[发明专利]阻尼器以及具有该阻尼器的承载围护结构

说明书

本发明提供了一种阻尼器以及具有该阻尼器的承载围护结构。所述阻尼器包括振动能量缓冲和传递单元以及振动能量耗散单元，所述振动能量缓冲和传递单元包括多个活塞传递结构和连通管，所述活塞传递结构包括成对设置的缸体和活塞，所述多个活塞传递结构围绕所述振动能量耗散单元设置，所述连通管使所述多个缸体相互连通，所述振动能量耗散单元包括阻尼液容纳腔体和容纳在所述阻尼液容纳腔体中的阻尼液，所述缸体或活塞的一端与所述阻尼液容纳腔体外壁连接。根据本发明的阻尼器能够有效抑制承载维护结构的振动。

技术领域

本发明涉及承载围护结构的振动抑制技术领域，更具体地讲，涉及一种用于抑制承载围护结构振动的阻尼器以及具有该阻尼器的承载围护结构。

背景技术

风力发电机组是用于将风能转换成电能的能量转化装置。通常，风力发电设备包括承载维护结构（例如，塔筒）、设置在塔筒上的机舱、安装在机舱中或机舱外的发电机、安装在机舱头部上风向的风轮机等。为了加工和运输方便，塔筒通常是分段制造后运输到安装现场，在安装现场将多段塔筒依次吊装和固定连接，形成对机舱以及发电机部件的支撑基础之后，在塔筒顶部使塔筒与偏航系统连接，机舱与发电机对接，发电机或齿轮箱再与风轮机对接、连接。

这些安装工序都是在对风电场的小地域环境局部风不可测的情况下展开施工的。在这个吊装安装过程会遇到大小变化不定的阵风或持续的小风。风吹过塔筒时，尾流左右两侧产生成对的、交替排列的及旋转方向相反的反对称漩涡，即卡门漩涡。漩涡以一定频率脱离塔筒，使塔筒发生垂直于风向的横向振动。当漩涡的脱离频率接近塔筒固有频率时，塔筒容易发生共振而被破坏。

图1A示出了承载围护结构在上风向来流的作用下发生晃动的示例。如图1A所示，当风速在预定范围内时，会引起承载围护结构（例如，塔筒）10的涡激振动，使得塔筒产生顺风向（F1）振动和横风向（F3、F2）振动。

在风力发电机组的安装过程中，现场吊装进度、安装工期明显受到局部区域风况的限制。尤其是在塔筒安装到上端的几节塔筒段的情况下，塔筒振动幅度增大，塔筒与偏航装置，塔筒与机舱、机舱与叶轮的对接困难，无法实现安全、准确的连接。

在风力发电机组的运行过程中，塔筒晃动也会对塔筒本身以及塔筒基础连接件带来破坏和隐患。在风力发电机组的运行过程中，塔筒受到的载荷除了顶部零／部件产生的重力和风轮旋转产生的动载荷外，同时还要受到自然风的作用。风绕流塔筒表面时产生的涡街现象会引起使塔筒发生导致共振破坏的横风向振动。风吹动叶轮旋转时会对塔筒产生交变弯矩和交变作用力，这种由顺风向产生的弯矩和力会成为塔筒发生破坏的主要原因，严重时会造成塔筒断裂而发生倾覆。

如图1B所示，现有技术借助围绕塔筒设置螺旋线用来抑制塔筒的表面发生旋涡的周期性脱落。螺旋线20在不同的螺距布置时，有不同的横风向振荡抑制效果。螺旋线20的高度增加利于破坏涡街发放的周期性，使涡街现象无法生成或使涡街发放更不规则，打破涡街发放的相关性、一致性，利于抑制涡激振动。

然而，在塔筒上缠绕或固定螺旋线的方式仅仅用在吊装阶段，并且螺旋线的特征参数（螺距、高度）还没有做到最佳，难以适应风速的变化。为做到适应空气流的风速变化而变化，并且适用于长期运行，会带来螺旋线制造成本、维护成本的大幅增加。

此外，螺旋线在塔筒表面的覆盖率也会影响横向振荡抑制效果，覆盖率达到（或超过）50%时，抑制横向振动的效果达到最佳，同时螺旋线与空气流的风致噪声增加，对自然环境生物造成严重影响，尤其是对动物、鸟类造成干扰、对生态环境造成破坏。

因此，需要提供一种不影响塔筒外观、不增加塔筒的风阻、不对塔筒外部环境产生噪音，吊装完毕可拆除从而回收反复使用，也可以固定在塔筒内部，在运行过程中使用的抑制振动的装置。

发明内容