具有圓周狀空氣引導塔壁加固體的風力渦輪的制造方法
【專利摘要】一種風力渦輪機塔（1），包括：塔壁（60）；至少一個形成在塔壁（60）的區(qū)段（S）中的入口（3），所述入口（3）用于將所述風力渦輪機塔周圍的空氣（10）引入至所述風力渦輪機塔；以及塔壁加固體（5），所述塔壁加固體支撐所述塔壁區(qū)段（S）的內(nèi)圓周，并且所述塔壁加固體（5）限定了用于沿所述塔壁區(qū)段（S）的內(nèi)圓周引導空氣（10）的空氣導管（40）。
【專利說明】具有圓周狀空氣引導塔壁加固體的風力渦輪機
【技術(shù)領(lǐng)域】【背景技術(shù)】
[0001]在工作期間，風力渦輪機將風的動能轉(zhuǎn)化為電能。這種能量轉(zhuǎn)化伴隨有風力渦輪機的各種組件中的熱損失。所產(chǎn)生的熱需要被散發(fā)出去，以防止損壞風力渦輪機。
[0002]文件W02010/069954A1描述了一種具有閉合空氣冷卻回路的風力渦輪機。外界空氣被阻止進入風力渦輪機以保護電氣設(shè)備不被鹽分和濕氣損害。風力渦輪機被分為若干平臺。管道在風力渦輪機的上部和下部之間引導空氣。
[0003]另一已知的散熱方案基于一種包括塔壁和塔壁加固體的風力潤輪機塔，塔壁的一個區(qū)段中形成有至少一個入口以將風力渦輪機塔周圍的空氣引入到風力渦輪機塔中。
[0004]在這一解決方案中，風力渦輪機塔周圍的“冷”的外界空氣經(jīng)由形成在塔壁中的入口被吸入至塔中。冷的外界空氣隨后帶走過剩的熱量。為了使這一解決方案工作，尤其必須滿足兩個條件。
[0005]第一個條件是:必須將大量的外界空氣吸入至塔中以確保充分的冷卻。因此，需要較大的入口，這不利于塔的靜態(tài)穩(wěn)定度。通常，塔的穩(wěn)定性通過入口加固體來維持，所述加固體即內(nèi)襯在入口的壁的上框架。但是入口的框架并非是令人滿意的解決方案，因為其復雜、昂貴并且耗時。此外，限制了可形成在塔中的入口的數(shù)量。事實上，由于焊接該框架期間的熱量輸入的原因，在各入口之間需要有一小段距離。
[0006]第二個條件是:將冷的外界空氣有效地引入并分配在塔的內(nèi)部，以便冷空氣能夠吸收所產(chǎn)生的熱量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因此本發(fā)明的目標是提供一種穩(wěn)定的風力渦輪機塔，所述風力渦輪機塔能夠有效地引入并分配外界空氣，同時所述風力渦輪機塔簡單、廉價并且建造快捷。
[0008]這一目標通過上述的風力渦輪機塔實現(xiàn)，其特征在于，塔壁加固體支撐所述塔壁區(qū)段的內(nèi)圓周，并且在于，所述塔壁加固體限定了用于沿所述塔壁區(qū)段的內(nèi)圓周引導空氣的空氣導管。
[0009]不管一個或多個入口所引發(fā)的缺陷如何，通過提供對具有至少一個空氣引入入口的塔壁區(qū)段的內(nèi)圓周進行支撐的塔壁加固體來維持所述風力渦輪機塔的穩(wěn)定性。因此，不需對每個入口制造框架，這使得所述塔易于建造。
[0010]憑借由所述塔壁加固體限定的沿所述塔壁區(qū)段的內(nèi)圓周引導空氣的空氣導管，空氣在塔內(nèi)被高效地分配。
[0011]根據(jù)優(yōu)選實施例，本發(fā)明的風力渦輪機塔具有一個或多個獨立的下述特征或這些特征的所有技術(shù)可行的組合:
[0012]-所述塔壁加固體包括插入到所述塔中的一塊或更多塊加固板，其中所述加固板或每塊所述加固板的邊緣緊貼所述塔壁區(qū)段的內(nèi)圓周；[0013]-所述加固板或每塊所述加固板的表面與所述風力渦輪機塔的縱軸大致成直角；
[0014]-所述塔壁加固體包括位于所述入口或每個所述入口上方的上加固板和位于所述入口或每個所述入口下方的下加固板；
[0015]-所述加固板的數(shù)量為兩塊；
[0016]-所述塔壁加固體包括優(yōu)選為圓柱形的連接部件，所述連接部件將所述上加固板連接至所述下加固板；
[0017]-所述連接部件充當空氣引導裝置；
[0018]-所述空氣導管圍繞所述空氣引導連接部件并且位于所述上加固板和所述下加固板之間；
[0019]-所述空氣引導連接部件包括與所述空氣導管流體連通的通氣孔，所述通氣孔是在所述空氣導管中流通的空氣的出口；
[0020]-多個所述入口分布在所述塔壁區(qū)段的圓周上，并且優(yōu)選地均勻分布在所述塔壁區(qū)段的圓周上；
[0021]-所述塔壁區(qū)段是所述塔壁的上三分之一部分；
[0022]-所述入口或每個所述入口是通向所述空氣導管的入口。
[0023]本發(fā)明還涉及一種具有如上所限定的風力渦輪機塔的風力渦輪機。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]參考附圖閱讀對本發(fā)明的非限制性示例的下述說明，將更好地理解本發(fā)明，其中:
[0025]圖1為貫穿根據(jù)本發(fā)明的風力渦輪機塔的優(yōu)選實施例的縱剖面；
[0026]圖2為根據(jù)圖1中的箭頭II的橫截面。
【具體實施方式】
[0027]參考圖1，圖中示出了風力渦輪機塔I的縱剖面。塔I周圍的空氣的附圖標記是10。塔I的縱軸用點劃線X-X指示。風力渦輪機塔I包括塔壁60并且具有內(nèi)徑G。塔壁60界定塔I的內(nèi)部空間R。塔壁60具有區(qū)段S，多個入口 3形成在所述區(qū)段S中。優(yōu)選地，區(qū)段S是塔壁60的上三分之一部分。
[0028]如可在圖2中所見的，塔壁區(qū)段S具有內(nèi)圓周C。在這一示例性的實施例中，具有四個橢圓形的空氣入口 3，所述橢圓形的空氣入口 3圍繞塔壁區(qū)段S的圓周C均勻分布。但是，空氣入口 3的數(shù)量、形狀以及分布也可以不同。
[0029]塔壁加固體5被插入至塔壁區(qū)段S。所述塔壁加固體5支撐塔壁區(qū)段S的內(nèi)圓周。
[0030]塔壁加固體5包括:位于空氣入口 3上方的上加固板20、位于空氣入口 3下方的下加固板20'、連接兩塊加固板20，20'的連接部件30以及形成在連接部件30中的通氣孔50。
[0031]優(yōu)選地，每塊加固板20，20'是直徑為D的圓，所述直徑D與塔I的直徑G相對應(yīng)。每個加固板20，2(V具有邊緣E和表面A。每個加固板20，2(V的邊緣E緊貼塔壁區(qū)段S的內(nèi)圓周C。每個加固板20，2(V的表面A大體垂直于塔I的縱軸X-X。
[0032]優(yōu)選地，連接部件30是直徑為d的圓柱，所述直徑d小于加固板20，20'的直徑D0
[0033]在所示的實施例中，通氣孔50是連接部件30的圓柱形的壁中的開口。
[0034]加固板20，20'、連接部件30以及塔壁區(qū)段S共同限定出環(huán)形腔室40。環(huán)形腔室40圍繞連接部件30并且位于上加固板20和下加固板20'之間。四個空氣入口 3是通向環(huán)形腔室40的入口，并且通氣孔50是離開所述環(huán)形腔室40的出口。
[0035]塔壁加固體5充當空氣引導裝置，所述空氣引導裝置用于將冷的外界空氣10引入到塔I以冷卻塔的內(nèi)部空間R。下面將在塔I為海上風力渦輪機塔的情況下描述這種空氣引導效果。因為塔壁區(qū)段S位于塔I的上三分之一處，其在水濺射區(qū)上方，這意味著經(jīng)由入口 3吸入塔內(nèi)的外界空氣10中的鹽含量和水含量相對較低。因此，外界空氣10在能夠被用于進行冷卻之前需要較少的比如水分離的處理。
[0036]參考圖2，空氣10的流動路徑由箭頭F指示。由于圓形的幾何結(jié)構(gòu)，均勻的空氣從外部流入到入口 3中。外界空氣10經(jīng)由入口 3被吸入到塔壁區(qū)段S中并且進入環(huán)形腔室40。環(huán)形腔室40充當空氣導管，并且連接部件30充當空氣引導裝置，使得空氣沿塔壁區(qū)段S的內(nèi)圓周C朝向出口 50被引導。通過朝向塔I底部的開口 50離開空氣導管40的空氣將被進一步分配。
[0037]通過以上描述顯而易見的是，本發(fā)明的方案尤其基于使用不僅能夠用于加固所述塔還能夠以可控制的方式引導冷卻空氣的塔壁加固體。
[0038]由于充當加強環(huán)的加固板20，2(V的緣故，不再需要入口 3的框架。
[0039]因為通氣口 50形成在連接部件30中，所述通氣口 50可隨意設(shè)計而不會影響塔I的穩(wěn)定性，并且無需更改入口 3的布置。
[0040]由于塔壁加固體和塔壁60間的直接接合，可實現(xiàn)進入的空氣和內(nèi)部空氣之間的氣密性隔尚。
[0041]此外，由于作為框架以及空氣引導裝置的塔壁加固體5的雙重用途，不必為空氣導管40提供額外的空間。實際上，所述空氣導管40已經(jīng)被包含在塔壁加固體5中。
【權(quán)利要求】
1.一種風力渦輪機塔(1)，包括: 塔壁(60)； 至少一個形成在所述塔壁(60 )的區(qū)段(S)中的入口( 3 )，所述入口( 3 )用于將所述風力渦輪機塔周圍的空氣(10)引入至所述風力渦輪機塔；以及 塔壁加固體(5)， 其特征在于，所述塔壁加固體(5)支撐所述塔壁區(qū)段的內(nèi)圓周(C)，并且在于，所述塔壁加固體限定了用于沿所述塔壁區(qū)段的內(nèi)圓周(C)引導空氣(10)的空氣導管(40)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風力渦輪機塔，其中，所述塔壁加固體(5)包括插入到所述塔(O中的一塊或更多塊加固板(20，2(V )，其中所述加固板或每塊所述加固板的邊緣(E)緊貼所述塔壁區(qū)段(S)的內(nèi)圓周(C)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風力渦輪機塔，其中，所述加固板或每塊所述加固板(20，20')的表面(A)與所述風力渦輪機塔(I)的縱軸(X-X)大致成直角。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的風力渦輪機塔，其中，所述塔壁加固體(5)包括位于所述入口或每個所述入口上方的上加固板(20)和位于所述入口或每個所述入口下方的下加固板(20')。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的風力渦輪機塔，其中，所述加固板的數(shù)量為兩塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的風力渦輪機塔，其中，所述塔壁加固體進一步包括優(yōu)選為圓柱形的連接部件(30 )，所述連接部件(30 )將所述上加固板連接至所述下加固板。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的風力渦輪機塔，其中，所述連接部件(30)充當空氣引導裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的風力渦輪機塔，其中，所述空氣導管(40)圍繞所述空氣引導連接部件(30 )并且位于所述上加固板和所述下加固板之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的風力渦輪機塔，其中，所述空氣引導連接部件(30)包括與所述空氣導管(40)流體連通的通氣孔(50)，所述通氣孔是在所述空氣導管中流通的空氣的出口。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的風力渦輪機塔，多個所述入口(3)分布在所述塔壁區(qū)段的圓周(C)上，并且優(yōu)選地均勻分布在所述塔壁區(qū)段的圓周(C)上。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的風力渦輪機塔，其中，所述塔壁區(qū)段是所述塔壁的上三分之一部分。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的風力渦輪機塔，其中，所述入口或每個所述入口是通向所述空氣導管(40)的入口。
13.一種具有根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的風力渦輪機塔(I)的風力渦輪機。
【文檔編號】F03D11/04GK103782030SQ201280044025
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月9日
【發(fā)明者】亞歷山大·奇爾克 申請人:阿雷瓦風力公司