CN106640540A - 用于风力发电机的混凝土塔筒 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于风力发电机的混凝土塔筒，包括：塔筒基础、塔筒本体、转接头和接地装置，塔筒基础适于设置在地面下方；塔筒本体设在塔筒基础上，塔筒本体包括多段塔筒段，多段塔筒段沿上下方向依次连接；转接头设在塔筒本体的顶部；接地装置包括多个第一接地扁铁，第一接地扁铁沿上下方向延伸，每个第一接地扁铁分别设在塔筒基础、塔筒本体的每个塔筒段和转接头的内壁上，塔筒基础内的第一接地扁铁与与塔筒基础相邻的塔筒段内的第一接地扁铁相连，相邻的两个塔筒段内的两个第一接地扁铁相连，转接头内的第一接地扁铁与与转接头相邻的塔筒段内的第一接头扁铁相连。该用于风力发电机的混凝土塔筒，接地装置安装方便且避雷效果好。

Description

用于风力发电机的混凝土塔筒

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，尤其是涉及一种用于风力发电机的混凝土塔筒。

背景技术

相关技术中，混凝土塔筒的接地装置结构复杂、安装困难，且接地装置的总电阻较大，避雷效果不好。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种用于风力发电机的混凝土塔筒，该混凝土塔筒的接地装置结构简单，安装方便且接地装置的总电阻小、避雷效果好。

根据本发明的用于风力发电机的混凝土塔筒，包括：塔筒基础，所述塔筒基础适于设置在地面下方；塔筒本体，所述塔筒本体设在所述塔筒基础上，所述塔筒本体包括多段塔筒段，所述多段塔筒段沿上下方向依次连接；转接头，所述转接头设在所述塔筒本体的顶部；接地装置，所述接地装置包括多个第一接地扁铁，所述第一接地扁铁沿上下方向延伸，每个所述第一接地扁铁分别设在所述塔筒基础、所述塔筒本体的每个所述塔筒段和转接头的内壁上，所述塔筒基础内的所述第一接地扁铁与与所述塔筒基础相邻的所述塔筒段内的所述第一接地扁铁相连，相邻的两个所述塔筒段内的两个所述第一接地扁铁相连，所述转接头内的所述第一接地扁铁与与所述转接头相邻的所述塔筒段内的所述第一接头扁铁相连。

根据本发明的用于风力发电机的混凝土塔筒，通过在混凝土塔筒内设置包括多个第一接地扁铁的接地装置，提高了混凝土塔筒的安全性，且接地装置的结构简单，安装方便。

另外，根据本发明的用于风力发电机的混凝土塔筒还可以具有如下附件的技术特征：

根据本发明的一些实施例，所述多段塔筒段中与所述塔筒基础相连的塔筒段上设有金属门体，所述接地装置进一步包括：第二接地扁铁，所述第二接地扁铁沿所述塔筒本体的周向延伸，所述第二接地扁铁与所述金属门体相连且所述第二接地扁铁与所述第一接地扁铁相连。

根据本发明的一些实施例，所述接地装置进一步包括：桥接条，所述桥接条设在相邻的两个所述第一接地扁铁之间，所述桥接条的一端与相邻的两个所述第一接地扁铁中的其中一个相连，所述桥接条的另一端与相邻的两个所述第一接地扁铁中的另一个相连。

具体地，所述第一接地扁铁的长度方向的两端分别设有一个接地插孔，所述桥接条的长度方向的两端分别设有一个与所述接地插孔对应的桥接孔，所述接地插孔与所述桥接孔通过螺纹紧固件相连。

进一步地，所述桥接条的中部具有朝向远离所述第一接地扁铁的方向凸出的过渡部。

根据本发明的一些实施例，所述混凝土塔筒内设有钢筋笼，所述第一接地扁铁与所述钢筋笼相连。

具体地，所述第一接地扁铁与所述钢筋笼通过夹具相连，所述夹具包括：卡入部，所述卡入部包括顶壁和与所述顶壁相连且相对设置的两个侧壁，所述两个侧壁上具有从所述侧壁的一侧朝向所述侧壁的另一侧凹入的凹槽部，所述凹槽部适于卡在所述钢筋笼的钢筋上，所述第一接地扁铁位于所述钢筋和所述顶壁之间，所述顶壁上设有贯通的螺钉孔；和拧紧螺杆，所述拧紧螺杆穿过所述螺钉孔与所述第一接地扁铁止抵。

根据本发明的一些实施例，每个所述第一接地扁铁通过两个所述夹具与所述钢筋笼相连。

可选地，所述夹具与所述第一接地扁铁的邻近所述夹具的一端之间的距离为A，所述A满足：0.9m≤A≤1.1m。

根据本发明的一些实施例，所述塔筒基础、每个所述塔筒段和转接头内分别设有两个第一接地扁铁，所述两个第一接地扁铁相对所述塔筒本体的中心轴线对称设置。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的用于风力发电机的混凝土塔筒的主视图；

图2是根据本发明实施例的相邻的塔筒段之间的两个第一接地扁铁的连接示意图；

图3是图2中圈示的A部的放大图；

图4是根据本发明实施例的转接头内的第一接地扁铁与与其相邻的塔筒段内的第一接地扁铁的连接示意图；

图5是根据本发明实施例的相邻的两个第一接地扁铁的连接示意图；

图6是根据本发明实施例的第一接地扁铁与钢筋笼的连接示意图；

图7是根据本发明实施例的塔筒段的立体图；

图8是根据本发明实施例的塔筒段的塔片的立体图；

图9是根据本发明实施例的转接头的立体图；

图10是根据本发明实施例的转接头的俯视图；

图11是根据本发明实施例的转接头的侧视图。

附图标记：

混凝土塔筒100，

塔筒基础1，

塔筒本体2，塔筒段21，塔片201，

转接头3，底盘31，转接头孔道311，壳体32，法兰部33，法兰孔331，

第一接地扁铁41，接地插孔411，

桥接条42，过渡部421，螺纹紧固件43，钢筋44，

夹具45，卡入部451，顶壁4511，侧壁4512，凹槽部4513，拧紧螺杆452。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图11描述根据本发明实施例的用于风力发电机的混凝土塔筒100。其中，混凝土塔筒100适用于风力发电机。

如图1所示，根据本发明实施例的用于风力发电机的混凝土塔筒100，包括：塔筒基础1、塔筒本体2、转接头3和接地装置。

具体地，塔筒本体2设在塔筒基础1上，塔筒基础1适于设置在地面下方，塔筒本体2的下端与塔筒基础1相连，塔筒本体2可以位于地面上方。由此，可以增强混凝土塔筒100的稳定性，提高混凝土塔筒100的可靠性。

塔筒本体2包括多段塔筒段21，多段塔筒段21沿上下方向依次连接。由此，便于塔筒段21的运输和施工。其中，塔筒段21可以形成为圆筒形或锥筒形等。例如，在图7的示例中，塔筒段21形成为锥筒形，在从下至上的方向上，塔筒段21的横截面积逐渐减小。

这里，需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

根据本发明的一些实施例，塔筒段21包括至少一个塔片201(如图8所示)，塔片201可以形成为弧形或环形。具体地，塔筒段21可以包括一个或者多个塔片201。其中，当塔片201形成为弧形时，塔片201可以形成为圆弧形，但不限于此。

例如，在图1的示例中，多个塔筒段21中位于塔筒本体2下部的塔筒段21，由于其截面尺寸较大，该塔筒段21可以由多个弧形的塔片201拼接而成，由此方便运输。多个塔筒段21中位于塔筒本体2上部的塔筒段21，由于其截面尺寸较小，该塔筒段21可以包括一个环形的塔片201。由此，在方便运输的情况下减少了拼接工序，提高了施工效率。

转接头3设在塔筒本体2的顶部，转接头3用于连接塔筒本体2与风机(图未示出)。可选地，转接头3可以为钢件。由此，可以使转接头3具有高强度，从而可以使混凝土塔筒100与风机之间的连接更为方便、稳固。

参照图5，接地装置包括多个第一接地扁铁41，第一接地扁铁41沿上下方向延伸，每个第一接地扁铁41分别设在塔筒基础1、塔筒本体2的每个塔筒段21和转接头3的内壁上，塔筒基础1内的第一接地扁铁41与与塔筒基础1相邻的塔筒段21(例如，图1中塔筒本体2最下端的塔筒段21)内的第一接地扁铁41相连，相邻的两个塔筒段21内的两个第一接地扁铁41相连，转接头3内的第一接地扁铁41与与转接头3相邻的塔筒段21(例如，图1中塔筒本体2最上端的塔筒段21)内的第一接头扁铁相连。

具体地，参照图3、图4、图5并结合图6，第一接地扁铁41设在塔筒基础1、每个塔筒段21和转接头3的内壁内。其中，塔筒基础1内的第一接地扁铁41用于接地，第一接地扁铁41可以大体形成为长方形的片状结构。每个塔筒段21内的第一接地扁铁41的上端和下端可以分别延伸至第一接地扁铁41所在的塔筒段21的上端面和上端面。

塔筒基础1内的第一接地扁铁41的上端与塔筒本体2的最下端的塔筒段21内的第一接地扁铁41的下端相连，相邻的两个塔筒段21内的两个第一接地扁铁41彼此相连，转接头3内的第一接地扁铁41的下端与塔筒本体2的最上端的塔筒段21内第一接地扁铁41的上端相连。也就是说，混凝土塔筒100内的多个第一接地扁铁41首尾相连，由此，可以通过转接头3内的第一接地扁铁41将电流导入地下，实现接地装置的避雷作用，提高了混凝土塔筒100的安全性，且接地装置的结构简单，安装方便。

根据本发明实施例的用于风力发电机的混凝土塔筒100，通过在混凝土塔筒100内设置包括多个第一接地扁铁41的接地装置，提高了混凝土塔筒100的安全性，且接地装置的结构简单，安装方便。

根据本发明的一些实施例，多段塔筒段21中与塔筒基础1相连的塔筒段21上设有金属门体(图未示出)。金属门体可以为门框为金属的门体。接地装置进一步包括：第二接地扁铁(图未示出)，第二接地扁铁沿塔筒本体2的周向延伸，第二接地扁铁与金属门体相连且第二接地扁铁与第一接地扁铁41相连。具体地，第二接地扁铁可以与金属门体的门框相连，第二接地扁铁可以形成为环形。由此，可以通过第二接地扁铁将金属门体中的电流导入地下。由此，进一步地提高了混凝土塔筒100的避雷效果，从而进一步地提高了混凝土塔筒100的安全性。

根据本发明的一些实施例，参照图2-图5，接地装置进一步包括：桥接条42。桥接条42设在相邻的两个第一接地扁铁41之间，桥接条42的一端与相邻的两个第一接地扁铁41中的其中一个相连，桥接条42的另一端与相邻的两个第一接地扁铁41中的另一个相连。也就是说，相邻的两个第一接地扁铁41通过桥接条42相连。例如，参照图5，桥接条42的上端与相邻的两个第一接地扁铁41中位于上方的第一接地扁铁41的下端相连，桥接条42的下端与相邻的两个第一接地扁铁41中位于下方的第一接地扁铁41的上端相连。由此，可以方便地将相邻的两个第一接地扁铁41连接起来，提高了施工效率。

具体地，参照图5，第一接地扁铁41的长度方向(例如，图5中的上下方向)的两端分别设有一个接地插孔411，桥接条42的长度方向的两端分别设有一个与接地插孔411对应的桥接孔，接地插孔411与桥接孔通过螺纹紧固件43相连。其中，接地插孔411可以为一段插接柱的形式，塔筒基础1、塔筒段21和转接头3的内壁内可以设有适于插接柱的一端(例如，图5中的前端)插入的安装孔，螺纹紧固件43穿过桥接孔和接地插孔411可将相邻的两个第一接地扁铁41连接起来。可选地，螺纹紧固件43可以为螺钉或者螺杆等，结构简单且成本低。

进一步地，桥接条42的中部具有朝向远离第一接地扁铁41的方向凸出的过渡部421。过渡部421可以大体形成为U形等，但不限于此。在安装过程中，可以根据相邻的两个第一接地扁铁41的接地插孔411之间的间距调整过渡部421的形状。由此，提高了桥接条42的通用性。此外，在使用过程中，当相邻的两个第一接地扁铁41发生相对移动时，可以通过调整过渡部421的形状保证相邻的两个第一接地扁铁41的连接。

这里，需要说明的是，本申请中所说的“桥接条42的中部”指的是广义上的中部，也就是说，过渡部421可以形成在桥接条42的长度方向的两端之间的位置。

根据本发明的一些实施例，混凝土塔筒100内设有钢筋笼，第一接地扁铁41与钢筋笼相连。具体地，钢筋笼可以包括纵向钢筋和环向钢筋。其中，纵向钢筋沿混凝土塔筒100的高度方向延伸，环向钢筋沿混凝土塔筒100的周向延伸。例如，第一接地扁铁41可以与纵向钢筋或环向钢筋相连。由此，减小了接地装置的总电阻，提高了接地装置的避雷效果。

具体地，第一接地扁铁41与钢筋笼通过夹具45相连。参照图6，夹具45包括：卡入部451和拧紧螺杆452。卡入部451包括顶壁4511和与顶壁4511相连且相对设置的两个侧壁4512，卡入部451的截面可以大体形成为U形，两个侧壁4512上具有从侧壁4512的一侧(例如，图6中的下侧)朝向侧壁4512的另一侧(例如，图6中的上侧)凹入的凹槽部4513，凹槽部4513适于卡在钢筋笼的钢筋44上，第一接地扁铁41位于钢筋44和顶壁4511之间，顶壁4511上设有贯通的螺钉孔，拧紧螺杆452穿过螺钉孔与第一接地扁铁41止抵。由此，可以保证第一接地扁铁41与钢筋44保持接触，且可使得第一接地扁铁41的位置稳定。

可选地，凹槽部4513的截面可以形成为U形，由此可以减小凹槽部4513与钢筋44之间的应力，提高了混凝土塔筒100的可靠性。

根据本发明的一些实施例，每个第一接地扁铁41通过两个夹具45与钢筋笼相连。由此，可使得第一接地扁铁41与钢筋笼的连接更加可靠。

可选地，夹具45与第一接地扁铁41的邻近夹具45的一端之间的距离为A，A满足：0.9m≤A≤1.1m。也就是说，当夹具45邻近第一接地扁铁41的上端设置时，夹具45与第一接地扁铁41的上端的距离为A，当夹具45邻近第一接地扁铁41的下端设置时，夹具45与第一接地扁铁41的下端的距离为A。其中，夹具45的具体位置可以根据实际情况调整设计。例如，A可以进一步满足：A＝0.9m、A＝1.0m或A＝1.1m等。

根据本发明的一些实施例，塔筒基础1、每个塔筒段21和转接头3内分别设有两个第一接地扁铁41，两个第一接地扁铁41相对塔筒本体2的中心轴线对称设置。由此，可以进一步地提高接地装置的避雷效果，从而进一步地提高了混凝土塔筒100的安全性。

具体地，参照图9-图11，转接头3包括底盘31、壳体32和法兰部33。其中，底盘31为环形，底盘31与塔筒本体2相连，壳体32设在底盘31上且围绕底盘31的中心设置，法兰部33设在壳体32的顶部且围绕壳体32的中心设置，风机与法兰部33相连。法兰部33上设有多个法兰孔331，多个法兰孔331可以沿法兰部33的周向均匀间隔开设置。风机与法兰部33可以通过紧固件穿过法兰孔331相连。由此，方便了混凝土塔筒100与风机的连接，通过转接头3的底盘31与塔筒本体2相连且转接头3的法兰部33与风机相连，可以保证混凝土塔筒100与风机之间连接的可靠性和稳定性。

可选地，底盘31与壳体32焊接连接，和/或壳体32与法兰部33焊接连接。例如，仅底盘31与壳体32之间可以通过焊接连接，或者仅壳体32与法兰部33之间通过焊接连接，或者壳体32与底盘31和法兰部33之间均通过焊接连接。由此，可以使转接头3的三部分形成一个牢固的整体，且可以提高转接头3的装配效率。

可以理解的是，转接头3也可以为一体成型件。由此，可以简化转接头3的成型工艺，提高生产效率，降低成本。

在本发明的一些实施例中，参照图9-图11，壳体32从底盘31的外周沿向上延伸，法兰部33从壳体32的周壁向内(所述“内”是指朝向壳体3232的中心的方向)延伸。由此，可以使转接头3的整体结构更为稳定、美观。可选地，壳体32可以为锥筒形或圆筒形。由此，通过将壳体32设置成不同的形状可以满足不同的尺寸的混凝土塔筒100与风机的衔接。

例如，在塔筒本体2的顶部尺寸与风机的连接端尺寸基本一致时，可以将转接头3的壳体32设置成圆筒形。

例如，在塔筒本体2的顶部尺寸与风机的连接端尺寸不同时，可以将转接头3的壳体32设置成锥筒形，以方便连接。具体而言，在塔筒本体2的顶部尺寸大于风机的连接端的尺寸时，转接的壳体32设置成锥筒形且壳体32的大端朝下且其小端朝上，由此使得转接头3可以起到很好地衔接作用；在塔筒本体2的顶部尺寸小于风机的连接端的尺寸时，转接头3的壳体32设置成锥筒形且壳体32的小端朝下且其大端朝上，由此使得转接头3可以起到很好地衔接作用。

在本发明的一些实施例中，参照图9-图11，底盘31设有多个转接头孔道311且多个转接头孔道311沿底盘31的周向间隔开设置，塔筒本体2上设有多个沿塔筒本体2的高度方向延伸的塔筒孔道，塔筒孔道的数量与转接头孔道311的数量相同且一一对应，预应力筋穿过塔筒孔道和对应的转接头孔道311且预应力筋的上端通过锚固装置锚固在底盘31上。由此，通过设置上述的预应力筋可以增强混凝土塔筒100的强度和稳定性，并且预应力筋可以将塔筒本体2和转接头3稳固地连接在一起。

可选地，预应力筋均可以为绞合线，由此可以增强强度且方便穿设。例如，预应力筋可以为七线低舒张绞合线。

根据本发明实施例的用于风力发电机的混凝土塔筒，接地装置的结构简单，安装方便且接地装置的总电阻小，避雷效果好。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种用于风力发电机的混凝土塔筒，其特征在于，包括：

塔筒基础，所述塔筒基础适于设置在地面下方；

塔筒本体，所述塔筒本体设在所述塔筒基础上，所述塔筒本体包括多段塔筒段，所述多段塔筒段沿上下方向依次连接；

转接头，所述转接头设在所述塔筒本体的顶部；

接地装置，所述接地装置包括多个第一接地扁铁，所述第一接地扁铁沿上下方向延伸，每个所述第一接地扁铁分别设在所述塔筒基础、所述塔筒本体的每个所述塔筒段和转接头的内壁上，所述塔筒基础内的所述第一接地扁铁与与所述塔筒基础相邻的所述塔筒段内的所述第一接地扁铁相连，相邻的两个所述塔筒段内的两个所述第一接地扁铁相连，所述转接头内的所述第一接地扁铁与与所述转接头相邻的所述塔筒段内的所述第一接头扁铁相连。

2.根据权利要求1所述的用于风力发电机的混凝土塔筒，其特征在于，所述多段塔筒段中与所述塔筒基础相连的塔筒段上设有金属门体，

所述接地装置进一步包括：第二接地扁铁，所述第二接地扁铁沿所述塔筒本体的周向延伸，所述第二接地扁铁与所述金属门体相连且所述第二接地扁铁与所述第一接地扁铁相连。

3.根据权利要求1或2所述的用于风力发电机的混凝土塔筒，其特征在于，所述接地装置进一步包括：

桥接条，所述桥接条设在相邻的两个所述第一接地扁铁之间，所述桥接条的一端与相邻的两个所述第一接地扁铁中的其中一个相连，所述桥接条的另一端与相邻的两个所述第一接地扁铁中的另一个相连。

4.根据权利要求3所述的用于风力发电机的混凝土塔筒，其特征在于，所述第一接地扁铁的长度方向的两端分别设有一个接地插孔，所述桥接条的长度方向的两端分别设有一个与所述接地插孔对应的桥接孔，所述接地插孔与所述桥接孔通过螺纹紧固件相连。

5.根据权利要求4所述的用于风力发电机的混凝土塔筒，其特征在于，所述桥接条的中部具有朝向远离所述第一接地扁铁的方向凸出的过渡部。

6.根据权利要求1所述的用于风力发电机的混凝土塔筒，其特征在于，所述混凝土塔筒内设有钢筋笼，所述第一接地扁铁与所述钢筋笼相连。

7.根据权利要求6所述的用于风力发电机的混凝土塔筒，其特征在于，所述第一接地扁铁与所述钢筋笼通过夹具相连，所述夹具包括：

卡入部，所述卡入部包括顶壁和与所述顶壁相连且相对设置的两个侧壁，所述两个侧壁上具有从所述侧壁的一侧朝向所述侧壁的另一侧凹入的凹槽部，所述凹槽部适于卡在所述钢筋笼的钢筋上，所述第一接地扁铁位于所述钢筋和所述顶壁之间，所述顶壁上设有贯通的螺钉孔；和

拧紧螺杆，所述拧紧螺杆穿过所述螺钉孔与所述第一接地扁铁止抵。

8.根据权利要求7所述的用于风力发电机的混凝土塔筒，其特征在于，每个所述第一接地扁铁通过两个所述夹具与所述钢筋笼相连。

9.根据权利要求7所述的用于风力发电机的混凝土塔筒，其特征在于，所述夹具与所述第一接地扁铁的邻近所述夹具的一端之间的距离为A，所述A满足：0.9m≤A≤1.1m。

10.根据权利要求1所述的用于风力发电机的混凝土塔筒，其特征在于，所述塔筒基础、每个所述塔筒段和转接头内分别设有两个第一接地扁铁，所述两个第一接地扁铁相对所述塔筒本体的中心轴线对称设置。