本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電機(jī)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種占地面積小且強(qiáng)度高的桁架式塔架及包括該桁架式塔架的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。

背景技術(shù)：

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的塔架是承重、承壓和承受載荷的組件，其結(jié)構(gòu)直接影響風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作可靠性。

圖1是示出現(xiàn)有技術(shù)中的桁架式塔架的示意圖。如圖1所示，桁架式塔架包括多根支撐柱1以及連接在相鄰支撐柱1之間的腹桿2。

圖1中示出的桁架式塔架具有運(yùn)輸方便、制造簡單、吊裝方便、剛度大、經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)點(diǎn)。然而，桁架式塔架也存在著以下不足：(1)由于桁架式塔架自身重量輕，故為了保持塔身的整體穩(wěn)定性、提高抗彎、抗傾覆的能力，只能增加塔底鋼柱間的跨度，這樣占地面積就會(huì)增多，增加占地費(fèi)用，并且不適合在山區(qū)等狹小的區(qū)域使用；(2)由于桁架塔架是敞開式體系，這樣就造成電氣設(shè)備無處安放，還得專門為電氣設(shè)備提供封閉體系；(3)施工過程中所需的螺栓多，工序多，節(jié)點(diǎn)施工質(zhì)量難以保證，現(xiàn)場施工周期也長。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種占地面積小且強(qiáng)度高的桁架式塔架及包括該桁架式塔架的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種能夠形成封閉空間以容納電氣設(shè)備的桁架式塔架及包括該桁架式塔架的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，一種桁架式塔架包括：塔架底座，所述塔架底座包括至少三根鋼筋混凝土立柱；塔架主體，塔架主體為桁架式結(jié)構(gòu)，并設(shè)置在塔架底座上。

所述塔架底座還可包括在鋼筋混凝土立柱的頂端連接彼此相鄰的鋼筋混凝土立柱的橫梁。

所述桁架式塔架還可包括連接塔架底座和塔架主體的連接件。

所述連接件可包括法蘭和預(yù)埋在鋼筋混凝土立柱中的管狀構(gòu)件。

所述塔架底座還可包括：包圍部，填充在彼此相鄰的鋼筋混凝土立柱之間，以與鋼筋混凝土立柱一起形成四周封閉的空間；覆蓋部，覆蓋在塔架底座的頂部。

所述包圍部上設(shè)置有門和/或所述覆蓋部上開設(shè)有天窗。

所述覆蓋部上可開設(shè)有天窗，塔架底座還可包括架設(shè)在地面與天窗之間的升降構(gòu)件。

所述鋼筋混凝土立柱可以是現(xiàn)場澆筑的或者是預(yù)制的。

所述桁架式塔架還可包括基礎(chǔ)，所述基礎(chǔ)設(shè)置于地基上，用于支撐塔架底座。

所述基礎(chǔ)可以為獨(dú)立基礎(chǔ)、聯(lián)合基礎(chǔ)或者樁基礎(chǔ)。

所述基礎(chǔ)可以為獨(dú)立基礎(chǔ)，鋼筋混凝土立柱為現(xiàn)場澆筑，獨(dú)立基礎(chǔ)可以與所述鋼筋混凝土立柱被整澆在一起。

所述基礎(chǔ)可以為獨(dú)立基礎(chǔ)，鋼筋混凝土立柱可以為預(yù)制的，獨(dú)立基礎(chǔ)呈杯口形，鋼筋混凝土立柱被插入到杯口形的獨(dú)立基礎(chǔ)中。

所述鋼筋混凝土立柱可圍成多邊形，所述多邊形的邊長為桁架式塔架的總高度的1/20～1/10。

所述多邊形可以為四邊形、五邊形或六邊形。

所述塔架主體可包括分別與所述至少三根鋼筋混凝土立柱連接的至少三根桁架立柱。

所述塔架主體還可包括連接在桁架立柱之間的腹桿。

所述桁架立柱和腹桿中的至少一者為鋼管混凝土結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組可包括如上所述的桁架式塔架。

根據(jù)本發(fā)明的桁架式塔架，通過將塔架底座形成為具有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)的桁架式塔架相比，可以增強(qiáng)塔架整體的抗彎性能，提高塔架穩(wěn)定性。此外，由于塔架主體可采用桁架式塔架，因此在保證塔架整體的抗彎性能的基礎(chǔ)上，還可獲得桁架式塔架的優(yōu)點(diǎn)，例如，運(yùn)輸方便、制造簡單、吊裝方便、剛度大、經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)點(diǎn)。

此外，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，可將塔架底座形成包圍結(jié)構(gòu)，從而可解決傳統(tǒng)桁架式塔架中無法放置電氣設(shè)備的問題。

附圖說明

通過下面結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其它目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚，其中：

圖1是示出現(xiàn)有技術(shù)中的桁架式塔架的示意圖；

圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的桁架式塔架的立體圖；

圖3是圖2所示的桁架式塔架的立面圖；

圖4是圖2所示的桁架式塔架的俯視圖；

圖5A至圖5G示出了各種形式的腹桿的立面圖。

在整個(gè)附圖和具體實(shí)施方式中，除非另外地進(jìn)行描述或設(shè)置，否則相同的標(biāo)號(hào)指示相同的元件、特征和結(jié)構(gòu)。為了清晰、說明和方便，附圖可不按比例繪制，并且可放大附圖中元件的相對尺寸、比例和描述。

具體實(shí)施方式

提供以下詳細(xì)描述，以幫助讀者獲得對這里所描述的方法、設(shè)備的全面理解。然而，這里所描述的方法、設(shè)備的各種變化、修改及其等同物對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將是顯而易見的。此外，為了更加清楚和簡潔，可省去對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的功能和結(jié)構(gòu)的描述。

這里描述的特征可按照不同的方式實(shí)施，并且將不被解釋為局限于這里所描述的示例。更確切地說，已經(jīng)提供這里所描述的示例，使得本發(fā)明是徹底的和完整的，且將把本發(fā)明的全部范圍傳達(dá)給本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員。

圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的桁架式塔架100的立體圖，圖3是圖2所示的桁架式塔架的立面圖，圖4是圖2所示的桁架式塔架的俯視圖。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，桁架式塔架100可包括塔架底座110、設(shè)置在塔架底座110上的塔架主體120。

塔架底座110可用于支撐塔架主體120。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，塔架底座110可包括豎直地設(shè)置的至少三根鋼筋混凝土立柱111以及在鋼筋混凝土立柱111的頂端連接彼此相鄰的鋼筋混凝土立柱111的橫梁112。

鋼筋混凝土立柱111的數(shù)量可以為至少三根。鋼筋混凝土立柱111可圍繞一個(gè)中心點(diǎn)呈周狀地布置。優(yōu)選地，鋼筋混凝土立柱111可圍成多邊形，例如，如圖2所示設(shè)置四根鋼筋混凝土立柱111的情況下，鋼筋混凝土立柱111可圍成四邊形(例如，正方形)。此外，雖然圖2示出了設(shè)置四根鋼筋混凝土立柱111，但不限于此，也可設(shè)置五根或六根鋼筋混凝土立柱，從而可圍成五邊形或六邊形。

橫梁112在鋼筋混凝土立柱111的頂端連接彼此相鄰的鋼筋混凝土立柱111，從而可增強(qiáng)整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，提高整體結(jié)構(gòu)的剛度。例如，橫梁112可包括鋼筋和混凝土。

每根鋼筋混凝土立柱111可呈棱柱狀，例如，四棱柱狀，如圖2所示。但本發(fā)明不限于此，鋼筋混凝土立柱111也可呈圓柱狀。此外，鋼筋混凝土立柱111的豎直高度和橫向截面的尺寸可以彼此相同，并圍繞中心點(diǎn)對稱設(shè)置。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，鋼筋混凝土立柱111可在安裝位置現(xiàn)場澆筑，或者可以是預(yù)制好后再運(yùn)輸?shù)桨惭b位置。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，塔架基座110還可包括設(shè)置于地基(即，支承基礎(chǔ)的土體或巖體)上用于支撐鋼筋混凝土立柱111的基礎(chǔ)(未示出)。作為示例，可采用獨(dú)立基礎(chǔ)、聯(lián)合基礎(chǔ)或者樁基礎(chǔ)等作為支撐鋼筋混凝土立柱111的基礎(chǔ)。

根據(jù)本發(fā)明的基礎(chǔ)可以為獨(dú)立基礎(chǔ)，獨(dú)立基礎(chǔ)常可采用圓柱形和多邊形等形式。按構(gòu)造形式可以分為階形基礎(chǔ)、坡形基礎(chǔ)、杯形基礎(chǔ)。在如上所述鋼筋混凝土立柱111為現(xiàn)場澆筑的情況下，可將獨(dú)立基礎(chǔ)與其整澆在一起?；蛘撸谌缟纤鲣摻罨炷亮⒅?11為預(yù)制時(shí)，通常將獨(dú)立基礎(chǔ)做成杯口形，然后將鋼筋混凝土立柱111插入，并且可用例如細(xì)石混凝土嵌固。

根據(jù)本發(fā)明的基礎(chǔ)可以為聯(lián)合基礎(chǔ)，聯(lián)合基礎(chǔ)可以為柱下條形基礎(chǔ)、柱下十字交叉基礎(chǔ)、片筏基礎(chǔ)和箱形基礎(chǔ)。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，在使用聯(lián)合基礎(chǔ)作為基礎(chǔ)時(shí)，可以增強(qiáng)基礎(chǔ)整體剛度，整體性較好，有利于跨越軟弱地基。

根據(jù)本發(fā)明的基礎(chǔ)可以為樁基礎(chǔ)，樁基礎(chǔ)可由基樁和連接于樁頂?shù)某信_(tái)共同組成。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，樁基礎(chǔ)可以為低承臺(tái)樁基(若基樁的樁身全部埋于土中，承臺(tái)底面與土體接觸，則稱為低承臺(tái)樁基)或高承臺(tái)樁基(若樁身上部露出地面而承臺(tái)底位于地面以上，則稱為高承臺(tái)樁基)。此外，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，樁基礎(chǔ)可以為摩擦樁或端承樁(按照基礎(chǔ)的受力原理進(jìn)行分類)、或者預(yù)制樁或灌注樁(按照施工方式進(jìn)行分類)。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，在使用樁基礎(chǔ)作為基礎(chǔ)時(shí)，可以有效的提高基礎(chǔ)承載力、不均勻沉降和抗傾覆穩(wěn)定性等。

根據(jù)本發(fā)明，獨(dú)立基礎(chǔ)、聯(lián)合基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)以及它們各自包括的各種基礎(chǔ)形式具有教科書和/或規(guī)范中規(guī)定的結(jié)構(gòu)，因此將不對它們的結(jié)構(gòu)做詳細(xì)介紹。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，用于支撐鋼筋混凝土立柱111的基礎(chǔ)的材料通?？刹捎娩摻罨炷痢⑺鼗炷恋?。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，塔架主體120為桁架式塔架，因此可具有運(yùn)輸方便、制造簡單、吊裝方便、剛度大、經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)點(diǎn)。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，桁架式塔架100還可包括連接塔架底座110與塔架主體120的連接件130。桁架立柱121可通過連接件130連接到鋼筋混凝土立柱111。例如，連接件130可包括法蘭和預(yù)埋在鋼筋混凝土立柱111中的管狀構(gòu)件。法蘭可將管狀構(gòu)件和桁架立柱121彼此連接，從而使塔架底座110和塔架主體120彼此連接。雖然以上描述了連接件130的具體結(jié)構(gòu)，但不限于此，只要其能夠使塔架底座110和塔架主體120彼此連接即可。

塔架主體120可包括分別與至少三根鋼筋混凝土立柱111相應(yīng)的至少三根桁架立柱121。此外，塔架主體120還可包括連接在桁架立柱121之間的腹桿122。

桁架立柱121的數(shù)量可與鋼筋混凝土立柱111的數(shù)量相同，每根桁架立柱121可連接到每根鋼筋混凝土立柱111。例如，每根桁架立柱121可通過連接件130連接到每根鋼筋混凝土立柱111。在桁架立柱121和鋼筋混凝土立柱111的數(shù)量為四根的情況下，也可設(shè)置分別與它們對應(yīng)的四個(gè)連接件130。

腹桿122可通過鉚接或焊接連接在彼此相鄰的桁架立柱121之間。具體地講，腹桿122可包括橫向腹桿122a和斜向腹桿122b。圖3中示出的腹桿122為交叉斜桿式腹桿形式的一種，橫向腹桿122a每隔預(yù)定距離沿橫向連接在桁架立柱121之間，斜向腹桿122b在兩根相鄰的橫向腹桿122a之間交叉。

然而，本發(fā)明不限于此，圖5A至圖5G示出了各種形式的腹桿的立面圖。其中，圖5A示出的是交叉斜桿式腹桿的另一種形式，圖5B和圖5C示出的是單斜桿式腹桿的兩種形式，圖5D和圖5E示出的是K式腹桿的兩種形式，圖5F和圖5G示出的是再分式腹桿的兩種形式。然而，本發(fā)明不限于此，腹桿122的形式不限于圖3和圖5A至圖5G中示出的形式，本領(lǐng)域中桁架式塔架中腹桿的各種形式均可適用于本發(fā)明中的桁架式塔架。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，桁架立柱121和腹桿122中的一者或二者可以為鋼管混凝土結(jié)構(gòu)。鋼管混凝土結(jié)構(gòu)是將混凝土灌入鋼管中并搗實(shí)，由于鋼管混凝土結(jié)構(gòu)結(jié)合了鋼材和混凝土的優(yōu)點(diǎn)，因此其承載能力，塑性和韌性均較高。

雖然未示出，但圖2中塔架主體120的頂部可通過過渡法蘭與機(jī)艙連接。

如本申請的背景技術(shù)部分所述，傳統(tǒng)的桁架式塔架雖然具有運(yùn)輸方便、制造簡單、吊裝方便、剛度大、經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)點(diǎn)，但由于桁架式塔架自身重量輕，故為了保持塔身的整體穩(wěn)定性、提高抗彎、抗傾覆的能力，只能增加塔底鋼柱間的跨度，這樣占地面積就會(huì)增多，增加占地費(fèi)用。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的桁架式塔架100，與傳統(tǒng)的桁架式塔架相比，通過采用鋼筋混凝土立柱111來支撐塔架主體120，可以增強(qiáng)塔架整體的抗彎性能，提高塔架穩(wěn)定性。因此，可以在較小的占地面積的情況下保證有效的強(qiáng)度，從而減小占地面積，降低成本。傳統(tǒng)的桁架式塔架的底邊邊長可高達(dá)整個(gè)塔架的高度的1/10～1/4，然而，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的桁架式塔架的底邊邊長可僅為整個(gè)塔架的高度的1/20～1/10。

此外，由于塔架的抗彎性能增強(qiáng)，因此可將塔架做的更高，適合在低風(fēng)速地區(qū)使用，從而能夠充分利用高處的風(fēng)資源，創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益。

根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實(shí)施例，塔架底座110還可包括包圍部113和覆蓋部114。

包圍部113可沿著由鋼筋混凝土立柱111形成的四邊形框架填充在彼此相鄰的鋼筋混凝土立柱111之間，從而形成四周封閉的空間。包圍部113可以由各種材料形成，只要能夠起到封閉作用即可。例如，包圍部113可以由混凝土堆砌而成。此外，包圍部113上可開設(shè)有門，以方便維護(hù)人員進(jìn)入。

覆蓋部114可覆蓋在塔架底座110的頂部，以在上方封閉塔架底座110。覆蓋部114可由任何材料形成，優(yōu)選地，覆蓋部114可包括鋼筋混凝土板或者彩鋼板。

此外，塔架底座110還可包括在覆蓋部114上開設(shè)的天窗115(如圖4所示)以及設(shè)置在地面與天窗115之間并連接地面與天窗115的升降構(gòu)件116 (例如，樓梯等)，以方便維護(hù)人員從天窗115進(jìn)入到塔架底座110內(nèi)，或者通過天窗115爬到塔架底座110的頂表面。此外，電氣設(shè)備的線纜等也可通過天窗115進(jìn)入到塔架底座110中。

根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例，塔架底座110可形成封閉結(jié)構(gòu)，因此可將電氣設(shè)備(例如，變流器開關(guān)柜、變流器逆變柜、箱變等)設(shè)置在塔架底座110內(nèi)，從而可解決傳統(tǒng)桁架式塔架中的電氣設(shè)備無處安放的問題。此外，位于地面上的維護(hù)人員可通過開設(shè)在包圍部113上的門進(jìn)入到塔架底座110中，并可通過升降構(gòu)件116和天窗115到達(dá)塔架底座110的頂表面，然后通過其它升降構(gòu)件到達(dá)機(jī)艙維修風(fēng)機(jī)等。

應(yīng)理解的是，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的桁架式塔架100的適應(yīng)性強(qiáng)，可被應(yīng)用于陸地和海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的桁架式塔架，通過將塔架底座110形成為具有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)的桁架式塔架相比，可以增強(qiáng)塔架整體的抗彎性能，提高塔架穩(wěn)定性。此外，由于塔架主體可采用桁架式塔架，因此在保證塔架整體的抗彎性能的基礎(chǔ)上，還可獲得桁架式塔架的優(yōu)點(diǎn)，例如，運(yùn)輸方便、制造簡單、吊裝方便、剛度大、經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)點(diǎn)。

此外，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，可將塔架底座110形成包圍結(jié)構(gòu)，從而可解決傳統(tǒng)桁架式塔架中無法放置電氣設(shè)備的問題。

盡管已經(jīng)參照其示例性實(shí)施例具體描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對其進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種改變。