專利名稱：風(fēng)輪機、用于降低風(fēng)輪機塔架噪聲排放的方法與風(fēng)輪機的使用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種風(fēng)輪機、一種降低風(fēng)輪機塔架噪聲排放的方法及風(fēng)輪機的使用。
背景技術(shù)：
本領(lǐng)域已知的風(fēng)輪機包括錐形風(fēng)輪機塔架和位于塔架頂部的風(fēng)輪機機艙。具有多 個風(fēng)輪機葉片的風(fēng)輪機轉(zhuǎn)子如圖1所示通過延伸出機艙前部的低速軸與機艙相連。例如由于運轉(zhuǎn)的風(fēng)輪機產(chǎn)生噪聲越多則其選址須在越遠(yuǎn)之處，特別地對于陸基風(fēng) 輪機噪聲排放可成為一個嚴(yán)重問題。因此，降低風(fēng)輪機噪聲排放是近年來設(shè)計和建造風(fēng)輪機技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的一個重點。噪聲可由風(fēng)輪機其內(nèi)和其上的許多來源產(chǎn)生，除與風(fēng)相互作用外，主要來源可能 是振動，例如來自齒輪箱中的齒輪嚙合作為結(jié)構(gòu)性振動傳播并最終在風(fēng)輪機的其他部件產(chǎn) 生振動。噪聲則從這些其他部件表面發(fā)射，為表面上振動水平以及同一表面噪聲發(fā)射能力 的函數(shù)。所述結(jié)構(gòu)中的任何共振將進一步增強振動傳遞。結(jié)構(gòu)性噪聲已知是風(fēng)輪機塔架的問題，例如歐洲專利申請EPl 515040 Al中因而 已知在風(fēng)輪機塔架外部設(shè)有噪聲吸收遮蓋。但這種解決方法復(fù)雜、昂貴，而且可能有損風(fēng)輪 機的視覺形象。從美國專利US 6，213，721中也已知在風(fēng)輪機塔架表面設(shè)有降低噪聲排放的瓦 片，所述瓦片含有通過粘在塔架上的一層塑料泡沫材料與塔架相連的重金屬板。但這些瓦 片復(fù)雜、昂貴，而且由于這種減振器通過對塔架壁增加質(zhì)量而工作，它們相對較大的重量將 使塔架承受過大壓力。因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于降低風(fēng)輪機塔架噪聲排放的有利技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種風(fēng)輪機，包括具有塔架壁的風(fēng)輪機塔架；安置在所述塔架頂部 的機艙；以及用于降低所述塔架噪聲排放的降噪裝置。所述降噪裝置包括形成為細(xì)長加強 元件的梁以及一個或多個減震裝置，所述減震裝置被布置在所述塔架壁和所述梁之間，所 述減震裝置被布置成使得所述塔架壁與所述梁之間的相對運動導(dǎo)致能量經(jīng)所述減震裝置 耗散，以降低噪聲排放。例如前述US 6，213，721所公開的瓦片通過增加質(zhì)量降低噪聲排放，從而減小塔
架壁中噪聲導(dǎo)生波的振幅。但是對于重量是大問題的風(fēng)輪機塔架，通過布置為使其能夠耗散噪聲導(dǎo)生振動能 量的減震裝置以降低噪聲排放是有利的，因為這使得以極低的重量提供更有效的降噪效^ O將減震裝置放置在塔架壁和剛性梁之間可確保塔架壁中的振動必使減震裝置變 形，由此至少一些能量因內(nèi)部摩擦或減震裝置中的遲滯而被轉(zhuǎn)化為熱量，從而實現(xiàn)減震和
4降噪效果。應(yīng)強調(diào)術(shù)語“梁”應(yīng)被理解為具有例如I、H、L、C或Z字形輪廓等任一開放輪廓或 例如正方形、矩形、多邊形或圓形等任一封閉輪廓或它們的任一組合的支架、梁木、托梁、橫 木或管道的任一種類。在本發(fā)明一個方面，所述噪聲由在所述塔架壁內(nèi)形成波的振動而產(chǎn)生，所述減震 裝置在布置為與所述波的至少兩個波峰和一個波谷或與所述波的至少兩個波谷和一個波 峰相對應(yīng)的位置與所述塔架壁相連。如果梁例如僅與波的一個波谷和一個波峰相連，則梁將隨兩連接點之間連線以較 大角度移位，由此減震裝置僅邊緣變形。但是，通過在給定梁上布置減震裝置以使其在某一點適時與塔架壁中噪聲導(dǎo)生振 動的至少兩個波峰和一個波谷或至少兩個波谷和一個波峰同時相互作用，確保減震裝置因 振動而明顯變形，因為這種構(gòu)型將確保梁在塔架壁振動時保持其位置，或至少確保梁僅略 有線性移位。因為減震裝置由于給定振動而產(chǎn)生的變形越大，則減震裝置可耗散的能量越 多，于是降噪裝置的降噪質(zhì)量得到提高，這是有利的。在本發(fā)明的一個方面，所述降噪裝置與所述塔架壁的頂部節(jié)段相連。風(fēng)輪機塔架結(jié)構(gòu)性振動的主要來源之一是機艙齒輪箱中的齒輪嚙合。若無齒輪箱 則另外一主要來源是如發(fā)電機、冷卻管或液壓系統(tǒng)、發(fā)動機等機艙內(nèi)的其他機械振動導(dǎo)生 設(shè)備，因此降噪裝置與塔架頂部節(jié)段相連以在振動向下傳播到塔架從而增大噪聲排放之前 盡早將其消除是有利的。在本發(fā)明的一個方面，所述降噪裝置與所述塔架的內(nèi)部相連。風(fēng)輪機塔架的內(nèi)部具有較之其外部更為受控的環(huán)境，通過將降噪裝置放置在塔架 內(nèi)部，可能更好地保護降噪裝置元件不會破壞。在本發(fā)明的一個方面，所述減震裝置制成為所述塔架壁與所述梁之間的柔性聯(lián)結(jié)。例如如果柔性聯(lián)結(jié)為摩擦聯(lián)結(jié)或聯(lián)結(jié)材料至少在某種程度上具有塑料特性，則塔 架壁中的振動將使減震裝置變形從而導(dǎo)致動能耗散形式的能量損失，減震由此發(fā)生。此外，風(fēng)輪機塔架的內(nèi)表面可略有不平，因此通過使用柔性聯(lián)結(jié)使降噪裝置適應(yīng) 于塔架壁以補償相對剛性的塔架壁與相對剛性的梁之間距離的任何恒定差異，從而確保單 個梁上所有減震裝置與塔架壁之間良好接觸是有利的。在本發(fā)明的一個方面，所述減震裝置至少部分由橡膠制成。合成橡膠和天然橡膠價格低廉，具有柔性同時能夠?qū)⒅辽俨糠钟糜谑怪冃蔚哪?量轉(zhuǎn)化為熱量，對形成能夠耗散塔架壁振動能量的減震裝置是有利的。在本發(fā)明的一個方面，所述一個或多個減震裝置包括一個或多個磁體，用于通過 所述磁體的磁吸力將所述降噪裝置與塔架壁相連。由于大多數(shù)現(xiàn)代風(fēng)輪機塔架由鋼鐵制成，由磁體連接是簡單又靈活的方案，例如 可使根據(jù)本發(fā)明的降噪裝置可安裝在塔架內(nèi)而不會削弱塔架結(jié)構(gòu)，且由于梁易于改型，通 過磁吸力將降噪裝置與塔架壁相連是有利的。在本發(fā)明的一個方面，所述降噪裝置包括至少三個減震裝置，這三個減震裝置沿 所述梁縱向長度基本上均勻間隔。
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如果梁僅以一點連接，則其基本上僅與塔架壁中振動同相前后移動，而基本上不 會使中間的減震裝置發(fā)生變形。如果梁以兩點連接，則梁與這些點處振動壁的位置同相發(fā)生角度移位，由此中間 減震裝置最多僅發(fā)生輕微變形。但如果梁以三點連接，則至少其中一點以與其他兩點相反的方向發(fā)生移動的可能 性增加，由此中間的減震裝置發(fā)生更大變形且更多能量被耗散。此外，通過至少三個移位的減震裝置將梁安裝到塔架壁也是有利的，因為梁可支撐并加強塔架壁，從而增強梁放置處塔架區(qū)域的結(jié)構(gòu)性阻尼。在本發(fā)明的一個方面，所述至少三個減震裝置相互移位所述塔架壁中噪聲導(dǎo)生振 動的波長的大約一半。如果給定梁的減震裝置之間的相互距離小于或大于塔架壁中噪聲導(dǎo)生振動波長 的一半，則由于三個或更多減震裝置同時在同一方向受到影響的風(fēng)險增加，降噪裝置的效 率降低。因此將減震裝置放置在沿梁長度大約一半波長處是有利的。在本發(fā)明的一個方面，所述梁具有至少為所述塔架中噪聲導(dǎo)生振動波長1. 5倍的 長度。為增加塔架結(jié)構(gòu)中傳播的振動的衰減從而降低塔架噪聲排放，如果剛性梁的長度 使其可能通過與通過塔架結(jié)構(gòu)傳播的同一波的一個波谷連接的至少一個減震裝置和至少 兩個不同波峰連接的至少兩個減震裝置、或至少兩個不同波谷連接的至少兩個減震裝置和 至少一個波峰連接的至少一個減震裝置將其連接到塔架則更有效。在本發(fā)明的一個方面，所述一個或多個梁的長度在0. 5米與30米之間，優(yōu)選地在 1米與20米之間，最優(yōu)選地在2米與8米之間。如果梁太長則會變得過重，如果梁太短則不能有效降低噪聲排放。當(dāng)前長度范圍 因此提供了重量和效率間的有利關(guān)系。在本發(fā)明的一個方面，所述降噪裝置包括用于根據(jù)所述塔架壁中噪聲導(dǎo)生振動的 波長調(diào)節(jié)至少兩個所述減震裝置間中心距的調(diào)諧裝置。由于可使降噪裝置被調(diào)諧為更有效地以特定的頻率、振幅、波長等降低噪聲排放， 為根據(jù)本發(fā)明的降噪裝置提供調(diào)諧裝置是有利的。此外，調(diào)節(jié)單個梁的各減震裝置之間中心距是有利的，由于這是針對特定波長傳 播的振動調(diào)諧根據(jù)本發(fā)明的降噪裝置的簡單有效的方式。在本發(fā)明的一個方面，所述梁大體豎直定位為在所述塔架上。當(dāng)梁大體豎直定位時，可使降噪裝置直立并且即使塔架或特定塔架節(jié)段變成錐形 仍可使梁適應(yīng)于塔架表面。此外，豎直安裝的梁將在豎直方向上覆蓋較大區(qū)域從而減小結(jié)構(gòu)性振動向下傳播 至地面的危險。在本發(fā)明的一個方面，所述風(fēng)輪機包括兩個或多個沿所述塔架圓周大致均勻間隔 的降噪裝置。更多梁將增強梁降噪效果，通過使其圍繞塔架均勻間隔，塔架周圍噪聲也均勻降 低。在本發(fā)明的一個方面，所述梁大體水平定位在所述塔架上。
塔架壁中的噪聲導(dǎo)生波在某些條件下可沿塔架周邊大致水平傳播，因此使梁大致 水平定位以使其與多個波同時相互作用是有利的。在這種情況下梁可例如制成圓形以適應(yīng) 塔架的圓周。此外，本發(fā)明提供一種用于減少風(fēng)輪機塔架噪聲排放的方法，所述方法通過給噪 聲排放塔架壁提供降噪裝置，使得所述塔架壁中噪聲導(dǎo)生振動導(dǎo)致能量經(jīng)布置在所述塔架 壁與所述降噪裝置的細(xì)長梁之間的減震裝置耗散。由于通過耗散轉(zhuǎn)化能量是一種非常輕便、便宜、有效的降噪方法，由此提供一種降 低風(fēng)輪機塔架噪聲排放的非常有效的方法。在本發(fā)明的一個方面，所述方法還包括在所述降噪裝置安設(shè)在所述噪聲排放塔架 壁之前確定所述塔架壁中一個或多個所述噪聲導(dǎo)生振動的波長的步驟。如果預(yù)先已知一個或多個噪聲導(dǎo)生振動的波長，可使得或調(diào)整降噪裝置更有效地 減小該波長的波。還可從降噪裝置多個不同實施例中選擇所述降噪裝置以解決特定的塔架 噪聲問題。在本發(fā)明的一個方面，所述降噪裝置通過根據(jù)所述噪聲導(dǎo)生振動的波長調(diào)節(jié)所述 減震裝置的中心距得以調(diào)諧。由此實現(xiàn)了本發(fā)明一個有利實施例。在本發(fā)明的一個方面，所述降噪裝置通過根據(jù)所述噪聲導(dǎo)生振動的波長調(diào)節(jié)與同 一梁相連的減震裝置之間的距離得以調(diào)諧。由此實現(xiàn)了本發(fā)明一個有利實施例。此外，本發(fā)明還提供了根據(jù)前述任一內(nèi)容的風(fēng)輪機的使用，其中所述風(fēng)輪機包括 用以增大風(fēng)輪機的轉(zhuǎn)子與發(fā)電機之間轉(zhuǎn)速的齒輪箱。齒輪箱且特別地風(fēng)輪機齒輪箱(典型包括一個或多個行星齒輪級)包括運行時嚙 合的多個齒輪。齒輪相互接合的沖擊可產(chǎn)生振動，所述振動通過機艙結(jié)構(gòu)并通過偏航機構(gòu) 可傳播至塔架壁，所述振動在該處使塔架壁排放噪聲。因此，對于具有包括用于增大轉(zhuǎn)子與 發(fā)電機之間轉(zhuǎn)速的齒輪箱的風(fēng)輪機，使用根據(jù)本發(fā)明降噪裝置是特別有利的。


本發(fā)明參考以下附圖進行描述圖1顯示從前側(cè)所見的本領(lǐng)域已知的大型現(xiàn)代風(fēng)輪機；圖2顯示從側(cè)面所見的機艙的簡化剖視圖；圖3顯示從前側(cè)所見的包括根據(jù)本發(fā)明降噪裝置的風(fēng)輪機；圖4A顯示從側(cè)面所見的降噪裝置的實施例；圖4B顯示從側(cè)面所見的安裝在振動塔架壁上的圖4A所示降噪裝置的實施例；圖5顯示從頂部所見的包括均勻間隔降噪裝置的風(fēng)輪機塔架的剖視圖；圖6顯示從頂部所見的包括磁體和柔性聯(lián)結(jié)第一實施例的降噪裝置的剖視圖；圖7顯示從頂部所見的包括磁體和柔性聯(lián)結(jié)第二實施例的降噪裝置的剖視圖；圖8顯示從頂部所見的降噪裝置的另一實施例；圖9顯示從頂部所見的在風(fēng)輪機塔架中水平傳播的波；以及圖10顯示從立體圖所見的在風(fēng)輪機塔架中豎直傳播的波。
具體實施例方式圖1顯示已知技術(shù)風(fēng)輪機1，其包括可劃分為多個塔架節(jié)段6的錐形塔架2。風(fēng)輪 機機艙3安置在塔架2頂部。包括多個風(fēng)輪機葉片5的風(fēng)輪機轉(zhuǎn)子4通過延伸出機艙3前端的低速軸與機艙3 連接。典型地，塔架節(jié)段6包括在制造節(jié)段6過程中焊接在一起的多個塔架環(huán)，其中每一 節(jié)段6典型地在每一端包括用于將各塔架節(jié)段6在豎立處相互連接形成完整塔架2的連接 法蘭。塔架節(jié)段6理論上可達到超過50或60米長，但是實際上難以超過35米長以使其在 現(xiàn)有交通系統(tǒng)中可運輸。在該實施例中塔架2包括在五個其它塔架節(jié)段6之上的頂部節(jié)段12，但在另一實 施例中例如取決于塔架2的總高度、風(fēng)輪機1類型、機艙3與轉(zhuǎn)子4的重量、最大可運輸長 度等，塔架2可包括更多或更少塔架節(jié)段6，例如一個、兩個、三個、四個或五個塔架節(jié)段6。圖2顯示現(xiàn)有技術(shù)風(fēng)輪機1的機艙3的簡化剖視圖。機艙3存在多種變形和結(jié) 構(gòu)，但是在大多數(shù)情況下機艙3中傳動系統(tǒng)總是包括一個或多個以下元件齒輪箱15、聯(lián)結(jié) (未示出)、某種制動系統(tǒng)16以及發(fā)電機17?，F(xiàn)代風(fēng)輪機1的機艙3也可包括換流器18 (也 稱為逆變器)和例如其它電操作設(shè)備、控制箱、液壓系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等附加周邊設(shè)備。包括機艙元件15、16、17、18的整個機艙3的重量由機艙結(jié)構(gòu)19承載。所述元件 15、16、17、18通常放置在和/或連接至該共用荷載承載機艙結(jié)構(gòu)19。在該簡化實施例中， 荷載承載機艙結(jié)構(gòu)19例如以部分或所有元件15、16、17、18連接至其上的底架的形式僅沿 機艙3底部延伸。在另一實施例中，荷載承載結(jié)構(gòu)19可包括通過主軸承傳遞轉(zhuǎn)子4的荷載 至塔架2的齒輪鐘，或荷載承載結(jié)構(gòu)19可包括例如格子結(jié)構(gòu)的幾個互連部件。在機艙3底部，風(fēng)輪機1設(shè)有裝配在塔架2與機艙3之間接頭中的偏航機構(gòu)14。 偏航機構(gòu)14可包括由某種電機驅(qū)動的小齒輪所帶動的某種帶齒的回轉(zhuǎn)裝置。圖3顯示從前側(cè)所見的包括根據(jù)本發(fā)明降噪裝置8的風(fēng)輪機1。在本發(fā)明該實施例中，塔架2包括呈剛性梁9的形式的多個降噪裝置8，剛性梁9 通過多個垂直移位的減震裝置20安裝到塔架內(nèi)表面。在該實施例中梁9由鋼制成，但是在另一實施例中梁9或一些梁9可由例如鐵、不 銹鋼、鋁、鈦或任一種類的合金制成，或梁9可利用塑料、陶瓷或例如由金屬棒、木材、線纜 或纖維加強的任何形式復(fù)合材料制成。在該優(yōu)選的實施例中梁9安裝到塔架2內(nèi)表面，但是在另一實施例中，例如如果由 于缺乏空間不可能將梁9裝在內(nèi)表面上，或如果梁9特定實施例若安裝到塔架2外表面在 降低噪聲方面更為有效，則至少一些梁9可安裝到塔架2外表面。在該實施例中降噪裝置8設(shè)置在塔架2的頂部節(jié)段12，以防止振動從機艙3通過 塔架2向下傳播并降低塔架2噪聲排放，但是例如如果振動導(dǎo)生設(shè)備設(shè)置在塔架2中或上 的平臺上、或在塔架2底部，將降噪裝置8設(shè)置在塔架2其它位置是有利的。在該實施例中降噪裝置8圍繞塔架2整個周邊大體均勻水平間隔，但在另一實施 例中，本發(fā)明降噪裝置8可非均勻間隔或可僅放置在塔架2周邊的部分上以例如適應(yīng) 的 主導(dǎo)方向，或如果例如由于例如扶梯、升降機線纜等連接設(shè)備在塔架周邊部分處噪聲排放不是問題。圖4A顯示從側(cè)面所見的降噪裝置8的一個實施例。在本發(fā)明該實施例中，梁9包括九個均勻間隔的減震裝置20，梁9利用嵌入減震裝 置20的磁體10通過所述減震裝置與塔架壁22連接。在另一實施例中梁9可包括其它數(shù) 量的減震裝置20，但是優(yōu)選在2至50之間，且最優(yōu)選在3至30之間。減震裝置20數(shù)量可 例如與引發(fā)最大臨界噪聲的塔架壁22上的振動頻率或波長有關(guān)。在該實施例中減震裝置20包括磁體形式的連接裝置10，用于通過磁體10的磁吸 力將降噪裝置8剛性地連接到塔架壁22。磁體10可被嵌入減震裝置20以防止磁體與空 氣、濕氣等相互作用。在該實施例中減震裝置20由螺栓固定在梁9底部凸緣，但是在另一 實施例中減震裝置20可以另一方式連接。在另一實施例中連接裝置10可包括特殊配件以便當(dāng)與塔架2連接時使用，或減震 裝置20與塔架壁22通過粘合劑、螺栓、支桿、鉚釘、焊接等連接，或不同減震裝置20可包括 機械和/或磁性連接裝置10的任意組合。在該實施例中減震裝置20在梁9縱向均勻間隔，由于相鄰減震裝置20間的中心 距CD在梁9全長L范圍內(nèi)一致，使得降噪裝置8特別地適用于降低以特定波長WL傳播的 噪聲，但是在另一實施例中減震裝置20間隔可不同，例如三個相鄰減震裝置20以第一給定 中心距⑶設(shè)置，而其后三個其它相鄰減震裝置20以第二給定中心距⑶設(shè)置，例如其后另 三個相鄰減震裝置20以第三給定中心距⑶設(shè)置，以使得降噪裝置8適用于降低以兩個、三 個或更多不同波長WL傳播的噪聲。在該實施例中，降噪裝置8預(yù)制為固定長度L，固定數(shù)量的減震裝置20被放置在固 定位置，但是在另一實施例中，降噪裝置8還可包括調(diào)諧裝置13，其中減震裝置20可通過梁 9中的細(xì)長狹縫安裝到梁9，以使得兩個或多個減震裝置20之間的中心距CD可調(diào)整以使距 離CD與塔架壁22中引發(fā)最大臨界噪聲的同一波形的波峰與相鄰波谷之間的距離大體上相 符。降噪裝置8也可通過給梁提供多個安裝孔設(shè)有調(diào)諧裝置13，使得某些或全部減震 裝置之間相互距離CD在窄幅內(nèi)可被調(diào)節(jié)為噪聲特定模式，或減震裝置20通過特殊配件可 與梁9連接使得減震裝置20至少在調(diào)諧降噪裝置8的調(diào)節(jié)過程中可沿梁9的長度L滑動。如果梁9為給定長度L且降噪裝置8的調(diào)諧要求減震裝置20之間的中心距⑶必 須增加，減震裝置20數(shù)量也可調(diào)整，或梁可與具有更適合長度L的梁9互換。降噪裝置8可根據(jù)已測量的特定風(fēng)輪機塔架2的特定噪聲情況(例如測量從塔架 2產(chǎn)生最大臨界噪聲排放的振動的波長WL)調(diào)諧，或降噪裝置8可根據(jù)試錯方法調(diào)諧，其中 可調(diào)整至少某些減震裝置之間的中心距CD、梁9的長度和/或連接區(qū)域7的數(shù)量直至實現(xiàn) 最佳或至少充分降噪。圖4B顯示從側(cè)面所見的安裝在振動塔架壁22上的如圖4A所示降噪裝置8的實 施例。當(dāng)降噪裝置8被安裝在振動塔架壁22上且減震裝置20之間的中心距⑶大體等 于產(chǎn)生噪聲的波的波長WL —半時，梁9大致與塔架壁22中振動的振幅無關(guān)地在空間上一 直保持其位置。如圖所述，大體上一半減震裝置30在第一方向?qū)⑹苡绊?，而另一半減震裝 置20在與第一方向相反的方向受影響。這要求塔架壁22與梁之間的相對運動的基本上所有能量用于使減震裝置20變形，由此能量經(jīng)減震裝置20耗散，波的尺寸則減小，由此降低 噪聲排放。此外，降噪裝置8的該實施例也可使塔架壁變剛硬，由此通過阻止波形傳播通過 更為剛性的塔架壁22進一步降低噪聲排放。圖5顯示從頂部所見的包括均勻間隔的降噪裝置8的風(fēng)輪機塔架2的剖視圖。在該實施例中降噪裝置8圍繞塔架2內(nèi)側(cè)壁22均勻間隔，但在另一實施例中，例 如因為塔架不對稱結(jié)構(gòu)導(dǎo)致噪聲排放主要發(fā)生在塔架2特定側(cè)，因為風(fēng)的主導(dǎo)方向?qū)е虏?希望的振動主要從一側(cè)傳播，因為由于例如扶梯、升降機、平臺等塔架內(nèi)空間有限或僅僅因 為實驗表明非對稱分布必要或已足夠，降噪裝置8可以不同地間隔。此外，在該實施例中降噪裝置8均為同樣長度L、同一減震裝置20構(gòu)型且放置在塔 架2內(nèi)同樣高度，但是在另一實施例中梁9可為不同長度L或可例如交替地錯列放置，或一 些降噪裝置8具有以第一相互距離⑶分布的減震裝置20以及一些減低噪聲裝置8具有以 第二相互距離CD分布的減震裝置20，以例如提高降噪裝置8的效率，使得在不同頻率下同 時增強降噪性能。圖6顯示從頂部所見的包括磁體10的降噪裝置8和柔性聯(lián)結(jié)11第一實施例的剖 視圖。在該實施例中連接裝置10制成為磁體，使得變硬的梁9通過磁吸力可與金屬塔架 壁22連接，由此避免削弱塔架結(jié)構(gòu)的任何焊接或孔穴。為使磁力支承有效，大體全部接觸表面21須與塔架壁表面22適當(dāng)接觸，因此將減 震裝置20形成為柔性聯(lián)結(jié)11是有利的，例如允許接觸表面21相對于塔架壁表面22較小 的大致恒定角向、線性或橫向調(diào)整以形成良好接觸。在該實施例中磁體10通過螺栓與梁9連接，通過所述螺栓、梁9和磁體之間的柔 性聯(lián)結(jié)11提供減震裝置20。該減震裝置20可例如由橡膠、塑料、木材或其它比磁體、螺栓 和塔架2更具柔性的材料制成。圖7顯示從頂部所見的包括磁體10的降噪裝置8和柔性聯(lián)結(jié)11第二實施例的剖 視圖。在本發(fā)明該實施例中，減震裝置20制成為磁體10與螺栓頭之間的柔性墊片形式 的柔性聯(lián)結(jié)11。圖8顯示從頂部所見的加強梁9的另一實施例。在本發(fā)明該實施例中，梁9為Z型但是如前所述梁9可為H型、I型、S型、C型、L 型、M型或U型，或梁9可制成為閉合管或例如圓形、橢圓形、矩形或方形管道，或梁9可包 括任一其它閉合或敞開的直線、彎曲或多邊形形狀或它們的任一組合。由于重要的是梁9是非常剛性的，梁9可包括某種格形框架或以單獨添加形式、或 例如梁9通過擠壓成型集成在梁9中的其它類型加固件也是可行的。在該實施例中減震裝置20包括簡單鐵素體基磁體形式的連接裝置10，但是在另 一實施例中磁體可由例如磁性合金、磁體陶瓷或優(yōu)選地由釹或釤-鈷等另外永磁材料制 成，或磁體可由另一適用類型永磁材料或其任意組合制成，或磁體可制成為電磁體。圖9顯示從頂部所見的在風(fēng)輪機塔架2內(nèi)大體水平傳播的波。在某些條件下，塔架壁22中振動在塔架壁22中可大致水平和周向傳播，如圖9波
10形所示。在此情況下降噪裝置8可圓形地形成或此外適應(yīng)于特定塔架2形狀，由此使得降 噪裝置8的減震裝置20可與更多波形的波峰和波谷同時相互作用。圖10顯示從立體圖所見的在風(fēng)輪機塔架2中大體豎直傳播的波。當(dāng)塔架壁22中的波形豎直傳播時，通常因塔架2在第一方向變得更呈橢圓形，再 往下塔架2同時在第二方向變得更呈橢圓形，此處第一方向垂直于第二方向。這使得塔架 2豎直截面沿塔架2至少部分豎直范圍形成標(biāo)準(zhǔn)正弦波形狀。本發(fā)明參考降噪裝置8、梁9、減震裝置20等具體實例作為示例。但是，應(yīng)理解本發(fā) 明不限于所述具體實例，在權(quán)利要求所說明的本發(fā)明范圍內(nèi)可進行多種不同設(shè)計或更改。列表
1.風(fēng)輪機
2.塔架
3.機艙
4.轉(zhuǎn)子
5.葉片
6.塔架節(jié)段
7.
8.降噪裝置
9.梁
10連接裝置
11柔性聯(lián)結(jié)
12塔架頂部節(jié)段
13調(diào)諧裝置
14偏航機構(gòu)
15齒輪箱
16制動系統(tǒng)
17發(fā)電機
18換流器
19機艙構(gòu)件
20減震裝置
21磁體接觸表面
22塔架壁
CD減震裝置之間中心距
L.降噪裝置長度
WL塔架壁噪聲導(dǎo)生振動
權(quán)利要求
一種風(fēng)輪機，其包括具有塔架壁的風(fēng)輪機塔架；安置在所述塔架頂部的機艙；以及用于降低所述塔架噪聲排放的降噪裝置；其中，所述降噪裝置包括形成為細(xì)長加強元件的梁以及一個或多個減震裝置，所述減震裝置被布置在所述塔架壁和所述梁之間，所述減震裝置被布置成使得所述塔架壁與所述梁之間的相對運動導(dǎo)致能量經(jīng)所述減震裝置耗散，以降低噪聲排放。
2.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)輪機，其特征在于，所述噪聲由在所述塔架壁中形成波的振 動產(chǎn)生，所述減震裝置在布置成與所述波的至少兩個波峰和一個波谷或者所述波形的至少 兩個波谷和一個波峰相對應(yīng)的位置與所述塔架壁連接。
3.如權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)輪機，其特征在于，所述降噪裝置連接到所述塔架壁的頂 部節(jié)段。
4.如前述任一權(quán)利要求所述的風(fēng)輪機，其特征在于，所述降噪裝置連接到所述塔架的 內(nèi)側(cè)。
5.如前述任一權(quán)利要求所述的風(fēng)輪機，其特征在于，所述減震裝置制成為所述塔架壁 與所述梁之間的柔性聯(lián)結(jié)。
6.如前述任一權(quán)利要求所述的風(fēng)輪機，其特征在于，所述減震裝置至少部分由橡膠制成。
7.如前述任一權(quán)利要求所述的風(fēng)輪機，其特征在于，所述一個或多個減震裝置包括一 個或多個磁體，用于通過所述磁體的磁吸力將所述降噪裝置連接到塔架壁。
8.如前述任一權(quán)利要求所述的風(fēng)輪機，其特征在于，所述降噪裝置包括沿所述梁縱向 長度大體均勻間隔的至少三個減震裝置。
9.如權(quán)利要求8所述的風(fēng)輪機，其特征在于，所述至少三個減震裝置相互移位所述塔 架壁中噪聲導(dǎo)生振動的波長的大約一半。
10.如前述任一權(quán)利要求所述的風(fēng)輪機，其特征在于，所述梁具有為所述塔架壁中噪聲 導(dǎo)生振動的波長至少1. 5倍的長度。
11.如前述任一權(quán)利要求所述的風(fēng)輪機，其特征在于，所述一個或多個梁具有在0.5至 30米之間，優(yōu)選在1至20米之間，最優(yōu)選在2至8米之間的長度。
12.如前述任一權(quán)利要求所述的風(fēng)輪機，其特征在于，所述降噪裝置包括用于根據(jù)所述 塔架壁中噪聲導(dǎo)生的振動的波長調(diào)節(jié)至少兩個所述減震裝置之間中心距的調(diào)諧裝置。
13.如前述任一權(quán)利要求所述的風(fēng)輪機，其特征在于，所述梁在所述塔架上大體豎直定位。
14.如權(quán)利要求10所述的風(fēng)輪機，其特征在于，所述風(fēng)輪機包括沿所述塔架的周邊大 體均勻間隔的兩個或多個降噪裝置。
15.如權(quán)利要求1至9任一要求所述的風(fēng)輪機，其特征在于，所述梁在所述塔架上大體 水平定位。
16.一種用于減少風(fēng)輪機塔架噪聲排放的方法，所述方法通過給噪聲排放塔架壁提供 降噪裝置，使得所述塔架壁中噪聲導(dǎo)生振動導(dǎo)致能量經(jīng)布置在所述塔架壁與所述降噪裝置 的細(xì)長梁之間的減震裝置耗散。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在所述降噪裝置被提供 到所述噪聲排放塔架壁之前確定所述塔架壁中一個或多個所述噪聲導(dǎo)生振動的波長的步馬聚ο
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述降噪裝置通過根據(jù)所述噪聲導(dǎo)生振 動的波長調(diào)節(jié)所述減震裝置的中心距被調(diào)諧。
19.如權(quán)利要求17或18所述的方法，其特征在于，所述降噪裝置通過根據(jù)所述噪聲導(dǎo) 生振動的波長調(diào)節(jié)連接到同一梁的多個減震裝置之間的距離被調(diào)諧。
20.根據(jù)權(quán)利要求1至15任一要求所述風(fēng)輪機的使用，其中，所述風(fēng)輪機包括用于增加 所述風(fēng)輪機的轉(zhuǎn)子與發(fā)電機之間旋轉(zhuǎn)速度的齒輪箱。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種風(fēng)輪機(1)，包括具有塔架壁(22)的風(fēng)輪機塔架(2)、安置在塔架(2)頂部的風(fēng)輪機機艙(3)以及用于降低塔架(2)噪聲排放的降噪裝置(8)。所述降噪裝置包括形成為細(xì)長加強元件的梁(9)以及一個或多個減震裝置(20)，其中減震裝置(20)布置在塔架壁(22)和梁(9)之間，減震裝置(20)布置為使得塔架壁(22)與梁(9)之間的相對運動導(dǎo)致能量經(jīng)減震裝置(20)耗散以降低噪聲排放。本發(fā)明還涉及一種降低風(fēng)輪機塔架(2)噪聲排放的方法以及風(fēng)輪機(1)的使用。
文檔編號F03D11/04GK101903652SQ200880122265
公開日2010年12月1日 申請日期2008年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月21日
發(fā)明者B·奧爾加德, E·B·斯洛斯 申請人:維斯塔斯風(fēng)力系統(tǒng)集團公司