风机塔筒和风电机组的制作方法

1.本实用新型涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种风机塔筒和风电机组。


背景技术：

2.随着风力发电技术的发展，为了提高风能的利用率，风力发电机的功率不断增大，风电机组的塔筒高度也越来越高。而在低风速环境下，钢制塔筒可能产生涡激振动现象，影响塔筒的结构安全性和可靠性。
3.现有技术中为了提高风机塔筒的抗振能力，通常的做法是增加塔筒的直径、增加塔筒的厚度或者在塔筒侧壁内增加夹层、加强筋或固定悬索等。然而，增加塔筒直径会受到运输能力的限制，且增加塔筒直径和厚度会增加塔筒重量和制造成本；增加夹层和加强筋的工艺较复杂，成本也较高；增加悬索会增加占地面积会增加额外的维护工作，同样增加了工程成本。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种风机塔筒和风电机组，用以解决现有技术中为了增强风机塔筒的抗振能力采用的技术手段存在成本较高或工艺复杂的问题。
5.本实用新型提供一种风机塔筒，包括塔筒本体，所述塔筒本体构造有多个凸起结构，多个所述凸起结构由所述塔筒本体向远离所述塔筒本体的方向凸出，多个所述凸起结构呈网状排布。
6.根据本实用新型提供的一种风机塔筒，所述塔筒本体的内侧对应于所述凸起结构处构造为凹陷结构。
7.根据本实用新型提供的一种风机塔筒，多个所述凸起结构呈多排排布，每相邻两排的所述凸起结构交错布置。
8.根据本实用新型提供的一种风机塔筒，所述凸起结构为流线型结构。
9.根据本实用新型提供的一种风机塔筒，所述凸起结构为半球形。
10.根据本实用新型提供的一种风机塔筒，所述塔筒本体由钢板制成，所述凸起结构由所述钢板压制形成。
11.根据本实用新型提供的一种风机塔筒，多个所述凸起结构呈均匀分布，每相邻两个所述凸起结构之间的间距为所述凸起结构的高度的2～4倍。
12.根据本实用新型提供的一种风机塔筒，多个所述凸起结构布满所述塔筒本体的外侧壁。
13.根据本实用新型提供的一种风机塔筒，所述塔筒本体的厚度与所述凸起结构的高度相同。
14.本实用新型还提供一种风电机组，包括上述任一种风机塔筒。
15.本实用新型提供的风机塔筒和风电机组，通过在塔筒本体上构造向塔筒本体外侧凸出并呈多排交错排列的凸起结构，提高了该风机塔筒抗涡激振动的能力，从而提高风机
塔筒的安全性和可靠性。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1是本实用新型提供的风机塔筒的结构示意图；
18.图2是本实用新型提供的风机塔筒的局部放大图；
19.图3是图2中风机塔筒的a
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a剖视图；
20.附图标记：
21.1、塔筒本体；
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11、凸起结构。
具体实施方式
22.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
23.本实用新型提供一种风机塔筒，如图1所示为本实用新型提供的风机塔筒的结构示意图，本实用新型实施例提供的风机塔筒包括塔筒本体1，塔筒本体1构造有多个凸起结构11。如图2所示为本实用新型提供的风机塔筒的局部放大图，多个凸起结构11从塔筒本体11向远离塔筒本体11的方向凸出，多个凸起结构11呈网状排布，形成凹凸不平的风机塔筒外表面。
24.其中，塔筒本体1呈锥形结构，凸起结构11向塔筒本体1外侧凸出。多个凸起结构11可分布于塔筒本体1的整个外表面，也可以根据塔筒在所处的地理位置中所受到的常规载荷情况，在塔筒本体1的特定区域设置凸起结构11。通过在塔筒本体1上构造多个凸起结构，形成具有凹凸不平的塔筒外表面，当气流经过塔筒外侧壁时，凸起结构11使得其不能形成稳定的旋涡，从而抑制涡激振动的产生，提高风机塔筒抗涡激振动的能力。
25.本实用新型提供的风机塔筒，通过在塔筒本体上构造向塔筒本体外侧凸出并呈多排交错排列的凸起结构，在不增加塔筒直径和塔筒重量的前提下，提高了该风机塔筒抗涡激振动的能力，从而提高风机塔筒的安全性和可靠性。
26.凸起结构11可为通过增加材料的方法在塔筒本体1的外表面凸设的结构。为了降低材料成本，如图3所示为图2中风机塔筒的a
‑
a剖视图。本实用新型实施例中，塔筒本体1的内侧对应于凸起结构11处构造为凹陷结构，即塔筒本体1对应于凸起机构11处的外表面向塔筒本体1外的方向凸出，塔筒本体1对应于凸起结构11处的内表面向塔筒本体1外的方向凹陷。
27.其中，风机塔筒通常有钢板制成，此种结构的凸起结构11可以通过铸造工艺制成；还可以通过热轧、冷轧或其他非去除或增加材料的工艺方法在筒体本体1上压制形成，从而
在风机塔筒表面形成预应力，在相同的塔筒直径和厚度的情况下，塔筒的疲劳强度和刚度得到显著增强，进而提升抗了其抗屈曲和抗涡激振动的能力。另外，相较于传统中增加夹层或加强筋的技术手段，通过热轧或冷轧工艺压制形成本实用新型的风机塔筒结构，其制造工艺更为简单，不增加塔筒的重量，节约了生产成本。无需增加悬索，减小占地面积，避免额外的维护工作和相应的工程成本支出。
28.本实用新型实施例中，凸起结构11为流线型结构，降低凸起结构11形成的风阻，从而减小由风阻带来的塔筒振动。其中，凸起结构11的边缘与塔筒本体1的非凸起区域的连接处进行圆滑过渡处理，使整个凸起结构11的外表面呈流畅的流线型，最大程度的减小风阻。
29.例如，凸起结构11为半球形，即凸起结构11在其高度方向上的横截面为圆形。需要说明的是，本实用新型对凸起结构11的形状不做具体限定，只要能够形成凸出于塔筒本体1外侧的凸起结构，使其能够破坏稳定旋涡的形成即可。例如，凸起结构11在其高度方向上的横截面还可以为椭圆形、条形等。
30.其中，凸起结构11的形状可以根据风机塔筒所处地理位置中的实际风况特征进行设计。通常凸起结构11设计为半球形结构，然后根据风机塔筒所处区域的实际风况特征设计半球形凸起结构11的排布密度和尺寸大小，如此可方便制造。
31.本实用新型实施例中，多个凸起结构11呈多排排布，每相邻两排的凸起结构11交错布置，使从多个不同方向流经塔筒外表面的气流，在塔筒外表面能够持续受到凸起结构11的影响，使得涡激振动均能够得到有效抑制，从而适应多种不同风况，提高风机塔筒整体的抗涡激振动的能力。
32.为了最大程度提高风机塔筒的抗涡激振动的能力，本实用新型实施例中，多个凸起结构11布满塔筒本体1的外侧壁。当然，也可以综合考虑加工成本，仅在特定区域设置凸起结构11。当凸起结构11由热轧、冷轧或其他非去除或增加材料的工艺方法在筒体本体1上压制形成时，通过在塔筒本体1的外侧壁布满凸起结构11，可最大程度的增大风机塔筒的疲劳强度和刚度，进而提高其抗屈曲能力，并进一步提高其抗涡激振动的能力。
33.进一步的，在凸起结构11所分布的区域内，多个凸起结构11呈均匀分布，每相邻两个凸起结构11之间的间距为凸起结构11的高度的2～4倍，从而在多个凸起结构11的分布区域形成较为合适的扰流区，对稳定旋涡的形成具有更好的抑制效果。
34.进一步的，塔筒本体1的厚度与凸起结构11的高度相同。对于高度大于90～160m的风机塔筒，塔筒本体1的厚度可选10～50mm，相应的，凸起结构11的高度设计为10～50mm。例如，塔筒本体1的厚度和凸起结构11的高度均为30mm。
35.本实用新型还提供一种风电机组，该风电机组包括上述任一实施例所述的风机塔筒。由于该风机塔筒具有较高的抗涡激振动的能力，提供了该风电机组的安全性和可靠性。若该风机塔筒上的凸起结构11采用热轧、冷轧或其他非去除或增加材料的工艺方法在筒体本体1上压制形成，则能够在不增加塔筒厚度或直径，也不增加加强筋或夹层或悬索的情况下，提高塔筒的疲劳强度和刚度，以及抗屈曲能力和抗涡激振动的能力，进一步提高了该风电机组的安全性和可靠性，其制造工艺简单，材料成本和加工成本较低。
36.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等
同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。