塔架、风力发电机组以及在塔架内设置平台的方法技术

本发明专利技术设计一种风力发电机组的塔架，包括：一个或更多个管状塔架段（４）以及设置在塔架内的至少一个平台（１６，１６’），所述塔架段具有外套壁（６）和在其下端及上端的向内凸缘（９，１０），所述平台用于接近塔架内部以及机舱以便进行维护和修理。塔架还包括支撑结构，所述结构包括至少三个细长的拉伸载荷承载元件（１４，１４’），每个所述拉伸载荷承载元件在其上端安装到塔架段的上凸缘（１０）以及在其下端安装到塔架段的下凸缘（９），并且支撑悬挂在塔架内的一个或更多个平台（１６，１６’）。本发明专利技术还涉及一种用于在塔架内设置平台的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术大体涉及一种风力发电机组的塔架，该塔架包括一个或更多个管状塔架段以及设置在塔架内的至少一个平台，所述塔架段具有外套壁(jacket wall)和在其下端及上端的向内凸缘，所述平台便于接近塔架内部以及机舱从而进行维护和修理。 本专利技术还涉及一种包括这种塔架的风力发电机组以及一种用于在风力发电机组的塔架内设置平台和梯子的方法。
技术介绍
上面提到的那种塔架通常应用在风力发电机组中，以将机舱支撑在地面或者在离 岸型风力发电机组情况下水表面上方的期望高度，机舱包括由风轮叶片驱动的发电机。塔 架包括一个或更多个钢制管状塔架段，塔架段具有周向套壁。塔架段通常具有圆形横截面， 但是诸如椭圆形的其它横截面形状也是可行的。此外，塔架可以选择性地为圆柱形或者稍 微平截的圆锥形。每个塔架段在下端和上端形成有向内的凸缘。在塔架由两个或多个塔架 段组成的情况下，塔架段借助于穿过凸缘的螺栓连接首尾相连地相互连接。而且，塔架借助 于穿过下塔架段下端的凸缘的螺栓连接被安装到地基上，并且机舱借助于穿过上塔架段上 端的凸缘的螺栓连接被安装到塔架上。 在塔架的下部，穿过套壁设置有门并且在塔架内设置有支撑结构以及接近设备， 诸如平台和梯子，从而允许接近塔架内部以便对塔架内以及塔架顶部机舱内的设备进行维 护和修理。 在现有技术中，公知的是通过螺栓连接和/或焊接将塔架内的平台固定到套壁。 例如，通过将托架焊接到平台倚靠的内侧套壁。梯子随后紧固到平台。这种技术方案的一 个缺点是当平台通过螺栓连接和/或焊接方式安装时套壁会变弱，这必须增加套壁的材料 厚度并且由此会增加成本。另一个缺点是在塔架内安装平台和梯子的方法不够灵活，从这 个意义上讲，今后进行可能的调整或重新定位将非常困难。这种刚性安装也会通过不利载 荷影响塔架。 EP 1933029公开了一种在风力发电机组的塔架内安装平台和梯子的方法。该方法 涉及梁的使用，梁被紧固到每个塔架段的上凸缘以及下凸缘。诸如平台和梯子的支撑结构 又安装到梁上。梁通过螺栓连接或焊接以刚性方式安装到上凸缘上。然而，与下凸缘的连 接允许梁在纵向方向相对于凸缘移动，而梁在与其纵向方向垂直的方向上被固定地保持， 从而允许梁由于变化的温度以及由风力载荷导致的塔架偏斜而移动，但是确保水平方向的 稳定。然而，使用在每个塔架段的上下凸缘之间延伸的梁是一种在塔架内部安装设备的相 当昂贵的方案，并且由于设备通过螺栓连接或焊接的方式安装到梁上，因此不能如所期望 的那样灵活，并且一旦任何设备要被调整或重新定位，必须在梁上钻出新的孔或者进行新 的焊接，这样既耗时又复杂。 本领域还公知的是通过来自塔架段上凸缘的杆安装上平台，从而使得平台从上凸 缘悬挂。梯子随后从平台悬挂并且通过金属丝或类似物被稳定，所述金属丝通过磁体被附3着到套壁内侧。这种方案的优点在于它不会使套壁弱化。然而，在塔架段内设置设备的可 供选择的方案极为有限。尤其是希望在同一塔架段内设置几个平台时。
技术实现思路
鉴于上述情况，本专利技术的目的是提供一种风力发电机组的塔架，平台和其它设备 能够以节约成本且极为灵活的方式设置在塔架内而不会使塔架结构弱化。至少该目的通过 根据权利要求1的塔架而实现。 本专利技术还涉及一种在风力发电机组塔架内设置平台的方法以及一种包括这种塔 架的风力发电机组，它们具有与如上所述相同的目的。该目的是通过根据权利要求12的方 法以及根据权利要求15的风力发电机组而实现。 由此，本专利技术的根本在于通过在塔架内设置拉伸载荷承载元件而实现上述目的， 每个所述拉伸载荷承载元件在其上端安装到塔架段的上凸缘以及在其下端安装到塔架段 的下凸缘。至少一个平台通过任意适当方式安装到拉伸载荷承载元件上并且定位在塔架内 所需高度。拉伸载荷承载元件的数目必须至少三个，由此使平台平衡。然而，可使用更多数 目的拉伸负载承载元件，例如四个到二十个之间。 在这个整体思路之内，本专利技术能够以多种不同方式改变。例如，拉伸载荷承载元件 可以多种不同方式设计并且由不同材料制成。由此，拉伸载荷承载元件可形成为金属丝或 链，即高柔韧性元件。还可以使用不同材料的绳索，优选是合成材料，例如碳纤维，从而防止 有机分解，有机分解在使用有机材料时是一种风险。还可以使用由金属与合成材料的混合 物所构成的绳索或丝。然而，在本专利技术范围之内还可使用金属杆，金属杆不象金属丝、链以 及绳索那样具有高度柔韧性，但是金属丝、链以及绳索仅适合承载拉伸载荷而不能够承载 任何程度的压縮载荷。使用柔韧性拉伸载荷承载元件的一个优点在于例如将元件引导穿 过狭窄通道诸如在风力发电机组塔架底部的门开口时，它们能够被容易地操控。通过使用 仅适合承载拉伸载荷的元件，与使用还适合承载压縮载荷的元件相比，可使用具有相当小 的横截面积的元件。结果使得支撑结构的材料用量更少、成本更低以及空间要求更小。 用于将设备连接到拉伸载荷承载元件的连接装置能够以多种不同方式形成。当使 用丝、绳索以及杆时，连接装置优选形成为通过摩擦锁定的夹紧连接，而当使用链时，可使用与一个或更多个链环相接合的连接装置。 拉伸载荷承载元件的设置可以多种不同方式设计。通常地，拉伸载荷承载元件优 选借助于穿过塔架段的上凸缘及下凸缘中的孔的螺栓或类似物被安装。还优选的是，每个 拉伸载荷承载元件通过上凸缘与下凸缘之间的合适预加应力被拉紧。由此，拉伸载荷承载 元件上悬挂的平台和其它设备也将会在水平方向上获得一定稳定性。然而，在随后描述及 显示的实施例中，优选绕着各个平台外围在平台与塔架套壁内部之间设置合适数目的缓冲 件或类似物，所述缓冲件或类似物吸收由于平台横向移动所引起的冲击。由于变化的温度 和负载，平台应当能够在塔架内稍微地向上及向下移动，因此所述缓冲件不会永久地承靠 着套壁。 此外，当在同一塔架段内设置两个或更多个平台时，来自于平台的载荷能够以不 同方式分布到拉伸载荷承载元件。例如，所有拉伸载荷承载元件可共同地承载所有平台。然 而，还可以使不同的拉伸载荷承载元件承载不同的平台，例如上平台由三个或更多个拉伸载荷承载元件承载，下平台由另外的三个或更多个拉伸载荷承载元件承载，附加下平台由 附加的三个或更多个拉伸载荷承载元件承载，等等。 当在塔架内设置梯子时，优选地是这些梯子悬挂在平台上。然而，应当知道的是， 还可以使梯子悬挂在拉伸载荷承载元件上、直接地悬挂在凸缘上，或者所有这三种连接模 式的组合。在以下描述及显示的实施例中，梯子通过横向拉伸载荷承载元件在水平方向被 稳定，该横向拉伸载荷承载元件在垂直地延伸于上凸缘与下凸缘之间的拉伸载荷承载元件 中的两个之间水平地或对角地延伸。 尽管本专利技术此后针对由两个平截的圆锥形塔架段组装而成的陆基风力发电机组 而进行描述和显示，但应当理解的是，本专利技术还可应用于其它类型的风力发电机组，例如具 有圆柱形塔架段并且包括任意数目的塔架段(例如同样可以仅有一个塔架段)的离岸风力 发电机组。本专利技术还提供良好机会来将其它类型设备(例如灯和电缆)安装到拉伸载荷承 载元件上。 本专利技术的其它目的、特征和优点将从接下来的详细公开、权利要求书以及附图中 体现出来。 通常地，权利要求中使用的所有术语应当根据它们在该
的通常意义来解 释，除非在此以其它方式明确地限定。凡涉及本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风力发电机组的塔架，包括：一个或更多个管状塔架段和设置在塔架内的至少一个平台，所述塔架段具有套壁和在其下端及上端的向内凸缘，其中，所述塔架还包括支撑结构，所述支撑结构包括至少三个细长的拉伸载荷承载元件，每个所述拉伸载荷承载元件在上端安装到所述塔架段的上凸缘并且在下端安装到所述塔架段的下凸缘，并且支撑悬挂在所述塔架内的一个或更多个平台。

【技术特征摘要】
DK 2008-11-17 PA200801594;US 2008-11-17 61/115,198一种风力发电机组的塔架，包括一个或更多个管状塔架段和设置在塔架内的至少一个平台，所述塔架段具有套壁和在其下端及上端的向内凸缘，其中，所述塔架还包括支撑结构，所述支撑结构包括至少三个细长的拉伸载荷承载元件，每个所述拉伸载荷承载元件在上端安装到所述塔架段的上凸缘并且在下端安装到所述塔架段的下凸缘，并且支撑悬挂在所述塔架内的一个或更多个平台。2. 如权利要求1所述的塔架，其特征在于，所述拉伸载荷承载元件通过上凸缘与下凸 缘之间的张力被预加应力。3. 如权利要求1或2所述的塔架，其特征在于，所述拉伸载荷承载元件借助于螺栓连接 被安装到凸缘上。4. 如前述任一权利要求所述的塔架，其特征在于，所述拉伸载荷承载元件是柔韧性的。5. 如前述任一权利要求所述的塔架，其特征在于，两个或更多个平台被设置在所述塔 架段内。6. 如权利要求5所述的塔架，其特征在于，所有拉伸载荷承载元件共同地支撑所述塔 架段内的所有平台。7. 如权利要求5所述的塔架，其特征在于，不同的拉伸载荷承载元件支撑不同的平台。8. 如前述任一权利要求所述的塔架，其特征在于，所述一个或更多个平台借助于摩擦 连接被安装到所述拉伸载荷承载元件上。9. 如前述任...

【专利技术属性】
技术研发人员：J克里斯滕森，
申请(专利权)人：维斯塔斯风力系统集团公司，
类型：发明
国别省市：DK[丹麦]