[發明專利]塔筒減振裝置

無效

• 申請號: 200810036948.7
• 申請日: 2008-05-04
• 公開（公告）號: CN101571099A
• 公開（公告）日: 2009-11-04
• 發明（設計）人: 周宏孝;張成林
• 申請（專利權）人: 上海馳風機電科技有限公司
• 主分類號: F03D1/00
• 分類號: F03D1/00;F03D11/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司
• 代理人: 任永武

技術領域

本發明涉及一種塔筒內減振裝置，特別是涉及一種風力發動機的塔筒內的減振裝置。

背景技術

如圖1所示，風力發動機包括塔筒1、機艙2、葉輪3(葉片和輪轂)，機艙2設置在塔筒1的頂部，葉輪3可轉動地設置在機艙2上。

風力發動機的塔筒的第一階彎曲振動頻率是人們十分關注的問題。例如，一個高為50m的塔筒，在一定的外力激勵下，就會發生間隔幾秒的前后搖擺。這種向前向后的搖擺對應的頻率叫做塔筒的一階彎曲頻率。塔筒的一階彎曲頻率主要由塔筒的高度、塔筒的筒壁的內徑和厚度以及機艙和轉子的重量等決定。當塔筒的彎曲振動頻率和葉輪的轉動的頻率接近時，就會對塔筒的彎曲振動起到放大作用。

葉片自身也有彈性，在一定的頻率下也會發生振動。葉片的振動也會對塔筒的振動起到放大的作用。最糟的情況是，眾多因素均對塔筒的振動起到增強的作用時，塔筒的振動幅度就會不斷增大，當達到一定的幅度時，就會對塔筒和風力發動機的其他的部件造成破壞。

解決這種問題的一種方法是在設計的時候采取比如調整塔筒的剛度、減小機艙和葉輪的重量等措施。采取這些措施的時候還必須考慮到制造成本等問題。

2004年9月16日公告的公告號為DE-A10309825德國發明專利說明書公開了一種鋼絲繩減振裝置。該專利中提出用3根帶有液壓阻尼器的鋼絲繩斜拉塔筒，鋼絲繩兩頭分別聯接到塔筒和地面，當塔筒發生一階彎曲振動時，鋼絲繩上的液壓阻尼器就會起到抑制塔筒振動的效果，確保振動的幅度在合理的范圍之內。但是這種結構要求鋼絲繩自身要足夠粗和長，同時要求鋼絲繩聯接于地面的一端要盡可能離塔筒遠，這必然導致單個風力發動機占用空間的增大，同時鋼絲繩地基的建設又會大幅度地增加成本。

2008年3月1號公告的公告號為WO2008/000265A1的丹麥發明專利說明書公開了一種帶有主動式減振裝置的風力發動機，其中的主動減振裝置包括安裝于機艙、葉輪和塔筒上的傳感器、控制系統和執行機構。當傳感器偵測到過大的振動信號時，控制系統就會向執行機構發出信號，使其工作，執行機構驅動鋼絲繩，改變鋼絲繩的拉力大小，從而改變塔筒的剛度，最終避開共振區，達到減振的目的。該發明中的鋼絲繩是設置在塔筒內，這種安裝方式決定了鋼絲繩對塔筒剛度的影響有限，使得要真正避開共振區很困難；另外，主動減振系統還存在技術難度大，成本高的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種塔筒減振裝置，該塔筒減振裝置的占用空間小，且控制方法簡單。

為了實現所述目的，本發明的塔筒減振裝置，其特點是，包括至少一豎直布置于塔筒內的減振單元，該減振單元包括第一行程放大裝置、第二行程放大裝置、第一撓性件、第二撓性件以及阻尼器，第一行程放大裝置設置在塔筒的第一側，第二行程放大裝置設置在塔筒的第二側，塔筒的第一側和塔筒的第二側相對，第一撓性件的第一端聯接第一行程放大裝置，且其第二端聯接塔筒的第二側，第二撓性件的第一端聯接第二行程放大裝置，且其第二端聯接塔筒的第一側，其中，第一行程放大裝置和第二行程放大裝置連通，阻尼器設置在二者連通的路徑上。

本發明的塔筒減振裝置的優點是，塔筒在發生一階彎曲振動而拉動第一撓性件時，第一撓性件的張力增大，拉動第一行程放大裝置，第一行程放大裝置給阻尼器提供一拉力，此時，第二撓性件的張力減小，第二撓性件件處于松弛狀態，從而，第二行程放大裝置處于松弛狀態，這樣，在第一行程放大裝置的拉動下和第二行程放大裝置的退讓下，第一行程放大裝置放大第一撓性件的位移，阻尼器會阻止該位移，從而以例如摩擦做功的方式消耗塔筒的振動能量，從而抑制塔筒的振動，起到了減小塔筒彎曲振動的目的。反之，塔筒在發生一階彎曲振動而拉動第二撓性件時，第二撓性件的張力增大，拉動第二行程放大裝置，第二行程放大裝置給阻尼器提供一拉力，此時，第一撓性件處于松弛狀態，第一撓性件的張力減小，第一行程放大裝置也處于松弛狀態，這樣，在第二行程放大裝置拉動下和第一行程放大裝置的退讓下，阻尼器開始工作，消耗振動的能量，起到了減小彎曲振動的目的。只要各撓性件在塔筒靜止的常態下處于足夠的張緊狀態，一旦塔筒因外載荷而發生一階振動，塔筒減振裝置立即做出反應，并通過阻尼器抑制塔筒的振動，該塔筒減振裝置設置在塔筒內，無需額外的基地建設。

所述的塔筒減振裝置，其進一步的特點是，在所述減振單元中，第一行程放大裝置和第二行程放大裝置分別設置在塔筒內的第一高度，第一撓性件的第二端和第二撓性件的第二端分別設置在塔筒內的第二高度。