CN115614239A

CN115614239A - 用于风力涡轮机的塔架的平台以及风力涡轮机

Info

Publication number: CN115614239A
Application number: CN202210830836.9A
Authority: CN
Inventors: M·兰森
Original assignee: Siemens Gamesa Renewable Energy AS
Current assignee: Siemens Gamesa Renewable Energy AS
Priority date: 2021-07-15
Filing date: 2022-07-15
Publication date: 2023-01-17
Also published as: EP4119791A1; US11873792B2; JP7375126B2; US20230014005A1; JP2023014050A; TW202319629A

Abstract

一种用于风力涡轮机（1）的塔架（2）的平台，其中所述平台（6）适于所述塔架（2）内部的悬挂布置并且包括用于沿水平方向抵靠塔架壁（7）支撑所述平台（6）的至少一个支撑装置（9），其中所述支撑装置（9）包括用于接触所述塔架壁（7）的支脚区段（10）、附接到所述平台（6）的邻接区段（11）和预张紧装置（12），其中所述预张紧装置以指向所述塔架壁（7）的预张紧力（F_p）抵靠所述邻接区段（11）预加载所述支脚区段（10），其中当指向所述平台（6）并且作用在所述支脚区段（10）上的力（F_l）超过所述预张紧力（F_p）时，所述支脚区段（10）可至少部分地朝向所述平台（6）移动。

Description

用于风力涡轮机的塔架的平台以及风力涡轮机

技术领域

本发明涉及一种用于风力涡轮机的塔架的平台，其中所述平台适于塔架内部的悬挂布置并且包括用于沿水平方向抵靠塔架壁支撑所述平台的至少一个支撑装置。此外，本发明涉及一种风力涡轮机。

背景技术

在风力涡轮机塔架的内部，可以提供一个或多个平台以实现风力涡轮机部件在塔架内部的一个或多个水平处的布置。所述平台可以例如以平台从塔架壁悬置的悬挂布置附接到塔架壁。这种悬挂布置可能需要限制平台在塔架内部的水平移动。在此上下文中，已知使用安装在平台上的机器支脚，其水平地抵靠塔架壁推动。

在KR 10-1676202 B1中，描述一种用于风力涡轮机塔架的以悬挂布置来布置的平台。所述平台包括将平台水平地抵靠塔架的内壁支撑的多个支撑结构。因此，所述支撑结构各自包括按压部件，其使用布置在平台的边缘与所述按压部件之间的弹簧抵靠塔架壁按压。

发明内容

本发明基于如下目的：提供一种用于风力涡轮机的平台，其允许平台在塔架壁上的经改善支撑。

根据本发明，此问题通过开始时描述的平台解决，其中所述支撑装置包括用于接触塔架壁的支脚区段、附接到平台的邻接区段和预张紧装置，其中所述预张紧装置以指向塔架壁的预张紧力抵靠邻接区段预加载支脚区段，其中当指向平台并且作用在支脚区段上的力超过所述预张紧力时，支脚区段可至少部分地朝向平台移动。

预张紧装置抵靠邻接区段预张紧支脚区段。预张紧装置可以是可压缩的并且被布置成在支撑装置的卸载状态下至少部分被压缩。特别地，预张紧装置可以进一步压缩以吸收超过预张紧力的负载。

邻接区段附接到平台，使得预张紧装置例如以指向塔架的相邻内壁的预张紧力抵靠邻接区段按压支脚区段。支脚区段可以至少部分从平台的边缘凸出。特别地，支脚区段的凸出部分可朝向平台的相邻边缘移动，或者整个支脚区段可以分别朝向平台的中心或中心部分移动。因此，支撑装置是顺应的和/或可至少部分缩回，其中当从塔架壁作用在支脚区段上的力超过预张紧力时，支脚区段缩回。

抵靠邻接区段按压支脚区段会导致预张紧力，在支脚区段移动和/或预张紧装置等等的压缩变成可能之前，从塔架壁作用在支脚区段上的力必须超过所述预张紧力。这具有如下优点：当作用在支脚区段上的负载低于预张紧力时，支撑装置或分别由支撑装置中的一者或多者支撑的平台展现刚性行为。

有利地，支撑装置对分别低于预张紧力的力或负载的固有刚度防止平台在正常操作中移动，其中不出现负载峰值。当只有小的力从塔架壁作用在支撑装置上时，在正常操作中也具有的柔性将允许平台振荡，从而使得在平台上行走或工作不安全。此外，平台的这种永久振荡或移动可能导致平台与相邻构造（例如梯子、支撑支柱和安装在一个或多个平台和/或风力涡轮机的其他区段之间的其他结构）之间的疲劳问题。

因此，支撑装置仅分别适应超过预张紧力的力或负载，使得当较高负载或负载峰值分别从塔架壁作用在支撑装置的支脚区段上时，支撑装置保护平台免于受损。布置在平台与塔架壁之间的支撑装置的此顺应性帮助减少引起平台的大水平加速度的极端载荷。由于平台的惯性及其悬置性质，这种加速度可能导致高负载通过支撑装置传递。在永久刚性支撑装置的情况下，这些负载将在平台自身中传递，从而使安装在平台上的构造（如电气柜、电缆桥架和引导件等等）发生应变。

提供预张紧力具有如下优点：保护平台免受高负载峰值的影响。这减少制作平台所需的材料量，因为其可以针对平台必须承受的较低最大负载来构造。有利地，根据本发明的平台可以用更少材料和部件和/或用更少量的支撑结构制造，这可以降低制造成本。此外，平台的重量也可以减少，从而有利于平台的运输和安装。

预张紧装置抵靠邻接区段预加载支脚区段使得支撑装置在正常操作中刚性地起作用，但是在极端负载下是顺应的，使得平台在风力涡轮机的正常操作中完全稳定。同时，避免极端负载传递到平台中，从而降低对支撑装置、平台和安装在平台上的其他构造的要求。

优选地，所述平台包括多个支撑装置，其中所述支撑装置围绕平台的圆周布置。特别地，所述平台可以是圆形的，使得其包括圆形外圆周。然而，平台的其他形状（如矩形、平方形等等）也是可能的，这取决于待布置所述平台的风力涡轮机的塔架的横截面几何形状。

通过提供多个支撑装置，平台可以围绕其外圆周处处得到支撑，以便承受沿任何方向的水平负载。特别地，支撑装置可以围绕平台的圆周等距分布。例如，在包括三个支撑装置的圆形平台上，支撑装置可以围绕圆形外圆周以120°的步长间隔开。

在优选实施例中，邻接区段包括至少部分包围预张紧装置和支脚区段的一部分的U形托架，其中预张紧装置抵靠所述U形托架按压支脚区段的板区段。特别地，支脚区段布置在U形托架的支腿之间。支脚区段可以被分别视为U形托架或邻接区段的内托架。

预张紧装置特别是抵靠U形托架的中间区段按压支脚区段的板区段，其中支脚区段的沿塔架壁的方向从U形托架的中间区段凸出的部分分别与内塔架壁的一部分连接或直接接触。在相对侧处，U形托架的支腿可以直接或通过邻接区段的一个或多个其他部分附接到平台。板区段可以是平坦板，或者其可以是具有更复杂几何形状的区段的一部分。

优选地，支脚区段包括至少在板区段与支脚区段的基部之间延伸以便接触塔架壁的杆。板区段可以远离基部，其中基部和板区段两者都可以牢固地连接到所述杆，或者分别与所述杆铸成一件。

在实施例中，所述杆延伸穿过板区段中的孔，其中支脚区段的从邻接区段朝向塔架壁凸出的部分的长度是可调节的。

优选地，所述杆包括延伸穿过所述孔的螺纹区段。所述螺纹区段可以通过接合所述螺纹区段的至少两个螺母附接到板区段。这允许调节从邻接区段、特别是从邻接区段的U形托架的中间区段凸出的支脚区段的长度。通过调节从邻接区段凸出的支脚区段的长度，可以桥接平台与塔架的内壁之间的小间隙。特别地，可能的是，可以将杆区段调节成从邻接区段的分别指向邻近内塔架壁或内塔架壁的相邻部分的侧面凸出1 cm和20 cm之间。

优选地，预张紧装置包括弹簧、特别是盘簧、板簧、碟形弹簧或气体弹簧，和/或压缩弹性构件。优选地，预张紧装置可以包括至少部分围绕支脚区段的杆区段布置的螺旋形盘簧。包括压缩弹簧和/或压缩弹性构件的预张紧装置可以抵靠邻接区段按压支脚区段以便引起预张紧力。此外，当作用在支脚区段上的负载超过预张紧力时，预张紧装置的进一步压缩是可能的，使得负载峰值可以分别被支撑装置或其预张紧装置减弱和/或至少部分吸收。

优选地，预张紧装置是可调节的，其中预张紧力取决于对预张紧装置的调节。例如，可以通过分别在预张紧装置的预张紧状态下或支撑装置的卸载状态下提供弹簧的可调节压缩来调节预张紧装置的弹簧。可以例如通过改变气体弹簧的气体压力来调节预张紧装置的气体弹簧。同样，在预张紧装置的预张紧状态下，弹性构件可以设置有不同压缩。

在实施例中，支撑装置包括用于引导支脚区段朝向平台移动的至少一个引导装置。当预张紧装置因作用在支脚区段上并超过预张紧力的负载而被压缩时，所述引导装置允许引导支脚区段。支脚区段可以被线性地引导，使得其移动被限制为横向移动、特别是朝向平台的边缘和/或中心。

优选地，所述引导装置是邻接区段中的槽，其中支脚区段的凸出部接合在所述槽中。特别地，所述引导装置可以是邻接区段的U形托架的支腿中的槽。支脚区段的凸出部（例如支脚区段的板区段的凸出部）可以接合在所述槽中。可能的是，U形托架的两个支腿都包括槽作为引导装置。

优选地，所述平台包括多个附接装置，其中所述附接装置围绕平台的圆周布置。所述附接装置可以例如是附接支柱，其中每一支柱的与平台相对的端部可附接到塔架壁。这允许将平台以悬挂布置来布置在塔架的内部中。

根据本发明的风力涡轮机包括根据本发明的至少一个平台。特别地，所述风力涡轮机可以包括多个平台，其布置在风力涡轮机的中空塔架的内部中。例如，所述风力涡轮机可以在塔架的内部中包括1和10个之间的（例如6个）平台。

关于根据本发明的平台描述的所有细节和优点都相应地适用于根据本发明的风力涡轮机、并且反之亦然。

附图说明

根据结合附图考虑的以下具体实施方式，本发明的其他目的和特征将变得显而易见。然而，所述附图仅是出于图示目的设计的原理草图，并且并不限制本发明。附图示出：

图1是根据本发明的风力涡轮机的实施例，

图2是根据本发明的平台的实施例，

图3是根据本发明的平台的支撑装置的第一实施例的透视图，

图4是根据本发明的平台的支撑装置的第一实施例的顶视图，以及

图5是根据本发明的平台的支撑装置的第二实施例的顶视图。

具体实施方式

在图1中，示出风力涡轮机1的实施例。风力涡轮机1包括塔架2，其支撑风力涡轮机1的机舱3。机舱3承载毂部4，风力涡轮机1的多个转子叶片5附接到毂部4。多个平台6布置在塔架2的内部中。平台6悬挂布置在塔架2内部，其中平台6通过多个附接装置8附接到内塔架壁7。附接装置8与塔架2的内壁7之间的附接发生在附接装置8的远离平台6的表面的端部处，使得平台6各自以悬挂布置来布置在塔架2的内部中。

在图2中，示出平台6的实施例。平台6包括多个附接装置8，附接装置8围绕圆形平台6的外圆周布置。附接装置8被提供为附接支柱，其围绕圆形平台6的外圆周成对等距布置。可能的是，平台6包括不同形状、不同数量的附接装置8和/或附接装置8在平台6上的不同布置。

为允许将平台6沿水平方向抵靠内塔架壁7支撑，平台6包括多个支撑装置9。支撑装置9中的每一者包括在直接相邻于支撑装置9的部分中接触塔架壁7的支脚区段10。通过支撑装置9，获得平台6在塔架内部的水平支撑。

支撑装置9围绕平台6的外圆周布置。支撑装置9可以围绕圆周等距布置。支撑装置9围绕圆周的另一分布也是可能的。在此实施例中，平台6包括三个支撑装置，其各自被布置成围绕平台6的圆形圆周偏移120°。

在图3中，以透视图示出支撑装置9的第一实施例。支撑装置9包括用于接触塔架壁7的支脚区段10、附接到平台6的邻接区段11和预张紧装置12，预张紧装置12抵靠邻接区段11预加载支脚区段10。在此实施例中，所述预张紧装置被提供为螺旋形盘簧。预张紧装置12以分别指向塔架壁7或指向支脚区段10的基部13的预张紧力F_p抵靠邻接区段11预加载支脚区段10。

邻接区段11包括U形托架14，其包围预张紧装置12和支脚区段10的一部分。U形托架14包括两个支腿15、16，其中预张紧装置12和支脚区段10的一部分布置在支腿15、16之间。预张紧装置12抵靠U形托架14的中间部分18按压支脚区段10的板区段17。板区段17附接到支脚区段10的杆19，其中杆19延伸穿过邻接区段14中、特别是U形托架14的中间区段18中的孔20。在此实施例中，邻接区段14通过多个螺钉21附接到平台6。支脚区段10形成U形托架14的内托架。

预张紧力F_p分别抵靠U形托架14的中间部分18或邻接区段11按压支脚区段10的板区段17。当来自塔架壁2的负载力F_l作用在支脚区段10上时，首先必须超过预张紧力F_p，然后发生预张紧装置12的进一步压缩、并且因此发生支脚区段10的移动。这针对低于预张紧力F_p的力F_l提供平台6在塔架2的内壁7上的刚性支撑。

对于超过预张紧力F_p的负载F_l，获得平台6的顺应支撑。较高负载F_l的超过预张紧力F_p的部分可以至少部分通过预张紧装置12的进一步压缩和支脚区段10的对应移动被吸收。预张紧装置12的压缩引起可移动支脚区段10分别朝向平台6的边缘或朝向平台6的中心部分的缩回。

为了引导此缩回移动，支撑装置9包括两个引导装置22。引导装置22各自包括布置在U形托架14的支腿15、16中的一者中的槽23、24。支脚区段10的板区段17包括两个凸出部25、26，其各自接合在槽23、24中的一者中。

在图4中，示出支撑装置9的顶视图。支脚区段12的杆区段19包括螺纹区段27，其延伸穿过板区段17中的孔28。两个螺母29、30附接到螺纹区段27以允许调节支脚区段10的长度。特别地，可以调节支脚区段10的从平台6的边缘朝向内塔架壁7凸出的部分的长度。这允许在塔架壁7与平台6之间桥接不同大小的间隙。支脚区段10可以被可调节成例如从U形托架14的中间区段18朝向内塔架壁7凸出1 cm和20 cm之间。

附接部分11的U形托架14可以直接附接到平台6。可能的是，在平台6的顶部表面和/或底部表面上提供附接结构，附接部分11或U形托架14分别附接到所述附接结构。

在图5中，示出支撑装置9的第二实施例。在此实施例中，附接部分11包括基板31，其附接到平台6。基板31通过螺钉21连接到U形托架14。

基板31包括带有内螺纹的孔32，支撑装置9的调节装置33延伸穿过所述孔。调节装置33包括板区段34，其与预张紧装置12直接接触。此外，调节装置33包括螺纹部分35，其凸出穿过孔32并接合在孔32的内螺纹中。调节装置33允许通过更靠近于U形托架14的中间区段18移动基板31来调节预张紧装置12的预张紧力F_p。这增加预张紧装置12的初始压缩、并且因此增加支撑装置9的卸载状态下的力F_p。为了进一步固定调节装置33的位置，可以将一个或多个螺母36附接到螺纹部分35。

作为盘簧的补充或替代，也可以使用其他类型的预张紧装置12。还可以使用预张紧装置，其包括板簧、碟形弹簧、气体弹簧或这些类型的弹簧的组合。另外或可替代地，使用压缩弹性构件作为预张紧装置12也是可能的。如关于第二实施例所论述的，对预张紧力F_p的调节也可以通过其他类型的预张紧装置12发生。当使用气体弹簧时，也可以通过调节气体弹簧中的气体压力来进行调节。

通过预张紧装置12，特别是施加在1 kN和100 kN之间、特别是在5 kN和25 kN之间的预张紧力，例如10 kN的力。这允许平台6在风力涡轮机1的正常负载条件下在塔架2的内部中的刚性布置。

当例如因塔架2的风引起的移动增加而出现较高负载时，超过预张紧力F_p，使得预张紧装置12被部分压缩，并且支脚区段10至少部分地朝向平台6的方向移动。有利地，支撑装置9对高负载峰值的吸收允许减少平台6的材料和/或支撑结构的量，使得可以减少风力涡轮机1中的平台6所需的重量和材料。

虽然已经参考优选实施例详细描述了本发明，但是本发明不受所公开示例的限制，根据所公开的示例，本领域技术人员能够在不背离本发明的范围的情况下得出其他变型。

Claims

1.一种用于风力涡轮机（1）的塔架（2）的平台，其中，所述平台（6）适于所述塔架（2）内部的悬挂布置并且包括用于沿水平方向抵靠塔架壁（7）支撑所述平台（6）的至少一个支撑装置（9），其中，所述支撑装置（9）包括用于接触所述塔架壁（7）的支脚区段（10）、附接到所述平台（6）的邻接区段（11）和预张紧装置（12），其中，所述预张紧装置以指向所述塔架壁（7）的预张紧力（F_p）抵靠所述邻接区段（11）预加载所述支脚区段（10），其中，当指向所述平台（6）并且作用在所述支脚区段（10）上的力（F_l）超过所述预张紧力（F_p）时，所述支脚区段（10）能够至少部分地朝向所述平台（6）移动。

2.根据权利要求1所述的平台，其特征在于，所述平台（6）包括多个支撑装置（9），其中，所述支撑装置（9）围绕所述平台（6）的圆周布置。

3.根据权利要求1或2所述的平台，其特征在于，所述邻接区段（11）包括至少部分包围所述预张紧装置（12）和所述支脚区段（10）的一部分的U形托架（14），其中，所述预张紧装置（12）抵靠所述U形托架（14）按压所述支脚区段（10）的板区段（17）。

4.根据权利要求3所述的平台，其特征在于，所述支脚区段（10）包括至少在所述板区段（17）与所述支脚区段（10）的基部（13）之间延伸以便接触所述塔架壁（7）的杆（19）。

5.根据权利要求4所述的平台，其特征在于，所述杆（19）延伸穿过所述板区段（17）中的孔（28），其中，所述支脚区段（10）的从所述邻接区段（11）朝向所述塔架壁（7）凸出的部分的长度是能够调节的。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的平台，其特征在于，所述预张紧装置（12）包括弹簧、特别是盘簧、板簧、碟形弹簧或气体弹簧，和/或压缩弹性构件。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的平台，其特征在于，所述预张紧装置是能够调节的，其中，所述预张紧力（F_p）取决于对所述预张紧装置（12）的调节。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的平台，其特征在于，所述支撑装置（9）包括用于引导所述支脚区段（10）朝向所述平台（6）移动的至少一个引导装置（22）。

9.根据权利要求8所述的平台，其特征在于，所述引导装置（22）是所述邻接区段（11）中的槽（23、24），其中，所述支脚区段的凸出部（25、26）接合在所述槽（23）中。

10.根据前述权利要求中的任一项所述的平台，其特征在于，所述平台包括多个附接装置（8），其中，所述附接装置（8）围绕所述平台（6）的圆周布置。

11.一种风力涡轮机，其包括至少一个根据前述权利要求中的任一项所述的平台（6）。