[發明專利]螺旋焊接的圓錐塔架段

無效

• 申請號: 200980140504.0
• 申請日: 2009-10-22
• 公開（公告）號: CN102176986A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發明（設計）人: P·S·瓦倫;E·施維爾;T·A·梅爾菲
• 申請（專利權）人: 林肯環球股份有限公司
• 主分類號: B21C37/12
• 分類號: B21C37/12;B21C37/18;F03D11/00
• 代理公司: 北京嘉和天工知識產權代理事務所 11269
• 代理人: 嚴慎

發明背景

本發明涉及分別根據權利要求1和12的前序部分用于制造圓錐形狀結構的方法以及設備。此外，符合本發明的裝置、系統和方法涉及用于焊接圓錐段、包括圓錐塔架段的方法和設備。

相關技術的描述

當前，金屬圓錐塔架的裝配和制造是通過連接圓錐的段或筒(can)來完成。這些圓錐塔架通常用于風塔發電機，該風塔發電機由風產生電力，并且典型在高度上超過60米。因為塔架的總尺寸非常大并且要求巨大的焊接資源，因此，它們是在遠離最終安裝位置的地方制造的。然而，因為從制造地點到安裝位置的裝運限制，整個圓錐塔架不能被組裝并運輸到安裝地點。因為這些限制，一系列的圓錐筒被焊接到一起形成高度約20-30米的塔架段(tower?section)，這些塔架段可以被裝運。因此，裝配完整的塔架必須由一系列個別的圓錐筒制備三個(3)20至30米長的段，然后裝運到所述塔架的最終安裝位置。該過程典型地要求一周來制造單個風力發電機塔架的組件。

此外，由于所述復雜形狀必須要在制作圓錐筒前制造，當前圓錐筒的制造牽涉產生實質性的材料浪費和拖延。這在圖1A和1B中被展示。圖1B圖示說明如上所述的圓錐筒100。典型的圓錐塔架段由若干圓錐筒100構成，每個圓錐筒100具有不同的直徑使得塔架段能夠被形成。圓錐筒100種的每一個由金屬(例如，鋼鐵)板段101制成，該金屬板段卷制并在縫105處焊接，形成所示的圓錐筒形狀。然而，如圖1A所示，需要形成筒100的板段101不是矩形的。如圖1A所示，板101(當平放時)具有兩個彎曲的邊(如所示的頂部和底部)和兩個成角度的邊(如所示的邊)。這種形狀是需要的，以導致如圖1B中所示的完成的圓錐形狀。如圖1A所示，板101由矩形片材供應物103形成。這就產生了大量的廢料(大約10％-15％)。這些額外的加工和形成步驟還增加了勞動時間和花費。

隨著對替代能源的日益上升興趣，存在著對風塔發電機的日益上升的興趣。因此，就出現了更加有效果并且有效率地制造圓錐塔架的需要。

發明的簡要說明

本發明在一個實施方案中，提供了用于制造根據權利要求1圓錐形狀結構的方法，該方法包括提供板給卷板裝置，用所述卷板裝置以具有縫的螺旋方式來卷制所述板。所述方法進一步包括改變所述縫的角度來卷制所述板使其成為圓錐形狀，然后焊接所述縫。在另一個實施方案中，本發明提供了設備。其他實施方案可從說明書、權利要求書和附圖中推斷出。

附圖說明

通過詳細描述本發明示例性實施方案，并參考所述附圖，本發明上述和/或其他方面將更加明顯，其中：

圖1A示出用于制造圓錐筒的板的示意圖。

圖1B示出由圖1A的板制成的圓錐筒示意圖。

圖2A示出根據本發明的實施方案的圓錐塔架段的示意圖。

圖2B示出根據本發明的另一個實施方案的圓錐塔架段的示意圖。

圖2C示出根據本發明的再一個實施方案的圓錐塔架段的示意圖。

圖2D示出根據本發明的一個實施方案的圓錐塔架的示意圖。

圖3示出根據本發明的實施方案制造圓錐塔架段的方法示意圖。

示例性實施方式的詳細說明

現在本發明的示例性實施方案將參考附圖詳細說明如下。所描述的示例性實施方案旨在幫助理解本發明的目的，而不是意圖以任何方式限制本發明范圍。在全文中，類似的參考數字是指類似的要素。

圖2A-2C繪示了根據本發明各種實施方案制造圓錐塔架段200的各種實施方案。如圖2A所示，圓錐塔架段200由矩形形狀的板201制造，該矩形形板以螺旋方式被連續卷制并且在縫202處被焊接。然而，與典型的螺旋方式不同，在這個實施方案中，縫(相對于水平方向-如圖虛線所示)的角度θ1/θ2沿著圓錐塔架段200的長度改變。通過改變沿著長度的角度θ1/θ2，圓錐塔架段200的直徑改變以致獲得圓錐形狀。因此，在段200的一端，直徑大于位于另一端。例如，如圖所示，底端206具有比頂端207更大的直徑。當然，應理解的是，連同直徑之間的區別，每個端的相對直徑是段200設計參數的函數。