CN207777084U - 风电塔筒 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种风电塔筒，属于风电设备技术领域，包括塔筒壳体，为筒状；支撑单元，具有多组，沿所述塔筒壳体的轴向分布于所述塔筒壳体的内部，并与所述塔筒壳体的内壁连接；所述支撑单元包括若干支撑构件；所述支撑构件过所述塔筒壳体轴心地连接于所述塔筒壳体内相对的两侧的内壁上。本实用新型有效的提高了塔筒的稳定性和抗振动能力。

Description

风电塔筒

技术领域

本实用新型涉及风电技术领域，具体涉及一种风电塔筒。

背景技术

为了更好的捕捉风能，风电塔筒通常设计的非常高；同时，为了提高塔筒的稳定性和抗疲劳性，通常会将风电塔筒的壁厚和直径都设计的很大，另外也是为了避免竖直设置的塔筒的摆动频率落入风电机组的工作频率之内而发生共振，因此大型机组的直径通常超过4米，壁厚更是超过60毫米，如此之大的钢结构设备加工时极为困难，并且运输不便，安装和维修更加困难，变相增加了发电成本。

针对上述风电塔筒在制造和使用过程中的不足，文献号为CN203035462U的中国专利文献公开了一种风电机组的塔筒局部加强结构。包括：固定在塔筒内壁上的至少两个环向减载板；固定在塔筒内壁上的多个纵向加强梁，其每个纵向加强梁的两端分别固定在所述环向减载板上；若干个环向保持架，每个环向保持架分别与多个所述纵向加强梁固定连接。上述技术方案通过在风电塔筒内部设置若干个环形的减载结构，并且在减载结构上纵向布置加强梁来实现对风电塔筒的内部支撑，提高了塔筒的稳定性和抗疲劳性。并且，可以推断出，塔筒的结构发生改变后其固有频率也会发生改变，由于其内部强度的增强，可以在减小塔筒直径和壁厚的情况下而不让塔筒的摆动频率落入风电机组的工作频率内。

然而，上述技术方案在实际使用中仍然存在问题。首先，由于上述技术方案中的减载构件以及加强梁都沿塔筒的内壁布置成环形，如此一来，当竖直设置的塔筒发生摆动时，环形加强构件仅能起到对塔筒的内壁加厚的作用，对塔筒的结构加强作用有限，对塔筒固有频率的改变也更加有限。其次，环形的减载板在制造时必须和塔筒的内径相匹配才能使减载板顺利的焊接到塔筒的内壁处，这一结构特性决定了减载板的制造和安装都较为困难，无形中增加了塔筒的制造成本。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的风电塔筒内部支撑结构支撑作用不够明显的缺陷，从而提供一种能够对塔筒的摆动提供有效的支撑的风电塔筒。

为此，本实用新型提供的技术方案如下：

风电塔筒，包括：

塔筒壳体，为筒状；

支撑单元，具有多组，沿所述塔筒壳体的轴向分布于所述塔筒壳体的内部，并与所述塔筒壳体的内壁连接；

所述支撑单元包括若干支撑构件；

所述支撑构件过所述塔筒壳体轴心地连接于所述塔筒壳体内相对的两侧的内壁上。

作为一种优选的技术方案，所述支撑结构为杆件。

作为一种优选的技术方案，所述支撑构件包括斜杆件，所述斜杆件倾斜设置在所述塔筒壳体内部。

作为一种优选的技术方案，所述支撑单元包含至少两个所述斜杆件，同一支撑单元内的若干所述斜杆件在竖直平面内的投影为交叉状态。

作为一种优选的技术方案，同一支撑单元内的若干所述斜杆件在水平平面内的投影为交叉状态。

作为一种优选的技术方案，相邻两个支撑单元内的处于同一竖直平面内的所述斜杆件首尾相接。

作为一种优选的技术方案，所述支撑构件包括横杆件，所述横杆件水平设置在所述塔筒壳体内部。

作为一种优选的技术方案，相邻两个横杆件之间不处于同一竖直平面内。

作为一种优选的技术方案，所述支撑构件与所述塔筒壳体铰接。

作为一种优选的技术方案，所述支撑构件通过铰接鼻与所述塔筒壳体铰接。

本实用新型提供的技术方案具有如下优点：

1、本实用新型提供的技术方案中包括塔筒壳体和支撑单元，所述塔筒壳体为筒状；所述支撑单元具有多组，并沿所述塔筒壳体的轴向分布于所述塔筒壳体的内部，并与所述塔筒壳体的内壁连接；所述支撑单元包括若干支撑构件；所述支撑构件过所述塔筒壳体轴心地连接于所述塔筒壳体内相对的两侧的内壁上。如此设置的支撑构件能够对塔筒壳体沿径向方向相对两侧的内壁形成支撑，如此一来，当竖直耸立的塔筒壳体发生摆动时，塔筒壳体内壁会有从圆形变成椭圆形的趋势，此时从塔筒壳体内壁一侧延伸至内壁另一侧的支撑构件会对塔筒壳体的内壁进行很好的支撑，有效的提高了塔筒的稳定性和抗振动能力；同时由于塔筒结构相对于现有技术中塔筒更加稳定，其自身的固有频率在同质量的塔筒中会变得更高，因此在设计塔筒时能够采用直径和壁厚更小的材质来制作塔筒，而不必担心塔筒的固有频率会落入风电机组的工作频段内引起共振。

2、本实用新型提供的技术方案中，所述支撑结构为杆件。杆状设置的支撑构件，在制造时仅需在长度上满足要求即可顺利的安装进塔筒壳体内，因此相对现有技术本实用新型的制造和组装都更加简单。

3、本实用新型提供的技术方案中，所述支撑构件包括斜杆件，所述斜杆件倾斜设置在所述塔筒壳体内部。当塔筒在进行摆动时，塔筒壳体径向上相对的两个内壁之间会进行由矩形向普通平行四边形的形式进行变化的趋势，此时倾斜设置的斜杆件能够起到类似对角线的作用对塔筒壳体进行牵引和支撑，因此，此举能够进一步的提高支撑单元对塔筒壳体内壁的支撑能力，使塔筒的稳定性和抗振动能力更高。

4、本实用新型提供的技术方案中，所述支撑单元包含至少两个所述斜杆件，同一支撑单元内的若干所述斜杆件在竖直平面内的投影为交叉状态。交叉设置的斜杆件能够在塔筒发生摆动时对塔筒内壁提供更强的支撑力，使塔筒的稳定性和抗振动能力进一步提高。

5、本实用新型提供的技术方案中，同一支撑单元内的若干斜杆件在水平平面内的投影同样为交叉状态。在水平面上的投影成交叉状态的斜杆件为塔筒内壁提供的支撑力更加趋近于实心塔筒的对自身的支撑力，因此上述结构使得塔筒的稳定性和抗振动能力进一步提高。

6、本实用新型提供的技术方案中，相邻两个支撑单元内的处于同一竖直平面内的斜杆件首尾相接。当塔筒发生摆动时，相对两侧的内壁会有靠近的趋势，此时首尾相接的斜杆件会将内壁对斜杆件的压力分散至两个斜杆件的与首尾相接的一端相对一侧的支点处。因此，此举一方面能够为塔筒内壁提供更强的支撑作用，另一方面还能降低对塔筒内壁的压力，防止支撑构件对内壁造成过多压迫，从而避免塔筒发生变形。

7、本实用新型提供的技术方案中，所述支撑构件包括横杆件，所述横拉构件水平设置在所述塔筒内部。当塔筒在摆动时，其横截面具有由圆形向椭圆形变化的趋势，此时横杆件相对于斜拉构件其对塔筒内壁在横向上的牵引作用更强，为有远离趋势的塔筒内壁提供更强的牵引力。因此，横杆件能够进一步的提高塔筒的稳定性和抗振动能力。

8、本实用新型提供的技术方案中，相邻两个横杆件之间不处于同一平面内。塔筒的摆动有可能是朝向四面八方的，因此不处于同一平面内的横杆件会在俯视状态下相互交叉布置，这样的结构能够尽可能从塔筒的各个方向为塔筒的内壁提供支撑和牵引，使塔筒的稳定性和抗震性能进一步提高。

9、本实用新型提供的技术方案中，所述支撑构件与塔筒壳体内壁为铰接。将支撑构件和塔筒壳体的内壁的连接形式设计为铰接形式后，在支撑构件以及塔筒壳体的自身弹性下，支撑构件和塔筒壳体之间能够发生微量的相对转动，此举能够保证支撑构件的受力方向仅沿支撑构件的轴向进行，使杆件的受力方式更加合理，防止杆件受到切向力而受到损坏。同时，铰接的形式还能避免因为焊接等固接形式所带来的内应力，从而延长了塔筒的使用寿命。

10、本实用新型提供的技术方案中个，所述支撑构件通过铰接鼻与塔筒壳体实现铰接。铰接鼻一方面为支撑构件与塔筒壳体的安装提供结构基础，更重要的，利用铰接鼻能够使塔筒和支撑构件的组装更加简单和便利。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例1中提供的塔筒的立体图；

图2为本实用新型实施例1中提供的单个支撑单元安装在塔筒壳体内的立体图；

图3为本实用新型实施例1中提供的单个支撑单元安装在塔筒壳体内的俯视图；

图4为本实用新型实施例1中提供的铰接鼻的立体图；

1-塔筒壳体，2-斜杆件，3-横杆件，4-铰接鼻。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1：

本实施例提供给了一种风电塔筒，包括塔筒壳体1和支撑单元，所述塔筒壳体1为筒状；所述支撑单元具有多组，并沿所述塔筒壳体1的轴向分布于所述塔筒壳体1的内部，并与所述塔筒壳体1的内壁连接；所述支撑单元包括若干支撑构件；所述支撑构件过所述塔筒壳体1轴心地连接于所述塔筒壳体1内相对的两侧的内壁上。如此设置的支撑构件能够对塔筒壳体1沿径向方向相对两侧的内壁形成支撑，如此一来，当竖直耸立的塔筒壳体1发生摆动时，塔筒壳体1内壁会有从圆形变成椭圆形的趋势，此时从塔筒壳体1内壁一侧延伸至内壁另一侧的支撑构件会对塔筒壳体1的内壁进行很好的支撑，有效的提高了塔筒的稳定性和抗振动能力；同时由于塔筒结构相对于现有技术中塔筒更加稳定，其自身的固有频率在同质量的塔筒中会变得更高，因此在设计塔筒时能够采用直径和壁厚更小的材质来制作塔筒，而不必担心塔筒的固有频率会落入风电机组的工作频段内引起共振。

作为支撑构件的一种具体实施方式，所述支撑结构为杆件。杆状设置的支撑构件，在制造时仅需在长度上满足要求即可顺利的安装进塔筒壳体1内，因此相对现有技术本实用新型的制造和组装都更加简单。

作为支撑构件的一种改进实施方式，所述支撑构件包括斜杆件2，所述斜杆件2倾斜设置在所述塔筒壳体1内部。倾斜设置的斜杆件2与塔筒壳体1的径向设置有一定夹角，并且同时通过了塔筒壳体1的轴心。当塔筒在进行摆动时，塔筒壳体1径向上相对的两个内壁之间会进行由矩形向普通平行四边形的形式进行变化的趋势，此时通过塔筒壳体1轴心的斜杆件2能够起到类似对角线的作用对塔筒壳体1进行牵引和支撑，因此，此举能够进一步的提高支撑单元对塔筒壳体1内壁的支撑能力，使塔筒的稳定性和抗振动能力更高。

作为支撑单元的一种改进实施方式，所述支撑单元包含至少两个所述斜杆件2，同一支撑单元内的若干所述斜杆件2在竖直平面内的投影为交叉状态。交叉设置的斜杆件2能够在塔筒发生摆动时对塔筒内壁提供更强的支撑力，使塔筒的稳定性和抗振动能力进一步提高。

作为上述支撑单元的进一步改进实施方式，同一支撑单元内的若干斜杆件2在水平平面内的投影同样为交叉状态。在水平面上的投影成交叉状态的斜杆件2为塔筒内壁提供的支撑力更加趋近于实心塔筒的对自身的支撑力，因此上述结构使得塔筒的稳定性和抗振动能力进一步提高。

作为上述支撑单元的进一步改进实施方式，相邻两个支撑单元内的处于同一竖直平面内的斜杆件2首尾相接。当塔筒发生摆动时，相对两侧的内壁会有靠近的趋势，此时首尾相接的斜杆件2会将内壁对斜杆件2的压力分散至两个斜杆件2的与首尾相接的一端相对一侧的支点处。因此，此举一方面能够为塔筒内壁提供更强的支撑作用，另一方面还能降低对塔筒内壁的压力，防止支撑构件对内壁造成过多压迫，从而避免塔筒发生变形。

作为支撑构件的一种改进实施方式，所述支撑构件还包括横杆件3，所述横拉构件水平设置在所述塔筒内部。当塔筒在摆动时，其横截面具有由圆形向椭圆形变化的趋势，此时横杆件3相对于斜拉构件其对塔筒内壁在横向上的牵引作用更强，为有远离趋势的塔筒内壁提供更强的牵引力。因此，横杆件3能够进一步的提高塔筒的稳定性和抗振动能力。

作为支撑单元的一种具体实施方式，相邻两个横杆件3之间不处于同一平面内。塔筒的摆动有可能是朝向四面八方的，因此不处于同一平面内的横杆件3会在俯视状态下相互交叉布置，这样的结构能够尽可能从塔筒的各个方向为塔筒的内壁提供支撑和牵引，使塔筒的稳定性和抗震性能进一步提高。

为了是支撑构件在塔筒的摆动过程中发生断开和折弯，所述支撑构件与塔筒壳体1内壁为铰接。将支撑构件和塔筒壳体1的内壁的连接形式设计为铰接形式后，在支撑构件以及塔筒壳体1的自身弹性下，支撑构件和塔筒壳体1之间能够发生微量的相对转动，此举能够保证支撑构件的受力方向仅沿支撑构件的轴向进行，使杆件的受力方式更加合理，防止杆件受到切向力而受到损坏。同时，铰接的形式还能避免因为焊接等固接形式所带来的内应力，从而延长了塔筒的使用寿命。

作为支撑构件与塔筒壳体1连接的一种具体实施方式，所述支撑构件通过铰接鼻4与塔筒壳体1实现铰接。铰接鼻4一方面为支撑构件与塔筒壳体1的安装提供结构基础，更重要的，利用铰接鼻4能够使塔筒和支撑构件的组装更加简单和便利。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.风电塔筒，包括：

塔筒壳体(1)，为筒状；

支撑单元，具有多组，沿所述塔筒壳体(1)的轴向分布于所述塔筒壳体(1)的内部，并与所述塔筒壳体(1)的内壁连接；

其特征在于：

所述支撑单元包括若干支撑构件；

所述支撑构件过所述塔筒壳体(1)轴心地连接于所述塔筒壳体(1)内相对的两侧的内壁上。

2.根据权利要求1所述的风电塔筒，其特征在于：所述支撑结构为杆件。

3.根据权利要求2所述的风电塔筒，其特征在于：所述支撑构件包括斜杆件(2)，所述斜杆件(2)倾斜设置在所述塔筒壳体(1)内部。

4.根据权利要求3所述的风电塔筒，其特征在于：所述支撑单元包含至少两个所述斜杆件(2)，同一支撑单元内的若干所述斜杆件(2)在竖直平面内的投影为交叉状态。

5.根据权利要求4所述的风电塔筒，其特征在于：同一支撑单元内的若干所述斜杆件(2)在水平平面内的投影为交叉状态。

6.根据权利要求3-5中任一项所述的风电塔筒，其特征在于：相邻两个支撑单元内的处于同一竖直平面内的所述斜杆件(2)首尾相接。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的风电塔筒，其特征在于：所述支撑构件包括横杆件(3)，所述横杆件(3)水平设置在所述塔筒壳体(1)内部。

8.根据权利要求7所述的风电塔筒，其特征在于：相邻两个横杆件(3)之间不处于同一竖直平面内。

9.根据权利要求1所述的风电塔筒，其特征在于：所述支撑构件与所述塔筒壳体(1)铰接。

10.根据权利要求9所述的风电塔筒，其特征在于：所述支撑构件通过铰接鼻(4)与所述塔筒壳体(1)铰接。