风力发电机组的塔筒及风力发电机组的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种风力发电机组的塔筒及风力发电机组。该风力发电机组的塔筒包括多个塔筒分片和多个夹持部，各塔筒分片的两个侧边的内外侧面均开设有至少一个凹槽结构，各夹持部上设置有与凹槽结构相配合的凸起结构，各夹持部通过与凹槽结构配合并固定连接相邻两个塔筒分片。本实用新型提供的风力发电机组的塔筒，通过将塔筒分成多片制造，解决了大直径塔筒制造及运输受限的问题，从而可实现针对大直径塔筒的优化设计，能有效提高轮毂中心高并降低塔筒重量，而且该塔筒连接结构简单合理，安装方便，减轻了施工现场的劳动强度。
【专利说明】
风力发电机组的塔筒及风力发电机组
技术领域
[0001]本实用新型涉及风电技术领域，尤其涉及风力发电机组的塔筒及风力发电机组。
【背景技术】
[0002]随着风力发电机组容量的不断增大，以及风切变化大的区域对高空风能利用的迫切性，高度大于100米的风力发电机塔架越来越受到市场的青睐。而为了实现建造、使用高塔架这一需求，而且为了增大高塔架的稳定性，塔架底部的直径需要做的越来越大以获得最优的效果。
[0003]而目前，钢制管状塔架主要受到以下几方面的限制:运输条件，特别是用于陆地运输时，由于受到桥洞等障碍物的影响，塔筒直径最大4.3?4.5米;生产条件，目前对卷制焊接塔筒，塔筒厂卷板壁厚最大约为80mm，而运用传统钢制管状塔架技术，往往设计出的塔筒壁厚很厚，加工制造困难;频率限制，传统钢制管状塔>100米，为了避免引起风机共振，往往需要设计特别厚的钢板以满足这种条件，而最终导致设计无法进行;经济性差，会由于塔筒太重而失去了经济性。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型提供一种风力发电机组的塔筒及风力发电机组，以解决塔筒过大而不便于运输的问题。
[0005]为达到上述目的，本实用新型的实施例提供了一种风力发电机组的塔筒，该塔筒包括多个塔筒分片和多个夹持部，各塔筒分片的两个侧边的内外侧面均开设有至少一个凹槽结构，各夹持部上设置有与凹槽结构相配合的凸起结构，各夹持部通过与凹槽结构配合并固定连接相邻两个塔筒分片。
[0006]进一步地，各凹槽结构中靠近邻近塔筒分片侧边的凹槽面为斜面。
[0007]进一步地，各凸起结构中靠近其所在的夹持部中间位置的侧面为斜面，且其倾斜方向与相配合的凹槽结构中的斜面的倾斜方向一致。
[0008]进一步地，各塔筒分片的两个侧边的内外侧面均开设有多个凹槽结构。
[0009]进一步地，夹持部包括夹持外板、夹持内板和紧固组件，夹持外板和/或夹持内板上设置有一个限位凸起，限位凸起伸入相邻两个塔筒分片之间的间隙内；紧固组件穿过夹持外板和夹持内板并将夹持外板和夹持内板锁紧。
[0010]进一步地，夹持外板和/或夹持内板上的限位凸起的高度小于或等于塔筒分片厚度的二分之一。
[0011]进一步地，凹槽结构的深度大于相配合的凸起结构的高度。
[0012]进一步地，夹持外板上沿其长度方向均匀设置有一列孔组，一列孔组包括多个通孔，夹持内板上设置有与夹持外板上的孔组相对应的孔组，紧固组件与多个通孔一一对应设置。
[0013]进一步地，至少两个塔筒分片沿周向拼接形成塔筒段，塔筒由多个塔筒段沿纵向拼接形成，相邻两个塔筒段由法兰连接，且位于相邻两个塔筒段上的夹持部不在塔筒的同一条母线上。
[0014]本实用新型的实施例还提供了一种风力发电机组，其包括塔筒，该塔筒为前任一项的塔筒。
[0015]本实用新型具有的优点和积极效果是:
[0016]本实用新型提供的风力发电机组的塔筒，通过将塔筒分成多片制造，解决了大直径塔筒制造及运输受限的问题，从而可实现针对大直径塔筒的优化设计，能有效提高轮毂中心高并降低塔筒重量，而且该塔筒连接结构简单合理，安装方便，减轻了施工现场的劳动强度。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型实施例的风力发电机组的塔筒的示意性爆炸图；
[0018]图2为图1中所示A区域的局部放大图；
[0019]图3为图1中所示B区域的局部放大图；
[0020]图4为图1中所示C区域的局部放大图；
[0021]图5为本实用新型实施例的风力发电机组的塔筒的示意性装配图；
[0022]图6为图5中所示D区域的局部放大图。
[0023]附图标记说明:
[0024]1、塔筒分片;2、夹持部;21、夹持外板;22、夹持内板;23、限位凸起;3、凹槽结构;4、凸起结构;5、通孔。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图详细描述本实用新型实施例的示例性实施例。
[0026]如图1至图4所示，本实用新型实施例提供了一种风力发电机组的塔筒，该塔筒包括多个塔筒分片I和多个夹持部2，各塔筒分片I的两个侧边的内外侧面均开设有至少一个凹槽结构3，各夹持部2上设置有与凹槽结构3相配合的凸起结构4，各夹持部2通过与凹槽结构3配合并固定连接相邻两个塔筒分片I。
[0027]本实用新型提供的风力发电机组的塔筒，通过将塔筒分成多片制造，解决了大直径塔筒制造及运输受限的问题，从而可实现针对大直径塔筒的优化设计，能有效提高轮毂中心高并降低塔筒重量，而且该塔筒连接结构简单合理，安装方便，减轻了施工现场的劳动强度
[0028]具体地，塔筒分片I由金属材料制成，塔筒分片I可经过卷板机卷制成弧形或经过弯折呈多边形，以便将多个塔筒分片I沿其周向拼接形成一个塔筒段。弧形的塔筒分片I有利与拼接，且拼接形成的塔筒段力学性能好，稳定性高。相邻的两个塔筒分片I由夹持部2进行固定，夹持部2也由金属材料制成，可通过锻造等方式制得，加工工艺简单。
[0029]在每个塔筒分片I的两个侧边的内外侧面均开设有至少一个凹槽结构3，以通过夹持部2上的凸起结构4与凹槽结构3配合承受两个塔筒分片I所受的分离力，同时使夹持部2与塔筒分片I配合更可靠。优选地，在每个塔筒分片I的两个侧边的内外侧面均开设有多个凹槽结构3，但是，应当避免开设过多的凹槽结构3，以免对塔筒分片I本身的结构强度产生影响。对应地，在夹持部2上设有与凹槽结构3的数量和位置均相同的凸起结构4。该凸起结构4可卡接在凹槽结构3中，从而实现通过夹持部2和凹槽结构3配合并固定相邻两个塔筒分片I的目的。
[0030]本实用新型实施例提供的风力发电机组的塔筒通过凹槽结构3和凸起结构4的配合来连接、固定相邻两个塔筒分片I，不仅简化了原有分片式塔筒之间的连接结构，也在一定程度上减轻了塔筒的整体重量。
[0031]如图2所示，各凹槽结构3中靠近邻近塔筒分片I侧边的凹槽面为斜面。相应地，各夹持部2上的凸起结构4中，靠近其所在的夹持部2中间位置的侧面也为一斜面，而且，该斜面的倾斜方向同与其相配合的凹槽结构3中的斜面的倾斜方向一致，也即凸起结构4中的斜面与凹槽结构3中的斜面的斜率相等(此斜率相等应理解在加工误差存在的情况下的相等)。这样设置是为了保证凸起结构4中的斜面与凹槽结构3中的斜面能够完全贴合，保证了凸起结构4与凹槽结构3之间连接的稳定性。同时，将凸起结构4与凹槽结构3的接触面设置成斜面，不仅保证了该凹槽结构3与凸起结构4能够方便地对接、安装，还保证了该凸起结构4和凹槽结构3之间能够提供互相作用的摩擦力，而且斜面的受力性很好。当然，在一些未示出的实施例中，在凹槽结构3以及凸起结构4中的另一个侧面可以为斜面，也可以为竖直面。另外，凹槽结构3以及凸起结构4中的两个侧面均可以为斜面或者竖直面。
[0032]结合参考图2至图4，为了保证夹持部2与塔筒分片I之间的连接强度，在本实用新型优选的实施例中，各塔筒分片I的两个侧边的内外侧面均开设有多个凹槽结构3。夹持部2包括夹持外板21、夹持内板22和紧固组件。夹持外板21上设置有与设置在塔筒分片I的外侧面上的凹槽结构3配合的凸起结构4，夹持内板22上设置有与设置在塔筒分片I的内侧面上的凹槽结构3配合的凸起结构4。夹持外板21和/或夹持内板22上设置有一个限位凸起23，限位凸起23伸入相邻两个塔筒分片I之间的间隙内，紧固组件穿过夹持外板21和夹持内板22并将二者锁紧。通过夹持外板21和夹持内板22与塔筒分片I的凸凹配合实现对相邻两个塔筒分片I的连接，通过紧固组件将夹持外板21和夹持内板22锁紧实现最终的紧固。
[0033]具体地，如图2所示，设置在塔筒分片I外侧的凹槽结构3的数量少于塔筒分片I内侧的凹槽结构3数量，同时，开设于塔筒分片I外侧的凹槽结构3的深度和宽度均大于开设在塔筒分片I内侧的凹槽结构3的深度和宽度。之所以这样设置，是因为塔筒分片I为弧形结构，其外侧面的弧长大于其内侧面的弧长，换而言之，若在其内侧面设置过大、过宽的凹槽结构3，则会一定程度上影响塔筒分片I的结构强度。当然，在一些实施例中，也可以将塔筒分片I内侧的凹槽结构3的数量设置成多于塔筒分片I外侧的凹槽结构3数量，但需要注意的是，为了保证塔筒分片I的结构强度，塔筒分片I内侧的凹槽结构3不宜过多。
[0034]参考图3和图4，在本实用新型优选的实施例中，与塔筒分片I上的凹槽结构3相对应的，夹持外板21上的凸起结构4的数量少于夹持内板上的凸起结构4数量，同时，夹持外板21上凸起结构4的高度和宽度大于夹持内板22上的凸起结构4。
[0035]在夹持外板21和/或夹持内板22上设置的限位凸起23的作用是使其限位凸起23伸入相邻两个塔筒分片I之间的间隙内，并保证相邻两个塔筒分片I之间的距离。在夹持外板21和/或夹持内板22上设置限位凸起23是为了防止相邻两个塔筒分片I之间的距离在螺栓的作用下减小，避免了因为塔筒分片I之间的间距变小而影响塔筒的结构强度。
[0036]另外，如图1中的夹持外板21所示，该限位凸起23可以在夹持外板21的纵向上以间隔的方式设置，也可以与夹持外板21的长度等长的设置在其上，可根据实际情况将限位凸起23设置成不同的方式。同理，限位凸起23也可以上述两种方式设置在夹持内板22上。
[0037]当在夹持外板21和夹持内板22上均设置有限位凸起23时，为了防止限位凸起23的高度过高而导致夹持外板21和夹持内板22无法将相邻两个塔筒分片I夹紧，在上述这一实施例中，每个限位凸起23的高度小于或等于塔筒分片I的厚度的一半。
[0038]在本实施例中，紧固组件穿过夹持外板21和夹持内板22并将二者锁紧。所述紧固组件可以为一组螺栓，也可以为其他能够起到紧固组用的连接件。为了使夹持外板21和夹持内板22能够更加牢固地将相邻两个塔筒分片I夹紧，在夹持外板21上沿其长度方向均匀设置有一列孔组，该一列孔组包括多个通孔5，在夹持内板22上设置有与夹持外板21上的孔组相对应的一列孔组。紧固组件分别穿过夹持内板22和夹持外板21上的通孔5，将夹持内板22和夹持外板21锁紧。这样设置，使得锁紧夹持内板22和夹持外板21只需要使用一列螺栓即可，大大减少了螺栓的使用量，降低了现场施工的劳动强度，减少了预紧螺栓所需要的时间。换而言之，只需要使用一列螺栓即可实现将相邻两个塔筒分片I固定连接的目的。当然，也可将孔组设置成多列以进一步增强夹持内板22和夹持外板21的连接强度。
[0039]在本实用新型优选地实施例中，各凹槽结构3的深度大于与之相配合的凸起结构4的高度。这样一来，可以保证凸起结构4和凹槽结构3能够方便地实现对接、安装，同时，这样也可以降低加工的难度，提高了生产效率。
[0040]如图5和图6所示，当需要将多个塔筒分片I拼接成塔筒段时，只需要将多个塔筒分片I沿周向依次对接，再将夹持内板22和夹持外板21分别与塔筒分片I上的凹槽结构3对齐安装，然后再用螺栓将夹持内板22和夹持外板21锁紧即可实现将塔筒分片I拼接成塔筒段的目的。凸起结构4与凹槽结构3配合不仅可以提高连接可靠性，而且方便将夹持部2定位在塔筒分片I上。当需要将塔筒段沿其纵向拼接成塔筒时，只需将拼接好的塔筒段沿纵向对接平齐，再通过法兰或者焊接的方式将塔筒段拼接成塔筒。进一步地，为了保证塔筒的整体结构强度，相邻两个塔筒段上的夹持部2不在同一条母线上，也就是说，相邻两个塔筒段上的夹持部2不共线。
[0041]本实用新型还提供了一种风力发电机组，该风力发电机组包括塔筒，该塔筒为如前任一实施例中的塔筒。
[0042]本实用新型的风力发电机组的塔筒及风力发电机组具有如下有益效果:
[0043]本实用新型提供的风力发电机组的塔筒，通过将塔筒分成多片制造，解决了大直径塔筒制造及运输受限的问题，从而可实现针对大直径塔筒的优化设计，能有效提高轮毂中心高并降低塔筒重量。同时，通过内夹持部和外夹持部的共同作用，锁紧相邻两个塔筒分片，该连接结构简单合理，安装方便，更重要的是，锁紧相邻两个塔筒分片只需要使用一排螺栓即可，大大降低了螺栓的使用量，也减轻了施工现场的劳动强度，可广泛应用于各种风力发电机组。
[0044]以上所述，仅为本实用新型的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种风力发电机组的塔筒，其特征在于，所述塔筒包括多个塔筒分片(I)和多个夹持部(2)，各所述塔筒分片(I)的两个侧边的内外侧面均开设有至少一个凹槽结构(3)，各所述夹持部(2)上设置有与所述凹槽结构(3)相配合的凸起结构(4)，各所述夹持部(2)通过与所述凹槽结构(3)配合并固定连接相邻两个所述塔筒分片(I)。2.根据权利要求1所述的塔筒，其特征在于，各所述凹槽结构(3)中靠近邻近所述塔筒分片(I)侧边的凹槽面为斜面。3.根据权利要求2所述的塔筒，其特征在于，各所述凸起结构(4)中靠近其所在的所述夹持部(2)中间位置的侧面为斜面，且其倾斜方向与相配合的所述凹槽结构(3)中的所述斜面的倾斜方向一致。4.根据权利要求1所述的塔筒，其特征在于，各所述塔筒分片(I)的两个侧边的内外侧面均开设有多个凹槽结构(3)。5.根据权利要求1所述的塔筒，其特征在于，所述夹持部(2)包括夹持外板(21)、夹持内板(22)和紧固组件，所述夹持外板(21)和/或所述夹持内板(22)上设置有一个限位凸起(23)，所述限位凸起(23)伸入相邻两个所述塔筒分片(I)之间的间隙内； 所述紧固组件穿过所述夹持外板(21)和所述夹持内板(22)并将所述夹持外板(21)和夹持内板(22)锁紧。6.根据权利要求5所述的塔筒，其特征在于，所述夹持外板(21)和/或所述夹持内板(22)上的限位凸起(23)的高度小于或等于所述塔筒分片(I)厚度的二分之一。7.根据权利要求1所述的塔筒，其特征在于，所述凹槽结构(3)的深度大于相配合的所述凸起结构(4)的高度。8.根据权利要求5所述的塔筒，其特征在于，所述夹持外板(21)上沿其长度方向均匀设置有一列孔组，所述一列孔组包括多个通孔(5)，所述夹持内板(22)上设置有与所述夹持外板(21)上的所述孔组相对应的孔组，所述紧固组件与所述多个通孔一一对应设置。9.根据权利要求1所述的塔筒，其特征在于，至少两个所述塔筒分片(I)沿周向拼接形成塔筒段，所述塔筒由多个所述塔筒段沿纵向拼接形成，相邻两个所述塔筒段由法兰连接，且位于相邻两个所述塔筒段上的所述夹持部(2)不在所述塔筒的同一条母线上。10.—种风力发电机组，包括塔筒，其特征在于，所述塔筒为如权利要求1至9中任一项所述的塔筒。
【文档编号】F03D13/20GK205423079SQ201620228838
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年3月23日
【发明人】赵庆栋, 张紫平, 胥勇
【申请人】北京金风科创风电设备有限公司