DE102013221681B4 - Hybrid tower of a wind turbine - Google Patents
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Abstract
Hybridturm (11) für eine Windturbine (2),- wobei ein unterer Abschnitt des Hybridturms (11) als Gitterturm (12) und ein oberer Abschnitt des Hybridturms (11) als Rohrturm (3) ausgebildet ist,- der Gitterturm (12) mindestens drei Eckstiele (13) umfasst, die über Querträger (14) und Querstreben (15) miteinander verbunden sind, und die Eckstiele (13) in einem Winkel (α) zu einer Längsachse (7) des Hybridturms (11) angeordnet sind,- der Rohrturm (3) aus mindestens einem Rohrsegment (16) besteht und- der Gitterturm (12) und der Rohrturm (3) mittels eines Übergangsstücks (1) lösbar miteinander verbunden sind,- das Übergangsstück (1) eine Adapterschale (17) und Adapterplatten (18) umfasst, wobei die Adapterschale (17) und die Adapterplatten (18) derart lösbar mit einander verbunden sind, sodass sich die Adapterplatten (18) und die Adapterschale (17) in Längsrichtung des Hybridturmes (11) teilweise überlappen, wobei ferner die Adapterplatten (18) mit den Eckstielen (13) des Gitterturms (12) verbunden sind und wobei die Adapterschale (17) mit dem Rohrturm (3) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass- die Anzahl der Adapterplatten (18) der Anzahl der Eckstiele (13) entspricht,- die Adapterschale (17) rohrförmig ausgebildet ist und mindestens ein unterer Teil der Adapterschale (17) konisch ausgebildet ist, wobei der Konuswinkel dem Neigungswinkel der Eckstiele (13) entspricht,- die Eckstiele (13) in den konischen Bereich der Adapterschale (17) ragen und- die Adapterplatten (18) zwischen der Adapterschale (17) und den Eckstielen (13) angeordnet sind und einen zentralen stielförmigen Bereich zum Befestigen der Eckstiele (13) aufweisen, der die Adapterschale (17) in Längsrichtung des Hybridturms (11) überragt.Hybrid tower (11) for a wind turbine (2), - wherein a lower section of the hybrid tower (11) is designed as a lattice tower (12) and an upper section of the hybrid tower (11) as a tubular tower (3), - the lattice tower (12) at least comprises three corner posts (13) which are connected to one another via cross members (14) and cross braces (15), and the corner posts (13) are arranged at an angle (α) to a longitudinal axis (7) of the hybrid tower (11), - the Tubular tower (3) consists of at least one tubular segment (16) and - the lattice tower (12) and the tubular tower (3) are detachably connected to one another by means of a transition piece (1), - the transition piece (1) has an adapter shell (17) and adapter plates ( 18), wherein the adapter shell (17) and the adapter plates (18) are detachably connected to one another in such a way that the adapter plates (18) and the adapter shell (17) partially overlap in the longitudinal direction of the hybrid tower (11), with the adapter plates also (18) with the corner posts (13) of the lattice tower (12) ve are connected and the adapter shell (17) is connected to the tubular tower (3), characterized in that- the number of adapter plates (18) corresponds to the number of corner posts (13),- the adapter shell (17) is tubular and at least a lower part of the adapter shell (17) is conical, with the cone angle corresponding to the angle of inclination of the corner posts (13), - the corner posts (13) protrude into the conical area of the adapter shell (17) and - the adapter plates (18) between the adapter shell (17) and the corner posts (13) and have a central post-shaped area for fastening the corner posts (13) which protrudes beyond the adapter shell (17) in the longitudinal direction of the hybrid tower (11).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Hybridturm gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein solcher Hybridturm ist mit einem Übergangsstück zum Verbinden von einem Stahlrohrturm mit einem Gitterturm einer Windturbine versehen. Sehr hohe Stahlrohrtürme benötigen eine bestimmte Steifigkeit wegen der auftretenden Vibration und der Eigenfrequenz. Dazu wird ein großer Turmdurchmesser oder eine große Wandstärke benötigt. Die Verankerung von Stahlrohrtürmen wird häufig mit Hilfe eines Flansches, besonders häufig mit Hilfe eines T-Flansches realisiert, welcher meist über zwei ringkreisförmig angeordnete Reihen von Ankerschrauben mit einem Fundament verspannt ist.The present invention relates to a hybrid tower according to the preamble of
Da der Transport von Stahlrohrtürmen von den Fertigungshallen der Hersteller zu den Aufstellungsstandorten meist mit Hilfe von Schwerlasttransporten über Land realisiert werden muss, ergibt sich wegen der Höhe von Brücken eine maximale Transporthöhe von etwa 4,5 Metern. Die Turmsegmente werden beim Transport meist liegend transportiert, weshalb der maximale Durchmesser der Turmsegmente im Bereich des Flansches die Transporthöhe nicht überschreiten darf. Der Abstand zwischen der Straße und den transportierten Turmsegmenten entspricht bei den meisten Schwertransportern etwa 0,1 bis 0,2 Meter. Aus diesem Grund darf der maximale Durchmesser der Turmsegmente inklusive des Flansches nicht größer als etwa 4,3 bzw. 4,4 Meter sein. Um eine ausreichende Standfläche und genügend Raum für die Positionierung der Ankerschrauben zur Verfügung zu stellen, muss die äußere Flanschbreite - das heißt der Teil des T-Flansches, welcher über den Durchmesser der Mantelfläche hinausragt - größer als 0,25, meist größer als 0,3 Meter sein. Dies gilt insbesondere für Türme von über 80 Metern Höhe. Aus diesem Grund darf der maximale Durchmesser des Turmes im Bereich der Mantelfläche ohne Flansch bei der Verwendung herkömmlicher Verankerungssysteme nicht größer sein als ein bestimmtes Maß, etwa 4,0 Meter.Since the transport of tubular steel towers from the manufacturer's production halls to the installation sites usually has to be realized with the help of heavy-duty transport over land, the maximum transport height is around 4.5 meters due to the height of bridges. The tower segments are usually transported lying down during transport, which is why the maximum diameter of the tower segments in the area of the flange must not exceed the transport height. The distance between the road and the transported tower segments is around 0.1 to 0.2 meters for most heavy-duty transporters. For this reason, the maximum diameter of the tower segments including the flange must not be greater than around 4.3 or 4.4 meters. In order to provide a sufficient base and enough space for positioning the anchor bolts, the outer flange width - i.e. the part of the T-flange that protrudes beyond the diameter of the lateral surface - must be greater than 0.25, usually greater than 0. be 3 meters. This applies in particular to towers over 80 meters high. For this reason, the maximum diameter of the tower in the area of the lateral surface without a flange when using conventional anchoring systems must not be greater than a certain dimension, around 4.0 meters.
Wegen der transportbedingten Querschnittsbeschränkung der Turmsegmente müssen bei Windturbinen mit großen Türmen andere Maßnahmen getroffen werden, um eine ausreichende Steifigkeit des Turms zu gewährleisten. Eine Möglichkeit besteht darin, den Turm als Gitter-Rohr-Hybridturm zu konzipieren. Bei diesem Hybridturm wird ein Gitterturm mit einem Rohrturm kombiniert. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass der als Rohrturm ausgebildete obere Abschnitt des Turms sehr torsionssteif ist und der untere als Gitterturm ausgebildete Abschnitt des Turms in Einzelteilen zum Aufstellplatz transportiert werden kann und somit eine sehr große Standfläche möglich ist, was zu einer hohen Biegesteifigkeit führt, ohne dass die maximale Transporthöhe der Turmsegmente überschritten wird.Due to the transport-related cross-sectional limitation of the tower segments, other measures must be taken in wind turbines with large towers in order to ensure adequate tower rigidity. One possibility is to design the tower as a lattice-tube hybrid tower. This hybrid tower combines a lattice tower with a tubular tower. This has the advantage that the upper section of the tower, designed as a tubular tower, is very torsion-resistant and the lower section of the tower, designed as a lattice tower, can be transported to the erection site in individual parts, thus enabling a very large standing area, which leads to high flexural rigidity. without exceeding the maximum transport height of the tower segments.
Der Gitterturm besteht meistens aus mindestens drei Eckstielen, welche durch mehrere Querstreben und horizontal verlaufende Querträger verbunden sind. Die Eckstiele sind für die Abtragung der Biegemomente, die senkrecht zur Turmachse wirken, ausgelegt, sowie für den Abtrag von Kräften, die in Turmachse wirken. Die Querstreben und Querträger des Gitterturms sind für die Abtragung von Torsionsmomenten, die um die Turmachse wirken, sowie für Kräfte die senkrecht zur Turmachse wirken, ausgelegt. Bei dem Rohrturm werden alle Kräfte und Momente über die zylindrische Schale des Rohrs abgetragen. Somit ergibt sich das Problem, den runden Rohrturm mit dem eckigen Gitterturm zu verbinden. Eine derartige Verbindung ist aus einem gattungsbildenden Hybridturm nach der
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Übergang zwischen Rohrturm und Gitterturm zu realisieren, ohne dabei die Stabilität des Turmes zu beeinträchtigen.It is an object of the invention to realize a transition between tubular tower and lattice tower without impairing the stability of the tower.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Hybridturm einer Windturbine mit den Merkmalen des Hauptanspruchs 1 gelöst.The object is achieved according to the invention by a hybrid tower of a wind turbine with the features of
Der erfindungsgemäße Hybridturm umfasst ein Übergangsstück mit einer Adapterschale und einer Anzahl von Adapterplatten. Die Adapterschale ist rohrförmig ausgebildet, und weist mindestens einen Flansch auf mit demselben Durchmesser wie der unterste Abschnitt des Rohrturms, sodass die Adapterschale mit dem Rohrturm verbindbar ist. An der Adapterschale werden mehrere langförmige Adapterplatten lösbar angeordnet. Die Adapterplatten werden dabei derart lösbar an der Adapterschale angeordnet, sodass sich Adapterplatte und Adapterschale in Längsrichtung des Turms überlappen und ein Teil der Adapterplatte in Längsrichtung des Turms von der Adapterschale hinausragt. Die Adapterplatte ist dabei derart ausgebildet, sodass diese mit einem Eckstiel des Gitterturms verbindbar ist. Die Anzahl der verbauten Adapterplatten entspricht deshalb auch der Anzahl der Eckstiele des verwendeten Gitterturms. Durch die Kombination aus rohrförmiger Adapterschale und Adapterplatten, wird somit ein Übergang von rundem Rohrturm zu eckigem Gitterturm geschaffen.The hybrid tower according to the invention comprises a transition piece with an adapter shell and a number of adapter plates. The adapter shell is tubular and has at least one flange with the same diameter as the lowermost section of the tubular tower, so that the adapter shell can be connected to the tubular tower. Several elongated adapter plates are detachably arranged on the adapter shell. The adapter plates are detachably arranged on the adapter shell in such a way that the adapter plate and adapter shell overlap in the longitudinal direction of the tower and part of the adapter plate protrudes from the adapter shell in the longitudinal direction of the tower. The adapter plate is designed in such a way that it can be connected to a corner post of the lattice tower. The number of installed adapter plates therefore also corresponds to the number of corner posts of the lattice tower used. The combination of tubular adapter shell and adapter plates creates a transition from a round tubular tower to a square lattice tower.
Die Adapterplatten sind doppelt Y-förmig ausgebildet, sodass der senkrechte Teil des Y einen ersten zentralen stielförmigen Bereich zum Befestigen der Adapterplatte an dem Eckstiel des Gitterturms bildet und der aufgefächerte Teil des Y einen zweiten Bereich zum Befestigen der Adapterplatte an der Adapterschale bildet. Durch die doppelt Y-förmige Ausbildung der Adapterplatte bilden sich im Wesentlichen vier von dem zentralen Bereich der Adapterplatte hinausragende Stege, die dazu ausgebildet sind, Befestigungsmittel zum Befestigen an der Adapterschale aufzunehmen. Die an den Stegen angeordneten Befestigungsmittel sind auch für die Übertragung von Lasten von der Adapterschale in die Adapterplatte zuständig. Zum Aufnehmen der Befestigungsmittel wird die Adapterplatte mit Bohrungen vorbereitet, die hauptsächlich an den Stegen angeordnet sind. So bilden sich auf jeder Adapterplatte, im Wesentlichen zwei obere und zwei untere Felder mit Befestigungsmittel.The adapter plates are double Y-shaped, so that the vertical part of the Y forms a first central post-shaped area for attaching the adapter plate to the corner post of the lattice tower and the fanned-out part of the Y forms a second area for attaching the adapter plate to the adapter shell. Due to the double Y-shaped design of the adapter plate, essentially four webs are formed which protrude from the central area of the adapter plate and are designed to receive fastening means for fastening to the adapter shell. The fastening means arranged on the webs are also responsible for transferring loads from the adapter shell to the adapter plate. To accommodate the fasteners, the adapter plate is prepared with bores that are mainly located on the webs. In this way, essentially two upper and two lower fields with fasteners are formed on each adapter plate.
Durch intensive Untersuchungen hat sich ergeben, dass die Stege und die daran angeordneten Bohrungen zum Aufnehmen von Befestigungsmittel vorteilhafterweise in einem Winkel von 20-45° zu der Längsachse der Adapterplatte ausgerichtet sind. Es hat sich gezeigt, dass hierdurch die Vertikallasten möglichst gleichmäßig, ohne große Steifigkeitssprünge von der Adapterschale über die Adapterplatte in den Eckstiel des Gitterturms eingeleitet und somit Spannungskonzentrationen in der Adapterschale und dem Eckstiel vermieden werden können.Intensive investigations have shown that the webs and the bores arranged thereon for receiving fastening means are advantageously aligned at an angle of 20-45° to the longitudinal axis of the adapter plate. It has been shown that in this way the vertical loads can be introduced as evenly as possible, without large jumps in rigidity, from the adapter shell via the adapter plate into the corner post of the lattice tower, and thus stress concentrations in the adapter shell and the corner post can be avoided.
Um eine Überlastung einzelner Befestigungsmittel zu vermeiden, werden die unteren Felder mit Befestigungsmitteln vorteilhafterweise so ausgeführt, dass die Befestigungsmittel senkrecht zur erwarteten Biegerichtung der Adapterplatte liegen. Die oberen Felder mit Befestigungsmitteln werden vorteilhafterweise so angeordnet, dass die Biegerichtungen der Adapterschale senkrecht zu den äußersten Befestigungsmitteln des Feldes liegen. Diese Anordnung der Felder soll erreichen, dass kein Befestigungsmittel exponiert steht und es somit zur Überlastung eines einzelnen Befestigungsmittels kommen kann und Spannungsspitzen im Bereich des Befestigungsmittels in der Adapterplatte und der Adapterschale vermieden werden.In order to avoid overloading individual fastening means, the lower fields with fastening means are advantageously designed in such a way that the fastening means are perpendicular to the expected bending direction of the adapter plate. The upper panels with fastening means are advantageously arranged in such a way that the bending directions of the adapter shell are perpendicular to the outermost fastening means of the panel. This arrangement of the fields is intended to ensure that no fasteners are exposed, so that an individual fastener can be overloaded and stress peaks in the area of the fasteners in the adapter plate and the adapter shell are avoided.
Die Befestigungsmittel können zum Beispiel Schrauben, Nieten oder Schließringbolzen sein, vorteilhafterweise werden aber Schrauben verwendet, da diese bei Wartung des Übergangsstücks und/oder des Turms wieder lösbar sind. Alle Schraubverbindungen sollten als hochfest vorgespannte Schraubverbindungen ausgeführt werden (GV-Verbindungen).The fastening means can be, for example, screws, rivets or locking ring bolts, but screws are advantageously used since they can be detached again when servicing the transition piece and/or the tower. All screw connections should be designed as high-strength, pre-tensioned screw connections (GV connections).
Der zentrale, stielförmige Bereich der Adapterplatte wird an die Form des Eckstiels angepasst, sodass die Adapterplatte in den Eckstiel eingeführt und befestigt werden kann. Dies kann zum Beispiel durch Biegung der Adapterplatte entlang der Längsachse oder durch Teilung der Adapterplatte entlang der Längsachse geschehen. Durch Teilung der Adapterplatte reduziert sich der Arbeitsaufwand bei der Herstellung der Adapterplatte, da der Schritt der Biegung entlang der Längsachse entfällt. Vorteilhafterweise sollte der stielförmige Bereich der Adapterplatte bis zum Anschluss der nächsten Querstrebe des Gitterturms geführt werden und nicht zwischen zwei Querstreben enden, somit wird eine sichere Übergabe der Kräfte und Momente von der Rohrturmsektion an die Gitterturmsektion sichergestellt.The central, post-shaped area of the adapter plate is adapted to the shape of the corner post so that the adapter plate can be inserted into the corner post and fastened. This can be done, for example, by bending the adapter plate along the longitudinal axis or by dividing the adapter plate along the longitudinal axis. Dividing the adapter plate reduces the amount of work involved in manufacturing the adapter plate, since the step of bending along the longitudinal axis is eliminated. Advantageously, the stem-shaped area of the adapter plate should be guided to the connection of the next cross brace of the lattice tower and not end between two cross braces, thus ensuring a safe transfer of forces and moments from the tubular tower section to the lattice tower section.
Bei dem Gitterturm definieren die Eckstiele die Biegesteifigkeit und die Querstreben die Torsionssteifigkeit, während beim Rohrturm beides über die Turmschale definiert wird. Durch die hier beschriebene Auslegung der Adapterplatte wird erstmalig sichergestellt, dass die auftretenden Vertikalkräfte und Biegemomente des Rohrturms sauber in die Eckstiele des Gitterturms übergeben werden, während die Torsionsmomente und Schubkräfte aus der Adapterschale direkt in den unter dem Adapter liegenden Querträger des Gitterturms übergeben werden.In the case of the lattice tower, the corner posts define the flexural rigidity and the cross braces the torsional rigidity, while in the tubular tower both are defined by the tower shell. The design of the adapter plate described here ensures for the first time that the vertical forces and bending moments of the tubular tower that occur are transferred cleanly to the corner posts of the lattice tower, while the torsional moments and shear forces from the adapter shell are transferred directly to the crossbeam of the lattice tower below the adapter.
Vorteilhafterweise wird die Adapterschale konisch ausgeführt, wobei ein Konuswinkel der Adapterschale dem Neigungswinkel der Eckstiele entspricht. Dies sorgt dafür, dass die Adapterplatte kompakt ausgebildet werden kann und die Vertikalkräfte und Biegemomente hauptsächlich über Schub übertragen werden. Die durch den Versatz zwischen Adapterschale und Eckstiel entstehenden Versatzmomente bleiben gering. Die Produktion (Biegung) der Adapterplatte gestaltet sich für einen konischen Adapter ebenfalls leichter. Die Adapterschale kann aus einem geformten Blech hergestellt werden, hierdurch kann die Adapterschale, im Vergleich zu Gußbauteilen, sehr kostengünstig hergestellt werden. Vorteilhafterweise wird das Übergangsstück aus Stahl gefertigt.Advantageously, the adapter shell is conical, with a cone angle of the adapter shell corresponding to the angle of inclination of the corner posts. This ensures that the adapter plate can be made compact and the vertical forces and bending moments are mainly transmitted via shear. The offset moments resulting from the offset between the adapter shell and the corner post remain low. The production (bending) of the adapter plate is also easier for a conical adapter. The adapter shell can be made from a formed sheet metal, which means that the adapter shell can be manufactured very cheaply compared to cast components. The transition piece is advantageously made of steel.
Erfindungsgemäß ist in einer weiteren Ausführung nur ein unterer Teil der Adapterschale konisch ausgeführt, auch hier sollte der Konuswinkel dem Neigungswinkel der Eckstiele angepasst sein. Der obere Teil der Adapterschale wird zylindrisch ausgeführt, da dies die Montage des Rohrturms an der Adapterschale erleichtert. Die Adapterschale wird dabei so ausgelegt, dass Segmente eines schon vorhandenen Rohrturms an dem Übergangsstück montiert werden können.According to the invention, in a further embodiment, only a lower part of the adapter shell is conical; here, too, the cone angle should be adapted to the angle of inclination of the corner posts. The upper part of the adapter shell is designed cylindrically, as this makes it easier to mount the tubular tower on the adapter shell. The adapter shell is designed in such a way that segments of an existing tubular tower can be mounted on the transition piece.
Der konische Adapter kann auch teilbar ausgebildet sein. Somit kann der Durchmesser der Adapterschale auch größer als der durch die Transportrestriktionen begrenzte Durchmesser sein und der für den Transport mögliche Durchmesser kann für den Rohrturm voll ausgenutzt werden. Die Teile der Adapterschale werden vorteilhafter weise mit einer Laschenverbindung mit einander verbunden.The conical adapter can also be divisible. Thus, the diameter of the Adapter shell can also be larger than the diameter limited by the transport restrictions and the diameter possible for transport can be fully utilized for the tubular tower. The parts of the adapter shell are advantageously connected to one another with a strap connection.
Da die Adapterplatte die Vertikalkräfte und Biegemomente über Schub von der Adapterschale in den Eckstiel überträgt, wird durch die Exzentrizität zwischen Adapterschale und Eckstiel auch ein Versatzmoment erzeugt, welches durch die Eckstiele und die Adapterschale aufgenommen werden muss. Die Adapterschale kann Kräfte senkrecht zur Schalenebene nur bedingt aufnehmen, daher wird die Adapterschale vorteilhafterweise oberhalb und/oder unterhalb der Adapterplatte mit Versteifungsrippen versteift. Besonders vorteilhaft ist eine Anordnung von einer Versteifungsrippe am oberen Ende des Anschlusses der Adapterplatte und einer Versteifungsrippe unterhalb des Anschlusses der Adapterplatte. Sollte ein konischer Adapter verwendet werden, empfiehlt es sich, ebenfalls im Übergang zwischen zylindrischer und konischer Schale eine zusätzliche Versteifungsrippe anzuordnen. Diese zusätzliche Versteifungsrippe verhindert, dass es an dieser Stelle zu einem Beulen der Adapterschale unter Druckbelastung und einem Geradeziehen des, im Übergangsbereich zwischen konischem und zylindrischem Bereichs entstehenden, Knicks unter Zugbelastung kommt. Die unterste Versteifungsrippe wird außerdem dazu benutzt, die Torsionsmomente und Schubkräfte (Kräfte, die senkrecht zur Turmachse wirken) in den darunter liegenden Querträger zu übertragen und von dort an das Fachwerk des Gitterturms weiterzugeben. Bei der Anbindung der unteren Versteifungsrippe an den Querträger sollte es möglichst vermieden werden, dass die Adapterschale auf dem Querträger aufsteht bzw. nennenswerte Vertikallasten einleitet. Dies kann z.B. durch ein Distanzstück zwischen Adapterschale und Querträger erfolgen. Der Spalt sollte so definiert werden, dass er sich auch unter Extremlasten nicht schließt. Die unterste Versteifungsrippe wirkt nun wie eine Feder, die horizontale Lasten übertragen kann, aber nur bedingt vertikale Lasten. Die Versteifungsrippen sollten als T-Profil oder L-Profil ausgebildet werden, um ein Beulen der Versteifungsrippe als solche zu verhindern.Since the adapter plate transfers the vertical forces and bending moments via shear from the adapter shell to the corner standard, the eccentricity between the adapter shell and corner standard also generates a misalignment moment, which must be absorbed by the corner standards and the adapter shell. The adapter shell can only absorb forces perpendicular to the plane of the shell to a limited extent, so the adapter shell is advantageously reinforced with stiffening ribs above and/or below the adapter plate. An arrangement of a stiffening rib at the upper end of the connection of the adapter plate and a stiffening rib below the connection of the adapter plate is particularly advantageous. If a conical adapter is used, it is advisable to place an additional stiffening rib in the transition between the cylindrical and conical shell. This additional stiffening rib prevents the adapter shell from buckling under pressure at this point and the kink occurring in the transition area between the conical and cylindrical area from being straightened out under tensile stress. The bottom stiffening rib is also used to transfer the torsional moments and shear forces (forces acting perpendicularly to the tower axis) to the underlying cross member and from there to the framework of the lattice tower. When connecting the lower stiffening rib to the cross member, it should be avoided as far as possible that the adapter shell stands up on the cross member or introduces significant vertical loads. This can be done, for example, with a spacer between the adapter shell and the cross member. The gap should be defined in such a way that it does not close even under extreme loads. The bottom stiffening rib now acts like a spring that can transfer horizontal loads, but only to a limited extent vertical loads. The stiffening ribs should be designed as a T-profile or L-profile in order to prevent buckling of the stiffening rib as such.
Durch die beschriebene Kombination aus Eckstiel, Adapterplatten, Adapterschale, Steifen und Quertägern ist es möglich, die auftretenden Kräfte und Momente der Rohrsektion sauber in die jeweilig zuständigen Komponenten des Gitterturms zu übergeben.With the described combination of corner post, adapter plates, adapter shell, stiffeners and crossbeams, it is possible to transfer the occurring forces and moments of the tube section cleanly to the relevant components of the lattice tower.
Vorteilhafterweise wird das Übergangsstück auf Höhe einer Blattspitze der aufgestellten Windturbine angeordnet. Somit reicht der sehr schlanke und torsionssteife Rohrturm bis zur Blattspitze, wodurch viel Freiraum für die Blätter geschaffen wird. Dies erlaubt es die Blätter sehr weich und damit wirtschaftlich auszulegen.The transition piece is advantageously arranged at the level of a blade tip of the erected wind turbine. Thus, the very slim and torsionally rigid tubular tower reaches to the blade tip, creating a lot of space for the blades. This allows the sheets to be designed very softly and therefore economically.
Der Anschluss des Übergangsstücks an den Rohrturm kann konventionell, also z.B. mit Ringflanschverbindungen oder Laschenverbindungen erfolgen. Sollte eine Teilung des Adapters erforderlich sein, sollte diese ebenfalls mit Laschenverbindungen ausgeführt werden. Vorteilhafterweise werden die Verbindungen verschraubt, denn somit können beschädigte Komponenten schnell und kostengünstig ersetzt und ungünstige Kerbfälle vermieden werden.The transition piece can be connected to the tubular tower conventionally, e.g. with ring flange connections or strap connections. If the adapter needs to be divided, this should also be done with strap connections. Advantageously, the connections are screwed, because damaged components can be replaced quickly and inexpensively and unfavorable notch cases can be avoided.
Das Übergangsstück in dem erfindungsgemäßen Hybridturm wird dergestalt ausgebildet, dass keine Verbindungen geschweißt sind.The transition piece in the hybrid tower according to the invention is designed in such a way that no connections are welded.
Weiterhin betrifft die Erfindung auch eine Windturbine mit dem oben beschriebenen Hybridturm.Furthermore, the invention also relates to a wind turbine with the hybrid tower described above.
Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus den Zeichnungen anhand der Beschreibung hervor.Further details of the invention emerge from the drawings based on the description.
In den Zeichnungen zeigen
-
1 eine Windturbine mit einem aus dem Stand der Technik bekannten Rohrturm, -
2 einen erfindungsgemäßen Hybridturm, -
3 eine Außenansicht des Übergangsstücks, -
4 eine Innenansicht des Übergangsstücks, -
5 eine erste Draufsicht einer Adapterplatte, -
6 eine zweite Draufsicht der Adapterplatte. -
7 Detail Ansicht eines Distanzstücks zwischen Übergangsstück und Querträger
-
1 a wind turbine with a tubular tower known from the prior art, -
2 a hybrid tower according to the invention, -
3 an exterior view of the transition piece, -
4 an interior view of the transition piece, -
5 a first plan view of an adapter plate, -
6 a second plan view of the adapter plate. -
7 Detail view of a spacer between transition piece and crossbeam
In
Die im Folgenden verwendeten Angaben einer Axialrichtung 9, Radialrichtung 10 und Angaben zu Oben und Unten gelten bezüglich der Längsachse 7 des aufgestellten Turms 3 der Windturbine 1.The details of an axial direction 9,
In
Vorteilhafterweise werden die Stege 27 und die daran angeordneten Bohrungen 26 zum Aufnehmen von Befestigungsmittel 19 in einem Winkel β von 20-45° zu der Längsachse der Adapterplatte 18 ausgerichtet. Es hat sich gezeigt, dass hierdurch die Vertikallasten möglichst gleichmäßig ohne große Steifigkeitssprünge von der Adapterschale 17 über die Adapterplatte 18 in den Eckstiel 13 des Gitterturms 12 eingeleitet und somit Spannungskonzentrationen in der Adapterschale 17 und dem Eckstiel 13 vermieden werden können.Advantageously, the
Um eine Überlastung einzelner Befestigungsmittel 19 zu vermeiden, werden die beiden unteren Felder 28 mit Befestigungsmittel 19 vorteilhafterweise so ausgeführt, dass die Befestigungsmittel 19 senkrecht zur erwarteten Biegerichtung der Adapterplatte 18 liegen. Die oberen Felder 29 mit Befestigungsmittel 19 werden vorteilhafterweise so angeordnet, dass die Biegerichtungen der Adapterschale 17 senkrecht zu den äußersten Befestigungsmitteln des Feldes 29 liegen. Diese Anordnung der Felder 28 und 29 soll erreichen, dass kein Befestigungsmittel 19 exponiert steht und es somit zur Überlastung eines einzelnen Befestigungsmittels 19 kommen kann und Spannungsspitzen im Bereich des Befestigungsmittels 19 in den Adapterplatten 18 und der Adapterschale 17 vermieden werden.In order to avoid overloading individual fastening means 19, the two
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Übergangsstücktransition piece
- 22
- Windturbinewind turbine
- 33
- Rohrturmtubular tower
- 44
- Maschinenhausmachine house
- 55
- Rotorrotor
- 66
- Rotorblattrotor blade
- 77
- Längsachse des Turmslongitudinal axis of the tower
- 88th
- Nabehub
- 99
- Axialrichtungaxial direction
- 1010
- Radialrichtungradial direction
- 1111
- Hybridturmhybrid tower
- 1212
- Gitterturmlattice tower
- 1313
- Eckstielcorner post
- 1414
- Querträgercross member
- 1515
- Querstrebecross brace
- 1616
- Rohrsegmentepipe segments
- 1717
- Adapterschaleadapter shell
- 1818
- Adapterplatteadapter plate
- 1919
- Befestigungsmittelfasteners
- 2020
- Laschenverbindungtab connection
- 2121
- Ringflanschring flange
- 2222
- Versteifungsrippe stiffening rib
- 2323
- Längsachse der AdapterplatteLongitudinal axis of the adapter plate
- 2424
- Oberer Bereich der AdapterplatteUpper area of the adapter plate
- 2525
- Unterer Bereich der AdapterplatteLower area of the adapter plate
- 2626
- Bohrungendrilling
- 2727
- Stegweb
- 2828
- Unteres Feldlower field
- 2929
- Oberes Feldupper field
- 3030
- Anlagefläche der Adapterplattecontact surface of the adapter plate
- 3131
- Zentraler Bereich der AdapterplatteCentral area of the adapter plate
- 3232
- Distanzstückspacer
- 3333
- Biegeliniebending line
- δδ
- Versatzoffset
- αstielα handle
- Neigungswinkel der EckstieleAngle of inclination of the corner posts
- αschaleαshell
- Neigungswinkel der AdapterschaleAngle of inclination of the adapter shell
- ββ
- Winkelangle
- R1R1
- Radiusradius
- R2R2
- Radiusradius
- R3R3
- Radiusradius
Claims (12)
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102013221681.5A DE102013221681B4 (en) | 2013-10-24 | 2013-10-24 | Hybrid tower of a wind turbine |
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Family
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Family Applications (1)
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-
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- 2013-10-24 DE DE102013221681.5A patent/DE102013221681B4/en active Active
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