[发明专利]一种用于风力涡轮机塔架的地基件

说明书

本发明涉及一种用于风力涡轮机塔架的地基件，其类型为用于支撑风力涡轮机的金属塔架以及混凝土塔架，其使用预制的混凝土或金属的梁，结合就地用混凝土浇注的小脚件，所述梁依靠用于连接以及支撑所述塔架的元件被结构性地连接在所述地基件的中心部分。本发明提供的主要优势是，实现了显著减少所使用的混凝土以及钢筋材料的体积，大大减少了组装的时间以及由此产生的巨大的经济节约，以及其易于适应不同的地形。

技术领域

如其标题指示的，本说明书涉及一种用于风力涡轮机塔架的地基件，该地基件的类型为用于支撑风力涡轮机的金属塔架以及混凝土塔架，其使用预制的混凝土梁结合就地用混凝土浇注的小型脚件，所述梁依靠用于连接以及支撑塔架的元件被结构性地连接在地基件的中心部分。

本发明涉及地基件领域，用作用于风力涡轮机的金属塔架以及混凝土塔架的支撑。

背景技术

目前风力涡轮机塔架应用广泛，主要用于发电。由于它们的高度很大，它们需要牢牢地固定在地面上，在大多数安装中，这主要是由钢筋混凝土制成的锥形地基件来进行的，如专利ES2659523“架设风力涡轮机的方法”中所述，ES2685834“一种风力涡轮机塔架及改变风力涡轮机塔架固有频率的方法”以及ES2347742“风力涡轮机塔架地基件”。专利ES2571731“风力发电厂地基件以及风力发电厂”特别包括用于传统地基件的加固件。此类地基件存在诸多弊端，其中需先行深挖直径18米以上且深度至少4米，混凝土用量大，约400立方米或更多，以及需要约38，000公斤或更多的大截面的金属钢筋或钢筋。所有这些都涉及高昂的经济成本以及漫长的建设时间。

为了部分地避免这些问题并减少使用混凝土以及钢筋，在某些情况下，主要采用圆柱形结构，以及采用径向肋或撑件形式的外围结构加固件，两者都要就地用混凝土浇注。这些结构的例子可以在专利WO2016116645“混凝土塔架”、WO2015185770“塔架地基件系统以及安装塔架地基件系统的方法”以及ES2524840“用于塔架的地基件系统以及方安装用于塔架的地基件系统的方法”。

在其他情况下，这些横向加强件采用预制的混凝土支架或金属杆或元件的形式，如专利ES2544806“改进的用于风力涡轮机塔架的地基件”或ES2601232“用于风力发电站的地基件”所见。

然而，由于必须就地使用混凝土浇注大量地基件以及加固件的复杂性以及体积，这些实施例未能解决如前所述的主要问题。除了这些问题之外，还必须补充的是，为了正确地固化，用混凝土浇注必须是连续的、不间断的，这需要稳定供应大量混凝土，而这在许多地区或国家很难或不可能获得。在许多经济不景气的国家，获得加固件所需的大量钢筋也并非易事。

另一个额外的问题是，为了进行必要的挖掘，必须为重型机械的下降制作斜坡，因为需要挖掘到这样的深度，这增加了工作时间。同样，开挖的底部必须平整以及顺滑。

这一切意味着，开挖、准备、用混凝土浇注、固化的通常时间都在三、四周左右，再加上每个风电场的风力涡轮机数量庞大，就涉及非常大的经济成本。

另一个缺点是，这类型的地基件难以适应异质地形或有缺陷的地形，并且在大多数情况下需要更大的投资或排除在某些地形上安装风力涡轮机。

发明内容

为解决目前风力涡轮机地基件存在的问题，设计了作为本发明客体的用于风力涡轮机塔架的地基件，它结合了至少三个以径向方式水平布置的预制梁以及就地实施的小的加固混凝土脚件，脚件依靠线形或球形的支撑球接头将梁的最外侧端部支撑在所述脚件的中心部分，所述支撑球接头可以具有或可以没有在一个或多个方向上的位移限制，这允许所有支撑应力通过脚件平均分配。所述端部也通过在梁的端部与脚件之间的锚固件固定以防止塔架的倾覆。不同的梁通过连接器件在地基件的中心部分处被牢固地固定在一起。预制梁可以由混凝土、金属或两者的组合制成。

即使在相同的地基件中，脚件也可以采用不同的形状以及深度，以适应每种地形的特定特征。