CN101725483B - 特别用于风力涡轮机的基座以及风力涡轮机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种特别用于风力涡轮机的基座以及风力涡轮机。具体地，提供了一种基座(1)，特别是一种风力涡轮机的基座，其包括中心基座构件(7)和多个基座段(2)，该多个基座段为圆形、环形或多边形基座元件的多个段，该多个基座段连接到环绕中心基座构件的圆形、环形或多边形元件。

Description

特别用于风力涡轮机的基座以及风力涡轮机
技术领域
本发明涉及一种基座，特别是一种风力涡轮机的基座，以及一种风力涡轮机。
背景技术
风力涡轮机是带有很高的塔筒的装置，所述塔筒通常载有转子、机壳以及在其顶部上的风力涡轮机的发电机。由于使用的塔筒高度很大以便于能够使用具有大的半径或长度的转子叶片的转子，风力涡轮机因此很重。此外，风力涡轮机自然通常设置在经常有强风的地形区域，因此风力涡轮机的结构必须足够坚固，以抵挡由于具有典型高风速的强风而作用在涡轮机上的力。
因此，这种风力涡轮机的结构需要坚固的基座。
这种基座在本领域中是公知的。02年3月21目的文章BONUS WindTurbines，Foundations，Foundation，Bonus Wind turbines，第3版第1至4页，公开了一种重力基座，其具有中心混凝桩座的混凝土基板。此外，还公开了带有将被敲入地面足够深度的预制桩的桩柱基座，以及带有将现场铸造的桩的基座。
现有技术文件EP 1058787 B1公开了一种基座，其由基本均质成形的基件段组装成，所述基件段由钢制成，并布置成使得组装的基件段形成在圆中心具有一孔的圆形钢制基座。
岸上基座通常使用现场铸造基座的标准混凝土铸造技术在风力涡轮机装置的位置上建造。上述文件EP 1058787 B1公开了一种不是在岸使用的离岸基座。
上述基座缺点在于混凝土基座难以在风力涡轮机装置的位置上产生，而钢制基座也不适于重型岸上风力涡轮机装置。
发明内容
本发明的第一目的在于创造一种特别用于风力涡轮机的基座，该基座在风力涡轮机建造位置上的制造可更加容易、省时并可达到更高质量。
本发明的第二目的在于提供一种具有良好基座的风力涡轮机。
本发明的第一目的可通过依照权利要求1特征的基座得以实现，第二目的可以通过权利要求9所述的风力涡轮机实现。从属权利要求包含本发明的进一步的发展。
创新性的基座，特别是风力涡轮机的基座，包括中心基座构件和多个基座段，该多个基座段为圆形、环形或多边形基座元件的多个段并借助于一个或多个锁定元件连至中心基座构件。特别地，基座可以实现为浅基座。
锁定元件可以例如分别为中心基座构件的环形或多边形的突出部分或环形或多边形的凹入部分加上基座段的凹入或突出部分。基座段的凹入或突出部分然后可接合中心基座构件的突出或凹入部分。
依照本发明的实施例，多个基座段或者基座段与基座构件借助于围绕基座段或与基座段合为一体的固定装置结合到一起。特别地，固定装置可以是围绕基座段的带，例如钢带。优点可在于将带环绕在多个基座段的周向延伸的肩部位置处。
依照本发明另一实施例，基座段和基座构件借助于混凝土、水泥浆或灰泥结合在一起。这使得基座段和基座构件之间更好地连接并减小基座段和基座构件各自的相对移动。由于使用的混凝土、水泥浆或灰泥的量与现场铸造工艺所使用的材料相比很低，本工艺在制造中比现场铸造整个基座的工艺更快。在实际的实现中，基座构件为底板或包括底板。基座段和底板均包括钢筋，当基座段和底板在基座位置放置就位时基座段和底板的钢筋重叠。带有钢筋的基座段和带有钢筋的底板借助于混凝土、水泥浆或灰泥结合在一起。
此外，优点还在于基座段和底板通过混凝土结合在一起。硬化之后，结合的混凝土与底板一起形成基座构件。换言之，基座构件也可不必完全预制而是在建造地点部分地铸造，而基座段优选地预制。
创新性基座中，基座段可包括用于锚定风力涡轮机塔筒的锚定元件。可替换地，基座段可包括用于该锚定元件的支撑元件而不是锚定元件本身。
创新性风力涡轮机包括创新性基座以及锚定在该基座上的塔筒。
附图说明
本发明的上述和其他特征以及优点将参照附图而通过本发明实施例的以下描述变得明显，其中：
图1显示创新性基座的第一实施例的透视图；
图2显示第一实施例的透视剖面图；
图3显示第一实施例的示意剖面图；
图4显示第一实施例的示意剖面图；
图5显示创新性基座的第二实施例的示意剖面图；
图6显示基座或基座段的布置；
图7显示基座或基座段的另一布置；
图8显示基座或基座段的又一布置；
图9显示基座或基座段的又一布置；
图10显示基座或基座段的倾斜；以及
图11显示基座或基座段的倾斜。
具体实施方式
图1显示依照本发明的第一实施例的专用于风力涡轮机的基座1的透视图。基座1包括多个基座段2，多个基座段2布置为形成圆形或多边形基座。每个基座段2包括肩部3，肩部3朝基座中心突出，也即朝风力涡轮机突出，并且在肩部3提供紧固装置4以用于将风力涡轮机塔筒的元件5固定于基座1。
紧固装置4优选为螺栓或锚，尤其是柱头螺栓，以能够将风力涡轮机塔筒的元件5固定于基座1。由于螺栓或柱头螺栓一体地连接至基座的段2，它们允许借助于螺母或螺钉将塔筒的圆形元件5固定于圆形或多边形基座。但是，除了在肩部3提供紧固装置4本身，也可以仅为既不是基座段2的部分也不是塔筒元件5的部分的单独元件的塔筒元件5的部分提供支撑件。
图2显示图1所示基座1的剖面图。在该剖面图中可见第一实施例中的基座段2和中心基座构件7的侧面6。
中心基座构件7具有中心部分8和侧面部分9、10。中心部分8直径或半径比两个侧面部分9、10的大。此外，中心基座构件具有沿中心基座构件7的轴线方向对齐的孔11。
基座段2在肩部3的径向内表面处包括凹入部分12。因此侧面6显示了凹入部分12。如图2所示，中心基座构件7的延伸部分8位于基座段2的凹入部分12内。这使得在基座段2和中心基座构件7之间形成紧密稳固连接。换言之，中心部分8和凹入部分12用作锁定构件以防止基座段2相对于中心基座构件7倾斜。
为了在基座段2和中心基座构件7之间形成紧密配合，可使用额外的混凝土、水泥浆或灰泥填充。这允许填满基座段2和中心基座构件7之间的即使很小的缝隙或凹槽。此外，图2显示紧固装置4位于基座段2的肩部3的上侧面。
如图1和2所示，基座段排列为产生闭合的圆或多边形结构的圆形或多边形的装置。因此基座段的外形从基座上方看起来像一块蛋糕。
基座1为中心基座构件和多个基座段的组件，在建造地点处中心基座构件和多个基座段被连接和紧固以制造单件基座。在与风力涡轮机建造地点不同的制造地点建造和产生基座段，允许在少依赖气候的地点建造，这可在建造地点导致更高的混凝土质量、更好的制造过程控制、更好的产品和流程质量控制以及更短建造时间，从而会受到赏识，因为这会导致成本降低。
图3和图4显示基座剖面图，基座包括基座段2和中心基座构件7，基座段2被夹紧至中心基座构件7并与其夹紧在一起。此外，优点在于基座段2被带13压在一起，带13例如在肩部3和基座段的径向延伸翼14之间的过渡点上环绕基座段，例如在中心位置。
这阻止单个基座段2倾斜，单个基座段2倾斜会使得整个基座倾斜，因此这是更稳定的解决方案。
依照本发明另一实施例，中心基座构件7可在建造地点铸造，而基座段2在填充基座段2装置的孔内的中心空间之前被预制并预组装。该实施例示意性显示于图5中。在该实施例中，中心基座构件7可包括预制底板71，基座段2将在建造位置布置成环绕预制底板71。底板71居中在基座段2的底端。工具72，例如为钢板，可用于使基座段2居中在它们的顶端。
底板71和基座段2均配有钢筋73、74。当基座段2放置就位时，基座段2的钢筋74位于基座段2的径向内端并突出越过底板71的钢筋73。在重新移动工具72之后和用混凝土填充基座段2之间的空隙之前，可在基座段2的钢筋74的顶部上布置顶层钢筋75。混凝土硬化后，钢筋73、74和75提供良好的基座1的整体结构。换言之，钢筋73、74、75以及硬化混凝土作为锁定构件以防止基座段2相对于中心基座构件倾斜。
图6至图9显示了排列风力涡轮机塔筒的多个基座的不同方案。图6显示四个矩形基座50排列像十字。图7显示八个矩形基座51排列像两个互相成45°角的十字。这种排列已经接近于圆形。图8显示12个矩形基座52排列像三个互相成30°角的十字。这种排列已经几乎成圆形。最后但不是最小的图9显示二十个外形像一块蛋糕的基座段53排列成作为连续外壳的圆或环。
图10和11均显示如图6所示两块基座的基座60和61的倾斜效果。在图10中，两个基座60均反平行倾斜。这意味着相对于垂直轴线的倾斜角大小相同但是代数符号相反。图11中，两个基座61均向相同方向倾斜。这意味着相对于垂直轴线的倾斜角大小和代数符号均相同。
这意味着基座必须相对于其他基座或基座段而被固定。这可依照第一实施例通过使用完全预制的由带固定在一起的中心基座构件和基座段来实现，或者依照第二实施例通过使用底板、钢筋和混凝土来实现，该混凝土连接底板至基座段并在混凝土硬化后与底板一起形成中心基座构件。

Claims (6)

1. 一种基座（1），包括：
中心基座构件（7）和多个预制基座段（2），所述多个预制基座段（2）为圆形、环形或多边形基座元件的多个段，所述多个预制基座段（2）借助于一个或多个锁定元件连接至所述中心基座构件（7），其中所述基座段（2）和所述基座构件（7）借助于混凝土、水泥浆或灰泥结合在一起，
其特征在于：
所述基座构件（7）为或包括预制底板（71）；
所述基座段（2）和所述底板（71）包括钢筋（73，74），当所述基座段（2）和所述底板（71）放置就位时，所述基座段（2）的钢筋（74）与所述底板（71）的钢筋（73）重叠；
具有钢筋（73，74）的所述基座段（2）和所述底板（71）借助于混凝土、水泥浆或灰泥结合在一起；
当所述基座段（2）放置就位时，所述基座段（2）的钢筋（74）位于所述基座段（2）的径向内端并突出越过所述底板（71）的钢筋（73）。
2. 根据权利要求1所述的基座（1），其特征在于，所述基座是风力涡轮机的基座。
3. 根据权利要求1所述的基座（1），其特征在于，在用混凝土填充所述基座段（2）之间的空隙之前，在所述基座段（2）的钢筋（74）的顶部上布置顶层钢筋（75）。
4. 根据前述权利要求中任一项所述的基座（1），其特征在于，
所述基座段（2）包括用于风力涡轮机塔筒（5）的锚定元件（4）。
5. 根据权利要求1至3中任一项所述的基座（1），其特征在于，
所述基座（1）为浅基座。
6. 一种风力涡轮机，其具有根据权利要求1至3任一项所述的基座（1）以及具有锚定在所述基座（1）上的塔筒（5）。
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