CN114802623A - 一种漂浮式海上风力发电设备用浮体 - Google Patents
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Abstract
一种漂浮式海上风力发电设备用浮体，包括上封板和下封板，且上封板和下封板均设置为圆形；所述上封板和下封板之间固接有一组浮筒；所述浮筒采用大管径塑料管材制成，且多个浮筒呈圆周均布；所述上封板和下封板中部固接有套筒；所述套筒内部贯穿设置有承载柱；所述承载柱顶部安装有风机立柱；所述承载柱底部固接有配重座。本发明通过采用多个大口径塑料管材组装形成浮体，具有耐腐蚀、寿命长、后期维护成本低的优点，其浮重比大，易制作小型单元浮体，便于现场快速组装，并且通过设置承载柱和配重座，有效降低浮体的重心，解决了塑料浮体浮心与重心难以匹配的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种漂浮式海上风力发电设备用浮体。
背景技术
漂浮式风力发电设备相较于固定式风力发电设备而言，具有以下优势：项目现场位置灵活、发电量提升、视觉影响有限、海域使用矛盾降低、环境影响更小、岸上组装减少成本、规模化生产、创造新的工作机会、与海上油气行业协同等。
申请号为CN201480064650.0的一项中国专利公开了一种漂浮式风力发电站，所述发电站能够通过被构造为电力线与保持缆绳的组合的线缆，而被连接至单个固定位置的锚定点，使得该发电站能够以六个自由度运动，所述电力线以至少几乎不受载荷的方式被保持，所述保持缆绳吸收用于将所述风力发电站保持在所述锚定点而产生的所有机械力。联接器布置在所述线缆与所述风力发电站之间的单个连接点处，所述联接器由用于进行电连接的滑动联接器以及用于进行力的机械传递的转动联接器构造而成。所述风力发电站具有被构造为具有压载单元和浮力单元的半潜式平台的支撑单元，尤其是浮体单元，并且所述风力发电站具有固定连接到所述支撑单元的支撑桅杆，并具有固定布置在所述支撑桅杆上的机械舱，所述机械舱具有至少一个转子和至少一个发电机。在所述连接点与所述转子的基本竖直的旋转面之间形成最大可能的水平距离。
现有技术中的漂浮式海上风力发电设备用浮体，通常为金属材料制成，但是金属浮体形状及重量较大，组装和拖行难度大，且容易受到海水的腐蚀，后期维护成本较高。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种漂浮式海上风力发电设备用浮体，旨在解决上述技术问题。
为实现上述目的，本发明提出一种漂浮式海上风力发电设备用浮体，包括上封板和下封板，且上封板和下封板均设置为圆形；所述上封板和下封板之间固接有一组浮筒；所述浮筒采用大管径塑料管材制成，且多个浮筒呈圆周均布；所述上封板和下封板中部固接有套筒；所述套筒内部贯穿设置有承载柱；所述承载柱顶部安装有风机立柱；所述承载柱底部固接有配重座；现有技术中的漂浮式海上风力发电设备用浮体，通常为金属材料制成，但是金属浮体形状及重量较大，组装和拖行难度大，且容易受到海水的腐蚀，后期维护成本较高；此时本发明通过采用多个大口径塑料管材组装形成浮体，具有耐腐蚀、寿命长、后期维护成本低的优点，其浮重比大，易制作小型单元浮体，便于现场快速组装，并且通过设置承载柱和配重座，有效降低浮体的重心，解决了塑料浮体浮心与重心难以匹配的技术问题。
优选的，所述套筒与承载柱之间滑动连接；所述套筒的侧壁上固接有活塞缸；所述活塞缸内部滑动连接有活塞板；所述活塞板一侧固接有卡位杆，活塞板另一侧与活塞缸侧壁之间固接有弹簧；所述承载柱侧壁靠近活塞缸的位置开设有卡槽，且卡槽与卡位杆之间滑动配合；海上台风天气频繁，当台风来临时，通过向活塞缸有杆腔内部供气，推动活塞板朝弹簧的方向移动，进而使得卡位杆滑出卡槽，之后承载柱在配重座的作用下向下移动，带动风机整体向下移动，从而降低风力发电设备的重心，减小台风天气对风力发电设备的影响。
优选的，所述卡位杆远离活塞板的一端设置为圆弧状；通过将卡位杆端部设置为圆弧状，可以提高卡位杆与卡槽脱离或结合的流畅度，降低顿挫感。
优选的，所述卡槽的侧壁上开设有一组球槽；所述球槽内部活动连接有滚珠，且滚珠与卡位杆表面贴合；通过设置滚珠与卡位杆表面贴合，可以降低卡位杆与卡槽之间的摩擦力，进一步提高卡位杆与卡槽脱离或结合的流畅度。
优选的，所述上封板上侧圆周均布有一组检测筒；所述检测筒内部通过扭簧转动连接有转柱；所述转柱一端固接有一号风轮，转柱另一端圆周均布有一组压板；所述检测筒内壁上圆周均布有一组挡板；所述挡板一侧固接有弹性气囊，且弹性气囊与活塞缸有杆腔连通；当台风来临时，较强的风力推动一号风轮转动，并克服扭簧的作用，转柱带动压板顺时针转动，进而压板挤压弹性气囊，弹性气囊内部的压缩空气充入活塞缸有杆腔中，推动活塞板朝弹簧的方向移动，该操作可以自动对台风进行检测，并且自动将风力发电设备的重心降低，提高了本装置的智能化和自动化程度。
优选的，所述配重座上侧固接有气浮囊；所述配重座内部开设有储液腔和储渣腔；所述储渣腔位于储液腔的上方，且储液腔顶部与气浮囊单向连通；所述储液腔内部添加有稀盐酸溶液，储渣腔内部添加有碳酸钙颗粒；所述储液腔的顶部侧壁上开设有引导孔；所述储渣腔底部与引导孔之间开设有出料道；所述挡板远离弹性气囊的一侧与压板之间固接有折叠气囊；所述折叠气囊表面开设有进气孔和出气孔；所述进气孔与外界之间单向连通，出气孔与引导孔盲端之间单向连通；储渣腔内部的部分碳酸钙通过出料道落入到引导孔中，压板顺时针转动时，折叠气囊通过进气孔吸气。当台风结束后，转柱在扭簧的作用下复位，压板逆时针转动并挤压折叠气囊，进而折叠气囊内部的压缩空气充入引导孔盲端，将引导孔内部的碳酸钙吹入储液腔中，与稀盐酸溶液反应并生成大量气体，进而生成的气体充入气浮囊中，胀大后的气浮囊产生浮力，带动承载柱及风机整体重新上移，以保证台风后的正常发电工作。
优选的，所述引导孔内部转动连接有转杆，且转杆上固接有二号风轮；所述出料道内部靠近引导孔的位置密封设置有弹性瓣膜；所述弹性瓣膜一端与出料道侧壁固接，另一端与转杆之间固接有连接绳；通过设置弹性瓣膜将出料道密封，可避免正常情况下，碳酸钙通过出料道和引导孔直接进入储液腔中，导致提前反应的问题，当压缩空气从引导孔盲端吹出时，会推动二号风轮和转杆转动，进而连接绳缠绕在转杆上，拉动弹性瓣膜一端向下摆动，进而弹性瓣膜上方的碳酸钙可以自动落下，并被压缩空气吹到储液腔中。
优选的，所述气浮囊顶部设置有喷头，且喷头内部安装有电磁阀；所述活塞板采用导电材料制成；所述活塞缸远离卡位杆的内侧壁上固接有一对导电柱，且导电柱通过电源与电磁阀电性连接；当台风来临时，活塞板朝弹簧的方向移动，进而将一对导电柱接通，电磁阀通电后开启，气浮囊内部的气体通过喷头向外放出，使得配重座和承载柱可以正常下移，该操作使得气浮囊以及反应装置均可以循环使用，以便多次应对后续的台风天气，当储液腔和储渣腔内部的化学药品用完，重新添加即可。
优选的，所述转杆靠近储液腔的一端圆周均布有一组弹性条；所述引导孔侧壁靠近弹性条的位置圆周均布有一组凸块；碳酸钙颗粒受潮后容易粘接成团，此时转杆转动时会带动多个弹性条同步转动，进而弹性条将粘接的碳酸钙打散，使之被吹到储液腔后，与稀盐酸溶液反应充分，提高气体的生成量及生成速度，并且弹性条会敲击凸块，带动出料道局部震动，便于将碳酸钙顺利导出。
优选的，所述凸块表面固接有一号磁块；所述弹性条远离转杆的一端内部固接有二号磁块，且一号磁块与二号磁块互相靠近的位置磁极相反；通过设置一号磁块和二号磁块，利用二者之间的吸引力以及弹性条的弹性，可以提高弹性条与凸块之间撞击以及分离的速度，从而提高敲击力道，增大震动幅度，进一步促进碳酸钙通过出料道顺利导出。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果如下：
(1)本发明所述的一种漂浮式海上风力发电设备用浮体，通过采用多个大口径塑料管材组装形成浮体，具有耐腐蚀、寿命长、后期维护成本低的优点，其浮重比大，易制作小型单元浮体，便于现场快速组装，并且通过设置承载柱和配重座，有效降低浮体的重心，解决了塑料浮体浮心与重心难以匹配的技术问题。
(2)本发明所述的一种漂浮式海上风力发电设备用浮体，当台风来临时，通过向活塞缸有杆腔内部供气，推动活塞板朝弹簧的方向移动，进而使得卡位杆滑出卡槽，之后承载柱在配重座的作用下向下移动，带动风机整体向下移动，从而降低风力发电设备的重心，减小台风天气对风力发电设备的影响。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1是本发明所提供的漂浮式海上风力发电设备用浮体的立体图；
图2是本发明所提供的漂浮式海上风力发电设备用浮体的剖视图；
图3是图2中A处局部放大图；
图4是本发明中检测筒的结构示意图；
图5是图2中B处局部放大图；
图6是图5中C处局部放大图；
图7是本发明中凸块与弹性条相互接触时的示意图。
附图标号说明：1-上封板；2-下封板；3-浮筒；4-套筒；5-承载柱；6-配重座；7-活塞缸；8-活塞板；9-卡位杆；10-弹簧；11-滚珠；12-检测筒；13-转柱；14-一号风轮；15-压板；16-挡板；17-弹性气囊；18-气浮囊；19-储液腔；20-储渣腔；21-引导孔；22-出料道；23-折叠气囊；24-转杆；25-二号风轮；26-弹性瓣膜；27-连接绳；28-电磁阀；29-导电柱；30-弹性条；31-凸块；32-一号磁块；33-二号磁块。
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的一部分实施例，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作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。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中涉及“一号”、“二号”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“一号”、“二号”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
结合图1、图2所示，本发明实施例所述的一种漂浮式海上风力发电设备用浮体，包括上封板1和下封板2，且上封板1和下封板2均设置为圆形；所述上封板1和下封板2之间固接有一组浮筒3；所述浮筒3采用大管径塑料管材制成，且多个浮筒3呈圆周均布；所述上封板1和下封板2中部固接有套筒4；所述套筒4内部贯穿设置有承载柱5；所述承载柱5顶部安装有风机立柱；所述承载柱5底部固接有配重座6；现有技术中的漂浮式海上风力发电设备用浮体，通常为金属材料制成，但是金属浮体形状及重量较大，组装和拖行难度大，且容易受到海水的腐蚀，后期维护成本较高；此时本发明通过采用多个大口径塑料管材组装形成浮体，具有耐腐蚀、寿命长、后期维护成本低的优点，其浮重比大，易制作小型单元浮体，便于现场快速组装，并且通过设置承载柱5和配重座6，有效降低浮体的重心，解决了塑料浮体浮心与重心难以匹配的技术问题。
结合图2、图3所示，所述套筒4与承载柱5之间滑动连接；所述套筒4的侧壁上固接有活塞缸7；所述活塞缸7内部滑动连接有活塞板8；所述活塞板8一侧固接有卡位杆9，活塞板8另一侧与活塞缸7侧壁之间固接有弹簧10；所述承载柱5侧壁靠近活塞缸7的位置开设有卡槽，且卡槽与卡位杆9之间滑动配合；海上台风天气频繁，当台风来临时，通过向活塞缸7有杆腔内部供气，推动活塞板8朝弹簧10的方向移动，进而使得卡位杆9滑出卡槽，之后承载柱5在配重座6的作用下向下移动，带动风机整体向下移动，从而降低风力发电设备的重心，减小台风天气对风力发电设备的影响。
结合图3所示，所述卡位杆9远离活塞板8的一端设置为圆弧状；通过将卡位杆9端部设置为圆弧状，可以提高卡位杆9与卡槽脱离或结合的流畅度，降低顿挫感。
结合图3所示，所述卡槽的侧壁上开设有一组球槽；所述球槽内部活动连接有滚珠11，且滚珠11与卡位杆9表面贴合；通过设置滚珠11与卡位杆9表面贴合，可以降低卡位杆9与卡槽之间的摩擦力，进一步提高卡位杆9与卡槽脱离或结合的流畅度。
结合图1、图4所示，所述上封板1上侧圆周均布有一组检测筒12；所述检测筒12内部通过扭簧转动连接有转柱13；所述转柱13一端固接有一号风轮14，转柱13另一端圆周均布有一组压板15；所述检测筒12内壁上圆周均布有一组挡板16；所述挡板16一侧固接有弹性气囊17，且弹性气囊17与活塞缸7有杆腔连通；当台风来临时，较强的风力推动一号风轮14转动，并克服扭簧的作用，转柱13带动压板15顺时针转动，进而压板15挤压弹性气囊17，弹性气囊17内部的压缩空气充入活塞缸7有杆腔中，推动活塞板8朝弹簧10的方向移动，该操作可以自动对台风进行检测，并且自动将风力发电设备的重心降低，提高了本装置的智能化和自动化程度。
结合图1、图2及图4至图6所示，所述配重座6上侧固接有气浮囊18；所述配重座6内部开设有储液腔19和储渣腔20；所述储渣腔20位于储液腔19的上方，且储液腔19顶部与气浮囊18单向连通；所述储液腔19内部添加有稀盐酸溶液，储渣腔20内部添加有碳酸钙颗粒；所述储液腔19的顶部侧壁上开设有引导孔21；所述储渣腔20底部与引导孔21之间开设有出料道22；所述挡板16远离弹性气囊17的一侧与压板15之间固接有折叠气囊23；所述折叠气囊23表面开设有进气孔和出气孔；所述进气孔与外界之间单向连通，出气孔与引导孔21盲端之间单向连通；储渣腔20内部的部分碳酸钙通过出料道22落入到引导孔21中，压板15顺时针转动时，折叠气囊23通过进气孔吸气。当台风结束后，转柱13在扭簧的作用下复位，压板15逆时针转动并挤压折叠气囊23，进而折叠气囊23内部的压缩空气充入引导孔21盲端，将引导孔21内部的碳酸钙吹入储液腔19中，与稀盐酸溶液反应并生成大量气体，进而生成的气体充入气浮囊18中，胀大后的气浮囊18产生浮力，带动承载柱5及风机整体重新上移，以保证台风后的正常发电工作。
结合图6所示，所述引导孔21内部转动连接有转杆24，且转杆24上固接有二号风轮25；所述出料道22内部靠近引导孔21的位置密封设置有弹性瓣膜26；所述弹性瓣膜26一端与出料道22侧壁固接，另一端与转杆24之间固接有连接绳27；通过设置弹性瓣膜26将出料道22密封，可避免正常情况下，碳酸钙通过出料道22和引导孔21直接进入储液腔19中，导致提前反应的问题，当压缩空气从引导孔21盲端吹出时，会推动二号风轮25和转杆24转动，进而连接绳27缠绕在转杆24上，拉动弹性瓣膜26一端向下摆动，进而弹性瓣膜26上方的碳酸钙可以自动落下，并被压缩空气吹到储液腔19中。
结合图3、图5所示，所述气浮囊18顶部设置有喷头，且喷头内部安装有电磁阀28；所述活塞板8采用导电材料制成；所述活塞缸7远离卡位杆9的内侧壁上固接有一对导电柱29，且导电柱29通过电源与电磁阀28电性连接；当台风来临时，活塞板8朝弹簧10的方向移动，进而将一对导电柱29接通，电磁阀28通电后开启，气浮囊18内部的气体通过喷头向外放出，使得配重座6和承载柱5可以正常下移，该操作使得气浮囊18以及反应装置均可以循环使用，以便多次应对后续的台风天气，当储液腔19和储渣腔20内部的化学药品用完，重新添加即可。
结合图6所示，所述转杆24靠近储液腔19的一端圆周均布有一组弹性条30；所述引导孔21侧壁靠近弹性条30的位置圆周均布有一组凸块31；碳酸钙颗粒受潮后容易粘接成团，此时转杆24转动时会带动多个弹性条30同步转动，进而弹性条30将粘接的碳酸钙打散，使之被吹到储液腔19后，与稀盐酸溶液反应充分，提高气体的生成量及生成速度，并且弹性条30会敲击凸块31，带动出料道22局部震动，便于将碳酸钙顺利导出。
结合图6及图7所示，所述凸块31表面固接有一号磁块32；所述弹性条30远离转杆24的一端内部固接有二号磁块33，且一号磁块32与二号磁块33互相靠近的位置磁极相反；通过设置一号磁块32和二号磁块33，利用二者之间的吸引力以及弹性条30的弹性，可以提高弹性条30与凸块31之间撞击以及分离的速度，从而提高敲击力道，增大震动幅度，进一步促进碳酸钙通过出料道22顺利导出。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种漂浮式海上风力发电设备用浮体，其特征在于：包括上封板和下封板，且上封板和下封板均设置为圆形；所述上封板和下封板之间固接有一组浮筒；所述浮筒采用大管径塑料管材制成，且多个浮筒呈圆周均布；所述上封板和下封板中部固接有套筒；所述套筒内部贯穿设置有承载柱；所述承载柱顶部安装有风机立柱；所述承载柱底部固接有配重座。
2.如权利要求1所述的一种漂浮式海上风力发电设备用浮体，其特征在于：所述套筒与承载柱之间滑动连接；所述套筒的侧壁上固接有活塞缸；所述活塞缸内部滑动连接有活塞板；所述活塞板一侧固接有卡位杆，活塞板另一侧与活塞缸侧壁之间固接有弹簧；所述承载柱侧壁靠近活塞缸的位置开设有卡槽，且卡槽与卡位杆之间滑动配合。
3.如权利要求2所述的一种漂浮式海上风力发电设备用浮体，其特征在于：所述卡位杆远离活塞板的一端设置为圆弧状。
4.如权利要求2所述的一种漂浮式海上风力发电设备用浮体，其特征在于：所述卡槽的侧壁上开设有一组球槽；所述球槽内部活动连接有滚珠，且滚珠与卡位杆表面贴合。
5.如权利要求2所述的一种漂浮式海上风力发电设备用浮体，其特征在于：所述上封板上侧圆周均布有一组检测筒；所述检测筒内部通过扭簧转动连接有转柱；所述转柱一端固接有一号风轮，转柱另一端圆周均布有一组压板；所述检测筒内壁上圆周均布有一组挡板；所述挡板一侧固接有弹性气囊，且弹性气囊与活塞缸有杆腔连通。
6.如权利要求5所述的一种漂浮式海上风力发电设备用浮体，其特征在于：所述配重座上侧固接有气浮囊；所述配重座内部开设有储液腔和储渣腔；所述储渣腔位于储液腔的上方，且储液腔顶部与气浮囊单向连通；所述储液腔内部添加有稀盐酸溶液，储渣腔内部添加有碳酸钙颗粒；所述储液腔的顶部侧壁上开设有引导孔；所述储渣腔底部与引导孔之间开设有出料道；所述挡板远离弹性气囊的一侧与压板之间固接有折叠气囊；所述折叠气囊表面开设有进气孔和出气孔；所述进气孔与外界之间单向连通，出气孔与引导孔盲端之间单向连通；储渣腔内部的部分碳酸钙通过出料道落入到引导孔中，压板顺时针转动时，折叠气囊通过进气孔吸气。
7.如权利要求6所述的一种漂浮式海上风力发电设备用浮体，其特征在于：所述引导孔内部转动连接有转杆，且转杆上固接有二号风轮；所述出料道内部靠近引导孔的位置密封设置有弹性瓣膜；所述弹性瓣膜一端与出料道侧壁固接，另一端与转杆之间固接有连接绳。
8.如权利要求6所述的一种漂浮式海上风力发电设备用浮体，其特征在于：所述气浮囊顶部设置有喷头，且喷头内部安装有电磁阀；所述活塞板采用导电材料制成；所述活塞缸远离卡位杆的内侧壁上固接有一对导电柱，且导电柱通过电源与电磁阀电性连接。
9.如权利要求6所述的一种漂浮式海上风力发电设备用浮体，其特征在于：所述转杆靠近储液腔的一端圆周均布有一组弹性条；所述引导孔侧壁靠近弹性条的位置圆周均布有一组凸块。
10.如权利要求9所述的一种漂浮式海上风力发电设备用浮体，其特征在于：所述凸块表面固接有一号磁块；所述弹性条远离转杆的一端内部固接有二号磁块，且一号磁块与二号磁块互相靠近的位置磁极相反。
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