撑轮对4,所述三组支撑轮对4与所述环形轨道5接触。所述三组支撑轮对4均匀的固定安装在圆形的安装平台2底部。任一组支撑轮对4通过所述安装平台2上设置的驱动电机进行驱动。当风向变化时,所述驱动电机驱动所述支撑轮对带动整个安装平台2继而带动塔架13旋转。实现自动对风。同样,在本实施例中,在所述塔架13的顶部设置有紧锁装置,所述风力发电机11进一步通过所述紧锁装置将风力发电机10紧固在塔架13的顶部。所述紧锁装置为夹扣、固定螺栓等。如果遇到强风时或强风即将来临时,工作人员控制风力发电机10停机并调整风轮10的叶片处于水平位置,启动卷扬机9将风力发电机降到本实施例中的安装平台上。
实施例3:
如图1所示在本实施例中与实施例2所不同的是,安装平台2为设置于海面上的长方形漂浮平台,长度为40米,宽度20米,在所述平台前端连接锚链,锚固定于海底,所述漂浮平台可绕锚转动。
实施例4:
在本实施例中与实施例1所不同的是,塔架13偏心的固定安装在所述安装平台2上。
实施例5:
在本实施例中与实施例2所不同的是,塔架13偏心的固定安装在所述安装平台2上。
以上所述仅是本发明的优选实施例,并非对本发明作任何形式上的限制,凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。例如,风力发电机的类型、塔架13形状或结构等。本发明的技术方案包括上述所有实施例的任一组合。
阅读了本说明书后,本领域技术人员不难看出,本发明由现有技术的结合构成,这些构成本发明的各部分的现有技术有些在此给予了详细描述,有些则出于说明书简明考虑并未事无巨细地赘述,但本领域技术人员阅读了说明书后便知所云。而且本领域技术人员也不难看出,为构成本发明而对这些现有技术的结合是饱含大量创造性劳动,是发明人多年理论分析和大量实验的结晶。本领域技术人员同样可以从说明书中看出,这里所披露的每个技术方案以及各个特征的任意组合都属于本发明的一部分。
Claims (10)
1.一种可升降式风力发电装置,包括基座、固定安装在安装平台上的塔架、带有风轮的风力发电机,其特征在于:所述安装平台为可旋转的安装平台,在所述可旋转的安装平台上固定安装有卷扬机,所述风力发电机可上下移动地固定安装在所述塔架上;所述卷扬机上的绳索绕过固定安装在所述塔架顶部上的滑轮或滑轮组与所述风力发电机固定连接,使得所述风力发电机处于且固定安装在所述塔架的顶部位置或所述塔架的底部位置亦或是塔架的任一位置上。
2.如权利要求1所述的可升降式风力发电装置,其特征在于:所述安装平台可水平转动的安装在基座上。
3.如权利要求2所述的可升降式风力发电装置,其特征在于:在所述安装平台的底部平面上固定安装可转动的支撑轮对。
4.如权利要求3所述的可升降式风力发电装置,其特征在于:所述支撑轮对可滚动与安装在基座的顶部平面上安装的环形轨道接触。
5.如权利要求4所述的可升降式风力发电装置,其特征在于:所述支撑轮对至少为两个。
6.如权利要求1或2所述的可升降式风力发电装置,其特征在于:在所述安装平台的底面中心位置上开设有圆孔。
7.如权利要求6所述的可升降式风力发电装置,其特征在于:在所述圆孔内固定安装有滚动轴承。
8.如权利要求7所述的可升降式风力发电装置,其特征在于:所述滚动轴承垂直的固定安装在所述圆孔内。
9.如权利要求8所述的可升降式风力发电装置,其特征在于:所述滚动轴承可转动的套装在基座上的固定支撑柱上。
10.如权利要求2或9所述的可升降式风力发电装置,其特征在于:所述基座的底部固定连接有支撑立柱。
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