CN215719243U - 塔筒组件及风力发电机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及风力发电技术领域，具体而言，涉及一种塔筒组件及风力发电机组。塔筒组件包括塔筒和调谐质量阻尼器，所述调谐质量阻尼器包括悬吊装置、质量块和阻尼器；所述悬吊装置固定于所述塔筒的外部；所述悬吊装置与所述质量块柔性连接，用于悬吊质量块；所述阻尼器的两端分别与所述质量块和所述塔筒固定连接。风力发电机组包括上述塔筒组件；所述悬吊装置为多个，多个所述悬吊装置沿所述塔筒的周向均匀分布。本实用新型提供的塔筒组件及风力发电机组，不易产生涡激振动，设计加工难度低，可减小进入塔筒内的运维人员的心理压力。

Description

塔筒组件及风力发电机组

技术领域

本实用新型涉及风力发电技术领域，具体而言，涉及一种塔筒组件及风力发电机组。

背景技术

风力发电机组一般安装在多风地区，而多风地区一般都地形复杂、气象灾害频发，当气流的流速达到一定数值时，塔筒背面出现反对称交叉排列的卡门涡街，容易产生涡激振动，导致塔筒本身结构及其紧固件产生疲劳损伤，寿命减少，最终危及整个工程的安全，因此，塔筒一般会配备调谐质量阻尼器，以缓解涡激振动。

现有的调谐质量阻尼器均安装在塔筒内部，体积受限于塔筒内部空间，难以满足减振需求；调谐质量阻尼器在设计时还需要与多专业交涉塔筒内部结构的干涉问题，影响效率，而且塔筒内的任一部件出现位置偏差，都有可能导致塔筒内部结构干涉，需要重新设计或加工，耗费人力和物力；此外，在塔筒内悬吊调谐质量阻尼器，使得塔筒内部空间更加狭窄，容易对进入塔筒内的运维人员形成巨大的心理压力。

综上，如何克服现有的塔筒上的调谐质量阻尼器的上述缺陷是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种塔筒组件及风力发电机组，以缓解现有技术中塔筒上的调谐质量阻尼器存在的减振效果较差、设计加工难度大、易对进入塔筒内的运维人员形成巨大的心理压力的技术问题。

本实用新型提供的塔筒组件，包括塔筒和调谐质量阻尼器，所述调谐质量阻尼器包括悬吊装置、质量块和阻尼器。

所述悬吊装置固定于所述塔筒的外部；所述悬吊装置与所述质量块柔性连接，用于悬吊质量块；所述阻尼器的两端分别与所述质量块和所述塔筒固定连接；

所述悬吊装置为多个，多个所述悬吊装置沿所述塔筒的周向均匀分布。

优选地，作为一种可实施方式，所述塔筒组件还包括安全装置，所述安全装置固定于所述塔筒的外部，所述安全装置具有侧面限位部，所述侧面限位部位于所述质量块的背离所述塔筒的一侧，且所述侧面限位部与所述质量块之间存在间隙。

优选地，作为一种可实施方式，所述侧面限位部的朝向所述质量块的一侧附有缓冲结构。

优选地，作为一种可实施方式，所述质量块和所述侧面限位部均为筒状结构，且所述质量块套在所述塔筒的外部，所述侧面限位部环绕在所述质量块的外侧。

优选地，作为一种可实施方式，所述安全装置还具有底板，所述底板具有穿孔，所述穿孔与所述塔筒配合；所述底板位于所述质量块的下方，且所述底板与所述质量块之间存在间隙。

优选地，作为一种可实施方式，所述底板封在所述侧面限位部的筒底，所述底板与所述侧面限位部为一体结构，所述底板与所述塔筒固定连接。

优选地，作为一种可实施方式，所述塔筒组件还包括弹性连接件，所述弹性连接件的两端分别与所述质量块和所述塔筒可拆卸连接。

优选地，作为一种可实施方式，所述悬吊装置包括钢梁和钢丝绳，所述钢梁的一端与所述塔筒固定连接，所述钢梁的另一端悬空并与所述钢丝绳的顶端固定连接，所述钢丝绳的底端与所述质量块固定连接。

优选地，作为一种可实施方式，所述钢梁与所述塔筒之间还设置有支撑杆，所述支撑杆的两端分别与所述塔筒和所述钢梁固定连接，所述支撑杆与所述钢梁成夹角设置。

本实用新型提供的风力发电机组，包括上述塔筒组件。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型提供的塔筒组件，调谐质量阻尼器中的悬吊装置将质量块悬在塔筒的外部，在质量块与塔筒之间连接阻尼器，使得调谐质量阻尼器整体安装于塔筒的外部，塔筒在气流的影响下产生振动时，会带动处于其外部的调谐质量阻尼器一起振动，通过调谐质量阻尼器产生的惯性力反作用在塔筒上，缓解了塔筒的涡激振动，减轻了塔筒本身结构及其紧固件产生的疲劳损伤，延长了塔筒的寿命。

需要说明的是，质量块越大，减震效果越好，本实用新型将调谐质量阻尼器整体设置在塔筒外部，使得质量块的大小无需受塔筒内部空间的影响，故可根据实际需要，选择较大的质量块，从而，可更好地满足减振需求，进而，塔筒不易产生涡激振动；调谐质量阻尼器不存在与塔筒内部结构干涉的问题，在设计时无需与多专业交涉塔筒内部结构的干涉问题，效率较高，而且不管塔筒内的哪一部件出现位置偏差，都无需重新设计或加工调谐质量阻尼器，节省了人力和物力；此外，调谐质量阻尼器悬吊在塔筒外，不会占用塔筒的内部空间，可减小进入塔筒内的运维人员的心理压力。

此外，悬吊装置设置为多个，并沿塔筒的周向均匀分布，能够使得塔筒和质量块受力更加均匀，可靠性更佳。

本实用新型提供的风力发电机组，包括上述塔筒组件，故具有上述塔筒组件的所有优点，不易产生涡激振动，设计加工难度低，可减小进入塔筒内的运维人员的心理压力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的塔筒组件的正视结构示意图；

图2为图1中本实用新型实施例提供的塔筒组件的A-A向剖视图；

图3为图1中本实用新型实施例提供的塔筒组件的B-B向剖视图。

附图标记说明：

100-塔筒；

200-悬吊装置；210-钢梁；220-钢丝绳；230-支撑杆；

300-质量块；

400-阻尼器；

500-安全装置；510-侧面限位部；520-底板；

600-弹性连接件。

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“下”、“水平”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。

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”、“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。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

参见图1-图3，本实施例提供了一种塔筒组件，其包括塔筒100和调谐质量阻尼器，所述调谐质量阻尼器包括悬吊装置200、质量块300和阻尼器400；悬吊装置200固定于塔筒100的外部；悬吊装置200与所述质量块300柔性连接，用于悬吊质量块300；阻尼器400的两端分别与质量块300和塔筒100固定连接。

本实施例提供的塔筒组件，调谐质量阻尼器中的悬吊装置200将质量块300悬在塔筒100的外部，在质量块300与塔筒100之间连接阻尼器400，使得调谐质量阻尼器整体安装于塔筒100的外部，塔筒100在气流的影响下产生振动时，会带动处于其外部的调谐质量阻尼器一起振动，通过调谐质量阻尼器产生的惯性力反作用在塔筒上，缓解了塔筒100的涡激振动，减轻了塔筒100本身结构及其紧固件产生的疲劳损伤，延长了塔筒100的寿命。

需要说明的是，质量块300越大，减震效果越好，本实施例将调谐质量阻尼器整体设置在塔筒100外部，使得质量块300的大小无需受塔筒100内部空间的影响，故可根据实际需要，选择较大的质量块300，从而，可更好地满足减振需求，进而，塔筒100不易产生涡激振动；调谐质量阻尼器不存在与塔筒100内部结构干涉的问题，在设计时无需与多专业交涉塔筒100内部结构的干涉问题，效率较高，而且不管塔筒100内的哪一部件出现位置偏差，都无需重新设计或加工调谐质量阻尼器，节省了人力和物力；此外，调谐质量阻尼器悬吊在塔筒100外，不会占用塔筒100的内部空间，可减小进入塔筒100内的运维人员的心理压力。

此外，悬吊装置200设置为多个，并沿塔筒100的周向均匀分布，能够使得塔筒100和质量块300受力更加均匀，可靠性更佳。

在本实施例提供的塔筒组件的具体结构中还可设置安全装置500，将安全装置500固定于塔筒100的外部；在安全装置500的具体结构中设有侧面限位部510，将该侧面限位部510位于质量块300的背离塔筒100的一侧，并使侧面限位部510与质量块300之间存在间隙，从而，质量块300便可在侧面限位部510与塔筒100之间的空间内运动，一旦质量块300的晃动幅度过大而撞击到侧面限位部510时，侧面限位部510便会阻挡质量块300继续朝原来的运动方向运动，从而，侧面限位部510便可对质量块300形成一定的限位，防止质量块300产生过度的晃动，保证良好的减振效果。

优选地，在侧面限位部510的内壁上附设缓冲结构，从而，在质量块300晃动幅度较大而撞击到侧面限位部510时，缓冲结构可对质量块300进行缓冲，减小质量块300受到的撞击力，从而，减小质量块300受到的损伤，延长质量块300的使用寿命。

优选地，可将质量块300和侧面限位部510均设置为筒状结构，将质量块300套在塔筒100的外部，并使侧面限位部510环绕在质量块300的外侧，筒状的质量块300能够更好地缓解塔筒100的涡激振动，筒状的侧面限位部510能够在各个方位限制质量块300的晃动，限位效果更佳。

在安全装置500的具体结构中还可设置底板520，底板520具有穿孔，从而，底板520可套在塔筒100外，使底板520上的穿孔与塔筒100配合；将底板520设置在质量块300的下方，并使底板520与质量块300之间存在间隙，从而，质量块300在正常晃动时，不会与底板520接触，在质量块300与底板520之间不会产生摩擦力，质量块300可发挥预设的减振效果；一旦质量块300掉落，底板520会接住质量块300，防止质量块300落到地面上而损坏，同时，防止质量块300掉落而砸到人，降低安全隐患。

优选地，将底板520与质量块300之间的间距设置为50mm，如此，质量块300掉落到底板520上产生的冲击力较小，不易导致安全装置500被砸落。

优选地，将底板520封在侧面限位部510的筒底，并将底板520与侧面限位部510设置为一体结构，如此，可提高安全装置500的结构紧凑型及结构强度；在此基础上，将底板520与塔筒100固定连接，便可实现安全装置500与塔筒100的固定连接。

具体地，底板520与塔筒100可采用焊接的方式固定连接，从而，底板520与塔筒100的连接处强度较高，底板520不易脱离塔筒100。

在本实施例提供的塔筒组件中还可设置弹性连接件600，将弹性连接件600的两端分别与质量块300和塔筒100可拆卸连接。

需要说明的是，弹性连接件600可调节阻尼器400的刚度，从而，在所需刚度不同时，可通过更换适应的弹性连接件600，来将阻尼器400的刚度调整到目标刚度，也就是说，调谐质量阻尼器只需更换弹性连接件600，便可适应不同的塔筒100，通用性较强；相对于更换阻尼器400而言，更换弹性连接件600易于操作且产生的成本较低。

其中，弹性连接件600与质量块300为刚性连接，且弹性连接件600与塔筒100也为刚性连接。

具体地，可采用弹簧作为上述弹性连接件600。

在悬吊装置200的具体结构中还可设置钢梁210和钢丝绳220，将钢梁210的一端与塔筒100固定连接，将钢梁210的另一端悬空并与钢丝绳220的顶端固定连接，将钢丝绳220的底端与质量块300固定连接，如此，可实现悬吊装置200与质量块300的柔性连接，钢丝绳220能够跟随质量块300的晃动而摆动。

需要说明的是，钢梁210与钢丝绳220的自身结构强度较高，不易断裂，可保证调谐质量阻尼器的可靠性。

优选地，在钢梁210与塔筒100之间可增设支撑杆230，将支撑杆230的两端分别与塔筒100和钢梁210固定连接，并将支撑杆230与钢梁210成夹角设置，如此，可利用支撑杆230分担钢梁210上的力，并能减小钢梁210与塔筒100之间的力，从而，可降低钢梁210自身断裂的几率，同时，还可降低钢梁210与塔筒100的连接处断裂的可能性。

具体地，将钢梁210水平设置，相应地，将支撑杆230倾斜设置，如此，在支撑杆230的作用下，钢梁210与塔筒100之间产生的力较小，从而，可进一步降低钢梁210与塔筒100的连接处断裂的可能性。

优选地，将支撑杆230设置在钢梁210的下方，从而，支撑杆230可从下方撑起钢梁210，对钢梁210的支撑效果更佳。

进一步地，将支撑杆230与钢梁210的悬空端连接，结构稳定性更强，可进一步降低钢梁210自身断裂的几率。

具体地，将钢梁210与塔筒100焊接固定，从而，钢梁210与塔筒100的连接处强度较高，钢梁210不易脱离塔筒100。

在钢梁210的悬空端可安装锁紧装置，以利用锁紧装置将钢丝绳220与钢梁210锁紧。

上述阻尼器400可选用流体阻尼器、摩擦阻尼器、橡胶阻尼器、金属阻尼器、电涡流阻尼器中的任一种或多种。

本实施例还提供了一种风力发电机组，其包括塔筒组件。

因此，本实施例提供的风力发电机组，具有上述塔筒组件的所有优点，不易产生涡激振动，设计加工难度低，可减小进入塔筒内的运维人员的心理压力。

综上所述，本实用新型实施例公开了一种塔筒组件及风力发电机组，其克服了传统的塔筒上的调谐质量阻尼器的诸多技术缺陷。本实用新型实施例提供的塔筒组件及风力发电机组，不易产生涡激振动，设计加工难度低，可减小进入塔筒内的运维人员的心理压力。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种塔筒组件，其特征在于，包括塔筒(100)和调谐质量阻尼器，所述调谐质量阻尼器包括悬吊装置(200)、质量块(300)和阻尼器(400)；

所述悬吊装置(200)固定于所述塔筒(100)的外部；所述悬吊装置(200)与所述质量块(300)柔性连接，用于悬吊质量块(300)；所述阻尼器(400)的两端分别与所述质量块(300)和所述塔筒(100)固定连接；

所述悬吊装置(200)为多个，多个所述悬吊装置(200)沿所述塔筒(100)的周向均匀分布。

2.根据权利要求1所述的塔筒组件，其特征在于，所述塔筒组件还包括安全装置(500)，所述安全装置(500)固定于所述塔筒(100)的外部，所述安全装置(500)具有侧面限位部(510)，所述侧面限位部(510)位于所述质量块(300)的背离所述塔筒(100)的一侧，且所述侧面限位部(510)与所述质量块(300)之间存在间隙。

3.根据权利要求2所述的塔筒组件，其特征在于，所述侧面限位部(510)的朝向所述质量块(300)的一侧附有缓冲结构。

4.根据权利要求2所述的塔筒组件，其特征在于，所述质量块(300)和所述侧面限位部(510)均为筒状结构，且所述质量块(300)套在所述塔筒(100)的外部，所述侧面限位部(510)环绕在所述质量块(300)的外侧。

5.根据权利要求4所述的塔筒组件，其特征在于，所述安全装置(500)还具有底板(520)，所述底板(520)具有穿孔，所述穿孔与所述塔筒(100)配合；所述底板(520)位于所述质量块(300)的下方，且所述底板(520)与所述质量块(300)之间存在间隙。

6.根据权利要求5所述的塔筒组件，其特征在于，所述底板(520)封在所述侧面限位部(510)的筒底，所述底板(520)与所述侧面限位部(510) 为一体结构，所述底板(520)与所述塔筒(100)固定连接。

7.根据权利要求1-6任一项所述的塔筒组件，其特征在于，所述塔筒组件还包括弹性连接件(600)，所述弹性连接件(600)的两端分别与所述质量块(300)和所述塔筒(100)可拆卸连接。

8.根据权利要求1-6任一项所述的塔筒组件，其特征在于，所述悬吊装置(200)包括钢梁(210)和钢丝绳(220)，所述钢梁(210)的一端与所述塔筒(100)固定连接，所述钢梁(210)的另一端悬空并与所述钢丝绳(220)的顶端固定连接，所述钢丝绳(220)的底端与所述质量块(300)固定连接。

9.根据权利要求8所述的塔筒组件，其特征在于，所述钢梁(210)与所述塔筒(100)之间还设置有支撑杆(230)，所述支撑杆(230)的两端分别与所述塔筒(100)和所述钢梁(210)固定连接，所述支撑杆(230)与所述钢梁(210)成夹角设置。

10.一种风力发电机组，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的塔筒组件。

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