1.本发明属于海上风力发电技术领域,具体涉及一种浮式风力发电塔基座。
背景技术:2.近年来,随着人类对风力资源的开发从近海走向远海,涌现了多种海上漂浮式风机基础形式。目前,具有代表性的漂浮式风机基础方案有半潜式、张力腿式和立柱式。其中,半潜式基础方案通常由有斜撑结构连接的多个大型浮筒构件组成。风力发电机通常通过塔筒连接安装在任意一个浮筒上,利用浮筒大水线面面积和排水体积来保证整机的稳定性。由于海平面海浪波动较大,相对于地面的基础来说,对于现有的漂浮式风机基础,稳定性是亟待解决的技术问题。
技术实现要素:3.有鉴于此,本发明的目的在于提供一种浮式风力发电塔基座,可以将基座底部的海浪力进行消浪减震,可以提供更好的稳定性。
4.为达到上述目的,本发明提供如下技术方案:
5.本发明一种浮式风力发电塔基座,包括用于支撑风力发电塔的漂浮装置以及阵列设置在所述漂浮装置四周的若干浮力缓冲装置,所述浮力缓冲装置包括外筒体、浮球、支撑连接杆和摩擦耗能组件,所述摩擦耗能组件固定设置在所述外筒体的上方,所述外筒体的上部与所述漂浮装置固定相连,所述外筒体的下部开口,所述浮球滑动设置在所述外筒体内,所述浮球的上端连接至支撑连接杆,所述支撑连接杆向上伸出外筒体后连接至所述摩擦耗能组件,波浪力作用于浮球,所述浮球带动支撑连接杆上下浮动,所述支撑连接杆作用于摩擦耗能组件且通过摩擦耗能组件摩擦耗能。
6.进一步,所述外筒体内设置有浮块,所述浮块沿外筒体的轴向间隔设置在所述外筒体内,所述浮块的中心开设有供所述支撑连接杆通过的过孔,所述浮块的外侧表面与所述外筒体的内壁固定连接。
7.进一步,所述外筒体的外侧表面上开设有若干透水孔,所述透水孔与所述浮块相互错开。
8.进一步,所述支撑连接杆的下端设置有螺纹,所述浮球的上部开设有与所述支撑连接杆配合的螺纹孔。
9.进一步,所述漂浮装置包括浮板,所述浮板上开设有用于安装所述浮力缓冲装置的安装孔,所述外筒体的上部设置有第一限位板和第二限位板,所述外筒体固定设置在所述第一限位板和第二限位板的中心,所述外筒体穿过所述安装孔后上下两端与浮板之间分别通过第一限位板和第二限位板定位。
10.进一步,所述浮板的底部中心固定设置有稳定柱,所述稳定柱的外侧滑动套设有一滑环,每一浮球的底部均通过一拉索连接至所述滑环。
11.进一步,所述风力发电塔基座还包括多个锚链,多个所述锚链的一端连接在所述
浮板上,另一端固定在海床上。
12.进一步,所述摩擦耗能组件包括立柱、摩擦板、滑杆、摩擦块和支座,所述立柱固定设置在所述外筒体的上端,所述摩擦板固定设置在所述立柱的两侧,所述支撑连接杆的上端固定连接至所述支座,所述支座的两侧固定连接有滑杆,所述摩擦板上开设有与所述滑杆配合的滑槽,所述滑杆上紧固有与所述摩擦板配合的摩擦块,所述支撑连接杆带动滑杆沿着滑槽位移,通过摩擦块与摩擦板的摩擦配合实现耗能。
13.进一步,所述立柱的中部向外支出有一安装座,所述安装座与支座之间设置有弹性恢复装置。
14.进一步,所述弹性恢复装置包括弹簧,所述弹簧套设在支撑连接杆的外侧,所述弹簧的两端分别与安装座与支座固定连接。
15.本发明的有益效果在于:
16.本发明浮式风力发电塔基座,用于支撑风力发电塔的漂浮装置上设置有若干浮力缓冲装置,浮力缓冲装置的支撑连接杆向上伸出外筒体后连接至所述摩擦耗能组件,当漂浮装置的底部波浪力作用于浮球时,外筒体竖直设置,浮球通过外筒体导向,所述浮球带动支撑连接杆上下浮动,所述支撑连接杆作用于摩擦耗能组件且通过摩擦耗能组件摩擦耗能,实现了耗能减震,增强了抗倾覆能力,提高了基础在过渡水深处的适应性。
17.本发明浮式风力发电塔基座,通过采用浮球连接至支撑连接杆,支撑连接杆通过外筒体上下导向,浮球可以将各个力的方向转化为竖直方向,方便统一缓冲后进行耗能,装置简单,节约了成本。
18.本发明的其他优点、目标和特征将在随后的说明书中进行阐述,并且在某种程度上对本领域技术人员而言是显而易见的,或者本领域技术人员可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
19.为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚,本发明提供如下附图进行说明:
20.图1为本发明装置的结构示意图一;
21.图2为本发明装置的结构示意图二;
22.图3为浮力缓冲装置的结构示意图一;
23.图4为浮力缓冲装置的结构示意图二;
24.图5为图2在a处的放大图。
25.附图中标记如下:漂浮装置1、浮力缓冲装置2、外筒体21、浮球22、支撑连接杆23、摩擦耗能组件24、立柱241、摩擦板242、滑杆243、摩擦块244、支座245、安装座246、弹簧247、浮块25、透水孔26、第一限位板27、第二限位板28、稳定柱3、滑环4、拉索5、锚链6。
具体实施方式
26.如图1~2所示,本发明一种浮式风力发电塔基座,包括用于支撑风力发电塔的漂浮装置1以及阵列设置在所述漂浮装置1四周的若干浮力缓冲装置2,漂浮装置1用于将海水排开提供浮力。如图3和4所示,所述浮力缓冲装置2包括外筒体21、浮球22、支撑连接杆23和
摩擦耗能组件24,所述摩擦耗能组件24固定设置在所述外筒体21的上方,处于漂浮装置1的上方,外筒体21位于漂浮装置1的下方,所述外筒体21的上部与所述漂浮装置1固定相连,所述外筒体21的下部开口,所述浮球22滑动设置在所述外筒体21内。所述浮球22的上端连接至支撑连接杆23,所述支撑连接杆23向上伸出外筒体21后连接至所述摩擦耗能组件24,波浪力作用于浮球22,所述浮球22带动支撑连接杆23上下浮动,所述支撑连接杆23作用于摩擦耗能组件24且通过摩擦耗能组件24摩擦耗能。
27.本发明浮式风力发电塔基座,用于支撑风力发电塔的漂浮装置1上设置有若干浮力缓冲装置2,浮力缓冲装置2的支撑连接杆23向上伸出外筒体21后连接至所述摩擦耗能组件24,当漂浮装置1的底部波浪力作用于浮球22时,外筒体21竖直设置,浮球22通过外筒体21导向,所述浮球22带动支撑连接杆23上下浮动,所述支撑连接杆23作用于摩擦耗能组件24且通过摩擦耗能组件24摩擦耗能,实现了耗能减震,增强了抗倾覆能力,提高了基础在过渡水深处的适应性。
28.本发明浮式风力发电塔基座,通过采用浮球22连接至支撑连接杆23,支撑连接杆23通过外筒体21上下导向,浮球22可以将各个力的方向转化为竖直方向,方便统一缓冲后进行耗能,装置简单,节约了成本。
29.本实施例中,所述外筒体21内设置有浮块25,所述浮块25沿外筒体21的轴向间隔设置在所述外筒体21内,在轴向,浮块25用于提供多级的浮力,也能降低整体的重心,使得装置更为稳定。所述浮块25的中心开设有供所述支撑连接杆23通过的过孔,所述浮块25的外侧表面与所述外筒体21的内壁固定连接。当然,此处的固定连接可以是可拆卸式的连接方式,比如螺纹连接方式,方便拆卸对高度进行调整,也可以及时进行更换,增加装置的寿命。
30.本实施例中,所述外筒体21的外侧表面上开设有若干透水孔26,所述透水孔26与所述浮块25相互错开。通过设置透水孔26,可以减少海水对外筒体21的冲击,增强其稳定性。
31.本实施例中,所述支撑连接杆23的下端设置有螺纹,所述浮球22的上部开设有与所述支撑连接杆23配合的螺纹孔,通过支撑连接杆23与浮球22,可以调整浮球22的高度位置。
32.本实施例中,所述漂浮装置1包括浮板,浮板采用密度比水小的树脂材料或泡沫材料,所述浮板上开设有用于安装所述浮力缓冲装置2的安装孔,所述外筒体21的上部设置有第一限位板27和第二限位板28,所述外筒体21固定设置在所述第一限位板27和第二限位板28的中心,所述外筒体21穿过所述安装孔后上下两端与浮板之间分别通过第一限位板27和第二限位板28定位,第一限位板27和第二限位板28上设置有连接孔,直接与浮板连接即可。
33.本实施例中,如图5所示,所述浮板的底部中心固定设置有稳定柱3,所述稳定柱3的外侧滑动套设有一滑环4,稳定柱3的底部可以设置螺母对滑环4进行限位,每一浮球22的底部均通过一拉索5连接至所述滑环4,拉索5采用弹性拉伸材料制成,当其中一个浮球22的位移过大时,可以通过讲力作用于滑环4,从而将力分摊到其余几个浮球22上,起到稳定整体结构的重用。
34.本实施例中,所述风力发电塔基座还包括多个锚链6,多个所述锚链6的一端连接在所述浮板上,另一端固定在海床上,用于将风力发电塔基座进行定位。
35.本实施例中,所述摩擦耗能组件24包括立柱241、摩擦板242、滑杆243、摩擦块244和支座245,所述立柱241固定设置在所述外筒体21的上端,所述摩擦板242固定设置在所述立柱241的两侧,所述支撑连接杆23的上端固定连接至所述支座245,所述支座245的两侧固定连接有滑杆243,所述摩擦板242上开设有与所述滑杆243配合的滑槽,所述滑杆243上紧固有与所述摩擦板242配合的摩擦块244,所述支撑连接杆23带动滑杆243沿着滑槽位移,通过摩擦块244与摩擦板242的摩擦配合实现耗能。可以理解,摩擦耗能组件24也可以采用调频质量阻尼器,但是调频质量阻尼器长期处于海水中容易造成损坏,本实施例摩擦块244或摩擦板242均采用纯钢结构,可以节约成本。其中,摩擦块244采用两片,与滑杆243螺纹连接,将摩擦板242夹紧在两摩擦块244之间,即便摩擦板242或摩擦块244受到磨损,也能方便调整和维护。
36.本实施例中,所述立柱241的中部向外支出有一安装座246,所述安装座246与支座245之间设置有弹性恢复装置。所述弹性恢复装置包括弹簧247,所述弹簧247套设在支撑连接杆23的外侧,所述弹簧247的两端分别与安装座246与支座245固定连接,用于将浮球22恢复到原位。
37.最后说明的是,以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述,但本领域技术人员应当理解,可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变,而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。