一种结合水力提高发电效率的海上风力发电装置的制作方法

1.本发明涉及风力发电技术领域，具体为一种结合水力提高发电效率的海上风力发电装置。


背景技术：

2.海上风电场是指水深10米左右的近海风电。与陆上风电场相比，海上风电场的优点主要是不占用土地资源，基本不受地形地貌影响，风速更高，风能资源更丰富，风电机组单机容量更大(3～5兆瓦)，年利用小时数更高，目前的海上风电都是单一的风力发电塔筒，相邻风电塔筒间需要预留安全间距，从而无法建造的过于密集，从而在近海有限海上面积建造的风电塔筒数量有限，无法充分利用海上面积，制约了风电发电效率，针对上述问题，发明人提出一种结合水力提高发电效率的海上风力发电装置用于解决上述问题。


技术实现要素：

3.为了解决目前的海上风电都是单一的风力发电塔筒，相邻风电塔筒间需要预留安全间距，从而无法建造的过于密集，从而在近海有限海上面积建造的风电塔筒数量有限，无法充分利用海上面积，制约了风电发电效率的问题；本发明的目的在于提供一种结合水力提高发电效率的海上风力发电装置。
4.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种结合水力提高发电效率的海上风力发电装置，包括第一基台，所述第一基台的顶部固定安装有风电塔筒，所述第一基台外侧固定设有多个第二基台，所述第二基台的顶部安装有储水箱，所述储水箱的侧壁与第二基台间安装有储水机构，所述储水箱的底部与第二基台间安装有发电机构，所述储水箱的侧壁与发电机构间安装有开启机构。
5.优选的一种实施案例，所述第一基台和第二基台的底部均固定连接有地桩，所述第一基台的四周外壁处均设有第二基台，且第二基台与第一基台的外壁间固定安装有连杆，所述第二基台的四角顶部与储水箱的四角底部间安装有支撑杆。
6.优选的一种实施案例，所述发电机构包括下水箱，所述储水箱的底部固定连接下水箱，所述下水箱的底部固定套接有出水管，所述出水管的内壁间固定安装有第一支架，所述第一支架与下水箱的内壁间转动套接有第一转轴，所述第一转轴靠近出水管的一端固定安装有第一涡轮，所述储水箱的底部固定安装有密封箱，所述密封箱内安装有发电机，所述第一转轴的一端贯穿下水箱并通过传动带连接发电机的输入轴。
7.优选的一种实施案例，所述储水箱底部的高度大于涨潮最高高度，所述下水箱的底部高度小于涨潮最高高度且大于落潮最低最低高度，所述储水箱的顶部开有溢流孔。
8.优选的一种实施案例，所述开启机构包括落水管，所述储水箱的底部和下水箱的顶部间固定套接有落水管，所述下水箱的顶板内开有滑槽，所述滑槽内滑动卡接有密封板，且密封板的一端贯穿落水管的侧壁，所述密封板的另一端两侧与滑槽的内壁间安装有弹簧，所述弹簧间的密封板端面固定安装有永磁块，所述滑槽远离落水管的一端内壁固定安
装有电磁铁，所述储水箱的外壁固定安装有安装盒，所述安装盒内滑动卡接有压板，所述压板的底部固定连接滑杆的一端，所述滑杆的另一端贯穿安装盒的底部并固定连接第二浮球，所述安装盒的内腔底部固定安装有微动开关，所述微动开关电连接电磁铁。
9.优选的一种实施案例，所述下水箱的外壁固定安装有固定板，所述固定板上滑动贯穿有顶杆，所述顶杆与固定板的底部间安装有压簧，所述下水箱的顶部外壁滑动贯穿有拉绳，所述拉绳的一端固定固定连接固顶杆的顶部外壁，所述拉绳的另一端伸入下水箱内并固定连接第一浮球。
10.优选的一种实施案例，所述固定板和顶杆位于第二浮球的底部，所述压簧和弹簧均始终处于压缩状态，所述第一浮球位于下水箱远离落水管的一端，所述落水管的横截面积大于出水管的横截面积。
11.优选的一种实施案例，所述储水机构包括吊杆，所述第二基台的底部固定安装有吊杆，所述吊杆的底部固定连接安装筒，所述安装筒的两端内壁均固定安装有第二支架，所述第二支架间转动套接有第二转轴，所述第二转轴上固定套接有第二涡轮，所述第二基台的顶部固定安装有水泵，所述水泵的输入轴与第二转轴的端面均套接有传动轮，所述传动轮间套接有传动带。
12.优选的一种实施案例，所述水泵的输出轴上的传动轮内开有转槽，所述转槽处的水泵的输出轴上固定套接有棘轮，所述转槽的内壁开有多个收纳槽，所述收纳槽内通过销轴转动安装有棘爪，所述棘爪啮合棘轮，所述棘爪和棘轮上的棘齿均为倾斜结构，所述棘爪与收纳槽间安装有扭簧，所述水泵的吸水口通过水管连接海水，所述水泵的出水口通过水管连接储水箱的顶部，且水管内安装有单向阀。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
14.在平时海浪冲击以及涨潮时水流带动储水机构运转，从而通过储水机构将海水抽取并存储到储水箱内，涨潮前以及涨潮时，此时开启机构将储水箱与发电机构间封堵，当海水落潮并且未达到最低高度时，此时开启机构开启，储水箱内存储一天的大量海水流出经过发电机构，从而带动发电机构通过水力发电，当海水落潮到最低点后，开启机构再次关闭，从而再次进行蓄水，从而将风电塔筒周边安全距离的海面上设置水力发电措施，充分利用海面面积，提高发电效率。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1为本发明结构示意图。
17.图2为本发明储水箱处剖面结构示意图。
18.图3为本发明图2中a处放大结构示意图。
19.图4为本发明图2中b处放大结构示意图。
20.图5为本发明图2中c处放大结构示意图。
21.图6为本发明水泵处局部剖面结构示意图。
22.图中：1、第一基台；2、风电塔筒；3、第二基台；4、储水箱；5、储水机构；51、第二涡轮；52、安装筒；53、第二支架；54、第二转轴；55、水泵；56、传动轮；6、发电机构；61、下水箱；62、出水管；63、第一支架；64、第一转轴；65、第一涡轮；66、密封箱；67、发电机；7、开启机构；71、落水管；72、滑槽；73、密封板；74、弹簧；75、永磁块；76、电磁铁；77、第一浮球；78、拉绳；79、固定板；710、顶杆；711、压簧；712、第二浮球；713、滑杆；714、安装盒；715、压板；716、微动开关；8、转槽；9、棘轮；10、收纳槽；11、棘爪
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.实施例：如图1-6所示，本发明提供了一种结合水力提高发电效率的海上风力发电装置，包括第一基台1，第一基台1的顶部固定安装有风电塔筒2，第一基台1外侧固定设有多个第二基台3，第二基台3的顶部安装有储水箱4，储水箱4的侧壁与第二基台3间安装有储水机构5，储水箱4的底部与第二基台3间安装有发电机构6，储水箱4的侧壁与发电机构6间安装有开启机构7。
25.通过上述技术方案，在第一基台1外部设置多个第二基台3，第二基台3上安装储水箱4，在平时海浪冲击以及涨潮时水流带动储水机构5运转，从而通过储水机构5将海水抽取并存储到储水箱4内，涨潮前以及涨潮时，此时开启机构7将储水箱4与发电机构6间封堵，当海水落潮并且未达到最低高度时，此时开启机构7开启，储水箱4内存储一天的大量海水流出经过发电机构6，从而带动发电机构6通过水力发电，当海水落潮到最低点后，开启机构7再次关闭，从而再次进行蓄水，从而将风电塔筒2周边安全距离的海面上设置水力发电措施，充分利用海面面积，提高发电效率。
26.进一步的，第一基台1和第二基台3的底部均固定连接有地桩，第一基台1的四周外壁处均设有第二基台3，且第二基台3与第一基台1的外壁间固定安装有连杆，第二基台3的四角顶部与储水箱4的四角底部间安装有支撑杆。
27.通过上述技术方案，第二基台3通过连杆连接第一基台1，从而在建立风电场时同步建立，节约单独建造成本。
28.进一步的，发电机构6包括下水箱61，储水箱4的底部固定连接下水箱61，下水箱61的底部固定套接有出水管62，出水管62的内壁间固定安装有第一支架63，第一支架63与下水箱61的内壁间转动套接有第一转轴64，第一转轴64靠近出水管62的一端固定安装有第一涡轮65，储水箱4的底部固定安装有密封箱66，密封箱66内安装有发电机67，第一转轴64的一端贯穿下水箱61并通过传动带连接发电机67的输入轴，储水箱4底部的高度大于涨潮最高高度，下水箱77的底部高度小于涨潮最高高度且大于落潮最低最低高度，储水箱4的顶部开有溢流孔。
29.通过上述技术方案，储水箱4内水流流经下水箱61以及出水管62时，水流通过第一涡轮65带动第一转轴64转动，第一转轴64通过传动带带动发电机67运转，从而实现发电机67转动发电，实现水力发电，水力发电产生的电力可以混合风电发电，也可以提供风电塔筒
其余附属设施用电，提高风电场发电效率。
30.进一步的，开启机构7包括落水管71，储水箱4的底部和下水箱61的顶部间固定套接有落水管71，下水箱61的顶板内开有滑槽72，滑槽72内滑动卡接有密封板73，且密封板73的一端贯穿落水管71的侧壁，密封板73的另一端两侧与滑槽72的内壁间安装有弹簧74，弹簧74间的密封板73端面固定安装有永磁块75，滑槽72远离落水管71的一端内壁固定安装有电磁铁76，储水箱4的外壁固定安装有安装盒714，安装盒714内滑动卡接有压板715，压板715的底部固定连接滑杆713的一端，滑杆713的另一端贯穿安装盒714的底部并固定连接第二浮球712，安装盒714的内腔底部固定安装有微动开关716，微动开关716电连接电磁铁76，下水箱61的外壁固定安装有固定板79，固定板79上滑动贯穿有顶杆710，顶杆710与固定板79的底部间安装有压簧711，下水箱61的顶部外壁滑动贯穿有拉绳78，拉绳78的一端固定固定连接固顶杆710的顶部外壁，拉绳78的另一端伸入下水箱61内并固定连接第一浮球77，固定板79和顶杆710位于第二浮球712的底部，压簧711和弹簧74均始终处于压缩状态，第一浮球77位于下水箱61远离落水管71的一端，落水管71的横截面积大于出水管62的横截面积。
31.通过上述技术方案，在未涨潮时，此时下水箱61内空置，此时第一浮球77重力拉动拉绳78，拉绳78拉动顶杆710，顶杆710上移推动第二浮球712，使得第二浮球712上移，压板715不接触微动开关716，电磁铁76断电，弹簧74推动密封板73将落水管71封堵，储水箱4保持蓄水，当涨潮时，下水箱61内逐渐被填充海水，海水水面上升使得第一浮球77和第二浮球712均上浮，微动开关716仍不开启，此时压簧711推动顶杆710下移，储水箱4保持蓄水状态，当落潮时，潮水逐渐下移并且并未达到落潮最低处时，第一浮球77和第二浮球712均下移，当第二浮球712下移到最下方使得压板715接触微动开关716时，此时第一浮球77仍漂浮在下水箱61内的海水上，拉绳78处于松弛状态，此时微动开关716将电磁铁76接通电力，从而磁性吸附永磁块75，密封板73开启，存储的海水从落水管71落入下水箱61内，通过水压使得水流从出水管62流出，实现第一涡轮65转动发电，并且因为落水管71的横截面积大于出水管62的横截面积，从而在发电过程中，下水箱61内的水面高度反升，保持第一浮球77的漂浮状态，从而微动开关716保持开启，直到储水箱4内海水流完，后续潮水落潮到最低处，第一浮球77重力再次下拉拉绳78，使得顶杆710再次上移，第二浮球712上移，微动开关716断开，电磁铁76断电，密封板73再次将落水管71密封，开始再次蓄水，如此循环，实现水力辅助发电。
32.进一步的，储水机构5包括吊杆，第二基台3的底部固定安装有吊杆，吊杆的底部固定连接安装筒52，安装筒52的两端内壁均固定安装有第二支架53，第二支架53间转动套接有第二转轴54，第二转轴54上固定套接有第二涡轮51，第二基台3的顶部固定安装有水泵55，水泵55的输入轴与第二转轴54的端面均套接有传动轮56，传动轮56间套接有传动带，水泵55的输出轴上的传动轮56内开有转槽8，转槽8处的水泵55的输出轴上固定套接有棘轮9，转槽8的内壁开有多个收纳槽10，收纳槽10内通过销轴转动安装有棘爪11，棘爪11啮合棘轮9，棘爪11和棘轮9上的棘齿均为倾斜结构，棘爪11与收纳槽10间安装有扭簧，水泵55的吸水口通过水管连接海水，水泵55的出水口通过水管连接储水箱4的顶部，且水管内安装有单向阀。
33.通过上述技术方案，安装筒52始终位于海水内，风浪和涨潮水流带动第二涡轮51转动，此时第二转轴54通过传动轮56带动水泵55转动，此时棘轮9被棘爪11推动转动，水泵
55将海水通过水管吸入储水箱4内，当风浪回击以及落潮时，此时传动轮56反转，棘爪11被棘轮9倾斜面压入收纳槽10内，从而避免水泵55反转，并且水管内的单向阀避免海水倒流，实现储水。
34.工作原理：在未涨潮时，此时下水箱61内空置，此时第一浮球77重力拉动拉绳78，拉绳78拉动顶杆710，顶杆710上移推动第二浮球712，使得第二浮球712上移，压板715不接触微动开关716，电磁铁76断电，弹簧74推动密封板73将落水管71封堵，储水箱4保持蓄水，当涨潮时，下水箱61内逐渐被填充海水，海水水面上升使得第一浮球77和第二浮球712均上浮，微动开关716仍不开启，此时压簧711推动顶杆710下移，储水箱4保持蓄水状态，安装筒52始终位于海水内，风浪和涨潮水流带动第二涡轮51转动，此时第二转轴54通过传动轮56带动水泵55转动，此时棘轮9被棘爪11推动转动，水泵55将海水通过水管吸入储水箱4内，当风浪回击以及落潮时，此时传动轮56反转，棘爪11被棘轮9倾斜面压入收纳槽10内，从而避免水泵55反转，并且水管内的单向阀避免海水倒流，实现储水，当落潮时，潮水逐渐下移并且并未达到落潮最低处时，第一浮球77和第二浮球712均下移，当第二浮球712下移到最下方使得压板715接触微动开关716时，此时第一浮球77仍漂浮在下水箱61内的海水上，拉绳78处于松弛状态，此时微动开关716将电磁铁76接通电力，从而磁性吸附永磁块75，密封板73开启，存储的海水从落水管71落入下水箱61内，通过水压使得水流从出水管62流出，实现第一涡轮65转动，第一涡轮65带动第一转轴64转动，第一转轴64通过传动带带动发电机67运转，从而实现发电机67转动发电，实现水力发电，水力发电产生的电力可以混合风电发电，也可以提供风电塔筒其余附属设施用电，提高风电场发电效率，因为落水管71的横截面积大于出水管62的横截面积，从而在发电过程中，下水箱61内的水面高度反升，保持第一浮球77的漂浮状态，从而微动开关716保持开启，直到储水箱4内海水流完，后续潮水落潮到最低处，第一浮球77重力再次下拉拉绳78，使得顶杆710再次上移，第二浮球712上移，微动开关716断开，电磁铁76断电，密封板73再次将落水管71密封，开始再次蓄水，如此循环，实现水力辅助发电，提高发电效率。
35.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。