CN219654819U - 一种塔架及风力发电机组 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种塔架及风力发电机组，该塔架包括第一塔架结构、第二塔架结构和连接于两者之间的连接结构，第二塔架结构沿第一塔架结构的塔筒段的轴向布置，其中的连杆连接于相邻两个支柱单元之间，连接于塔柱两端之间的加强件增强了支柱单元的强度，连接单元中的沿塔筒段的径向设置的至少两个连接件连接于塔柱和塔筒段之间，实现了对第一塔架结构、第二塔架结构的稳固支撑。在上述结构中，由于加强件增强了第二塔架结构中支柱单元的强度，连接单元中沿塔筒段的径向设置的至少两个连接件提高了连接结构支撑的稳固性，使得该塔架具有良好的承载能力，有利于提高风力发电机组的适应能力。

Description

一种塔架及风力发电机组

技术领域

本申请涉及风力发电技术领域，特别涉及一种塔架及风力发电机组。

背景技术

风力发电机组中的塔架用于支撑机舱、发电机、叶轮等重型结构，承受较大的载荷。

随着人们对风能利用重视程度的不断增加，风力发电机组不断向大型化和深远海发展，风力发电机组中的塔架所受到的载荷越来越大，塔架的承载能力和刚度逐渐难以适应多种应用场景。

实用新型内容

鉴于上述问题，本申请提供一种塔架及风力发电机组，该塔架具有良好的承载能力，有利于提高风力发电机组的适应能力。

第一方面，本申请提供一种塔架，该塔架包括第一塔架结构、第二塔架结构和连接结构，第一塔架结构包括塔筒段；第二塔架结构沿塔筒段轴向布置，第二塔架结构包括连杆和多个支柱单元，连杆连接于相邻两个支柱单元之间；支柱单元包括塔柱和加强件，加强件连接于塔柱的两端之间；连接结构包括多个连接于第一塔架结构和第二塔架结构之间的连接单元，连接单元包括至少两个连接于塔柱和塔筒段之间的连接件，同一连接单元中的至少两个连接件依次沿塔筒段的径向设置。

根据本申请一些实施例所提供的塔架，第一塔架结构包括加劲肋，加劲肋沿塔筒段的周向设置于塔筒段的壁体上。

根据本申请一些实施例所提供的塔架，加劲肋设有至少两个，至少两个加劲肋沿轴向间隔设置，塔筒段与连接件的连接处均设有加劲肋。

根据本申请一些实施例所提供的塔架，同一连接单元中的至少两个连接件的一端均连接于塔柱的端部，另一端连接于塔筒段的外壁面。

根据本申请一些实施例所提供的塔架，同一连接单元中的至少两个连接件用于与塔柱连接的端部沿轴向间隔设置。

根据本申请一些实施例所提供的塔架，塔柱的端部设有连接座，同一连接单元中的至少两个连接件通过连接座连接于塔柱的端部。

根据本申请一些实施例所提供的塔架，塔柱包括第一管体，加强件包括预应力筋，预应力筋的两端分别连接于第一管体的两端。

根据本申请一些实施例所提供的塔架，塔柱还包括第二管体，第一管体间隔套设于第二管体外周，第一管体和第二管体之间设有填充层，预应力筋位于第二管体的内腔中。

根据本申请一些实施例所提供的塔架，第一管体的内腔设有填充结构，预应力筋位于第一管体外侧。

根据本申请一些实施例所提供的塔架，连接单元的数量设置为与支柱单元的数量相等，连接单元与支柱单元一一对应设置。

根据本申请一些实施例所提供的塔架，沿轴向，第一塔架结构的投影位于第二塔架结构的投影范围内，第二塔架结构靠近第一塔架结构的端部的投影位于第二塔架结构远离第一塔架结构的端部的投影范围内。

第二方面，本申请的一些实施例还提供一种风力发电机组，该风力发电机组包括机舱、基础和上述任一技术方案所提供的塔架，塔架的第一塔架结构用于与机舱连接，塔架的第二塔架结构用于与基础连接。

本公开的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：

本申请提供了一种塔架，该塔架包括第一塔架结构、第二塔架结构和连接于两者之间的连接结构，第二塔架结构沿第一塔架结构的塔筒段的轴向布置，其中的连杆连接于相邻两个支柱单元之间，连接于塔柱两端之间的加强件增强了支柱单元的强度，连接单元中的沿塔筒段的径向设置的至少两个连接件连接于塔柱和塔筒段之间，实现了对第一塔架结构、第二塔架结构的稳固支撑。在上述结构中，由于加强件增强了第二塔架结构中支柱单元的强度，连接单元中沿塔筒段的径向设置的至少两个连接件提高了连接结构支撑的稳固性，使得该塔架具有良好的承载能力，有利于提高风力发电机组的适应能力。

本申请还提供了一种风力发电机组，由于该风力发电机组包括上述技术方案所提供的塔架，该风力发电机组能够适应大载荷场景，有利于使该风力发电机组具有较好的适应能力。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本申请一些实施例所提供的塔架在一个视角的结构示意图；

图2为本申请一些实施例所提供的塔架在另一视角的结构示意图；

图3为本申请一些实施例所提供的塔架中的部分结构示意图；

图4为本申请一些实施例所提供的塔架中一种支柱单元的内部结构示意图；

图5为本申请一些实施例所提供的塔架中另一种支柱单元的内部结构示意图；

图6为本申请另一些实施例所提供的塔架中的部分结构示意图。

具体实施方式中的附图标号如下：

1、第一塔架结构；11、塔筒段；12、加劲肋；

2、第二塔架结构；21、连杆；22、支柱单元；221、塔柱；2211、第一管体；2212、第二管体；2213、填充层；2214、填充结构；222、加强件；

3、连接结构；31、连接单元；311、连接件。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本申请实施例所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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申请实施例和简化描述，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申请实施例的限制。

此外，技术术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

随着人们对环境重视程度的不断增加，清洁能源越来越受到人们的重视。风能作为一种清洁能源，格外受到人们的关注。为了对风能进行充分利用，风力发电机组呈现出向大型化方向发展的趋势。

随着风力发电机不断向大型化方向发展，风力发电机组中用于支撑机舱、发电机、叶轮等重型结构的塔架承受的载荷也越来越大。另外，在荒漠、海上等某些场景中，塔架承受的载荷更为复杂，现有的塔架也较难适应这些场景中变化复杂的载荷。

为了提高塔架的承载能力，使风力发电机组能够适应复杂的载荷环境，发明人经过研究发现，可以设计一种包括第一塔架结构、第二塔架结构和连接结构的塔架，第二塔架结构沿第一塔架结构的塔筒段的轴向布置，其中的连杆连接于相邻两个所述支柱单元之间，支柱单元中的加强件连接于塔柱两端之间，连接单元中的沿所述塔筒段的径向设置的至少两个连接件连接于塔柱和所述塔筒段之间，实现对第一塔架结构、第二塔架结构的稳固支撑。由于加强件增强了第二塔架结构中支柱单元的强度，连接单元中沿所述塔筒段的径向设置的至少两个连接件提高了连接结构支撑的稳固性，该塔架具有良好的承载能力，有利于提高风力发电机组的适应能力。

下面对本申请具体实施方式所提供的塔架及风力发电机组的技术方案进行进一步说明。

本申请的一些实施例提供一种塔架，如图1所示，该塔架包括第一塔架结构1、第二塔架结构2和连接结构3，第一塔架结构1包括塔筒段11；第二塔架结构2沿塔筒段11轴向布置，第二塔架结构2包括连杆21和多个支柱单元22，连杆21连接于相邻两个支柱单元22之间；支柱单元22包括塔柱221和加强件222，加强件222连接于塔柱221的两端之间；如图2所示，连接结构3包括多个连接于第一塔架结构1和第二塔架结构2之间的连接单元31，连接单元31包括至少两个连接于塔柱221和塔筒段11之间的连接件311，同一连接单元31中的至少两个连接件311依次沿塔筒段11的径向设置。

第一塔架结构1可以是该塔架中的部分结构，其可以是连接于第二塔架结构2上方的部分结构。塔筒段11可以是第一塔架结构1中的结构，为了方便第一塔架结构1的制造、运输和安装，第一塔架结构1可以由多个塔筒段11通过法兰等连接件311连接组成。

第二塔架结构2可以是该塔架中连接于第一塔架结构1下方的部分结构，其可以是格构式塔架。支柱单元22可以是组成第二塔架结构2的构件单元，其可以沿竖直方向延伸，也可以沿着与竖直方向呈锐角的方向延伸，使得其能够支撑该塔架在竖直方向上的载荷。连杆21可以是用于组成第二塔架结构2的杆状构件，相邻两个支柱单元22之间连接有连杆21，连杆21用于将多个支柱单元22连接形成一个整体，使得多个支柱单元22所承受的载荷能够通过连杆21相互传递，多个支柱单元22形成一个整体来承载载荷。

具体地，连杆21既可以与塔筒段11的轴向呈锐角布置，也可以沿塔筒段11的径向布置，本领域技术人员可以根据实际情况设置连杆21的布置方向，只要使连杆21将相邻两个支柱单元22牢固连接起来即可。

在一些实施例中，支柱单元22的数量可以设置为3个、4个或者更多，使得支柱单元22通过连杆21连接后具有足够的强度以对第一塔架结构1和机舱等重型结构进行支撑。具体地，支柱单元22设有4个，4个支柱单元22绕塔筒段11的周向等间隔设置，使得第二塔架结构2能够稳定支撑第一塔架结构1。

塔柱221可以是支柱单元22中呈柱状的构架，其作为该支柱单元22中的主体结构，用于承载支柱单元22所受的载荷。加强件222可以是支柱单元22中用于加强塔柱221强度的构件，其连接于塔柱221的两端之间，可以通过预紧、增加用材、提供辅助支撑等方式对塔柱221的强度进行加强。

连接结构3可以是用于将第一塔架结构1和第二塔架结构2连接起来的结构，其设置于第一塔架结构1和第二塔架结构2之间，能够在第一塔架结构1和第二塔架结构2之间传递作用力，使第一塔架结构1和第二塔架结构2连接成为塔架整体。

连接结构3包括多个连接单元31，连接单元31用于连接第二塔架结构2的连接单元31和塔筒段11，使得塔筒段11能够与第二塔架结构2连接牢固。在一些实施例中，连接单元31的数量设置为与支柱单元22的数量相等，连接单元31与支柱单元22一一对应设置，使得每个支柱单元22均通过连接单元31连接于塔筒段11，使得塔筒段11所受的载荷能够分散至多个支柱单元22。

连接件311可以是连接单元31中的构件，其连接于塔柱221和塔筒段11之间，使得载荷能够在塔筒段11和塔柱221之间传递。通过将连接单元31包括的至少两个连接件311依次沿塔筒段11的径向设置，使得至少两个连接件311依次沿塔筒段11的轴向设置，有利于提高连接单元31对塔筒段11和塔柱221的连接强度。

在一些实施例中，连接件311可以设有2个，2个连接件311的一端相互连接并连接于塔柱221的端部，2个连接件311的另一端沿塔筒段11的轴向间隔连接于塔筒段11的外壁面。具体地，2个连接件311中的一个连接于塔筒段11的端部和塔柱221的端部，另一个连接件311连接于塔柱221的端部和塔筒段11的中部，使得2个连接件311能够较为均匀地向塔柱221传递作用力。

在上述结构中，由于加强件222增强了第二塔架结构2中支柱单元22的强度，连接单元31中沿塔筒段11的径向设置的至少两个连接件311提高了连接结构3支撑的稳固性，使得该塔架具有良好的承载能力，有利于提高风力发电机组的适应能力。

在一些实施例中，如图3所示，第一塔架结构1包括加劲肋12，加劲肋12沿塔筒段11的周向设置于塔筒段11的壁体上。

加劲肋12可以是设置于塔筒段11的壁体上的结构，其用于加强塔筒段11的结构强度，有助于提高塔筒段11的承载能力。具体地，加劲肋12可以沿塔筒段11壁体的周向延伸，使加劲肋12呈环形结构布置于塔筒段11的壁体。

在一些实施例中，加劲肋12设有至少两个，至少两个加劲肋12沿轴向间隔设置，塔筒段11与连接件311的连接处均设有加劲肋12。

加劲肋12设置的数量与同一连接单元31中设置的连接件311的数量相等，使得每个连接件311与塔筒段11的连接处均设置有加劲肋12，使得加劲肋12在加强塔筒段11的结构强度的同时，还能够加强连接件311与塔筒段11的连接强度。

具体地，加劲肋12沿塔筒段11周向设置于塔筒段11的外周面上，且加劲肋12置于连接件311与塔筒段11的连接处。

在一些实施例中，同一连接单元31中的至少两个连接件311的一端均连接于塔柱221的端部，另一端连接于塔筒段11的外壁面。

通过使同一连接单元31中的至少两个连接件311的一端连接于塔筒段11的外壁面，另一端均连接于塔柱221的端部，使得同一连接单元31中的至少两个连接件311与塔筒段11的连接方便，且至少两个连接件311能够汇集于同一塔柱221，使得塔筒段11上的载荷能够均匀稳定地传递至塔柱221上。

在一些实施例中，同一连接单元31中的至少两个连接件311用于与塔柱221连接的端部沿轴向间隔设置。

通过使同一连接单元31中至少两个连接件311与塔柱221连接的端部沿塔筒段11的轴向间隔设置，使得至少两个连接件311能够将塔筒段11的载荷进行分散传递，使得连接单元31对塔筒段11的支撑与连接稳定。

在一些实施例中，塔柱221的端部设有连接座，同一连接单元31中的至少两个连接件311通过连接座连接于塔柱221的端部。

连接座可以是设置于塔柱221靠近塔筒段11的端部，同一连接单元31中的至少两个连接件311通过连接座连接于塔柱221的端部，使得同一连接单元31中的至少两个连接件311能够被连接座汇集于同一塔柱221的端部，有利于提高同一连接单元31中的至少两个连接件311与塔柱221的连接牢固性。

在一些实施例中，如图4所示，塔柱221包括第一管体2211，加强件222包括预应力筋，预应力筋的两端分别连接于第一管体2211的两端。

第一管体2211可以是呈筒状的管体结构，其内部设有内腔结构。预应力筋可以是由单根或成束的钢丝、钢绞线或钢筋组成的结构，通过将预应力筋的两端分别连接于第一管体2211的两端，使得预应力筋能够向第一管体2211施加作用力对其进行预紧，有利于提高第一管体2211的强度。

具体地，预应力筋可以布置于第一管体2211的内腔结构中，使得预应力筋位于第一管体2211内部，能够减小预应力筋受到外界风雨等因素的影响，有利于提高预应力筋的使用寿命。

在一些实施例中，如图5所示，第一管体2211的内腔设有填充结构2214，预应力筋位于第一管体2211外侧。

通过将预应力筋布置于第一管体2211的外侧而不是布置于第一管体2211的内腔，可以在第一管体2211的内腔中布置填充结构2214，用以增强塔柱221的结构强度。在一些实施例中，填充层2213可以是为混凝土固化后形成的结构层，其不仅能够增强塔柱221的结构强度，还能够利用自身的粘接性起到连接第一管体2211和第二管体2212的作用。

在一些实施例中，如图6所示，位于第一管体2211外侧的预应力筋通过加劲板2215连接于第一管体2211的两端，使得预应力筋能够通过设置于塔柱221端部的加劲板2215对塔柱221施加预紧力。

示例性地，填充结构2214可以是为混凝土固化后形成的结构，其能够增强塔柱221的结构强度。

在一些实施例中，塔柱221还包括第二管体2212，第一管体2211间隔套设于第二管体2212外周，第一管体2211和第二管体2212之间设有填充层2213，预应力筋位于第二管体2212的内腔中。

第二管体2212可以是呈筒状的管体结构，其内部设有内腔结构。通过将第一管体2211间隔套设于第二管体2212外周，使得第一管体2211与第二管体2212之间形成间隙，通过在第一管体2211和第二管体2212之间的间隙设有填充层2213，填充层2213能够提高塔柱221的结构强度，有利于提高该塔架的承载能力。具体地，通过将预应力筋设置于第二管体2212的内腔中，使得预应力筋能够被第一管体2211和填充层2213保护，能够进一步减小预应力筋受到外界风雨等因素的影响，有利于提高预应力筋的使用寿命。

示例性地，填充层2213可以是为混凝土固化后形成的结构层，其不仅能够增强塔柱221的结构强度，还能够利用自身的粘接性起到连接第一管体2211和第二管体2212的作用。

在一些实施例中，沿轴向，第一塔架结构1的投影位于第二塔架结构2的投影范围内，第二塔架结构2靠近第一塔架结构1的端部的投影位于第二塔架结构2远离第一塔架结构1的端部的投影范围内。

通过使第一塔架结构1在轴向上的投影位于第二塔架结构2在轴向上投影的范围内，使得第二塔架结构2在塔筒段11径向上的尺寸大于第一塔架结构1，使得第二塔架结构2具有足够的承载能力来承载第一塔架结构1的重量以及从第一塔架结构1传递来的机舱等重型结构的载荷。

通过使第二塔架结构2靠近第一塔架结构1的端部的投影位于第二塔架结构2远离第一塔架结构1的端部的投影范围内，使得第二塔架结构2远离第一塔架结构1端部的径向尺寸大于靠近第一塔架结构1端部的径向尺寸，使得第二塔架结构2的结构布置能够匹配第二塔架结构2上的载荷分布情况。

本申请的一些实施例还提供一种风力发电机组，该风力发电机组包括机舱、基础和上述技术方案所提供的塔架，塔架的第一塔架结构1用于与机舱连接，塔架的第二塔架结构2用于与基础连接，机舱等重型结构的载荷能够依次通过第一塔架结构1、第二塔架结构2传递至基础上。由于该风力发电机组包括上述技术方案所提供的塔架，该风力发电机组具有良好的适应能力，能够适应载荷复杂的场景。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (12)

1.一种塔架，其特征在于，包括：

第一塔架结构，包括塔筒段；

沿所述塔筒段轴向布置的第二塔架结构，所述第二塔架结构包括连杆和多个支柱单元，所述连杆连接于相邻两个所述支柱单元之间；所述支柱单元包括塔柱和加强件，所述加强件连接于所述塔柱的两端之间；

连接结构，包括多个连接于所述第一塔架结构和所述第二塔架结构之间的连接单元，所述连接单元包括至少两个连接于所述塔柱和所述塔筒段之间的连接件，同一所述连接单元中的至少两个所述连接件依次沿所述塔筒段的径向设置。

2.根据权利要求1所述的塔架，其特征在于，所述第一塔架结构包括加劲肋，所述加劲肋沿所述塔筒段的周向设置于所述塔筒段的壁体上。

3.根据权利要求2所述的塔架，其特征在于，所述加劲肋设有至少两个，至少两个所述加劲肋沿所述轴向间隔设置，所述塔筒段与所述连接件的连接处均设有所述加劲肋。

4.根据权利要求1所述的塔架，其特征在于，同一所述连接单元中的至少两个所述连接件的一端均连接于所述塔柱的端部，另一端连接于所述塔筒段的外壁面。

5.根据权利要求4所述的塔架，其特征在于，同一所述连接单元中的至少两个所述连接件用于与所述塔柱连接的端部沿所述轴向间隔设置。

6.根据权利要求4所述的塔架，其特征在于，所述塔柱的端部设有连接座，同一所述连接单元中的至少两个所述连接件通过所述连接座连接于所述塔柱的端部。

7.根据权利要求1所述的塔架，其特征在于，所述塔柱包括第一管体，所述加强件包括预应力筋，所述预应力筋的两端分别连接于所述第一管体的两端。

8.根据权利要求7所述的塔架，其特征在于，所述塔柱还包括第二管体，所述第一管体间隔套设于所述第二管体外周，所述第一管体和所述第二管体之间设有填充层，所述预应力筋位于所述第二管体的内腔中。

9.根据权利要求7所述的塔架，其特征在于，所述第一管体的内腔设有填充结构，所述预应力筋位于所述第一管体外侧。

10.根据权利要求1所述的塔架，其特征在于，所述连接单元的数量设置为与所述支柱单元的数量相等，所述连接单元与所述支柱单元一一对应设置。

11.根据权利要求1所述的塔架，其特征在于，沿所述轴向，所述第一塔架结构的投影位于所述第二塔架结构的投影范围内，所述第二塔架结构靠近所述第一塔架结构的端部的投影位于所述第二塔架结构远离所述第一塔架结构的端部的投影范围内。

12.一种风力发电机组，其特征在于，包括机舱、基础和如权利要求1至11任一项所述的塔架，所述塔架的第一塔架结构用于与所述机舱连接，所述塔架的第二塔架结构用于与所述基础连接。