一种高强度带肋锥形塔架装置

本技术涉及塔架结构，尤其是涉及一种高强度带肋锥形塔架装置。

背景技术：

1、随着对环境保护的重视程度提高，清洁能源逐渐发展。风力发电塔架装置对设置位置要求相对较低，山地、海洋、平原都可以建设，适用性较好。风力发电塔架装置通过塔架结构作为叶轮的支撑结构，使叶轮能在风力作用下转动，以能通过风力发电设备实现风力发电。

2、为保证风力足够，通常3mw的风力发电设备的高度在90米左右。在风速较低的情况下，更大功率的风力发电塔架装置一般在90米～130米之间，因此会使塔架结构承受的荷载作用及涡激振动较大，使塔架结构的力学性能面临挑战。

3、目前，相关技术中，一般会将塔架结构的直径增大、壁厚加厚，以提高塔架结构的力学性能，使叶轮能在接触足够风力作用的同时，得到稳定的支撑作用。

4、但是，增加直径和壁厚的塔架结构，会使制造所用的材料用量增加，不利于控制制造成本；同时也会造成风力发电塔架装置整体的重量增加，造成运输成本和运输难度的上升。

5、针对上述中的相关技术，发明人认为存在有风力发电塔架装置在保障支撑效果的同时不易保证轻量化、减小涡激振动的缺陷。

技术实现思路

1、为了改善风力发电塔架装置在保障支撑效果同时的轻量化问题及减小涡激振动，本技术提供一种高强度带肋锥形塔架装置。

2、本技术提供的高强度带肋锥形塔架装置采用如下的技术方案：

3、一种高强度带肋锥形塔架装置，包括：基座机构，所述基座机构的一端连接地面；塔架机构，所述塔架机构包括塔筒组件和格构组件，所述格构组件的下端连接所述基座机构的另一端，所述塔筒组件设于所述格构组件的上端，所述塔筒组件包括塔筒本体和第一肋件组，所述第一肋件组包括若干个第一肋件，若干个所述第一肋件周向分布于所述塔筒本体的外侧壁，所述第一肋件的长度方向由所述塔筒本体下端向所述塔筒本体上端延伸，所述第一肋件螺旋盘绕于所述塔筒本体的外侧壁，相邻的所述第一肋件间隔设置；叶轮机构，所述叶轮机构连接所述塔筒组件，所述叶轮机构用于将风能转换为机械能；发电机构，所述发电机构与所述叶轮机构连接，用于将机械能转换为电能。

4、通过采用上述技术方案，基座机构提供与地面的连接及支撑作用，格构组件的下端连接于基座机构，塔筒本体的外侧壁周向设有若干个第一肋件，第一肋件的长度由塔筒本体的下端向塔筒本体的上端延伸，且第一肋件螺旋盘绕于塔筒本体的外侧壁，以使第一肋件在塔筒本体的外周扭转设置，相邻的两个第一肋件间隔设置，以能在不增加塔筒本体直径和厚度、造成塔架装置重量大幅度增加的前提下，通过若干个第一肋件提高塔筒本体的支撑强度，提高塔筒组件的荷载承载能力，并通过扭转设置的第一肋件减少涡激振动，提高稳定性；塔筒组件设置于格构组件上端，能通过格构组件降低该高强度带肋锥形塔架装置的重量，同时通过格构组件降低风阻，有助于提高该塔架机构的柔性，进而保证该高强度带肋锥形塔架装置的荷载承载能力，使该塔架机构的高度可以设置的较高，提高适用性，叶轮机构设置在塔筒组件上，并通过发电机构与叶轮机构的连接，从而通过叶轮机构实现风能到机械能的转换、通过发电机构实现机械能到电能的转换。

5、可选地，所述第一肋件的横截面呈等腰梯形，所述第一肋件上端面的面积小于所述第一肋件下端面的面积。

6、通过采用上述技术方案，将第一肋件的横截面设置为等腰梯形，并使第一肋件上端面面积小于第一肋件下端面面积，从而在保证第一肋件提供可靠支撑作用的同时，减小第一肋件的体积，从而减轻重量，有助于实现轻量化，并且通过第一肋件提高支撑性能，能缓解塔筒本体体积的增大程度，从而降低风阻。

7、可选地，所述第一肋件上端面底边的两个顶点连接所述塔筒本体的上端面边缘，所述第一肋件下端面底边的两个顶点连接所述塔筒本体的下端面边缘。

8、通过采用上述技术方案，通过等腰梯形的底边连接塔筒本体，便于保证连接强度，实现可靠连接，使第一肋件上下端面均保持与塔筒本体上下端面边缘的连接，由于第一肋件的长度由塔筒本体的下端向上端延伸，从而能保证第一肋件可靠贴合于塔筒本体的外侧壁，保证第一肋件能起到提升荷载承载能力的作用。

9、可选地，所述塔筒本体的侧壁呈预设角度倾斜，所述第一肋件的扭转角为120°。

10、通过采用上述技术方案，塔筒本体的侧壁倾斜，一方面提高稳定性，另一方面减轻重量；并使其上的第一肋件的扭转角为120°，从而优化对涡激振动的减小效果，进一步提高稳定性。

11、可选地，所述塔筒本体的直径由所述塔筒本体下端向所述塔筒本体上端减小，所述塔筒本体的最小径厚比大于84。

12、通过采用上述技术方案，使塔筒本体的上端直径减小，有助于降低塔筒本体顶部的风阻，提高稳定性，并且使塔筒本体的径厚比大于84，使塔筒本体上的第一肋板能可靠实现荷载承载能力的提升，进一步提高稳定性，保证该高强度带肋锥形塔架装置的安全运行。

13、可选地，所述塔架机构还包括第二肋件组，所述第二肋件组包括若干个第二肋件，若干个所述第二肋件周向分布于所述塔筒本体的内侧壁，相邻的所述第二肋件间隔设置，所述第一肋件组与所述第二肋件组周向错位设置。

14、通过采用上述技术方案，第二肋件组的设置能提高塔筒本体的荷载承载强度，并使第二肋件与第一肋件在周向错位设置，避免应力集中的同时，能对塔筒本体的内侧和外侧均实现强度提升作用。

15、可选地，所述塔筒本体与设于所述塔筒本体上的所述第一肋件组和所述第二肋件组一体成型。

16、通过采用上述技术方案，一体成型能避免出现连接端面，降低连接端面在承受荷载时发生破坏的风险，从而提高该高强度带肋锥形塔架装置的荷载承载能力，同时也能减少连接端处的结构重量。

17、可选地，所述基座机构包括基座本体和连接组件，所述基座本体的一端连接所述地面，所述基座本体靠近所述地面的一端的横截面积大于所述格构组件所围设的最大横截面积，所述基座本体的另一端连接所述塔架机构，所述连接组件用于连接所述基座本体与所述格构组件。

18、通过采用上述技术方案，基座本体靠近地面一端的横截面积大于格构组件所围设的最大横截面积，能为基座机构上方所连接机构提供可靠支撑，由于在承受荷载时应力最大的位置在基座机构顶面，因而在格构组件与基座机构之间通过连接组件连接，保证连接的可靠性和稳固性。

19、可选地，所述格构组件包括支撑件和连接件，所述支撑件与所述连接件均设有多个，所述支撑件沿所述塔架机构的轴线周向分布，所述支撑件的一端连接所述塔筒组件的下端，所述支撑件的另一端连接所述基座机构，所述连接件的两端分别连接两个所述支撑件。

20、通过采用上述技术方案，支撑件提供主要支撑作用，保证叶轮机构与格构组件的可靠连接，连接件用于提高支撑件的支撑强度，并能使不同支撑件相互连接，提高格构组件的整体性，格构组件能提高通风性，从而降低风阻，提高柔性，减少对基座机构顶端的应力集中，并且格构组件相对于塔筒组件的重量降低，有助于减轻整体的重量。

21、可选地，所述格构组件还包括若干个固定件，所述固定件的一端连接所述支撑件，所述固定件的另一端连接所述基座本体的上端面。

22、通过采用上述技术方案，固定件的设置能在支撑件与塔筒组件连接的基础上，通过固定件提高支撑件的连接强度，保证对塔筒组件的支撑稳定性。

23、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

24、1.基座机构提供与地面的连接及支撑作用，格构组件的下端连接于基座机构，塔筒本体的外侧壁周向设有若干个第一肋件，第一肋件的长度由塔筒本体的下端向塔筒本体的上端延伸，且第一肋件螺旋盘绕于塔筒本体的外侧壁，以使第一肋件在塔筒本体的外周扭转设置，相邻的两个第一肋件间隔设置，以能在不增加塔筒本体直径和厚度、造成塔架装置重量大幅度增加的前提下，通过若干个第一肋件提高塔筒本体的支撑强度，提高塔筒组件的荷载承载能力，并通过扭转设置的第一肋件减少涡激振动，提高稳定性；塔筒组件设置于格构组件上端，能通过格构组件降低该高强度带肋锥形塔架装置的重量，同时通过格构组件降低风阻，有助于提高该塔架机构的柔性，进而保证该高强度带肋锥形塔架装置的荷载承载能力，使该塔架机构的高度可以设置的较高，提高适用性，叶轮机构设置在塔筒组件上，并通过发电机构与叶轮机构的连接，从而通过叶轮机构实现风能到机械能的转换、通过发电机构实现机械能到电能的转换；

25、2.通过将第一肋件的横截面设置为等腰梯形，并使第一肋件上端面面积小于第一肋件下端面面积，从而在保证第一肋件提供可靠支撑作用的同时，减小第一肋件的体积，从而减轻重量，有助于实现轻量化，并且通过第一肋件提高支撑性能，能缓解塔筒本体体积的增大程度，从而降低风阻；

26、3.塔筒本体的侧壁倾斜，一方面提高稳定性，另一方面减轻重量；并使其上的第一肋件的扭转角为120°，从而优化对涡激振动的减小效果，进一步提高稳定性。