一种防护型海上风电机组制造技术

本发明专利技术属于海上风电设备技术领域，具体的说是一种防护型海上风电机组，包括中央立柱、设置在中央立柱顶部的中央漂浮基座和设置在海面上的高度传感器，还包括中央配重座、钢索、海底固定桩、一号连杆、二号连杆、三号连杆、发电单元和控制器；所述控制器用于控制发电单元工作；所述中央配重座与中央立柱的下端固连，中央配重座用于使中央立柱保持竖直；所述钢索的一端设置在中央立柱上。通过设置多个发电单元，同时通过收缩机构、发电机、叶片和防护装置间的配合，实现了当巨浪打来时，发电机和叶片可以收入防护装置内防护起来，避免了发电机组的损坏，节约了维修成本。

A Protective Offshore Wind Turbine

The invention belongs to the technical field of offshore wind power equipment, in particular to a protective offshore wind turbine unit, including a central pillar, a central floating base at the top of the central pillar and a height sensor on the sea, as well as a central counterweight seat, a steel cable, a seabed fixed pile, a No. 1 connecting rod, a No. 2 connecting rod, a No. 3 connecting rod, a power generating unit and a controller. The utility model is used to control the work of the power generating unit, the central counterweight seat is fixed with the lower end of the central column, and the central counterweight seat is used to keep the central column vertical; one end of the steel cable is arranged on the central column. By setting up multiple generating units and cooperating with contracting mechanism, generator, blade and protective device, the generator and blade can be protected in the protective device when the huge wave strikes, which avoids the damage of generator set and saves the maintenance cost.

【技术实现步骤摘要】
一种防护型海上风电机组
本专利技术属于海上风电设备
，具体的说是一种防护型海上风电机组。
技术介绍
随着潮间带及近海区域风电资源的开发度逐渐饱和以及能源需求的逐步增加，海上风力发电从潮间带和近海区域走向深海区域是必然趋势。我国深海风电能源的资源储备量位居世界前列，海上风电产业的发展前景广阔。与浅海风电场相比，深海风电场具有风速高、风切变低、湍流程度小等优势，对海上航道的影响也较小。随着水深的增加，传统固定式海上风机基础结构已难以满足深海风能开发的要求，且固定式海上风机的自重和工程造价随着水深而大幅度增加。浮式基础结构在深海区域的综合造价远低于深海区域的固定式基础结构，且浮式基础结构机动性好、易拆卸，服役期满可回收再利用。单立柱式基础结构适合于重心较高的海上风力发电系统，由于水线面积较小而吃水较大，而且有利于提高深水海域浮式风机的整体性能，但单立柱式基础结构的主体长度过大，如果对每一个发电机组都利用单立柱式基础结构建造，建造和安装较为困难，在强风天气稳定性较差。现有技术中也出现了一项专利关于一种防护型海上风电机组的技术方案，如申请号为2018111098529的一项中国专利公开了一种抗强风海上风电机组及安装方法，包括中央立柱和边缘短立柱，所述中央立柱表面设置有水下支架，所述水下支架一端设置有第一固定圈，所述边缘短立柱表面设置有第二固定圈，所述边缘短立柱顶部设置有漂浮基座，所述漂浮基座顶部设置有塔杆，所述塔杆顶部设置有发电机，所述发电机一侧设置有风轮，所述边缘短立柱顶部和底部与中央立柱之间均设置有第一钢丝索。该技术方案的一种抗强风海上风电机组及安装方法，能够抵御一定的强风。但是该技术方案中，由于海上的天气变化多端，且会遇到台风海啸等海浪过大的情况，此时海浪过高，容易直接将风电机组拍坏，造成巨大的损失；使得该技术方案受到限制。
技术实现思路
为了弥补现有技术的不足，解决海浪过高，容易直接将风电机组拍坏的问题；本专利技术提出了一种防护型海上风电机组。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：本专利技术所述的一种防护型海上风电机组，包括中央立柱、设置在中央立柱顶部的中央漂浮基座和设置在海面上的高度传感器，还包括中央配重座、钢索、海底固定桩、一号连杆、二号连杆、三号连杆、发电单元和控制器；所述控制器用于控制发电单元工作；所述中央配重座与中央立柱的下端固连，中央配重座用于使中央立柱保持竖直；所述钢索的一端设置在中央立柱上，钢索的另一端设置在被预先固定在海底的海底固定桩上；所述一号连杆的两端分别铰接在中央立柱和发电单元上；所述二号连杆的两端分别铰接在中央立柱和发电单元上，多个所述发电单元间等距圆周分布在中央立柱的周围，二号连杆与一号连杆平行设置，二号连杆与一号连杆间竖向铰接有若干三号连杆；若干所述三号连杆间相互平行设置，三号连杆用于增加一号连杆和二号连杆间的强度；多个高度传感器均匀的分布在中央立柱的周围，高度传感器用于测量海浪的大小；海浪带动高度传感器上下漂浮，使得高度传感器测量的高度发生变化，从而实现对海浪大小的检测；其中，所述发电单元包括收缩机构、发电机、风轮、一号安装板、叶片、防护装置、边缘漂浮基座和边缘配重座；所述发电机转动设置在收缩机构上，发电机的传动轴上设置有风轮；所述风轮上设置有一号安装板；所述叶片通过转轴转动设置在一号安装板上；所述防护装置设置在收缩机构上；收缩机构用于将发电机和叶片收到防护装置中，防护装置用于包括发电机和叶片；所述边缘漂浮基座设置在防护装置上，边缘漂浮基座用于发电单元的漂浮；边缘配重座设置在收缩机构的底部。在海浪较小时，海风通过吹动叶片，使得发电机旋转发电，当海浪过大时，此时控制器会控制收缩机构将发电机和叶片收入防护装置内防护起来，避免海浪将发电机和叶片拍坏。优选的，所述收缩机构包括液压缸、活塞、塔杆、一号气缸、一号拉杆、二号安装板、二号气缸、风罩、二号拉杆、一号真空泵和液压泵；所述液压缸的底部与边缘配重座固连，液压缸上贯穿设置有防护装置，液压缸的内壁上设置有活塞，液压缸上设置有液压泵，液压泵用于活塞的滑动；所述活塞的上端设置有塔杆；所述塔杆的上端开设有U型安装槽，U型安装槽上转动设置有发电机，U型安装槽的底部内嵌有一号气缸，一号气缸的端部铰接有一号拉杆的一端，一号拉杆的另一端铰接在发电机远离叶片的一侧上；一号气缸用于拉动发电机转动，一号气缸通过气管与二号气缸连通，且气管上设置有一号真空泵，一号真空泵用于为一号气缸和二号气缸提供动力，一号真空泵为往复式真空泵；所述二号气缸的一端与风轮固连，二号气缸的另一端固连有风罩，二号气缸用于推动风罩移动；所述风罩上铰接有二号拉杆的一端，二号拉杆的另一端铰接在叶片上。在海浪较小时，一号气缸为伸出状态，二号气缸为收起状态，此时发电机被横向设置，叶片被二号拉杆撑起，叶片可以正常的受风转动，实现发电；当海浪较大时，此时一号真空泵将一号气缸内的气体抽入二号气缸内，使得一号气缸收缩，二号气缸伸长，一号气缸向下拉动一号拉杆，使得发电机转动到竖直的方向上，同时二号气缸推动风罩，风罩通过二号拉杆将叶片相互靠近的转动，从而大大减小了轴向的半径，使得轴向半径较大的叶片可以被收入半径较小的防护装置内；此时控制器控制液压泵，使得活塞向下移动，活塞带动塔杆向下移动，从而将发电机和叶片收入防护装置内防护起来。优选的，所述防护装置包括防护外壳、T型滑杆、齿条、齿轮、半圆形防护盖和电机；所述防护外壳为上端开口的圆筒状结构，防护外壳的底壁上贯穿设置有液压缸，防护外壳的侧壁上滑动贯穿有T型滑杆；所述T型滑杆的上侧设置有半圆形防护盖，两个半圆形防护盖可拼成一块完整的防护盖，T型滑杆的下侧设置有齿条，齿条与齿轮啮合传动，齿轮固连在电机的输出轴上，电机固连在防护外壳上，电机用于带动T型滑杆滑动。塔杆向下移动时，发电机和叶片会被带入防护外壳内，防护起来，此时电机带动齿轮转动，通过齿轮、齿条、T型滑杆和半圆形防护盖间的配合，使得两个半圆形防护盖会相互靠近的移动并拼成一块完整的防护盖，将防护外壳的顶部密封，从而实现对发电机和叶片的高效防护。优选的，所述边缘漂浮基座由若干环形气囊组成，环形气囊的直径由内向外逐渐增大，环形气囊间相互连通。通过多个直径不同的环形气囊拼接呈一个圆盘型的边缘漂浮基座，提高了边缘漂浮基座的稳定性，同时也可以通过改变环形气囊内空气的量，从而对边缘漂浮基座的浮力大小进行调整。优选的，所述半圆形防护盖的上侧面设置有半圆形气囊；所述半圆形气囊通过气管与环形气囊连通，且气管上设置有二号真空泵，二号真空泵用于环形气囊和半圆形气囊内空气的输送。二号真空泵将环形气囊内的气体充入半圆形气囊内，环形气囊的浮力大大降低，使得防护外壳和半圆向防护盖下沉到海面下，从而可以规避巨浪的拍击，防止防护装置受损。优选的，所述防护外壳的内壁上设置有若干排的定位杆，位于同一排的若干定位杆等距铰接在防护外壳的内壁上，定位杆的下侧通过弹簧与防护外壳的内壁连接，弹簧用于定位杆的复位。当叶片被收入防护外壳内时，叶片会推动定位杆，定位杆会发生转动，位于叶片两侧的定位杆卡在叶片的两侧，从而减少叶片的晃动，避免叶片受损。优选的，所述定位杆的端部设置有电磁铁，且叶片上涂覆有磁性材料，磁性材料与电磁铁相互吸引。定位杆上的电磁铁本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防护型海上风电机组，包括中央立柱(1)、设置在中央立柱(1)顶部的中央漂浮基座(2)和设置在海面上的高度传感器，其特征在于：还包括中央配重座(3)、钢索(4)、海底固定桩(5)、一号连杆(6)、二号连杆(7)、三号连杆(8)、发电单元(9)和控制器；所述控制器用于控制发电单元(9)工作；所述中央配重座(3)与中央立柱(1)的下端固连，中央配重座(3)用于使中央立柱(1)保持竖直；所述钢索(4)的一端设置在中央立柱(1)上，钢索(4)的另一端设置在被预先固定在海底的海底固定桩(5)上；所述一号连杆(6)的两端分别铰接在中央立柱(1)和发电单元(9)上；所述二号连杆(7)的两端分别铰接在中央立柱(1)和发电单元(9)上，多个所述发电单元(9)间等距圆周分布在中央立柱(1)的周围，二号连杆(7)与一号连杆(6)平行设置，二号连杆(7)与一号连杆(6)间竖向铰接有若干三号连杆(8)；若干所述三号连杆(8)间相互平行设置，三号连杆(8)用于增加一号连杆(6)和二号连杆(7)间的强度；多个高度传感器均匀的分布在中央立柱(1)的周围，高度传感器用于测量海浪的大小；其中，所述发电单元(9)包括收缩机构(91)、发电机(92)、风轮(93)、一号安装板(94)、叶片(95)、防护装置(96)、边缘漂浮基座(97)和边缘配重座(98)；所述发电机(92)转动设置在收缩机构(91)上，发电机(92)的传动轴上设置有风轮(93)；所述风轮(93)上设置有一号安装板(94)；所述叶片(95)通过转轴转动设置在一号安装板(94)上；所述防护装置(96)设置在收缩机构(91)上；收缩机构(91)用于将发电机(92)和叶片(95)收到防护装置(96)中，防护装置(96)用于包括发电机(92)和叶片(95)；所述边缘漂浮基座(97)设置在防护装置(96)上，边缘漂浮基座(97)用于发电单元(9)的漂浮；边缘配重座(98)设置在收缩机构(91)的底部。...

【技术特征摘要】
1.一种防护型海上风电机组，包括中央立柱(1)、设置在中央立柱(1)顶部的中央漂浮基座(2)和设置在海面上的高度传感器，其特征在于：还包括中央配重座(3)、钢索(4)、海底固定桩(5)、一号连杆(6)、二号连杆(7)、三号连杆(8)、发电单元(9)和控制器；所述控制器用于控制发电单元(9)工作；所述中央配重座(3)与中央立柱(1)的下端固连，中央配重座(3)用于使中央立柱(1)保持竖直；所述钢索(4)的一端设置在中央立柱(1)上，钢索(4)的另一端设置在被预先固定在海底的海底固定桩(5)上；所述一号连杆(6)的两端分别铰接在中央立柱(1)和发电单元(9)上；所述二号连杆(7)的两端分别铰接在中央立柱(1)和发电单元(9)上，多个所述发电单元(9)间等距圆周分布在中央立柱(1)的周围，二号连杆(7)与一号连杆(6)平行设置，二号连杆(7)与一号连杆(6)间竖向铰接有若干三号连杆(8)；若干所述三号连杆(8)间相互平行设置，三号连杆(8)用于增加一号连杆(6)和二号连杆(7)间的强度；多个高度传感器均匀的分布在中央立柱(1)的周围，高度传感器用于测量海浪的大小；其中，所述发电单元(9)包括收缩机构(91)、发电机(92)、风轮(93)、一号安装板(94)、叶片(95)、防护装置(96)、边缘漂浮基座(97)和边缘配重座(98)；所述发电机(92)转动设置在收缩机构(91)上，发电机(92)的传动轴上设置有风轮(93)；所述风轮(93)上设置有一号安装板(94)；所述叶片(95)通过转轴转动设置在一号安装板(94)上；所述防护装置(96)设置在收缩机构(91)上；收缩机构(91)用于将发电机(92)和叶片(95)收到防护装置(96)中，防护装置(96)用于包括发电机(92)和叶片(95)；所述边缘漂浮基座(97)设置在防护装置(96)上，边缘漂浮基座(97)用于发电单元(9)的漂浮；边缘配重座(98)设置在收缩机构(91)的底部。2.根据权利要求1所述的一种防护型海上风电机组，其特征在于：所述收缩机构(91)包括液压缸(911)、活塞(912)、塔杆(913)、一号气缸(914)、一号拉杆(915)、二号安装板(916)、二号气缸(917)、风罩(918)、二号拉杆(919)、一号真空泵和液压泵；所述液压缸(911)的底部与边缘配重座(98)固连，液压缸(911)上贯穿设置有防护装置(96)，液压缸(911)的内壁上设置有活塞(912)，液压缸(911)上设置有液压泵，液压泵用于活塞(912)的滑动；所述活塞(912)的上端设置有塔杆(913)；所述塔杆(913)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：常康华，王本勋，林继承，
申请(专利权)人：常康华，
类型：发明
国别省市：广东,44