器可以获得约为10的阻尼系数。
[0040]图4基本上类似于图3，只不过阻尼元件11由若干减振器17代替。剖面A-A稍后用于图6与图7中。减振器具有与阻尼元件11相同的功能，即，使阻尼元件23与壳体之间的碰撞和缓。据此，避免了壳体的畸变或破损，或者至少可以使壳体轻点。而且，减小了来自质量元件23与壳体之间碰撞的噪音。
[0041]在图3与图4中，阻尼器质量23被表示成盘15。这具有两种益处:每个盘都可以由一个或两个人操作；以及容易改变阻尼器质量，可以使用更多或更少的盘15，使得塔架阻尼器5最佳地适应给定的塔架2。图5中另选地获得相同的效果，在图5中，阻尼器质量是填充有沙子、小金属球或通常用于滚珠轴承的滚珠的圆筒形容器，而不是盘15。容器形阻尼器质量具有盖子19，使得内容物不能逃脱。图5的构造导致阻尼增大，这是由于当阻尼器质量23与壳体碰撞时，因为例如小球会彼此相对移动，例如小球之间的摩擦产生阻尼，所以会发生附加阻尼。
[0042]图6与图7根据图4示出剖面A-A，但是以另选的构造示出。在图6中，若干减振器17沿阻尼器壳体7的内侧布置以吸收阻尼器质量与壳体7的碰撞。在图7中，减振器17另选地布置在阻尼器质量23上而不是壳体上。
[0043]图8展示了具有圆柱形部分20与圆锥形部分21的风轮机塔架2。
[0044]图9展示了阻尼器壳体7、8，减振器布置17沿柱形阻尼质量27的外侧布置。摩擦元件外侧布置环形阻尼质量25。为了使阻尼质量不倾斜，在摩擦元件27的外侧布置稳固元件26。当然，稳固元件26也可以位于阻尼质量25的内侧上。
[0045]图10示出了具有位于内部的球形阻尼质量的环形摩擦元件23。减振布置17布置在下壳体8的内侧。
[0046]图9与图10两者中的构思如下:当塔架振动时，固定至塔架的壳体8会与塔架一起振动，从而引起与摩擦元件23、27的碰撞，这在振幅足够大时会引起与阻尼质量25、24的碰撞并最终与减振布置17相撞以消散能量。减振布置变形的能量以及摩擦元件移动的能量两者引起热量及能量消散，并且使阻尼元件与塔架振动不一致地移动，由此通过将来自塔架的动能转换成阻尼质量的加速度及惯性而消耗能量。
[0047]实施例
[0048]用于风级IEC IIIa的具有119米的毂高度的丽风轮机用的具有根据图10的塔架阻尼器的塔架包括五个部分，三个圆柱形下部分具有约3900mm直径以及从底部处的60mm下降到约24mm的壁厚度。两个上部分的直径在从3900mm至约3200mm的范围内，并且壁厚度从23mm下降至13mm，然后在最上部处为20mm。总高度约116米。
[0049]每部分的重量是(从底部开始并向上):
[0050]1.底部分70吨
[0051]2.69 吨
[0052]3.70 吨
[0053]4.57 吨
[0054]5.顶部 41 吨
[0055]阻尼效果的计算:
[0056]球形阻尼器的阻尼质量，m = 500kg
[0057]不算机舱的塔架的振动质量，Mt = 39500kg
[0058]当量单个质量(塔架)系统的刚度，Ct = 269000N/m
[0059]塔架系统的固有频率，fo= 1/2 Ji * V *(C/Mt) = 0.4Hz
[0060]3/4高度处的塔架直径，Dt = 3.5m
[0061]临界风速，Vcr= fo*Dt/0.18 = 8.lm/sec
[0062]临界风压，Qcr= 1/2*1.25*Vcr2= 41N/m2
[0063]旋风载荷，wcr= 0.20*Dt*Qcr = 28.8N/m
[0064]上塔架半体上的旋风载荷的合力，Wcr = wcr*119/2 = 1714N
[0065]当量顶部质量的烧度，At = cr/Ct = 0.00637m
[0066]每半周期的能量，Ew= l/2*Ct* Δ t2= 5.460Nm
[0067]摩擦环质量，m = 20kg
[0068]摩擦环与壳体底部之间的摩擦系数，μ =0.40
[0069]产生的球形质量与壳体壁之间的最小距离，包括减振器占用的间隔，Λ生Ew/(9.82*m* μ ) = 0.069m
[0070]认为相似的塔架阻尼器会具有相似的技术效果，只要最低固有频率是IHz以下。当然，这会有赖于进一步测试，但是200kg与600kg之间的阻尼质量应覆盖长度在60米以上的钢制风轮机塔架。
[0071]本文中描述的塔架阻尼器可优选用在接近或位于塔架顶部的位置中。然而，相似类型的一个或多个其他阻尼器可以用在较低的位置，例如塔架顶部与底部之间的中途以抑制更尚阶的固有频率。
[0072]尽管已经结合【具体实施方式】描述了本发明，但是不应解释成以任何方式限于给出的实施例。本发明的范围由所附权利要求阐明。在权利要求的上下文中，术语“包括”不排除其他可能的元件或步骤。而且，诸如“一”等的提法不应理解成排除多个。权利要求中的相对于附图中示出的元件的附图标记的使用也不应解释成限制本发明的范围。而且，不同权利要求中提到的个别特征可能能够有利地组合，并且不同权利要求中提及的这些特征不排除特征的结合不可行以及特征的组合是不利的。
【主权项】
1.一种具有上部塔架结构及阻尼器的风轮机塔架，该风轮机塔架包括: 固定至所述上部塔架结构的无液阻尼器壳体，所述阻尼器壳体具有基本平坦的底部； 所述阻尼器壳体的圆筒形内表面； 阻尼器质量，该阻尼器质量的水平延展小于所述阻尼器壳体的所述圆筒形内表面的水平延展；以及 至少一个减振结构， 其中，所述阻尼器质量布置成当所述风轮机塔架振动时基本停留在停顿位置，由此所述风轮机塔架与所述阻尼器质量之间的相对运动会根据塔架振动的振幅大小使所述塔架质量与所述减振结构之间产生撞击。2.一种风轮机塔架，其中，阻尼器质量包括至少一个球形阻尼器元件。3.一种风轮机塔架，其中，阻尼器质量包括多个阻尼器元件。4.根据权利要求3所述的风轮机塔架，其中，所述阻尼器元件是盘形，并且包括中央孔。5.根据权利要求4所述的风轮机塔架，其中，中央销居中固定至最下部的阻尼器元件，并且一叠盘形阻尼器元件布置在所述中央销上。6.根据权利要求4所述的风轮机塔架，其中，所述减振结构是盘形的并附接至所述阻尼器质量，并且所述减振结构的直径大于所述至少一个阻尼器元件的直径。7.根据权利要求1所述的风轮机塔架，其中，所述阻尼器包括具有位于所述阻尼器壳体内侧的圆筒形容器的阻尼器质量， 其中，所述圆筒形容器由选自包括沙子、金属颗粒、金属小球以及金属滚珠的组中的一个或多个元件填充至预定程度。8.根据前述权利要求中的任一项所述的风轮机塔架，其中，所述减振结构沿所述阻尼器壳体的内表面布置，使得所述阻尼器质量或所述圆筒形内壳体能与所述减振结构撞击。9.根据权利要求8所述的风轮机塔架，其中，所述减振结构沿所述圆筒形内壳体的外侧布置。10.根据前述权利要求中的任一项所述的风轮机塔架，其中，所述减振结构沿所述阻尼器壳体的内表面布置，使得所述阻尼器质量或所述圆筒形内壳体能与所述减振结构撞击。11.根据权利要求1或权利要求3至10中的任一项所述的风轮机塔架，其中，所述阻尼器质量由至少三个固定的球形滚轮支撑，这些球形滚轮允许所述风轮机塔架以低摩擦相对于所述阻尼器质量振动。12.—种在竖立塔架且在安装机舱之前时用于阻尼风轮机塔架振动的方法，其中，所述风轮机塔架具有上部塔架结构及阻尼器，该风轮机塔架包括: 固定至所述上部塔架结构的无液阻尼器壳体； 所述阻尼器壳体的圆筒形内表面； 阻尼器质量，该阻尼器质量的水平延展小于所述阻尼器壳体的所述圆筒形内表面的水平延展；以及 至少一个减振结构。13.根据权利要求12所述的用于阻尼风轮机塔架振动的方法，其中，所述阻尼器适于仅在安装机舱后基本使用人力拆卸以被移除。14.一种风轮机塔架阻尼器或阻尼风轮机塔架的方法的用途，用于减小有风环境下风塔的振幅以能够将机舱安装至风轮机塔架。
【专利摘要】本发明涉及风轮机塔架，具体涉及这样的塔架,该塔架具有在竖立塔架时且在将机舱安装在塔架的顶部之前时使用的阻尼器。本发明还涉及用于阻尼风轮机塔架的方法。本发明的一方面涉及具有上部塔架结构(24)及阻尼器(5)的风轮机塔架(2)，该风轮机塔架包括：固定至所述上部结构的无液阻尼器壳体(7、8)；所述阻尼器壳体的圆筒形内表面；以及阻尼器质量，该阻尼器质量的水平延展小于所述阻尼器壳体的所述圆筒形内表面的水平延展；以及至少一个减振结构，其中，所述阻尼器质量布置成当塔架振动时基本停留在停顿位置，由此所述塔架与所述阻尼器质量之间的相对运动会根据塔架振动的振幅大小使所述塔架质量与所述减振结构之间产生撞击。主要技术进步在于：所述阻尼器无需精确地与所述塔架的固有频率一致。只要阻尼器质量足够大，就能用于阻尼一系列的塔架尺寸及高度。
【IPC分类】F03D13/20
【公开号】CN105308315
【申请号】CN201480032914
【发明人】B·奥尔嘉德, S·P·杰森
【申请人】维斯塔斯风力系统有限公司
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2014年6月11日
【公告号】EP3008335A1, US20160123303, WO2014198277A1