带有扶撑件的用于风力涡轮机的塔架制造技术

本发明专利技术涉及一种用于风力涡轮机(10)的塔架(20)，塔架(20)包括多个塔架节段(21)、多个扶撑件(22)以及附接件(23)，所述多个塔架节段(21)包括第一塔架节段(211)以及至少一个第二塔架节段(212)。多个塔架节段(21)被设置成从塔架(20)的基底(25)到塔架(20)的顶部(26)呈一个在另一个上方的方式。附接件(23)设置在第一塔架节段(211)与第二塔架节段(212)之间，并且扶撑件(22)附接于附接件(23)，使得作用在塔架节段(21)上的载荷部分地由扶撑件(22)载持。本发明专利技术还涉及一种包括这样的塔架(20)的风力涡轮机(10)。

A tower for a wind turbine with a support member

The invention relates to a wind turbine (10) tower (20), tower (20) includes a plurality of tower segments (21), a plurality of support struts (22) and the attachment (23), the plurality of tower section (21) includes a first tower section (211) and at least one of the second tower section (212). A plurality of tower sections (21) are provided to form a top () from the base (25) of the tower (20) to the top (26) of the tower (20). The attachment member (23) arranged in the first tower section (211) and second tower section (212), and help the support member (22) is attached to the attachment member (23), in which the tower section (21) on the part of the load by the rotary support member (22) carrier hold. The invention also relates to a wind turbine (10) comprising such a tower (20).

【技术实现步骤摘要】
带有扶撑件的用于风力涡轮机的塔架
本专利技术涉及构建用于风力涡轮机的具有竞争性的高塔架的问题。
技术介绍
现代的、大型的风力涡轮机通常安装在由钢和/或混凝土制成的管状塔架上。其它类型的塔架，诸如格构形塔架、三腿塔架和拉线塔架已经在更小的风力涡轮机上使用，但对于需要非常高的塔架的大型风力涡轮机而言，它们趋于变得技术上没有吸引力。对于非常高的塔架而言，传统的管状钢塔架变得极其昂贵。其主要原因是由于运输而限制了底部直径。当底部直径受限时，壁厚度必须变得极大。通过引入螺栓连接的节段的钢塔架，已经部分地解决了该问题。在螺栓连接的塔架部段由壳体组装的情况下，底部直径能够被制成根据需要的那样大。不足在于，螺栓连接的节段钢塔架往往需要非常大量的螺栓(通常大于10.000)以及复杂的现场组装设置。其它解决方案依赖于混凝土结构，或者完全是混凝土，或者作为混合设置(其中塔架的下部分由预浇铸混凝土元件制成且上部分由钢制成)。然而，混泥土塔架往往是昂贵的，尤其是如果从元件工厂至工地的运输距离长的情况。由拉线支撑的圆筒形塔架代表了一种针对以上问题的可能解决方案。在均匀的、圆筒形的设置下，能够以相同的内部设置制成塔架部段，从而提供符合经济原则的节省，并且由于在半途的拉线支撑件，因此相比于任何其它解决方案，塔架本身能够被制造得远为更轻。拉线塔架的主要缺陷在于拉线占用空间。为了获得足够的刚度和能够管理的线缆尺寸，拉线相对于水平的角度应当优选地为45度。对于带有90m(米)高的拉线附接的150m塔架而言，这基本上意味着90m半径的占用空间。与该占用空间相关联的土地使用将在大多数情况中导致该解决方案的否决。
技术实现思路
因此，存在对于提供一种克服所提及的缺陷的用于风力涡轮机的具有竞争性的、高的塔架的构思的期望。该目标由独立权利要求的主题解决。有利的实施例和改型在从属权利要求中描述。根据本专利技术，提供一种用于风力涡轮机的塔架，所述塔架包括：包括第一塔架节段和至少一个第二塔架节段的多个塔架节段；多个扶撑件(buttress)；以及附接件。多个塔架节段被设置为从塔架的基底到塔架的顶部呈一个在另一个上方的方式。附接件设置在第一塔架节段和第二塔架节段之间。此外，扶撑件被附接于附接件上，使得作用在塔架节段上的载荷部分地由扶撑件载持。与拉线塔架相比，带有扶撑件的塔架能够具有远为更小的占用空间。针对这种情况存在两个原因：首先，扶撑件将载持呈张力和压缩两种方式的载荷，从而有效地将获得具体刚度所需的横截面减半。其次，对于每个横截面面积，扶撑件比线缆远为更加廉价(cheaper)。因此，可能在扶撑件相对于水平的角度远比关于线缆的情况中可能的角度远为陡峭的情况下获得足够的刚度，并且这导致减小很多的占用空间。对于带有90m高的扶撑件附接的150m的塔架，通常的占用空间将具有20m的半径。与该占用空间相关联的土地使用不比无论如何用于使塔架竖立所需的起重机垫的土地使用大很多。有利地，扶撑件经由安装凸缘附接于附接件上。对于扶撑件而言优选的材料是钢，具体地螺旋焊接钢，其是可用的钢管中成本最低的之一。换言之，所述螺旋焊接钢的优点之一是其低价格，由于扶撑件所需的量，这点非常重要。关于塔架节段的材料，至少一些塔架节段可以示例地由钢制成。从塔架的管状部分向扶撑件传递载荷提出了挑战。结构载荷是高度动态的并且疲劳是主要的设计驱动因素(designdriver)。由于与焊接相关联的大量减少，用于扶撑件的附接的焊接设置将需要非常大的壁厚度。因此其将变得非常重。可能在塔架的短的、特定部段中形成附接，由此保持重量能够管理，但由于由焊接的大的热输入引起的变形，仍然存在用于塔架部段和扶撑件的匹配表面将很可能需要机加工的问题。加工由焊接结构导致的可能重量的一部分将需要非常专业的机械。关于附接的这种问题可以用被插入塔架内的铸造构件解决。相比于焊接结构，铸铁结构将具有远为更好的疲劳性质，并且因此其能够用更少的重量制成。因此，有利地，附接件由铸铁制成。然而，现实的塔架的尺寸仍存在一个问题，其具有4m的典型直径。这意味着用于铸造和机加工的大量成本。该问题能够通过在许多节段中形成附接部段来解决。具体地，这些节段中的每一个均可以具有等同的形状并且每一个均可以具有用于一个或多个扶撑件的安装凸缘。该节段比单个工件更容易铸造，并且能够被单独机加工并且仅在现场组装。除了其它优点之外，用于风力涡轮机的塔架构思还具有以下优点：扶撑件塔架能够基本上是如所需要的那样高。在非常大的高度下，例如高于150m，可能必须具有在扶撑件和/或塔架节段之间的一个或多个水平的固撑件，但由于这样的固撑件的仅有目的将是维持稳定性，即，能够设置它们以便不传递载荷，因此可以将它们制成重量非常轻。除了应当针对对于相关高度而言具体的载荷调节的壁厚度之外，扶撑件塔架能够被制成具有许多等同尺寸的截面。换言之，沿塔架的整个延伸部从塔架的基底直到塔架的顶部，塔架节段的外直径可以实质上相等。关于塔架节段的壁的厚度，它们可以有利地从基底直到顶部减小。等同的尺寸允许塔架内部装置的高度的标准化，并且允许来自规模经济性的整体益处。在本专利技术的具体实施例中，附接件节段的数量等于扶撑件的数量，并且一个扶撑件附接于每个附接件节段。塔架的关键部分，即将扶撑件连结到塔架的圆筒形部分的连接部段，能够被制成分节单元，从而促进低成本制造和运输。塔架节段可以示例地具有圆筒的形状。它们也可以朝向塔架的尖端稍微减缩，因此塔架节段的形状可以由截头圆锥来描述，即，圆锥的平截头体。在本专利技术的具体实施例中，塔架包括固撑件，使得扶撑件的载荷载持能力和整个塔架的稳定性进一步增加。固撑件可以设置在两个邻近的扶撑件之间。替代性地或额外地，固撑件可以设置在扶撑件和塔架节段之间。有利地，本专利技术被应用至用于风力涡轮机的高塔架，即，应用至其中在竖立之后从塔架的基底直到塔架的顶部所测得的整个高度超过五十米，尤其是超过七十五米，甚至尤其超过一百米的塔架。附接件位于塔架的整个高度的百分之二十与百分之八十之间的高度处，尤其在塔架的整个高度的百分之三十与百分之七十之间的高度处。最后，本专利技术还涉及一种包括如上所述的塔架的用于发电的风力涡轮机。附图说明参照附图，现在将仅以示例的方式描述本专利技术的实施例，附图中：图1示出带有具有扶撑件的塔架的风力涡轮机；图2示出附接件，并且有三个扶撑件附接于该附接件；图3是图2的附接件的特写图；图4示出图3的特写图，其中已经省略三个附接件节段中的两个；图5示出省略了两个附接件节段的图3的另一个特写图；以及图6以透视图示出附接件节段。附图中的图示呈示意形式。注意，在不同的附图中，类似或等同的元件设有相同的附图标记。具体实施方式图1示出用于发电的风力涡轮机10。风力涡轮机10包括机舱11和毂12。毂12被安装成能够围绕相对于机舱11旋转的转子轴线旋转。三个转子叶片13安装在毂12上。每个转子叶片13均能够围绕其纵轴线旋转，该纵轴线被称为俯仰轴线。优选地，可以使转子叶片彼此独立地旋转，即，使其俯仰。机舱11安装在塔架20的顶部26处。具体地，机舱11借助于偏航轴承能够关于塔架20旋转地安装。机舱11关于塔架20的旋转的轴线被称为偏航轴线。在图1中图示的具体示例中，塔架20包括四个塔架节段21和一个所谓本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于风力涡轮机(10)的塔架(20)，所述塔架(20)包括多个塔架节段(21)，多个扶撑件(22)，以及附接件(23)，其中所述多个塔架节段(21)包括第一塔架节段(211)以及至少一个第二塔架节段(212)，其中‑所述多个塔架节段(21)被设置成从所述塔架(20)的基底(25)向所述塔架(20)的顶部(26)呈一个在另一个上方的方式，‑所述附接件(23)被设置在所述第一塔架节段(211)与所述第二塔架节段(212)之间，‑所述扶撑件(22)附接于所述附接件(23)，使得作用在所述塔架节段(21)上的载荷部分地由所述扶撑件(22)载持。

【技术特征摘要】
2015.09.02 EP 15183557.61.一种用于风力涡轮机(10)的塔架(20)，所述塔架(20)包括多个塔架节段(21)，多个扶撑件(22)，以及附接件(23)，其中所述多个塔架节段(21)包括第一塔架节段(211)以及至少一个第二塔架节段(212)，其中-所述多个塔架节段(21)被设置成从所述塔架(20)的基底(25)向所述塔架(20)的顶部(26)呈一个在另一个上方的方式，-所述附接件(23)被设置在所述第一塔架节段(211)与所述第二塔架节段(212)之间，-所述扶撑件(22)附接于所述附接件(23)，使得作用在所述塔架节段(21)上的载荷部分地由所述扶撑件(22)载持。2.根据权利要求1所述的塔架(20)，其中，扶撑件(22)经由安装凸缘附接于所述附接件(23)。3.根据前述权利要求中的任一项所述的塔架(20)，其中，所述附接件(23)由铸钢制成。4.根据前述权利要求中的任一项所述的塔架(20)，其中，至少一些所述塔架节段(21)由钢制成。5.根据前述权利要求中的任一项所述的塔架(20)，其中，所述扶撑件(22)由钢制成，具体地由螺旋焊接钢制成。6.根据前述权利要求中的任一项所述的塔架(20)，其中，所述塔架节段(21)的外直径(33)沿从所述塔架(20)的基底(25)直到所述塔架(20)的顶部(26)的所述塔架的整个延伸部实质上相等。7.根据前述权利要求中的任一项所述的塔架(20)，其中，所述塔架节段(21)的壁的厚度(35)从所述塔架(20)的基底(25)直到所述塔架(20)的顶部(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·斯蒂斯达尔，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE