CN101375011A - 风轮机塔架，风轮机以及组装风轮机塔架的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种风轮机塔架(2)，该风轮机塔架(2)包括至少两个相邻的金属塔架板(7)。该风轮机塔架(2)的特征在于，所述塔架板(7)通过一个或多个夹板接合(16)连接。本发明还涉及一种风轮机(1)和一种用于组装风轮机塔架(2)的方法。

Description

风轮机塔架，风轮机以及组装风轮机塔架的方法

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的风轮机塔架、一种风轮机和一种用于组装风轮机塔架的方法。

背景技术

现有技术已知的风轮机包含锥形风轮机塔架和安置在该塔架顶部的风轮机引擎舱。具有多个风轮机叶片的风轮机转子通过低速轴连接到该引擎舱，如图1所示，该低速轴从该引擎舱的正面延伸出。

风轮机塔架通常包含多个锥形的圆塔架区段，这些塔架区段一个安装在另一个之上。该塔架区段通常通过内置的水平凸缘栓接在一起，该凸缘焊接在每个塔架区段的顶部和底部。每个塔架区段包含相互焊接在一起的多个塔架环。这些塔架环通常用钢板制成，该钢板被轧制成圆形并且被焊接以构成闭合的360°环。

此设计背后的一般思路是塔架必须比较易于在架设地点组装，并且无任何可见接头的圆形塔架更加美观。但是，近年来，大规模生产的风轮机的发展已经使得风轮机在输出和尺寸方面越来越大。此方法需要更好且更加成本有效的组件和制造方法—尤其在风轮机塔架领域内，这种发展已经影响深远。如上所述的大型现代风轮机塔架的制造厂需要净高度为8mm的建筑，使用能力为70t的提升设备，以及非常专业和昂贵的轧制设备。此外，焊接减少了塔架的疲劳极限，从而降低了塔架的强度，这使得必须使用比其它情况厚的板制成塔架或塔架的至少一部分。

此外，由于塔架的直径受限于可在桥梁下通过、通过隧道等的尺寸，所以焊接的塔架的尺寸差不多—或者在一些情况下已经—达到可在大多数公路上运输的极限。

欧洲专利申请EP 1 561 883公开了解决这些问题的一种方法。此申请公开了一种用交错的预制金属部件制成的风轮机塔架。该金属部件形成为大致为矩形的长板，它们通常在朝向塔架内部的侧面开口。这些部件通过它们的相邻侧面在塔架内侧上栓接在一起。可在塔架内侧设置大的环形加固环以提高塔架的刚性。此设计提供了一种多边形塔架，其中大大减少或者消除了焊接。但这种金属部件设计复杂，因而制造困难且昂贵。

本发明的一个目的是提供一种不具有上述缺陷的风轮机塔架。

特别地，本发明的一个目的是提供一种成本有效的塔架设计，该设计提供了一种简单的塔架制造方法。

发明内容

本发明提供了一种风轮机塔架(塔筒)，该风轮机塔架包括至少两个相邻的金属塔架板。该风轮机塔架的特征在于所述塔架板利用一个或多个夹板接合连接。

通过利用夹板接合连接塔架板来形成塔架是有利的，因为这样能实现简单的塔架设计，其中可利用低技术制造装置制造塔架的所有部件。

利用夹板接合连接塔架板还使得能利用机械连接装置例如螺钉、螺栓或铆钉来连接塔架板。由此避免塔架中的焊接，尤其是世界上在计时工资较低的地区，例如通过螺栓将塔架板连接在一起在经济上是有利的，因为即使这有时可能比形成焊接接合更消耗时间，但栓接的塔架可由较薄的板制成，从而降低塔架的材料成本。

此外，因为尤其与焊接相比，夹板接合使塔架或塔架区段能够在架设地点处或附近被组装，所以利用夹板接合连接塔架板是有利的。由于塔架设计不再受到在运输期间从桥梁下方通过等的限制，所以这是有利的。如果在架设地点焊接塔架，则将比较困难并且可能对环境造成很大损害。首先，焊接工艺需要相对受控的环境以便良好和可靠地执行，而这在通常非常远的架设地点难以实现。其次，事后必须对焊接接头进行打磨和涂漆，这必须在受控环境内进行以达到令人满意的结果。打磨和涂漆都是如果不在受控环境内进行就可能会危及环境的制造工艺。

此外，由于钢是公知的、比较便宜且坚固的材料，其非常适合于制造大型风轮机塔架，所以利用钢板制造塔架是有利的。另外，在世界各处都可找到用于机械加工较大钢板(切割、钻孔、铣削和折弯)的机械工厂，这使得不管架设地点多么偏僻，都可在架设地点附近制造该塔架板。通过利用多个塔架板制成塔架或塔架区段，可在具有较低净高度、小于整个塔直径的制造设施内制造该塔架板，并且该板比整个塔环或区段小且轻，从而在制造期间更用于管理。

应强调，术语“夹板接合”应理解为是利用间接连接塔架板的一个或多个应变传递杆、板、鱼尾板(接合板)、配件等将塔架板相连的接合。术语“夹板接合”不包含这样的接合，即，其中例如通过使塔架板重叠并在重叠区域内将它们栓接在一起来使所述塔架板相互直接连接。

此外，应强调，术语“夹板接合”并不局限于仅理解为这样的接合，即其中应变传递杆、板、鱼尾板、配件等等被放置在塔架板之间的接头的内表面上，而另一个应变传递杆、板、鱼尾板、配件等等被放置在相同接头的外表面上。“夹板接合”还可以是仅将应变传递杆、板、鱼尾板、配件等放置在用于连接塔架板的接头的内表面上或仅放置在其外表面上。

在本发明的一个方面中，所述一个或多个夹板接合包含仅抵靠所述至少两个相邻金属塔架板的内表面的一个或多个鱼尾板，和/或仅抵靠所述至少两个相邻金属塔架板的外表面的一个或多个鱼尾板。

使用鱼尾板是简单且成本有效的形成夹板接合的方法，将鱼尾板放置在塔架的外表面或内表面或者将鱼尾板放置在塔架的两个表面上是有利的，因为组装过程被简化，而且通过鱼尾板形成的夹板接合的负荷传递被均匀分配，使得塔架强度比较易于计算。由于当塔架强度比较易于计算时，调整塔架尺寸的成本也会降低，从而增加了塔架设计的灵活性，所以这是有利的。

此外，使用鱼尾板组装塔架使得如果塔架板被提升到引擎舱(吊舱)的负荷损坏，则可更换单独的塔架板。

在本发明的一个方面中，所述一个或多个鱼尾板仅抵靠所述至少两个相邻的金属塔架板的内表面。

将鱼尾板放置在塔架的内侧是有利地，因为通过“隐藏”鱼尾板，塔架将变得更加美观。此外，鱼尾板在被放置在塔架内时，将被更好地保护不受雨、雪、盐水等影响。

在本发明的一个方面中，所述一个或多个鱼尾板利用螺栓连接到所述至少两个相邻的金属塔架板。

利用焊接将承载负荷的接头连接到风轮机塔架内是一个比较复杂的过程，该过程合适地必须使用合格的焊机执行，并且此后要利用x射线、超声波或其它非破坏性的控制方法控制，以确保接头的质量。而个人向风轮机塔架的栓接负荷承载接头提供螺栓仅需非常少的指令就可令人满意地执行该工作，并且该控制过程非常简单且只需非常简单的设备。

此外，连接还可用螺钉或铆钉实现，但是螺钉通常比螺栓昂贵，而传统的铆钉的安装常常过于费时。

在本发明的一个方面中，所述一个或多个鱼尾板大致为矩形，具有大致恒定的长度、宽度和厚度。

使鱼尾板具有简单的矩形设计是有利的，因为这样可降低制造成本，并且计算具有恒定横截面的简单矩形板的负荷传递能力比较简单。这使得可更容易地确定鱼尾板和塔架的尺寸，并再次使得此设计成本有效且灵活。

应强调，术语“恒定的长度、宽度和厚度”应理解为各个鱼尾板均具有基本恒定的长度、宽度和厚度。该短语并不意味着塔架内的所有鱼尾板都被局限于具有相同的长度、宽度和厚度。

在本发明的一个方面中，所述一个或多个鱼尾板的厚度(T)在1至50mm之间，优选地在3至30mm之间，最优选地在5至10mm之间。

如果鱼尾板过薄，则它们将不能传递必要的负荷，而如果鱼尾板过厚，则它们的制造将过于昂贵并且过于沉重。

因此，这里给出的厚度范围在鱼尾板的功能性和成本之间实现了有利的关系。

在本发明的一个方面中，所述至少两个相邻的金属塔架板包括垂直或基本垂直的第一侧面区域和垂直或基本垂直的第二侧面区域，其中所述至少两个相邻金属塔架板中第一塔架板的所述第一侧面区域连接到所述至少两个相邻金属塔架板中另一塔架板的所述第二区域。

通过塔架板的侧面区域连接该塔架板是有利的，因为在负荷分配方面，这提供了使用机械连接装置例如螺栓、螺钉或铆钉连接塔架板的有利位置。

此外，通过使用多个垂直连接的塔架板形成塔架或塔架区段，可将塔架作为单个板运输，各板在架设地点处或附近被组装。从而，可设计具有更好负荷传递性能的塔架，例如在塔架的基部直径大于10m的塔架。

应强调，术语“垂直”应理解为如在风轮机的正常使用期间塔架将被定位的，竖立的风轮机塔架上的垂直方向。

在本发明的一个方面中，所述塔架包含至少两个完整的360°塔架区段，所述至少两个塔架区段包含至少两个水平相邻的金属塔架板。

从地基向上构建风轮机塔架或者水平组装整个塔架并一次性地竖立整个塔架非常困难，在塔架变得越来越大时尤其如此。因此将塔架细分成多个区段是有利的，因为这样可组装塔架的可管理部分，并例如使用具有现实提升能力的移动起重机将其放置在至少两个其它塔架之上。

应强调，术语“水平”应理解为如在风轮机的正常使用期间塔架将被定位的，竖立的风轮机塔架上的水平方向。

在本发明的一个方面中，一个塔架区段内的所述塔架板的形状基本相同。

使特定塔架区段内的所有塔架板的形状基本相同是有利的，这样简化了制造和组装过程。

在本发明的一个方面中，一个塔架区段内的所述塔架板垂直对齐。

使特定塔架区段内的所有塔架板垂直对齐是有利的，因为这样可使塔架板的垂直端对齐，从而能在塔架区段之间实现简单的接合。

此外，对齐塔架板还提供了更加对称的塔架，其可被更简单地组装并且更加美观。

在本发明的一个方面中，所述至少两个塔架区段包括1-50个、优选地2-30个、最优选地3-10个，例如4、6或8个，水平相邻的塔架板。

制造和组装成本随着塔架环内的塔架板的数量增加而增加，因为这将必须处理更多的板并且形成更多接头。但是，如果板的数量过少，则板必须过宽以至于它们过于昂贵并且难以处理。

因此，这里给出的板的数量提供了关于制造和组装成本的有利关系。

在本发明的一个方面中，所述至少两个完整的360°塔架区段中的至少两个包含不同数量的塔架板。

使塔架区段包含不同数量的塔架板是有利的，因为这样能够实现减少垂直接头的数量的塔架设计，从而使得该塔架的组装更高效和迅速。

在本发明的一个方面中，所述风轮机塔架向上逐渐变细。

使塔架在底部处宽于在顶部处是有利的，因为这样可提供在负荷传递方面有利的塔架设计。

应强调，术语“向上”应被理解为如在风轮机的正常使用期间塔架应被定位的，在竖立的风轮机塔架上的垂直方向。

在本发明的一个方面中，所述风轮机塔架是多边形。

使得塔架为多边形，则塔架可由直的和扁平的板构成，或者可利用多个垂直或基本垂直的弯曲部使该板成形，所以避免了使用昂贵和复杂的轧制设备。从而，塔架板的成形并不局限于包含高度专业化的轧制机的工厂，而可利用在世界各处可找到的更简单且常用的弯曲机制造该板。这使得即使塔架的安装地点通常非常偏僻，仍可在塔架的安装地点附近制造塔架，从而避免了塔架的长途运输。

在本发明的一个方面中，所述至少两个塔架板包含1-15个，优选2个或7个，垂直或基本垂直的弯曲部。

制造成本随着弯曲部的数量增加而增加，但是例如由于塔架必须从所有方向传递风负荷转矩，所以在负荷分配方面，最优的塔架设计为圆形。

因此，这里给出的弯曲部数量范围在制造成本和有利的负荷传递性能之间实现了有利的关系。

在本发明的一个方面中，所述至少两个塔架板的底部宽度大于顶部宽度。

塔架板在底部处宽于在顶部处是有利的，因为这样提供了使塔架在底部处宽于在顶部处的简单方法，由此提供在负荷传递方面有利的塔架设计。

在本发明的一个方面中，所述至少两个塔架板的纵向尺寸为1-50m，优选为3-30m，最优选为7-15m。

如果塔架板过长，则塔架板将难以处理和运输，并且更难以找到可处理长板的机械加工设备例如折弯机、火焰或激光切割机及其它设备。如果板过短，则构成塔架的板的数量增加，从而增加了水平接头的数量，这样会增加组装塔架所花费的时间。

因此，这里给出的长度范围在能够且经济上有利地制造和处理的东西与塔架组装时间之间实现了有利的关系。

应强调，术语“纵向尺寸”应理解为塔架板最长时所处的方向，也就是当安装在已竖立的风轮机塔架上时，塔架板的垂直或基本垂直的方向。

在本发明的一个方面中，所述至少两个塔架板中的每一个均具有恒定的厚度。

用具有恒定厚度的板制成塔架板是有利的，因为这样可降低材料成本并且使得制造过程简单。

应强调，这并不是限制所有板都具有相同的厚度。非常可行地是，由于在塔架底部的塔架板传递的负荷必须远大于在塔架顶部的塔架板传递的负荷，所以有利地，用比在塔架顶部的板厚的板制成在塔架底部的塔架板。

在本发明的一个方面中，所述至少两个塔架板的厚度为1-50mm，优选为3-30mm，最优选为9-20mm。

如果板过厚，则该板将难以制造并且材料成本将增加。如果板过薄，则必须相应地增加板的直径以能够传递相同负荷，这使得塔架不利地变宽，并且增加了垂直接头的数量，从而增加组装时间。

因此，这里给出的厚度范围在制造和材料成本与尤其关于组装时间有利的塔架设计之间实现了有利的关系。

在本发明的一个方面中，所述至少两个塔架板的最大宽度为0.5-20m，优选为1-10m，最优选为1.5-5m。

如果塔架板过宽，则塔架板难以处理和运输，并且难以找到能够制成宽板的轧制机。如果板过窄，则构成塔架的板的数量将增加，从而增加垂直接头的数量，从而会增加塔架组装花费的时间。

因此，这里给出的宽度范围在能够且经济上有利地制造和处理的东西与塔架组装时间之间实现了有利的关系。

本发明还涉及一种风轮机，该风轮机包含根据权利要求1至20之一的风轮机塔架。

此外，本发明还涉及一种风轮机塔架组装方法。该方法包含以下步骤:

通过使用一个或多个夹板接合连接至少两个相邻的金属塔架板，建立至少两个塔架区段，

将该至少两个塔架区段中的第一塔架区段安装在该至少两个塔架区段中的另一塔架区段上，以及

连接该第一塔架区段和该另一个塔架区段。

通过夹板接合连接至少两个相邻塔架板的塔架区段是有利的，因为当塔架可被垂直分割时，可例如通过标准ISO集装箱比较容易地将各个塔架板运输到架设位置，然后例如利用机械连接装置例如螺钉、螺栓或铆钉在该架设位置组装塔架区段。

此外，塔架区段内的垂直夹板接合的位置并不依赖于其它塔架区段内的垂直夹板接合的位置。因此，塔板架的数量并不必须在所有塔架板内相同。这是有利的，因为如果塔架为锥形(就像差不多所有风轮机塔架那样)并且使用给定最大宽度例如2.4米的塔架板在经济上有利，则塔架区段内的塔架板的数量可通过塔架向上减小，从而减少塔架内的垂直接头的数量。当垂直接头的数量减少时，例如栓接接头的数量可相应地减少，从而大大缩短塔架组装时间。

在本发明的一个方面中，所述第一塔架区段和所述另一塔架区段利用一个或多个夹板接合连接。

通过也利用夹板接合使塔架区段相互连接，可避免塔架内或塔架上的全部或几乎全部焊接，这样可减少塔架的材料消耗。

在本发明的一个方面中，所述至少两个塔架区段被制成为形成完整的360°环。

尤其由于塔架必须承受来自所有方向的风力负荷，所以将塔架区段构成完整的360°环是有利的，因为这样可增加塔架的强度和刚性。

应强调，术语“完整的360°环”并不是将塔架区段局限于特定形状例如圆形。塔架区段的水平剖面还可以是三角形、正方形、椭圆形、多边形或其它形状。术语“完整的360°环”仅意味着该形状是闭合的。

在本发明的一个方面中，通过使一个或多个鱼尾板仅抵靠所述至少两个相邻金属塔架板的内表面和/或通过使一个或多个鱼尾板仅抵靠所述至少两个相邻金属塔架板的外表面，形成所述一个或多个夹板接合。

在本发明的一个方面中，所述一个或多个鱼尾板仅抵靠所述至少两个相邻金属塔架板的内表面。

在本发明的一个方面中，所述一个或多个鱼尾板通过螺栓连接到所述至少两个相邻的金属塔架板。

在本发明的一个方面中，所述一个或多个鱼尾板基本为矩形，具有基本恒定的长度、宽度和厚度。

在本发明的一个方面中，所述至少两个相邻金属塔架板包括垂直或基本垂直的第一侧面区域和垂直或基本垂直的第二侧面区域，其中所述至少两个相邻金属塔架板中第一塔架板的所述第一侧面区域连接到所述至少两个相邻金属塔架板中另一塔架板的所述第二区域。

在本发明的一个方面中，一个塔架区段内的所述塔架板的形状基本相同。

在本发明的一个方面中，一个塔架区域内的所述塔架板垂直地对齐。

在本发明的一个方面中，所述至少两个塔架板具有1-15个，优选2或7个，垂直或基本垂直的弯曲部。

在本发明的一个方面中，所述组装在将架设所述风轮机塔架的安装地点处或附近完成。

由于避免了长距离运输或难以管理的较大塔架部件，所以在将架设所述风轮机塔架的安装地点处或附近组装塔架是有利的。此外，由于与焊接负荷承载接头需要比较受控的环境才能可靠地形成不同，栓接的负荷承载接头即使在比较简陋的条件下仍可被正确地形成，所以可在该架设处或附近组装塔架。

附图说明

下面将参照附图说明本发明，在附图中:

图1示出现有技术已知的大型现代风轮机的正视图；

图2示出根据本发明的风轮机塔架的塔架区段的俯视图；

图3示出根据本发明的风轮机塔架的正视图；

图4示出从背面看即从风轮机塔架内部看的塔架板；

图5示出图4中的塔架板的俯视图；

图6示出两个塔架板之间的夹板接合的一个实施例的剖面的俯视图；

图7示出具有不同厚度的两个塔架板之间的夹板接合的一个实施例的剖面的俯视图；

图8示出包含夹板接合的风轮机塔架的内部的一部分的后视图；以及

图9示出通过位于风轮机塔架顶部的水平夹板接合的垂直剖面的一部分的正视图。

具体实施方式

图1示出现有技术已知的风轮机1，该风轮机1包含锥形塔架2，该塔架2再分成多个塔架区段6。风轮机引擎舱3安置在塔架2的顶部。

风轮机转子4通过低速轴连接到引擎舱3，该风轮机转子4包含多个风轮机叶片5，该低速轴从该引擎舱3的正面延伸出。

图2示出根据本发明的风轮机塔架2的区段6的俯视图。在本发明的此实施例内，该塔架区段6包括并排放置的八个塔架板7。在本发明的其它实施例中，塔架区段6可包含其它数目的塔架板7，例如两个、四个、六个或十个。板7或板7的部分都没有与其它板7或其它板7的部分重叠。

相邻塔架板7形成多个垂直或大致垂直的接头18，该接头通过夹板接合16相连接，该夹板接合16利用连接在相邻板7的内表面9上的鱼尾板8连接该板7。在本发明的其它实施例中，鱼尾板8还可设置在塔架板7的外表面10上，交替地设置在内表面9和外表面10上，该板7可在内表面9和外表面10上都具有鱼尾板8，或者将鱼尾板8以其它使得给定鱼尾板8总能连接到与其相连接的两个板7的相同表面侧9、10的方式安放。

在本发明的此实施例内，八个塔架板7相同或基本相同，并且每个塔架板7包含三个垂直弯曲部11，从而使得塔架区段6为二十四边的多边形。在本发明的其它实施例中，每个塔架板可包含另外数量的垂直弯曲部11，例如一个、两个、四个或五个。这八个板7还可包含变化数量的弯曲部11，八个板7可全部是直的和扁平的板，从而使得塔架区段6具有八个侧面，或者板7可被轧制，从而使得塔架区段6为圆形，其中八个板7中的每一个将构成完整360°塔架区段6的大约45°，或者塔架区段6可包含不同形状的板7的组合。

如果塔架区段6由例如八个直板7构成，则鱼尾板8可包含例如通过中部的垂直弯曲部，以基本使鱼尾板8的整个侧面面对该塔架板7，并紧靠该塔架板7的内侧面9。同样，如果塔架板7被轧制，则鱼尾板8也可被轧制以与在接头15、18周围的塔架板7的形状相配。

图3示出根据本发明的风轮机塔架2的正视图。在本发明的此实施例内，塔架2包含九个塔架区段6，但是在其它实施例中，塔架2可包含另外数量的区段6。在此实施例内，底部塔架区段12的高度Lp为3820mm，另外八个塔架区段6的高度Lp都为9000mm，从而塔架的总高度为57820mm，但是各个塔架区段6、12的高度以及塔架的总高度当然可在本发明的范围内几乎无限地变化。

在本发明的此实施例内，由于底部塔架区段12包含具有门孔17的塔架板7，所以底部塔架区段12的高度Lp与其余区段6不同。具有门孔17的板7的厚度Tp远大于底部区段12内的其余塔架板7，并且为了减少材料的使用，在本发明的此实施例内，底部区段12短于其余区段12。在本发明的其它实施例中，包含门孔17的板7可安置在塔架2的另一区段7内，例如从塔架12的底部13数起第二或第三个区段6内，或者可将门孔17实现为其它形式，从而可以和/或有利地使包含门孔17的区段6具有不同高度Lp。将门孔17设置在第二或第三个区段6内可能是有利的，例如对于离岸风轮机，其中要将门安置成与会溅到塔架2上浪和水相距安全或比较安全的距离。这种较高的门位置当然需要在塔架2的外侧上安置接近/出入装置，例如梯子、阶梯、升降机或其它装置。

在本发明的此实施例内，塔架板7的厚度Tp沿塔架2向上改变。在此实施例内，底部区段12内的所有塔架板7(除了包含门孔17的板7之外，该板的厚度为27mm)以及放置在其紧上方的区段6的厚度均为17mm。第三和第四个区段6内的板7的厚度均为16mm，第五个区段6内的板7的厚度均为15mm，第六个区段6内的板7的厚度均为14mm，第七个区段6内的板7的厚度均为13mm，而第八及上部区段6内的板7的厚度均为12mm，其中所有区段6都是从塔架2的底部13向上数起的。由于塔架2、塔架区段6和塔架板7必须承受的应变向上减小，所以板厚度Tp沿塔架2向上进行这种改变，以减小塔架2的材料使用量，并从而降低塔架2的成本。在本发明的其它实施例中，塔架板7的厚度Tp可在1-50mm之间改变，优选在4-35mm之间改变，最优选在8-25mm之间改变。

塔架板7还可交错放置，其中塔架2的底部13和/或顶部14处的塔架板7可交替地具有不同的长度Lp。塔架2内的所有其它板7则可具有大致相同的长度Lp。此交错构造将使得塔架板7之间的水平接头15都未安置成彼此直接相邻。此塔架2的设计的一种变型是用交错塔架板7制成多个塔架区段6。

在本发明的此实施例内，由于所有塔架区段6以基本恒定的角度逐渐变细，使得塔架2在底部13处宽于在顶部14处，所以该塔架以基本恒定的角度逐渐变细，但是在其它实施例中，塔架2可具有恒定的横截面以使塔架2是直的，塔架2可包含曲线例如凸曲线或凹曲线以例如使得塔架2为喇叭状，塔架2的直径可向上逐步减小，或者塔架2另外可依赖于架设位置、塔架2的大小、生产成本、运输或其它等设计。

如图3所示的塔架2可包含超过15000个螺栓22，该塔架2由通过栓接的鱼尾板8连接的塔架板7构成。在塔架的组装期间、就在该组装之后以及在塔架2的使用寿命期间相隔一定间隔地，必须控制并且可能上紧接头15、18的螺栓22。因此可有利地在塔架2内设置升降机，该升降机能被容易地定位在这些螺栓22前面或紧邻这些螺栓22，而不管它们在塔架2内处于“径向”位置还是“轴向”位置。

图4示出从背面看去—即从风轮机塔架2的内部看去—的塔架板7，而图5示出同一塔架板7的俯视图。塔架板7的此实施例包含三个垂直或基本垂直的弯曲部11，并且该塔架板7具有底部宽度Wb，该宽度Wb大于顶部宽度Wt以使塔架2能够以基本恒定的角度逐渐变细，但是在其它实施例中，塔架板7还可基本为矩形，或者该垂直或基本垂直的侧面区域19、20可以是非直线的，例如在底部向外弯曲。

在本发明的此实施例内，侧面区域19、20包含多个圆形通孔21，以便通过使用通过塔架板7内的孔21和鱼尾板8内的对应孔23的螺栓22、螺钉、铆钉或其它连接装置将一个或多个鱼尾板8连接在塔架板7上，从而形成夹板接合。在其它实施例中，孔21还可以是螺纹通孔或螺纹盲孔。

图6示出两个塔架板7之间的夹板接合16的一个实施例的横截面的俯视图。在本发明的此实施例内，鱼尾板8设置在两个塔架板7的内表面9上。在其它实施例中，鱼尾板8还可安置在两个板7的外表面10上，或者鱼尾板8可安置在塔架板8的内表面9和外表面10上。

在本发明的此实施例内，塔架板7之间的垂直接头18仅包含两排螺栓22:一排穿过第一塔架板7的第一垂直侧面区域19，而另一排通过另一塔架板7的第二垂直侧面区域20。但在本发明的其它实施例中，鱼尾板8可利用贯穿板7的各侧面区域19、20的其它数量的螺栓22，例如两排或三排螺栓22，连接。

在其它实施例中，接头18可在该接头18的内侧9和外侧10上都具有鱼尾板8，其中塔架板7之间的距离大得足以使较大直径的螺栓22通过。夹板接合16则可由挤压塔架板7的内表面9和外表面10的鱼尾板制成。然后可省去塔架板7内的孔21，并且可例如仅利用通过该鱼尾板中部的一排螺栓22，将这两个塔架板夹在一起并从而固定它们，制成接头16。

在本发明的此实施例内，在鱼尾板8和塔架板7的制造期间在所述部件7、8内形成孔21、23，但是在本发明的其它实施例中，例如可仅预先形成鱼尾板内的孔23。然后可在塔架2的组装期间，例如通过在形成塔架板内的孔21时使用鱼尾板8作为模板或夹具来形成塔架板内的孔21，或者仅预先形成塔架板内的孔21，而可在组装期间形成鱼尾板内的孔23。如果希望螺栓22或铆钉紧密配合例如以确保非常刚性和内部稳定的塔架2，则此过程可例如是有利的。

在本发明的此实施例内，鱼尾板8利用穿过塔架板7内的孔21和鱼尾板8内的孔23的螺栓22连接到塔架板7上，并且利用螺母26在塔架2内侧固定。衬套24确保螺栓的自由长度足以使螺栓被充分上紧并且即使例如板振动仍保持此预张力。

在此实施例内，塔架板7稍微间隔开例如5mm，以补偿部件7、8的任何线性膨胀。此外，在螺母26和衬套24之间以及螺栓22的头部与塔架板7之间设有垫圈25。

为了当在塔架2内部上紧螺母26时防止螺栓22旋转，螺栓22可在塔架2外侧上具有锁紧垫圈，或者螺栓22可在该螺栓22的端部(在塔架2的内侧)具有内六角，以便在上紧螺母26期间保持螺栓22。这使得螺栓22的所有上紧都可全部在塔架2内部进行。

图7示出具有不同厚度Tp的两个塔架板7之间的夹板接合16的一个实施例的横截面的俯视图。

如前文所述的，包含门孔17的塔架板7可用比其余塔架板7厚的板制成，以补偿孔17造成的强度损失。图7示出当相邻塔架板7具有不同厚度Tp时如何形成垂直接头18或水平接头15的一个示例。如果如图所示希望板7的中心对齐，则可在鱼尾板8和这两个塔架板7的最薄处之间设置调节垫圈27。在本发明的此实施例内，调节垫圈27的形式为具有较大厚度的标准垫圈，但是在其它实施例中，调节垫圈27的形式还可以为细长板例如包含两个或多个孔的鱼尾板，使得单个板在塔架板7和鱼尾板8内的两个或多个孔处用作调节垫圈27。

图8示出从背面—即从塔架2的内部—看去的包含夹板接合16的风轮机塔架2的内部的一部分。在本发明的此实施例内，鱼尾板8略微隔开例如5mm的自由空间，以补偿任何线性膨胀。

鱼尾板8可根据在塔架2内或塔架2上的位置而具有变化的厚度T，这意味着所有鱼尾板8可制成为被安置在塔架2上或内的特定位置。或者，用于形成垂直夹板接合18的鱼尾板8可在整个塔架2内具有基本相同的宽度W和厚度T。这使得可预先制造和预先涂漆固定长度的鱼尾板8，然后在架设地点将这些鱼尾板切割成希望的长度L。然后，只有进行切割的端部才必须在该架设地点涂漆，这样可使用漆刷手动完成。

或者，可将所有鱼尾板8制成为具有长度L例如1米，其中仅有那些较短的鱼尾板8中的一个必须被切割和重漆，以匹配特定区段6的长度。还可通过组合上述不同方法形成鱼尾板8。

图2、6、7、8和9内所示的鱼尾板8的特征在于，与它们的宽度W相比，它们较长L且较薄T，但是在本发明的其它实施例中，用以实现夹板接合16的装置还可以是板，该板的特征在于其长度L仅在其宽度W的两倍以内，该装置可以是杆或棒，该杆或棒的特征在于其宽度W和厚度T基本相同，或与其宽度W相比该杆或棒具有较大的厚度T，或者该装置可以是一些类型的专门设计的配件，该配件可用以解决经由夹板接合16连接风轮机塔架2内的两个塔架板7的任务。

图9示出通过位于风轮机塔架2的顶部14的水平夹板接合16的垂直剖面的一部分。引擎舱3必须连接到塔架2的顶部，这最经常通过偏航机构实现。为了能够实现此连接，该塔架2必须具有水平凸缘28。这可例如如图9所示的，通过将塔架的顶部14形成为非常短的塔架区段29来实现。此短的顶部塔架区段29可形成为一个完全焊接部件，其可在受控环境内退火和涂漆，然后作为一个部件被运输到架设地点。如果塔架2为锥形，则该短的顶部塔架区段29将具有较小“直径”，并且由于长度很小，即使是用于较大风轮机1的顶部区段29仍可被容易地运输，而不会在通过桥梁、隧道等时出现问题。

上文已经参照用于风轮机塔架2的夹板接合16、鱼尾板8和塔架板7的特定示例举例说明了本发明。但是，应理解，本发明并不局限于上述具体示例，而是可在如权利要求指定的本发明的范围内设计和改变成多种变型。

附图标记列表

1   风轮机

2   塔架

3   引擎舱

4   转子

5   叶片

6   塔架区段

7   塔架板

8   鱼尾板

9   塔架板的内表面

10  塔架板的外表面

11  垂直弯曲部

12  底部塔架区段

13  塔架底部

14  塔架顶部

15  水平接头

16  夹板接合

17  门孔

18  垂直接头

19  塔架板的第一垂直侧面区域

20  塔架板的第二垂直侧面区域

21  塔架板内的孔

22  螺栓

23  鱼尾板内的孔

24  衬套

25  垫圈

26  螺母

27  调节垫圈

28  水平凸缘

29  顶部塔架区段

L   用于能够实现夹板接合的装置的长度

T   用于能够实现夹板接合的装置的厚度

W   用于能够实现夹板接合的装置的宽度

Lp  塔架板的长度

Tp  塔架板的厚度

Wb  塔架板的底部宽度

Wt  塔架板的顶部宽度

Claims (33)

1.一种风轮机塔架(2)，包括至少两个相邻的金属塔架板(7)，其特征在于，所述塔架板(7)通过一个或多个夹板接合(16)连接。

2.根据权利要求1的风轮机塔架(2)，其特征在于，所述一个或多个夹板接合(16)包含一个或多个仅抵靠所述至少两个相邻金属塔架板(7)的内表面(9)的鱼尾板(8)以及/或者一个或多个仅抵靠所述至少两个相邻金属塔架板(7)的外表面(10)的鱼尾板(8)。

3.根据权利要求2的风轮机塔架(2)，其特征在于，所述一个或多个鱼尾板(8)仅抵靠所述至少两个相邻金属塔架板(7)的内表面(9)。

4.根据权利要求2或3的风轮机塔架(2)，其特征在于，所述一个或多个鱼尾板(8)利用螺栓(22)连接到所述至少两个相邻的金属塔架板(7)。

5.根据权利要求2至4之一的风轮机塔架(2)，其特征在于，所述一个或多个鱼尾板(8)基本为矩形，并具有基本恒定的长度(L)、宽度(W)和厚度(T)。

6.根据权利要求2至5之一的风轮机塔架(2)，其特征在于，所述一个或多个鱼尾板(8)的厚度(T)为1-50mm，优选地为3-30mm，并且最优选为5-10mm。

7.根据前述权利要求之一的风轮机塔架(2)，其特征在于，所述至少两个相邻的金属塔架板(7)包括垂直或基本垂直的第一侧面区域(19)和垂直或基本垂直的第二侧面区域(20)，所述至少两个相邻金属塔架板(7)中第一塔架板(7)的所述第一侧面区域连接到所述至少两个相邻金属塔架板(7)中另一塔架板(7)的所述第二区域。

8.根据前述权利要求之一的风轮机塔架(2)，其特征在于，所述塔架(2)包括至少两个完整的360°塔架区段(6)，所述至少两个塔架区段(6)包括至少两个水平相邻的金属塔架板(7)。

9.根据权利要求8的风轮机塔架(2)，其特征在于，一个塔架区段(6)内的所述塔架板(7)的形状基本相同。

10.根据权利要求8或9的风轮机塔架(2)，其特征在于，一个塔架区段(6)内的所述塔架板(7)垂直对齐。

11.根据权利要求8至10之一的风轮机塔架(2)，其特征在于，所述至少两个塔架区段(6)包括1-50个、优选2-30个、最优选3-10个，例如4、6或8个，水平相邻的塔架板(7)。

12.根据权利要求8至11之一的风轮机塔架(2)，其特征在于，所述至少两个完整的360°塔架区段(6)中的至少两个包括不同数量的塔架板(7)。

13.根据前述权利要求之一的风轮机塔架(2)，其特征在于，所述风轮机塔架(2)向上逐渐变细。

14.根据前述权利要求之一的风轮机塔架(2)，其特征在于，所述风轮机塔架(2)是多边形的。

15.根据前述权利要求之一的风轮机塔架(2)，其特征在于，所述至少两个塔架板(7)包含1-15个，优选2或7个，垂直或基本垂直的弯曲部(11)。

16.根据前述权利要求之一的风轮机塔架(2)，其特征在于，所述至少两个塔架板(7)的底部宽度(Wb)大于顶部宽度(Wt)。

17.根据前述权利要求之一的风轮机塔架(2)，其特征在于，所述至少两个塔架板(7)的纵向尺寸(Lp)为1-50m，优选为3-30m，最优选为7-15m。

18.根据前述权利要求之一的风轮机塔架(2)，其特征在于，所述至少两个塔架板(7)中的每一个均具有恒定的厚度(Tp)。

19.根据前述权利要求之一的风轮机塔架(2)，其特征在于，所述至少两个塔架板(7)的厚度(Tp)为1-50mm，优选为3-30mm，最优选为9-20mm。

20.根据前述权利要求之一的风轮机塔架(2)，其特征在于，所述至少两个塔架板(7)的最大宽度(Wb)为0.5-20m，优选为1-10m，最优选为1.5-5m。

21.一种风轮机(1)，该风轮机(1)包括根据权利要求1至20之一的风轮机塔架(2)。

22.一种用于组装风轮机塔架(2)的方法，该方法包含以下步骤:

通过使用一个或多个夹板接合(16)连接至少两个相邻的金属塔架板(7)来建立至少两个塔架区段(6)，

将所述至少两个塔架区段(6)中的第一塔架区段(6)安装在所述至少两个塔架区段(6)中的另一塔架区段(6)上，以及

连接所述第一塔架区段(6)和所述另一塔架区段(6)。

23.根据权利要求22的方法，其特征在于，利用一个或多个夹板接合(16)连接所述第一塔架区段(6)和所述另一塔架区段(6)。

24.根据权利要求22或23的方法，其特征在于，将所述至少两个塔架区段(6)形成为完整的360°环。

25.根据权利要求22至24之一的方法，其特征在于，通过使一个或多个鱼尾板(8)仅抵靠所述至少两个相邻的金属塔架板(7)的内表面(9)，以及/或者通过使一个或多个鱼尾板(8)仅抵靠所述至少两个相邻的金属塔架板(7)的外表面(10)，来形成所述一个或多个夹板接合(16)。

26.根据权利要求25的方法，其特征在于，所述一个或多个鱼尾板(8)仅抵靠所述至少两个相邻的金属塔架板(7)的内表面(9)。

27.根据权利要求25或26的方法，其特征在于，通过螺栓(22)使所述一个或多个鱼尾板(8)连接到所述至少两个相邻的金属塔架板(7)。

28.根据权利要求25至27之一的方法，其特征在于，所述一个或多个鱼尾板(8)基本为矩形，其具有基本恒定的长度(L)、宽度(W)和厚度(T)。

29.根据权利要求22至28之一的方法，其特征在于，所述至少两个相邻的金属塔架板(7)包括垂直或基本垂直的第一侧面区域(19)和垂直或基本垂直的第二侧面区域(20)，其中所述至少两个相邻的金属塔架板(7)中第一塔架板(7)的所述第一侧面区域(19)连接到所述至少两个相邻的金属塔架板(7)中另一塔架板(7)的所述第二侧面区域(20)。

30.根据权利要求22至29之一的方法，其特征在于，一个塔架区段(6)内的所述塔架板(7)的形状基本相同。

31.根据权利要求22至30之一的方法，其特征在于，一个塔架区域(6)内的所述塔架板(7)垂直地对齐。

32.根据权利要求22至31之一的方法，其特征在于，所述至少两个塔架板(7)具有1-15个，优选2或7个，垂直或基本垂直的弯曲部(11)。

33.根据权利要求22至32之一的方法，其特征在于，所述组装在将架设所述风轮机塔架(2)的安装地点处或附近完成。

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