[发明专利]一种垂直轴风力发电机的现场安装方法

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电机，尤其是垂直轴的风力发电机的现场安装方法。

背景技术

众所周知，风力发电机包括水平轴和垂直轴两种，其发电原理基本一致，发电效率均跟风速和风轮有效风能利用面积有关，简单的说就是风轮越大越高其发电效率就越高。经过多年的发展，水平轴风力发电机得到了比垂直轴风力发电机更好的发展，其原因在于，在水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机的塔柱所能承载的极限高度下，水平轴风力发电机的风轮对风能的利用率要比垂直轴风力发电的风轮高。水平轴风力发电机经过多年的研究，可以说已经到达了技术的瓶颈，很难再有重大的突破，由于水平轴风力发电机的风轮对塔柱的横向剪切力较大，这就限制了塔柱的高度，从而限制了风轮所能达到的高度以及有效风能利用面积；但是垂直轴风力发电机则不同，其风轮对塔柱的横向剪切力较小，也就是说，在塔柱承载允许的情况下，垂直轴风力发电机的风轮能够做得更高更大来提升其发电效率，所以说垂直轴风力发电机更具有发展前景。目前已经有诸多的垂直轴风力发电机在发展，如本申请人在先有对垂直轴风力发电机进行专利申请，公开号为CN101545457的一种垂直风力发电机，包括中心塔柱、位于中心塔柱上的一个以上的垂直风力发电单元，所述垂直风力发电单元包括第一轴承、发电机、第二轴承、第三轴承、叶片。所述发电机下方设有连接法兰，所述连接法兰与发电机转子下端固定连接，所述发电机转子上端与第二轴承外圈连接。所述连接法兰下方设有励磁机，所述励磁机包括转子、定子，所述励磁机转子上端与连接法兰连接,下端与第一轴承外圈连接，所述叶片下端与第二轴承外圈固定连接,叶片上端与第三轴承外圈固定连接。该种结构的发电机为外转子发电机，而内定子环抱中心塔柱，为了结构的坚固，中心塔柱直径一般做得比较大，因此，发电机的直径也相应需要做得非常大，相应的励磁机也要做得比较大；针对如此庞大的设备，安装、调试十分麻烦，且安装工期长，安装成本巨大。

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的现场安装方法，安装、调试方便，且安装工期短，安装成本低。

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的现场安装方法，包括以下步骤：

（1）建造中心塔柱的底部基础；

   （2）在底部基础上建造钢筋混凝土的中心塔柱；中心塔柱包括两个以上用于安装发电机及发电设备且环抱中心塔柱的安装平台，所述安装平台与中心塔柱一体成型，安装平台上设有供叶片通过的过道，所述过道垂直贯穿所述安装平台；

   （3）在中心塔柱顶部安装起重机；

（4）每一安装平台、安装平台上的发电机、与所述发电机配合的至少具有两片叶片的Φ形风轮及发电设备组成一个发电单元，起重机根据中心塔柱从上至下顺序依次吊装所有的发电单元；起重机针对每一发电单元的吊装步骤包括：（a）将组成风轮的叶片吊装到中心塔柱上；（b）将联轴器吊装到中心塔柱上并于风轮下方，联轴器上端与风轮下端连接；（c）将一个主齿轮吊装到中心塔柱上并于联轴器下方，主齿轮环抱中心塔柱并与联轴器下端连接；（d）将发电机及发电设备吊装到安装平台上，发电机通过齿轮传动系统与主齿轮啮合。

作为改进，所述步骤（1）中，底部基础建造在海域或陆域。

作为改进，所述步骤（2）中，安装平台的建造方法如下：

（2.1）在所述底部基础上搭建中心塔柱的内模板和外模板，内、外模板之间形成灌浆腔体，在所述灌浆腔体内预埋钢构件和建筑构造用钢筋，所述内模板呈筒状，所述外模板上设有两个以上用于成型环抱所述中心塔柱用于安装发电机的安装平台的环形凸出腔体，所述环形凸出腔体与所述灌浆腔体连通；

（2.2）在内、外模板之间灌混凝土。

作为改进，所述步骤（2.1）中，所述相邻两个环形凸出腔体之间的距离大于所述垂直轴风力发电机的风轮高度；所述环形凸出腔体内设有钢构件，所述钢构件伸入所述灌注腔体内；所述灌注腔体内的钢筋延伸至所述环形凸出腔体内；所述步骤（2.2）中，采用分段灌浆的方式进行灌浆。

作为改进，起重机在吊装叶片之前首先需要吊装轨道到中心塔柱上，所述轨道上端延伸至风轮上端安装处，轨道的下端延伸至风轮下端安装处，且轨道对准安装平台上的过道。

作为改进，起重机在吊装叶片时，叶片沿着轨道运动。

作为改进，在大风叶片失速情况下，起重机将叶片下吊到地面，叶片沿着轨道运动。

作为改进，所述步骤（4）中，利用起重机吊装第一轴承和第二轴承到中心塔柱上，第一轴承位于风轮上端且与风轮上端连接，第二轴承位于主齿轮下端且与主齿轮连接。