一种用于风力发电机的塔筒的制作方法

1.本发明涉及风力发电技术设备领域，具体是指一种用于风力发电机的塔筒。


背景技术：

2.风力发电机组是将风能转化为电能的设备，风能是当前清洁能源领域中技术最为成熟、最具大规模开发的新型可再生能源，随着环保的要求越来越高，风力发电技术得以迅猛发展。
3.塔筒用于支撑整个主机，是风力发电机组最重要的结构构件。随着风机发电效率的增加，风机叶片越来越长，与之匹配的风机塔筒的高度和截面尺寸也在不断增加。
4.相关技术公开的塔筒结构主要有实腹式钢塔筒、混凝土塔筒、钢与混凝土混合塔筒及钢桁架塔架。目前的实腹式钢塔筒由钢板通过卷板机形成圆筒状，然后对接焊接。塔筒可分段制作(沿高度方向分段)，也可分片制作(沿环向及高度方向)，塔筒分段之间采用法兰连接；分片之间通过连接板的连接。连接副采用高强螺栓。但是，实腹式钢塔筒由于刚度及局部稳定性的需要，所采用的钢板壁厚大、用钢量大、加工、运输及安装成本极高。
5.因此，提出一种用于风力发电机的塔筒，以解决目前存在的不足。


技术实现要素：

6.本发明要解决的技术问题是克服上述技术的缺陷，提供一种用于风力发电机的塔筒。
7.为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为一种用于风力发电机的塔筒：包括外筒体、内筒体以及钢柱；
8.所述内筒体同轴设置于外筒体内，所述内筒体与外筒体均为从下至上呈线性递减的锥状结构，所述内筒体与外筒体之间设有一定距离，所述内筒体外侧周向均匀设有多个与外筒体内壁相连的钢柱，所述钢柱内填充有混凝土，相邻所述钢柱之间填充有混凝土。
9.作为改进，所述筒体包括塔筒分片，多个所述塔筒分片沿圆周方向依次首尾固定相连。
10.作为改进，所述内筒体周向均匀设有多组朝内侧凸起的加强部一，所述外筒体周向均匀设有多组与加强部一对应且朝向外侧凸起的加强部二，所述钢柱位于相邻加强部之间。
11.作为改进，所述加强部一包括多个沿内筒体延伸方向设置加强槽一，所述加强部二包括多个沿外筒体延伸方向设置加强槽二。
12.作为改进，所述钢柱的内侧面与内筒体外壁相适配，所述钢柱的外侧面与外筒体的内壁相适配。
13.本发明与现有技术相比的优点在于：1、该塔筒采用同轴设置的呈线性递减的锥状内、外筒及沿内、外筒之间环向设置的钢柱为结构主体，其两者之间通过周向设置的钢柱组实现作用力的传递以及保证其整体结构刚度与稳定性，其整体结构简单且连接稳定性强；
14.2、内外筒体之间的腔体及钢柱空腔内可填充混凝土，可调整塔筒的刚度，从而改变塔筒自振周期与频率，可增强内外筒体的局部稳定性能，从而减小内外筒体壁板厚度，降低工程造价。
15.3、内外筒体可采用凹凸波纹钢板，能够提高钢板的局部稳定性，从而减小内外壁板厚度，减小用钢量，节约工程造价。
16.4、该塔筒结构简单，相较于传统塔筒可有效节省钢材用量，同时依靠内外筒体与钢柱的设置，保证其刚度与稳定性，并且其内部空腔，可根据实际情况填充混凝土提高筒体整体刚度、强度与稳定性，保证其承载力。
附图说明
17.图1是本发明一种用于风力发电机的塔筒的实施例一中去除混凝土的结构示意图。
18.图2是本发明一种用于风力发电机的塔筒的实施例一的结构示意图。
19.图3是本发明一种用于风力发电机的塔筒的实施例一中去除混凝土的正视图。
20.图4是本发明一种用于风力发电机的塔筒的实施例一中去除混凝土的俯视图。
21.图5是图4中a-a处的剖视图。
22.图6是图5中b处的局部放大图。
23.图7是本发明一种用于风力发电机的塔筒的实施例一中筒体的另一实施方式的结构示意图。
24.图8是本发明一种用于风力发电机的塔筒的实施例二中去除混凝土的爆炸图。
25.图9是本发明一种用于风力发电机的塔筒的实施例二中去除混凝土的结构示意图。
26.图10是图9中c处的局部放大图。
27.图11是本发明一种用于风力发电机的塔筒的实施例二的结构示意图。
28.图12是图11中d处的局部放大图。
29.图13是本发明一种用于风力发电机的塔筒的实施例二中去除混凝土的俯视图。
30.图14是本发明一种用于风力发电机的塔筒的实施例二中筒体的另一实施方式的结构示意图。
31.如图所示：1、外筒体，2、内筒体，3、钢柱，4、混凝土，5、塔筒分片，6、加强部一，7、加强部二，8、加强槽一，9、加强槽二。
具体实施方式
32.为使发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合发明实施例中的附图，对发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
33.在发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述发明和简
化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
34.此外，若出现术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
35.在发明实施例的描述中，“多个”代表至少2个。
36.在发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在发明中的具体含义。
37.实施例一
38.结合附图，一种用于风力发电机的塔筒，包括外筒体1、内筒体2以及钢柱3；在实际实施时，所述筒体的材质根据实际情况进行设置，在本实施例中，所述筒体的材质有金属材料制作而成。
39.同时，所述筒体可根据实际情况采用分片式组装成型的方式，分片数量可按塔筒直径、钢板幅宽、加工能力及运输能力确定，具体的，在本实施例中，所述筒体包括塔筒分片5，多个所述塔筒分片5沿圆周方向依次首尾固定相连，通过相邻所述塔筒分片5之间的固定连接，形成筒体的整体结构，相较于一体成型的方式，可进一部降低其加工难度；
40.所述内筒体2同轴设置于外筒体1内，形成双层支撑结构，保证塔筒整体的刚度以及结构的稳定性，同时在保证其塔筒承载力的同时，减少制作材料的用量，方便后期的加工、运输以及安装；
41.所述内筒体2与外筒体1均为从下至上呈线性递减的锥状结构，所述内筒体2与外筒体1之间设有一定距离，通过所述内筒体2与外筒体1之间距离的设置，实现钢柱3的安装，同时可方便根据实际需求，在其内部填充混凝土，以进一步抱枕其塔筒的结构刚度以及稳定性；
42.所述内筒体2外侧周向均匀设有多个与外筒体1内壁相连的钢柱3，通过所述钢柱3的设置，可实现内筒体2与外筒体1之间作用力的传递，同时也可起到保证内筒体2与外筒体1之间的稳定性。
43.具体的，所述钢柱3根据实际需求进行设置，所述钢柱3的截面为矩形、圆形或h型中的任意一种，在本实施例中，所述钢柱3的截面为矩形，同时所述钢柱3的内侧面与内筒体2外壁相适配，所述钢柱3的外侧面与外筒体1的内壁相适配，保证钢柱3与筒体配合连接的稳定性；
44.另外，在实施实施时，所述钢柱3与筒体之间的连接方式根据实际情况进行选择，在本实施例中，所述钢柱3与筒体之间采用高强度螺栓连接。
45.所述钢柱3内填充有混凝土4，相邻所述钢柱3之间填充有混凝土4，通过对其内部填充混凝土，有利于形成完整的塔体结构，进一步保证其结构强度以及稳定性，同时进一步提升其承载能力；
46.另外，在混凝土实际填充过程中，可对筒体之间的整体空间进行填充，同时也可根据实际情况对筒体之间的底部空间进行填充。
47.本发明在具体实施时，可根据实际塔筒的高度，采用分段式加工以及运输，现场安装时，分段式塔筒之间采用高强度螺栓进行连接。
48.实施例二
49.结合附图，一种用于风力发电机的塔筒，包括外筒体1、内筒体2以及钢柱3；在实际实施时，所述筒体的材质根据实际情况进行设置，在本实施例中，所述筒体的材质有金属材料制作而成。
50.同时，所述筒体可根据实际情况采用分片式组装成型的方式，分片数量可按塔筒直径、钢板幅宽、加工能力及运输能力确定，具体的，在本实施例中，所述筒体包括塔筒分片5，多个所述塔筒分片5沿圆周方向依次首尾固定相连，通过相邻所述塔筒分片5之间的固定连接，形成筒体的整体结构，相较于一体成型的方式，可进一部降低其加工难度；
51.所述内筒体2同轴设置于外筒体1内，形成双层支撑结构，保证塔筒整体的刚度以及结构的稳定性，同时在保证其塔筒承载力的同时，减少制作材料的用量，方便后期的加工、运输以及安装；
52.所述内筒体2与外筒体1均为从下至上呈线性递减的锥状结构，所述内筒体2与外筒体1之间设有一定距离，通过所述内筒体2与外筒体1之间距离的设置，实现钢柱3的安装，同时可方便根据实际需求，在其内部填充混凝土，以进一步抱枕其塔筒的结构刚度以及稳定性；
53.进一步的，所述内筒体2周向均匀设有多组朝内侧凸起的加强部一6，所述外筒体1周向均匀设有多组与加强部一6对应且朝向外侧凸起的加强部二7，通过加强部的设置，实现对筒体本身刚度的增强，以实现对塔筒整体结构刚度的增强，同时也有利于保证其整体结构稳定性；
54.在具体实施时，所述钢柱3位于相邻加强部之间，通过钢柱3与加强部之间的配合，进一步提升塔筒整体的结构强度与稳定性。
55.具体的，所述加强部一6包括多个沿内筒体2延伸方向设置加强槽一8，所述加强部二7包括多个沿外筒体1延伸方向设置加强槽二9，相邻所述加强槽之间平行设置，所述加强槽的两端延伸至筒体的两端。
56.单组所述加强部中的加强槽的数量可根据实塔筒的高度和实际尺寸际情况进行设置，在本实施例中，单组所述加强部中加强槽的数量为4个。
57.所述内筒体2外侧周向均匀设有多个与外筒体1内壁相连的钢柱3，通过所述钢柱3的设置，可实现内筒体2与外筒体1之间作用力的传递，同时也可起到保证内筒体2与外筒体1之间的稳定性。
58.具体的，所述钢柱3根据实际需求进行设置，所述钢柱3的截面为矩形、圆形或h型中的任意一种，在本实施例中，所述钢柱3的截面为矩形，同时所述钢柱3的内侧面与内筒体2外壁相适配，所述钢柱3的外侧面与外筒体1的内壁相适配，保证钢柱3与筒体配合连接的稳定性；
59.另外，在实施实施时，所述钢柱3与筒体之间的连接方式根据实际情况进行选择，在本实施例中，所述钢柱3与筒体之间采用高强度螺栓连接。
60.所述钢柱3内填充有混凝土4，相邻所述钢柱3之间填充有混凝土4，通过对其内部填充混凝土，有利于形成完整的塔体结构，进一步保证其结构强度以及稳定性，同时进一步提升其承载能力；
61.另外，在混凝土实际填充过程中，可对筒体之间的整体空间进行填充，同时也可根据实际情况对筒体之间的底部空间进行填充。
62.本发明在具体实施时，可根据实际塔筒的高度，采用分段式加工以及运输，现场安装时，分段式塔筒之间采用高强度螺栓进行连接。
63.以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种用于风力发电机的塔筒，其特征在于：包括外筒体(1)、内筒体(2)以及钢柱(3)；所述内筒体(2)同轴设置于外筒体(1)内，所述内筒体(2)与外筒体(1)均为从下至上呈线性递减的锥状结构，所述内筒体(2)与外筒体(1)之间设有一定距离，所述内筒体(2)外侧周向均匀设有多个与外筒体(1)内壁相连的钢柱(3)，所述钢柱(3)内填充有混凝土(4)，相邻所述钢柱(3)之间填充有混凝土(4)。2.根据权利要求1所述的一种用于风力发电机的塔筒，其特征在于：所述筒体包括塔筒分片(5)，多个所述塔筒分片(5)沿圆周方向依次首尾固定相连。3.根据权利要求1所述的一种用于风力发电机的塔筒，其特征在于：所述内筒体(2)周向均匀设有多组朝内侧凸起的加强部一(6)，所述外筒体(1)周向均匀设有多组与加强部一(6)对应且朝向外侧凸起的加强部二(7)，所述钢柱(3)位于相邻加强部之间。4.根据权利要求3所述的一种用于风力发电机的塔筒，其特征在于：所述加强部一(6)包括多个沿内筒体(2)延伸方向设置加强槽一(8)，所述加强部二(7)包括多个沿外筒体(1)延伸方向设置加强槽二(9)。5.根据权利要求3所述的一种用于风力发电机的塔筒，其特征在于：单组所述加强部中加强槽的数量为4个。6.根据权利要求1所述的一种用于风力发电机的塔筒，其特征在于：所述钢柱(3)的截面为矩形、圆形或h型中的任意一种。7.根据权利要求6所述的一种用于风力发电机的塔筒，其特征在于：所述钢柱(3)的内侧面与内筒体(2)外壁相适配，所述钢柱(3)的外侧面与外筒体(1)的内壁相适配。

技术总结
本发明公开了一种用于风力发电机的塔筒，包括外筒体、内筒体以及钢柱；所述内筒体同轴设置于外筒体内，所述内筒体与外筒体均为从下至上呈线性递减的锥状结构，所述内筒体与外筒体之间设有一定距离，所述内筒体外侧周向均匀设有多个与外筒体内壁相连的钢柱，所述钢柱内填充有混凝土，相邻所述钢柱之间填充有混凝土。该塔筒结构简单，相较于传统塔筒可有效节省钢材用量，同时依靠内外筒体与钢柱的设置，保证其刚度与稳定性，并且其内部容腔，可根据实际情况填充混凝土提高筒体整体刚度、强度与稳定性，保证其承载力。保证其承载力。保证其承载力。


技术研发人员：宋根由 薛兴发 薛海旭 袁鹏飞 矫健 薛海龙 辛显臣
受保护的技术使用者：轩辕集团实业开发有限责任公司
技术研发日：2023.03.01
技术公布日：2023/6/12