[实用新型]一种风力发电机组塔架及其螺旋型筒体结构

说明书

技术领域

本实用新型属于清洁和可再生能源的技术领域，涉及适用于海上和陆上风力发电机组的支撑结构，具体涉及一种风力发电机组塔架及其螺旋型筒体结构。

背景技术

现有的风力发电机组塔架通常包括钢结构的支撑框架和塔筒，而塔筒通常分为多段，目前通常采用钢板环绕并连续拼合焊接而成，在这种结构中，各段塔筒间为横向焊缝，焊缝为轴心受拉或受压焊缝，且存在横向焊缝与纵向焊缝的交叉节点，焊缝质量难以控制，与焊接母材相比，焊缝质量对塔筒承载能力影响很大，对焊接质量要求高，钢板焊接及质量检查成本高。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述问题，提供了一种新型的风力发电机组塔架螺旋型筒体结构。

本实用新型的目的通过下述技术方案来实现：

一种用于风力发电机组塔架的螺旋型筒体结构，所述筒体由长条状钢板螺旋缠绕焊接而成，所述钢板的上、下沿相互拼合形成倾斜焊缝。该结构的筒体将水平和竖直焊缝改为倾斜焊缝，焊缝受拉或受压的分力减小，焊缝承受竖直作用力的能力增加，有利于保证整个风力发电机组塔架的承载能力和稳定性。

作为可选方式，在上述螺旋型筒体结构中，所述倾斜焊缝与塔筒轴线夹角为α，所述α 满足：0°＜α≤56.3°。夹角α优选为42~48°，选择该角度可以在制造成本的经济性和承载能力之间取得较好的平衡。

作为可选方式，在上述螺旋型筒体结构中，所述筒体包括圆柱段和圆台段。通过圆柱段和圆台段配合设置有利于提高筒体的稳定性。作为可选，所述筒体包括多个圆柱段和多个圆台段。

作为可选方式，在上述螺旋型筒体结构中，所述圆柱段筒体采用等宽度的长条状钢板螺旋缠绕焊接而成，所述圆台段筒体采用宽度逐渐收窄的长条状楔形钢板螺旋缠绕焊接而成。圆柱段筒体采用等宽度钢板剪裁和缠绕拼接都十分方便，且裁剪边角料少，节约钢板。现有技术中的圆台段通常由扇形钢板卷压后焊接完成，扇形钢板为圆弧边界，切割后剩余板材很难继续使用，板材的利用率低。本实用新型中圆台段筒体采用宽度逐渐收窄的长条状楔形钢板便于螺旋缠绕拼接，相对于现有的圆台段筒体结构，无需将钢板裁剪成扇形，钢板利用率高。

作为可选方式，在上述螺旋型筒体结构中，所述筒体由多个长条状钢板连续螺旋缠绕焊接而成。

作为可选方式，在上述螺旋型筒体结构中，所述长条状钢板的厚度从上到下逐渐增加，钢板厚度从上到下依次增加有利于提高筒体的整体承载能力和稳定性。作为可选，所述筒体分为多个螺旋缠绕段，构成同一个螺旋缠绕段的钢板厚度相等；不同螺旋缠绕段之间，钢板的厚度从上到下逐渐增加，整个筒体的钢板厚度从上到下呈阶梯型增加。

作为可选方式，在上述螺旋型筒体结构中，相邻的两个所述长条状钢板首尾连接处的焊缝与所述倾斜焊缝垂直设置。此种结构钢板下料方便，但对垂直处焊缝加工难度相对较大，质量要求高。

作为可选方式，在上述螺旋型筒体结构中，相邻的两个所述长条状钢板首尾连接处的焊缝水平设置。此种焊接方法对钢板下料尺寸精度要求高，焊接操作相对方便。

作为可选方式，在上述螺旋型筒体结构中，所述筒体包括多段，相邻两段之间通过法兰连接。当筒体高度较大使采用法兰连接各段有利于进一步提高塔架和筒体的承载能力和稳定性。

本实用新型还提供了一种风力发电机组塔架，包括支撑框架和塔筒，所述塔筒具有本实用新型所述的螺旋型筒体结构。

作为可选方式，所述风力发电机组塔架包括多段，各段间通过法兰连接。

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本实用新型的有益效果：

本实用新型所述筒体结构中将水平和竖直焊缝改为倾斜焊缝，焊缝受拉或受压的分力减小，焊缝承受竖直作用力的能力增加，有利于保证整个风力发电机组塔架的承载能力和稳定性，便于在海上和陆上风力发电机组的支撑结构中推广应用。 

附图说明

图1为本实用新型所述的一种圆柱状筒体的结构示意图；

图2为本实用新型所述的一种圆台状筒体的结构示意图；

图3为本实用新型所述的一种风力发电机组塔架的结构示意图；

图4为本实用新型所述的另一种风力发电机组塔架的结构示意图。

以上各图中右侧部分为螺旋拼接结构示意图，左侧部分为对应段的拼接用钢板的切割下料方式的示意图，其中阴影部分为用于螺旋缠绕的长条状钢板。

附图标记：1为倾斜焊缝，2长条状钢板首尾连接处的焊缝。

具体实施方式