CN207795453U - 风电塔架的塔筒结构、风电塔架以及风力发电机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种风电塔架的塔筒结构、风电塔架以及风力发电机组。塔筒结构包括至少两个塔筒构件，相邻所述塔筒构件的连接端分别设置有第一连接部和第二连接部，所述第一连接部和所述第二连接部在连接方向上具有设定距离的重叠，重叠位置处设置有至少一个连接件以连接相邻所述塔筒构件。本实施例中通过重叠设置以及在重叠位置设置连接件连接，连接结构以及连接方式简单，成本低，便于现场快速组装。

Description

风电塔架的塔筒结构、风电塔架以及风力发电机组

技术领域

本实用新型涉及风力发电设备技术领域，具体涉及一种风电塔架的塔筒结构。本实用新型同时涉及一种风电塔架以及风力发电机组。

背景技术

风力发电塔架是风力发电机组的重要组成部分。由于混凝土塔架在制造成本、防腐性能等方面的优势，使其在风力发电机组安装中的应用越来越多。混凝土塔架由若干个塔筒结构竖直堆叠而成，塔架总体拼装完成后进行预应力张拉，使各塔筒结构形成一个整体。

随着风力发电机组功率不断增大，叶轮直径也越来越大。相应地，塔架的高度和截面尺寸也随之增加。因此塔筒结构的截面尺寸也越来越大，从而导致制作以及运输的困难。鉴于此，截面尺寸较大的塔筒结构通常设计成由多个塔筒构件在圆周方向上拼接组成。各个塔筒构件单独成型制作，在运输时独立运输，然后在现场进行拼接。

现有技术中的一种风力发电预制混凝土塔架构件接缝结构及方法，其预制钢筋混凝土塔架构件水平方向各有向纵缝延伸的锚固钢板，锚固钢板与高强螺栓的一端连接为一体。高强螺栓另一端通过螺纹与套筒连接，两侧套筒通过固定螺栓和螺母固定连接；上下预制钢筋混凝土塔架构件各有向横缝方向的定位键槽和定位键，定位键槽和定位键通过环氧树脂胶接。但该现有技术存在一定局限性。

首先，待连接端部均需预埋焊接有高强螺栓的锚固钢板，还需在高强螺栓上设置套筒，两侧套筒需通过固定螺栓连接，接缝结构较复杂，零部件较多，成本较高；

其次，施工操作时，需先通过固定螺栓和螺母连接两侧套筒，然后通过专门设备旋转套筒以实现紧固，操作较为复杂。

实用新型内容

本实用新型提供一种风电塔架的塔筒结构，以解决现有技术中塔筒构件之间连接结构复杂，成本高，连接操作繁琐的问题。本实用新型同时提供了一种风电塔架以及风力发电机组。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

第一方面，本实用新型的实施例提供一种风电塔架的塔筒结构，包括至少两个塔筒构件，相邻所述塔筒构件的连接端分别设置有第一连接部和第二连接部，所述第一连接部和所述第二连接部在连接方向上具有设定距离的重叠，重叠位置处设置有至少一个连接件以连接相邻所述塔筒构件。本实施例中通过重叠设置以及在重叠位置设置连接件连接，连接结构以及连接方式简单，结构成本低，便于现场快速组装；而且连接可靠稳定。

在一个可能的设计中，所述塔筒结构包括至少两个在周向上连接的所述塔筒构件，和/或，至少两个在高度方向上连接的所述塔筒构件。即塔筒结构在高度方向和周向上均可设计为分体结构，从而更有利于塔筒构件小型化。

在一个可能的设计中，所述第一连接部和所述第二连接部为相互搭接的搭接结构，搭接位置处设置有所述连接件。通过搭接方式实现重叠设置，结构简单，而且制作成本低，仅需在原有结构端部增加一个成型的模具即可，方便对现有设备的改进。对于搭接结构而言，其根部所受弯矩较大，末端所受弯矩较小，因此在一个可能的设计中，所述第一连接部和所述第二连接部为自起始端向末端厚度变小的楔形结构，两楔形结构的楔形面相对配合。为了提高第一连接部和第二连接部的结构强度，所述第一连接部和/或所述第二连接部的根部通过加腋方式提高结构强度，即同时加大塔筒构件和该塔筒构件上设置的第一连接部或第二连接部连接位置处的横截面面积。

在一个可能的设计中，所述第一连接部和所述第二连接部均包括厚度小于所述塔筒构件的搭接凸起，所述搭接凸起与所述塔筒构件形成搭接豁口；相邻所述塔筒构件中一方的所述搭接凸起搭接于另一方的所述搭接豁口。

在一个可能的设计中，所述第一连接部和所述第二连接部为相互配合的插接结构，所述插接结构包括相邻所述塔筒构件中一方设置的朝向另一方延伸的插接凸起，以及，另一方设置的与所述插接凸起配合的插接凹槽。插接结构实现重叠设置，结构简单易成型，同时也利于对现有设备进行改进。并且插接配合接触面更多，接触面积大，配合可靠稳定；而且插接配合便于安装定位，从而保证连接精度。

在一个可能的设计中，所述第一连接部和所述第二连接部接触面之间通过灌浆材料灌浆或通过填充材料填充。

在一个可能的设计中，所述第一连接部和所述第二连接部接触面设置有多个容置灌浆材料或填充材料的容置凹槽。当灌浆材料或填充材料进入容置凹槽后，形成朝向另一方延伸的凸起结构，有利于提高第一连接部和第二连接部之间的抗剪性能。

在一个可能的设计中，沿相邻所述塔筒构件的连接位置延伸方向设置有多个所述连接件，多个所述连接件成排均匀设置。并且可以实际要求设置成多排。

在一个可能的设计中，所述连接件为抗剪连接杆，所述第一连接部和所述第二连接部上开设有允许所述抗剪连接杆穿过的孔道。其中，在一个可能的设计中，抗剪连接杆可为螺纹连接件，螺纹连接件包括穿设于所述孔道的螺杆以及设置于所述螺杆且分置于所述塔筒结构内外两侧的螺母和螺帽。在其他可能的设计中，抗剪连接杆可以为刚性连接杆，连接轴等结构，通过位于塔筒结构内外两侧的限位结构实现对第一连接部和第二连接部的紧固连接。

在一个可能的设计中，所述孔道内固定设置有套筒，所述套筒设置有与所述螺杆配合的螺纹结构。在其他可能的设计中，孔道内可不设置套筒。抗剪连接件穿设于孔道。

在一个可能的设计中，所述第一连接部和所述第二连接部设置有孔道，所述连接件为穿设于所述孔道连接所述第一连接部和所述第二连接部的钢绞线，所述第一连接部和所述第二连接部相互配合的接触面设置有粘结剂。

第二方面，本实用新型的实施例提供一种风电塔架，包括上述任一项所述的塔筒结构。

第三方面，本实用新型的实施例提供一种风力发电机组，包括所述的上述任一项塔筒结构，或者，上述任一项风电塔架。

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为本实用新型提供的一种塔筒结构实施例的水平剖视图；

图2为本实用新型提供的一种塔筒结构实施例的竖直剖视图；

附图标记说明：

1-周向塔筒构件、2-搭接凸起、3-搭接豁口、4-竖向塔筒构件、5-插接凸起、6-插接凹槽、7-孔道。

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。

图1至图2示出了本实用新型提供的一种风电塔架的塔筒结构实施例。

塔筒结构为圆环截面的锥形筒结构，在圆周方向上包括可拼接成圆形结构的周向塔筒构件1，在高度方向上包括相互连接的竖向塔筒构件4。相邻周向塔筒构件1对应的连接端部之间通过第一连接结构相连，相邻竖向塔筒构件4对应的连接端部之间通过第二连接结构相连。

显而易见地，本技术方案可以根据塔筒结构的设计尺寸、强度要求、成型设备的规格、制作或者施工条件等因素确定周向塔筒构件1和竖向塔筒构件4的数目。

第一连接结构包括分别设置于两周向塔筒构件1连接端部的第一连接部和第二连接部。第一连接部和第二连接部结构相同，但相对设置。具体地，第一连接部和第二连接部均包括厚度小于周向塔筒构件1的搭接凸起2，搭接凸起2自周向塔筒构件1朝向相邻的周向塔筒构件1延伸。搭接凸起2与周向塔筒构件1形成搭接豁口3。第一连接部的搭接凸起2搭接设置于第二连接部的搭接豁口3。第二连接部的搭接凸起2搭接设置于第一连接部的搭接豁口3。

搭接凸起2和搭接豁口3组成的连接位置的延伸方向为塔筒结构的一条母线。第一连接部和第二连接部的搭接凸起2对应开设有多个孔道(图1中未示出)。多个孔道沿周向塔筒构件1连接位置的延伸方向成排均匀设置。孔道内设置有套筒，套筒内安装有连接螺栓。连接螺栓包括穿设于套筒的螺纹杆，螺纹杆上的螺帽和螺母分置于塔筒结构的内外两侧。通过紧固连接螺栓实现第一连接部和第二连接部的连接。相应地，套筒内壁设置有与螺纹杆配合的螺纹结构。

螺栓在塔筒结构的表面处用螺帽锚固。螺帽和塔筒结构之间设置有用来分散螺杆产生的压力的钢板。钢板预制在塔筒结构内。

第一连接部和第二连接部的配合面之间采用低压缩高强度材料对两片结合处的缝隙填实或采用高强粘结材料灌浆处理。

第二连接结构包括设置于待连接竖向塔筒构件4之间相互配合的第一连接部和第二连接部。第一连接部和第二连接部为相互配合的插接结构，插接结构包括相邻竖向塔筒结构4中一方设置的朝向另一方延伸的插接凸起5，以及，另一方设置的与插接凸起5配合的插接凹槽6。插接凸起5和插接凹槽6环绕塔筒结构中轴线延伸。

插接凸起5和插接凹槽6的两侧壁设置有多个孔道7，多个孔道7环绕塔筒结构中轴线均匀设置。孔道7内穿设有连接相邻塔筒结构4的连接螺栓。插接结构结构简单易成型，同时也利于对现有设备进行改进。并且插接配合接触面更多，接触面积大，配合可靠稳定；而且插接配合便于安装定位，从而保证连接精度。第二连接结构的紧固作业宜采用塔筒结构内侧进行紧固。

第一连接结构也可采用插接结构形式，第二连接结构也可采用搭接结构形式。搭接配合使得第一连接部和第二连接部在塔筒结构的周向方向具有设定距离的重叠。插接配合使得第一连接部和第二连接部在高度方向上具有设定距离的重叠。显而易见地，待连接件的连接方式不局限上述搭接方式或者插接方式，相互配合在连接方向上具有设定距离的重叠以提供连接件的连接位置即可。

通过重叠设置以及在重叠位置设置连接件连接，连接结构以及连接方式简单，成本低，连接可靠稳定。并可以实现干连接，即可无需灌浆料，无需等灌浆料的凝固，节约施工时间，便于现场快速组装。

作为另一种实施方式，第一连接部和第二连接部为自起始端向末端厚度变小的楔形结构，两楔形结构的楔形面相对配合。对于第一连接部和第二连接部，类似于悬臂梁结构，起始端承受弯矩大，末端较小，因此楔形配合，更有利于优化第一连接部和第二连接部的配合结构，提高受力能力和可靠性。

作为另一种实施方式，第一连接部和/或第二连接部的根部通过加腋方式对端部结构强度加强。即，同时加大塔筒构件和该塔筒构件上设置的第一连接部或第二连接部连接位置处的横截面面积，可将连接位置处的结构横截面设计成三角形。成型时与对应的塔筒构件以及第一连接部或第二连接部同时浇筑即可，加腋部分应适当配置构造钢筋。

作为另一种实施方式，第一连接部和第二连接部接触面设置有多个容置灌浆材料或填充材料的容置凹槽。当灌浆材料或填充材料进入第一连接部和第二连接部之间的缝隙后，进入容置凹槽形成朝向另一方延伸的凸起结构，该凸起结构有利于提高第一连接部和第二连接部之间的抗剪性能，进一步保证连接的可靠性。

作为另一种实施方式，套筒内侧面为光面，或者，连接螺栓直接穿设于孔道7中。

作为另一种实施方式，第一连接结构或第二连接结构中的接触面之间间隙较小时，在中间用密封材料或者垫片置于两片接触面，然后用连接螺栓将其紧固。

作为另一种实施方式，采用连接轴、连接杆等其他抗剪连接件代替连接螺栓。通过抗剪连接件位于塔筒结构内外两侧的限位结构实现对第一连接部和第二连接部的紧固连接。

作为另一种实施方式，连接件为钢绞线，使用钢绞线穿设于孔道，并在接触面第一连接结构或第二连接结构中的接触面之间设置有高强度粘结剂。

作为另一种实施方式，塔筒结构外侧和内侧对应螺纹连接件应用构件做防护，防止螺纹连接件腐蚀，防护件应能拆装，便于进行对螺纹连接件进行检修更换。螺帽在安装好后，可以在外部或内部或者内外部同时将螺帽和螺杆焊接。

作为另一种实施方式，塔筒结构在周向上为分体结构，或者，在高度方向上为分体结构。

本文同时提供一种风电塔架的实施例，其由上述塔筒结构在高度上堆叠而成。

本文同时提供一种风力发电机组的实施例，其包含上述塔筒结构或者上述风电塔架。

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 (16)

1.一种风电塔架的塔筒结构，多个所述塔筒结构竖直堆叠形成风电塔架，其特征在于：所述塔筒结构包括至少两个塔筒构件，相邻所述塔筒构件的连接端分别设置有第一连接部和第二连接部，所述第一连接部和所述第二连接部在连接方向上具有设定距离的重叠，重叠位置处设置有至少一个连接件以连接相邻所述塔筒构件。

2.根据权利要求1所述的塔筒结构，其特征在于：所述塔筒结构包括至少两个在周向上连接的周向塔筒构件(1)，和/或，至少两个在高度方向上连接的竖向塔筒构件(4)。

3.根据权利要求2所述的塔筒结构，其特征在于：所述第一连接部和所述第二连接部为相互搭接的搭接结构，搭接位置处设置有所述连接件。

4.根据权利要求3所述的塔筒结构，其特征在于：所述第一连接部和所述第二连接部为自起始端向末端厚度变小的楔形结构，两所述楔形结构的楔形面相对配合。

5.根据权利要求3所述的塔筒结构，其特征在于：所述第一连接部和所述第二连接部均包括厚度小于所述塔筒构件的搭接凸起(2)，所述搭接凸起(2)与所述塔筒构件形成搭接豁口(3)；相邻所述塔筒构件中一方的所述搭接凸起(2)搭接于另一方的所述搭接豁口(3)。

6.根据权利要求2所述的塔筒结构，其特征在于：所述第一连接部和所述第二连接部为相互配合的插接结构，所述插接结构包括相邻所述塔筒构件中一方设置的朝向另一方延伸的插接凸起(5)，以及，另一方设置的与所述插接凸起(5)配合的插接凹槽(6)。

7.根据权利要求1所述的塔筒结构，其特征在于：所述第一连接部和/或所述第二连接部的对应所述塔筒构件的根部通过加腋方式加强结构强度。

8.根据权利要求1所述的塔筒结构，其特征在于：所述第一连接部和所述第二连接部接触面之间通过灌浆材料灌浆或通过填充材料填充。

9.根据权利要求8所述的塔筒结构，其特征在于：所述第一连接部和所述第二连接部接触面设置有多个容置灌浆材料或填充材料的容置凹槽。

10.根据权利要求1所述的塔筒结构，其特征在于：沿相邻所述塔筒构件的连接位置延伸方向设置有多个所述连接件，多个所述连接件成排均匀设置。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的塔筒结构，其特征在于：所述连接件为抗剪连接杆，所述第一连接部和所述第二连接部开设有允许所述抗剪连接杆穿过的孔道(7)。

12.根据权利要求11所述的塔筒结构，其特征在于：所述抗剪连接杆为螺纹连接件，包括穿设于所述孔道的螺杆以及设置于所述螺杆且分置于所述塔筒结构内外两侧的螺母和螺帽。

13.根据权利要求12所述的塔筒结构，其特征在于：所述孔道(7)内固定设置有套筒，所述套筒设置有与所述螺杆配合的螺纹结构。

14.根据权利要求1-10中任一项所述的塔筒结构，其特征在于：所述第一连接部和所述第二连接部设置有孔道(7)，所述连接件为穿设于所述孔道(7)连接所述第一连接部和所述第二连接部的钢绞线，所述第一连接部和所述第二连接部相互配合的接触面设置有粘结剂。

15.一种风电塔架，其特征在于：包括多个竖直堆叠的权利要求1-14中任一项所述的塔筒结构。

16.一种风力发电机组，其特征在于：包括权利要求1-14中任一项所述的塔筒结构，或，权利要求15所述的风电塔架。