[发明专利]塔结构及其组装方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种模块化塔和构件该模块化塔的方法。

发明背景

构建模块化塔的现有技术使用凸缘连接或承载螺栓来将塔的各部分保持在一起，但凸缘连接和承载螺栓会经受疲劳并可能失效。风轮机塔由于涡轮机的旋转经受几乎恒定的力，这可能损坏凸缘连接或承载螺栓连接。此外，大型焊接件上的凸缘连接价格昂贵且制造困难。凸缘连接的制造公差难以满足，并导致其商业可用性有限。

构建塔的其它现有技术包括使用由金属制成的网格塔。但是，这种网格塔有多种缺点，包括用于塔的安装和维护的昂贵的劳动力成本。网格塔还需要用于网格塔的基部或地面基础区域的过度的空间区域。网格塔还往往吸引鸟类和其它野生动物，因为网格塔具有总体敞开的结构，这为鸟类和动物提供了栖息地。此外，网格塔不能为技术人员提供封闭的作业空间。网格塔在检查用于构建网格塔的螺栓的紧密性时还需要同时进行维护。

其它塔在构建时使用混凝土板。但是，这种混凝土塔由于太重而不可行。

发明内容

本文描述一种模块化塔结构。该模块化塔使用成本低廉、有效的设计，该设计减少用于风轮机的塔结构所必须的钢材量。该模块化塔由各节段构成。各节段由板片构成。

该模块化塔结构包括多个节段，其中各节段包括多个板片。各板片包括弯曲的或弧形形状。各板片包括垂直边缘和水平边缘。垂直连接在各板片的垂直边缘处将各板片固定或连接并形成各节段。各节段具有大致圆形形状。垂直连接包括设置在相邻板片之间缝上的内部垂直摩擦板和设置在相邻板片之间缝上的外部垂直摩擦板。水平连接在各板片的水平边缘处将各节段连接或固定。水平连接包括设置在相邻节段之间缝上的内部摩擦板和设置在相邻节段之间缝上的外部摩擦板。

模块化塔和构建本文所述模块化塔的方法提供多个优点。该模块化塔可从塔结构内侧进行组装和维护。这样，技术人员在组装和维护期间受到塔结构的保护，因此提供更安全的作业环境。此外，不需要外部梯或其它机械提升设备来进行维护。模块化塔的各部件成本更低且制造和/或采办更简单。更易于满足各部件所需要的公差。模块化塔的各部件的尺寸降低运输成本，因为可使用标准长途运输卡车而无需护送车辆或专用许可。模块化塔的设计提供更好的疲劳特性，能够更有效地使用钢和其它金属。由于与常规塔相比改进了疲劳特性，在本文所述模块化塔的设计中可使用较少的钢和金属。与常规塔相比，本文所述模块化塔设计所需要的较少的钢和金属可节约成本。

附图说明

图1是模块化塔结构的视图。

图2是模块化塔的组装地点的平面图。

图3-9示出板片的运送和各节段之一的组装。

图10示出板片的视图。

图11示出将板片连接或固定在一起的垂直连接的第一实施例的分解图。

图12示出将板片连接或固定在一起的垂直连接的第二实施例的剖视图。

图13示出将板片连接或固定在一起的垂直连接的第二实施例的分解图。

图14示出外部和内部垂直摩擦板片。

图15示出水平连接的俯视图。

图16示出水平连接的剖视图。

图17示出将盖板附连到水平连接的细节图。

图18(a)示出用于水平连接的摩擦板的侧视图。

图18(b)示出用于水平连接的摩擦板的俯视图。

具体实施方式

这里描述了一种模块化塔结构和组装该模块化塔结构的方法。该模块化塔结构包括多个板片，该多个板片在构造或组装地点组装成多个节段，从而形成塔结构。板片之间的垂直连接将各板片固定或连接在一起来形成每个节段。各节段彼此叠置并紧固或固定在一起以形成模块化塔。各节段之间的水平连接将各节段紧固或连接在一起。

各塔可用于支承用来发电的风轮机。在塔结构上可设置2-5兆瓦的涡轮机或其它涡轮机。尽管塔非常适合支承风轮机，但该模块化塔结构也可用于其它目的，诸如支承通信设备、公用电线等。

各板片通常由低碳钢或其它金属合金制成。50级钢是一种适于用于板片的钢。各板片通常具有弯曲或弧形形状，从而使多个板片可连结以形成节段。各节段具有大致圆形外径。各其它板片还连结形成各其它节段，这些节段叠置并紧固或固定到第一节段。多个节段用于形成模块化塔结构。

各板片可通过常规长途运输卡车而运输到作业地点。较佳的是，各板片具有不大于约12英尺的宽度，从而可使用常规长途运输卡车来将各板片运送到作业地点而无需护送车辆。可利用标准的长途运输卡车运输来将各板片运送到作业地点，通过使用模块化塔结构和本文描述的方法，与需要使用专用卡车、卡车护送车辆和运输专用许可的其它塔相比，可显著节省运输成本。