增强式风塔的制作方法

本发明属于由承受多种载荷的很高中空本体形成的风力涡轮机塔的技术领域。

背景技术：

目前，随着清洁、环境友好的发电的日益增加，风力被越来越多地开发，从而产生数量增加的风力涡轮机以获得风力，该风力涡轮机通常包括涡轮机、高塔和发电机。

塔可由钢筋混凝土或金属制成，并且其结构和问题与诸如广播塔、移动通信塔或电塔的其它高塔相似，尽管本说明书着重于风力涡轮机塔，但并不限于这些塔。

金属塔通过将彼此焊接的金属环或箍重叠成使得它们形成塔的部段或通过将水平和竖直地接合的金属面板接合在一起——通常通过螺接在一起——而形成。

塔旨在将涡轮机的重力载荷和横向应力传递到底部支承件。

两种实施方案具有产生这些塔的构建问题并且大幅增加其成本的缺点。

这些缺点中的一个缺点是由于公路运输塔部段而施加的尺寸限制，原因在于尽管塔被分割成多个部段以有利于运输，但底部部段的直径通常超过允许的极限。

由于底部部段支承最高载荷，所以它们的直径必定增大。塔越高，底部部段所需的尺寸越大。

另外一个缺点在于为了耐受塔承受的高载荷，形成各部段的箍或板必须具有相当大的厚度，这意味着高材料成本。

此外，根据塔高度和它们必须耐受的载荷，由于上述运输限制，一些塔无法设计。

在这些情况下有时采取的一个解决方案是从底座竖直上升的钢筋混凝土的第一部段的结构。因此，更高的载荷需要这些部段的更大高度，尽管该部段的高度增加也增加了塔的总成本。

作为现有技术的一个例子，可提到参考文献es2330482，其定义了一种包括具有多边形截面的若干部段的风力涡轮机塔。每个部段都包括彼此连接以形成多边形截面的若干平板，其中所述平板通过连结板连接在一起。

对于该塔，解决了公路运输限制的问题，因为塔的各部段被分割为多个板，其由于更小而满足上述约束。

然而，尽管利用该解决方案解决了公路运输限制的缺点，但逐个部件进行的塔的繁琐组装以及增加的所需组装时间引起显著的生产成本。

此外，该解决方案不会增加塔的刚度，使得在更大的高度和载荷下仍需要高的板厚度，这大幅提高了塔的最终价格。

技术实现要素：

本文公开的由中空本体形成的增强式风力涡轮机塔在其内部包括由一系列纵向增强元件形成的至少一个增强结构，其中每个所述纵向增强元件的相对两端都在不同竖线上的点处通过附接装置附接在塔中空本体的内表面上，并且其中每个纵向元件的至少一端都通过附接装置附接在与它连贯的另一纵向元件的端部上。

根据一个优选实施例，该风力涡轮机塔在其内部包括两个竖直增强结构，每个竖直增强结构都由具有纵向形状的一系列增强件形成并且在它们的端部连续地彼此附接，其中每个竖直增强结构附接在中空本体内表面上。

这种情况下，在一个优选实施例中，竖直增强结构具有变化的厚度，从而从位于最低层次的具有纵向形状的增强件的最大厚度到位于最高层次的具有纵向形状的增强件的最小厚度值线性地减小。

根据另一方面，在一个优选实施例中，纵向增强元件的每一端的附接装置通过将其直接焊接到中空本体内表面上而形成。

在另一优选实施例中，纵向元件的每一端的附接装置通过将每一端焊接或螺接在附接元件上而形成，其中所述附接元件通过附接装置附接在中空本体内表面上。

在一个优选实施例中，纵向元件的端部的所述附接元件由对于同一纵向元件的每个端部而言不同的竖直增强结构形成。

根据另一个优选实施例，纵向元件的端部的附接元件由突耳形成。

在这两种情况中的任一情况下并且根据一个优选实施例，附接元件在中空本体内表面上的附接装置通过焊接形成。

根据另一优选实施例，纵向元件在突耳上的附接装置通过焊接或螺接形成。

根据另一方面，在一个优选实施例中，纵向元件的连续端部的附接装置通过对其焊接而形成。

根据另一个优选实施例中，纵向元件的连续端部的附接装置通过对其螺接而形成。

根据一个优选实施例，纵向增强元件和竖直结构的纵向形状的增强元件由金属构架形成。

利用本文中公开的增强式风塔，获得了对现有技术的显著改进。

这是因为所述的内增强件的存在允许设计直径比目前小、特别是比针对公路运输设定的限制值小的很高的塔。这降低了成本并且减少了组装时间。

此外，具有这种设计的风力涡轮机允许在宽范围上选择带或不带转子和机舱的塔的自然频率。这允许选择优化塔的疲劳载荷和极限载荷的频率，因为塔的自然频率与所产生的载荷之间存在直接关系。

内部结构对风力涡轮机塔增加了高刚度并且吸收了外中空本体上的大部分应力。这产生了改善的抗疲劳性，以及减小由所述中空本体形成的结构上的张力，由此允许形成所述中空本体的更薄的板或环，或减小直径直至满足公路运输限制。

此外，取决于各塔具体需求，可将内部结构设计成不干涉塔的内部元件，诸如升降机、楼梯、电缆等，或将它设计成使得更着重于获得特定自然频率、更低的制造成本。

因此，增强式风力涡轮机塔以简单和有效的方式解决了目前在该类型的塔中存在的问题。

附图说明

为了帮助根据本发明的实施方式的一个优选示例更好地理解本发明的特征，提供了作为本说明书的一部分的一组附图，在附图中以说明性方式而不是限制性方式示出：

图1示出附接元件是竖直增强结构的增强式风力涡轮机塔的内部的透视示意图。

图2示出纵向元件的端部的附接元件由突耳形成的增强式风力涡轮机塔的内部的透视示意图。

具体实施方式

参照附图，可见在本发明的第一优选实施例中，本文呈现的由中空本体2形成的增强式风力涡轮机1在内部包括两个增强结构3，其各自都由一系列纵向增强件4形成。

如图1所示，每个所述纵向增强元件4的相对两端都在位于不同竖线上的点处通过附接装置附接在塔1的中空本体内表面2上。此外，每个纵向增强元件4的至少一端通过附接装置附接在与它相连的另一纵向元件的端部。

在本发明的该第一优选实施例中，如图1所示，风力涡轮机1在内部包括附接在中空本体内表面2上的四个竖直增强结构5。每个竖直增强结构5都由具有纵向形状的一系列增强件6形成。这些具有纵向形状的增强件6在它们的端部连续地彼此附接。

在该第一优选实施例中，竖直增强结构5布置在径向相对的2×2的母线上，其端部所经过的直径与所述母线彼此垂直。

此外，所述竖直增强结构5具有变化的厚度，从具有位于最低层次的纵向形状的增强件6的最大厚度到具有位于最高层次的纵向形状的增强件6的最小厚度值线性地减小。

在本发明的该第一优选实施例中，纵向增强元件4的每一端的附接装置通过将每一端焊接或螺接在附接元件5或7上而形成，其中所述附接元件5或7通过附接装置附接在中空本体内表面2上。

如图1所示，在本发明的该第一优选实施例中，纵向元件4的端部的附接元件由四个竖直增强结构5中的一个形成，针对同一纵向增强元件4的每一端是不同的竖直增强结构。

此外，所述竖直增强结构5的附接装置通过将其焊接在中空本体内表面2上而形成。

在本发明的该优选实施例中，纵向元件4的连续端部的附接装置通过将其焊接而形成。

在本发明的该第一优选实施例中，纵向增强元件4和具有纵向形状的增强件6两者都由金属构架形成。

在本说明书中，提出了本发明的第二优选实施例，与第一实施例中一样，该第二实施例呈现由纵向增强元件4形成的两个增强结构3，所述纵向增强元件4的端部附接在中空本体内表面2上，其中各纵向增强元件4的至少一端附接在与其相连的另一纵向增强元件4的端部上。

如图2所示，与第一实施例不一样，在该第二优选实施例中，在风力涡轮机塔1的内部不存在竖直增强结构5并且纵向增强元件4的每一端的附接装置通过将每一端螺接在这种情况下由突耳7形成的附接元件上而形成，突耳7通过附接装置附接在中空本体内表面2上。

在本发明的该第二优选实施例中，突耳7在中空本体内表面2上的所述附接装置通过焊接形成。

与所提出的第一实施例中一样，元件4和6由金属构架形成并且纵向增强元件的连续端的接合装置通过对其焊接而形成。

所描述的实施例仅为本发明的示例，因此，在本说明书中使用的特定细节、术语和用语一定不能理解为限制本发明，而是必须理解为权利要求的基础和与理解该描述的典型基础，以及为本领域的技术人员提供应用本发明的充分信息。

本文中呈现的增强式风力涡轮机塔与现有技术相比实现了显著的改进。

因此，获得了具有高刚度的风力涡轮机塔并且提高了抗疲劳性，从而允许更薄的形成中空本体的板或环或更小的直径以使得可遵守公路运输规定。

由此可以使用直径更小和更薄的板建造很高的风力涡轮机塔，这引起其成本的显著降低，以及上述遵守公路运输的法定限制的优点。

它是非常有效的风力涡轮机塔，该风力涡轮机塔以简单方式允许提高刚度、降低成本和允许其更大高度，从而解决当今的这种类型的塔涉及的缺点。