CN113153648A - 一种海上风力发电机抗风抵浪防振装置 - Google Patents

一种海上风力发电机抗风抵浪防振装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种海上风力发电机抗风抵浪防振装置，包括底座、固定桩、风电桩和风电主机，底座下端安装若干固定桩，底座中部固定安装风电桩，风电桩顶部安装风电主机，风电桩内部靠上位置固定安装质块阻尼器，还包括滑动安装在风电桩上的配重存放箱、连接支撑配重存放箱和底座的若干支撑装置和安装在风电桩内部的可改变重量的质块阻尼器，本发明在风电桩内安装质块阻尼器，根据海浪和海上风力的大小，通过螺旋存放管和电动挡板的配合向质块内增减配重球，通过质块阻尼器的摆动来抵消风浪带来的晃动，支撑装置和配重存放箱的搭配为风电桩提供辅助支撑，有效减小风力发电机的晃动，提高风力发电机的稳定性，提高使用寿命。

Description

一种海上风力发电机抗风抵浪防振装置
技术领域
本发明涉及一种海上风力发电机防振装置，具体为一种海上风力发电机抗风抵浪防振装置，属于海上风力发电设备领域。
背景技术
风能是一种清洁的可再生绿色能源，开发效率高，经济性好，具有大规模开发条件和商业化前景，世界各国正在大力建设风电场，风力发电技术也得到了快速发展。风电场主要分为陆地风电场和海上风电场。陆地风电场起步较早，发展比较成熟，但存在严重的用地矛盾、噪声污染、优良场址已逐渐开发完毕等问题，风电场的开发正逐渐向海上转移。
由于海上多风浪，风浪会撼动海上风力发电机的基础结构，使风机整体晃动，当晃动程度超过阈值，则会对风力发电机造成损伤，影响风力发电机的工作效率，降低使用寿命。专利号为CN201810594642.7的发明专利提出了一种具有减振功能的基础结构，但是，该技术方案中存在很多不足点：(1)使用海水作为调节配重的重量，海水比重小，要实现较大的配重变化，需要容量大的储水箱，占用空间大，影响减振的效果；(2)储水箱及供水、排水的管道密封难度大，存在泄露海水的问题，海水本身具有较强的腐蚀性，将造成风力发电机内部结构受损。
综上所述，提出一种海上风力发电机抗风抵浪防振装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种海上风力发电机抗风抵浪防振装置，通过质块阻尼器抵消风浪冲击产生的晃动，提高海上风力发电机的稳定性和寿命。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种海上风力发电机抗风抵浪防振装置，包括底座、固定桩、风电桩和风电主机，所述底座下端安装若干固定桩，底座中部固定安装风电桩，所述风电桩包括风电桩主体、配重出口和配重入口，风电桩顶部安装风电主机，风电桩内部靠上位置固定安装质块阻尼器，还包括滑动安装在风电桩上的配重存放箱、连接支撑配重存放箱和底座的若干支撑装置和安装在风电桩内部的可改变重量的质块阻尼器；
所述配重存放箱包括存放箱外壳和螺旋存放管，所述存放箱外壳内固定安装螺旋存放管，存放箱外壳和螺旋存放管滑动安装在风电桩主体上，螺旋存放管上端设置有存放管配重入口，螺旋存放管下端设置有存放管配重出口，螺旋存放管内放置若干配重球；
所述支撑装置包括支撑杆、滑块和驱动电机，所述滑块滑动安装在底座上设置的滑槽内，滑块上端铰接支撑杆，所述支撑杆另一端铰接在存放箱外壳底面，滑块外侧固定安装有驱动电机；
所述质块阻尼器包括质块，所述质块中部固定安装套环，所述套环上端固定安装若干钢索，钢索另一端固定安装在风电桩主体内部顶端，套环中部铰接若干油性液压杆，油性液压杆另一端铰接在风电桩主体内壁上，质块内部掏空，质块顶部设置有质块配重入口，质块底部设置有质块配重出口，质块配重入口和质块配重出口均转动安装电控挡板，所述质块上方设置有配重滑入管，配重滑入管固定安装在风电桩主体内壁上且和配重入口连通，所述质块下方设置有配重滑出管，配重滑出管固定安装在风电桩主体内壁上且和配重出口连通。
优选的，所述底座结构为圆周均布的三板结构，每个板下方设有一个固定桩。
优选的，所述驱动电机宽度小于滑槽的宽度。
优选的，所述存放箱外壳上下两端面设置有套孔，所述套孔内径、螺旋存放管内径和风电桩主体外径一致。
优选的，所述套孔黏贴橡胶密封圈。
优选的，所述配重滑入管出口位于质块配重入口正上方。
优选的，所述配重滑出管入口位于质块配重出口正下方。
优选的，所述配重滑出管上方焊接锥形接口。
优选的，所述配重球选用实心钢球。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明在风电桩内安装质块阻尼器，根据海浪和海上风力的大小增加质块内配重的重量，配重球采用实心钢球，比重大，相同质量体积减小，结构紧凑，占用空间小，通过质块阻尼器的摆动来抵消风浪带来的晃动，能有效减小风力发电机的晃动，提高风力发电机的稳定性，提高使用寿命。
2.本发明通过设置在风电桩上的配重存放箱和支撑连接的支撑装置替换海水抽取存储的装置，通过支撑装置在底座上的滑动带动配重存放箱在风电桩上下滑动，通过螺旋存放管和电动挡板的配合，配重球通过自重实现对质块的配重增减，降低质块阻尼器自身的重量，提高质块阻尼器的效果，同时不存在水泄露和腐蚀内部结构的问题。
3.本发明通过支撑装置和配重存放箱的搭配为风电桩从外侧提供辅助支撑，减少风力发电机的晃动，提高风力发电机的稳定性。
附图说明
图1为本发明海上风力发电机的主要结构示意图；
图2为本发明质块阻尼器的结构示意图；
图3为本发明配重存放箱的结构示意图；
图4为本发明图1中A处放大结构示意图；
图5为本发明质块阻尼器的剖视结构示意图；
图6为本发明配重存放箱的剖视结构示意图。
图中：1、底座，101、滑槽，2、固定桩，3、支撑装置，301、支撑杆，302、滑块，303、驱动电机，4、配重存放箱，401、存放箱外壳，402、螺旋存放管，403、存放管配重入口，404、存放管配重出口，405、套孔，406、橡胶密封圈，5、风电桩，501、风电桩主体，502、配重出口，503、配重入口，6、风电主机，7、质块阻尼器，701、质块，702、质块配重入口，703、质块配重出口，704、电控挡板，705、配重滑入管，706、配重滑出管，707、锥形接口，708、钢索，709、套环，710、油性液压杆，8、配重球。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种海上风力发电机抗风抵浪防振装置，包括底座1、固定桩2、风电桩5和风电主机6，底座1下端安装若干固定桩2，底座1中部固定安装风电桩5，风电桩5包括风电桩主体501、配重出口502和配重入口503，风电桩5顶部安装风电主机6，风电桩5内部靠上位置固定安装质块阻尼器7，还包括滑动安装在风电桩5上的配重存放箱4、连接支撑配重存放箱4和底座1的若干支撑装置3和安装在风电桩5内部的可改变重量的质块阻尼器7；
配重存放箱4包括存放箱外壳401和螺旋存放管402，存放箱外壳401内固定安装螺旋存放管402，螺旋存放管402便于配重球8靠自重在管内滚动，存放箱外壳401和螺旋存放管402滑动安装在风电桩主体501上，螺旋存放管402上端设置有存放管配重入口403，螺旋存放管402下端设置有存放管配重出口404，螺旋存放管402内放置若干配重球8；
支撑装置3包括支撑杆301、滑块302和驱动电机303，滑块302滑动安装在底座1上设置的滑槽101内，滑块302上端铰接支撑杆301，支撑杆301另一端铰接在存放箱外壳401底面，滑块302外侧固定安装有驱动电机303，驱动电机303传动连接安装在滑块302两侧的滑轮；
质块阻尼器7包括质块701，质块701中部固定安装套环709，套环709上端固定安装若干钢索708，钢索708将质块701悬吊在空中，钢索708另一端固定安装在风电桩主体501内部顶端，套环709中部铰接若干油性液压杆710，油性液压杆710防止质块701摆幅过大，油性液压杆710另一端铰接在风电桩主体501内壁上，质块701内部掏空，质块701顶部设置有质块配重入口702，质块701底部设置有质块配重出口703，质块配重入口702和质块配重出口703均转动安装电控挡板704，质块701上方设置有配重滑入管705，配重滑入管705固定安装在风电桩主体501内壁上且和配重入口503连通，质块701下方设置有配重滑出管706，配重滑出管706固定安装在风电桩主体501内壁上且和配重出口502连通。
底座1结构为圆周均布的三板结构，减轻底座1的重量，每个板下方设有一个固定桩2。驱动电机303宽度小于滑槽101的宽度。存放箱外壳401上下两端面设置有套孔405，套孔405内径、螺旋存放管402内径和风电桩主体501外径一致。套孔405黏贴橡胶密封圈406，防止海浪进入配重存放箱4。配重滑入管705出口位于质块配重入口702正上方。配重滑出管706入口位于质块配重出口703正下方。配重滑出管706上方焊接锥形接口707，锥形接口707增大承接的面积，防止配重球8从边缘跌落。配重球8选用实心钢球，比重大，占用空间小。
本发明的工作原理为：底座1下端安装若干固定桩2，固定桩2插入海底的海床固定，底座1中部固定安装风电桩5，风电桩5顶部安装风电主机6，风电桩5内部顶端吊装质块阻尼器7，风电桩5位于质块阻尼器7区域设置有配重入口503和配重出口502，配重存放箱4滑动安装在配重入口503和配重出口502中间，配种存放箱4下端铰接支撑杆301，支撑杆301下端铰接在滑块302上，根据天气预报的海浪等级和风力等级，随时调整质块701内的配重球8的数量，当需要向质块701内增加配重球8时，驱动电机303驱动滑块302两侧安装的滑轮滚动带动滑块302沿滑槽101向风电桩5方向移动，支撑杆301同时将配重存放箱4向上移动，螺旋存放管402上的存放管配重出口404和配重入口503连通，螺旋存放管402内的配重球8通过存放管配重出口404和配重入口503进入配重滑入管705，同时控制位于质块701顶端的电控挡板704打开将质块配重入口702露出，配重球8通过质块配重入口702落入质块701内部，添加合适数量的配重球8后控制驱动电机303向远离风电桩5方向移动，配重存放箱4下降，存放管配重出口404和配重入口503脱开，质块阻尼器7开始跟随晃动工作，当需要将质块701内的配重球8拿出时，驱动电机303向远离风电桩5方向移动，配重存放箱4下降，存放管配重入口403和配重出口502连通，连通后将位于质块701底端的电控挡板704打开将质块配重出口703打开，配重球8从质块配重出口703掉入配重滑出管706内，通过配重出口502和存放管配重入口403回到螺旋存放管402内，配重球8收纳完后，控制位于质块701底端的电控挡板704将质块配重出口703挡住，驱动电机303驱动滑块302沿滑槽101向风电桩5方向移动将配重存放箱4移回配重入口503和配重出口502中间。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种海上风力发电机抗风抵浪防振装置，包括底座(1)、固定桩(2)、风电桩(5)和风电主机(6)，所述底座(1)下端安装若干固定桩(2)，底座(1)中部固定安装风电桩(5)，所述风电桩(5)包括风电桩主体(501)、配重出口(502)和配重入口(503)，风电桩(5)顶部安装风电主机(6)，风电桩(5)内部靠上位置固定安装质块阻尼器(7)，其特征在于：还包括滑动安装在风电桩(5)上的配重存放箱(4)、连接支撑配重存放箱(4)和底座(1)的若干支撑装置(3)和安装在风电桩(5)内部的可改变重量的质块阻尼器(7)；
所述配重存放箱(4)包括存放箱外壳(401)和螺旋存放管(402)，所述存放箱外壳(401)内固定安装螺旋存放管(402)，存放箱外壳(401)和螺旋存放管(402)滑动安装在风电桩主体(501)上，螺旋存放管(402)上端设置有存放管配重入口(403)，螺旋存放管(402)下端设置有存放管配重出口(404)，螺旋存放管(402)内放置若干配重球(8)；
所述支撑装置(3)包括支撑杆(301)、滑块(302)和驱动电机(303)，所述滑块(302)滑动安装在底座(1)上设置的滑槽(101)内，滑块(302)上端铰接支撑杆(301)，所述支撑杆(301)另一端铰接在存放箱外壳(401)底面，滑块(302)外侧固定安装有驱动电机(303)；
所述质块阻尼器(7)包括质块(701)，所述质块(701)中部固定安装套环(709)，所述套环(709)上端固定安装若干钢索(708)，钢索(708)另一端固定安装在风电桩主体(501)内部顶端，套环(709)中部铰接若干油性液压杆(710)，油性液压杆(710)另一端铰接在风电桩主体(501)内壁上，质块(701)内部掏空，质块(701)顶部设置有质块配重入口(702)，质块(701)底部设置有质块配重出口(703)，质块配重入口(702)和质块配重出口(703)均转动安装电控挡板(704)，所述质块(701)上方设置有配重滑入管(705)，配重滑入管(705)固定安装在风电桩主体(501)内壁上且和配重入口(503)连通，所述质块(701)下方设置有配重滑出管(706)，配重滑出管(706)固定安装在风电桩主体(501)内壁上且和配重出口(502)连通。
2.根据权利要求1所述的一种海上风力发电机抗风抵浪防振装置，其特征在于：所述底座(1)结构为圆周均布的三板结构，每个板下方设有一个固定桩(2)。
3.根据权利要求1所述的一种海上风力发电机抗风抵浪防振装置，其特征在于：所述驱动电机(303)宽度小于滑槽(101)的宽度。
4.根据权利要求1所述的一种海上风力发电机抗风抵浪防振装置，其特征在于：所述存放箱外壳(401)上下两端面设置有套孔(405)，所述套孔(405)内径、螺旋存放管(402)内径和风电桩主体(501)外径一致。
5.根据权利要求4所述的一种海上风力发电机抗风抵浪防振装置，其特征在于：所述套孔(405)黏贴橡胶密封圈(406)。
6.根据权利要求1所述的一种海上风力发电机抗风抵浪防振装置，其特征在于：所述配重滑入管(705)出口位于质块配重入口(702)正上方。
7.根据权利要求1所述的一种海上风力发电机抗风抵浪防振装置，其特征在于：所述配重滑出管(706)入口位于质块配重出口(703)正下方。
8.根据权利要求7所述的一种海上风力发电机抗风抵浪防振装置，其特征在于：所述配重滑出管(706)上方焊接锥形接口(707)。
9.根据权利要求1所述的一种海上风力发电机抗风抵浪防振装置，其特征在于：所述配重球(8)选用实心钢球。
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