CN102549225B - 多元件混合式渐缩旋转塔架 - Google Patents

Abstract

本说明书公开一种旋转涡轮机塔架。该塔架旋转以保持涡轮机面朝来风。这允许结构性优化。该塔架结构包括前缘和尾缘，且在边缘结构之间有连接板。该塔架边缘是塔架的主要结构部件。边缘之间的分离随着塔架上的推力弯矩而渐缩，从而减少对渐缩材料厚度的需求。塔架结构的渐缩外形匹配主要的沿边缘力矩分布。该塔架可以现场零件组装，由此便于运输到塔架现场。能够基于塔架保持几乎恒定的对风定向来选择材料性质和外形。这能节省重量和成本。塔架结构能具有不同外形，比如三角形或者在两端处渐缩的结构。

Description

多元件混合式渐缩旋转塔架

相关的申请

本申请是2009年9月5日提交的题为“Hybrid Multi-elementTapered Rotating Tower”(多元件混合式渐缩旋转塔架)的申请号12/554,884的部分继续申请，通过参考将其全文纳入本申请。

背景技术

1.预定用途

本发明是一种可旋转风力涡轮机塔架的有利结构。涡轮机包括转子和吊舱。涡轮机附接于塔架的顶部，并随着塔架的转动改变方向。塔架在一个维度上轮廓较窄，而在第二维度上轮廓较宽。这种外形结合轴承允许塔架根据风向的变化而改变定向，从而使该结构对准风向，以最优化地承受载荷，并由此降低塔架的重量和成本。

2.相关技术

风力涡轮机是公知的。大部分涡轮机采用静止的塔架，并且涡轮机在塔架顶部处的水平面内360°旋转。

已尝试构造一种具有随风向转动的塔架的风力涡轮机。参见英国专利780,381，其中旋转塔架由三条腿进行稳定，涡轮机和发电机设置在地面上。再参见英国专利10,194，其中塔架被构造为在两个滚轴或球轴承上自由转到顺风位置，一个滚轴或球轴承在梁框架的底座处，另一个直接位于“风轮”或风力涡轮机下面。风轮下面的滚轴或球轴承包括被设计为防止梁框架向上或侧向运动的圆形环。梁框架借助于附接在构架上的滚轴保持自由旋转。为保持梁框架或塔架处于直立的位置，圆形环设有合适的孔眼或洞，并且借助于钢拉索或钢杆牢固地锚定在地面上。该旋转构架塔架不具有符合空气动力学的外形。

发明内容

本说明书公开一种具有翼状形状的塔架结构，其中所述翼在其末端处设为直立，也就是具有较窄的侧风厚度，扩展的沿风宽度，以及沿其高度的长双渐缩结构。还公开一种沿高度呈三角形的塔架结构。

所述塔架结构可以具有沿该结构的高度延伸的笔直前缘。窄前缘面朝来风方向，并且使风进入或通过的阻力和紊流最小化。所述塔架结构还包括类似地延伸到该结构顶部的尾缘。所述尾缘可以向外弯曲，从而沿结构的高度扩展结构部分的宽度。尾缘可以在接近塔架端部处朝向前缘渐缩。在本文中，“上塔架段”是指塔架的尾缘在其最大向外弯曲处上方朝着前缘渐缩的部分。下面所讨论的三角形结构在接近塔架顶部处将尾缘交汇进前缘中。

前缘可以维持一致的纵轴。尾缘被构造为弯曲或者弯折形状，也就是前缘和尾缘之间的距离能沿结构的高度变化。前缘和尾缘是塔架支撑涡轮机重量和推力的主要承载元件。

前缘和尾缘可以包括强韧的高模量材料，比如含有高强度纤维(例如单向玻璃或碳纤维)的复合材料或金属。前缘/尾缘还可以是钢。前缘或尾缘可以是半圆形，并包括堆叠在下层段上面的多个可附接段。堆叠的段形成竖直结构，也就是前缘和尾缘。每个段能够被设计和制造为承受基于该段在结构中所处的位置所计算出来的载荷。虽然示出为半圆形，但是其他形状也是可能的。例如，前缘可以是椭圆形，尾缘可以是用于风排出的平坦形状。

所述结构的侧板可以由双偏置(double bias，DB)玻璃构成。也可以使用其他材料，包括但不限于塑料、纤维增强塑料或覆盖对角框架支柱的板。所述板可以包括纤维增强复合材料，其中纤维的方向顺着板的载荷。在一个例子中，所述板可以包括覆盖钢对角框架的铝板。在另一个例子中，所述板可以包括泡沫内核上的玻璃纤维表皮。所述侧板可以被定向成提供前缘和尾缘之间的接合。所述侧板还可以在高度上和宽度上都具有符合空气动力学的外形。

所述塔架随着风向的变化而旋转。风力涡轮机固定地安装在塔架的顶端。在本文中，术语“涡轮机”包括转子和吊舱。“吊舱”可以包括转子主轴承、发电机、齿轮箱和相关设备。偏航电机位于塔中轴环(mid tower collar)和上轴承组件处，或者位于塔架的底座处。通过大致安装在地面位置的下旋转组件(此后称为“底部轴承组件”)、以及在涡轮机转子叶片下方附接于塔架且接近尾缘相对前缘的最大弯曲处或分离处(此后称为“塔中”)的上轴承组件的运行使塔架和涡轮机旋转。还可以采用额外的或替代的轴承组件。一种可接受的轴承组件具有承受侧向载荷并允许塔架360°旋转的能力。

上轴承组件包括围绕翼状塔架结构的环形结构。偏航电机的激活以及上下轴承组件的运行所产生的塔架旋转使塔架前缘持续地迎风。这又使固定在塔架顶部的涡轮机迎风，从而提高电能产量。

第二外部环形结构(此后称为“塔中轴环”)可以围绕上轴承组件。该第二结构可以是附接件，以用于增强和稳定从塔架延伸到地面的拉索、线缆或杆。所述拉索可以锚定在地面上。可以有三根或更多的拉索。例如，三根拉索大致呈120°分隔开。第二外部环形结构还可以向上轴承组件提供水平方向的增强。

在另一个实施例中，塔架可以是三角形的。该外形在与涡轮机接合的顶部处较窄，在底部处具有较宽的底座。前缘和尾缘可以在塔架底部处通过水平部件连起来。本发明的一个结构性概念包括匹配推力弯矩和渐缩形。所以具有中部支撑的塔架将具有双渐缩形，而仅在底座处设置有轴承组件的塔架(三角形塔架)仅具有单个渐缩形。轴承组件在地面上。轴承组件可以包括回转台旋转装置。这能够包括支撑塔架的水平旋转盘。设置在地面上的偏航电机能用于转动塔架迎风。

附图说明

纳入说明书并作为说明书一部分的附图示出本发明的优选实施例。这些附图连同上面对本发明的大概描述以及下面对优选实施例的详细描述一起用于阐明本发明的原理。

图1示出包含前缘和尾缘的塔架结构部件的侧视图。前缘迎风倾斜。还示出底部轴承组件、上轴承组件和用于锚定拉索或合成线缆的塔中轴环。也示出塔架的竖直旋转轴线。还示出吊舱，从而显示吊舱相对于塔架结构的大致尺寸。所述尺寸可以大幅度变化。例如，如果采用大直径直驱发电机，则吊舱的尺寸可以很大。

图2A示出塔架结构从上至下的截面图，从而显示前缘、尾缘和侧板的一个实施例。所示的是前缘110和尾缘120的俯视图。

图2B示出更椭圆的塔架结构的截面立体俯视图。

图3示出形成三角形的替换实施例的侧视图，其中竖直的前缘由笔直但成角度的尾缘支撑。

图4示出图1的迎风倾斜的塔架，其中多块侧板安装在前缘和尾缘之间。板安装在塔架结构的两侧。示出竖直的旋转轴线。

图5是塔架、塔中轴环、上轴承组件和内圈的截面俯视图。

图6是双渐缩形塔架的侧视图，其中前缘朝前倾向旋转轴线的外侧。也示出塔架前缘和涡轮机叶片之间的关系。

具体实施方式

可以理解的是，不是本发明的所有实施例都可以公开在本说明书的范围内，本领域技术人员阅读说明书后本发明其他的实施例会变得清楚。这些其他的实施例也落入本发明的范围内。

“发明内容”部分的内容被纳入本文“具体实施方式”部分。

在过去十到二十年间风力涡轮机的结构有明显的改进，用其所产生发电量也有大幅的增长。大多数涡轮机利用在固定定位的塔架顶部上安装的旋转叶片和包含齿轮箱与发电机的吊舱。在静止塔架顶部上的转子和吊舱响应风向的变化而旋转。这种旋转可以包括偏航电机的运行。

增大风力涡轮机尺寸的目标一直存在。这种目标面临的问题是在陆地上将巨大的结构部件运输到安装地点。这种目标还面临的问题是要求材料承受所有方向的风力载荷，以及相应的重量和材料成本增加。

风力涡轮机塔架通常是圆柱形，并由钢制成。塔架可以沿着竖直轴线具有渐缩的形状。在其他示例中，塔架可以具有类似于风力发电场的起重机架外形。以上设计都不是符合空气动力学的外形(即设计成减少风阻)。由于塔架固定就位，而风向是变化的，因此不可能符合空气动力学或结构有效的外形。结构效率的因素包括但不限于成本、外形、材料、材料构型、总重量和功能性。

本说明书的发明主题教导用多个件或段(元件)构造一种塔架结构。前缘和尾缘均可以包括多个堆叠在下段顶部上的段。尾缘可以逐渐地弯曲远离线性前缘。这可以形成一种结构有效的外形，也就是，这种外形在前缘和尾缘上产生基本恒定的载荷。该外形包括在前缘和尾缘之间逐渐变化尺寸的空间。塔架的前缘和尾缘在本文中有时候被统称为“结构边缘”。结构边缘承受载荷。前缘面朝来风。相反，尾缘处于塔架的背风侧。塔架的旋转保证所述结构保持这种迎风的定向。通过这种恒定定向，能够基于变化的风速预测结构塔架载荷。这种预测能够允许塔架段的生产与每个段所在的位置相适应。塔架能被结构性地优化。换句话说，每个塔架段能够是结构有效的。每个段能够被设计为承载特定的载荷，从而允许成本有效地利用材料(此后称为“结构效率”或“结构有效”)。例如，前缘的包括附接硬件的结构段将承受压缩载荷和高风速下的拉伸载荷。尾缘段可以更经常地经受或承受压缩载荷。所述段也能够根据它们相对于风的位置具有符合空气动力学的外形。应当理解的是，前缘被设计为迎风指向，而尾缘背风指向。侧板被设计为与风保持平行。

所述段的长度允许采用标准运输方法。如本文中其他地方所述，尾缘段的尺寸可以被设计成在运输中嵌套在前缘段中(反之亦可)。

本说明书的发明主题教导能根据风的变化而旋转的塔架。所述塔架能够被设计为结构有效的。所述塔架和涡轮机(包括吊舱)一起旋转。这允许塔架被设计为减小塔架在风中的阻力。更重要的，只在前缘处发现由于可变风推力而造成的拉伸，而后缘处发现或者承受相应的压缩。所以材料的选择和布置能够针对每种载荷进行优化，从而减少高强度高成本材料的使用。另外，渐缩的宽度允许这些主要结构件上的应力接近均匀，所以其材料有效地承受载荷，侧板只需要承受适量的剪切和弯曲载荷。以这种有效的方式(也就是“结构有效”的方式)承受载荷能减少总的重量，并且由于塔架段更小更轻，因此能够降低运输成本。

参见图6，塔架具有竖直的旋转轴线950。该旋转轴线从底部轴承组件(靠近塔架基座360和枢转杆370)竖直地向上延伸，并且穿过上轴承组件220的中部。塔架能够被构造为允许该结构的一部分在旋转轴线的外侧延伸。具体地，前缘可以倾到来风的方向。这被称为“前倾”或“向风倾”。应当理解的是，塔架100向左倾并且倾向矢量箭头975(代表风向)所示的风。这种构型增加塔架前缘和涡轮机叶片的旋转平面之间的距离。在塔架前缘110和涡轮机叶片402之间逐渐变化的尺寸或增加的距离用距离401表示。这使得涡轮机叶片由于撞击塔架而受损的可能性降到最低。这还减少来自必须由塔架及其支撑件所承受的转子推力的力矩分布。

顺风转子(未示出)能够在旋转轴线950的外侧从尾缘120延伸。这种定位便于产生操纵塔架到改变后的风向所需要的力矩。笔直前缘和弯折后缘(将在下面描述)所形成的翼形可以提供必要的力矩以将塔架操纵到改变后的风向。在另一个实施例中，能够使用固定到尾缘的叶片结构。

在本发明的一个实施例中，塔架载荷由前缘110和分离的尾缘120承受。参见图1。这允许塔架结构的侧部由低强度载荷材料覆盖，也就是结构有效，如同前面所描述那样，并且在图2中还会继续讨论。塔架边缘限定翼形塔架结构100的轮廓，如图1所示。塔架边缘在塔架的中点处分叉(前缘和尾缘的弯折分离或弯曲分离)。塔架边缘在结构的底部交汇在一起并且被附接于底部轴承组件210。底部轴承组件(未示出)下面是枢转杆370和基座360。

在所示实施例中，前缘110前倾到风里。前缘不是竖直的。旋转轴线950是竖直的。如图1所示，旋转轴线始于枢转杆370并向上延伸穿过上轴承组件220的中心。

在一个实施例中，(未示出)铰链部件将前缘段和尾缘段的底部与基座或底部轴承组件连接起来。也可能是其他的底部铰链布置。这种构型允许塔架在铰链上枢转，并且允许塔架(和涡轮机)被放低到地面上用于维修保养。可以发现有利的是将铰链附接至前缘，由此保证涡轮机和叶片在塔架被放低时面朝下。尾缘也能够由铰链附接至基座或底部轴承组件。所以，取决于涡轮机要维修的部件，能通过前缘铰链或后缘铰链放低塔架。铰链还允许塔架先被组装、然后被抬高和固定到初始直立的竖直位置。

塔架边缘还在用于涡轮机吊舱351的底座350或附接固定件下面交汇240。矢量箭头975示出图1中所示的塔架相对于风向的定向。塔架可以使用偏航电机或其他设备根据风的改变而旋转。图中还示出前缘和尾缘之间尺寸逐渐变化的空间136。正是该空间由辅助承载材料覆盖。参见图2和4。

参见图2A，包括塔架结构的截面俯视图。所示的是前缘110和尾缘120，侧板135和面朝风975的塔架结构的狭窄轮廓。前缘限定所述狭窄轮廓。

参见图1，因为塔架边缘的分离轮廓类似于转子推力的线性力矩分布，所以前缘和尾缘上的载荷是非常恒定的，并且因此很好地匹配恒定的材料截面。与此相关的是在侧板和紧固件上的主要结构性剪切较低。侧板可以是复合材料。在尾缘载荷路径的弯折130处会有反冲载荷(kick load)，但是塔中轴环230可以安装在该位置处并且用于加强尾缘。而且，内部结构(比如与上下塔架段的接头集成的宽法兰或隔板)也可以用于抵消这些反冲载荷。还有，通过将风力涡轮机质量块350，351定位在旋转风力涡轮机塔架的旋转轴线的逆风方向使得塔架、轴承、线缆和基座中的运行疲劳载荷减少。风力涡轮机质量块可以包括转子叶片、涡轮机转子、吊舱、偏航电机和壳体。

在图1所示的实施例中，结构边缘大致在结构100的中点130，131(也就是塔中)处实现最大的分叉。这形成翼形塔架结构最大的弯折或最宽的弯曲部分。上轴承组件220抵消来自该最宽点处或该最宽点附近的两条边缘的净载荷。上塔架段在上轴承组件的上面。当然，该上轴承组件便于塔架结构的旋转。轴承组件包括围绕翼形塔架结构100的环形结构。参见图2A中塔架结构的截面俯视图和前缘及尾缘位置。图2A中还示出翼形塔架的狭窄轮廓。该狭窄轮廓和塔架前缘及后缘的设计一起使得塔架的风阻最小化，并且由此减少塔架部件上的载荷。

第二外部环形结构(塔中轴环)230围绕上轴承组件220。该塔中轴环可以是用于延伸到地面的拉索、线缆或杆310的附接件，所述拉索、线缆或杆310在承受载荷的前缘110和尾缘120之间的最大分离点141(弯折或弯曲分离)处约束塔架结构。一个实施例可以具有前缘的弯折设计，从而通过将塔架操纵区移动到塔架旋转轴线的顺风方向来实现塔架根据风向变化的转动。另一个实施例包括基本上在塔架旋转轴线的顺风风向设置顺风转子。在另一个实施中，涡轮机采用偏航电机来转动。

在一个实施例中，可以通过增加从塔架顶部和塔架底部延伸到塔中轴承组件的线拉条或杆来提高塔架侧对侧的刚度。这些线拉条或杆所处的平面垂直于前缘到尾缘的平面，并附接在塔中内轴环的圆周附近且随其转动。线拉条或杆沿着第一侧从塔架顶部延伸到塔架底部，同样地沿着第二侧延伸。如果在上轴承下面装配有副轴承内圈，则线拉条或杆也可以附接到副轴承内圈并随其旋转。

参见图2A，前缘110被示出包括具有半径的半圆。尾缘120也被示出是具有半径的半圆。前缘和尾缘承受所述结构的拉伸载荷和压缩载荷，包括转子和吊舱的重量。前缘和尾缘可以包括高弹性模量的钢。尾缘的半径能够小于前缘的半径。反之，前缘的半径能够小于尾缘。这种构型允许尾缘被存放在前缘内以便于运输(反之亦可)。

所述半圆形相比厚度均一的钢板增强钢材的载荷承受能力，这是因为弯曲形状提供抗屈曲的自稳定性。又参考图2B，截面俯视图示出具有更加椭圆外形的塔架实施例。其他实施例能够包括具有抛物线外形的前缘或尾缘或者具有朝更宽或者更窄的侧风尺寸渐进的外形。

除了前缘110和尾缘120之外，图2A和2B还示出塔架的第三元件，也就是覆盖塔架侧部的板135。这些板可以覆盖塔架的两侧，从而形成中空的内部空间136。板被附接到前缘和尾缘。图2A和2B示出一种附接的方法，其中板135装配在前缘110的侧边缘137下面。相反，侧板装配在尾缘120的侧边缘138上面。所述附接机构能够是螺栓、螺钉或者夹子，并且承受剪切载荷，也就是附接机构主要是尝试侧向滑动而不是被拉开。可以可选地设置主要结构粘结剂或密封材料粘结剂。

上述附接方法(也就是前缘装配在侧板上面，而侧板装配在尾缘上面，并且和空气流处于一条线上)有利地使吹入塔架接合处或中空空间136的碎屑和水汽最小化。用矢量箭头975表示风向。所述附接方法还减少塔架上的阻力。前缘110迎风指向。

侧板将承受平面内载荷、剪切载荷和空气载荷。这些次要载荷可以明显小于前缘和尾缘的载荷。所以，侧板可以用重量轻的次要材料制造。当然，这减少塔架的重量。侧板材料可以包括但不限于玻璃纤维、玻璃纤维面板内的轻木或泡沫内核、纤维增强型塑料或非增强型塑料。也可以使用金属覆盖的对角金属框架结构。该板相比用于塔架边缘的材料可以是低成本材料。板的表面区域将会承受变化风向的作用力。这种作用在板所横跨的弯曲表面上的压力可以提供力矩使前缘返回到新的风向。

前缘110会承受压缩载荷和拉伸载荷。压缩载荷来自转子和吊舱的重量。拉伸力至少部分地来自风作用在涡轮机转子叶片上的推力。当前缘迎风指向且涡轮机运行时，会产生推力引起的弯曲，同时还有承载涡轮机转子、吊舱和壳体的重量(质量)引起的压缩。前缘必须承受这些压缩载荷和拉伸载荷的净合成载荷。尾缘120会承受来自推力和重量载荷的压缩，并且必须抗屈曲而稳定。由于这些作用力的不一致以及塔架部件被制造成单独的件或段，因此，前缘可以被制造的比尾缘更薄(反之亦可)，由此节省材料成本和运输成本。

发现塔架的下部分(上轴承组件以下)比塔架的上部分压缩更多，这是因为有来自被锚定并被张紧的拉索的载荷。还有，由于塔架段可以分开制造，因此在上轴承组件以下的塔架前缘和尾缘的厚度可以更大。

图3示出塔架100的另一个实施例。塔架前缘110可以是竖直的。尾缘120以线性的形式从与前缘的接合处240倾斜。该接合处支撑吊舱或转子附接固定件350。塔架享有设置在环形轴承171上的更宽底座371和基座360。本实施例中也可以采用从塔架顶部延伸到底部轴承并增加侧向强度和刚度的拉索或杆。

图3中所示的是旋转机构171A，171B，也就是可转动轴承，旋转机构171A，171B在塔架100的边缘上转动，从而允许塔架在底座内旋转。还示出偏航电机212以驱动所述旋转。前缘和尾缘由水平框架部件211连接。前缘和风的关系由表示风向的矢量箭头975示出。在本实施例中，侧板同样联结前缘和尾缘。如果塔架背风倾斜而不是所示的迎风倾斜，则变化风向在板表面上的作用力可以提供力矩使前缘回转到新的风向。

在一个替代实施例中，塔架可以在可转动部件上旋转。这可以包括安装在基座上的水平旋转板。塔架底座被附接在该板或盘部件上。

在另一个实施例中，顺风转子(未示出)被附接至吊舱的顺风端，吊舱还是安装在塔架顶部。顺风转子提供根据风向变化旋转塔架的机构。顺风安装的涡轮机转子帮助将前缘定向为迎风。顺风转子被安装成与塔架竖直旋转轴线间隔足够的距离，从而提供偏航对准作用力。前缘可以顺风斜向(倾斜)或被定向成迎风。尾缘可以是竖直的或者也顺风斜向，以帮助顺风放置涡轮机。

选择尾缘部分的厚度、外形和局部曲率半径的能力增强尾缘的屈曲稳定性，同时将其重量和成本最小化，也就是结构效率。类似地，这些特征可以根据高度为前缘变化，从而使重量和成本最小化。在能降低重量和成本的情况下，通过改变前缘和尾缘件的边缘到边缘的侧风宽度尺寸，塔架的厚度(也就是侧板之间的分离)也可以随着高度变化。

图4示出图1中所示的倾斜塔架结构100，且增加了横跨前缘110和尾缘120之间的空间136的侧板135。侧板仅需承受较小的剪切载荷和弯曲载荷。竖直旋转轴线示出从枢转杆370延伸并穿过塔中轴环230的中部。它在塔架结构的外侧延伸。图2A和2B示出将侧板附接到前缘和尾缘的实施例。

还示出的是塔中轴环230和拉索310、塔架结构中点130，131以及轴承组件220。还示出的是前缘和尾缘的交汇处240、吊舱附接部件350、底部枢转柱370、基座360。

图5示出用于支撑塔架并允许塔架旋转的实施例。示出的是截面俯视图，示出包括前缘110、侧板135和尾缘120的塔架。塔架边缘承载与轴承组件的圆形表面220接触的旋转轴承170A到170D或类似的部件。还示出三根附接在塔中轴环230的拉索或杆310A，310B，310C。还示出塔架边缘110，120之间的空间136。塔中轴环围绕上轴承组件并且提供结构性约束。

塔架结构100还可以包括内轴环221。所述内轴环221可以是围绕塔架并在塔架的最宽点处或最宽点附近附接到塔架的平板。内轴环和塔架一同在上轴承组件内旋转。在图5中，轴承组件220和塔架100之间的区域被填充平面结构，其可以由平板、或者开孔使其更轻的板制成。所述轴承可以如所示处于若干分离的位置，或者绕上轴承组件220的内圆周更宽松地分布。在一个实施例中，所述轴承位于塔架结构外部，也就是“外部轴承组件”。所述内轴环防止塔架在弯折处发生形变。或者，内侧的平面结构会约束外形，并实现相同的效果。

本说明书将被理解成为示意性的，并仅用于教导本领域技术人员实施本发明的方式。应当理解的是，本文中所示和所描述的本发明的形式作为当前的优选实施例。如之前所述，在不脱离本发明范围的情况下，可以对部件的外形、尺寸和布置做各种改变，以及对方法的各个步骤做出调整。例如本文所示和所述的元件可以被等同物取代，并且本发明的某些特征可以单独于其他特征进行使用，在获知本发明的说明书的益处后，所有这些对于本领域技术人员来说都是显而易见的。

虽然示出并描述了特定的实施例，但是在不脱离本发明精神的前提下可以做出多种改动，并且，本发明的保护范围仅由后附的权利要求来限定。

Claims (18)

1.一种旋转风力涡轮机塔架，其包括：

a)前缘和尾缘，所述前缘和尾缘承受由于涡轮机、吊舱和转子推力所引起的弯曲的主要塔架拉伸载荷和压缩载荷；

b)在前缘和尾缘之间的结构有效且尺寸逐渐变化的空间，所述空间在前缘和尾缘中产生非常恒定的载荷；

c)连接前缘和尾缘的侧板；

d)穿过外部上轴承组件的中心的塔架旋转轴线，所述外部上轴承组件定位成接近前缘和尾缘的最大分离处；

e)塔中轴环，所述塔中轴环围绕上轴承组件；以及

f)多根拉索，所述多根拉索附接到塔中轴环上并延伸到地面。

2.根据权利要求1所述的旋转风力涡轮机塔架，还包括：尾缘在接近上轴承组件处具有从前缘的最大弯折分离或弯曲分离，并且在接近各塔架顶端和塔架底端处朝向前缘渐缩。

3.根据权利要求2所述的旋转风力涡轮机塔架，其中，前缘和尾缘在接近上轴承组件处彼此远离地弯折或弯曲。

4.根据权利要求1所述的旋转风力涡轮机塔架，还包括在上轴承组件下方的一个或多个附加轴承组件。

5.根据权利要求1所述的旋转风力涡轮机塔架，还包括至少一个在第一侧上和在相对的第二侧上的支撑缆或杆，所述支撑缆或杆被附接到塔架顶端和塔架底端并从塔架顶端延伸到塔架底端，与前缘到尾缘的平面保持垂直，所述支撑缆或杆附接到上轴承组件并随上轴承组件旋转。

6.根据权利要求1所述的旋转风力涡轮机塔架，还包括：前缘具有第一半径和尾缘具有第二半径，其中一个半径小于另一个半径。

7.根据权利要求1所述的旋转风力涡轮机塔架，还包括：前缘和尾缘由高模量材料制造，并且承载载荷的侧板包括非结构板。

8.根据权利要求1所述的旋转风力涡轮机塔架，还包括：前缘与侧板重叠，侧板与尾缘重叠。

9.根据权利要求1所述的旋转风力涡轮机塔架，还包括顺风越过尾缘延伸的涡轮机转子。

10.根据权利要求1所述的旋转风力涡轮机塔架，包括在接近塔架底部处进行连接的铰链，所述铰链允许塔架被抬高到竖直位置，或者放低到水平位置。

11.一种线缆约束的旋转风力涡轮机塔架，包括：

a)向前迎风倾斜的前缘；

b)穿过外部上轴承组件的中心的塔架旋转轴线，所述外部上轴承组件定位成接近前缘和尾缘的最大分离处；

c)塔中轴环，所述塔中轴环围绕上轴承组件；以及

d)多根拉索，所述多根拉索附接到塔中轴环上并延伸到地面。

12.根据权利要求11所述的旋转风力涡轮机塔架，其中塔架部分向前迎风倾斜，并且由此增大风力涡轮机转子叶片与旋转风力涡轮机塔架的前缘的间隙。

13.根据权利要求11所述的旋转风力涡轮机塔架，其中通过将风力涡轮机质量块定位在旋转风力涡轮机塔架旋转轴线的逆风方向来减少塔架、轴承、线缆和基座中的运行疲劳载荷。

14.一种旋转风力涡轮机塔架，包括：

a)前缘、尾缘和侧板；

b)前缘、尾缘和侧板还由多个段构成，并且每个段保持对风的相同定向，并且所述段被制造为承受对于所述段在风力涡轮机塔架中所处的位置特定的塔架载荷，并且具有相对于风的符合空气动力学的外形；

c)上轴承组件，所述上轴承组件定位在前缘和尾缘之间的弯折或弯曲的最大分离处；

d)塔中轴环，所述塔中轴环围绕上轴承组件；以及

e)多根拉索，所述多根拉索附接到塔中轴环上并延伸到地面。

15.根据权利要求14所述的风力涡轮机塔架，其中所述段能够具有不同的材料和结构，且在主要载荷路径上采用较高强度材料，且在次要载荷路径上采用较轻质或较低成本材料。

16.根据权利要求14所述的风力涡轮机塔架，其中前缘段的外形被设计成低阻力地进入空气流；侧板的外形被设计成使空气流低阻力地横跨塔架侧部尺寸流过，并且尾缘板的外形被设计成具有期望的空气流排出性质。

17.根据权利要求14所述的风力涡轮机塔架，包括：尺寸被设计成一个段套在另一个段内或者套在另一个段上的前缘段、尾缘段和侧板段。

18.根据权利要求14所述的风力涡轮机塔架，还包括定位在旋转风力涡轮机塔架旋转轴线的逆风方向的风力涡轮机质量块。