JP6643339B2

JP6643339B2 - 垂直バネ機構を有する適応性のある振り子ダンパ

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Publication number: JP6643339B2
Application number: JP2017529398A
Authority: JP
Inventors: デルサム、マシアス; ゼーゲル、ミカエル
Original assignee: エーエスエムエネルギー−ウントシュヴィングングステヒニックミトゥシュゲーエムベーハー
Priority date: 2014-12-05
Filing date: 2015-11-24
Publication date: 2020-02-12
Anticipated expiration: 2035-11-24
Also published as: JP2017538079A; BR112017010649A2; US20170328058A1; KR20170091679A; EP3227579A1; CN107250595A; CA2968001A1; CN107250595B; WO2016087030A1; US10316512B2

Description

発明の詳細な説明

本発明は、例えば、高層ビルやタワー、特に風力タービンなどの振動に敏感なシステムにおける望まない振動を減衰するための振り子ダンパに関する。

具体的には、本発明は、例えば振動数および振幅などの振動特性ひいては減衰能が広範囲にわたって調整可能な振り子ダンパに関する。これは、主に垂直方向に作用し、その全体において、主に累進的な(progressive)または非線形なバネ特性線を有するバネ機構によって、発明に従って実現される。

特に、風力タービン（ＷＴ）は、振動に敏感なシステムである。共鳴刺激の場合において、ＷＴの振動振幅を小さく保つために、減衰機構は、通常、ＷＴシステムに統合されている。これらのダンパは、それぞれのＷＴの共鳴振動数と一致しなければならない。ＷＴの剛性、その質量体および土台(Fundament)の剛性は、また地面の特性に左右されるが、ここでは主にＷＴの固有振動数によって決定される。

堅い土台(Fundament)は、ＷＴの高い共鳴振動数をもたらし、逆もまた同様である。小さい質量は、ＷＴの高い固有振動数をもたらし、逆もまた同様である。構造物の取り付け中、まさにこの状況が当てはまる。これらは、ローターおよびナセルがないタワーのみが、風により共鳴され得る一時的な状態である。この場合に関して、ほぼ完成したＷＴの固有振動数は、より最近、完全に取り付けられた構造物の場合よりも非常に高い。類似する状況は、高く細い大建造物（タワー、多階のビル、など）の建立中または建設中に発生し得る。

最適な減衰性能を取得可能にするために、ダンパ振動数は、特定のタワーの振動数など、それぞれの構造物の振動数に調整可能でなければならず、広範囲で可変でなければならない。

もし、例えば、簡単な振り子ダンパ（変形例１；図１）が質点とみなされたならば、その振動数は、振り子長さｌ１（２）にのみに依存する。物理学上の関係は、次のように表される：

それゆえ、その振動数は振り子長さのみに影響され得る。実際には、特に空間が制限されたＷＴにおいては、それに反して、これは制限された範囲に修正され得るのみである。

振り子ダンパのダンパ振動数のためのさらなる調整可能性を得るために、変形例１には、通常、水平バネが補足され得る。変形例２．１の場合においては、これらの水平バネ（４）はダンパ質量体（３）の高さおいて作用する。変形例２．２の場合において、これらは、サスペンションポイント（１）の方向に移動する（図２）。

このシステム２．１および２．２の物理学上の関係は、次のように表される：

今、ダンパ振動数は多くのパラメータを通じて調整可能であることが分かります。

そのような解決策は、すでに先行技術で頻繁に記載されている。水平バネ（４）は、引張応力にさらされる。取り付け位置に起因して、変形例２．１の場合において、水平バネ（４）は、ダンパ質量体（３）と同じ位置ずれが見える。それらは、結果として、既定の構造物の空間に対して耐久性のある構造を不可能にすることを非常に難しくさせる非常に高い動的荷重にさらされる。

水平バネ（４）の位置ずれを最小化するために、それらは、ダンパ（１）（変形例２．２）のサスペンションポイントの方向にさらに移動され得る。この位置においては、それらは、より小さい位置ずれが見えるが、この配置において、これらのバネのバネ剛性は、変形例２．１と同じ動作を実現するために増加させなければならない。加えて、これは、多かれ少なかれケーブルの使用を排除する曲がりにくい(biegesteife）振り子長さ（２）を必要とする。

もし、質量体が右に移動するならば、左側の水平バネ（４）は、さらに伸び、右側の水平バネ（４）は、負荷から解放される。この配置において、弛緩したバネは、完全には負荷から解放されていないことが確かにされなければならない。これは、この水平バネ（４）は、ダンパ質量体（３）の振動位置ずれが達し得るよりも、中間位置において、より前もって引っ張られる（vorgespannt）ことを意味する。この事実は、取り付けを難しくする。

すでに述べたように、ダンパ振動数は、単に水平バネ（４）のバネ剛性および振り子長さに依存する。頻繁に先行技術で同様に見受けられることではあるが、もし、今、異なる振動数を設定するならば、規定の一定の振り子長さ（２）用の異なるバネ剛性を有する水平バネ（４）を取り付けることが必要である。他方、バネの予張力の増加は、ダンパの振動数に影響をもたらさない。

課題は、振り子長さが不変であり、ダンパ振動数が、可変で簡易な方式において調整され得ることによって、振り子ダンパを提供することである。

今、専ら従来の水平バネを持たない、またはないが、それは、累進的な(progressiver)または非線形な全体のバネ特性線を有する比較的短い垂直バネを設けている振り子ダンパにより課題が実現可能であることが見いだされた。

発明は、それゆえ、高く細い建物および構造物、特に、基本的にダンパ質量体およびバネ機構を有する振り子から構成されている風力タービン用の振動ダンパに関する。バネ機構は、全体でバネ力が基本的に垂直方向に作用し、存在する異なるバネ力のバネ領域に起因する累進的な(progressive)または非線形なバネ特性線を有し、ダンパ質量体は、バネ機構を通じて、望ましくはバーやロッドを通じて、構造物の内部の振動ダンパの下方において付着点(Befestigungspunkt)と接続し、累進的な(progressive)または非線形なバネ特性線は、異なるバネ剛性を有する少なくとも２つのバネ領域によって実現されるようにダンパ質量体の下方に取り付けられる。

発明の好ましい実施形態において、バネ機構は、第１の規定されたバネ剛性を有する第１バネ領域と、第１バネ剛性とは異なる第２の規定されたバネ剛性を有する第２バネ領域とを有する。それゆえ、発明に従って、第１バネ剛性は、例えば、３Ｎ／ｍｍと２００Ｎ／ｍｍとの間、望ましくは３０Ｎ／ｍｍと１５０Ｎ／ｍｍとの間である、２００Ｎ／ｍｍ未満、望ましくは１５０Ｎ／ｍｍ未満または１００Ｎ／ｍｍ未満の領域にあり、しかし一方、第２バネ剛性は、例えば、２００Ｎ／ｍｍと３０００Ｎ／ｍｍとの間、望ましくは５００Ｎ／ｍｍと１５００Ｎ／ｍｍとの間である、２００Ｎ／ｍｍよりも大きい、望ましくは５００Ｎ／ｍｍよりも大きいまたは１０００Ｎ／ｍｍよりも大きい領域にある。

発明に係るバネ機構は、少なくとも一つの基本的に垂直バネまたは垂直に作用するバネから構成されており、垂直バネまたは垂直に作用するバネは、圧縮バネおよび（または）引張バネとして使用され得る。発明に従って、“基本的に垂直”は、３０°の最大偏差を含むバネの作用または垂直配列(senkrechte Ausrichtung)を意味する。それに対応して“垂直バネ”は“基本的に垂直”であるバネを意味する。

もし、発明に係る振り子ダンパのバネ機構が一つの垂直バネのみから構成されているならば、バネが全体として累進的な(progressive)バネ特性線を有するように、異なるバネ剛性がバネ（７）に沿った異なる領域によってもたらされる。これは、軟らかいバネが通常の動作をするのを可能にし、硬いバネが、極度の事象の場合において、ダンパ質量体（３）をそとにそらすことを回避することを可能にする。これは、例えば、異なる巻線（密度、直径、）により、またはバネの金属線の異なる太さまたは異なる物質によって実現され得る。バネの対応する設計はまた、バネ内のバネ領域が次々に十分に圧縮されるようになるのを可能にしており、そして設計はダンパ振幅を通じてバネ剛性が増加するのを可能にする。

発明の他の実施形態において、バネ機構は、少なくとも２以上、例えば、２個、３個、４個、５個、６個の垂直バネから構成されており、そしてそこで、これら２個、３個、４個、５個、６個またはそれより多い垂直バネは、直列または並列に接続され得る。直列または並列接続の組み合わせは、原理上同様に可能である。ここでまた、バネ特性線の発達（progression）は、特定のバネに影響を及ぼすことによって、影響を及ぼされ得るものであり、特定のバネは、引張バネおよび圧縮バネとして同様に設計され得る。

発明のさらなる変形例において、複数の垂直バネは平行に作用し得る。垂直バネの削除／追加は、さらに／同様に振動数を修正されることを可能にする。水平バネと垂直バネの組み合わせは、振動数を増加させること、または錘の除去により減少させることを最終的に可能とする対応する錘による組み合わせにおける個々のバネの交換のように、さらにもっと考えられる。

減衰されるべき構造物の状況に一致された所望の大きいまたは小さいバネ剛性領域がカバーされ、バネ機構全体の可変の累進的な(progressive)バネ特性線が成立することを可能にし得るために、一般にこれらの様々な垂直バネまたは垂直バネ群は、他の垂直バネまたは垂直バネ群と異なる規定されたバネ剛性を有する。

発明は、特に、異なるバネ剛性の少なくとも２つの垂直バネを有する対応する振動ダンパに関するものであり、そしてそこで、第１垂直バネは、３Ｎ／ｍｍより大きく２００Ｎ／ｍｍより小さい、望ましくは５０〜１５０Ｎ／ｍｍのバネ剛性を有し、第２垂直バネは、２００Ｎ／ｍｍより大きく３０００Ｎ／ｍｍより小さい、望ましくは３００〜１５００Ｎ／ｍｍのバネ剛性を有する。

すでに、上で説明したように、特に空間の理由のために、通常はとても狭いＷＴのタワーまたは他の高いビルにおいて、感じやすい構造物において振動が生じた時、振り子のふれを全範囲を越えてできるだけ小さく、保つことが望ましい。これは、バネ機構が一方の側に直接、またはバー、ロッド、またはケーブルの一部分を通じて、取り付けられている振り子質量体と、構造物において、バネ機構の下方におよび振り子ダンパの下方に設置されており、バー、ロッド、またはケーブルの一部分を通じて、バネ機構の他方の側の終端に次々に接続している付着点(Befestigungspunkt)との間の距離間隔は、中型から大きな構造物の場合において、５ｍまたは６ｍよりも大きくすべきでなく、望ましくは３ｍよりも小さく、特に２ｍよりも小さく、例えば、０．５ｍ〜５．０ｍ、望ましくは１．０〜３．０ｍにすべきであることを意味する。

発明に従って、ダンパ振動数は、それゆえ水平バネの代わりの垂直バネの使用によって影響を受ける。変形例３（図３）において、これらの水平バネ（４）は一つ以上の垂直バネ（７）によって取り換えられる。

物理学上の関係は、質点に関して次のように表される：

今、ダンパ振動数は多くのパラメータを通じて調整可能であることが分かります。この配置において、ダンパ振動数は、垂直の予張力に影響され得るものであり、垂直バネ（７）のバネ剛性に影響され得ることはない。これは、全体の振動数の範囲が一つの垂直バネ（７）でカバーされ得るという利点を持ち、そのバネは先行技術の場合とは異なり、異なるバネ剛性を有するバネに取り換えられなければならない。家庭での使用から、この現象はギターの弦から知られている。もし、これにおける予張力が増加されたならば、調子／振動数は高くなるが、他方、そのバネのバネ剛性は、一定のままである。

加えて、変形例２に関して、垂直バネ（７）の動的位置ずれは、ダンパ質量体（３）の同じ位置ずれに対して小さい。これは、バネの耐久性がある設計を可能にする。ここで寸法ｌ３が長ければ長いほど、ダンパ質量体（３）の移動に関して垂直バネ（７）の長さの動的な変化は小さくなる。ここで寸法ｌ３が長ければ長いほど、ダンパ振動数において垂直バネ（７）の影響は小さくなる。この効果は、ギターの弦の場合においても同様であるように、寸法ｌ３は寸法ｌ３^*（変形例４、図４）に短くされるという点において、積極的に利用され得る。これは、垂直バネの同じ予張力でダンパ振動数が著しく増加する原因になる。この短縮は、ストップリング（６）によって実現され得るものであり、ストップリングは、垂直方向に移動可能である、または、固定式の方法で、ある位置に取り付けられている。後者の場合において、このストップリング（６）は、バネの固定された作用点を表す。

発明のさらなる実施形態において、発明に係るダンパは、構造物における付着点(Befestigungspunkt)とバネ機構の低い方の端との間の付属装置、または可動式または固定式の留め具を有しており、ダンパの振動数がバネ機構の必然的な伸長、または圧縮により可変の状態になり得るようにするために、その付属装置または留め具は、付着点(Befestigungspunkt)と、バネ機構との間の距離間隔が短縮および伸長されることを可能にする。すでに上述したように、ＷＴの建設段階中に著しく高いダンパ振動数が必要とされる。これは、寸法ｌ３^*への短縮によって変形例４に従って実現され得る。構造物の建設が完了するとき、著しく低いダンパ振動数が必要とされる。この条件を満たすために、ストップリング（６）は、取り外され、または下方へ移動される。今、ｌ３^*ではなく寸法ｌ３がダンパ振動数を決定するため、ダンパ振動数は低下する。ダンパ振動数の微調整は、今、垂直バネ（７）の予張力を増加／最小化することによって実行される。ここでは、垂直バネ（７）がストップリング（６）の上側に位置されることが確実にされなければならない。ダンパ質量体（３）がこの配置において移動するならば、ケーブル（８）とストップリング（６）との間の相対的な移動は防止される。反対に、ダンパ振動数は、停止機構の取り付けまたはつり上げることによって増加され得る。

もし、このタイプのダンパまたは類似のダンパが、風力タービンに設置されるならば、ダンパ質量体（３）の大きい振幅は、外部の影響（例えば、緊急停止、突風、スイッチオフ運転）に起因して生じることがある。これらの状況（それは、振り子がタワー壁を打つことを回避するために必要なことがある）において、ダンパ質量体（３）の振動位置ずれを小さく保つために、寸法ｌ３^*は、短いもの（例えば、０．３ｍと６ｍの間）が選ばれるべきである。変形例５（図５）は次のように発生する：
もし、ｌ３^*の短い長さとの組み合せにおいて、大きいバネ剛性を有する垂直バネ（７）が、今、取り付けられるならば、ダンパ質量体（３）の著しく小さいふれの位置ずれ（Ｙ）は、変形例３（外にふれた）に比べてより低いバネ剛性およびより大きいｌ３という結果となる。選択される寸法ｌ３^*が小さければ小さい程、垂直バネ（７）のふれ角度（Ａ２）が、ダンパ質量体（３）の同じふれの位置ずれとともに大きくなる。これは、結果として、ダンパ質量体（３）の動きに対抗し、動作および極度の事象の間にダンパ質量体の振幅を制限するバネの大きい角をなす張力をもたらす。

変形例５の場合において、同じふれの位置ずれ（Ｙ）に関して、変形例３（外にふれた）に比べて垂直バネ（７）における長さにおける大きな変化（delta Ｘ２）が結果として生じる。次の通りに計算されるバネ力の増加に起因するバネ力が、増加する：

変形例５の場合において、バネ力の増加は、変形例３（外にふれた）の場合よりも大きい範囲まで上げることが、その式から分かります。

もし、大きなバネ剛性を有する垂直バネ（７）が今、対応する振り子ダンパに取り付けられたならば、たとえ小さいダンパ振幅の場合であっても、バネ力は目的のレベルを越えて著しく増加する。ダンパ振動数は、その結果として同様に著しく増加し、それは次々にダンパ作用について悪影響を有することが式３から分かります。

この問題は、図６に示されたようなダンパ振幅以上に垂直バネ（７）のバネ力を変化することによって解決され得る。これは、ダンパのふれを越える累進的な(progressive)または非線形なバネ特性線を有し得る垂直バネ機構により発明に従って達成され得る。

ここで“共鳴刺激”の領域と“動作／極度の事象”の領域との間に差異ができる。受動式ダンパ（ここで記載されたような）は、調和力の刺激の場合においてのみ作用し得る。この調和力の刺激は、“共鳴刺激”の場合においてのみ存在する。他方、動作においてまたは極度の事象の間、大きなダンパ振幅を伴う確率論的な力の刺激(stochastische Kraftanregung)が存在する。一般に、ここで記載された受動式ダンパを伴うこれらの構造物の状態の場合におけるダンパの動作は無い。むしろ、要求されることは、動作／極度の事象の場合においてダンパ振幅を小さく保つこと、およびただ共鳴刺激（小さいダンパ振幅）の場合におけるダンパの作用を確かなものにするのみ、である。

垂直バネ（７）のバネ剛性Ｃ１は、共鳴領域において小さい。もし、動作中または、極度の事象の場合において、ダンパ振幅が今、増加するならば、ダンパは、高いバネ剛性Ｃ２の領域に入る。垂直バネ（７）の復元力はそれゆえ著しく増加し、それにより、それらの構造物の状態において、ダンパ振幅を著しく減少させる。全体は、変形例５からの短い垂直バネ（７）との組み合わせとみなされることができ、そしてさらに復元要素を増加させる。

発明に従って、累進的な(progressiver)バネ特性線を有する比較的に短い（０．３ｍ−３ｍ）垂直バネ機構の組み合わせは、可変である振動数および振幅の振り子ダンパをもたらし、それは、極度の状態、正常の状態、および振動に敏感な構造物または建物の建設、修繕、取り外しの間に発生するような状態において、用いられ得る。これは、タワーまたは建物の壁、またはその中に位置する内部構造物との衝突の懸念なしで、振り子ダンパがそのタワーの内部に構築されることを可能にする。そのうえ、ダンパ振幅は通常、より小さいという結果になるので、追加の留め具は、省略可能である。

さらなる実施形態において、発明に係る振動ダンパは、圧縮または引張負荷にバネ機構またはそれの一部分をさらすことによって、バネ機構の予張力を変えるまたは適用させるための機械的のまたは油圧式の、可動式の機構または固定式の機構をさらに有する。

それゆえ、発明はまた、ダンパの振動数がバネ機構の必然の拡張および圧縮によって、変えられるまたは適用させられることを可能にするために、付着点(Befestigungspunkt)とバネ機構との間の距離間隔が可動式または固定式の留め具、または付属装置を用いて再度短縮および延長可能である、対応する振動ダンパに関する。発明はさらにまた、バネ機構の予張力を変化させるためにまたは適用させるために、機械的のまたは油圧式の、可動式の機構または固定式の機構を更に備える振動ダンパに関する。

先行技術によれば、振り子ダンパにおける振り子長さ（２）はケーブルによって実現される。ダンパは、従って、ケーブルにおいてねじれ回転することが可能である。垂直バネ（７）およびまたダンパは、それゆえ、この回転に追随しなければならなくなりそうだが、それは、技術的に故障となるであろう。発明の別の実施形態において、振り子長さ（２）はねじれ剛体要素（チューブ）に置き換えることができる。同時にダンパの上部のサスペンションポイント（１）は、例えば、汎用の結合部など、可変の結合部のように設計されなければならない。これは、３６０°（図７）を通じてダンパ質量体（３）の起こり得る移動の場合におけるねじれによる回転を回避する。従って、発明は、振り子がロッドまたはチューブからなる対応する振動ダンパに関するものであり、ねじれによる回転をできなくするために、バネ機構用付着点(Befestigungspunkt)を有するダンパ質量体がロッドまたはチューブの低い方の端に取り付けられ、３６０°を通じて振り子の自由な移動を確保する結合部がロッドまたはチューブの上側の端に取り付けられている。

ダンパの上部のサスペンションポイントは、タワー、構造物または建物のそれぞれの上側の端で、または代わりに上側半分または三分の一における望ましい位置で、構造物、タワーまたは建物の種類に依存して、生じ得る。また、ダンパ質量体（３）がダンパの１以上のサスペンションポイント（１）で停止されることが可能である。加えて、汎用の結合部が直接ダンパ質量体（３）または、ダンパの接続点（１）に取り付けられることが考えられ、ねじれ剛体要素が間に取り付けられることが考えられる。

何度も説明したように、発明に係るダンパは、特にＷＴにおける取り付けに適している。従って、発明はまた、発明に係る振動ダンパを有する風力タービンにも関わる。

発明は特に、この種類の風力タービンまたは、その他振動に敏感な建物の動作および建設中の振動の事象を回避または低減のための、しかし、また通常の状態または通常の動作における構造物または建物の共鳴に誘発される振動および振動に誘発される極度の事象における大きなダンパ振幅の低減および回避のための、発明に係るダンパの使用に関する。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］
基本的にダンパ質量体およびバネ機構を有する振り子からなり、高く細い建物および構造物用の振動ダンパであって、
前記バネ機構は、前記ダンパ質量体よりも下に取り付けられており、
(i)前記バネ機構は、全体のバネ力が基本的に垂直方向に作用するように配列され、全体のバネ特性線が非線形または累進的である効力を有する少なくとも２つの異なる領域を有し、
(ii)前記ダンパ質量体は、前記建物または前記構造物内の前記振動ダンパよりも下の付着点に前記バネ機構を通じて直接的または間接的に接続されていることを特徴とする振動ダンパ。
［２］
前記バネ機構は、異なるバネ剛性を有する少なくとも２つのバネ領域を有することを特徴とする［１］の振動ダンパ。
［３］
前記バネ機構は、第１バネ剛性を有する第１バネ領域および第２バネ剛性を有する第２バネ領域を有することを特徴とする［２］の振動ダンパ。
［４］
前記第１バネ領域は、２００Ｎ／ｍｍよりも小さいバネ剛性を有し、前記第２バネ領域は、２００Ｎ／ｍｍよりも大きいバネ剛性を有することを特徴とする［３］の振動ダンパ。
［５］
前記第１バネ領域は、３Ｎ／ｍｍよりも大きく２００Ｎ／ｍｍよりも小さいバネ剛性を有し、前記第２バネ領域は、２００Ｎ／ｍｍよりも大きく３０００Ｎ／ｍｍよりも小さいバネ剛性を有することを特徴とする［４］の振動ダンパ。
［６］
前記バネ機構は、一つ以上の垂直バネを備え、
複数の垂直バネは、相互に、直列接続、または並列接続によって接続されていることを特徴とする［１］乃至［５］のいずれかの振動ダンパ。
［７］
前記バネ機構は、少なくとも２つの垂直バネを備えることを特徴とする［６］の振動ダンパ。
［８］
少なくとも２つの垂直バネは、異なるバネ剛性を有することを特徴とする［７］の振動ダンパ。
［９］
前記第１垂直バネは、３Ｎ／ｍｍよりも大きく２００Ｎ／ｍｍよりも小さいバネ剛性を有し、前記第２垂直バネは、２００Ｎ／ｍｍよりも大きく３０００Ｎ／ｍｍよりも小さいバネ剛性を有することを特徴とする［８］の振動ダンパ。
［１０］
前記バネ機構は、長さに沿って分布する異なるバネ剛性を有する少なくとも２つのバネ領域を有する少なくとも一つの垂直バネを備えることを特徴とする［６］乃至［９］
のいずれかの振動ダンパ。
［１１］
前記少なくとも一つの垂直バネの前記異なるバネ剛性は、前記バネの異なる巻線によってもたらされることを特徴とする［１０］の振動ダンパ。
［１２］
前記垂直バネは、引張バネおよび（または）圧縮バネであることを特徴とする［６］乃至［１１］のいずれかの振動ダンパ。
［１３］
ダンパ質量体と付着点との間の距離間隔が０．５ｍ乃至５．０ｍであることを特徴とする［１］乃至［１２］のいずれかの振動ダンパ。
［１４］
ダンパ質量体と付着点（５）との間の距離間隔が１．０ｍ乃至３．０ｍであることを特徴とする［１３］の振動ダンパ。
［１５］
前記ダンパ質量体は、ケーブル、バー、ロッドを通じて前記付着点と接続されていることを特徴とする［１］乃至［１４］のいずれかの振動ダンパ。
［１６］
付着点とバネ機構との間の距離間隔は、前記ダンパの振動数が、前記バネ機構の必然的な伸長または圧縮によって変更可能にするために、可動式留め具、固定式留め具、または付属装置を用いて、再び伸長および短縮されることが可能であることを特徴とする［１］乃至［１５］のいずれかの振動ダンパ。
［１７］
前記バネ機構の予張力を変えるためのまたは適用させるための機械式のまたは油圧式の、可動式の機構または固定式の機構をさらに備えることを特徴とする［１］乃至［１６］のいずれかの振動ダンパ。
［１８］
ロッドまたはチューブからなる前記振り子は、
前記バネ機構用の付着点を有する前記ダンパ質量体の下端上に取り付けられ、軸転運動の可能性なしで前記振り子の自由な移動を確保する結合部の上端上に取り付けられていることを特徴とする［１］乃至［１７］のいずれかの振動ダンパ。
［１９］
［１］乃至［１８］のいずれかの振動ダンパを有することを特徴とする風力タービン。
［２０］
風力タービンの動作中および建設中の振動の事象の予防および低減のための［１］
乃至［１８］のいずれかの振動ダンパの使用法。
［２１］
通常状態においてまたは通常動作において前記構造物や前記建物の共振によって誘発される振動、および振動によって誘発される極度の事象の場合における、大きなダンパ振幅の予防および低減のための［１］乃至［１８］のいずれかの振動ダンパの使用法。

この明細書、図面および請求の範囲において、以下の事項が参照される：

簡単な振り子ダンパの変形例１を示す図。変形性２．１および変形例２．２を示す図。変形例３を示す図。変形例４を示す図。変形例５を示す図。ダンパのふれにわたるバネ特性線を示す図。ダンパサスペンションポイントを示す図。

１…ダンパサスペンションポイント、２…振り子長さ、３…ダンパ質量体、４…水平バネ、５…ケーブル接続点、６…ストップリング、７…垂直バネ、８…ケーブル

Claims

基本的にダンパ質量体およびバネ機構を有する振り子からなり、高く細い建物および構造物用の振動ダンパであって、
前記バネ機構は、前記ダンパ質量体よりも下に取り付けられており、
(i)前記バネ機構は、全体のバネ力が基本的に垂直方向に作用するように配列され、全体のバネ特性線が非線形または累進的である効力を有する少なくとも２つの異なる領域を有し、
(ii)前記ダンパ質量体は、前記建物または前記構造物内の前記振動ダンパよりも下の付着点に前記バネ機構を通じて直接的または間接的に接続されており、
前記付着点と前記バネ機構との間の距離間隔は、前記振動ダンパの振動数が、前記バネ機構の必然的な伸長または圧縮によって変更可能にするために、可動式留め具、固定式留め具、または付属装置を用いて、再び伸長および短縮されることが可能である、
ことを特徴とする振動ダンパ。
前記バネ機構は、異なるバネ剛性を有する少なくとも２つのバネ領域を有することを特徴とする請求項１記載の振動ダンパ。
前記バネ機構は、第１バネ剛性を有する第１バネ領域および第２バネ剛性を有する第２バネ領域を有することを特徴とする請求項２記載の振動ダンパ。
前記第１バネ領域は、２００Ｎ／ｍｍよりも小さいバネ剛性を有し、前記第２バネ領域は、２００Ｎ／ｍｍよりも大きいバネ剛性を有することを特徴とする請求項３記載の振動ダンパ。
前記第１バネ領域は、３Ｎ／ｍｍよりも大きく２００Ｎ／ｍｍよりも小さいバネ剛性を有し、前記第２バネ領域は、２００Ｎ／ｍｍよりも大きく３０００Ｎ／ｍｍよりも小さいバネ剛性を有することを特徴とする請求項４記載の振動ダンパ。
前記バネ機構は、一つ以上の垂直バネを備え、
複数の垂直バネは、相互に、直列接続、または並列接続によって接続されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の振動ダンパ。
前記バネ機構は、少なくとも２つの垂直バネを備えることを特徴とする請求項６記載の振動ダンパ。
前記少なくとも２つの垂直バネは、異なるバネ剛性を有することを特徴とする請求項７記載の振動ダンパ。
前記少なくとも２つの垂直バネは、第１垂直バネと第２垂直バネとを具備し、
前記第１垂直バネは、３Ｎ／ｍｍよりも大きく２００Ｎ／ｍｍよりも小さいバネ剛性を有し、前記第２垂直バネは、２００Ｎ／ｍｍよりも大きく３０００Ｎ／ｍｍよりも小さいバネ剛性を有することを特徴とする請求項８記載の振動ダンパ。
前記バネ機構は、長さに沿って分布する異なるバネ剛性を有する少なくとも２つのバネ領域を有する少なくとも一つの垂直バネを備えることを特徴とする請求項６乃至請求項９のいずれか一項に記載の振動ダンパ。
前記少なくとも一つの垂直バネの前記異なるバネ剛性は、前記垂直バネの異なる巻線によってもたらされることを特徴とする請求項１０記載の振動ダンパ。
前記垂直バネは、引張バネおよび（または）圧縮バネであることを特徴とする請求項６乃至請求項１１のいずれか一項に記載の振動ダンパ。
前記ダンパ質量体と前記付着点との間の距離間隔が０．５ｍ乃至５．０ｍであることを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか一項に記載の振動ダンパ。
前記ダンパ質量体と前記付着点との間の距離間隔が１．０ｍ乃至３．０ｍであることを特徴とする請求項１３記載の振動ダンパ。
前記ダンパ質量体は、ケーブル、バー、ロッドを通じて前記付着点と接続されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１４のいずれか一項に記載の振動ダンパ。
基本的にダンパ質量体およびバネ機構を有する振り子からなり、高く細い建物および構造物用の振動ダンパであって、
前記バネ機構は、前記ダンパ質量体よりも下に取り付けられており、
(i)前記バネ機構は、全体のバネ力が基本的に垂直方向に作用するように配列され、全体のバネ特性線が非線形または累進的である効力を有する少なくとも２つの異なる領域を有し、
(ii)前記ダンパ質量体は、前記建物または前記構造物内の前記振動ダンパよりも下の付着点に前記バネ機構を通じて直接的または間接的に接続されており、
前記バネ機構の予張力を変えるためのまたは適用させるための機械式のまたは油圧式の、可動式の機構または固定式の機構をさらに備えることを特徴とする振動ダンパ。
前記バネ機構の予張力を変えるためのまたは適用させるための機械式のまたは油圧式の、可動式の機構または固定式の機構をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至請求項１５のいずれか一項に記載の振動ダンパ。
ロッドまたはチューブからなる前記振り子は、
前記バネ機構用の前記付着点を有する前記ダンパ質量体の下端上に取り付けられ、軸転運動の可能性なしで前記振り子の自由な移動を確保する結合部の上端上に取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項１７のいずれか一項に記載の振動ダンパ。
請求項１乃至請求項１８のいずれか一項に記載の振動ダンパを有することを特徴とする風力タービン。
風力タービンの動作中および建設中の振動の事象の予防および低減のための請求項１乃至請求項１８のいずれか一項に記載の振動ダンパの使用法。
通常状態においてまたは通常動作において前記構造物や前記建物の共振によって誘発される振動、および振動によって誘発される極度の事象の場合における、大きなダンパ振幅の予防および低減のための請求項１乃至請求項１８のいずれか一項に記載の振動ダンパの使用法。