风力发电机组及其塔筒、塔筒单元的制作方法

本实用新型涉及一种风力发电机组及其塔筒、塔筒单元。

背景技术：

随着风力发电的不断发展，风力发电机组的容量不断增大，塔筒的高度不断增加以增大对高空风能的利用率。而塔筒高度的增加，也对塔筒的强度和承载能力提出更高要求。目前，普遍采用增加塔筒壁厚的方式增加高塔筒的强度和承载能力，但塔筒薄厚的增加直接导致材料用量加大，塔筒制造成本提高，同时塔筒重量也相应增大，导致塔筒运输困难、吊装困难，且后期维护费用高。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种重量轻、制造成本低的塔筒单元；本实用新型的目的还在于提供一种使用上述塔筒单元的塔筒和风力发电机组。

为实现上述目的，本实用新型一种塔筒单元的技术方案1是：一种塔筒单元，其特征在于：包括筒体，筒体的上、下两端设置有法兰，上、下两端的法兰之间连接有拉索或撑杆。

本实用新型中的塔筒单元在实际使用过程中，通过在筒体的两端设置拉索或撑杆，在增强塔筒单元强度的情况下，因为拉索或撑杆是沿筒体周向间隔设置的，与现有技术中增加塔筒壁厚的方案相比，不仅生产成本低，而且塔筒单元重量轻，便于运输和吊装。

本实用新型一种塔筒单元的技术方案2是在技术方案1的基础上做进一步改进：所述法兰具有位于筒体内侧的部分和位于筒体外侧的部分，位于内侧的部分和位于外侧的部分其中一个上设置有用于相邻塔筒单元之间连接的塔筒单元连接结构，另一部分上设置有用于与拉索或撑杆连接的加强件连接结构，塔筒单元连接结构和加强件连接结构分别位于筒体的内外两侧，提高法兰连接结构处的结构强度。

本实用新型一种塔筒单元的技术方案3是在技术方案2的基础上做进一步改进：所述法兰的上端面为阶梯型，所述塔筒单元连接结构设置于高位阶梯面上，加强件连接结构设置于低位阶梯面上，高位阶梯面和低位阶梯面之间形成拉索或撑杆安装空间。

本实用新型一种塔筒单元的技术方案4是在技术方案1的基础上做进一步改进：所述拉索或撑杆位于筒体的外侧，方便安装，也便于工作人员对拉索或撑杆加强结构的监控。

本实用新型一种塔筒单元的技术方案5是在技术方案1的基础上做进一步改进：所述拉索为拉杆。

本实用新型一种塔筒单元的技术方案6是在技术方案1的基础上做进一步改进：所述拉索或撑杆的轴线与筒体轴线平行。

本实用新型一种塔筒单元的技术方案7是在技术方案1-6中任一技术方案的基础上做进一步改进：所述筒体为金属筒。

本实用新型一种塔筒单元的技术方案8是在技术方案1-6中任一技术方案的基础上做进一步改进：所述筒体为圆柱筒。

本实用新型一种塔筒单元的技术方案9是在技术方案1-6中任一技术方案的基础上做进一步改进：所述拉索或撑杆沿筒体的径向方向设置有至少两层。

本实用新型一种塔筒单元的技术方案10是在技术方案9的基础上做进一步改进：至少两层拉索或撑杆在周向上相互错开。两层以上拉索或撑杆可以间隔插空设置，在设置相同层数的要求下，间隔插空设置的方式可以减小法兰的径向尺寸。

为实现上述目的，本实用新型一种塔筒的技术方案1是：一种塔筒，包括一个或两个以上沿轴向依次设置的塔筒单元，所述塔筒单元包括筒体，筒体的上、下两端设置有法兰，上、下两端的法兰之间连接有拉索或撑杆。

本实用新型中的塔筒单元在实际使用过程中，通过在筒体的两端设置拉索或撑杆，在增强塔筒单元强度的情况下，因为拉索或撑杆是沿筒体周向间隔设置的，与现有技术中增加塔筒壁厚的方案相比，不仅生产成本低，而且塔筒单元重量轻，便于运输和吊装。

本实用新型一种塔筒的技术方案2是在技术方案1的基础上做进一步改进：所述法兰具有位于筒体内侧的部分和位于筒体外侧的部分，位于内侧的部分和位于外侧的部分其中一个上设置有用于相邻塔筒单元之间连接的塔筒单元连接结构，另一部分上设置有用于与拉索或撑杆连接的加强件连接结构，塔筒单元连接结构和加强件连接结构分别位于筒体的内外两侧，提高法兰连接结构处的结构强度。

本实用新型一种塔筒的技术方案3是在技术方案2的基础上做进一步改进：所述法兰的上端面为阶梯型，所述塔筒单元连接结构设置于高位阶梯面上，加强件连接结构设置于低位阶梯面上，高位阶梯面和低位阶梯面之间形成拉索或撑杆安装空间。

本实用新型一种塔筒的技术方案4是在技术方案1的基础上做进一步改进：所述拉索或撑杆位于筒体的外侧，方便安装，也便于工作人员对拉索或撑杆加强结构的监控。

本实用新型一种塔筒的技术方案5是在技术方案1的基础上做进一步改进：所述拉索为拉杆。

本实用新型一种塔筒的技术方案6是在技术方案1的基础上做进一步改进：所述拉索或撑杆的轴线与筒体轴线平行。

本实用新型一种塔筒的技术方案7是在技术方案1-6中任一技术方案的基础上做进一步改进：所述筒体为金属筒。

本实用新型一种塔筒的技术方案8是在技术方案1-6中任一技术方案的基础上做进一步改进：所述筒体为圆柱筒。

本实用新型一种塔筒的技术方案9是在技术方案1-6中任一技术方案的基础上做进一步改进：所述拉索或撑杆沿筒体的径向方向设置有至少两层。

本实用新型一种塔筒的技术方案10是在技术方案9的基础上做进一步改进：至少两层拉索或撑杆在周向上相互错开。两层以上拉索或撑杆可以间隔插空设置，在设置相同层数的要求下，间隔插空设置的方式可以减小法兰的径向尺寸。

为实现上述目的，本实用新型一种风力发电机组的技术方案1是：一种风力发电机组，包括塔筒，所述塔筒包括一个或两个以上沿轴向依次设置的塔筒单元，所述塔筒单元包括筒体，筒体的上、下两端设置有法兰，上、下两端的法兰之间连接有拉索或撑杆。

本实用新型中的塔筒单元在实际使用过程中，通过在筒体的两端设置拉索或撑杆，在增强塔筒单元强度的情况下，因为拉索或撑杆是沿筒体周向间隔设置的，与现有技术中增加塔筒壁厚的方案相比，不仅生产成本低，而且塔筒单元重量轻，便于运输和吊装。

本实用新型一种风力发电机组的技术方案2是在技术方案1的基础上做进一步改进：所述法兰具有位于筒体内侧的部分和位于筒体外侧的部分，位于内侧的部分和位于外侧的部分其中一个上设置有用于相邻塔筒单元之间连接的塔筒单元连接结构，另一部分上设置有用于与拉索或撑杆连接的加强件连接结构，塔筒单元连接结构和加强件连接结构分别位于筒体的内外两侧，提高法兰连接结构处的结构强度。

本实用新型一种风力发电机组的技术方案3是在技术方案2的基础上做进一步改进：所述法兰的上端面为阶梯型，所述塔筒单元连接结构设置于高位阶梯面上，加强件连接结构设置于低位阶梯面上，高位阶梯面和低位阶梯面之间形成拉索或撑杆安装空间。

本实用新型一种风力发电机组的技术方案4是在技术方案1的基础上做进一步改进：所述拉索或撑杆位于筒体的外侧，方便安装，也便于工作人员对拉索或撑杆加强结构的监控。

本实用新型一种风力发电机组的技术方案5是在技术方案1的基础上做进一步改进：所述拉索为拉杆。

本实用新型一种风力发电机组的技术方案6是在技术方案1的基础上做进一步改进：所述拉索或撑杆的轴线与筒体轴线平行。

本实用新型一种风力发电机组的技术方案7是在技术方案1-6中任一技术方案的基础上做进一步改进：所述筒体为金属筒。

本实用新型一种风力发电机组的技术方案8是在技术方案1-6中任一技术方案的基础上做进一步改进：所述筒体为圆柱筒。

本实用新型一种风力发电机组的技术方案9是在技术方案1-6中任一技术方案的基础上做进一步改进：所述拉索或撑杆沿筒体的径向方向设置有至少两层。

本实用新型一种风力发电机组的技术方案10是在技术方案9的基础上做进一步改进：至少两层拉索或撑杆在周向上相互错开。两层以上拉索或撑杆可以间隔插空设置，在设置相同层数的要求下，间隔插空设置的方式可以减小法兰的径向尺寸。

附图说明

图1为本实用新型一种风力发电机组具体实施例1中塔筒单元的立体图；

图2为图1中塔筒单元的剖视图；

图3为图2中A处的局部放大图；

图4为本实用新型一种风力发电机组具体实施例1中法兰的立体图；

图5为图4中结构的剖视图；

图6为图5中结构的俯视图；

图7为塔筒与信号装置连接的结构图；

图中：1、筒体；2、法兰；21、加强件连接孔；22、塔筒单元连接孔；3、拉索；4、紧固螺母；5、信号装置。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明。

本实用新型的一种风力发电机组的具体实施例1，包括塔筒以及安装在塔筒上的风力发电装置，所述塔筒包括一个或两个以上沿轴向依次相连的塔筒单元，所述塔筒单元的具体结构如图1至图6所示，包括金属筒体1，筒体1的两端固定设置有法兰2，筒体1的外侧沿筒体的周向间隔设置有至少两个与筒体的两端法兰连接进而拉紧筒体两端以提高筒体轴向承拉强度的拉索3，拉索3可以采用钢索或拉绳或拉杆，在本实施例中，所述拉索为拉杆。

所述法兰2为横截面为T形的环状，T形的上端面为阶梯型，位于筒体内侧的法兰的上端面为高位阶梯面，位于筒体外侧的法兰的上端面为低位阶梯面，法兰的低位阶梯面上设置有用于连接拉杆的加强件连接结构，法兰的高位阶梯面上设置有用于相邻塔筒单元之间连接的塔筒单元连接结构，高位阶梯面和低位阶梯面之间形成拉索安装空间，法兰的竖直边围成的圆环套在筒体的外周面上并通过竖直边与筒体焊接固定。在本实施例中，加强件连接结构和塔筒单元连接结构分别为加强件连接孔21和塔筒单元连接孔22，拉杆穿装在筒体上下两端法兰上的加强件连接孔中，并通过端部连接的紧固螺母4将筒体两端拉紧，从而提高筒体的轴向抗拉强度。

此外，在本实施例中，多个拉索3沿筒体外周设置一层，且沿筒体的周向均布，拉索3的延伸方向与筒体1的轴线平行。所述筒体由多个筒体单元焊接而成，每个筒体单元由钢板卷圆焊接而成。

因为塔筒在实际使用过程中的主要问题是：塔筒在被风吹动而左右晃动时，其筒壁容易因为拉伸而损坏，本实用新型中的塔筒单元在实际使用过程中，通过在筒体外侧设置拉索，在增强塔筒单元强度的情况下，因为拉索是沿筒体周向间隔设置的，与现有技术中增加塔筒壁厚的方案相比，不仅生产成本低，而且塔筒单元重量轻，便于运输和吊装。

此外，拉杆通过紧固螺母与筒体可拆连接，可以在运输时将拉杆和筒体拆开运输，进一步降低了运输难度，而且，在拉杆损坏后，可以进行更换，降低了维修成本和难度。

本实用新型的一种风力发电机组的具体实施例2与具体实施例1的区别在于：所述拉索也可以由别的承力件代替，例如，在筒体的外侧周向间隔设置撑杆，撑杆的两端分别与筒体的两端固定，此时，撑杆不仅可以提高筒体的承拉强度，也可以提高筒体的承压强度。

本实用新型的一种风力发电机组的具体实施例3与具体实施例1的区别在于：所述拉索也可以设置在筒体的内侧，或者，在筒体的内侧和外侧同时设置拉索。

本实用新型的一种风力发电机组的具体实施例4与具体实施例1的区别在于：所述拉索也可以沿筒体的周向设置两层、三层或更多层，多层拉索可以在周向方向上互相对齐或互相错开。

本实用新型的一种风力发电机组的具体实施例5与具体实施例1的区别在于：所述拉索的延伸方向也可以与筒体的轴向方向具有夹角。

本实用新型的一种风力发电机组的具体实施例6与具体实施例1的区别在于：所述拉杆可以不通过紧固螺母与法兰可拆连接，也可使用销轴或涨紧套等多种紧固方式。

本实用新型的一种风力发电机组的具体实施例7与具体实施例1的区别在于：所述筒体不仅可以采用钢筒，也可以采用其他材质的筒体，例如，采用混凝土制成等。

本实用新型的一种塔筒的具体实施例，其具体结构与上述一种风力发电机组各实施例中塔筒的具体结构相同，此处不再赘述。

此外，所述塔筒不仅可以用于风力发电机组中以支撑风力发电装置，还可以应用于其他领域，例如，如图7所示，在塔筒的上端安装信号装置5，构成信号塔等。

本实用新型的一种塔筒单元的具体实施例，其具体结构与上述一种风力发电机组各实施例中塔筒单元的具体结构相同，此处不再赘述。