风力发电机的支撑结构制造技术

本发明专利技术涉及一种风力发电机的支撑结构并且涉及一种制造所述支撑结构的方法。公开了一种风力发电机的支撑结构（1），其中所述支撑结构包括用于连接至风力发电机的风轮的第一端（2）和待连接至风力发电机的塔架的第二端（3）。所述支撑结构（1）包括中间部（4），所述中间部（4）将所述第一端（2）连接至所述第二端（3），并且所述中间部（4）包括肘形管的形式。所述支撑结构（1）分为至少两个区段（5、6），其中所述区段可单独地从制造场地运输到施工场地。所述区段（5、6）能够按照所述支撑结构（1）能够将力从所述风轮转移到所述塔架的方式连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及风力发电机的支撑结构并且涉及一种制造该支撑结构的方法。
技术介绍
风力发电机包括：塔架、机舱、和具有轮毂和风轮叶片的风力发电机风轮。风力发电机包括发电机。发电机包括发电机转子和发电机定子。具有风轮叶片的轮毂连接至发电机的转子。风力发电机的机舱包括支撑结构。风轮附接至支撑结构并且支撑结构连接至风力发电机的塔架。支撑结构支撑在塔架上的风力发电机的发电机和风轮。风与风轮叶片相互作用并且使发电机的轮毂和转子转动。风将载荷和振动引导进入风力发电机中。载荷和振动从风力发电机的风轮经过支撑结构转移至塔架。将支撑结构制备为将载荷和振动从风力发电机的风轮转移至塔架。支撑结构设计工作与风力发电机的使用寿命等长的时间。在这种情况下，超过20年或者25年的使用寿命均正常。因此，支撑结构需要设计有足够的刚性并且需要被加工为具有最小的故障和容差。支撑结构通常是铸造的金属件。支撑结构的重量通常在10吨与60吨之间。现代风力发电机的支撑结构尺寸的金属件难以铸造。缩孔是在铸造这种尺寸的支撑结构中可能会出现的一个常见问题。另外，支撑结构需要在事后进行加工。过去十年，风力发电机的设计的最大输出功率增加了。风力发电机的风轮直径和轮毂高度也增加了。因此，风力发电机的能力也需要增强。支撑结构设计得更大、更重。风力发电机的部件通常在制造场地制造，并且然后运输至风力发电机的安装场地。通常，公路运输对此方法的至少一部分是必要的。通常可以在公路上运输的部件的尺寸和重量是有限的。重量超过30吨的支撑结构相当难以运输。因此，限制了支撑结构的尺寸。因此，由于用公路运输的可能性，风力发电机的最大尺寸受到限制。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种改良的支撑结构以克服上述问题。本专利技术的目的通过独立权利要求1得以实现。本专利技术的进一步特征在从属权利要求中公开。公开了一种风力发电机的支撑结构，其中该支撑结构包括：用于连接至风力发电机的风轮的第一端和待连接至风力发电机的塔架的第二端。支撑结构包括将第一端连接至第二端的中间部，并且中间部包括肘形管的形式。支撑结构分为至少两个区段，其中区段可单独地从制造场地运输到施工场地。区段可按照支撑结构能够将力从风轮转移至塔架的方式连接。风力发电机的风轮在支撑结构的第一端处连接至支撑结构。支撑结构在支撑结构的第二端处连接至风力发电机的塔架。支撑结构支撑在塔架上的风力发电机的发电机和风轮。另外，支撑结构将力从风轮和发电机转移至塔架。支撑结构的第一端和第二端通过中间部来连接。中间部显示出肘形管的形式。该肘形管并不需要是具有完全封闭的壁的管子。例如，中间部也可以包括在管形壁中的开口，例如类似门口（doorway）。管的肘形形式被称为弯管或者有时被称为鹅颈管。设计为连接至风轮和塔架的支撑结构的第一端与第二端的连接区域定位成接近但是小于90°的角度。例如，制造场地是制造支撑结构的区段的场地。制造场地还可以是组装风力发电机的部分和准备进一步运输的场地。施工场地是将区段或者支撑结构连接以便形成支撑结构的场地。因此，施工场地还可以是设置风力发电机的场地。在海上安装风力发电机的情况下，施工场地还可以是港口中的场地，在该处，需要风力发电机的部分的进一步运输以到达风力发电机的最终操作场地。力经过支撑结构从第一端转移至第二端。这些力包括风力发电机的发电机和风轮的静态重量，还包括作用在风力发电机的风轮上的风力。此力还包括被风引入风力发电机的振动和弯曲力矩。力从风轮和发电机转移至支撑机构并且从支撑结构转移至风力发电机的塔架。力从支撑结构的第一端转移至第二端。一部分力被支撑结构的肘形管状的形式转移。将支撑结构分为区段。单独地并且独立地制造支撑结构的区段。将区段制备为通过螺栓、铆钉、销或者它们的组合来连接。为了实现恰当的载荷转移，区段可以装备有互锁连接的凸缘。例如，将区段铸造为单个的件并且加工。铸造更大的零件增加了在铸造体中出现故障的可能性。因此，铸造区段，由此更小的实体，减少了在铸造零件中出现故障的可能性。另外，区段的重量和尺寸比整个支撑结构的重量和尺寸小。因此，区段的运输要比完整的支撑结构的运输更容易。此外，由公路运输产生的局限性限制了区段的尺寸，而不是整个支撑结构的尺寸。因此，支撑结构可以设计为比公路运输局限性可允许的质量和尺寸具有更大的质量和更大的尺寸。因此，支撑结构的质量和尺寸不受由于公路运输要求的限制。因此，同样地，支撑结构的能力也不受由于质量或者尺寸约束的限制。因此，支撑结构更大，因此可以基于所描述的支撑结构来设计具有更大风轮和更高功率输出的越大的风力发电机。第一端包括第一区段的至少一部分。第一端是支撑结构的一端，风力发电机的风轮在该端处附接至支撑结构。第一端包括第一区段的至少一部分。第一区段因此设计并且布置为形成支撑结构的正面。支撑被分为区段，其中从支撑结构的正面看，区段的划分从区段的一面到区段的另一面。风力发电机的正面是风轮附接至机舱的一面。这相当于支撑结构的第一端处于如安装至塔架的位置。因此，从支撑结构的正面看，区段从包括第一端的第一区段开始连续地布置。因此，通过支撑结构转移的力是从风轮引入到第一区段中，并且从第一区段引入到第二区段中。因此，第一区段与第二区段连接的连接区域不布置为与力转移方向平行。因此，产生在区段之间的连接区域处的剪切力较小。剪切力对于连接区域是个问题，这是因为剪切力可以引起一个区段相对于其它区段移动。这种移动对于用于连接区段的连接装置是个问题。由于区段相对于彼此移动，所以连接装置的使用寿命以及因此在区段之间的连接都会降低。因此，当力以相对于区段的连接表面大体上垂直的方式转移通过区段之间的连接区域时，在区段之间的连接的使用寿命增加。因此，支撑结构的使用寿命增加，并且因此，风力发电机的使用寿命增加。第二端包括第二区段的至少一部分。将支撑结构的第二端制备为连接至风力发电机的塔架。第二端包括第二区段的至少一部分。第二区段因此设计并且布置为形成支撑结构的塔架侧端。从支撑结构的第一端看，区段连续地布置。力被从第一区段转移至第二区段。因此，从风轮转移到支撑结构的力通过在第一区段与第二区段之间的连接区域进行转移。在区段之间的连接区域不与主要的力转移方向平行。因此，较小的剪切力作用于第一区段与第二区段之间的连接。剪切力会减少在部分之间的连接的使用寿命。因此，在第一区段与第二区段之间的连接的使用寿命被最大化。第一区段包括支撑结构的第一端。因此，第一区段包括完整的第一端。因此，第一端不分为两个或者更多个区段。因此，将第一端制造成一个件。制造成一个件的部件的刚性比具有相同质量的被制造成两零件并随后组合的部件的刚性更大。因此，第一端作为将风轮连接至支撑结构的接触面，具有更大的刚性。第二区段包括支撑结构的第二端。支撑结构的第二端是第二区段的一部分。支撑结构的第二端通常被称为底板。底板是在支撑结构与塔架之间的接触面板。底板包括用于将至少一个偏航马达安装至底板的构造元件。底板，或者支撑结构的第二端，需要相当大的刚性以便将力从支撑结构转移至塔架。在底板中的任何划分都会限制底板的能力，并且因此限制风力发电机的使用寿命。第二区段包括底板。因此，将底板形成或者铸造为一个件。因此，底板，或者支撑结构的第二端，未显示出划分。因此，底板的刚性更本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风力发电机的支撑结构（1），‑其中所述支撑结构（1）包括：用于连接至风力发电机的风轮的第一端（2）和待连接至风力发电机的塔架的第二端（3），并且所述支撑结构（3）包括中间部（4），所述中间部（4）将所述第一端（2）连接至所述第二端（3），并且所述中间部（4）包括肘形管的形式，其特征在于：‑所述支撑结构分为至少两个区段（5、6），其中所述区段（5、6）能够单独地从制造场地运输到施工场地，并且其中所述区段（5、6）能够按照所述支撑结构（1）能够将力从所述风轮转移到所述塔架的方式连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.25 EP 14161510.41.一种风力发电机的支撑结构（1），-其中所述支撑结构（1）包括：用于连接至风力发电机的风轮的第一端（2）和待连接至风力发电机的塔架的第二端（3），并且所述支撑结构（3）包括中间部（4），所述中间部（4）将所述第一端（2）连接至所述第二端（3），并且所述中间部（4）包括肘形管的形式，其特征在于：-所述支撑结构分为至少两个区段（5、6），其中所述区段（5、6）能够单独地从制造场地运输到施工场地，并且其中所述区段（5、6）能够按照所述支撑结构（1）能够将力从所述风轮转移到所述塔架的方式连接。2.根据权利要求1所述的支撑结构，其特征在于：所述第一端（2）包括第一区段（5）的至少一部分。3.根据前述中的一个权利要求所述的支撑结构，其特征在于：所述第二端（3）包括第二区段（6）的至少一部分。4.根据权利要求2所述的支撑结构，其特征在于：所述第一区段（5）包括所述支撑结构（1）的所述第一端（2）。5.根据权利要求3所述的支撑结构，其特征在于：所述第二区段（6）包括所述支撑结构（1）的所述第二端（3）。6.根据权利要求2至5中的一项所述的支撑结构，其特征在于：所述支撑结构（1）包括至少一个第三区段（8），所述至少一个第三区段（8）包括中间部（4）的至少一部分并且连接至所述第一区段（5）和所述第二区段（6）以便来自所述风轮的力被转移经过所述第三区段（8）。7.根据权利要求6所述的支撑结构，其特征在于：所述第三区段（8）包括至少两个部分（8a、8b），所述至少两个部分（8a、8b）连接至所述第一区段（5）...

【专利技术属性】
技术研发人员：DK延森，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE