塔筒及风力发电设备
技术领域
本实用新型涉及风力发电技术领域,特别涉及一种塔筒及风力发电设备。
背景技术
混凝土塔筒一般为数段圆锥或圆筒状的结构现场安装组合而成,请参阅图1,现有塔筒包括上塔筒1和下塔筒2,目前所采用的相接合的上塔筒1和下塔筒2的端面均为水平面。即说明相邻塔筒之间存在接合面3且该接合面3为水平面,现有技术采用接合面现场灌浇的方式接合相邻塔筒,接合作业完成后,该混凝土塔筒上的接合面均受到水平剪力,而单个塔筒为混凝土预制件,其强度很高,因此,上述相邻塔筒的接合面成为整个塔筒的最薄弱环节。
具体地,由于现有单个塔筒的端面为水平面,使得相邻塔筒的接合面只能为水平面,相接合的塔筒之间存在水平剪力,加之采用接合面现场灌浇方式接合相邻塔筒,现场灌浇的混凝土质量无法保证,其承担水平剪力的性能无法保证,使整个塔筒的整体质量难以控制,易出现强度缺陷。并且,相邻塔筒接合前需先进行对位操作,接合面为水平面导致对位操作不易进行,操作人员需花费较大心力方可完成对位。由此可知,现有塔筒的强度低、安装便捷性低。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种塔筒,以解决现存塔筒的强度低及安装便捷性低的技术问题。
为达到上述目的,本实用新型采用以下技术方案:
一种塔筒,包括上下接合的上塔筒和下塔筒,所述上塔筒与所述下塔筒之间的接合面至少部分为圆环形锥面。
进一步地,所述接合面全部为圆环形锥面。
进一步地,所述接合面包括多个所述圆环形锥面,多个所述圆环形锥面的锥度不同且依次连接。
进一步地,沿所述塔筒的高度方向,多个所述圆环形锥面的锥角渐变设置。
进一步地,所述接合面还包括圆环形水平面,所述圆环形水平面与所述圆环形锥面连接构成所述接合面。
进一步地,所述圆环形水平面至少为两个,所述圆环形锥面至少为两个,所述圆环形水平面与所述圆环形锥面交替设置。
进一步地,所述圆环形水平面的径向尺寸与所述圆环形锥面的径向尺寸的比值为2:3。
进一步地,所述塔筒的直径由所述上塔筒顶端至所述下塔筒的底端逐渐增大,所述圆环形锥面与所述塔筒的筒壁垂直设置。
进一步地,所述上塔筒的直径与所述下塔筒的直径相同,所述圆环形锥面与水平面的夹角不大于5°。
本实用新型提供的塔筒,上塔筒与下塔筒之间的接合面至少部分为圆环形锥面,即上塔筒与下塔筒之间的接合面非完全的圆环形水平面,而接合面本身至少部分为圆锥面,即接合面的水平剪力方向与上述圆锥面形成有一定的夹角,该夹角即为接合面倾角;此时水平剪力由预制塔筒承担,替代现有技术以现场灌浇的混凝土来承担水平剪力的方式,由于塔筒由相对成熟的预制工艺预制形成并经过严格的质量控制,塔筒的质量得以保证,相邻塔筒之间的水平剪力由塔筒承担,塔筒接合处的可靠性得以提高,相比于现有技术,塔筒的整体强度大幅提高。并且,上述至少部分为圆环形锥面的接合面使塔筒的对位操作更加便捷,圆锥面本身具有自动对位的功能,沿其锥面可便捷完成对位操作,操作人员只需花费较少时间和精力即可完成,即整个塔筒的安装便捷性提高,安装成本及人工成本降低。
本实用新型的另一目的在于提供一种风力发电设备,以解决现存风力发电设备的塔筒的强度低及安装便捷性低的技术问题。
上述风力发电设备包括风力发电机组及如上所述的塔筒,所述风力发电机组装设在所述塔筒的顶端。
上述风力发电设备相比于现有技术的有益效果,同于上述塔筒相比于现有技术的有益效果,此处不再赘述。
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是相关技术中的塔筒的结构示意图;
图2是本实用新型实施例一提供的塔筒的结构示意图一;
图3是本实用新型实施例一提供的塔筒的结构示意图二;
图4是本实用新型实施例三提供的塔筒的结构示意图一;
图5是本实用新型实施例三提供的塔筒的结构示意图二。
图中:
1-上塔筒; 2-下塔筒;
3-接合面; 31-圆环形锥面;
32-圆环形水平面; Ft-水平剪力。
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;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实用新型中的具体含义。
请参阅图2至图5,本实用新型实施例提供的塔筒包括上下接合的上塔筒1和下塔筒2,所述上塔筒1与所述下塔筒2之间的接合面3至少部分为圆环形锥面31。
本实用新型提供的塔筒,上塔筒1与下塔筒2之间的接合面3至少部分为圆环形锥面31,即上塔筒1与下塔筒2之间的接合面3非完全的圆环形水平面,而接合面3本身至少部分为圆锥面,即接合面3的水平剪力Ft方向与上述圆锥面形成有一定的夹角,该夹角即为接合面倾角;此时水平剪力Ft由预制塔筒承担,替代现有技术以现场灌浇的混凝土来承担水平剪力的方式,由于塔筒由相对成熟的预制工艺预制形成并经过严格的质量控制,塔筒的质量得以保证,相邻塔筒之间的水平剪力由塔筒承担,塔筒接合处的可靠性得以提高,相比于现有技术,塔筒的整体强度大幅提高。并且,上述至少部分为圆环形锥面的接合面使塔筒的对位操作更加便捷,圆锥面本身具有自动对位的功能,沿其锥面可便捷完成对位操作,操作人员只需花费较少时间和精力即可完成,即整个塔筒的安装便捷性提高,安装成本及人工成本降低。
具体地,本实用新型实施例包括以下若干具体实施例:
实施例一
图2和图3示出了本实施例一提供的塔筒,请参阅图2和图3,塔筒包括上下接合的上塔筒1和下塔筒2,所述上塔筒1与所述下塔筒2之间的接合面3全部为圆环形锥面。
需要说明的是,该实施例中,接合面3为一个圆环形锥面,该圆环形锥面的内边界线与塔筒的内筒壁连接,该圆环形锥面的外边界线与塔筒的外筒壁连接,该圆环形锥面的锥度为唯一设定值。
现有技术中塔筒的设计形式有两种,包括筒壁倾斜式塔筒和筒壁直立式塔筒,基于该两种不同设计形式的塔筒,请继续参阅图2,本实施例中,若所述塔筒的直径由所述上塔筒1顶端至所述下塔筒2的底端逐渐增大,则优选所述圆环形锥面31与所述塔筒的筒壁垂直设置,此时,所使用的下塔筒的外筒壁与其顶端面垂直设置,下塔筒的外筒壁与其顶端面的连接处的尖锐度小,不易磕碰或损坏;同理,所使用的上塔筒的内筒壁与其底端面垂直设置,上塔筒的内筒壁与其底端面的连接处的尖锐度小,不易磕碰或损坏。综合而言,接合面全部为圆环形锥面,且圆环形锥面与塔筒的筒壁垂直设置,在实现自动对位的同时,进一步提高塔筒的可靠性和使用强度。
若所述上塔筒的直径与所述下塔筒的直径相同,即塔筒整体为直立式塔筒,则优选所述圆环形锥面与水平面的夹角不大于5°,该设置方式同样可保证塔筒的内外筒壁与其顶端面或底端面保持合适的角度,便于制造的同时,防止轻易磕碰至损坏,保证安塔筒时实现自动对位的基础上,进一步提高塔筒的可靠性和使用强度。
实施例二
本实施例中,塔筒包括上下接合的上塔筒和下塔筒,所述上塔筒与所述下塔筒之间的接合面全部为圆环形锥面。
需要说明的是,该实施例中,所述接合面包括多个所述圆环形锥面,多个所述圆环形锥面的锥度不同且依次连接。
进一步地,沿所述塔筒的高度方向,多个所述圆环形锥面的锥角渐变设置,该渐变设置包括沿塔筒的高度方向自上而下逐渐增大或逐渐减小,以及沿塔筒的高度方向自下而上逐渐增大或逐渐减小。
优选地,当接合面包括多个圆环形锥面时,设置多个圆环形锥面的锥角沿塔筒的高度方向自上而下逐渐增大或沿塔筒的高度方向自下而上逐渐增大,该两种优选方式可保证与接合面对应的塔筒筒壁有足够的厚度,防止磕碰至损坏,保证安装塔筒时实现自动对位的基础上,进一步提高塔筒的可靠性和使用强度。
实施例三
图4和图5示出了本实施例三提供的塔筒,请参阅图4和图5,塔筒包括上下接合的上塔筒1和下塔筒2,所述上塔筒1与所述下塔筒2之间的接合面3至少部分为圆环形锥面31。进一步地,所述上塔筒1与所述下塔筒2之间的接合面3还包括圆环形水平面,所述圆环形水平面与所述圆环形锥面连接构成所述接合面。
需要说明的是,该实施例中,接合面3由一个圆环形水平面32和一个圆环形锥面31连接构成,该圆环形水平面32与圆环形锥面31连接形式有两种。具体地,请继续参阅图4和图5,第一连接方式为:圆环形水平面位于圆环形锥面的内侧,圆环形锥面的内边界线与圆环形水平面的外边界线连接,圆环形锥面的外边界线与塔筒的外筒壁连接,圆环形水平面的内边界线与塔筒的内筒壁连接;第二连接方式为:圆环形水平面位于圆环形锥面的外侧,圆环形锥面的外边界线与圆环形水平面的内边界线连接,圆环形锥面的内边界线与塔筒的内筒壁连接,圆环形水平面的外边界线与塔筒的外筒壁连接。
进一步地,现有技术中塔筒的设计形式有两种,包括筒壁倾斜式塔筒和筒壁直立式塔筒,基于该两种不同设计形式的塔筒,请继续参阅图5,本实施例中,若所述塔筒的直径由所述上塔筒1顶端至所述下塔筒2的底端逐渐增大,则优选所述圆环形锥面31与所述塔筒的筒壁垂直设置,此时,所使用的下塔筒的外筒壁与其顶端面垂直设置,下塔筒的外筒壁与其顶端面的连接处的尖锐度小,不易磕碰或损坏。
若所述上塔筒的直径与所述下塔筒的直径相同,即塔筒整体为直立式塔筒,则优选所述圆环形锥面与水平面的夹角不大于5°,该设置方式同样可保证塔筒的内外筒壁与其顶端面或底端面保持合适的角度,便于制造的同时,防止轻易磕碰至损坏,保证安塔筒时实现自动对位的基础上,进一步提高塔筒的可靠性和使用强度。
基于上述情况,优选地,本实施例中,圆环形水平面的径向尺寸与所述圆环形锥面的径向尺寸的比值为2:3,该径向尺寸即指圆环形水平面和圆环形锥面在塔筒直径方向上的投影。该优选的径向尺寸比值使圆环形水平面所占塔筒筒壁厚度为最优选,使圆环形锥面所占塔筒筒壁厚度为最优选,经实践证明,该优选比值可进一步提高塔筒的可靠性及接合面的接合强度。
实施例四
本实施例中,塔筒包括上下接合的上塔筒和下塔筒,所述上塔筒与所述下塔筒之间的接合面至少部分为圆环形锥面。进一步地,所述圆环形水平面至少为两个,所述圆环形锥面至少为两个,所述圆环形水平面与所述圆环形锥面交替设置。
进一步地,现有技术中塔筒的设计形式有两种,包括筒壁倾斜式塔筒和筒壁直立式塔筒,基于该两种不同设计形式的塔筒,本实施例中,若所述塔筒的直径由所述上塔筒顶端至所述下塔筒的底端逐渐增大,则优选至少两个所述圆环形锥面与所述塔筒的筒壁均为垂直设置,此时,所使用的下塔筒的外筒壁与其顶端面垂直设置,下塔筒的外筒壁与其顶端面的连接处的尖锐度小,不易磕碰或损坏。
若所述上塔筒的直径与所述下塔筒的直径相同,即塔筒整体为直立式塔筒,则优选所述圆环形锥面与水平面的夹角不大于5°,该设置方式同样可保证塔筒的内外筒壁与其顶端面或底端面保持合适的角度,便于制造的同时,防止轻易磕碰至损坏,保证安塔筒时实现自动对位的基础上,进一步提高塔筒的可靠性和使用强度。
基于上述情况,优选地,本实施例中,圆环形水平面的径向尺寸与所述圆环形锥面的径向尺寸的比值为2:3,该径向尺寸即指圆环形水平面和圆环形锥面在塔筒直径方向上的投影。该优选的径向尺寸比值使圆环形水平面所占塔筒筒壁厚度为最优选,使圆环形锥面所占塔筒筒壁厚度为最优选,经实践证明,该优选比值可进一步提高塔筒的可靠性及接合面的接合强度。
本实施例的另一目的在于提供一种风力发电设备,该风力发电设备包括风力发电机组及如上所述的塔筒,所述风力发电机组装设在所述塔筒的顶端。
本实用新型实施例提供的风力发电设备,其塔筒中的上塔筒与下塔筒之间的接合面至少部分为圆环形锥面,即上塔筒与下塔筒之间的接合面非完全的圆环形水平面,而接合面本身至少部分为圆锥面,即接合面的水平剪力方向与上述圆锥面形成有一定的夹角,该夹角即为接合面倾角;此时水平剪力由预制塔筒承担,替代现有技术以现场灌浇的混凝土来承担水平剪力的方式,由于塔筒由相对成熟的预制工艺预制形成并经过严格的质量控制,塔筒的质量得以保证,相邻塔筒之间的水平剪力由塔筒承担,塔筒接合处的可靠性得以提高,相比于现有技术,塔筒的整体强度大幅提高。并且,上述至少部分为圆环形锥面的接合面使塔筒的对位操作更加便捷,圆锥面本身具有自动对位的功能,沿其锥面可便捷完成对位操作,操作人员只需花费较少时间和精力即可完成,即整个塔筒的安装便捷性提高,安装成本及人工成本降低。
以上所述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。