[发明专利]风车用塔以及风力发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及单极式风车用塔(支柱)以及包括该风车用塔的风力发电装置。

背景技术

风力发电装置是具有风车翼的转子头部受到风力而旋转、并使该旋转通过增速机增速等，从而通过被驱动的发电机发电的装置。

上述转子头部设置在风车用塔(以下称为“塔”)上并安装在能够偏转旋转的机舱的端部，并以能够围绕大致水平的横向的旋转轴线周围旋转的方式被支承。

一般地、上述风车用塔多采用使用圆筒形状的壳体的钢制单极式。在这种钢制单极式的塔中，因为圆筒形状的钢制的壳体是主要的强度部件，所以如果增大壳体的外径，截面效率就会提高。因此，在钢制单极式的塔的重量能够降低的范围内，优选使壳体的外径尽可能的大。

但是，在风力发电装置的塔中，有的采用空间框架结构，为了衰减非周期性暴风或持续高速的风产生的共鸣震动等，提出了使长度方向部件以及对置线部件中的至少一个作为衰减部件(例如、参考专利文献1)。

专利文献1：日本特表2008-540918号公报

近年来的风力发电装置具有增大风车翼的翼长从而大型化的倾向。因而，不可避免的是在塔变高的同时，设置在塔上端的机舱的重量增大。

另一方面，塔的外形尺寸，如被运输线路所限制的大小和被运输手段所限制的重量等，必须满足运输条件等的各种限制条件。因而，在设计塔时，一般地、在运输等制约范围内尽可能大的设计塔的外形尺寸，并且通过调整(加厚)塔的壳体的板厚来确保必要的刚性。

但是，由于，如果风力发电装置大型化，塔所需的刚性也变大，并且，塔的外径尺寸变大，并且在处理上有限制，所以，可以预见的是：需要的壳体板厚超出能够制造的板厚范围。

并且，风力发电装置的建设是以使被分割成数个的塔层段部件连结成必要高度的塔，并在完成的塔的最上部设置机舱等机器的顺序实施的。但是，因为在每个建设阶段塔的高度和塔负载的重量在变化，所以在每个建设阶段塔的共振风速也不同。

另一方面，风力发电所一般由多个(许多)风车构成，从建设作业的效率以及降低建设费用的角度出发，有时会采用先设置大型吊车上的机舱等机器，再用比较小型的吊车建设塔层段部件的一部分的建设顺序。采用这种施工方法时，因为在建设中途阶段放置的时间变长，所以必须应对在该状态下的由共振风速产生的限制放置时间等的问题。

在这种背景下，在钢制等塔壳体负担负荷的风力发电装置的单极式塔中，有必要降低作用在塔壳体的负荷，并将伴随着风力发电装置的大型化的塔外径尺寸和壳体板厚的增大限制在最小限度，并且，寻求抑制在建设中途阶段的塔变形并且使对建设作业的限制最小化。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于提供一种风车用塔以及具有该塔的风力发电装置：在具有单极式塔的风力发电装置中，在使塔上部受到的水平力向塔下部或基座分散，并降低作用在塔壳体的负荷的同时，抑制外力造成的塔变形。

本发明为了解决上述问题采用了下述手段。

本发明的风车用塔的特征在于，以主要由塔壳体负担负荷的方式构成的单极式风车用塔的包括：平台，其与所述塔壳体的内壁连结并在上下方向上分割塔内部空间；弹性支承，其一端固定安装在所述平台或基座；负荷传递部件，其配置在所述塔内部空间，将所述弹性支承的另一端与位于和所述弹性支承位置相对的所述平台或基座之间进行连结，并将来自所述弹性支承的水平力传递至所述塔壳体或所述基座。

如果利用本发明，则因为本发明包括：平台，其与所述塔壳体的内壁连结并在上下方向上分割塔内部空间；弹性支承，其一端固定安装在所述平台或基座；负荷传递部件，其配置在所述塔内部空间，并连结所述弹性支承的另一端和位于与所述弹性支承相对的位置的所述平台或基座，并将所述弹性支承发出的水平力传递至所述塔壳体或所述基座，所以能够使风车用塔的上部受到的水平力分散至塔下部或基座，并降低作用在塔壳体内的负荷，同时抑制外力造成的风车用塔的变形。

在上述发明中，所述弹性支承优选是，通过所述负荷传递部件预先压缩的状态下安装的具有免震功能的层积橡胶。这样，即使向弹性支承作用拉力，也能够防止层积橡胶的剥离。

在上述发明中，所述塔壳体具有连结被分割成多个的塔层段部件的接合部，所述负荷传递部件优选在不同的塔部件间与所述塔壳体接合，这样能够降低作用在接合部的负荷。

在上述发明中，所述弹性支承的弹性常数能够根据作用在所述塔壳体的负荷的期待降低量进行设定。