塔架振动阻尼器制造技术

本发明专利技术涉及一种塔架阻尼器，其适于安装在风轮机塔架中，所述塔架阻尼器包括：摆结构，其适于悬挂在所述风轮机塔架中，所述摆结构包括摆体；腔室，其保持阻尼液体，所述摆结构至少部分地浸入所述阻尼液体中；多个阻尼元件，其布置成当所述摆结构悬挂在所述风轮机塔架中时抑制所述摆结构的移动；以及悬挂装置，其用于将所述摆结构悬挂在所述风轮机塔架中，使得所述摆结构能够从所述摆结构的中立位置移位。

Tower vibration damper

The invention relates to a tower damper, which is suitable for installation in a wind turbine tower. The tower damper includes: a pendulum structure, which is suitable for hanging in the wind turbine tower, the pendulum structure includes a pendulum body; a chamber, which maintains the damping liquid, the pendulum structure is at least partially immersed in the damping liquid; a plurality of damping elements are arranged so that when the pendulum structure is suspended in the wind turbine tower Restraining the movement of the swing structure while in the wind turbine tower; and a suspension device for suspending the swing structure in the wind turbine tower, so that the swing structure can be displaced from the neutral position of the swing structure.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】塔架振动阻尼器
本专利技术涉及一种安装在例如风轮机塔架中的振动阻尼器。根据本专利技术的振动阻尼器具有贯通开口，该贯通开口便于例如维护人员可以以简单且安全的方式穿过振动阻尼器。根据本专利技术的振动阻尼器可以用作独立的振动阻尼器，或者它可以作为现有的振动阻尼器的附件提供。
技术介绍
随着现代风轮发电机的高度变得越来越高，近年来在例如风轮机工业内的涡激振动的阻尼变得更加重要。通常，可以通过改变暴露于风的结构的形状或改变暴露于风的结构的振动特性来阻尼涡激振动。改变结构的形状可能涉及例如扰流板固定到结构的外表面，而改变结构的振动特性可能涉及改变结构的固有频率，或者将振动阻尼器添加至结构。振动阻尼器放置在存在最大振动幅度的位置。在普通的风轮机中，这将是塔架或机舱的顶部。CN202091424U描述了用于安装在风轮机塔架中的振动阻尼器的实施例。关于风轮机塔架，必须维持塔架的顶部和底部之间的通道，以便允许维护人员在对涡轮机进行维护时爬上塔架内以进入机舱。因此，关于将振动阻尼器放置在风轮机塔架内存在空间限制。可以看出，本专利技术的实施方式的目的是提供一种简单、紧凑并且坚固的塔架振动阻尼器，其允许维护人员在塔架内以简单且安全的方式穿经振动阻尼器。
技术实现思路
在第一方面，通过提供适于安装在风轮机塔架中的塔架振动阻尼器来满足上述目的，该塔架振动阻尼器包括：摆结构，其适于悬挂在所述风轮机塔架中，所述摆结构包括摆体；腔室，其保持阻尼液体，所述摆结构至少部分地浸入所述阻尼液体中；多个阻尼元件，其布置成当所述摆结构悬挂在所述风轮机塔架中时抑制所述摆结构的移动；以及悬挂装置，其用于将所述摆结构悬挂在所述风轮机塔架中，使得所述摆结构能够从所述摆结构的中立位置移位，其中，所述多个阻尼元件均包括由弹性且多孔的泡沫材料构成的泡沫部分。本专利技术的塔架振动阻尼器由于其简单、紧凑且坚固的设计是有利的。在一个实施方式中，根据本专利技术的塔架振动阻尼器具有环形摆体。环形摆体允许维护人员以简单且安全的方式在塔架内穿过振动阻尼器。摆结构可以由铁制成，并且其重量根据特定要求可以在3至30吨的范围内。关于多个阻尼元件的泡沫部分，术语“弹性”在本申请的上下文中描述了一种材料，该材料在例如通过牵拉、拉伸、压缩、弯折等变形之后能够恢复到原始形状。在本申请的上下文中，术语“多孔”描述了包含开孔或蜂窝结构的材料。因此，多个阻尼元件的泡沫部分可渗透流体，从而允许流体(包括阻尼液体)进出泡沫部分。在未压缩状态下，泡沫部分的开孔可因此含有阻尼液体。在泡沫部分的压缩期间，开孔可以至少部分地收缩。该压缩产生具有一定流速的阻尼液流的向外定向的流动。压缩期间的流速受流动阻力的限制，流动阻力由泡沫部分的尺寸、孔隙率和形状决定。在操作期间，摆结构从其中立位置的移位可以压缩多个阻尼元件中的至少一个，由此包含在相关泡沫部分的开孔中的阻尼液体将以一定流速从泡沫部分被挤出。当流速受到泡沫部分的流动阻力的限制时，能量由于粘性摩擦而消散。结果，摆结构的运动受到抑制。多个阻尼元件的泡沫部分能够膨胀，从而以快于悬挂摆能够移动的速度的速度恢复其原始形状。泡沫部分的刚度与流动阻力的对比可以处于这样的水平，在该水平中，泡沫部分能在相应于0.75*1/fn的时间内恢复它们的形状，其中fn是悬挂摆的振荡频率(Hz)。其原因在于，在悬挂摆的振荡周期的四分之一期间泡沫部分将被压缩。泡沫部分可以由聚合物材料制成。可以选择符合上面定义的必要要求的其他合适的非聚合物材料。包括泡沫部分的多个阻尼元件原则上可以采用任何形状，包括长方体、正方体、圆柱体、锥体等。此外，阻尼元件的数量原则上可以是任意的。但是，阻尼元件的数量应足以满足所需的阻尼要求。优选地，阻尼元件的数量至少为3，例如3的倍数，即3、6、9、12、15、18等。为了确保围绕摆结构的对称阻尼特性，阻尼元件可以绕摆结构的中心轴线或绕风轮机塔架的中心轴线均匀分布。为了用阻尼液体完全填充多个阻尼元件的泡沫部分以便实现最大阻尼，可以有利地将多个阻尼元件或至少泡沫部分完全浸入阻尼液体中。然而，应该注意的是，多个阻尼元件可以可选地仅部分地浸入阻尼液体中。而且，多个阻尼元件可以以不同的水平浸入阻尼液体中。多个阻尼元件中的每一个还均可以包括弹簧部分。该弹簧部分可以由弹性和无孔弹簧材料构成。弹簧部分可以使用合适的制造过程嵌入泡沫部分中或与泡沫部分整合。弹簧部分可以包括一个或多个弹簧，例如卷弹簧、液压弹簧、气动弹簧、扭转弹簧、螺旋弹簧、板弹簧、蜗壳弹簧或其组合。因此，可以通过组合泡沫部分的弹性和弹簧部分的弹性来调整多个阻尼元件的整体弹性。多个阻尼元件、腔室和/或摆结构可以包括相应的附接装置，用于将多个阻尼元件附接至腔室和/或摆结构。腔室可以包括外边界、内边界以及在外边界和内边界之间延伸的底部。因此，腔室形成容器结构，该容器结构适于保持阻尼液体，摆结构和多个阻尼元件至少部分地浸入该阻尼液体中。腔室可以是单独的元件，或者它可以某种方式整合在风轮机塔架结构中。例如，腔室的外边界可以形成风轮机塔架壁的一部分。悬挂装置可以包括悬挂摆结构的多根线材。此外，还可以提供构造用于调节塔阻尼器的固有频率的调谐装置。可以通过调节多根线材的长度来调节固有频率。对于所述多根线材中的每根线材，调谐装置可以包括一端固定至塔架并且另一端固定至线材的夹具。为了调节线材的长度，从而调节塔架阻尼器的固有频率，将夹具固定至塔架，这构造成使得夹具可以沿着线材的纵向方向移动。在本专利技术的上下文中，术语“线材的长度”应理解为可自由摆动的线材的长度，即供线材附接至塔架结构的调谐装置与摆结构之间的距离。线材可以在调谐装置下方成角度地移动，从而允许摆结构摆动。阻尼液体可以包括合适的阻尼油，包括诸如TexacoWayLubricantx320、ExxonMobilgear600XP320或UnoVibrationAbsorber320之类的产品。诸如乙二醇和硅油之类的其他阻尼液体也可适用。多个阻尼元件可以布置在摆结构和腔室的内边界之间。如果应用三个阻尼元件，则它们可以成角度地间隔120度。阻尼元件可以固定至摆结构和/或固定至腔室的内边界。另选地，阻尼元件可以借助适当的固定装置保持在相应的角位置，同时不附接至摆结构和腔室的内边界。多个阻尼元件也可以布置在摆结构和腔室的外边界之间。如果应用三个阻尼元件，则它们可以成角度地间隔120度。同样，阻尼元件可以固定至摆结构和/或腔室的外边界。另选地，阻尼元件可以借助适当的固定装置保持在各个角位置，而不附接至摆结构和腔室的外边界。阻尼元件也可以布置在摆结构和腔室的内边界之间以及摆结构和腔室的外边界之间。在这种构造中，布置在摆结构和腔室的内边界之间的阻尼元件相比布置在摆结构和腔室的外边界之间的阻尼元件可以绕摆结构的中心轴线或绕风轮机塔架的中心轴线成角度地移位。本专利技术的塔架振动阻尼器还可以包括多个板弹簧，用于提供附加阻尼。多个板弹簧可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种塔架振动阻尼器，该塔架振动阻尼器适于安装在风轮机塔架中，所述塔架振动阻尼器包括：/n摆结构，该摆结构适于悬挂在所述风轮机塔架中，所述摆结构包括摆体；/n腔室，该腔室保持阻尼液体，所述摆结构至少部分地浸入所述阻尼液体中；/n多个阻尼元件，该多个阻尼元件布置成当所述摆结构悬挂在所述风轮机塔架中时抑制所述摆结构的移动；以及/n悬挂装置，该悬挂装置用于将所述摆结构悬挂在所述风轮机塔架中，使得允许所述摆结构从所述摆结构的中立位置移位，/n其中，所述多个阻尼元件均包括由弹性且多孔的泡沫材料构成的泡沫部分。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170221 DK PA2017701221.一种塔架振动阻尼器，该塔架振动阻尼器适于安装在风轮机塔架中，所述塔架振动阻尼器包括：
摆结构，该摆结构适于悬挂在所述风轮机塔架中，所述摆结构包括摆体；
腔室，该腔室保持阻尼液体，所述摆结构至少部分地浸入所述阻尼液体中；
多个阻尼元件，该多个阻尼元件布置成当所述摆结构悬挂在所述风轮机塔架中时抑制所述摆结构的移动；以及
悬挂装置，该悬挂装置用于将所述摆结构悬挂在所述风轮机塔架中，使得允许所述摆结构从所述摆结构的中立位置移位，
其中，所述多个阻尼元件均包括由弹性且多孔的泡沫材料构成的泡沫部分。


2.根据权利要求1所述的塔架振动阻尼器，其中，所述摆体是环形的。


3.根据权利要求1或2所述的塔架振动阻尼器，其中，所述多个阻尼元件包括至少3个阻尼元件，例如3个阻尼元件的倍数。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的塔架振动阻尼器，其中，所述阻尼元件绕所述摆结构的中心轴线或绕所述风轮机塔架的中心轴线均匀分布。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的塔架振动阻尼器，其中，所述多个阻尼元件完全浸入所述阻尼液体中。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的塔架振动阻尼器，其中，所述多个阻尼元件中的每一者均还包括由弹性且无孔的弹簧材料构成的弹簧部分。


7.根据权利要求6所述的塔架振动阻尼器，其中，所述弹簧部分包括一个或多个弹簧，例如卷弹簧、液压弹簧、气动弹簧、扭转弹簧、螺旋弹簧、板弹簧、蜗壳弹簧或它们的组合。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的塔架振动阻尼器，其中，所述多个阻尼元件、所述腔室和/或所述摆结构包括用于将所述多个阻尼元件附接至所述腔室和/或所述摆结构的相应附接装置。

【专利技术属性】
技术研发人员：S·B·马德森，
申请(专利权)人：维斯塔斯风力系统有限公司，
类型：发明
国别省市：丹麦;DK