本實(shí)用新型涉及風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架，尤其涉及桁架式塔架。

背景技術(shù)：

隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)組容量的增加，為使風(fēng)輪獲取更大的風(fēng)能，使得輪轂中心高度也隨著增加，塔架的體積和高度相應(yīng)增加，隨著圓筒直徑的增加，使得塔筒的重量也隨之增加，從而使得塔架運(yùn)輸和安裝的困難也大大增加，制造成本也隨之增加。

因此，有必要進(jìn)一步改進(jìn)塔架。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型之目的是提供一種質(zhì)量輕、運(yùn)輸方便、占地面積小的全桁架式塔架。

本實(shí)用新型提供一種全桁架式塔架，一種全桁架式塔架，用于支撐風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其特征在于，包括桁架式塔架主體和過渡段，所述桁架式塔架主體由四根主塔柱和多個(gè)斜桿、以及多個(gè)橫桿組合連接成一個(gè)剛性的桁架，用來支撐風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的機(jī)艙部分，并且，在所述桁架式塔架主體的中段，四根所述主塔柱均朝所述半桁架式塔架的中軸線彎曲相同的角度，形成掃掠變角度，用于避開風(fēng)力發(fā)電機(jī)組槳葉的掃掠，所述過渡段為下端開口，頂端設(shè)有連接法蘭的筒狀結(jié)構(gòu)，安裝在所述桁架式塔架主體的最上端，用于連接所述桁架式塔架主體和所述機(jī)艙。

作為優(yōu)選方式，每個(gè)所述主塔柱由兩根或四根角鐵用高強(qiáng)度螺栓連接副連接而成，以保證主塔柱的剛性。

作為優(yōu)選方式，所述兩根或四根角鐵之間設(shè)有十字交叉連接板，用于防止主塔柱的扭曲。

作為優(yōu)選方式，所述兩根角鐵設(shè)置在所述十字交叉連接板的一、三象限或二、四象限，用于防止主塔柱的扭曲?；蛘咚鏊母氰F可設(shè)置在所述十字交叉連接板的第一、二、三、四象限。

作為優(yōu)選方式，所述四個(gè)主塔柱的塔腳用混凝土底座固定，以保證塔架的穩(wěn)定性。

作為優(yōu)選方式，所述橫桿中間設(shè)置有四角節(jié)點(diǎn)板；四根所述斜桿通過高強(qiáng)度螺栓連接副固定連接到所述四角節(jié)點(diǎn)板的四個(gè)角上；并且，每根所述斜桿的另一端均通過三角節(jié)點(diǎn)板固定在所述主塔柱上，從而使所述橫桿、所述斜桿和所述主塔柱形成三角形的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，以保證塔架連接的穩(wěn)定性。

作為優(yōu)選方式，所述橫桿和所述斜桿之間設(shè)置有次斜桿和腹桿，所述次斜桿和所述腹桿通過節(jié)點(diǎn)板用高強(qiáng)度螺栓連接副與所述斜桿、所述橫桿、以及所述主塔柱中的兩個(gè)連接，從而在所述斜桿、所述橫桿和所述主塔柱形成的三角形當(dāng)中形成小三角，以增加塔架的穩(wěn)定性。

作為優(yōu)選方式，在每個(gè)橫桿間還有橫膈和再分式腹桿用高強(qiáng)度螺栓連接副連接起來，用于增加塔架的穩(wěn)定性。

作為優(yōu)選方式，在每個(gè)所述橫桿間還設(shè)有橫膈和再分式腹桿均用高強(qiáng)度螺栓連接副連接起來。

本實(shí)用新型的特點(diǎn)是能夠大大降低鋼材用量，整體的重量比傳統(tǒng)的塔筒式塔架減輕近30％，還避免了塔筒增大帶來的運(yùn)輸問題，此全桁架式塔架適用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輪轂中心從80到160米的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，并且占地面積小，只需在四個(gè)主塔柱的地方修建塔架，其余地方可以退耕還田。

附圖說明

下面將簡(jiǎn)要說明本申請(qǐng)所使用的附圖，顯而易見地，這些附圖僅用于解釋本發(fā)明的構(gòu)思。

圖1是本實(shí)用新型的全桁架式塔架實(shí)施例的整體示意圖。

圖2是本實(shí)用新型的全桁架式塔架實(shí)施例的局部放大示意圖。

圖3是本實(shí)用新型的全桁架式塔架實(shí)施例掃瓊變角度處的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本實(shí)用新型的全桁架式塔架實(shí)施例頂端過渡段的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本實(shí)用新型的全桁架式塔架實(shí)施例塔腳的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是本實(shí)用新型的全桁架式塔架實(shí)施例主塔柱第一種結(jié)構(gòu)的剖視示意圖。

圖7是本實(shí)用新型的全桁架式塔架實(shí)施例主塔柱第二種結(jié)構(gòu)的剖視示意圖。

圖8是本實(shí)用新型的全桁架式塔架實(shí)施例橫桿和斜桿用節(jié)點(diǎn)板連接的局部放大示意圖。

圖9是本實(shí)用新型的全桁架式塔架實(shí)施例橫桿、斜桿和主塔柱用節(jié)點(diǎn)板連接的局部放大示意圖。

圖10是本實(shí)用新型的全桁架式塔架實(shí)施例橫膈的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

在下文中，將參照附圖描述本實(shí)用新型的全桁架式塔架的實(shí)施例。

在此記載的實(shí)施例為本實(shí)用新型的特定的具體實(shí)施方式，用于說明本實(shí)用新型的構(gòu)思，均是解釋性和示例性的，不應(yīng)解釋為對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施方式及本發(fā)明范圍的限制。除在此記載的實(shí)施例外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還能夠基于本申請(qǐng)權(quán)利要求書和說明書所公開的內(nèi)容采用顯而易見的其它技術(shù)方案，這些技術(shù)方案包括對(duì)在此記載的實(shí)施例做出任何顯而易見的替換和修改的技術(shù)方案。

本說明書的附圖為示意圖，輔助說明本實(shí)用新型的構(gòu)思，示意性地表示各部分的形狀及其相互關(guān)系。請(qǐng)注意，為了便于清楚地表現(xiàn)出本實(shí)用新型實(shí)施例的各部分的結(jié)構(gòu)，各附圖之間不一定按照相同的比例繪制。相同或相似的參考標(biāo)記用于表示相同或相似的部分。

第一實(shí)施例

參見圖1，本實(shí)用新型提供一種全桁架式塔架，用于支撐風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其特征在于，包括桁架式塔架主體和過渡段4，桁架式塔架主體由四根主塔柱21和多個(gè)斜桿23、以及多個(gè)橫桿22組合連接成一個(gè)剛性的桁架，用來支撐風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的機(jī)艙部分，并且，在所述桁架式塔架主體的中段，四根所述主塔柱21均朝所述半桁架式塔架的中軸線彎曲相同的角度，形成掃掠變角度，用于避開風(fēng)力發(fā)電機(jī)組槳葉的掃掠，該掃掠變角度將整個(gè)桁架式塔架分為上段桁架式塔架1和下段桁架式塔架2，過渡段4為下端開口，頂端設(shè)有連接法蘭的筒狀結(jié)構(gòu)，安裝在上段桁架式塔架1的最上端，用于連接桁架式塔架主體和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的機(jī)艙。

參見圖2，四根主塔柱21中任意兩個(gè)相鄰的主塔柱21之間均利用多根斜桿23、多根橫桿22、多根次斜桿24、以及多根腹桿25連接成穩(wěn)定鋼結(jié)構(gòu)。每根橫桿22通過設(shè)置在橫桿22中間的四角節(jié)點(diǎn)板26與四根沿四角節(jié)點(diǎn)板26對(duì)角線設(shè)置的斜桿23相連，其中每根斜桿23的另一端均通過三角節(jié)點(diǎn)板27與主塔柱21相連。這樣每根主塔柱21和與其相連的兩根斜桿23會(huì)構(gòu)成一個(gè)三角形結(jié)構(gòu)，并且每根橫桿22、斜桿23和主塔柱21之間也構(gòu)成三角形結(jié)構(gòu)。因?yàn)槿切谓Y(jié)構(gòu)具有穩(wěn)定性，所以這樣連接可以增加塔架的穩(wěn)定性。

為了進(jìn)一步增加桁架式塔架的穩(wěn)定性，在每個(gè)橫桿22、斜桿23和主塔柱21構(gòu)成的大三角形結(jié)構(gòu)中增設(shè)次斜桿24和腹桿25，將大三角形分割成多個(gè)小三角形，以保證塔架連接的穩(wěn)定性，增加塔架的使用壽命。

由圖3可知在該全桁架式塔架的中段設(shè)置有掃掠變角度，用于避開風(fēng)力發(fā)電機(jī)組槳葉的掃掠。在該掃掠變角度將整個(gè)桁架式塔架分為上段桁架式塔架1和下段桁架式塔架2；其中上段桁架式塔架1的主塔柱21與豎直方向的夾角變小，以形成該掃掠變角度，從而可以使塔架達(dá)到更高的高度，以滿足更多風(fēng)力發(fā)電機(jī)的使用需求。

在掃掠變角度處上段桁架式塔架1和下段桁架式塔架2通過四角節(jié)點(diǎn)板26和三角節(jié)點(diǎn)板27加以橫桿22和斜桿23用高強(qiáng)度螺栓連接副連接起來，構(gòu)成全桁架式塔架整體。并且在該掃掠變角度處的四角節(jié)點(diǎn)板26上還連接有四根沿節(jié)點(diǎn)板對(duì)角線設(shè)置的斜桿23，其中每根斜桿23的另一端均通過三角節(jié)點(diǎn)板27與主塔柱21相連，形成三角形穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，以保證全桁架式塔架的穩(wěn)定性。結(jié)合圖1可以看出為了達(dá)到相同的高度，如果沒有設(shè)置該掃掠變角度，勢(shì)必會(huì)將塔架做的更大，這樣會(huì)不但浪費(fèi)鋼材，還會(huì)增大占地面積。

參見圖4，本實(shí)施例的全桁架式塔架還包括過渡段4，該過渡段4為下端開口的筒狀結(jié)構(gòu)，套在上段桁架式塔架1的頂端，通過焊接或高強(qiáng)度螺栓連接副固定連接在桁架式塔架主體的最上端，用于連接桁架式塔架主體和機(jī)艙，一方面保證連接機(jī)艙的可靠性，另一方面簡(jiǎn)化全桁架式塔架的生產(chǎn)和制造。

圖5是本實(shí)施例的全桁架式塔架塔腳33的結(jié)構(gòu)示意圖。塔腳3包括中心樁31、基礎(chǔ)埋板32、精軋螺紋鋼36、調(diào)平板33、支撐螺栓35、以及基礎(chǔ)連接件34，其中基礎(chǔ)埋板32通過精軋螺紋鋼36固定在中心樁31上形成塔腳3的底座，然后支撐螺栓35通過現(xiàn)場(chǎng)焊接的方式固定在基礎(chǔ)埋板32上，最后將焊接有基礎(chǔ)連接件34的調(diào)平板33穿過支撐螺栓35固定在基礎(chǔ)埋板32上以形成塔腳3。安裝時(shí)主塔柱21固定連接在塔腳3上，然后在塔腳3處澆注混凝土底座，以保證塔架的穩(wěn)定性，并且該塔腳3結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性強(qiáng)、占地面積小、方便安裝。

圖6是本實(shí)施例的全桁架式塔架主塔柱21第一種連接方式的剖視示意圖。每個(gè)主塔柱21由四根角鐵用高強(qiáng)度螺栓連接副連接而成，以保證塔柱的剛性，并且在四根角鐵之間設(shè)有十字交叉連接板37，用于防止塔柱的扭曲，為了增加強(qiáng)度，還可以在角鋼外面增加包接板，該主塔柱21的橫截面為十字形。

圖7是本實(shí)施例的全桁架式塔架主塔柱21第二種連接方式的剖視示意圖。每個(gè)主塔柱21由十字交叉連接板37和兩根對(duì)角設(shè)置的角鐵用高強(qiáng)度螺栓連接副連接而成，為了增加強(qiáng)度，還可以在角鋼外面增加包接板，此設(shè)計(jì)不但可以節(jié)省鋼材，而且不影響桁架的強(qiáng)度，并且可以有效防止塔柱的扭曲。

以上兩種主塔柱21都具有良好的剛度和強(qiáng)度，并且相對(duì)于傳統(tǒng)的塔筒式塔架可以減輕近30％的重量，不但節(jié)約資源、方便運(yùn)輸，而且以主塔柱21的形式支撐起上段塔筒可以減小占地面積。

圖8是本實(shí)用新型的全桁架式塔架實(shí)施例橫桿22和斜桿23用節(jié)點(diǎn)板連接的局部放大示意圖。如圖所示四根斜桿23通過四角節(jié)點(diǎn)板26與一根橫桿22利用高強(qiáng)度螺栓連接副連接在一起，并且四根斜桿23沿該四角節(jié)點(diǎn)板26的對(duì)角線設(shè)置，使這四根斜桿23向四個(gè)方向延伸至主塔柱21，并與主塔柱21通過三角節(jié)點(diǎn)板27用高強(qiáng)度螺栓連接副連接。如圖9所示即為橫桿22、斜桿23與主塔柱21連接處的局部放大圖，由圖9可以看出在任意兩個(gè)相鄰的主塔柱21所在平面內(nèi)的每個(gè)主塔柱21均通過三角節(jié)點(diǎn)板27與一根橫桿22和兩個(gè)分別位于橫桿22兩側(cè)的斜桿23相連，以形成圖1中所示的桁架結(jié)構(gòu)。

應(yīng)當(dāng)說明的是下段桁架式塔架2整個(gè)結(jié)構(gòu)的水平截面呈四邊形，并且在橫桿22所在的水平面上形成一個(gè)正四邊形，該正四邊形的四個(gè)邊即為同一水平面上連接主塔柱21的四根橫桿22。為了保證全桁架式塔架的連接可靠性，將這四根橫桿22利用再分式腹桿51連接形成橫膈5，其中橫桿22和再分式腹桿51通過節(jié)點(diǎn)板利用高強(qiáng)度螺栓連接副連接在一起。如圖10所示為本實(shí)施例的全桁架式塔架橫膈5的結(jié)構(gòu)示意圖。該橫膈5一方面可以增加全桁架式塔架的穩(wěn)定性，另一方面在組裝時(shí)還可以用來放置材料。

本實(shí)用新型的全桁架式塔架主要由角鋼材料組成，用桁架式塔架取代傳統(tǒng)的圓柱式塔筒，上段利用過渡段4和機(jī)艙連接，通過有限元模型計(jì)算塔架的受力狀況，確保在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行壽命期塔架的安全可靠。在有限元分析時(shí)，主要考慮塔身的風(fēng)載荷和塔架頂部法蘭傳來的極限載荷和等效疲勞載荷，計(jì)算顯示全桁架式塔架的設(shè)計(jì)能滿足這些載荷的要求。

本實(shí)用新型的全桁架式塔架可以很好地解決了塔筒增大帶來的運(yùn)輸問題。另外，大大降低了鋼材用量，整體的重量比傳統(tǒng)的塔筒式塔架減輕近30％。而且，占地面積小，只需在四個(gè)主塔柱21的地方修建塔架，其余地方可以退耕還田。

以上對(duì)本實(shí)用新型的全桁架式塔架的實(shí)施方式進(jìn)行了說明。對(duì)于本實(shí)用新型的全桁架式塔架的具體特征如形狀、尺寸和位置可以根據(jù)上述披露的特征的作用進(jìn)行具體設(shè)計(jì)，這些設(shè)計(jì)均是本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)的。而且，上述披露的各技術(shù)特征并不限于已披露的與其它特征的組合，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可根據(jù)本發(fā)明之目的進(jìn)行各技術(shù)特征之間的其它組合，以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明之目的為準(zhǔn)。