一种风力发电塔筒
阅读说明：本技术 一种风力发电塔筒 (Wind power generation tower cylinder ) 是由 华建民 薛暄译 王斐 黄乐鹏 王能 于 2021-01-25 设计创作，主要内容包括：本发明涉及风力发电领域,具体公开了一种风力发电塔筒,包括旋转塔筒与固定塔筒,固定塔筒与地面固定连接,固定塔筒与旋转塔筒之间设置有环形的承重台；固定塔筒顶端开设有环形的凹槽,承重台底部固定连接有环形块,环形块水平转动连接在凹槽内；承重台侧壁上设置有导向装置,导向装置包括固定有两块竖向设置的导风板,且导风板之间具有夹角；旋转塔筒设置在承重台上,且旋转塔筒、承重台与固定塔筒同轴线设置,旋转塔筒顶端设置有水平设置的叶片与发电机组,且叶片与导向装置分布位于旋转塔筒的两侧；本发明意在现有风力发电塔筒与叶片方位均是固定的,无法随着风向与风力的变化而调整,导致无法对风能进行最有效的利用问题。(The invention relates to the field of wind power generation, and particularly discloses a wind power generation tower cylinder, which comprises a rotating tower cylinder and a fixed tower cylinder, wherein the fixed tower cylinder is fixedly connected with the ground, and an annular bearing platform is arranged between the fixed tower cylinder and the rotating tower cylinder; the top end of the fixed tower barrel is provided with an annular groove, the bottom of the bearing table is fixedly connected with an annular block, and the annular block is horizontally and rotatably connected in the groove; a guide device is arranged on the side wall of the bearing table, the guide device comprises two air deflectors which are vertically arranged, and an included angle is formed between the air deflectors; the rotating tower drum is arranged on the bearing platform, the rotating tower drum, the bearing platform and the fixed tower drum are coaxially arranged, the top end of the rotating tower drum is provided with horizontally arranged blades and a generator set, and the blades and the guide devices are distributed on two sides of the rotating tower drum; the invention aims to solve the problem that the wind energy cannot be utilized most effectively because the existing wind power generation tower drum and the blade are fixed and cannot be adjusted along with the change of the wind direction and the wind power.)
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域，具体公开了一种风力发电塔筒。
背景技术
近年来，随着低风速风电项目的蓬勃发展，为了提升发电量，风力发电机组塔筒的高度也在不断增加。目前，风力发电机组塔筒普遍为圆锥形钢塔筒，由于这种塔筒制作简单、现场安装便捷快速，所以占据了很大的市场份额。
对于风力发电机来说，风场正对其叶片时，风力发电机的发电量最高，对风能的利用率最大；但风场的风向与风力大小随着时间与季节的变化而变化，而现有风力发电塔筒与叶片的方位均是固定，无法随着风风场向与风力的变化而调整，导致无法对风能进行最有效的利用。
发明内容
本发明意在提供一种风力发电塔筒，以解决现有风力发电塔筒与叶片方位均是固定的，无法随着风向与风力的变化而调整，导致无法对风能进行最有效的利用问题。
为了达到上述目的，本发明的基础方案为：
一种风力发电塔筒，其特征在于：包括旋转塔筒与固定塔筒，固定塔筒与地面固定连接，固定塔筒与旋转塔筒之间设置有环形的承重台；固定塔筒顶端开设有环形的凹槽，承重台底部固定连接有环形块，环形块水平转动连接在凹槽内；承重台侧壁上设置有导向装置，导向装置包括固定有两块竖向设置的导风板，且导风板之间具有夹角；旋转塔筒设置在承重台上，且旋转塔筒、承重台与固定塔筒同轴线设置，旋转塔筒顶端设置有水平设置的叶片与发电机组，且叶片与导向装置分布位于旋转塔筒的两侧。
可选地，所述旋转塔筒外径小于承重台内径，旋转塔筒两侧固定连接有对称设置的转轴，转轴上均固定有传动齿轮；所述承重台内壁对称开设有连接孔，转轴转动连接在对应的连接孔内，所述连接孔下方均设置有驱动电机，驱动电机固定在承重台内壁上，驱动电机上固定有与传动齿轮啮合的主动齿轮。
可选地，所述承重台上开设有两个弧形槽，弧形槽关于连接孔的中轴线对称设置，弧形槽中心处均开设有对称设置的通孔；转轴两侧设置有卷扬机，卷扬机的输出端上设置有牵引绳，牵引绳设置在弧形槽内，牵引绳的另一端穿过通孔与旋转塔筒固定连接。
可选地，所述凹槽两侧均开设有导向限位槽，导向限位槽底部嵌入有滚珠，滚珠与导向限位槽活动连接，环形块的内外侧上固定有与导向限位槽适配的导向限位块。
可选地，所述导向限位块上表面固定有第一电磁铁，导向限位槽的上表面固定有与第一电磁铁贴合的第二电磁铁，第一电磁铁与第二电磁的磁极相同，且第一电磁铁与第二电磁铁均与发电机组连接。
可选地，所述承重台表面上滑动连接有两块对称设置的夹紧块，夹紧块的相向端上开设有弧形的开口，夹紧块与承重台之间固定有液压阻尼器。
可选地，所述导风板之间的夹角为30～80度。
本方案的工作原理及有益效果在于：
1、本方案中，当风场发生改变时，通过风吹动导风板偏转，直至导向装置背对风向，而导风板的偏转则带动承重台、旋转塔筒一同转动，直至导向装置背对风向，旋转塔筒顶端的叶片则正对风向，使叶片与风场的接触面积达到最大，从而使风场面积的有效利用率达到最高，使得风力发电机的发电量达到最大，尽可能的利用风能。
2、本方案中，当叶片正对风场，风场风力增大的情况下，通过驱动电机驱动转轴转动，从而带动旋转塔筒朝向风场适量倾斜，通过旋转塔筒的倾斜，使旋转塔筒与叶片的重心朝向风场，利用旋转筒体自身的重力平衡与风场的作用力，以此旋转塔筒与风场的平衡，避免旋转塔筒倾覆。
3、本方案中，旋转塔筒倾斜过程中，通过卷扬机对牵引绳的松放，使牵引绳保持与旋转塔筒之间的连接；当旋转塔筒倾斜后，关闭卷扬机，利用卷扬机与牵引绳对旋转塔筒进行拉力平衡，防止旋转塔筒摇摆，造成旋转塔筒倾斜过度。
4、本方案中，通过两侧的夹紧块将旋转塔筒保持夹持，防止旋转塔筒倾覆，此外阻尼器属耗能元件，对抗震性能有提高作用。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为本发明承重台的横向剖视图；
图3为本发明实施例的纵向剖视图；
图4为图3中A处的放大示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：固定塔筒1、旋转塔筒2、承重台3、环形块4、导风板5、叶片6、发电机组7、转轴8、传动齿轮9、主动齿轮10、弧形槽11、卷扬机12、牵引绳13、通孔14、导向限位块15、第一电磁铁16、第二电磁铁17、夹紧块18、液压杆19、滚珠20。
实施例
如图1、图2、图3与图4所示：
一种风力发电塔筒，其特征在于：包括旋转塔筒2与固定塔筒1，固定塔筒1与地面固定连接，固定塔筒1与旋转塔筒2之间设置有环形的承重台3；固定塔筒1顶端开设有环形的凹槽，承重台3底部固定连接有环形块4，环形块4水平转动连接在凹槽内；承重台3侧壁上设置有导向装置，导向装置包括固定有两块竖向设置的导风板5，且导风板5之间具有夹角；旋转塔筒2设置在承重台3上，且旋转塔筒2、承重台3与固定塔筒1同轴线设置，旋转塔筒2顶端设置有水平设置的叶片6与发电机组7，且叶片6与导向装置分布位于旋转塔筒2的两侧。
当风场发生改变时，由于两块导风板5之间具有夹角，在风倾斜方向吹在导风板5的倾斜面上时，两块导风板5的受力大小不同，导致导风板5偏转，直至导向装置背对来风向，使两块导风板5的倾斜面受力平衡；而导风板5的偏转则带动承重台3、旋转塔筒2一同转动，由于叶片6与导向装置分布位于旋转塔筒2的两侧，当导向装置平行于风向时，旋转塔筒2顶端的叶片6则正对风向，使得叶片6与风场的接触面积达到最大，从而使风场面积的有效利用率达到最高，使得风力发电机的发电量达到最大，尽可能的利用风能。
可选地，所述旋转塔筒2外径小于承重台3内径，旋转塔筒2两侧固定连接有对称设置的转轴8，转轴8上均固定有传动齿轮9；所述承重台3内壁对称开设有连接孔，转轴8转动连接在对应的连接孔内，所述连接孔下方均设置有驱动电机，驱动电机固定在承重台3内壁上，驱动电机上固定有与传动齿轮9啮合的主动齿轮10。
当叶片6正对风场，风场风力增大的情况下，风力发电机塔筒所受到横向上作用力逐渐增大，当风速达到一定时，塔筒有断裂、倾覆的危险；此时，启动驱动电机，通过主动齿轮10与传动齿轮9的啮合驱动转轴8转动，从而带动旋转塔筒2朝向风场方向适量倾斜，使旋转塔筒2与叶片6的重心向来风向偏移，利用旋转筒体自身的重力平衡与风场的作用力，以此旋转塔筒2与风场的平衡，避免旋转塔筒2断裂、倾覆。
可选地，所述承重台3上开设有两个弧形槽11，弧形槽11关于连接孔的中轴线对称设置，弧形槽11中心处均开设有对称设置的通孔14；转轴8两侧设置有卷扬机12，卷扬机12的输出端上设置有牵引绳13，牵引绳13设置在弧形槽11内，牵引绳13的另一端穿过通孔14与旋转塔筒2固定连接。
旋转塔筒2倾斜过程中，通过卷扬机12对牵引绳13的松放，使牵引绳13保持与旋转塔筒2之间的连接；当旋转塔筒2倾斜后，关闭卷扬机12，利用卷扬机12与牵引绳13对旋转塔筒2进行拉力平衡，防止旋转塔筒2摇摆，造成旋转塔筒2倾斜过度。
可选地，所述凹槽两侧均开设有导向限位槽，导向限位槽底部嵌入有滚珠20，滚珠20与导向限位槽活动连接，环形块4的内外侧上固定有与导向限位槽适配的导向限位块15。
通过导向限位槽与导向限位块15的配合，在承重台3转动过程中起到导向和到位的作用，防止承重台3与固定塔筒1脱离；而导向限位槽底部设置的滚珠20，则起到降低导向限位槽与导向限位块15之间的摩擦力，便于承重台3的滑动。
可选地，所述导向限位块15上表面固定有第一电磁铁16，导向限位槽的上表面固定有与第一电磁铁16贴合的第二电磁铁17，第一电磁铁16与第二电磁的磁极相同，且第一电磁铁16与第二电磁铁17均通过PLC控制器与发电机组7连接。
当承重台3转动至叶片6正对风场时，发电机组7的发电量增加，当发电量增加到较为平稳状态下，PLC控制器控制发电机组7对第一电磁铁16与第二电磁供电，第一电磁铁16与第二电磁吸附在一起，从而将承重台3固定住，防止承重台3来回旋转，造成不必要的磨损，同时也防止对倾斜状态下的旋转塔筒2造成影响；而发电机组7的发电量出现波动时，则风场的风向与风力出现波动，此时PLC控制器控制发电机组7停止对第一电磁铁16与第二电磁供电，第一电磁铁16与第二电磁铁17松开，使承重台3能够转动以适应风场。
可选地，所述承重台3表面上滑动连接有两块对称设置的夹紧块18，夹紧块18的相向端上开设有弧形的开口，夹紧块18与承重台3之间固定有液压阻尼器。
通过两侧的夹紧块18将旋转塔筒2夹持住，防止旋转塔筒2倾覆。
可选地，所述导风板5之间的夹角为30～80度。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和本发明的实用性。
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