CN102410155A - 一种风机及其塔筒 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种风机及其塔筒，公开的塔筒具有减振***，所述减振***包括至少两个设于所述塔筒外壁的减振筒体，所述减振筒体沿所述外壁的周向设置，各所述减振筒体内部流通液体。该发明中塔筒的减振***具有沿塔筒外周设置的至少两个减振筒体，则液体振动使得塔筒受到与振动方向相反的力，即该塔筒具有质量减振的特性，起到了降低塔筒振动峰值的作用；由于减振筒体沿塔筒的外壁设置，则减振筒体的布置不受塔筒内部空间的限制；此外，减振筒体的结构简单，生产成本较低，且便于与外壁的安装固定，安装过程中也无需于塔筒内部操作，降低了操作人员的劳动强度；另外，由于沿外壁周向设置了至少两个减振筒体，则可以削弱塔筒多方向的振动。

Description

一种风机及其塔筒

技术领域

本发明涉及风机技术领域，特别涉及一种风机及其塔筒。

背景技术

风机一般包括塔筒、机舱和叶片，塔筒固定于机座上，用于支撑机舱和叶片。随着风力发电机组发电功率的不断增大，风机塔筒的高度也在不断升高。则塔筒不仅支撑机舱和叶片，还需承受风载等外力产生的巨大弯矩。此外，叶片质量不均衡、风力、塔影效应以及风机各传动链等因素均可能引起塔筒的振动，影响了塔筒的安全性能，因此，使塔筒具备良好的减振功能，提高塔筒的安全系数较为重要。

现有技术中，存在使用质量阻尼器为塔筒减振的技术方案。质量阻尼器主要是通过质量块的滑行进行减振。要达到较好的减振效果，质量阻尼器的质量需占整个风机质量的3％左右，风机的质量一般约为200吨，则质量块的重量将高达6吨，即使采用密度较大的材料制成质量块，质量块的体积也依然较大。则采用质量阻尼器减振的方案存在下述技术问题：

第一、质量块必须安放于风机塔筒的顶部，并需留出供质量块滑行的滑程空间，且塔筒顶部尚需放置传输电缆和缆马架等机构，由于塔筒顶部空间较小(塔筒顶部直径在2m左右)，故塔筒的有限空间内安装较大体积的质量块存在一定的困难；

第二、采用较大质量块减振也增加了风机的重量和生产的成本，而且质量块的滑行也会影响操作人员的人身安全。

有鉴于此，如何提供一种塔筒，使其减振机构满足塔筒的空间布置，且能够实现较好的减振功能是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的为提供一种塔筒，该塔筒外壁周向设置至少两个内部流通液体的减振筒体，则减振筒体的布置不受塔筒内部空间的限制，且可以削弱塔筒多方向的振动。本发明还提供一种包括上述塔筒的风机。

为达到本发明的第一目的，本发明提供一种塔筒，具有减振***，所述减振***包括至少两个设于所述塔筒外壁的减振筒体，所述减振筒体沿所述外壁的周向设置；各所述减振筒体内部流通液体，且所述减振筒体内液体的液柱高度低于该所述减振筒体的高度。

优选地，各所述减振筒体相互连通。

优选地，所述塔筒具有环绕并固定于其外壁的环形筒体，各所述减振筒体的底部连通所述环形筒体的内腔，各所述减振筒体通过所述环形筒体连通。

优选地，各所述减振筒体紧贴所述塔筒的外壁。

优选地，所述减振筒体内部设有阻尼盘，所述阻尼盘具有若干供所述减振筒体内液体穿过的阻尼孔。

优选地，所述减振筒体和所述环形筒体内的液体为水或油。

优选地，所述环形筒体和所述减振筒体设于所述塔筒的顶端。

优选地，所述减振塔筒和所述环形筒体的内壁设有橡胶层。

优选地，各所述减振筒体沿所述塔筒的周向均布。

该发明中塔筒的减振***具有沿塔筒外周设置的至少两个减振筒体。通过改变减振筒体直径和液体的液面高度，可以调节减振筒体内液柱的振动频率接近或等于塔筒的固有频率，当风机振动时，带动减振筒体内的液体一起振动，此时，液体的振动相位滞后于塔筒的振动，则液体振动使得塔筒受到与振动方向相反的力，即实际上，该塔筒具有质量减振的特性，起到了降低塔筒振动峰值的作用。由于减振***中的减振筒体沿塔筒的外壁设置，则减振筒体的布置不受塔筒内部空间的限制；此外，减振筒体的结构简单，生产成本较低，且便于与外壁的安装固定，安装过程中也无需于塔筒内部操作，降低了操作人员的劳动强度，由此可见，该结构还可以应用于已建风机，起到优化已建风机减振性能的作用。另外，由于沿外壁周向设置了至少两个减振筒体，则该减振***可以削弱塔筒多方向的振动。

为达到本发明的另一目的，本发明还提供一种风机，具有塔筒、叶片以及机舱，所述塔筒为上述任一项所述的塔筒。由于上述塔筒具有上述技术效果，具有该塔筒的风机也具有相同的技术效果。

附图说明

图1为本发明所提供塔筒一种具体实施方式的结构示意图；

图2为图1中塔筒的主视图；

图3为图2中塔筒顶端的示意图；

图4为图3中减振筒体的内部结构原理图；

图5为图4中阻尼盘的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心为提供一种塔筒，该塔筒外壁周向设置至少两个内部流通液体的减振筒体，则减振筒体的布置不受塔筒内部空间的限制，且可以削弱塔筒多方向的振动。本发明的另一核心是提供一种包括上述塔筒的风机。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图3，图1为本发明所提供塔筒一种具体实施方式的结构示意图；图2为图1中塔筒的主视图；图3为图2中塔筒顶端的示意图。

该具体实施方式中塔筒2的减振***具有至少两个沿塔筒2外壁设置的减振筒体22，且减振筒体22沿塔筒2周向设置。图2中所示各减振筒体22均设于塔筒2的顶端，且均位于塔筒2的外壁处。各减振筒体22的内部流通液体，且减振筒体22内液体的液柱高度低于该减振筒体22的高度，即液体可以晃动。

通过改变液体的液面高度，可以调节减振筒体22内液柱的振动频率接近或等于塔筒2的固有频率，当塔筒2振动时，带动减振筒体22内的液体一起振动，此时，液体的振动相位滞后于塔筒2的振动，则液体振动使得塔筒2受到与振动方向相反的力，即实际上，该塔筒2具有质量减振的特性，起到了降低塔筒2振动峰值的作用。各减振筒体22可以紧贴于塔筒2的外壁，则塔筒2的振动可以更充分地传递至减振筒体22内，加大液柱振动的幅度，增强减振效果。

由上述内容而控制，由于减振***中的减振筒体22沿塔筒2的外壁设置，则减振筒体22的布置不受塔筒2内部空间的限制；此外，减振筒体22的结构简单，生产成本较低，且便于与外壁的安装固定，安装过程中无需于塔筒2内部操作，降低了操作人员的劳动强度，由此可见，该结构还可以应用于已建风机，起到优化已建风机减振性能的作用。另外，由于沿外壁周向设置了至少两个减振筒体22，则该减振***可以削弱塔筒2多方向的振动。

进一步地，减振***还可以包括在塔筒2的外周设置的环形筒体21，如图1所示，环形筒体21环绕并固定于塔筒2的外壁，各减振筒体22的底部连通环形筒体21的内腔，可以在环形筒体21上预留相应的连通孔，将减振筒体22的底部焊接于各连通孔处，实现各减振筒体22与环形筒体21的连通，则各减振筒体22通过环形筒体21连通，液体可以自环形筒体21流向任一减振筒体22内。可以在减振筒体22和环形筒体21的内壁设置橡胶层，通过置换不同厚度的橡胶层，可以调整减振筒体22和环形筒体21的内径。则可以通过调节环形筒体21、减振筒体22的内径，并结合液面高度的调节，更易于使减振筒体22内液柱振动频率等于或接近塔筒2的固有频率，该种调节方式的精确度更高；此外，设置橡胶层可以提高减振筒体22和环形筒体21的防腐蚀性能，延长使用寿命。

由于设置了环形筒体21，则塔筒2传递的振动不仅使减振筒体22内的液柱产生液面波浪以达到减振效果，还实现了不同减振筒体22内液面的升降，一个减振筒体22的液柱高度降低后，液体通过环形筒体21流向其他减振筒体22内，从而提升其他减振筒体22内的液柱高度，则整个减振筒体22内的液柱均有效参与了振动，从而进一步加强了液柱的减振效果，故可以加工高度较高的减振筒体22，增加液柱的高度，提高减振能力。

此外，设置环形筒体21后，环形筒体21为一体式结构，便于连接各减振筒体22，其各减振筒体22、环形筒体21与塔筒2的固定也较为可靠，减振***的强度的也得以保证。当然，也可以不设置环形筒体21，两两减振筒体22之间可以通过连接管连通，同样能够实现本发明的目的。

请参考图4和图5，图4为图3中减振筒体的内部结构原理图；图5为图4中阻尼盘的结构示意图。

在该技术方案中，减振筒体22内部还可以设置阻尼盘221，阻尼盘221可以由圆形薄板加工而成，阻尼盘221具有若干供减振筒体22内流体穿过的阻尼孔2211。当减振筒体22内的液柱振动时，会流经阻尼盘221，由于截面积突然的变化(阻尼孔2211的流通面积显然小于整个减振筒体22的截面积)，运动的液体将产生局部能量损失，则减振***可以利用液体振荡过程中产生的阻尼消耗塔筒2振动能量。因此，设置阻尼盘221后，减振***又具备了阻尼减振的特性，在质量减振的基础上再消耗部分塔筒2振动的能量，即该减振***具有质量和阻尼减振的综合特性。

阻尼盘221可以置于减振筒体22的顶端，即阻尼盘221设于靠近液面的位置处，液面波动幅度最大，液面处的流体通过阻尼盘221时，产生的阻尼减振效果也最为明显。当然，根据减振需求，本领域技术人员可以合理设置各减振筒体22内阻尼盘221的数量以及安装位置。

针对上述各实施例，减振筒体22优选地沿塔筒2的周向均布，图中2塔筒2的外周设置了四个减振筒体22，互为90度。该种设置方式使得减振***在各方向上的减振效果一致。由于设置了环形筒体21，减振筒体22的高度可以较高，减振筒体22的数量可以较少，例如图2中的四个减振筒体22已经可以达到较好的减振效果；对于未设置环形筒体21的实施例，可以根据需求适当增加减振筒体22的数目。

另外，由于塔筒2顶端的振动最为明显，可以将该减振***设置于塔筒2的顶端，比如在塔筒2顶端20m范围内安装，可以达到较好的减振效果。当然，也可以在塔筒2的其他位置设置，或在塔筒2的多处位置均设置该减振***，鉴于实际减振需求和对生产成本的控制，在塔筒2顶端设置减振***为较为优选的实施方案。

上述减振***中减振筒体22内流动的液体可以是油或水等流动性较强的液体，易于填充和更换。当减振筒体22内填充水时，还可以将减振筒体22和环形筒体21作为储备水箱，用于防火需求。

除了上述塔筒，本发明还提供一种风机，具有塔筒、叶片以及机舱，所述塔筒为上述任一实施例所述的塔筒。由于上述塔筒具有上述技术效果，具有该塔筒的风机也具有相同的技术效果，不再重复论述。

以上对本发明所提供的一种风机及其塔筒进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种塔筒，具有减振***，其特征在于，所述减振***包括至少两个设于所述塔筒(2)外壁的减振筒体(22)，所述减振筒体(22)沿所述外壁的周向设置；各所述减振筒体(22)内部流通液体，且所述减振筒体(22)内液体的液柱高度低于该所述减振筒体(22)的高度。

2.根据权利要求1所述的塔筒，其特征在于，各所述减振筒体(22)相互连通。

3.根据权利要求2所述的塔筒，其特征在于，所述塔筒(2)具有环绕并固定于其外壁的环形筒体(21)，各所述减振筒体(22)的底部连通所述环形筒体(21)的内腔，各所述减振筒体(22)通过所述环形筒体(21)连通。

4.根据权利要求3所述的塔筒，其特征在于，各所述减振筒体(22)紧贴所述塔筒(2)的外壁。

5.根据权利要求1至4任一项所述的塔筒，其特征在于，所述减振筒体(22)内部设有阻尼盘(221)，所述阻尼盘(221)具有若干供所述减振筒体(22)内液体穿过的阻尼孔(2211)。

6.根据权利要求5所述的塔筒，其特征在于，所述减振筒体(22)和所述环形筒体(21)内的液体为水或油。

7.根据权利要求6所述的塔筒，其特征在于，所述环形筒体(21)和所述减振筒体(22)设于所述塔筒(2)的顶端。

8.根据权利要求5所述的塔筒，其特征在于，所述减振塔筒(22)和所述环形筒体(21)的内壁设有橡胶层。

9.根据权利要求1至4任一项所述的塔筒，其特征在于，各所述减振筒体(22)沿所述塔筒(2)的周向均布。

10.一种风机，具有塔筒、叶片以及机舱，其特征在于，所述塔筒为权利要求1至9任一项所述的塔筒。

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