聚风发电用堆叠式塔架系统的制作方法

本发明涉及发电设备领域，尤其涉及聚风发电用堆叠式塔架系统。

背景技术：

根据狭管效应而产生的聚风型风力发电机，由于其具有聚集风能、提压增速、提高风能利用率的优点，在风力发电技术领域具有广泛应用前景。目前，现有的聚风发电系统的应用场所均为空旷地域及风能密度较低区域，其采用三点式塔架结构，但是在基础较小条件受限的情况下，特别是塔架上部风速大、下部及底部重力加大后增大载荷的情况，该结构无法适从，特别是风压过大时由于支撑组件上并无任何阻尼设备，因此很容易使得在支撑组件上的发电设备无法控制或失控引起设备损毁，大大降低了风力发电机的使用寿命，无法满足客户的使用需求及实现稳态发电。

技术实现要素：

本申请人针对上述现有问题，进行了研究改进，提供一种聚风发电用堆叠式塔架系统，其不仅提高了装机容量，充分利用层高优势提升了稳态发电量，还降低了运输及安装成本。

本发明所采用的技术方案如下：

聚风发电用堆叠式塔架系统，包括基座，在所述基座上均布多个支撑座，于所述支撑座上连接用于安装管筒的主支撑框架结构，所述主支撑框架结构至少与一个副支撑框架结构连接，所述基座、主支撑框架结构、及副支撑框架结构形成塔架系统，在位于最顶部的副支撑框架结构上还分别设置风速传感仪及避雷针。

其进一步技术方案在于：

所述基座为钢筋混凝土制成的多边锥体基座，所述基座的体积由下至上呈逐渐递减，在所述基座的各条边上均连接支撑座，所述基座中每个侧面上均开设多个窗户、射灯、雷达发射屏幕，至少在所述基座的一个侧面上设置能进入基座内部的门，在所述基座的内部还设置用于控制整套发电机组的控制系统。

所述主支撑框架结构的具体结构如下：

包括多根主支撑杆，在各主支撑杆的杆体外周均与第一连接杆的一端连接，所述第一连接杆的另一端与回转轴承轴承座的外周连接，于所述第一连接杆的杆体外周还与第二连接杆的一端连接，所述第二连接杆的另一端与主支撑杆的杆体外周连接；

所述副支撑框架结构的具体结构如下：

包括多根沿纵向设置的副支撑杆，各副支撑杆与主支撑框架结构的各根主支撑杆连接，在互为相邻的各主支撑杆之间自下而上分别连接多根加固杆，各加固杆及各副支撑杆围合形成多个自下而上连接的加固框架结构，至少在一个加固框架结构中通过加强支撑架构连接用于安装回转轴承的回转轴承轴承座；

所述加强支撑架构的结构如下：

包括多根加固支撑杆，各加固支撑杆均连接于互为相邻的两根副支撑杆之间，多根加固支撑杆围合形成矩形框架构成一组加固支撑杆组，在各组加固支撑杆组中沿对角方向均设置用于连接回转轴承轴承座外圈的第一副加强杆，各第一副加强杆位于加固支撑杆组角部的一端均与副支撑杆连接；至少在一组加固支撑杆组的各根第一副加强杆上与第二副加强杆及第三副加强杆的一端连接，所述第二副加强杆及第三副加强杆的另一端均与副支撑杆连接；

于各加固框架结构及各加固支撑杆组的角部均设置支撑结构，所述支撑结构由第一支撑加强杆、第二支撑加强杆及第三支撑加强杆构成；在各加固框架结构中，所述第一支撑加强杆及第二支撑加强杆的一端均与副支撑杆连接，所述第一支撑加强杆及第二支撑加强杆的另一端分别与两根互为相邻的加固杆连接，在各加固杆与第一支撑加强杆及第二支撑加强杆的连接处、在互为相邻的两根加固杆之间连接第三支撑加强杆，所述各加固框架结构中的各第一支撑加强杆、第二支撑加强杆及第三支撑加强杆围合形成三角形；在各加固支撑杆组中，所述第一支撑加强杆与第二支撑加强杆的一端也与副支撑杆连接，所述第一支撑加强杆及第二支撑加强杆的另一端分别与两根互为相邻的加固支撑杆连接，在各加固支撑杆与第一支撑加强杆及第二支撑加强杆的连接处、在互为相邻的两根加固支撑杆之间连接第三支撑加强杆子，所述加固支撑杆组中的各第一支撑加强杆、第二支撑加强杆及第三支撑加强杆也围合形成三角形；

所述第二副加强杆的长度大于第三副加强杆，所述第二副加强杆与第三副加强杆互为平行布置；

互为上下相邻的各根第一副加强杆均为平行布置，在互为上下相邻的各根第一副加强杆之间还连接多根第四副加强杆，相邻的各第四副加强杆之间互为平行布置；

所述加强支撑架构还包括多根第五副加强杆，各第五副加强杆均位于第一副加强杆的下方，各第五副加强杆的一端也与回转轴承轴承座的外圈连接，各第五副加强杆的另一端位于相邻的两根加固杆之间并与副支撑杆连接；在各第五副加强杆上还与两根第一斜撑杆的一端连接，其中一根第一斜撑杆的一端与第一副加强杆连接，另一根第一斜撑杆与副支撑杆连接，在互为相邻的两根第一斜撑杆之间还设置与第五副加强杆平行布置的第二斜撑杆，所述第二斜撑杆的一端连接第一副加强杆，所述第一副加强杆的另一端也有副支撑杆连接；

所述主支撑框架结构及副支撑框架结构均为四点式支撑结构，所述主支撑结构、副支撑结构可以采用角钢、t型钢、e型钢或圆管中的任意一种制成。

本发明的有益效果如下：

本发明可以在离城市边缘地区大规模、高密度的安装，有效的提升了场地利用率，各框架结构采用四点布置，通过钢筋混凝土基座一点支撑，形成“大象腿”格局。本发明在城市狭管地，可利用较小地基10～20m²完成布局，包括裸露在外的面积较小的海岛，且施工方便，不需要大型吊机，大大缩短了安装周期和提高了使用寿命，降低了成本。

本发明采用框架式结构形成堆叠式架构体，可以在不同的高度分立式安装聚风型风力机组，各自享用各自高度内的风能，互不干扰，其在200m高度以上时可以实现全天发电，四点式框架结构可以对平台进行卸荷，解决了360°寻风和整系统载荷支撑的难题。

本发明功能性极强，其充分利用钢筋混凝土基座，可以作为部队哨位、特别适用于边缘地区、高寒、高海拔、孤岛等低于，其除了解决供电的同时还能改善生活质量，建立小型海水淡化工程，本发明还设置避雷针、风速传感仪，根据不同环境还可以增设航标灯及风速传感仪发射屏幕，满足不同的需求。

本发明可适应大功率多级制造安装，所有部件均可实行工厂化、模块化、顺序化、标准化，且材料易购、易加工、运输方便。尽管在低风速地区成本会略有上升，但都在合理范围内，只要设计、运用合理，规范生产后可以和火电相当，从而为尽早实现平价电进入千村万户打下了良好的基础，也为世界新风电领域提供了中国技术。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明的局部结构示意图ⅰ。

图3为本发明的局部结构示意图ⅱ。

图4为为本发明中钢筋混凝土基座的示意图。

图5为本发明中基座的剖视结构示意图。

图6为本发明的应用状态示意图。

其中：1、基座；101、窗户；102、支撑座；103、射灯；104、雷达发射屏；105、门；2、主支撑框架结构；201、主支撑杆；202、第一连接杆；203、第二连接杆；3、副支撑框架结构；301、副支撑杆；31、加固框架结构；311、加固杆；321、加固支撑杆；322、第一副加强杆；323、第二副加强杆；324、第三副加强杆；325、第四副加强杆；326、第一斜撑杆；327、第二斜撑杆；328、第五副加强杆；4、避雷针；5、风速传感仪；6、回转轴承轴承座；7、支撑加强结构；701、第一支撑加强杆；702、第二支撑加强杆；703、第三支撑加强杆；8、管筒；9、加固斜杆。

具体实施方式

下面说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，聚风发电用堆叠式塔架系统包括基座1，在基座1上均布多个支撑座102，于支撑座102上连接用于安装管筒8的主支撑框架结构2，主支撑框架结构2至少与一个副支撑框架结构3连接，基座1、主支撑框架结构2、及副支撑框架结构3形成塔架系统，在位于最顶部的副支撑框架结构3上还分别设置风速传感仪5及避雷针4，该风速传感仪5包括风速仪及风向仪。

如图1和图4及图5所示，基座1为钢筋混凝土制成的多边锥体基座1，基座1的体积由下至上呈逐渐递减，在基座1的各条边上均连接支撑座102，

基座1中每个侧面上均开设多个窗户101、射灯103、雷达发射屏幕104，窗户101起到通风、透光的作用，至少在基座1的一个侧面上设置能进入基座1内部的门105，在基座1的内部还设置可以控制整套发电系统的控制系统，上述基座1的高度在普通地形中是10～30m，在城市相邻建筑空间内的高度可达30～50m。

如图2所示，主支撑框架结构2的具体结构如下：

包括多根主支撑杆201，在各主支撑杆201的杆体外周均与第一连接杆202的一端连接，第一连接杆202的另一端与回转轴承轴承座6的外周连接，于第一连接杆202的杆体外周还与第二连接杆203的一端连接，第二连接杆203的另一端与主支撑杆201的杆体外周连接；

如图1、图3所示，副支撑框架结构3的具体结构如下：

包括多根沿纵向设置的副支撑杆301，各副支撑杆301与主支撑框架结构2的各根主支撑杆201连接，在互为相邻的各主支撑杆201之间自下而上分别连接多根加固杆311，各加固杆311及各副支撑杆301围合形成多个自下而上连接的加固框架结构31，至少在一个加固框架结构31中通过加强支撑架构连接用于安装回转轴承的回转轴承轴承座6；

加强支撑架构的结构如下：

包括多根加固支撑杆321，各加固支撑杆321均连接于互为相邻的两根副支撑杆301之间，多根加固支撑杆321围合形成矩形框架构成一组加固支撑杆组，在各组加固支撑杆组中沿对角方向均设置用于连接回转轴承轴承座6外圈的第一副加强杆322，各第一副加强杆322位于加固支撑杆组角部的一端均与副支撑杆301连接；至少在一组加固支撑杆组的各根第一副加强杆322上与第二副加强杆323及第三副加强杆324的一端连接，第二副加强杆323及第三副加强杆324的另一端均与副支撑杆301连接。如图3所示，上述第二副加强杆323的长度大于第三副加强杆324，第二副加强杆323与第三副加强杆324互为平行布置。如图3所示，互为上下相邻的各根第一副加强杆322均为平行布置，在互为上下相邻的各根第一副加强杆322之间还连接多根第四副加强杆325，相邻的各第四副加强杆325之间互为平行布置。

加强支撑架构还包括多根第五副加强杆328，各第五副加强杆328均位于第一副加强杆322的下方，各第五副加强杆328的一端也与回转轴承轴承座6的外圈连接，各第五副加强杆328的另一端位于相邻的两根加固杆311之间并与副支撑杆301连接；在各第五副加强杆328上还与两根第一斜撑杆326的一端连接，其中一根第一斜撑杆326的一端与第一副加强杆322连接，另一根第一斜撑杆326与副支撑杆301连接，在互为相邻的两根第一斜撑杆326之间还设置与第五副加强杆328平行布置的第二斜撑杆327，第二斜撑杆327的一端连接第一副加强杆322，第一副加强杆322的另一端也有副支撑杆301连接。

于各加固框架结构31及各加固支撑杆组的角部均设置支撑加强结构7，支撑加强结构7由第一支撑加强杆701、第二支撑加强杆702及第三支撑加强杆703构成；

在各加固框架结构31中，第一支撑加强杆701及第二支撑加强杆702的一端均与副支撑杆301连接，第一支撑加强杆701及第二支撑加强杆702的另一端分别与两根互为相邻的加固杆311连接，在各加固杆311与第一支撑加强杆701及第二支撑加强杆702的连接处、在互为相邻的两根加固杆311之间连接第三支撑加强杆703，各加固框架结构31中的各第一支撑加强杆701、第二支撑加强杆702及第三支撑加强杆703围合形成三角形；

在各加固支撑杆组中，第一支撑加强杆701与第二支撑加强杆702的一端也与副支撑杆301连接，第一支撑加强杆701及第二支撑加强杆702的另一端分别与两根互为相邻的加固支撑杆321连接，在各加固支撑杆321与第一支撑加强杆701及第二支撑加强杆702的连接处、在互为相邻的两根加固支撑杆321之间连接第三支撑加强杆子703，加固支撑杆组中的各第一支撑加强杆701、第二支撑加强杆702及第三支撑加强杆703也围合形成三角形。

在本发明中主支撑框架结构2及副支撑框架结构3均为四点式支撑结构，主支撑框架结构2、副支撑框架结构3可以采用角钢、t型钢、e型钢或圆管中的任意一种制成。如图1所示，在主支撑框架结构2与副支撑框架结构3的连接处、在互为连接的主支撑杆201与副支撑杆301之间还设置加固斜杆9，加固斜杆9的一端与主支撑杆201连接，加固斜杆9的另一端与副支撑杆301连接。

如图6所示，在应用状态下，在主支撑框架结构2、副支撑框架结构3中的回转轴承轴承座6上安装管筒8即可实现整套聚风发电。

本发明可以在离城市边缘地区大规模、高密度的安装，有效的提升了场地利用率，各框架结构采用四点布置，通过钢筋混凝土基座一点支撑，形成“大象腿”格局。本发明在城市狭管地，可利用较小地基10～20m²完成布局，包括裸露在外的面积较小的海岛，且施工方便，不需要大型吊机，大大缩短了安装周期和提高了使用寿命，降低了成本。

本发明采用框架式结构形成堆叠式架构体，可以在不同的高度分立式安装聚风型风力机组，各自享用各自高度内的风能，互不干扰，其在200m高度以上时可以实现全天发电，四点式框架结构可以对平台进行卸荷，解决了360°寻风和整系统载荷支撑的难题。

本发明功能性极强，其充分利用钢筋混凝土基座，可以作为部队哨位、特别适用于边缘地区、高寒、高海拔、孤岛等地域，其在解决供电的同时还能改善生活质量，建立小型海水淡化工程，本发明还设置避雷针、风速传感仪，根据不同环境还可以增设航标灯及雷达(同时又是独立环境下建立雷达站的首选，本发明专门为雷达发射屏幕预留安装基础，预留安装角度在18～25°，高度在10～30m，宽度可以达到5～8m。而完成上述功能性供电，仅靠风力发电就可满足。

本发明可适应大功率多级制造安装，所有部件均可实行工厂化、模块化、顺序化、标准化，且材料易购、易加工、运输方便。尽管在低风速地区成本会略有上升，但都在合理范围内，只要设计、运用合理，规范生产后可以和火电相当，从而为尽早实现平价电进入千村万户打下了良好的基础，也为世界新风电领域提供了中国技术。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明的基本结构的情况下，本发明可以作任何形式的修改。