海上漂浮式垂直轴风力发电装置的制作方法

本技术属于风力发电，特别涉及一种海上漂浮式垂直轴风力发电装置。

背景技术：

1、随着全球经济的发展，使得石油等不可再生资源日益短缺，风能作为一种清洁能源被广泛应用，常规的风力发电装置一般设置在较为空旷的底地面，但是海上与陆地相比，具有空间充足，风力资源丰富的优势，因此，海上是风力发电的优选场址，尤其是远海深海地区，风力资源更好，但是，由于海水较深，因此，漂浮式风力发电装备便成为一个比较经济的选择。

2、公开号为cn217152188u的中国专利公开了一种海上风力发电设备，采用水平轴叶片形式，此种风力发电机组增大发电功率的一种形式是加长水平轴叶片的长度，但是在增加叶片长度的同时，塔柱的长度也在增加，导致成本大幅提升。因此，亟需设计一种低成本的大功率海上发电设备。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于克服现有技术中大功率发电设备成本高的缺陷，提供一种海上漂浮式垂直轴风力发电装置。

2、本实用新型提供了海上漂浮式垂直轴风力发电装置，包括漂浮底座，漂浮底座通过锚链固定在海底，所述漂浮底座顶部设置有塔柱，所述塔柱顶部设置有发电机，所述发电机顶部设置有轮毂法兰，所述轮毂法兰与所述发电机轴性连接，所述轮毂法兰的外壁安装有三个叶轮悬臂，三个所述叶轮悬臂相对于所述轮毂法兰的中心均匀设置，所述叶轮悬臂上固定设置有若干个叶片。

3、进一步的方案为，还包括漂浮支撑圈，所述漂浮支撑圈设置在所述塔柱周侧，漂浮支撑圈与所述叶轮悬臂通过若干个支撑杆连接，每两个支撑杆构成v型结构，并配合叶轮悬臂构成三角稳定结构；

4、所述漂浮支撑圈为空心管状漂浮圆环，漂浮在海面并通过支撑杆实现对叶轮悬臂的支撑。

5、进一步的方案为，所述叶轮悬臂至少包括内部叶轮悬臂和外部叶轮悬臂，所述内部叶轮悬臂和外部叶轮悬臂通过铰链连接，所述支撑杆的顶部与所述外部叶轮悬臂连接。

6、进一步的方案为，所述漂浮底座包括空心安装基座，所述空心安装基座的顶部与所述塔柱的顶部连接，所述塔柱的底部直径大于顶部直径；所述空心安装基座沿周侧均匀设置有六个第二空心管，相邻两个所述第二空心管之间通过第一空心管连接，构成六边形浮力结构；所述六边形浮力结构的顶部与所述塔柱之间还均匀设置有六个固定杆，所述固定杆的底部与所述六边形浮力结构的顶点连接，固定杆的顶部与所述塔柱的外壁连接。

7、进一步的方案为，所述固定杆底部设置有液压杆；

8、所述液压杆的一端与所述固定杆连接，液压杆的另一端设置有固定盘，所述固定盘与所述六边形浮力结构的顶点连接；

9、所述液压杆外侧套设有减震弹簧，所述减震弹簧的顶部与所述固定杆底部外沿固定连接，减震弹簧的底部与所述固定盘连接。

10、进一步的方案为，所述发电机为内转子发电机，所述发电机与所述塔柱的顶部通过法兰连接，所述轮毂法兰固定设置在内转子上。

11、进一步的方案为，所述叶片为内侧平直、外侧圆弧状的中空结构。

12、进一步的方案为，所述叶片内部设置有轻质气体气囊。

13、进一步的方案为，所述轻质气体气囊为氢气气囊或氦气气囊。

14、与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

15、本实用新型采用垂直轴叶片形式，将叶片固定在叶轮悬臂上，可通过延长叶轮悬臂的长度实现发电功率的增加，无需改变塔柱的高度及叶片的长度，相比于水平轴风力发电而言，可分段制造，节约了制造成本和运输成本。

16、本实用新型利用漂浮支撑圈对叶轮悬臂起到支撑作用，利用漂浮支撑圈的浮力抵消绝大部分叶轮悬臂的重力，并且在叶片内部装有轻型气体胶囊，以便产生浮力托起该段叶轮悬臂和叶片，用于抵消部分叶片的自身重力，可实现叶轮悬臂长度的轻松外延。

17、本实用新型采用六边形浮力结构的漂浮底座，并且六边形浮力结构由空心管拼接而成，在提高浮力的同时简化了装配工艺，六边形浮力结构上部有固定杆和塔柱链接，实现装备中心部件的稳定支撑。

技术特征：

1.海上漂浮式垂直轴风力发电装置，包括漂浮底座(2)，所述漂浮底座(2)通过锚链固定在海底；其特征在于，所述漂浮底座(2)顶部设置有塔柱(1)，所述塔柱(1)顶部设置有发电机(3)，所述发电机(3)顶部设置有轮毂法兰，所述轮毂法兰与所述发电机(3)轴性连接，所述轮毂法兰的外壁安装有三个叶轮悬臂(4)，三个所述叶轮悬臂(4)相对于所述轮毂法兰的中心均匀设置，所述叶轮悬臂(4)上固定设置有若干个叶片(5)。

2.根据权利要求1所述的海上漂浮式垂直轴风力发电装置，其特征在于，还包括漂浮支撑圈(6)，所述漂浮支撑圈(6)设置在所述塔柱(1)周侧，漂浮支撑圈(6)与所述叶轮悬臂(4)通过若干个支撑杆(7)连接，每两个支撑杆(7)构成v型结构，并配合叶轮悬臂(4)构成三角稳定结构；

3.根据权利要求2所述的海上漂浮式垂直轴风力发电装置，其特征在于，所述叶轮悬臂(4)至少包括内部叶轮悬臂和外部叶轮悬臂，所述内部叶轮悬臂和外部叶轮悬臂通过铰链连接，所述支撑杆(7)的顶部与所述外部叶轮悬臂连接。

4.根据权利要求1所述的海上漂浮式垂直轴风力发电装置，其特征在于，所述漂浮底座(2)包括空心安装基座(8)，所述空心安装基座(8)的顶部与所述塔柱(1)的顶部连接，所述塔柱(1)的底部直径大于顶部直径；所述空心安装基座(8)沿周侧均匀设置有六个第二空心管(10)，相邻两个所述第二空心管(10)之间通过第一空心管(9)连接，构成六边形浮力结构；所述六边形浮力结构的顶部与所述塔柱(1)之间还均匀设置有六个固定杆(12)，所述固定杆(12)的底部与所述六边形浮力结构的顶点连接，固定杆(12)的顶部与所述塔柱(1)的外壁连接。

5.根据权利要求4所述的海上漂浮式垂直轴风力发电装置，其特征在于，所述固定杆(12)底部设置有液压杆(13)；

6.根据权利要求1所述的海上漂浮式垂直轴风力发电装置，其特征在于，所述发电机(3)为内转子发电机，所述发电机(3)与所述塔柱(1)的顶部通过法兰(19)连接，所述轮毂法兰固定设置在内转子上。

7.根据权利要求1所述的海上漂浮式垂直轴风力发电装置，其特征在于，所述叶片(5)为内侧平直、外侧圆弧状的中空结构。

8.根据权利要求7所述的海上漂浮式垂直轴风力发电装置，其特征在于，所述叶片(5)内部设置有轻质气体气囊。

9.根据权利要求8所述的海上漂浮式垂直轴风力发电装置，其特征在于，所述轻质气体气囊为氢气气囊或氦气气囊。

技术总结
本技术属于风力发电技术领域，具体公开了海上漂浮式垂直轴风力发电装置，包括漂浮底座，漂浮底座通过锚链固定在海底。所述漂浮底座顶部设置有塔柱，所述塔柱顶部设置有发电机，所述发电机顶部设置有轮毂，轮毂外端及底部设有轮毂法兰，底部轮毂法兰与所述发电机轴性连接，外端轮毂法兰连接三个叶轮悬臂，三个所述叶轮悬臂相对于轮毂的中心对称均布设置，所述叶轮悬臂分内外部两端，通过铰链连接，外部叶轮悬臂依靠下部的支撑杆和漂浮在水面的漂浮圈连接，以增强叶轮悬臂的有效支撑并实现长臂布局，所述外叶轮悬臂上固定设置有若干个叶片。本技术采用垂直轴叶片形式，将叶片固定在叶轮悬臂上，可通过延长叶轮悬臂的长度实现发电功率的大幅增加。

技术研发人员：孙明
受保护的技术使用者：陕西珂骊玛铸业有限公司
技术研发日：20230316
技术公布日：2024/1/13