专利名称：一种垂直轴风力发电机规避强风引起失速的装置及方法
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装置及方法。
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组的叶片固定不动，二是遇到风力特别强力或者台风时为避免损坏发电机组需要将风力发电机组的叶片固定不转。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，为保护风力发电机组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，造成发电机组的损害。
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一是提供一种垂直轴风力发电机规避强风引起失速的装置，该结构简单，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。本发明所要解决的技术问题之二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，发电机组失速及叶片折断的问题，确保了发电机组的安全。为解决上述技术问题之一，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装置，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；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，所述弦上设有两个以上的滑轮；每台发电单元中的第一轴承与第三轴承之间设有数量与叶片数量相同的轨道，所述轨道上端与第一轴承的外圈固定，轨道下端与第三轴承的外圈固定，所述弦和滑轮组成滑行机构与所述轨道滑动配合；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。
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，所述每台发电单元中的轨道与相邻发电单元中的轨道一一对应连接， 方便处于第二层以上的发电单元的叶片的滑行导向，上方的叶片可以通过一条轨道一直向下滑行至地面，安全可靠。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。叶片与轨道之间为可拆卸，方便起重机吊装叶片。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。叶片与轨道之间为可拆卸，方便起重机吊装叶片。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。支臂和拉锁用于加强叶片结构强度，在叶片高速旋转或吊装时不会发生较大的变形而影响其结构。为解决上述技术问题之二，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，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，所述叶片组通过轴承与所述塔柱枢接；所述发电机包括内定子、外转子，内定子固定套在塔柱上，外转子通过轴承与所述塔柱枢接，且所述叶片组与外转子同步；所述塔柱顶部设有起重机，所述起重机上设有吊钩；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，所述弦上设有两个以上的滑轮；每台发电单元中设有数量与叶片数量相同的轨道，所述轨道与叶片同步，所述弦和滑轮组成滑行机构与所述轨道滑动配合；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。作为改进，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，且叶片在下放过程中，叶片始终沿着轨道滑行。作为改进，所述每台发电单元中的轨道与相邻发电单元中的轨道一一对应连接； 或者在相邻发电单元中的不相连的轨道之间设有位置校准装置，在吊放叶片的时候，相邻发电单元中的轨道一一对齐。无论是相邻轨道之间相连接或对齐，均是为了方便处于第二层以上的发电单元的叶片的滑行导向，上方的叶片可以通过一条轨道一直向下滑行至地
面，安全可靠。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。叶片与轨道之间为可拆卸，方便起重机吊装叶片。
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。叶片与轨道之间为可拆卸，方便起重机吊装叶片。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，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； 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工作示意图。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工作示意图。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工作示意图。图10为实施例4垂直轴风力发电机结构示意图。图11为实施例4垂直轴风力发电机剖视图。图12为实施例4垂直轴风力发电机卸载叶片工作示意图。图13为叶片的第一种连接方式。图14为叶片的第二种连接方式。图15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Φ形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，Φ形叶片组上端与第一轴承5的外圈连接；Φ形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，所述弦32上设有两个以上的滑轮13。发电单元中的第一轴承 5与第三轴承7之间设有数量与叶片3数量相同的轨道8，所述轨道8上端通过连接法兰9 与第一轴承5的外圈固定，轨道8下端通过连接法兰9与第三轴承7的外圈固定，为了巩固轨道8的，轨道8的中部通过连接法兰9与第二轴承6外圈连接，使轨道8能够牢靠的跟随发电机外转子21旋转。所述叶片3的弦32和滑轮13组成滑行机构，滑行机构与所述轨道 8滑动配合。所述叶片3上、下两端均设有公连接机构，所述轨道8上于第一轴承5和第二轴承6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13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。叶片3与轨道8之间为可拆卸，方便起重机4吊装叶片3。如图15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，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，且叶片3在下放过程中，叶片3始终沿着轨道8滑行。由起重机4、可拆装的叶片3及轨道8组成的规避强风引起失速的装置，该结构简单，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上只设有两个呈上下设置的发电单元， 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上设有若干供吊钩42吊挂的吊耳12，所述弦32上设有两个以上的滑轮13。发电单元中的第一轴承5与第三轴承 7之间设有数量与叶片3数量相同的轨道8，所述轨道8上端通过连接法兰9与第一轴承5 的外圈固定，轨道8下端 通过连接法兰9与第三轴承7的外圈固定，为了巩固轨道8的，轨道8的中部通过连接法兰9与第二轴承6外圈连接，使轨道8能够牢靠的跟随发电机外转子21旋转。上发电单元中的轨道8与下发电单元中的轨道8—一对应连接，上下两台发电单元的外转子21通过轨道8的连接实现同步；另外上发电单元的轨道8与下发电单元的轨道8连接成为一条完整的轨道8后，方便上发电单元的叶片3的滑行导向，上方的叶片3可以通过一条轨道8 —直向下滑行至地面，安全可靠。所述叶片3的弦32和滑轮13组成滑行机构，滑行机构与所述轨道8滑动配合。所述叶片3上、下两端均设有公连接机构，所述轨道8上于第一轴承5和第二轴承6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13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。叶片3与轨道8之间为可拆卸，方便起重机4吊装叶片3。如图15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41 一端连接，拉索41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，且叶片3在下放过程中，叶片3始终沿着轨道8滑行。由起重机4、可拆装的叶片3及轨道8组成的规避强风引起失速的装置，该结构简单，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上只设有两个呈上下设置的发电单元， 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上设有若干供吊钩42吊挂的吊耳12，所述弦32上设有两个以上的滑轮13。发电单元中的第一轴承5与第三轴承 7之间设有数量与叶片3数量相同的轨道8，所述轨道8上端通过连接法兰9与第一轴承5 的外圈固定，轨道8下端通过连接法兰9与第三轴承7的外圈固定，为了巩固轨道8的，轨道8的中部通过连接法兰9与第二轴承6外圈连接，使轨道8能够牢靠的跟随发电机转子旋转。上发电单元中的轨道8与下发电单元中的轨道8不连接，上下发电单元独立发电。在叶片3停转后，可以通过位置校准装置实现上发电单元中的轨道8与下发电单元中的轨道8 一一对齐，这样一来上发电单元的轨道8与下发电单元的轨道8可以连接成为一条完整的轨道8，方便上发电单元的叶片3的滑行导向，上方的叶片3可以通过一条轨道8 —直向下滑行至地面，安全可靠。所述叶片3的弦32和滑轮13组成滑行机构，滑行机构与所述轨道 8滑动配合。所述叶片3上、下两端均设有公连接机构，所述轨道8上于第一轴承5和第二轴承6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14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。叶片 3与轨道8之间为可拆卸，方便起重机4吊装叶片3。如图15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41 一端连接，拉索41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，且叶片3在下放过程中，叶片3始终沿着轨道8滑行。由起重机4、可拆装的叶片3及轨道8组成的规避强风引起失速的装置，该结构简单，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4
如图10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上只设有两个呈上下设置的发电单元，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11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上设有若干供吊钩42吊挂的吊耳12，所述弦32上设有两个以上的滑轮13。发电单元中的第一轴承5与第三轴承7之间设有数量与叶片3数量相同的轨道8，所述轨道8上端通过连接法兰9与第一轴承5的外圈固定，轨道8下端通过连接法兰9与第三轴承7的外圈固定，为了巩固轨道8的，轨道8的中部通过连接法兰9与第二上轴承6a的外圈连接，使轨道8能够牢靠的跟随发电机转子旋转。上发电单元中的轨道8与下发电单元中的轨道8不连接， 上下发电单元独立发电。在叶片3停转后，可以通过位置校准装置实现上发电单元中的轨道8与下发电单元中的轨道8 一一对齐，这样一来上发电单元的轨道8与下发电单元的轨道8可以连接成为一条完整的轨道8，方便上发电单元的叶片3的滑行导向，上方的叶片3 可以通过一条轨道8 —直向下滑行至地面，安全可靠。所述叶片3的弦32和滑轮13组成滑行机构，滑行机构与所述轨道8滑动配合。所述叶片3上、下两端均设有公连接机构，所述轨道8上于第一轴承5和第二上轴承6a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14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。叶片 3与轨道8之间为可拆卸，方便起重机4吊装叶片3。如图15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41 一端连接，拉索41的另一端与起升机构48连接。如图12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，且叶片3在下放过程中，叶片3始终沿着轨道8滑行。 由起重机4、可拆装的叶片3及轨道8组成的规避强风引起失速的装置，该结构简单，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装置，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，所述弦上设有两个以上的滑轮；每台发电单元中的第一轴承与第三轴承之间设有数量与叶片数量相同的轨道，所述轨道上端与第一轴承的外圈固定，轨道下端与第三轴承的外圈固定，所述弦和滑轮组成滑行机构与所述轨道滑动配合；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。
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装置，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装置，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装置，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装置，其特征在于所述每台发电单元中的轨道与相邻发电单元中的轨道一一对应连接。
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装置，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装置，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装置，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。
9.一种垂直轴风力发电机规避强风引起失速的方法，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，所述叶片组通过轴承与所述塔柱枢接；所述发电机包括内定子、外转子，内定子固定套在塔柱上，外转子通过轴承与所述塔柱枢接，且所述叶片组与外转子同步；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，所述弦上设有两个以上的滑轮；每台发电单元中设有数量与叶片数量相同的轨道，所述轨道与叶片同步，所述弦和滑轮组成滑行机构与所述轨道滑动配合；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。
10.根据权利要求9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，且叶片在下放过程中，叶片始终沿着轨道滑行。
11.根据权利要求10所述的一种垂直轴风力发电机规避强风引起失速的方法，其特征在于所述每台发电单元中的轨道与相邻发电单元中的轨道一一对应连接；或者在相邻发电单元中的不相连的轨道之间设有位置校准装置，在吊放叶片的时候，相邻发电单元中的轨道一一对齐。
12.根据权利要求9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。
13.根据权利要求9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。
全文摘要
一种垂直轴风力发电机规避强风引起失速的装置及方法，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，所述弦上设有两个以上的滑轮；每台发电机单元中设有数量与叶片数量相同的轨道，所述轨道与叶片同步，所述弦和滑轮组成滑行机构与所述轨道滑动配合；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，安全可靠。
文档编号B66C23/18GK102251937SQ201110181930
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