CN112761890A - 一种风力发电塔筒 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及风力发电领域,具体公开了一种风力发电塔筒,包括旋转塔筒与固定塔筒,固定塔筒与地面固定连接,固定塔筒与旋转塔筒之间设置有环形的承重台;固定塔筒顶端开设有环形的凹槽,承重台底部固定连接有环形块,环形块水平转动连接在凹槽内;承重台侧壁上设置有导向装置,导向装置包括固定有两块竖向设置的导风板,且导风板之间具有夹角;旋转塔筒设置在承重台上,且旋转塔筒、承重台与固定塔筒同轴线设置,旋转塔筒顶端设置有水平设置的叶片与发电机组,且叶片与导向装置分布位于旋转塔筒的两侧;本发明意在现有风力发电塔筒与叶片方位均是固定的,无法随着风向与风力的变化而调整,导致无法对风能进行最有效的利用问题。

Description

一种风力发电塔筒
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域,具体公开了一种风力发电塔筒。
背景技术
近年来,随着低风速风电项目的蓬勃发展,为了提升发电量,风力发电机组塔筒的高度也在不断增加。目前,风力发电机组塔筒普遍为圆锥形钢塔筒,由于这种塔筒制作简单、现场安装便捷快速,所以占据了很大的市场份额。
对于风力发电机来说,风场正对其叶片时,风力发电机的发电量最高,对风能的利用率最大;但风场的风向与风力大小随着时间与季节的变化而变化,而现有风力发电塔筒与叶片的方位均是固定,无法随着风风场向与风力的变化而调整,导致无法对风能进行最有效的利用。
发明内容
本发明意在提供一种风力发电塔筒,以解决现有风力发电塔筒与叶片方位均是固定的,无法随着风向与风力的变化而调整,导致无法对风能进行最有效的利用问题。
为了达到上述目的,本发明的基础方案为:
一种风力发电塔筒,其特征在于:包括旋转塔筒与固定塔筒,固定塔筒与地面固定连接,固定塔筒与旋转塔筒之间设置有环形的承重台;固定塔筒顶端开设有环形的凹槽,承重台底部固定连接有环形块,环形块水平转动连接在凹槽内;承重台侧壁上设置有导向装置,导向装置包括固定有两块竖向设置的导风板,且导风板之间具有夹角;旋转塔筒设置在承重台上,且旋转塔筒、承重台与固定塔筒同轴线设置,旋转塔筒顶端设置有水平设置的叶片与发电机组,且叶片与导向装置分布位于旋转塔筒的两侧。
可选地,所述旋转塔筒外径小于承重台内径,旋转塔筒两侧固定连接有对称设置的转轴,转轴上均固定有传动齿轮;所述承重台内壁对称开设有连接孔,转轴转动连接在对应的连接孔内,所述连接孔下方均设置有驱动电机,驱动电机固定在承重台内壁上,驱动电机上固定有与传动齿轮啮合的主动齿轮。
可选地,所述承重台上开设有两个弧形槽,弧形槽关于连接孔的中轴线对称设置,弧形槽中心处均开设有对称设置的通孔;转轴两侧设置有卷扬机,卷扬机的输出端上设置有牵引绳,牵引绳设置在弧形槽内,牵引绳的另一端穿过通孔与旋转塔筒固定连接。
可选地,所述凹槽两侧均开设有导向限位槽,导向限位槽底部嵌入有滚珠,滚珠与导向限位槽活动连接,环形块的内外侧上固定有与导向限位槽适配的导向限位块。
可选地,所述导向限位块上表面固定有第一电磁铁,导向限位槽的上表面固定有与第一电磁铁贴合的第二电磁铁,第一电磁铁与第二电磁的磁极相同,且第一电磁铁与第二电磁铁均与发电机组连接。
可选地,所述承重台表面上滑动连接有两块对称设置的夹紧块,夹紧块的相向端上开设有弧形的开口,夹紧块与承重台之间固定有液压阻尼器。
可选地,所述导风板之间的夹角为30~80度。
本方案的工作原理及有益效果在于:
1、本方案中,当风场发生改变时,通过风吹动导风板偏转,直至导向装置背对风向,而导风板的偏转则带动承重台、旋转塔筒一同转动,直至导向装置背对风向,旋转塔筒顶端的叶片则正对风向,使叶片与风场的接触面积达到最大,从而使风场面积的有效利用率达到最高,使得风力发电机的发电量达到最大,尽可能的利用风能。
2、本方案中,当叶片正对风场,风场风力增大的情况下,通过驱动电机驱动转轴转动,从而带动旋转塔筒朝向风场适量倾斜,通过旋转塔筒的倾斜,使旋转塔筒与叶片的重心朝向风场,利用旋转筒体自身的重力平衡与风场的作用力,以此旋转塔筒与风场的平衡,避免旋转塔筒倾覆。
3、本方案中,旋转塔筒倾斜过程中,通过卷扬机对牵引绳的松放,使牵引绳保持与旋转塔筒之间的连接;当旋转塔筒倾斜后,关闭卷扬机,利用卷扬机与牵引绳对旋转塔筒进行拉力平衡,防止旋转塔筒摇摆,造成旋转塔筒倾斜过度。
4、本方案中,通过两侧的夹紧块将旋转塔筒保持夹持,防止旋转塔筒倾覆,此外阻尼器属耗能元件,对抗震性能有提高作用。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述,并且在某种程度上,基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的,或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图;
图2为本发明承重台的横向剖视图;
图3为本发明实施例的纵向剖视图;
图4为图3中A处的放大示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明:
说明书附图中的附图标记包括:固定塔筒1、旋转塔筒2、承重台3、环形块4、导风板5、叶片6、发电机组7、转轴8、传动齿轮9、主动齿轮10、弧形槽11、卷扬机12、牵引绳13、通孔14、导向限位块15、第一电磁铁16、第二电磁铁17、夹紧块18、液压杆19、滚珠20。
实施例
如图1、图2、图3与图4所示:
一种风力发电塔筒,其特征在于:包括旋转塔筒2与固定塔筒1,固定塔筒1与地面固定连接,固定塔筒1与旋转塔筒2之间设置有环形的承重台3;固定塔筒1顶端开设有环形的凹槽,承重台3底部固定连接有环形块4,环形块4水平转动连接在凹槽内;承重台3侧壁上设置有导向装置,导向装置包括固定有两块竖向设置的导风板5,且导风板5之间具有夹角;旋转塔筒2设置在承重台3上,且旋转塔筒2、承重台3与固定塔筒1同轴线设置,旋转塔筒2顶端设置有水平设置的叶片6与发电机组7,且叶片6与导向装置分布位于旋转塔筒2的两侧。
当风场发生改变时,由于两块导风板5之间具有夹角,在风倾斜方向吹在导风板5的倾斜面上时,两块导风板5的受力大小不同,导致导风板5偏转,直至导向装置背对来风向,使两块导风板5的倾斜面受力平衡;而导风板5的偏转则带动承重台3、旋转塔筒2一同转动,由于叶片6与导向装置分布位于旋转塔筒2的两侧,当导向装置平行于风向时,旋转塔筒2顶端的叶片6则正对风向,使得叶片6与风场的接触面积达到最大,从而使风场面积的有效利用率达到最高,使得风力发电机的发电量达到最大,尽可能的利用风能。
可选地,所述旋转塔筒2外径小于承重台3内径,旋转塔筒2两侧固定连接有对称设置的转轴8,转轴8上均固定有传动齿轮9;所述承重台3内壁对称开设有连接孔,转轴8转动连接在对应的连接孔内,所述连接孔下方均设置有驱动电机,驱动电机固定在承重台3内壁上,驱动电机上固定有与传动齿轮9啮合的主动齿轮10。
当叶片6正对风场,风场风力增大的情况下,风力发电机塔筒所受到横向上作用力逐渐增大,当风速达到一定时,塔筒有断裂、倾覆的危险;此时,启动驱动电机,通过主动齿轮10与传动齿轮9的啮合驱动转轴8转动,从而带动旋转塔筒2朝向风场方向适量倾斜,使旋转塔筒2与叶片6的重心向来风向偏移,利用旋转筒体自身的重力平衡与风场的作用力,以此旋转塔筒2与风场的平衡,避免旋转塔筒2断裂、倾覆。
可选地,所述承重台3上开设有两个弧形槽11,弧形槽11关于连接孔的中轴线对称设置,弧形槽11中心处均开设有对称设置的通孔14;转轴8两侧设置有卷扬机12,卷扬机12的输出端上设置有牵引绳13,牵引绳13设置在弧形槽11内,牵引绳13的另一端穿过通孔14与旋转塔筒2固定连接。
旋转塔筒2倾斜过程中,通过卷扬机12对牵引绳13的松放,使牵引绳13保持与旋转塔筒2之间的连接;当旋转塔筒2倾斜后,关闭卷扬机12,利用卷扬机12与牵引绳13对旋转塔筒2进行拉力平衡,防止旋转塔筒2摇摆,造成旋转塔筒2倾斜过度。
可选地,所述凹槽两侧均开设有导向限位槽,导向限位槽底部嵌入有滚珠20,滚珠20与导向限位槽活动连接,环形块4的内外侧上固定有与导向限位槽适配的导向限位块15。
通过导向限位槽与导向限位块15的配合,在承重台3转动过程中起到导向和到位的作用,防止承重台3与固定塔筒1脱离;而导向限位槽底部设置的滚珠20,则起到降低导向限位槽与导向限位块15之间的摩擦力,便于承重台3的滑动。
可选地,所述导向限位块15上表面固定有第一电磁铁16,导向限位槽的上表面固定有与第一电磁铁16贴合的第二电磁铁17,第一电磁铁16与第二电磁的磁极相同,且第一电磁铁16与第二电磁铁17均通过PLC控制器与发电机组7连接。
当承重台3转动至叶片6正对风场时,发电机组7的发电量增加,当发电量增加到较为平稳状态下,PLC控制器控制发电机组7对第一电磁铁16与第二电磁供电,第一电磁铁16与第二电磁吸附在一起,从而将承重台3固定住,防止承重台3来回旋转,造成不必要的磨损,同时也防止对倾斜状态下的旋转塔筒2造成影响;而发电机组7的发电量出现波动时,则风场的风向与风力出现波动,此时PLC控制器控制发电机组7停止对第一电磁铁16与第二电磁供电,第一电磁铁16与第二电磁铁17松开,使承重台3能够转动以适应风场。
可选地,所述承重台3表面上滑动连接有两块对称设置的夹紧块18,夹紧块18的相向端上开设有弧形的开口,夹紧块18与承重台3之间固定有液压阻尼器。
通过两侧的夹紧块18将旋转塔筒2夹持住,防止旋转塔筒2倾覆。
可选地,所述导风板5之间的夹角为30~80度。
以上所述的仅是本发明的实施例,方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明结构的前提下,还可以作出若干变形和改进,这些也应该视为本发明的保护范围,这些都不会影响本发明实施的效果和本发明的实用性。

Claims (7)

1.一种风力发电塔筒,其特征在于:包括旋转塔筒与固定塔筒,固定塔筒与地面固定连接,固定塔筒与旋转塔筒之间设置有环形的承重台;固定塔筒顶端开设有环形的凹槽,承重台底部固定连接有环形块,环形块水平转动连接在凹槽内;承重台侧壁上设置有导向装置,导向装置包括固定有两块竖向设置的导风板,且导风板之间具有夹角;旋转塔筒设置在承重台上,且旋转塔筒、承重台与固定塔筒同轴线设置,旋转塔筒顶端设置有水平设置的叶片与发电机组,且叶片与导向装置分布位于旋转塔筒的两侧。
2.根据权利要求1所述的一种风力发电塔筒,其特征在于:所述旋转塔筒外径小于承重台内径,旋转塔筒两侧固定连接有对称设置的转轴,转轴上均固定有传动齿轮;所述承重台内壁对称开设有连接孔,转轴转动连接在对应的连接孔内,所述连接孔下方均设置有驱动电机,驱动电机固定在承重台内壁上,驱动电机上固定有与传动齿轮啮合的主动齿轮。
3.根据权利要求2所述的一种风力发电塔筒,其特征在于:所述承重台上开设有两个弧形槽,弧形槽关于连接孔的中轴线对称设置,弧形槽中心处均开设有对称设置的通孔;转轴两侧设置有卷扬机,卷扬机的输出端上设置有牵引绳,牵引绳设置在弧形槽内,牵引绳的另一端穿过通孔与旋转塔筒固定连接。
4.根据权利要求3所述的一种风力发电塔筒,其特征在于:所述凹槽两侧均开设有导向限位槽,导向限位槽底部嵌入有滚珠,滚珠与导向限位槽活动连接,环形块的内外侧上固定有与导向限位槽适配的导向限位块。
5.根据权利要求4所述的一种风力发电塔筒,其特征在于:所述导向限位块上表面固定有第一电磁铁,导向限位槽的上表面固定有与第一电磁铁贴合的第二电磁铁,第一电磁铁与第二电磁的磁极相同,且第一电磁铁与第二电磁铁均与发电机组连接。
6.根据权利要求5所述的一种风力发电塔筒,其特征在于:所述旋转塔筒两侧设置有弧形的夹紧块,夹紧板与承重台之间铰接有液压杆。
7.根据权利要求6所述的一种风力发电塔筒,其特征在于:所述导风板之间的夹角为30~80度。
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