CN105822509A - 风力发电设备的振动缓冲器及其安装方法和风力发电设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于风力发电设备的振动缓冲器，该风力发电设备带有安排在该风力发电设备的塔上的机舱和具有至少一个转子叶片的转子，其中该振动缓冲器至少具有大体上“U”形的调谐液柱缓冲器(TLCD)，该调谐液柱缓冲器带有提升管和用于接收液体的水平管。本发明还涉及用于将振动缓冲器安装到风力发电设备的塔中的方法以及风力发电设备。根据本发明，这些TLCD由多个零件构成，这些零件在风力发电设备的塔中可组合或被组合成该TLCD，其中该TLCD的这些零件中的两个零件分别包括提升管，其中包括连接器件，通过这些连接器件每个TLCD的零件分别彼此可连接或相连接。

Description

风力发电设备的振动缓冲器及其安装方法和风力发电设备

本发明涉及一种用于风力发电设备的振动缓冲器，带有一个安排在该风力发电设备的塔上的机舱以及一个具有至少一个转子叶片的转子，其中该振动缓冲器具有至少一个大体上U形的调谐液柱缓冲器(TLCD)，该调谐液柱缓冲器带有多个提升管和一个用于接收液体的水平管。此外，本发明还涉及一种用于将振动缓冲器安装到一个风力发电设备的塔中的方法以及一种风力发电设备。

现代的风力发电设备包括具有竖直的纵轴的高塔，该塔通常由多个塔区段组成，一个机舱或吊舱(Gondel)围绕塔轴线可旋转地安装在塔的尖端处，该机舱或吊舱具有一个转子，该转子具有多个转子叶片和一条水平的转子轴线。

风力发电设备塔是很大程度上易受振动影响的部件。在此，没有吊舱的独立的塔与带有在尖端处安排的机舱和转子的塔具有明显更高的固有频率。在建造风力发电设备时，这意味着，独立的和没有吊舱的塔或塔身构造(该塔身构造在其尖端处尚未用机舱的重量加载)以比放置机舱后更高的频率振动。

每个结构，因此还有风力发电设备或风力发电设备塔对在确定的频率下的外部的激发(例如由于风或波浪)以自身的振动(取决于激发的频率)作出反应。此外，每个结构具有所谓的固有频率。这些所谓的固有频率是如下频率：当系统被偏转并且然后只能依靠自身时，该系统在这些频率下振动。对于风力发电设备相关的尤其是该第一固有频率，其附属的第一固有形状基本由该塔的第一弯曲变形组成。因此，该第一固有频率也被称为“第一弯曲固有频率(Biegeeigenfrequenz)”。该附属的固有形状是“第一弯曲固有形状”。如果附加其他的部件，例如风力发电设备塔变得更高，则该频率发生变化。即该频率显著地取决于构造状态。

在本发明的范围内，术语固有频率在相应的背景下包括风力发电设备塔在其自身处的固有频率或塔和(辅助)基座或固定件的组合的固有频率，即在一侧固定或紧固的塔的基本的固有频率。

特别当一个振动激发在频率范围内与该结构的固有频率重叠并且因此导致谐振(这些谐振能够破坏该结构)时，振动激发是关键性的。

该第一弯曲固有频率，即该风力发电设备的第一弯曲模式的频率，在实践中通常处于0.1至0.3赫兹的范围内，在更新和更大的设备(特别是用于海上使用的那些)的情况下，也处于下限范围附近。以不同的方式激发塔振动，尤其由在该转子上的风载荷的波动、这些转子叶片在其最底部的位置的通过塔前、波浪或特别在未放置机舱的塔身构造状态中，通过所谓的涡流引起的横向振动(wirbelerregtenQuerschwingungen，WEQ或“vortexinducedvibrations”，VIV)。在此是围绕该塔流动的风或风场(在风向上看在塔的左侧和右侧交替)涡流发散(所谓的卡门(Karman)涡流)的结果。该塔的振动和涡流发散相互增强。

原则上，没有吊舱的塔的固有频率高于完全装配的设备的固有频率。于是存在如下条件，其中由于卡门涡流引起的激发在经常出现的风速下诱导出WEQ。振动的幅值相应变得更大，使得施加到该风力发电设备塔上的机械负载和结构性负载相应地增长。

对于完全建造的、没有吊舱的塔(取决于塔的高度和刚性)，临界风速(在该临界风速下涡流引起的该塔身构造的横向振动是危险的)通常在10m/s和25m/s之间，因此，当预期有这一风速并且在提升该最后的塔层(Turmschusses)之后不能直接地拉动该吊舱时，不允许建造。该塔在塔身构造状态中的典型的振动频率比在最终状态中高一个为2至5的因数，大概在0.2与1赫兹之间。

在本专利申请的范围内，所使用的术语缓冲频率和固有频率具有以下意义。振动的物体(例如未负载的塔或没有振动缓冲器的风力发电设备)针对不同的弯曲模式或弯曲固有形状具有不同的固有频率。一个竖直设置的、在其下端紧固的塔的第一弯曲固有形状不具有振动节点，而较高的弯曲固有形状具有一个、两个或更多个振动节点。这些振动节点具有越来越高的固有频率并且实际上随着序数的增加而越来越少地被激发。在技术上最有意义的是该第一弯曲固有模式，该第一弯曲固有模式具有最低的固有频率并且因此在本申请的范围内被称为振动基频。

振动缓冲器具有其自身的固有频率。该振动缓冲器的振动的优选第一或最低的固有频率优选地选择为等于或接近于该塔的振动基频、即该塔的第一弯曲固有形状的固有频率。

相反地，缓冲频率是塔和振动缓冲器的耦合系统的一个特性。在耦合系统中得出一个缓冲频谱，该缓冲频谱在确定频率下具有最大缓冲并且在该最大缓冲的频率以上或以下具有减小的缓冲。在本申请的范围内，最大的缓冲的频率被称为缓冲频率。该耦合系统具有自身的固有频率，尤其缓冲频率，这些自身的频率和缓冲频率接近、但不等于未耦合的部件的固有频率。因此，安装在一个塔中的振动缓冲器在最大缓冲下不以其自身的固有频率振动。

以特别的手段，在这些具有更高的额定功率的、更新的、海上使用的风力发电设备的情况下，该塔预期负载在该风力发电设备的使用寿命中再次明显高于陆上的风力发电设备。这些在此类风力发电设备的情况下安排在该塔顶端处的很高的质量意味着很大的振动质量。除了强劲的海上风还增加了通过波浪对风力发电设备的振动的激发。因此，用于额外的振动缓冲或振动消减的措施是值得期望的。

已知在风力发电设备中的多种振动缓冲或振动消减方案。它们的共同之处在于，在该风力发电设备的塔中仅相应地安排一个消减元件并且不通过相对于一个固定的支点的缓冲而产生振动缓冲，而是将振动能量从塔振动中引导到相反指向的自身振动。因此，在本申请的范围内所述的振动缓冲器也是振动消减器。

机械的消减器或缓冲器例如是悬摆缓冲器。这些对于低频率不太适合，因为它必须具有很长的悬悬摆长度度，该悬摆长度在塔中由于平台和其他的构件几乎不占位置。其他的方案涉及使用弹簧-质量-缓冲器或液体缓冲器。

在该液体缓冲器的类别中由WO00/77394A1已知带有一个液体填充的容器的晃动缓冲器，其中一种液体与该塔振动方向相反指向地“晃动”。由于该运动的很小的晃动高度或移动幅度，需要大质量的液体。

液体缓冲器的一种可替代的方式是所谓的“调谐液柱缓冲器”(TLCD)。在此，这指的是“U”形的管道，这些管道部分地用液体填充，例如水或盐水。在TLCD中同样“U”形弯曲的液柱在该管道的这两个直立的或部分直立的末端之间往返晃动，其中该振动频率实质上取决于在整个基本为U形的水柱或一条流动线的长度。流动线通常理解为如下部段，液体颗粒以一个流的形式经过该部段。在水柱振动的情况下，该定义被修改为一条线，一系列颗粒在振动中沿着该线往返运动。这些如此定义的流动线从基本为U形的管道的一个末端的表面液位出发、经过在底部处的一个水平管连接件、到达在这些管道的另一个末端处的表面液位。由于液体柱相对于晃动缓冲器的更大的提升高度，在小质量下达到一个可比较的缓冲作用。在WO00/77394A1中同样提及一种相应的TLCD作为不太优选的变体。在WO2006/062390A1中，以一般的方式介绍用于具有一些更改的风力发电设备的TLCD。

然而，TLCD在实践中至今尚未用于安装到风力发电设备，因为它具有如下形式：不以简单的方式嵌入一个风力发电设备的塔的构造中。由于其“U”形也是难以处理的。

因此，本发明的目的在于，提供一种适合用于风力发电设备的振动缓冲器，一种用于将振动缓冲器安装到风力发电设备的塔中的方法以及一种相应的风力发电设备，通过这些内容可以在一个风力发电设备的塔中使用TLCD。

本发明所基于的目的通过用于一个风力发电设备的振动缓冲器实现，该振动缓冲器带有一个安排在该风力发电设备的塔上的机舱以及一个具有至少一个转子叶片的转子，其中该振动缓冲器具有至少一个大体上“U”形的调谐液柱缓冲器(TLCD)，该调谐液柱缓冲器带有多个提升管和一个用于接收液体的水平管，该振动缓冲器被改进为，该TLCD由多个零件构成，这些零件在风力发电设备的一个塔中可组合或被组合成该TLCD，其中该TLCD的这些零件中的两个零件分别包括一个提升管，其中包括连接器件，通过这些连接器件每个TLCD的零件分别彼此可连接或相连。

根据本发明划分成零件首先使得可以实现一个TLCD振动缓冲器在一个风力发电设备的塔中的安装，确切地说要么在该WEA的建造地点处的施工位置上，要么已经在该塔或例如该最上部的塔区段的生产过程中。因此可以在充分利用一个最大的缓冲体积的情况下(由此使得这些提升管尽可能接近该塔壁地放置)，克服由该塔顶凸缘形成的空间限制。

优选地进行这些TLCD或该TLCD的设计以用于塔的固有频率，该缓冲器与该固有频率协调。

优选地包括至少两个TLCD，这两个TLCD尤其安排在彼此交叉的布置中，其中尤其在交叉的TLCD的情况下，一个TLCD比另一个TLCD高出一个高度差，其中尤其该更高地竖立的TLCD在其提升管的一个下部区域中具有一个静止体积，该静止体积尤其借助于一个带有一个或多个孔的底板分开，该静止体积位于该水平管的底边的下方。两个TLCD的交叉的布置(优选地以相对彼此90度的角)意味着塔振动在每个方向上通过这些振动的线性组合在这两个交叉的TLCD中以相同的方式缓冲或消减。也能够使用三个或更多的TLCD，这些TLCD交叉地布置，即在三个TLCD的情况下例如在相对彼此60度的角度下，在四个TLCD的情况下在相对彼此45度的角度下等等。

该高度差大体上对应于基于这些彼此交叉的水平管的竖直偏移。

因为这些水平管(这些水平管将每个TLCD的这两个提升管彼此连接)相互交叉，这些水平管必须在高度上交错地引导，使得该“上部”的TLCD的柱子的振动部分安排得比这些“下部”的TLCD的更高。通过将该容器(该容器在此构型中形成“上部”的TLCD的提升管)向下延长并且用水填充，该缓冲器重量通过该水柱支承并且不需要复杂的子结构。

在一个有利的改进方案中，一个TLCD的水平管形成为零件或，完全或部分地形成为一个或两个提升管零件的一部分。这样要么可以将该水平管作为零件引入该塔中并且与这两个提升管连接，要么形成为一个提升管零件的一部分，或这样划分，使其分别形成一个TLCD的两个提升管零件的一部分。作为零件的设计提供了更简单的安放可能性的优点。当该水平管已经是一个提升管零件的部分时，这具有的优点在于，节省一个连接点。

这些连接器件优选地形成为带有接头的管连接件。带有接头的管连接件能特别简单地组合并且提供高气密性和耐用性。

当这些提升管在一个有利的改进方案中形成为带有弧形后壁的容器，该后壁的弯曲与一个风力发电设备的塔的内壁相匹配，其中，尤其在插入后的状态中在一个容器的弧形的后壁与该塔的内侧之间保留一个缝隙，该缝隙用硬化型固定材料填充或可填充时，在这些TLCD的容器与该塔壁之间存在一种特别安全和全面的连接。该填充例如作为对该缝隙的泡沫填充或注浆而进行。在使用带有匹配的弧形后壁的圆弓形容器的情况下具有的优点在于，有利于该缓冲器的力向该塔中的力引入。该材料是高强度的混凝土或部分弹性的材料，这种材料长期预防脆化现象。

这些TLCD优选形成为分别闭合的系统或形成为共同闭合的系统。这阻止了液体的蒸发和氧气的进入，以便在TLCD中长期避免腐蚀。这还有利于该系统的长期乃至完全的免维修。在该意义下，具有泄压阀的实施方式也理解为闭合的系统。该泄压阀仅具有如下目的，在很少出现的极度负载下避免TLCD过载。

带有弧形后壁的容器的设计也意味着，该振动缓冲器的外部尺寸(尤其其直径)比一个塔顶凸缘的直径大，使得尤其有利于在这种情况中以多个零件的装配。

在一个TLCD或多个TLCD的这些提升管中的空气体积与一个连接管彼此连接，该连接管尤其径向引导到该塔。术语“径向引导到该塔”在此理解为这些连接管在对称安排的容器的情况下通过该塔横截面的中心或在接近该中心处延伸。这些连接管优选地存在于所使用的所有TLCD的情况下，使得在不同方向上实现一种尽可能相同类型的振动行为。相对于这些TLCD的尺寸和其他特性，这些也应该按照尽可能均匀的并且不依赖于方向的振动行为类似地进行构造。

该至少一个TLCD的这些提升管和至少一个水平管被划分为两个或更多个平行的腔室，尤其借助于完全封闭的挡板和/或隔板。因此可以例如通过选择在一个TLCD的两个腔室中的不同的填充高度来调整不同的固有频率并且由此拓宽发生振动缓冲的频率范围。该挡板或隔板能够对称地安排在中心，使得产生两个相同大小的腔室，或偏离该中心，使得产生两个不同大小的腔室。以此方式例如能够在不同频率的情况下将不同量的材料加入到这两个腔室中，使得例如在该更大的腔室中调整一个要更强烈地缓冲的频率并且在带有少量液体的更小的腔室中调整一个第二频率，该频率不必这样强烈地缓冲。该挡板和/或隔板将该TLCD的体积优选地划分为两个或更多个完全彼此分离的腔室，在这些腔室之间既不发生液体交换也不发生空气交换。该水平管的划分也能够通过使用多个分离的平行的管来进行。

优选地为了调整一个TLCD的缓冲频率，降低或提高在该振动缓冲器的至少一个提升管中一个空气柱的空气弹簧效应，尤其通过打开或关闭在该提升管中的一个阀门或在连接管中的一个截止阀。该空气弹簧效应由此产生，即该空气柱在该液位上包含在该提升管中并且在这些液柱在该TLCD中振动的情况下，在该液体水位的以上的空气柱交替地压缩和膨胀。在这两种情况中，该压缩的或膨胀的空气对这些水柱的表面施加复位力，由此该水柱的振动频率相对于一种其中该空气柱没有压缩和膨胀的开放的体系得到提高。在一个截止阀的情况下，在这两个提升管之间的连接管中通过关闭该截止阀封闭两个空气柱。替代地还可以这样调整该盖子，使得仅封闭一个空气柱，由此降低该空气弹簧效应。一个阀门，尤其泄压阀或超压阀和/或负压阀能够同样影响该空气弹簧行为。

优选地，减小湍流的构件已插入或被插入至少一个TLCD中，尤其凸起元件(Nasenelemente)和/或流量调节元件，尤其修圆部或从有角的到圆形的横截面进行过渡的过渡零件。此类构件防止或降低在该振动的液体中的湍流的产生，这导致能量消耗并且导致少量的能量从该塔振动接收到在该TLCD中的液柱的振动中。通过安装少量的构件此外可以准确地匹配该缓冲器频率。

频率协调也能够通过匹配地选择这些提升管相对于该水平管的横截面比例而实现，其中该水平的管的在有效横截面处测量的厚度优选地为该垂直的管的一半或更少。

当包括一个缓冲器平台，该平台尤其可焊接地安装或可安装在一个风力发电设备的塔中并且承受该振动缓冲器的重量，其中该缓冲器平台尤其具有一个圆环状的带有多个尤其辐射状径向安排的载体的平坦型材，这些载体带有载体型材(尤其为船形型材)时，可以将该振动缓冲器置于该缓冲器平台上，该缓冲器平台承受该振动缓冲器的重量。该缓冲器平台是一种自身的平台结构，该平台结构安装在该塔内并且能够与之共同涂覆。该平台的优选地径向安排的载体是船形型材，所谓的“荷兰型材(Holland-Profile)”或也是“HP型材”，这些型材能够尤其良好地共同涂覆。此外，该缓冲器平台具有用于穿通电缆和用于穿通导体的穿通口或开口。

该缓冲器固定地位于该塔中并且不随着该机舱的方位角在主风向或主轴方向上移动。通过以交叉结构方式或在其他合适的安排中的特殊的几何形状，该缓冲器是不依赖于取向的，即也不必在建造该风力发电设备塔的情况下注意特殊的角度取向。该缓冲器平台优选地包括提高的舱口围边(Süllkanten)，这些舱口围边围绕这些平台挖空部(例如用于一种塔提升装置)安排，以便能够分离地捕获在该平台上可能溢出的液体并且通过一个管道系统(例如在该塔壁处的软管)受控地排出。这些舱口围边的合适的高度例如为1.2米。

一个空槽安排在一个风力发电设备的底部处的基座旁边或上方，该槽在该液体缓冲器可能发生泄漏的情况下能够捕捉所有泄漏的液体体积。

根据本发明的振动缓冲器用一种液体，优选地用一种氯化钠溶液大概填充到一半。该盐水的浓度优选地位于16与22重量％之间，对于海上的风力发电设备的使用，还更低，尤其在10与22重量％之间。浓缩盐水，即盐水，提供的优点在于，不仅降低冰点，还提高密度。盐水是有利的并且在环境方面是不令人担心的。

在高于100米高度的塔的情况下，该直径比该塔的内径稍小，例如在一个容器高度大约为4米的情况下，大约5.5米。在该提升管容器的上侧处的人孔使得可以优选地进入该容器的内部，这尤其在制造该这些容器的情况下以及在焊接和拧紧内部构件的情况下是重要的。该缓冲器平台和该振动缓冲器自身优选地在中心允许一个用于穿通电缆的开口，该开口从该机舱引导到该塔基座，反之亦然。

优选地由此实现该缓冲器的自动的调节，该缓冲器保护自身直接受到过高的振幅，其方式为一个在该水柱上浮动的球向通向该空气管的通道开口挤压，为此在适当时设置一个引导外壳由此防止液体侵入在这两个提升管的这些空气柱之间的连接管。此外，形成空气弹簧效应，该效应提高该TLCD的振动频率，其方式为对应于该TLCD的形式使弧形的水柱复位。该解决方案是机械的并且由此直接调节。不需要通过传感器等进行持久的阻挡。

根据本发明的振动缓冲器能够以有利的方式扩展到一个主动的减振系统，其方式为例如将一个气压容器连接到这些空管并且一个合适的调节器限定气体冲击式地注入这些空管的水位高度或时刻。该液柱由此冲击式地进行运动并且诱导一个合适的反向脉冲。能够由此主动地对抗该塔的这些振动。

对于预期特别高的(例如在风暴中)振幅提出的是，将一个水力涡轮机用于该水平的管中，借助于该水力涡轮机保障该风力发电设备(例如该方位角驱动器)的自身供应。一种此类的水力涡轮机能够永久或仅在该风力发电设备的静止状态的情况下安排在该水平管中，或在该风力发电设备的其他特殊状况下伸入该水平管中，并且否则从该水平管的有效的横截面中移出。在该移出的状态中，该水力涡轮机的一个盖子优选地这样封闭该管壁，使得优选地产生光滑的壁部并且不产生湍流。

这些提升管容器优选地包括可关闭的通风口以及带有特殊接头的用于消防软管的接口，这些接头尤其安排在人孔旁并且用于用液体进行填充。泄压阀(例如在这些人孔旁)保护这些容器避免有害的超压或负压。在此，例如在本申请人的一个德语专利申请中描述了对一个风力发电设备的塔的施工状态的不同阶段的此类匹配，该专利申请同本专利申请一样具有相同的申请日期，并且题目为“带有振动缓冲器的负载接收器件和用于建造风力发电设备的方法(LastaufnahmemittelmitundVerfahrenzumErrichteneinerWindenergieanlage)”。

在一个有利的改进方案中包含一个传感器，尤其用于监控该振动缓冲器的作用的填充液位传感器和/或水位计。此类传感器可以装入该风力发电设备的传感器系统(例如该SCADA系统)中，例如用于监控填充液位、该缓冲器的固有频率和振幅。

本发明所基于的目的也通过一种用于根据本发明在风力发电设备的塔中安装前述振动缓冲器的方法实现，其中该振动缓冲器以多个零件运输并且定位到该塔中，其中在该塔中这些零件尤其借助于管连接件和接头组成至少一个TLCD并且彼此连接。由此，这些相同的优点如通过根据本发明的前述振动缓冲器一样实现，并且可以将一个复杂的TLCD安装到一个风力发电设备的塔中，该塔的外径尤其比一个塔顶凸缘的内径更大。

在这些零件彼此连接成至少一个TLCD后，该至少一个TLCD与该塔牢固地连接，尤其通过用一种硬化型连接材料填充在一个塔内壁面与这些形成为容器的提升管的后侧之间的缝隙。由此可以实现将该塔的振动持久地、大面积地引导到该振动缓冲器中并且反之亦然，这导致在塔与振动体之间的尤其良好的耦合。这种良好的耦合对于高效的振动缓冲或振动消减而言是重要的。

当有利地在安装这些零件之前，将一个缓冲器平台安装在该塔中，其中首先将一个环绕的支承环焊入该塔处，并且随后将该缓冲器平台在该塔中从下部定位到该支承环上，并且尤其用角焊缝焊接在该支承环处，其中尤其该缓冲器平台与该塔共同涂覆，则保证根据本发明的振动缓冲器尤其可靠地固定在该风力发电设备的塔中。在该塔中的振动缓冲器的结构和安装能够已经在制造该塔或该最上部塔区段的情况下在车间中实现，其中优选地先在该风力发电设备的建造地点处的施工现场上(优选地在竖立的状态中)实现用该振动的液体的填充。然而，该振动缓冲器同样能够先在建造地点处安装在该塔中。该缓冲器平台优选地已经在该车间中被安装并且与该塔共同涂覆。该缓冲器平台同样用于将塔和振动缓冲器的振动彼此耦合。为此该缓冲器平台优选地具有用于在该缓冲器平台上固定该振动缓冲器的固定器件，这些固定器件防止该振动缓冲器在该缓冲器平台上滑动并且将该振动缓冲器的振动传输到该塔并且反之亦然。

此外，该大面积的连接，例如注浆，具有的优点在于，大面积地实现在振动缓冲器与塔之间的耦合并且因此并不在一个小点处对该塔的材料强烈地施加负载。这也保护了该塔本身。

此外，本发明所基于的目的还通过一种风力发电设备实现，该风力发电设备带有一个塔、一个机舱和一个带有至少一个转子叶片的转子，该风力发电设备被改进为，在该塔的一个上部区域中安排一个的带有至少一个TLCD的前述的本发明振动缓冲器，该振动缓冲器尤其以一种前述的根据本发明的方法安装。

根据本发明的风力发电设备也具有与其他的发明对象(即根据本发明的振动缓冲器和根据本发明的方法)相同的特征、特性和优点。这些主题彼此相关并且相互补充。

在一个优选的实施方式中，根据本发明的振动缓冲器具有一个外径，该外径大体上对应于该塔内径。该振动缓冲器的外径优选地为大约5.4m并且具有大约为2.5m的提升管宽度，并且具有大约为3.8m的包括连接管接口在内的提升管高度。该振动缓冲器包括大约25m³的液体体积并且具有大约40吨的重量(30吨盐水，10吨缓冲器净重量)。该振动缓冲器优选地由钢板制成并且由于用盐水填充而必须从内部涂覆。在一个特别优选的实施方式中，该缓冲器设置有安装支架并且在该状态中从内部涂覆。随后，这些上述的减小湍流的构件安装(优选地拧合)在这些安装支架处。这具有的优点在于，无更大构件而使涂覆更为简单。

本发明的其他特征可以从本发明实施方式的说明和权利要求书及附图中看出。根据本发明的实施方式能够满足单独的特征或多个特征的组合。

在下文中，本发明在不限制总体发明构思的情况下参考附图借助实施例进行说明，其中至于所有在文本中没有详细说明的本发明细节明确地参见附图。附图中：

图1示出了根据本发明的风力发电设备的一个示意图，

图2a)，b)示出了根据本发明可使用的振动缓冲器的示意图，

图3a)，b)以更多细节示出了根据本发明可使用的振动缓冲器的示意图，

图4示出了一个根据本发明的振动缓冲器的俯视图的示意图并且

图5a)，b)示出一个缓冲器平台的示意性图示。

在附图中，相同的或相同类型的元件和/或部分相应地设置有相同的参考数字，使得相应地省去重新说明。

图1示出了一个所属类型的风力发电设备10，在此情况下为一个岸上风力发电设备，该岸上风力发电设备位于地基2上。该地基2在海上风力发电设备中位于水下，使得存在一个下部构造，该下部构造建立在该地基2中并且在水位之上结束。然后将一个塔20建造在该下部构造上。

在图1中示出的岸上风力发电设备中可以看出底座5或在该地基2上的基座的表面的部分，具有五个塔区段22的塔20被建造在该地基上，其中在图1中示例性地示出了设有参考符号24的最上部的塔区段。单独的塔区段22、24的高度从下向上增加。该塔20可以向上变窄、具有一个恒定的直径或者还具有在轮廓中的转折点，即以如下方式实施该塔，使得该塔在该下部区域中变窄之后在该上部区域中向上扩大。特别有利的是，在一个相对细长的塔中充足地提供用于安装该振动缓冲器的空间。在该塔20的尖端处安排有一个机舱40，其中图1示出了具有一个转子30的机舱40的侧视图，该转子具有一个转子轮毂32，该转子轮毂具有一个也被称为“旋转件(Spinner)”的盖件和三个转子叶片34。在该侧视图中能够看到上部的转子叶片34的全部长度，两个呈120°偏置安排的转子叶片34之中只能透视地截短地看到较近的转子叶片，该较近的转子叶片遮盖住了在附图平面后方安排的第三个转子叶片。

在该机舱40下方的最顶部的塔区段24的上部部分中在一个缓冲平台28和一个提升平台29之间安排有一个振动缓冲器70，该提升平台使提升到该吊舱或该机舱40中成为可能。该振动缓冲器70在该风力发电设备10运行期间缓冲塔振动。

在图2a)和图2b)中示出了呈TLCD振动缓冲器形式的根据本发明的振动缓冲器70、70'的示意图。

在图2a)中示出的TLCD振动缓冲器70具有两个提升管72或提升管容器作为带有竖直纵轴的零件，这些零件通过一个带有水平纵轴的水平管74在下部彼此连接。在该示出的实施方式中，一个提升管容器与该水平管牢固地焊接并且首先在该塔中借助于一个管接头76与该提升管容器连接。这些提升管72和该水平管74一起形成一个基本为“U”形的管道，该管道部分地用盐水78填充。当该TLCD振动缓冲器70被装入一个振动的塔10或一个振动的塔身构造中时，该水柱开始振动，使得在这两个提升管72中的盐水78的水位80相反地上升和下降。通过在这些提升管72中的盐水78的较高的振幅或较高的提升来补偿相对于一个晃动缓冲器较小的液体量。

在这些提升管72中在该盐水78上方存在空气体积或空气柱81。当朝向外部空气封闭这些提升管时，产生空气弹簧效应，其中在提升的液位80的情况下在这些空气柱81中压缩空气对水78的表面施加复位力。同样地，当该空气柱81在对置的侧面上闭锁时在那里的水位下降时得出负压，即一个将水78再次向上吸的力。与盐水78的振动方向相反的空气弹簧效应提高了该振动频率。

在这些提升管72的上部中存在用于进入和退出这些提升管72的多个人孔82，这些人孔在正常的运行中优选为闭合的，以避免盐水78随着风力发电设备10的运行的年份由于蒸发而损失。在这个实施例中，在这些提升管72中的空气柱81与一个连接管84彼此相连接，一个截止阀86被安排在该连接管中。如果该截止阀86打开，则这两个提升管72的这些空气柱81彼此相连接并且不产生空气弹簧效应。如果该截止阀86闭合，则这些空气柱81彼此分离并且在两个提升管72中形成空气弹簧效应。通过打开在相应的提升管容器侧上的阀门可以对该系统进行减压。

在示出的实施例中，该空气弹簧压力能够在多个级别中被调节。在该风力发电设备的最终状态下，可以在正常的运行中打开在该连接管84中的截止阀86。由此完全地免除了该空气弹簧效应。在该截止阀86闭合时，一个提升管72、72'可以保持打开，并且需要卸压阀88的该另一个提升管闭合，以便产生一侧的空气弹簧效应。例如能够通过打开带有足够大的横截面的阀门实现打开一个提升管。在另一个强化方案中，可以闭合两个提升管72、72'并且在适当时构型为具有多个卸压阀。在该情况下产生更强的(因为是两侧的)空气弹簧效应。

图2b)示出了TLCD振动缓冲器70'的另一个实施例。该TLCD振动缓冲器与图2a)的TLCD振动缓冲器70的不同之处首要地在于，在这些提升管72'之间不存在连接管84，但是至少一个提升管72'在其上侧处具有一个超压阀88，在该空气柱72'中形成过高的超压时该超压阀打开。

正如在图2b)中还能看出的是，该TLCD振动缓冲器70'与一个或两个TLCD振动缓冲器70交叉式地相组合。因此通过线性组合实现了对在不同的方向上的振动的振动缓冲。为了实现水平管74、74'的交叉，这些水平管被竖直交错地安排。提升管72的有效的总高度与提升管72'的总高度相等，因为后者中在该水平管74'的下缘以下的体积不参与振动。但是该下部提高了该TLCD振动缓冲器70'的稳定性。在两个TLCD具有空气管或连接管的实施方式中，这些空气管或连接管类似于这些水平管地交叉并且竖直交错安排。

在图3a)和3b)中，来自图2)中的根据本发明的振动缓冲器具有更多的细节并且插入在一个塔中，尤其插入到一个上部的塔区段24中，该塔区段在其上端处用一个塔顶凸缘26封闭。在图3中的图示与在图2中的图示的不同之处在于，示出额外的安装元件，即凸起元件90和一个流量匹配元件92，其一方面借助于该凸起90从该提升管72到该水平管74，另一方面在该接头的区域中通过该流量匹配元件92执行对不同横截面的匹配。该流量匹配元件92使该水平管94的有角的横截面与该连接管75的圆形的横截面匹配，该连接管借助于一个接头76与该第二提升管72的方向相反的连接管连接。在此，一个带角的横截面与一个圆形的横截面进行匹配。

在图3a)的上部区域中通过水平的虚线示出，为了清楚起见省略带有图1中的提升平台29的区段。

图3a)中的这些过渡元件确保，通过渐变的横截面实现一个逐渐式的“阻抗匹配”，该阻抗匹配防止湍流的形成并且因此使振动的能量损耗最小化。

图3b)示出对应于图2b)的视图。在该上部的TLCD70'中也插入相应的凸起90。此外，在图3b)中可以看出，这些提升管72'在下部区域中具有静止体积97，这些静止体积同样用盐水填充并且通过带有开口的板96分别与该振动的水柱的其余部分分离。在此情况下，该板96相应地防止湍流的产生。这些用液体填充的静止体积97确保，该上部TLCD70'的安全状态并且使高耗费的的支架结构的构造变得不必要的。

图4示意性地示出一个根据本发明的振动缓冲器的俯视图，该振动缓冲器带有两个交叉安排的TLCD振动缓冲器70和70'。虚线地示出带有提升管72和水平管74的“下部的”TLCD振动缓冲器70。此外示出一个隔板73，该隔板将该TLCD70完全分隔成两个在该实施例中相同大小的半部，这些半部可以不同高度地进行填充并且因此具有不同的缓冲频率。相应地，这些水平管也通过隔板彼此分离，使得不可能发生混合。

在该“上部的”TLCD振动缓冲器70'的情况中，同样示出这些提升管72'的容器以及该水平的管74'，该水平的管同样通过一个隔壁或隔板73'划分成两个部分。在这种情况中，还示出带有圆形横截面的四个连接管75以用于连接这些零件，这些连接管将在横截面中的矩形的水平管74'与右边示出的提升管72'连接。

在中央示出用于该风力发电设备的所有待穿通的电缆的一个电缆穿通开口77。

该振动缓冲器位于在图5中详细示出的一个缓冲器平台28上，该缓冲器平台此外具有在一个角中用于导体穿通口(Leiterdurchstieg)的挖空部98。该缓冲器平台28在周围与该塔焊接(未示出)。

图5a)示出根据本发明的缓冲器平台28的底侧的一个示意性图示，该缓冲器平台具有带有八个辐射状径向安排的加强支柱100的圆环状的平坦型材。同样示出用于一个导体穿通口的挖空部98。该缓冲器平台28在中央具有一个中央的电缆穿通开口102，该电缆穿通开口与该振动缓冲器的电缆穿通开口77对准。

图5b)示出在该横截面中的该平台28和一个支柱100。这是一个所谓的船形型材或荷兰型材，可以尤其简单地进行涂覆。

所有提及的特征、还有可以从附图中单独得出的以及与其他特征组合地披露的独立特征，都单独地及组合地被视为对本发明必要的特征。根据本发明的实施方式能够通过独立的特征或多个特征的组合得到满足。在本发明的范围内，用“尤其”或“优选”表明的特征理解为任选的特征。

参考符号清单

2地基

5底座

10风力发电设备

20塔

22塔区段

24最上部的塔区段

26塔顶凸缘

28平台

29提升平台

30转子

32转子轮毂

34转子叶片

40机舱

70，70'TLCD-振动缓冲器

72，72'提升管

73，73'隔板

74，74'水平管

75连接管

76，76'管接头

77电缆穿通开口

78盐水

80水位

81空气柱

82人孔

84连接管

86截止阀

88泄压阀

90凸起元件

92流量调节元件

94缝隙

96带有开口的板

97静止体积

98用于导体穿通口的挖空部

100加强支柱

102中央的电缆穿通开口

Claims (23)

1.用于风力发电设备(10)的振动缓冲器，该振动缓冲器带有一个安排在该风力发电设备(10)的塔(20)上的机舱(40)以及一个具有至少一个转子叶片(34)的转子(30)，其中该振动缓冲器具有至少一个大体上“U”形的调谐液柱缓冲器(TLCD)(70，70')，该调谐液柱缓冲器带有多个提升管(72，72')和一个用于接收液体的水平管(74，74')，其特征在于，该调谐液柱缓冲器(TLCD)(70，70')由多个零件构成，这些零件在风力发电设备(10)的一个塔(20)中可组合或被组合成该TLCD(70，70')，其中该TLCD(70，70')的这些零件中的两个零件分别包括一个提升管(72，72')，其中包括连接器件(75，76，76')，通过这些连接器件，每个TLCD的零件分别彼此可连接或相连接。

2.根据权利要求1所述的振动缓冲器，其特征在于，至少包括两个TLCD(70，70')，这些TLCD安排在彼此交叉的布置中，其中一个TLCD(70')比另一个TLCD(70)高出一个高度差。

3.根据权利要求2所述的振动缓冲器，其特征在于，该更高地竖立的TLCD(70')在其提升管(72')的一个下部区域中具有一个静止体积(97)，该静止体积位于该水平管(74')的底边的下方。

4.根据权利要求3所述的振动缓冲器，其特征在于，该静止体积借助于一个带有一个或多个孔的底板分开。

5.根据权利要求1所述的振动缓冲器，其特征在于，一个TLCD(70，70')的水平管(74，74')形成为零件或者，完全或部分地形成为一个或两个提升管零件的一部分。

6.根据权利要求1所述的振动缓冲器，其特征在于，这些连接器件(75，76，76')形成为带有接头(76，76')的管连接件(75)。

7.根据权利要求1所述的振动缓冲器，其特征在于，这些提升管(72，72')形成为带有弧形后壁的容器，该后壁的弯曲与一个风力发电设备(10)的塔(20)的内壁相匹配。

8.根据权利要求7所述的振动缓冲器，其特征在于，在插入后的状态中在一个容器的弧形的后壁与该塔(20)的内侧之间保留一个缝隙，该缝隙用硬化型固定材料填充或可填充。

9.根据权利要求1所述的振动缓冲器，其特征在于，这些TLCD(70，70')形成为分别封闭的系统或形成为共同封闭的系统。

10.根据权利要求1所述的振动缓冲器，其特征在于，在一个TLCD(70，70')或多个TLCD(70，70')的这些提升管(72，72')中的空气体积(81)与一个连接管(84)彼此连接。

11.根据权利要求10所述的振动缓冲器，其特征在于，该连接管(84)径向引导到该塔(20)。

12.根据权利要求1所述的振动缓冲器，其特征在于，该至少一个TLCD(70，70')的这些提升管(72，72')和该至少一个水平管(74，74')被划分为两个或更多个平行的腔室。

13.根据权利要求1所述的振动缓冲器，其特征在于，为了调整一个TLCD(70，70')的缓冲频率，降低或提高在该振动缓冲器(70，70')的至少一个提升管(72，72')中一个空气柱(81)的空气弹簧效应，通过打开或关闭在该提升管(72，72')中的一个阀门(88)或在一个连接管(84)中的一个截止阀(86)。

14.根据权利要求1所述的振动缓冲器，其特征在于，减小湍流的构件已插入或被插入至少一个TLCD(70，70')，凸起元件(90)和/或流量匹配元件(92)中，修圆部或从有角的到圆形的横截面进行过渡的过渡零件。

15.根据权利要求1所述的振动缓冲器，其特征在于，包括一个缓冲器平台(28)，该缓冲器平台可焊接地安装或可安装在一个风力发电设备(10)的塔(20)中并且承受该振动缓冲器的重量。

16.根据权利要求15所述的振动缓冲器，其特征在于，该缓冲器平台(28)用多个载体加强，这些载体带有载体型材。

17.用于在风力发电设备(10)的塔(20)中安装根据权利要求1至16所述的振动缓冲器的方法，其中该振动缓冲器以多个零件传输并且定位到该塔(20)中，其中在该塔(20)中的这些零件组成至少一个TLCD(70，70')并且彼此连接。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述零件借助于管连接件(75)和接头(76，76')组装并且彼此连接。

19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，在这些零件彼此连接成所述至少一个TLCD(70，70')后，该至少一个TLCD(70，70')与该塔(20)牢固地连接。

20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，通过用一种硬化型连接材料填充在一个塔内壁面与这些形成为容器的提升管(72，72')的后侧之间的缝隙来将所述至少一个TLCD(70，70')与所述塔(20)相连。

21.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，在安装这些零件之前，将一个缓冲器平台(28)安装在该塔(20)中，其中首先将一个环绕的支承环焊入该塔处并且随后将该缓冲器平台(28)在该塔(20)中从下部定位到该支承环上并且焊接在该支承环处。

22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，该缓冲器平台(28)与该塔(20)共同涂覆。

23.风力发电设备(10)，带有一个塔(20)、一个机舱(40)和一个带有至少一个转子叶片(34)的转子(30)，其特征在于，在该塔(20)的一个上部区域中安排一个带有至少一个根据权利要求1至16之一所述的TLCD(70，70')的振动缓冲器和/或以根据权利要求17至22之一所述的方法安装带有至少一个TLCD(70，70')的振动缓冲器。