[實用新型]一種應用于高聳塔架分段式筒身和筒身連接的搖擺減震裝置

有效

• 申請號: 201821694012.9
• 申請日: 2018-10-19
• 公開（公告）號: CN208885868U
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 曲哲
• 申請（專利權）人: 吳修玲
• 主分類號: F16F15/02
• 分類號: F16F15/02;F16F15/04;F16F15/073;F16B5/02;F03D13/20;E04H12/00;E04H12/22
• 代理公司: 杭州敦和專利代理事務所(普通合伙) 33296
• 代理人: 孫新民

本實用新型公開了一種應用于高聳塔架的分段式筒身和筒身連接的搖擺減震裝置，所述風力發電塔架由多段塔架筒身(4)通過法蘭接頭(3)連接而成，筒身和筒身連接處形成筒身連接單元，所述筒身連接單元包括上段筒身(11)、與所述上段筒身(11)一體連接的上段筒身連接法蘭(12)、下段筒身(16)、與所述下段筒身(16)一體連接的下段筒身連接法蘭(17)；地震時所述搖擺減震裝置能夠使得分段式筒身和筒身之間的預緊界面發生分離產生搖擺運動。本實用新型提供的搖擺減震裝置簡單高效，結構新穎，安裝簡單，便于維護，安全可靠，可以有效提高諸如風力發電塔架等高聳塔架的抗震能力。

技術領域

本實用新型涉及一種高聳塔架筒身連接的搖擺減震裝置，具體涉及一種應用于高聳塔架分段式筒身和筒身連接的搖擺減震裝置。

背景技術

風力發電作為清潔的可再生能源，具有顯著的社會和環保效益，對于推動我國可再生能源發展有著重要意義，國家支持和鼓勵對風電的開發。我國風力資源豐富，據國家氣象局統計，我國全國風能密度約為100W/m²，風能資源儲量約為1.6x10⁵MW，開發潛力巨大。與此同時，我國也是地震多發的國家。從附圖1中國有效風功率密度分布圖和附圖2中國地震動峰值加速度區劃圖的對比可以看出，我國青海、山東、東北和東南沿海等許多地區既蘊含著豐富的風能，也面臨著較高的地震危險性。如何減輕地震作用對風電機組可能造成的損壞，是在我國相關地區發展風能必須面對的問題。

風力發電機組是將風能轉化為電能的設備，主要包括三葉片、輪轂、機艙和鋼塔架，屬于一種高聳結構；在風電機組中，風電機組塔架用于連接風電機組機艙和地基基礎，是風機的主要承載部件，承擔風力發電機運行時的水平力、豎向力和彎矩。由塔架和基礎構成的底部固支懸臂結構體系將風力發電機支撐于60～100m的高空以獲取充足穩定的風能，是風機安全運行的基礎。根據結構形式的不同，塔架主要分為錐臺型塔筒和格構式塔架兩種。

錐臺型塔筒是目前大型風機市場中應用典型的結構形式，從外觀上看，由若干段長20-30m的錐筒通過法蘭連接而成，由底向上直徑逐漸減少，整體呈圓臺狀，因此也稱此類塔架為圓臺式塔架。格構式塔架與輸電塔架外觀相似，在早期小型風機中大量使用，在大型風機中逐漸被錐臺型塔架替代。

隨著越來越多的風機塔架在地震活躍地區興建，地震作用可能成為風機塔架結構的控制荷載之一，相比于風荷載、波浪荷載，地震作用對風機塔架等長周期的高聳結構的破壞更加嚴重；而且，隨著風機塔架結構的大型化發展，長細比增大、剛度減小、自振頻率降低，總體結構變得柔性化，地震作用帶來的危害更加不可忽視。在地震作用下塔架的分段式筒身和筒身的連接部位和其上的某些機艙構件會產生疲勞破壞，從而導致塔架材料的強度大大降低，縮短塔架使用壽命；因此，對風機塔架結構進行有效地減振控制十分必要。如何通過減震措施對風力發電塔架等類似的高聳塔架進行振動控制，有效降低風塔的動力響應，提高服役性能，延長疲勞壽命，是本實用新型亟需要解決的技術問題。

現有技術中關于高聳塔架分段式筒身和筒身連接的減震裝置諸如中國專利CN202402220U，其技術方案是：塔筒由第一塔筒1、第二塔筒2和第三塔筒3組成，所述第一塔筒1、第二塔筒2連接處設有第一橡膠圈7，第二塔筒2、第三塔筒3連接處設有第二橡膠圈8。再諸如中國專利申請CN104747385A，其技術方案是：所述裝置包括過渡段1、連接環4、橡膠層5、鋼板層6和高強螺栓7，疊層環形橡膠部分由環形橡膠層5和環形鋼板層6交替疊加而成，通過硫化作用使得二者緊密相連。

上述專利均直接在分段式筒身和筒身之間設置減震墊，地震時減震墊的減震效果有限，減震墊也缺乏搖擺機制，無法通過往復搖擺運動相伴隨的局部碰撞，耗散地震輸入能量，其減小塔架上部結構的地震反應、保證上部結構安全的能力也有限。