一種垂直軸風力發(fā)電機風輪結(jié)構(gòu)及其安裝方法
【專利摘要】一種垂直軸風力發(fā)電機風輪結(jié)構(gòu)及其安裝方法，Φ形風輪的葉片呈弓形，由弦及對應(yīng)的弧所構(gòu)成；葉片由兩個以上的葉片單元連接而成，葉片單元之間的連接處設(shè)有支臂，支臂兩端分別與弦和弧連接，葉片單元由被分割的弦段、被分割的弧段及支臂圍成；所述葉片單元的弦段的上、下兩端分別設(shè)有行走小車，相鄰葉片單元的弧段上設(shè)有第一連接結(jié)構(gòu)，相鄰葉片單元的弦段上設(shè)有第二連接結(jié)構(gòu)。其安裝方法包括以下步驟：利用垂直軸風力發(fā)電機的中心塔柱頂部的起重機將每個葉片單元依次吊裝，以完成整一個葉片的安裝；然后按照同樣的方法將風輪的其他葉片吊裝，以完成整個風輪的安裝。體積更小的葉片單元能夠有效解決大型垂直軸風力發(fā)電機風輪運輸及安裝較難的問題。
【專利說明】 一種垂直軸風力發(fā)電機風輪結(jié)構(gòu)及其安裝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及垂直軸風力發(fā)電機，尤其是大型垂直軸風力發(fā)電機風輪結(jié)構(gòu)及其安裝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，垂直軸風力發(fā)電機的的風輪形狀千姿百態(tài)，如像扇形結(jié)構(gòu)、帆形結(jié)構(gòu)、Φ形結(jié)構(gòu)等，在這些風輪結(jié)構(gòu)中，Φ形結(jié)構(gòu)對風能的利用率最高，現(xiàn)有垂直軸風力發(fā)電機中，一般都采用Φ形結(jié)構(gòu)的風輪。為了降低用電成本，垂直軸風力發(fā)電機的發(fā)電功率需要不斷的提升，目前來說只有大型的風力發(fā)電機才能滿足高功率發(fā)電的需求，因此，風力發(fā)電機的體積也變得越來越大。大型的垂直軸風力發(fā)電機相對于小型的來說雖然單位時間發(fā)電量更多，可以降低發(fā)電成本；但由于其體積較大，在運輸及安裝過程會比較麻煩，在這些環(huán)節(jié)當中會增加發(fā)電成本。如何降低大型垂直軸風力發(fā)電機運輸及安裝成本成為當前研究大型垂直軸風力發(fā)電機方向之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之一是提供一種垂直軸風力發(fā)電機風輪結(jié)構(gòu)，能夠有效解決大型垂直軸風力發(fā)電機風輪運輸及安裝較難的問題，進一步降低發(fā)電成本。
[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之二是提供一種垂直軸風力發(fā)電機風輪安裝方法，能夠有效解決大型垂直軸風力發(fā)電機風輪運輸及安裝較難的問題，進一步降低發(fā)電成本。
[0005]為解決上述技術(shù)問題之一，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種垂直軸風力發(fā)電機風輪結(jié)構(gòu)，所述風輪為Φ形風輪，其由兩片以上的葉片組合而成；所述葉片呈弓形，由弦及對應(yīng)的弧所構(gòu)成；所述葉片由兩個以上的葉片單元連接而成，葉片單元上于葉片單元之間的連接處設(shè)有支臂，所述支臂兩端分別與所述葉片的弦和弧連接，所述葉片單元由被分割的弦段、被分割的弧段及支臂圍成；所述葉片單元的弦段的上、下兩端分別設(shè)有行走小車，相鄰葉片單元的弧段上設(shè)有第一連接結(jié)構(gòu)，相鄰葉片單元的弦段上設(shè)有第二連接結(jié)構(gòu)。
[0006]作為改進，所述第一連接結(jié)構(gòu)包括設(shè)于相鄰葉片單元的弧段的連接端的法蘭盤，所述連接法蘭上設(shè)有螺孔。
[0007]作為改進，所述第二連接結(jié)構(gòu)由設(shè)于相鄰葉片單元的相鄰行走小車之間的卡合結(jié)構(gòu)形成。
[0008]作為改進，所述行走小車上設(shè)有電動鎖，所述電動鎖包括控制器、執(zhí)行機構(gòu)和與執(zhí)行機構(gòu)連接的鎖栓。
[0009]為解決上述技術(shù)問題之二，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種垂直軸風力發(fā)電機風輪的安裝方法，所述風輪為Φ形風輪，其由兩片以上的葉片組合而成；所述葉片呈弓形，由弦及對應(yīng)的弧所構(gòu)成；所述葉片由兩個以上的葉片單元連接而成，葉片單元上于葉片單元之間的連接處設(shè)有支臂，所述支臂兩端分別與所述葉片的弦和弧連接，所述葉片單元由被分割的弦段、被分割的弧段及支臂圍成；所述葉片單元的弦段的上、下兩端分別設(shè)有行走小車，相鄰葉片單元的弧段上設(shè)有第一連接結(jié)構(gòu)，相鄰葉片單元的弦段上設(shè)有第二連接結(jié)構(gòu)；其安裝方法包括以下步驟:
(1)利用垂直軸風力發(fā)電機的中心塔柱頂部的起重機將第一個葉片單元吊裝到中心塔柱上，吊裝過程中，葉片單元的行走小車在中心塔柱上設(shè)有的導(dǎo)軌上行走，直到第一個葉片單元位置確定后停止，并將第一個葉片單元固定在導(dǎo)軌上；
(2)利用起重機將第二個葉片單元吊裝到中心塔柱上，吊裝過程中，葉片單元的行走小車在中心塔柱上設(shè)有的導(dǎo)軌上行走，直到第二個葉片單元位置確定后停止，將第二個葉片單元固定在導(dǎo)軌上，并且利用第一連接結(jié)構(gòu)和第二連接結(jié)構(gòu)將第二個葉片單元與第一個葉片單元連接起來；
(3)按照步驟(2)的方法，將剩余的葉片單元順序吊裝到中心塔柱上并安裝，以完成一個葉片的安裝；
(4)安裝上述步驟(I)?(3)，完成風輪的其他葉片安裝。
[0010]作為改進，所述第一連接結(jié)構(gòu)包括設(shè)于相鄰葉片單元的弧段的連接端的法蘭盤，所述連接法蘭上設(shè)有螺孔。
[0011]作為改進，所述第二連接結(jié)構(gòu)由設(shè)于相鄰葉片單元的相鄰行走小車之間的卡合結(jié)構(gòu)形成。
[0012]作為改進，所述行走小車上設(shè)有電動鎖，所述電動鎖包括控制器、執(zhí)行機構(gòu)和與執(zhí)行機構(gòu)連接的鎖栓；所述導(dǎo)軌上設(shè)有鎖孔，葉片單元吊裝到指定位置后，控制器控制執(zhí)行機構(gòu)動作，執(zhí)行機構(gòu)將鎖栓推出行走小車并伸入導(dǎo)軌的鎖孔內(nèi)，以完成葉片單元與導(dǎo)軌之間的固定。
[0013]作為改進，所述導(dǎo)軌內(nèi)設(shè)有導(dǎo)向片，所述行走小車上設(shè)有導(dǎo)向槽，葉片單元沿著導(dǎo)軌行走時，導(dǎo)向片與導(dǎo)向槽配合。
[0014]作為改進，所述導(dǎo)軌主體為槽鋼，槽鋼開口兩側(cè)相對延伸設(shè)有擋塊。
[0015]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所帶來的有益效果是:
Φ形風輪由若干葉片組成，每個葉片由若干葉片單元組成，體積更小的葉片單元能夠有效解決大型垂直軸風力發(fā)電機風輪運輸及安裝較難的問題，進一步降低發(fā)電成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為垂直軸風力發(fā)電機結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為葉片結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3為葉片的弧分解圖。
[0019]圖4為垂直軸風力發(fā)電機的俯視圖。
[0020]圖5為圖7的A處放大圖。
[0021]圖6為行走小車連接的示意圖。
[0022]圖7為起重機結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖8為葉片的安裝步驟I。
[0024]圖9為葉片的安裝步驟II。
[0025]圖10為葉片的安裝步驟III。【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明作進一步說明。
[0027]如圖1所示，一種垂直軸風力發(fā)電機，包括中心塔柱1，所述中心塔柱I上設(shè)有兩個以上的發(fā)電單元，本實施例中，所述中心塔柱I為空心的鋼筋混凝土中心塔柱I,所述中心塔柱I上設(shè)有兩個呈上下設(shè)置的發(fā)電單元。所述發(fā)電單元包括風輪、發(fā)電機5和安裝平臺3，所述風輪下端與水平設(shè)置的主齒輪連接，所述主齒輪通過齒輪傳動系統(tǒng)與水平或垂直設(shè)置的發(fā)電機5連接，所述發(fā)電機5安裝在安裝平臺3上，所述安裝平臺3與中心塔柱I 一體灌漿成型，且安裝平臺3上設(shè)有供葉片通過的過道，吊裝葉片2時，葉片2可以通過該過道穿過安裝平臺3。
[0028]所述中心塔柱I表面軸向固定設(shè)有若干導(dǎo)軌7，導(dǎo)軌7的數(shù)量根據(jù)風輪葉片2數(shù)量設(shè)置，風輪中的每一個葉片2對應(yīng)一條導(dǎo)軌7。所述導(dǎo)軌7主體為槽鋼71，槽鋼71開口兩側(cè)相對延伸設(shè)有擋塊73 ;導(dǎo)軌7的中間設(shè)有導(dǎo)向片72。所述導(dǎo)軌7上設(shè)有鎖孔。
[0029]如圖2、3所示，所述風輪為Φ形風輪，其由兩片以上的葉片2組合而成，本實施例的Φ形風輪由兩片對稱設(shè)置的葉片2組成。所述葉片2呈弓形，由弦及對應(yīng)的弧所構(gòu)成；所述葉片2由兩個以上的葉片單元上下連接而成，本實施例的葉片2由三個葉片單元21、22、23連接而成，其中為處于上端的第一葉片單元21、處于中間的第二葉片單元22、以及處于下端的第三葉片單元23 ;第一葉片單元21下端的連接端設(shè)有支臂213，所述支臂213兩端分別與第一葉片單元21的弦段212和弧段211連接；第二葉片單元22的上、下連接端設(shè)有支臂223，所述支臂223兩端分別與第二葉片單元22的弦段222和弧段221連接；第三葉片單元23上端的連接端設(shè)有支臂233，所述支臂233兩端分別與第三葉片單元23的弦段232和弧段231連接。
[0030]第一葉片單元21的弦段212的上、下兩端分別設(shè)有行走小車6 ;第二葉片單元22的弦段222的上、下兩端分別設(shè)有行走小車6 ;第三葉片單元23的弦段232的上、下兩端分別設(shè)有行走小車6。相鄰葉片單元的弧段上設(shè)有第一連接結(jié)構(gòu)，相鄰葉片單元的弦段上設(shè)有第二連接結(jié)構(gòu)。如圖3所示，本實施例中，所述第一連接結(jié)構(gòu)為第一葉片單元21的弧段211下端與第二葉片單元22的弧段221上端設(shè)置的連接法蘭9、第二葉片單元22的弧段221下端與第三葉片單元23的弧段231上端設(shè)置的連接法蘭9，所述連接法蘭9上設(shè)有螺孔，相鄰葉片單元的弧段就通過連接法蘭9進行連接。如圖6所示，所述第二連接結(jié)構(gòu)為第一葉片單元21下端的行走小車6與第二葉片單元22上端的行走小車6之間的卡合結(jié)構(gòu)、第二葉片單元22下端的行走小車6與第三葉片單元23上端的行走小車6之間的卡合結(jié)構(gòu)。
[0031]如圖8所示，所述卡合結(jié)構(gòu)包括行走小車6上端設(shè)有凸出部64，下端設(shè)有凹陷部65，凸出部64形狀與凹陷部65形狀相契合。相鄰行走小車6相互卡合時，處于下方的行走小車6的凸出部64插入處于上方的行走小車6的凹陷部65中，然后在兩個行走小車的連接處利用連接螺栓8將兩個行走小車6連接起來，從而完成相鄰葉片單元的弦段的連接。所述行走小車6上設(shè)有電動鎖,所述電動鎖包括控制器(未標示)、執(zhí)行機構(gòu)(未標示)和與執(zhí)行機構(gòu)連接的鎖栓63，電動鎖的鎖栓63與導(dǎo)軌7側(cè)面上的鎖孔配合。
[0032]如圖7所示，所述起重機4包括回轉(zhuǎn)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(gòu)、吊鉤42、拉索41、起升機構(gòu)48和控制系統(tǒng)；所述起重臂44和平衡臂45安裝在回轉(zhuǎn)塔架47上，平衡重46安裝在平衡臂45的一端，小車行走機構(gòu)設(shè)置在起重臂44上，起重小車43設(shè)置在小車行走機構(gòu)上，吊鉤42設(shè)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(gòu)48連接。
[0033]風輪的安裝方法包括以下步驟:
如圖4、5、8所示，(I)利用垂直軸風力發(fā)電機的中心塔柱I頂部的起重機4將第一葉片單元21吊裝到中心塔柱I上，吊裝過程中，第一葉片單元21的行走小車6通過滾輪62在中心塔柱I的導(dǎo)軌7上行走，導(dǎo)向片72與行走小車6上的導(dǎo)向槽61配合，起到對葉片單元導(dǎo)向的作用，直到第一葉片單元21位置確定后停止，控制器控制執(zhí)行機構(gòu)動作，執(zhí)行機構(gòu)將鎖栓63推出行走小車6并伸入導(dǎo)軌7的鎖孔內(nèi)，以完成第一葉片單元21與導(dǎo)軌7之間的固定；導(dǎo)軌7開口側(cè)的擋塊73對行走小車同樣起到限制作用，防止行走小車6脫離導(dǎo)軌7 ；
如圖9所示，(2)利用起重機4將第二葉片單元22吊裝到中心塔柱I上，吊裝過程中，第二葉片單元22的行走小車6在中心塔柱I的導(dǎo)軌7上行走，直到第二葉片單元22位置確定后停止，利用電動鎖將第二葉片單元22固定在導(dǎo)軌7上，并且利用第一連接結(jié)構(gòu)和第二連接結(jié)構(gòu)將第二葉片單元22與第一葉片單元21連接起來；
如圖10所示，(3)利用起重機4將第三葉片單元23吊裝到中心塔柱I上，吊裝過程中，第三葉片單元23的行走小車6在中心塔柱I的導(dǎo)軌7上行走，直到第三葉片單元23位置確定后停止，利用電動鎖將第三葉片單元23固定在導(dǎo)軌7上，并且利用第一連接結(jié)構(gòu)和第二連接結(jié)構(gòu)將第三葉片單元23與第二葉片單元22連接起來，以完成整一個葉片的安裝；
(4)安裝上述步驟(I)?(3)，完成風輪的其他葉片安裝。
[0034]拆卸葉片2的步驟是按照先拆卸第三葉片單元23，在拆卸第二葉片單元22，最后拆卸第一葉片單元21。在遭遇強風時，通過拆卸風輪來保護發(fā)電機及葉片免受損壞。
[0035]本發(fā)明Φ形風輪由若干葉片組成，每個葉片由若干葉片單元組成，體積更小的葉片單元能夠有效解決大型垂直軸風力發(fā)電機風輪運輸及安裝較難的問題，進一步降低發(fā)電成本。
【權(quán)利要求】
1.一種垂直軸風力發(fā)電機風輪結(jié)構(gòu)，所述風輪為Φ形風輪，其由兩片以上的葉片組合而成；其特征在于:所述葉片呈弓形，由弦及對應(yīng)的弧所構(gòu)成；所述葉片由兩個以上的葉片單元連接而成，葉片單元上于葉片單元之間的連接處設(shè)有支臂，所述支臂兩端分別與所述葉片的弦和弧連接，所述葉片單元由被分割的弦段、被分割的弧段及支臂圍成；所述葉片單元的弦段的上、下兩端分別設(shè)有行走小車，相鄰葉片單元的弧段上設(shè)有第一連接結(jié)構(gòu)，相鄰葉片單元的弦段上設(shè)有第二連接結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種垂直軸風力發(fā)電機風輪結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第一連接結(jié)構(gòu)包括設(shè)于相鄰葉片單元的弧段的連接端的法蘭盤，所述連接法蘭上設(shè)有螺孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種垂直軸風力發(fā)電機風輪結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第二連接結(jié)構(gòu)由設(shè)于相鄰葉片單元的相鄰行走小車之間的卡合結(jié)構(gòu)形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種垂直軸風力發(fā)電機風輪結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述行走小車上設(shè)有電動鎖，所述電動鎖包括控制器、執(zhí)行機構(gòu)和與執(zhí)行機構(gòu)連接的鎖栓。
5.一種垂直軸風力發(fā)電機風輪的安裝方法，所述風輪為Φ形風輪，其由兩片以上的葉片組合而成；其特征在于:所述葉片呈弓形，由弦及對應(yīng)的弧所構(gòu)成；所述葉片由兩個以上的葉片單元連接而成，葉片單元上于葉片單元之間的連接處設(shè)有支臂，所述支臂兩端分別與所述葉片的弦和弧連接，所述葉片單元由被分割的弦段、被分割的弧段及支臂圍成；所述葉片單元的弦段的上、下兩端分別設(shè)有行走小車，相鄰葉片單元的弧段上設(shè)有第一連接結(jié)構(gòu)，相鄰葉片單元的弦段上設(shè)有第二連接結(jié)構(gòu)；其安裝方法包括以下步驟: (1)利用垂直軸風力發(fā)電機的中心塔柱頂部的起重機將第一個葉片單元吊裝到中心塔柱上，吊裝過程中，葉片單元的行走小車在中心塔柱上設(shè)有的導(dǎo)軌上行走，直到第一個葉片單元位置確定后停止，并將第一個葉片單元固定在導(dǎo)軌上； (2)利用起重機將第二個葉片單元吊裝到中心塔柱上，吊裝過程中，葉片單元的行走小車在中心塔柱上設(shè)有的導(dǎo)軌上行 走，直到第二個葉片單元位置確定后停止，將第二個葉片單元固定在導(dǎo)軌上，并且利用第一連接結(jié)構(gòu)和第二連接結(jié)構(gòu)將第二個葉片單元與第一個葉片單元連接起來； (3)按照步驟(2)的方法，將剩余的葉片單元順序吊裝到中心塔柱上并安裝，以完成一個葉片的安裝； (4)安裝上述步驟(1)~(3)，完成風輪的其他葉片安裝。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種垂直軸風力發(fā)電機風輪的安裝方法，其特征在于:所述第一連接結(jié)構(gòu)包括設(shè)于相鄰葉片單元的弧段的連接端的法蘭盤，所述連接法蘭上設(shè)有螺孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種垂直軸風力發(fā)電機風輪的安裝方法，其特征在于:所述第二連接結(jié)構(gòu)由設(shè)于相鄰葉片單元的相鄰行走小車之間的卡合結(jié)構(gòu)形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種垂直軸風力發(fā)電機風輪的安裝方法，其特征在于:所述行走小車上設(shè)有電動鎖，所述電動鎖包括控制器、執(zhí)行機構(gòu)和與執(zhí)行機構(gòu)連接的鎖栓；所述導(dǎo)軌上設(shè)有鎖孔，葉片單元吊裝到指定位置后，控制器控制執(zhí)行機構(gòu)動作，執(zhí)行機構(gòu)將鎖栓推出行走小車并伸入導(dǎo)軌的鎖孔內(nèi)，以完成葉片單元與導(dǎo)軌之間的固定。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種垂直軸風力發(fā)電機風輪的安裝方法，其特征在于:所述導(dǎo)軌內(nèi)設(shè)有導(dǎo)向片，所述行走小車上設(shè)有導(dǎo)向槽，葉片單元沿著導(dǎo)軌行走時，導(dǎo)向片與導(dǎo)向槽配合。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種垂直軸風力發(fā)電機風輪的安裝方法，其特征在于:所述 導(dǎo)軌主體為槽鋼，槽鋼開口兩側(cè)相對延伸設(shè)有擋塊。
【文檔編號】B23P19/00GK103511179SQ201210207425
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年6月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月21日
【發(fā)明者】鄧允河 申請人:鄧允河