風力發電機組的塔筒及風力發電機組的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種風力發電機組的塔筒及風力發電機組。該風力發電機組的塔筒包括多個塔筒分片和多個夾持部，各塔筒分片的兩個側邊的內外側面均開設有至少一個凹槽結構，各夾持部上設置有與凹槽結構相配合的凸起結構，各夾持部通過與凹槽結構配合并固定連接相鄰兩個塔筒分片。本實用新型提供的風力發電機組的塔筒，通過將塔筒分成多片制造，解決了大直徑塔筒制造及運輸受限的問題，從而可實現針對大直徑塔筒的優化設計，能有效提高輪轂中心高并降低塔筒重量，而且該塔筒連接結構簡單合理，安裝方便，減輕了施工現場的勞動強度。
【專利說明】
風力發電機組的塔筒及風力發電機組
技術領域
[0001]本實用新型涉及風電技術領域，尤其涉及風力發電機組的塔筒及風力發電機組。
【背景技術】
[0002]隨著風力發電機組容量的不斷增大，以及風切變化大的區域對高空風能利用的迫切性，高度大于100米的風力發電機塔架越來越受到市場的青睞。而為了實現建造、使用高塔架這一需求，而且為了增大高塔架的穩定性，塔架底部的直徑需要做的越來越大以獲得最優的效果。
[0003]而目前，鋼制管狀塔架主要受到以下幾方面的限制:運輸條件，特別是用于陸地運輸時，由于受到橋洞等障礙物的影響，塔筒直徑最大4.3?4.5米;生產條件，目前對卷制焊接塔筒，塔筒廠卷板壁厚最大約為80mm，而運用傳統鋼制管狀塔架技術，往往設計出的塔筒壁厚很厚，加工制造困難;頻率限制，傳統鋼制管狀塔>100米，為了避免引起風機共振，往往需要設計特別厚的鋼板以滿足這種條件，而最終導致設計無法進行;經濟性差，會由于塔筒太重而失去了經濟性。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型提供一種風力發電機組的塔筒及風力發電機組，以解決塔筒過大而不便于運輸的問題。
[0005]為達到上述目的，本實用新型的實施例提供了一種風力發電機組的塔筒，該塔筒包括多個塔筒分片和多個夾持部，各塔筒分片的兩個側邊的內外側面均開設有至少一個凹槽結構，各夾持部上設置有與凹槽結構相配合的凸起結構，各夾持部通過與凹槽結構配合并固定連接相鄰兩個塔筒分片。
[0006]進一步地，各凹槽結構中靠近鄰近塔筒分片側邊的凹槽面為斜面。
[0007]進一步地，各凸起結構中靠近其所在的夾持部中間位置的側面為斜面，且其傾斜方向與相配合的凹槽結構中的斜面的傾斜方向一致。
[0008]進一步地，各塔筒分片的兩個側邊的內外側面均開設有多個凹槽結構。
[0009]進一步地，夾持部包括夾持外板、夾持內板和緊固組件，夾持外板和/或夾持內板上設置有一個限位凸起，限位凸起伸入相鄰兩個塔筒分片之間的間隙內；緊固組件穿過夾持外板和夾持內板并將夾持外板和夾持內板鎖緊。
[0010]進一步地，夾持外板和/或夾持內板上的限位凸起的高度小于或等于塔筒分片厚度的二分之一。
[0011]進一步地，凹槽結構的深度大于相配合的凸起結構的高度。
[0012]進一步地，夾持外板上沿其長度方向均勻設置有一列孔組，一列孔組包括多個通孔，夾持內板上設置有與夾持外板上的孔組相對應的孔組，緊固組件與多個通孔一一對應設置。
[0013]進一步地，至少兩個塔筒分片沿周向拼接形成塔筒段，塔筒由多個塔筒段沿縱向拼接形成，相鄰兩個塔筒段由法蘭連接，且位于相鄰兩個塔筒段上的夾持部不在塔筒的同一條母線上。
[0014]本實用新型的實施例還提供了一種風力發電機組，其包括塔筒，該塔筒為前任一項的塔筒。
[0015]本實用新型具有的優點和積極效果是:
[0016]本實用新型提供的風力發電機組的塔筒，通過將塔筒分成多片制造，解決了大直徑塔筒制造及運輸受限的問題，從而可實現針對大直徑塔筒的優化設計，能有效提高輪轂中心高并降低塔筒重量，而且該塔筒連接結構簡單合理，安裝方便，減輕了施工現場的勞動強度。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型實施例的風力發電機組的塔筒的示意性爆炸圖；
[0018]圖2為圖1中所示A區域的局部放大圖；
[0019]圖3為圖1中所示B區域的局部放大圖；
[0020]圖4為圖1中所示C區域的局部放大圖；
[0021]圖5為本實用新型實施例的風力發電機組的塔筒的示意性裝配圖；
[0022]圖6為圖5中所示D區域的局部放大圖。
[0023]附圖標記說明:
[0024]1、塔筒分片;2、夾持部;21、夾持外板;22、夾持內板;23、限位凸起;3、凹槽結構;4、凸起結構;5、通孔。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖詳細描述本實用新型實施例的示例性實施例。
[0026]如圖1至圖4所示，本實用新型實施例提供了一種風力發電機組的塔筒，該塔筒包括多個塔筒分片I和多個夾持部2，各塔筒分片I的兩個側邊的內外側面均開設有至少一個凹槽結構3，各夾持部2上設置有與凹槽結構3相配合的凸起結構4，各夾持部2通過與凹槽結構3配合并固定連接相鄰兩個塔筒分片I。
[0027]本實用新型提供的風力發電機組的塔筒，通過將塔筒分成多片制造，解決了大直徑塔筒制造及運輸受限的問題，從而可實現針對大直徑塔筒的優化設計，能有效提高輪轂中心高并降低塔筒重量，而且該塔筒連接結構簡單合理，安裝方便，減輕了施工現場的勞動強度
[0028]具體地，塔筒分片I由金屬材料制成，塔筒分片I可經過卷板機卷制成弧形或經過彎折呈多邊形，以便將多個塔筒分片I沿其周向拼接形成一個塔筒段。弧形的塔筒分片I有利與拼接，且拼接形成的塔筒段力學性能好，穩定性高。相鄰的兩個塔筒分片I由夾持部2進行固定，夾持部2也由金屬材料制成，可通過鍛造等方式制得，加工工藝簡單。
[0029]在每個塔筒分片I的兩個側邊的內外側面均開設有至少一個凹槽結構3，以通過夾持部2上的凸起結構4與凹槽結構3配合承受兩個塔筒分片I所受的分離力，同時使夾持部2與塔筒分片I配合更可靠。優選地，在每個塔筒分片I的兩個側邊的內外側面均開設有多個凹槽結構3，但是，應當避免開設過多的凹槽結構3，以免對塔筒分片I本身的結構強度產生影響。對應地，在夾持部2上設有與凹槽結構3的數量和位置均相同的凸起結構4。該凸起結構4可卡接在凹槽結構3中，從而實現通過夾持部2和凹槽結構3配合并固定相鄰兩個塔筒分片I的目的。
[0030]本實用新型實施例提供的風力發電機組的塔筒通過凹槽結構3和凸起結構4的配合來連接、固定相鄰兩個塔筒分片I，不僅簡化了原有分片式塔筒之間的連接結構，也在一定程度上減輕了塔筒的整體重量。
[0031]如圖2所示，各凹槽結構3中靠近鄰近塔筒分片I側邊的凹槽面為斜面。相應地，各夾持部2上的凸起結構4中，靠近其所在的夾持部2中間位置的側面也為一斜面，而且，該斜面的傾斜方向同與其相配合的凹槽結構3中的斜面的傾斜方向一致，也即凸起結構4中的斜面與凹槽結構3中的斜面的斜率相等(此斜率相等應理解在加工誤差存在的情況下的相等)。這樣設置是為了保證凸起結構4中的斜面與凹槽結構3中的斜面能夠完全貼合，保證了凸起結構4與凹槽結構3之間連接的穩定性。同時，將凸起結構4與凹槽結構3的接觸面設置成斜面，不僅保證了該凹槽結構3與凸起結構4能夠方便地對接、安裝，還保證了該凸起結構4和凹槽結構3之間能夠提供互相作用的摩擦力，而且斜面的受力性很好。當然，在一些未示出的實施例中，在凹槽結構3以及凸起結構4中的另一個側面可以為斜面，也可以為豎直面。另外，凹槽結構3以及凸起結構4中的兩個側面均可以為斜面或者豎直面。
[0032]結合參考圖2至圖4，為了保證夾持部2與塔筒分片I之間的連接強度，在本實用新型優選的實施例中，各塔筒分片I的兩個側邊的內外側面均開設有多個凹槽結構3。夾持部2包括夾持外板21、夾持內板22和緊固組件。夾持外板21上設置有與設置在塔筒分片I的外側面上的凹槽結構3配合的凸起結構4，夾持內板22上設置有與設置在塔筒分片I的內側面上的凹槽結構3配合的凸起結構4。夾持外板21和/或夾持內板22上設置有一個限位凸起23，限位凸起23伸入相鄰兩個塔筒分片I之間的間隙內，緊固組件穿過夾持外板21和夾持內板22并將二者鎖緊。通過夾持外板21和夾持內板22與塔筒分片I的凸凹配合實現對相鄰兩個塔筒分片I的連接，通過緊固組件將夾持外板21和夾持內板22鎖緊實現最終的緊固。
[0033]具體地，如圖2所示，設置在塔筒分片I外側的凹槽結構3的數量少于塔筒分片I內側的凹槽結構3數量，同時，開設于塔筒分片I外側的凹槽結構3的深度和寬度均大于開設在塔筒分片I內側的凹槽結構3的深度和寬度。之所以這樣設置，是因為塔筒分片I為弧形結構，其外側面的弧長大于其內側面的弧長，換而言之，若在其內側面設置過大、過寬的凹槽結構3，則會一定程度上影響塔筒分片I的結構強度。當然，在一些實施例中，也可以將塔筒分片I內側的凹槽結構3的數量設置成多于塔筒分片I外側的凹槽結構3數量，但需要注意的是，為了保證塔筒分片I的結構強度，塔筒分片I內側的凹槽結構3不宜過多。
[0034]參考圖3和圖4，在本實用新型優選的實施例中，與塔筒分片I上的凹槽結構3相對應的，夾持外板21上的凸起結構4的數量少于夾持內板上的凸起結構4數量，同時，夾持外板21上凸起結構4的高度和寬度大于夾持內板22上的凸起結構4。
[0035]在夾持外板21和/或夾持內板22上設置的限位凸起23的作用是使其限位凸起23伸入相鄰兩個塔筒分片I之間的間隙內，并保證相鄰兩個塔筒分片I之間的距離。在夾持外板21和/或夾持內板22上設置限位凸起23是為了防止相鄰兩個塔筒分片I之間的距離在螺栓的作用下減小，避免了因為塔筒分片I之間的間距變小而影響塔筒的結構強度。
[0036]另外，如圖1中的夾持外板21所示，該限位凸起23可以在夾持外板21的縱向上以間隔的方式設置，也可以與夾持外板21的長度等長的設置在其上，可根據實際情況將限位凸起23設置成不同的方式。同理，限位凸起23也可以上述兩種方式設置在夾持內板22上。
[0037]當在夾持外板21和夾持內板22上均設置有限位凸起23時，為了防止限位凸起23的高度過高而導致夾持外板21和夾持內板22無法將相鄰兩個塔筒分片I夾緊，在上述這一實施例中，每個限位凸起23的高度小于或等于塔筒分片I的厚度的一半。
[0038]在本實施例中，緊固組件穿過夾持外板21和夾持內板22并將二者鎖緊。所述緊固組件可以為一組螺栓，也可以為其他能夠起到緊固組用的連接件。為了使夾持外板21和夾持內板22能夠更加牢固地將相鄰兩個塔筒分片I夾緊，在夾持外板21上沿其長度方向均勻設置有一列孔組，該一列孔組包括多個通孔5，在夾持內板22上設置有與夾持外板21上的孔組相對應的一列孔組。緊固組件分別穿過夾持內板22和夾持外板21上的通孔5，將夾持內板22和夾持外板21鎖緊。這樣設置，使得鎖緊夾持內板22和夾持外板21只需要使用一列螺栓即可，大大減少了螺栓的使用量，降低了現場施工的勞動強度，減少了預緊螺栓所需要的時間。換而言之，只需要使用一列螺栓即可實現將相鄰兩個塔筒分片I固定連接的目的。當然，也可將孔組設置成多列以進一步增強夾持內板22和夾持外板21的連接強度。
[0039]在本實用新型優選地實施例中，各凹槽結構3的深度大于與之相配合的凸起結構4的高度。這樣一來，可以保證凸起結構4和凹槽結構3能夠方便地實現對接、安裝，同時，這樣也可以降低加工的難度，提高了生產效率。
[0040]如圖5和圖6所示，當需要將多個塔筒分片I拼接成塔筒段時，只需要將多個塔筒分片I沿周向依次對接，再將夾持內板22和夾持外板21分別與塔筒分片I上的凹槽結構3對齊安裝，然后再用螺栓將夾持內板22和夾持外板21鎖緊即可實現將塔筒分片I拼接成塔筒段的目的。凸起結構4與凹槽結構3配合不僅可以提高連接可靠性，而且方便將夾持部2定位在塔筒分片I上。當需要將塔筒段沿其縱向拼接成塔筒時，只需將拼接好的塔筒段沿縱向對接平齊，再通過法蘭或者焊接的方式將塔筒段拼接成塔筒。進一步地，為了保證塔筒的整體結構強度，相鄰兩個塔筒段上的夾持部2不在同一條母線上，也就是說，相鄰兩個塔筒段上的夾持部2不共線。
[0041]本實用新型還提供了一種風力發電機組，該風力發電機組包括塔筒，該塔筒為如前任一實施例中的塔筒。
[0042]本實用新型的風力發電機組的塔筒及風力發電機組具有如下有益效果:
[0043]本實用新型提供的風力發電機組的塔筒，通過將塔筒分成多片制造，解決了大直徑塔筒制造及運輸受限的問題，從而可實現針對大直徑塔筒的優化設計，能有效提高輪轂中心高并降低塔筒重量。同時，通過內夾持部和外夾持部的共同作用，鎖緊相鄰兩個塔筒分片，該連接結構簡單合理，安裝方便，更重要的是，鎖緊相鄰兩個塔筒分片只需要使用一排螺栓即可，大大降低了螺栓的使用量，也減輕了施工現場的勞動強度，可廣泛應用于各種風力發電機組。
[0044]以上所述，僅為本實用新型的【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。因此，本實用新型的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。
【主權項】
1.一種風力發電機組的塔筒，其特征在于，所述塔筒包括多個塔筒分片(I)和多個夾持部(2)，各所述塔筒分片(I)的兩個側邊的內外側面均開設有至少一個凹槽結構(3)，各所述夾持部(2)上設置有與所述凹槽結構(3)相配合的凸起結構(4)，各所述夾持部(2)通過與所述凹槽結構(3)配合并固定連接相鄰兩個所述塔筒分片(I)。2.根據權利要求1所述的塔筒，其特征在于，各所述凹槽結構(3)中靠近鄰近所述塔筒分片(I)側邊的凹槽面為斜面。3.根據權利要求2所述的塔筒，其特征在于，各所述凸起結構(4)中靠近其所在的所述夾持部(2)中間位置的側面為斜面，且其傾斜方向與相配合的所述凹槽結構(3)中的所述斜面的傾斜方向一致。4.根據權利要求1所述的塔筒，其特征在于，各所述塔筒分片(I)的兩個側邊的內外側面均開設有多個凹槽結構(3)。5.根據權利要求1所述的塔筒，其特征在于，所述夾持部(2)包括夾持外板(21)、夾持內板(22)和緊固組件，所述夾持外板(21)和/或所述夾持內板(22)上設置有一個限位凸起(23)，所述限位凸起(23)伸入相鄰兩個所述塔筒分片(I)之間的間隙內； 所述緊固組件穿過所述夾持外板(21)和所述夾持內板(22)并將所述夾持外板(21)和夾持內板(22)鎖緊。6.根據權利要求5所述的塔筒，其特征在于，所述夾持外板(21)和/或所述夾持內板(22)上的限位凸起(23)的高度小于或等于所述塔筒分片(I)厚度的二分之一。7.根據權利要求1所述的塔筒，其特征在于，所述凹槽結構(3)的深度大于相配合的所述凸起結構(4)的高度。8.根據權利要求5所述的塔筒，其特征在于，所述夾持外板(21)上沿其長度方向均勻設置有一列孔組，所述一列孔組包括多個通孔(5)，所述夾持內板(22)上設置有與所述夾持外板(21)上的所述孔組相對應的孔組，所述緊固組件與所述多個通孔一一對應設置。9.根據權利要求1所述的塔筒，其特征在于，至少兩個所述塔筒分片(I)沿周向拼接形成塔筒段，所述塔筒由多個所述塔筒段沿縱向拼接形成，相鄰兩個所述塔筒段由法蘭連接，且位于相鄰兩個所述塔筒段上的所述夾持部(2)不在所述塔筒的同一條母線上。10.—種風力發電機組，包括塔筒，其特征在于，所述塔筒為如權利要求1至9中任一項所述的塔筒。
【文檔編號】F03D13/20GK205423079SQ201620228838
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月23日
【發明人】趙慶棟, 張紫平, 胥勇
【申請人】北京金風科創風電設備有限公司