專利名稱：一種垂直軸風力發電機規避強風引起失速的方法
技術領域：
本發明涉及垂直軸風力發電機，尤其是能夠強風引起發電機失速的方法。
背景技術：
風力發電機剎車機構的主要作用有兩方面一是設備檢修時需要將風力發電機2 的葉片固定不動，二是遇到風力特別強力或者臺風時為避免損壞發電機2需要將風力發電機2的葉片固定不轉。現有風力發電機的剎車方式主要有機械式的剎車機構和變漿式的剎車系統。機械的剎車機構一般是由剎車盤、剎車塊和液壓控制裝置組成的液壓剎車機構，該種剎車機構的剎車盤固定在電機組的主軸上，剎車塊由液壓控制裝置控制。當遇到風力特別強力或者臺風時，為保護風力發電機2因超功率發電而受到損壞，液壓控制裝置控制剎車塊夾緊主軸，使其減慢速度，從而限 制了發電機的轉速，改剎車過程中一直將全部的作用力都加在剎車片上，這使得機械振動大，剎車片磨損快，也不適合日常的維護；變漿式的剎車系統是通過改變葉片的迎風面積來達到減少葉片的受力，從而降低葉片的速度，該種方式在一般的強風下可能有用，但是對于臺風級的風力來說，該種剎車方式存在很大的風險， 剎車效果一般。上述兩種剎車方式均存在一個關鍵問題，即使剎車湊效，風力發電機的葉片也很有可能被強風吹斷，造成發電機2的損害。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種垂直軸風力發電機規避強風引起失速的方法，該操作簡單，能夠解決在風力特別強力或者臺風時，發電機2失速及葉片折斷的問題，確保了發電機2的安全。為解決上述技術問題，本發明的技術方案是一種垂直軸風力發電機規避強風引起失速的方法，垂直軸風力發電機包括塔柱、設于塔柱上的一個以上的發電單元，所述發電單元包括Φ形葉片組、發電機，所述葉片組上端設有第一軸承并與第一軸承的外圈連接， 葉片組下端設有樞接裝置并與樞接裝置的旋轉部連接；所述發電機包括內定子、外轉子，夕卜轉子上端與樞接裝置的旋轉部連接，外轉子下端設有第三軸承并與第三軸承外圈固定，第一軸承的內圈、樞接裝置的固定部、第三軸承的內圈均套在所述塔柱上；所述塔柱頂部設有起重機，所述起重機上設有吊鉤；其特征在于所述葉片組包括兩片以上的葉片，所述葉片呈弓形，由弦及對應的弧所構成，所述弧與弦之間設有一根以上的支臂，所述支臂上設有若干供吊鉤吊掛的吊耳；所述葉片上、下兩端均設有公連接機構，所述第一軸承外圈和第二軸承外圈上對應葉片上、下兩端處設有母連接機構，所述公連接機構與所述母連接機構配合； 在遭遇強風時，通過起重機將葉片吊放到地面，吊放的順序為從下往上依次吊放；起重機吊放葉片的具體步驟如下起重機通過吊鉤吊鉤掛葉片支臂上的吊耳；然后將葉片上、下兩端的連接打開使葉片脫離塔柱；起重機將葉片往下吊放。作為改進，所述樞接裝置為第二軸承，樞接裝置的旋轉部為第二軸承的外圈，樞接裝置的固定部為第二軸承的內圈。
作為改進，所述樞接裝置由第二上軸承和第二下軸承組成，所述樞接裝置的旋轉部分別為第二上軸承和第二下軸承的外圈，樞接裝置的固定部分別為第二上軸承和第二下軸承的內圈；所述葉片下端與所述第二上軸承的外圈固定，所述發電機外轉子上端與所述第二下軸承的外圈固定；第二上軸承的外圈與第二下軸承的外圈之間設有聯軸器連接。作為改進，所述起重機還包括回轉塔架、起重臂、平衡臂、平衡重、起重小車、小車行走機構、拉索、起升機構和控制系統；所述起重臂和平衡臂安裝在回轉塔架上，平衡重安裝在平衡臂的一端，小車行走機構設置在起重臂上，起重小車設置在小車行走機構上，吊鉤設置在起重小車下方，吊鉤與所述拉索一端連接，拉索的另一端與起升機構連接。 作為改進，所述公連接機構為具有安裝孔的兩片并排設置的第一安裝耳，所述母連接機構為具有安裝孔的一片第二安裝耳，所述第二安裝耳插在兩片第一安裝耳之間，第一安裝耳與第二安裝耳之間通過銷軸連接固定。作為改進，所述公連接機構包括滑塊、與滑塊連接的動力機構，所述母連接機構為具有插槽為安裝座，所述滑塊與所述插槽配合。作為改進，所述葉片上、下兩端與對應的支臂之間設有拉索，支臂與支臂之間設有拉索。本發明與現有技術相比所帶來的有益效果是
由起重機、可拆裝的葉片及軌道組成的規避強風引起失速的裝置，該結構簡單，操作起來方便可靠，能夠解決在風力特別強力或者臺風時，發電機2失速及葉片折斷的問題，確保了發電機2的安全；另外，起重機能夠起到很好的裝配葉片的作用，尤其適合使用在高度較高的垂直軸風力發電機中。
圖1為實施例1垂直軸風力發電機結構示意圖。圖2為實施例1垂直軸風力發電機剖視圖。圖3為實施例1垂直軸風力發電機卸載葉片的工作狀態圖。圖4為實施例2垂直軸風力發電機結構示意圖。圖5為實施例2垂直軸風力發電機剖視圖。圖6為實施例2垂直軸風力發電機卸載葉片的工作狀態圖。圖7為實施例3垂直軸風力發電機結構示意圖。圖8為實施例3垂直軸風力發電機剖視圖。圖9為實施例3垂直軸風力發電機卸載葉片的工作狀態圖。圖10為葉片的第一種連接方式示意圖。圖11為葉片的第二種連接方式示意圖。圖12為起重機結構示意圖。
具體實施例方式下面結合說明書附圖對本發明作進一步說明。實施例1
如圖1所示，一種垂直軸風力發電機規避強風引起失速的裝置，包括塔柱1、設于塔柱1上的一個以上的發電單元，本實施例中，所述塔柱1上只設有一個發電單元，所述發電單元包括Φ形葉片組、外轉子發電機2、起重機4。如圖2所示，所述葉片組上端設有第一軸承5，第一軸承5的內圈固定套在塔柱1 上，葉片組上端與第一軸承5的外圈連接；葉片組下端設有第二軸承6，第二軸承6的內圈固定套在塔柱1上，葉片組下端與第二軸承6的外圈連接，葉片組通過連接法蘭8與第一軸承5和第二軸承6的外圈連接，并通過第一軸承5和第二軸承6與塔柱1樞接，葉片組可以繞著塔柱1自由旋轉。所述發電機2包括內定子22、外轉子21，內定子22固定套在塔柱1 上，外轉子21上端與第二軸承6的外圈連接，外轉子21下端設有第三軸承7，第三軸承7內圈固定套在塔柱1上，外轉子21下端與第三軸承7外圈連接。所述Φ形葉片組主要由兩片葉片3組成，所述葉片3呈弓形，由弦32及對應的弧31所構成。所述弧31與弦32之間設有兩根支臂11，所述葉片3上、下兩端與對應的支臂11之間設有拉索10，支臂11與支臂 11之間設有拉索10，所述支臂11上設有若干供吊鉤吊掛的吊耳12。所述葉片3上、下兩端均設有公連接機構，所述第一軸承5外圈和第二軸承6外圈上對應葉片3上、下兩端處設有母連接機構，所述公連接機構與所述母連接機構配合。如圖10所示，本實施例中，所述公連接機構為具有安裝孔的兩片并排設置的第一安裝耳15，所述母連接機構為具有安裝孔的一片第二安裝耳14，所述第二安裝耳14插在兩片第一安裝耳15之間，第一安裝耳15與第二安裝耳14之間通過銷軸連接固定。 如圖12所示，所述塔柱1頂部設有起重機4，所述起重機4包括回轉塔架47、起重臂44、平衡臂45、平衡重46、起重小車43、小車行走機構、吊鉤42、拉索41、起升機構48和控制系統；所述起重臂44和平衡臂45安裝在回轉塔架47上，平衡重46安裝在平衡臂45 的一端，小車行走機構設置在起重臂44上，起重小車43設置在小車行走機構上，吊鉤42設置在起重小車43下方，吊鉤42與所述拉索一端連接，拉索的另一端與起升機構48連接。如圖3所示，本發明的工作方法如下
在遭遇強風時，通過起重機4將葉片3吊放到地面，吊放的順序為從下往上依次吊放； 起重機4吊放葉片3的具體步驟如下起重機4通過吊鉤42掛葉片3支臂11上的吊耳12 ； 然后將葉片3上、下兩端的連接打開使葉片3脫離塔柱1 ；起重機4將葉片3往下吊放。同理當需要將葉片3重新安裝到塔柱1上時，通過起重機4將葉片3吊起，讓葉片3上的公連接機構與軸承上的母連接機構結合后即可完成葉片3的安裝。由起重機4、可拆裝的葉片3及軌道組成的規避強風引起失速的裝置，該結構簡單，操作起來方便可靠，能夠解決在風力特別強力或者臺風時，發電機2失速及葉片3折斷的問題，確保了發電機2的安全；另外，起重機4能夠起到很好的裝配葉片3的作用，尤其適合使用在高度較高的垂直軸風力發電機中。實施例2
如圖4所示，一種垂直軸風力發電機規避強風引起失速的裝置，包括塔柱1、設于塔柱1 上的一個以上的發電單元，本實施例中，所述塔柱1上只設有兩個發電單元，所述發電單元包括Φ形葉片組、外轉子發電機2、起重機4。如圖5所示，所述葉片組上端設有第一軸承5，第一軸承5的內圈固定套在塔柱1 上，葉片組上端與第一軸承5的外圈連接；葉片組下端設有第二軸承6，第二軸承6的內圈固定套在塔柱1上，葉片組下端與第二軸承6的外圈連接，葉片組通過連接法蘭8與第一軸承5和第二軸承6的外圈連接，并通過第一軸承5和第二軸承6與塔柱1樞接，葉片組可以繞著塔柱1自由旋轉。所述發電機2包括內定子22、外轉子21，內定子22固定套在塔柱1 上，外轉子21上端與第二軸承6的外圈連接，外轉子21下端設有第三軸承7，第三軸承7內圈固定套在塔柱1上，外轉子21下端與第三軸承7外圈連接。所述Φ形葉片組主要由三片葉片3組成，所述葉片3呈弓形，由弦32及對應的弧31所構成。所述弧31與弦32之間設有兩根支臂11，所述葉片3上、下兩端與對應的支臂11之間設有拉索，支臂11與支臂11 之間設有拉索，所述支臂11上設有若干供吊鉤42吊掛的吊耳12。所述葉片3上、下兩端均設有公連接機構，所述第一軸承5外圈和第二軸承6外圈上對應葉片3上、下兩端處設有母連接機構，所述公連接機構與所述母連接機構配合。如圖11所示，本實施例中，所述公連接機構包括滑塊16、與滑塊16連接的動力機構19，所述母連接機構為具有插槽18為安裝座 17，所述滑塊16與所 述插槽18配合。如圖12所示，所述塔柱1頂部設有起重機4，所述起重機4包括回轉塔架47、起重臂44、平衡臂45、平衡重46、起重小車43、小車行走機構、吊鉤42、拉索、起升機構48和控制系統；所述起重臂44和平衡臂45安裝在回轉塔架47上，平衡重46安裝在平衡臂45的一端，小車行走機構設置在起重臂44上，起重小車43設置在小車行走機構上，吊鉤42設置在起重小車43下方，吊鉤42與所述拉索一端連接，拉索的另一端與起升機構48連接。如圖6所示，本發明的工作方法如下
在遭遇強風時，通過起重機4將葉片3吊放到地面，吊放的順序為從下往上依次吊放； 起重機4吊放葉片3的具體步驟如下起重機4通過吊鉤42掛葉片3支臂11上的吊耳12 ； 然后將葉片3上、下兩端的連接打開使葉片3脫離塔柱1 ；起重機4將葉片3往下吊放。同理當需要將葉片3重新安裝到塔柱1上時，通過起重機4將葉片3吊起，讓葉片3上的公連接機構與軸承上的母連接機構結合后即可完成葉片3的安裝。由起重機4、可拆裝的葉片3及軌道組成的規避強風引起失速的裝置，該結構簡單，操作起來方便可靠，能夠解決在風力特別強力或者臺風時，發電機2失速及葉片3折斷的問題，確保了發電機2的安全；另外，起重機4能夠起到很好的裝配葉片3的作用，尤其適合使用在高度較高的垂直軸風力發電機中。實施例3
如圖7所示，一種垂直軸風力發電機規避強風引起失速的裝置，包括塔柱1、設于塔柱1 上的一個以上的發電單元，本實施例中，所述塔柱1上只設有兩個發電單元，所述發電單元包括Φ形葉片組、外轉子發電機2、起重機4。如圖8所示，所述葉片組上端設有第一軸承5，第一軸承5的內圈固定套在塔柱1 上，葉片組上端通過連接法蘭8與第一軸承5的外圈連接；葉片組下端設有第二上軸承6a， 第二上軸承6a的內圈固定套在塔柱1上，葉片組下端通過連接法蘭8與第二上軸承6a的外圈連接，葉片組通過第一軸承5和第二上軸承6a與塔柱1樞接，葉片組可以繞著塔柱1自由旋轉。所述發電機2包括內定子22、外轉子21，內定子22固定套在塔柱1上，外轉子21 上端設有第二下軸承6b，外轉子21與第二下軸承6b的外圈連接，第二下軸承6b的內圈固定套在塔柱1上。第二上軸承6a的外圈與第二下軸承6b的外圈之間設有聯軸器6連接， 聯軸器內設有剎車裝置，所述剎車裝置包括與連接器固定的剎車盤和與塔柱固定的液壓剎車塊，所述剎車塊與所述剎車盤配合。外轉子21下端設有第三軸承7，第三軸承7內圈固定套在塔柱1上，外轉子21下端與第三軸承7外圈連接。所述φ形葉片組主要由三片葉片 3組成，所述葉片3呈弓形，由弦32及對應的弧31所構成。所述弧31與弦32之間設有兩根支臂11，所述葉片3上、下兩端與對應的支臂11之間設有拉索，支臂11與支臂11之間設有拉索，所述支臂11上設有若干供吊鉤42吊掛的吊耳12。所述葉片3上、下兩端均設有公連接機構，所述第一軸承5外圈和第二上軸承6a外圈上對應葉片3上、下兩端處設有母連接機構，所述公連接機構與所述母連接機構配合。如圖11所示，本實施例中，所述公連接機構包括滑塊16、與滑塊16連接的動力機構19，所述母連接機構為具有插槽18為安裝座 17，所述滑塊16與所述插槽18配合。 如圖12所示，所述塔柱1頂部設有起重機4，所述起重機4包括回轉塔架47、起重臂44、平衡臂45、平衡重46、起重小車43、小車行走機構、吊鉤42、拉索、起升機構48和控制系統；所述起重臂44和平衡臂45安裝在回轉塔架47上，平衡重46安裝在平衡臂45的一端，小車行走機構設置在起重臂44上，起重小車43設置在小車行走機構上，吊鉤42設置在起重小車43下方，吊鉤42與所述拉索一端連接，拉索的另一端與起升機構48連接。如圖9所示，本發明的工作方法如下
在遭遇強風時，通過起重機4將葉片3吊放到地面，吊放的順序為從下往上依次吊放； 起重機4吊放葉片3的具體步驟如下起重機4通過吊鉤42掛葉片3支臂11上的吊耳12 ； 然后將葉片3上、下兩端的連接打開使葉片3脫離塔柱1 ；起重機4將葉片3往下吊放。同理當需要將葉片3重新安裝到塔柱1上時，通過起重機4將葉片3吊起，讓葉片3上的公連接機構與軸承上的母連接機構結合后即可完成葉片3的安裝。由起重機4、可拆裝的葉片3及軌道組成的規避強風引起失速的裝置，該結構簡單，操作起來方便可靠，能夠解決在風力特別強力或者臺風時，發電機2失速及葉片3折斷的問題，確保了發電機2的安全；另外，起重機4能夠起到很好的裝配葉片3的作用，尤其適合使用在高度較高的垂直軸風力發電機中。
權利要求
1.一種垂直軸風力發電機規避強風引起失速的方法，垂直軸風力發電機包括塔柱、設于塔柱上的一個以上的發電單元，所述發電單元包括φ形葉片組、發電機，所述葉片組上端設有第一軸承并與第一軸承的外圈連接，葉片組下端設有樞接裝置并與樞接裝置的旋轉部連接；所述發電機包括內定子、外轉子，外轉子上端與樞接裝置的旋轉部連接，外轉子下端設有第三軸承并與第三軸承外圈固定，第一軸承的內圈、樞接裝置的固定部、第三軸承的內圈均套在所述塔柱上；所述塔柱頂部設有起重機，所述起重機上設有吊鉤；其特征在于 所述葉片組包括兩片以上的葉片，所述葉片呈弓形，由弦及對應的弧所構成，所述弧與弦之間設有一根以上的支臂，所述支臂上設有若干供吊鉤吊掛的吊耳；所述葉片上、下兩端均設有公連接機構，所述第一軸承外圈和第二軸承外圈上對應葉片上、下兩端處設有母連接機構，所述公連接機構與所述母連接機構配合；在遭遇強風時，通過起重機將葉片吊放到地面；起重機吊放葉片的具體步驟如下起重機通過吊鉤吊鉤掛葉片支臂上的吊耳；然后將葉片上、下兩端的連接打開使葉片脫離塔柱；起重機將葉片往下吊放。
2.根據權利要求1所述的一種垂直軸風力發電機規避強風引起失速的方法，其特征在于所述樞接裝置為第二軸承，樞接裝置的旋轉部為第二軸承的外圈，樞接裝置的固定部為第二軸承的內圈。
3.根據權利要求1所述的一種垂直軸風力發電機規避強風引起失速的方法，其特征在于所述樞接裝置由第二上軸承和第二下軸承組成，所述樞接裝置的旋轉部分別為第二上軸承和第二下軸承的外圈，樞接裝置的固定部分別為第二上軸承和第二下軸承的內圈；所述葉片下端與所述第二上軸承的外圈固定，所述發電機外轉子上端與所述第二下軸承的外圈固定；第二上軸承的外圈與第二下軸承的外圈之間設有聯軸器連接。
4.根據權利要求1所述的一種垂直軸風力發電機規避強風引起失速的方法，其特征在于所述起重機還包括回轉塔架、起重臂、平衡臂、平衡重、起重小車、小車行走機構、拉索、 起升機構和控制系統；所述起重臂和平衡臂安裝在回轉塔架上，平衡重安裝在平衡臂的一端，小車行走機構設置在起重臂上，起重小車設置在小車行走機構上，吊鉤設置在起重小車下方，吊鉤與所述拉索一端連接，拉索的另一端與起升機構連接。
5.根據權利要求1所述的一種垂直軸風力發電機規避強風引起失速的方法，其特征在于起重機吊放葉片的順序為從下往上依次吊放。
6.根據權利要求1所述的一種垂直軸風力發電機規避強風引起失速的方法，其特征在于所述公連接機構為具有安裝孔的兩片并排設置的第一安裝耳，所述母連接機構為具有安裝孔的一片第二安裝耳，所述第二安裝耳插在兩片第一安裝耳之間，第一安裝耳與第二安裝耳之間通過銷軸連接固定。
7.根據權利要求1所述的一種垂直軸風力發電機規避強風引起失速的方法，其特征在于所述公連接機構包括滑塊、與滑塊連接的動力機構，所述母連接機構為具有插槽為安裝座，所述滑塊與所述插槽配合。
8.根據權利要求1所述的一種垂直軸風力發電機規避強風引起失速的方法，其特征在于所述葉片上、下兩端與對應的支臂之間設有拉索，支臂與支臂之間設有拉索。
全文摘要
一種垂直軸風力發電機規避強風引起失速的方法，塔柱上設有一個以上的發電單元，塔柱頂部設有起重機，所述起重機上設有吊鉤；葉片組包括兩片以上的葉片，所述葉片呈弓形，由弦及對應的弧所構成，所述弧與弦之間設有一根以上的支臂，所述支臂上設有若干供吊鉤吊掛的吊耳；所述葉片上、下兩端均設有公連接機構，所述軌道上對應葉片上、下兩端處設有母連接機構，所述公連接機構與所述母連接機構配合；在遭遇強風時，通過起重機將葉片吊放到地面，吊放的順序為從下往上依次吊放。本發明操作簡單，能夠解決在風力特別強力或者臺風時，發電機組失速及葉片折斷的問題，確保了發電機組的安全。
文檔編號F03D11/00GK102251933SQ201110181929
公開日2011年11月23日 申請日期2011年6月30日 優先權日2011年6月30日
發明者鄧允河 申請人:鄧允河