CN219911032U - 一种稳定性好的风力发电塔筒 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种稳定性好的风力发电塔筒，包括底座，所述底座的上端活动设置有塔筒组件，所述底座的内部设置有驱动机构，所述塔筒组件的上端设置有配重机构；本实用新型结构简单，设计合理，通过配重机构，实现了整个塔筒在不同风速下的重心调节，避免出现风速过低整个装置整体重心偏向叶轮，风速过高在叶轮风阻作用下装置整体重心又偏向远离叶轮一侧的情况，增加了塔筒整体的稳定性，提高了塔筒的使用寿命，同时通过塔筒组件，实现了塔筒主体与底部安装台之间连接点的增加，并且稳定杆是倾斜连接在塔筒主体的内侧壁与底部安装台之间，可以进一步平衡塔筒的重心，增加塔筒的稳定性。

Description

一种稳定性好的风力发电塔筒

技术领域

本实用新型涉及风力发电设备技术领域，具体为一种稳定性好的风力发电塔筒。

背景技术

海上风速高且稳定，是国际风电发展的新领域，近海区域空气密度高，风速平稳，风能资源丰富且容易预测，20世纪开始欧洲一些国家纷纷兴建海上风力发电场，目前风力发电也成为了我国最重要的发电途径之一，风力发电机主要有叶轮，塔筒和基座三部分组成，其余发电用的配件均安装在叶轮、塔筒和基座的内部。

现有技术的不足：

目前风力发电机用的叶轮一般都是安装在塔筒的一侧，为保证发电的效率，叶轮由外部控制系统通过风速风向传感器判断风向后控制旋转，始终朝向迎风方向工作，这样的安装方式下，在无风状态或风速小于3级时由于叶轮的自重较大会使得整个塔筒的重心偏向叶轮的一侧，这是必然会出现的情况，当风速达到3级至4级之间时，此时风通过吹动叶轮，为塔筒的重心偏移带来一定的补偿，使得塔筒整体的重心基本与塔筒主体垂直，但是当风速大于4级时，这也是海面风速的常态，由于叶轮的迎风面受到风的作用力进一步增强，此时叶轮在风的作用力下带动塔筒的重心向远离叶轮的一侧偏移，风力越大重心的偏移量也越大，当塔筒的重心处于偏移状态时，其连接部位的应力会受到不均衡的负载，这会导致塔筒连接部位的承载能力降低，从而影响塔筒的稳定性和安全性，此外，由于塔筒的高度通常在数十米到数百米之间，如果塔筒的稳定性得不到保障，极易引发塔筒结构的振动，进而对整个风力发电机的运行造成不利影响。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种稳定性好的风力发电塔筒，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种稳定性好的风力发电塔筒，包括底座，所述底座的上端活动设置有塔筒组件，所述底座的内部设置有驱动机构，所述塔筒组件的上端设置有配重机构，所述配重机构的上端活动设置有叶轮；

所述配重机构包括有：

安装座，所述安装座安装在塔筒组件的上端，所述安装座的上端设置有支撑柱，所述支撑柱的上端设置有用于安装叶轮的安装柱；

套筒，所述套筒活动设置在支撑柱的外部，所述套筒外侧壁的一侧设置有配重块；

第一电机，所述第一电机设置在安装座内空腔的下端面上，所述第一电机的输出端通过连接轴连接有第一锥齿轮；

安装轴，所述安装轴活动设置在安装座内空腔的内侧壁上，所述安装轴上设置有与第一锥齿轮相匹配的第二锥齿轮；

驱动齿轮，所述驱动齿轮设置在安装轴的一端，所述套筒的下端通过开设齿牙与驱动齿轮啮合连接。

优选的，所述塔筒组件包括有：

塔筒主体，所述塔筒主体活动设置在底座的上端，所述塔筒主体为菱形，所述塔筒主体与底座之间连接有连接组件；

稳定杆，所述稳定杆设置在连接组件的上端，所述稳定杆的上端与塔筒主体的内侧壁固定连接。

优选的，所述连接组件包括有：

安装台，所述安装台活动设置在底座的上端，所述塔筒主体与稳定杆均设置在安装台的上端面上；

滑槽，所述滑槽开设在底座的上端面上，所述安装台的下端面上设置有若干个与滑槽相匹配的滑块，所述滑块内设置有用于减小摩擦力的滚珠。

优选的，所述驱动机构包括有：

第二电机，所述第二电机设置在底座内部空腔的下端面上，所述第二电机的输出端与安装台的下端面连接；

通气孔，所述通气孔倾斜开设在底座的内部。

优选的，所述安装柱的上端设置有风速风向传感器(所述风速风向传感器的型号为：BRW200-1000)。

优选的，所述配重块由铸铁材料制成。

优选的，所述叶轮活动设置在塔筒主体锐角的一侧。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、该一种稳定性好的风力发电塔筒，通过设置有配重机构，配重机构包括有安装座、支撑柱、安装柱、套筒、配重块、第一电机、安装轴、驱动齿轮，实现了整个塔筒在不同风速下的重心调节，当风速小于三级时，配重块在第一电机的控制下旋转向远离叶轮的一侧，直至重心达到平衡，避免出现风速过低导致整个装置整体重心偏向叶轮，当风速大于四级时，配重块在第一电机的控制下从远离叶轮的一侧旋转向靠近叶轮的一侧，直至重心达到平衡，避免出现风速过高在叶轮风阻作用下装置整体重心又偏向远离叶轮一侧的情况，增加了塔筒整体的稳定性，提高了塔筒的使用寿命；

2、该一种稳定性好的风力发电塔筒，通过设置有塔筒组件，塔筒组件包括有塔筒主体和稳定杆，实现了塔筒主体与底部安装台之间连接点的增加，并且稳定杆是倾斜连接在塔筒主体的内侧壁与底部安装台之间，当风速过大配重块的配重不足以平衡塔筒的重心时，稳定杆可以进一步对塔筒的重心进行平衡，增加了塔筒极限状态下的稳定性和连接强度，提高了整个塔筒的承受极限。

附图说明

图1为本实用新型的整体主视图；

图2为本实用新型的整体内部结构示意图；

图3为本实用新型的塔筒组件俯视结构示意图；

图4为本实用新型的图2中在A处的放大示意图；

图5为本实用新型的图2中在B处的放大示意图。

图中：1、底座；2、塔筒组件；201、塔筒主体；202、稳定杆；3、驱动机构；301、第二电机；302、通气孔；4、配重机构；401、安装座；402、支撑柱；403、安装柱；404、套筒；405、配重块；406、第一电机；4061、第一锥齿轮；407、安装轴；4071、第二锥齿轮；408、驱动齿轮；5、叶轮；6、连接组件；601、安装台；602、滑槽；603、滑块；604、滚珠；7、风速风向传感器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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设备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。

在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体的连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“若干”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例

请参阅图1-5所示，本实用新型提供的一种稳定性好的风力发电塔筒技术方案：一种稳定性好的风力发电塔筒，包括底座1，底座1的上端活动安装有塔筒组件2，底座1的内部安装有驱动机构3，塔筒组件2的上端安装有配重机构4，配重机构4的上端活动设置有叶轮5；配重机构4包括有安装座401、套筒404、第一电机406、安装轴407和驱动齿轮408，安装座401安装在塔筒组件2的上端，安装座401的上端焊接有支撑柱402，支撑柱402的上端焊接有用于安装叶轮5的安装柱403，套筒404通过轴承活动安装在支撑柱402的外部，套筒404外侧壁的一侧安装有配重块405，第一电机406安装在安装座401内空腔的下端面上，第一电机406的输出端通过连接轴连接有第一锥齿轮4061，安装轴407通过轴承活动安装在安装座401内空腔的内侧壁上，安装轴407上安装有与第一锥齿轮4061相匹配的第二锥齿轮4071，驱动齿轮408安装在安装轴407的一端，套筒404的下端通过开设齿牙与驱动齿轮408啮合连接，当风速小于三级时，配重块405停留在套筒404远离叶轮5的一侧用于平衡叶轮5的重力稳定塔筒，当检测装置检测到风速大于四级，此时在叶轮5的带动下套筒404的重心开始向后偏移，随即启动第一电机406，第一电机406通过第一锥齿轮4061和第二锥齿轮4071带动安装轴407转动，安装轴407上的驱动齿轮408也跟随同步转动，最后驱动齿轮408通过与套筒404的啮合驱动套筒404带动配重块405转动至与叶轮5相邻的一侧调整重心，通过配重机构4，实现了整个塔筒在不同风速下的重心调节，避免出现风速过低整个装置整体重心偏向叶轮5，风速过高在叶轮5风阻作用下装置整体重心又偏向远离叶轮5一侧的情况，增加了塔筒整体的稳定性，提高了塔筒的使用寿命。

塔筒组件2包括有塔筒主体201和稳定杆202，塔筒主体201活动安装在底座1的上端，塔筒主体201为菱形，塔筒主体201与底座1之间连接有连接组件6，稳定杆202安装在连接组件6的上端，稳定杆202的上端与塔筒主体201的内侧壁固定连接，通过塔筒组件2，实现了塔筒主体201与底部连接组件6连接点的增加，并且稳定杆202是倾斜连接在塔筒主体201的内侧壁与底部连接组件6之间，可以进一步平衡塔筒的重心，增加塔筒的稳定性。

连接组件6包括有安装台601和滑槽602，安装台601，安装台601活动安装在底座1的上端，塔筒主体201与稳定杆202均固定在安装台601的上端面上，滑槽602开设在底座1的上端面上，安装台601的下端面上开设有若干个与滑槽602相匹配的滑块603，滑块603内通过开设球形槽活动安装有用于减小摩擦力的滚珠604，当连接组件6工作时，驱动机构3带动安装台601转动，安装台601的下端通过滑块603和滑槽602紧密相连，保证稳定的转动，通过连接组件6保证了塔筒主体201与底座1之间的转动和稳定连接。

驱动机构3包括有第二电机301和通气孔302，第二电机301安装在底座1内部空腔的下端面上，第二电机301的输出端与安装台601的下端面连接，通气孔302倾斜开设在底座1的内部，当需要驱动塔筒主体201转动时，启动第二电机301，第二电机301带动安装台601转动，从而实现塔筒主体201的转动。

安装柱403的上端安装有风速风向传感器7，风速风向传感器7可以准确地判断当前的风速和风向，并将数据无线传输给外部控制系统，从而将塔筒主体201和配重块405调整到最佳的角度和位置。

配重块405由铸铁材料制成，铸铁是常见的配重材料之一，密度较大，可以有效减少配重块405的体积。

叶轮5活动安装在塔筒主体201锐角的一侧，因为叶轮5需要迎风才能得到更多的动能，因此将叶轮5安装在塔筒主体201锐角的一侧可以有效减小叶轮5工作时塔筒主体201自身的风阻。

本实用新型的工作原理如下：

本实施例的一种稳定性好的风力发电塔筒在使用时，风速风向传感器7先判断风向和风速，并将数据传输给外部控制系统，外部控制系统运算后先启动第二电机301，第二电机301带动安装台601转动，直至将叶轮5旋转至迎风角度，接着根据风速调整配重块405的位置，若风速大于四级，此时在叶轮5的带动下套筒404的重心开始向后偏移，启动第一电机406，第一电机406通过第一锥齿轮4061和第二锥齿轮4071带动安装轴407转动，安装轴407上的驱动齿轮408也跟随同步转动，最后驱动齿轮408通过与套筒404的啮合驱动套筒404带动配重块405转动至与叶轮5相邻的一侧完成重心的调整，若风速小于三级，则再次启动第一电机406，第一电机406重新将配重块405驱动至套筒404远离叶轮5的一侧用于平衡叶轮5的重力稳定塔筒；本实用新型结构简单，设计合理，通过配重机构4，实现了整个塔筒在不同风速下的重心调节，避免出现风速过低整个装置整体重心偏向叶轮5，风速过高在叶轮5风阻作用下装置整体重心又偏向远离叶轮5一侧的情况，增加了塔筒整体的稳定性，提高了塔筒的使用寿命，同时通过塔筒组件2，实现了塔筒主体201与底部连接组件6连接点的增加，并且稳定杆202是倾斜连接在塔筒主体201的内侧壁与底部连接组件6之间，可以进一步平衡塔筒的重心，增加塔筒的稳定性。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本实用新型的优选例，并不用来限制本实用新型，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种稳定性好的风力发电塔筒，包括底座(1)，其特征在于：所述底座(1)的上端活动设置有塔筒组件(2)，所述底座(1)的内部设置有驱动机构(3)，所述塔筒组件(2)的上端设置有配重机构(4)，所述配重机构(4)的上端活动设置有叶轮(5)；

所述配重机构(4)包括有：

安装座(401)，所述安装座(401)安装在塔筒组件(2)的上端，所述安装座(401)的上端设置有支撑柱(402)，所述支撑柱(402)的上端设置有用于安装叶轮(5)的安装柱(403)；

套筒(404)，所述套筒(404)活动设置在支撑柱(402)的外部，所述套筒(404)外侧壁的一侧设置有配重块(405)；

第一电机(406)，所述第一电机(406)设置在安装座(401)内空腔的下端面上，所述第一电机(406)的输出端通过连接轴连接有第一锥齿轮(4061)；

安装轴(407)，所述安装轴(407)活动设置在安装座(401)内空腔的内侧壁上，所述安装轴(407)上设置有与第一锥齿轮(4061)相匹配的第二锥齿轮(4071)；

驱动齿轮(408)，所述驱动齿轮(408)设置在安装轴(407)的一端，所述套筒(404)的下端通过开设齿牙与驱动齿轮(408)啮合连接。

2.根据权利要求1所述的稳定性好的风力发电塔筒，其特征在于：所述塔筒组件(2)包括有：

塔筒主体(201)，所述塔筒主体(201)活动设置在底座(1)的上端，所述塔筒主体(201)为菱形，所述塔筒主体(201)与底座(1)之间连接有连接组件(6)；

稳定杆(202)，所述稳定杆(202)设置在连接组件(6)的上端，所述稳定杆(202)的上端与塔筒主体(201)的内侧壁固定连接；

所述连接组件(6)包括有：

安装台(601)，所述安装台(601)活动设置在底座(1)的上端，所述塔筒主体(201)与稳定杆(202)均设置在安装台(601)的上端面上；

滑槽(602)，所述滑槽(602)开设在底座(1)的上端面上，所述安装台(601)的下端面上设置有若干个与滑槽(602)相匹配的滑块(603)，所述滑块(603)内设置有用于减小摩擦力的滚珠(604)。

3.根据权利要求1所述的稳定性好的风力发电塔筒，其特征在于：所述驱动机构(3)包括有：

第二电机(301)，所述第二电机(301)设置在底座(1)内部空腔的下端面上，所述第二电机(301)的输出端与安装台(601)的下端面连接；

通气孔(302)，所述通气孔(302)倾斜开设在底座(1)的内部。

4.根据权利要求1所述的稳定性好的风力发电塔筒，其特征在于：所述安装柱(403)的上端设置有风速风向传感器(7)。

5.根据权利要求1所述的稳定性好的风力发电塔筒，其特征在于：所述配重块(405)由铸铁材料制成。

6.根据权利要求1所述的稳定性好的风力发电塔筒，其特征在于：所述叶轮(5)活动设置在塔筒主体(201)锐角的一侧。