BRPI0818315B1

BRPI0818315B1 - "Estrutura de torre, conexão e método de montagem"

Info

Publication number: BRPI0818315B1
Application number: BRPI0818315-5A
Authority: BR
Inventors: O. Willis Jeffrey
Original assignee: O. Willis Jeffrey
Priority date: 2007-10-09
Filing date: 2008-10-08
Publication date: 2018-06-05
Also published as: CN101855416B; US8713896B2; US8136329B2; BRPI0818315A8; EP2207943B1; CN101855416A; US20120151864A1; EP2207943A4; ES2611162T3; MX2010003824A; BRPI0818315A; CA2704752C; DK2207943T3; EP2207943A1; US20090090069A1; CA2704752A1; WO2009048955A1

Description

(54) Título: ESTRUTURA DE TORRE, CONEXÃO E MÉTODO DE MONTAGEM (51) Int.CI.: E04H 12/00 (30) Prioridade Unionista: 09/10/2007 US 60/978,691 (73) Titular(es): JEFFREY O. WILLIS (72) Inventor(es): JEFFREY O. WILLIS

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para ESTRUTURA DE TORRE, CONEXÃO E MÉTODO DE MONTAGEM.

Campo da Invenção

A presente invenção refere-se a uma torre modular e a um 5 método de construção da torre modular.

Antecedente da Invenção

Tentativas anteriores de construir torres modulares usaram conexões flange ou parafusos de carga para manter as partes das torres unidas, porém, as conexões flange e os parafusos de carga sofrem fatiga e podem falhar. As torres para turbinas de vento estão sujeitas às forças quase constantes a partir da rotação da turbina, que podem quebrar as conexões flange ou as conexões do parafuso de carga. Além disso, as conexões flange em grandes peças soldadas são onerosas e difíceis de serem fabricadas. As tolerâncias de fabricação para as conexões flange são difíceis de satisfazer e resultam em uma disponibilidade comercial limitada.

Outras tentativas anteriores de construir torres envolveram o uso de torres de treliça feitas de metal. No entanto, ditas torres de treliça sofrem de inúmeras desvantagens, incluindo o custo de trabalho significativo para instalação e manutenção da torre. As torres de treliça também requerem uma área excessiva de espaço para a parte de contato com o solo ou base da torre de treliça. As torres de treliça também têm uma tendência de atrair pássaros e outras formas de vida selvagem, uma vez que as torres de treliça têm geralmente uma construção aberta, que oferece um habitat para os pássaros e animais. Ademais, as torres de treliça não oferecem um espaço de trabalho fechado para os técnicos. As torres de treliça também requerem uma manutenção contínua de checagem do aperto dos parafusos que são usados na construção da torre de treliça.

Outras torres envolveram o uso de placas de concreto na sua construção. Porém, ditas torres de concreto são pesadas demais para serem viáveis.

Sumário

Uma estrutura de torre modular está aqui descrita. A torre moduPetição 870180023118, de 22/03/2018, pág. 7/23 lar emprega um projeto eficiente, com bom custo-benefício que reduz a quantidade de aço necessária para estruturas da torre para turbinas de vento. A torre modular é construída a partir de seções. As seções são construídas a partir de painéis.

A estrutura de torre modular compreende uma pluralidade de seções, caracterizada pelo fato de que as seções compreendem uma pluralidade de painéis. Os painéis compreendem um formato curvado ou arqueado. Os painéis compreendem bordas verticais e bordas horizontais. Uma conexão vertical conecta ou prende os painéis nas bordas verticais dos pai10 néis e formam as seções. As seções têm geralmente um formato circular. A conexão vertical compreende uma chapa de atrito vertical interior posicionada sobre uma costura entre painéis adjacentes e uma chapa de atrito vertical exterior posicionada sobre a costura entre painéis adjacentes. Uma conexão horizontal conecta ou prende as seções nas bordas horizontais dos painéis.

A conexão horizontal compreende uma chapa de atrito interior que cobre uma costura entre as seções adjacentes e uma chapa de atrito exterior que cobre a costura entre as seções adjacentes.

A torre modular e um método de construção da torre modular aqui descrito oferecem muitas vantagens. A torre modular pode ser montada e mantida a partir do interior da estrutura de torre. Como tal, o técnico é protegido pela estrutura de torre durante a montagem e manutenção, fornecendo, assim, um ambiente de trabalho mais seguro. Ademais, escadas externas ou outros equipamentos mecânicos de elevação não são exigidos para manutenção. Os componentes da torre modular são mais econômicos e me25 nos complicados de fabricar e/ou de conseguir. As tolerâncias necessárias para os componentes são mais simples de atender. O tamanho dos componentes da torre modular reduz o custo de transporte, posto que caminhões de estrada padrão podem ser usados sem a necessidade de escoltas ou autorizações especiais. O projeto da torre modular provê melhores caracte30 rísticas de fatiga que proporcionam um uso mais eficiente do aço e de outros metais. Como as características de fatiga são aperfeiçoadas em comparação às torres convencionais, menos aço e metais podem ser usados no projeto das torres modulares aqui descritas. O aço e metal exigidos a menos pelos projetos de torres modulares aqui descritos resultam em uma economia de custo, quando comparados com torres convencionais.

Breve Descrição dos Desenhos

A figura 1 é uma vista da estrutura de torre modular.

A figura 2 é uma vista da planta do local de montagem da torre modular.

As figuras 3-9 mostram a distribuição dos painéis e a montagem de uma das seções.

A figura 10 mostra uma vista do painel.

A figura 11 mostra uma vista explodida da primeira modalidade da conexão vertical que conecta ou prende os painéis juntos.

A figura 12 mostra uma vista seccional da segunda modalidade da conexão vertical que conecta ou prende os painéis juntos.

A figura 13 mostra uma vista explodida da segunda modalidade da conexão vertical que conecta ou prende os painéis juntos.

A figura 14 mostra as chapas de atrito vertical exteriores e interiores.

A figura 15 mostra uma vista de cima para baixo da conexão ho20 rizontal.

A figura 16 mostra uma vista seccional da conexão horizontal.

A figura 17 mostra uma vista detalhada do anexo da chapa de cobertura da conexão horizontal.

A figura 18(a) mostra uma vista lateral da chapa de atrito da co25 nexão horizontal.

A figura 18(b) mostra uma vista do topo da chapa de atrito da conexão horizontal.

Descrição Detalhada das Modalidades Preferidas

Está descrita aqui uma estrutura de torre modular e método de montagem da estrutura de torre modular. A estrutura de torre modular compreende uma pluralidade de painéis que são montados dentro de uma pluralidade de seções de construção ou do local de montagem para formar a es4 trutura de torre. Uma conexão vertical entre os painéis prende ou conecta os painéis juntos, a fim de formar cada seção. As seções são empilhadas entre si e apertadas ou presas juntas para formar a torre modular. Uma conexão horizontal entre as seções aperta ou conecta as seções juntas.

As torres podem ser usadas para apoiar turbinas de vento para a geração de eletricidade. Turbinas de dois a cinco megawatts ou outras turbinas podem ser posicionadas na estrutura de torre. Apesar das torres serem bem ajustadas para apoiar as turbinas de vento, a estrutura de torre modular pode ser usada para outras finalidades, tais como, por exemplo, apoiar equi10 pamentos de comunicação, linhas de utilidade elétricas, etc.

Os painéis são feitos tipicamente de um aço leve ou de outra liga de metal. O aço de grau 50 é um aço adequado para emprego em outros painéis. Os painéis geralmente têm um formato curvado ou arqueado para que uma pluralidade de painéis possa ser unida para formar a seção. As se15 ções têm geralmente um diâmetro externo circular. Painéis adicionais são ainda unidos para formar seções adicionais que são empilhadas e apertadas ou presas à primeira seção. Uma pluralidade das seções é usada para formar a estrutura de torre modular.

Os painéis podem ser transportados para o local de trabalho via caminhões de estrada convencionais. Preferencialmente, os painéis não têm uma largura maior do que aproximadamente 3,67 in (12 pés), para que os caminhões de estrada convencionais possam ser usados para entregar os painéis ao local de trabalho sem a necessidade de escoltas. Como o transporte padrão por caminhões de estrada pode ser usado para entregar os painéis ao local de trabalho, uma economia significativa no custo de transporte é obtida pelo uso da estrutura de torre modular e dos métodos aqui descritos, em comparação a outras torres que exigem o uso de caminhões especializados, escoltas para os caminhões, e autorizações especiais para transporte.

A estrutura de torre modular aqui descrita prevê uma torre de bom custo benefício que excede alturas de construção atuais típicas de 80 metros. A estrutura de torre modular pode operar acima do nível de 80 me5 tros. Geraimente, quanto mais alta for posicionada a turbina no topo da torre, mais vento haverá disponível para a geração elétrica na turbina. Nas elevações mais altas, existe menos turbulência, pois os efeitos turbulentos do solo sobre o vento são atenuados. As turbinas de vento podem operar mais eficientemente e com uma maior saída nestas elevações mais altas. O uso das torres mais altas irá permitir que a eletricidade acionada por vento seja usada em mais lugares que não são atualmente economicamente viáveis para a geração de eletricidade alimentada por vento com estruturas de torres convencionais. A torre modular descrita aqui satisfaz a demanda dos fabricantes de turbinas de vento por torres de bom custo benefício de grandes turbinas (2 megawatts e acima) que os projetos de torres atuais não conseguem atender.

A torre modular e o método de construção da torre modular serão agora descritos com referência às figuras. Uma torre modular completamente montada 100 é mostrada na figura 1. A torre modular 100 é mostrada apoiando uma turbina de vento 10. Uma vista da planta do local de montagem da torre modular 100 é mostrada na figura 2. O processo de montagem da torre modular 100 é mostrado nas figuras 3-9.

Um caminhão chega ao local da construção transportando um ou mais painéis 50. Os painéis 50 incluem os componentes da armação 70 que foram anexados anteriormente ao painel 50, na fábrica ou em outro centro de montagem/distribuição. Os componentes da armação 70 são adaptados a uma superfície exterior dos painéis 50.

Os painéis 50 são fornecidos em grupos de embarque 55 para facilitar o carregamento, transporte, descarregamento e montagem. Os grupos de embarque 55 compreendem dois ou mais painéis 50. Os grupos de embarque 55 incluem os painéis 50 em uma configuração empilhada. Os componentes da armação 70 auxiliam no empilhamento dos painéis 50 para dentro dos grupos de embarque 55. Os grupos de embarque 55 também prevêem carregamento e descarregamento em dois pontos.

A vista da planta do local da montagem da torre modular 100 na figura 2 mostra os grupos 55. Os painéis 55 são removidos dos grupos 55 por um guindaste 20. O guindaste 20 posiciona os painéis 50 dentro de um modelo de montagem de campo parcialmente construído 80, em que os painéis 50 são montados nas seções 90. A figura 9 mostra uma seção completa 90. O guindaste 20 posiciona as seções 90 em uma fundação 35 da estrutu5 ra de torre 100.

Os componentes da armação 70 auxiliam a montagem dos painéis 50 nas seções 90. O guindaste 20 ou outros elevadores podem agarrar o componente da armação 70 a fim de mover os painéis 50. Desta forma, o guindaste 20 não está diretamente tocando os painéis 50 e danos aos pai10 néis 50, durante a construção e montagem das seções 90, podem ser reduzidos. Após a construção das seções 90, os componentes da armação 70 são removidos das seções 90 e devolvidos a fabrica para reutilização em outros painéis 50.

Os painéis 50 são posicionados na área do modelo de monta15 gem 80, que fornece apoio para os painéis 50 via componentes da armação 70 na medida em que os painéis são montados dentro da seção 90 da estrutura de torre 100. A área do modelo de montagem 80 inclui asas de apoio de solo 110. As asas de apoio de solo 110 fornecem apoio para os componentes de base da área do modelo de montagem 80. As asas de apoio de solo

110 se conectam ou adaptam aos componentes da armação 70 para auxiliar no posicionamento dos painéis 50, na medida em que os painéis 50 são perfilados na seção 90. Na medida em que os painéis 50 são montados na área do modelo de montagem 80 durante a montagem na seção 90, as asas de apoio superiores 120 são adicionadas aos componentes da armação 70, a fim de auxiliar a conclusão da seção 90. As asas de apoio superior 120 ainda recebem outro componente da armação 70 durante a perfilação da seção 90. Desta forma, os componentes da armação 70, as asas de apoio de solo 110, e as asas de apoio superiores 120 formam o modelo de montagem 80.

Os painéis 50 são montados juntos na área do modelo de mon30 tagem 80 via uma conexão vertical 200. Após a seção 90 estar completa, o guindaste suspende a seção 90 sobre a fundação 35 da estrutura de torre 100 ou sobre uma seção 90 anteriormente concluída.

A pluralidade de seções 90 é empilhada sobre si mesma e é apertada ou presa junta via uma conexão horizontal 400. As seções 90 geralmente se estreitam em diâmetro, na medida em que as seções 90 vão sendo construídas para o topo da estrutura de torre 100.

Os painéis 50 geralmente têm um formato curvado ou arqueado, e como tal, uma pluralidade de painéis 50 forma a seção 90 geralmente circular. Com referência à figura 10, os painéis 50 têm bordas verticais 54 que se unem com as bordas verticais 54 dos painéis adjacentes 50 durante a montagem da seção 90. Os painéis 50 têm bordas horizontais superiores e inferiores 60, que formam bordas superiores e inferiores da seção 90. Conforme descrito aqui, algumas partes dos painéis 50 podem ter uma seção planar próxima das bordas verticais 54 para facilitar a conexão dos painéis adjacentes 50.

Os painéis 50 têm até aproximadamente 15,24 in (50 pés) de comprimento, com uma largura de menos do que aproximadamente 3,67 in (12 pés). Os painéis 50 podem ser construídos com comprimentos mais longos, se necessário. Por exemplo, aproximadamente 18 a aproximadamente 20 painéis 50 podem ser usados na construção de uma estrutura de torre 100 de 80 metros, ao passo que aproximadamente 32 a aproximadamente

36 painéis 50 podem ser usados na construção de uma estrutura de torre

100 com altura de 100 metros. O número exato de painéis 50 para qualquer dado projeto da torre depende da engenharia específica e dos requisitos de fabricação para aplicação individual da torre. Para uma estrutura de torre 100 típica de 80 metros, os painéis 50 são perfilados em aproximadamente cinco seções 90 que são empilhadas sobre si mesmas e unidas para formar a estrutura de torre 100, ao passo que aproximadamente sete seções 90 são empilhadas sobre si mesmas e unidas para formar a torre de 100 metros. As seções adicionais 90, tais como oito a doze seções 90, e painéis adicionais 50 podem ser utilizados para aumentar o diâmetro da estrutura de torre 100 e/ou a altura da estrutura de torre 100. Menos seções 90 e menos painéis 50 podem ser utilizados em uma estrutura de torre 100 mais baixa.

Os painéis 50 têm uma espessura de aproximadamente 9,52 mi8 límetros (3/8 polegadas) a aproximadamente 38,1 milímetros (1 % polegadas). A espessura dos painéis 50 irá variar dependendo na altura pretendida da estrutura de torre 100, bem como da posição vertical do painel 50 na estrutura de torre 100.

Na medida em que os painéis 50 são montados na área do modelo de montagem 80, a conexão vertical 200 prende os painéis adjacentes 50. Uma primeira modalidade da conexão vertical é mostrada nas figuras 11 como as conexões verticais 200. A conexão vertical 200 cobre uma costura 160 entre as bordas verticais 54 dos painéis adjacentes 50 e prende as bor10 das verticais 54 dos painéis adjacentes 50 em uma conexão de deslizamento crítico ou de atrito.

Os painéis 50 compreendem uma pluralidade de orifícios 40 perfurados através deles ao longo das bordas verticais 54 dos painéis 50. Os painéis 50 podem formar uma parte planar ou sem curva da borda vertical

50, a fim de receber a conexão vertical 200. O pino de rosca 210 passa através dos orifícios 40 para que uma primeira extremidade 212 do pino de rosca 210 esteja no lado interno do painel 50 e uma segunda extremidade 214 do pino de rosca 210 esteja no lado externo do painel 50.

Uma porca do flange 220 recebe o pino de rosca 210 que passa através de uma chapa de atrito vertical exterior 230. O pino de rosca 210 recebe uma porca do flange 220 no lado interno do painel 50 sobre uma chapa de atrito vertical interior 231. A porca do flange 220 no lado interno do painel 50 pode ser substituída por uma porca sextavada pesada convencional.

As chapas de atrito vertical 230 e 231 compreendem uma pluralidade de orifícios 232 que corresponde aos orifícios 40 no painel 50 e são instaladas nos pinos de rosca 210, nos dois lados interiores e exteriores do painel 50. No lado interior do painel 50, a porca do flange 220 ou a porca sextavada pesada está apertada de forma segura ao pino de rosca 210 na parte da chapa de atrito vertical interior 231. Nos dois lados interiores e exteriores do painel 50, as chapas de atrito vertical 230 e 231 são posicionadas sobre a costura 160 entre os painéis adjacentes 50. As chapas de atrito ver9 tical 230 e 231 cobrem a costura 160. Em seguida, no lado exterior do painel 50, uma chapa de apoio 240 é colocada sobre os pinos de rosca 210. Em seguida, uma chapa de bandeja 250 compreendendo uma pluralidade de aberturas 251 que recebe as porcas do flange 220 é colocada na chapa de apoio 240. A chapa de base 250 é presa à chapa de apoio 240 por meio de parafusos 252.

As presilhas de porca antirrotação 255 são colocadas sobre as porcas do flange 220 no lado exterior do painel 50. As presilhas de porca antirrotação 255 previnem que as porcas do flange 220 apertadas girem durante a montagem, na medida em que uma extremidade de extensão 260 da presilha da porca antirrotação 255 entra em contato com uma porca do flange adjacente 220. As presilhas da porca antirrotação 255 incluem uma abertura 266 que se ajusta sobre ou se prende às porcas do flange 220. Uma superfície inferior 262 da presilha da porca antirrotação 255 é apoiada contra uma superfície superior 254 da chapa de bandeja 250. A porca do flange 220 pode ser provida com um rasgo 222 que recebe um anel de segmento 270. O anel de segmento 270 pode compreender uma arruela plástica ou outra peça de segmento que intensifica ou segura a presilha da porca antirrotação 255 à porca do flange 220.

Uma chapa de cobertura 280 é adaptada à chapa de bandeja 250 por meio de parafusos 252 ou outros prendedores. A chapa de cobertura 280 provê as porcas do flange 220 e as presilhas de porca antirrotação 255 com proteção dos elementos. A chapa de cobertura 280 ainda provê uma aparência estética aperfeiçoada à estrutura de torre completa 100. A chapa de cobertura 280 não é exigida para a funcionalidade da conexão vertical 200.

A conexão vertical 200 estende sobre a maior parte da ou sobre o comprimento inteiro da costura 160 entre os painéis adjacentes 50. Durante a instalação, as partes exteriores da conexão vertical 200 podem ser parcialmente instaladas em inúmeros painéis 50, ao passo que as partes internas da conexão vertical 200 podem ser instaladas em outros painéis 50. Alguns painéis 50 podem receber as partes externas da conexão vertical 200 nas suas duas bordas verticais 54. Desta forma, muito do trabalho de montagem é convencionalmente e economicamente desempenhado na fábrica.

Outra modalidade da conexão vertical é mostrada nas figuras 12 e 13 como uma conexão vertical 201. A conexão vertical 201 também forma uma conexão de deslizamento crítico ou de atrito entre os painéis adjacentes 50.

A conexão vertical 201 emprega uma chapa de travamento 300. A chapa de travamento 300 compreende uma pluralidade de aberturas 310 que se ajusta sobre ou se prende às porcas do flange 220 no lado exterior do painel 50 e prende as porcas do flange 220 da rotação. Igualmente à conexão vertical 200, a chapa de atrito interior 231 e a chapa de atrito exterior 230 cobrem a costura 160 entre os painéis 50. As presilhas de porca antirrotação 255 são posicionadas nas porcas do flange 220 entre a chapa de atrito exterior 230 e a chapa de travamento 300. A chapa de travamento 300 e a chapa de atrito exterior 230 previnem que as presilhas antirrotação 255 caiam da conexão vertical 201 durante a montagem. Uma chapa de cobertura 281 é adaptada à chapa de travamento 300.

As chapas de atrito vertical interiores e exteriores 231 e 230 são mostradas na figura 14. As chapas de atrito vertical 230 e 231 provêem um componente linear que cobre a costura 160. As chapas de atrito vertical 230 e 231 são feitas de aço ou de outro metal rígido ou de outra liga metálica. As chapas de atrito vertical 230 incluem uma pluralidade de orifícios 232 que é opostamente disposta para que um primeiro conjunto 234 dos orifícios opostamente dispostos 232 sejam empregados para conectar a um primeiro pai25 nel 50, e um segundo conjunto 236 dos orifícios opostamente dispostos 232 sejam empregados para conectar a um segundo painel 50. Os orifícios 232 correspondem aos orifícios 40 da borda vertical 54 dos painéis 50. Na modalidade mostrada, o primeiro conjunto de orifícios 234 forma uma coluna de orifícios 232 oposta a uma coluna de orifícios 232 do segundo conjunto 236.

Algumas seções das chapas de atrito vertical 230 e 231 são providas com uma área de corte 238 que permite que as chapas de atrito vertical 230 se ajustem sobre pinos pré-instalados 210. As áreas de corte 238 são preenchidas com uma presilha de arruela 239. Ademais, uma chapa de cavalete 320 é colocada sobre a chapa de atrito exterior 230 na vizinhança das áreas de corte 238 para fornecer a apoio necessário.

Uma conexão horizontal 400 será agora descrita. A conexão ho5 rizontal 400 é mostrada nas figuras 15-17. A conexão horizontal 400 conecta ou prende uma primeira seção 90 a seções adjacentes 90 acima, ou abaixo da primeira seção 90. A conexão horizontal 400 forma uma conexão de deslizamento crítico ou de atrito entre as seções adjacentes 90. Tipicamente, uma primeira seção 90 mais inferior é conectada ou presa a uma segunda seção 90 colocada em cima da primeira seção 90 mais inferior antes que a terceira seção 90 mais superior seja colocada na segunda seção 90. A pluralidade das seções 90 constrói a altura da estrutura de torre 100.

Uma chapa de atrito interior 410 cobre um lado interno de uma costura 415 entre as seções adjacentes 90, ao passo que uma chapa de atrito exterior 420 cobre um lado externo da costura 415 entre as seções adjacentes 90. As duas chapas de atrito interior 410 e chapas de atrito exterior 420 têm um formato curvado que corresponde à superfície curvada da seção 90, que geralmente tem um formato circular. As chapas de atrito interior e exterior 410 e 420 são feitas de aço ou de outro metal rígido ou de ou20 tra liga metálica.

A chapa de atrito interior 410 e a chapa de atrito exterior 420 incluem um primeiro conjunto 433 de uma pluralidade de orifícios 435 e um segundo conjunto 436 de uma pluralidade de orifícios 437. Por exemplo, o primeiro conjunto 433 da pluralidade de orifícios 435 é empregado para a25 daptar a uma seção superior 90, e o segundo conjunto 436 da pluralidade de orifícios 437 é usado para conectar a uma seção 90 inferior. Uma região sólida 412 da chapa de atrito interior 410 cobre o lado interno da costura 415. Uma região sólida 422 da chapa de atrito exterior 420 cobre o lado externo da costura 415. As regiões sólidas 412 e 422 separam o primeiro conjunto

433 da pluralidade de orifícios 435 do segundo conjunto 436 da pluralidade de orifícios 437.

Os pinos de rosca 210 passam através dos orifícios 45 nas bor12 das horizontais 60 dos painéis 50. A primeira extremidade 212 do pino de rosca 210 está no lado interno da seção 90 e a segunda extremidade 214 do pino de rosca 210 está no lado externo da seção 90. A primeira extremidade 212 do pino de rosca 210 recebe a porca do flange 220 no interior da seção

90 sobre a chapa de atrito interior 410. Uma arruela 428 pode ser empregada entre a porca do flange 220 e a chapa de atrito interior 410.

No lado externo da seção 90, a segunda extremidade 214 do pino 210 é presa em uma porca do flange adicional 220. As presilhas de porca antirrotação 255 são colocadas sobre as porcas do flange 220. Em seguida, uma chapa de travamento 450 é colocada sobre as porcas do flange 220 para prevenir que as porcas do flange 220 caiam. A chapa de travamento 450 compreende uma pluralidade de aberturas 452 que se ajustam sobre ou se prendem às porcas do flange 220. Uma chapa de cobertura 460 é anexada à chapa de travamento 450 para proporcionar proteção para o número de conexão horizontal 400, bem como proporcionar uma aparência estética mais agradável.

As conexões verticais 200 e 201 e a conexão horizontal 400 provêem uma conexão de deslizamento crítico ou de atrito entre os painéis adjacentes 50 e as seções adjacentes 90.

A prensagem da chapa de atrito interior 231 e da chapa de atrito exterior 230 das conexões verticais 200 e 201 e a prensagem da chapa de atrito interior 410 e a chapa de atrito exterior 420 da conexão horizontal 400 transferem a carga através dos painéis 50 e das seções 90. Essencialmente, quando plenamente montadas, a conexão vertical 200 e a conexão horizon25 tal 400 resultam em uma estrutura de torre inteiriça 100. A carga da estrutura de torre 100 e da turbina não é transferida através dos pinos de rosca 210. A carga da torre 100 e a turbina são transferidas dos painéis 50 das seções superiores 90 para os painéis 50 das seções mais baixas 90 através das várias chapas de atrito 230, 231, 410 e 420. Esta conexão de deslizamento crítico ou de atrito resulta em uma fatiga imensamente reduzida dos componentes individuais da estrutura de torre 100, quando comparados aos outros projetos de torres de aço tubular convencionais. As características de fatiga reduzidas que resultam destas conexões, permitem um emprego mais eficiente e, portanto, mais econômico do material no projeto de torre em geral.

Mais importante, o pino de rosca 210 emprega duas porcas do flange 220 ou uma porca do flange 220 no lado externo e uma porca sexta5 vada pesada no lado interno. Como tal, como as porcas do flange 220 ou as porcas sextavadas pesadas são apertadas nas primeiras e segundas extremidades 212e214do pino de rosca 210, e pouca ou nenhuma força rotacional é aplicada sobre o pino de rosca 210. O uso das duas porcas do flange 220 é um aperfeiçoamento sobre um arranjo convencional empregando um parafuso ou uma única porca, desde que uma força ou carga rotacional seja aplicada sobre o parafuso que tende a querer relaxar para um estado sem torque.

Conforme descrito acima, os painéis 50 são fornecidos em grupos de embarque 55 para facilitar no carregamento, no transporte, no des15 carregamento e na montagem. Os grupos de embarque 55 são facilmente carregados e descarregados empregando um arranjo de elevação em dois pontos. Os componentes da armação 70 auxiliam no empilhamento dos painéis 50 dentro dos grupos de embarque 55.

Os componentes da armação 70 também auxiliam na montagem dos painéis 50 nas seções 90. Os componentes da armação 70 formam uma parte integral das áreas dos modelos de montagem 80, na medida em que os componentes da armação 70 são conectados às asas de apoio de solo 110 e às asas de apoio superior 120. Além disso, os componentes da armação 70 são removidos da seção completa 90 e devolvidos à fábrica ou ao fabricante para reutilização em outros painéis 50.

Os que são versados na técnica irão compreender que variações das modalidades específicas descritas acima são contempladas pela invenção. A invenção não deve estar restrita às modalidades acima, mas deve ser medida pelas reivindicações seguintes.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Estrutura de torre modular (100), compreendendo:

uma pluralidade de seções (90), as seções (90) compreendendo uma pluralidade de painéis (50);

5 os painéis (50) compreendendo um formato curvado ou arqueado, os painéis (50) compreendendo bordas verticais (54) e bordas horizontais (60); caracterizada por uma conexão vertical (200) para conectar ou prender os painéis (50) nas bordas verticais (54) dos painéis (50) e formam as seções (90), em

10 que as seções têm geralmente um formato circular;

a conexão vertical (200, 201) compreendendo uma placa de atrito vertical interior (231) posicionada sobre uma costura (160) entre os painéis adjacentes (50) e uma placa de atrito vertical exterior (230) posicionado sobre a costura entre os painéis adjacentes (50) , porcas no

15 lado exterior dos painéis que recebem pinos de rosca que passam através de orifícios (40) na placa de atrito vertical interior, o painel e a placa de atrito vertical exterior, e as porcas da conexão vertical prendem as presilhas de porca antirrotação;

uma conexão horizontal (400) para conectar ou prender as

20 seções (90) nas bordas horizontais (60) dos painéis (50); e a conexão horizontal (400) compreendendo uma placa de atrito interior (410) que cobre uma costura (415) entre as seções adjacentes (90), e uma placa de atrito exterior (420) que cobre a costura (415) entre as seções adjacentes (90), e porcas em um lado externo dos painéis que

25 recebem pinos de rosca que passam pelos orifícios no interior placa de atrito horizontal, os painéis e a placa de atrito horizontal exterior; e as porcas da conexão horizontal prendem as presilhas de porca antirrotação.
2. Estrutura de torre modular (100) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a conexão vertical (200,

30 201) forma uma conexão de deslizamento crítico ou de atrito entre os painéis adjacentes (50), e a conexão horizontal (400) forma uma conexão de deslizamento crítico ou de atrito entre as seções adjacentes (90).

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3. Estrutura de torre modular (100) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a pluralidade de seções (90) estão empilhadas sobre si mesmas e as seções adjacentes (90) estão conectadas ou presas entre si pela conexão horizontal (400).

5 4. Estrutura de torre modular (100) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que os painéis (50) compreendem uma pluralidade dos orifícios (40) perfurados a partir deles, ao longo das bordas verticais (54) dos painéis (50).

5. Estrutura de torre modular (100) de acordo com a 10 reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que o pino de rosca (210) que passe através dos orifícios (40) para que uma primeira extremidade (212) do pino de rosca (210) esteja sobre um lado interno do painel (50) e uma segunda extremidade (214) do pino de rosca (210) esteja sobre o lado externo do painel (50).

15 6. Estrutura de torre modular (100) de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que as placas de atrito vertical interiores e exteriores (231, 230) compreende uma pluralidade dos orifícios (232) correspondendo aos orifícios (40) no painel (50) e estão instalados sobre os pinos de rosca (210) tanto no lado interno como no lado externo do

20 painel (50).

7. Estrutura de torre modular (100) de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que uma porca do flange (220) sobre o lado externo do painel (50) recebe o pino (210).

8. Estrutura de torre modular (100) de acordo com a 25 reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que as placas de atrito vertical interiores e exteriores (231, 230) são componentes lineares compreendendo dois conjuntos dispostos de maneira oposta (234, 236) dos orifícios (232).

9. Estrutura de torre modular (100) de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que as placas de atrito vertical

30 interiores e exteriores (231, 230) têm uma pluralidade dos orifícios (232) que recebem os pinos de rosca (210), e a pluralidade dos orifícios (232) nas placas de atrito interiores e exteriores (231, 230) está disposta de maneira

Petição 870180023118, de 22/03/2018, pág. 9/23 oposta para que um primeiro conjunto (234) de orifícios dispostos de maneira oposta (232) sejam usados para conectar a um primeiro painel (50), e um segundo conjunto (236) de orifícios dispostos de maneira oposta (232) são empregados para conectar a um segundo painel (50), em que o primeiro

5 conjunto (234) dos orifícios (232) nas placas de atrito vertical interiores e exteriores (231, 230) correspondem aos orifícios (40) nas bordas verticais (54) do primeiro painel (50) e o segundo conjunto (236) dos orifícios (232) nas placas de atrito vertical interiores e exteriores (231, 230) correspondem aos orifícios (40) na borda vertical (54) do segundo painel (50).

10 10. Estrutura de torre modular (100) de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que o primeiro conjunto (234) de orifícios (232) nas placas de atrito vertical interiores e exteriores (231, 230) formam uma coluna de orifícios oposta a uma coluna de orifícios do segundo conjunto (236) de orifícios (232).

15 11. Estrutura de torre modular (100) de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que no lado externo dos painéis (50), uma placa de suporte (240) é colocada sobre os pinos de rosca (210), uma placa bandeja (250) é colocada sobre os pinos de rosca (210) e a placa de suporte (240), e a placa bandeja (250) é presa à placa de suporte (240).

20 12. Estrutura de torre modular (100) de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que a presilha da porca antirrotação (255) é colocada sobre a porca do flange (220) no lado externo do painel (50), e a presilha da porca antirrotação (255) previne que porca do flange apertada (220) não se afrouxe como uma extremidade de extensão

25 (260) da presilha da porca antirrotação (255) dos contatos de uma porca do flange adjacente (220).

13. Estrutura de torre modular (100) de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de que uma superfície inferior (262) da presilha da porca antirrotação (255) seja apoiada contra uma

30 superfície superior (254) de uma placa bandeja (250).

14. Estrutura de torre modular de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que a porca do flange (220) é provida com um

Petição 870180023118, de 22/03/2018, pág. 10/23 rasgo (222) que recebe uma anel de segmento (270), e o anel de segmento (270) compreende uma arruela de plástico ou outra peça de segmento que intensifica ou segura a presilha da porca antirrotação (255) à porca do flange (220).

5 15. Estrutura de torre modular de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a conexão vertical (201) compreende uma placa de travamento (300) compreendendo uma pluralidade de aberturas (310) que se ajustam sobre ou prendem às porcas (220) e as presilhas de porca antirrotação ao lado externo do painel (50).

10 16. Estrutura de torre modular (100) de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de que a placa de travamento (300) prende as porcas (220) para que não girem, e uma placa de cobertura (281) é anexada à placa de travamento (300).

17. Estrutura de torre modular (100) de acordo com a

15 reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a estrutura de torre modular (100) tem uma altura de aproximadamente 80 metros ou mais.

18. Estrutura de torre modular (100) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a conexão horizontal (400) conecta ou prende uma primeira seção (90) adjacente às seções (90) acima

20 ou abaixo da primeira seção (90).

19. Estrutura de torre modular (100) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a placa de atrito interior (410) e a placa de atrito exterior (420) da conexão horizontal (400) tem um formato curvado que corresponde às superfícies curvadas das seções (90).

25 20. Estrutura de torre modular (100) de acordo com a reivindicação 19, caracterizada pelo fato de que a placa de atrito interior (410) e a placa de atrito exterior (420) da conexão horizontal (400) incluem um primeiro conjunto (433) de uma pluralidade dos orifícios (435) e um segundo conjunto (436) de uma pluralidade dos orifícios (437), e o primeiro

30 conjunto (433) da pluralidade de orifícios (435) se conecta a uma seção superior (90), e o segundo conjunto (436) da pluralidade de orifícios (435) se conecta a uma seção inferior (90).

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21. Estrutura de torre modular (100) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que os pinos de rosca (210) passam através dos orifícios (45) nas bordas horizontais (60) dos painéis (90), e uma primeira extremidade (212) do pino de rosca (210) está no lado interno

5 da seção (90) e uma segunda extremidade (214) do pino de rosca (210) está no lado externo da seção (90), e uma porca do flange (220) recebe a segunda extremidade (214) do pino de rosca (210) no lado externo da seção (90).

22. Estrutura de torre modular (100) de acordo com a reivindicação 21, caracterizada pelo fato de que uma presilha da porca

10 antirrotação (255) é colocada sobre uma porca do flange (220), e uma placa de travamento (450) que compreende uma pluralidade de aberturas (452) é colocada sobre a porca do flange (220) e as presilhas de porca antirrotação.

23. Estrutura de torre modular (100) de acordo com a reivindicação 22, caracterizada pelo fato de que uma placa de cobertura

15 (460) é anexada à placa de travamento (450).

24. Estrutura de torre modular de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que componentes da armação (70) são anexados a uma superfície exterior dos painéis (50).

25. Estrutura de torre modular (100) de acordo com a 20 reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que ainda compreendendo uma turbina de vento (10).

26. Estrutura de torre modular (100), compreendendo:

uma pluralidade de seções (90), em que uma ou mais das seções (90) da pluralidade de seções (90) compreendendo uma pluralidade

25 de painéis (50);

os painéis (50) compreendendo um formato curvado ou arqueado, os painéis (50) compreendendo bordas verticais (54), uma borda superior (60), e uma borda inferior (60); caracterizada por uma conexão vertical (200, 201) formando uma conexão de

30 deslizamento crítico ou de atrito para conectar ou prender os painéis (50) às bordas verticais (54) de painéis adjacentes (50) e formar as seções (90), em que as seções (90) têm geralmente um formato circular; em que a conexão

Petição 870180023118, de 22/03/2018, pág. 12/23 vertical compreende placas de atritos verticais internas e externas para cobrir uma costura entre os painéis adjacentes, as porcas em um lado externo dos painéis recebem pinos de roscado passando pelos orifícios da placa de atrito vertical interior, do painel e da placa de atrito vertical externa e as porcas da

5 conexão vertical prendem as presilhas da porca antirrotação;

as seções (90) compreendendo uma borda horizontal inferior formada a partir das bordas inferiores (60) dos painéis (50), e as seções (90) compreendendo uma borda horizontal superior formada a partir das bordas superiores (60) dos painéis (50); e

10 uma conexão horizontal (400) formando uma conexão de deslizamento crítico ou de atrito para conectar ou prender a borda horizontal superior de uma primeira seção (90) a uma borda horizontal inferior de uma segunda seção (90), em que a conexão horizontal compreende placas de atrito horizontais interiores e exteriores para cobrir uma costura entre a

15 primeira seção e a segunda seção, as porcas em um lado externo dos painéis recebem pinos de rosca que passam através de orifícios na placa de atrito horizontal interna, o painel, e placa de atrito horizontal exterior, e as porcas da conexão horizontal prendem as presilhas da porca antirrotação.

27. Estrutura de torre modular (100), compreendendo:

20 uma pluralidade de seções (90), em que uma ou mais seções (90) da pluralidade de seções (90) compreendem uma pluralidade de painéis (50);

os painéis (50) compreendendo um formato curvado ou arqueado, os painéis (50) compreendendo bordas verticais (54) e bordas

25 horizontais (60); caracterizada por uma conexão vertical (200, 201) para conectar ou prender os painéis (50) para formar as seções (90), em que as seções (90) têm geralmente um formato circular;

uma conexão horizontal (400) para conectar ou prender as

30 seções (90); e a conexão horizontal (400) compreendendo uma placa de atrito interior (410) que cobre uma costura (415) entre as seções adjacentes (90),

Petição 870180023118, de 22/03/2018, pág. 13/23 uma placa de atrito exterior (420) que cobre a costura (415) entre as seções adjacentes (90), em que as placas de atrito interior e exterior são curvadas para cobrir a costura, as porcas do flange (220) que recebem pinos de rosca (210) passando através das aberturas nas placas de atrito interiores (410),

5 nos painéis (50), e nas placas de atrito exteriores (420), em que as porcas de flange seguram as presilhas de porca antirrotação.

28. Estrutura de torre modular (100), compreendendo:

uma pluralidade de seções (90), caracterizada pelo fato de que uma ou mais seções (90) da pluralidade de seções (90) compreende uma

10 pluralidade de painéis (50);

os painéis (50) compreendendo um formato curvado ou arqueado;

uma conexão vertical (200, 201) para conectar ou prender os painéis (50) para formar as seções (90), em que as seções (90) têm

15 geraimente um formato circular;

a conexão vertical (200, 201) compreendendo uma placa de atrito vertical interior (231) posicionada sobre uma costura (160) entre painéis adjacentes (50) e um placa de atrito vertical exterior (230) posicionado sobre a costura (160) entre painéis adjacentes (50);

20 porcas do flange (220) no lado externo dos painéis (50) que recebem pinos de rosca (210) passando através das aberturas na placa de atrito vertical interior (231), o painel (50), e a placa de atrito vertical exterior (230); e uma conexão horizontal (400) para conectar ou prender as

25 seções (90) entre si.

29. Conexão (200, 201) para prender ou conectar painéis (50) entre si para uma estrutura de torre modular (100), a conexão (200, 201) compreendendo:

uma placa de atrito vertical interior (231);

30 uma placa de atrito vertical exterior (230); caracterizada por uma placa bandeja (250) ou uma placa de travamento (300), a placa bandeja (250) ou a placa de travamento (30) compreendendo uma

Petição 870180023118, de 22/03/2018, pág. 14/23 pluralidade de aberturas (251, 310) que se ajustam sobre ou se prendem às porcas do flange (220);

cada uma das placas de atrito vertical (231, 230) tem uma pluralidade de orifícios (232), e a pluralidade de orifícios (232) está disposta

5 de forma oposta;

pinos de rosca (210) que passam através dos orifícios (232) nas placas de atrito interior (231), os orifícios (232) na placa de atrito exterior (230), e as aberturas (251, 310) na placa bandeja (250) ou de travamento (300), em que os pinos de rosca têm uma primeira extremidade roscada e uma segunda

10 extremidade roscada;

as porcas do flange (220) da bandeja (250) ou a placa de travamento (300) recebem a segunda extremidade roscada dos pinos de rosca (210);

porcas adicionais recebem a primeira extremidade roscada; e 15 as porcas de flange prendem as presilhas da porca antirrotação (255).

30. Conexão (200, 201) de acordo com a reivindicação 29, caracterizada pelo fato de que a conexão (200, 201) está configurada para ser apertada a partir do interior da torre modular (100).

20 31. Conexão (200, 201) de acordo com a reivindicação 29, caracterizada pelo fato de que a placa de atrito vertical interior (231) é posicionada sobre uma costura (160) entre os painéis adjacentes (50) e a placa de atrito vertical exterior (230) é posicionada sobre a costura (160) entre painéis adjacentes (50), e a pluralidade de orifícios (232) das placas de atrito vertical

25 (231,230) é disposta de forma oposta, para que um primeiro conjunto (234) dos orifícios dispostos de forma oposta (232) seja empregado para se conectar a um primeiro painel (50) e um segundo conjunto (236) dos orifícios dispostos de forma oposta (232) sejam empregados para se conectar a um segundo painel (50), em que o primeiro conjunto (234) de orifícios (232) na placa de atrito

30 vertical (231, 230) corresponde a orifícios (40) na borda vertical (54) do primeiro painel (50) e o segundo conjunto (236) de orifícios (232) na placa de atrito vertical (231, 230) corresponde a orifícios (40) na borda vertical (54) do

Petição 870180023118, de 22/03/2018, pág. 15/23 segundo painel (50).

32. Conexão (400) para prender ou conectar seções (90) entre si para uma estrutura de torre modular (100), sendo que a conexão (400) compreende:

5 uma placa de atrito interior (410);

uma placa de atrito exterior (420); caracterizada por a placa de atrito interior (410) e a placa de atrito exterior (420) compreendendo um primeiro conjunto (433) de uma pluralidade de orifícios (435) e um segundo conjunto (436) de uma pluralidade de orifícios (437);

10 uma placa de parada (450) compreendendo uma pluralidade de aberturas (452);

pinos de rosca (210) que têm uma primeira extremidade roscada e uma segunda extremidade roscada que passam através do primeiro conjunto (433) de orifícios (435) na placa de atrito interior (410), o primeiro

15 conjunto (433) de orifícios (435) na placa de atrito exterior (420), a pluralidade de aberturas (452) na placa de travamento (450), e para dentro das porcas do flange (220) presas pela pluralidade de aberturas (452) na placa de travamento (450); e pinos de rosca adicionais (210) que possuem uma primeira

20 extremidade roscada e uma segunda extremidade roscada que passam através do segundo conjunto (436) de orifícios (437) na placa de atrito interior (410), o segundo conjunto (436) de orifícios (437) na placa de atrito exterior (420), a pluralidade de aberturas (452) na placa de travamento (450), e para dentro das porcas do flange adicionais (220) presas pela

25 pluralidade de aberturas (452) na placa de travamento (450).

33. Conexão (400) de acordo com a reivindicação 32, caracterizada pelo fato de que a placa de atrito interior (410) cobre uma costura (415) entre seções adjacentes (90), em que as seções adjacentes (90) incluem seções (90) em um arranjo empilhado, a placa de atrito exterior

30 (420) cobre a costura (415) entre as seções adjacentes (90);

o primeiro conjunto (433) da pluralidade de orifícios (435) corresponde às aberturas (45) em uma seção superior (90), e o segundo

Petição 870180023118, de 22/03/2018, pág. 16/23 conjunto (436) da pluralidade de orifícios (437) corresponde às aberturas (45) em uma seção inferior (90); e os pinos de rosca (210) passam através do primeiro conjunto (433) de orifícios (435) e para dentro das aberturas (45) na seção superior (90); e os pinos de rosca adicionais (210) passam através

5 do segundo conjunto (436) de orifícios (437) e para dentro das aberturas (45) na seção inferior (90).

34. Conexão (400) de acordo com a reivindicação 32, caracterizada pelo fato de que a conexão (400) é configurada para ser apertada do interior da torre modular (100).

10 35. Método de montagem de uma estrutura de torre modular (100), caracterizado por compreender:

conectar um membro de estrutura a cada um da pluralidade de painéis;

empilhar os painéis usando o membro de estrutura;

15 transportar a pluralidade de painéis (50) para um local de montagem;

alinhar uma borda vertical (54) de uma das pluralidades de painéis (50) com outra borda vertical (54) de outro painel (50) da pluralidade de painéis (50);

20 conectar ou segurar uma conexão vertical (200, 201) entre as bordas verticais (54) dos painéis (50);

formar uma primeira seção (90) a partir dos painéis (50), sendo que a primeira seção (90) tem geralmente um formato circular;

formar a primeira seção em um modelo de montagem usando os 25 membros de estrutura no modelo de montagem;

formar uma segunda seção (90) a partir dos painéis (50), sendo que a segunda seção (90) tem geralmente um formato circular;

empilhar a segunda seção (90) na primeira seção (90); e conectar ou prender uma conexão horizontal (400) entre as primeiras e

30 segundas seções (90) para formar uma torre modular (100).

36. Método de montagem da estrutura de torre modular (100) de acordo com a reivindicação 35, caracterizado pelo fato de que ainda

Petição 870180023118, de 22/03/2018, pág. 17/23 compreende a conexão de asas de suporte superiores aos membros de estrutura.

37. Método de montagem da estrutura de torre modular (100) de acordo com a reivindicação 35, caracterizado pelo fato de que ainda

5 compreende conectar os membros de estrutura (70) aos painéis (50) para firmar asas de suporte (110) ao modelo de montagem (80) durante a formação da primeira seção (90).

38. Método de montagem da estrutura de torre modular de acordo com a reivindicação 37, caracterizado pelo fato de que ainda

10 compreende a remoção dos membros de estrutura (70) dos painéis (50) depois que a seção (90) dos painéis (50) é formada.

39. Método de montagem de uma estrutura de torre modular, caracterizado por compreender:

formar um grupo de painéis (55) de um ou mais painéis (50), em 15 que os painéis (50) compreendem membros de estrutura (70);

transportar o grupo (55) para um local de montagem; remover um dos painéis (50) do grupo (55); colocar um dos painéis (50) próximo a outro painel (50); formar parcialmente um modelo de montagem (80) a partir de

20 componentes de moldura (70) dos painéis (50);

formar uma primeira seção (90) dos painéis (50) no modelo de montagem (80); sendo que a primeira seção (90) tem geralmente um formato circular;

remover os membros de estrutura (70);

25 formar uma segunda seção (90) dos painéis (50), sendo que a segunda seção (90) tem geralmente um formato circular;

empilhar a segunda seção (90) na primeira seção (90); e conectar ou prender as primeira e segunda seções (90) juntas para formar uma torre modular (100).

Petição 870180023118, de 22/03/2018, pág. 18/23

1/14

F I G . 1

2/14

Γ

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F I G . 2

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4/14

110

110
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7/14

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9/14

11/14

F I G . 1 2

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13/14

F I G . 1 5

F IG. 1 7

14/14

410/420

CM

CM

CM

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