用于风力发电机的塔式建筑体、及其制造方法和风力发电机与流程

文档序号:37106111发布日期:2024-02-22 21:04阅读:59来源:国知局


背景技术:

0、技术背景

1、本发明涉及根据权利要求1的前序部分的建筑体,以及制造这种建筑体的方法。本发明还涉及风力发电机。

2、背景技术

3、ep 3 443 224b1中也公开同类对象。用于风力发电机的塔式建筑体或支撑结构将承载旋翼的机舱与地基,特别是海床,连接起来。在这种建筑体中,滑移接头的连接或重叠区域仅限于各个下部建筑构件和上部建筑构件的锥形区域。因此,载荷传递通过锥形连接区域发生。这就必须根据所承受的弯曲和承重负荷来设计,从而导致建筑体造价昂贵。


技术实现思路

1、有鉴于此,本发明的目的是改进用于承受载荷的支撑结构,使建筑体的制造在整体上变得更加便宜。

2、这一任务由根据权利要求1所述的主题来解决,其特征在于,上部建筑构件和下部建筑构件各自具有一起构成滑移接头的至少一个另外的构件部段,横向于建筑体的中央的纵轴线地观察,至少一个另外的构件部段以被布置在所述锥形构件部段的上方和/或下方,并且至少一个另外的构件部段的表面垂线以比锥形构件部段的表面垂线更大的角度与纵轴线相交。在上部和下部建筑构件的、一起构成滑移接头的两个另外的构件部段的情况下,其中每一个优选被布置在相应锥形构件部段的上方,其他的被布置在相应锥形构件部段的下方,并且一个构件部段和另一个构件部段的表面垂线以比锥形构件部段的表面垂线更大的角度与建筑体中央纵轴线相交。这里所说的表面垂线是指在建筑体的垂直纵剖面观察,即与建筑体的中央纵轴线成相同的圆周角,当建筑体垂直对齐时,中央纵轴线与地基垂直。相应构件部段的表面垂线垂直于各建筑构件纵向中轴方向的表面,例如,下部建筑构件外侧上的表面垂线从其表面垂直穿过建筑构件的墙壁,朝纵向中轴方向延伸。锥形构件部段的表面至少基本上,尤其是完全地,与截锥体的表面一致,其中,与生产相关的公差或例如焊缝中必然存在的凸缘并不考虑在内。

3、为了形成滑移接头,相对于纵向中轴,下部建筑构件的至少一个另外的构件部段与上部建筑构件的至少一个另外的构件部段对齐。在每个建筑构件都有两个另外的构件部段情况下,这两个(二个)另外的构件部段也在同一高度上彼此向量。优选地,不考虑与生产相关的公差,这些成对的构件部段的表面垂线以相同的角度与纵轴线相交,使得构件部段平行延伸。

4、在现有技术中,发生的载荷转换只针对锥形构件部段进行计算,并据此确定构件部段尺寸。重叠面积越大,荷载越小,可吸收的弯矩也越大。随着设备变得越来越大,建筑体或支撑结构的锥形段也越来越大,因此成本也越来越高。现在,本发明认识到,发生的载荷转换也可以至少部分分离或分担。对于纯轴向的负载,在锥体角度不变的情况下,明显缩短重叠长度就足够。因此,根据本发明,轴向力,尤其是由上部建筑构件和与其固定的风力发电机组件的自重决定的轴向力和如风浪等引起的弯曲载荷至少可以部分分离。当轴向力仍由锥体吸收期间,现在,至少部分的弯曲载荷由附加的构件部段至少部分地吸收。这样,轴向载荷和弯曲载荷对滑移接头连接产生的载荷就会发生在不同位置上,至少部分避免了应力叠加。因此,滑移接头连接是由用于载荷传递的建筑构件的相邻区域,包括建筑构件之间布置的任何连接元件,形成的。

5、这尤其适用于本发明的一种变体方案,其中除了锥形构件部段外,还存在上部和下部的附加构件部段,其中在连接区域从中间锥形区域向上和向下延伸。在这种情况下,弯曲载荷至少大部分,最优地至少80%,更理想的是至少90%,转移到这些附加的构件部段。

6、上部建筑构件和下部建筑构件的另外的构件部段的表面垂线优选设计成以相同的角度与纵轴线相交。因此,特别是在具有三部分的连接区域内,建筑构件的走向至少在构件部段之间的过渡区域外是平行的。下部建筑构件和上部建筑构件各自构成三个构成滑移接头的构件部段,其中,一个构件部段形成在锥形构件部段的上方,另一个构件部段形成在锥形构件部段的下方。

7、一个或多个构件部段的表面垂线与中央纵轴线相交的角度优选与锥形构件部段与中央纵轴线相交的角度相差至少2°。

8、优选地,下部和/或上部建筑构件的至少一个另外的构件部段是空心柱形,特别是由直管部段构成。另外的构件部段的表面垂线尤其与中央纵轴线垂直。与至少一个空心柱形的构件部段相邻的锥形部分并且(在存在两个另外的构件部段的情况下)尤其是中间锥形部分,可以做得非常小,因此成本效益更高。特别是考虑到不断增加的尺寸和载荷时,中间锥形构件部段更小的尺寸为制造根据本发明的建筑体和相应的风力发电机带来了相当大的成本优势。

9、本发明的一种变体方案特别有利于在操作过程中进行载荷转移,其具有一个下部建筑构件和一个上部建筑构件,这些建筑构件分别具有锥形的构件部段,其中另外的构件部段设计为空心柱形。在这些另外的构件部段中,一个构件部段优选地是向上与锥形构件部段相邻,另一个部件则向下与锥形构件部段相邻(相对于建筑构件的工作位置的中央纵轴线而言)。

10、优选地,在下部建筑构件和上部建筑构件之间布置一个连接装置,该装置由多个,尤其是环形、板形和/或层状的,以及优选具有弹性的,特别是粘弹性和/或可压缩的连接元件组成,以便在上部建筑构件和下部建筑构件之间传递载荷。该连接装置可完全环绕中央纵轴线布置在滑移接头连接区域的两个或三个节段中的至少一个节段,从而形成一个密封平面。不过,连接元件也可以彼此保持一定距离,顺着建筑体高度沿中央纵轴线和/或圆周方向间隔布置。特别是,在空心柱形的管件段或构件部段与锥形构件部段之间的过渡区域不布置连接元件,从而增加了各连接元件的布置和配合精度。优选地,至少相对于纵向而言,每个构件部段上的多个连接元件在圆周方向上围绕纵轴线均匀分布。

11、特别是,连接装置在建筑体的圆锥形中间构件部段形成圆周密封。在这一区域布置密封件尤其有利,因为如果主要的弯曲载荷被下部和上部构件部段吸收,那么由于产生的弯曲载荷,下部和上部建筑构件在这一构件部段的任何相对运动都只会产生微小的影响。

12、特别是,连接元件至少主要由聚氨酯制成。例如,这些聚氨酯面板表面有一层润滑涂层或其他减摩涂层,使上下建筑构件的安装更加容易。

13、根据要连接的下部和上部建筑构件的构件部段的对齐情况,相对于纵轴线布置在叠加的构件部段之间的连接元件具有相互成角度的表面法线。这同样适用于通过中央纵轴线的垂直纵剖面视图。优选地,布置在锥形构件部段之间的至少一个连接元件的厚度与从纵轴线横向看相邻连接元件的厚度不同。这考虑到了那里通常会出现的负载。在其延伸方向上,连接元件的厚度也可以有变化,尤其是在其表面延伸方向上。

14、根据本发明结构的另一个实施例,在围绕纵轴线的圆周方向上相邻布置的至少一个连接元件的厚度也可以比其旁边或其上方相对于纵轴线布置的连接元件的厚度更大。这可用于补偿建筑构件中出现的公差。例如,一个连接元件也可以有斜边,以便在安装建筑体时,通过上部建筑构件滑动到下部建筑构件上,实现更安全的相互滑动。这尤其适用于布置在上部和下部空心柱形设计的构件部段之间的连接元件。

15、优选地,至少一部分连接元件是部分具有弹性的,特别是具有粘弹性的可变形。这可以专门用于使连接元件适应下部和上部建筑构件的不精确和不平整,例如以焊缝的形式,从而使这些不平整被很好地封闭在一个密封平面内,或封闭由于连接元件排列不精确而造成的现有缝隙。此外,还可以增加阻尼性,从而提高设备的长期稳定性。如果一部分连接元件,至少一个连接元件,具有不同的厚度,其同样可以用于适应建筑构件,从而补偿例如建筑构件的公差或补偿焊缝的增高。因此,单个连接元件的厚度可以变化,以便可以考虑到建筑构件一侧与标称尺寸的任何偏差,例如以焊缝形式出现的偏差。例如,连接元件的截面同样可以是斜面或至少部分是楔形的,以便于安装。

16、连接装置的连接元件优选地至少主要由紧密的聚氨酯制成,除了任何涂层或外部粘合层外,优选地完全由同样配备凹槽的紧密聚氨酯制成。在本发明中,紧密的聚氨酯或坚固的聚氨酯应理解为基本上不含气体夹杂物的固体。在这种情况下,“基本上不含气体夹杂物”是指聚氨酯中的气体夹杂物含量优选低于20%(按体积计算),尤其是低于10%(按体积计算),特别是低于5%(按体积计算),更尤其是低于2%(按体积计算)。

17、除了使用承重的、至少部分具有弹性的、当横向观察各平面延伸部分时,其厚度尤其可在2至10厘米之间的连接元件外,至少一部分连接元件可以设计成至少部分可压缩的,其中,各连接元件的可压缩性尤其是通过表面结构、材料凹槽和/或至少一层,尤其是多层连接元件的材料形成的。例如,此处可以是发泡聚氨酯连接,通过其形成板形连接元件。

18、通过形成可压缩的和/或至少部分具有弹性的连接元件,除了可以在塔式建筑体的上部和下部建筑构件之间传递载荷,还可以对所产生的力造成阻尼,与目前已知的使用砂浆或螺栓的连接方式相比,它提高了建筑体的完整性。

19、同样可以通过一种制造塔式建筑体的方法来解决开头提出的任务,这种方法的设计如上文或下文所述并且其中至少一部分连接元件是注塑或浇铸在下部和/或上部建筑构件上的。更为有利的是,无论连接元件是如何制造的,它们都被布置在过渡件上。通过增附剂或底胶可以改善浇铸材料的施加,例如聚氨酯形式的浇铸材料,粘合剂可以改善板形连接元件的附着。

20、特别是,可以使用一个或多个磁性固定器将连接元件固定在适当位置,直到它们例如通过固化粘合剂被牢固固定。

21、优选地,至少一部分连接元件是预先制造好的,并且紧接着固定到下部和/或上部建筑构件上。优选地,所有的连接元件都预先浇注好,例如以板形的形式,接着尤其是固定在上部建筑构件上。固定连接元件的一个优选是使用磁性固定器,因为它易于操作,磁性固定器用于将连接元件固定在上部或下部建筑构件上所需的位置,至少在连接元件充分固定之前是如此。

22、对于可能的由于制造公差或例如焊缝等原因造成的建筑构件与规定形状的偏差,可以在制造后对上部和/或下部建筑构件进行测量,从而得出与标称形状偏差的可能的偏差尺寸,然后通过连接元件不同的厚度和/或平面延伸来加以考虑。这一点在生产连接元件时就已经考虑到了。但是,优选是通过重新加工至少一个连接元件来考虑偏差尺寸,例如这可以通过随后的铣削方式去除材料来完成。

23、同样,通过具有上文或下文所述的建筑体的风力发电机,尤其是离岸风力发电机,也能解决开头提出的任务。

当前第1页1 2 
网友询问留言 留言:0条
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!