用于风力发电机组的塔筒的阻尼器及风力发电机组的塔筒制造技术

本发明专利技术提供一种用于风力发电机组的塔筒的阻尼器及风力发电机组的塔筒，所述阻尼器包括壳体，所述壳体中容纳有液体，以通过液体的惯性力或晃动来抑制所述风力发电机组的塔筒的二阶振动。根据本发明专利技术的用于风力发电机组的塔筒的阻尼器及风力发电机组的塔筒可减小塔筒在大风环境下受到二阶振动的负面影响，提高塔筒的安全性。

Dampers for towers of wind turbines and towers of wind turbines

The invention provides a damper for a tower barrel of a wind turbine and a tower barrel of a wind turbine. The damper comprises a shell containing liquid to suppress the second-order vibration of the tower barrel of the wind turbine through liquid inertial force or sloshing. According to the invention, the tower drum damper used for wind turbine and the tower drum of wind turbine can reduce the negative influence of the tower drum subjected to the second-order vibration under strong wind environment and improve the safety of the tower drum.

【技术实现步骤摘要】
用于风力发电机组的塔筒的阻尼器及风力发电机组的塔筒
本专利技术涉及一种用于风力发电机组的塔筒的阻尼器及风力发电机组的塔筒。
技术介绍
对于风力发电机组的塔筒而言，根据涡激振动的产生原理，风吹过塔筒时在塔筒后端产生反对称排列的涡街，当涡从塔筒表面脱落时，会影响到塔筒表面压力的变化，压力的变化对塔筒产生一个激励，无量纲数斯特劳哈尔数St(Strouhalnumber)是在流体力学中讨论物理相似与模化时引入的相似准则，对于诸如塔筒的圆柱绕流，St＝fD/V，这里，f是漩涡分离频率，D是特征长度(即，塔筒外直径)，V是流体速度(即，风速)。当风速从低速向高速增加时，塔筒会依次经历其的一阶振动、二阶振动。目前，对于风力发电机组的塔筒的振动抑制主要体现在对其一阶振动抑制上，比较广泛使用的抑制装置为调谐质量阻尼器(TMD)，例如，可将摆式TMD设置在塔筒的顶部，这种情况下，摆式TMD的摆长为10m左右，在设计和安装过程中，需要考虑到TMD的质量块的运输、限位功能等问题，导致其设计、运输和安装成本较高。对于一阶振动如果使用液体阻尼器作为阻尼装置，根据阻尼器的要求，其液体晃动频率接近塔架一阶频率(约为0.1Hz-0.2Hz)。按照这样设计出的阻尼器直径(或边长)会在10m左右。鉴于陆地运输条件塔筒直径一般为4.5m，因此这样的阻尼器无法安装在塔筒中，从而无法应用液体阻尼器来抑制一阶振动。当塔筒振动的表现形式主要体现为二阶振动时，其频率高于一阶振动，如果应用摆式TMD，其设计摆长仅为200mm左右，然而，针对如此短的摆长无法设计出可靠的TMD。因此，会采用摆式弹簧式混合的TMD，但是随着引入更多的结构形式，会使TMD的设计、制造变复杂，从而对成本、可靠性等方面产生不利的影响。因为二阶振动对应的风速大、频率高、振动能量大，因此其危险性也较大，对于工作人员安全、风力发电机组载荷等都有威胁，特别是高柔塔风力发电机组在大风环境下时，可能产生持续的二阶扭腰振动，这样的振动对机组疲劳载荷以及机组安全性都存在很大的负面影响。因此，需要一种能够应用于风力发电机组的塔筒的抑制二阶振动且便于制造、节约成本、安装简单的阻尼器。
技术实现思路
为了解决作用在风力发电机组的塔筒上的二阶振动对塔筒带来的负面影响等问题，本专利技术提供一种能够应用于风力发电机组的塔筒的抑制二阶振动且便于制造、节约成本、安装简单的阻尼器。本专利技术的一方面提供一种用于风力发电机组的塔筒的阻尼器，所述阻尼器包括壳体，所述壳体中容纳有液体，以通过液体的惯性力或晃动来抑制所述风力发电机组的塔筒的二阶振动。优选地，所述阻尼器还可包括阻尼增强装置，所述阻尼增强装置设置可在所述壳体中，以增大阻尼力。优选地，所述阻尼增强装置可包括形成有开口的至少一个阻尼板，所述至少一个阻尼板可设置在所述壳体的内壁上且位于所述液体的液面之下。优选地，所述阻尼增强装置可包括中空的筒体，所述筒体可与所述壳体共同形成环状腔体，所述液体可设置在所述环状腔体内。优选地，所述阻尼增强装置可包括竖直地设置在所述壳体中的分隔板，所述分隔板可将所述壳体的内部空间分隔成多个空间。优选地，所述阻尼增强装置可包括至少一个阻尼网，所述至少一个阻尼网可固定在所述壳体的内壁上且位于所述液体的液面之下。优选地，所述阻尼器还可包括设置在所述壳体的侧壁上的液位计，以通过所述液位计确定所述液体的液面位置。优选地，所述阻尼器还可包括减震装置，所述减震装置可设置在所述壳体的底部，以减小所述壳体的震动。本专利技术的另一方面提供一种风力发电机组的塔筒，所述塔筒包括如上所述的用于风力发电机组的塔筒的阻尼器，所述阻尼器可设置在所述塔筒的除了最上部的塔筒段和最下部的塔筒段以外的塔筒段中。优选地，所述阻尼器可设置在所述塔筒的总高度的40％至80％的高度范围。优选地，在所述塔筒中可设置有多个所述阻尼器，多个所述阻尼器可沿水平方向布置在所述塔筒的安装平台上或者沿竖直方向堆叠在所述安装平台上。根据本专利技术的用于风力发电机组的塔筒的阻尼器及风力发电机组的塔筒，可抑制风力发电机组的塔筒的二阶振动，减小塔筒在大风环境下受到二阶振动的负面影响，提高塔筒的安全性。此外，根据本专利技术的用于风力发电机组的塔筒的阻尼器及风力发电机组的塔筒，可安装在风力发电机组的塔筒的除了最上段塔筒和最下段塔筒以外的塔筒段上，能够较好地抑制塔筒的二阶振动。此外，根据本专利技术的用于风力发电机组的塔筒的阻尼器及风力发电机组的塔筒，可设置有不同种类的阻尼增强装置，可减小液体的晃动的二阶频率的碎波现象，提高阻尼效果。此外，根据本专利技术的用于风力发电机组的塔筒的阻尼器及风力发电机组的塔筒，便于设计和制造，节约生产成本，安装简单。附图说明图1是根据本专利技术的实施例的阻尼器的立体图。图2是根据本专利技术的实施例的阻尼器的分解示意图。图3是根据本专利技术的实施例的阻尼器的阻尼增强装置的第一示例的示意图。图4是根据本专利技术的实施例的阻尼器的阻尼增强装置的第二示例的示意图。图5是根据本专利技术的实施例的阻尼器的阻尼增强装置的第三示例的示意图。图6是根据本专利技术的实施例的阻尼器的阻尼增强装置的第四示例的示意图。图7是表示根据本专利技术的实施例的阻尼器的安装位置的曲线图。图8是根据本专利技术的实施例的阻尼器安装在塔筒的安装平台上的分布示图。图9是根据本专利技术的实施例的阻尼器安装在塔筒的安装平台上的另一示例分布示图。图10是根据本专利技术的实施例的阻尼器安装在塔筒上的示意图。附图标号说明：100：阻尼器，110：壳体，111：螺栓，112：弹簧垫，113：螺母，120：减震装置，130：液位计，141：阻尼板，142：筒体，143：分隔板，144：阻尼网，200：安装平台，L：液体。具体实施方式现在将参照附图更全面地描述本专利技术的实施例，在附图中示出了本专利技术的示例性实施例。为了清楚地示出各部件的内部构造及连接关系，附图中的部分组件(例如，下面将描述的图1至图6中的阻尼器的壳体)示出为透明结构。下面将参照图1至图6详细描述根据本专利技术的实施例的用于风力发电机组的塔筒的阻尼器100的具体构造。根据本专利技术的实施例的阻尼器100包括壳体110。壳体110中容纳有液体L，以通过液体L的惯性力或晃动来抑制所述风力发电机组的塔筒的二阶振动。具体来说，可通过液体L在静止状态下的惯性力或者通过液体L在晃动状态下产生的力来提供减振作用，从而抑制风力发电机组的塔筒的二阶振动。这里，风力发电机组的塔筒的二阶振动是指具有塔筒中段扭摆且频率一般在1Hz-2Hz范围这样的特征的振动，其不同于发生在塔筒上段且摇晃频率低于0.3Hz的一阶振动。阻尼器100中的液体L可采用诸如乙二醇类、丙二醇类等粘度大于水的粘度的液体，在液体晃动过程中，粘度大的液体不容易产生液面波浪的破碎，从而可减小波浪破碎导致阻尼器效率下降。如图2所示，壳体110可具有大体上被密封的形式，例如，形成为密封罐形式，以防止在使用过程中液体L挥发或异物进入，以确保阻尼器100的阻尼效果。在壳体110的顶部可设置有用于注入或输出液体L的开口以及用于密封开口的密封盖和密封圈。密封盖可以是旋拧在开口上的螺纹盲盖，密封圈可增强开口的密封性。壳体110(例如，壳体110的顶部)上还可设置有吊耳，以便于运输和安装。壳体110可通过焊接、螺栓紧固件、胶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于风力发电机组的塔筒的阻尼器，其特征在于，所述阻尼器(100)包括壳体(110)，所述壳体(110)中容纳有液体，以通过液体的惯性力或晃动来抑制所述风力发电机组的塔筒的二阶振动。

【技术特征摘要】
1.一种用于风力发电机组的塔筒的阻尼器，其特征在于，所述阻尼器(100)包括壳体(110)，所述壳体(110)中容纳有液体，以通过液体的惯性力或晃动来抑制所述风力发电机组的塔筒的二阶振动。2.根据权利要求1所述的用于风力发电机组的塔筒的阻尼器，其特征在于，所述阻尼器(100)还包括阻尼增强装置，所述阻尼增强装置设置在所述壳体(110)中，以增大阻尼力。3.根据权利要求2所述的用于风力发电机组的塔筒的阻尼器，其特征在于，所述阻尼增强装置包括形成有开口的至少一个阻尼板(141)，所述至少一个阻尼板(141)设置在所述壳体(110)的内壁上且位于所述液体的液面之下。4.根据权利要求2所述的用于风力发电机组的塔筒的阻尼器，其特征在于，所述阻尼增强装置包括中空的筒体(142)，所述筒体(142)与所述壳体(110)共同形成环状腔体，所述液体设置在所述环状腔体内。5.根据权利要求2所述的用于风力发电机组的塔筒的阻尼器，其特征在于，所述阻尼增强装置包括竖直地设置在所述壳体(110)中的分隔板(143)，所述分隔板(143)将所述壳体(110)的内部空间分隔成多个空间。6.根据权利要求2所述的用于风力发电机组的塔筒的阻尼器，其特征在于，所述阻尼增强装置包括至少一个阻尼网(144)，所述至少一个阻尼网(144)固定在所述壳体(110)的内壁上且位于所述液体的液面之下。7.根据权利要求1所述的用于风力发电机组的塔筒...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢赢，张志弘，
申请(专利权)人：北京金风科创风电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11