一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)及其塔筒的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型主要涉及風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒，以及設(shè)置有該塔筒的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]人類社會(huì)的發(fā)展需要源源不斷的能源供應(yīng)做支撐。隨著節(jié)能減排的全球趨勢，以及石化能源的日益枯竭，選擇替代能源就成為能源領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問題。風(fēng)能是取之不盡、用之不竭的可再生型清潔能源，是21世紀(jì)最主要的綠色動(dòng)力之一?，F(xiàn)在風(fēng)資源豐富的國家都在努力開發(fā)本國的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)。
[0003]塔筒是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的重要組成部分。在風(fēng)電機(jī)組工作過程中，風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒主要承受風(fēng)機(jī)輪轂傳遞過來的壓力和彎矩以及機(jī)艙重力和塔筒自重，因而設(shè)計(jì)塔筒時(shí)需充分考慮塔筒的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性等。
[0004]隨著風(fēng)電機(jī)組發(fā)電功率的增加，塔筒所受的載荷也不斷加大；隨著輪轂中心高度不斷上升，塔筒高度也不斷增高?，F(xiàn)有技術(shù)中通常采用增大塔筒的直徑來提高塔筒的剛度和強(qiáng)度。常用的塔筒結(jié)構(gòu)有鋼質(zhì)塔筒、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土塔筒或木質(zhì)塔筒結(jié)構(gòu)，其中以鋼質(zhì)塔筒最為常見。
[0005]但是由于鋼質(zhì)塔筒具有用材特殊、造價(jià)高、運(yùn)輸成本高等缺點(diǎn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員也開始構(gòu)思采用鋼管與混凝土結(jié)合的結(jié)構(gòu)。申請?zhí)枮?01320086117.7的專利公開了一種鋼管混凝土風(fēng)機(jī)塔筒，其主要由固定于風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)上的內(nèi)、外兩層鋼質(zhì)塔筒以及兩層鋼質(zhì)塔筒之間灌注的混凝土層組成。內(nèi)、外層鋼質(zhì)塔筒也可以設(shè)置為兩段以上，且相鄰兩段之間通過法蘭固定連接。內(nèi)、外層鋼質(zhì)塔筒可以設(shè)置為帶剪力鍵的鋼質(zhì)塔筒，剪力鍵有焊珠、貼腳焊扁鋼或貼腳焊圓鋼等不同形式。
[0006]對(duì)于該技術(shù)方案而言，主要存在以下幾個(gè)方面的缺陷:
[0007]I)由于剪力鍵與混凝土層的接觸面積少，粘結(jié)強(qiáng)度有限；
[0008]2)內(nèi)、外層鋼質(zhì)塔筒通過螺栓與基礎(chǔ)環(huán)連接，增加了螺栓數(shù)量和安裝工作量；如采用焊接方式則對(duì)焊接場地要求較高，且操作復(fù)雜；
[0009]3)塔筒為兩段以上時(shí)，塔筒之間對(duì)接需擰緊外層鋼質(zhì)塔筒法蘭上的螺栓，此時(shí)需在塔筒外部作業(yè)，操作復(fù)雜且危險(xiǎn)。
[0010]由于上述缺陷的存在，該技術(shù)經(jīng)濟(jì)性、安全性不夠，目前市場上尚未出現(xiàn)實(shí)際運(yùn)用的廣品。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0011]有鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒，至少可解決現(xiàn)有技術(shù)中強(qiáng)度不夠的缺陷。
[0012]本實(shí)用新型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒，包括內(nèi)層、外層和設(shè)置于所述內(nèi)層與外層之間的填充層，所述內(nèi)層的外壁和/或所述外層的內(nèi)壁上設(shè)置有橫向部件，所述橫向部件上設(shè)置有豎向的鋼筋。
[0013]進(jìn)一步地，所述橫向部件為筋板、槽鋼、H形鋼或角鋼。
[0014]進(jìn)一步地，所述鋼筋為螺紋鋼結(jié)構(gòu)。
[0015]進(jìn)一步地，所述內(nèi)層和/或外層通過多塊弧形鋼板拼焊而成，各弧形鋼板上設(shè)置有一塊或多塊弧形的橫向部件。
[0016]進(jìn)一步地，所述內(nèi)層上側(cè)開設(shè)有灌注口，所述內(nèi)層的內(nèi)壁還設(shè)置有橫向部件、梯子、休息平臺(tái)、電纜支架中的一種或幾種。
[0017]進(jìn)一步地，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒包括至少二段，相鄰的二段中，上段塔筒的下法蘭與下段塔筒的上法蘭固定連接。
[0018]進(jìn)一步地，最下段塔筒為錐形筒體，其它段塔筒為錐形筒體或直筒體。
[0019]本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，還提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)，設(shè)置有前述任一項(xiàng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒。
[0020]進(jìn)一步地，還包括支腿式地基，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒的底部與所述支腿式地基固定，所述支腿式地基包括至少三個(gè)支腿，各支腿包括橫向的支腿臂和豎向的支撐腿。
[0021]進(jìn)一步地，所述支腿式地基的各支腿在圓周面均勻布置。
[0022]本實(shí)用新型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)及其塔筒，在內(nèi)層的外壁和/或外層的內(nèi)壁上設(shè)置有橫向部件，并在橫向部件上設(shè)置有豎向的鋼筋。該橫向部件可增加內(nèi)外層與填充層之間的接觸面積，并可增加內(nèi)外層的剛性，該鋼筋可進(jìn)一步增強(qiáng)塔筒的剛性，增加內(nèi)外層與填充層之間的粘結(jié)強(qiáng)度。
[0023]進(jìn)一步地，本實(shí)用新型采用支腿式地基，可直接將塔筒豎直放置在水平地面進(jìn)行填充層灌注，不需要像現(xiàn)有技術(shù)額外連接基礎(chǔ)環(huán)，提高了制造效率；支腿式地基包括至少三個(gè)支腿，各支腿可采用螺栓或焊接方式在現(xiàn)場安裝，便于生產(chǎn)和運(yùn)輸。
【附圖說明】
[0024]構(gòu)成本實(shí)用新型的一部分的附圖用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0025]圖1是本實(shí)用新型一實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2是圖1中A區(qū)域的放大圖；
[0027]圖3是本實(shí)用新型一實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒的安裝狀態(tài)圖。
[0028]附圖標(biāo)記說明:
[0029]I 內(nèi)層
[0030]2 外層
[0031]3填充層
[0032]4橫向部件
[0033]5 鋼筋
[0034]6 灌注口
[0035]7 支腿
[0036]8支腿臂
[0037]9支撐腿
【具體實(shí)施方式】
[0038]需要說明的是，在不沖突的情況下，本實(shí)用新型中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本實(shí)用新型。本實(shí)用新型的“上下”、“內(nèi)外”是以風(fēng)力發(fā)電機(jī)在使用狀態(tài)時(shí)的方位為基準(zhǔn)。
[0039]圖1所示是本實(shí)用新型一實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是圖1中A區(qū)域的放大圖。該實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒包括內(nèi)層1、外層2、填充層3、橫向部件4和鋼筋5，該填充層3位于內(nèi)層I與外層2之間。內(nèi)層1、外層2優(yōu)選為鋼筒結(jié)構(gòu)，填充層3優(yōu)選為混凝土層。當(dāng)然，它們也可以為其它可能。
[0040]前述橫向部件4設(shè)置于內(nèi)層I的外壁和/或外層2的內(nèi)壁上，前述鋼筋5設(shè)置于橫向部件4上，并且豎向設(shè)置。應(yīng)當(dāng)清楚，該橫向部件4既可以水平橫向，也可以在水平基礎(chǔ)上具有一定傾斜；同樣地該鋼筋5可以是在豎直方向，或者具有一定傾斜。應(yīng)當(dāng)清楚，該鋼筋5可以替換為其它可能的等同特征，如由與鋼材具有相近強(qiáng)度或剛度的材料制成的類似結(jié)構(gòu)。
[0041]內(nèi)層I或外層2可以一體形成，優(yōu)選內(nèi)層I和/或外層2通過多塊弧形鋼板拼焊而成，弧形鋼板取材方便，生產(chǎn)效率高。該橫向部件4優(yōu)選為筋板，當(dāng)然也可以為槽鋼、H形鋼或角鋼。為了便于與弧形鋼板焊接成型，優(yōu)選各橫向部件4也為弧形結(jié)構(gòu)，各弧形鋼板上設(shè)置有一塊或多塊弧形的橫向部件4。
[0042]為了加工制造上的便利，風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒包括至少二段，相鄰的二段中，上段塔筒的下法蘭與下段塔筒的上法蘭固定連接?；⌒武摪寮捌渖系匿摻?可與端部的法蘭焊接成型。根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒的受載特點(diǎn)，可將最下段塔筒設(shè)置為錐形筒體，其它段塔筒為錐形筒體或直筒體。
[0043]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，橫向部件4可增加內(nèi)外層與填充層3之間的接觸面積，并可增加內(nèi)外層的剛性，該鋼筋5可進(jìn)一步增強(qiáng)塔筒的剛性，增加內(nèi)外層與填充層3之間的粘結(jié)強(qiáng)度。為了進(jìn)一步加強(qiáng)內(nèi)外層與填充層3之間的結(jié)合程度，優(yōu)選鋼筋5為螺紋鋼結(jié)構(gòu)。
[0044]前述風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒的制造順序如下:首先焊接內(nèi)層1，然后焊接外層2，最后在內(nèi)外層之間灌注填充層3。為了便于填充層3的灌注，優(yōu)選在內(nèi)層I上側(cè)開設(shè)有灌注口 6，該灌注口 6的數(shù)量可以為一個(gè)或多個(gè)。此外，還可在內(nèi)層I的內(nèi)壁設(shè)置有橫向部件4、梯子、休息平臺(tái)、電纜支架中的一種或幾種附件。該橫向部件4可進(jìn)一步提高塔筒的剛性。
[0045]除了前述實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒外，本實(shí)用新型還提供一種設(shè)置有前述結(jié)構(gòu)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。該風(fēng)力發(fā)電機(jī)的其它結(jié)構(gòu)可參考現(xiàn)有及改進(jìn)的技術(shù)。
[0046]前述塔筒可采用多種可能的安裝方式。圖3所示是本實(shí)用新型一實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒的安裝狀態(tài)圖，與現(xiàn)有技術(shù)采用基礎(chǔ)環(huán)不同，該實(shí)施例設(shè)置有支腿式地基，風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒的底部與支腿式地基固定，支腿式地基包括至少三個(gè)支腿7，各支腿7包括橫向的支腿臂8和豎向的支撐腿9。
[0047]該支腿式地基可以給塔筒提供穩(wěn)定的支撐面，保證了其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和可靠性。支腿臂8與支撐腿9之間可采用螺栓或焊接方式安裝，相對(duì)于結(jié)構(gòu)龐大的基礎(chǔ)環(huán)而言，便于生產(chǎn)和運(yùn)輸。此外，該實(shí)施例可直接將塔筒豎直放置在水平地面進(jìn)行填充層3的灌注，提高了制造效率。
[0048]各支腿7可直接支撐于地面，優(yōu)選支腿式地基預(yù)埋在地面以下，在支腿7上覆土或灌注混凝土加固。各支腿7可以采用在圓周面均勻布置的方式，以提供均衡的受力和穩(wěn)定的支撐。
[0049]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒，包括內(nèi)層(I)、外層(2)和設(shè)置于所述內(nèi)層(I)與外層(2)之間的填充層(3)，其特征在于，所述內(nèi)層⑴的外壁和/或所述外層(2)的內(nèi)壁上設(shè)置有橫向部件(4)，所述橫向部件⑷上設(shè)置有豎向的鋼筋(5)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒，其特征在于，所述橫向部件(4)為筋板、槽鋼、H形鋼或角鋼。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒，其特征在于，所述鋼筋(5)為螺紋鋼結(jié)構(gòu)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒，其特征在于，所述內(nèi)層(I)和/或外層(2)通過多塊弧形鋼板拼焊而成，各弧形鋼板上設(shè)置有一塊或多塊弧形的橫向部件(4)。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒，其特征在于，所述內(nèi)層(I)上側(cè)開設(shè)有灌注口 ￠)，所述內(nèi)層(I)的內(nèi)壁還設(shè)置有橫向部件(4)、梯子、休息平臺(tái)、電纜支架中的一種或幾種。6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒，其特征在于，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒包括至少二段，相鄰的二段中，上段塔筒的下法蘭與下段塔筒的上法蘭固定連接。7.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒，其特征在于，最下段塔筒為錐形筒體，其它段塔筒為錐形筒體或直筒體。8.一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)，特征在于，設(shè)置有權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，還包括支腿式地基，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒的底部與所述支腿式地基固定，所述支腿式地基包括至少三個(gè)支腿(7)，各支腿(7)包括橫向的支腿臂(8)和豎向的支撐腿(9)。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述支腿式地基的各支腿(7)在圓周面均勻布置。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)及其塔筒，包括內(nèi)層、外層和設(shè)置于所述內(nèi)層與外層之間的填充層，所述內(nèi)層的外壁和/或所述外層的內(nèi)壁上設(shè)置有橫向部件，所述橫向部件上設(shè)置有豎向的鋼筋。本實(shí)用新型可增強(qiáng)塔筒的剛性，增加內(nèi)外層與填充層之間的粘結(jié)強(qiáng)度。
【IPC分類】F03D11/04
【公開號(hào)】CN204851551
【申請?zhí)枴緾N201520528901
【發(fā)明人】易小剛
【申請人】三一重型能源裝備有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年7月20日