[发明专利]用于风轮机的塔架部分、孔口覆盖系统、用于制造塔架部分的方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于风轮机的塔架部分，一种用于覆盖该塔架部分中的至少一个孔口的孔口覆盖系统，一种用于制造塔架部分的方法及其应用。

背景技术

本领域中已知的风轮机通常包括风轮机塔架和定位在该塔架之上的风轮机引擎舱。如图1所示，包括三个风轮机叶片的风轮机转子通过从引擎舱正面延伸出的低速轴连接到引擎舱。

风轮机塔架通常包括一个安装在另一个之上的多个圆形塔架部分，其中每个塔架部分均由被轧制成圆形且焊接以构成闭环的钢板制成。通过在风轮机的制造厂内将塔架部分焊接成可运输节段来组装塔架部分。当构成风轮机塔架的不同节段已被运输到将竖立塔架的位置时，通过法兰接头连接这些节段。

为了到达完全安装好的风轮机的风轮机塔架的顶部的引擎舱，塔架通常在塔架内部具有梯子，并且在接近或位于塔架底部的塔架部分具有孔口以可进入塔架内部，并具有门以盖住和密封此孔口。此塔架部分或塔架内的其它环还具有用于例如电缆、灯具或其它物品的孔口。孔口通常通过在塔架部分内火焰切割出孔口制成。

门孔口包括焊接在孔口内部的边缘上的厚的门框架，以补偿由于孔口导致的塔架部分内的强度的一些损失。但是由于焊接会减小塔架部分的疲劳限度并从而减小其强度，所以用于容纳门的塔架部分也用比制成没有门的强度基本相同的类似塔架部分所必需的板更厚的板制成。由于环具有均匀的厚度，所以大部分环要比必需的厚度厚。

此外，在本领域已知的风轮机上，连接在塔架部分上的大部分设备例如门铰链、通风口用的覆盖物、飞行报警灯、电缆固定装置以及其它装置通常通过焊接连接。这降低了塔架部分的疲劳限度，并且为了补偿此强度损失，需要更厚的板和/或更大的门框架。

因此，已知的具有孔口的塔架部分具有非常沉重和复杂并因此制造昂贵的问题。

国际专利申请WO-A 03/036085公开了一种提供具有门孔口的类似塔架的方法。这里，铸造的门框架焊接在标准风轮机塔架的门孔口内。门框架上的任何连接例如门铰链和锁可与门框架一起铸造。由于铸铁比制成风轮机塔架的钢脆，所以铸铁门框架必然要比门框由与塔架的剩余部分相同的钢制成的情况重得多。

此外，铸造机要比轧制机昂贵得多。制造这种铸铁门框架的设备在购买和使用上要比轧制塔架部分的设备贵得多。

与轧制相比，铸造在铸铁部件的设计以及制造方面都需要大量专业知识，而轧制是更加常用和简单的过程。连接铸铁和规则钢板所需的焊接技术也非常苛刻。

因此，国际专利申请WO-A 03/036085公开的方案也具有非常沉重和复杂并因此制造昂贵的问题。

此外，风轮机塔架部分的重量在维护(管理)和运输上是重要的和日益增加的问题.

发明内容

本发明的一个目的是使具有孔口例如门孔口的风轮机塔架部分的材料使用最少。

本发明的另一个目的是简化制造具有孔口的风轮机塔架部分的方法以便降低生产成本。

本发明的再一个目的是寻求覆盖塔架部分上的孔口而不会降低塔架部分的疲劳限度的方案。

本发明提供了一种塔架部分，其中孔口节段具有基本均匀的厚度，并且比壁节段的厚度厚。

通过使孔口节段具有基本均匀的厚度，该节段可用普通钢板制造。在常用于制造塔架部分的质量方面，钢板在购买时比较便宜并且较容易机械加工、轧制和焊接。

通过使孔口节段比壁节段厚，可向塔架部分的需要的部分提供强度。由此壁节段的厚度可与构成没有孔口的完整塔架部分时的厚度相同，这大大有助于使材料的消耗并从而使塔架部分的重量最小。

应强调的是，术语“孔口”是指任何开口例如任何形状的孔口、间隙、狭缝或隙口。

还应强调的是，术语“节段”是指从几何图形例如圆形塔架部分的几何图形中切除的角部分。

此外，应强调的是，术语“厚度”是指例如圆形塔架部分的节段径向范围。

在本发明的一个方面，孔口节段和壁节段都用钢板制成。钢是坚固的、刚性的和较便宜的具有良好轧制、机械加工和焊接质量的材料，这使得其是制造现代风轮机用塔架的塔架部分节段和塔架部分的优选材料。此外，钢具有良好的磁性品质，这使得可利用磁铁将附件例如梯子、门、铰链和灯具连接在塔架部分上。

在本发明的一个方面，壁节段和孔口节段通过焊接连接。因此，可在它们之间实现牢固和刚性的接头，并同时保持材料的消耗最少。