CN113692490A - 塔部段和用于构造塔的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及：一种塔部段(103，200)、尤其用于风能设备(100)的塔(102)的塔部段；一种塔(102)、尤其风能设备(100)的塔(102)；一种风能设备(100)；以及一种用于构造塔(102)的方法。本发明尤其涉及一种塔部段(103，200)、尤其用于风能设备(100)的塔的塔部段，所述塔部段用于附接到承载结构(112，300)、尤其基础件上，所述塔部段包括：塔基座元件(210)，所述塔基座元件具有上端部(212)和下端部(214)以及设置在下端部(214)处的螺纹开口(216)；设置在下端部(214)处的法兰(230)，所述法兰具有第一法兰开口(232)和第二法兰开口(234)，其中塔基座元件(210)和法兰(230)与设置在螺纹开口(216)和第一法兰开口(232)中的紧固元件(250)连接，并且其中第二法兰开口(234)构成为，使得承载结构(112，300)的连接元件可以延伸穿过第二法兰开口(234)。

Description

塔部段和用于构造塔的方法
技术领域
本发明涉及一种塔部段、尤其用于风能设备的塔的塔部段，一种塔、尤其风能设备的塔，一种风能设备，以及一种用于构造塔的方法。
背景技术
风能设备原则上是已知的。现代风能设备通常涉及所谓的水平轴线风能设备，其中转子轴线基本上水平设置并且转子叶片掠过基本上竖直的转子面。除了设置在吊舱处的转子之外，风能设备通常包括塔，具有转子的吊舱围绕基本上竖直定向的轴线可旋转地设置在所述塔上。转子通常包括三个相同长度的转子叶片。
塔通常是具有大的高度的细长的建筑物，所述建筑物尤其正交于所述高度具有相对小的延伸。塔通常由混凝土和/或钢制成。塔实施方案的范围从格栅结构经由具有或不具有绳索加固的钢管塔直至混凝土构造。
具有大尺寸的钢管塔通常由多个构件、尤其塔部段制成。这种塔也称为分段的塔。分段的塔可以沿着其纵向延伸分段。这种部段通常具有环形的几何形状。此外，塔可以在水平方向上分段，使得塔在高度上由多个并排设置的部段构成。塔尤其沿其纵向延伸可以具有柱形和/或锥形的部段，其中塔通常包括柱形和锥形的部段。
风能设备的塔、尤其现代水平轴线风能设备的塔构成制造风能设备的总成本的相当大的部分。风能设备的变得更大的转子直径和功率尤其导致塔也变得更大和/或也承受更高的负荷。一方面，塔在其高度方面变得更大，并且另一方面，所述塔关于其直径变得更大。
此外，分段的塔在风能设备的安装位置处的安装是耗费的。尤其水平相邻的部段需要高的时间耗费。此外，在塔或塔部段的物流的情况下应注意不超过构件的所限定的直径或所限定的高度，因为例如在桥处存在通行限制。例如在德国，这种通行限制一般是4.35m。此外，在水平方向上分段的塔的情况下，可能经常确定有翘曲，所述翘曲使得塔的安装变得困难。
在现有技术中存在用于降低成本和用于提高风能设备塔的质量的不同的方案。例如，在DE 10 2011 077 428 A1中描述了一种具有多个塔部段的风能设备塔，其中塔部段在水平的和竖直的法兰上彼此邻接并且在此彼此紧固。DE 10 2004 017 006 A1和DE 102010 039 316 A1分别描述了用于将塔紧固在基础件上的解决方案。用于构造和制造风能设备塔的现有系统和方法提供不同的优点，然而期望进一步的改进。
德国专利商标局在关于本申请的优先权申请中已经检索如下现有技术：DE 102013 109 765 A1、DE 10 2015 014 070 A1、EP 2 636 899 A1。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种塔部段、尤其用于风能设备的塔的塔部段，一种塔、尤其风能设备的塔，一种风能设备，以及一种用于构造塔的方法，所述塔部段、所述塔、所述风能设备以及所述方法减少或消除所提及的缺点中的一个或多个缺点。本发明的目的尤其是提供一种可以实现塔的简化的物流的解决方案。
根据第一方面，所述目的通过塔部段、尤其用于风能设备的塔的塔部段来实现，所述塔部段用于附接到承载结构、尤其基础件上，所述塔部段包括：塔基座元件，所述塔基座元件具有上端部和下端部以及设置在下端部处的螺纹开口；设置在下端部处的法兰，所述法兰具有第一法兰开口和第二法兰开口，其中塔基座元件和法兰与设置在螺纹开口和第一法兰开口中的紧固元件连接，并且其中第二法兰开口构成为，使得承载结构的连接元件可以延伸穿过第二法兰开口。
塔基座元件优选地以纵向延伸从上端部朝向下端部延伸。在运行状态下，下端部朝向承载结构、尤其基础件。在运行状态下，上端部优选地背向承载结构并且例如朝向吊舱。正交于纵向延伸并且当在水平方向上运行时，塔基座元件优选地在径向方向上延伸。例如，塔基座元件可以管状地构成。塔基座元件尤其可以在在上端部和下端部处具有端侧，并且沿着纵向延伸具有外环周面和内环周面。在外环周面与内环周面之间、即尤其在径向方向上，塔基座元件具有厚度。厚度也可以对应于材料厚度。
塔基座元件优选地包括钢或由钢构成。此外，塔基座元件也可以包括其他材料或由所述其他材料构成。塔基座元件例如可以构成为板材或锻造件。
在塔基座元件的下端部处设置有螺纹开口。螺纹开口例如可以是具有圆形的横截面的盲孔。此外优选的是，螺纹开口具有螺纹。螺纹开口优选地具有开口纵向轴线，所述开口纵向轴线还优选地平行于塔基座元件的上端部与下端部之间的纵向延伸定向。
在塔基座元件的下端部处设置有法兰。法兰具有第一法兰开口和第二法兰开口。在法兰的第一法兰开口和塔基座元件的螺纹开口中设置有紧固元件，借助于所述紧固元件，塔基座元件和法兰彼此连接。优选地，第一法兰开口和螺纹开口分别具有纵向轴线，其中所述纵向轴线还优选地同轴地定向。第一法兰开口优选地构成为贯通开口。此外，法兰可以板状地构成。法兰优选地包括钢或由钢构成。此外，法兰也可以包括其他材料或由所述其他材料构成。
法兰的第二法兰开口还构成为，使得承载结构的连接元件可以延伸穿过第二法兰开口。承载结构例如可以是基础件。连接元件例如可以是基础笼式螺栓(Fundamentkorbbolzen)，所述基础笼式螺栓优选地从承载结构竖直地伸出。所述连接元件延伸穿过第二法兰开口。在法兰的背向承载结构的一侧上，所述连接元件优选地与另一连接元件连接，使得在法兰与承载结构之间构成牢固的连接。例如，所述连接元件可以构成为基础笼式螺栓，并且另一连接元件可以构成为螺母。
通过使基础笼式螺栓引导穿过第二法兰开口并且将基础笼式螺栓与螺母锁定，构成法兰与承载结构的牢固的连接。通过借助于紧固元件将法兰与塔基座元件紧固，再次实现塔基座元件与承载结构的牢固的连接。尤其地借此可以实现塔基座元件经由法兰到承载结构中的力流。
塔的塔基座元件通常是塔的具有最大直径的元件、尤其部段。因此，尤其在塔基座元件的情况下，应考虑桥的4.35m和/或5m的最大通行高度，但是也应考虑制造中的关键区域的最大通行高度。一般通常需要不超过特定最大直径。通过现有技术中已知的在塔、尤其塔基座元件上的焊接的法兰，塔基座元件的最大直径增大。然而，确定一个或多个所述较大直径的不是塔基座元件和/或塔壁，而是向外伸出的法兰。因此，塔基座元件和/或塔壁的最大直径不是最大可能的直径，因为法兰从塔基座元件和/或塔壁伸出从而确定了构件的直径。在安装部位上设置法兰通常不是选项，因为在安装部位上不能达到所需的焊接质量或耗费不成比例地高。
本发明所基于的认知在于，借助于在塔基座元件上旋紧的法兰，可以通过塔基座元件实现所预设的直径的最大利用。因此，具有旋紧的法兰的塔基座元件可以具有比带有焊接的法兰的类似的塔基座元件更大的直径。从中得出，在许多情况下，塔基座元件不必分段。此外，这种塔基座元件改进了塔的频率位置、强度和/或稳定性。此外，塔基座壁可以更薄地设计，因为直径总体变得更大，从而可以实现更好的材料利用。
塔基座元件优选地包括沿着塔基座元件的环形的延伸设置的多个螺纹开口。与此类似，法兰优选地具有沿着尤其环形的延伸的多个第一法兰开口，使得优选地相对于多个螺纹开口中的每个螺纹开口，在法兰处分别设有第一法兰开口。螺纹开口和/或第一法兰开口例如可以分别构成为多孔圆(Lochkreis)。
此外优选的是，法兰具有多个第二法兰开口，承载结构的多个连接元件可以引导穿过所述多个第二法兰开口。在水平方向上并且正交于上端部与下端部之间的纵向延伸，塔基座元件和/或法兰具有径向方向。径向方向尤其在塔基座元件和/或法兰与塔基座元件和/或法兰的中点之间水平定向。在径向方向上，第一法兰开口、第二法兰开口和/或螺纹开口可以处于一个径向线上。此外优选的可以是，所述开口在径向方向上相对于彼此错开地设置。
根据塔部段的一个优选的实施变型方案提出，螺纹开口在端侧设置在塔基座元件的下端部处，和/或第一法兰开口设置在法兰处，使得所述第一法兰开口在端侧邻接下端部。
塔基座元件优选地在下端部处具有端侧。在所述端侧处可以设置有螺纹开口。端侧优选地是平坦的面，所述平坦的面的面正交线平行于塔基座元件的在上端部与下端部之间的纵向延伸定向。尤其优选的是，在运行中，端侧形成基本上水平的面。替选地，螺纹开口也可以在周侧设置在塔基座元件处。
此外，第一法兰开口可以在端侧邻接下端部。替选地，第一法兰开口也可以在周侧邻接塔基座元件的下端部。第一法兰开口在端侧邻接塔基座元件结合在塔基座元件的下端部处在端侧设置的螺纹开口可以实现塔基座元件借助于紧固元件与法兰的可靠的连接。紧固元件例如可以是螺栓，其中所述螺栓优选地具有纵向轴线，其中纵向轴线与螺纹开口和第一法兰开口的纵向轴线同轴，其中所述纵向轴线优选地在运行中竖直地和/或同轴地定向。
根据塔部段的另一优选的实施变型方案提出，塔基座元件和/或法兰具有环形的横截面。
在此，横截面尤其应理解为切割面，所述切割面的面正交线在运行中基本上垂直和/或平行于塔基座元件和/或法兰的纵向延伸定向。塔基座元件和/或法兰的环形的横截面引起所述塔基座元件和/或所述法兰具有外环周面和内环周面。此外，环形的横截面也应理解为多边形和/或椭圆形的横截面。
此外，塔基座元件和/或法兰也可以具有部分环形的横截面。部分环形的横截面的特征尤其在于，所述横截面具有小于360°的弧形延伸。例如，部分环形的横截面可以具有180°的弧形延伸，使得彼此贴靠设置的所述部分环形的塔基座元件和/或法兰中的两个塔基座元件和/或法兰得出具有360°的弧形延伸的完整的环。
在塔部段的另一改进方案中提出，法兰具有第三法兰开口，并且第一法兰开口在径向方向上设置在第二法兰开口与第三法兰开口之间，使得优选地，与第三法兰开口在径向方向上距塔部段的中点相比，第二法兰开口在径向方向上距所述中点具有更小的间距，并且第三法兰开口优选地设置成，使得承载结构的连接元件可以延伸穿过第三法兰开口。
借助于第三法兰开口，可以实现法兰与承载结构之间的更牢固的连接。此外，法兰与承载结构之间的可能的连接元件的数量增加，因为第二法兰开口之间的间距不能任意减小。
尤其优选的是，第二法兰开口朝向塔基座元件的外环周面，并且第三法兰开口朝向塔基座元件的内环周面。中点尤其应理解为几何重心。在塔基座元件和/或法兰的部分环形的横截面的情况下，中点优选地被理解为对应于完全组合的环形几何形状的几何重心的点。
在塔部段的另一优选的改进方案中提出，法兰在径向方向上具有比塔基座元件的下端部更大的延伸。法兰在此尤其在径向方向上向内延伸和向外延伸远离塔基座元件。由此简化了第二法兰开口和/或第三法兰开口的设置。
塔部段在一个优选的改进方案中如下改进：所述塔部段包括设置在法兰处的负载元件，所述负载元件具有第一负载元件开口和/或第二负载元件开口，其中紧固元件部分地设置在第一负载元件开口内，和/或第二负载元件开口具有与第二法兰开口共同的贯通轴线，并且其中负载元件优选地具有第三负载元件开口，所述第三负载元件开口具有与第三法兰开口共同的贯通轴线。
负载元件例如可以是负载环或负载分布环。负载元件尤其设置在法兰的背向塔基座元件的一侧上。负载元件优选地具有第一负载元件开口，其中所述第一负载元件开口还优选地具有与第一法兰开口和螺纹开口共同的纵向轴线。优选地，第一负载元件开口的直径和/或在水平方向上尤其正交于塔基座元件的纵向延伸的延伸大于第一法兰开口的直径和/或延伸。
第一负载元件开口例如可以用于将螺栓的螺栓头设置在所述第一负载元件开口中，所述螺栓延伸穿过第一法兰开口并且在螺纹开口内旋紧。然后，螺栓头可以以其贴靠面贴靠在法兰上、尤其贴靠在法兰的背向塔基座元件的一侧上。负载元件的厚度和/或螺栓头的厚度优选地设置成，使得螺栓头可以完全设置在第一负载元件开口中。
承载结构、尤其基础件通常不能完全水平地构成。这意味着，承载结构、尤其基础件具有小的倾斜。在风能设备具有其可观的高度的情况下，这种倾斜引起不可忽视的倾斜姿态。
负载元件可以用于补偿偏离水平面的所述倾斜。为此，负载元件设置在承载结构、尤其基础件上，并且借助于合适的补偿剂、尤其砂浆定位在承载结构处，使得负载元件的在其处设置有法兰的背向承载结构的一侧具有基本上水平的延伸而没有明显的倾斜。
在负载元件借助于补偿剂、尤其砂浆设置在承载结构处之后，法兰可以借助于紧固在其上的塔基座元件设置在负载元件处。为了所述目此，负载元件具有第二负载元件开口和/或第三负载元件开口，承载结构的连接元件可以延伸穿过所述第二负载元件开口和/或所述第三负载元件开口。
优选的可以是，负载元件不具有第一负载元件开口。为此，承载结构、尤其基础件例如可以具有凹部，在所述凹部中例如可以设置有螺栓头。
此外优选的是，负载元件环形或部分环形地构成，和/或法兰和负载元件集成地构成。负载元件优选地具有与法兰相同的几何形状。此外，负载元件和/或法兰可以具有与塔基座元件相同的横截面。
在塔部段的另一优选的实施变型方案中提出，紧固元件构成为螺栓，和/或紧固元件具有螺栓和螺母，其中螺栓旋入到螺纹开口中并且延伸穿过第一法兰开口，并且在法兰的背向塔基座元件的一侧上与螺母旋紧，和/或紧固元件具有螺栓、带有横向螺栓开口的横向螺栓和螺母，其中螺栓旋入到螺纹开口中并且延伸穿过第一法兰开口，并且在法兰的背向塔基座元件的一侧上延伸穿过横向螺栓开口并且与螺母旋紧。
横向螺栓优选地具有至少一个大于第一法兰开口的延伸的延伸，使得横向螺栓可以支撑在法兰的背向塔基座元件的一侧上。上述螺母也可以构成为膨胀套筒。膨胀套筒具有另一优点：可以实现连接的进一步预紧。
根据塔部段的另一改进方案提出，第一法兰开口在径向方向上的尺寸小于塔基座元件在径向方向上的厚度。在所述优选的实施变型方案中，塔基座元件完全竖立在法兰上并且不具有完全设置在法兰开口上方的部段。由此改进了设置的稳定性。
根据另一优选的实施变型方案提出，塔基座元件在下端部处具有加厚部段，所述加厚部段的径向延伸大于塔壁的径向延伸，和/或塔基座元件的上端部构成用于设置塔壁。
在所述优选的实施变型方案中，塔基座元件的纵向横截面优选地具有瓶形的几何形状，所述纵向横截面的面正交线基本上平行于塔基座元件的环周方向定向。所述瓶形的几何形状的特征尤其在于，下端部具有比塔壁的径向延伸更大的径向延伸。此外优选的可以是，塔基座元件在下端部处具有比在上端部处更大的径向延伸。为此，加厚部段尤其构成为，使得在所述加厚部段中设置有螺纹开口。通过在所述区域中的加厚，尽管存在螺纹开口、尤其多个螺纹开口，但是仍可以改进强度。
塔基座元件的上端部尤其构成为，使得在所述上段部处可以设置有塔壁。例如，塔壁可以借助于焊接方法设置。塔部段还可以包括具有环形的横截面的塔壁，其中塔壁设置在塔基座元件的上端部处并且优选地与塔基座元件焊接。塔壁优选地具有比塔基座元件更小的径向延伸，尤其比塔基座元件的加厚部段更小的径向延伸。
此外优选的是，塔基座元件与法兰的连接以及优选地法兰与负载元件的连接以无焊接连接的方式构成。此外可以提出，法兰构成为分段的法兰，并且优选地具有至少两个水平相邻的法兰部段。
根据另一方面，开始所提及的目的通过一种塔、尤其风能设备的塔来实现，所述塔包括：至少一个根据上述实施变型方案中的至少一个实施变型方案的塔部段；承载结构、尤其基础件，所述承载结构具有至少一个第一连接元件，所述第一连接元件优选地与承载结构牢固地连接，其中第一连接元件延伸穿过第二法兰开口并且优选地延伸穿过第二负载元件开口，并且优选地在法兰的背向承载结构的一侧上与相对应的第二连接元件连接，使得在法兰与承载结构之间构成牢固的连接。
第二连接元件例如可以是螺母或膨胀套筒。此外，第一连接元件也可以构成为螺栓，其中螺栓优选地首先被引导穿过第二法兰开口，优选地同样被引导穿过第二负载元件开口，并且旋入到承载结构中。为此，承载结构优选地具有螺纹开口。
根据塔的一个优选的实施变型方案提出，承载结构具有至少一个另外的第一连接元件，所述另外的第一连接元件优选地与承载结构牢固地连接，其中另外的第一连接元件延伸穿过第三法兰开口并且优选地延伸穿过第三负载元件开口，并且在法兰的背向承载结构的一侧上与另外的相对应的第二连接元件连接，使得在法兰与承载结构之间构成牢固的连接。
根据另一方面，开始所提及的目的通过一种风能设备来实现，所述风能设备包括根据上述实施变型方案中的至少一个实施变型方案的塔部段和/或根据上述实施变型方案中的至少一个实施变型方案的塔。
根据另一方面，开始所提及的目的通过一种用于构造塔、尤其风能设备的塔的方法来实现，所述方法包括如下步骤：提供承载结构、尤其基础件，所述承载结构具有第一连接元件；在塔基座元件的下端部、尤其端侧的下端部处设置具有第一法兰开口和第二法兰开口的法兰，所述塔基座元件具有螺纹开口；通过将紧固元件设置在螺纹开口和第一法兰开口中来将法兰紧固在塔基座元件的下端部、尤其端侧的下端部处；将法兰设置在承载结构上，使得第一连接元件延伸穿过第二法兰开口。
在所述方法的一个优选的实施变型方案中提出，所述方法包括如下步骤：将负载元件设置在承载结构与法兰之间，所述负载元件具有第一负载元件开口和/或第二负载元件开口；将紧固元件至少部分地设置在第一负载元件开口内和/或使第一连接元件引导穿过第二负载元件开口；以及优选地使承载结构的另外的第一连接元件引导穿过第三负载元件开口。
方法及其可行的改进方案具有使其尤其适合于塔部段及其改进方案的特征或方法步骤。对于所述其他方面及其可行的改进方案的其他优点、实施变型方案和实施方案细节，也参考先前对于塔部段的对应的特征和改进方案的所实现的描述。
附图说明
优选的实施例示例性地根据附图阐述。附图示出：
图1示出风能设备的示意图；
图2示出塔部段的示意性的二维视图；
图3示出塔部段的示意性的二维剖视图；
图4示出现有技术中已知的塔部段的示意性的二维视图。
具体实施方式
图1示出风能设备100的示意图。图1示出具有塔102和吊舱104的风能设备100。在吊舱104处设置有具有三个转子叶片108和整流罩110的转子106。转子106在运行中通过风置于转动运动中从而驱动吊舱104中的发电机。
在塔102的背向吊舱104的端部处，所述塔具有塔部段103。塔部段103具有塔基座元件，所述塔基座元件具有朝向吊舱104的上端部和朝向基础件112的下端部。在塔基座元件的下端部处，所述塔基座元件具有多个螺纹开口。此外，在塔基座元件与基础件112之间设置有具有第一法兰开口和第二法兰开口的法兰。
塔基座元件借助于紧固元件与法兰连接。为此，塔基座元件具有螺纹开口，并且法兰具有第一法兰开口。此外，基础件112具有延伸穿过第二法兰开口的连接元件。连接元件构成为，使得可以在法兰与基础件112之间建立牢固的连接。因此，作用在塔102上的力或作用在塔102上的力矩经由塔基座元件引导到法兰中并且从所述法兰引导到基础件112中。
图2示出塔部段的示意性的二维视图。塔部段200具有塔基座元件210、法兰230和负载元件260。塔部段200设置在基础件300上。在塔基座元件210的上端部212处设置有塔壁202。
塔基座元件210在其纵向方向上从上端部212朝向下端部214延伸。塔基座元件210的纵向延伸基本上平行于塔部段200的高度H。高度H在所示出的运行状态下基本上竖直地定向。
塔部段200优选地环形地构成并且具有中点。中点在此未释出，并且在图像中例如处于左边。中点的设置尤其可以从下面描述的图3中获知。从中点朝向塔部段200的延伸在径向方向R上定向。塔基座元件210具有螺纹开口216。螺纹开口216在端侧设置在塔基座元件210的下端部214处。塔基座元件210在端侧平坦地构成。此外，塔基座元件210在邻接下端部214的区域中具有加厚部段218，并且从加厚部段218朝向上端部212变细。
法兰230在端侧设置在塔基座元件210的下端部214处。法兰230具有第一法兰开口232、第二法兰开口234和第三法兰开口236。第一法兰开口关于在法兰230的径向方向R上的径向延伸基本上居中地设置。与第三法兰开口236相比，第二法兰开口234在径向方向R上具有距法兰230的中点的更大的间距。在所示出的状态下，第三法兰开口236朝向塔基座元件210的内环周面。第二法兰开口234朝向塔基座元件210的外环周面。
在法兰230与基础件300之间设置有负载元件260。在竖直方向上，负载元件260设置在法兰230与基础件300之间。负载元件260具有第一负载元件开口262、第二负载元件开口264和第三负载元件开口266。
第一负载元件开口262关于在负载元件260的径向方向R上的径向延伸基本上居中地设置。第一负载元件开口262尤其设置成，使得所述第一负载元件开口具有与第一法兰开口232和螺纹开口216共同的纵向轴线。第二负载元件开口264和第三负载元件开口266在径向方向R上与第一负载元件开口262间隔开。尤其地，与第三负载元件开口266相比，第二负载元件开口264与先前定义的中点进一步地间隔开。
法兰230借助于构成为螺栓250的紧固元件与塔基座元件210彼此连接。螺栓250具有螺栓杆252和螺栓头254。螺栓杆252延伸穿过第一法兰开口232并且旋入到螺纹开口216中。螺栓头以贴靠在法兰230的背向塔基座元件210的水平面上的方式设置。因此可以在塔基座元件210与法兰230之间引起力连接。
基础件300具有第一连接元件302和第三连接元件306。第一连接元件302和第三连接元件306基本上竖直地从基础件300向上伸出。第一连接元件302延伸穿过第二负载元件开口264并且延伸穿过第二法兰开口234。第一连接元件302从第二法兰开口234竖直地伸出。在所述部位处，第一连接元件302与构成为螺母的第二连接元件304耦联。螺母旋紧到第一连接元件302的远端部处的螺纹上。由此可以实现法兰230经由负载元件260与基础件300的牢固连接。
与此类似，第三连接元件306延伸穿过第三负载元件开口266和第三法兰开口236，并且与第四连接元件308当前同样即螺母锁定。力连接通过如下方式实现：塔基座元件210的力可以传输到法兰230上，尤其通过螺栓250传输到所述法兰上。力又从法兰经由负载元件传输到基础件300中，其中法兰230、负载元件260和基础300之间的所述连接通过连接元件302、304、306、308实现。
图3示出塔部段200的示意性的二维剖视图。塔部段200具有中点204。塔基座元件210、法兰230和负载环260具有基本上环形的横截面。塔基座元件210、法兰230和负载环260同样具有中点204。此外，塔基座元件210构成朝向中点204的内环周面222和背向中点的外环周面220。塔部段200的高度H正交于制图平面定向。尤其地，第一连接元件302和第三连接元件306以及第二法兰开口234和第三法兰开口236的设置从图3中获知。法兰开口234、236构成为多孔圆。
图4示出现有技术中已知的塔部段的示意性的二维视图。塔部段600包括塔基座元件610，法兰630牢固地设置在所述塔基座元件处。在法兰630的下侧处设置有负载元件660。法兰630和负载元件660分别具有贯通开口，连接元件702、706可以延伸穿过所述贯通开口，其中所述连接元件在法兰630处与另外的连接元件704锁定。连接元件702、706紧固在基础件700上。
在此示出的塔部段600具有如下缺点：法兰630确定塔部段600的最大直径，而不是塔壁602确定塔部段的最大直径。由此，塔壁602的直径必须更小地构成，这可能引起强度损失和/或刚性损失。替选地，塔部段600必须在水平方向上分段。
此外，图1、图2和图3中所示出的塔部段103、200可以实现优化的物流。相应的塔基座元件210尤其可以针对最大可运输的直径、尤其4.30m设计。尤其地，在所述尺寸的情况下，法兰230的直径不受限制，因为所述法兰仅在风能设备100的安装位置处紧固在塔基座元件210上。因此，根据本发明的塔部段103、200能更简单且更有利地运输。此外，这可以实现风能设备塔102的更好的强度相关的设计。此外，风能设备塔102在基础件112、300上的成本更有利的安装是可行的。
附图标记
100 风能设备
102 塔
103 塔部段
104 吊舱
106 转子
108 转子叶片
110 整流罩
112 基础件
200 塔部段
202 塔壁
204 中点
210 塔基座元件
212 上端部
214 下端部
216 螺纹开口
218 加厚部段
220 外环周面
222 内环周面
230 法兰
232 第一法兰开口
234 第二法兰开口
236 第三法兰开口
250 螺栓
252 螺栓杆
254 螺栓头
260 负载元件
262 第一负载元件开口
264 第二负载元件开口
266 第三负载元件开口
300 基础件
302 第一连接元件
304 第二连接元件
306 第三连接元件
308 第四连接元件
600 塔部段
602 塔壁
610 塔基座元件
630 法兰
660 负载元件
700 基础件
702 第一连接元件
704 第二连接元件
706 第三连接元件
H 高度
R 径向方向

Claims (17)

1.一种塔部段(103，200)、尤其用于风能设备(100)的塔(102)的塔部段，所述塔部段用于附接到承载结构上，尤其附接到基础件上，所述塔部段包括：
-塔基座元件(210)，所述塔基座元件具有：
○上端部(212)和下端部(214)，以及
○设置在所述下端部(214)处的螺纹开口(216)，
-设置在所述下端部(214)处的法兰(230)，所述法兰具有第一法兰开口(232)和第二法兰开口(234)，
-其中所述塔基座元件(210)和所述法兰(230)与设置在所述螺纹开口(216)和所述第一法兰开口(232)中的紧固元件(250)连接，并且
-其中所述第二法兰开口(234)构成为，使得所述承载结构的连接元件能够延伸穿过所述第二法兰开口(234)。
2.根据权利要求1所述的塔部段(103，200)，其中
-所述螺纹开口(216)在端侧设置在所述塔基座元件(210)的下端部(214)处，和/或
-所述第一法兰开口(232)设置在所述法兰(230)处，使得所述第一法兰开口在端侧邻接所述下端部(214)。
3.根据上述权利要求中至少一项所述的塔部段(103，200)，其中
-所述塔基座元件(210)和/或所述法兰(230)具有环形的横截面。
4.根据上述权利要求中至少一项所述的塔部段(103，200)，其中
-所述法兰(230)具有第三法兰开口(236)，并且
-所述第一法兰开口(232)在径向方向(R)上设置在所述第二法兰开口(234)与所述第三法兰开口(236)之间，使得优选地，与所述第三法兰开口(236)在径向方向(R)上距所述塔部段(103，200)的中点(204)相比，所述第二法兰开口(234)在径向方向(R)上距所述中点(204)具有更小的间距，并且
-所述第三法兰开口(236)优选地设置成，使得所述承载结构的连接元件能够延伸穿过所述第三法兰开口(236)。
5.根据上述权利要求中至少一项所述的塔部段(103，200)，所述塔部段包括：
-设置在所述法兰(230)处的负载元件(260)，所述负载元件具有第一负载元件开口(262)和/或第二负载元件开口(264)，
-其中所述紧固元件(250)部分地设置在所述第一负载元件开口(262)内，和/或所述第二负载元件开口(264)具有与所述第二法兰开口(234)共同的贯通轴线，并且
-其中所述负载元件(260)优选地具有第三负载元件开口(266)，所述第三负载元件开口具有与所述第三法兰开口(236)共同的贯通轴线。
6.根据上述权利要求中至少一项所述的塔部段(103，200)，其中
-所述负载元件(260)环形地或部分环形地构成，和/或
-所述法兰(230)和所述负载元件(260)集成地构成。
7.根据上述权利要求中至少一项所述的塔部段(103，200)，其中
-所述紧固元件(250)构成为螺栓，和/或
-所述紧固元件(250)具有螺栓和螺母，其中所述螺栓旋入到所述螺纹开口(216)中并且延伸穿过所述第一法兰开口(232)并且在所述法兰(230)的背向所述塔基座元件(210)的一侧上与所述螺母旋紧，和/或
-所述紧固元件(250)具有螺栓、带有横向螺栓开口的横向螺栓和螺母，其中所述螺栓旋入到所述螺纹开口(216)中并且延伸穿过所述第一法兰开口(232)，并且在所述法兰(230)的背向所述塔基座元件(210)的一侧上延伸穿过所述横向螺栓开口并且与所述螺母旋紧。
8.根据上述权利要求中至少一项所述的塔部段(103，200)，其中
-所述第一法兰开口(232)在径向方向(R)上的尺寸小于所述塔基座元件(210)在径向方向(R)上的厚度。
9.根据上述权利要求中至少一项所述的塔部段(103，200)，其中
-所述塔基座元件(210)在所述下端部(214)处具有加厚部段(218)，所述加厚部段的径向延伸大于塔壁(202)的径向延伸，和/或
-所述塔基座元件(210)的上端部(212)构成用于设置塔壁(202)。
10.根据上述权利要求中至少一项所述的塔部段(103，200)，所述塔部段包括：
-具有环形的横截面的塔壁(202)，其中所述塔壁(202)设置在所述塔基座元件(210)的上端部(212)处并且优选地与所述塔基座元件(210)焊接，和/或
-所述塔壁(202)具有比所述塔基座元件(210)更小的径向延伸、尤其比所述塔基座元件(210)的加厚部段(218)更小的径向延伸。
11.根据上述权利要求中至少一项所述的塔部段(103，200)，其中
-所述塔基座元件(210)与所述法兰(230)的连接以及优选地所述法兰(230)与所述负载元件(260)的连接以无焊接连接的方式构成。
12.根据上述权利要求中至少一项所述的塔部段(103，200)，其中
-所述法兰(230)构成为分段的法兰(230)，并且优选地具有至少两个水平相邻的法兰部段。
13.一种塔(102)、尤其风能设备(100)的塔(102)，所述塔包括：
-至少一个根据权利要求1至12中至少一项所述的塔部段，
-承载结构(112，300)、尤其基础件，所述承载结构具有至少一个第一连接元件，所述第一连接元件优选地与所述承载结构(112，300)牢固地连接，
-其中所述第一连接元件延伸穿过所述第二法兰开口(234)，并且优选地延伸穿过所述第二负载元件开口(264)，并且
-所述第一连接元件优选地在所述法兰(230)的背向所述承载结构(112，300)的一侧上与相对应的第二连接元件连接，使得在所述法兰(230)与所述承载结构(112，300)之间构成牢固的连接。
14.根据上述权利要求13所述的塔(102)，
-其中所述承载结构(112，300)具有至少一个另外的第一连接元件，所述另外的第一连接元件优选地与所述承载结构(112，300)牢固地连接，
-其中所述另外的第一连接元件延伸穿过所述第三法兰开口(236)，并且优选地延伸穿过所述第三负载元件开口(266)，并且在所述法兰(230)的背向所述承载结构(112，300)的一侧上与另外的相对应的第二连接元件连接，使得在所述法兰(230)与所述承载结构(112，300)之间构成牢固的连接。
15.一种风能设备(100)，所述风能设备包括：
-根据权利要求1至12中至少一项所述的塔部段(103，200)，和/或
-根据权利要求13至14中至少一项所述的塔(102)。
16.一种用于构造塔(102)、尤其风能设备(100)的塔(102)的方法，所述方法包括如下步骤：
-提供承载结构(112，300)、尤其基础件，所述承载结构具有第一连接元件(302，304)，
-在塔基座元件(210)的下端部(214)、尤其端侧的下端部(214)处设置具有第一法兰开口(232)和第二法兰开口(234)的法兰(230)，所述塔基座元件具有螺纹开口(216)，
-通过将紧固元件(250)设置在所述螺纹开口(216)和所述第一法兰开口(232)中来将所述法兰(230)紧固在所述塔基座元件(210)的下端部(214)、尤其端侧的下端部(214)处，
-将所述法兰(230)设置在所述承载结构(112，300)上，使得所述第一连接元件(302，306)延伸穿过所述第二法兰开口(234)。
17.根据上述权利要求16所述的方法，所述方法包括如下步骤：
-将负载元件(260)设置在所述承载结构(112，300)与所述法兰(230)之间，所述负载元件具有第一负载元件开口(262)和/或第二负载元件开口(264)，
-将所述紧固元件(250)至少部分地设置在所述第一负载元件开口(262)内和/或使所述第一连接元件(302，306)引导穿过所述第二负载元件开口(264)，以及
-优选地使所述承载结构(112，300)的另外的第一连接元件(302，306)引导穿过所述负载元件(260)的第三负载元件开口(266)。
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