Соединительное тело и способ соединения частичных кольцевых сегментов - RU2708756C1
Код документа: RU2708756C1
Чертежи
Описание
Изобретение относится к соединительному телу для установки в участке башни ветроэнергетической установки. Кроме того, изобретение относится к участку башни ветроэнергетической установки и к башне ветроэнергетической установки. Кроме того, изобретение относится к ветроэнергетической установке, а также к способу соединения частичных кольцевых сегментов.
Ветроэнергетическая установка содержит по существу ротор, содержащий по меньшей мере одну роторную лопасть, которая вращается за счет потока воздуха и тем самым приводит в действие ротор генератора, при этом генератор обычно расположен внутри гондолы. Гондола предпочтительно расположена на башне, которая выполнена в виде стальной башни или бетонной башни, содержащей или состоящей из железобетона и/или напряженного бетона. Бетонная башня является, в частности, башней, которая выполнена большей частью из бетона, однако при этом содержит также участки, изготовленные из другого материала, предпочтительно стали. Такая башня имеет предпочтительно трубчатую геометрическую форму, при этом диаметр башни вдоль ее продольного прохождения до гондолы уменьшается. Диаметр башни ветроэнергетической установки может иногда превышать 8 м. Поперечное сечение башни, перпендикулярное продольному прохождению башни, может быть круглым или многоугольным, предпочтительно восьмиугольным. Когда в последующем речь идет о кольцевом выполнении, то оно включает предпочтительно как круглые, так и многоугольные поперечные сечения башни.
Башня содержит, как правило, множество участков башни ветроэнергетической установки, которые имеют кольцевую геометрическую форму определенной высоты. Кроме того, выполненная кольцеобразно стенка имеет толщину. Участки башни ветроэнергетической установки предпочтительно расположены вдоль продольного прохождения башни друг над другом так, что торцевые поверхности по существу полностью прилегают друг к другу.
Участки башни ветроэнергетической установки содержат часто несколько частичных кольцевых сегментов, с целью, среди прочего, упрощения транспортировки, в частности, поставки участков башни ветроэнергетической установки к месту возведения ветроэнергетической установки, за счет конструктивных элементов с меньшей высотой. В частности, это относится к участкам башни ветроэнергетической установки, которые расположены в нижней зоне башни. Участок башни ветроэнергетической установки может состоять, например, из двух частичных кольцевых сегментов, которые образуют каждый сегмент в 180° участка башни ветроэнергетической установки. Эти частичные кольцевые сегменты предпочтительно изготавливаются предварительно промышленным способом в виде готовых бетонных частей и стыкуются при строительстве башни на месте возведения и соединяются друг с другом.
Частичные кольцевые сегменты составляются вместе так, что они образуют участок башни ветроэнергетической установки. При применении двух сегментов возникают за счет составления вместе два проходящих вертикально разделительных стыка. Разделительные стыки возникают в месте, в котором частичные кольцевые сегменты упираются друг в друга своими соответствующим двумя стыковочными кромками. На этих упорных кромках выступают в известных частичных кольцевых сегментах, как правило на некоторых участках, части арматуры и/или соединительные элементы для обеспечения возможности соединения друг с другом частичных кольцевых сегментов. Соединение осуществляется с помощью ригеля, который соединяет выступающую из первой стыковочной кромки арматуру с выступающей из второй стыковочной кромки арматурой другого частичного кольцевого сегмента. Остающийся вертикальный стык затем обычно заполняется раствором.
При этом недостатком является то, что это связано с большими затратами как при изготовлении частичных кольцевых сегментов, так и при соединении частичных кольцевых сегментов. Дополнительно к этому, этот вид соединения таит опасность коррозии арматуры, соответственно, соединительных участков в этой зоне, которая может возникать даже при тщательном выполнении соединения. Дополнительно к этому, достигаемая точность позиционирования частичных кольцевых сегментов относительно друг друга ограничена и лежит обычно в диапазоне примерно ±10 мм. Кроме того, может быть проблематичным заполнение раствором при низких температурах.
В целом, соединения, в частности, винтовые соединения, для таких стыков, соответственно для возникающих здесь разъемов, как правило, должны отвечать высоким требованиям, и на основании этого имеют короткие интервалы обслуживания, которые связаны с большими затратами.
Немецкое ведомство патентов и торговых марок провел анализ для заявки, приоритетной для данной заявки, следующего уровня техники: WO 2003/012335 А1, DE 85 03 887 U1, DE 10 2008 005 607 А1 и DE 298 09 541 U1.
Таким образом, в основу данного изобретения положена задача создания соединительного тела и способа для соединения двух частичных кольцевых сегментов, а также участка башни ветроэнергетической установки, башни ветроэнергетической установки и ветроэнергетической установки, которые уменьшают или устраняют один или несколько указанных недостатков. В частности, задачей изобретения является создание соединительного тела и способа для соединения двух частичных кольцевых сегментов, а также участка башни ветроэнергетической установки, башни ветроэнергетической установки и ветроэнергетической установки, которые уменьшают интенсивность технического обслуживания соединения частичных кольцевых сегментов для башен ветроэнергетических установок. Кроме того, задачей изобретения является создание соединительного тела и способа для соединения двух частичных кольцевых сегментов, а также участка башни ветроэнергетической установки, башни ветроэнергетической установки и ветроэнергетической установки, которые обеспечивают возможность просто выполняемого и/или дешевого соединения частичных кольцевых сегментов для башен ветроэнергетических установок.
Задача решена, согласно первому аспекту изобретения, с помощью соединительного тела для вставления в участок башни ветроэнергетической установки, содержащего первую боковую стенку по меньшей мере с одним первым отверстием, через которое проходит крепежный элемент, и противоположную первой боковой стенке вторую боковую стенку со вторым отверстием, через которое проходит крепежный элемент, верхнюю поперечную стенку и нижнюю противоположно лежащую поперечную стенку, при этом верхняя и нижняя поперечная стенки расположены по существу перпендикулярно первой и второй боковой стенкам и соединяют их.
В основе изобретения лежит понимание того, что соотношения сил в соединениях частичных кольцевых сегментов имеют существенное влияние на необходимую интенсивность обслуживания. Меньшая интенсивность обслуживания характеризуется, среди прочего, тем, что соединение, в частности винтовое соединение, лишь очень редко, т.е. после очень многих рабочих часов, должно проверяться. В частности, винтовые соединения должны подтягиваться при низкой интенсивности обслуживания лишь после многих рабочих часов. При выполнении соединения так, что силы по существу или исключительно проходят в осевом направлении соединительного элемента, и соединительный элемент нагружается преимущественно на растяжение и, в частности, могут быть уменьшены нагрузки среза, обеспечивается значительно уменьшенная интенсивность обслуживания. Это справедливо, в частности, для винтовых соединений, при этом винт, в частности в рабочем состоянии, нагружается преимущественно или исключительно на осевое растяжение.
Участок башни ветроэнергетической установки, в котором устанавливается соединительное тело, согласно изобретению, предусмотрен для строительства башни ветроэнергетической установки. Участок башни ветроэнергетической установки предпочтительно имеет кольцевую геометрическую форму, так что он по существу образован наружной окружной поверхностью, внутренней окружной поверхностью и двумя торцевыми сторонами. Участки башни ветроэнергетической установки устанавливаются на их торцевых сторонах смежно друг с другом, соответственно, друг на друге, и тем самым возводится башня ветроэнергетической установки. Торцевые стороны участка башни ветроэнергетической установки могут содержать ступеньки, которые упрощают позиционирование участков башни смежно друг с другом, соответственно, друг на друге. Участки башни состоят или содержат бетон, в частности, железобетон или напряженный бетон.
Первая и/или вторая боковая стенка соединительного тела предпочтительно имеет каждая по существу плоскую геометрическую форму, которая образована за счет горизонтального прохождения и проходящего перпендикулярно ему вертикального прохождения. Кроме того, боковые стенки имеют направленную перпендикулярно горизонтальному прохождению и вертикальному прохождению толщину, которая по сравнению с размерами горизонтального прохождения и вертикального прохождения предпочтительно имеет очень небольшой размер. При этом боковые стенки предпочтительно имеют преимущественно плоскую поверхность. Кроме того, боковые стенки предпочтительно имеют на некоторых участках или полностью вогнутую поверхность, например, с целью достижения предварительного напряжения проходящего через боковые стенки крепежного элемента. Толщина боковых стенок может иметь постоянную величину, при этом дополнительно может быть предусмотрено также утолщение или сужение в соответствующих больше или меньше нагружаемых зонах. Кроме того, возможно, что боковые стенки имеют выемки и/или ребристость.
Первая боковая стенка и вторая боковая стенка предпочтительно имеют каждая одинаковые размеры для их горизонтального прохождения и для их вертикального прохождения, так что плоское прохождение первой боковой стенки имеет ту же величину поверхности, что и плоское прохождение второй боковой стенки. Для специальных случаев применения могут быть предусмотрены также отклонения от указанного выше варианта выполнения, так что величина поверхности плоского прохождения первой боковой стенки не равна величине поверхности плоского прохождения второй боковой стенки. Кроме того, размеры первой боковой стенки и второй боковой стенки могут различаться относительно их горизонтального прохождения и/или их вертикального прохождения. В одном предпочтительном варианте выполнения соединительного тела две боковые стенки имеют одинаковые размеры относительно толщины.
Боковые стенки соединительного тела расположены так, что первая боковая стенка расположена противоположно второй боковой стенке. В соответствии с этим, боковые стенки расположены напротив друг друга и, кроме того, на расстоянии друг от друга. Предпочтительно, первая боковая стенка и вторая боковая стенка расположены параллельно друг другу, так что их соответствующие нормали к поверхности проходят по существу параллельно. Кроме того, вторая боковая стенка предпочтительно расположена так, что нормаль к поверхности одной боковой стенки направлена к плоскому прохождению другой боковой стенки.
Согласно изобретению, первая боковая стенка имеет первое отверстие, через которое проходит крепежное средство, и вторая стенка имеет второе отверстие, через которое проходит крепежное средство. Первое и/или второе отверстие имеет предпочтительно круглое поперечное сечение, при этом возможно также любое другое круговое поперечное сечение. Поперечное сечение отверстия проходит, в частности, параллельно плоскому прохождению первой и/или второй боковой стенки. Кроме того, первое и/или второе отверстие могут также иметь многоугольное поперечное сечение, при этом особенно предпочтительными являются треугольные или четырехугольные поперечные сечения. Кроме того, отверстие может иметь удлиненное прохождение. Направление прохождения через первое и/или второе отверстия предпочтительно параллельно нормалям к поверхности первой и/или второй боковой стенки.
Кроме того, возможны варианты выполнения, в которых боковые стенки имеют каждая два, три или больше отверстий. Например, первая боковая стенка может иметь два, три или больше отверстий и/или вторая боковая стенка может иметь два, три или больше отверстий. Отверстия в первой боковой стенке и/или во второй боковой стенке, в частности средние точки отверстий, могут быть расположены в вертикальном направлении на расстоянии друг от друга. В частности, предпочтительно, что отверстия, в частности их средние точки, расположены на расстоянии друг от друга в направлении, которое проходит параллельно перпендикулярам к поверхности одной из поперечных стенок.
Согласно изобретению, первая и/или вторая поперечная стенка соединительного тела имеет каждая по существу плоскую геометрическую форму, которая образована за счет первого горизонтального прохождения и проходящего перпендикулярно ему второго горизонтального прохождения. Кроме того, поперечные стенки имеют направленную перпендикулярно первому горизонтальному прохождению и второму горизонтальному прохождению толщину, которая предпочтительно по сравнению с размерами первого горизонтального прохождения и второго горизонтального прохождения имеет очень небольшой размер.
При этом поперечные стенки предпочтительно имеют преимущественно плоскую поверхность. Кроме того, поперечные стенки предпочтительно имеют на некоторых участках или полностью вогнутость, например, с целью достижения предварительного напряжения проходящего через поперечные стенки монтажного крепежного элемента. Толщина поперечных стенок может иметь постоянную величину, при этом дополнительно может быть предусмотрено также утолщение или сужение в соответствующих больше или меньше нагружаемых зонах. Кроме того, возможно, что поперечные стенки имеют выемки и/или ребристость.
Верхняя поперечная стенка и/или нижняя поперечная стенка предпочтительно имеют каждая одинаковые размеры для их первого горизонтального прохождения и для их второго горизонтального прохождения, так что плоское прохождение верхней поперечной стенки имеет ту же величину поверхности, что и плоское прохождение нижней поперечной стенки. Для специальных случаев применения могут быть предусмотрены также отклонения от указанного выше варианта выполнения, так что величина поверхности плоского прохождения верхней поперечной стенки не равна величине поверхности плоского прохождения нижней поперечной стенки. В предпочтительном варианте выполнения соединительного тела две поперечные стенки имеют одинаковые размеры относительно толщины. Верхняя поперечная стенка и нижняя поперечная стенка лежат, согласно изобретению, противоположно, так что они находятся на расстоянии друг от друга, и нормали к поверхности верхней и нижней поперечной стенки, которые проходят каждая через среднюю точку плоского прохождения поперечных стенок, имеют по существу одинаковую ось.
Верхняя и нижняя поперечная стенка расположена по существу ортогонально первой и второй боковой стенке. Горизонтальное прохождение и/или вертикальное прохождение боковых стенок может быть больше, равно или больше горизонтального прохождения и/или вертикального прохождения поперечных стенок. Кроме того, верхняя поперечная стенка соединяет первую и вторую боковую стенку, и нижняя поперечная стенка соединяет также первую и вторую боковую стенку. Соединение поперечных стенок с боковыми стенками может выполняться различным образом. В частности, предпочтительно выполнение соединительного тела в виде конструктивного узла, при этом две поперечные стенки и две боковые стенки расположены в соответствии с изобретением и соединены. Предпочтительно, две поперечные стенки и две боковые стенки предпочтительно соединены друг с другом с помощью сварки, и/или они соединены друг с другом посредством клепки и/или свинчены друг с другом. В принципе, возможно использование для соединения самых различных разъемных и неразъемных соединений.
Кроме того, соединительное тело может быть выполнено полностью или по существу полностью интегрально. Это может быть обеспечено, например, тем, что соединительное тело выполняется в виде деформируемого и/или вырезаемого конструктивного элемента. Кроме того, возможно выполнение соединительного тела в виде литого или генеративно изготовленного конструктивного элемента.
В предпочтительном варианте выполнения соединительного тела предусмотрено, что верхняя поперечная стенка имеет по меньшей мере два соответствующих верхних отверстия, через которые проходит монтажный крепежный элемент, и что нижняя поперечная стенка имеет по меньшей мере два соответствующих нижних отверстия, через которые проходит монтажный крепежный элемент.
Предпочтительно, в этом варианте выполнения верхняя поперечная стенка имеет первое верхнее отверстие, через которое проходит монтажный крепежный элемент, и второе верхнее отверстие, через которое проходит монтажный крепежный элемент, и нижняя поперечная стенка имеет первое нижнее отверстие, через которое проходит монтажный крепежный элемент, и второе нижнее отверстие, через которое проходит монтажный крепежный элемент.
Верхние и/или нижние отверстия имеет предпочтительно круглое поперечное сечение, при этом возможны также любые другие круговые поперечные сечения. Поперечное сечение отверстия проходит, в частности, параллельно плоскому прохождению верхней и/или нижней поперечной стенки. Кроме того, верхнее и/или нижнее отверстие могут также иметь многоугольное поперечное сечение, при этом особенно предпочтительными являются треугольные или четырехугольные поперечные сечения. Кроме того, отверстия могут иметь удлиненное прохождение. Направление прохождения через верхнее и/или нижнее отверстия предпочтительно по существу параллельно нормалям к поверхности первой и/или второй поперечной стенки. Кроме того, верхние отверстия могут отличаться друг от друга. Дополнительно к этому, нижние отверстия могут отличаться друг от друга.
Кроме того, возможны варианты выполнения, в которых поперечные стенки имеют каждая два, три или больше отверстий. Например, верхняя поперечная стенка может иметь два, три или больше верхних отверстий и/или нижняя поперечная стенка может иметь два, три или больше нижних отверстий. Верхние и/или нижние отверстия в верхней и/или нижней поперечной стенке, в частности средние точки отверстий, могут быть расположены в продольном направлении одной из поперечных стенок на расстоянии друг от друга, и/или находиться на расстоянии друг от друга в направлении, ортогональном этому продольному направлению. В частности, предпочтительно, что отверстия, в частности их средние точки, расположены на расстоянии друг от друга в направлении, которое проходит параллельно перпендикулярам к поверхности одной из боковых стенок.
Отверстия, в частности по меньшей мере первое и второе отверстие, а также верхние и нижние отверстия, предназначены для прохождения через них крепежных элементов и/или монтажных крепежных элементов. Поэтому эти отверстия выполнены так, что крепежный элемент и/или монтажный крепежный элемент может частично или полностью проходить с одной стороны боковой стенки и/или поперечной стенки на другую сторону той же боковой стенки и/или той же поперечной стенки тем, что он проходит через отверстие. В качестве крепежных элементов, соответственно монтажных крепежных элементов, можно использовать предпочтительно разъемные соединительные элементы, такие как, например, винты, гайки, болты и/или шпильки, при этом для специальных случаев применения могут использоваться также не разъемные соединительные элементы.
В другом предпочтительном варианте выполнения предусмотрена расположенная по существу параллельно первой и второй боковой стенке и между ними разделительная стенка, которая по существу ортогональна нижней и верхней поперечной стенке. В соответствии с этим, разделительная стенка по существу параллельна первой и второй боковой стенке. Предпочтительно, разделительная стенка расположена на расстоянии от первой и/или второй боковой стенки, при этом воображаемая соединительная линия между первой и второй боковой стенкой проходит также через разделительную стенку, поскольку разделительная стенка расположена между первой и второй боковой стенкой. Кроме того, разделительная стенка расположена по существу ортогонально верхней и нижней поперечной стенке, так что в месте соединения разделительная стенки с верхней поперечной стенкой возникает по существу прямой угол, соответственно угол примерно 90°. То же справедливо для места соединения разделительная стенки с нижней поперечной стенкой.
Разделительная стенка может быть выполнена в виде сплошной пластины или с проходными отверстиями. Проходные отверстия могут быть образованы сверлением или за счет того, что разделительная стенка имеет, например, выемки и/или ребристости. Материал разделительной стенки может содержать тот же материал, что и боковые стенки и/или поперечные стенки.
В другом предпочтительном варианте выполнения предусмотрено, что соединительное тело с разделительной стенкой содержит первое частичное соединительное тело без разделительной стенки и/или второе частичное соединительное тело без разделительной стенки, при этом предпочтительно первое частичное соединительное тело с одной из своих боковых стенок расположено на боковой стенке второго частичного соединительного тела. Соединение между этими частичными соединительными телами может осуществляться, например, с помощью винтового соединения, поскольку на боковых стенках предусмотрены отверстия. Таким образом, соединительное тело может иметь модульную конструкцию и может быть составлено из частичных соединительных тел, что может облегчать изготовление соединительного тела.
В особенно предпочтительном варианте выполнения соединительного тела оно характеризуется тем, что разделительная стенка разделяет верхнюю и нижнюю поперечную стенку, предпочтительно по существу посредине, и при этом предпочтительно соответственно одно из указанных по меньшей мере двух верхних отверстий расположено на одной из обеих частей поперечной стенки, и/или при этом предпочтительно соответственно одно из указанных по меньшей мере двух нижних отверстий расположено на одной из обеих частей поперечной стенки. В соответствии с этим, разделительная стенка расположена между первой боковой стенкой и второй боковой стенкой так, что расстояние от разделительной стенки до обеих боковых стенок по существу одинаково. При этом обеспечивается возможность доступа к верхней и нижней поперечной стенке, так что через нее может проходить монтажный крепежный элемент. Кроме того, одно нижнее отверстие и одно верхнее отверстие находятся на одной стороне разделительной стенки, и одно нижнее отверстие и одно верхнее отверстие находятся на другой стороне разделительной стенки. При этом одна сторона обращена к первой боковой стенке, а другая сторона обращена к другой боковой стенке.
В особенно предпочтительном варианте выполнения предусмотрено, что разделительная стенка не имеет отверстия. В соответствии с этим, разделительная стенка может быть выполнена в виде сплошной пластины.
В одном предпочтительном варианте выполнения предусмотрена по существу параллельная нижней и верхней поперечной стенке и расположенная между ними горизонтальная разделительная стенка, соответственно горизонтальные разделительные стыки, которые расположены по существу ортогонально первой и/или второй боковой стенке. В одном варианте выполнения соединительного тела без разделительной стенки, которая расположена параллельно боковым стенкам, горизонтальная разделительная стенка может проходить от первой до второй боковой стенки. Крепление горизонтальной разделительной стенки на боковых стенках может осуществляться с геометрическим замыканием и/или с замыканием по материалу. С разделительной стенкой, которая расположена параллельно боковым стенкам, может проходить горизонтальная разделительная стенка, например, от первой боковой стенки до разделительной стенки. Предпочтительно, параллельно этой горизонтальной разделительной стенке предусмотрена другая горизонтальная разделительная стенка, которая проходит от второй боковой стенки до разделительной стенки.
В другом варианте выполнения предусмотрены две или больше разделительных стенок, которые расположены по вертикали на расстоянии друг от друга. Кроме того, по меньшей мере одна горизонтальная разделительная стенка может проходить от первой до второй боковой стенки, и дополнительно между горизонтальной разделительной стенкой и одной из поперечных стенок, соответственно между горизонтальными разделительными стенками, может проходить разделительная стенка, которая расположена по существу параллельно первой и/или второй боковой стенке. Согласно другому варианту выполнения, соединительное тело имеет заднюю стенку, которая расположена ортогонально первой и второй боковой стенке и верхней и нижней поперечной стенке и соединяет их. Задняя стенка имеет предпочтительно плоское прохождение, которое полностью или частично закрывает образованное между одной из двух боковых стенок и двумя поперечными стенками отверстие.
В другом целесообразном варианте выполнения соединительного тела предусмотрено, что задняя стенка не имеет отверстия. В соответствии с этим, плоское прохождение задней стенки может быть выполнено сплошным. Не обязательно, задняя стенка может также иметь одно или несколько отверстий.
В особенно предпочтительном варианте выполнения соединительного тела предусмотрено, что сторона соединительного тела, которая расположена ортогонально первой и второй боковой стенке и верхней и нижней поперечной стенке, и предпочтительно лежащая противоположно задней стенке, выполнена открытой. Этот вариант выполнения приводит к тому, что соединительное тело имеет по существу геометрическую форму кубика или прямоугольного параллелепипеда, при этом геометрическая форма имеет пять закрытых, соответственно снабженных отверстиями, и одну открытую сторону. При этом открытая сторона лежит противоположно задней стенке.
Указанная здесь относительно первого аспекта геометрическая форма кубика или прямоугольного параллелепипеда с по существу ортогонально друг к другу расположенными боковыми и поперечными стенками, а также, возможно разделительной и задней стенкой, содержит в смысле данной заявки также такие варианты выполнения, в которых форма согласована с кольцевой формой частичного кольцевого сегмента, соответственно участка башни, и боковые стенки ориентированы примерно радиально. На основании, как правило, значительно большего по сравнению с размерами соединительного тела радиуса частичного кольцевого сегмента, соответственно участка башни, эти варианты выполнения могут быть включены в указанные здесь геометрические формы.
В другом предпочтительном варианте выполнения предусмотрено, что отверстия расположены на расстоянии, предпочтительно расположены на одинаковом расстоянии, от кромок первых и/или вторых боковых стенок и/или верхних и/или нижних поперечных стенок. При этом первое и второе отверстие, через которое проходит крепежный элемент и/или монтажный крепежный элемент, а также верхние и нижние отверстия расположены на расстоянии от кромок верхних и нижних отверстий и от кромок поперечных стенок. Это расположение на расстоянии упрощает введение крепежных элементов и/или монтажных крепежных элементов в отверстия. Кроме того, расположение на расстоянии может повышать жесткость соединительного тела.
В особенно предпочтительном варианте выполнения соединительного тела предусмотрено, что направления прохождение через отверстия в первой и второй боковой стенке, а также в верхней и нижней поперечной стенке лежат в общей плоскости, предпочтительно по существу в вертикальной плоскости. При этом направления прохождения через отверстия в первой и второй боковой стенке образуют первое направление прохождения этой общей плоскости. При этом направления прохождения через отверстия в верхней и нижней поперечной стенке образуют второе направление прохождения общей плоскости. По существу вертикальная плоскость образуется направлениями прохождения через отверстия, когда эти направления проходят по существу параллельно нормалям к поверхностям, в которых выполнены отверстия.
Соединительное тело может содержать различные материалы или состоять из различных материалов. Предпочтительно, соединительное тело состоит из металлических материалов или содержит их. Особенно предпочтительно, что соединительное тело содержит сталь или состоит из стали, поскольку сталь, в частности, подходит для больших нагрузок растяжения. Кроме того, в частности, предпочтительно, что соединительное тело содержит литые материалы или состоит из них. Кроме того, соединительное тело может состоять из не железных материалов, таких как, например, специальные сплавы, или содержать их. Кроме того, соединительное тело может предпочтительно состоять из пластмассы или содержать ее, при этом предпочтительными являются, в частности, пластмассы с высокой прочностью на растяжение, например, армированные волокном пластмассы. Кроме того, соединительное тело может состоять из бетона, в частности высокопрочного бетона, или содержать его.
Согласно другому аспекту изобретения, указанная вначале задача решена с помощью участка башни ветроэнергетической установки, при этом участок башни содержит по меньшей мере один первый и один второй частичный кольцевой сегмент, при этом оба частичных кольцевых сегмента выполнены каждый в виде сегмента- оболочки и предпочтительно в виде бетонного тела, и стыкуются друг с другом по меньшей мере в одном по существу вертикальном стыке, который отличается тем, что в зоне стыка расположена выемка, в которую вставлено соединительное тело, в частности, соединительное тело в соответствии по меньшей мере с одним из указанных выше вариантов выполнения, и при этом первый и второй частичный кольцевой сегмент в зоне стыка, в частности в зоне выемки, имеет по существу горизонтальный крепежный анкер, и при этом в зоне стыка соединительное тело соединено по меньшей мере с одним по существу горизонтальным крепежным анкером первого частичного кольцевого сегмента с помощью по меньшей мере одного первого крепежного элемента, который проходит через отверстие в первой боковой стенке соединительного тела, и соединительное тело соединено по меньшей мере с одним по существу горизонтальным крепежным анкером второго частичного кольцевого сегмента с помощью по меньшей мере одного второго крепежного элемента, который проходит через отверстие во второй боковой стенке соединительного тела.
Когда на одном частичном кольцевом сегменте предусмотрено два, три или больше крепежных анкеров, то они могут быть соединены предпочтительно с помощью соответствующего количества крепежных элементов с соединительным телом. Существует также возможность выполнения больше одного отверстия на каждой боковой стенке, так что для каждого крепежного анкера предусмотрен также частичный кольцевой сегмент для каждого отверстия боковой стенки. В качестве альтернативного решения, также несколько крепежных элементов могут проходить через отдельное отверстие, в частности, имеющее форму овала, прорези или удлиненное отверстие, с целью введения в два, три или больше крепежных анкеров.
Участок башни выполнен в виде кольцевого сегмента, который предпочтительно образует полный круг и имеет ортогонально радиусу кольцевого сегмента высоту. Кроме того, кольцевой сегмент имеет стенку, при этом за счет этого образуются наружная окружная поверхность и внутренняя окружная поверхность. Кроме того, участок башни содержит по меньшей мере первый и второй частичный кольцевой сегмент, которые в случае по меньшей мере двух частичных кольцевых сегментов имеют, например, угловую длину 180°. Кроме того, существует возможность, что участок башни содержит также больше двух частичных кольцевых сегментов, при этом частичные кольцевые сегменты предпочтительно имеют в сумме всегда угловую длину 180°. Разделение участка башни на частичные кольцевые сегменты обеспечивает, в частности, преимущество упрощенной транспортировки, поскольку участки башни с большими диаметрами нельзя транспортировать обычным образом на обычных транспортных средствах.
Частичные кольцевые сегменты предпочтительно выполнены каждый в виде сегмента-оболочки, предпочтительно в виде бетонного тела. Кроме того, предпочтительное бетонное тело предпочтительно выполнено в виде армированного бетонного тела, в частности, в виде железобетонного тела и/или тела из напряженного бетона. Кроме того, предпочтительное бетонное тело предусмотрено в виде готовой бетонной части, так что оно может быть предварительно изготовлено промышленным способом.
Частичные кольцевые сегменты стыкуются друг с другом по меньшей мере в одном по существу вертикальном стыке. При этом по меньшей мере один вертикальный стык имеет предпочтительно вертикальный размер, по существу равный высоте участка башни. В случае двух частичных кольцевых сегментов, например, с угловой длиной 180° каждый, участок башни содержит в целом два по существу вертикальных стыка. В соответствии с этим, количество стыков увеличивается с увеличением количества частичных кольцевых сегментов в участке башни.
В зоне стыка расположена выемка, в которую может быть вставлено соединительное тело. Предпочтительно, выемка одной половиной расположена в примыкающем к стыку первом частичном кольцевом сегменте, а другой половиной - в примыкающем к стыку втором частичном кольцевом сегменте. Выемка предпочтительно имеет согласованную с соединительным телом геометрическую форму, при этом размеры выемки предпочтительно больше размеров соединительного тела. Особенно предпочтительно, один размер выемки, в частности, в вертикальном направлении и/или горизонтальном направлении, соответственно, по существу в направлении горизонтального прохождения горизонтального крепежного анкера, предпочтительно по меньшей мере немного превышает размеры соединительного тела.
Предпочтительно, соединительное тело выполнено в соответствии с указанным выше аспектом изобретения. В другом варианте выполнения в одном стыке предусмотрено больше чем одна выемка, в которые может быть вставлено соединительное тело. Это, в частности, предпочтительно, когда участок башни имеет высоту, которая обеспечивает возможность предусмотрения, требует и/или делает целесообразным больше, чем одну выемку. Выемки в отдельном стыке предпочтительно расположены по вертикали друг над другом и имеют каждая предпочтительно вертикальное расстояние друг от друга.
Частичные кольцевые сегменты имеют относительно стыка, в частности в зоне выемки, соответствующий по существу горизонтальный крепежный анкер. Крепежные анкеры предпочтительно заделаны каждый в частичные кольцевые сегменты и, в частности, забетонированы в частичные кольцевые сегменты. За счет горизонтальной ориентации крепежных анкеров и их заделки, они имеют, в частности, в горизонтальном, соответственно, осевом направлении растяжения высокую прочность.
Крепежные анкеры служат в комбинации с соединительным телом с крепежными элементами для соединения двух расположенных у одного стыка частичных кольцевых сегментов. Для этого соединительное тело в зоне стыка соединено по существу с горизонтальным крепежным анкером первого частичного кольцевого сегмента с помощью первого крепежного элемента. Это соединение осуществляется тем, что первый крепежный элемент проходит через отверстие в первой боковой стенке соединительного тела и входит в соединение по существу с горизонтальным крепежным анкером.
Кроме того, соединительное тело соединяется по существу с горизонтальным крепежным анкером второго частичного кольцевого сегмента с помощью второго крепежного элемента. Это соединение осуществляется тем, что второй крепежный элемент проходит через отверстие во второй боковой стенке соединительного тела и входит в соединение по существу с горизонтальным крепежным анкером. В случае трех или больше частичных кольцевых сегментов выполняется соединение частичных кольцевых сегментов в имеющихся стыках указанным выше образом.
В одной предпочтительной модификации участка башни ветроэнергетической установки предусмотрено, что первый и второй частичный кольцевой сегмент в зоне стыка, в частности в зоне выемки, имеет каждый по меньшей мере два лежащих противоположно, по существу вертикальных крепежных анкера, при этом предпочтительно в состоянии монтажа в зоне стыка соединительное тело соединено по меньшей мере с двумя по существу вертикальными крепежными анкерами первого частичного кольцевого сегмента с помощью по меньшей мере одного первого верхнего и по меньшей мере одного первого нижнего монтажного крепежного элемента, предпочтительно разъемно, которые проходят через соответствующее отверстие в верхней и нижней поперечной стенке соединительного тела, и соединительное тело соединено по меньшей мере с двумя по существу вертикальными крепежными анкерами второго частичного кольцевого сегмента с помощью по меньшей мере одного второго верхнего и по меньшей мере одного второго нижнего монтажного крепежного элемента, предпочтительно разъемно, которые проходят через соответствующее отверстие в верхней и нижней поперечной стенке соединительного тела.
Когда на одном частичном кольцевом сегменте предусмотрены три или больше крепежных анкеров, то они могут быть предпочтительно также соединены с соединительным телом с помощью соответствующего количества крепежных элементов. Существует также возможность предусмотрения больше двух отверстий в каждой поперечной стенке, так что для каждого крепежного анкера в каждом частичном кольцевом сегменте предусмотрено также одно отверстие в каждой поперечной стенке. В качестве альтернативного решения, также несколько крепежных элементов могут проходить через отдельное отверстие, в частности овальное, в виде прорези или удлиненное отверстие, для вхождения в два, три или больше вертикальных крепежных анкеров.
В соответствии с этим, частичные кольцевые сегменты содержат в каждом стыке по меньшей мере два по существу вертикальных крепежных анкера, которые расположены, в частности, в зоне выемок. Воображаемое продолжение по меньшей мере вертикальных крепежных анкеров проходит в соответствии с этим предпочтительно через выемки. Оба по существу вертикальных крепежных анкера первого частичного кольцевого сегмента соединены, предпочтительно в состоянии монтажа, с соединительным телом с помощью первого верхнего и первого нижнего монтажного крепежного элемента, предпочтительно разъемно. Для этого монтажные крепежные элементы проходят через соответствующее отверстие в одной верхней и в одной нижней поперечной стенке соединительного тела и входят в соединение по существу с вертикальным крепежным анкером. Оба по существу вертикальных крепежных анкера первого частичного кольцевого сегмента предпочтительно расположены горизонтально зеркально симметрично относительно друг друга так, что нижний из обоих крепежных анкеров доступен сверху с помощью первого нижнего монтажного крепежного элемента, и верхний из обоих крепежных анкеров доступе снизу с помощью первого верхнего монтажного крепежного элемента.
Кроме того, соединительное тело соединено с обоими по существу вертикальными крепежными анкерами второго частичного кольцевого сегмента. Соединение выполняется предпочтительно разъемным и, в частности, с помощью второго верхнего и второго нижнего монтажного крепежного элемента. Оба по существу вертикальных крепежных анкера второго частичного кольцевого сегмента также предпочтительно расположены с горизонтальной зеркальной симметрией относительно друг друга так, что нижний из обоих крепежных анкеров доступен сверху с помощью первого нижнего монтажного крепежного элемента, и верхний из обоих крепежных анкеров доступен снизу с помощью первого верхнего монтажного крепежного элемента.
Для этого монтажные крепежные элементы проходят через отверстия в верхней и нижней поперечной стенке соединительного тела. В случае трех или больше частичных кольцевых сегментов, соединение частичных кольцевых сегментов осуществляется в имеющихся стыках предпочтительно указанным выше образом.
Предпочтительно, монтажные крепежные элементы удаляются из вертикальных крепежных анкеров после выполненного монтажа участка башни ветроэнергетической установки, возможно также лишь после выполненного монтажа башни ветроэнергетической установки или ее части, т.е. соединение между соединительным телом и вертикальными крепежными анкерами снова разъединяется. В основе этого предпочтительного варианта выполнения лежит уже поясненное выше понимание того, что соединение, в частности винтовое соединение, имеет небольшую интенсивность обслуживания, когда оно испытывает по существу нагрузку на растяжение. В частности, интенсивность обслуживания уменьшается за счет уменьшения или предотвращения поперечных кромок и/или сил среза внутри этого соединения в рабочем состоянии, так что демонтаж или ослабление монтажных крепежных элементов в вертикальных крепежных анкерах приводит к тому, что горизонтальное соединение воспринимает тем самым по существу осевые силы, и значительно сокращается нагрузка на срез.
В другом предпочтительном варианте выполнения предусмотрено, что крепежные анкеры выполнены в виде резьбовых анкеров с внутренней резьбой. Внутренняя резьба выполнена, в частности, для приема соответствующего противоположного элемента с наружной резьбой. Поэтому в одном особенно предпочтительном варианте выполнения предусмотрено, что крепежные элементы и/или монтажные крепежные элементы выполнены в виде винтов, предпочтительно в виде винтов с шестигранной головкой. Винты имеют наружную резьбу, которая предпочтительно выполнена в соответствии с внутренней резьбой крепежного анкера.
Согласно другому аспекту изобретения, указанная вначале задача решена с помощью башни ветроэнергетической установки, содержащей несколько расположенных друг над другом в соответствии с предназначением участков башни ветроэнергетической установки, согласно по меньшей мере одному из указанных выше вариантов выполнения, при этом предпочтительно стыки соседних участков башни расположены со смещением относительно друг друга. Со смещением означает, что швы стыков двух соседних расположенных друг над другом частичных кольцевых сегментов не расположены по вертикали друг над другом. Расположенные со смещением относительно друг друга стыки повышают жесткость башни.
Согласно другому аспекту изобретения, указанная вначале задача решена с помощью ветроэнергетической установки, содержащей башню ветроэнергетической установки, согласно поясненному выше аспекту.
Согласно другому аспекту изобретения, указанная вначале задача решена с помощью способа соединения двух частичных кольцевых сегментов в один участок башни ветроэнергетической установки, в частности, в участок башни ветроэнергетической установки, согласно одному из поясненных выше аспектов, содержащего стадии расположения первого и второго, выполненного каждый в виде сегмента-оболочки, частичного кольцевого сегмента так, что они по меньшей мере в одном по существу вертикальном стыке стыкуются друг с другом, вставления соединительного тела, в частности соединительного тела в соответствии по меньшей мере с одним из поясненных выше вариантов выполнения, в расположенную в зоне стыка выемку, при этом первый и второй частичный кольцевой сегмент в зоне стыка, в частности в зоне выемки, имеет соответствующий по меньшей мере один по существу горизонтальный крепежный анкер в зоне стыка, крепления соединительного тела по меньшей мере с одним по существу горизонтальным крепежным анкером первого частичного кольцевого сегмента с помощью по меньшей мере одного первого крепежного элемента, который проходит через отверстие в первой боковой стенке соединительного тела, и крепления соединительного тела по меньшей мере с одним по существу горизонтальным крепежным анкером второго частичного кольцевого сегмента с помощью по меньшей мере одного второго крепежного элемента, который проходит через отверстие во второй боковой стенке соединительного тела. В случае трех или больше частичных кольцевых сегментов на имеющихся стыках осуществляется указанное выше соединение частичных кольцевых сегментов.
Когда предусмотрены два, три или больше горизонтальных крепежных анкеров на одном частичном кольцевом сегменте, то они могут быть также предпочтительно соединены с соединительным телом с помощью соответствующего количества крепежных элементов. В этой связи существует также возможность предусмотрения более одного отверстия в каждой боковой стенке, так что для каждого крепежного анкера каждого частичного кольцевого сегмента предусмотрено также одно отверстие в каждой боковой стенке. В качестве альтернативного решения, несколько крепежных элементов могут также проходить через отдельное отверстие, в частности, овальное, выполненное в виде прорези или удлиненное отверстие, с целью вхождения в два, три или больше горизонтальных крепежных анкеров.
В одном особом варианте выполнения способа предусмотрено крепление, в частности в состоянии монтажа, в зоне стыка верхней и нижней поперечной стенки соединительного тела с соответствующими противоположно лежащими поверхностями выемки.
В предпочтительном варианте выполнения способа предусмотрено, что первый и второй частичный кольцевой сегмент в зоне стыка, в частности в зоне выемки, имеет каждый по меньшей мере два противоположно лежащих вертикальных крепежных анкера, и крепление, в частности в состоянии монтажа, в зоне стыков соединительного тела, согласно одному из указанных выше вариантов выполнения, по меньшей мере с двумя по существу вертикальными крепежными анкерами первого частичного кольцевого сегмента с помощью по меньшей мере одного первого верхнего и по меньшей мере одного первого нижнего монтажного крепежного элемента, предпочтительно разъемно, которые проходят через соответствующее отверстие в верхней и нижней поперечной стенке соединительного тела, и крепление соединительного тела по меньшей мере с двумя по существу вертикальными крепежными анкерами второго частичного кольцевого сегмента с помощью по меньшей мере одного второго верхнего и по меньшей мере одного второго нижнего монтажного крепежного элемента, предпочтительно разъемно, которые проходят через соответствующее отверстие в верхней и нижней поперечной стенке соединительного тела.
Когда предусмотрены два, три или больше вертикальных крепежных анкеров на одном частичном кольцевом сегменте, то они могут быть также соединены с соединительным телом с помощью соответствующего количества крепежных элементов. В этой связи существует также возможность предусмотрения более одного отверстия в каждой боковой стенке, так что для каждого крепежного анкера каждого частичного кольцевого сегмента предусмотрено также одно отверстие в каждой боковой стенке. В качестве альтернативного решения, несколько крепежных элементов могут также проходить через отдельное отверстие, в частности, овальное, выполненное в виде прорези или удлиненное отверстие, с целью вхождения в два, три или больше вертикальных крепежных анкеров.
В другом предпочтительном варианте выполнения способа предусмотрено, что после крепления соответствующего соединительного тела с соответствующим горизонтальным крепежным анкером первого и второго частичного кольцевого сегмента крепление соответствующего соединительного тела с соответствующими обоими вертикальными крепежными анкерами первого и второго частичного кольцевого сегмента снова ослабляется. Ослабление осуществляется предпочтительно после соединения крепежных элементов по существу с горизонтальными крепежными анкерами. Кроме того, предпочтительно ослабление осуществляется лишь когда расположены все предусмотренные участки башни, и тем самым башня полностью возведена. Кроме того, ослабление осуществляется предпочтительно после полного монтажа ветроэнергетической установки. В случае трех или больше частичных кольцевых сегментов в каждом имеющемся стыке осуществляется соединение частичных кольцевых сегментов указанным выше образом.
Альтернатива креплению соединительного тела с помощью монтажных крепежных элементов по существу с вертикальными крепежными анкерами состоит в том, что предпочтительно в состоянии монтажа между по меньшей мере одной поперечной стенкой соединительного тела и граничащей с этой поперечной стенкой поверхностью выемки расположены два, три или больше распорных элементов, таких как, например, вкладываемые металлические листы, распорные клинья или т.п. Предпочтительно, эти распорные элементы располагаются между обеими противоположно лежащими поперечными стенками соединительного тела и соответствующими граничащими с этими поперечными стенками поверхностями выемки. Аналогично креплению соединительного тела с помощью монтажных крепежных элементов по существу с вертикальными крепежными анкерами, с помощью распорных элементов могут передаваться силы, такие как силы сдвига, соответственно силы среза, что является предпочтительным, в частности, в состоянии монтажа. Кроме того, распорные элементы предпочтительно снова удаляются после окончания монтажного состояния, с целью обеспечения желаемой небольшой интенсивности обслуживания.
Согласно другому аспекту изобретения указанная вначале задача решена с помощью способа соединения частичных кольцевых сегментов, в частности двух расположенных смежно в осевом направлении башни частичных кольцевых сегментов, содержащего расположение нижнего и верхнего, выполненных каждый в виде сегмента-оболочки частичного кольцевого сегмента так, что они стыкуются друг с другом по меньшей мере в одном по существу горизонтальном стыке, вставление соединительного тела, в частности соединительного тела по меньшей мере по одному из указанных выше вариантов выполнения, в расположенную в зоне горизонтального стыка выемку, при этом нижний и верхний частичный кольцевой сегмент имеет в зоне горизонтального стыка, в частности в зоне выемки, соответствующий по меньшей мере один по существу вертикальный крепежный анкер в зоне горизонтального стыка, крепление соединительного тела по меньшей мере с одним по существу вертикальным крепежным анкером нижнего частичного кольцевого сегмента с помощью по меньшей мере одного первого крепежного элемента, который проходит через отверстие в первой боковой стенке соединительного тела, и крепление соединительного тела по меньшей мере с одним по существу вертикальным крепежным анкером верхнего частичного кольцевого сегмента с помощью по меньшей мере одного второго крепежного элемента, который проходит через отверстие во второй боковой стенке соединительного тела.
Когда предусмотрены два, три или больше вертикальных крепежных анкеров на одном частичном кольцевом сегменте, то они могут быть также предпочтительно соединены с соединительным телом с помощью соответствующего количества крепежных элементов. В этой связи существует также возможность предусмотрения более двух отверстий в каждой боковой стенке, так что для каждого крепежного анкера каждого частичного кольцевого сегмента предусмотрено также одно отверстие в каждой боковой стенке. В качестве альтернативного решения, несколько крепежных элементов могут также проходить через отдельное отверстие, в частности, овальное, выполненное в виде прорези или удлиненное отверстие, с целью вхождения в два, три или больше вертикальных крепежных анкеров. Этот способ служит предпочтительно для соединения двух расположенных смежно в продольном направлении башни частичных кольцевых сегментов, которые расположены друг над другом, и тем самым могут образовывать башню, в частности башню ветроэнергетической установки, в вертикальном направлении. Кроме того, этот способ служит для соединения друг с другом участков башни, в частности участков башни ветроэнергетической установки.
Предпочтительно, соединение двух расположенных смежно в продольном направлении башни частичных кольцевых сегментов, которые расположены друг над другом и по меньшей мере у одного по существу горизонтального стыка, осуществляется в принципе аналогично соединению двух частичных кольцевых сегментов, которые стыкуются по меньшей мере в одном по существу вертикальном стыке, с тем отличием, что соединение и его соответствующие элементы повернуты на 90°. В соответствии с этим, также остальное описание соединительного тела и способа соединения применимо для соединения двух расположенных смежно в продольном направлении башни частичных кольцевых сегментов при соответствующем согласовании ориентации, такой как, например, горизонтально, вертикально, вверху и внизу и т.д.
Таким образом, может быть реализована особенно предпочтительная модульная конструкция, с помощью которой можно возводить башню ветроэнергетической установки, например, с помощью выполненных в виде готовых бетонных частей конструктивных элементов с экономией времени и стоимости. Особенно предпочтительно, выемки выполнены и расположены так, что для горизонтальных и вертикальных стыков можно использовать одинаковые соединительные тела. Отдельные конструктивные элементы могут быть выполнены, например, четырехугольными, трапециевидными или дуговыми, так что предпочтительно в различных относительно продольной оси башни ветроэнергетической установки участках могут создаваться различные поперечные сечения башни, например, различные многоугольные или округленные поперечные сечения вплоть до круглого поперечного сечения. Относительно других преимуществ, вариантов выполнения и деталей выполнения этих других аспектов и их возможных модификаций делается также ссылка на приведенное выше описание соответствующих признаков и модификаций соединительного тела.
Когда в данном описании указывается отверстие, в частности первое отверстие и/или второе отверстие, и/или горизонтальный крепежный анкер, и/или вертикальный крепежный анкер, и/или крепежный элемент, и/или монтажный крепежный элемент, то под этим понимается всегда также по меньшей мере одно отверстие, в частности по меньшей мере одно первое отверстие и/или по меньшей мере одно второе отверстие, и/или по меньшей мере один горизонтальный крепежный анкер, и/или по меньшей мере один вертикальный крепежный анкер, и/или по меньшей мере один крепежный элемент, и/или по меньшей мере один монтажный крепежный элемент. Также под двумя отверстиями, в частности под двумя верхними отверстиями и/или под двумя нижними отверстиями всегда также понимается по меньшей мере два отверстия, в частности по меньшей мере два верхних отверстия и по меньшей мере два нижних отверстия.
Ниже приводится в качестве примера пояснение предпочтительных вариантов выполнения изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых схематично изображено:
фиг. 1 - ветроэнергетическая установка;
фиг. 2 - вертикальный разрез участка башни, на виде сбоку;
фиг. 3 - горизонтальный разрез участка башни, на виде сверху;
фиг. 4 - разрез вставленного соединительного тела в плоскости В-В на фиг. 2;
фиг. 5 - разрез вставленного соединительного тела в плоскости А-А на фиг. 3;
фиг. 6 - соединительное тело, на виде сбоку;
фиг. 7 - соединительное тело, согласно фиг. 6, на виде сверху;
фиг. 8 - соединительное тело, согласно фиг. 6, на другом виде сбоку;
фиг. 9 - другой вариант выполнения соединительного тела, в изометрической проекции;
фиг. 10 - расположение трех частичных кольцевых сегментов, а также их крепление; и
фиг. 11 - другое расположение трех частичных кольцевых сегментов, а также их крепление; и
фиг. 12 - другой вариант выполнения соединительного тела, в изометрической проекции.
На фиг. 1 схематично показана ветроэнергетическая установка 100. На фиг. 1 ветроэнергетическая установка 100 показана с башней 102 и гондолой 104. На гондоле 104 расположен ротор 106 с тремя лопастями 108 ротора и обтекателем 110. Ротор 106 во время работы приводится во вращательное движение с помощью ветра и за счет этого приводит в действие генератор в гондоле 104. Башня 102 содержит несколько участков 200 башни, которые состоят по существу из первого частичного кольцевого сегмента 210 и второго частичного кольцевого сегмента 220. Частичные кольцевые сегменты стыкуются друг с другом в первом стыке 230 и во втором стыке 220.
На фиг. 2 показан в вертикальном разрезе на виде сбоку участок 200 башни. Наружная форма башни 102 образуется, в частности, из множества участков 200 башни. Участки 200 башни составляются вместе друг над другом на их торцевых поверхностях, при этом нижняя торцевая поверхность 202 одного участка 200 башни располагается на верхней торцевой поверхности 201 другого, смежного участка башни. Кроме того, участок 200 башни имеет круглое поперечное сечение со средней осью М. Поскольку башня 102 в осевом прохождении от фундамента до гондолы сужается, то участки 20 башни также имеют сужающуюся геометрическую форму. Поэтому диаметр на нижней торцевой стороне 202 больше диаметра на верхней торцевой стороне 201. В стенке участка 200 башни расположено соединительное тело 300, согласно изобретению.
На фиг. 3 показан на виде сверху горизонтальный разрез участка 200 башни, согласно фиг. 2, при этом участок 200 башни содержит, в частности, первый частичный кольцевой сегмент 210 и второй частичный кольцевой сегмент 220. Частичные кольцевые сегменты 210, 220 проходят зеркально симметрично относительно воображаемой прямой линии 221, которая проходит от первого стыка 230 ко второму стыку 240. На первом стыке 230 показано соединительное тело 300, согласно изобретению, которое соединяет друг с другом первый частичный кольцевой сегмент 210 и второй частичный кольцевой сегмент 220.
На фиг. 4 показано в разрезе по линии В-В на фиг.2 вставленное соединительное тело 300 для соединения первого частичного кольцевого сегмента 210 со вторым частичным кольцевым сегментом 220. Соединительное тело 300 расположено внутри выемки, которая одной половиной расположено в первом частичном кольцевом сегменте 210, а другой половиной - во втором частичном кольцевом сегменте 220. Кроме того, соединение содержит первый горизонтальный крепежный анкер 400, который расположен внутри стенки первого частичного кольцевого сегмента 210 и второй горизонтальный крепежный анкер 401, который расположен внутри стенки второго частичного кольцевого сегмента 220.
Кроме того, соединение содержит первый верхний вертикальный крепежный анкер 410а и второй верхний вертикальный крепежный анкер 410b, а также первый нижний вертикальный крепежный анкер 411а и второй нижний вертикальный крепежный анкер 411b. Первый верхний вертикальный крепежный анкер 410а и первый нижний вертикальный крепежный анкер 411а находятся в зоне стыка внутри стенки первого частичного кольцевого сегмента 210. Кроме того, второй верхний вертикальный крепежный анкер 410b и второй нижний вертикальный крепежный анкер 411b расположены в зоне стыка внутри стенки второго частичного кольцевого сегмента 220.
На фиг. 5 показан разрез по линии А-А на фиг. 3 вставленного соединительного тела 300. Соединительное тело 300 расположено в выемке. Кроме того, второй верхний по существу вертикальный крепежный анкер 410b и второй нижний по существу вертикальный крепежный анкер 411b заделаны в стенку частичного кольцевого сегмента 210.
На фиг. 6 показано на виде сбоку соединительное тело 300 с первой боковой стенкой 310 и второй боковой стенкой 320, которые расположены параллельно, так что их нормали к поверхности параллельны. Две боковые стенки соединены с помощью верхней поперечной стенки 330 и нижней поперечной стенки 340, при этом верхняя поперечная стенка 330 и нижняя поперечная стенка 340 расположены также параллельно. Боковые стенки 310, 320 и поперечные стенки 330, 340 имеют каждая плоское прохождение и постоянную толщину. Параллельно первой и второй боковой стенке 310, 320 и между ними находится разделительная стенка 315, которая проходит от верхней поперечной стенки 330 к нижней поперечной стенке 340.
Первая боковая стенка 310 содержит первое отверстие 312, которое предназначено для прохождения крепежного элемента. Первое отверстие 312 имеет направление прохождения через него, которое проходит параллельно нормалям к поверхности первой боковой стенки 310. Вторая боковая стенка 320 содержит второе отверстие 322, которое предназначено для прохождения крепежного элемента. Второе отверстие 322 имеет направление прохождения через него, которое проходит параллельно нормалям к поверхности второй боковой стенки 320. Кроме того, направление прохождения через первое отверстие 312 совпадает с направлением прохождения через второе отверстие 322.
Верхняя поперечная стенка 330 содержит первое верхнее отверстие 332 и второе верхнее отверстие 334, которые предназначены для прохождения крепежного элемента. Верхняя поперечная стенка 330 разделена разделительной стенкой 315 на две части. Первая часть обращена из перспективы разделительной стенки 315 к первой боковой стенке 310, а вторая часть обращена ко второй боковой стенке 320.
Первая боковая стенка 310 содержит первое отверстие 312, которое предназначено для прохождения крепежного элемента. Первое отверстие 312 имеет направление прохождения, которое проходит параллельно нормалям к поверхности первой боковой стенки 310. Вторая боковая стенка 320 содержит второе отверстие 322, которое предназначено для прохождения крепежного элемента. Второе отверстие 322 имеет направление прохождения, которое проходит параллельно нормалям к поверхности второй боковой стенки 320. Кроме того, направление прохождения через первое отверстие 312 совпадает с направлением прохождения через второе отверстие 322. Обе части имеют одинаковые размеры. Первое верхнее отверстие 332 расположено в середине этой первой части верхней поперечной стенки 330, и второе верхнее отверстие 334 расположено в середине второй части верхней поперечной стенки 330. Два верхних отверстия 332, 334 имеют каждое направление прохождения, которое проходит параллельно нормалям к поверхности верхней поперечной стенки 330. Верхняя поперечная стенка 330 содержит первое верхнее отверстие 332 и второе верхнее отверстие 334, которые предназначены для прохождения крепежного элемента. Нижняя поперечная стенка 340 содержит первое нижнее отверстие 342 и второе нижнее отверстие 340, которые предназначены для прохождения крепежного элемента. Первое нижнее отверстие имеет ту же среднюю ось, что и первое верхнее отверстие 332. Кроме того, второе нижнее отверстие 344 имеет ту же среднюю ось, что и второе верхнее отверстие 334.
На фиг. 7 показано на виде сверху соединительное тело 300, согласно фиг. 6, при этом верхняя поперечная стенка 330 содержит указанное выше первое верхнее отверстие 322 и второе верхнее отверстие 334. На фиг. 8 показано в другом виде сбоку соединительное тело, согласно фиг. 6, при этом первая боковая стенка 310 содержит указанное выше первое отверстие 312.
На фиг. 9 схематично показан в изометрической проекции другой вариант выполнения соединительного тела 300' с первой боковой стенкой 310', второй боковой стенкой 320', верхней поперечной стенкой 330' и нижней поперечной стенкой 340', при этом здесь также первое верхнее отверстие 332' и второе верхнее отверстие 334' расположены в верхней поперечной стенке 330'. Кроме того, нижняя поперечная стенка 340' содержит первое нижнее отверстие (не изображено) и второе нижнее отверстие 344'. В этом варианте выполнения боковые стенки 310', 320' содержат каждая два расположенных по вертикали друг над другом отверстия, через которые может проходит один крепежный элемент. Первая боковая стенка 310' содержит два первых отверстия 312', и вторая боковая стенка 320' содержит два вторых отверстия 322', при этом изображено лишь нижнее из двух вторых отверстий 322'.
Два отверстия 310, 312, два верхних отверстия 332, 334 и два нижних отверстия 342, 344 предназначены для прохождения крепежного элемента. Показанные, в частности, на фиг. 4 и 5 крепежные анкеры 400, 401, 410a, 410b, 411a, 411b расположены так, что их ось совпадает со средней осью в направлении прохождения через одного из отверстий 312, 322, 332, 334, 342, 344. За счет этого обеспечивается возможность ввода крепежного элемента 421, 422 и/или монтажного крепежного элемента 431, 432, 433, 434 в одно из отверстий и соединения с примыкающим к отверстию крепежным анкером. В частности, за счет соединения первого горизонтального крепежного анкера 400 с соединительным телом 300 и за счет соединения второго горизонтального крепежного анкера 401 с соединительным телом 300, соединяются первый частичный кольцевой сегмент 210 со вторым частичным кольцевым сегментом 200.
Соединение первого горизонтального крепежного анкера 400 с соединительным телом осуществляетс посредством введения первого крепежного элемента 421 в первое отверстие 312 боковой стенки 310 и последующего крепления этого первого крепежного элемента 421 с первым горизонтальным крепежным анкером 400. Предпочтительно, первый горизонтальный крепежный анкер 400 имеет внутреннюю резьбу, и первый крепежный элемент 421 снабжен на своем одном конце наружной резьбой, а на своем другом конце головкой винта. Головка винта предпочтительно имеет большую площадь поперечного сечения, чем первое отверстие 312, так что головка винта не может входить в первое отверстие 312. Таким образом, возможно, например, соединение первого горизонтального крепежного анкера 400 с соединительным телом 300. Эта возможность соединения существует также аналогичным образом для соединения второго горизонтального крепежного анкера 401 с соединительным телом 300 с помощью второго крепежного элемента 422 посредством прохождения второго крепежного элемента 422 через второе отверстие 322 во второй боковой стенке 320.
Соединительное тело 300 по меньшей мере в течение времени монтажа соединяется с помощью монтажных крепежных элементов 431-434 с верхними вертикальными крепежными анкерами 410а, 410b и с нижними вертикальными крепежными анкерами 411a, 411b. Для этого первый верхний монтажный крепежный элемент 431 пропускается через первое верхнее отверстие 332 соединительного тела 300 и соединяется с лежащим за ним первым верхним вертикальным крепежным анкером 410а. Кроме того, второй монтажный крепежный элемент 432 пропускается через второе верхнее отверстие 334 и соединяется с лежащим за ним вторым верхним вертикальным крепежным анкером 410b. Аналогичным образом, соединительное тело 300 соединяется с двумя нижними вертикальными крепежными анкерами 411а, 411b тем, что первый нижний монтажный крепежный элемент 433 пропускается через первое нижнее отверстие 342 и второй нижний монтажный крепежный элемент 434 пропускается через второе нижнее отверстие 344, а также первый нижний и второй нижний монтажный крепежный элемент 433, 434 соединяются с соответствующим лежащим за первым и вторым нижним отверстием 342 первым и вторым вертикальным крепежным анкером 411а, 411b.
Соединения соединительного тела 300 с вертикальными крепежными анкерами 410a, 410b, 411а, 411b с помощью монтажных крепежных элементов 431, 432, 433, 434 предусмотрено, в частности, в течение времени монтажа башни 102 ветроэнергетической установки, соответственно в течение времени монтажа ветроэнергетической установки 100. Эти соединения выполняются вначале монтажа соединительного тела 300, при этом они выполняются, в зависимости от условий монтажа, перед или после выполнения соединений соединительного тела 300 с горизонтальными крепежными анкерами 400, 401. Кроме того, возможно также, что сначала выполняются соединения соединительного тела 300 с крепежными анкерами первого частичного кольцевого сегмента 210, а затем соединения соединительного тела 300 с крепежными анкерами второго частичного кольцевого сегмента 220.
Соединения соединительного тела 300 с вертикальными крепежными анкерами 410a, 410b, 411а, 411b служат для обеспечения монтажной прочности в течение времени монтажа. После монтажа большей частью или полностью башни 102 ветроэнергетической установки или ветроэнергетической установки 100, соединения вертикальных крепежных анкеров 410a, 410b, 411а, 411b с соединительным телом 300 предпочтительно полностью снова рассоединяются. В качестве альтернативного решения, эти соединения рассоединяются не полностью, а лишь частично.
Соединительное тело 300 имеет, с одной стороны, преимущество упрощения изготовления частичных кольцевых сегментов и их соединения, с другой стороны, оно само просто в изготовлении. В частности, выполнение соединения частичных кольцевых сегментов является простым и надежным. Другое преимущество состоит в том, что крепление двух частичных кольцевых сегментов 210, 220 по меньшей мере с двумя вертикальными стыками 230, 240 и по существу действующей по существу горизонтально соединительной силой с помощью соединительного тела 300 имеет небольшую интенсивность обслуживания. Это обусловлено тем, что расположенное горизонтально винтовое соединение в рабочем состоянии подвергается преимущественно нагрузке на растяжение или действию лишь небольших поперечных сил. Указанное выше расположение с удалением или ослаблением в рабочем состоянии вертикальных соединений приводит в соответствии с этим к меньшей интенсивности обслуживания винтовых швов.
На фиг. 10 и 11 схематично показано расположение трех частичных кольцевых сегментов 210', 212, 214, а также их крепление. Верхний частичный кольцевой сегмент 212 и нижний частичный кольцевой сегмент 214 расположены смежно друг с другом по вертикали и поэтому образуют горизонтальный стык 250. Выемка 260 проходит от верхнего к нижнему частичному кольцевому сегменту 212, 214, при этом в этой выемке 260 расположено соединительное тело 301. С помощью соединительного тела 301 соединяются друг с другом верхний и нижний частичный кольцевой сегмент 212, 214. Для этого в верхнем и нижнем частичном кольцевом сегменте 212, 214 предусмотрен соответствующий по существу вертикальный крепежный анкер, который предназначен для соединения с крепежным элементом. За счет введения крепежных элементов через отверстия в боковых стенках соединительного тела 301 и крепления крепежных элементов на вертикальных крепежных анкерах происходит соединение, в частности не требующее интенсивного обслуживания соединение, верхнего и нижнего частичного кольцевого сегмента 212, 214.
Кроме того, на верхнем и/или нижнем частичном кольцевом сегменте 212, 214 расположен первый частичный кольцевой сегмент 210' так, что образуется вертикальный первый стык 230'. В показанном на фиг. 10 примере выполнения первый частичный кольцевой сегмент 210' соединен с помощью соединительного тела 302 с верхним частичным кольцевым сегментом 212 и с помощью соединительного тела 303 с нижним частичным кольцевым сегментом 214. В примере выполнения на фиг. 11 показано соединение нижнего частичного кольцевого сегмента 214 с первым частичным кольцевым сегментом 210' с помощью соединительного тела 303.
Частичные кольцевые сегменты 210', 212, 214 могут быть выполнены предпочтительно в виде готовых бетонных частей, так что башня ветроэнергетической установки может быть реализована особенно экономящим время и стоимость образом. Выемки предпочтительно расположены и выполнены так, что для горизонтальных и вертикальных соединений можно использовать однотипные соединительные тела 301, 302, 303, за счет чего обеспечивается особенно эффективное строительство.
На фиг. 12 показан схематично в изометрической проекции другой вариант выполнения соединительного тела. Соединительное тело 300ʺ отличается от соединительного тела 300', показанного на фиг. 9, в частности тем, что соединительное тело 300ʺ имеет первую перемычку 316 и вторую перемычку 317. Перемычки 316, 317 расположены по существу параллельно верхней и нижней поперечной стенке 330ʺ, 340ʺ и проходят от первой боковой стенки 310ʺ до второй боковой стенки 320ʺ. Соединительное тело 300ʺ имеет разделительную стенку 315ʺ, которая расположена по существу параллельно первой и второй боковой стенки 310ʺ, 320ʺ. Первая боковая стенка 310ʺ имеет в целом три первых отверстия 312ʺ. Вторая боковая стенка 320ʺ имеет в целом три вторых отверстия 322ʺ.
Первое отверстие 312ʺ, которое имеет наименьшее расстояние до верхней поперечной стенки 330ʺ, расположено в первой боковой стенке 310ʺ в месте, которое лежит между верхней поперечной стенкой 330ʺ и второй перемычкой 317. Первое отверстие 312ʺ, которое имеет наименьшее расстояние до нижней поперечной стенки 340ʺ, расположено в первой боковой стенке 310ʺ в месте, которое лежит между нижней поперечной стенкой 340ʺ и первой перемычкой 316. Другое первое отверстие 312ʺ расположено в первой боковой стенке 310ʺ между первой перемычкой 316 и второй перемычкой 317.
Второе отверстие 322ʺ, которое имеет наименьшее расстояние до верхней поперечной стенки 330ʺ, расположено во второй боковой стенке 320ʺ в месте, которое лежит между верхней поперечной стенкой 330ʺ и второй перемычкой 317. Второе отверстие 322ʺ, которое имеет наименьшее расстояние до нижней поперечной стенки 340ʺ, расположено во второй боковой стенке 320ʺ в месте, которое лежит между нижней поперечной стенкой 340ʺ и первой перемычкой 316. Другое второе отверстие 322ʺ расположено во второй боковой стенке 320ʺ между первой перемычкой 316 и второй перемычкой 317. Указанные выше отверстия соединительного тела 300ʺ выполнены каждое в виде проходных отверстий.
Количество первых и/или вторых отверстий 312, 312', 312ʺ, 322, 322', 322ʺ может быть увеличено в других вариантах выполнения соединительного тела 300, 300', 300ʺ. Например, возможно предусмотрение в первой и/или второй боковой стенке 310, 310', 310ʺ, 320, 320', 320ʺ двух, трех или больше первых и/или вторых отверстий 312, 312', 312ʺ, 322, 322', 322ʺ. Поэтому на боковых стенках 310, 310', 310ʺ, 320, 320', 320ʺ могут быть предусмотрены ряды отверстий. Кроме того, возможно, что отверстия, в частности их средние точки, расположены на расстоянии друг от друга в различных направлениях. Например, для боковых стенок 310, 310', 310ʺ, 320, 320', 320ʺ возможно, что первые и/или вторые отверстия 312, 312', 312ʺ, 322, 322', 322ʺ расположены на расстоянии друг от друга в вертикальном и/или горизонтальном направлении. Это соединительное тело пригодно, в частности, но не исключительно, для варианта выполнения, в котором, в частности, в состоянии монтажа, по меньшей мере между одной поперечной стенкой 330ʺ, 340ʺ соединительного тела и примыкающей к этой боковой стенке 330ʺ, 340ʺ поверхности выемки 260 располагаются один, два или больше распорных элементов, таких как, например, вкладываемые металлические листы, распорные клинья или т.п.
Перечень позиций
100 Ветроэнергетическая установка
102 Башня
104 Гондола
106 Ротор
108 Лопасти ротора
110 Обтекатель
112 Фундамент
200 Участок башни
201 Верхняя торцевая поверхность
202 Нижняя торцевая поверхность
210,210' Первый частичный кольцевой сегмент
212 Верхний частичный кольцевой сегмент
214 Нижний частичный кольцевой сегмент
220 Второй частичный кольцевой сегмент
221 Линия соединения стыков
230, 230' Первый стык
240 Второй стык
250 Горизонтальный стык
260 Выемка
300,300',300ʺ,301,302,303 Соединительное тело
310,310',310ʺ Первая боковая стенка
312,312',312ʺ Первое отверстие
315,315ʺ Разделительная стенка
316 Первая перемычка
317 Вторая перемычка
320,320',320ʺ Вторая боковая стенка
322,322',322ʺ Второе отверстие
330,330',330ʺ Верхняя поперечная стенка
332,332' Первое верхнее отверстие
334,334' Второе верхнее отверстие
340,340',340ʺ Нижняя поперечная стенка
342 Первое нижнее отверстие
344,344' Второе нижнее отверстие
400 Первый горизонтальный крепежный анкер
401 Второй горизонтальный крепежный анкер
410а Первый верхний вертикальный крепежный анкер
410b Второй верхний вертикальный крепежный анкер
411а Первый нижний вертикальный крепежный анкер
411b Второй нижний вертикальный крепежный анкер
421 Первый крепежный элемент
422 Второй крепежный элемент
431 Первый верхний монтажный крепежный элемент
432 Второй верхний монтажный крепежный элемент
433 Первый нижний монтажный крепежный элемент
434 Второй нижний монтажный крепежный элемент
М Средняя ось
Реферат
Изобретение относится к участку (200) башни ветроэнергетической установки, содержащему частичные кольцевые сегменты (210, 220), и к башне ветроэнергетической установки. Дополнительно к этому, изобретение относится к ветроэнергетической установке (100), а также к способу соединения частичных кольцевых сегментов (210, 220). Участок (200) башни ветроэнергетической установки содержит один первый и один второй частичный кольцевой сегмент (210, 220). Оба частичных кольцевых сегмента (210, 220) выполнены соответственно в виде сегмента-оболочки и предпочтительно в виде бетонного тела и стыкуются друг с другом в одном вертикальном стыке (230, 240). В зоне стыка (230, 240) расположена выемка, в которую вставлено соединительное тело, при этом первый и второй частичный кольцевой сегмент (210, 220) имеет каждый в зоне стыка (230, 240), в частности в зоне выемки, один горизонтальный крепежный анкер (400, 401). В зоне стыка (230, 240) соединительное тело (300, 300', 300ʺ) соединено с горизонтальным крепежным анкером (400, 401) первого частичного кольцевого сегмента (210) с помощью одного первого крепежного элемента (421), который проходит через отверстие (312, 312', 312ʺ) в первой боковой стенке (310, 310', 310ʺ) соединительного тела (300, 300', 300ʺ), и соединительное тело (300, 300', 300ʺ) соединено с горизонтальным крепежным анкером (400, 401) второго частичного кольцевого сегмента (220) с помощью одного второго крепежного элемента (422), который проходит через отверстие (322, 322', 322ʺ) во второй боковой стенке (320, 320', 320ʺ) соединительного тела (300, 300', 300ʺ). Изобретение направлено на умеьшение интенсивности технического обслуживания. 4 н. и 5 з.п. ф-лы, 12 ил.
