CN107630789B - 塔架阻尼器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种塔架阻尼器。一种包括风力涡轮机的塔架(10)和阻尼装置(20)的布置结构，其中，塔架(10)坐落于表面(30)上。值得注意的是，阻尼装置(20)被布置在塔架(10)和表面(30)之间。

Description

塔架阻尼器

技术领域

本发明涉及一种包括风力涡轮机的塔架和阻尼装置的布置结构，其中，所述阻尼装置被布置并准备成减小塔架的不期望的运动。特别地，创造性的布置结构涉及塔架的不期望的振荡运动。

背景技术

风力涡轮机塔架的常见问题是塔架的不期望的运动，其中，这些不期望的运动时常具有振荡运动的特征。发生这些不期望的塔架运动主要是因为风力涡轮机的塔架通常是具有相当大长度的长形物体。因此，风力涡轮机塔架暴露在风中，风撞击在风力涡轮机塔架上并导致这些运动。风力涡轮机塔架的振荡主要在如下期间发生：在储存地处储存塔架期间，其时常靠近港口，或者在船上将塔架运输到风力涡轮机的离岸安装地期间。

迄今，这些不期望的塔架振荡已经广泛地被接受。例如，它们由塔架的相对于塔架所坐落于其上的基面的加固附接装置来应对。

一种处理塔架的这些不期望的运动的问题的替代方法是提供附接到塔架的VIV（涡激振动）列板（strake）。安装VIV列板所在的优选的塔架区段是塔架上部的三分之一或上半部。

包括VIV列板的方法的缺点是分别在将VIV列板安装到塔架和从塔架拆卸VIV列板期间的安全问题，以及塔架的覆层（例如涂层）被VIV列板破坏的风险。

更具体地，安装VIV列板期间的安全问题由如下事实组成，所述事实为：某人需要爬上塔架以便在塔架顶部平台工作，这意味着需要在相当高的高度处实施工作，例如在基面之上高于基面100 米。同样的问题发生在拆卸VIV列板期间。另外，由于人力工作则存在额外的成本。缺点还在于列板的部分发生脱落并碰撞基面。

关于对涂层的破坏，修复这些破坏尤其是在离岸是非常昂贵的。

考虑到现有技术的所有这些缺点，期望一种改进的构思，所述改进的构思减小风力涡轮机的塔架相对于塔架所坐落于其上的基面的运动，尤其是振荡运动。

发明内容

根据本发明，提供一种包括风力涡轮机的塔架和阻尼装置的布置结构，其中，塔架坐落于表面上，并且其中，阻尼装置被布置在塔架和表面之间。

注意到的是，本发明不涉及旨在防止在该风力涡轮机操作期间塔架的不期望的运动的在塔架内或外的阻尼装置。此外，本发明提出在风力涡轮机塔架和表面之间提供阻尼装置。所述表面也可被描述为塔架坐落于其上或定位在其处的基面或平台（floor）。

基面可以是船甲板的一部分，并且塔架可以被临时地定位在船甲板上。因此，创造性构思的应用涉及离岸风力涡轮机，即，被用于风力涡轮机的离岸安装的风力涡轮机的塔架。概念“临时地”包括一天、若干天或周的时间跨度，但最大时间跨度不超过两个月。

本发明在其中是有用的另一可能的情况是如下情形：塔架坐落于岸上的储存地上或岸上的储存地处，以及塔架临时地定位在岸上的储存侧处，例如靠近港口或在港口处。

通常，在将风力涡轮机塔架运输到岸上安装地之前，塔架被储存在某一区域处。有利地，该区域靠近港口定位或甚至是港口的一部分。在塔架在船上被实际运输到安装地的时间期间，塔架也暴露在风中，并因此可能也遭受不期望的运动，例如振荡运动。因此，也期望减小并最小化这些运动。通过在该时间期间在塔架和表面之间提供阻尼装置，也达到有益效果。

注意到的是，概念“临时地”在上下文中通常相当于几天、几周或几个月。对于塔架在储存地的临时储存，所延长的时间跨度可以适用若干月。然而，不超过最长两年的时间跨度。

然而，本发明的另一用法或应用是当塔架被永久地附接到基座时在塔架和表面之间提供阻尼装置。因此，在上下文中，概念“表面”必须被理解为风力涡轮机的基座的一部分。

如果在超过两年的时间跨度期间存在所述附接，则塔架被称为并被理解为永久地附接。换言之，还会是有利的是，将本发明使用于风力涡轮机的永久安装，如此使塔架的不期望的运动被永久地最小化。

塔架可以被理解为具有纵向轴线的长形物体。塔架的纵向轴线可以有利地被定向成关于表面大体上垂直。

特别地，风力涡轮机的塔架正站立在表面上。如果塔架直立并具有大体上垂直的定向，创造性构思是尤其有益的。

在上下文中“大体上”指的是并且包括偏离完美垂直定向多达20%，尤其多达10%。

然而，注意到的是，原则上该构思也可以被应用到沿不同定向布置的塔架，例如，包括小于90度的角度的带角度定向。原则上，该构思甚至可以被应用到水平储存的塔架。

在本发明的尤其有益的实施例中，阻尼装置包括层状的弹性体支承件、第一连接器板以及第二连接器板，层状的弹性体支承件包括内部的弹性体材料，尤其是橡胶。层状的弹性体支承件被布置在两个连接器板之间，其中，第一连接器板被布置并准备成连接到表面，并且第二连接器板被布置并准备成连接到塔架。

该阻尼装置的构造，尤其是将层状的弹性体支承件布置在两个连接器板之间的构造，也可被描述为三明治式构造。既关于阻尼潜能而且关于将阻尼装置紧固地且可靠地连接到表面和塔架两者的能力，这样的构造已经被证明是尤其高效的。

在本发明的另一实施例中，阻尼装置还包括支撑元件，例如环形框架或多个单独的支撑块。第一连接器板经由支撑元件连接到表面。

换言之，在本发明的该实施例中，阻尼装置不直接地连接到表面，而是在阻尼装置和基面之间包括支撑元件。换言之，诸如框架或单独的支撑块的支撑元件是阻尼装置的一部分。

在本发明的另一实施例中，塔架包括基部凸缘，并且第二连接器板连接到塔架的基部凸缘。

常见的是，风力涡轮机的塔架在其底端处包括凸缘。塔架通常经由该凸缘连接到基座，即连接到表面。因此，有益地，阻尼装置的第二连接器板在底端处连接到塔架，尤其是连接在塔架的基部凸缘处。

在本发明的另一实施例中，阻尼装置还包括适配器板，并且第二连接器板经由适配器板连接到塔架的基部凸缘。

提供这样的适配器板的优点是获得在第二连接器板到塔架的基部凸缘之间的便捷且更加高效实际的连接。这样的适配器板可以根据塔架的基部凸缘的特定规格来设计和定制，而不需要调整阻尼装置的第二连接器板。因此，阻尼装置的更加标准化的组装是可能的，尤其是阻尼装置的第二连接器板的更加标准化的组装是可能的。

在本发明的又一实施例中，适配器板借助于多个螺栓附接到塔架的基部凸缘。适配器板到基部凸缘的这样的螺栓连接具有如下的优点：当阻尼装置连接到风力涡轮机的塔架时该连接可以被容易地实施，并且这样的连接是能够拆开的。尤其地，对于阻尼装置的临时使用的情况，将阻尼装置从风力涡轮机的塔架容易且高效地拆开是重要的。

附图说明

现在仅通过示例的方式，借助于附图来描述本发明，在附图中：

图1示出了一种包括风力涡轮机的塔架和阻尼装置的布置结构；

图2以截面图示出了一种包括风力涡轮机的塔架在阻尼装置中的布置结构；

图3是连接到阻尼装置的塔架的基部凸缘的特写图；

图4示出了包括若干单独的支撑块的阻尼装置；以及

图5示出了阻尼装置的实施例的分解图。

附图中的图示是示意性的。注意到的是，相似的特征和元件相应地由相同的附图标记来标识。

具体实施方式

图1示出了包括被布置在阻尼装置20上的风力涡轮机的塔架10的布置结构。塔架10具有管状形状并且朝向塔架的顶部略微地减缩。塔架10在其底部处置放在阻尼装置20上。阻尼装置20在下面的附图中被更详细地图示。

在图2中图示了创造性布置结构的截面图。在图2中，可以看到风力涡轮机的塔架10的一部分。塔架10具有旋转对称形状，使得纵向轴线11可以被指定到塔架10。塔架的纵向轴线11和表面30之间的角度是90度。换言之，塔架10垂直地指向在表面30上。然而，塔架10并不是直接地定位在表面30上，而是在塔架10的底部和表面之间布置了阻尼装置20。阻尼装置20包括若干单独的元件。每个单独的元件包括层状的弹性体支承件21，层状的弹性体支承件21被夹在第一连接器板22和第二连接器板23之间。第一连接器板22被布置成朝向塔架10。然而，在塔架10和第一连接器板22之间提供有适配器板24。该适配器板24有助于第一连接器板22和塔架10的底端之间的连接。

第二连接器板23也不是直接地连接到表面30。然而，也看到的是，在第二连接器板23和基面30之间存在有另一元件，该另一元件被称为支撑块25。该支撑块30通常是若干具有可能性的支撑元件中的一个。替代地，取代提供多个单独的支撑块，例如还可提供圆形框架以支撑阻尼装置的其余部分。

图3示出了包括风力涡轮机的塔架10和阻尼装置20的布置结构的特写图。塔架10被示出为包括基部凸缘12和塔架壁，基部凸缘12和塔架壁在图3中仅为了清晰起见而以点划线绘制。实际上，塔架壁和基部凸缘12可以很适合于作为一个零件被制造，并且基部凸缘12，尤其是其内环，从外部看很可能是不可见的。

塔架10的基部凸缘12经由多个基部凸缘螺栓28连接到阻尼装置20。在如图3中图示出的示例中，对于每个单独的支撑块25使用五个基部凸缘螺栓28。注意到的是，基部凸缘螺栓28当然不延伸穿过直到支撑块25，而是仅仅将基部凸缘12与适配器板24连接。

此外，图3公开了第一连接器板22、层状的弹性体支承件21以及第二连接器板23。图3还示出了螺栓26，螺栓26将适配器板24与第一连接器板22连接。

图4仅示出了阻尼装置20而没有图示出风力涡轮机的塔架。再者，阻尼装置20包括直接地连接到第一连接器板22的多个支撑块25。第一连接器板22连接到层状的弹性体支承件21，层状的弹性体支承件21在另一侧由第二连接器板23夹在中间。第二连接器板23经由螺栓26与适配器板24连接。

最后，图5以分解图图示出创造性阻尼装置的实施例。可以很好地看到的是，阻尼装置包括作为关键元件的层状的弹性体支承件21，层状的弹性体支承件21在顶部处和在底部处分别由第一连接器板22和第二连接器板23覆盖。第二连接器板23经由多个螺栓26与适配器板24连接。还注意到被钻到适配器板24中的五个基部凸缘孔27。这些基部凸缘孔27被布置并准备成容纳和接收例如在图3中公开的基部凸缘螺栓28。

Claims (6)

1.一种布置结构，包括风力涡轮机的塔架（10）和阻尼装置（20），其中，所述塔架（10）坐落于表面（30）上，其特征在于，所述阻尼装置（20）被布置在所述塔架（10）和所述表面（30）之间，

其中，所述表面（30）是船甲板的一部分，并且所述塔架（10）被临时地定位在所述船甲板上；或者所述表面（30）是岸上储存地的一部分，并且所述塔架（10）被临时地定位在所述岸上储存地处，

其中，

- 所述阻尼装置（20）包括层状的弹性体支承件（21）、第一连接器板（22）以及第二连接器板（22），所述层状的弹性体支承件（21）包括弹性体材料，

- 所述层状的弹性体支承件（21）被布置在所述第一连接器板（22）和所述第二连接器板（23）之间，

- 所述第一连接器板（22）被布置并准备成连接到所述表面（30），并且

- 所述第二连接器板（23）被布置并准备成连接到所述塔架（10）；

其中，

- 所述阻尼装置（20）还包括环形框架或多个单独的支撑块（25），并且

- 所述第一连接器板（22）经由所述环形框架或多个单独的支撑块（25）连接到所述表面（30）；

其中，

- 所述阻尼装置（20）还包括适配器板（24），并且

- 所述第二连接器板（23）经由所述适配器板（24）连接到所述塔架（10）的基部凸缘（12）。

2.根据权利要求1所述的布置结构，

其中，

- 所述塔架（10）是具有纵向轴线（11）的长形物体，并且

- 所述塔架（10）的纵向轴线（11）被定向成关于所述表面（30）大体上垂直。

3.根据前述权利要求中的任一项所述的布置结构，

其中，

- 所述塔架（10）包括基部凸缘（12），并且

- 所述第二连接器板（23）连接到所述塔架（10）的基部凸缘（12）。

4.根据权利要求1所述的布置结构，

其中，所述适配器板（24）借助于多个螺栓（26）附接到所述塔架（10）的基部凸缘（12）。

5.根据权利要求1所述的布置结构，其中，所述岸上储存地是港口。

6.根据权利要求1所述的布置结构，其中，所述弹性体材料是橡胶。

Images