CN102434404A - 一种风机及其塔筒 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种风机及其塔筒，公开的塔筒的内部具有至少一个阻尼部件和至少一根吊装塔筒平台的绳索，各绳索的一端与塔筒固定，另一端连接塔筒平台；各阻尼部件的两端分别连接塔筒的内壁和塔筒平台。该发明中塔筒的塔筒平台具有减振功能，无需设置其他专门的减振机构，从而达到降载、有效控制成本的目的；其次，绳索的设计使塔筒平台的减振不受风向的限制，有效地减少塔筒在任意方向上的振动和变形；再者，相较于现有技术，塔筒平台与塔筒的连接方式由焊接改进为吊装，可以减少塔筒上的焊点数量，避免焊接应力和变形对塔筒的影响，且吊装方式降低了塔筒内部对塔筒平台的空间布置限制。

Description

一种风机及其塔筒

技术领域

本发明涉及风机技术领域，特别涉及一种风机及其塔筒。

背景技术

风机一般包括塔筒、机舱和叶片，塔筒固定于机座上，用于支撑机舱和叶片，即塔筒为主要承重结构，其高度一般在70m以上，且多为细长的圆锥状结构。因此，塔筒在叶片运转、风载荷、地震作用下会产生显著的振动和大幅变形，导致机舱内传动系统的工作受影响，最终影响风机发电的效率。因此，使塔筒具备良好的减振功能显得较为重要，为达减振目的，需于塔筒内部设置减振机构。

由于塔筒通常为细长的圆台状结构，其内部空间本身有限，而塔筒内部还需设置塔筒平台(主要用于防坠物和供操作人员休息)、爬梯、线缆等结构。设置上述结构后，塔筒内部空间盈余量较小，且需留置部分空间供操作人员操作。因此，塔筒内部并无足够的空间用于安装减振机构，即使安装，在有限空间内设置的减振机构也无法达到减振需求。

有鉴于此，如何提供一种塔筒，使其减振机构满足塔筒的空间布置，且能够实现较好的减振功能是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的为提供一种塔筒，塔筒内部的塔筒平台通过绳索吊装于塔筒的内部，塔筒平台与塔筒内壁之间还设有阻尼部件，则塔筒利用了自身的塔筒平台与阻尼部件共同实现减振，不受塔筒内部空间的限制。本发明的另一目的是提供一种包括上述塔筒的风机。

为达到本发明的第一目的，本发明提供一种塔筒，其内部具有塔筒平台，塔筒的内部还具有至少一个阻尼部件和至少一根吊装所述塔筒平台的绳索，各所述绳索的一端相对于所述塔筒固定，另一端连接所述塔筒平台；各所述阻尼部件的两端分别连接所述塔筒的内壁和所述塔筒平台。

优选地，所述塔筒平台具有槽口向下的平台环形槽，所述阻尼部件的一端贯穿所述平台环形槽的外壁并连接于所述塔筒平台的内壁，所述阻尼部件的另一端连接所述平台环形槽的内壁。

优选地，所述阻尼部件沿所述塔筒的周向均布；且所述阻尼部件为液压阻尼器。

优选地，所述塔筒平台设于所述塔筒的上部，所述绳索的一端连接塔筒顶部的机舱，所述绳索的另一端连接所述塔筒平台。

优选地，还设有回转轴承，所述回转轴承的外圈固定于所述塔筒平台，所述绳索的另一端连接所述回转轴承的内圈。

优选地，所述塔筒平台具有中心孔；且所述中心孔的周壁具有向上的环形台阶面，所述回转轴承置于所述环形台阶面上，并与所述中心孔周壁固定。

优选地，所述塔筒的中部和下部均设有所述塔筒平台，塔筒的中部具有与上部连接的第一连接法兰，塔筒的下部具有与中部连接的第二连接法兰；连接中部的塔筒平台的绳索连接于第一连接法兰；连接下部的塔筒平台的绳索连接于第二连接法兰。

优选地，所述塔筒的内壁和所述塔筒平台的外周壁之间设有缓冲环。

优选地，所述塔筒的内壁固定有支撑环，所述支撑环具有槽口朝向塔筒径向的支撑环形槽，所述缓冲环置于所述支撑环内并凸出于所述支撑环形槽外。

该发明中塔筒平台使用绳索吊装于塔筒内，且塔筒平台与塔筒内壁之间设有阻尼部件。则塔筒振动时，通过绳索将振动传递至塔筒平台，塔筒平台随之振动，且其振动相位滞后于塔筒的振动相位，则塔筒会受到与振动方向相反的作用力，从而起到减振的作用。同时，阻尼部件可以限制塔筒平台振动幅度过大，且阻尼部件能够消耗一部分塔筒平台和塔筒振动的能量，起到减振效果。则塔筒的减振系统主要利用了塔筒自有的塔筒平台结构，使塔筒平台除了基本的防坠物、提供休息场所等普通功能以外，同时兼具了减振功能，即无需设置其他专门的减振机构，从而达到降载、有效控制成本的目的；其次，绳索的设计使塔筒平台的减振不受风向的限制，可以随意调整方向，有效地减少塔筒在任意方向上的振动和变形；再者，相较于现有技术，塔筒平台与塔筒的连接方式由焊接改进为吊装，可以减少塔筒上的焊点数量，避免焊接应力和变形对塔筒的影响，且吊装方式降低了塔筒内部对塔筒平台的空间布置限制。

为达到本发明的另一目的，本发明还提供一种风机，具有塔筒、机舱和叶片，所述塔筒为上述任一项所述的塔筒。由于上述塔筒具有上述技术效果，具有该塔筒的风机也具有相同的技术效果。

附图说明

图1为本发明所提供塔筒一种具体实施方式的结构示意图，该图仅示出塔筒的上部；

图2为图1的A向剖视图；

图3为图1中I部位的局部放大示意图；

图4为本发明所提供塔筒另一种具体实施方式的结构示意图。

其中，塔筒的内壁21、塔筒平台22、绳索23、液压阻尼器24、爬梯25、缓冲环211、支撑环212、铰接支座213、第一连接法兰214、第二连接法兰215、回转轴承221、平台环形槽222、中心孔223。

具体实施方式

本发明的核心为提供一种风机和塔筒，塔筒内部的塔筒平台通过绳索吊装于塔筒的内部，塔筒平台与塔筒内壁之间还设有阻尼部件，则塔筒利用了自身的塔筒平台与阻尼部件共同实现减振，不受塔筒内部空间的限制。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。为便于理解和描述简洁，下文结合风机和塔筒进行整体描述，有益效果不再重复论述。

请参考图1和图2，图1为本发明所提供塔筒一种具体实施方式的结构示意图，该图仅示出塔筒的上部；图2为图1的A向剖视图。

风机一般包括塔筒、机舱和叶片，机舱位于塔筒的顶端，该具体实施方式中的塔筒，其内部具有塔筒平台22，塔筒平台22可以由钢板组成，起到防坠物和供操作人员休息的作用。塔筒平台22可以具有供爬梯25穿过的通孔，以及供吊装用的吊装孔，以便在塔筒平台22上下放或起吊物体。此外，塔筒的内部还具有至少一个阻尼部件和至少一根吊装塔筒平台22的绳索23，绳索23可以是钢丝绳。

绳索23的一端连接于塔筒上端的机舱，即绳索23相对于塔筒固定，绳索23的另一端连接塔筒平台22，则绳索23将塔筒平台22吊装于塔筒内。图1中所示的绳索23数量为两根，当然，可以根据实际的需求适当增加绳索23的数量。

图1中所示的阻尼部件为液压阻尼器24，液压阻尼器24的一端连接塔筒的内壁21，另一端连接塔筒平台22。则塔筒振动时，塔筒平台22随之振动，且其振动相位滞后于塔筒的振动相位，则塔筒会受到与振动方向相反的作用力，从而起到减振的作用，即塔筒平台22相当于质量阻尼器。由于塔筒平台22重量较大，为避免塔筒平台22振动产生较大位移，影响塔筒的安全稳定，设置液压阻尼器24可以限制塔筒平台22振动幅度过大，且液压阻尼器24能够消耗一部分塔筒平台22和塔筒振动的能量，起到减振效果。则液压阻尼器24和塔筒平台22结合形成塔筒的减振机构，该减振机构兼具质量和阻尼的综合特性，以平稳有效地实现塔筒的减振。

上述方案达到的技术效果如下：第一、塔筒的减振系统主要利用了塔筒自有的塔筒平台22结构，使塔筒平台22除了基本的防坠物、提供休息场所等普通功能以外，同时兼具了减振功能，即无需设置其他专门的减振机构，从而达到降载、有效控制成本的目的；第二、绳索23的设计使塔筒平台22的减振不受风向的限制，可以随意调整方向，有效地减少塔筒在任意方向上的振动和变形；第三、相较于现有技术，塔筒平台22与塔筒的连接方式由焊接改进为吊装，可以减少塔筒上的焊点数量，避免焊接应力和变形对塔筒的影响，且吊装方式降低了塔筒内部对塔筒平台22的空间布置限制。

上述实施例中共设置了四组液压阻尼器24，可以参考图2，且四组液压阻尼器24沿塔筒周向均布，则塔筒平台22向各方向振动时，振动幅度均会受到液压阻尼器24的限制，保证塔筒平台22减振的安全性，液压阻尼器24本身也起到减小塔筒各方向振动的效用；此外，多个液压阻尼器24共同连接塔筒平台22，还可以对塔筒平台22起到一定的支撑作用，维持塔筒平台22的平稳。

液压阻尼器24在塔筒内部的具体连接方式可以继续参考图1并结合图3，图3为图1中I部位的局部放大示意图。

塔筒平台22可以具有槽口向下的平台环形槽222，液压阻尼器24的一端穿过平台环形槽222的外壁伸出至塔筒的内壁21处，并与内壁固定，另一端与平台环形槽222的内壁的固定。该种连接方式可以保证液压阻尼器24与塔筒平台22可靠地连接，也使空间更为紧凑。另，图3中，塔筒的内壁21设有铰接支座213，液压阻尼器24的一端与铰接支座213铰接，以增强液压阻尼器24减振的灵活性。

当然，对于文中的各实施例，液压阻尼器24也可以采用其他类型的阻尼部件，比如：液压缸、气缸、弹簧等，当然，相较于此类阻尼部件，液压阻尼器24的阻尼可调，能够消除阻尼器内摩擦力造成系统振动灵敏度较差而出现的滞后现象。

由于塔筒上部的振动较为明显，故可以将塔筒平台22设于塔筒的上部，绳索23的一端连接塔筒顶部的机舱(图1中未示出)，绳索23的另一端连接塔筒平台22，则简单地实现了塔筒平台22的吊装。在塔筒的上部吊装塔筒平台22时，可以设置回转轴承221。回转轴承221的外圈与塔筒平台22固定，回转轴承221的内圈与绳索23固定。由于绳索23连接于机舱上，机舱偏航时，绳索23会随之转动，并带动内圈相对于外圈和塔筒平台22转动，则塔筒平台22可以保持当前位置不变，绳索23也不会出现扭转现象，因此，塔筒平台22的吊装较为平稳，不受绳索23转动的影响。

塔筒平台22上可以加工出中心孔223，则中心孔223可供顶部机舱处的电缆穿过，便于布置，提高塔筒内部的空间利用率。中心孔223的孔壁可以具有向上的环形台阶面，则回转轴承221可以置于环形台阶面上，其外圈与中心孔223孔壁固定，从而稳定可靠地实现了回转轴承221和塔筒平台22的安装固定。

根据实际减振需求，塔筒的中部和下部均可以设置塔筒平台22，请继续参考图4，图4为本发明所提供塔筒另一种具体实施方式的结构示意图。

塔筒的上部、中部、下部均可以通过法兰连接，如图4，中部塔筒的顶端具有第一连接法兰214，用于连接上部塔筒底端的法兰，下部塔筒的顶端具有第二连接法兰215，用于连接中部塔筒底端的法兰。则中部设置塔筒平台22时，绳索23的一端可以连接第一连接法兰214，另一端连接塔筒平台22；下部设置塔筒平台22时，绳索23的一端可以连接第二连接法兰215，另一端连接塔筒平台22。与上述实施例原理相同，在中部和下部设置塔筒平台22时，同样设置阻尼部件连接塔筒平台22和塔筒的内壁21，具体设置方式、设置的数目和安装位置与上述实施例类似，在此不赘述。

需要说明的是，在中部和下部设置塔筒平台22时，由于绳索23与法兰连接，不存在转动，故中部和下部的塔筒平台22均无需设置回转轴承221，如图4所示，绳索23可以直接与塔筒平台22连接；塔筒平台22也无需设置中心孔223，则中部和下部塔筒平台22的结构可以较为简化。

该实施例中，各塔筒平台22位于塔筒的不同区段，相互之间互不干涉，由于各区段的振动频率可能不同，则可以根据各区段的实际振动情况，选取重量不同的塔筒平台22，或调节阻尼部件的刚度，以达到分频段减振的目的，使得减振效果更为优化。

针对上述任一实施例，塔筒的内壁21和塔筒平台22的外周壁之间可以设置缓冲环211。缓冲环211采用弹性材料制成，则缓冲环211在塔筒平台22与塔筒内壁发生干涉及碰撞时，能够起到有效的缓冲减振作用。为便于缓冲环211的安装，塔筒的内壁21可以固定支撑环212，支撑环212具有槽口朝向塔筒径向的支撑环形槽，将缓冲环211置于支撑环212内并凸出于支撑环形槽外，即保证塔筒平台22发生较大位移时，缓冲环211可以与塔筒平台22的外周壁接触。支撑环212可以采用强度高的金属材料，使缓冲环211的安装更为可靠。当然，也可以将支缓冲环211设于塔筒平台22的外周壁上。

以上对本发明所提供的一种风机及其塔筒进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种塔筒，其内部具有塔筒平台，其特征在于，塔筒的内部还具有至少一个阻尼部件和至少一根吊装所述塔筒平台的绳索，各所述绳索的一端相对于所述塔筒固定，另一端连接所述塔筒平台；各所述阻尼部件的两端分别连接所述塔筒的内壁和所述塔筒平台。

2.根据权利要求1所述的塔筒，其特征在于，所述塔筒平台具有槽口向下的平台环形槽，所述阻尼部件的一端贯穿所述平台环形槽的外壁并连接于所述塔筒平台的内壁，所述阻尼部件的另一端连接所述平台环形槽的内壁。

3.根据权利要求2所述的塔筒，其特征在于，所述阻尼部件沿所述塔筒的周向均布；且所述阻尼部件为液压阻尼器。

4.根据权利要求1至3任一项所述的塔筒，其特征在于，所述塔筒平台设于所述塔筒的上部，所述绳索的一端连接塔筒顶部的机舱，所述绳索的另一端连接所述塔筒平台。

5.根据权利要求4所述的塔筒，其特征在于，还设有回转轴承，所述回转轴承的外圈固定于所述塔筒平台，所述绳索的一端连接塔筒顶部的机舱，所述绳索的另一端连接所述回转轴承的内圈。

6.根据权利要求5所述的塔筒，其特征在于，所述塔筒平台具有中心孔；且所述中心孔的周壁具有向上的环形台阶面，所述回转轴承置于所述环形台阶面上，并与所述中心孔周壁固定。

7.根据权利要求1所述的塔筒，其特征在于，所述塔筒的中部和下部均设有所述塔筒平台，塔筒的中部具有与上部连接的第一连接法兰，塔筒的下部具有与中部连接的第二连接法兰；连接中部的塔筒平台的绳索连接于第一连接法兰；连接下部的塔筒平台的绳索连接于第二连接法兰。

8.根据权利要求1至3、7任一项所述的塔筒，其特征在于，所述塔筒的内壁和所述塔筒平台的外周壁之间设有缓冲环。

9.根据权利要求8所述的塔筒，其特征在于，所述塔筒的内壁固定有支撑环，所述支撑环具有槽口朝向塔筒径向的支撑环形槽，所述缓冲环置于所述支撑环内并凸出于所述支撑环形槽外。

10.一种风机，具有塔筒、机舱和叶片，其特征在于，所述塔筒为权利要求1至9任一项所述的塔筒。

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