CN109404225A - 一种海上发电风机的升降结构 - Google Patents
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Abstract
本发明旨在提供一种能够自动升降的海上发电风机的升降结构，以能适用恶劣海况，提高发电风机的使用寿命，该发明所述的海上发电风机的升降结构，通过升降机构驱动浮筒升降，使得风机能在恶劣天气下进行下降，避免因风机所受的风荷载过大且风机主体过高导致风机本身所受力矩过大而造成风机倾覆，其在风力不足时，也可升高风机以获得更大的风速，提高发电效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种设置海上发电风机结构，特别涉及一种海上发电风机的升降结构。
背景技术
随着世界经济发展，人类对能源的需求不断增加，而受不可再生能源枯竭和环境保护的压力，绿色可再生能源得到了很大发展，尤其是风能。近年来，随着陆地风能资源的大量开发，以及陆地风能利用所受限制，如光影污染、噪声污染等，风能资源的开发已逐渐由陆上转向海上，而海上丰富的风能资源和技术的迅速发展，为海洋风电的发展提供了充分的条件。
而对于浅海深水区，一般采用漂浮式的海上风机基础，漂浮式海上风机基础一般分为Spar式、半潜式以及张力腿式，但是无论使用何种形式的基础，其风机的高度基本固定，风机为了在正常天气的情况下能获得更好的风量来进行发电，会把风机桨叶设置得比较高，这种情况下如果遇到台风天气，由于风机桨叶的迎风面积较大，其所受到的风荷载会更大，又因为风机桨叶的高度过高造成的力矩较大，风机基础的锚固装置极其容易因受力不均或承受的张力过大而被崩断，或者位于海床处的锚固桩出现了薄弱区，从而导致倾覆。或者由于遇到罕见的超强台风，其风机机身或者桨叶强度不足而导致风机受损。
发明内容
本发明旨在提供一种能够自动升降的海上发电风机的升降结构，以能适用恶劣海况，提高发电风机的使用寿命。
一种海上发电风机的升降结构，包括浮筒，设置于浮筒上风机机架，设置于风机机架上的风机，用于锚泊浮筒的锚泊机构，还包括有驱动浮筒升降的升降机构。
该发明所述的海上发电风机的升降结构，通过升降机构驱动浮筒升降，使得风机能在恶劣天气下进行下降，避免因风机所受的风荷载过大且风机主体过高导致风机本身所受力矩过大而造成风机倾覆，其在风力不足时，也可升高风机以获得更大的风速，提高发电效率。
所述升降机构包括用于将水供给到浮筒内的给水装置和用于将浮筒内的水排出浮筒外的排水装置。
上述升降结构，通过向浮筒注入海水或排掉海水，可改变风机整体的密度，实现风机整体下潜和升起。当风机要下潜时就往浮筒中注水，使风机整体重量增加，风机整体密度大于海水，风机就下潜，以避免风机在遇到台风时由于高度过高，其风机主体受到的力矩过大而造成的损坏和倾覆。当风机要上浮时浮筒往外排水，降低风机整体密度，产生正浮力，风机整体上浮，使其在风力不足时，升高风机以获得更大的风速，提高发电效率。
附图说明
图1为风机结构示意图。
图2为升降结构自动控制原理示意图。
具体实施方式
如图1所示，升降机构的给水装置58包括设置于浮筒51底部的进水口57，以及控制进水口57开闭的电磁阀581，排水装置56包括排水泵561，排水泵561的进水管连通浮筒内腔，其入口位于浮筒内腔的底部，排水泵561的排水管则与浮筒外侧相通。其浮筒51顶端与风机相接处设置的隔板55，在隔板55上方风机机架内设置的排水泵561。
排水装置56和给水装置58均由设置于风机本体机架54内的蓄电池59供电。锚泊机构6包括缆绳61，缆绳61一端锚固于位于海床上的锚固桩62，另一端与浮筒51相连接。
浮筒51内设置有控制给水装置58停止工作的液位传感器52，当液位达到设定值时，液位传感器52控制排水装置56停止工作。
浮筒51内设置有控制给水装置58停止工作的压力传感器53，当浮筒内底部液压达到设定值时，压力传感器53控制排水装置56停止工作。
如图2所示，给水装置58的开关S1可压力传感器53的信号进行断开或闭合，排水装置56的开关S3可通过液位传感器52断开或闭合。
给水装置58的电磁阀581开启后，且排水装置56的排水泵561停止工作，浮筒51内腔的水位开始上涨，由于自重增加，整体缓慢下沉，当海水灌满至筒体隔板处时，风机自动沉降至筒体隔板位置，风机整体受风面积减少，降低因海域风浪大造成风机整体倾斜或被风浪吹倒的风险。
当液位传感器52感测到浮筒51内腔储水量达到限定值时，向开关S1发出断开指令，使给水装置58的电磁阀581关闭，停止进水，使风机停止下降。
当排水装置56的排水泵561开始工作，排出浮筒51内的海水，风机整体自重降低，当海水浮力大于配重块64的重力时风机整体缓慢上升，且给水装置58的电磁阀581关闭后，浮筒51内腔储水量下降，当压力传感器53感测到浮筒51内腔储水量下降到限定值时，压力传感器53向开关S3发出断开指令，使排水泵561停止工作，风机停止上升。
锚泊机构包括缆绳61，缆绳61一端锚固于设置于海床上的锚固桩62，另一端与浮筒51相连接。
浮筒51包括下方的箱形段511和上方的柱形段512，上方的柱形段511与风机机架54相接构成风机立柱。
通过将浮筒51上部柱形段512与风机机架54共同构成的风机立柱，由于柱形段512为风机立柱的组成部分，能使风机立柱部分潜于水中，使得风机能够下潜得更低，因而更为安全。而在海况较好，风机进行风力发电时，其柱形段512又能提供对风机机架54的支撑，使得风机能升得更高，风力发电的效果更好。同时由于柱形段512的体积较小，在往浮筒51注水时，当液面升到柱形段512内时，液面上升得更快，从而使得风机下沉的速度提升，更有利于风机躲避恶劣天气的影响。
对于锚固桩62，其既可以是打入海床的桩体，也可以是如图1所示的重力块。
Claims (9)
1.一种海上发电风机的升降结构，包括浮筒，设置于浮筒上风机机架，设置于风机机架上的风机，用于锚泊浮筒的锚泊机构，其特征在于：其还包括有驱动浮筒升降的升降机构。
2.根据权利要求1所述的海上发电风机的升降结构，其特征在于：所述升降机构包括用于将水供给到浮筒内的给水装置和用于将浮筒内的水排出浮筒外的排水装置。
3.根据权利要求2所述的海上发电风机的升降结构，其特征在于：所述给水装置包括设置于浮筒底部的进水口，以及控制进水口开闭的电磁阀。
4.根据权利要求2所述潜浮式海上发电风机的升降结构，其特征在于：所述排水装置包括排水泵，排水泵的进水管连通浮筒内腔，其入口位于浮筒内腔的底部，排水泵的排水管则与浮筒外侧相通。
5.根据权利要求3所述海上发电风机的升降结构，其特征在于：浮筒内设置有控制给水装置停止工作的液位传感器，当液位达到设定值时，液位传感器控制排水装置停止工作。
6.根据权利要求3所述的海上发电风机的升降结构，其特征在于：浮筒内设置有控制给水装置停止工作的压力传感器，当浮筒内底部液压达到设定值时，压力传感器控制排水装置停止工作。
7.根据权利要求4所述潜浮式海上发电风机的升降结构，其特征在于：所述浮筒与风机主体之间设置隔板，排水泵安装在隔板上。
8.根据权利要求1-7任一所述潜浮式海上发电风机的自动升降机构，其特征在于：所述锚泊机构包括缆绳，缆绳一端锚固于设置于海床上的锚固桩，另一端与浮筒相连接。
9.根据权利要求8所述潜浮式海上发电风机的自动升降机构，其特征在于：所述浮筒包括下方的箱形段和上方的柱形段，上方的柱形段与风机机架相接整体构成风机立柱。
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