CN111005844B - 一种海上漂浮风机 - Google Patents

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Abstract

本发明属于阻尼器领域，并具体公开了一种海上漂浮风机。该海上漂浮风机的阻尼系统包括圆筒以及设置在圆筒内部的活动圆盘、阻尼和弹簧，其中：圆筒的内壁设置有滚槽，活动圆盘设置在圆筒内部，并通过边缘分布的滚珠与滚槽配合连接；阻尼通过串联的方式连接形成串联阻尼机构，同时串联阻尼机构的上下两端分别与圆筒的顶部和活动圆盘连接，每个阻尼通过侧壁上的滚珠与滚槽配合连接，进而能够沿滚槽上下移动；弹簧的一端与活动圆盘连接，其另一端与圆筒底部连接。本发明利用串联阻尼机构提高阻尼系统的位移，同时将预设数量的串联阻尼机构并联连接，能够克服现有阻尼系统阻尼力不足的缺陷，提高了海水漂浮风机的抗振动能力。

Description

一种海上漂浮风机
技术领域
本发明属于阻尼器领域，更具体地，涉及一种海上漂浮风机。
背景技术
风力发电是一种发展迅速的绿色能源技术，但是在陆地建设风电场存在占地面积大、噪声污染等问题。由于海上风能资源丰富，可以通过在海上建立风电场，充分利用海上风能资源进行发电。
目前，主要通过海上漂浮风机实现对海上风能资源的利用。然而，海上漂浮风机却会由于一些恶劣天气、海底活动等造成产生风机的危害性振动，导致风机损坏或者风机产能效率下降。
关于漂浮风机的定位系统，CN102433890B公开了一种海上漂浮式风机基础及其定位系统，其通过绷紧线与海床连接，从而使风机基础受力平衡，但是这种固定方式容易产生较大的振动，从而使风机无法正常运行。为降低风机的运动幅度，通常需要单独设置阻尼系统，但是目前的阻尼系统存在提供的位移和阻尼力较低的问题。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种海上漂浮风机，其中通过将阻尼串联形成串联阻尼机构，并将预设数量的串联阻尼结构并联连接，能够提高阻尼系统的位移和阻尼力，相应的可有效解决阻尼系统效果不佳的问题，因而尤其适用于海上漂浮风机的应用场合。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提出了一种新型海上漂浮风机阻尼系统，该系统包括圆筒以及设置在所述圆筒内部的活动圆盘、阻尼和弹簧，其中：
所述圆筒的内壁设置有滚槽，所述活动圆盘设置在所述圆筒的内部，并通过边缘分布的滚珠与所述滚槽配合连接，从而能够沿所述滚槽上下移动；
所述阻尼通过串联的方式连接，从而形成预设数量的串联阻尼机构，以此增加所述新型海上漂浮风机阻尼系统的位移，同时所述串联阻尼机构的上下两端分别与所述圆筒的顶部和活动圆盘连接，通过并联的方式提高所述新型海上漂浮风机阻尼系统的阻尼力，每个所述阻尼通过侧壁上的滚珠与所述滚槽配合连接，进而能够沿所述滚槽上下移动；
所述弹簧的一端与所述活动圆盘连接，其另一端与所述圆筒底部连接，用于带动所述活动圆盘上下移动。
作为进一步优选地，所述串联阻尼机构中阻尼的数量优选为2个～4个。
作为进一步优选地，所述串联阻尼机构的数量优选为4组～8组。
按照本发明的另一方面，提供了一种包括上述新型海上漂浮风机阻尼系统的海上漂浮风机。
作为进一步优选的，所述海上漂浮风机包括风机叶片、塔架、发电系统、阻尼系统和固定系统，所述塔架的上下两端分别与所述风机叶片和发电系统连接，所述阻尼系统为上述新型海上漂浮风机阻尼系统，其与所述发电系统的下端连接，用于减缓所述海上漂浮风机的振动，所述固定系统则用于固定所述海上漂浮风机。
作为进一步优选地，所述固定系统包括泊线和拉索，工作时，所述泊线的一端与所述塔架连接，其另一端与海底锚固定点连接，所述拉索的一端穿过所述圆筒的底部与所述活动圆盘连接，其另一端与海底锚固定点连接。
作为进一步优选地，所述发电系统和阻尼系统设置于风机浮筒内，并通过上圆盘进行隔离，所述串联阻尼机构的上端与所述上圆盘连接。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：
1．本发明提供了一种新型海上漂浮风机阻尼系统，其中通过将阻尼串联形成串联阻尼机构，能够有效提高阻尼系统的位移，同时将预设数量的串联阻尼机构并联连接，能够克服现有阻尼系统阻尼力不足的缺陷，从而有效提高了海水漂浮风机的抗振动能力，保证海上漂浮风机的正常运转和发电效率，具有结构简单、成本低、易于制作安装等优点；
2．尤其是，本发明能够根据实际需要灵活改变串联阻尼结构中阻尼的数量，以及串联阻尼结构的数量，能够在保证安装空间的前提下提供足够的位移和阻尼力，并避免阻尼力过大造成减振效果不佳，毁坏风机。
附图说明
图1是按照本发明优选实施例构建的新型海上漂浮风机阻尼系统的结构示意图；
图2是按照本发明优选实施例构建的海上漂浮风机的结构示意图。
在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：
1-风机叶片、2-塔架、3-泊线、4-海底锚固点、5-阻尼系统、6-拉索、7-发电系统、8-阻尼、9-上圆盘、10-活动圆盘、11-滚珠、12-滚槽、13-弹簧。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示，本发明实施例提供了一种新型海上漂浮风机阻尼系统，该系统包括圆筒以及设置在圆筒内部的活动圆盘10、阻尼8和弹簧13，其中：
圆筒的内壁设置有滚槽12，活动圆盘10设置在圆筒的内部，并通过边缘分布的滚珠与滚槽12配合连接，从而能够沿滚槽12上下移动；
阻尼8通过串联的方式连接，从而形成预设数量的串联阻尼机构，以此增加新型海上漂浮风机阻尼系统的位移，同时串联阻尼机构的上下两端分别与圆筒的顶部和活动圆盘10连接，通过并联的方式提高新型海上漂浮风机阻尼系统的阻尼力，每个阻尼8通过侧壁上的滚珠11与滚槽12配合连接，进而能够沿滚槽12上下移动；
弹簧13的一端与活动圆盘10连接，其另一端与圆筒底部连接，用于带动活动圆盘10上下移动。
进一步，串联阻尼机构中阻尼的数量优选为2个～4个，从而在保证安装空间的条件下提供足够的位移，串联阻尼机构的数量优选为4组～8组，以此提供足够的阻尼力，并避免阻尼力过大造成减振效果不佳，毁坏风机。
如图2所示，按照本发明的另一方面，提供了一种包括上述新型海上漂浮风机阻尼系统的海上漂浮风机，其包括风机叶片1、塔架2、发电系统7、阻尼系统5和固定系统，塔架2的上下两端分别与风机叶片1和发电系统7连接，阻尼系统5为上述新型海上漂浮风机阻尼系统，其与发电系统7的下端连接，用于减缓海上漂浮风机的振动，发电系统7和阻尼系统5设置于风机浮筒内，并通过上圆盘9进行隔离，串联阻尼机构的上端与上圆盘9连接，固定系统则用于固定海上漂浮风机，其包括泊线3和拉索6，工作时，泊线3的一端与塔架2连接，其另一端与海底锚固定点4连接，拉索6的一端穿过圆筒的底部与活动圆盘10连接，其另一端与海底锚固定点4连接。
使用时，海上漂浮风机置入海中，弹簧13处于自然伸张状态，当海底振动使圆筒振动向上时，弹簧13压缩，同时推动下圆盘10沿滚槽12向上运动，阻尼8的活塞杆向上运动，受到向下的阻尼力，减小并且减缓了向上的振动位移；当海底振动使圆筒振动向下时，弹簧13拉伸，同时拉动下圆盘10沿滚槽12向下运动，阻尼8的活塞杆向下运动，受到向上的阻尼力，减小并且减缓了向上的振动位移。
本领域的技术人员容易理解，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种海上漂浮风机，其特征在于，所述海上漂浮风机包括风机叶片（1）、塔架（2）、发电系统（7）、阻尼系统（5）和固定系统，所述塔架（2）的上下两端分别与所述风机叶片（1）和发电系统（7）连接；
所述阻尼系统（5）与所述发电系统（7）的下端连接，用于减缓所述海上漂浮风机的振动；该阻尼系统（5）包括圆筒以及设置在所述圆筒内部的活动圆盘（10）、阻尼（8）和弹簧（13），其中：
所述圆筒的内壁设置有滚槽（12），所述活动圆盘（10）设置在所述圆筒的内部，并通过边缘分布的滚珠与所述滚槽（12）配合连接，从而能够沿所述滚槽（12）上下移动；
所述阻尼（8）通过串联的方式连接，从而形成预设数量的串联阻尼机构，以此增加所述阻尼系统的位移，同时所述串联阻尼机构的上下两端分别与所述圆筒的顶部和活动圆盘（10）连接，通过并联的方式提高所述阻尼系统的阻尼力，每个所述阻尼（8）通过侧壁上的滚珠（11）与所述滚槽（12）配合连接，进而能够沿所述滚槽（12）上下移动；
所述弹簧（13）的一端与所述活动圆盘（10）连接，其另一端与所述圆筒底部连接，用于带动所述活动圆盘（10）上下移动；
所述固定系统则用于固定所述海上漂浮风机，其包括泊线（3）和拉索（6），工作时，所述泊线（3）的一端与所述塔架（2）连接，其另一端与海底锚固定点（4）连接，所述拉索（6）的一端穿过所述圆筒的底部与所述活动圆盘（10）连接，其另一端与海底锚固定点（4）连接。
2.如权利要求1所述的海上漂浮风机，其特征在于，所述串联阻尼机构中阻尼的数量为2个～4个。
3.如权利要求1所述的海上漂浮风机，其特征在于，所述串联阻尼机构的数量为4组～8组。
4.如权利要求1～3任一项所述的海上漂浮风机，其特征在于，所述发电系统（7）和阻尼系统（5）设置于风机浮筒内，并通过上圆盘（9）进行隔离，所述串联阻尼机构的上端与所述上圆盘（9）连接。
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