一種塔架式垂直軸風力發電機機組的製作方法
2023-05-18 00:37:51 1
專利名稱：一種塔架式垂直軸風力發電機機組的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及風力發電機，特別是涉及一種塔架式垂直軸風力發電機機組。
背景技術：
現有的垂直軸風力發電機機組為桅杆結構，風力發電機的底部安裝於桅杆的頂部，垂直軸風力發電機高速旋轉或者遭遇強風時，桅杆承受巨大的彎矩，不利於風力發電機穩定運行，存在發生機組倒塌事故的隱患。此外，大功率垂直軸風力發電機的轉軸為細長杆，僅有一端固定的桅杆結構對大功率垂直軸風力發電機的轉軸選用材料和加工工藝的要求更高，增加了風力發電機的設計難度和製造成本。
發明內容本實用新型所要解決的技術問題是彌補上述現有技術的缺陷，提供一種塔架式垂 直軸風力發電機機組。本實用新型的技術問題通過以下技術方案予以解決。這種塔架式垂直軸風力發電機機組，包括支撐及固定垂直軸風力發電機的塔架，以及固定所述塔架的拉索，所述塔架由其周邊的至少三根支撐柱和固定在塔架底部的中心柱構成。這種塔架式垂直軸風力發電機機組的特點是所述塔架是至少三層且每層設有平臺的塔架。在所述至少三層的塔架的豎直中軸線上不包括最高層的每層一臺逐層依次安裝總數為包括第一臺垂直軸風力發電機的至少兩臺垂直軸風力發電機，組成一體化的塔架式垂直軸風力發電機機組，所述塔架式垂直軸風力發電機機組整體佔用的土地面積即塔架底層佔用的土地面積，與單臺垂直軸風力發電機佔用的土地面積相同，還可以減小風力發電機對其下風向的風力發電機的運行幹擾。所述至少兩臺垂直軸風力發電機中的上一層的一臺垂直軸風力發電機，與其下一層的另一臺垂直軸風力發電機的轉動方向相反，以防止因同方向轉動產生共振，使塔架受到破壞。本實用新型的技術問題通過以下進一步的技術方案予以解決。所述至少三根支撐柱都是由至少一根無縫鋼管或錐形管作為主體骨架的多段柱體，採用多段式結構可以分擔塔架式垂直軸風力發電機機組的整體重量以及風載荷，顯著提高塔架式垂直軸風力發電機機組的整體強度和剛度，確保塔架式垂直軸風力發電機機組在強風環境下穩定運行。所述多段柱體之間的連接方式是法蘭連接與焊接中的一種。所述多段柱體之間設有橫杆和斜拉，以增加支撐力度。所述中心柱是由至少一根無縫鋼管或錐形管作為主體骨架的中心柱，用於與塔架的第一層平臺共同支撐第一臺垂直軸風力發電機。[0015]本實用新型的技術問題通過以下再進一步的技術方案予以解決。所述塔架的每層平臺由型材通過螺栓連接或者焊接而成，每層平臺的各個角與對應的塔架支撐柱通過螺栓連接，每層平臺的高度與安裝其上的單臺垂直軸風力發電機的功率有關，與單臺垂直軸風力發電機的高度相適應，第一層平臺的高度為3 15米。所述型材是工字鋼、槽鋼、方鋼和角鋼中的一種。所述至少兩臺垂直軸風力發電機的頂部與底座分別設有頂部軸承座與底座法蘭盤，下一層的一臺垂直軸風力發電機頂部的頂部軸承座通過螺栓與上一層安裝另一臺垂直軸風力發電機的平臺連接，用於牢靠固定垂直軸風力發電機的轉軸的頂端，每臺垂直軸風力發電機的底座法蘭盤通過螺栓與其安裝層的平臺連接，用於牢靠固定垂直軸風力發電機的轉軸的底端，使轉軸剛度比僅有一端固定時至少增加一倍，可以明顯減小轉軸承受的風 載荷和產生的彎曲變形，從而降低轉軸對材料和加工工藝的要求。所述頂部軸承座中的軸承是深溝球軸承、調心軸承和推力軸承中的一種。本實用新型與現有技術相比的有益效果是本實用新型將塔架與垂直軸風力發電機結合於一體，並牢靠固定了每臺垂直軸風力發電機的轉軸的兩端，轉軸剛度比僅有一端固定時至少增加一倍，風力發電機的重力載荷及風載荷由塔架平臺傳遞至塔架周邊的多根支撐柱，增加了垂直軸風力發電機機組的整體強度和剛度，可保證風力發電機機組在強風的環境下穩定運行，且土地佔用面積小，機組的土地佔用面積即為安裝一臺垂直軸風力發電機所佔用的面積，適用於可用安裝土地面積小或者裝機容量大於一千瓦的場所。
圖I是本實用新型具體實施方式
的組成立體圖；圖2是圖I中的第二颱風力機頂部軸承座的位置局部放大圖；圖3是圖I中的第一颱風力機頂部軸承座的位置局部放大圖。
具體實施方式
下面結合具體實施方式
並對照附圖對本實用新型進行說明。一種如附圖所示的塔架式垂直軸風力發電機機組，包括支撐及固定垂直軸風力發電機的塔架10，以及固定塔架10的拉索16。塔架10由其周邊的四根支撐柱4和固定在塔架10底部的中心柱2構成。塔架10是三層且每層設有平臺即第一層平臺18、第二層平臺7和第三層平臺9的塔架，底層I用作供電房或配電房，第三層平臺9為塔架頂。在塔架10的豎直中軸線上的第一層平臺18、第二層平臺7依次安裝第一臺垂直軸風力發電機15、第二臺垂直軸風力發電機13共兩臺垂直軸風力發電機，組成一體化的塔架式垂直軸風力發電機機組，其整體佔用的土地面積即塔架10底層I佔用的土地面積，與單臺垂直軸風力發電機佔用的土地面積相同，還可以減小風力發電機對其下風向的風力發電機的運行幹擾。第一臺垂直軸風力發電機15與第二臺垂直軸風力發電機13的轉動方向相反，以防止因同方向轉動產生共振，使塔架受到破壞。[0030]四根支撐柱4都是由三根無縫鋼管19作為主體骨架的多段柱體，多段柱體之間的連接方式是通過支撐柱連接法蘭盤17連接，多段柱體之間設有橫杆5和斜拉6，以增加支撐力度。採用多段式結構可以分擔塔架式垂直軸風力發電機機組的整體重量以及風載荷，顯著提高塔架式垂直軸風力發電機機組的整體強度和剛度，確保塔架式垂直軸風力發電機機組在強風環境下穩定運行。中心柱2是由三根無縫鋼管作為主體骨架的中心柱，用於與塔架10的第一層平臺18共同支撐第一臺垂直軸風力發電機15。第一層平臺18、第二層平臺7和第三層平臺9由工字鋼型材通過螺栓連接而成，第一層平臺18、第二層平臺7和第三層平臺9的各個角與對應的塔架支撐柱4通過螺栓連接，第一層平臺18、第二層平臺7和第三層平臺9的高度與安裝其上的單臺垂直軸風力發電機的功率有關，與單臺垂直軸風力發電機的高度相適應，第一層平臺18的高度為12米。第一臺垂直軸風力發電機15、第二臺垂直軸風力發電機13的頂部與底座分別設·有頂部軸承座14、11與底座法蘭盤3、8，頂部軸承座14、11中的軸承是深溝球軸承。第一臺垂直軸風力發電機15頂部的頂部軸承座14通過螺栓與第二層平臺7連接，用於牢靠固定垂直軸風力發電機的轉軸12的頂端，第一臺垂直軸風力發電機15、第二臺垂直軸風力發電機13的底座法蘭盤3、8通過螺栓分別與第一層平臺18、第二層平臺7連接，用於牢靠固定垂直軸風力發電機的轉軸12的底端，使轉軸12剛度比僅有一端固定時至少增加一倍，可以明顯減小轉軸12承受的風載荷和產生的彎曲變形，從而降低轉軸12對材料和加工工藝的要求。以上內容是結合具體的優選實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明，不能認定本實用新型的具體實施只局限於這些說明。對於本實用新型所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下做出若干等同替代或明顯變型，而且性能或用途相同，都應當視為屬於本實用新型由所提交的權利要求書確定的專利保護範圍。
權利要求1.一種塔架式垂直軸風力發電機機組，包括支撐及固定垂直軸風力發電機的塔架，以及固定所述塔架的拉索，所述塔架由其周邊的至少三根支撐柱和固定在塔架底部的中心柱構成，其特徵在於 所述塔架是至少三層且每層設有平臺的塔架。
在所述至少三層的塔架的豎直中軸線上不包括最高層的每層一臺逐層依次安裝總數為包括第一臺垂直軸風力發電機的至少兩臺垂直軸風力發電機，組成一體化的塔架式垂直軸風力發電機機組； 所述至少兩臺垂直軸風力發電機中的上一層的一臺垂直軸風力發電機，與其下一層的另一臺垂直軸風力發電機的轉動方向相反。
2.如權利要求I所述的塔架式垂直軸風力發電機機組，其特徵在於 所述至少三根支撐柱都是由至少一根無縫鋼管或錐形管作為主體骨架的多段柱體。
3.如權利要求I或2所述的塔架式垂直軸風力發電機機組，其特徵在於 所述多段柱體之間的連接方式是法蘭連接與焊接中的一種。
4.如權利要求3所述的塔架式垂直軸風力發電機機組，其特徵在於 所述多段柱體之間設有橫杆和斜拉。
5.如權利要求4所述的塔架式垂直軸風力發電機機組，其特徵在於 所述中心柱是由至少一根無縫鋼管或錐形管作為主體骨架的中心柱。
6.如權利要求5所述的塔架式垂直軸風力發電機機組，其特徵在於 所述塔架的每層平臺由型材通過螺栓連接或者焊接而成，每層平臺的各個角與對應的塔架支撐柱通過螺栓連接。
7.如權利要求6所述的塔架式垂直軸風力發電機機組，其特徵在於 所述塔架的每層平臺的高度與安裝其上的單臺垂直軸風力發電機的功率有關，與單臺垂直軸風力發電機的高度相適應，第一層平臺的高度為3 15米。
8.如權利要求7所述的塔架式垂直軸風力發電機機組，其特徵在於 所述型材是工字鋼、槽鋼、方鋼和角鋼中的一種。
9.如權利要求8所述的塔架式垂直軸風力發電機機組，其特徵在於 所述至少兩臺垂直軸風力發電機的頂部與底座分別設有頂部軸承座與底座法蘭盤，下一層的一臺垂直軸風力發電機頂部的頂部軸承座通過螺栓與上一層安裝另一臺垂直軸風力發電機的平臺連接，每臺垂直軸風力發電機的底座法蘭盤通過螺栓與其安裝層的平臺連接。
10.如權利要求9所述的塔架式垂直軸風力發電機機組，其特徵在於 所述頂部軸承座中的軸承是深溝球軸承、調心軸承和推力軸承中的一種。
專利摘要一種塔架式垂直軸風力發電機機組，包括塔架、拉索，塔架是至少三層且每層設有平臺的塔架，在塔架的豎直中軸線上不包括最高層的每層一臺逐層依次安裝總數為包括第一臺垂直軸風力發電機的至少兩臺垂直軸風力發電機，上下層垂直軸風力發電機的轉動方向相反。將塔架與垂直軸風力發電機結合於一體，並牢靠固定了每臺垂直軸風力發電機的轉軸的兩端，轉軸剛度比僅有一端固定時至少增加一倍，風力發電機的重力載荷及風載荷由塔架平臺傳遞至塔架周邊的多根支撐柱，增加了機組的整體強度和剛度，可保證機組在強風的環境下穩定運行，且機組的土地佔用面積即為安裝一臺垂直軸風力發電機所佔用的面積，適用於可用安裝土地面積小或者裝機容量大於一千瓦的場所。
文檔編號F03D9/00GK202732230SQ20122043103
公開日2013年2月13日 申請日期2012年8月28日 優先權日2012年8月28日
發明者林文奇, 陳仕傑, 彭利文 申請人:深圳市泰瑪風光能源科技有限公司