WO2013189104A1 - 一种垂直轴风力发电机风轮结构及其安装方法 - Google Patents

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WO2013189104A1
WO2013189104A1 PCT/CN2012/078313 CN2012078313W WO2013189104A1 WO 2013189104 A1 WO2013189104 A1 WO 2013189104A1 CN 2012078313 W CN2012078313 W CN 2012078313W WO 2013189104 A1 WO2013189104 A1 WO 2013189104A1
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blade
blade unit
wind turbine
vertical axis
wind wheel
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PCT/CN2012/078313
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邓允河
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Deng Yunhe
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/06—Rotors
    • F03D3/061—Rotors characterised by their aerodynamic shape, e.g. aerofoil profiles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/02—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  having a plurality of rotors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/20—Rotors
    • F05B2240/21—Rotors for wind turbines
    • F05B2240/211—Rotors for wind turbines with vertical axis
    • F05B2240/212—Rotors for wind turbines with vertical axis of the Darrieus type
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction

Definitions

  • the present invention relates to a vertical axis wind turbine, and more particularly to a large vertical axis wind turbine rotor structure and a method of mounting the same. Background technique
  • the shape of the wind turbine of the vertical axis wind turbine is varied, such as a fan-shaped structure, a sail-shaped structure, a ⁇ -shaped structure, etc.
  • the ⁇ -shaped structure has the highest utilization rate of wind energy, and the existing vertical axis wind power In the generator, a ⁇ -shaped wind wheel is generally used.
  • the power generation of vertical-axis wind turbines needs to be continuously improved.
  • only large-scale wind turbines can meet the demand of high-power generation. Therefore, the size of wind turbines is also getting larger. .
  • large vertical-axis wind turbines can generate more power per unit time, which can reduce power generation costs.
  • One of the technical problems to be solved by the present invention is to provide a vertical axis wind turbine wind turbine structure, which can effectively solve the problem that the large vertical axis wind turbine wind turbine transportation and installation is difficult, and further reduce the power generation cost.
  • the second technical problem to be solved by the present invention is to provide a vertical axis wind turbine wind wheel installation method, which can effectively solve the problem that the large vertical axis wind turbine wind turbine transportation and installation is difficult, and further reduce the power generation cost.
  • the technical solution of the present invention is: a vertical axis wind turbine wind wheel structure, the wind wheel is a ⁇ -shaped wind wheel, which is composed of two or more blades;
  • the blade is arcuate, consisting of a chord and a corresponding arc;
  • the blade is formed by connecting two or more blade units, and the blade unit is provided with a support arm at a joint between the blade unit, the two ends of the arm Separatingly connected to the chord and the arc of the blade, the blade unit is surrounded by the divided string segment, the divided arc segment and the arm; the upper and lower ends of the string segment of the blade unit are respectively provided with walking
  • the first connecting structure is arranged on the arc segment of the adjacent blade unit, and the second connecting structure is arranged on the string segment of the adjacent blade unit.
  • the first connecting structure includes a flange disposed at a connecting end of an arc of an adjacent blade unit, and the connecting flange is provided with a screw hole.
  • the second connecting structure is formed by an engaging structure provided between adjacent traveling carriages of adjacent blade units.
  • the traveling trolley is provided with an electric lock
  • the electric lock includes a controller, an executing mechanism, and a lock bolt connected to the actuator.
  • the technical solution of the present invention is: a method for installing a vertical axis wind turbine wind wheel, wherein the wind wheel is a ⁇ -shaped wind wheel, which is composed of two or more blades;
  • the blade is arcuate, consisting of a chord and a corresponding arc;
  • the blade is formed by connecting two or more blade units, and the blade unit is provided with a support arm at a joint between the blade unit, the two ends of the arm Separatingly connected to the chord and the arc of the blade, the blade unit is surrounded by the divided string segment, the divided arc segment and the arm; the upper and lower ends of the string segment of the blade unit are respectively provided with walking
  • the trolley has a first connecting structure on an arc segment of the adjacent blade unit, and a second connecting structure is arranged on the string segment of the adjacent blade unit;
  • the mounting method comprises the following steps:
  • the first blade unit is hoisted to the central tower by a crane at the top of the central tower of the vertical axis wind turbine. During the hoisting process, the traveling carriage of the blade unit travels on the guide rail provided on the central tower. Stopping after the first blade unit position is determined, and fixing the first blade unit to the guide rail;
  • step (2) lifting the second blade unit to the central tower column by using a crane.
  • the traveling carriage of the blade unit walks on the guide rail provided on the central tower column until the position of the second blade unit is determined and stops. Fixing the second blade unit on the rail, and connecting the second blade unit with the first blade unit by using the first connecting structure and the second connecting structure;
  • step (3) According to the method of step (2), the remaining blade units are sequentially hoisted to the center tower and installed to complete the installation of one blade;
  • the first connecting structure includes a flange disposed at a connecting end of an arc of an adjacent blade unit, and the connecting flange is provided with a screw hole.
  • the second connecting structure is formed by an engaging structure provided between adjacent traveling carriages of adjacent blade units.
  • the traveling trolley is provided with an electric lock
  • the electric lock includes a controller, an actuator and a lock bolt connected with the actuator
  • the guide rail is provided with a lock hole
  • the blade unit is hoisted to a designated position, and is controlled
  • the actuator controls the action of the actuator, and the actuator pushes the latch out of the traveling trolley and into the locking hole of the guide rail to complete the fixing between the blade unit and the guide rail.
  • a guide piece is disposed in the guide rail, and the walking carriage is provided with a guiding groove.
  • the guiding piece cooperates with the guiding groove.
  • the main body of the guide rail is a channel steel, and the two sides of the opening of the channel are oppositely extended with a stopper.
  • the ⁇ -shaped wind wheel is composed of a plurality of blades, each of which is composed of a plurality of blade units, and the smaller-sized blade unit can effectively solve the problem that the large-scale vertical-axis wind turbine wind turbine transportation and installation is difficult, further reducing the power generation cost.
  • Figure 1 is a schematic view of the structure of a vertical axis wind turbine.
  • Figure 2 is a schematic view of the structure of the blade.
  • Figure 3 is an exploded view of the blade.
  • Figure 4 is a top view of a vertical axis wind turbine.
  • Fig. 5 is an enlarged view of a portion A of Fig. 7.
  • Figure 6 is a schematic view of the trolley connection.
  • Figure 7 is a schematic view of the structure of the crane.
  • Figure 8 is a step I of mounting the blade.
  • Figure 9 is a step II of mounting the blade.
  • FIG. 10 shows the mounting step III of the blade. detailed description
  • a vertical axis wind power generator includes a central tower 1 , and the central tower 1 is provided with two or more power generating units.
  • the central tower 1 is hollow.
  • the reinforced concrete center column 1 is provided with two power generating units arranged on the upper and lower sides.
  • the power generating unit includes a wind wheel, a generator 5 and a mounting platform 3, the lower end of the wind wheel is connected to a horizontally disposed main gear, and the main gear is connected to a horizontally or vertically arranged generator 5 through a gear transmission system,
  • the generator 5 is mounted on the mounting platform 3, the mounting platform 3 is integrally grout-formed with the central tower 1, and the installation platform 3 is provided with an aisle through which the blades pass. When the blade 2 is hoisted, the blade 2 can pass through the aisle Install platform 3.
  • the surface of the center tower 1 is axially fixed with a plurality of guide rails 7.
  • the number of the guide rails 7 is set according to the number of the wind turbine blades 2, and each of the blades 2 corresponds to a guide rail 7.
  • the main body of the guide rail 7 is a channel 71, and the two sides of the opening of the channel 71 are oppositely extended with a stopper 73; and a guide piece 72 is disposed in the middle of the guide rail 7.
  • the guide rail 7 is provided with a locking hole.
  • the wind wheel is a ⁇ -shaped wind wheel, which is composed of two or more blades 2, and the ⁇ -shaped wind wheel of the present embodiment is composed of two symmetrical blades 2 .
  • the blade 2 has an arc shape and is composed of a chord and a corresponding arc; the blade 2 is formed by connecting two or more blade units up and down, and the blade 2 of the embodiment is connected by three blade units 21, 22, and 23
  • the connecting end of the lower end of the first blade unit 21 is provided with an arm 213, the branch
  • the two ends of the arm 213 are respectively connected to the string segment 212 and the arc segment 211 of the first blade unit 21;
  • the upper and lower connecting ends of the second blade unit 22 are provided with an arm 223, and the two ends of the arm 223 and the second blade respectively
  • the string segment 222 of the unit 22 is connected to the arc segment 221; the connecting end of the
  • the upper and lower ends of the string section 212 of the first blade unit 21 are respectively provided with the traveling carriage 6; the upper and lower ends of the string section 222 of the second blade unit 22 are respectively provided with the traveling carriage 6; the third blade unit 23 The upper and lower ends of the string section 232 are respectively provided with a walking carriage 6.
  • a first connecting structure is disposed on the arc segment of the adjacent blade unit, and a second connecting structure is disposed on the string segment of the adjacent blade unit.
  • the first connecting structure is a connecting flange 9 and a second blade unit disposed at a lower end of the arc segment 211 of the first blade unit 21 and an upper end of the arc segment 221 of the second blade unit 22.
  • the second connecting structure is an engaging structure between the traveling carriage 6 at the lower end of the first blade unit 21 and the traveling carriage 6 at the upper end of the second blade unit 22, and a traveling trolley at the lower end of the second blade unit 22.
  • the engaging structure includes a protruding portion 64 at an upper end of the traveling carriage 6, and a recessed portion 65 at a lower end, and the shape of the protruding portion 64 is matched with the shape of the recessed portion 65.
  • the walking carriage 6 is provided with an electric lock, and the electric lock comprises a controller (not labeled), an actuator (not labeled) and a latch 63 connected to the actuator, the latch 63 of the electric lock and the side of the rail 7
  • the crane 4 includes a revolving tower 47, a boom 44, a balance arm 45, a counterweight 46, a lifting trolley 43, a trolley traveling mechanism, a hook 42, a cable 41, and a lifting mechanism 48.
  • the control system the boom 44 and the balance arm 45 are mounted on the swing tower 47, the balance weight 46 is mounted at one end of the balance arm 45, the carriage travel mechanism is disposed on the boom 44, and the crane trolley 43 is disposed at In the trolley running mechanism, the hook 42 is disposed under the lifting trolley 43, the hook 42 is connected to one end of the cable, and the other end of the cable is connected to the lifting mechanism 48.
  • the installation method of the wind wheel includes the following steps:
  • the first blade unit 21 is hoisted to the center column 1 by the crane 4 at the top of the center column 1 of the vertical axis wind turbine, during the lifting process, the first blade
  • the traveling carriage 6 of the unit 21 travels on the guide rail 7 of the center tower 1 via rollers 62, and the guide piece 72 cooperates with the guide groove 61 on the traveling carriage 6 to function as a guide for the blade unit until the position of the first blade unit 21
  • the controller controls the action of the actuator, and the actuator pushes the lock bolt 63 out of the traveling carriage 6 and into the lock hole of the guide rail 7 to complete the fixing between the first blade unit 21 and the guide rail 7; the open side of the guide rail 7
  • the stop block 73 also plays a limiting role on the walking trolley, preventing the walking carriage 6 from coming off the guide rail 7;
  • the second blade unit 22 is hoisted to the center tower 1 by the crane 4, and the traveling carriage 6 of the second blade unit 22 travels on the guide rail 7 of the center tower 1 during the hoisting process. Until the position of the second blade unit 22 is determined to be stopped, the second blade unit 22 is fixed on the guide rail 7 by the electric lock, and the second blade unit 22 is connected to the first blade unit 21 by the first connection structure and the second connection structure. stand up;
  • the third blade unit 23 is hoisted to the center tower 1 by the crane 4, and the traveling carriage 6 of the third blade unit 23 travels on the guide rail 7 of the center tower 1 during the hoisting process. Until the position of the third blade unit 23 is determined to be stopped, the third blade unit 23 is fixed on the guide rail 7 by the electric lock, and the third blade unit 23 is connected to the second blade unit 22 by the first connection structure and the second connection structure. Get up to complete the installation of the entire blade;
  • the step of disassembling the blade 2 is to first disassemble the third blade unit 23, disassemble the second blade unit 22, and finally disassemble the first blade unit 21.
  • the ⁇ -shaped wind wheel is composed of a plurality of blades, each blade is composed of a plurality of blade units, and the smaller-sized blade unit can effectively solve the problem that the large-scale vertical-axis wind turbine wind turbine transportation and installation is difficult, and further reduce the power generation cost.

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Abstract

一种垂直轴风力发电机的Φ形风轮结构，包括由弦及其对应的弧构成的弓形叶片（2）。每个叶片由两个以上的叶片单元（21，22，23）连接而成，所述叶片单元的连接处设有支臂（213），支臂两端分别与弦和弧连接。所述叶片单元由被分割的弦段（212，222，232）、弧段（211，221，231）和支臂围成。所述叶片单元的弦段的上下两端分别设有行走小车（6）。相邻叶片单元的弧段上设有第一连接机构，相邻弦段上设有第二连接机构。还公开了该风轮结构的安装方法，包括如下步骤：利用风力发电机的中心塔柱顶部的起重机将每个叶片单元依次吊装，从而完成各个叶片的安装；再吊装其它叶片，完成整个风轮的安装。

Description

一种垂直轴风力发电机风轮结构及其安装方法 技术领域
本发明涉及垂直轴风力发电机， 尤其是大型垂直轴风力发电机风轮结 构及其安装方法。 背景技术
目前， 垂直轴风力发电机的的风轮形状千姿百态， 如像扇形结构、 帆 形结构、 Φ形结构等， 在这些风轮结构中， Φ形结构对风能的利用率最高， 现有垂直轴风力发电机中， 一般都采用 Φ形结构的风轮。 为了降低用电成 本， 垂直轴风力发电机的发电功率需要不断的提升， 目前来说只有大型的 风力发电机才能满足高功率发电的需求， 因此， 风力发电机的体积也变得 越来越大。 大型的垂直轴风力发电机相对于小型的来说虽然单位时间发电 量更多， 可以降低发电成本； 但由于其体积较大， 在运输及安装过程会比 较麻烦， 在这些环节当中会增加发电成本。 如何降低大型垂直轴风力发电 机运输及安装成本成为当前研究大型垂直轴风力发电机方向之一。 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风轮结 构， 能够有效解决大型垂直轴风力发电机风轮运输及安装较难的问题， 进 一步降低发电成本。
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风轮安 装方法，能够有效解决大型垂直轴风力发电机风轮运输及安装较难的问题， 进一步降低发电成本。
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 电机风轮结构， 所述风轮为 Φ形风轮， 其由两片以上的叶片组合而成； 所 述叶片呈弓形， 由弦及对应的弧所构成； 所述叶片由两个以上的叶片单元 连接而成， 叶片单元上于叶片单元之间的连接处设有支臂， 所述支臂两端 分别与所述叶片的弦和弧连接， 所述叶片单元由被分割的弦段、 被分割的 弧段及支臂围成； 所述叶片单元的弦段的上、 下两端分别设有行走小车， 相邻叶片单元的弧段上设有第一连接结构， 相邻叶片单元的弦段上设有第 二连接结构。
作为改进， 所述第一连接结构包括设于相邻叶片单元的弧段的连接端 的法兰盘， 所述连接法兰上设有螺孔。
作为改进， 所述第二连接结构由设于相邻叶片单元的相邻行走小车之 间的卡合结构形成。
作为改进， 所述行走小车上设有电动锁， 所述电动锁包括控制器、 执 行机构和与执行机构连接的锁栓。
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 电机风轮的安装方法， 所述风轮为 Φ形风轮， 其由两片以上的叶片组合而 成； 所述叶片呈弓形， 由弦及对应的弧所构成； 所述叶片由两个以上的叶 片单元连接而成， 叶片单元上于叶片单元之间的连接处设有支臂， 所述支 臂两端分别与所述叶片的弦和弧连接， 所述叶片单元由被分割的弦段、 被 分割的弧段及支臂围成； 所述叶片单元的弦段的上、 下两端分别设有行走 小车， 相邻叶片单元的弧段上设有第一连接结构， 相邻叶片单元的弦段上 设有第二连接结构； 其安装方法包括以下步骤：
( 1 )利用垂直轴风力发电机的中心塔柱顶部的起重机将第一个叶片单元吊 装到中心塔柱上， 吊装过程中， 叶片单元的行走小车在中心塔柱上设有的 导轨上行走， 直到第一个叶片单元位置确定后停止， 并将第一个叶片单元 固定在导轨上；
(2 )利用起重机将第二个叶片单元吊装到中心塔柱上， 吊装过程中， 叶片 单元的行走小车在中心塔柱上设有的导轨上行走， 直到第二个叶片单元位 置确定后停止， 将第二个叶片单元固定在导轨上， 并且利用第一连接结构 和第二连接结构将第二个叶片单元与第一个叶片单元连接起来； ( 3 ) 按照步骤 （2 ) 的方法， 将剩余的叶片单元顺序吊装到中心塔柱上并 安装， 以完成一个叶片的安装；
(4) 安装上述步骤 （1 ) ~ (3 )， 完成风轮的其他叶片安装。
作为改进， 所述第一连接结构包括设于相邻叶片单元的弧段的连接端 的法兰盘， 所述连接法兰上设有螺孔。
作为改进， 所述第二连接结构由设于相邻叶片单元的相邻行走小车之 间的卡合结构形成。
作为改进， 所述行走小车上设有电动锁， 所述电动锁包括控制器、 执 行机构和与执行机构连接的锁栓； 所述导轨上设有锁孔， 叶片单元吊装到 指定位置后， 控制器控制执行机构动作， 执行机构将锁栓推出行走小车并 伸入导轨的锁孔内， 以完成叶片单元与导轨之间的固定。
作为改进， 所述导轨内设有导向片， 所述行走小车上设有导向槽， 叶 片单元沿着导轨行走时， 导向片与导向槽配合。
作为改进， 所述导轨主体为槽钢， 槽钢开口两侧相对延伸设有挡块。 本发明与现有技术相比所带来的有益效果是：
Φ形风轮由若干叶片组成， 每个叶片由若干叶片单元组成， 体积更小 的叶片单元能够有效解决大型垂直轴风力发电机风轮运输及安装较难的问 题， 进一步降低发电成本。 附图说明
图 1为垂直轴风力发电机结构示意图。
图 2为叶片结构示意图。
图 3为叶片的弧分解图。
图 4为垂直轴风力发电机的俯视图。
图 5为图 7的 A处放大图。
图 6为行走小车连接的示意图。
图 7为起重机结构示意图。
图 8为叶片的安装步骤 I。 图 9为叶片的安装步骤 II。
图 10为叶片的安装步骤 III。 具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步说明。
如图 1所示， 一种垂直轴风力发电机， 包括中心塔柱 1， 所述中心塔 柱 1上设有两个以上的发电单元， 本实施例中， 所述中心塔柱 1为空心的 钢筋混凝土中心塔柱 1， 所述中心塔柱 1 上设有两个呈上下设置的发电单 元。 所述发电单元包括风轮、 发电机 5和安装平台 3， 所述风轮下端与水 平设置的主齿轮连接， 所述主齿轮通过齿轮传动***与水平或垂直设置的 发电机 5连接， 所述发电机 5安装在安装平台 3上， 所述安装平台 3与中 心塔柱 1一体灌浆成型， 且安装平台 3上设有供叶片通过的过道， 吊装叶 片 2时， 叶片 2可以通过该过道穿过安装平台 3。
所述中心塔柱 1表面轴向固定设有若干导轨 7， 导轨 7的数量根据风 轮叶片 2数量设置， 风轮中的每一个叶片 2对应一条导轨 7。 所述导轨 7 主体为槽钢 71， 槽钢 71开口两侧相对延伸设有挡块 73 ; 导轨 7的中间设 有导向片 72。 所述导轨 7上设有锁孔。
如图 2、 3所示， 所述风轮为 Φ形风轮， 其由两片以上的叶片 2组合而 成， 本实施例的 Φ形风轮由两片对称设置的叶片 2组成。 所述叶片 2呈弓 形， 由弦及对应的弧所构成； 所述叶片 2由两个以上的叶片单元上下连接 而成， 本实施例的叶片 2由三个叶片单元 21、 22、 23连接而成， 其中为处 于上端的第一叶片单元 21、 处于中间的第二叶片单元 22、 以及处于下端的 第三叶片单元 23 ; 第一叶片单元 21下端的连接端设有支臂 213， 所述支臂 213两端分别与第一叶片单元 21的弦段 212和弧段 211连接； 第二叶片单 元 22的上、 下连接端设有支臂 223， 所述支臂 223两端分别与第二叶片单 元 22的弦段 222和弧段 221连接； 第三叶片单元 23上端的连接端设有支 臂 233， 所述支臂 233两端分别与第三叶片单元 23的弦段 232和弧段 231 连接。 第一叶片单元 21的弦段 212的上、 下两端分别设有行走小车 6; 第二 叶片单元 22的弦段 222的上、 下两端分别设有行走小车 6; 第三叶片单元 23的弦段 232的上、 下两端分别设有行走小车 6。 相邻叶片单元的弧段上 设有第一连接结构， 相邻叶片单元的弦段上设有第二连接结构。 如图 3所 示， 本实施例中， 所述第一连接结构为第一叶片单元 21的弧段 211下端与 第二叶片单元 22的弧段 221上端设置的连接法兰 9、 第二叶片单元 22的 弧段 221下端与第三叶片单元 23的弧段 231上端设置的连接法兰 9， 所述 连接法兰 9上设有螺孔，相邻叶片单元的弧段就通过连接法兰 9进行连接。 如图 6所示，所述第二连接结构为第一叶片单元 21下端的行走小车 6与第 二叶片单元 22上端的行走小车 6之间的卡合结构、 第二叶片单元 22下端 的行走小车 6与第三叶片单元 23上端的行走小车 6之间的卡合结构。
如图 8所示， 所述卡合结构包括行走小车 6上端设有凸出部 64， 下端 设有凹陷部 65， 凸出部 64形状与凹陷部 65形状相契合。 相邻行走小车 6 相互卡合时，处于下方的行走小车 6的凸出部 64***处于上方的行走小车 6的凹陷部 65中， 然后在两个行走小车的连接处利用连接螺栓 8将两个行 走小车 6连接起来， 从而完成相邻叶片单元的弦段的连接。 所述行走小车 6上设有电动锁， 所述电动锁包括控制器 （未标示）、 执行机构 （未标示） 和与执行机构连接的锁栓 63， 电动锁的锁栓 63与导轨 7侧面上的锁孔配 合。 如图 7所示， 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***； 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。
风轮的安装方法包括以下步骤：
如图 4、 5、 8所示， （1 ) 利用垂直轴风力发电机的中心塔柱 1顶部的 起重机 4将第一叶片单元 21吊装到中心塔柱 1上， 吊装过程中， 第一叶片 单元 21的行走小车 6通过滚轮 62在中心塔柱 1的导轨 7上行走， 导向片 72与行走小车 6上的导向槽 61配合， 起到对叶片单元导向的作用， 直到 第一叶片单元 21位置确定后停止， 控制器控制执行机构动作， 执行机构将 锁栓 63推出行走小车 6并伸入导轨 7的锁孔内， 以完成第一叶片单元 21 与导轨 7之间的固定；导轨 7开口侧的挡块 73对行走小车同样起到限制作 用， 防止行走小车 6脱离导轨 7;
如图 9所示， （2 ) 利用起重机 4将第二叶片单元 22吊装到中心塔柱 1 上， 吊装过程中， 第二叶片单元 22的行走小车 6在中心塔柱 1的导轨 7上 行走， 直到第二叶片单元 22位置确定后停止， 利用电动锁将第二叶片单元 22固定在导轨 7上， 并且利用第一连接结构和第二连接结构将第二叶片单 元 22与第一叶片单元 21连接起来；
如图 10所示， （3 ) 利用起重机 4将第三叶片单元 23吊装到中心塔柱 1上， 吊装过程中， 第三叶片单元 23的行走小车 6在中心塔柱 1的导轨 7 上行走， 直到第三叶片单元 23位置确定后停止， 利用电动锁将第三叶片单 元 23固定在导轨 7上，并且利用第一连接结构和第二连接结构将第三叶片 单元 23与第二叶片单元 22连接起来， 以完成整一个叶片的安装；
(4) 安装上述步骤 （1 ) ~ (3 )， 完成风轮的其他叶片安装。
拆卸叶片 2的步骤是按照先拆卸第三叶片单元 23， 在拆卸第二叶片单 元 22， 最后拆卸第一叶片单元 21。在遭遇强风时， 通过拆卸风轮来保护发 电机及叶片免受损坏。
本发明 Φ形风轮由若干叶片组成， 每个叶片由若干叶片单元组成， 体 积更小的叶片单元能够有效解决大型垂直轴风力发电机风轮运输及安装较 难的问题， 进一步降低发电成本。

Claims

权 利 要 求 书
1. 一种垂直轴风力发电机风轮结构， 所述风轮为 Φ形风轮， 其由两片以上 的叶片组合而成； 其特征在于： 所述叶片呈弓形， 由弦及对应的弧所构 成； 所述叶片由两个以上的叶片单元连接而成， 叶片单元上于叶片单元 之间的连接处设有支臂， 所述支臂两端分别与所述叶片的弦和弧连接， 所述叶片单元由被分割的弦段、被分割的弧段及支臂围成； 所述叶片单 元的弦段的上、 下两端分别设有行走小车， 相邻叶片单元的弧段上设有 第一连接结构， 相邻叶片单元的弦段上设有第二连接结构。
2. 根据权利要求 1所述的一种垂直轴风力发电机风轮结构， 其特征在于： 所述第一连接结构包括设于相邻叶片单元的弧段的连接端的法兰盘，所 述连接法兰上设有螺孔。
3. 根据权利要求 1所述的一种垂直轴风力发电机风轮结构， 其特征在于： 所述第二连接结构由设于相邻叶片单元的相邻行走小车之间的卡合结 构形成。
4. 根据权利要求 1所述的一种垂直轴风力发电机风轮结构， 其特征在于： 所述行走小车上设有电动锁， 所述电动锁包括控制器、 执行机构和与执 行机构连接的锁栓。
5. 一种垂直轴风力发电机风轮的安装方法， 所述风轮为 Φ形风轮， 其由两 片以上的叶片组合而成； 其特征在于： 所述叶片呈弓形， 由弦及对应的 弧所构成； 所述叶片由两个以上的叶片单元连接而成， 叶片单元上于叶 片单元之间的连接处设有支臂，所述支臂两端分别与所述叶片的弦和弧 连接， 所述叶片单元由被分割的弦段、 被分割的弧段及支臂围成； 所述 叶片单元的弦段的上、 下两端分别设有行走小车， 相邻叶片单元的弧段 上设有第一连接结构， 相邻叶片单元的弦段上设有第二连接结构； 其安 装方法包括以下步骤：
( 1 )利用垂直轴风力发电机的中心塔柱顶部的起重机将第一个叶片单元吊 装到中心塔柱上， 吊装过程中， 叶片单元的行走小车在中心塔柱上设有的 导轨上行走， 直到第一个叶片单元位置确定后停止， 并将第一个叶片单元 固定在导轨上；
(2)利用起重机将第二个叶片单元吊装到中心塔柱上， 吊装过程中， 叶片 单元的行走小车在中心塔柱上设有的导轨上行走， 直到第二个叶片单元位 置确定后停止， 将第二个叶片单元固定在导轨上， 并且利用第一连接结构 和第二连接结构将第二个叶片单元与第一个叶片单元连接起来；
(3 ) 按照步骤 （2) 的方法， 将剩余的叶片单元顺序吊装到中心塔柱上并 安装， 以完成一个叶片的安装；
(4) 安装上述步骤 （1 ) ~ (3 )， 完成风轮的其他叶片安装。
6. 根据权利要求 5所述的一种垂直轴风力发电机风轮的安装方法，其特征 在于：所述第一连接结构包括设于相邻叶片单元的弧段的连接端的法兰 盘， 所述连接法兰上设有螺孔。
7. 根据权利要求 5所述的一种垂直轴风力发电机风轮的安装方法，其特征 在于：所述第二连接结构由设于相邻叶片单元的相邻行走小车之间的卡 合结构形成。
8. 根据权利要求 5所述的一种垂直轴风力发电机风轮的安装方法，其特征 在于： 所述行走小车上设有电动锁， 所述电动锁包括控制器、 执行机构 和与执行机构连接的锁栓； 所述导轨上设有锁孔， 叶片单元吊装到指定 位置后， 控制器控制执行机构动作， 执行机构将锁栓推出行走小车并伸 入导轨的锁孔内， 以完成叶片单元与导轨之间的固定。
9. 根据权利要求 5所述的一种垂直轴风力发电机风轮的安装方法，其特征 在于： 所述导轨内设有导向片， 所述行走小车上设有导向槽， 叶片单元 沿着导轨行走时， 导向片与导向槽配合。
10.根据权利要求 5所述的一种垂直轴风力发电机风轮的安装方法，其特征 在于： 所述导轨主体为槽钢， 槽钢开口两侧相对延伸设有挡块。
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