专利名称：一种塔架式垂直轴风力发电机机组的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及风力发电机，特别是涉及一种塔架式垂直轴风力发电机机组。
背景技术：
现有的垂直轴风力发电机机组为桅杆结构，风力发电机的底部安装于桅杆的顶部，垂直轴风力发电机高速旋转或者遭遇强风时，桅杆承受巨大的弯矩，不利于风力发电机稳定运行，存在发生机组倒塌事故的隐患。此外，大功率垂直轴风力发电机的转轴为细长杆，仅有一端固定的桅杆结构对大功率垂直轴风力发电机的转轴选用材料和加工工艺的要求更高，增加了风力发电机的设计难度和制造成本。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是弥补上述现有技术的缺陷，提供一种塔架式垂 直轴风力发电机机组。本实用新型的技术问题通过以下技术方案予以解决。这种塔架式垂直轴风力发电机机组，包括支撑及固定垂直轴风力发电机的塔架，以及固定所述塔架的拉索，所述塔架由其周边的至少三根支撑柱和固定在塔架底部的中心柱构成。这种塔架式垂直轴风力发电机机组的特点是所述塔架是至少三层且每层设有平台的塔架。在所述至少三层的塔架的竖直中轴线上不包括最高层的每层一台逐层依次安装总数为包括第一台垂直轴风力发电机的至少两台垂直轴风力发电机，组成一体化的塔架式垂直轴风力发电机机组，所述塔架式垂直轴风力发电机机组整体占用的土地面积即塔架底层占用的土地面积，与单台垂直轴风力发电机占用的土地面积相同，还可以减小风力发电机对其下风向的风力发电机的运行干扰。所述至少两台垂直轴风力发电机中的上一层的一台垂直轴风力发电机，与其下一层的另一台垂直轴风力发电机的转动方向相反，以防止因同方向转动产生共振，使塔架受到破坏。本实用新型的技术问题通过以下进一步的技术方案予以解决。所述至少三根支撑柱都是由至少一根无缝钢管或锥形管作为主体骨架的多段柱体，采用多段式结构可以分担塔架式垂直轴风力发电机机组的整体重量以及风载荷，显著提高塔架式垂直轴风力发电机机组的整体强度和刚度，确保塔架式垂直轴风力发电机机组在强风环境下稳定运行。所述多段柱体之间的连接方式是法兰连接与焊接中的一种。所述多段柱体之间设有横杆和斜拉，以增加支撑力度。所述中心柱是由至少一根无缝钢管或锥形管作为主体骨架的中心柱，用于与塔架的第一层平台共同支撑第一台垂直轴风力发电机。[0015]本实用新型的技术问题通过以下再进一步的技术方案予以解决。所述塔架的每层平台由型材通过螺栓连接或者焊接而成，每层平台的各个角与对应的塔架支撑柱通过螺栓连接，每层平台的高度与安装其上的单台垂直轴风力发电机的功率有关，与单台垂直轴风力发电机的高度相适应，第一层平台的高度为3 15米。所述型材是工字钢、槽钢、方钢和角钢中的一种。所述至少两台垂直轴风力发电机的顶部与底座分别设有顶部轴承座与底座法兰盘，下一层的一台垂直轴风力发电机顶部的顶部轴承座通过螺栓与上一层安装另一台垂直轴风力发电机的平台连接，用于牢靠固定垂直轴风力发电机的转轴的顶端，每台垂直轴风力发电机的底座法兰盘通过螺栓与其安装层的平台连接，用于牢靠固定垂直轴风力发电机的转轴的底端，使转轴刚度比仅有一端固定时至少增加一倍，可以明显减小转轴承受的风 载荷和产生的弯曲变形，从而降低转轴对材料和加工工艺的要求。所述顶部轴承座中的轴承是深沟球轴承、调心轴承和推力轴承中的一种。本实用新型与现有技术相比的有益效果是本实用新型将塔架与垂直轴风力发电机结合于一体，并牢靠固定了每台垂直轴风力发电机的转轴的两端，转轴刚度比仅有一端固定时至少增加一倍，风力发电机的重力载荷及风载荷由塔架平台传递至塔架周边的多根支撑柱，增加了垂直轴风力发电机机组的整体强度和刚度，可保证风力发电机机组在强风的环境下稳定运行，且土地占用面积小，机组的土地占用面积即为安装一台垂直轴风力发电机所占用的面积，适用于可用安装土地面积小或者装机容量大于一千瓦的场所。
图I是本实用新型具体实施方式
的组成立体图；图2是图I中的第二台风力机顶部轴承座的位置局部放大图；图3是图I中的第一台风力机顶部轴承座的位置局部放大图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式
并对照附图对本实用新型进行说明。一种如附图所示的塔架式垂直轴风力发电机机组，包括支撑及固定垂直轴风力发电机的塔架10，以及固定塔架10的拉索16。塔架10由其周边的四根支撑柱4和固定在塔架10底部的中心柱2构成。塔架10是三层且每层设有平台即第一层平台18、第二层平台7和第三层平台9的塔架，底层I用作供电房或配电房，第三层平台9为塔架顶。在塔架10的竖直中轴线上的第一层平台18、第二层平台7依次安装第一台垂直轴风力发电机15、第二台垂直轴风力发电机13共两台垂直轴风力发电机，组成一体化的塔架式垂直轴风力发电机机组，其整体占用的土地面积即塔架10底层I占用的土地面积，与单台垂直轴风力发电机占用的土地面积相同，还可以减小风力发电机对其下风向的风力发电机的运行干扰。第一台垂直轴风力发电机15与第二台垂直轴风力发电机13的转动方向相反，以防止因同方向转动产生共振，使塔架受到破坏。[0030]四根支撑柱4都是由三根无缝钢管19作为主体骨架的多段柱体，多段柱体之间的连接方式是通过支撑柱连接法兰盘17连接，多段柱体之间设有横杆5和斜拉6，以增加支撑力度。采用多段式结构可以分担塔架式垂直轴风力发电机机组的整体重量以及风载荷，显著提高塔架式垂直轴风力发电机机组的整体强度和刚度，确保塔架式垂直轴风力发电机机组在强风环境下稳定运行。中心柱2是由三根无缝钢管作为主体骨架的中心柱，用于与塔架10的第一层平台18共同支撑第一台垂直轴风力发电机15。第一层平台18、第二层平台7和第三层平台9由工字钢型材通过螺栓连接而成，第一层平台18、第二层平台7和第三层平台9的各个角与对应的塔架支撑柱4通过螺栓连接，第一层平台18、第二层平台7和第三层平台9的高度与安装其上的单台垂直轴风力发电机的功率有关，与单台垂直轴风力发电机的高度相适应，第一层平台18的高度为12米。第一台垂直轴风力发电机15、第二台垂直轴风力发电机13的顶部与底座分别设·有顶部轴承座14、11与底座法兰盘3、8，顶部轴承座14、11中的轴承是深沟球轴承。第一台垂直轴风力发电机15顶部的顶部轴承座14通过螺栓与第二层平台7连接，用于牢靠固定垂直轴风力发电机的转轴12的顶端，第一台垂直轴风力发电机15、第二台垂直轴风力发电机13的底座法兰盘3、8通过螺栓分别与第一层平台18、第二层平台7连接，用于牢靠固定垂直轴风力发电机的转轴12的底端，使转轴12刚度比仅有一端固定时至少增加一倍，可以明显减小转轴12承受的风载荷和产生的弯曲变形，从而降低转轴12对材料和加工工艺的要求。以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
权利要求1.一种塔架式垂直轴风力发电机机组，包括支撑及固定垂直轴风力发电机的塔架，以及固定所述塔架的拉索，所述塔架由其周边的至少三根支撑柱和固定在塔架底部的中心柱构成，其特征在于 所述塔架是至少三层且每层设有平台的塔架。
在所述至少三层的塔架的竖直中轴线上不包括最高层的每层一台逐层依次安装总数为包括第一台垂直轴风力发电机的至少两台垂直轴风力发电机，组成一体化的塔架式垂直轴风力发电机机组； 所述至少两台垂直轴风力发电机中的上一层的一台垂直轴风力发电机，与其下一层的另一台垂直轴风力发电机的转动方向相反。
2.如权利要求I所述的塔架式垂直轴风力发电机机组，其特征在于 所述至少三根支撑柱都是由至少一根无缝钢管或锥形管作为主体骨架的多段柱体。
3.如权利要求I或2所述的塔架式垂直轴风力发电机机组，其特征在于 所述多段柱体之间的连接方式是法兰连接与焊接中的一种。
4.如权利要求3所述的塔架式垂直轴风力发电机机组，其特征在于 所述多段柱体之间设有横杆和斜拉。
5.如权利要求4所述的塔架式垂直轴风力发电机机组，其特征在于 所述中心柱是由至少一根无缝钢管或锥形管作为主体骨架的中心柱。
6.如权利要求5所述的塔架式垂直轴风力发电机机组，其特征在于 所述塔架的每层平台由型材通过螺栓连接或者焊接而成，每层平台的各个角与对应的塔架支撑柱通过螺栓连接。
7.如权利要求6所述的塔架式垂直轴风力发电机机组，其特征在于 所述塔架的每层平台的高度与安装其上的单台垂直轴风力发电机的功率有关，与单台垂直轴风力发电机的高度相适应，第一层平台的高度为3 15米。
8.如权利要求7所述的塔架式垂直轴风力发电机机组，其特征在于 所述型材是工字钢、槽钢、方钢和角钢中的一种。
9.如权利要求8所述的塔架式垂直轴风力发电机机组，其特征在于 所述至少两台垂直轴风力发电机的顶部与底座分别设有顶部轴承座与底座法兰盘，下一层的一台垂直轴风力发电机顶部的顶部轴承座通过螺栓与上一层安装另一台垂直轴风力发电机的平台连接，每台垂直轴风力发电机的底座法兰盘通过螺栓与其安装层的平台连接。
10.如权利要求9所述的塔架式垂直轴风力发电机机组，其特征在于 所述顶部轴承座中的轴承是深沟球轴承、调心轴承和推力轴承中的一种。
专利摘要一种塔架式垂直轴风力发电机机组，包括塔架、拉索，塔架是至少三层且每层设有平台的塔架，在塔架的竖直中轴线上不包括最高层的每层一台逐层依次安装总数为包括第一台垂直轴风力发电机的至少两台垂直轴风力发电机，上下层垂直轴风力发电机的转动方向相反。将塔架与垂直轴风力发电机结合于一体，并牢靠固定了每台垂直轴风力发电机的转轴的两端，转轴刚度比仅有一端固定时至少增加一倍，风力发电机的重力载荷及风载荷由塔架平台传递至塔架周边的多根支撑柱，增加了机组的整体强度和刚度，可保证机组在强风的环境下稳定运行，且机组的土地占用面积即为安装一台垂直轴风力发电机所占用的面积，适用于可用安装土地面积小或者装机容量大于一千瓦的场所。
文档编号F03D9/00GK202732230SQ20122043103
公开日2013年2月13日 申请日期2012年8月28日 优先权日2012年8月28日
发明者林文奇, 陈仕杰, 彭利文 申请人:深圳市泰玛风光能源科技有限公司