[发明专利]用于在风力涡轮机内固定部件的装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于在风力涡轮机内固定部件的装置，其中该装置包括直接紧固件。本发明还涉及用于构建这种装置的方法。

背景技术

风力涡轮机包括支撑结构，保持发电机和具有转子叶片的毂的机舱被安装到所述支撑结构。

支撑结构是在从塔基座到塔顶的壁厚和直径上均逐渐缩减的最常见的管状塔。

大型风力涡轮机在一般情况下包括例如长度为10米至30米的塔部段，并且完整的塔可以达到超过100米的高度。

通常，塔是钢制塔，但也可使用混凝土塔、混凝土基座与钢制上部段以及外壳塔。

在塔的内部，如梯子或升降器这样的部件提供通向机舱的通路，以便执行维修、维护和修理工作。此外，风力涡轮机塔装设有用于将来自发电机和其他风力涡轮机部件的电力和信号传输到不同接收器的电力和信号缆线。

如梯子、导轨或升降机的绳索以及缆线盘这样的部件必须被固定到塔以避免过多的运动。出于这个原因，必须在塔和这些部件之间建立多种机械连接。使用了不同的紧固技术和紧固件。

常见的做法是在风力涡轮机塔和附连到塔的结构部件之间提供焊接连接。然而，焊接连接的建立是费时和劳动强度大的。必须进行精确测量以定位塔内的焊接位置。此外，焊缝可减少塔的结构强度。

此外，已知的是在钢制塔中建立螺纹式非贯通孔，螺栓可以被拧到其中。然而，需要锋利的工具来攻丝所述孔，并且在攻丝过程中可出现小裂纹，特别是在机械载荷下，所述小裂纹可扩展，并且降低风力涡轮机塔的稳定性。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种用于将部件固定到风力涡轮机塔的装置，其允许将所述部件牢固地附连到塔壁或塔壁的一部分，其中与本领域中已知的这种装置相比，避免或至少减少了塔结构的弱化。本发明的进一步的目的是减少这种装置的花费，并且本发明的又一个进一步的目的是提供一种用于构建这种装置的方法。

本发明的目标由独立权利要求的特征来实现。本发明的进一步的方面是从属权利要求的主题。

用于在风力涡轮机内固定部件的装置包括塔的一部分以及包括第一部分和第二部分的直接紧固件。所述塔是风力涡轮机塔。直接紧固件的第一部分被驱动到所述塔的所述一部分中且通过摩擦保持（friction hold）和连结（bonding）的组合被连接到所述塔的所述一部分，并且直接紧固件的第二部分突出所述塔的所述一部分且能够连接到部件。

因此，这里描述的装置和方法的有利之处在于该紧固件是廉价的。

直接紧固件也可以被称为火药致动紧固件（powder actuated fastener）。直接紧固件透入到塔的所述一部分的深度低于塔的所述一部分的厚度，使得直接紧固件不完全穿透壁。由于贯通孔导致的结构稳定性问题、发状裂纹或微裂纹以及对塔部分的损伤可被避免或至少被减少到最低。

此外，部件可以被牢固地连接到塔部分，其中，连接点可以灵活地设置在任何所需的位置，因为如上所述对连接点处的表面的预先准备（preparation）是不必要的。

本发明的一个实施例包括一直接紧固件，其包括具有光滑表面以便进一步减少引入微裂纹的风险的第一部分。

本发明的另一个实施例包括一直接紧固件，其具有所述第一部分的处理的或结构化的表面，目的是增强与塔部分的配合并且改善与塔部分的连接。

根据本发明的又一个实施例，紧固件的第一部分被镀锌，这导致通过焊接保持（soldering hold）实现的在塔的所述一部分中更强的保持。

根据本发明的一个实施例应用包括具有圆柱状端部的第二部分的紧固件进一步降低引入裂纹和造成塔损伤的风险。具体地，该紧固件可被施加到由金属（例如钢）制成的塔部分。由此，紧固件优选地被驱动到预先钻好的孔中，这涉及塔部分的材料的移位。这种材料的一部分被向下冲压到预先钻好的孔中，产生高的温度并且造成摩擦焊接。在钢制塔部分的情况下，由于钢的弹性也叠加有额外的夹紧效果。

根据又一实施例，所述紧固件的第二部分包括外螺纹，其允许通过将部件或用于保持部件的悬挂元件螺纹连接于所述紧固件的第二部分而连接所述部件或所述悬挂元件。

根据本发明的另一个实施例，塔的所述一部分由金属制成，例如钢，使得直接紧固件的第一部分至少部分地通过焊接保持而被保持在塔的所述一部分中。这种塔部分和紧固件的至少部分融合增加了紧固件或锚定件的载荷容量。

此外，紧固件被设置成例如通过在其第二部分上包括外螺纹而连接到部件。