一种自我保护海上风力发电组的制作方法

本发明属于新能源设备技术领域，具体的说是一种自我保护海上风力发电组。

背景技术：

海上风力发电，是利用海上风力资源发电的新型发电方式，是水力发电以外的最具有潜力的可再生能源发电技术，在石油资源形势日益严峻的情况下，各国均将眼光投向了风力资源巨大的海域，欧洲多个国家已建立了多个海上风力发电厂而且规模巨大，中国也逐渐涉及海上风力发电领域。

现有技术中也出现了一些海上风力发电的技术方案，如申请号为2018111098529的一项中国专利公开了一种抗强风海上风电机组及安装方法，包括中央立柱和边缘短立柱，所述中央立柱表面设置有水下支架，所述水下支架一端设置有第一固定圈，所述边缘短立柱表面设置有第二固定圈，所述边缘短立柱顶部设置有漂浮基座，所述漂浮基座顶部设置有塔杆，所述塔杆顶部设置有发电机，所述发电机一侧设置有风轮，所述边缘短立柱顶部和底部与中央立柱之间均设置有第一钢丝索。

该技术方案的一种抗强风海上风电机组及安装方法，无法控制风轮的转速，当风轮转速过快时，容易导致发电机组的损坏，同时未对发电机组进行有效的降温处理，导致高速运转的发电机组产生高温，从而使发电机组烧毁，且边缘立柱与中央立柱采用刚性连接，在风浪中容易导致边缘立柱和中央立柱的折断。

技术实现要素：

为了弥补现有技术的不足，解决风轮转速过快时导致发电机组损坏、发电机组的高速运转时，未得到有效的降温处理，导致发电机组烧毁和中央立柱和边缘立柱采用刚性连接容易在风浪中折断的问题，本发明提出的一种自我保护海上风力发电组。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种自我保护海上风力发电组，包括发电单元、漂浮基座、中央立柱、边缘立柱和控制器；所述控制器用于控制发电组工作；所述漂浮基座数量为三，均漂浮于海面；所述边缘立柱数量为二；所述中央立柱和边缘立柱分别固连于对应漂浮基座下方，且边缘立柱相对中央立柱对称设计；所述边缘立柱和中央立柱下端均固连有配重块，且中央立柱与边缘立柱之间分别固连有两根钢索，有效防止边缘立柱远离中央立柱；所述中央立柱与海底之间固连有钢索，防止中央立柱漂离指定位置，导致发电组故障，且中央立柱和边缘立柱的柔性固定，可防止中央立柱和边缘立柱断裂；所述发电单元包括塔架、风轮、电机舱和保护装置；所述塔架数量为二，分别固连于对用漂浮基座上表面，且塔架相对中央立柱对称设计；所述电机舱固连于塔架上端；所述电机舱内固连有均匀布置的发电机组；所述电机舱内设有大齿轮；所述发电机组的转轴均固定套接有小齿轮；所述小齿轮均与大齿轮相啮合；所述电机舱远离发电机组的一侧侧面转动连接有传动环；所述传动环内设有传动轴；所述传动轴与大齿轮固连；所述风轮均匀固连于传动环表面；所述保护装置位于大齿轮和传动环之间，并固连于电机舱内壁；当风轮转速过快时，可降低风轮转速，防止发电机组烧毁；工作时，风力带动风轮转动，从而使传动轴转动，带动大齿轮转动，从而使小齿轮带动多个发电机组发电，且由于大齿轮较大，可提高小齿轮转速，从而提高发电量，通过漂浮基座可使发电单元漂浮于海面，且三个漂浮基座的设置配合钢索可有效提高发电组的稳定性，钢索可为发电组提供缓冲，防止发电组损坏。

优选的，所述保护装置包括保护舱、转板、第一摆动板和第二摆动板；所述传动轴穿过保护舱设计，与保护舱转动连接；所述转板数量为三，位于保护舱内，且转板均固连于传动轴表面，并接触保护舱内壁设置；所述保护舱内壁开设有导槽；所述导槽的两端均开设有均匀布置的第一气孔；所述第一气孔连通导槽和保护舱内部空间；所述保护舱靠近发电机组的一侧侧壁开设有第一凹槽；所述第一摆动板和第二摆动板均通过第一固定杆转动连接于第一凹槽侧壁，第一固定杆上均套接有扭簧，用于第一摆动板和第二摆动板的复位，且第一摆动板和第二摆动板相对设置，第一摆动板与第一凹槽连接处高于第二摆动板与第一凹槽连接处；所述第二摆动板上端通过滑轮接触第一摆动板下表面，可通过保护舱内气压的变化防止传动轴转速过快，导致发电机组烧毁；工作时，传动轴带动带动转板转动时，由于扭簧的作用使第一摆动板和第二摆动板向上摆动，从而使第一摆动板与转板之间空间的气体通过第一气孔和导槽进入相邻的两个转板之间空间，由于第一气孔通气量的限制，导致转板与第一摆动板之间空间气压上升，降低转板的转速，从而降低传动轴转速和风轮转速，防止发电机组转速过快导致发电机组损坏，当风轮转速正常时，转板与第一摆动板之间气体可通过第一气孔均匀排出，转板与第一摆动板之间气压不变。

优选的，所述第一摆动板上表面开设有第二凹槽；所述第二凹槽内固连有石墨板，通过石墨板可减少转板与第一摆动板之间的摩擦力，同时可减少摩擦过程中产生的热量；工作时，转板推动第一摆动板摆动，使第一摆动板和第二摆动板摆动，收缩至第一凹槽内，通过石墨板与转板之间的接触，可降低转板所受摩擦力，同时石墨会均匀涂抹于转板表面，降低转板转动时产生的高温，减少转板的磨损。

优选的，所述风轮为一号叶片、二号叶片和三号叶片拼接而成；所述一号叶片横截面为“l”形且空心设计，一号叶片一端固连于传动环表面；所述二号叶片横截面为“z”形，一端穿入一号叶片设置，与一号叶片之间固连有均匀布置的第一弹簧；所述三号叶片穿入二号叶片设置，且三号叶片穿入二号叶片设置并与二号叶片之间固连有均匀布置的第二弹簧；所述三号叶片内固连有第二固定杆；所述第二固定杆与传动轴之间固连有钢索；工作时，风力过大时，使风轮转速过快，通过保护装置使传动轴转速降低，从而通过钢索使风轮收缩，减少风轮与风的接触面积，从而降低风轮转速，当风轮转速降低后，传动轴转速大于风轮时，通过第一弹簧、第二弹簧配合风轮所受离心力，使一号叶片和二号叶片伸出，加大风轮与空气的接触面积，实现风轮的自动调节。

优选的，所述中央立柱与边缘立柱之间均设有两根第一摆动杆；所述第一摆动杆与中央立柱和边缘立柱均采用转动连接；同一侧的两个所述第一摆动杆平行设计，且两个第一摆动杆之间转动连接有均匀布置的第二摆动杆；同一侧的所述第二摆动杆相互平行设计；工作时，当风浪过大时，导致漂浮基座浮动，由于第一摆动杆和第二摆动杆配合漂浮基座，使边缘立柱左右移动时上下浮动，从而为边缘立柱提供缓冲，提高中央立柱和边缘立柱的稳定性，防止发电组被风浪摧毁。

优选的，所述塔架顶部开设有第一空腔和第二空腔；所述第一空腔和第二空腔相对设置；所述第一空腔和第二空腔均通过第二气孔连通外界和电机舱内部；所述第一空腔和第二空腔底部均斜面设计，可防止水进入电机舱内，同时可提高空气进入电机舱的速度，通过第一空腔和第二空腔使电机舱内空气流动，对发电机组进行降温；所述第一凹槽底部开设有通孔；工作时，风力可通过第一空腔和第二空腔形成环流，对发电机组进行有效降温，同时可通过通孔使第一凹槽与电机舱之间形成空气回流，对第一摆动板、第二摆动板和发电机组进行有效的降温，防止发电机组、第一摆动板和第二摆动板高温损坏。

本发明的有益效果如下：

1.本发明所述的一种自我保护海上风力发电组，通过设置漂浮基座、中央立柱、边缘立柱、钢索、第一摆动杆和第二摆动杆，通过漂浮基座、第一摆动杆和第二摆动杆配合钢索，为发电组提供稳定性，有效防止发电组在风浪中损坏。

2.本发明所述的一种自我保护海上风力发电组，通过设置保护装置和风轮，通过保护装置限制传动轴的转速，使传动轴的转速小于风轮的转速，从而使风轮收缩，减少风轮与风的接触面积，从而防止发电机组转速过快导致损坏。

3.本发明所述的一种自我保护海上风力发电组，通过设置第一空腔、第二空腔和通孔，通过第一空腔、第二空腔和通孔的配合使电机舱和保护舱内气流流动，对发电机组和第一摆动板、第二摆动板进行有效的降温，防止发电单元烧毁。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的主视图；

图2是电机舱的局部剖视图；

图3是保护装置剖视图；

图4是风轮的剖视图；

图5是图3中a-a的剖视图；

图6是图4中b处局部放大图；

图中：发电单元1、塔架11、电机舱12、发电机组13、大齿轮14、小齿轮15、传动环16、传动轴17、漂浮基座2、中央立柱21、边缘立柱22、配重块23、第一摆动杆24、第二摆动杆25、风轮3、一号叶片31、二号叶片32、三号叶片33、第一弹簧34、第二弹簧35、第二固定杆36、保护装置4、保护舱41、转板42、第一摆动板43、第二摆动板44、导槽45、第一气孔46、第一凹槽47、第一固定杆48、第二凹槽49、石墨板491、第一空腔5、第二空腔51、第二气孔52、通孔53。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图6所示，本发明所述的一种自我保护海上风力发电组，包括发电单元1、漂浮基座2、中央立柱21、边缘立柱22和控制器；所述控制器用于控制发电组工作；所述漂浮基座2数量为三，均漂浮于海面；所述边缘立柱22数量为二；所述中央立柱21和边缘立柱22分别固连于对应漂浮基座2下方，且边缘立柱22相对中央立柱21对称设计；所述边缘立柱22和中央立柱21下端均固连有配重块23，且中央立柱21与边缘立柱22之间分别固连有两根钢索，有效防止边缘立柱22远离中央立柱21；所述中央立柱21与海底之间固连有钢索，防止中央立柱21漂离指定位置，导致发电组故障，且中央立柱21和边缘立柱22的柔性固定，可防止中央立柱21和边缘立柱22断裂；所述发电单元1包括塔架11、风轮3、电机舱12和保护装置4；所述塔架11数量为二，分别固连于对用漂浮基座2上表面，且塔架11相对中央立柱21对称设计；所述电机舱12固连于塔架11上端；所述电机舱12内固连有均匀布置的发电机组13；所述电机舱12内设有大齿轮14；所述发电机组13的转轴均固定套接有小齿轮15；所述小齿轮15均与大齿轮14相啮合；所述电机舱12远离发电机组13的一侧侧面转动连接有传动环16；所述传动环16内设有传动轴17；所述传动轴17与大齿轮14固连；所述风轮3均匀固连于传动环16表面；所述保护装置4位于大齿轮14和传动环16之间，并固连于电机舱12内壁；当风轮3转速过快时，可降低风轮3转速，防止发电机组13烧毁；工作时，风力带动风轮3转动，从而使传动轴17转动，带动大齿轮14转动，从而使小齿轮15带动多个发电机组13发电，且由于大齿轮14较大，可提高小齿轮15转速，从而提高发电量，通过漂浮基座2可使发电单元1漂浮于海面，且三个漂浮基座2的设置配合钢索可有效提高发电组的稳定性，钢索可为发电组提供缓冲，防止发电组损坏。

作为本发明的一种实施方式，所述保护装置4包括保护舱41、转板42、第一摆动板43和第二摆动板44；所述传动轴17穿过保护舱41设计，与保护舱41转动连接；所述转板42数量为三，位于保护舱41内，且转板42均固连于传动轴17表面，并接触保护舱41内壁设置；所述保护舱41内壁开设有导槽45；所述导槽45的两端均开设有均匀布置的第一气孔46；所述第一气孔46连通导槽45和保护舱41内部空间；所述保护舱41靠近发电机组13的一侧侧壁开设有第一凹槽47；所述第一摆动板43和第二摆动板44均通过第一固定杆48转动连接于第一凹槽47侧壁，第一固定杆48上均套接有扭簧，用于第一摆动板43和第二摆动板44的复位，且第一摆动板43和第二摆动板44相对设置，第一摆动板43与第一凹槽47连接处高于第二摆动板44与第一凹槽47连接处；所述第二摆动板44上端通过滑轮接触第一摆动板43下表面，可通过保护舱41内气压的变化防止传动轴17转速过快，导致发电机组13烧毁；工作时，传动轴17带动带动转板42转动时，由于扭簧的作用使第一摆动板43和第二摆动板44向上摆动，从而使第一摆动板43与转板42之间空间的气体通过第一气孔46和导槽45进入相邻的两个转板42之间空间，由于第一气孔46通气量的限制，导致转板42与第一摆动板43之间空间气压上升，降低转板42的转速，从而降低传动轴17转速和风轮3转速，防止发电机组13转速过快导致发电机组13损坏，当风轮3转速正常时，转板42与第一摆动板43之间气体可通过第一气孔46均匀排出，转板42与第一摆动板43之间气压不变。

作为本发明的一种实施方式，所述第一摆动板43上表面开设有第二凹槽49；所述第二凹槽49内固连有石墨板491，通过石墨板491可减少转板42与第一摆动板43之间的摩擦力，同时可减少摩擦过程中产生的热量；工作时，转板42推动第一摆动板43摆动，使第一摆动板43和第二摆动板44摆动，收缩至第一凹槽47内，通过石墨板491与转板42之间的接触，可降低转板42所受摩擦力，同时石墨会均匀涂抹于转板42表面，降低转板42转动时产生的高温，减少转板42的磨损。

作为本发明的一种实施方式，所述风轮3为一号叶片31、二号叶片32和三号叶片33拼接而成；所述一号叶片31横截面为“l”形且空心设计，一号叶片31一端固连于传动环16表面；所述二号叶片32横截面为“z”形，一端穿入一号叶片31设置，与一号叶片31之间固连有均匀布置的第一弹簧34；所述三号叶片33穿入二号叶片32设置，且三号叶片33穿入二号叶片32设置并与二号叶片32之间固连有均匀布置的第二弹簧35；所述三号叶片33内固连有第二固定杆36；所述第二固定杆36与传动轴17之间固连有钢索；工作时，风力过大时，使风轮3转速过快，通过保护装置4使传动轴17转速降低，从而通过钢索使风轮3收缩，减少风轮3与风的接触面积，从而降低风轮3转速，当风轮3转速降低后，传动轴17转速大于风轮3时，通过第一弹簧34、第二弹簧35配合风轮3所受离心力，使一号叶片31和二号叶片32伸出，加大风轮3与空气的接触面积，实现风轮3的自动调节。

作为本发明的一种实施方式，所述中央立柱21与边缘立柱22之间均设有两根第一摆动杆24；所述第一摆动杆24与中央立柱21和边缘立柱22均采用转动连接；同一侧的两个所述第一摆动杆24平行设计，且两个第一摆动杆24之间转动连接有均匀布置的第二摆动杆25；同一侧的所述第二摆动杆25相互平行设计；工作时，当风浪过大时，导致漂浮基座2浮动，由于第一摆动杆24和第二摆动杆25配合漂浮基座2，使边缘立柱22左右移动时上下浮动，从而为边缘立柱22提供缓冲，提高中央立柱21和边缘立柱22的稳定性，防止发电组被风浪摧毁。

作为本发明的一种实施方式，所述塔架11顶部开设有第一空腔5和第二空腔51；所述第一空腔5和第二空腔51相对设置；所述第一空腔5和第二空腔51均通过第二气孔52连通外界和电机舱12内部；所述第一空腔5和第二空腔51底部均斜面设计，可防止水进入电机舱12内，同时可提高空气进入电机舱12的速度，通过第一空腔5和第二空腔51使电机舱12内空气流动，对发电机组13进行降温；所述第一凹槽47底部开设有通孔53；工作时，风力可通过第一空腔5和第二空腔51形成环流，对电机组进行有效降温，同时可通过通孔53使第一凹槽47与电机舱12之间形成空气回流，对第一摆动板43、第二摆动板44和发电机组13进行有效的降温，防止发电机组13、第一摆动板43和第二摆动板44高温损坏。

工作时，风力带动风轮3转动，从而使传动轴17转动，带动大齿轮14转动，从而使小齿轮15带动多个发电机组13发电，传动轴17带动带动转板42转动时，由于扭簧的作用使第一摆动板43和第二摆动板44向上摆动，从而使第一摆动板43与转板42之间空间的气体通过第一气孔46和导槽45进入相邻的两个转板42之间空间，由于第一气孔46通气量的限制，导致转板42与第一摆动板43之间空间气压上升，降低转板42的转速，从而降低传动轴17转速和风轮3转速，当风轮3转速正常时，转板42与第一摆动板43之间气体可通过第一气孔46均匀排出，转板42与第一摆动板43之间气压不变，转板42继续转动推动第一摆动板43摆动，使第一摆动板43和第二摆动板44摆动，收缩至第一凹槽47内，风力过大时，使风轮3转速过快，通过保护装置4使传动轴17转速降低，从而通过钢索使风轮3收缩，减少风轮3与风的接触面积，从而降低风轮3转速，当风轮3转速降低后，传动轴17转速大于风轮3时，通过第一弹簧34、第二弹簧35配合风轮3所受离心力，使一号叶片31和二号叶片32伸出，加大风轮3与空气的接触面积，实现风轮3的自动调节，同时风力可通过第一空腔5和第二空腔51形成环流，对电机组进行有效降温，同时可通过通孔53使第一凹槽47与电机舱12之间形成空气回流，对第一摆动板43、第二摆动板44和发电机组13进行有效的降温，防止发电机组13、第一摆动板43和第二摆动板44高温损坏。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。