风力发电机组的塔筒及风力发电机组的制作方法

文档序号:10741822阅读:614来源:国知局
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,该塔筒包括至少两个塔筒分段,其中至少一个塔筒分段由至少两个塔筒分片沿周向拼接形成,各塔筒分片的至少一个侧边设置有凸出于塔筒分片的内壁的第一连接部,各塔筒分片的顶边和/或底边设置有凸出于塔筒分片的内壁的第二连接部,第一连接部和第二连接部的连接处设置有连接板,连接板的竖板与第一连接部贴合并固定,连接板的横板与第二连接部贴合并固定。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,并且通过设置连接板有效地提高了塔筒的刚性。
【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,以解决现有技术中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一种风力发电机组的塔筒,该塔筒包括至少两个塔筒分段,其中至少一个塔筒分段由至少两个塔筒分片沿周向拼接形成,各塔筒分片的至少一个侧边设置有凸出于塔筒分片的内壁的第一连接部,各塔筒分片的顶边和/或底边设置有凸出于塔筒分片的内壁的第二连接部,第一连接部和第二连接部的连接处设置有连接板,连接板的竖板与第一连接部贴合并固定,连接板的横板与第二连接部贴合并固定。
[0006]进一步地,各塔筒分片的两个侧边设置有第一连接部,第一连接部包括一体成型的中间段和加强段,加强段设置在中间段的至少一端,加强段的宽度大于中间段的宽度。
[0007]进一步地,中间段的两端均设置有加强段。
[0008]进一步地,第一连接部上沿其长度方向均匀开设有多个通孔,第二连接部上沿其周向均匀开设有多个通孔,连接板上的竖板与横板上均开设有至少一个通孔。
[0009]进一步地,塔筒由一个下塔筒段、至少一个中塔筒段和至少一个上塔筒段沿纵向依次拼接形成,下塔筒段和/或中塔筒段为由至少两个塔筒分片沿周向拼接形成的塔筒分段,上塔筒段沿周向一体成型。
[0010]进一步地,下塔筒段的第一连接部的下端设置有加强段),加强段的两侧均凸出于下塔筒段的塔筒壁。
[0011]进一步地,中塔筒段上的加强段朝向中塔筒段内侧的一侧凸出于中塔筒段的内侧面,第一连接部朝向中塔筒段外侧的一侧与中塔筒段的外侧面平齐。
[0012]进一步地,上段塔筒的顶边和底边上设置有环形连接部。
[0013]进一步地,位于相邻两个塔筒分段上的第一连接部不在塔筒的同一条母线上。
[0014]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,该塔筒为如前任一项的风力发电机组的塔筒。
[0015]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,更重要的是,通过在第一连接部和第二连接部的连接处增设连接板,进一步提高了二者的连接强度,增强了塔筒的稳定性,有效提高了塔筒的刚性及安全性。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型实施例的风力发电机组的塔筒的整体示意图;
[0017]图2为本实用新型实施例的风力发电机组的塔筒的下塔筒段的半剖示意图;
[0018]图3为本实用新型实施例的风力发电机组的塔筒的中塔筒段的半剖示意图;
[0019]图4为本实用新型实施例的风力发电机组的塔筒的两个中塔筒段连接的半剖图;
[0020]图5为图4中A区域的局部放大图;
[0021]图6为本实用新型实施例的风力发电机组的塔筒的中塔筒段与上塔筒段连接的半剖图;
[0022]图7为图6中B区域的局部放大图。
[0023]附图标记说明:
[0024]1、下塔筒段;2、中塔筒段;3、上塔筒段;31、环形连接部;4、塔筒分片;5、第一连接部;51、中间段;52、加强段;6、第二连接部;7、连接板;8、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所示,本实用新型的实施例提供一种风力发电机组的塔筒,该塔筒包括至少两个塔筒分段,其中至少一个塔筒分段由至少两个塔筒分片4沿周向拼接形成,各塔筒分片4的至少一个侧边设置有凸出于塔筒分片4的内壁的第一连接部5,各塔筒分片4的顶边和/或底边设置有凸出于塔筒分片4的内壁的第二连接部6,第一连接部5和第二连接部6的连接处设置有连接板7(见图4及图5),连接板7的竖板与第一连接部5贴合并固定,连接板7的横板与第二连接部6贴合并固定。
[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,不仅解决了大直径塔筒制造及运输受限的问题,达到能够针对大直径塔筒设计的目的,而且,可有效地提高轮毂中心高并降低塔筒的整体重量,同时,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,更重要的是,通过在第一连接部5和第二连接部6的连接处增设连接板7,进一步提高了二者的连接强度,增强了塔筒的稳定性,提高了塔筒的安全性能。
[0028]在本实用新型优选的实施例中,风力发电机组的塔筒由一个下塔筒段1、至少一个中塔筒段2和至少一个上塔筒段3沿纵向依次拼接形成。一般的,风力发电组的塔筒的直径由塔筒的底部向上逐渐减小,因此,风力发电组的塔筒中下段的直径往往很大。为了便于这部分塔筒段的运输,下塔筒段I和中塔筒段2为由至少两个塔筒分片4沿周向拼接形成的塔筒分段,也就是说,各下塔筒段I和各中塔筒段2是由多个塔筒分片4沿周向拼接形成,这样一来,就可有效地解决塔筒直径过大而造成的运输不便的问题。同时,上塔筒段3由于需要与机舱等设备连接,为了保证上塔筒段3的整体结构强度,上塔筒段3为一体成型结构。
[0029]结合参考图2至图5,在下塔筒段I以及中塔筒段2中的各塔筒分片4的两个侧边设置有第一连接部5,在各塔筒分片4的顶边和底边设置有凸出塔筒分片4的内壁的第二连接部6。具体地,该第一连接部5可以通过焊接的方式与各塔筒分片4的两侧边连接固定,其用于相邻两个塔筒分片4的连接。另外,第一连接部5也可通过一体成型的方式与各塔筒分片4的两侧边连接固定。
[0030]进一步地,第一连接部5包括中间段51和加强段52两部分,加强段52设置在中间段51的至少一端。加强段52的宽度大于中间段51的宽度,以提高第一连接部5的端部的结构强度。优选地,加强段52设置在中间段51的两端同时,为了保证第一连接部5的整体强度,中间段51与加强段52—体成型。这样不仅保证了第一连接部5本身的结构强度,也保证了当多片塔筒分片4沿周向拼接时相邻两个第一连接部5之间的连接强度,进而确保了塔筒段的整体强度。
[0031]第二连接部6设置在塔筒分片4的顶边和/或底边,其用于相邻两个塔筒分段之间的连接。具体地,第二连接部6凸出于塔筒分片4的内壁,当多个塔筒分片4沿周向拼接形成塔筒段时,多个第二连接部6可围成一环形法兰。
[0032]为了方便地将塔筒分片拼接成所需塔筒段以及将塔筒段拼接成所需塔筒,本实用新型实施例提供的第一连接部5,沿其长度方向均匀开设有多个供连接螺栓或其他紧固件穿过的通孔8,第二连接部6沿其周向均匀开设有多个供连接螺栓或其他紧固件穿过的通孔,连接板7上的横板与竖板均开设有至少一个供连接螺栓或其他紧固件穿过的通孔。优选地,在第一连接部5上的加强段52上开设有至少两排通孔8,在连接板7上的横板与竖板上均开设有至少两排通孔,这样可保证塔筒分片4关键连接处的连接强度。可使用多个螺栓分别穿过各通孔,将塔筒分片4拼接形成塔筒段或将多个塔筒段拼接形成塔筒。
[0033]设置在第一连接部5与第二连接部6之间的连接板7可以保证两者的连接强度。具体地,该连接板7为L型结构,连接板7的竖板与第一连接部5贴合并固定,连接板7的横板与第二连接部6贴合并固定,横板与竖板之间相互垂直。当然,连接板7的横版和竖板之间的角度可以根据需求设定为其他值。
[0034]连接板7与第一连接部5及第二连接部6可通过上述的螺栓的方式连接,也可以通过焊接等方式固定连接。只要可增大第一连接部5与第二连接部6之间的连接强度,同时,能够增强塔筒壁的整体强度即可。
[0035]如图2所示,下塔筒段I是由多个塔筒分片4沿周向拼接形成,各塔筒分片4的两个侧边均设置有第一连接部5,各塔筒分片4的顶边和/或底边均设置有第二连接部6。第一连接部5的中间段的外侧面与塔筒分片4的外侧面圆滑过渡。第一连接部5的上端和下端均设置有加强段52,且位于下端的加强段52的两侧均凸出于下塔筒段I的塔筒壁。位于上端的加强段52的外侧面与塔筒分片4的外侧面圆滑过渡,内侧面凸出于塔筒分片4的内侧面。之所以将下端的加强段52设置成两侧均凸出于下塔筒段I的塔筒壁,是为了保证下塔筒段I与混凝土基础连接时的强度,同时,由于采用了传统的塔架与基础的连接方式,因此制造工艺简单,制作方法成熟,可有效地降低生产难度。
[0036]进一步地,由于在下塔筒段I的各个塔筒分片4的两端均设置有第一连接部5,因此,当需要将各个塔筒分片4拼接成下塔筒段I时,只需要将各塔筒分片4依次沿周向拼接对齐,再通过紧固组件将各相邻的两个第一连接部5连接固定即可。这时,位于塔筒分片4的顶边和/或底边的第二连接部6就形成了一个环形法兰,便于下塔筒段I与中塔筒段2的纵向拼接。同时,为了保证下塔筒段I与中塔筒段2的连接稳定性并保证塔筒外壁的平整性,第二连接部6凸出于塔筒分片4的内壁设置。
[0037]如图3所示,中塔筒段2也是由多个塔筒分片4沿周向拼接形成,各塔筒分片4的两侧均设置有第一连接部5,各塔筒分片4的顶边和/或底边均设置有第二连接部6。
[0038]具体地,中塔筒段2上的第一连接部5的两端均设置有加强段52,而且该加强段52朝向中塔筒段2内侧的一侧凸出于中塔筒段2的内侧面,第一连接部5朝向中塔筒段2外侧的一侧与中塔筒段2的外侧面平齐。之所以在中塔筒段2上的第一连接部5的两端均设置加强段52,是为了保证多个中塔筒段2沿纵向拼接时,彼此之间的连接强度。同时,将中塔筒段2上的第一连接部5朝向中塔筒段2外侧的一侧与中塔筒段2的外侧面设置成平齐状态,是为了保证塔筒外侧面不会突出有法兰结构,保证了塔筒外侧面的平整。当需要将各个塔筒分片4拼接成中塔筒段2时,只需要将各塔筒分片4依次沿周向拼接对齐,再通过紧固组件将相邻的两个第一连接部5连接固定即可。这时,位于各塔筒分片4顶边和底边的第二连接部6也形成一环形法兰,便于与下塔筒段I和上塔筒段3的纵向拼接。当需要将多个中塔筒段2沿其纵向拼接成一个较大的塔筒段时,可将拼接好的中塔筒段2先沿其纵向对齐,再通过紧固组件将相邻的两个第二连接部6连接固定即可。
[0039]需要说明的是,多个具有分片结构的塔筒段进行拼接时,相邻两个塔筒分段上的第一连接部5可以不在同一直线上,以保证塔筒整体的结构强度。
[0040]如图6所示,上塔筒段3为沿周向一体成型结构,同时在上塔筒段3的顶边和底边设置有环形连接部31。优选地,该环形连接部31为一整体环形法兰。通过将上塔筒段3以及环形连接部31设置成一体成型结构,可保证上塔筒段3整体的结构强度以及上塔筒段3与机舱连接的协调一致,保证其结构形式安全可靠。
[0041 ]同时,各塔筒分段有金属材料制成,第一连接部5和第二连接部6由型钢加工而成,连接板7也由金属材料制成,连接板7可以为两块板相互垂直焊接而成,也可由一块板经过弯折形成。
[0042]本实用新型实施例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提供的塔筒。
[0043]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:
[0044]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,更重要的是,通过在第一连接部和第二连接部的连接处增设连接板,进一步提高了二者的连接强度,增强了塔筒的稳定性,提高了塔筒的安全性能。
[0045]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,所述塔筒包括至少两个塔筒分段,其中至少一个所述塔筒分段由至少两个塔筒分片(4)沿周向拼接形成,各所述塔筒分片(4)的至少一个侧边设置有凸出于所述塔筒分片(4)的内壁的第一连接部(5),各所述塔筒分片(4)的顶边和/或底边设置有凸出于所述塔筒分片(4)的内壁的第二连接部(6),所述第一连接部(5)和所述第二连接部(6)的连接处设置有连接板(7),所述连接板(7)的竖板与所述第一连接部(5)贴合并固定,所述连接板(7)的横板与所述第二连接部(6)贴合并固定。2.根据权利要求1所述的塔筒,其特征在于,各所述塔筒分片(4)的两个侧边设置有所述第一连接部(5),所述第一连接部(5)包括一体成型的中间段(51)和加强段(52),所述加强段(52)设置在所述中间段(51)的至少一端,所述加强段(52)的宽度大于所述中间段(51)的宽度。3.根据权利要求2所述的塔筒,其特征在于,所述中间段(51)的两端均设置有所述加强段(52)。4.根据权利要求1所述的塔筒,其特征在于,所述第一连接部(5)上沿其长度方向均匀开设有多个通孔(8),所述第二连接部(6)上沿其周向均匀开设有多个通孔,所述连接板(7)上的所述竖板与所述横板上均开设有至少一个通孔。5.根据权利要求3所述的塔筒,其特征在于,所述塔筒由一个下塔筒段(I)、至少一个中塔筒段(2)和至少一个上塔筒段(3)沿纵向依次拼接形成,所述下塔筒段(I)和/或所述中塔筒段(2)为由所述至少两个塔筒分片(4)沿周向拼接形成的所述塔筒分段,所述上塔筒段(3)沿周向一体成型。6.根据权利要求5所述的塔筒,其特征在于,所述下塔筒段(I)的所述第一连接部(5)的下端设置有所述加强段(52),所述加强段(52)的两侧均凸出于所述下塔筒段(I)的塔筒壁。7.根据权利要求5所述的塔筒,其特征在于,所述中塔筒段(2)上的所述加强段(52)朝向所述中塔筒段(2)内侧的一侧凸出于所述中塔筒段(2)的内侧面,所述第一连接部(5)朝向所述中塔筒段(2)外侧的一侧与所述中塔筒段(2)的外侧面平齐。8.根据权利要求5所述的塔筒,其特征在于,所述上塔筒段(3)的顶边和底边上设置有环形连接部(31)。9.根据权利要求1所述的塔筒,其特征在于,位于相邻两个所述塔筒分段上的所述第一连接部(5)不在所述塔筒的同一条母线上。10.—种风力发电机组,所述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I?9任一项所述风力发电机组的塔筒。
【文档编号】F03D13/20GK205423080SQ201620229147
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年3月23日
【发明人】郭大冬, 胥勇, 张紫平
【申请人】北京金风科创风电设备有限公司
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