CN100513706C - 用于风力设备的基座 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是预先制造对于一个风力设备基座的结构工程来说重要的那些元件,即基座的支撑和侧向稳定元件。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于风力装置的基座以及一种具有此基座的风力装置。
背景技术
在风力装置中,基座及其尺寸非常重要,因为风力装置非常重并且承受非常高的载荷。
迄今为止,风力装置的基座的制造过程大体如下:挖掘一个坑、引入一个颗粒状的底基层、建造一个基座装置部件、进行必要的加强工作并且然后在坑内浇灌水泥,其中水泥是借助于水泥装载设备运输到所需地点并且浇注至所述坑内。基座装置部件通常是中空圆柱构造并且一般是预制的并且作为一个单元运输到相应的组装地点。
至于现有技术的情况,可参见DE 40 37 438 C2、DE 33 36 655 A1、DE76 37 601 U、FR 1 015 719、US No 4 714 255 A、EP 1 074 663 A1、WO94/26986 A1和WO 00/4645 2A1。
已发现用需要的混凝土浇灌该坑不是没有问题,尤其是在不利的天气条件下,而与此形成对比的是,挖掘用于基座的坑的作业几乎可以在任何天气条件下完成。最终硬化后混凝土的质量高度取决于天气状况。
发明内容
因此本发明的目的是提供一种用于风力装置的基座,该基座的质量基本上无需考虑施工时的主要天气状况而得到充分保证。
此目的通过一种用于一个风力装置的基座而达到,所述基座包括:一个基座基础元件,和至少两个基座脚模块,其中所述基座脚模块适于固定到所述基座基础元件,所述基座基础元件和所述至少两个基座脚模块是预制元件,所述基座脚模块各具有一个脚板和一个脚支撑元件,所述脚板和脚支撑元件分别地相对于所述基座基础元件的纵向对称轴线沿径向设置,并且所述脚支撑元件垂直于所述脚板设置,所述脚板在已固定状态垂直于所述基座基础元件的纵向对称轴线设置。
就此方面,本发明所立足的构思是首先制造对于风力装置基座的结构工程至关重要的元件。
这是特别有利的,因为此种元件可以在工厂中精确限定的温度和空气湿度条件下制造,而这充分提高了最终产品的质量。此外,所需的质量控制已经在工厂中完成,从而再相应的安装位置不再必须现场进行相应的质量控制。此外如果是大批量生产,基座的元件可以在工厂中更有效率和更便宜地制造。
[10]依照本发明的一种构造,该基座具有一个基座基础元件20和至少两个基座脚模块10,其中脚模块可固定到基础单元上并且其中该基础单元20和至少两个脚模块10是预制元件。由于基座不再是一个整体而是包括多个元件,那些元件可以分开运输并且在现场安装,在此情况下,通过在工厂制造所获得的质量不会受到不利影响。由于基座的元件的尺寸并不巨大,所以仅运输单个元件是十分容易的。
[11]在本发明的另外一种构造中,该基座基础元件是一个中空圆柱构造并且基座脚模块10相对于基座基础元件的对称轴线径向取向。脚模块的径向取向保证了基座所必需的静态,因为脚模块可如期望那样沿着基础元件安装。此外脚模块可以通过合适的固定装置固定到基础元件的腔中。
[12]在本发明一种特别优选的构造中,脚模块具有一个相应的脚板和一个脚支撑元件,所述脚板和脚支撑元件相应地相对于基础元件的对称轴线径向设置。在此情况下,脚支撑元件垂直于脚板,而处于固定状态的脚板大体垂直于基础元件的对称轴线设置。作用在风力装置上的静力通过脚板和支撑元件更好地传递到支撑地面。
[13]在本发明的再一种构造中,支撑元件的高度径向向外递减。支撑元件向外渐缩还用于提供改善的静态(statics)。
[14]在本发明的又一种构造中,脚板的宽度径向向外逐渐变大,这也用于改善静态。
[15]在本发明的再另外一种构造中,两个支撑元件和脚板具有径向取向的通孔。基础元件具有相应的通孔,从而脚模块可以借助于那些通孔固定到基础元件上,例如借助于合适的固定装置。
[16]在本发明的又另外一种构造中,脚板和/或支撑元件具有其它通孔,这些其它通孔的直径使得在运输过程中可以从中穿过捆扎带以便可靠地固定脚模块。
在本发明一种特别优选的构造中,基础元件和脚模块包括钢筋加强的混凝土。
附图说明
在下文中参考附图对本发明进行更加详细的描述,在所述附图中:
图1显示了一个依照第一实施例的基座的立体图,
图2a至2c显示了图1中基座的多个视图,
图4a至4e显示了一个基座脚的多个视图,
图5a和5b显示了图4a所示基座脚的俯视图和侧视图,其中这些基座处于脚叠起来用于运输的状态,
图6显示了一个依照第二实施例的基座的立体图,
图7显示了图6中基座的一个元件的立体图,以及
图8显示了图6中基座的一个元件的俯视图。
具体实施方式
图1显示了依照本发明第一实施例的基座的一个立体图。在此例子中,基座1大体包括一个中空圆柱形的基础元件20和多个脚模块10,所述脚模块10相对于基础元件20的对称轴线或纵向轴线径向取向,并绕着基础元件20的外周均匀分布。
图2a显示了图1中基座的俯视图。绕着中空圆柱形基础元件20的外周设置的是多个孔21。那些孔要用来接纳固定元件,借助于这些固定元件风力装置的一个塔架可以固定到基座1上。脚模块10包括一个脚板11和一个支撑元件12。多个脚模块10相应地彼此间隔36°,这样可以围绕基础元件20固定十个脚元件。可以理解可以围绕基础模块20设置更多或者更少的脚模块以便保证所需要的静力学要求。
图2b显示了图1中基座的侧视图。在此情况下,脚模块10的脚板11设置在一个平面中并且垂直于中空圆柱形基础元件20的对称轴线。支撑元件的取向也垂直于脚板11且处于基础元件20对称轴线的径向上,而支撑元件12在脚板11上居中设置。基础元件20具有一个较低的部分22,较低部分22的厚度比上面的部分大,在所述上面的部分上设置所述孔21。
图2c显示了沿图2b中的线A-A的截面视图。在此例子中,脚板11的厚度大体上恒定而支撑元件12的高度向外递减。在支撑元件12上设置相应的径向取向通孔14。在脚板11上设有两个通孔15,它们也相对于所述对称轴线径向取向。那些通孔14和15在此情况下用来使得脚模块10可以例如通过固定装置安装到基础元件20上。
图4a至4e显示了图2a中脚模块的视图。在图4a中显示了脚模块10的一个立体图,其中脚板11和支撑元件12垂直于脚模块10设置。在此方案中,脚板具有一个内侧11a和一个外侧11b。脚模块10通过脚板11的内侧11a安装到基础元件20上。
图4b显示了图4a中脚模块10的俯视图。脚板11的宽度11c向外递增。此外脚板内侧11a和外侧11b是弯曲构型。在此图中脚板11的内侧11a的曲率与基础元件20的外侧曲率相匹配,从而脚模块10可以锁定地紧固到基础元件20上。
图4c显示了图4a中脚模块10的一个侧视图,该视图显示了脚模块10的外侧。特别地,在此显示了脚板11的外侧11b和支撑元件12的外侧12b以及脚板11中的两个通孔15。
图4d显示了图4a中脚模块的一个侧视图。在此图中支撑元件12的高度12c从支撑元件12的内侧12a向其外侧12b递减。此外该图显示了支撑元件12中的通孔14和脚板11中的通孔15。
图4e显示了脚模块10朝向基础元件20的那一侧。在此图中还显示了支撑元件12中的通孔14和脚板11中的通孔15。
由于脚模块10的尺寸可以超过5米,对这种脚模块的运输是另外一个要解决的问题。图5a和5b显示了用于多个脚模块10的运输方式。在此图中多个模块堆叠起来,更具体地是,两个脚模块10的支撑元件12处于彼此相对的关系。例如,四个脚模块10固定到一个货盘100上。脚模块10由于支撑元件12对中排列置而分别地以彼此偏置的关系堆叠起来。
为了可靠运输这种脚模块,脚模块10可以选择性地设置有另外的通孔。在此情况下这些通孔应当这种构造:通过商业渠道可以得到的捆扎带可以从这些通孔穿过,这样脚模块10可以可靠地固定。提供这种通孔在制造脚模块10时不是一个严重问题,因为可以在工厂中容易地钻出所述孔或者可以提供合适的铸模。脚模块10的静态不会由于此通孔受到不利影响。
在某些脚板11之下或在脚模块10和基础元件20之间能够设置可选的对准元件,以确保所述基座精确地水平取向。
对风力装置的基座1的基础元件20的运输早已是公知的,不是本申请的主题。
因为依照本发明所阐释的实施例的风力装置的基座是模块化结构的,所以基础元件20和脚模块10可以事先在工厂里制造,然后再运输到安装现场。在工厂进行此预制保证了用于风力装置的基座达到一致的质量。此外风力装置的基座可以在几乎任何天气条件下铺设。为此目的,如从现有技术所知道的那样,首先挖掘一个坑并且可能的话铺设颗粒状的底基层。然后安放基础元件20并借助于合适的固定装置将脚模块10固定至基础元件20。随后可以加强基座,然后可以向坑内浇灌混凝土。如此,混凝土的质量是次要的,因为基座的静态重要部件,即基础元件和脚模块已经是预制的。
图6显示了一个依照第二实施例的完整基座的立体图。与依照第一实施例的基座相比,第二实施例的基座没有一个周围设置了多个脚模块的中空圆柱形基础元件。而是每个脚模块具有所述基础元件的一个扇形部分。换言之,中空圆柱形基础元件分割成多个部分,每个部分是脚模块10的相应组成部分。此外每个脚模块10具有一个凸缘部分60,该凸缘部分60也具有通孔以便在上面固定风力装置的相应塔段。
图7显示了依照第二实施例的一个单独脚模块10的立体图。该脚模块也具有一个脚板11和一个支撑元件12以及一个基础元件部分20a。在基础元件20a上具有孔15,这些孔用来将脚模块连接在一起。脚模块10之间的连接可以借助于合适的螺纹连接或其它连接方式实现。基础元件部分上也设有一个凸缘部分60用于固定相应塔段。
图8显示了图6或图7的脚模块10的一个俯视图。脚模块10或脚板11的宽度在此情况下基本上取决于所提供脚模块10的数量。所提供的脚模块数量的安装在一起,这样用组装起来的基座扇状部分为风力装置提供一个完整圆形基座。为改善多个脚模块10之间的连接,可以在基础元件部分20a上设置侧板。图8中特别显示了用于连接各脚模块10的螺栓以及基座扇形部分的基础元件在脚元件中的锚固(图8的左侧部分)。
如同第一实施例的基座的情况,依照第二实施例的基座可以事先制造,从而基座或脚模块要在安装现场组装。
由于在现场通常已经有一个装料起重机用于组装风力装置,该起重机可用来将完成的基座的元件吊至所述坑内。
虽然依照本发明的完成的基座已经在此被描述为用于陆上,但是可以理解它也可以用于海上风力装置的基座。
在本申请中提及的风力装置的范围内,那尤其意味着它们是一个给定量级的风力装置,即例如标称功率在大约300KW至2MW的范围内、更优选是600MW,并且在此方面其毂高(即塔架高度)大约是45至85m。本申请尤其适用于建造塔架高度或毂高和功率数据已知的艾纳康(Enercon)E40或E66型的风力装置。
Claims (13)
1、一种用于一个风力装置的基座(1),包括:
一个基座基础元件(20),和
至少两个基座脚模块(10),其中所述基座脚模块(10)适于固定到所述基座基础元件(20),
其中所述基座基础元件(20)和所述至少两个基座脚模块(10)是预制元件,
其中所述基座脚模块(10)各具有一个脚板(11)和一个脚支撑元件(12),所述脚板(11)和脚支撑元件(12)分别地相对于所述基座基础元件(20)的纵向对称轴线沿径向设置,并且
其中所述脚支撑元件(12)垂直于所述脚板(11)设置,并且所述脚板(11)在已固定状态垂直于所述基座基础元件(20)的纵向对称轴线设置。
2、如权利要求1所述的基座,其中
所述基座基础元件(20)是一个中空圆柱形构造并且所述基座脚模块(10)相对于所述基座基础元件(20)的纵向对称轴线沿径向取向。
3、如权利要求1所述的基座,其中
所述脚支撑元件(12)的高度(12c)径向向外递减。
4、如权利要求1所述的基座,其中
所述脚板(11)的宽度(11c)径向向外递增。
5、如权利要求1所述的基座,其中
所述基座脚模块(10)具有径向取向的通孔(14、15)用于接纳固定装置,并且
其中所述基座基础元件(20)具有与所述基座脚模块(10)中的所述通孔(14、15)相配的通孔。
6、如权利要求5所述的基座,其中
所述脚板(11)和/或所述脚支撑元件(12)具有适用于在运输时接纳捆扎带的其它通孔。
7、如权利要求1所述的基座,其中
所述基座基础元件(20)和所述至少两个基座脚模块(10)由钢筋加强的混凝土预制。
8、一种用于一个风力装置的基座,包括多个预制基座脚模块(10),其中该基座脚模块具有一个用于使所述基座脚模块(10)彼此连接的基础元件部分(20a)、一个脚板(11)以及一个脚支撑元件(12),
其中所述脚支撑元件(12)和所述基础元件部分(20a)分别地垂直于所述脚板(11)设置,并且
其中所述基础元件部分(20a)具有一个用于固定风力装置塔段的凸缘部分(60)。
9、如权利要求8所述的基座,其中所述多个基座脚模块(10)适于固定到一起。
10、如权利要求8所述的基座,其中所述脚支撑元件(12)的高度(12c)径向向外递减。
11、如权利要求8所述的基座,其中所述脚板(11)的宽度(11c)径向向外递增。
12、如权利要求8所述的基座,其中所述脚板(11)和/或所述脚支撑元件(12)具有适于在运输时接纳捆扎带的通孔。
13、一种风力装置,其包括如权利要求1至12中任一项所述的基座。
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