設(shè)置在風(fēng)能設(shè)備塔架的不同配置截面之間的過渡體以及具有所述過渡體的風(fēng)能設(shè)備塔架的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及設(shè)置在用于風(fēng)能設(shè)備的塔架的下部和上部之間的過渡體，其中下部塔架段是由被配置為中空型材的一些角柱建造的并且上部塔架段被配置為管狀塔架的形式，該管狀塔架的橫截面實(shí)質(zhì)上是圓形的，具有底部以及被設(shè)置在底部上的用于連接上部塔架的連接凸緣，其中，所述底部和用來連接上部塔架段的凸緣由至少一個(gè)金屬套管片接合在一起，并且其中所述底部到所述至少一個(gè)金屬套管片的連接是焊接結(jié)構(gòu)。特別是，本發(fā)明涉及用于風(fēng)能設(shè)備的塔架，該風(fēng)能設(shè)備具有由中空型材配置的幾個(gè)角柱所形成的下部塔架段，以及以橫截面實(shí)質(zhì)上為圓形的管狀塔架的形式的上部塔架段，其中上塔架段和下部塔架段是由上述所提及的轉(zhuǎn)換體接合在一起。
【背景技術(shù)】
[0002]在內(nèi)陸被建造的風(fēng)能設(shè)備的開發(fā)正在使用100米以上的越來越高的輪轂高度，以便利用更高和更加恒定的風(fēng)速，并且由此提高這些風(fēng)能設(shè)備的效率。但是，具有更大的和更強(qiáng)的轉(zhuǎn)子和發(fā)電機(jī)的更高的管狀塔架同時(shí)要求塔架段增加的壁厚和直徑，以便滿足所導(dǎo)致的較大的結(jié)構(gòu)力學(xué)要求例如剛性、屈曲安全和耐力強(qiáng)度。但是塔架段直徑的增大意味著:采用傳統(tǒng)的橫向定向模式進(jìn)行建造的預(yù)制管狀塔架段的運(yùn)輸在許多道路由于限制例如4.4米高的橋洞已不再可能。
[0003]例如在DE603 17 372 T2以及也在WO 2009/048955 Al中提出的一種可行方案的方法是所謂的結(jié)構(gòu)的縱向定向模式，特別是在下部塔架區(qū)，在那里，完工的管狀塔架段的直徑最終超過4.4米。在此情況下，管狀塔架段僅在施工現(xiàn)場(chǎng)即風(fēng)能設(shè)備的位置從一些弧形殼體段和管狀(環(huán)形)塔架段進(jìn)行組裝并被連接為整個(gè)塔架。為了避免在高空焊接，從DE603 17 372 T2中已知的塔架構(gòu)架里，殼體段被設(shè)置有穿孔的水平和垂直凸緣，使殼體段能夠通過螺紋進(jìn)行連接。但是，該方案的這種方法有一些缺點(diǎn)。因此，例如在大殼體段的情況下，變形由于所述殼體段本身的重量而變得可預(yù)期，這可以同時(shí)導(dǎo)致處理和裝配問題。另一方面，當(dāng)破碎成許多小殼體段時(shí)，要執(zhí)行的螺紋連接的數(shù)量是比較大的，這增加了擰緊螺釘?shù)慕M裝成本以及維護(hù)成本。
[0004]除了具有管狀塔架的風(fēng)能設(shè)備和具有點(diǎn)陣式塔架(框架塔架)的風(fēng)能設(shè)備外，也存在具有混合建造塔架的風(fēng)能設(shè)備，其具有下部點(diǎn)陣式塔架(框架塔架)和連接到下部的上部管狀塔架。
[0005]風(fēng)能設(shè)備的塔架從DE 10 2006 056 274 Al是已知的，該塔架在下部具有有至少三個(gè)角柱的點(diǎn)陣式塔架和在上部具有圓形橫截面的管狀塔架，而在過渡區(qū)里，下段的上部連接區(qū)域借助于過渡體被接合到上段的下部連接區(qū)域。過渡體被成型為截頭錐形殼體，而相應(yīng)角柱突出到過渡區(qū)內(nèi)并且在下段的上部連接區(qū)域和上段的下部連接區(qū)域之間的過渡區(qū)里，由兩個(gè)縱向焊縫被連接到截頭錐形殼體的外側(cè)。角柱由標(biāo)準(zhǔn)化的空心型材最好是由鋼管形成。此外，點(diǎn)陣式塔架具有與角柱接合在一起的交叉支撐。
[0006]從DE 103 39 438 Al已知的風(fēng)能設(shè)備，其同樣由下部塔架段和被配置成管狀塔架的上部塔架段進(jìn)行建造，其中下部塔架段被配置為具有至少三個(gè)角柱的點(diǎn)陣式塔架，而過渡件(過渡體)被設(shè)置在上部和下部塔架段之間，其具有下部區(qū)域和上部區(qū)域，而下部區(qū)域可以被接合到下部塔架段并且所述上部區(qū)域可以接合到上部塔架段。過渡件的下部區(qū)域被配置成使得其最大橫向尺寸大于上部區(qū)域的橫向尺寸至少30%。所述過渡件被配置為鑄鐵部件或焊接結(jié)構(gòu)體。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所提出的待解決的問題是創(chuàng)建前述所提及的風(fēng)能設(shè)備塔架，其具有組件方便攜帶、制造成本經(jīng)濟(jì)和其組件被簡化的裝配以及在組裝狀態(tài)下高的剛性，并且尤其是在塔架的整個(gè)高度上具有相對(duì)統(tǒng)一的力流。
[0008]為了解決這個(gè)問題，具有權(quán)利要求1特征的過渡體被提出來了。本發(fā)明的過渡體的優(yōu)選的和有利實(shí)施例被表述在從屬權(quán)利要求中。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的過渡體，其特征在于多個(gè)連接區(qū)域被設(shè)置在其底部的下側(cè)，其對(duì)應(yīng)于下部塔架段的角柱的數(shù)量，而連接區(qū)域彼此成角度地設(shè)置，使得在過渡體的裝配狀態(tài)下相應(yīng)的連接面積徑向向外增大。
[0010]過渡體創(chuàng)建了在上部塔架段和下部塔架段之間的連接，其中上部塔架段以橫截面基本上是圓形的管狀塔架形式，并且下部塔架段由配置為中空型材的一些角柱形成的。下部塔架段因此限定了分成幾條腿(角柱)的塔架結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的，下部塔架段具有至少三個(gè)特別優(yōu)選至少四條腿(角柱)。因此，特別的，它也可以有五或六條腿(角柱)。
[0011 ] 根據(jù)本發(fā)明的過渡體的設(shè)計(jì)作為焊接結(jié)構(gòu)提供了相比于鑄鐵設(shè)計(jì)的若干優(yōu)點(diǎn)。特別是，焊接結(jié)構(gòu)提供的優(yōu)點(diǎn)在于必要的結(jié)構(gòu)剛度和特別的彎曲強(qiáng)度在相對(duì)輕微的材料輸入方面來說得以實(shí)現(xiàn)。對(duì)于焊接結(jié)構(gòu)而言，用于結(jié)構(gòu)部件的制造的投資成本比鑄鐵設(shè)計(jì)要少得多，因?yàn)殍T鐵結(jié)構(gòu)的大規(guī)模建造成本沒有了。此外，該焊接結(jié)構(gòu)提供了對(duì)于加強(qiáng)選擇而言高靈活性的好處，因?yàn)槔绮煌穸鹊匿摪搴?或材料質(zhì)量可以被安裝在過渡體上。特別是當(dāng)過渡體被設(shè)計(jì)為焊接結(jié)構(gòu)，可以是被焊成焊接結(jié)構(gòu)的若干內(nèi)部板，而內(nèi)部板的數(shù)量、厚度和/或材質(zhì)可以被靈活地選擇或被調(diào)整到適于的剛度要求。
[0012]根據(jù)本發(fā)明，所述角柱連接到過渡體底部的下側(cè)實(shí)現(xiàn)了從圓形的管狀塔架到具有角柱的下部塔架段的力的特別均勻的流動(dòng)。
[0013]由于這樣的事實(shí)，即根據(jù)本發(fā)明的過渡體的底部具有在其下側(cè)的彼此成一角度的若干連接區(qū)域，其對(duì)應(yīng)于角柱的數(shù)目，并且在過渡體的組裝狀態(tài)下被定向使得特定的連接面積徑向向外地增大，具有正交連接凸緣的標(biāo)準(zhǔn)管的直接連接作為角柱是可能的。因此，對(duì)于具有正交連接凸緣的標(biāo)準(zhǔn)管道的連接而言無需進(jìn)一步的中間元件(適配器)。
[0014]本發(fā)明的過渡體的一個(gè)有利的結(jié)構(gòu)具有連接凸緣，該連接凸緣用作被設(shè)置在上部平臺(tái)上的上部塔架段的連接，其位于底部上方并且同樣地被連接到所述至少一個(gè)金屬套管片。該平臺(tái)改善了在風(fēng)能設(shè)備的塔架的高彎曲和/或扭轉(zhuǎn)應(yīng)力下的過渡體的剛度。
[0015]另一個(gè)有利的實(shí)施例的特征在于:用于過渡體鋼性化的內(nèi)部板被焊接到所述至少一個(gè)金屬套管片和底部的頂側(cè)上。當(dāng)任選上部平臺(tái)存在時(shí)，該內(nèi)部板也優(yōu)選焊接到該平臺(tái)上。
[0016]出于最小化重量的意圖，為了實(shí)現(xiàn)盡可能小的材料輸入下的良好的剛度，在另一實(shí)施方式中，其進(jìn)一步提供了根據(jù)本發(fā)明的過渡體的內(nèi)部板基本上沿徑向和垂直方向運(yùn)行。
[0017]考慮到過渡體和上部管狀塔架的安裝便利性，以及在剛性方面的進(jìn)一步改善，在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，這對(duì)于內(nèi)部板被焊接到限定垂直通道的軸特別是一個(gè)管狀軸的金屬套管片而言是有利的。
[0018]此外，如果根據(jù)另一實(shí)施方案的特定的內(nèi)部板具有直徑為至少60cm通孔，則在安裝過程中這對(duì)于良好的進(jìn)入是有利的。
[0019]此外，當(dāng)上部平臺(tái)具有中央通孔和在其徑向距離上的至少一個(gè)附加的通孔，這對(duì)于上管狀塔架以及角柱的安裝是可取的。后者(附加通孔)產(chǎn)生進(jìn)入角柱的連接區(qū)域的入
□ O
[0020]本發(fā)明的過渡體的另一實(shí)施例的特征在于，其底部是由片狀段并且特別是具有兩個(gè)直的會(huì)聚的側(cè)邊緣的段構(gòu)成的。這個(gè)實(shí)施例在其制造方面特別是關(guān)于與角柱相協(xié)調(diào)的連接區(qū)域的角度定向方面是有利的。
[0021]在本發(fā)明的過渡體的另一實(shí)施例中，過渡體的底部的特定連接區(qū)域優(yōu)選被提供有緊固鉆孔，該緊固鉆孔優(yōu)選被設(shè)置在用于角柱連接的圓圈上。該實(shí)施例可以可靠地緊固布置在所述角柱上的連接凸緣，優(yōu)選焊接到其上。
[0022]為了使上部管狀塔架一方面盡可能地細(xì)長并且另一方面使用具有相對(duì)大直徑的標(biāo)準(zhǔn)管作為角柱，本發(fā)明的過渡體優(yōu)選被配置為截頭圓錐體。因此，過渡體的至少一個(gè)金屬外套管片可選地限定截頭圓錐體的包絡(luò)面。
[0023]特別是，上面所指出的問題是由具有權(quán)利要求12的特征的塔架來解決的。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的塔架的角柱可以由在長度方向上被連接起來的若干鋼管型材組成，其被設(shè)置有穿孔的凸緣以容納螺栓，并且所述角柱由連接到凸緣的張力支柱和/或交叉支柱(橫桿cross struts)接合在一起。
[0025]所述交叉支柱優(yōu)選地也由基本上水平延伸的鋼型材制成。張力支柱(對(duì)角線支柱)優(yōu)選由對(duì)角線