桩用防护装置、桩基础组件以及风力发电机组的制作方法

本公开属于风力发电，尤其涉及一种桩用防护装置、桩基础组件以及风力发电机组。

背景技术：

1、研究表明，与陆地风能资源相比，海上风能明显丰富，因此海上风力发电机组的研究备受人们关注。

2、对于海上风电机组，支撑结构接触海底处，波浪、海流在支撑结构周围产生马蹄窝及尾涡，导致在支撑结构周围形成冲刷坑，导致支撑结构的承载力下降，频率降低，危害支撑结构的安全运行。目前海上机组的防冲刷措施主要采取固化土，或应用抛石、沙被覆盖与桩基周围实现基础的冲刷保护。

3、对于单桩而言，传统海上风机支撑结构设计主要采取依靠自身刚度及强度抵抗海冰作用以及抵抗波浪作用。

技术实现思路

1、本公开的主要目的在于提供一种桩用防护装置、桩基础组件以及风力发电机组，提高桩体的抗撞击能力，提高其使用寿命。

2、针对上述目的，本公开至少提供如下技术方案：

3、本公开一个方面，提供一种桩用防护装置，所述桩用防护装置包括套筒组件和导流件，所述套筒组件用于套设于桩体的外侧；所述导流件用于套设于所述桩体与海底的连接处的上方，所述导流件间隔设置在所述套筒组件的下方以与所述套筒组件的出水口对位设置，所述导流件从所述桩体沿远离所述桩体的方向平滑延伸。

4、本公开一示例性实施例，所述套筒组件包括套筒，所述套筒沿所述桩体的轴线延伸，且所述套筒的横截面积自上而下逐渐减小。

5、可选地，所述套筒的筒壁呈弧面，使得所述套筒自下而上呈横截面积逐渐增大的喇叭口状。

6、具体地，所述套筒组件还包括多个弹性支撑组件，所述弹性支撑组件设置于所述桩体和所述套筒之间的间隙中，所述弹性支撑组件的一端支撑于所述桩体的外表面，另一端支撑于所述套筒的内表面，所述弹性支撑组件沿其延伸方向可伸缩。

7、进一步地，所述弹性支撑组件包括弹性件和一对端部连接件，所述弹性件沿所述桩体的径向可伸缩，一对所述端部连接件中一者设置于所述弹性件朝向所述桩体的一端并支撑于所述桩体的外表面，另一者设置于所述弹性件朝向所述套筒的一端并支撑于所述套筒的内表面。

8、本公开另一示例性实施例，所述导流件从所述桩体的外周壁自上而下呈弧形平滑过渡，所述导流件的底端平行于地面设置。

9、可选地，所述桩用防护装置还包括叶轮和发电机，所述发电机连接于所述桩体，所述叶轮可转动地设置于所述套筒的内腔，所述叶轮连接于发电机转子，使得所述叶轮带动所述发电机发电。

10、本公开另一方面，提供一种桩基础组件，所述桩基础组件适用于海上风力发电机组，所述桩基础组件包括桩体以及如上所述的桩用防护装置。

11、本公开一示例性实施例，所述桩基础组件还包括位置调整结构，所述位置调整结构驱动所述套筒组件纵向可移动地连接于所述桩体。

12、可选地，所述位置调整结构包括齿轮和齿条，所述齿条沿所述桩体的延伸方向延伸，且所述齿条连接在所述桩体和所述套筒组件中的一者上，所述齿轮可转动地连接在另一者上，所述齿轮和所述齿条啮合连接，通过所述齿轮相对于所述齿条移动带动所述套筒组件相对于所述桩体上下移动；或，所述位置调整结构包括丝杆组件，所述丝杆组件包括螺杆和螺母，所述螺母连接在所述桩体和所述套筒组件的一者上，所述螺杆可转动地连接在所述另一者上，且所述螺杆沿所述桩体的延伸方向延伸，所述螺杆与所述螺母螺纹配合，通过所述螺母相对于所述螺杆移动带动所述套筒组件相对于所述桩体上下移动；或，所述位置调整结构包括伸缩件，所述伸缩件包括伸缩缸和伸缩杆，所述伸缩件沿所述桩体的延伸方向延伸，所述伸缩缸连接在所述桩体和所述套筒组件中的一者上，所述伸缩杆连接在另一者上，通过所述伸缩杆相对于所述伸缩杆移动带动所述套筒组件相对于所述桩体上下移动。

13、具体地，所述桩基础组件还包括传感器和控制器，所述传感器用于监测所述套筒组件与水面的相对位置，所述控制器根据所述传感器的监测数据控制所述位置调整结构，调整所述套筒组件相对于所述桩体的纵向位置。

14、本公开另一方面，提供一种风力发电机组，所述风力发电机组包括塔架和如上所述的桩基础组件。

15、本公开提供的桩用防护装置、桩基础组件以及风力发电机组至少具有如下有益效果：本公开提供的桩用防护装置能够适用于风力发电机组，通过套筒组件和导流件配合，在海浪朝向桩体流动时，海浪首先撞击到套筒组件上，部分海浪将越过套筒组件的顶端而进入到套筒组件内，在重力作用下这部分海浪将在套筒组件内形成加速水流并撞击至导流件上，通过导流件引导海浪改变流动方向，如此通过套筒组件和导流件配合，改变部分海流的流动方向，以对海流形成干扰，从而扰乱海流对桩体的冲刷作用，进一步对桩体进行保护，提高桩体的使用寿命。

技术特征：

1.一种桩用防护装置，其特征在于，所述桩用防护装置包括：

2.如权利要求1所述的桩用防护装置，其特征在于，所述套筒组件包括套筒(4)，所述套筒(4)沿所述桩体(6)的轴线延伸，且所述套筒(4)的横截面积自上而下逐渐减小。

3.如权利要求2所述的桩用防护装置，其特征在于，所述套筒(4)的筒壁呈弧面，使得所述套筒(4)自下而上呈横截面积逐渐增大的喇叭口状。

4.如权利要求2所述的桩用防护装置，其特征在于，所述套筒组件还包括多个弹性支撑组件(3)，所述弹性支撑组件(3)设置于所述桩体(6)和所述套筒(4)之间的间隙中，所述弹性支撑组件(3)的一端支撑于所述桩体(6)的外表面，另一端支撑于所述套筒(4)的内表面，所述弹性支撑组件(3)沿其延伸方向可伸缩。

5.如权利要求4所述的桩用防护装置，其特征在于，所述弹性支撑组件(3)包括弹性件(31)和一对端部连接件(32)，所述弹性件(31)沿所述桩体(6)的径向可伸缩，一对所述端部连接件(32)中一者设置于所述弹性件(31)朝向所述桩体(6)的一端并支撑于所述桩体(6)的外表面，另一者设置于所述弹性件(31)朝向所述套筒(4)的一端并支撑于所述套筒(4)的内表面。

6.如权利要求1所述的桩用防护装置，其特征在于，所述导流件(5)从所述桩体(6)的外周壁自上而下呈弧形平滑过渡，所述导流件(5)的底端平行于地面设置。

7.如权利要求2所述的桩用防护装置，其特征在于，所述桩用防护装置还包括叶轮(10)和发电机，所述发电机连接于所述桩体(6)，所述叶轮(10)可转动地设置于所述套筒(4)的内腔，所述叶轮(10)连接于发电机转子(11)，使得所述叶轮(10)带动所述发电机发电。

8.一种桩基础组件，其特征在于，所述桩基础组件适用于海上风力发电机组，所述桩基础组件包括桩体(6)以及如权利要求1-7中任一项所述的桩用防护装置。

9.如权利要求8所述的桩基础组件，其特征在于，所述桩基础组件还包括位置调整结构，所述位置调整结构驱动所述套筒组件纵向可移动地连接于所述桩体(6)。

10.如权利要求9所述的桩基础组件，其特征在于，所述位置调整结构包括齿轮和齿条(9)，所述齿条(9)沿所述桩体(6)的延伸方向延伸，且所述齿条(9)连接在所述桩体(6)和所述套筒组件中的一者上，所述齿轮可转动地连接在另一者上，所述齿轮和所述齿条(9)啮合连接，通过所述齿轮相对于所述齿条(9)移动带动所述套筒组件相对于所述桩体(6)上下移动；或，

11.如权利要求9所述的桩基础组件，其特征在于，所述桩基础组件还包括传感器和控制器，所述传感器用于监测所述套筒组件与水面的相对位置，所述控制器根据所述传感器的监测数据控制所述位置调整结构，调整所述套筒组件相对于所述桩体(6)的纵向位置。

12.一种风力发电机组，其特征在于，所述风力发电机组包括塔架和如权利要求8-11中任一项所述的桩基础组件。

技术总结本公开提供一种桩用防护装置、桩基础组件以及风力发电机组，所述桩用防护装置包括套筒组件和导流件，所述套筒组件用于套设于桩体的外侧；所述导流件用于套设于所述桩体与海底的连接处的上方，所述导流件间隔设置在所述套筒组件的下方以与所述套筒组件的出水口对位设置，所述导流件从所述桩体沿远离所述桩体的方向平滑延伸，通过套筒组件和导流件配合，改变部分海流的流动方向，以对海流形成干扰，从而扰乱海流对桩体的冲刷作用，进一步对桩体进行保护，提高桩体的使用寿命。技术研发人员：谭泓,杨武炳,冀卫东受保护的技术使用者：江苏金风科技有限公司技术研发日：20230908技术公布日：2024/6/13