专利名称：适合于风轮机及其它应用的改进型组合式塔结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种风轮机用的改进型组合式塔结构，特别是涉及一种适合于涡轮发电机及其它应用的新颖及独创性支承塔式结构。
背景技术：
本实用新型对工业能源业特别有利，尤其利于风力发电以及与风力有关的土建工程中的特殊工业。
众所周知，目前人们正在开发风成能，想把它作为一种用于发电的可再生能源，这包括风能的利用。以前，风能被用来推进帆船和推动风力谷物磨粉机，现在则主要是用来产生安全和干净的能源。
风成能在最近几年内经历了重大发展，尤其在欧洲，其中德国、西班牙和丹麦分别重点报导过超过9TW、6TW和3TW的装机功率。
为了达到这样一种开发程度，就有必要开发新技术，使之有可能改进目前已安装且功率由几百kW直到2000kW的风轮机，甚至正在设计中的功率为3000kW至6000kW且叶片长达45m的风轮机。
这就证明有需要建筑高度很高的塔，以便支承放置风力涡轮发电机的机舱，某些塔高可高达100米以上。
由于运输问题，上述塔在制造时在直径和长度上有某些限制，即要构成可互相连接的一段一段。因此，这些塔段通常是金属做的，是利用曲形金属板制作并且还要电焊来形成一圆柱状，而且这些塔段同样地要焊接在双方端部上的法兰，所述法兰使该塔的不同塔段可通过螺栓连接及固定。为此，这些塔段的直径通常不超过4.20m。
另一方面，由于钢价方面的因素使成本增长，导致必需考虑所用材料的其它替换材料，而使用混凝土为较佳的方案。有人已经开发出一些截锥形混凝土塔的结构系统，该混凝土塔的直径比金属制的大，所以可达到更高的高度。
混凝土塔在能够达到更高高度的同时，还能降低建筑成本而且比钢更耐用，使维修工作减至最少。同样地，因为混凝土比钢重，底座的尺寸就能够缩减，所以使到混凝土塔更节省成本。
最后，混凝土不是一种导电材料，所以没有电绝缘问题和通信干扰问题。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种适合于风轮机及其它应用的改进型组合式塔结构，一种利于预制混凝土、金属或混合结构的使用的实用新型，并随之提供一种特殊结构，大大地简化运输、安装和组合且改进在目前技术水平上的现有技术，并使成本大大地降低。
为实现上述目的，本实用新型公开了一种特殊结构，其具体为一塔组被分成水平和直立部份，且大小和重量可运输的组件。每一所述预制混凝土、金属或混合型组件可以由一直或曲母线形成的回转面构成，或通过直或曲的分段的线型件构成。
为了实现上述目的，本实用新型公开了一种由混凝土、金属或混合物制作且适合于风轮机及其它应用的改进型组合式塔结构，其由多个大小和重量可运输的不同质地(平滑、粗糙或有印的)的预制元件构成，这些元件产生一具有封闭式表面外观和一由一直或曲母线形成的回转面的组合，或者一具有线型件且内接在一由直或曲母线形成的理想回转面上的开式承重结构外观的组合。
为了实现元件分解，将该塔分成若干圆形水平部份且有限高度的塔段，方便运输。同时，每一有限高度的塔段分成直立部份且在运输状态时其大小和重量能够通过道路运输的元件。直立部份数目(2、3、4、5、6、7、8…)提供元件的二分之一部份、三分之一部份、四分之一部份、五分之一部份、六分之一部份、七分之一部份、八分之一部份等等，这些部份可通过分成湿式接合或绑结接合的垂直接合由在一支承圈上的钢筋或预应力钢索连接在一起。每组2、3、4、5、6、7、8…元件构成一在水平接合点之间的有限高度塔段。因此，越在下的塔段，直径就越大且将会由越多的元件组成，例如，由八分之一部份的塔段，同时这些在上部的塔段的直径就会较小且将会只由两个元件组成，甚至只以一金属或混合型元件组成。
实现每一塔段的元件之间的连接可以通过湿式垂直接合，这需要就地使用小型模板和“就地”浇铸小量的混凝土，或通过预应力钢筋垂直接合绑结在一起，或通过钻打于所述元件的混凝土结构中的贯穿孔来固定预加应力的贯穿钢筋，以这种方式形成的预制混凝土塔段由各种各样的横向元件构成，由于这些元件的尺寸较小，所以比目前的金属元件更容易运输。
同样地，以这种方式构成的不同塔段可利用一在外缘的内支承圈通过法兰连接在一起，该法兰设有多个孔，借此，金属紧固杆或钢索可以穿过这些孔并通过螺母在该法兰的两边加压。
另外，除了上述的方案，以这种方式构成的不同塔段也可通过设有多个孔的法兰连接在一起，这些孔由一组在所述塔段的法兰及该塔底的底座之间的钢丝索穿过，所述钢丝索穿过中间的塔段的所有其它法兰，这样就在该塔的内部产生一除混凝土之外的外或内预应力元件。
另一方面，上述的在塔段之间连接用的法兰，其边缘采用一鸠尾榫形状，有助于塔段之间的配合。
除此之外，要代替上述方案，不同的塔段也可以通过一自一塔段凸出的钢筋组连接在一起，这些钢筋放置在其它塔段中的为此目的预留的管道内，通过向这些管道或套管注满无收缩、流动和高电阻的砂浆来达到连接。这些凸出的钢筋将会平行和垂直地设于与该套管的外端的位置相应的精确间隔的位置。然而，这些钢筋因为位于这些混凝土元件的倾斜面上而可能并不垂直。这些钢筋的柔轫性使这些钢筋可以插入且形状可以配合这些管道或套管的形状。这些钢筋可以有加强筋以提供要求的附着力。如有必要，每一钢筋的端部可以设计成一波形以便在导入时有助于滑入该套管的整个长度内以及产生除了沿着该钢筋长度的附着力以外的另一附着点。
在由直或曲的线型件形成开式承重结构的情况下，每一有限高度的塔段由各种不同的大体垂直的线型件(以适应该由直或曲母线形成的理想截锥形面)以及一圆或多边形线型件环构成，该环作为在每一水平接合点的水平面的支承。每一环可以由一或一些直的、水平的线型件(在多边形环的情况下)或曲的线型件构成(在圆环的情况下)。
该连接可以通过一自一塔段的每一大体垂直的元件凸出的钢筋组来完成，该钢筋组穿过在圆形或多边形水平件中为此目的而设置的导管，并且放置及最后停靠在位于其它塔段的大体垂直的元件中的套管中。在该情况下，钢筋和管道或套管彼此平行，使这些钢筋无需拉扯就可导入这些管道。同样地，该连接可以通过流动的无收缩高电阻砂浆来完成。
最后，在上部的尺寸较小的塔段，可以用金属或混合物代替预制的混凝土。
如上所述，借助本实用新型的实施，确实可达到简化运输、安装和组合且改进在目前技术水平上的现有技术，并使成本大大地降低等目的。
下面配合附图和具体实施例对本实用新型的特征作详细说明，但不作为对本实用新型的限定。
图1为一适合于风轮机及其它应用的改进型抛物线混凝土组合式塔结构且显示部份塔段的细节的示意图；图2为一适合于风轮机及其它应用的改进型组合式塔结构的一塔段的一部份以及一些可能的连接法兰的细节的详细视图；图3为一适合于风轮机及其它应用的改进型截锥混凝土组合式塔结构的示意图；图4为一适合于风轮机及其它应用的改进型混凝土组合式塔结构的不同部份塔段的详细视图；图5为一适合于风轮机及其它应用的改进型混凝土组合式塔结构且显示这些固定钢索的细节的示意图；图6为一适合于风轮机及其它应用的具有固定钢索的改进型混凝土组合式塔结构的不同部份塔段的详细视图。
具体实施方式
下面所述的本发明的适合于风轮机及其它应用的改进型混凝土、金属和/或混合型组合式塔结构，是由多个具有平滑，粗糙或有印的表面质地的预制混凝土、金属和/或混合型元件构成，由于本发明的构思是要把塔1分成水平和直立部份。所以，该组元件2由预制的混凝土、金属和/或混合型元件组成，而这些元件是一由一直或曲母线形成的回转面(该塔的外形)的局部部份3组成，或者也可由曲或直的线型混凝土件组成，并构成一内接在所述回转面上的承重结构。这些预制的组件的大小随高度而减小且能够以一个安装到另一个之上的方式形成一封闭式塔或一理想地内接在一由一直或曲母线形成的锥形截面上的开式承重结构塔。这些元件组成该塔的不同高度的塔段，在一封闭式塔的情况下，每一塔段由多个横向部份组成如二分之一部份、三分之一部份、四分之一部份、五分之一部份、六分之一部份、七分之一部份、八分之一部份等等，这些部份可通过垂直及水平湿式或干式接合连接在一起或通过垂直半接合以预应力钢筋穿过该直立支承圈上的孔而绑结在一起。每一开式承重结构塔的塔段由一组大体垂直的线型件以及一具有一圆或多边形准线的水平线型件环构成，所述环作为在两相连塔段之间的每一水平接合点的高度的支承。
另一方面，在本发明的由混凝土、金属或混合物制作且适合于风轮机及其它应用的改进型组合式塔结构中，以此种方式构成的不同塔段还可通过由一在端缘的内支承圈4构成的法兰5连接在一起，该法兰上设有多个可供金属固定杆穿过的孔。
同样地，以这种方式构成的不同塔段也可通过设有多个孔的法兰6连接在一起，这些孔由一组在所述塔段的法兰及该塔的底部或底座之间的金属带7穿过且所述金属带穿过所有中间塔段的法兰。
另外，以这种方式装配的不同塔段可以通过一自一塔段凸出的钢筋组连接在一起，这些钢筋放置于其它塔段中的为此目的预留的管道内，通过把这些管道或套管注满流动的、无收缩和高电阻的砂浆来达到连接。同样地，除了上述在塔段之间的连接法兰或该钢筋及套管组之外，该连接支承圈采用一鸠尾榫形状。
另一方面，在本发明的适合于风轮机及其它应用的改进型组合式塔结构中，一由预制的直或曲的线型件构成的开式承重结构通过一自一塔段的大体垂直的元件凸出的钢筋组互相连接，这些钢筋穿过在水平元件中为此目的而设置的贯通管道，并且收纳于位于其它塔段的大体垂直的元件中的管道或套管中，通过把这些套管注满流动的、无收缩及高电阻砂浆来连接这组元件。最后，在本发明的适合于风轮机及其它应用的改进型组合式塔结构中，上部的塔段可以不是预制的混凝土而是金属的。
最后，总的来说，只要不改变或变更本文所述的改进的本质，所有附件及辅件的形状、材料和大小皆可以变化。
当然，本实用新型还可有其他多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
权利要求1.一种用于风轮机及其它应用的改进型组合式塔结构，其由多个具有平滑，粗糙或有印的表面质地的预制混凝土、金属和/或混合型元件构成，塔(1)分成水平和直立部份，所述塔结构的特征在于所述元件(2)组通过预制的混凝土、金属和/或混合型元件构成，而所述预制元件是一由一直或曲母线形成的回转面的局部部份(3)以及也可通过曲或直的混凝土线型件构成，形成一内接在所述回转面上的承重结构；所述预制元件的大小随高度而减小且能够以一个安装到另一个之上的方式形成一封闭式塔或者一将承重结构内接在一由一直或曲母线形成的理想锥形截面上的开式塔；所述元件组成所述塔的不同高度的塔段，在所述封闭式塔的情况下，每一所述塔段由多个横向部份组成二分之一部份、三分之一部份、四分之一部份、五分之一部份、六分之一部份、七分之一部份、八分之一部份等等，所述部份可通过垂直及水平接合、湿式或干式接合连接，或者通过垂直半接合以预应力钢筋穿过一些在一直立支承圈上的孔而绑结在一起；在所述开式承重结构上的每一所述塔段由一组大体垂直的线型件以及一具有圆或多边形准线的水平元件环构成，所述的环作为在两相连的所述塔段之间的每一水平接合点的高度上的支承。
2.根据权利要求1所述的用于风轮机及其它应用的改进型组合式塔结构，其特征在于，以这种方式构成的不同的所述塔段同时通过由一在两端缘上的内支承圈(4)构成的法兰(5)连接在一起，所述法兰设有多个可供金属固定杆穿过的孔。
3.根据权利要求1所述的用于风轮机及其它应用的改进型组合式塔结构，其特征在于，以这种方式构成的不同的所述塔段同时通过设有多个孔的法兰(6)连接在一起，所述孔由一组在所述塔段的所述法兰及所述塔的底部或底座之间的金属带(7)穿过且所述金属带穿过所有中间塔段的所述法兰。
4.根据权利要求1所述的用于风轮机及其它应用的改进型组合式塔结构，其特征在于，以这种方式构成的不同塔段同时通过一自一所述塔段凸出的钢筋组连接在一起，所述钢筋放置于其它所述塔段中的为此目的预留的管道内，通过把所述管道或套管注满流动的、无收缩和高电阻砂浆来达到连接。
5.根据上述至少一项权利要求所述的用于风轮机及其它应用的改进型组合式塔结构，其特征在于，除了在所述塔段之间的所述连接法兰或所述钢筋及套管组之外，所述连接支承圈采用一鸠尾榫形状。
6.根据上述至少一项权利要求所述的用于风轮机及其它应用的改进型组合式塔结构，其特征在于，组成一由直或曲的预制线型件构成的开式承重结构是通过一自一所述塔段的大体垂直的元件凸出的钢筋组而连接，所述钢筋穿过水平元件中的贯通管道，并且收纳于位于其它所述塔段的大体垂直的元件中的管道或套管中，通过把所述套管注满流动的、无收缩及高电阻砂浆来连接所述元件组。
7.根据上述至少一项权利要求所述的用于风轮机及其它应用的改进型组合式塔结构，其特征在于，上部塔段可以不是预制的混凝土，而是金属的。
专利摘要本实用新型涉及一种用于风轮机及其它应用的改进型混凝土、金属和/或混合型组合式塔结构，其由多个具有平滑，粗糙或有印的表面质地的预制混凝土、金属和/或混合型元件构成，由于构思是要把塔1分成水平和直立部分，所以所述元件2组通过预制的混凝土、金属和/或混合型元件构成，而所述预制元件是一由一直或曲母线形成的回转面(所述塔的外形)的局部部分3以及也可通过直或曲的混凝土线型件构成，所述线型件构成一内接在所述回转面上的承重结构；所述预制元件的大小随高度而减小且能够以一个安装到另一个之上的方式形成一封闭式塔或者一将承重结构内接在一由一直或曲母线形成的理想锥形截面上的开式塔。
文档编号F03D11/00GK2881142SQ20052012229
公开日2007年3月21日 申请日期2005年9月27日 优先权日2004年10月11日
发明者米格尔·安琪儿·费尔南德斯·哥迈斯, 贾斯·埃米里奥·吉梅诺·祖卡 申请人:英奈欧21有限公司