[发明专利]风力发电机组以及组装风力发电机组的方法

说明书

技术领域

本发明大体上涉及一种风力发电机组以及一种组装风力发电机组的方法。

背景技术

用于风力发电机组的塔架可由例如钢格构架、混凝土、钢管或复合材料构造而成。当前，塔架主要由多个管状钢制段制成，所述管状钢制段安装在彼此的顶部并且通过使用螺栓连接的凸缘接头而相互连接。借助于螺栓连接的凸缘接头连接物体的方法在本领域早已公知并且该方法被普遍地采用。

凸缘通常设置有沿着凸缘均匀分布的多个通孔。这种布置允许使用大量的螺栓以及对应的螺母。

一种通过使用螺栓以及螺母来组装风轮机塔架段的方法在美国专利申请US2006000185中公开。

然而，更大或者更重的塔架被连续地开发出来，因为这是一种通过利用更高海拔地区的更高风速以及因而更高内能来增加风力发电机组的功率输出的相当简单的方式。由此，塔架上的风力负载显著地增加，塔架段件总体以及特别是它们的凸缘接头的强度要求也会增加。由此，所需的螺栓以及对应螺母的数目也显著地增加。然而，这与减小塔架重量、材料消耗、安装风力发电机组所需的工作、以及整体成本这一恒定目标产生了冲突。

发明内容

基于上述内容，本发明的一个目的是能够利用增加数目的螺母及螺栓，从而使塔架段的凸缘与相邻元件的凸缘相互连接。

另一个目的是减小塔架段以及相邻元件的凸缘尺寸，由此实现材料节省。

还有另一个目的是增加塔架整体的结构强度。

本发明进一步的目的是提供一种组装塔架的方法，所述塔架是风力发电机组的一部分。

鉴于至少这些目的，本发明涉及一种风力发电机组，所述风力发电机组包括塔架，所述塔架包括至少一个塔架段，所述塔架段设置有至少一个凸缘并且形成所述塔架的壁的至少一部分；所述风力发电机组还包括设置有至少一个凸缘并且适于紧邻所述塔架段安装的元件，其中，所述塔架段和所述元件具有紧靠的凸缘，所述凸缘通过多套螺栓和螺母可释放地相互连接；其中，与每套螺栓和螺母相关并且背向所述凸缘的至少一个表面设置有用于接收紧固装置的突出部的多个凹部。

通过给每个螺栓或螺母背向凸缘的表面设置多个凹部以及因而使其能够接收紧固装置的突出部，可通过紧固装置施加转矩而不与螺栓或螺母的外部侧表面接合。替代地，用于将转矩传递到螺栓或螺母的接合表面是设置有多个凹部的表面。由此，需要较小的空间来紧固各套螺栓和螺母。

这意味着由于需要绕着螺母的更小空间来紧固螺栓，因此多套螺栓和螺母可被设置成更接近塔架壁。由此，凸缘宽度可以减小，从而减少材料消耗、生产成本以及塔架重量。

此外，各套螺栓和螺母可相互靠近地设置，确保可沿着凸缘周向安装更多数目的螺栓和螺母。更多数目的螺栓及螺母以及螺栓和螺母相对于塔架壁更接近的定位可以增加塔架的结构稳定性。

适于紧邻塔架段安装的元件可以是另一塔架段、塔架基座、机舱或者风力发电机组的一些其它部件。由此，多套螺栓及螺母可被设置成风力发电机组主要结构部件之间的任意相互连接，所述结构部件通过凸缘接头相互连接。

所述螺母可设置有所述凹部，由此螺栓本身能够是标准化并且易于获得的螺栓。

所述螺栓可以分别具有设置有所述凹部的螺栓头。这种螺栓可以与标准化并且易于获得的螺母共同使用或者与设置有凹部的螺母共同使用。

所述多套螺栓和螺母中的至少一套可包括双头螺栓以及两个螺母，所述两个螺母分别设置有所述凹部。双头螺栓被看作是沿着其整个长度或者沿着其两端的一部分设有螺纹的轴。所述双头螺栓可以是标准化并且易于获得的双头螺栓。

每个螺栓可进一步包括至少局部设有螺纹的轴，所述螺栓被设置成使得它的轴与塔架的纵向轴线平行，其中塔架面向所述凸缘的壁与轴的外围之间的距离小于70mm，更优选地小于60mm以及最优选地小于50mm。

应理解的是，到塔架壁的距离取决于螺母和螺栓头的尺寸。由于紧固螺栓和螺母所需的转矩可通过紧固装置施加而不与螺栓头或螺母的侧面接合，因此螺栓头或螺母可设置成直接地靠近塔架壁。由此，凸缘宽度可以减小，同时保持塔架的结构稳定性。

每个螺栓被设置成使得螺栓头向下。安装风力塔架的技术工人由此可以在最佳工作位置完成他的工作。由于螺母在螺栓轴上的拧紧可以直观地控制，因此这有助于螺栓与对应螺母的连接。

所述凹部的深度可设置成使得紧固装置的突出部可完全地插入所述凹部中。这样，可以确保设置有凹部的螺栓或螺母表面与突出部从其延伸的紧固装置表面接触。当螺栓和螺母被紧固时，这两个表面之间的摩擦可提供另外的紧固力。