海上发电装置及海上装配机构的制作方法

本发明涉及风机发电的技术领域，特别是涉及一种海上发电装置及海上装配机构。

背景技术：

随着对清洁的可再生能源的利用越来越高，海上发电基础的建设也越来越成熟。目前，传统的海上发电基础往往采用分体安装以及在海上完成组装的方式，导致海上发电基础的安装十分繁琐、安装费用成本高。依赖于海上施工窗口期条件，给工程项目施工带来较大的不确定性，最终造成工程项目成本的不确定性，增加了工程风险。另外，在海底进行打桩固定时，由于海底环境复杂，例如：在坚实的岩层区域，需要先进行嵌岩等操作，从而导致传统的海上发电基础在海上安装固定十分繁琐。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种海上发电装置及海上装配机构，能够使得海上发电基础的安装固定更加方便。

其技术方案如下：

一种海上装配机构，包括：安装基台、升降组件、锁紧件与吸附件，所述安装基台用于漂浮在水面上，且所述安装基台用于装设发电风机，所述升降组件可活动地装设在所述安装基台上，所述锁紧件用于与所述升降组件的升降端锁紧配合，所述吸附件与所述升降组件相连，所述吸附件用于与海底面吸附固定。

上述海上装配机构在使用时，首先将安装基台移动至待安装的海水区域，然后，根据所在海水区域的海水深度对升降组件进行升降调节，即通过升降组件带动吸附件朝海底面进行移动，直至所述吸附件与海底面吸附固定。此时，将锁紧件与升降组件的升降端相互抵触或相互夹紧，从而实现锁紧件与升降组件升降端的锁紧配合。即通过锁紧件能够避免升降组件自身出现升降长度的变化，保证了安装基台在海平面上的固定效果。相较于传统的海上发电基础的固定方式，上述海上装配机构无需对海底面进行打桩，只需要通过调整升降组件的升降长度，即可以实现吸附件与不同海底面的吸附固定，从而使得上述海上装配机构的安装固定更加方便。另外，通过上述的升降组件将安装基台托举离开海平面一定距离，从而避免安装基台遭受波浪和海流作用，优化了上述海上风电装置的受力状态。

一种海上发电装置，包括所述海上装配机构，还包括发电风机与安装基座，所述安装基座装设在所述安装基台的中心处，所述发电风机装设在所述安装基座上。

上述海上发电装置在使用时，首先将安装基座固定在安装基台的中心处，从而保证发电风机装设在安装基座上后，安装基台不会出现侧边或吃水不均的情况。通过漂浮的安装基台，可以实现上述海上风电装置在船坞实现预先组装，海上的整体拖航运输，避免了传统海上风机基础繁琐且昂贵的海上运输施工步骤。另外，海上装配机构根据所在海水区域的海水深度对升降组件进行升降调节，此时，将锁紧件与升降组件的升降端相互抵触或相互夹紧，从而实现锁紧件与升降组件升降端的锁紧配合。即通过锁紧件能够避免升降组件自身出现升降长度的变化，保证了安装基台在海平面上的固定效果。相较于传统的海上发电基础的固定，上述海上发电装置无需对海底面进行打桩，只需要通过调整升降组件的升降长度，即可以实现吸附件与海底面的吸附固定，从而使得上述海上发电装置的安装固定更加方便。进一步，通过上述对升降组件的调整，可以将上述的安装基座及其相关组件整体托离海面一定距离(即通过升降组件的托举将安装基台与海平面相分离)，从而避免安装基台直接受到波浪和海流的作用，优化了上述海上风电装置的受力状态。

下面进一步对技术方案进行说明：

所述安装基台上设有安装孔，所述升降组件包括第一驱动件与升降杆，所述升降杆可活动地装设在所述安装孔中，所述第一驱动件用于带动所述升降杆移动，所述锁紧件装设在所述安装基台上，且所述锁紧件与所述升降杆锁紧配合。

所述升降杆上设有与所述锁紧件相配合的多个锁紧槽，且多个所述锁紧槽沿所述升降杆的高度方向间隔开设。

所述升降杆上设有与所述锁紧件相配合的多个抵触齿，且多个所述抵触齿沿所述升降杆的高度方向间隔设置。

所述安装基台包括第一浮箱、第二浮箱与第三浮箱，所述第一浮箱的第一端、第二浮箱的第一端与第三浮箱的第一端均相连并拼成y型基台，且所述第一浮箱的第二端、所述第二浮箱的第二端与所述第三浮箱的第二端均用于装设升降组件。

所述安装基台还包括第一浮筒、第二浮筒与第三浮筒，所述第一浮筒装设在所述第一浮箱的第二端，所述第二浮筒装设在所述第二浮箱的第二端，所述第三浮筒装设在所述第三浮箱的第二端，且所述第一浮筒、第二浮筒与第三浮筒内部均加设有加强筋。

所述升降组件包括第一升降杆、第二升降杆、第三升降杆与第二驱动件，所述锁紧件包括第一锁紧部、第二锁紧部与第三锁紧部，所述吸附件包括第一吸力桶、第二吸力桶与第三吸力桶，所述第二驱动件能够带动所述第一升降杆、第二升降杆与第三升降杆移动；所述第一吸力桶装设在所述第一升降杆上，所述第一升降杆可升降地装设在所述第一浮筒上，所述第一锁紧部用于与所述第一升降杆锁紧抵触；所述第二吸力桶装设在所述第二升降杆上，所述第二升降杆可升降地装设在所述第二浮筒，所述第二锁紧部用于与所述第二升降杆锁紧抵触；所述第三吸力桶装设在所述第三升降杆上，所述第三升降杆可升降地装设在所述第三浮筒，所述第三锁紧部用于与所述第三升降杆锁紧抵触。

所述安装基座的第一面与所述安装基台相贴合，所述安装基座的第二面用于与所述发电风机安装配合，且所述第一面的表面积大于所述第二面的表面积。

海上装配机构还包括多个支撑件，多个所述支撑件的一端沿所述安装基座的周向与所述安装基座相连，多个所述支撑件的另一端均与所述安装基台相连。

附图说明

图1为本发明一实施例所述的海上发电装置及海上装配机构的结构示意图；

图2为本发明另一实施例所述的海上发电装置及海上装配机构的结构示意图；

图3为本发明一实施例所述升降杆的结构示意图；

图4为图1所示a部分的局部放大图；

图5为本发明一实施例所述的海上发电装置的局部结构示意图。

附图标记说明：

100、安装基台，110、第一浮箱，120、第二浮箱，130、第三浮箱，140、第一浮筒，141、第一安装孔，150、第二浮筒，151、第二安装孔，160、第三浮筒，161、第三安装孔，200、升降组件，210、升降杆，211、锁紧槽，212、抵触齿，220、第一升降杆，230、第二升降杆，240、第三升降杆，300、吸附件，310、第一吸力桶，320、第二吸力桶，330、第三吸力桶，400、发电风机，500、安装基座，600、支撑件。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

如图1和图2所示，在一个实施例中，一种海上装配机构，包括：安装基台100、升降组件200、锁紧件与吸附件300，所述安装基台100用于漂浮在水面上，且所述安装基台100用于装设发电风机400，所述升降组件200可活动地装设在所述安装基台100上，所述锁紧件用于与所述升降组件200的升降端锁紧配合，所述吸附件300与所述升降组件200相连，所述吸附件300用于与海底面吸附固定。

上述海上装配机构在使用时，首先将安装基台100移动至待安装的海水区域，然后，根据所在海水区域的海水深度对升降组件200进行升降调节，即通过升降组件200带动吸附件300朝海底面进行移动，直至所述吸附件300与海底面吸附固定。此时，将锁紧件与升降组件200的升降端相互抵触或相互夹紧，从而实现锁紧件与升降组件200升降端的锁紧配合。即通过锁紧件能够避免升降组件200自身出现升降长度的变化，保证了安装基台100在海平面上的固定效果。相较于传统的海上发电基础的固定，上述海上装配机构无需对海底面进行打桩，只需要通过调整升降组件200的升降长度，即可以实现吸附件300与不同海底面的吸附固定，从而使得上述海上装配机构的安装固定更加方便。另外，通过上述的升降组件200将安装基台100托举离开海平面一定距离，从而避免安装基台100遭受波浪和海流作用，优化了上述海上风电装置的受力状态。

在一个实施例中，安装基台100具有自稳性，可在船坞或码头等陆上场所实现对安装基台100的建造与安装、以及相关发电风机400的建造与安装。然后，采用普通拖船进行海上湿拖部署，即避免了传统固定式海上风机的安装基台干拖带来的船舶运输问题，也避免了传统海上风机需要在海上进行分体安装的繁琐施工流程。同时，相较于传统海上风机的安装，上述海上装配机构的安装更加节约成本。

在一个实施例中，所述锁紧件可以是夹扣或卡齿。所述锁紧件可以装设在所述升降组件200上，也可以设置在安装基台100上。在本实施例中，所述锁紧件为夹扣，升降组件200调整到预设升降高度后，所述夹扣对升降组件200的升降端进行夹持固定，即避免了升降组件200的升降端出现意外伸缩的情况。进一步地，所述吸附件300为吸盘或吸力桶，在本实施例所述吸附件300为吸力桶。相比于传统的自升式平台桩腿，采用吸力桶坐桩更加简便，抗拔能力更强。通过吸附件300与海底面进行吸附。即海上装配机构与所述海底面依靠吸力进行固定。另外，所述吸附件300的端部(指用于与海底面接触的端部)可以加设适当厚度的缓冲层(或弹性层)，此时，吸附件300在对坑洼或陡峭的海底面进行吸附时，缓冲层能够进行相应的形变，从而提高了吸附件300与海底面的吸附效果，同时也使得海上装配机构的固定更加方便。更进一步地，所述吸附件300还可以与抽水泵连接配合，即当吸附件与海底面接触后(吸附件300坐底后)，利用抽水泵将吸附件内部的液体抽离，吸附件300内部形成负压，从而实现了吸附件300与海底面的吸附固定。

在本实施例中，升降组件200与吸附件300之间采用自升式桩腿技术实现海上风机桩腿(在本实施例中指升降杆)的升降，适应水深范围较广，吸附件300和海底面固定后。升降杆210进一步升降移动，此时，位于升降杆210另一端的安装基台100会托举离开海平面，从而减小了波浪和海流对于安装基台100的冲击损坏。进一步地，通过升降杆210的调节可以降低安装基台100与水平面之间的高度，从而便于运维人员登陆维护。

如图1至图3所示，在一个实施例中，所述安装基台100上设有安装孔，所述升降组件200包括第一驱动件与升降杆210，所述升降杆210可活动地装设在所述安装孔中，所述第一驱动件用于带动所述升降杆210移动，所述锁紧件装设在所述安装基台100上，且所述锁紧件与所述升降杆210锁紧配合。具体地，考虑到升降杆210在海水中伸缩移动时，海水的流动会使得升降杆210产生侧偏的作用力。因此，通过将升降杆210插入安装孔进行升降，从而使得升降杆210在进行升降移动时，所述安装孔的孔壁能够对升降杆210的升降方向起到限制作用。即保证升降杆210能够一直沿预设方向升降，例如：沿垂直于安装基台100的方向朝海底面延伸。进一步地，所述第一驱动件为驱动气缸或驱动电机。考虑到海上装配机构在固定后一般情况下不会再对升降杆210进行调整。因此，将所述第一驱动件可拆卸地装设在所述安装基台100上，即当海上装配机构在与海底面固定时，利用第一驱动件带动升降杆210进行移动。待吸附件300与海底面吸附固定后，将第一驱动件拆下用于其他海上发电机构的使用，从而降低了海上装配机构的安装成本。

如图1至图4所示，在一个实施例中，所述升降杆210上设有与所述锁紧件相配合的多个锁紧槽211，且多个所述锁紧槽211沿所述升降杆210的高度方向间隔开设。所述升降杆210上设有与所述锁紧件相配合的多个抵触齿212，且多个所述抵触齿212沿所述升降杆210的高度方向间隔设置。具体地，所述锁紧件可以是抵触杆或棘轮件(棘轮只能朝一个方向旋转，即具有自锁功能)。为了更好的与锁紧件进行锁紧配合，在所述升降杆210上开设多个锁紧槽211或装设多个抵触齿212。当在升降杆210上开设多个锁紧槽211时，由于升降杆210只有升降移动趋势，可以采用抵触杆作为锁紧件，抵触杆可移动地装设在安装基台100上。即升降杆210到达预设位置后，移动抵触杆直至抵触杆插入到升降杆210上的锁紧槽211中，即可实现锁紧件对升降杆210的锁紧，避免升降杆210出现意外移动。或者可以采用棘轮件作为锁紧件，在安装棘轮时限制棘轮件的唯一转动方向与升降杆210朝海底面延伸的方向一致。所述棘轮件可转动地装设在所述安装基台100上，同时，所述棘轮件可以在安装基台100上移动(即相对于升降杆210远离或靠近移动)。因此，在升降杆210进行升降移动时，首先将棘轮件朝升降杆210移动，直至所述棘轮件的棘轮齿与升降杆210的抵触齿212相互啮合，此时，升降杆210朝海底面延伸时棘轮件会随之一起转动，待吸附件300与海底面完成吸附固定后，利用棘轮件的自锁功能可以有效避免升降杆210出现收缩的现象。

如图1、图2和图4所示，在一个实施例中，所述安装基台100包括第一浮箱110、第二浮箱120与第三浮箱130，所述第一浮箱110的第一端、第二浮箱120的第一端与第三浮箱130的第一端均相连并拼成y型基台，且所述第一浮箱110的第二端、所述第二浮箱120的第二端与所述第三浮箱130的第二端均用于装设升降组件200。具体地，所述第一浮箱110、第二浮箱120与第三浮箱130拼接成y型基台后，所述第一浮箱110与第二浮箱120之间的夹角为120°，所述第一浮箱110所述第三浮箱130之间的夹角为120°，所述第二浮箱120与所述第三浮箱130的夹角为120°。即上述这种布置方式使得y型基台在海面上的受力更加均匀。这仅仅是其中一种布置方式，y型基台相邻两条浮箱之间的夹角也可以根据实际的海流情况进行改变。进一步地，所述第一浮箱110、第二浮箱120与第三浮箱130均为长方体浮箱，即所述长方体浮箱与所述海面对应的横截面为矩形，且长方体浮箱浮在海面上时，所述长方体浮箱的高度尺寸比宽度尺寸大，这样有助于提高y型基台的吃水程度，即提高y型基台浮在海水上的稳定性。在本实施例中，y型基台只是其中一种设计方式。例如：还可以采用三个以上的浮箱(四个或五个浮箱等)拼装为对称放射状的安装基台100。

如图1、图2和图4所示，在一个实施例中，所述安装基台100还包括第一浮筒140、第二浮筒150与第三浮筒160，所述第一浮筒140装设在所述第一浮箱110的第二端，所述第二浮筒150装设在所述第二浮箱120的第二端，所述第三浮筒160装设在所述第三浮箱130的第二端，且所述第一浮筒140、第二浮筒150与第三浮筒160内部均加设有加强筋。具体地，所述第一浮筒140、第二浮筒150与第三浮筒160均装设在y型基台上后。所述第一浮筒140、第二浮筒150与第三浮筒160到所述y型基台中心的距离都相等，即使得海上装配机构在海面上的受力更加均匀。

考虑到海面的水流情况会不断变化，因此，有时需要对安装基台100的吃水情况进行调整。因此，所述第一浮筒140、第二浮筒150、第三浮筒160的内部均设有储水腔。即通过向储水腔内注水改变安装基台100的整体重量，从而改变了安装基台100在漂浮状态下的吃水程度。另外，当工作人员需要登上安装基台100进行工作时，也可以事先向储水腔内注水，使得安装基台100与海面基本持平，从而保证工作人员能够更加方便的登上安装基台100。或者，当安装基台100需要装设不同型号或不同重量的发电风机400时，也可以通过改变储水腔内部的水量，从而保证海上装配机构在海面上位于预设的吃水度。

如图1和图2所示，在一个实施例中，所述升降组件200包括第一升降杆220、第二升降杆230、第三升降杆240与第二驱动件，所述锁紧件包括第一锁紧部、第二锁紧部与第三锁紧部，所述吸附件300包括第一吸力桶310、第二吸力桶320与第三吸力桶330，所述第二驱动件能够带动所述第一升降杆220、第二升降杆230与第三升降杆240移动；所述第一吸力桶310装设在所述第一升降杆220上，所述第一升降杆220可升降地装设在所述第一浮筒140上，所述第一锁紧部用于与所述第一升降杆220锁紧抵触；所述第二吸力桶320装设在所述第二升降杆230上，所述第二升降杆230可升降地装设在所述第二浮筒150，所述第二锁紧部用于与所述第二升降杆230锁紧抵触；所述第三吸力桶330装设在所述第三升降杆240上，所述第三升降杆240可升降地装设在所述第三浮筒160，所述第三锁紧部用于与所述第三升降杆240锁紧抵触。

如图5所示，具体地，所述第一锁紧部、第二锁紧部与第三锁紧部均为抵触杆、卡齿或棘轮件等。所述第一浮筒140上设有第一安装孔141，所述第二浮筒150上设有第二安装孔151，所述第三浮筒160上设有第三安装孔161。所述第一升降杆220可升降地插入所述第一安装孔141，所述第二升降杆230可升降地插入所述第二安装孔151，所述第三升降杆240可升降地插入所述第三安装孔161。所述第二驱动件为驱动电机或驱动气缸，考虑到海底面往往为高低起伏的复杂海床，此时，所述第二驱动件可以同时控制三个升降杆210进行升降移动，也可以单独控制其中一个或两个升降杆210进行移动。即保证在面对凹陷或陡峭的海底面，第一吸力桶310、第二吸力桶320和第三吸力桶330也能进行有效地吸附固定。即上述实施方式对高度起伏的复杂海床具有更高的适应性，且能够减少平整海床的施工。

如图1和图2所示，在一个实施例中，一种海上发电装置，包括上述任意一实施例所述的海上装配机构，还包括发电风机400与安装基座500，所述安装基座500装设在所述安装基台100的中心处，所述发电风机400装设在所述安装基座500上。

上述海上发电装置在使用时，首先将安装基座500固定在安装基台100的中心处，从而保证发电风机400装设在安装基座500上后，安装基台100不会出现侧边或吃水不均的情况。另外，海上装配机构根据所在海水区域的海水深度对升降组件200进行升降调节，此时，将锁紧件与升降组件200的升降端相互抵触或相互夹紧，从而实现锁紧件与升降组件200升降端的锁紧配合。即通过锁紧件能够避免升降组件200自身出现升降长度的变化，保证了安装基台100在海平面上的固定效果。相较于传统的海上发电基础的固定，上述海上发电装置无需对海底面进行打桩，只需要通过调整升降组件200的升降长度，即可以实现吸附件300与不同海底面的吸附固定，从而使得上述海上发电装置的安装固定更加方便。进一步，通过上述对升降组件200的调整，可以将上述的安装基台100及其相关组件整体托离海面一定距离(即通过升降组件200的托举将安装基台100与海平面相分离)，从而避免安装基台100直接受到波浪和海流的作用，优化了上述海上风电装置的受力状态。

如图1、图2和图5所示，在一个实施例中，所述安装基座500的第一面与所述安装基台100相贴合(例如采用焊接的方式使安装基座500与安装基台100贴合固定)，所述安装基座500的第二面用于与所述发电风机400安装配合，且所述第一面的表面积大于所述第二面的表面积。海上装配机构还包括多个支撑件600。多个所述支撑件600的一端沿所述安装基座500的周向与所述安装基座500相连，多个所述支撑件600的另一端均与所述安装基台100相连。具体地，所述安装基座500为圆台状基座。即使得安装基座500在安装基台100上的固定更加稳固。所述支撑件600为支撑杆或支撑架。通过支撑件600对安装基座500进行支撑，从而能够有效避免安装基座500出现侧偏现象，保证了安装基座500对于发电风机400的固定效果。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。