[发明专利]一种风机及其塔筒

说明书

技术领域

本发明涉及高耸结构技术领域，特别涉及一种风机及其塔筒。

背景技术

风机一般包括塔筒、机舱和叶片，塔筒固定于机座上，用于支撑机舱和叶片。随着风力发电机组发电功率的不断增大，风机塔筒的高度也在不断升高。则塔筒不仅支撑机舱和叶片，还需承受风载等外力产生的巨大弯矩。此外，叶片质量不均衡、风力、塔影效应以及风机各传动链等因素均可能引起塔筒的振动，影响了塔筒的安全性能，因此，使塔筒具备良好的减振功能，提高塔筒的安全系数较为重要。

现有技术中，存在使用质量阻尼器为塔筒减振的技术方案。质量阻尼器主要是通过质量块的滑行进行减振。要达到较好的减振效果，质量阻尼器的质量需占整个风机质量的3％左右，风机的质量一般约为200吨，则质量块的重量将高达6吨，即使采用密度较大的材料制成质量块，质量块的体积也较大，且质量块以及其操作机构均需安装于风机的顶部，而塔筒顶部空间有限，难以满足较大质量块的安装；且较大质量块增加了风机的重量和生产的成本，质量块的滑动也会影响操作人员的人身安全。

有鉴于此，如何提供一种塔筒，使其内部的减振机构能够较好地实现减振功能，且尽量不增加塔筒的重量并适用于塔筒空间结构，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的为提供一种塔筒，该塔筒的内部的减振机构包括阻尼部件和连杆机构，在连杆机构作用下，减振元件的变形量相对于塔筒的变形量得以放大，使得减振元件产生的阻尼力得以放大，进而提高塔筒的结构阻尼，具有较好的减振效果，且该减振机构结构简单、重量较轻，占据的空间也较小，适用于塔筒的空间结构。本发明的另一目的是提供一种包括上述塔筒的风机。

为达到本发明的第一目的，本发明提供一种塔筒，所述塔筒的内部设有减振机构，所述减振机构包括减振阻尼部件和连杆机构，所述连杆机构包括一端相铰接的第一连杆和第二连杆，所述第一连杆的另一端铰接于所述筒壁的第一铰接点处，所述第二连杆与所述筒壁铰接于第二铰接点处，所述第一铰接点和所述第二铰接点在塔筒的轴向和周向均错开；所述减振阻尼部件的一端铰接于所述筒壁上的第三铰接点处，另一端铰接于所述第一连杆和/或所述第二连杆；上述各铰接处的铰接轴相平行。

优选地，所述塔筒内具有沿所述塔筒周向设置的三组所述减振机构；各组所述减振机构还包括第三连杆，各所述第三连杆的一端连接所述筒壁，各所述第三连杆的另一端相连接，所述第二铰接点位于各所述第三连杆相连接的位置。

优选地，各所述第三连杆沿所述塔筒的径向设置，且各所述第三连杆与所述筒壁铰接于所述第三铰接点处，所述第一铰接点和所述第三铰接点处于同一轴线上。

优选地，各所述第三连杆的另一端均铰接于同一铰接块。

优选地，各组所述减振机构包括两平行且沿竖直平面对称设置的第一连杆、第二连杆、第三连杆和减振阻尼部件，各所述第三连杆均铰接于所述铰接块。

优选地，所述减振阻尼部件、所述第一连杆和所述第二连杆铰接于同一铰接板处。优选地，所述塔筒的上部塔筒和下部塔筒均设有所述减振机构。

优选地，所述第一连杆和所述减振阻尼部件均通过铰接座铰接于所述筒壁，所述筒壁上设有第一加强环和第二加强环，所述减振机构中与所述第一连杆对应的铰接座设于所述第一加强环上，与所述减振阻尼部件对应的铰接座设于第二加强环上。

优选地，所述减振元件为粘滞阻尼器或磁流变阻尼器。

优选地，所述减振阻尼部件为弹簧。

该发明提供的塔筒内部设置的减振机构包括连杆机构和减振阻尼部件，连杆机构中第一连杆铰接于筒壁上的第一铰接点，第二连杆与筒壁铰接于第二铰接点，且第一铰接点和第二铰接点在塔筒的轴向和周向均错开，减振阻尼部件铰接于筒壁上的第三铰接点和连杆机构。则连杆机构中第一连杆和第二连杆在塔筒的变形过程中，第二连杆会随塔筒变形而发生位移，从而带动第一连杆绕第一铰接点转动，使得第一连杆和第二连杆的相对位置均产生变动，而减振阻尼部件的一端铰接于第一连杆和第二连杆，则减振阻尼部件的长度会发生改变。由余弦定理公式推导可得出，连杆机构的设置使得减振阻尼部件的形变长度相对于塔筒位移被放大。由于塔筒在风力作用下的位移形变量较小，连杆机构将塔筒变形反映至减振阻尼部件的形变量放大，加快了减振阻尼部件对塔筒变形振动的响应速度，且阻尼比得以成倍增加，使得减振阻尼部件抑制塔筒振动的作用力加大(阻尼部件的作用力与变形量和阻尼系数呈正比)，则减振效果较好。且该减振机构的结构简单，质量较轻且占据空间较小，几乎不增加塔筒的重量，同时也不会危及操作人员的人身安全。