JP2009121479A

JP2009121479A - タワーを組立てるための方法及びシステム

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Publication number: JP2009121479A
Application number: JP2008291675A
Authority: JP
Inventors: Thomas Edward Lyness; トーマス・エドワード・ライネス; Senthil Kumar; センティル・クマール
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2007-11-15
Filing date: 2008-11-14
Publication date: 2009-06-04
Also published as: EP2060706A2; EP2060706A3; CN101435415A; AU2008243082A1; EP2060706B1; KR20090050963A; CA2642403A1; US20090126309A1; US8763313B2; CA2642403C

Abstract

【課題】タワーを提供する。
【解決手段】本タワー（１０）は、第１の端部（２４）と、第２の端部（２６）と、第１及び第２の端部間で延びるシェル（１６）とを含む。シェルは、少なくとも１つのタワーセグメント（２２）を含み、少なくとも１つのタワーセグメント（２２）は、該タワーセグメントの第１の断面積及び該第１の断面積とは異なる該タワーセグメントの第２の断面積を形成した内面（３０）を含む。本タワーはさらに、プラットホーム（１００）を含み、プラットホーム（１００）は、第１の断面積及び第２の断面積の１つにおいて少なくとも１つのタワーセグメント内に該プラットホームを取付けるように構成された複数の取付け組立体（１０６）を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、総括的には風力タービンタワーに関し、より具体的には、風力タービンタワーを組立てるための方法及びシステムに関する。

公知の風力タービンタワーの高さのために、事前組立てしたタワーを建設現場に輸送するのは困難である場合がある。その結果、少なくとも幾つかの公知の風力タービンタワーは、建設現場で幾つかのタワー部分から組立てられる。公知の風力タービンタワーでは、タワー部分の少なくとも幾つかは、タワー頂部におけるタービンの重量に適応するために、異なる断面プロフィール及び／又は壁厚さを有する。

風力タービンタワーを組立てる場合に、隣接するタワー部分を互いに組立てる時にタワー組立作業員がその上に立つことができる表面を提供するために、タワー構造物内にはプラットホームがしばしば必要となる。しかしながら、タワー部分の断面プロフィール及び壁厚さが変化しているので、多くの場合に、異なる断面プロフィール及び／又は壁厚さを有する各タワーセクションにおいて、固有に製造したプラットホームが使用される。
米国特許第７，２７６，８０８号公報米国特許第６，９７９，１７０号公報米国特許第６，４７０，６４５号公報米国特許第６，４６７，２３３号公報米国特許第５，３３３，４３６号公報米国特許第４，２３１，２００号公報米国特許出願公開第２００７／０２９４９５５号公報米国特許出願公開第２００７／０１２５０３７号公報米国特許出願公開第２００７／００９５００８号公報

１つの態様では、タワーを組立てる方法を提供する。本方法は、複数のタワーセグメントを準備するステップを含み、その場合に、少なくとも１つのタワーセグメントは、該タワーセグメントの第１の断面積及び該第１の断面積とは異なる該タワーセグメントの第２の断面積を形成した内面を含む。本方法はまた、第１の断面積及び第２の断面積の１つにおいて少なくとも１つのタワーセグメント内にそれを取付けるように構成された複数の取付け組立体を含むプラットホームを準備するステップと、第１の断面積及び第２の断面積の１つにおいてタワーセグメントの内面にプラットホームを結合するステップと、複数のタワーセグメントを結合するステップとを含む。

別の態様では、タワーを提供する。本タワーは、第１の端部と、第２の端部と、第１及び第２の端部間で延びるシェルとを含み、シェルは、少なくとも１つのタワーセグメントを含み、少なくとも１つのタワーセグメントは、該タワーセグメントの第１の断面積及び該第１の断面積とは異なる該タワーセグメントの第２の断面積を形成した内面を含む。本タワーはまた、プラットホームを含み、プラットホームは、第１の断面積及び第２の断面積の１つにおいて少なくとも１つのタワーセグメント内に該プラットホームを取付けるように構成された複数の取付け組立体を含む。

さらに別の態様では、タワーのためのプラットホームを提供し、その場合に、タワーは、その中を貫通して空洞を形成した内面を備えかつ該空洞は第１の断面積及び該第１の断面積とは異なる第２の断面積を有する。本プラットホームは、支持フレームと、該支持フレームに結合されたフロアとを含む。本プラットホームはまた、支持フレーム及びフロアに結合された複数の取付け組立体を含み、取付け組立体は、第１の断面積及び第２の断面積の１つにおいてタワー内にプラットホームを取付けるように構成される。

図１は、例示的な風力タービンタワー１０の側面図である。タワー１０は、様々な機械的構成で使用するように設計することができるが、この例示的な実施形態では、タワー１０は、風力タービン（図示せず）を支持するために使用される。具体的には、この例示的な実施形態では、タワー１０は、頂部１２と底部１４とを有し、またそれらの間で延びるほぼ円筒形のシェル１６を含む。本明細書では、この例示的なタワー１０はほぼ円筒形であるものとして説明しているが、シェル１６の別の実施形態は、タワー１０が本明細書で説明するように機能するのを可能にするあらゆる断面プロフィールを有することができる。タワー１０は、複数のタワーセグメント２２を含み、またシェル１６は、隣接するタワーセグメント２２を互いに結合することによって形成される。

図２は、タワー１０内で使用することができる例示的なタワーセグメント２２の斜視図である。各タワーセグメント２２は、第１の端部２４と、第２の端部２６と、それらの間で延びる本体２８とを含む。この例示的な実施形態では、タワー１０は、３つのタワーセグメント２２を含む。それに代えて、タワー１０は、該タワーが本明細書で説明するように機能するのを可能にするあらゆる数のタワーセグメント２２を含むことができる。各タワーセグメント２２は、内面３０と、それらの間に厚さ２０を形成した対向する外面３２とを有する。この例示的な実施形態では、内面３０は、第１の端部２４から第２の端部２６まで延びる空洞３４を形成する。従って、空洞３４は、内面３０によって形成された断面積Ａを有し、またタワーセグメント２２は、外面３２によって形成された断面プロフィール（なお、図２には図示せず）を有する。タワーの断面プロフィール（なお、図２には図示せず）は、空洞３４の断面積Ａと同じ形状にすることができ、又は同じ形状にしなくてもよいことに注目されたい。図１に示すように、この例示的な実施形態では、各タワーセグメント２２は、第１の端部２４から第２の端部２６まで延びる中心軸線Ｙを含む。

例示的な実施形態では、各タワーセグメント２２の厚さ２０及びシェル１６の厚さは、タワー底部１４からタワー頂部１２までほぼ均一である。別の実施形態では、各タワーセグメント２２の厚さ２０及びシェル１６の厚さは、タワー底部１４からタワー頂部１２に向かって減少させることができる。この例示的な実施形態では、図１に示すように、タワー１０は、第１の端部２４から第２の端部２６までテーパ状になった少なくとも１つのタワーセグメント２２を含み、該タワーセグメント２２は、基準平面Ｇの上方の高さＨ’における第１の断面積Ａ’と、基準平面Ｇの上方の高さＨ”における第２の断面積Ａ”とを含み、第１の断面積Ａ’は、第２の断面積Ａ”とは異なる。別の実施形態では、タワー１０は、第１の端部２４から第２の端部２６まで変化する厚さ２０を有する少なくとも１つのタワーセグメント２２を含み、該タワーセグメント２２は、基準平面Ｇの上方の高さＨ’における第１の断面積Ａ’と、第１の断面積Ａ’とは異なる基準平面Ｇの上方の高さＨ”における第２の断面積Ａ”とを含むようになっている。

この例示的な実施形態では、少なくとも１つのプラットホーム（なお、図１又は図２には図示せず）が、少なくとも１つのタワーセグメント空洞３４内に取付けられる。より具体的には、各プラットホーム（なお、図１又は図２には図示せず）は、以下により詳細に説明するように、シェル内面３０に結合される。

図３は、風力タービンタワー１０内で使用することができる例示的なプラットホーム１００の斜視図である。以下により詳細に説明するように、プラットホーム１００は、支持フレーム１０２と、フロア１０４と、複数の取付け組立体１０６とを含む。

図４は、プラットホーム１００内で使用することができる例示的な支持フレーム１０２の平面図である。この例示的な実施形態では、支持フレーム１０２は、格子状構成として互いに結合された複数の支持ビーム１０８を含む。それに代えて、支持ビーム１０８は、該支持ビーム１０８が交差しないように、平行に配置することができる。

図５は、区域５に沿って取った、図４に示す支持フレーム１０２の一部分の斜視図である。この例示的な実施形態では、支持ビーム１０８は、Ｉ形ビームであり、それらＩ形ビームは、複数の支持ビーム締結具１１０及び少なくとも１つの補強プレート１１２を使用してほぼ垂直に互いに結合される。それに代えて、支持フレーム１０２は、あらゆる寸法又は形状として形成されたあらゆる数の支持ビーム１０８を含み、それら支持ビーム１０８は、該支持フレーム１０２が本明細書で説明したように機能するのを可能にするあらゆる配向で互いに結合することができる。この例示的な実施形態では、支持フレーム１０２はまた、フロア（なお、図４には図示せず）のような構成要素が支持フレーム１０２に結合されるのを可能にするまた／又は該支持フレーム１０２がシェル１６に結合されるのを可能にする複数の支持フレーム締結具孔１１４を含む。

図３に示すように、この例示的な実施形態では、プラットホーム１００は、フロア１０４を含む。この例示的な実施形態では、フロア１０４は、上面１１６と、下面（なお、図３には図示せず）と、周辺部１２０と、該フロア１０４を貫通して延びている複数のフロア締結具孔１２２とを含む。この例示的なフロア１０４は、下面（なお、図３には図示せず）が嵌合構成として支持フレーム１０２に係合するように支持フレーム１０２に固締され、少なくとも１つのフロア締結具（図３には図示せず）が、少なくとも１つのフロア締結具孔１２２を貫通してかつ少なくとも１つの支持フレーム締結具孔１１４を貫通して延びて、フロア１０４を支持フレーム１０２に固締する。それに代えて、フロア１０４は、あらゆる適切な手段を使用して、支持フレーム１０２に結合することができる。この例示的な実施形態では、フロア１０４は、空洞３４の断面積Ａに実質的に適応するような寸法にされ、周辺部１２０の大部分が、内面３０にほぼ隣接している。この例示的な実施形態では、フロア１０４はほぼ円形状を有するが、フロア１０４の別の実施形態は、該フロア１０４が本明細書で説明するように機能するのを可能にするあらゆる適切な形状を有することができる。

この例示的な実施形態では、フロア１０４は、複数のほぼ三角形状フロアセグメント１２６と複数のほぼ矩形状フロアセグメント１２８とを備えた複数のフロアセグメント１２４を含む。それに代えて、フロア１０４は、該フロア１０４が本明細書で説明するように機能するのを可能にするあらゆる形状を有する複数のフロアセグメント１２４を含むことができる。

この例示的な実施形態では、フロア１０４は、それを貫通して延びる複数のアクセス開口１３０とそれに結合された複数のキックパネル１３２を含み、各キックパネル１３２は、少なくとも部分的にはアクセス開口１３０を囲みかつフロア上面１１６の上方に高さ１３３だけ延びる。この例示的な実施形態では、複数のアクセス開口１３０は、プラットホーム１００を通り抜けて荷重物をつり上げるのを可能にする第１のほぼ矩形状のアクセス開口１３４と、内面３０に結合されたはしご（図３には図示せず）を使用してプラットホーム１００を通り抜けての人の登上を可能にする第２のほぼ矩形状のアクセス開口１３６とを含む。別の実施形態では、少なくとも１つのアクセス開口１３０の少なくとも一部分を覆うために、少なくとも１つのドア（図３には図示せず）が、少なくとも１つのキックパネル１３２にヒンジ結合される。この例示的なフロア１０４はまた、周辺部１２０の周りに間隔を置いて配置されかつ該周辺部１２０から内側に延びる複数のノッチ１４０を含む。

図６は、プラットホーム１００の別の実施形態の一部分の斜視図である。図６に示すように、別の実施形態では、フロア１０４は、一体形に形成された少なくとも１つのフロアセグメント１２４と少なくとも１つの支持ビーム１０８とを含む。

図７は、プラットホーム１００の別の実施形態の底面斜視図である。図７に示すように、フロア１０４の別の実施形態は、下面１１８に結合されかつ該下面１１８からほぼ垂直に延びるほぼ環状のフロアフレーム１４２を含む。

図８及び図９は、プラットホーム１００内で使用する複数の例示的な取付け組立体１０６の拡大斜視図である。この例示的な実施形態では、取付け組立体１０６は、ブラケット１４４と、複数のブラケット締結具１４６と、少なくとも１つのボス１４８とを含む。別の実施形態では、ブラケット１４４を、ボス１４８がない状態で形成しかつ／又は利用することができる。

図１０は、取付け組立体１０６で使用する例示的なブラケット１４４の斜視図である。この例示的な実施形態では、ブラケット１４４は、第１の端縁部１５２と、第２の端縁部１５４と、それらの間で延びるストリップ本体１５６とを有するほぼ矩形状の金属ストリップ１５０から形成されており、ストリップ本体１５６は、第１の端縁部１５２から延びるシェル取付け部分１５８と、第２の端縁部１５４から延びるプラットホーム取付け部分１６０と、該シェル取付け部分１５８及びプラットホーム取付け部分１６０間で延びる中間部分１６２とを含む。この例示的な実施形態では、ストリップ１５０は、シェル取付け部分１５８及びプラットホーム取付け部分１６０がほぼ直角に整列するように中間部分１６２の周りで折り曲げられる。本明細書では、ストリップ１５０は金属で作られるものとして説明しているが、ストリップ１５０は、ブラケット１４４が本明細書で説明するように機能するのを可能にするあらゆる材料で作ることができる。

この例示的な実施形態では、シェル取付け部分１５８は、それを貫通した少なくとも１つの細長いシェル取付けスロット１６４を含み、この少なくとも１つのシェル取付けスロット１６４は、第１の端縁部１５２にほぼ平行に延び、またプラットホーム取付け部分１６０は、それを貫通して延びる少なくとも１つの細長いプラットホーム取付けスロット１６６を含み、この少なくとも１つのプラットホーム取付けスロット１６６は、第２の端縁部１５４に対してほぼ垂直に延びる。より具体的には、図８は、支持フレーム１０２をシェル１６に結合するための例示的なブラケット１４４を示しており、このブラケット１４４は、２つのほぼ平行なプラットホーム取付けスロット（図８には図示せず）と２つのほぼ平行なシェル取付けスロット（図８には図示せず）とを含む。さらに、図９は、シェル１６にフロア１０４を結合するための例示的なブラケット１４４を示しており、このブラケット１４４は、単一のプラットホーム取付けスロット１６６と単一のシェル取付けスロット（図９には図示せず）を含む。別の実施形態では、スロット１６４及び１６６は、ブラケット１４４が本明細書で説明するように機能するのを可能にするようなあらゆる形状とすることができまたあらゆる方向に配向することができる。

図３に示すように、この例示的な実施形態では、複数の取付け組立体１０６は、支持フレーム１０２に結合され、各取付け組立体１０６は、第１の断面積Ａ’及び第２の断面積Ａ”の１つにおいて空洞３４内にプラットホーム１００を取付けるのを助けるように構成される。より具体的には、図８に示すように、ブラケット１４４は、支持フレーム締結具孔１１４を貫通してかつプラットホーム取付けスロット１６６を貫通して延びて該ブラケット１４４を支持フレーム１０２に結合する少なくとも１つのブラケット締結具１４６を使用して支持フレーム１０２に結合される。従って、ブラケット締結具１４６がプラットホーム取付けスロット１６６を貫通して延びると、ブラケット１４４は該プラットホーム取付けスロット１６６に沿ってノッチ１４０内で内向き及び外向きに摺動可能になって、空洞３４内で断面積Ａ’及び断面積Ａ”の１つにおいて内面３０に対してプラットホーム１００を結合するのを可能にし、またブラケット締結具１４６がプラットホーム取付けスロット１６６を貫通して延びると、ブラケット１４４は該ブラケット締結具１４６の周りで少なくとも部分的に回転可能になって、空洞３４内で断面積Ａ’及び断面積Ａ”の1つにおいて内面３０に対してプラットホーム１００を結合するのを可能にする。この例示的な実施形態では、少なくとも１つのブラケット締結具１４６は、ワッシャ１７０及びボルト１６８を含む。それに代えて、ブラケット締結具１４６は、取付け組立体１０６が本明細書で説明するように機能するのを可能にするあらゆる締結手段を含むことができる。

図３に示すように、この例示的な実施形態では、複数の取付け組立体１０６はまた、フロア１０４に結合されており、各取付け組立体１０６は、第１の断面積Ａ’及び第２の断面積Ａ”の1つにおいて空洞３４内にプラットホーム１００を取付けるのを助けるように構成される。図９に示すように、各ブラケット１４４は、フロア締結具孔１２２を貫通してかつプラットホーム取付けスロット１６６を貫通して延びて該ブラケット１４４をフロア１０４に結合する少なくとも１つのブラケット締結具１４６を使用して、フロア１０４に結合される。従って、ブラケット締結具１４６がプラットホーム取付けスロット１６６を貫通して延びると、ブラケット１４４は該プラットホーム取付けスロット１６６に沿ってノッチ１４０内で内向き及び外向きに摺動可能になって、空洞３４内で断面積Ａ’及び断面積Ａ”の１つにおいて内面３０に対してプラットホーム１００を結合するのを可能にし、またブラケット締結具１４６がプラットホーム取付けスロット１６６を貫通して延びると、ブラケット１４４は該ブラケット締結具１４６の周りで少なくとも部分的に回転可能になって、空洞３４内で断面積Ａ’及び断面積Ａ”の1つにおいて内面３０に対してプラットホーム１００を結合するのを可能にする。この例示的な実施形態では、少なくとも１つのブラケット締結具１４６は、リベット１７２を含む。それに代えて、ブラケット締結具１４６は、取付け組立体１０６が本明細書で説明するように機能するのを可能にするあらゆる締結手段を含むことができる。

図８及び図９に示すように、この例示的な実施形態では、プラットホーム１００の各ブラケット１４４は、少なくとも１つのブラケット締結具１４６及び少なくとも１つのボス１４８を使用して、シェル１６に結合されており、このブラケット締結具１４６は、シェル取付けスロット１６４を貫通してボス１４８内に延びる。この例示的な実施形態では、少なくとも１つのブラケット締結具１４６は、ボルト１７４及びワッシャ１７６を含む。

各実施形態では、上記のプラットホームは、タワー空洞の第１の断面積及び第２の断面積内に該プラットホームを取付けるように構成するのを可能にする取付け組立体を含む。より具体的には、各実施形態では、取付け組立体は、細長いスロットを備えたブラケットを含み、この細長いスロットは、該ブラケットが支持フレーム及びプラットホームのフロアに摺動可能に係合するのを可能にする。その結果、調整可能な取付け組立体は、タワーシェルの形状及び厚さの様々な変化に適応するように固有のプラットホーム構造を製造する必要性を減少させるのを可能にする。従って、様々な固有のプラットホーム構造を製造する必要性が大幅に減少することになるので、製造費用が低下することになる。さらに、本発明は、現在の取付け組立体を改良して費用対効果が優れたタワー製造を可能にすることができる手段を提供する。

以上、タワーを組立てるための方法及びシステムの例示的な実施形態を詳細に説明している。タワーを組立てるためのこれらの方法及びシステムは、本明細書で説明した特定の実施形態には限定されるものではなく、むしろ本方法及びシステムの構成要素は、本明細書に記載したその他の構成要素から独立してかつ別個に利用することができる。例えば、上記のプラットホームは、他の工業的用途又は消費者用途を有することができ、本明細書に記載した風力タービンタワーでの実施のみに限定されるものではない。むしろ、本発明は、その他の多くの製品及びシステムに関連して実施しかつ利用することができる。

様々な特定の実施形態に関して本発明を説明してきたが、本発明が特許請求の範囲の技術思想及び技術的範囲内の変更で実施することができることは、当業者は分かるであろう。

例示的な風力タービンタワーの側面図。図１に示す風力タービンタワー内で使用することができる例示的なタワーセグメントの斜視図。図１に示す風力タービンタワー内で使用することができる例示的なプラットホームの斜視図。図３に示すプラットホーム内で使用することができる例示的な支持フレームの平面図。区域５に沿って取った、図４に示す支持フレームの一部分の斜視図。図３に示すプラットホームの別の実施形態の一部分の斜視図。図３に示すプラットホームの別の実施形態の底面斜視図。区域８に沿って取った、図３及び図７に示すプラットホーム内で使用する例示的な取付け組立体の拡大斜視図。区域９に沿って取った、図３及び図７に示すプラットホーム内で使用する別の例示的な取付け組立体の拡大斜視図。図８に示す取付け組立体内で使用する例示的なブラケットの拡大斜視図。

符号の説明

１０風力タービンタワー
１２タワー頂部
１４タワー底部
１６シェル
２０厚さ
２２タワーセグメント
２４第１の端部
２６第２の端部
２８本体
３０内面
３２外面
３４空洞
１００プラットホーム
１０２支持フレーム
１０４フロア
１０６取付け組立体
１０８支持ビーム
１１０支持ビーム締結具
１１２補強プレート
１１４支持フレーム締結具孔
１１６上面
１１８下面
１２０周辺部
１２２フロア締結具孔
１２４フロアセグメント
１２６三角形状フロアセグメント
１２８矩形状フロアセグメント
１３０アクセス開口
１３２キックパネル
１３３高さ
１３４第１の矩形状アクセス開口
１３６第２の矩形状アクセス開口
１４０ノッチ
１４２環状フロアフレーム
１４４ブラケット
１４６ブラケット締結具
１４８ボス
１５０矩形状ストリップ
１５２第１の端縁部
１５４第２の端縁部
１５６ストリップ本体
１５８シェル取付け部分
１６０プラットホーム取付け部分
１６２中間部分
１６４シェル取付けスロット
１６６プラットホーム取付けスロット
１６８ボルト
１７０ワッシャ
１７２リベット
１７４ボルト
１７６ワッシャ

Claims

第１の端部（２４）と、
第２の端部（２６）と、
前記第１及び第２の端部間で延びるシェル（１６）と、
プラットホーム（１００）と、を含み、
前記シェル（１６）が、少なくとも１つのタワーセグメント（２２）を含み、
前記少なくとも１つのタワーセグメント（２２）が、該タワーセグメントの第１の断面積及び前記第１の断面積とは異なる該タワーセグメントの第２の断面積を形成した内面（３０）を含み、
前記プラットホーム（１００）が、前記第１の断面積及び第２の断面積の１つにおいて前記少なくとも１つのタワーセグメント内に該プラットホームを取付けるように構成された複数の取付け組立体（１０６）を含む、
タワー（１０）。
前記プラットホーム（１００）が、支持フレーム（１０２）及びフロア（１０４）をさらに含み、
前記支持フレームが、複数の支持ビーム（１０８）を含む、
請求項１記載のタワー（１０）。
前記フロア（１０４）が、複数のフロアセグメント（１２４）を含む、請求項２記載のタワー（１０）。
前記複数のフロアセグメント（１２４）の少なくとも１つ及び前記複数の支持ビーム（１０８）の少なくとも１つが、一体形に形成される、請求項３記載のタワー（１０）。
前記フロア（１０４）が、それを貫通して延びる少なくとも１つのアクセス開口（１３０）を含む、請求項２記載のタワー（１０）。
前記複数の取付け組立体（１０６）の少なくとも１つが、ブラケット（１４４）を含む、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のタワー（１０）。
前記ブラケット（１４４）が、それを貫通して延びる少なくとも１つの細長いスロット（１６４、１６６）を含む、請求項６記載のタワー（１０）。
その中を貫通して空洞（３４）を形成した内面（３０）を備えかつ前記空洞が第１の断面積及び前記第１の断面積とは異なる第２の断面積を有するタワー（１０）のためのプラットホームであって、
支持フレーム（１０２）と、
前記支持フレームに結合されたフロア（１０４）と、
前記支持フレーム及びフロアに結合された複数の取付け組立体（１０６）と、を含み、
前記取付け組立体が、前記第１の断面積及び第２の断面積の１つにおいて前記タワー内に該プラットホームを取付けるように構成される、
プラットホーム（１００）。
前記支持フレーム（１０２）が、複数の支持ビーム（１０８）を含む、請求項８記載のプラットホーム（１００）。
前記フロア（１０４）が、複数のフロアセグメント（１２４）を含む、請求項９記載のプラットホーム（１００）。