CN207241975U - 海上浮力桩及海上风力发电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种海上浮力桩及海上风力发电机，涉及海上风力发电的技术领域，包括承载台、浮力筒和浮力平台；用于支撑海上风力发电设备的所述承载台设置在所述浮力平台上；所述浮力筒垂直设置在浮力平台的底部；所述浮力筒为局部浮力支撑的空心柱体，解决了现有技术中存在的当遭遇恶劣天气时海上风力发电机在海上浮力桩上不够平稳的技术问题。

Description

海上浮力桩及海上风力发电机

技术领域

本实用新型涉及海上风力发电技术领域，尤其是涉及一种海上浮力桩及海上风力发电机。

背景技术

海上风力发电，是利用海上风力资源发电的新型发电方式。在石油资源形势日益严峻的情况下，各国均将眼光投向了风力资源巨大的海域，欧洲多个国家已建立了多个海上风力发电厂而且规模巨大。中国也逐渐涉及海上风力发电领域，上海的海上风力发电厂2010年启用，香港欲建全球最大海上风力发电厂。

风力发电原理是利用风力带动风车叶片旋转，再通过增速机将旋转的速度提升，以促使发电机发电。由于风力发电不涉及燃料问题，也不会产生辐射或空气污染，因此是一种清洁环保的发电方式，特别是随着海洋资源的不断开发利用，目前海上风电场建设正在世界上形成一股热潮。

水中建筑物的地质条件和风浪荷载及水深决定了水中建筑物的基础形式，一般大型水中建筑物的基础占总体造价的25％～40％。30米已上的中度水深至深水基础，应考虑海洋环境产生的荷载力，如台风、巨浪、大潮产生的巨大水平力，成为其设计和施工中必须考虑的重要控制条件。

海上风机深水区基础型式多为浮式平台，浅水区主要为桩基础或重力式基础的桩基础，中度深水区为桁架型导管架基础。

传统的海上风力发电机，在遭受台风等恶劣天气情况时将承受巨大的荷载作用，使得发电装置面临较大的安全风险。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供海上浮力桩及海上风力发电机，以缓解了现有技术中存在的当遭遇恶劣天气时海上风力发电机在海上浮力桩上不够平稳的技术问题。

第一方面，本实用新型提供的一种海上浮力桩，包括：承载台、浮力筒和浮力平台；

用于支撑海上风力发电设备的所述承载台设置在所述浮力平台上；

所述浮力筒垂直设置在浮力平台的底部；所述浮力筒为局部浮力支撑的空心柱体。

进一步地，在所述承载台上设置有方便维修的围栏。

进一步地，所述浮力筒为浮力材料制成，通过向上的浮力用于支撑海上风力发电机组进一步地，所述浮力筒至少为三个，所述浮力筒用于支撑海上风力发电机组。

进一步地，所述风力发电机组包括：圆锥齿轮组件和发电机；

所述圆锥齿轮组件驱动所述发电机转动实现发电。

第二方面，本实用新型提供的一种海上风力发电机，包括叶片组、大臂组、收放驱动机构、展放伸缩筒和第一方面的任一项所述的海上浮力桩；

所述叶片组包括至少三个叶片；所述大臂组至少包括三个大臂；

每个所述叶片的中部与每个所述大臂的上端枢接，所述收放驱动机构设置在所述叶片与所述大臂的连接处，所述收放驱动机构用于驱动所述叶片围绕所述大臂的上端展开或收合；

所述大臂组可转动的与所述风力发电机组连接；

所述展放伸缩筒与所述大臂组的下端部枢接，用于推出或收回所述大臂组。

进一步地，所述收放驱动机构包括：第一支杆、第二支杆、减速电机和丝杠；

所述减速电机与所述丝杠通过齿轮副连接，所述第一支杆另一端与所述第二支杆的另一端套接在所述丝杠上，且沿所述丝杠的轴向方向上运动。

进一步地，所述展放伸缩筒包括：第一伸缩筒、第二伸缩筒、第三伸缩筒；

所述第二伸缩筒推动所述第一伸缩筒和所述第三伸缩筒伸缩运动，所述第一伸缩筒与所述第三伸缩筒沿所述第二伸缩筒的轴向方向伸缩运动。

进一步地，所述第二伸缩筒包括：油缸；

所述油缸驱动所述第一伸缩筒和所述第三伸缩筒运动。

进一步地，所述展放伸缩筒还包括：斜齿锁定机构；

所述斜齿锁定机构用于锁定所述第二伸缩筒与所述第一伸缩筒和所述第三伸缩筒的位置。

采用本实用新型提供的海上浮力桩及海上风力发电机具有以下有益效果：

本实用新型提供的海上浮力桩，包括：承载台、浮力筒和浮力平台；用于支撑海上风力发电设备的承载台设置在浮力平台上；浮力筒垂直设置在浮力平台的底部；浮力筒为局部浮力支撑的空心柱体。浮力筒主要是给风力发电机整体起到支撑作用的重要单元，并且将浮力平台设置在浮力筒的上边且与浮力筒保持垂直，有利于增加海上浮力桩整体的稳定性，并且关于海上浮力桩的一个操作平台承载台则设置在浮力平台的上部。这样的设计结构简单，但是稳定性强，可以通过简单结构和叠加从而对海上风力发电机进行支撑，并且在海面内的平稳性大大提升。

本实用新型提供的海上风力发电机，包括叶片组、大臂组、收放驱动机构、展放伸缩筒和海上浮力桩；叶片组包括至少三个叶片；大臂组至少包括三个大臂；每个叶片的中部与每个大臂的上端枢接，收放驱动机构设置在叶片与大臂的连接处，收放驱动机构用于驱动叶片围绕大臂的上端展开或收合；大臂组可转动的与风力发电机组连接；展放伸缩筒与大臂组的下端部枢接，用于推出或收回大臂组。

整个海上风力发电机通过叶片组、大臂组和发电机组的整体配合完成整个风力发电，当大臂通过展放伸缩筒推动展开与海平面呈一定角度后，又通过收放驱动机构驱动叶片与大臂之间的相对位置改变，使叶片与大臂之间呈一定角度，这时整个海上风力发电机呈工作状态，叶片根据风力的风向进行调整角度，并且大臂也可以进行多角度调节，因此通过大臂、叶片等之间的配合关系，随时可以根据风力的风向或者是风力大小进行多角度调节，使得海上风力发电机的适用不同风向和风力大小从而适用范围更广，发电效率更高；同时也可以更好的对海上极端天气的抵御能力更强。当因为风速过大而需要停止海上风力发电机停止工作时，收合的顺序为，先通过收放驱动机构驱动叶片收合，这是叶片与大臂共线，后通过展放伸缩筒驱动大臂进行收合，这时大臂带动叶片同时收合与海平面平行；当风速减小，设备需要重新启动时，叶片展开过程与收合时相反，即大臂和叶片同时通过展放伸缩筒收缩将其一起带起，然后通过收放驱动机构驱动叶片进行展开，展开完成后，风机开始运转，与大臂连接的发电机组开始运转，设备发电。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的海上浮力桩的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的海上风力发电机的叶片和大臂处于展开工作状态下的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的海上风力发电机的收放驱动机构的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的海上风力发电机的展放伸缩筒的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的海上风力发电机的斜齿锁定机构的结构示意图。

图标：100－承载台；200－浮力筒；300－浮力平台；400－风力发电机组；410－圆锥齿轮组件；420－发电机；500－叶片组；510－叶片；600－大臂组；610－大臂；700－收放驱动机构；710－第一支杆；720－第二支杆；730－减速电机；740－丝杠；800－展放伸缩筒；810－第一伸缩筒；820－第二伸缩筒；821－油缸；830－第三伸缩筒；840－斜齿锁定机构。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

请参照图1、图2、图3、图4和图5，下面将结合附图对本实用新型实施例提供的海上浮力桩及海上风力发电机做详细说明。

第一方面，本实用新型实施例提供的一种海上浮力桩，包括：承载台100、浮力筒200和浮力平台300；

用于支撑海上风力发电设备的承载台100设置在浮力平台300上；

浮力筒200垂直设置在浮力平台300的底部；浮力筒200为局部浮力支撑的空心柱体。

需要说明的是，本实用新型提供的海上浮力桩，包括：承载台100、浮力筒200和浮力平台300；用于支撑海上风力发电设备的承载台100设置在浮力平台300上；浮力筒200垂直设置在浮力平台300的底部；浮力筒200为局部浮力支撑的空心柱体。浮力筒200主要是给风力发电机整体起到支撑作用的重要单元，并且将浮力平台300设置在浮力筒200的上边且与浮力筒200保持垂直，有利于增加海上浮力桩整体的稳定性，并且关于海上浮力桩的一个操作平台承载台100则设置在浮力平台300的上部。这样的设计结构简单，但是稳定性强，可以通过简单结构和叠加从而对海上风力发电机进行支撑，并且在海面内的平稳性大大提升。

另外，在承载台100上设置有方便维修的围栏。

需要说明的是，由于工作人员需要在称在台上进行维修，因此为了保证工作人员操作的安全性，则需要在承载台100上设置有围栏。

另外，浮力筒200为浮力材料制成，通过向上的浮力用于支撑海上的风力发电机组400。

需要说明的是，由于浮力筒200是整个海上风力发电机的主要支撑部分，因此浮力筒200的材料至关重要，需要使用可以为整体的海上风力发电机提供足够浮力的浮力筒200。

另外，浮力筒200至少为三个，浮力筒200用于支撑海上风力发电机组400。

另外，风力发电机组400包括：圆锥齿轮组件410和发电机420；

圆锥齿轮组件410驱动发电机420转动实现发电。

第二方面，本实用新型实施例提供的一种海上风力发电机，包括叶片组500、大臂组600、收放驱动机构700、展放伸缩筒800和第一方面任一项所述的海上浮力桩；

叶片组500包括至少三个叶片510；大臂组600至少包括三个大臂610；

每个叶片510的中部与每个大臂610的上端枢接，收放驱动机构700设置在叶片510与大臂610的连接处，收放驱动机构700用于驱动叶片510围绕大臂610的上端展开或收合；

大臂组600可转动的与风力发电机组400连接；

展放伸缩筒800与大臂组600的下端部枢接，用于推出或收回大臂组600。

整个海上风力发电机通过叶片组500、大臂组600和发电机420组的整体配合完成整个风力发电，当大臂610通过展放伸缩筒800推动展开与海平面呈一定角度后，又通过收放驱动机构700驱动叶片510与大臂610之间的相对位置改变，使叶片510与大臂610之间呈一定角度，这时整个海上风力发电机呈工作状态，叶片510根据风力的风向进行调整角度，并且大臂610也可以进行多角度调节，因此通过大臂610、叶片510等之间的配合关系，随时可以根据风力的风向或者是风力大小进行多角度调节，使得海上风力发电机的适用不同风向和风力大小从而适用范围更广，发电效率更高；同时也可以更好的对海上极端天气的抵御能力更强。当因为风速过大而需要停止海上风力发电机停止工作时，收合的顺序为，先通过收放驱动机构700驱动叶片510收合，这是叶片510与大臂610共线，后通过展放伸缩筒800驱动大臂610进行收合，这时大臂610带动叶片510同时收合与海平面平行；当风速减小，设备需要重新启动时，叶片510展开过程与收合时相反，即大臂610和叶片510同时通过展放伸缩筒800收缩将其一起带起，然后通过收放驱动机构700驱动叶片510进行展开，展开完成后，风机开始运转，与大臂610连接的发电机420组开始运转，设备发电。

另外，收放驱动机构700包括：第一支杆710、第二支杆720、减速电机730和丝杠740；

减速电机730与丝杠740通过齿轮副连接，第一支杆710另一端与第二支杆720的另一端套接在丝杠740上，且沿丝杠740的轴向方向上运动。

优选地，展放伸缩筒800包括：第一伸缩筒810、第二伸缩筒820、第三伸缩筒830；

第二伸缩筒820推动第一伸缩筒810和第三伸缩筒830伸缩运动，第一伸缩筒810与第三伸缩筒830沿第二伸缩筒820的轴向方向伸缩运动。

具体地，第二伸缩筒820包括：油缸821；

油缸821驱动第一伸缩筒810和第三伸缩筒830运动。

需要说明的是，展放伸缩筒800还包括：斜齿锁定机构840；

斜齿锁定机构840用于锁定第二伸缩筒820与第一伸缩筒810和第三伸缩筒830的位置。

以上对本实用新型的海上浮力桩及海上风力发电机进行了说明，但是，本实用新型不限定于上述具体的实施方式，只要不脱离权利要求的范围，可以进行各种各样的变形或变更。本实用新型包括在权利要求的范围内的各种变形和变更。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种海上浮力桩，其特征在于，包括：承载台(100)、浮力筒(200)和浮力平台(300)；

用于支撑海上风力发电设备的所述承载台(100)设置在所述浮力平台(300)上；

所述浮力筒(200)垂直设置在所述浮力平台(300)的底部；所述浮力筒(200)为局部浮力支撑的空心柱体。

2.根据权利要求1所述的海上浮力桩，其特征在于，在所述承载台(100)上设置有方便维修的围栏。

3.根据权利要求2所述的海上浮力桩，其特征在于，所述浮力筒(200)为浮力材料制成，通过向上的浮力用于支撑海上风力发电机组。

4.根据权利要求3所述的海上浮力桩，其特征在于，所述浮力筒(200)至少为三个，所述浮力筒(200)用于支撑海上的风力发电机组(400)。

5.根据权利要求4所述的海上浮力桩，其特征在于，所述风力发电机组(400)包括：圆锥齿轮组件(410)和发电机(420)；

所述圆锥齿轮组件(410)驱动所述发电机(420)转动实现发电。

6.一种海上风力发电机，其特征在于，包括叶片组(500)、大臂组(600)、收放驱动机构(700)、展放伸缩筒(800)和权利要求1－5中的任一项所述的海上浮力桩；

所述叶片组(500)包括至少三个叶片(510)；所述大臂组(600)至少包括三个大臂(610)；

每个所述叶片(510)的中部与每个所述大臂(610)的上端枢接，所述收放驱动机构(700)设置在所述叶片(510)与所述大臂(610)的连接处，所述收放驱动机构(700)用于驱动所述叶片(510)围绕所述大臂(610)的上端展开或收合；

所述大臂组(600)可转动的与所述风力发电机组(400)连接；

所述展放伸缩筒(800)与所述大臂组(600)的下端部枢接，用于推出或收回所述大臂组(600)。

7.根据权利要求6所述的海上风力发电机，其特征在于，所述收放驱动机构(700)包括：第一支杆(710)、第二支杆(720)、减速电机(730)和丝杠(740)；

所述减速电机(730)与所述丝杠(740)通过齿轮副连接，所述第一支杆(710)另一端与所述第二支杆(720)的另一端套接在所述丝杠(740)上，且沿所述丝杠(740)的轴向方向上运动。

8.根据权利要求6所述的海上风力发电机，其特征在于，所述展放伸缩筒(800)包括：第一伸缩筒(810)、第二伸缩筒(820)、第三伸缩筒(830)；

所述第二伸缩筒(820)推动所述第一伸缩筒(810)和所述第三伸缩筒(830)伸缩运动，所述第一伸缩筒(810)与所述第三伸缩筒(830)沿所述第二伸缩筒(820)的轴向方向伸缩运动。

9.根据权利要求8所述的海上风力发电机，其特征在于，所述第二伸缩筒(820)包括：油缸(821)；

所述油缸(821)驱动所述第一伸缩筒(810)和所述第三伸缩筒(830)运动。

10.根据权利要求9所述的海上风力发电机，其特征在于，所述展放伸缩筒(800)还包括：斜齿锁定机构(840)；

所述斜齿锁定机构(840)用于锁定所述第二伸缩筒(820)与所述第一伸缩筒(810)和所述第三伸缩筒(830)的位置。