一種海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)漂浮式輔助發(fā)電裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)漂浮式輔助發(fā)電裝置，包括浮箱、支撐梁、固定殼體、滑動(dòng)殼體和發(fā)電裝置。所述浮箱置于海水水面上，隨著海水起伏而運(yùn)動(dòng)；所述滑動(dòng)殼體直接與浮箱連接，在浮箱的帶動(dòng)下滑動(dòng)；所述固定殼體與滑動(dòng)殼體配合，滑動(dòng)殼體與固定殼體組成一對(duì)滑動(dòng)副，固定殼體與支撐梁固定連接，所述支撐梁一端直接固定在風(fēng)機(jī)底座上，起到整體支撐的作用；發(fā)電裝置中的齒條末端與固定殼體連接，同時(shí)與齒輪配合，由于發(fā)電裝置與滑動(dòng)殼體固連，當(dāng)滑動(dòng)殼體與固定殼體配合滑動(dòng)的時(shí)候，發(fā)電裝置會(huì)隨著滑動(dòng)殼體一同做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由于齒輪齒條的配合作用，在滑動(dòng)過(guò)程中發(fā)電機(jī)會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)而產(chǎn)生電量，將海水的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)漂浮式輔助發(fā)電裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電設(shè)備領(lǐng)域，具體是一種海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)漂浮式輔助發(fā)電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著對(duì)清潔能源的不斷開(kāi)發(fā)利用，風(fēng)能因具有無(wú)污染、取之不盡的特點(diǎn)被逐漸重視，由于陸地風(fēng)較海上風(fēng)相對(duì)較弱，所以出現(xiàn)了較多對(duì)海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)的研究，海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)不同于陸地發(fā)電機(jī)，其機(jī)艙不僅位于高空中，而且其由于位于海上，水平位置也較難到達(dá)，故海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)維護(hù)成本更加高昂。故現(xiàn)在多為海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)配備較多的輔助發(fā)電設(shè)備，確保當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)出現(xiàn)問(wèn)題后短時(shí)間內(nèi)不會(huì)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，另外也會(huì)一定程度上增加海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電量，所以，開(kāi)發(fā)海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)輔助發(fā)電設(shè)備對(duì)提高其穩(wěn)定性具有重要的意義。
[0003]為了提高海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電量且提高其穩(wěn)定性，現(xiàn)有技術(shù)多從控制方面進(jìn)行研究，通過(guò)優(yōu)化風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制算法達(dá)到優(yōu)化其運(yùn)行的目的，使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中最大程度的吸收風(fēng)能，達(dá)到最大風(fēng)能利用率，但是由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)能利用系數(shù)有一個(gè)最大理論值，所以假設(shè)算法達(dá)到最優(yōu)解，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)能利用率也是理論最大值，不會(huì)再有額外能量產(chǎn)生。專(zhuān)利號(hào)為CN 102214930 A的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)的控制，目的是提供用于控制風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)的方法和設(shè)備，該方法和設(shè)備容許對(duì)電力參考信號(hào)的變化進(jìn)行快速響應(yīng)，而不管外部控制回路的速度如何。專(zhuān)利號(hào)為CN 105545590 A的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制方法，當(dāng)風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)值與風(fēng)電機(jī)組的設(shè)計(jì)安全閥值超過(guò)預(yù)先的設(shè)定范圍時(shí)，通過(guò)不停機(jī)而采取降低吸收功率系數(shù)和提高功率輸出的方法，降低葉輪動(dòng)能、提高葉輪動(dòng)能安全裕量，得到修正的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制參數(shù)，提高了風(fēng)電機(jī)組響應(yīng)速度，避免停機(jī)帶來(lái)的能量損耗和機(jī)械載荷，提高了風(fēng)電機(jī)組的可利用率，避免全體停機(jī)帶來(lái)的總能量損耗以及大范圍功率波動(dòng)對(duì)電網(wǎng)的沖擊，提高風(fēng)電場(chǎng)的電網(wǎng)適應(yīng)性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)能量收集效率低和穩(wěn)定性低的不足，本發(fā)明提供一種海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)漂浮式輔助發(fā)電裝置。該發(fā)電裝置包括浮箱、支撐梁、固定殼體、滑動(dòng)殼體和發(fā)電裝置。主要適用于海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)，由風(fēng)能使海上產(chǎn)生的波動(dòng)及浮動(dòng)為動(dòng)力源，利用浮力原理，海水浮動(dòng)會(huì)帶動(dòng)浮箱進(jìn)行相應(yīng)運(yùn)動(dòng)，浮箱進(jìn)而帶動(dòng)滑動(dòng)殼體，由于滑動(dòng)殼體與發(fā)電裝置固連，所以滑動(dòng)殼體在進(jìn)行相應(yīng)滑動(dòng)時(shí)，齒輪齒條機(jī)構(gòu)會(huì)是的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生電能，該裝置將額外的風(fēng)能進(jìn)行收集，在一定程度上提高了海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)能利用效率，減小了發(fā)電成本，提高了經(jīng)濟(jì)性。
[0005]本發(fā)明是一種海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)漂浮式輔助發(fā)電裝置，其特征在于能收集風(fēng)能帶動(dòng)海上產(chǎn)生的動(dòng)能，包括浮箱、支撐梁、固定殼體、滑動(dòng)殼體和發(fā)電裝置。所述浮箱為環(huán)式箱體，中間設(shè)有浮箱安裝法蘭孔，浮箱為中空，通過(guò)海上對(duì)它的浮力提供該裝置的動(dòng)力;所述支撐梁為上設(shè)有支撐梁安裝孔，用以將支撐梁安裝在海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)平臺(tái)上，支撐梁起到整體支撐的作用，其全部受力均有支撐梁承擔(dān);所述固定殼體是與支撐梁連接的第一部件，固定殼體上設(shè)有與支撐梁安裝的固定殼體安裝座，并且設(shè)有齒條安裝孔用以安裝發(fā)電裝置中的齒條;所述滑動(dòng)殼體與固定殼體配合組成一對(duì)滑動(dòng)副，滑動(dòng)殼體上設(shè)有滑動(dòng)殼體安裝法蘭與浮箱連接，由浮箱帶動(dòng)其滑動(dòng);所述發(fā)電裝置與滑動(dòng)殼體固連在一起，當(dāng)滑動(dòng)殼體滑動(dòng)時(shí)發(fā)電裝置會(huì)隨其一同進(jìn)行滑動(dòng)；由于發(fā)電裝置的齒條與固定殼體鉸接，所以當(dāng)發(fā)電裝置隨滑動(dòng)殼體運(yùn)動(dòng)時(shí)，齒輪齒條也會(huì)進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作，齒輪會(huì)沿著齒條進(jìn)程相應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)，由于齒輪和大錐齒輪為同軸，所以齒輪也會(huì)帶動(dòng)大錐齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)與大錐齒輪配合的小錐齒輪配合，小錐齒輪固定在電機(jī)軸上，進(jìn)而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，由此產(chǎn)生電能。由于風(fēng)能的作用，會(huì)使得海面產(chǎn)生波動(dòng)，通過(guò)浮箱與海水接觸，將海水的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能。
[0006]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明一種海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)漂浮式輔助發(fā)電裝置的有益效果是，實(shí)現(xiàn)額外風(fēng)能的收集，提高了海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)對(duì)風(fēng)能的利用率，具有發(fā)電效率高、穩(wěn)定性好、成本低廉、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1是本發(fā)明一種實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0008]圖2是本發(fā)明一種實(shí)施例的浮箱結(jié)構(gòu)示意圖；其中圖2(A)是整體斷面剖視圖；
[0009]圖3是本發(fā)明一種實(shí)施例的支撐梁結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖4是本發(fā)明一種實(shí)施例的固定殼體結(jié)構(gòu)組成示意圖；
[0011]圖5是本發(fā)明一種實(shí)施例的滑動(dòng)殼體結(jié)構(gòu)組成示意圖；
[0012]圖6是本發(fā)明一種實(shí)施例的發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)組成示意圖；
[0013]圖7是本發(fā)明一種實(shí)施例的工作狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合實(shí)施例及其附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明。實(shí)施例是以本發(fā)明所述技術(shù)方案為前提進(jìn)行的具體實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和過(guò)程。但本申請(qǐng)的權(quán)利要求保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例描述。
[0015]本發(fā)明設(shè)計(jì)的一種海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)漂浮式輔助發(fā)電裝置(簡(jiǎn)稱(chēng)輔助發(fā)電裝置，參見(jiàn)圖1-7)，該輔助發(fā)電裝置主要吸收由風(fēng)能引起的海上動(dòng)能，主要包括浮箱1、支撐梁2、固定殼體3、滑動(dòng)殼體4和發(fā)電裝置5;浮箱1(參見(jiàn)圖2)為中空狀、中間設(shè)置有通孔的結(jié)構(gòu)，具體設(shè)置有浮箱安裝法蘭孔I.1、浮箱中孔1.2、浮箱內(nèi)腔1.3，浮箱安裝法蘭孔1.1設(shè)置在浮箱I的中心部位，浮箱內(nèi)腔1.3為密封腔(參見(jiàn)圖2(A))，浮箱中孔1.2用于為滑動(dòng)殼體4提供安裝空間；支撐梁2(參見(jiàn)圖3)設(shè)有支撐梁安裝孔2.1，用于將支撐梁2固定在風(fēng)力安裝平臺(tái)上，支撐梁2起到支撐整體的作用；固定殼體3(參見(jiàn)圖4)上設(shè)有齒條安裝孔3.1和固定殼體安裝座
3.2，固定殼體安裝座3.2用于將固定殼體3安裝在支撐梁2上，使二者不會(huì)產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，齒條安裝孔3.1用于固定安裝發(fā)電裝置5上的齒條5.1;滑動(dòng)殼體4(參見(jiàn)圖5)上設(shè)有滑動(dòng)殼體安裝法蘭4.1，用以和浮箱I上的浮箱安裝法蘭孔1.1配合，當(dāng)浮箱I由于海水浮力作用時(shí)，會(huì)使得浮箱I帶動(dòng)滑動(dòng)殼體4上下滑動(dòng)；發(fā)電裝置5安裝在固定殼體3、滑動(dòng)殼體4之間的空間內(nèi)，其軸承座5.5固定在滑動(dòng)殼體4的上口上。
[0016]發(fā)電裝置5(參見(jiàn)圖6)設(shè)有齒條5.1、齒輪5.2、大錐齒輪5.3、小錐齒輪5.4、軸承座5.5和發(fā)電機(jī)5.6，齒條5.1的上端與齒條安裝孔3.1固定連接，其下端與齒輪5.2嚙合連接并豎直延伸到軸承座5.5的下表面;齒輪5.2、大錐齒輪5.3、小錐齒輪5.4通過(guò)安裝裝置固定在軸承座5.5的上表面上，齒輪5.2與大錐齒輪5.3同軸連接，大錐齒輪5.3與小錐齒輪5.4嚙合連接，小錐齒輪5.4與安裝在軸承座5.5下表面上的發(fā)電機(jī)5.6同軸連接。
[0017]當(dāng)滑動(dòng)殼體4上下滑動(dòng)時(shí)，整個(gè)發(fā)電裝置5會(huì)隨其上下滑動(dòng)，由于齒條5.1與固定殼體3連接，所以齒條5.1不會(huì)產(chǎn)生滑動(dòng)，齒輪5.2在與齒條5.1作用過(guò)程中會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪5.2和大錐齒輪5.3為同軸，所以大錐齒輪5.3也會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，與其配合的小錐齒輪5.4也會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，軸承座5.5對(duì)齒輪傳動(dòng)提供支撐的作用，由于小錐齒輪5.4與發(fā)電機(jī)軸同軸，故發(fā)電機(jī)5.6會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而產(chǎn)生電量。
[0018]優(yōu)選的，所述浮箱I為環(huán)形中空狀結(jié)構(gòu)，浮箱安裝法蘭孔1.1設(shè)置于浮箱中孔1.2的底部。
[0019]優(yōu)選的，固定殼體3與滑動(dòng)殼體4兩者安裝時(shí)，兩空腔相對(duì)設(shè)置。優(yōu)選的，固定殼體3可將滑動(dòng)殼體4的上口完全覆蓋，防止沙塵、異物落入到發(fā)電裝置5中，影響發(fā)電效率甚至發(fā)生故障。
[0020]本發(fā)明提供的一種海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)漂浮式輔助發(fā)電裝置能有效收集由風(fēng)能引起的海水的動(dòng)能，具有發(fā)電效率高、穩(wěn)定性好、壽命長(zhǎng)、控制方便等優(yōu)點(diǎn)。
[0021]本發(fā)明一種海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)漂浮式輔助發(fā)電裝置的工作原理和過(guò)程如下:由于風(fēng)能的作用，海水將會(huì)產(chǎn)生浮動(dòng)，有浮箱I為中空的，故海水會(huì)對(duì)其產(chǎn)生浮力的作用，當(dāng)海水上升時(shí)，浮箱I帶動(dòng)滑動(dòng)殼體4滑動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)發(fā)電裝置5滑動(dòng)，由于齒輪齒條的作用，使得發(fā)電機(jī)5.6產(chǎn)生電能，當(dāng)海水下降的時(shí)候，由于裝置自身重力的作用，滑動(dòng)殼體4會(huì)往相反的方向滑動(dòng)，同樣由于齒輪齒條的作用仍會(huì)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)5.6轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生電能，如此往復(fù)實(shí)現(xiàn)對(duì)海水動(dòng)能的收集。
[0022]利用本發(fā)明所述的技術(shù)方案，或本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明技術(shù)方案的啟發(fā)下，設(shè)計(jì)出類(lèi)似的技術(shù)方案，而達(dá)到上述技術(shù)效果的，均是落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)漂浮式輔助發(fā)電裝置，其特征在于，主要包括浮箱、支撐梁、固定殼體、滑動(dòng)殼體和發(fā)電裝置;浮箱為中空狀、中間設(shè)置有通孔的結(jié)構(gòu)，具體設(shè)置有浮箱安裝法蘭孔、浮箱中孔、浮箱內(nèi)腔，浮箱安裝法蘭孔設(shè)置在浮箱的中心部位，浮箱內(nèi)腔為密封腔，浮箱中孔用于為滑動(dòng)殼體提供安裝空間;支撐梁設(shè)有支撐梁安裝孔，用于將支撐梁固定在風(fēng)力安裝平臺(tái)上，支撐梁起到支撐整體的作用；固定殼體上設(shè)有齒條安裝孔和固定殼體安裝座，固定殼體安裝座用于將固定殼體安裝在支撐梁上，使二者不會(huì)產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，齒條安裝孔用于固定安裝發(fā)電裝置上的齒條;滑動(dòng)殼體上設(shè)有滑動(dòng)殼體安裝法蘭，用以和浮箱上的浮箱安裝法蘭孔配合，當(dāng)浮箱由于海水浮力作用時(shí)，會(huì)使得浮箱帶動(dòng)滑動(dòng)殼體上下滑動(dòng)；發(fā)電裝置安裝在固定殼體、滑動(dòng)殼體之間的空間內(nèi)，其軸承座固定在滑動(dòng)殼體的上口上； 發(fā)電裝置設(shè)有齒條、齒輪、大錐齒輪、小錐齒輪、軸承座和發(fā)電機(jī)，齒條的上端與齒條安裝孔固定連接，其下端與齒輪嚙合連接并豎直延伸到軸承座的下表面;齒輪、大錐齒輪、小錐齒輪通過(guò)安裝裝置固定在軸承座的上表面上，齒輪與大錐齒輪同軸連接，大錐齒輪與小錐齒輪嚙合連接，小錐齒輪與安裝在軸承座下表面上的發(fā)電機(jī)同軸連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)漂浮式輔助發(fā)電裝置，其特征在于，所述浮箱為環(huán)形中空狀結(jié)構(gòu)，浮箱安裝法蘭孔設(shè)置于浮箱中孔的底部。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)漂浮式輔助發(fā)電裝置，其特征在于，固定殼體與滑動(dòng)殼體兩者安裝時(shí)，兩空腔相對(duì)設(shè)置，滑動(dòng)殼體與固定殼體組成一對(duì)滑動(dòng)副。4.根據(jù)權(quán)利要求1或3任一項(xiàng)所述的一種海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)漂浮式輔助發(fā)電裝置，其特征在于，固定殼體可將滑動(dòng)殼體的上口完全覆蓋。
【文檔編號(hào)】H02K7/18GK106014845SQ201610546568
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年7月12日
【發(fā)明人】宋中越, 甄冬, 張 浩, 沈昭仰, 師占群
【申請(qǐng)人】河北工業(yè)大學(xué)