專(zhuān)利名稱(chēng)：風(fēng)輪機(jī)塔架、用于裝配風(fēng)輪機(jī)塔架的連接裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及如權(quán)利要求1的前序部分所述的風(fēng)輪機(jī)塔架、如權(quán)利要求
15的前序部分所述的用于裝配風(fēng)輪機(jī)塔架的連接裝置、如權(quán)利要求19的 的連:裝置的螺母的方法?！? " 、 ' 《
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中已知的風(fēng)輪機(jī)通常包括安放在基座上的風(fēng)輪機(jī)塔架，該風(fēng) 輪機(jī)塔架具有安放在該塔架頂部的風(fēng)輪機(jī)引擎艙。在該引擎搶上通過(guò)低速 軸連接有包括三個(gè)風(fēng)輪機(jī)葉片的風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子，該低速軸在引擎搶前面伸出， 如圖l所示。
風(fēng)輪機(jī)塔架通常包括多個(gè)安裝在彼此頂部的圓形塔架環(huán)，每個(gè)塔架環(huán) 都用鋼板制成，所述鋼板巻成圓形并焊接以構(gòu)成閉合環(huán)。
當(dāng)已經(jīng)將構(gòu)成風(fēng)輪機(jī)塔架的不同段運(yùn)輸?shù)截Q立塔架的現(xiàn)場(chǎng)后，將各段 用凸緣式接頭連接。所述凸緣具有通孔陣列，所述通孔陣列允許利用大量 螺栓和對(duì)應(yīng)螺母將各段與基座或下 一段連接。
國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)WO-A 03/100268中公開(kāi)了 一種用螺栓和螺母裝配風(fēng)輪 機(jī)塔架的段的方法。
然而，風(fēng)輪機(jī)塔架的高度近年來(lái)顯著增加，并加大了對(duì)凸緣接頭連接 的強(qiáng)度要求。因此在凸緣接頭連接中所用的螺栓和對(duì)應(yīng)螺母的數(shù)量也顯著
增加o
本發(fā)明的目的是提供一種技術(shù)，所述技術(shù)能使用相同或更少的凸緣材料建立凸緣接頭連接的更高強(qiáng)度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種風(fēng)輪機(jī)塔架(塔筒)，其中連接裝置包括至少一個(gè)螺 母，該螺母具有至少一個(gè)用于與裝配工具相配合/相互作用的裝配開(kāi)口 。
因而能將螺母設(shè)置成十分接近陣列的周?chē)菽讣案拷軅?cè)的內(nèi)表 面。因此，可在凸緣式接頭中使用更多組處于更有利位置的連接裝置，并 由此建立更高強(qiáng)度的連接。
由于連接的強(qiáng)度更高，所以也可減少凸緣的長(zhǎng)度和厚度，亦即4吏用較 少的凸緣材料。或者，可以使用有相同凸緣材料量的凸緣，但是凸緣材料 具有較低強(qiáng)度并因此降低成本。
術(shù)語(yǔ)"裝配工具"應(yīng)理解為可在與本發(fā)明有關(guān)的裝配或拆卸操作中使 用的工具。
在本發(fā)明的一個(gè)方面中，所述螺母與螺栓形成一組連接裝置。因而實(shí) 現(xiàn)了本發(fā)明的有利的實(shí)施例。
術(shù)語(yǔ)"螺栓，，應(yīng)理解為具有外螺紋并且包括頭部的緊固件，該外螺紋 可以滿(mǎn)足精確而均勻的螺栓螺紋技術(shù)規(guī)格，以使它可接受非錐形的螺母。
在本發(fā)明的一個(gè)方面中，螺母的下部包括帶內(nèi)螺紋的開(kāi)口，所述開(kāi)口 與該連接裝置組中螺栓的螺紋和長(zhǎng)度相對(duì)應(yīng)。通過(guò)建立在尺寸上相對(duì)應(yīng)的 螺母和螺栓組，進(jìn)一步增強(qiáng)了裝配作業(yè)，并因此減少了裝配風(fēng)輪機(jī)塔架的 總時(shí)間。
在本發(fā)明的一個(gè)方面中，所述螺母包括一個(gè)用于與裝配工具相配合的 裝配開(kāi)口 。
在本發(fā)明的一個(gè)方面中，所述一個(gè)開(kāi)口i殳置在螺母的上部，并成形為 狹槽、方形、五角形、六角形、十字形、Torx (梅花槽)或任何類(lèi)似形狀 的用于與裝配工具相配合的開(kāi)口。
通過(guò)使用按上述一種方法成形的開(kāi)口 ，能用已經(jīng)研究開(kāi)發(fā)出的工具而 不必專(zhuān)門(mén)研制裝配工具，因?yàn)樵谶@些連接中所需的工具已經(jīng)有了。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是在這種裝置方面可以使用在上述連接方法之前形成的經(jīng)驗(yàn)。
在本發(fā)明的一個(gè)方面中，帶內(nèi)螺紋的開(kāi)口的尺寸xb比裝配開(kāi)口的尺寸
Xa大。因而能制造穿過(guò)螺母的裝配開(kāi)口，并因此制造在螺母的部分中帶內(nèi)
螺紋的開(kāi)口，即更有效的制造螺母的方法。
在本發(fā)明的一個(gè)方面中，所述螺母包括一個(gè)以上，例如兩個(gè)或三個(gè)， 用于與一個(gè)裝配工具相配合的裝配開(kāi)口 。因而能在滿(mǎn)足裝配工具的開(kāi)口中
使用若干小開(kāi)口，但這些小開(kāi)口總體具有大的表面。
在本發(fā)明的一個(gè)方面中，所述一個(gè)以上的開(kāi)口設(shè)置在螺母的上部，并
且是用于與裝配工具相配合的圓形插口，例如"蛇眼(snake eye)"。圓 形插口是特別容易制造的裝配開(kāi)口 。
在本發(fā)明的一個(gè)方面中，所述塔架段利用 一個(gè)或多個(gè)連接裝置組陣列 連接成凸緣式接頭。
在本發(fā)明的一個(gè)方面中，所述連接裝置組的螺母用所述裝配工具擰緊。 另外，所述連接裝置組的螺栓包括用于與保持工具相配合的裝置。
因而能用保持工具保持螺栓，其中保持^Mt不需要相當(dāng)大的工作空間。 因此，螺栓也可以具有內(nèi)裝配開(kāi)口或者標(biāo)準(zhǔn)頭部，例如適合于用標(biāo)準(zhǔn)扳手 保持的六角形頭部，同時(shí)螺母用裝配工具擰緊。
連接裝置組一例如螺栓和對(duì)應(yīng)螺母一的裝配操作要求將至少一個(gè)裝置 擰緊，例如對(duì)其中一個(gè)進(jìn)行檸緊并將其中一個(gè)保持就位。正常的^作可以 包括對(duì)螺母進(jìn)行檸緊，而將螺栓保持就位，因?yàn)橄喾吹牟僮骺赡茉斐陕菟?br> 頭部的過(guò)度轉(zhuǎn)動(dòng)。
在本發(fā)明的一個(gè)方面中，將所述螺栓的桿部的長(zhǎng)度U預(yù)先選定成與所 述凸緣式接頭的尺寸Tf和所述螺母的內(nèi)螺紋部分的長(zhǎng)度Lnz之和基本對(duì) 應(yīng)。因而能將凸緣式接頭的連接組設(shè)計(jì)成在螺栓的末端和裝配工具之間具 有最小距離，即在裝配期間能有優(yōu)選的力傳遞。
本發(fā)明還涉及連接裝置，其中螺母還包括至少一個(gè)用于與裝配工具相 配合的裝配開(kāi)口。
另外，本發(fā)明涉及一種用于裝配風(fēng)輪機(jī)塔架的方法，其中使用于檸緊連接裝置組的裝配工具進(jìn)入所述連接裝置組的螺母中的至少一個(gè)裝配開(kāi) 口，以開(kāi)始固定。因而能減少裝配時(shí)間，因?yàn)檠b配工具相對(duì)于螺母的定位 和使用的需求及精度要求較少。
另外，本發(fā)明涉及一種用于制造連接裝置的螺母的方法，所述螺母用
于固定包括至少兩個(gè)塔架段的風(fēng)輪機(jī)塔架，所述方法包括以下步驟在所 述螺母中形成通孔(貫穿的孔)；在螺母中形成裝配開(kāi)口，以及在孔的下 部形成內(nèi)螺紋，其中內(nèi)螺紋的尺寸大于裝配開(kāi)口的尺寸。


下面將參照

本發(fā)明，在附圖中 圖l示出大型現(xiàn)代風(fēng)輪機(jī)，
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)輪機(jī)塔架段之間的凸緣式接頭的一部分， 圖3示出圖2中所示的凸緣式接頭的剖視圖， 圖4a和4b示出包括螺栓和螺母的連接組的優(yōu)選實(shí)施例，以及 圖5示出裝配根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)輪機(jī)塔架的方法步驟。
具體實(shí)施例方式
圖1示出安裝在基座6上的現(xiàn)代風(fēng)輪機(jī)1。該風(fēng)輪機(jī)包括塔架2和安 放在該塔架2的頂部的風(fēng)輪機(jī)引擎搶(吊艙)3,該塔架2包括多個(gè)塔架段， 例如塔架環(huán)。在引擎艙上通過(guò)^il軸連接有包括三個(gè)風(fēng)l^機(jī)葉片5的風(fēng)輪 機(jī)轉(zhuǎn)子4，所述低速軸在引擎搶前面伸出。
風(fēng)輪機(jī)的不同部件，例如不同的塔架段、引擎搶和風(fēng)輪機(jī)葉片，通常 是分開(kāi)運(yùn)輸?shù)桨惭b現(xiàn)場(chǎng)并在現(xiàn)場(chǎng)裝配的。
圖2示出在根據(jù)本發(fā)明的兩個(gè)風(fēng)輪機(jī)塔架段之間的凸緣接頭的一部分。
塔架凸g常利用塔架段形成完整的圓形，但也可分成多個(gè)凸^， 所述多個(gè)凸緣段一起形成與塔架段相對(duì)應(yīng)的完整圓形。
圖2尤其示出上塔架段2的一部分，所述上塔架段2在其下邊緣處通過(guò)焊縫14連接到第一凸緣8a。凸緣8a具有第一臂和第二臂，其中所述臂 一起形成一基本垂直的角。第一臂垂直連接到上塔架段，而第二臂水平伸 入塔架的內(nèi)部。
下塔架段通過(guò)焊縫(圖中未示出)連接到第二凸緣8b。第二凸緣8b 也具有第一臂和第二臂，其中所述第一和第二臂一起形成一基本垂直的角。 第一臂垂直連接到下塔架段，而第二臂水平伸入塔架的內(nèi)部。第二凸緣圍
繞水平線(xiàn)基本形成第一凸緣的鏡像。
第一和第二凸緣8a、 8b通過(guò)它們的水平伸入塔架內(nèi)部的臂會(huì)合。每個(gè) 凸緣包括多個(gè)通孔，所itif孔形成一個(gè)或多個(gè)，例如一個(gè)，在凸緣的整個(gè) 長(zhǎng)度中用同樣距離間隔開(kāi)的孔陣列。所述凸緣通過(guò)一連接裝置組的陣列17 相互固定，所述連接裝置通過(guò)凸緣孔穿過(guò)凸緣，并由此建立兩個(gè)風(fēng)輪M 架段之間的凸緣接頭。
圖2尤其示出多個(gè)螺母9，所述螺母9是連接裝置組的一部分。每個(gè) 螺母在其上表面中都具有一裝配開(kāi)口 13。開(kāi)口 13使裝配工具能從上面進(jìn) 入，并擰緊或擰*>作為連接裝置組的一部分的螺母。
圖3和5示出凸緣接頭中的連接裝置組的優(yōu)選實(shí)施例的剖視圖。
兩個(gè)凸緣8a、8b示出為分別具有焊接到下和上塔架段的焊縫14a、 14b。 然而，連接也可設(shè)置在基座與基座螺栓之間以及根據(jù)本發(fā)明的第一塔架段 與起始凸緣和螺母之間。
另夕卜，這兩個(gè)凸緣8a、 8b示出為它們的臂完全接觸并且?guī)в型?8。 該孔被螺栓10的桿部穿過(guò)，所述螺栓10在凸緣的一個(gè)表面處連接到螺母 9上，而螺栓頭10a在相對(duì)的表面處，上述螺栓和和螺母形成一組接合凸 緣7的連接裝置15。
螺母的裝配開(kāi)口 13示出為具有尺寸Xa,例如在一個(gè)六角形插口中從 一個(gè)內(nèi)表面到對(duì)面的長(zhǎng)度。該螺母的帶螺紋部分示出為具有一與螺紋直徑 相對(duì)應(yīng)的尺寸Xb。該螺母最后還示出具有一外部尺寸Xc，其中螺母的外 部形狀可以是圓形、六角形或任何其它合適的形狀。
另外，圖5示出根據(jù)本發(fā)明的裝配或拆卸風(fēng)輪機(jī)塔架的方法步驟。裝配工具16示出為帶有六角形頭部16a和柄16b的扳手。六角形頭部 與螺母9的裝配開(kāi)口 13相對(duì)應(yīng)，亦即本實(shí)施例的螺母包括六角形插口。
螺母9的插口部分具有深度Lnl，所述深度從螺母的頂表面延伸到螺 母的帶螺紋部分的開(kāi)始處。插口部分的內(nèi)表面可以與裝配工具的頭部相配 合，并因使得螺母能從上面而非從側(cè)面擰緊。
螺母9的帶螺紋部分12具有深度Ln2，所述深度從螺母的頂表面延伸 到螺母的插口部分的開(kāi)始處。深度L^至少與螺栓桿部10b的伸出凸緣孔 18的長(zhǎng)度相對(duì)應(yīng)。
深度L^和Ln2可自由選擇，但優(yōu)選的是它們尺寸相同。
包括帶螺紋部分10c的螺栓桿部10b具有長(zhǎng)度Lb，所述長(zhǎng)度使得螺栓 能從凸緣孔18伸出必要的距離，以便與螺母9建立螺紋連接。
圖3示出螺母具有一小于尺寸Xb的尺寸Xa，而圖5示出兩者之間的 相對(duì)關(guān)系。
圖4a和4b以透視圖示出包括螺栓10和螺母9的連接組15的優(yōu)選實(shí) 施例。
螺母9的內(nèi)螺紋部分12示出為與包括裝配開(kāi)口 13的部分直接連接。 然而，這兩部分也可以通過(guò)一壁相互分開(kāi)，以^更例如控制裝配工具的頭部 的進(jìn)入。
連接裝置組優(yōu)選安放在風(fēng)輪機(jī)塔架的內(nèi)部，但也可以用于塔架外部的 凸緣式接頭中或者其它類(lèi)型的包括諸如螺栓和螺母的連接裝置組的接頭 中。另外，連接裝置組可以包括兩個(gè)螺母和一個(gè)帶螺紋的桿，而不是一個(gè) 螺栓和一個(gè)螺母。
在裝配風(fēng)輪機(jī)塔架時(shí)，優(yōu)選將螺母從上面擰緊，亦即將螺母安放在接 頭上方，例如圖2所示的。然而，螺母也可安放在接頭下方，并因此從下 面擰緊。附圖標(biāo)記列表
1、風(fēng)輪機(jī)
2 、包括至少兩個(gè)塔架段的風(fēng)輪機(jī)塔架
2a， 2b、諸如塔架環(huán)的塔架段
3、風(fēng)輪機(jī)引擎搶
4、風(fēng)輪機(jī)輪轂
5、風(fēng)輪機(jī)葉片
6、用于風(fēng)輪機(jī)塔架的基座
7、塔架段的凸緣式接頭
8a， 8b、塔架段上、下凸緣
9、用于連接塔架段與基座的螺母
10、螺栓
10a、螺栓頭部
10b、螺栓桿部
10c、螺栓桿的帶螺紋部分
ll，lla，llb、鎖緊墊圏
12、螺母的內(nèi)螺玟部分
13、螺母的裝配開(kāi)口
14,14a, 14b、塔架段和凸緣間的焊接連接
15、連接裝置組
16、裝配工具例如扳手
16a、扳手的六角形頭部
16b、扳手的柄
17、連接裝置組的陣列
18、上、下凸緣中的孔
Lb、螺栓桿部的長(zhǎng)度
Lf、凸緣伸入塔架內(nèi)部的長(zhǎng)度
包括裝配開(kāi)口的螺母部分的長(zhǎng)度/深度Ln2 、 螺母的帶螺紋部分的長(zhǎng)度/深度
Tf 、 兩個(gè)凸緣臂的伸入塔架內(nèi)部的總厚度
Xa、 螺母的裝配開(kāi)口的尺寸
Xb、 螺母的帶螺紋開(kāi)口的尺寸
Xc、 螺母的外部尺寸
權(quán)利要求
1.風(fēng)輪機(jī)塔架(2)，包括塔架基座(6)，和至少兩個(gè)塔架段(2a、2b)，所述兩個(gè)塔架段通過(guò)多組彼此緊鄰地安放的連接裝置(15)連接，其特征在于，所述連接裝置(15)包括至少一個(gè)螺母(9)，所述螺母(9)具有至少一個(gè)裝配開(kāi)口(13)以用于與裝配工具(16)相配合。
2. 按照權(quán)利要求1所述的風(fēng)輪機(jī)塔架(2 ),其特征在于，所述螺母 (9)與螺栓(10)形成一組連接裝置(15)。
3. 按照權(quán)利要求2所述的風(fēng)輪機(jī)塔架(2)，其特征在于，螺母(9) 的下面部分包括一具有內(nèi)螺紋(12 )的開(kāi)口 ，該內(nèi)螺紋與該組連接裝置(15 ) 中螺栓(10)的螺紋(10c)相對(duì)應(yīng)。
4. 按照權(quán)利要求1-3所述的風(fēng)輪機(jī)塔架，其特征在于，所述螺母(9) 包括一個(gè)用于與裝配工具(16)相配合的裝配開(kāi)口 (13)。
5. 按照權(quán)利要求4所述的風(fēng)輪機(jī)塔架，其特征在于，所述一個(gè)開(kāi)口 ( 13 ) 位于螺母(9)的上部，并成形為狹槽、方形、五角形、六角形、十字形、 Torx或任何類(lèi)似形狀的插口，以用于與裝配工具(16)相配合。
6. 按照權(quán)利要求3-5之一所述的風(fēng)輪機(jī)塔架，其特征在于，螺母的內(nèi) 螺紋中開(kāi)口的尺寸(Xb)大于裝配開(kāi)口 (13)的尺寸(Xa)。
7. 按照權(quán)利要求l-3之一所述的風(fēng)輪機(jī)塔架，其特征在于，所述螺母 (9)包括一個(gè)以上的裝配開(kāi)口，例如兩個(gè)或三個(gè)裝配開(kāi)口，以用于與一個(gè)裝配工具相配合。
8. 按照權(quán)利要求7所述的風(fēng)輪機(jī)塔架，其特征在于，所述一個(gè)以上的 裝配開(kāi)口位于螺母的上部，并且是用于與裝配工具相配合的圓形插口，例 如"蛇眼"。
9. 按照權(quán)利要求1所述的風(fēng)輪機(jī)塔架，其特征在于，所述塔架段(2a、 2b)通過(guò)一個(gè)或多個(gè)連接裝置組(15)的陣列以凸緣式接頭(7)連接。
10. 按照權(quán)利要求1-9之一所述的風(fēng)輪機(jī)塔架，其特征在于，所述連 接裝置組的螺母(9)用所述裝配工具擰緊。
11. 按照權(quán)利要求2-10之一所述的風(fēng)輪機(jī)塔架，其特征在于，所述連 接裝置組的螺栓包括用于與保持工具相配合的裝置。
12. 按照權(quán)利要求1所述的風(fēng)輪機(jī)塔架，其特征在于，所述螺栓包括 螺栓頭部(10a)和/或用于與所述保持工具相配合的內(nèi)部開(kāi)口。
13. 按照權(quán)利要求9-12之一所述的風(fēng)輪M架，其特征在于，所述螺 栓(10)的桿部(10b)的長(zhǎng)度(Lb)預(yù)先選定成基本與所述凸緣式接頭(7) 的尺寸(Tf)及所述螺母(9)的內(nèi)螺紋部分(12)的長(zhǎng)度(Ln2)的總和 相對(duì)應(yīng)。
14. 按照權(quán)利要求1-13之一所述的風(fēng)輪機(jī)塔架，其特征在于，所述螺 母(9)的內(nèi)螺紋部分(12)的長(zhǎng)度(U2)與所述螺母(9)的裝配開(kāi)口 (13) 的長(zhǎng)度(Lnl)相似。
15. 用于裝配風(fēng)輪機(jī)塔架(2)的連接裝置(15)，所述裝置包括 具有螺紋部分(10c)的螺栓(10)，以及螺母(9)，所述螺母(9)具有與所述螺栓的螺紋相對(duì)應(yīng)的內(nèi)螺紋部 分(12 )，其特征在于，所述螺母(9)還包括至少一個(gè)裝配開(kāi)口 (13)，以用于 與裝配工具(16)相配合。
16. 按照權(quán)利要求15所述的連接裝置(15)，其特征在于，所述至少 一個(gè)裝配開(kāi)口 (13)與一包括內(nèi)螺紋(12)的下部相關(guān)地i史置在螺母(9) 的上部。
17. 按照權(quán)利要求15或16所述的連接裝置(15),其特征在于，所 述螺栓(10 )包括用于與保持工具相配合的裝置，例如螺栓頭部(10a)和 /或內(nèi)部開(kāi)口。
18. 按照權(quán)利要求15-17之一所述的連接裝置(15)，其特征在于， 所述一個(gè)開(kāi)口 (13)位于螺母(9)的上部，并成形為狹槽、方形、五角形、 六角形、十字形、Torx或任何類(lèi)似形狀的用于與裝配工具(16)相配合的插口。
19. 用于在風(fēng)輪機(jī)現(xiàn)場(chǎng)裝配包括至少兩個(gè)塔架段的風(fēng)輪機(jī)塔架的方法， 所述方法包括以下步驟建立基座，在基座上安放第一塔架段，并通過(guò)連接裝置組將所述第一塔架段固定 到該基座上，在該第一塔架段上安放另 一塔架段，并通過(guò)連接裝置組將所述第 一塔 架段固定到基座上，依此類(lèi)推直至建立塔架，其特征在于，所述固定通過(guò)一擰緊連接裝置組的裝配工具開(kāi)始，該裝 配工具進(jìn)入所述連接裝置組的螺母中至少一個(gè)裝配開(kāi)口內(nèi)。
20. 按照權(quán)利要求19所述的用于裝配的方法，其特征在于，通過(guò)所述 裝配工具擰緊所述連接裝置組的螺母。
21. 按照權(quán)利要求19或20所述的用于裝配的方法，其特征在于，通 過(guò)保持工具將所述連接裝置組的螺栓至少保持就位。
22. 用于制造連接裝置的螺母的方法，該連接裝置用于固定包括至少 兩個(gè)塔架段的風(fēng)輪機(jī)塔架，所述方法包括以下步驟在所述螺母中建立通孔， 在螺母中建立裝配開(kāi)口，以及在孔的下部建立內(nèi)螺紋，其中該內(nèi)螺紋的尺寸大于裝配開(kāi)口的尺寸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種風(fēng)輪機(jī)塔架(2)，所述塔架(2)包括塔架基座(6)和至少兩個(gè)塔架段(2a、2b)，所述塔架段(2a、2b)通過(guò)多組彼此十分接近地設(shè)置的連接裝置(15)連接。連接裝置(15)包括至少一個(gè)螺母(9)，所述螺母(9)具有至少一個(gè)用于與裝配工具(16)相配合的裝配開(kāi)口(13)。本發(fā)明還涉及一種用于裝配風(fēng)輪機(jī)塔架的方法和一種制造連接裝置的螺母的方法，所述連接裝置用于固定包括至少兩個(gè)塔架段的風(fēng)輪機(jī)塔架。
文檔編號(hào)F03D11/04GK101317006SQ200580052164
公開(kāi)日2008年12月3日 申請(qǐng)日期2005年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月24日
發(fā)明者J·克斯騰森 申請(qǐng)人:維斯塔斯風(fēng)力系統(tǒng)有限公司