[发明专利]一种便于维护的风电机组气象桅杆

说明书

本发明公开了一种便于维护的风电机组气象桅杆，主要特点在于，通过对气象桅杆、斜拉杆以及安装平面联接点位置及数量的合理布置，在各个方向呈现出类似三角形的稳定受载状态，同时至少有一根支架承受拉力载荷，既减少材料使用量，又能提高整个结构的的抗弯能力；另外，本发明在支架各个联接点设置了转动副，允许支架整体或部分转动，实现正常工作和维护这两个姿态的自由切换，降低了后期运维工作的难度。

技术领域

本发明涉及一种便于维护的风电机组气象桅杆，尤其是解决水平轴风力发电机组的气象传感器，如风速仪、风向仪、接闪器等仪器的联接、支撑和维护问题。

背景技术

在水平轴风电机组的实际运行过程中，需要对风速、风向的风况条件进行实时监控，这就要求机组上安装有相关的传感器。根据机组实际造型，以及机组运行时的实际条件，传感器需要安装在距离机组外壁，或者更准确地说是机组顶部一定高度的位置，通常在此位置还会同时设置一组避雷针或接闪器。总之，测风传感器和避雷针一般会通过一个较高的气象桅杆支架安装在风电机组顶部。

在已有的解决方案中，工程师往往专注于提高支架的支撑能力，如使用更好的材料，尺寸更大或数量更多的结构零件等；还有一部分方案重点关注测风传感器安装位置的调节功能，以期得到更准确的测风数据；极少部分方案提到了支架的可维护性。

发明内容

本发明针对现有技术中未能完美解决高耸支架的支撑和维护矛盾的现状，提出了一种改进的便于维护的风力发电机用气象桅杆，可以同时实现测风传感器正常工作时的稳定支撑，以及停机维护时的便利安全。

在权利要求1中，描述了本发明的主要特征，从属权利要求详细解释了主要特征的功能和细节。

本发明中，气象桅杆具有两个工作位置，分别是主支架竖起时的正常工作状态，以及主支架放倒时的维护工作状态。在主支架竖起时，主要考虑气象桅杆的支撑能力；在主支架放倒时，主要考虑维护点的可达性，以及维护操作的安全和便利性。

本发明提出的气象桅杆结构，在支撑功能方面，通过设置多个（不少于3个）支架与机舱顶部的联接点，且联接点不在同一直线上，在机舱顶部投影平面上实现了三角或多角支撑的稳定结构；同时，主支架较高位置与斜支架相联，在机舱侧方投影平面上实现了三角稳定结构，基于这种思路，通过将气象桅杆各个方向的支架形成类似空间四面体或金字塔的造型，可以有效提高支架整体的支撑刚度，减小其受载后变形，增强了稳定性。

同时，本发明提出的气象桅杆，通过载荷分配和受力位置的优化，有意识地使斜杆部分在承载时受拉，避免了细长杆件的压杆失稳问题。

本发明中，气象桅杆的第二工作位置，即放倒姿态，其实现方式没有引入新的结构件或者附件，而是通过在支架上设置转动副，通过简单的转动动作，使支架杆件相对角度发生变化，实现气象桅杆主支架的放倒动作，且主支架放倒后，传感器安装点高度恰好处于利于工作人员维护操作的位置。此时，主辅支架之间形成新的三角稳定结构，使得依然存在于一种安全可靠的环境中。

在本发明中，所有的联接没有使用焊接方式，在疲劳工况下会有更好的联接强度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的技术人员来讲，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它附图。

附图1为基础实施例示意图；

附图2为基础实施例中气象桅杆正常工作时的侧视图；

附图3为基础实施例中气象桅杆正常工作时的附视图；

附图4为基础实施例中气象桅杆维护操作时的示意图；

附图5为基础实施例中气象桅杆维护操作时的侧视图；

附图6为基础实施例中气象桅杆维护操作时的附视图；