一种起降式抗台风海上浮式风力发电机

本发明涉及海上风力发电，尤其涉及一种起降式抗台风海上浮式风力发电机。

背景技术：

1、海域风能资源丰富，但台风频繁发生，对海上风机的安全造成了极大的威胁。对于台风气象，其巨大的风速会使海上风机的叶片承受极大的空气动力载荷。在恶劣气象条件下，降低风机承受的空气动力载荷可以减小风机结构遭受破坏的风险。

2、对于台风这种极端的气象条件，其极端风速、突变风向以及大湍流等特征会对风机的叶片、机舱及塔筒等结构造成破坏，同时可能使海上风机整体发生倾覆。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种起降式抗台风海上浮式风力发电机。本发明有效地降低了台风对风机的叶片和塔筒结构的破坏，同时减小了海上风机倾覆的可能，极大地提高了海上浮式风机在台风环境下的生存能力。

2、本发明通过下述技术方案实现：

3、一种起降式抗台风海上浮式风力发电机，包括叶片1、发电机舱2、支撑塔和浮体5；所述叶片1连接发电机舱2；发电机舱2置于支撑塔的上端，支撑塔的下端置于浮体5上；

4、所述支撑塔为升降式塔筒3；

5、所述升降式塔筒3的下端通过转轴一9活动连接在浮体5的一侧；在浮体5上还设置有一塔筒姿态调整系统。

6、所述塔筒姿态调整系统为变幅液压系统；

7、所述变幅液压系统包括变幅液压缸4、固定在浮体5上的横梁7；所述变幅液压缸4的末端与横梁7采用转轴二10转动连接，变幅液压缸4伸缩杆的前端通过转轴三11连接在升降式塔筒3下段侧壁上；

8、当变幅液压缸4处于伸展状态时，升降式塔筒3呈直立姿态；

9、当变幅液压缸4逐渐收缩状态时，升降式塔筒3呈逐渐倾斜姿态，最终卧放在浮体5的塔筒结构支架6上。

10、所述叶片1为收束式叶片；该叶片1与发电机舱2前端的轮毂13连接；在轮毂13的前端设有叶片收束轨道14，用于聚拢叶片1。

11、所述发电机舱2与升降式塔筒3之间采用转轴四12连接，使发电机舱2相对于升降式塔筒3可折叠。

12、当升降式塔筒3需要卧放时，先降低升降式塔筒3的高度，接着叶片1收起聚拢，然后发电机舱2折叠，将叶片1置于升降式塔筒3一侧。

13、所述浮体5内置有多个压载水舱32，它们沿垂向和横向排列，彼此之间通过水泵33连接。

14、所述变幅液压缸4包括一级液压缸筒16、二级液压缸筒23、活塞杆25和内部油液19；

15、所述一级液压缸筒16的内部由密封构件21分隔为两个密闭空间，油液输送管一15和油液输送管二22分别与液压缸筒内的两个密闭空间相通；两个密闭空间内充满了油液；当这两个密闭空间的液体压力不同时，液压缸筒内部的活塞17会发生移动；液压缸缸盖18用于使液压缸筒内的压力恒定；

16、所述二级液压缸筒23的内部同样由密封构件24分为两个密闭空间，活塞20位于两个密闭空间的分界处；在压力差的作用下，活塞20移动的同时带动活塞杆25运动。

17、所述变幅液压系统的横梁7周围增设有加强斜撑8。

18、所述浮体5为环形浮式基体。

19、本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：

20、本发明叶片收束在一起可以减小叶片表面所受到的风载荷，在风机卧倒至浮式基体上时，叶片的收束功能可以减小叶片所占用的空间，同时可以保护其结构遭到破坏。升降式塔筒在将中段和上段收进下段塔筒之后，降低了转子的轮毂高度，从而使电机转子前的入流风速减小。

21、本发明采用收束式叶片、升降式塔筒、环形浮式基体；各部分相互配合，能较好实现在台风气象下，风机上层结构被放倒至浮式基础上，达到减小空气动力载荷的效果。

22、本发明环形浮式基体内置有压载水舱，可将压载水传送到不同的水舱内，以保证海上风机在外界环境载荷的作用下，依旧具有良好的稳定性及安全性。同时在风机上层结构进行起降的过程中，浮式基础内部的压载水舱根据浮式风机整体的重心以及浮心的变化，自动调节压载，以维持风机整体的稳定性。

23、本发明采用升降式塔筒可以通过其内部的液压系统与塔筒姿态调整系统相互配合完成风机的起降动作，从而减小浮式风机整体受到的气动载荷，提高海上风机的结构在台风环境下的安全性。

技术特征：

1.一种起降式抗台风海上浮式风力发电机，包括叶片(1)、发电机舱(2)、支撑塔和浮体(5)；所述叶片(1)连接发电机舱(2)；发电机舱(2)置于支撑塔的上端，支撑塔的下端置于浮体(5)上；其特征在于：

2.根据权利要求1所述起降式抗台风海上浮式风力发电机，其特征在于：所述塔筒姿态调整系统为变幅液压系统；

3.根据权利要求2所述起降式抗台风海上浮式风力发电机，其特征在于：所述叶片(1)为收束式叶片；该叶片(1)与发电机舱(2)前端的轮毂(13)连接；轮毂(13)上设置有叶片收束轨道(14)。

4.根据权利要求3所述起降式抗台风海上浮式风力发电机，其特征在于：所述发电机舱(2)与升降式塔筒(3)之间采用转轴四(12)连接，使发电机舱(2)相对于升降式塔筒(3)可折叠。

5.根据权利要求4所述起降式抗台风海上浮式风力发电机，其特征在于：当升降式塔筒(3)需要卧放时，先降低升降式塔筒(3)的高度，接着叶片(1)聚拢于叶片收束轨道(14)，然后发电机舱(2)折叠，使得聚拢在一起的叶片平整地置于塔筒(3)一侧。

6.根据权利要求1-5中任一项所述起降式抗台风海上浮式风力发电机，其特征在于：所述浮体(5)内置有多个压载水舱32，它们沿垂向和横向排列，彼此之间通过水泵(33)连接。

7.根据权利要求6所述起降式抗台风海上浮式风力发电机，其特征在于：所述变幅液压缸(4)包括一级液压缸筒(16)、二级液压缸筒(23)、活塞杆(25)和内部油液(19)；

8.根据权利要求6所述起降式抗台风海上浮式风力发电机，其特征在于：所述变幅液压系统的横梁(7)周围增设有加强斜撑(8)。

9.根据权利要求6所述起降式抗台风海上浮式风力发电机，其特征在于：所述浮体(5)为环形浮式基体。

技术总结本发明公开了一种起降式抗台风海上浮式风力发电机，包括叶片、发电机舱、支撑塔和浮体；所述叶片连接发电机舱；发电机舱置于支撑塔的上端，支撑塔的下端置于浮体上；所述叶片为收束式叶片；所述支撑塔为升降式塔筒；所述升降式塔筒的下端通过转轴一活动连接在浮体的一侧；在浮体上还设置有一塔筒姿态调整系统；所述塔筒姿态调整系统为变幅液压系统；本发明将升降式塔筒和收束式叶片结合在一起，并将塔筒和收束后的叶片放倒在浮式基础上的新型起降式海上风机，可避免风机叶片直接受到风载荷的作用。有效地降低了台风对风机的叶片和塔筒结构的破坏，同时减小了海上风机倾覆的可能，极大地提高了海上浮式风机在台风环境下的生存能力。技术研发人员：刘诗琪,孙海莹,闯振菊,杨霄,董雪,屈衍受保护的技术使用者：华南理工大学技术研发日：技术公布日：2024/7/4