[实用新型]塔架的筒节、塔架及风力发电机组

说明书

本实用新型涉及一种塔架的筒节、塔架及风力发电机组。该筒节的外周面上沿周向间隔或者连续压制有向内凹陷的多个凹部，凹部的深度尺寸由边缘向中间逐渐加大，以使气流在筒节的外周面形成为湍流边界层。本实用新型通过在筒节的外周面上设置向内凹陷的多个凹部，可以介入自然力空气流流场，使得上风向来流对塔架绕流形成的层流边界层改变为湍流边界层，打破层流边界层流动、流态的相关性，阻止脉动压力一致性，从根本上抑制涡激振动的成因。

技术领域

本实用新型涉及风力发电技术领域，具体涉及一种筒节、塔架及风力发电机组。

背景技术

现代大型兆瓦级风力发电机组的塔架高度可达60m～100m，塔架用来支撑顶部的机舱及叶轮系统，同时为电缆和控制柜提供空间。风力发电机组运行时，塔架受到的载荷除了顶部零部件产生的重力和风轮旋转产生的动载荷外，还要受到自然风的作用。

风吹过塔架时，尾流左右两侧产生成对的、交替排列的及旋转方向相反的反对称漩涡，即卡门漩涡。卡门漩涡以一定频率脱离塔架，使塔架发生垂直于风向的横向振动，也称风诱发的横向振动，即涡激振动。当漩涡的脱离频率接近塔架固有频率时，塔架容易发生共振而破坏。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种筒节、塔架及风力发电机组，该筒节可以抑制塔架在吊装和运行过程中的涡激振动。

一方面，本实用新型实施例提出了一种塔架的筒节，筒节的外周面上沿周向间隔或者连续压制有向内凹陷的多个凹部，凹部的深度尺寸由边缘向中间逐渐加大，以使气流在筒节的外周面形成为湍流边界层。

根据本实用新型实施例的一个方面，凹部沿垂直于自身深度方向的横截面形状为圆形，且凹部的最大深度尺寸d与最大直径尺寸D的比值d/D＝0.05～0.5。

根据本实用新型实施例的一个方面，凹部的最大深度尺寸d与最大直径尺寸D的比值d/D＝0.1～0.2。

根据本实用新型实施例的一个方面，凹部沿垂直于自身深度方向的横截面形状为椭圆形，凹部的长轴或者短轴沿筒节的周向设置，凹部的最大深度d与长轴或者短轴的最大长度尺寸L的比值d/L＝0.1～0.5。

根据本实用新型实施例的一个方面，凹部的最大深度尺寸为5mm-10mm。

根据本实用新型实施例的一个方面，沿自下至上的方向，凹部的最大深度逐渐增加。

根据本实用新型实施例的一个方面，多个凹部沿筒节的周向呈波浪状设置。

根据本实用新型实施例的一个方面，多个凹部在筒节的外周面上呈行列对齐或者交错设置。

另一方面，本实用新型实施例还提供了一种塔架，其应用于风力发电机组，该塔架设置于地面与风力发电机组的机舱之间，塔架包括沿竖直方向依次分布的多个筒节，其中，靠近机舱设置的至少一个筒节为如前所述的任一种筒节。

另一方面，本实用新型实施例还提供了一种风力发电机组，其包括如前所述的塔架。

本实用新型实施例提供的塔架的筒节、塔架及风力发电机组，通过在筒节的外周面上设置向内凹陷的多个凹部，可以介入自然力空气流流场，使得上风向来流对塔架绕流形成的层流边界层改变为湍流边界层，打破层流边界层流动、流态的相关性，阻止脉动压力一致性，从根本上抑制涡激振动的成因。

附图说明

下面将参考附图来描述本实用新型示例性实施例的特征、优点和技术效果。

图1是本实用新型实施例提供的一种塔架的结构示意图；

图2是气流在普通筒节的外周面形成的层流边界层的示意图；

图3是气流在具有凹部的筒节的外周面形成的湍流边界层的示意图；