专利名称：一种垂直轴风力发电机规避强风引起失速的方法
技术领域：
本发明涉及垂直轴风力发电机，尤其是能够强风引起发电机失速的方法。
背景技术：
风力发电机刹车机构的主要作用有两方面一是设备检修时需要将风力发电机2 的叶片固定不动，二是遇到风力特别强力或者台风时为避免损坏发电机2需要将风力发电机2的叶片固定不转。现有风力发电机的刹车方式主要有机械式的刹车机构和变浆式的刹车系统。机械的刹车机构一般是由刹车盘、刹车块和液压控制装置组成的液压刹车机构，该种刹车机构的刹车盘固定在电机组的主轴上，刹车块由液压控制装置控制。当遇到风力特别强力或者台风时，为保护风力发电机2因超功率发电而受到损坏，液压控制装置控制刹车块夹紧主轴，使其减慢速度，从而限 制了发电机的转速，改刹车过程中一直将全部的作用力都加在刹车片上，这使得机械振动大，刹车片磨损快，也不适合日常的维护；变浆式的刹车系统是通过改变叶片的迎风面积来达到减少叶片的受力，从而降低叶片的速度，该种方式在一般的强风下可能有用，但是对于台风级的风力来说，该种刹车方式存在很大的风险， 刹车效果一般。上述两种刹车方式均存在一个关键问题，即使刹车凑效，风力发电机的叶片也很有可能被强风吹断，造成发电机2的损害。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种垂直轴风力发电机规避强风引起失速的方法，该操作简单，能够解决在风力特别强力或者台风时，发电机2失速及叶片折断的问题，确保了发电机2的安全。为解决上述技术问题，本发明的技术方案是一种垂直轴风力发电机规避强风引起失速的方法，垂直轴风力发电机包括塔柱、设于塔柱上的一个以上的发电单元，所述发电单元包括Φ形叶片组、发电机，所述叶片组上端设有第一轴承并与第一轴承的外圈连接， 叶片组下端设有枢接装置并与枢接装置的旋转部连接；所述发电机包括内定子、外转子，夕卜转子上端与枢接装置的旋转部连接，外转子下端设有第三轴承并与第三轴承外圈固定，第一轴承的内圈、枢接装置的固定部、第三轴承的内圈均套在所述塔柱上；所述塔柱顶部设有起重机，所述起重机上设有吊钩；其特征在于所述叶片组包括两片以上的叶片，所述叶片呈弓形，由弦及对应的弧所构成，所述弧与弦之间设有一根以上的支臂，所述支臂上设有若干供吊钩吊挂的吊耳；所述叶片上、下两端均设有公连接机构，所述第一轴承外圈和第二轴承外圈上对应叶片上、下两端处设有母连接机构，所述公连接机构与所述母连接机构配合； 在遭遇强风时，通过起重机将叶片吊放到地面，吊放的顺序为从下往上依次吊放；起重机吊放叶片的具体步骤如下起重机通过吊钩吊钩挂叶片支臂上的吊耳；然后将叶片上、下两端的连接打开使叶片脱离塔柱；起重机将叶片往下吊放。作为改进，所述枢接装置为第二轴承，枢接装置的旋转部为第二轴承的外圈，枢接装置的固定部为第二轴承的内圈。
作为改进，所述枢接装置由第二上轴承和第二下轴承组成，所述枢接装置的旋转部分别为第二上轴承和第二下轴承的外圈，枢接装置的固定部分别为第二上轴承和第二下轴承的内圈；所述叶片下端与所述第二上轴承的外圈固定，所述发电机外转子上端与所述第二下轴承的外圈固定；第二上轴承的外圈与第二下轴承的外圈之间设有联轴器连接。作为改进，所述起重机还包括回转塔架、起重臂、平衡臂、平衡重、起重小车、小车行走机构、拉索、起升机构和控制系统；所述起重臂和平衡臂安装在回转塔架上，平衡重安装在平衡臂的一端，小车行走机构设置在起重臂上，起重小车设置在小车行走机构上，吊钩设置在起重小车下方，吊钩与所述拉索一端连接，拉索的另一端与起升机构连接。 作为改进，所述公连接机构为具有安装孔的两片并排设置的第一安装耳，所述母连接机构为具有安装孔的一片第二安装耳，所述第二安装耳插在两片第一安装耳之间，第一安装耳与第二安装耳之间通过销轴连接固定。作为改进，所述公连接机构包括滑块、与滑块连接的动力机构，所述母连接机构为具有插槽为安装座，所述滑块与所述插槽配合。作为改进，所述叶片上、下两端与对应的支臂之间设有拉索，支臂与支臂之间设有拉索。本发明与现有技术相比所带来的有益效果是
由起重机、可拆装的叶片及轨道组成的规避强风引起失速的装置，该结构简单，操作起来方便可靠，能够解决在风力特别强力或者台风时，发电机2失速及叶片折断的问题，确保了发电机2的安全；另外，起重机能够起到很好的装配叶片的作用，尤其适合使用在高度较高的垂直轴风力发电机中。
图1为实施例1垂直轴风力发电机结构示意图。图2为实施例1垂直轴风力发电机剖视图。图3为实施例1垂直轴风力发电机卸载叶片的工作状态图。图4为实施例2垂直轴风力发电机结构示意图。图5为实施例2垂直轴风力发电机剖视图。图6为实施例2垂直轴风力发电机卸载叶片的工作状态图。图7为实施例3垂直轴风力发电机结构示意图。图8为实施例3垂直轴风力发电机剖视图。图9为实施例3垂直轴风力发电机卸载叶片的工作状态图。图10为叶片的第一种连接方式示意图。图11为叶片的第二种连接方式示意图。图12为起重机结构示意图。
具体实施例方式下面结合说明书附图对本发明作进一步说明。实施例1
如图1所示，一种垂直轴风力发电机规避强风引起失速的装置，包括塔柱1、设于塔柱1上的一个以上的发电单元，本实施例中，所述塔柱1上只设有一个发电单元，所述发电单元包括Φ形叶片组、外转子发电机2、起重机4。如图2所示，所述叶片组上端设有第一轴承5，第一轴承5的内圈固定套在塔柱1 上，叶片组上端与第一轴承5的外圈连接；叶片组下端设有第二轴承6，第二轴承6的内圈固定套在塔柱1上，叶片组下端与第二轴承6的外圈连接，叶片组通过连接法兰8与第一轴承5和第二轴承6的外圈连接，并通过第一轴承5和第二轴承6与塔柱1枢接，叶片组可以绕着塔柱1自由旋转。所述发电机2包括内定子22、外转子21，内定子22固定套在塔柱1 上，外转子21上端与第二轴承6的外圈连接，外转子21下端设有第三轴承7，第三轴承7内圈固定套在塔柱1上，外转子21下端与第三轴承7外圈连接。所述Φ形叶片组主要由两片叶片3组成，所述叶片3呈弓形，由弦32及对应的弧31所构成。所述弧31与弦32之间设有两根支臂11，所述叶片3上、下两端与对应的支臂11之间设有拉索10，支臂11与支臂 11之间设有拉索10，所述支臂11上设有若干供吊钩吊挂的吊耳12。所述叶片3上、下两端均设有公连接机构，所述第一轴承5外圈和第二轴承6外圈上对应叶片3上、下两端处设有母连接机构，所述公连接机构与所述母连接机构配合。如图10所示，本实施例中，所述公连接机构为具有安装孔的两片并排设置的第一安装耳15，所述母连接机构为具有安装孔的一片第二安装耳14，所述第二安装耳14插在两片第一安装耳15之间，第一安装耳15与第二安装耳14之间通过销轴连接固定。 如图12所示，所述塔柱1顶部设有起重机4，所述起重机4包括回转塔架47、起重臂44、平衡臂45、平衡重46、起重小车43、小车行走机构、吊钩42、拉索41、起升机构48和控制系统；所述起重臂44和平衡臂45安装在回转塔架47上，平衡重46安装在平衡臂45 的一端，小车行走机构设置在起重臂44上，起重小车43设置在小车行走机构上，吊钩42设置在起重小车43下方，吊钩42与所述拉索一端连接，拉索的另一端与起升机构48连接。如图3所示，本发明的工作方法如下
在遭遇强风时，通过起重机4将叶片3吊放到地面，吊放的顺序为从下往上依次吊放； 起重机4吊放叶片3的具体步骤如下起重机4通过吊钩42挂叶片3支臂11上的吊耳12 ； 然后将叶片3上、下两端的连接打开使叶片3脱离塔柱1 ；起重机4将叶片3往下吊放。同理当需要将叶片3重新安装到塔柱1上时，通过起重机4将叶片3吊起，让叶片3上的公连接机构与轴承上的母连接机构结合后即可完成叶片3的安装。由起重机4、可拆装的叶片3及轨道组成的规避强风引起失速的装置，该结构简单，操作起来方便可靠，能够解决在风力特别强力或者台风时，发电机2失速及叶片3折断的问题，确保了发电机2的安全；另外，起重机4能够起到很好的装配叶片3的作用，尤其适合使用在高度较高的垂直轴风力发电机中。实施例2
如图4所示，一种垂直轴风力发电机规避强风引起失速的装置，包括塔柱1、设于塔柱1 上的一个以上的发电单元，本实施例中，所述塔柱1上只设有两个发电单元，所述发电单元包括Φ形叶片组、外转子发电机2、起重机4。如图5所示，所述叶片组上端设有第一轴承5，第一轴承5的内圈固定套在塔柱1 上，叶片组上端与第一轴承5的外圈连接；叶片组下端设有第二轴承6，第二轴承6的内圈固定套在塔柱1上，叶片组下端与第二轴承6的外圈连接，叶片组通过连接法兰8与第一轴承5和第二轴承6的外圈连接，并通过第一轴承5和第二轴承6与塔柱1枢接，叶片组可以绕着塔柱1自由旋转。所述发电机2包括内定子22、外转子21，内定子22固定套在塔柱1 上，外转子21上端与第二轴承6的外圈连接，外转子21下端设有第三轴承7，第三轴承7内圈固定套在塔柱1上，外转子21下端与第三轴承7外圈连接。所述Φ形叶片组主要由三片叶片3组成，所述叶片3呈弓形，由弦32及对应的弧31所构成。所述弧31与弦32之间设有两根支臂11，所述叶片3上、下两端与对应的支臂11之间设有拉索，支臂11与支臂11 之间设有拉索，所述支臂11上设有若干供吊钩42吊挂的吊耳12。所述叶片3上、下两端均设有公连接机构，所述第一轴承5外圈和第二轴承6外圈上对应叶片3上、下两端处设有母连接机构，所述公连接机构与所述母连接机构配合。如图11所示，本实施例中，所述公连接机构包括滑块16、与滑块16连接的动力机构19，所述母连接机构为具有插槽18为安装座 17，所述滑块16与所 述插槽18配合。如图12所示，所述塔柱1顶部设有起重机4，所述起重机4包括回转塔架47、起重臂44、平衡臂45、平衡重46、起重小车43、小车行走机构、吊钩42、拉索、起升机构48和控制系统；所述起重臂44和平衡臂45安装在回转塔架47上，平衡重46安装在平衡臂45的一端，小车行走机构设置在起重臂44上，起重小车43设置在小车行走机构上，吊钩42设置在起重小车43下方，吊钩42与所述拉索一端连接，拉索的另一端与起升机构48连接。如图6所示，本发明的工作方法如下
在遭遇强风时，通过起重机4将叶片3吊放到地面，吊放的顺序为从下往上依次吊放； 起重机4吊放叶片3的具体步骤如下起重机4通过吊钩42挂叶片3支臂11上的吊耳12 ； 然后将叶片3上、下两端的连接打开使叶片3脱离塔柱1 ；起重机4将叶片3往下吊放。同理当需要将叶片3重新安装到塔柱1上时，通过起重机4将叶片3吊起，让叶片3上的公连接机构与轴承上的母连接机构结合后即可完成叶片3的安装。由起重机4、可拆装的叶片3及轨道组成的规避强风引起失速的装置，该结构简单，操作起来方便可靠，能够解决在风力特别强力或者台风时，发电机2失速及叶片3折断的问题，确保了发电机2的安全；另外，起重机4能够起到很好的装配叶片3的作用，尤其适合使用在高度较高的垂直轴风力发电机中。实施例3
如图7所示，一种垂直轴风力发电机规避强风引起失速的装置，包括塔柱1、设于塔柱1 上的一个以上的发电单元，本实施例中，所述塔柱1上只设有两个发电单元，所述发电单元包括Φ形叶片组、外转子发电机2、起重机4。如图8所示，所述叶片组上端设有第一轴承5，第一轴承5的内圈固定套在塔柱1 上，叶片组上端通过连接法兰8与第一轴承5的外圈连接；叶片组下端设有第二上轴承6a， 第二上轴承6a的内圈固定套在塔柱1上，叶片组下端通过连接法兰8与第二上轴承6a的外圈连接，叶片组通过第一轴承5和第二上轴承6a与塔柱1枢接，叶片组可以绕着塔柱1自由旋转。所述发电机2包括内定子22、外转子21，内定子22固定套在塔柱1上，外转子21 上端设有第二下轴承6b，外转子21与第二下轴承6b的外圈连接，第二下轴承6b的内圈固定套在塔柱1上。第二上轴承6a的外圈与第二下轴承6b的外圈之间设有联轴器6连接， 联轴器内设有刹车装置，所述刹车装置包括与连接器固定的刹车盘和与塔柱固定的液压刹车块，所述刹车块与所述刹车盘配合。外转子21下端设有第三轴承7，第三轴承7内圈固定套在塔柱1上，外转子21下端与第三轴承7外圈连接。所述φ形叶片组主要由三片叶片 3组成，所述叶片3呈弓形，由弦32及对应的弧31所构成。所述弧31与弦32之间设有两根支臂11，所述叶片3上、下两端与对应的支臂11之间设有拉索，支臂11与支臂11之间设有拉索，所述支臂11上设有若干供吊钩42吊挂的吊耳12。所述叶片3上、下两端均设有公连接机构，所述第一轴承5外圈和第二上轴承6a外圈上对应叶片3上、下两端处设有母连接机构，所述公连接机构与所述母连接机构配合。如图11所示，本实施例中，所述公连接机构包括滑块16、与滑块16连接的动力机构19，所述母连接机构为具有插槽18为安装座 17，所述滑块16与所述插槽18配合。 如图12所示，所述塔柱1顶部设有起重机4，所述起重机4包括回转塔架47、起重臂44、平衡臂45、平衡重46、起重小车43、小车行走机构、吊钩42、拉索、起升机构48和控制系统；所述起重臂44和平衡臂45安装在回转塔架47上，平衡重46安装在平衡臂45的一端，小车行走机构设置在起重臂44上，起重小车43设置在小车行走机构上，吊钩42设置在起重小车43下方，吊钩42与所述拉索一端连接，拉索的另一端与起升机构48连接。如图9所示，本发明的工作方法如下
在遭遇强风时，通过起重机4将叶片3吊放到地面，吊放的顺序为从下往上依次吊放； 起重机4吊放叶片3的具体步骤如下起重机4通过吊钩42挂叶片3支臂11上的吊耳12 ； 然后将叶片3上、下两端的连接打开使叶片3脱离塔柱1 ；起重机4将叶片3往下吊放。同理当需要将叶片3重新安装到塔柱1上时，通过起重机4将叶片3吊起，让叶片3上的公连接机构与轴承上的母连接机构结合后即可完成叶片3的安装。由起重机4、可拆装的叶片3及轨道组成的规避强风引起失速的装置，该结构简单，操作起来方便可靠，能够解决在风力特别强力或者台风时，发电机2失速及叶片3折断的问题，确保了发电机2的安全；另外，起重机4能够起到很好的装配叶片3的作用，尤其适合使用在高度较高的垂直轴风力发电机中。
权利要求
1.一种垂直轴风力发电机规避强风引起失速的方法，垂直轴风力发电机包括塔柱、设于塔柱上的一个以上的发电单元，所述发电单元包括φ形叶片组、发电机，所述叶片组上端设有第一轴承并与第一轴承的外圈连接，叶片组下端设有枢接装置并与枢接装置的旋转部连接；所述发电机包括内定子、外转子，外转子上端与枢接装置的旋转部连接，外转子下端设有第三轴承并与第三轴承外圈固定，第一轴承的内圈、枢接装置的固定部、第三轴承的内圈均套在所述塔柱上；所述塔柱顶部设有起重机，所述起重机上设有吊钩；其特征在于 所述叶片组包括两片以上的叶片，所述叶片呈弓形，由弦及对应的弧所构成，所述弧与弦之间设有一根以上的支臂，所述支臂上设有若干供吊钩吊挂的吊耳；所述叶片上、下两端均设有公连接机构，所述第一轴承外圈和第二轴承外圈上对应叶片上、下两端处设有母连接机构，所述公连接机构与所述母连接机构配合；在遭遇强风时，通过起重机将叶片吊放到地面；起重机吊放叶片的具体步骤如下起重机通过吊钩吊钩挂叶片支臂上的吊耳；然后将叶片上、下两端的连接打开使叶片脱离塔柱；起重机将叶片往下吊放。
2.根据权利要求1所述的一种垂直轴风力发电机规避强风引起失速的方法，其特征在于所述枢接装置为第二轴承，枢接装置的旋转部为第二轴承的外圈，枢接装置的固定部为第二轴承的内圈。
3.根据权利要求1所述的一种垂直轴风力发电机规避强风引起失速的方法，其特征在于所述枢接装置由第二上轴承和第二下轴承组成，所述枢接装置的旋转部分别为第二上轴承和第二下轴承的外圈，枢接装置的固定部分别为第二上轴承和第二下轴承的内圈；所述叶片下端与所述第二上轴承的外圈固定，所述发电机外转子上端与所述第二下轴承的外圈固定；第二上轴承的外圈与第二下轴承的外圈之间设有联轴器连接。
4.根据权利要求1所述的一种垂直轴风力发电机规避强风引起失速的方法，其特征在于所述起重机还包括回转塔架、起重臂、平衡臂、平衡重、起重小车、小车行走机构、拉索、 起升机构和控制系统；所述起重臂和平衡臂安装在回转塔架上，平衡重安装在平衡臂的一端，小车行走机构设置在起重臂上，起重小车设置在小车行走机构上，吊钩设置在起重小车下方，吊钩与所述拉索一端连接，拉索的另一端与起升机构连接。
5.根据权利要求1所述的一种垂直轴风力发电机规避强风引起失速的方法，其特征在于起重机吊放叶片的顺序为从下往上依次吊放。
6.根据权利要求1所述的一种垂直轴风力发电机规避强风引起失速的方法，其特征在于所述公连接机构为具有安装孔的两片并排设置的第一安装耳，所述母连接机构为具有安装孔的一片第二安装耳，所述第二安装耳插在两片第一安装耳之间，第一安装耳与第二安装耳之间通过销轴连接固定。
7.根据权利要求1所述的一种垂直轴风力发电机规避强风引起失速的方法，其特征在于所述公连接机构包括滑块、与滑块连接的动力机构，所述母连接机构为具有插槽为安装座，所述滑块与所述插槽配合。
8.根据权利要求1所述的一种垂直轴风力发电机规避强风引起失速的方法，其特征在于所述叶片上、下两端与对应的支臂之间设有拉索，支臂与支臂之间设有拉索。
全文摘要
一种垂直轴风力发电机规避强风引起失速的方法，塔柱上设有一个以上的发电单元，塔柱顶部设有起重机，所述起重机上设有吊钩；叶片组包括两片以上的叶片，所述叶片呈弓形，由弦及对应的弧所构成，所述弧与弦之间设有一根以上的支臂，所述支臂上设有若干供吊钩吊挂的吊耳；所述叶片上、下两端均设有公连接机构，所述轨道上对应叶片上、下两端处设有母连接机构，所述公连接机构与所述母连接机构配合；在遭遇强风时，通过起重机将叶片吊放到地面，吊放的顺序为从下往上依次吊放。本发明操作简单，能够解决在风力特别强力或者台风时，发电机组失速及叶片折断的问题，确保了发电机组的安全。
文档编号F03D11/00GK102251933SQ201110181929
公开日2011年11月23日 申请日期2011年6月30日 优先权日2011年6月30日
发明者邓允河 申请人:邓允河