一种塔筒及使用该塔筒的风力发电机
技术领域
本实用新型涉及风力发电设备技术领域,特别涉及一种塔筒及使用该塔筒的风力发电机。
背景技术
风力发电作为一种无污染和可再生能源的利用方式,越来越受到广泛的推广与应用,其技术也在不断的进步。风力发电机主要包括叶片、发电机、塔筒等部件。其中塔筒固定在风机基础之上,用于支撑其上的叶片和发电机组。塔筒的结构形式与技术创新也在不断的发展进步,塔筒向钢质混凝土塔筒演变。目前的钢质混凝土塔筒主要存在以下缺点:塔筒的筒体为厚钢板,材料用量大,并且塔筒的结构强度较差。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种塔筒及使用该塔筒的风力发电机,以解决现有技术中的存在的塔筒的筒体为厚钢板,材料用量大,并且塔筒的结构强度较差的技术问题。
本实用新型提供了一种塔筒,包括塔筒节段,所述塔筒节段包括多根金属管和两个法兰,多根所述金属管顺次排布围成塔筒腔;两个法兰分别位于所述金属管的两端,其中,所述金属管的一端与其中一个法兰固定连接,所述金属管的另一端与另一个法兰固定连接。
进一步地,相邻两个所述金属管的管身相贴合且通过焊接连接。
进一步地,相邻两个所述金属管之间间隔设置,并且相邻两个所述金属管的管身之间通过第一连接板连接。
进一步地,相邻两个所述金属管的管身之间还通过第二连接板连接;所述第一连接板和所述第二连接板沿所述塔筒腔的径向方向由内向外依次排布;
所述第一连接板、所述第二连接板及相邻两个所述金属管的管身之间形成容腔。
进一步地,沿所述金属管的管身的延伸方向间隔设置有多个贯通孔,多个所述贯通孔分别与所述容腔相连通。
进一步地,所述容腔内浇筑有混凝土。
进一步地,所述法兰设置有多个金属管安装孔,多个所述金属管安装孔依次间隔排列形成第一环圈;所述法兰还设置有多个螺栓安装孔,多个所述螺栓安装孔依次间隔排列形成第二环圈;所述第一环圈设置于所述第二环圈的外部;所述金属管的两端均固定于所述金属管安装孔中。
进一步地,所述金属管内穿装有钢筋笼;所述钢筋笼的延伸方向的两端中的至少一端伸出所述法兰的端面;所述塔筒节段的数量为多个,多个所述塔筒节段顺次连接;相邻两个所述塔筒节段中,其中一个所述塔筒节段中的所述钢筋笼伸出所述法兰的端面的部分插装于另一个所述塔筒节段的所述金属管中。
进一步地,所述金属管中浇筑有混凝土。
本实用新型还提供了一种风力发电机,包括叶片及所述的塔筒,所述叶片安装于所述塔筒上。
与现有技术相比,本实用新型的有益效果为:
本实用新型提供的塔筒,包括塔筒节段,塔筒节段包括多根金属管和两个法兰,多根金属管顺次排布围成塔筒腔;两个法兰分别位于金属管的两端,其中,每个金属管的一端与其中一个法兰固定连接,每个金属管的另一端与另一个法兰固定连接。通过直接采用金属管围成,并在金属管的两端分别连接法兰,从而形成塔筒节段;塔筒可以由一节或多节塔筒节段组成,当塔筒由多节塔筒节段组成时,相邻两个塔筒节段通过法兰连接;由于直接采用金属管,因此降低了塔筒的钢材成本,降低了塔筒的制造难度,减少了焊接量,节约了制造成本,优化了塔筒的结构形式,便于加工制造,并且提高塔筒的承载能力,结构强度高。
本实用新型提供的风力发电机包括叶片及的塔筒,叶片安装于塔筒上;该风力发电机采用了本实用新型提供的塔筒,基于前述分析可知,本实用新型提供的风力发电机,降低了塔筒的钢材成本,降低了塔筒的制造难度,减少了焊接量,节约了制造成本,优化了塔筒的结构形式,便于加工制造,并且提高塔筒的承载能力,结构强度高。
附图说明
构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解,本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
图1是实施例一提供的塔筒的立体结构示意图;
图2是实施例一提供的塔筒的局部截面示意图;
图3是实施例一提供的法兰的局部结构示意图;
图4是实施例一提供的钢筋笼的结构示意图;
图5是实施例一提供的支撑板的结构示意图。
图6是实施例二提供的塔筒的局部截面示意图;
图7是实施例三提供的塔筒未安装第一连接板和第二连接板的局部结构示意图;
图8是实施例三提供的塔筒的局部截面示意图(已安装第一连接板和第二连接板)。
图中:
101-金属管;102-法兰;103-塔筒腔;
104-金属管安装孔;105-螺栓安装孔;106-钢筋笼;
107-钢筋;108-支撑板;109-圆孔;
110-钢筋安装孔;111-第一连接板;112-第二连接板;
113-容腔;114-贯通孔。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
在本实用新型的描述中,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,也可以是机械连接,也可以是直接相连,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实用新型中的具体含义。
实施例一
参见图1至图5所示,本实用新型实施例一提供了一种塔筒,包括塔筒节段,塔筒节段包括多根金属管101和两个法兰102,多根金属管101顺次排布围成塔筒腔103;两个法兰102分别位于金属管的两端,其中,金属管的一端与其中一个法兰102固定连接,金属管的另一端与另一个法兰102固定连接。
具体而言,塔筒节段的数量为一个或多个,该实施例中,塔筒节段的数量为多个,多个所述塔筒节段顺次连接;多根金属管的管身的延伸方向相互平行,法兰102呈圆环形;多根金属管沿圆周排布;金属管的管身的延伸方向也就是金属管的长度方向;金属管为钢管,并且钢管的直径与及钢管的数量可以根据外部载荷计算得出。
需要说明的是,该实施例中金属管不仅局限于钢管,也可以根据实际工况自由选取其他材质的金属管,用以实现节约制造成本,并提高塔筒承载能力功能;对于其他材质的金属管该实施例一不再一一具体赘述。
该实施例提供的塔筒,通过直接采用金属管围成,并在金属管的两端分别连接法兰102,从而形成塔筒节段;塔筒可以由一节或多节塔筒节段组成,当塔筒由多节塔筒节段组成时,相邻两个塔筒节段通过法兰102连接;由于直接采用金属管,因此降低了塔筒的钢材成本,降低了塔筒的制造难度,减少了焊接量,节约了制造成本,优化了塔筒的结构形式,便于加工制造,并且提高塔筒的承载能力,结构强度高,简化了制造工艺。
该实施例中,法兰102设置有多个金属管安装孔104,多个金属管安装孔104依次间隔排列形成第一环圈;法兰102还设置有多个螺栓安装孔105,多个螺栓安装孔105依次间隔排列形成第二环圈;第一环圈设置于第二环圈的外部;金属管的两端均固定于金属管安装孔104中,且钢管与法兰102的上下端面均采用环焊缝焊接,提高了结构承载能力,降低了环焊缝开裂风险。
具体而言,沿法兰102的径向由内向外的方向上,第一环圈位于第二环圈的外部;塔筒节段的数量为一个或多个,当塔筒节段的数量为两个时,多个塔筒节段依次连接,相邻两个塔筒节段中,其中一个塔筒节段的法兰102与另一个塔筒节段的法兰102相对接,具体操作为:采用螺栓穿过两个塔筒节段的法兰102并且螺母锁紧;该螺栓为高强度螺栓。
该实施例中,金属管内穿装有钢筋笼106;钢筋笼106的延伸方向的两端中的至少一端伸出法兰102的端面。相邻两个塔筒节段中,其中一个塔筒节段中的钢筋笼伸出法兰的端面的部分插装于另一个塔筒节段的金属管中。
具体而言,钢筋笼106的延伸方向的一端伸出金属管的一端的法兰102的端面,钢筋笼106的延伸方向的另一端不伸出金属管的另一端的法兰102的端面,且钢筋笼106的延伸方向的另一端与法兰102的端面设置有预定高度差;也就是说钢筋笼106的顶端伸出金属管,钢筋笼106的底端凹进金属管,这样钢筋笼106伸出金属管的部分能够插入另一节塔筒节段的金属管中,以能够辅助高强度螺栓起到连接作用,提高塔筒整体的承载能力,延长高强度螺栓的使用寿命。
钢筋笼106由若干根环向布置的钢筋107以及若干个沿钢筋107的长度方向布置的支撑板108焊接而成,其中钢筋穿设于支撑板108上;支撑板108为圆形,且支撑板108外径小于金属管的内径,以便钢筋笼106能够顺畅的装入金属管的内部;支撑板108的中心设置有圆孔109,以便混凝土能够灌满钢管,支撑板108均匀设置一定数量的钢筋安装孔110,也就是说,支撑板上设置有呈圆周分布的多个钢筋安装孔,用以供钢筋穿过钢筋安装孔110。
该实施例中,金属管中浇筑有混凝土。通过在金属管内灌注混凝土,增强了塔筒节段的抗压承载能力,并且减少了钢材的用量。
该实施例中,相邻两个金属管的管身相贴合且通过焊接连接,也就是说,多根金属管的管身彼此之间均紧密贴合,并且通过焊接将多根金属管连接在一起,这样降低了塔筒的钢材成本。
实施例二
该实施例二也提供了一种塔筒,该实施例二的塔筒描述了所述相邻两个金属管之间的连接方式的另一种实现方案,除此之外的实施例一的技术方案也属于该实施例二,不再重复描述。
参见图6所示,该实施例中,相邻两个金属管之间间隔设置,并且相邻两个金属管的管身之间通过第一连接板111连接。
具体而言,相邻两个金属管的管身之间存在间隔距离,相邻两个金属管的管身通过第一连接板111连接。通过采用第一连接板111将相邻两个金属管连接在一起,减少了塔筒节段中金属管的数量。
实施例三
该实施例三也提供了一种塔筒,该实施例三的塔筒描述了所述相邻两个金属管之间的连接方式的另一种实现方案,除此之外的实施例一的技术方案也属于该实施例三,不再重复描述。
参见图7和图8所示,该实施例中,相邻两个金属管之间间隔设置,并且相邻两个金属管的管身之间通过第一连接板111连接。
具体而言,相邻两个金属管的管身之间存在间隔距离,相邻两个金属管的管身通过第一连接板111连接。通过采用第一连接板111将相邻两个金属管连接在一起,减少了塔筒节段中金属管的数量。
该实施例中,相邻两个金属管的管身之间还通过第二连接板112连接;第一连接板111的板面与第二连接板112的板面相对;第一连接板111和第二连接板112沿塔筒腔103的径向方向由内向外依次排布;第一连接板111、第二连接板112及相邻两个金属管的管身之间形成容腔113。
具体而言,容腔113的腔壁包括第一连接板111和第二连接板112相对的板面,以及两个金属管相对管身。容腔113内浇筑有混凝土;通过向容腔113内浇筑混凝土,大大增强了塔筒节段的抗压承载能力。
该实施例中,沿金属管的管身的延伸方向间隔设置有多个贯通孔114,多个贯通孔114分别与容腔113相连通。为了使多个金属管之间形成的多个容腔113均相连通,金属管的管身的相对的两侧均开设有贯通孔,这样混凝土能够灌满容腔113与金属管的内部,避免出现空隙。
实施例四
该实施例提供了一种风力发电机,包括叶片及实施例一至实施例三中任一方案所述的塔筒,叶片安装于塔筒上。
需要说明的是,对于已描述的塔筒的技术方案也属于该实施例四该实施例四不再赘述。
该实施例提供的风力发电机,降低了塔筒的钢材成本,降低了塔筒的制造难度,减少了焊接量,节约了制造成本,优化了塔筒的结构形式,便于加工制造,并且提高塔筒的承载能力,结构强度高。
本实施新型实施例一至实施例三提供的塔筒的具体施工过程为:
1)将钢筋笼以及未安装钢筋笼的塔筒节段运至施工现场;
2)将第一节塔筒节段吊装至安装位后,将钢筋笼吊装至金属管内;
3)在塔筒节段的顶部向金属管内浇筑混凝土,金属管即变为混凝土实心金属管;
4)然后吊装另一节塔筒节段于第一节塔筒节段的上方,将第一节塔筒节段的钢筋笼顶部插入其上方的塔筒节段的底部,再将两节塔筒用高强度螺栓连接;
5)重复完成上述钢筋笼吊装、混凝土浇筑等过程即完成了整个塔筒的安装。
需要说明的是,对于实施例三中的塔筒节段的安装时,在向金属管内浇筑混凝土时,还需要向空腔内浇筑混凝土。
以上仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外,本领域的技术人员能够理解,尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征,但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新开型的范围之内并且形成不同的实施例。