【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及海上风电设备，尤其是一种浮式垂直轴风机及其作业方法。
技术介绍
1、随着海上风电从近海走向深远海，基础形式从重力式、导管架式逐渐演变为漂浮式基础，当水深大于60m时，多采用漂浮式结构。海上浮式风力发电机可以分为两类：水平轴风机和垂直轴风机。
2、相比于水平轴形式，垂直轴形式具有以下独特的优势：(1)万向受风；(2)叶片结构简单，便于制造；(3)重心低，安装、维护费用较低；(4)气动噪声较小；(5)受尾流影响小，适合搭建大规模风场。这些优势使得垂直轴风机在大型化、规模化、经济化等方面前景广阔，近年来垂直轴风机已成为学术界和工程界的研究热点。
3、现有的垂直轴风力发电机主要由主轴、叶片和机舱组成，风机叶片与主轴相连接，主轴的下端与发电机相连。在风机作业时，风机叶片的重力主要由主轴承受，主轴下端极其容易发生应力集中，从而造成主轴的损伤甚至断裂。对于海上浮式结构物而言，维护及维修成本都较大。
技术实现思路
1、本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种浮式垂直轴风机及其作业方法，从而延长垂直轴风机下端转动结构的寿命，降低维护和维修成本。
2、本专利技术所采用的技术方案如下：
3、一种浮式垂直轴风机，所述垂直轴风机安装于浮式基础上，所述浮式基础的中部固定安装有发电机模块，所述发电机模块的上方设置所述垂直轴风机的风机主体，所述风机主体的中心轴线沿竖直方向设置，所述风机主体绕所述中心轴线自转；
4、所述风机主体包括上连
5、所述浮式基础上设置有多个支撑结构，所述支撑结构以所述中心轴线为中心均布于所述风机主体的外侧，支撑结构的上端与所述上连接轴转动连接，支撑结构的下端与所述浮式基础固定连接。
6、其进一步技术方案在于：
7、所述支撑结构的数量大于等于三。
8、同一水平截面处的叶片与中心轴线的距离小于支撑结构与中心轴线的距离。
9、支撑结构包括竖直段和弯曲段。
10、所述支撑结构为中空杆状，所述支撑结构的横截面为圆形。
11、还包括顶部连接结构，每个支撑结构的上端均与所述顶部连接结构固定连接，所述顶部连接结构与所述上连接轴转动连接。
12、所述浮式基础包括多根与支撑结构对应的立柱，支撑结构的下端与立柱固定连接。
13、还包括多个与立柱对应的横撑，横撑的一端连接立柱，横撑的另一端连接所述发电机模块。
14、一种上述浮式垂直轴风机的作业方法，包括以下步骤：
15、垂直轴风机组装时：
16、将浮式基础布放于目标港口；
17、将多个支撑结构的上端与上连接轴连接形成上部支撑框架；
18、将上部支撑框架整体吊装至浮式基础上方，并与浮式基础固定连接；
19、将发电机模块吊装至浮式基础上，并与浮式基础固定连接，将下连接轴转动安装于浮式基础上，并与所述发电机模块传动连接；
20、对上连接轴和下连接轴的同轴度进行校准，对中心轴线的垂直度进行校准；
21、依次将多个叶片与上连接轴和下连接轴固定连接，形成风机主体。
22、还包括以下步骤：
23、垂直轴风机维护时：
24、在同一个操作工位，同步旋转上连接轴和下连接轴进行检修；
25、需要更换不同位置叶片时，在同一个操作工位同步旋转上连接轴和下连接轴改变方位，更换需要更换的叶片。
26、本专利技术的有益效果如下：
27、本专利技术结构紧凑、合理，操作方便，通过在浮式基础上的风机主体外周设置多个支撑结构，从风机主体的上端将风机主体与浮式基础连接，实现风机主体的无主轴设计，垂直轴风机的整体重量进行空间内分散，提高浮式垂直轴风机的整体稳性，延长垂直轴风机下端转动结构的寿命，降低维护和维修成本。
28、垂直轴风机组装时，首先将风机主体叶片的安装点进行空间定位，两个安装点即为上连接轴和下连接轴，从安装作业角度保证上连接轴和下连接轴的同轴，进一步保证叶片安装后形成的风机主体的中心轴线的垂直度，提高垂直轴风机的性能。
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1.一种浮式垂直轴风机，其特征在于：所述垂直轴风机安装于浮式基础上，所述浮式基础的中部固定安装有发电机模块(4)，所述发电机模块(4)的上方设置所述垂直轴风机的风机主体，所述风机主体的中心轴线沿竖直方向设置，所述风机主体绕所述中心轴线自转；
2.如权利要求1所述的一种浮式垂直轴风机，其特征在于：所述支撑结构(5)的数量大于等于三。
3.如权利要求1所述的一种浮式垂直轴风机，其特征在于：同一水平截面处的叶片(9)与中心轴线的距离小于支撑结构(5)与中心轴线的距离。
4.如权利要求3所述的一种浮式垂直轴风机，其特征在于：支撑结构(5)包括竖直段(51)和弯曲段(51)。
5.如权利要求1所述的一种浮式垂直轴风机，其特征在于：所述支撑结构(5)为中空杆状，所述支撑结构(5)的横截面为圆形。
6.如权利要求1所述的一种浮式垂直轴风机，其特征在于：还包括顶部连接结构(6)，每个支撑结构(5)的上端均与所述顶部连接结构(6)固定连接，所述顶部连接结构(6)与所述上连接轴(7)转动连接。
7.如权利要求1所述的一种浮式垂直
8.如权利要求1所述的一种浮式垂直轴风机，其特征在于：还包括多个与立柱(1)对应的横撑(3)，横撑(3)的一端连接立柱(1)，横撑(3)的另一端连接所述发电机模块(4)。
9.一种如权利要求1所述的浮式垂直轴风机的作业方法，其特征在于：包括以下步骤：
10.如权利要求9所述的作业方法，其特征在于：还包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种浮式垂直轴风机，其特征在于：所述垂直轴风机安装于浮式基础上，所述浮式基础的中部固定安装有发电机模块(4)，所述发电机模块(4)的上方设置所述垂直轴风机的风机主体，所述风机主体的中心轴线沿竖直方向设置，所述风机主体绕所述中心轴线自转；
2.如权利要求1所述的一种浮式垂直轴风机，其特征在于：所述支撑结构(5)的数量大于等于三。
3.如权利要求1所述的一种浮式垂直轴风机，其特征在于：同一水平截面处的叶片(9)与中心轴线的距离小于支撑结构(5)与中心轴线的距离。
4.如权利要求3所述的一种浮式垂直轴风机，其特征在于：支撑结构(5)包括竖直段(51)和弯曲段(51)。
5.如权利要求1所述的一种浮式垂直轴风机，其特征在于：所述支撑结构(5)为中空杆状，所述支撑结构(5)的横截面...
【专利技术属性】
技术研发人员：常雪莹，张欣玉，曹群，郑文慧，
申请(专利权)人：深海技术科学太湖实验室，
类型：发明
国别省市：
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