一种塔筒转接件

技术领域

本发明涉及一种塔筒转接件，属于风力发电技术领域。

背景技术

风电是可再生能源领域中最具大规模开发价值和商业化发展前景的发电方式，可利用的风能在全球范围内分布广泛、储量巨大。

风力发电机组利用叶片驱动叶轮转动，最终将机械能转化为电能。伴随着机组的大型化，叶片长度不断的增加。同时，由于垂直风剪切效应，高海拔处拥有更高的风速。因此，机组轮毂中心的高度逐渐的增加。机组高度、容量及载荷的升级，钢材价格的飙升，拥有大规模工业化应用基础的圆筒塔方案给机组的设计带来了很大的成本压力。目前钢混结构塔筒或桁架塔筒不足以取代钢制圆筒塔成为新的主流塔架。

CN 202732240 U一种风力发电机的塔筒与支撑塔架的过渡段结构。联接方案与传统的海上风电机组塔架与导管架基础类似，利用平台与平台上的圆锥形支撑柱完成单塔筒到多斜杆的过度。

CN 104179645 B公开了一种单塔筒到四边形桁架塔的转换节点，过渡段采用了“天圆地方”的形式。下端塔筒采用桁架式虽然运输方便，但需安装与维护杆件太多，且批量应用的前景不被看好。

CN 202628409 U公开了一种大型风电机组的支撑结构（塔架），其中提出了一种传统的圆筒塔与钢混塔筒或导管架相结合的方法。但该实用新型对这种概念的核心点——塔架转接，没有提出任何的可实施技术方案。

发明内容

塔筒的转接件由上部、中部、底部与刚化结构组成，采用空间壳体结构。转接件上部包含一个法兰面，与上端塔筒联接；转接件底部包含3～5个法兰面，与下端塔筒或导管联接。转接件中部完成由一个法兰面到多个法兰面的过渡。刚化结构位于转接件中部的内部，上端与转接件上部联接，下端与转接件底部联接。

塔筒转接件采用剖分式结构或者一体式结构。采用剖分式结构式时，转接件上部、中部及底部通过纵向法兰联接在一起；采用一体式结构时，转接件上部、中部、底部与内部结构以铸造或焊接的方式形成一个整体。

塔筒转接件上部法兰面的中心轴线与转接件底部任意一个法兰面中心轴线的锐角夹角为1～10度，各夹角可以相等或者不等。转接件底部所有法兰面的中心构成正多边形或非正多边形。塔筒转接件底部与上部法兰面的中心轴线垂直的截面面积大于上部法兰面的面积，同时也大于底部多个法兰面面积之和。

运行与维护的升降装置通过转接件底部的其中一个法兰面进入转接件内部，由上端塔筒引下的线缆通过另一个不同的法兰面进入下端塔筒或导管，第三个不同的法兰面处设有空气过滤装置。刚化结构设有1至2个人孔，可供运维人员或升降装置通过。

本发明的有益效果是：单个塔筒与多个塔筒的结合有效的利用了钢材，降低成本的同时保证了塔架刚度，是适用于大型风电机组的新塔架方案。本发明提出了单个塔筒到多个塔筒的转接方案，保障了整个塔架系统的刚度，载荷的传递，同时便于安装与维护。

附图说明

图1为一种塔筒转接件示意图1。

图2为一种塔筒转接件示意图2。

图3为一种塔筒转接件剖面图。

图4为一种塔筒转接件联接示意图。

附图说明：1-转接件上部，2-转接件中部，3-转接件底部，4-刚化结构，5-转接件上部法兰面，6-转接件底部法兰面，7-转接件上部法兰面中轴线，8-转接件底部法兰面中轴线，9-上端塔筒，10-下端塔筒，11-人孔。

值得注意的是上述附图是用于说明本发明的特征，并非旨在展示任何实际结构或反映各种部件的尺寸，相对比例等等细节信息。为了更清楚的展示本发明的原理，并且为了避免不必要的细节使本发明的原理变得模糊，各图中示例已经经过简化处理。这些图示对于相关领域的技术人员在理解本发明时不会带来不便，而实际的塔筒转接件可以包括更多的部件。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案更加清楚，下面结合本发明实施例的相关附图，对本发明实施例进行完整的描述。本专利描述的仅是一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图所示，塔筒的转接件由上部（1）、中部（2）、底部（3）与刚化结构（4）组成，采用空间壳体结构。转接件上部（1）包含一个法兰面（5），与上端塔筒（9）联接；转接件底部（3）包含3～5个法兰面（6），与下端塔筒（10）联接。上端塔筒（9）一般采用钢制圆锥塔架，也是最常见的塔架；下端多个塔筒（10）可采用圆锥塔架或钢混塔架等其他形式。

转接件中部（2）用来实现由上部一个法兰面（5）到底部多个法兰面（6）的过渡的过度。转接件上部（1）与上部法兰面中心轴线（7）垂直的截面是一个圆，而底部的截面不是一个圆。

刚化结构（4）位于转接件中部（2）的内部，可以与转接件中部（2）的内部联接也可以不联接。其上端与转接件上部联接，下端与转接件底部（3）联接。刚化结构（4）存在的目的是增加过渡段的刚度，更好的控制过渡段承载时的形变，保障整个塔架系统刚度稳定的分布。

整个塔筒转接件采用剖分式结构或者一体式结构。采用剖分式结构式时，转接件上部（1）、中部（2）及底部（3）通过纵向法兰联接在一起；采用一体式结构时，转接件上部、中部、底部与内部结构以铸造或焊接的方式形成一个整体。

塔筒转接件上部法兰面的中心轴线（7）与转接件底部任意一个法兰面中心轴线（8）的锐角夹角为1～10度，各夹角可以相等或者不等。塔筒转接件底部（3）与上部法兰面的中心轴线（7）垂直的截面面积大于上部法兰面（5）的面积，同时也大于底部多个法兰面（6）的面积之和。

这种转接装置一般适用于大型风电机组，转接件底部一个法兰面（6）的直径的设计允许升降装置的安装和铺设，也考虑到了运维人员的正常通过。在三个不同的底部法兰面中，运行与维护的升降装置通过转接件底部的其中一个法兰面进入转接件内部；由上端塔筒（9）引下的线缆通过另一个不同的法兰面进入下端塔筒（10）；第三个不同的法兰面处设有空气过滤装置。

刚化结构（4）设有1至2个人孔（11），运维人员或升降装置通过。人员利用升降设备从下端塔筒（10）进入转接件内部后，可进行相关的运维工作或继续使用升降设备前往上端塔筒（9）和机舱。