[发明专利]螺旋焊接的圆锥塔架段

说明书

发明背景

本发明涉及分别根据权利要求1和12的前序部分用于制造圆锥形状结构的方法以及设备。此外，符合本发明的装置、系统和方法涉及用于焊接圆锥段、包括圆锥塔架段的方法和设备。

相关技术的描述

当前，金属圆锥塔架的装配和制造是通过连接圆锥的段或筒(can)来完成。这些圆锥塔架通常用于风塔发电机，该风塔发电机由风产生电力，并且典型在高度上超过60米。因为塔架的总尺寸非常大并且要求巨大的焊接资源，因此，它们是在远离最终安装位置的地方制造的。然而，因为从制造地点到安装位置的装运限制，整个圆锥塔架不能被组装并运输到安装地点。因为这些限制，一系列的圆锥筒被焊接到一起形成高度约20-30米的塔架段(tower section)，这些塔架段可以被装运。因此，装配完整的塔架必须由一系列个别的圆锥筒制备三个(3)20至30米长的段，然后装运到所述塔架的最终安装位置。该过程典型地要求一周来制造单个风力发电机塔架的组件。

此外，由于所述复杂形状必须要在制作圆锥筒前制造，当前圆锥筒的制造牵涉产生实质性的材料浪费和拖延。这在图1A和1B中被展示。图1B图示说明如上所述的圆锥筒100。典型的圆锥塔架段由若干圆锥筒100构成，每个圆锥筒100具有不同的直径使得塔架段能够被形成。圆锥筒100种的每一个由金属(例如，钢铁)板段101制成，该金属板段卷制并在缝105处焊接，形成所示的圆锥筒形状。然而，如图1A所示，需要形成筒100的板段101不是矩形的。如图1A所示，板101(当平放时)具有两个弯曲的边(如所示的顶部和底部)和两个成角度的边(如所示的边)。这种形状是需要的，以导致如图1B中所示的完成的圆锥形状。如图1A所示，板101由矩形片材供应物103形成。这就产生了大量的废料(大约10％-15％)。这些额外的加工和形成步骤还增加了劳动时间和花费。

随着对替代能源的日益上升兴趣，存在着对风塔发电机的日益上升的兴趣。因此，就出现了更加有效果并且有效率地制造圆锥塔架的需要。

发明的简要说明

本发明在一个实施方案中，提供了用于制造根据权利要求1圆锥形状结构的方法，该方法包括提供板给卷板装置，用所述卷板装置以具有缝的螺旋方式来卷制所述板。所述方法进一步包括改变所述缝的角度来卷制所述板使其成为圆锥形状，然后焊接所述缝。在另一个实施方案中，本发明提供了设备。其他实施方案可从说明书、权利要求书和附图中推断出。

附图说明

通过详细描述本发明示例性实施方案，并参考所述附图，本发明上述和/或其他方面将更加明显，其中：

图1A示出用于制造圆锥筒的板的示意图。

图1B示出由图1A的板制成的圆锥筒示意图。

图2A示出根据本发明的实施方案的圆锥塔架段的示意图。

图2B示出根据本发明的另一个实施方案的圆锥塔架段的示意图。

图2C示出根据本发明的再一个实施方案的圆锥塔架段的示意图。

图2D示出根据本发明的一个实施方案的圆锥塔架的示意图。

图3示出根据本发明的实施方案制造圆锥塔架段的方法示意图。

示例性实施方式的详细说明

现在本发明的示例性实施方案将参考附图详细说明如下。所描述的示例性实施方案旨在帮助理解本发明的目的，而不是意图以任何方式限制本发明范围。在全文中，类似的参考数字是指类似的要素。

图2A-2C绘示了根据本发明各种实施方案制造圆锥塔架段200的各种实施方案。如图2A所示，圆锥塔架段200由矩形形状的板201制造，该矩形形板以螺旋方式被连续卷制并且在缝202处被焊接。然而，与典型的螺旋方式不同，在这个实施方案中，缝(相对于水平方向-如图虚线所示)的角度θ1/θ2沿着圆锥塔架段200的长度改变。通过改变沿着长度的角度θ1/θ2，圆锥塔架段200的直径改变以致获得圆锥形状。因此，在段200的一端，直径大于位于另一端。例如，如图所示，底端206具有比顶端207更大的直径。当然，应理解的是，连同直径之间的区别，每个端的相对直径是段200设计参数的函数。