[發明專利]用于風輪機塔結構的組件連接裝置

有效

• 申請號: 201080021946.6
• 申請日: 2010-05-18
• 公開（公告）號: CN102439250A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: J·普伊赫科爾貝蓬薩諾;A·菲薩斯卡馬尼斯;A·貢薩萊斯德爾埃希多;N·加西亞戈麥斯
• 申請（專利權）人: 阿爾斯通風力有限個人公司
• 主分類號: E04H12/08
• 分類號: E04H12/08;F03D11/04
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 張濤

技術領域

本發明涉及一種用于風輪機塔結構的塔段。本發明尤其用于但不限于大型風輪機塔，并且通常用于必須承受高載荷的管狀結構。

根據本發明的塔段包括兩個或更多個殼部分。在組裝好的狀態下，殼部分限定基本中空的結構，該基本中空的結構在下文中稱為塔段。根據本發明的塔段包括用于沿接合部將兩個相鄰的殼部分相互連接的第一連接裝置。

本發明還涉及用于建造這種用于風輪機塔結構的塔段的方法和風輪機，該風輪機包括具有可轉動的槳葉的機艙和豎直的塔，該塔包括至少一個所述塔段。

背景技術

根據塔高度和風輪機的功率，風輪機塔結構所涉及的費用通常是風輪機的總成本的大約百分之20-25。因此，盡可能理想地建造塔對于最終風輪機成本而言是非常重要的。逐漸增高的風輪機(約80米)的發展使得必須考慮結構部分中的高載荷。由風推力引起的高彎曲力矩和載荷要求塔段直徑和壁厚增大。然而，實際上，例如由于運輸的要求，塔尺寸是受到限制的(例如直徑最大4.5米)。這種限制導致塔成本雖壁厚增大而非線性地增加，因而所獲得的塔設計并不理想。而且，塔設計中也有其它限制，例如由于制作過程而引起的塔壁厚的限制。

通過使用由殼部分和用于將殼部分彼此連接的連接裝置形成的塔，可以實現大直徑風輪機塔的應用。連接在一起的殼部分限定閉合的塔段，并且彼此連接的塔段(布置成一個在另一個上)限定風輪機塔結構。

例如在WO2007095940中公開了這種構造的一個示例，該文獻涉及一種風輪機塔，該風輪機塔包括通過板和螺栓彼此連接的兩個或更多個相鄰的殼部分。

WO2004083633提供一種風車鋼塔，其包括許多塔段，每個塔段都包括兩個或更多個長形殼部分，所述殼部分借助由螺栓緊固在一起的豎向凸緣而組合成完整塔段。

這些方案的主要缺點在于，由于在豎向凸緣連接裝置處需要大量預應力螺栓，因而制造、安裝和維護成本較高。

發明內容

本發明提供一種塔段，其構造使得可以建造高風輪機塔結構，該風輪機塔結構能承受作用在風輪機塔上的較高載荷。如在此所使用的，塔段表示塔結構(例如風輪機塔機構)的每個管級(tubular?level)。在此所使用的塔結構因此表示一個在另一個之上豎向布置的若干塔段，但在一限制實施例中，塔結構可以僅包括一個塔段。如在此所使用的，殼部分表示整體的板(例如彎曲的金屬板)，所述板在組裝好的狀態下限定基本中空的結構，即，塔段。

本發明的塔段包括至少兩個殼部分，所述殼部分可以由諸如鋼的金屬制成。本發明的塔段的形狀可以是圓筒形或截頭圓錐形的，在后者的情況下布置成直徑朝向基座增大，以便增大強度并節省材料。

根據本發明的塔段設有用于沿接合部將兩個相鄰的殼部分相互連接的第一連接裝置。所述第一連接裝置可以包括混凝土柱，該混凝土柱布置成搭接塔段中相鄰殼部分之間的接合部的至少一部分。

第一連接裝置的混凝土柱在塔段組裝好的狀態下基本豎向地布置。混凝土柱可以由鋼筋混凝土制成，并且可以根據需要而布置在所述中空結構的內部或所述中空結構的外部，或者甚至既布置在所述中空結構的內部又布置在所述中空結構的外部。

塔段的殼部分的第一連接裝置還包括模型，該模型成形成限定待用混凝土填充的內部體積(以形成連接殼部分的柱)。模型例如可以包括與第一殼部分相連的第一板和與相鄰的第二殼部分相連的第二板。在組裝好的情況下，相鄰的殼部分的第一和第二板分別限定適于用混凝土填充的內部體積。其它模型構造當然也是可以的，例如包括與一個殼部分相連的單個板的模型，所述單個板成形成限定適于用混凝土填充的內部體積。

殼部分中的至少一個可以設有抗剪連接件(例如焊接至殼部分)，該抗剪連接件從殼部分伸出并且在組裝好的狀態下嵌入在混凝土柱中。這樣，在由模型限定的閉合空間內，當在所述組裝好的狀態下時，抗剪連接件和相應的鋼筋一起嵌入在混凝土內。抗剪連接件和鋼筋用于保證殼部分之間的抗剪強度的目的。

在一個實施例中，模型可以與殼部分中的至少一個形成一體(隱式模型(lost?formwork))。在其它實施例中，模型可以從殼部分中的至少一個拆除。在這種情況下，由于模型可以再次用于不同的風輪機塔，因此可以降低成本。而且，可以在拆除模型后修補混凝土柱的不完整性。

本發明的塔段還設有第二連接裝置，該第二連接裝置用于將一個在另一個之上的兩個相鄰的塔段相互連接，以形成風輪機塔。第二連接裝置可以包括適于接收和連接相鄰的塔段的凸緣。在組裝好的狀態下，所述凸緣布置成與殼部分的周邊相鄰。