用於風力發電機的混凝土塔筒的製作方法
2023-08-07 13:38:26
本發明涉及風力發電技術領域，尤其是涉及一種用於風力發電機的混凝土塔筒。
背景技術：
相關技術中，混凝土塔筒的接地裝置結構複雜、安裝困難，且接地裝置的總電阻較大，避雷效果不好。
技術實現要素：
本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在於提出一種用於風力發電機的混凝土塔筒，該混凝土塔筒的接地裝置結構簡單，安裝方便且接地裝置的總電阻小、避雷效果好。
根據本發明的用於風力發電機的混凝土塔筒，包括：塔筒基礎，所述塔筒基礎適於設置在地面下方；塔筒本體，所述塔筒本體設在所述塔筒基礎上，所述塔筒本體包括多段塔筒段，所述多段塔筒段沿上下方向依次連接；轉接頭，所述轉接頭設在所述塔筒本體的頂部；接地裝置，所述接地裝置包括多個第一接地扁鐵，所述第一接地扁鐵沿上下方向延伸，每個所述第一接地扁鐵分別設在所述塔筒基礎、所述塔筒本體的每個所述塔筒段和轉接頭的內壁上，所述塔筒基礎內的所述第一接地扁鐵與與所述塔筒基礎相鄰的所述塔筒段內的所述第一接地扁鐵相連，相鄰的兩個所述塔筒段內的兩個所述第一接地扁鐵相連，所述轉接頭內的所述第一接地扁鐵與與所述轉接頭相鄰的所述塔筒段內的所述第一接頭扁鐵相連。
根據本發明的用於風力發電機的混凝土塔筒，通過在混凝土塔筒內設置包括多個第一接地扁鐵的接地裝置，提高了混凝土塔筒的安全性，且接地裝置的結構簡單，安裝方便。
另外，根據本發明的用於風力發電機的混凝土塔筒還可以具有如下附件的技術特徵：
根據本發明的一些實施例，所述多段塔筒段中與所述塔筒基礎相連的塔筒段上設有金屬門體，所述接地裝置進一步包括：第二接地扁鐵，所述第二接地扁鐵沿所述塔筒本體的周向延伸，所述第二接地扁鐵與所述金屬門體相連且所述第二接地扁鐵與所述第一接地扁鐵相連。
根據本發明的一些實施例，所述接地裝置進一步包括：橋接條，所述橋接條設在相鄰的兩個所述第一接地扁鐵之間，所述橋接條的一端與相鄰的兩個所述第一接地扁鐵中的其中一個相連，所述橋接條的另一端與相鄰的兩個所述第一接地扁鐵中的另一個相連。
具體地，所述第一接地扁鐵的長度方向的兩端分別設有一個接地插孔，所述橋接條的長度方向的兩端分別設有一個與所述接地插孔對應的橋接孔，所述接地插孔與所述橋接孔通過螺紋緊固件相連。
進一步地，所述橋接條的中部具有朝向遠離所述第一接地扁鐵的方向凸出的過渡部。
根據本發明的一些實施例，所述混凝土塔筒內設有鋼筋籠，所述第一接地扁鐵與所述鋼筋籠相連。
具體地，所述第一接地扁鐵與所述鋼筋籠通過夾具相連，所述夾具包括：卡入部，所述卡入部包括頂壁和與所述頂壁相連且相對設置的兩個側壁，所述兩個側壁上具有從所述側壁的一側朝向所述側壁的另一側凹入的凹槽部，所述凹槽部適於卡在所述鋼筋籠的鋼筋上，所述第一接地扁鐵位於所述鋼筋和所述頂壁之間，所述頂壁上設有貫通的螺釘孔；和擰緊螺杆，所述擰緊螺杆穿過所述螺釘孔與所述第一接地扁鐵止抵。
根據本發明的一些實施例，每個所述第一接地扁鐵通過兩個所述夾具與所述鋼筋籠相連。
可選地，所述夾具與所述第一接地扁鐵的鄰近所述夾具的一端之間的距離為A，所述A滿足：0.9m≤A≤1.1m。
根據本發明的一些實施例，所述塔筒基礎、每個所述塔筒段和轉接頭內分別設有兩個第一接地扁鐵，所述兩個第一接地扁鐵相對所述塔筒本體的中心軸線對稱設置。
本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。
附圖說明
本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：
圖1是根據本發明實施例的用於風力發電機的混凝土塔筒的主視圖；
圖2是根據本發明實施例的相鄰的塔筒段之間的兩個第一接地扁鐵的連接示意圖；
圖3是圖2中圈示的A部的放大圖；
圖4是根據本發明實施例的轉接頭內的第一接地扁鐵與與其相鄰的塔筒段內的第一接地扁鐵的連接示意圖；
圖5是根據本發明實施例的相鄰的兩個第一接地扁鐵的連接示意圖；
圖6是根據本發明實施例的第一接地扁鐵與鋼筋籠的連接示意圖；
圖7是根據本發明實施例的塔筒段的立體圖；
圖8是根據本發明實施例的塔筒段的塔片的立體圖；
圖9是根據本發明實施例的轉接頭的立體圖；
圖10是根據本發明實施例的轉接頭的俯視圖；
圖11是根據本發明實施例的轉接頭的側視圖。
附圖標記：
混凝土塔筒100，
塔筒基礎1，
塔筒本體2，塔筒段21，塔片201，
轉接頭3，底盤31，轉接頭孔道311，殼體32，法蘭部33，法蘭孔331，
第一接地扁鐵41，接地插孔411，
橋接條42，過渡部421，螺紋緊固件43，鋼筋44，
夾具45，卡入部451，頂壁4511，側壁4512，凹槽部4513，擰緊螺杆452。
具體實施方式
下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用於解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
在本發明的描述中，需要理解的是，術語「中心」、「縱向」、「橫向」、「長度」、「寬度」、「厚度」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」、「內」、「外」、「軸向」、「徑向」、「周向」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語「第一」、「第二」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有「第一」、「第二」的特徵可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特徵。在本發明的描述中，除非另有說明，「多個」的含義是兩個或兩個以上。
在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
下面參考圖1-圖11描述根據本發明實施例的用於風力發電機的混凝土塔筒100。其中，混凝土塔筒100適用於風力發電機。
如圖1所示，根據本發明實施例的用於風力發電機的混凝土塔筒100，包括：塔筒基礎1、塔筒本體2、轉接頭3和接地裝置。
具體地，塔筒本體2設在塔筒基礎1上，塔筒基礎1適於設置在地面下方，塔筒本體2的下端與塔筒基礎1相連，塔筒本體2可以位於地面上方。由此，可以增強混凝土塔筒100的穩定性，提高混凝土塔筒100的可靠性。
塔筒本體2包括多段塔筒段21，多段塔筒段21沿上下方向依次連接。由此，便於塔筒段21的運輸和施工。其中，塔筒段21可以形成為圓筒形或錐筒形等。例如，在圖7的示例中，塔筒段21形成為錐筒形，在從下至上的方向上，塔筒段21的橫截面積逐漸減小。
這裡，需要說明的是，在本發明的描述中，除非另有說明，「多個」的含義是兩個或兩個以上。
根據本發明的一些實施例，塔筒段21包括至少一個塔片201(如圖8所示)，塔片201可以形成為弧形或環形。具體地，塔筒段21可以包括一個或者多個塔片201。其中，當塔片201形成為弧形時，塔片201可以形成為圓弧形，但不限於此。
例如，在圖1的示例中，多個塔筒段21中位於塔筒本體2下部的塔筒段21，由於其截面尺寸較大，該塔筒段21可以由多個弧形的塔片201拼接而成，由此方便運輸。多個塔筒段21中位於塔筒本體2上部的塔筒段21，由於其截面尺寸較小，該塔筒段21可以包括一個環形的塔片201。由此，在方便運輸的情況下減少了拼接工序，提高了施工效率。
轉接頭3設在塔筒本體2的頂部，轉接頭3用於連接塔筒本體2與風機(圖未示出)。可選地，轉接頭3可以為鋼件。由此，可以使轉接頭3具有高強度，從而可以使混凝土塔筒100與風機之間的連接更為方便、穩固。
參照圖5，接地裝置包括多個第一接地扁鐵41，第一接地扁鐵41沿上下方向延伸，每個第一接地扁鐵41分別設在塔筒基礎1、塔筒本體2的每個塔筒段21和轉接頭3的內壁上，塔筒基礎1內的第一接地扁鐵41與與塔筒基礎1相鄰的塔筒段21(例如，圖1中塔筒本體2最下端的塔筒段21)內的第一接地扁鐵41相連，相鄰的兩個塔筒段21內的兩個第一接地扁鐵41相連，轉接頭3內的第一接地扁鐵41與與轉接頭3相鄰的塔筒段21(例如，圖1中塔筒本體2最上端的塔筒段21)內的第一接頭扁鐵相連。
具體地，參照圖3、圖4、圖5並結合圖6，第一接地扁鐵41設在塔筒基礎1、每個塔筒段21和轉接頭3的內壁內。其中，塔筒基礎1內的第一接地扁鐵41用於接地，第一接地扁鐵41可以大體形成為長方形的片狀結構。每個塔筒段21內的第一接地扁鐵41的上端和下端可以分別延伸至第一接地扁鐵41所在的塔筒段21的上端面和上端面。
塔筒基礎1內的第一接地扁鐵41的上端與塔筒本體2的最下端的塔筒段21內的第一接地扁鐵41的下端相連，相鄰的兩個塔筒段21內的兩個第一接地扁鐵41彼此相連，轉接頭3內的第一接地扁鐵41的下端與塔筒本體2的最上端的塔筒段21內第一接地扁鐵41的上端相連。也就是說，混凝土塔筒100內的多個第一接地扁鐵41首尾相連，由此，可以通過轉接頭3內的第一接地扁鐵41將電流導入地下，實現接地裝置的避雷作用，提高了混凝土塔筒100的安全性，且接地裝置的結構簡單，安裝方便。
根據本發明實施例的用於風力發電機的混凝土塔筒100，通過在混凝土塔筒100內設置包括多個第一接地扁鐵41的接地裝置，提高了混凝土塔筒100的安全性，且接地裝置的結構簡單，安裝方便。
根據本發明的一些實施例，多段塔筒段21中與塔筒基礎1相連的塔筒段21上設有金屬門體(圖未示出)。金屬門體可以為門框為金屬的門體。接地裝置進一步包括：第二接地扁鐵(圖未示出)，第二接地扁鐵沿塔筒本體2的周向延伸，第二接地扁鐵與金屬門體相連且第二接地扁鐵與第一接地扁鐵41相連。具體地，第二接地扁鐵可以與金屬門體的門框相連，第二接地扁鐵可以形成為環形。由此，可以通過第二接地扁鐵將金屬門體中的電流導入地下。由此，進一步地提高了混凝土塔筒100的避雷效果，從而進一步地提高了混凝土塔筒100的安全性。
根據本發明的一些實施例，參照圖2-圖5，接地裝置進一步包括：橋接條42。橋接條42設在相鄰的兩個第一接地扁鐵41之間，橋接條42的一端與相鄰的兩個第一接地扁鐵41中的其中一個相連，橋接條42的另一端與相鄰的兩個第一接地扁鐵41中的另一個相連。也就是說，相鄰的兩個第一接地扁鐵41通過橋接條42相連。例如，參照圖5，橋接條42的上端與相鄰的兩個第一接地扁鐵41中位於上方的第一接地扁鐵41的下端相連，橋接條42的下端與相鄰的兩個第一接地扁鐵41中位於下方的第一接地扁鐵41的上端相連。由此，可以方便地將相鄰的兩個第一接地扁鐵41連接起來，提高了施工效率。
具體地，參照圖5，第一接地扁鐵41的長度方向(例如，圖5中的上下方向)的兩端分別設有一個接地插孔411，橋接條42的長度方向的兩端分別設有一個與接地插孔411對應的橋接孔，接地插孔411與橋接孔通過螺紋緊固件43相連。其中，接地插孔411可以為一段插接柱的形式，塔筒基礎1、塔筒段21和轉接頭3的內壁內可以設有適於插接柱的一端(例如，圖5中的前端)插入的安裝孔，螺紋緊固件43穿過橋接孔和接地插孔411可將相鄰的兩個第一接地扁鐵41連接起來。可選地，螺紋緊固件43可以為螺釘或者螺杆等，結構簡單且成本低。
進一步地，橋接條42的中部具有朝向遠離第一接地扁鐵41的方向凸出的過渡部421。過渡部421可以大體形成為U形等，但不限於此。在安裝過程中，可以根據相鄰的兩個第一接地扁鐵41的接地插孔411之間的間距調整過渡部421的形狀。由此，提高了橋接條42的通用性。此外，在使用過程中，當相鄰的兩個第一接地扁鐵41發生相對移動時，可以通過調整過渡部421的形狀保證相鄰的兩個第一接地扁鐵41的連接。
這裡，需要說明的是，本申請中所說的「橋接條42的中部」指的是廣義上的中部，也就是說，過渡部421可以形成在橋接條42的長度方向的兩端之間的位置。
根據本發明的一些實施例，混凝土塔筒100內設有鋼筋籠，第一接地扁鐵41與鋼筋籠相連。具體地，鋼筋籠可以包括縱向鋼筋和環向鋼筋。其中，縱向鋼筋沿混凝土塔筒100的高度方向延伸，環向鋼筋沿混凝土塔筒100的周向延伸。例如，第一接地扁鐵41可以與縱向鋼筋或環向鋼筋相連。由此，減小了接地裝置的總電阻，提高了接地裝置的避雷效果。
具體地，第一接地扁鐵41與鋼筋籠通過夾具45相連。參照圖6，夾具45包括：卡入部451和擰緊螺杆452。卡入部451包括頂壁4511和與頂壁4511相連且相對設置的兩個側壁4512，卡入部451的截面可以大體形成為U形，兩個側壁4512上具有從側壁4512的一側(例如，圖6中的下側)朝向側壁4512的另一側(例如，圖6中的上側)凹入的凹槽部4513，凹槽部4513適於卡在鋼筋籠的鋼筋44上，第一接地扁鐵41位於鋼筋44和頂壁4511之間，頂壁4511上設有貫通的螺釘孔，擰緊螺杆452穿過螺釘孔與第一接地扁鐵41止抵。由此，可以保證第一接地扁鐵41與鋼筋44保持接觸，且可使得第一接地扁鐵41的位置穩定。
可選地，凹槽部4513的截面可以形成為U形，由此可以減小凹槽部4513與鋼筋44之間的應力，提高了混凝土塔筒100的可靠性。
根據本發明的一些實施例，每個第一接地扁鐵41通過兩個夾具45與鋼筋籠相連。由此，可使得第一接地扁鐵41與鋼筋籠的連接更加可靠。
可選地，夾具45與第一接地扁鐵41的鄰近夾具45的一端之間的距離為A，A滿足：0.9m≤A≤1.1m。也就是說，當夾具45鄰近第一接地扁鐵41的上端設置時，夾具45與第一接地扁鐵41的上端的距離為A，當夾具45鄰近第一接地扁鐵41的下端設置時，夾具45與第一接地扁鐵41的下端的距離為A。其中，夾具45的具體位置可以根據實際情況調整設計。例如，A可以進一步滿足：A＝0.9m、A＝1.0m或A＝1.1m等。
根據本發明的一些實施例，塔筒基礎1、每個塔筒段21和轉接頭3內分別設有兩個第一接地扁鐵41，兩個第一接地扁鐵41相對塔筒本體2的中心軸線對稱設置。由此，可以進一步地提高接地裝置的避雷效果，從而進一步地提高了混凝土塔筒100的安全性。
具體地，參照圖9-圖11，轉接頭3包括底盤31、殼體32和法蘭部33。其中，底盤31為環形，底盤31與塔筒本體2相連，殼體32設在底盤31上且圍繞底盤31的中心設置，法蘭部33設在殼體32的頂部且圍繞殼體32的中心設置，風機與法蘭部33相連。法蘭部33上設有多個法蘭孔331，多個法蘭孔331可以沿法蘭部33的周向均勻間隔開設置。風機與法蘭部33可以通過緊固件穿過法蘭孔331相連。由此，方便了混凝土塔筒100與風機的連接，通過轉接頭3的底盤31與塔筒本體2相連且轉接頭3的法蘭部33與風機相連，可以保證混凝土塔筒100與風機之間連接的可靠性和穩定性。
可選地，底盤31與殼體32焊接連接，和/或殼體32與法蘭部33焊接連接。例如，僅底盤31與殼體32之間可以通過焊接連接，或者僅殼體32與法蘭部33之間通過焊接連接，或者殼體32與底盤31和法蘭部33之間均通過焊接連接。由此，可以使轉接頭3的三部分形成一個牢固的整體，且可以提高轉接頭3的裝配效率。
可以理解的是，轉接頭3也可以為一體成型件。由此，可以簡化轉接頭3的成型工藝，提高生產效率，降低成本。
在本發明的一些實施例中，參照圖9-圖11，殼體32從底盤31的外周沿向上延伸，法蘭部33從殼體32的周壁向內(所述「內」是指朝向殼體3232的中心的方向)延伸。由此，可以使轉接頭3的整體結構更為穩定、美觀。可選地，殼體32可以為錐筒形或圓筒形。由此，通過將殼體32設置成不同的形狀可以滿足不同的尺寸的混凝土塔筒100與風機的銜接。
例如，在塔筒本體2的頂部尺寸與風機的連接端尺寸基本一致時，可以將轉接頭3的殼體32設置成圓筒形。
例如，在塔筒本體2的頂部尺寸與風機的連接端尺寸不同時，可以將轉接頭3的殼體32設置成錐筒形，以方便連接。具體而言，在塔筒本體2的頂部尺寸大於風機的連接端的尺寸時，轉接的殼體32設置成錐筒形且殼體32的大端朝下且其小端朝上，由此使得轉接頭3可以起到很好地銜接作用；在塔筒本體2的頂部尺寸小於風機的連接端的尺寸時，轉接頭3的殼體32設置成錐筒形且殼體32的小端朝下且其大端朝上，由此使得轉接頭3可以起到很好地銜接作用。
在本發明的一些實施例中，參照圖9-圖11，底盤31設有多個轉接頭孔道311且多個轉接頭孔道311沿底盤31的周向間隔開設置，塔筒本體2上設有多個沿塔筒本體2的高度方向延伸的塔筒孔道，塔筒孔道的數量與轉接頭孔道311的數量相同且一一對應，預應力筋穿過塔筒孔道和對應的轉接頭孔道311且預應力筋的上端通過錨固裝置錨固在底盤31上。由此，通過設置上述的預應力筋可以增強混凝土塔筒100的強度和穩定性，並且預應力筋可以將塔筒本體2和轉接頭3穩固地連接在一起。
可選地，預應力筋均可以為絞合線，由此可以增強強度且方便穿設。例如，預應力筋可以為七線低舒張絞合線。
根據本發明實施例的用於風力發電機的混凝土塔筒，接地裝置的結構簡單，安裝方便且接地裝置的總電阻小，避雷效果好。
在本說明書的描述中，參考術語「一個實施例」、「一些實施例」、「示意性實施例」、「示例」、「具體示例」、或「一些示例」等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。
儘管已經示出和描述了本發明的實施例，本領域的普通技術人員可以理解：在不脫離本發明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的範圍由權利要求及其等同物限定。