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CN104481813B - 一种海上避雷风力发电机及其制造方法 - Google Patents

一种海上避雷风力发电机及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种海上避雷风力发电机，包括风电机组主机设备、塔架、液压能量传递系统、水平轴式海流能水动力涡轮发电机、电缆、LED灯和叶片；其特征在于，风电机组主机设备置于塔架的上方，风电机组主机设备上设有三个或多个叶片；所述叶片设有前缘和后缘，后缘设有柔性毛刷；所述柔性毛刷安置在后缘的末端、叶片的端部，并达到叶尖；所述叶片内设主支架与分支架，其中分支架平行等距设有多个，且分支架均连接主支架，主支架与分支架均导电，且主支架电连接塔架；所述塔架上通过固定支架设有LED灯；本发明避雷效果好，叶片的使用寿命长，叶片噪音小，充分利用海洋水流动能与风能发电，设有散热效果好的LED灯，可供照明使用。

Description

一种海上避雷风力发电机及其制造方法
技术领域
本发明属于风力发电机领域，尤其涉及一种海上避雷风力发电机及其制造方法。
背景技术
海上风电与潮汐能开发已在我国应用并逐渐发展成熟，我国海洋资源紧缺，各个项目的开发互相形成制约，海上能源项目单独开发成本高，利润开发空间有待提高。随着近几年国内新能源行业的兴起，风能与潮汐能的发展势头良好。海上风电作为风电行业的前沿技术也在国内得到应用。但我国紧张的海洋资源与新能源开发的高成本成为我国海上新能源项目开发的瓶颈，海上风电项目及潮汐能项目在开发是遇到层层阻力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种充分利用能源、减小噪音、避雷效果好的海上避雷风力发电机，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种海上避雷风力发电机，包括风电机组主机、塔架、液压能量传递系统、水平轴式海流能水动力涡轮发电机、电缆、LED灯和叶片；其特征在于，风电机组主机置于塔架的上方，风电机组主机上设有三个或多个叶片；所述叶片设有前缘和后缘，后缘设有柔性毛刷；所述柔性毛刷安置在后缘的末端、叶片的端部，并达到叶尖；所述叶片内设主支架与分支架，其中分支架平行等距设有多个，且分支架均连接主支架，主支架与分支架均导电，且主支架电连接塔架；所述塔架上通过固定支架设有LED灯；LED灯设有灯壳，灯壳整体呈扁平的椭圆形，其正面设置有用于出光的透视窗，背面则设置有散热结构，其末端固定连接固定支架；灯壳内设置有电路板，电路板上设置有LED灯板，透视窗设于LED灯板的下方，且透视窗上安装有透明防尘罩；在LED灯的末端设有应急电源，应急电源封装于壳体内；所述壳体设置于灯壳之外，并通过螺钉或粘胶与灯壳固定连接，壳体与灯壳为分体式设计，且应急电源与电路板独立分开设置；所述塔架下方设有液压能量传递系统、水平轴式海流能水动力涡轮发电机和电缆，液压能量传递系统、水动力涡轮发电机和电缆位于海平面和海床之间，其中，液压能量传递系统位于水动力涡轮发电机的上方右侧，电缆位于水动力涡轮发电机的下方左侧；所述水平轴式海流能水动力涡轮发电机的桨叶为水平轴式桨叶，桨叶通过转轴转动连接于支架上。
进一步的，所述柔性毛刷的长度为叶片总长度的15-20％，纵长方向上，柔性毛刷与后缘形成直角，在横向方向上，柔性毛刷与后缘的上表面或下表面对准。
进一步的，所述柔性毛刷由对准排成至少一排的刷毛组成，刷毛具有三角形截面。
进一步的，所述壳体内填充导热硅胶。
本发明还公开了一种海上避雷风力发电机的制造方法，包括如下工艺和步骤：
1)风电机组主机设置在塔架的上方，风电机组主机上设有三个或多个叶片；叶片设有前缘和后缘，后缘设有柔性毛刷；柔性毛刷安置在后缘的末端、叶片的端部，并达到叶尖，柔性毛刷的长度为叶片总长度的15-20％，纵长方向上，柔性毛刷与后缘形成直角，在横向方向上，柔性毛刷与后缘的上表面或下表面对准平齐，柔性毛刷由至少一排的刷毛组成，且刷毛具有三角形截面；叶片内设主支架与分支架，其中分支架平行等距设在主支架上，主支架与分支架均导电，且主支架电连接塔架；
2)在塔架上通过固定支架设置LED灯，LED灯设有灯壳，灯壳整体呈扁平的椭圆形，其正面设置有用于出光的透视窗，背面则设置有散热结构，其末端固定连接固定支架；灯壳内设置有电路板，电路板上设置有LED灯板，透视窗设于LED灯板的下方，且透视窗上安装有透明防尘罩；在LED灯的末端设有应急电源，应急电源封装于壳体内；所述壳体设置于灯壳之外，并通过螺钉或粘胶与灯壳固定连接，壳体与灯壳为分体式设计，且应急电源与电路板独立分开设置，壳体内填充导热硅胶；
3)在塔架下方水体内设置液压能量传递系统、水平轴式海流能水动力涡轮发电机和电缆，液压能量传递系统、水动力涡轮发电机和电缆位于海平面和海床之间，其中，液压能量传递系统位于水动力涡轮发电机的上方右侧，电缆位于水动力涡轮发电机的下方左侧；其中水平轴式海流能水动力涡轮发电机的桨叶为水平轴式桨叶，桨叶通过转轴转动连接于支架上。
发明优点
与现有技术相比，本发明在招到雷击，雷电落于叶片上时，分支架分担叶片上的电流，并通过主支架将电流由塔架导入海水中，避雷效果好，且主支架与分支架还起到加强筋的作用，延长叶片的使用寿命，同时叶片前端设有柔性毛刷，具有减小振动和降低噪音作用；在潮汐发电设备的基础上利用海洋水流发电，设备根据海流的大小及方向可改变对流角度，充分利用海洋水流带来的能源效益，海洋水流发电设备与海上风电机组可共用升压、开关及电缆等设备将电能送出，节约建设成本，该设备可使海洋水流能源被更大效率地利用；设有散热效果好的LED灯，可供照明使用。
附图说明
图1为本发明的海上避雷风力发电机的结构示意图。
图2为本发明海上避雷风力发电机中LED灯的结构示意图。
图3为本发明海上避雷风力发电机中叶片的结构示意图。
图中：1-风电机组主机、2-塔架、3-海平面、4-液压能量传递系统、5-水动力涡轮发电机、6-电缆、7-海床、8-LED灯、81-灯壳、82-电路板、83-LED灯板、84-透视窗、85-应急电源、86-壳体、87-固定支架、9-叶片、91-前缘、92-后缘、93-柔性毛刷、94-主支架、95-分支架。
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。
实施例1：请参阅图1～3，一种海上避雷风力发电机，包括风电机组主机1、塔架2、液压能量传递系统4、水平轴式海流能水动力涡轮发电机5、电缆6、LED灯8和叶片9；其中，风电机组主机1置于塔架2的上方，风电机组主机1上设有三个或多个叶片9；叶片9设有前缘91和后缘92，后缘92设有柔性毛刷93；柔性毛刷93安置在后缘92的末端、叶片9的端部，并达到叶尖，且柔性毛刷93的长度为叶片总长度的15-20％以内，原因在于此处是产生大部分空气动力噪音的区域，纵长方向上，柔性毛刷93与后缘92形成直角，在横向方向上，柔性毛刷93与后缘92的上表面或下表面对准平齐，根据叶片的半径和弦长而使用长度不等的刷毛，对于24米的叶片，一般选用柔性毛刷93的刷毛长度在8cm左右，其中，柔性毛刷93由对准排成至少一排的刷毛组成，刷毛具有三角形截面，刷毛之间的间隔应当达到最小可能值；在叶片9内设主支架94与分支架95，其中分支架95平行等距设有多个，且分支架95均连接主支架94，主支架94与分支架95均导电，且主支架95电连接塔架2，在招到雷击时，雷电落于叶片上时，分支架94分担叶片9上的电流，并通过主支架94将电流由塔架2导入海水中，且主支架94与分支架95还起到加强筋的作用，延长叶片9的使用寿命；塔架2上通过固定支架87设有LED灯8；LED灯8设有灯壳81，灯壳81整体呈扁平的椭圆形，其正面设置有用于出光的透视窗84，背面则设置有散热结构，其末端固定连接固定支架87；灯壳81内设置有电路板82，电路板82上设置有LED灯板83，透视窗84设于LED灯板83的下方，且透视窗84上安装有透明防尘罩；在LED灯8的末端设有应急电源85，应急电源85封装于壳体86内，工作中，应急电源85所发出的热量由填充在壳体86内的导热硅胶导出到壳体86外散出，实现高效的散热功能，应急电源85通过硅胶的缓冲作用，具有非常高的安全性和稳定性，从而延长整体的使用寿命；所述壳体86设置于灯壳81之外，并通过螺钉或粘胶与灯壳81固定连接，壳体86与灯壳81为分体式设计，且应急电源85与电路板82独立分开设置，使LED灯板83所发出的热量不仅可以直接散出灯壳81之外，而且不会影响到应急电源85；所述塔架2下方设有液压能量传递系统4、水平轴式海流能水动力涡轮发电机5和电缆6，液压能量传递系统4、水动力涡轮发电机5和电缆6位于海平面3和海床7之间，其中，液压能量传递系统4位于水动力涡轮发电机5的上方右侧，电缆6位于水动力涡轮发电机5的下方左侧；所述水平轴式海流能水动力涡轮发电机5的桨叶52为水平轴式桨叶，桨叶52通过转轴53转动连接于支架51上；工作时，当海水以一定速度和角度流经桨叶52时，桨叶52转动，水动力涡轮发电机5产生电能，或利用液压能量传递系统4将潮汐能通过水动力涡轮机转变为机械能，并最终将机械能转化为电能；同时，风电机组主机1将海上风能转化为电能，而电缆6将风能和海流能转化的电能共同送出。
本实施例还公开了一种海上避雷风力发电机的制造方法，包括如下工艺和步骤：
1)风电机组主机(1)设置在塔架(2)的上方，风电机组主机(1)上设有三个或多个叶片(9)；叶片(9)设有前缘(91)和后缘(92)，后缘(92)设有柔性毛刷(93)；柔性毛刷(93)安置在后缘(92)的末端、叶片(9)的端部，并达到叶尖，柔性毛刷(93)的长度为叶片总长度的15-20％，纵长方向上，柔性毛刷(93)与后缘(92)形成直角，在横向方向上，柔性毛刷(93)与后缘(92)的上表面或下表面对准平齐，柔性毛刷(93)由至少一排的刷毛组成，且刷毛具有三角形截面；叶片(9)内设主支架(94)与分支架(95)，其中分支架(95)平行等距设在主支架(94)上，主支架(94)与分支架(95)均导电，且主支架(95)电连接塔架(2)；
2)在塔架(2)上通过固定支架(87)设置LED灯(8)，LED灯(8)设有灯壳(81)，灯壳(81)整体呈扁平的椭圆形，其正面设置有用于出光的透视窗(84)，背面则设置有散热结构，其末端固定连接固定支架(87)；灯壳(81)内设置有电路板(82)，电路板(82)上设置有LED灯板(83)，透视窗(84)设于LED灯板(83)的下方，且透视窗(84)上安装有透明防尘罩；在LED灯(8)的末端设有应急电源(85)，应急电源(85)封装于壳体(86)内；所述壳体(86)设置于灯壳(81)之外，并通过螺钉或粘胶与灯壳(81)固定连接，壳体(86)与灯壳(81)为分体式设计，且应急电源(85)与电路板(82)独立分开设置，壳体(86)内填充导热硅胶；
3)在塔架(2)下方水体内设置液压能量传递系统(4)、水平轴式海流能水动力涡轮发电机(5)和电缆(6)，液压能量传递系统(4)、水动力涡轮发电机(5)和电缆(6)位于海平面(3)和海床(7)之间，其中，液压能量传递系统(4)位于水动力涡轮发电机(5)的上方右侧，电缆(6)位于水动力涡轮发电机(5)的下方左侧；其中水平轴式海流能水动力涡轮发电机(5)的桨叶(52)为水平轴式桨叶，桨叶(52)通过转轴(53)转动连接于支架(51)上。
本发明的风力发电机在招到雷击时，雷电落于叶片上，分支架分担叶片上的电流，并通过主支架将电流由塔架导入海水中，避雷效果好，且主支架与分支架还起到加强筋的作用，延长叶片的使用寿命，同时叶片前端设有柔性毛刷，具有减小振动和降低噪音作用；在潮汐发电设备的基础上利用海洋水流发电，设备根据海流的大小及方向可改变对流角度，充分利用海洋水流带来的能源效益，海洋水流发电设备与海上风电机组可共用升压、开关及电缆等设备将电能送出，节约建设成本，该设备可使海洋水流能源被更大效率地利用；
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种海上避雷风力发电机,其特征在于，包括风电机组主机（1）、塔架（2）、液压能量传递系统（4）、水平轴式海流能水动力涡轮发电机（5）、电缆（6）、LED灯（8）和叶片（9）；其特征在于，风电机组主机（1）置于塔架（2）的上方，风电机组主机（1）上设有三个或多个叶片（9）；所述叶片（9）设有前缘（91）和后缘（92），后缘（92）设有柔性毛刷（93）；所述柔性毛刷（93）安置在后缘（92）的末端、叶片（9）的端部，并达到叶尖；所述叶片（9）内设主支架（94）与分支架（95），其中分支架（95）平行等距设有多个，且分支架（95）均连接主支架（94），主支架（94）与分支架（95）均导电，且主支架（95）电连接塔架（2）；所述塔架（2）上通过固定支架（87）设有LED灯（8）；LED灯（8）设有灯壳（81），灯壳（81）整体呈扁平的椭圆形，其正面设置有用于出光的透视窗（84），背面则设置有散热结构，其末端固定连接固定支架（87）；灯壳（81）内设置有电路板（82），电路板（82）上设置有LED灯板（83），透视窗（84）设于LED灯板（83）的下方，且透视窗（84）上安装有透明防尘罩；在LED灯（8）的末端设有应急电源（85），应急电源（85）封装于壳体（86）内；所述壳体（86）设置于灯壳（81）之外，并通过螺钉或粘胶与灯壳（81）固定连接，壳体（86）与灯壳（81）为分体式设计，且应急电源（85）与电路板（82）独立分开设置；所述塔架（2）下方设有液压能量传递系统（4）、水平轴式海流能水动力涡轮发电机（5）和电缆（6），液压能量传递系统（4）、水动力涡轮发电机（5）和电缆（6）位于海平面（3）和海床（7）之间，其中，液压能量传递系统（4）位于水动力涡轮发电机（5）的上方右侧，电缆（6）位于水动力涡轮发电机（5）的下方左侧；所述水平轴式海流能水动力涡轮发电机（5）的桨叶（52）为水平轴式桨叶，桨叶（52）通过转轴（53）转动连接于支架（51）上。
2.根据权利要求1所述的海上避雷风力发电机，其特征在于，所述柔性毛刷（93）的长度为叶片总长度的15-20％，纵长方向上，柔性毛刷（93）与后缘（92）形成直角，在横向方向上，柔性毛刷（93）与后缘（92）的上表面或下表面对准平齐。
3.根据权利要求1所述的海上避雷风力发电机，其特征在于，所述柔性毛刷（93）由对准排成至少一排的刷毛组成，刷毛具有三角形截面。
4.根据权利要求1所述的海上避雷风力发电机，其特征在于，所述壳体（86）内填充导热硅胶。
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