支撑结构及导管架装置的制作方法

本申请属于风力发电设备领域，涉及一种支撑结构及导管架装置。

背景技术：

近年来，随着新能源技术的快速发展，海上风力发电技术也得到了长足的发展。在风力发电技术中，通过海上风力发电设施来将风能转化为电能。海上风力发电设备一般包括风力发电机以及导管架装置。风力发电机是将风能转化为电能的电力设备，主要包括风轮、发电机以及储能装置。导管架装置是将风力发电机安装于海水上的设备。

导管架装置主要包括管桩以及固定安装于管桩上的支撑框架，风力发电机安装于支撑框架的顶部。支撑框架是由多个支撑杆组装的框架式结构。其中，支撑框架在组装时，不仅需要对多个支撑杆按照安装的位置进行归纳整理，而且整个支撑框架中的连接位置较多，导致支撑框架的组装工时较长。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

鉴于上述技术问题，本申请提供了一种支撑结构及导管架装置，通过设置顶部用于安装风力发电机的主筒体以及沿主筒体的周向间隔设置的多个支撑组件，支撑组件中的第一支撑杆和第二支撑杆上靠近套筒的一端与套筒的周向外侧壁固定连接，第一支撑杆上靠近主筒体的一端与第一安装段的周向外侧壁固定连接，第二支撑杆上靠近主筒体的一端与第二安装段的周向侧壁固定连接，套筒固定套设在管桩上，以使得导管架装置不仅简化结构且减少零件数量以及连接位置的数量，还便于组装，降低了导管架装置的安装时间。

(二)技术方案

本申请提供了一种支撑结构，包括主筒体，主筒体沿轴向上具有间隔设置的第一安装段以及第二安装段，第二安装段位于第一安装段远离主筒体顶部的一侧；还包括沿主筒体的周向间隔设置的多个支撑组件，支撑组件包括套筒以及位于套筒与主筒体之间的第一支撑杆和第二支撑杆，套筒沿主筒体的轴向延伸设置且远离主筒体顶部的一端为开口端，第一支撑杆和第二支撑杆上靠近套筒的一端与套筒的周向外侧壁固定连接，第一支撑杆上靠近主筒体的一端与第一安装段的周向外侧壁固定连接，第二支撑杆上靠近主筒体的一端与第二安装段的周向侧壁固定连接。

在本申请的一些实施例中，第一支撑杆的轴线相对主筒体的轴线倾斜设置，第一支撑杆与套筒连接的一端位于第一支撑杆与第一安装段连接的一端远离主筒体顶部的一侧。

在本申请的一些实施例中，第二支撑杆的轴线相对主筒体的轴线倾斜设置，第二支撑杆与套筒连接的一端位于第二支撑杆与第二安装段连接的一端远离主筒体顶部的一侧。

在本申请的一些实施例中，第二支撑杆位于第一支撑杆的下方。

在本申请的一些实施例中，第一支撑杆上面向第一安装段的端面与第一安装段的周向外侧壁相贴合，且面向套筒的端面与套筒的周向外侧壁相贴合；第二支撑杆上面向第二安装段的端面与第二安装段的周向外侧壁相贴合，且面向套筒的端面与套筒的周向外侧壁相贴合。

在本申请的一些实施例中，第一安装段与第二安装段皆为圆柱状，且第一安装段的直径大于第二安装段的直径。

在本申请的一些实施例中，主筒体还包括位于第一安装段和第二安装段之间的连接段，连接段为圆台状，连接段的大径端与第一安装段连接，连接段的小径端与第二安装段连接。

在本申请的一些实施例中，包括5个以上的支撑组件，且任意相邻两个支撑组件之间的夹角相同。

本申请还提供一种导管架装置，包括支撑结构，导管架装置还包括与多个支撑组件一一对应的多个管桩，支撑组件中的套筒固定套设于对应的管桩上。

在本申请的一些实施例中，管桩的周向外侧壁上设环状的限位件，限位件的顶面与套筒的底面限位配合，套筒的顶端为开口端，套筒与管桩的周向外侧壁之间设有灌浆层，灌浆层分别与套筒与管桩固定连接。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本申请至少具有以下有益效果其中之一：

(1)本申请提供的支撑结构及导管架装置，通过设置顶部用于安装风力发电机的主筒体以及沿主筒体的周向间隔设置的多个支撑组件，支撑组件中的第一支撑杆和第二支撑杆上靠近套筒的一端与套筒的周向外侧壁固定连接，第一支撑杆上靠近主筒体的一端与第一安装段的周向外侧壁固定连接，第二支撑杆上靠近主筒体的一端与第二安装段的周向侧壁固定连接，套筒固定套设在管桩上，以使得导管架装置不仅简化结构且减少零件数量以及连接位置的数量，还便于组装，降低了导管架装置的安装时间。

(2)本申请提供的支撑结构及导管架装置，支撑结构可在陆地上进行组装后再安装于埋设在海底中的管桩上，减少了海上作业量，进而降低了导管架装置的安装成本。

附图说明

图1为本申请实施例中导管架装置的主视示意图；

图2为本申请实施例中支撑结构的俯视示意图。

附图标记：

1、主筒体；2、第一支撑杆；3、第二支撑杆；4、套筒；

5、管桩；6、爬梯；11、第一安装段；12、第二安装段；

13、连接段；21、第一连接段；22、第二连接段；23、第三连接段；

31、第四连接段；32、第五连接段；33、第六连接段；

51、灌浆层；52、第一限位板；53、支撑板。

具体实施方式

本申请提供了一种支撑结构及导管架装置，通过设置顶部用于安装风力发电机的主筒体1以及沿主筒体1的周向间隔设置的多个支撑组件，支撑组件中的第一支撑杆2和第二支撑杆3上靠近套筒4的一端与套筒4的周向外侧壁固定连接，第一支撑杆2上靠近主筒体1的一端与第一安装段11的周向外侧壁固定连接，第二支撑杆3上靠近主筒体1的一端与第二安装段12的周向侧壁固定连接，套筒4固定套设在管桩5上，以使得导管架装置不仅简化结构且减少零件数量以及连接位置的数量，还便于组装，降低了导管架装置的安装时间。

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本申请进一步详细说明。

在本公开的一个示例性实施例中，提供了一种提升装置，以下分别对本实施例的各个组成部分进行详细描述：

在本申请的此实施例中：

如图1-2所示，本申请提供了一种支撑结构，包括主筒体1，主筒体1沿轴向上具有间隔设置的第一安装段11以及第二安装段12，第二安装段12位于第一安装段11远离主筒体1顶部的一侧；还包括沿主筒体1的周向间隔设置的多个支撑组件，支撑组件包括套筒4以及位于套筒4与主筒体1之间的第一支撑杆2和第二支撑杆3，套筒4沿主筒体1的轴向延伸设置且远离主筒体1顶部的一端为开口端，第一支撑杆2和第二支撑杆3上靠近套筒4的一端与套筒4的周向外侧壁固定连接，第一支撑杆2上靠近主筒体1的一端与第一安装段11的周向外侧壁固定连接，第二支撑杆3上靠近主筒体1的一端与第二安装段12的周向侧壁固定连接。

在本实施例中，主筒体1的顶部可安装有法兰平台，法兰平台用于安装风力发电机。请参照附图1，主筒体1的顶部即为附图1中主筒体1的顶部。主筒体1在轴向上具有间隔设置的第一安装段11以及第二安装段12，第二安装段12位于第一安装段11远离主筒体1顶部的一侧，即第二安装段12位于第一安装段11的下方。主筒体1的周向外侧壁上沿周向上间隔设置的多个支撑组件，每个支撑组件包括套筒4，第一支撑杆2以及第二支撑杆3。套筒4沿主筒体1的轴向方向延伸设置，且套筒4的底端为开口端以用于套设于管桩5上。第一支撑杆2以及第二支撑杆3皆位于套筒4和主筒体1之间，且第一支撑杆2和第二支撑杆3上靠近套筒4的一端与套筒4的周向外侧壁固定连接，第一支撑杆2上靠近主筒体1的一端与第一安装段11的周向外侧壁固定连接，第二支撑杆3上靠近主筒体1的一端与第二安装段12的周向侧壁固定连接，以使得套筒4和主筒体1之间通过第一支撑杆2以及第二支撑杆3固定连接，进而加强了套筒4和主筒体1之间的连接强度。在本实施例中，主筒体1通过沿周向设置的多个支撑组件的共同支撑下，可稳固支撑风电发电机，且抗风性能较好。

此外，第一支撑杆2与第一安装段11以及套筒4之间的固定连接优选为焊接，第二支撑杆3与第二安装段12以及套筒4之间的固定连接优选为焊接，以具有较好的焊接强度。

在一些实施例中，第一支撑杆2的轴线相对主筒体1的轴线倾斜设置，第一支撑杆2与套筒4连接的一端位于第一支撑杆2与第一安装段11连接的一端远离主筒体1顶部的一侧。

在本实施例中，第一支撑杆2相对主筒体1向上倾斜设置，使得主筒体1可得到第一支撑杆2的倾斜支撑，进一步加强了第一支撑杆2对主筒体1的支撑强度。

在一些实施例中，第二支撑杆3的轴线相对主筒体1的轴线倾斜设置，第二支撑杆3与套筒4连接的一端位于第二支撑杆3与第二安装段12连接的一端远离主筒体1顶部的一侧。

在本实施例中，第二支撑杆3相对主筒体1向上倾斜设置，使得主筒体1可得到第二支撑杆3的倾斜支撑，进一步加强了第二支撑杆3对主筒体1的支撑强度。

在一些实施例中，第二支撑杆3位于第一支撑杆2的下方。

在一些实施例中，第一支撑杆2上面向第一安装段11的端面与第一安装段11的周向外侧壁相贴合，且面向套筒4的端面与套筒4的周向外侧壁相贴合；第二支撑杆3上面向第二安装段12的端面与第二安装段12的周向外侧壁相贴合，且面向套筒4的端面与套筒4的周向外侧壁相贴合。

在本实施例中，第一支撑杆2的两端面的形状皆为圆弧状。第一支撑杆2上面向第一安装段11的端面与第一安装段11的周向外侧壁相贴合且面向套筒4的端面与套筒4的周向外侧壁相贴合设置，使得第一支撑杆2和第一安装段11以及第一支撑杆2和套筒4之间的贴合度皆较好，不仅便于第一支撑杆2和第一安装段11以及第一支撑杆2和套筒4之间的焊接，且焊接质量好。同理，第二支撑杆3上面向第二安装段12的端面与第二安装段12的周向外侧壁相贴合且面向套筒4的端面与套筒4的周向外侧壁相贴合设置，使得第二支撑杆3和第二安装段12以及第二支撑杆3和套筒4之间的贴合度皆较好，不仅便于第二支撑杆3和第二安装段12以及第二支撑杆3和套筒4之间的焊接，且焊接质量好。

在一些实施例中，第一安装段11与第二安装段12皆为圆柱状，且第一安装段11的直径大于第二安装段12的直径。

在本实施例中，第一安装段11的直径较大，可稳固支撑法兰平台。第二安装段12的直径较小，不仅可减少主筒体1的自重，还可以降低主筒体1所承受的风阻。

在一些实施例中，主筒体1还包括位于第一安装段11和第二安装段12之间的连接段13，连接段13为圆台状，连接段13的大径端与第一安装段11连接，连接段13的小径端与第二安装段12连接。

在一些实施例中，第一支撑杆2包括第一连接段21以及位于第一连接段21两侧的第二连接段22以及第三连接段23。第二连接段22的一端与第一安装段11固定连接，另一端与第一连接段21固定连接。第二连接段22的一端与套筒4固定连接，另一端与第一连接段21固定连接。第二连接段22和第三连接段23皆为圆柱状，且第二连接段22的直径大于第三连接段23的直径。第一连接段21为圆台状，第一连接段21的大径端与第一安装段11连接，第一连接段21的小径端与套筒4连接。第二支撑杆3包括第四连接段31以及位于第四连接段31两侧的第五连接段32以及第六连接段33。第五连接段32的一端与第二安装段12固定连接，另一端与第四连接段31固定连接。第六连接段33的一端与套筒4固定连接，另一端与第四连接段31固定连接。第五连接段32和第六连接段33皆为圆柱状，且第五连接段32的直径大于第六连接段33的直径。第四连接段31为圆台状，第四连接段31的大径端与第二安装段12连接，第四连接段31的小径端与套筒4连接。

在本实施例中，第一支撑杆2以及第二支撑杆3通过上述设置，不仅可减少自重，还可以降低所承受的风阻。

在一些实施例中，包括5个以上的支撑组件，且任意相邻两个支撑组件之间的夹角相同。

在本实施例中，主筒体1沿周向上设有5个以上的支撑组件，且5个以上的支撑组件沿主筒体1的周向等距设置，以进一步增加支撑组件对主筒体1的支撑强度以及稳定性。

在一些实施例中，第一连接段21的内侧壁上焊接有水平设置的第一加强板，第一加强板为环状结构。第一加强板的顶部焊接有竖直设置的第二加强板，第二加强板靠近第一连接段21的内侧壁的一端与第一连接段21的内侧壁焊接，以加强第一连接段21的结构强度。

本申请还提供一种导管架装置，包括支撑结构，导管架装置还包括与多个支撑组件一一对应的多个管桩5，支撑组件中的套筒4固定套设于对应的管桩5上。

在本实施例中，导管架装置包括支撑结构以及与多个支撑组件一一对应的多个管桩5，支撑组件中的套筒4固定套设于对应的管桩5上。其中，在将支撑结构安装于管桩5上时，只需将套筒4套设于对应的管桩5上，然后将套筒4以及管桩5之间进行固定连接即可。

本实施例中的支撑结构可在陆地上进行组装后再安装于埋设在海底中的管桩5上，减少了海上作业量，进而降低了导管架装置的安装成本。

在一些实施例中，管桩5的周向外侧壁上设环状的限位件，限位件的顶面与套筒4的底面限位配合，套筒4的顶端为开口端，套筒4与管桩5的周向外侧壁之间设有灌浆层51，灌浆层51分别与套筒4与管桩5固定连接。

在本实施例中，管桩5的周向外侧壁上设环状的限位件，限位件的顶面为环状的限位面，限位面与套筒4的底面限位配合以限制套筒4下移。其中，套筒4与管桩5的周向外侧壁之间具有间隙，该间隙中通过灌浆以形成灌浆层51。灌浆层51可优选为缓凝土层等。套筒4与管桩5之间灌浆层51进行固定连接。

在一些实施例中，限位件包括环状的第一限位板52，限位面为第一限位板52的顶面，第一限位板52与管桩5的周向外侧壁焊接。限位件还包括位于第一限位板52下方的支撑板53。支撑板53为锥形，支撑板53的大径端与第一限位板52的外沿焊接，小径端与管桩5的周向外侧壁焊接。

在一些实施例中，套筒4的内侧壁上沿轴向间隔设有多个剪力筋，剪力筋为圆弧形，以提高套筒4所能承受的剪力强度。

在一些实施例中，套筒4的内侧壁上还设有多个第二限位板，第二限位板沿套筒4的轴向延伸设置。其中第二限位板的一端与套筒4的内侧壁焊接，另一端与套筒4的内侧壁分离设置，其中第二限位板的中部向远离套筒4的内侧壁方向凸伸设置。第二限位板可进一步增加套筒4与灌浆层51之间的连接强度。

在一些实施例中，导管架装置还包括爬梯6，以供工作人员到达法兰平台。

至此，已经结合附图对本实施例进行了详细描述。依据以上描述，本领域技术人员应当对本申请有了清楚的认识。

需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式。

还需要说明的是，本文可提供包含特定值的参数的示范，但这些参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应值。实施例中提到的方向用语，如涉及“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本申请的保护范围。此外，除非特别描述或必须依序发生的步骤，上述步骤的顺序并无限制于以上所列，且可根据所需设计而变化或重新安排。并且上述实施例可基于设计及可靠度的考虑，彼此混合搭配使用或与其他实施例混合搭配使用，即不同实施例中的技术特征可以自由组合形成更多的实施例。

以上所述的具体实施例，对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本申请的具体实施例而已，并不用于限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。