KR20150038243A

KR20150038243A - 풍력 발전소의 모듈식 타워

Info

Publication number: KR20150038243A
Application number: KR20157004590A
Authority: KR
Inventors: 아드리안 파톤; 마르크 히르트; 로타르 파트베르크; 하잔 박키; 라이너 페히테-하이넨; 슈테판 드레베스; 콘슈탄티노스 자파스
Original assignee: 티센크루프 스틸 유럽 악티엔게젤샤프트
Priority date: 2012-07-25
Filing date: 2013-07-16
Publication date: 2015-04-08
Also published as: AU2013295166B2; WO2014016166A1; AU2013295166A1; DE102012106772A1; CN104641059A; US9828786B2; CA2880071A1; EP2877654A1; CN104641059B; DK2877654T3; US20150218840A1; ES2584415T3; EP2877654B1; BR112015001341A2; JP2015526616A; CA2880071C; PL2877654T3; PT2877654T; JP6231564B2

Abstract

본원은 풍력 발전소의 타워 (1) 에 관한 것으로서, 상기 풍력 발전소의 타워는 적어도 2 개의 코너 바들 (1.10) 을 가진 격자 타워 또는 트러스 타워 형태의 하부 (1.1) 및 단면적이 실질적으로 둥근 관형 타워 형태의 상부 (1.2) 를 가지고, 각각의 특정 코너 바 (1.10) 는 종방향으로 함께 연결되는 다수의 강관 프로파일들 (1.11, 1.12) 로 조립된다. 이러한 타워의 구성품들의 양호한 운반성 및 보다 더 쉬운 조립을 달성하기 위해서, 본원은 모듈식 타워 개념을 제안한다. 본원에 따라서, 각각의 특정 코너 바 (1.10) 는 이러한 경우에 나사들을 유지하기 위한 천공된 플랜지들 (1.13) 이 제공되는 적어도 3 개의 강관 프로파일들 (1.11, 1.12) 로 조립되고, 상기 코너 바들 (1.10) 은 상기 플랜지들 (1.13) 에 부착된 인장 스트럿들 (1.17) 및/또는 크로스 스트럿들 (1.15) 에 의해 함께 연결되며, 각각의 특정 코너 바 (1.10) 의 강관 프로파일들 (1.11, 1.12) 은 나선 용접된 강관 프로파일들이다.

Description

풍력 발전소의 모듈식 타워 {MODULAR TOWER FOR A WIND POWER PLANT}

본원은 풍력 발전소의 타워에 관한 것으로서, 상기 풍력 발전소의 타워는 적어도 2 개의 코너 바들을 가진 격자 타워 또는 트러스 타워 형태의 하부 및 단면적이 실질적으로 둥근 관형 타워 형태의 상부를 가지고, 각각의 특정 코너 바는 종방향으로 함께 연결되는 다수의 강관 프로파일들로 조립 (put together) 된다.

내륙에 세워질 풍력 에너지 발전소들에서의 개량들은, 보다 크고 또한 보다 일정한 풍속들을 사용하고 그리하여 이러한 풍력 에너지 발전소들의 효율을 개선시키기 위해서, 100 m 초과의 보다 더 높은 허브 높이들로 이어진다. 하지만, 보다 크고 또한 보다 강력한 로터들 및 발전기들을 가진 보다 높은 관형 타워들은, 강성, 내좌굴성 및 피로 강도와 같이, 그로부터 얻어지는 더 큰 구조적-기계적 요구들을 만족하기 위해서, 타워 세그먼트들의 직경 및 벽 두께에 있어서 증가를 동시에 요구한다. 하지만, 타워 세그먼트들의 직경들에서의 증가로 인해, 또한 제한들, 예를 들어 4.4 m 의 브리지 간극 높이들을 고려하여, 많은 도로들에서 종래의 횡방향으로 배향된 구조 유형을 가진 미리 제조된 관형 타워 세그먼트들을 더이상 운반할 수 없다.

예를 들어 DE 603 17 372 T2 또한 WO 2009/048955 A1 에 제안된 가능한 방안은, 특히 하부 타워 영역에서 종방향으로 배향된 구조 유형이 언급되어 있고, 이러한 경우에 완성된 관형 타워 세그먼트들의 직경들은 결국 4.4 m 를 초과한다. 이러한 경우에, 관형 타워 섹션들은 먼저 건설 지점, 즉 풍력 터빈의 위치에서 다수의 활형 쉘 세그먼트들로 조립되고, 이러한 방식으로 제조된 관형 (환형) 타워 세그먼트들은 전체 타워를 형성하도록 연결된다. 높은 높이들에서의 용접을 방지하기 위해서, DE 603 17 372 T2 로부터 공지된 타워 구조에서 쉘 세그먼트들에는 천공된 수평방향 및 수직방향 플랜지들이 제공되어, 이는 쉘 세그먼트들을 나사들에 의해 연결시키도록 한다. 하지만, 이 방안은 다수의 단점들을 가진다. 예를 들어, 큰 쉘 세그먼트들의 경우에, 이 쉘 세그먼트들의 사중량 (dead weight) 을 고려하여 변형들이 예상되며, 이러한 변형들은 조립 동안 취급 또는 피팅 문제들을 유발할 수 있다. 다른 한편으로, 대량의 소형 쉘 세그먼트들로 세분화하는 경우에, 형성될 나사결합 연결들의 개수는 비교적 많고, 그리하여 나사들을 다시 조이기 위한 조립 또한 유지 비용들을 증가시킨다.

관형 타워를 가진 풍력 발전소들 및 격자 타워 (트러스 타워) 를 가진 풍력 발전소들 이외에, 하부 격자 타워 (트러스 타워) 및 그에 연결된 상부 관형 타워를 가진 하이브리드 구조 유형의 타워들을 가진 풍력 발전소들도 공지되어 있다. DE 10 2006 056 274 A1 에는 초기에 언급한 유형의 타워가 개시되어 있고, 이 타워는 하부에 적어도 3 개의 코너 바들을 가진 격자 타워 및 상부에 단면이 둥근 관형 타워를 가지며, 하부의 상부 연결 영역은 천이 영역에서 천이 본체 (transition body) 에 의해 상부의 하부 연결 영역에 연결된다. 이 천이 본체는, 이러한 경우에 절두 원뿔형 케이싱 방식으로 형성되고, 코너 바들은 천이 영역으로 연장되며 그리고 하부의 상부 연결 영역과 상부의 하부 연결 영역 사이의 천이 영역에서 절두 원뿔형 케이싱에 적어도 부분적으로 용접된다. 격자 타워는 이 격자 타워의 코너 바들을 함께 연결하는 교차 스트럿들 (intersecting struts) 을 가진다. 격자 타워의 코너 바들은 표준화된 중공 프로파일들, 바람직하게는 강관들로 형성된다.

본 발명은, 타워의 구성품들의 양호한 운반성 (transportability) 을 가지면서, 이 타워의 구성품들의 비용 효과적인 제조 및 보다 더 용이한 조립을 제공하는, 초기에 언급한 유형의 타워를 형성하는 목적에 기초로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 청구항 1 의 특징들을 가진 풍력 발전소 또는 풍력 에너지 발전소의 타워가 제안된다.

본원에 따른 타워에 있어서, 각각의 특정 코너 바는 기계식으로 탈착가능한 연결 수단을 유지하기 위한 천공된 플랜지들이 제공되는 적어도 3 개의 강관 프로파일들로 조립되고, 상기 코너 바들은 상기 플랜지들에 부착된 인장 스트럿들 및/또는 크로스 스트럿들에 의해 함께 연결되며, 각각의 특정 상기 코너 바의 강관 프로파일들은 나선 용접된 강관 프로파일들이다.

단면이 실질적으로 둥근 관형 타워의 형태로 구현되는 본원에 따른 타워의 상부는, 바람직하게는 60 m 의 높이에서 시작한다. 본원에 따른 타워의 이러한 상부는 종래의 횡방향으로 배향된 구조 유형으로 실현될 수 있는데, 이는 구조적 기계적 요건들을 만족하는 직경이 어느 정도로 통상적으로 물류 관점에서 중요한 4.4 m 의 제한 아래에 있어야 하기 때문이다. 적어도 2 개, 바람직하게는 3 개의 코너 바들을 가진 격자 타워 또는 트러스 타워 형태인 본원에 따른 타워의 하부로서, 각각의 특정 코너 바는 종방향으로 함께 연결되고 그리고 기계식 탈착가능한 연결 수단을 유지하기 위한 천공된 플랜지들이 제공되는 적어도 3 개의 강관 프로파일들로 본원에 따라서 조립되는, 상기 타워의 하부는 타워의 운반 및 조립을 간단하게 해준다. 흡수될 힘들이 다수의 코너 바들에 분배되기 때문에, 이 코너 바들은 종래의 단면이 실질적으로 둥근 관형 타워의 대응하는 하부보다 상당히 더 좁은 방식으로 치수결정될 수 있다. 본원에 따른 코너 바들은 물류 관점에서 훨씬 더 용이한 방식으로 취급될 수 있다. 플랜지들이 제공된 개별 강관 프로파일들의 개수는 이러한 경우에 변경될 수 있고 그리고 풍력 발전소의 중량 및 허브 높이에 의존하고, 이 풍력 발전소는 발전기, 기어링 또는 로터 블레이드들로 실질적으로 구성된다. 예를 들어, 본원에 따른 하이브리드 타워의 격자 타워는 4 개, 5 개 또는 6 개의 코너 바들를 가질 수 있다. 플랜지들에서 기계식으로 탈착가능한 연결 수단에 의해 종방향으로 함께 연결되는 적어도 3 개의 강관 프로파일들로 각각의 특정 코너 바의 세분화는, 풍력 발전소용 하이브리드 타워의 구성품들의 운반 및 조립을 상당히 간략화시킨다. 각각의 특정 코너 바들용으로 사용된 강관들의 프로파일 직경은, 이 경우에, 코너 바의 전체 길이를 따라서 바람직하게는 실질적으로 동일하다. 강관 프로파일은 플랜지들에 대한 부착각에 따라서 상이한 방식으로 단지 절단된다. 이러한 동일한 부분의 전략 (동일부 구성) 은 유닛 비용들을 저감시킨다. 기계식 탈착가능한 연결 수단은, 본원의 내용에 있어서, 무엇보다도, 나사들, 볼트들 및 잠금볼트들을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.

본원에 따른 타워의 코너 바들용으로 사용되는 강관 프로파일들은 나선 용접에 의해 제조된다. 각각의 관 직경이 특정 시트 폭을 요구하는, 종방향으로 용접된 강관 프로파일들의 제조에 대한 차이점에서, 나선 관 제조는 하나의 스트립 폭 또는 시트 폭으로부터 상이한 관 직경들을 가진 강관들이 제조될 수 있다는 점에서 구별된다. 나선 용접에 의해 제조된 강관 프로파일들의 사용은 경제적인 관점에서 유리하다. 이러한 경우에 사용되는 강 시트들은 적어도 355 N/㎟ 또는 420 N/㎟ 의 상한 항복 강도 (ReH) 를 가지는 고온 압연된, 마이크로 합금화된 강 시트들인 것이 바람직하다. 본원에 따른 타워의 강관 프로파일들 (코너 바들) 은, 예를 들어 적어도 500 N/㎟ 또는 700 N/㎟ 의 상한 항복 강도 (ReH) 를 가진 고강도 강 시트들로 제조되는 것이 특히 바람직하다. 그 결과, 강관 프로파일들 (코너 바들) 의 중량은 저감될 수 있고, 그 결과 운반 및 조립은 더 간략화된다.

강관 프로파일들의 벽 두께들 및 직경들은, 특히 코너 바들의 타워 높이 및 개수에 의존한다. 본원에 따른 타워의 코너 바들용으로 사용되는 강관 프로파일들은, 예를 들어 15 mm ~ 30 mm 범위의 벽 두께 및 500 mm ~ 1800 mm 범위, 바람직하게는 500 mm ~ 1200 mm 범위의 관 외경을 가진다.

타워의 하부에서 발생하는 횡방향 힘들을 신뢰가능하게 흡수하도록, 개별 코너 바들은 플랜지들에 부착된 인장 스트럿들 및/또는 크로스 스트럿들에 의해 함께 연결된다. 따라서, 강관 프로파일들의 플랜지들은 다수의 부착 기능을 가지고; 이 플랜지들은 각각의 특정 코너 바를 형성하는 강관 프로파일들을 종방향으로 부착시키는데 사용되고 그리고 추가로 코너 바들을 함께 횡방향으로 그리고/또는 대각선방향으로 부착시키는데 사용되며, 이러한 부착 수단 각각은 나사 연결에 의해 실시되는 것이 바람직하다. 이러한 다수의 부착 기능을 고려하여, 본원에 따른 풍력 에너지 발전소의 타워의 플랜지들을 또한 다중 부착 플랜지들이라고 할 수 있다.

크로스 스트럿들은 실질적으로 수평하게 연장되는 강 프로파일들로 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 크로스 스트럿들은, 예를 들어 굽힘편들 또는 압연된 프로파일들, 특히 각진 스트럿들 또는 U 프로파일 형태의 스트럿들일 수 있다. 추가로, 이러한 크로스 스트럿들은, 이들이 모두 동일한 단면 프로파일 및 동일한 단면 치수들을 갖는 만큼, 동일한 방식으로 형성되는 것이 바람직하다. 하지만, 크로스 스트럿들은 타워 높이를 증가시키면서 상이한 길이들로 절단되고, 즉 더 단축된 방식으로 치수결정된다.

플랜지들에 부착된 인장 스트럿들에 의해, 본원에 따른 전체 타워의 안정성은 마찬가지로 보장될 수 있거나 더 증가될 수 있다. 횡방향 스트럿들은, 이러한 경우에, 강 케이블들, 바람직하게는 미리 인장된 강 케이블들로서 또는 굽힘편들 또는 압연된 프로파일들로서 구현될 수 있다. 강 케이블들이 인장 스트럿들로서 사용되면, 이 강 케이블들은 릴된 상태 (reeled state) 에서 본원에 따른 타워의 설치 지점으로 용이하게 운반될 수 있다. 더욱이, 강 케이블들은 타워의 위치에서 필요한 길이로 절단될 수 있기 때문에, 강 케이블들에 대하여 공차 문제들을 없앨 수 있다. 본원에 따른 타워의 유리한 구성에 있어서, 대각선 스트럿들, 예를 들어 강 케이블들 중 하나 이상에는 길이 조정을 위한 인장 장치가 각각 제공된다.

본원의 다른 바람직한 구성에 있어서, 강관 프로파일들의 연결 지점들 또는 단부들에는 크로스 스트럿들 및/또는 대각선 스트럿들을 부착하기 위한 관통공들 또는 관통 보어들을 가진 플랩들이 제공된다.

이러한 플랩들은 강관 프로파일의 단부에서 플랜지에 각각 용접되는 별도로 제조된 부분들일 수 있다. 하지만, 대안으로, 플랩은 또한 플랜지와 일체로 형성될 수 있다. 제 2 경우에 있어서, 플랩은 예를 들어 플랜지를 규정하는 강 시트 블랭크로 형성함으로써 제조된다. 두 가지 경우에 있어서, 플랩 및 플랜지는 강관 프로파일에 용접될 수 있고, 그 후 플랩은 플랜지에 실질적으로 수직하게 배향된다.

인장 스트럿들로서 굽힘편들 또는 압연된 프로파일들의 바람직한 사용의 경우에 있어서, 본원에 따라서 전체 타워의 안정성을 추가로 증가시키도록 그의 크로싱 지점에서 인장 스트럿들을 함께 연결할 수 있다. 인장 스트럿들은, 이러한 경우에, 예를 들어 나사들 또는 다른 탈착가능한 기계식 연결 수단에 의해 크로싱 지점에서 연결된다. 이러한 연결은 타워 구성품들을 미리 제조하는 동안 이미 실시될 수 있는 것이 유리하다.

본원에 따른 풍력 발전소의 타워의 추가로 바람직하고 유리한 구성들은 종속항들에 특정된다.

본원은 다수의 예시적인 실시형태들을 개략적으로 도시하는 도면에 의해 이하의 설명에서 보다 자세히 설명된다.

도 1 은 본원에 따른 풍력 발전소의 타워의 사시도를 도시한다.
도 2 는 도 1 로부터의 타워의 하부의 확대도를 도시한다.
도 3 은 다른 예시적인 실시형태에 따라서 본원에 따른 풍력 발전소의 타워의 격자 타워 또는 트러스 타워의 하부 섹션의 사시도를 도시한다.
도 4 는 도 3 으로부터 격자 타워 또는 트러스 타워의 상세부 A 의 확대도를 도시한다.
도 5 는 도 3 으로부터 격자 타워 또는 트러스 타워의 상세부 B 의 확대도를 도시한다.
도 6 은 2 개의 코너 바들의 강관 프로파일들의 연결 영역에서 도 3 으로부터 격자 타워 또는 트러스 타워의 일부의 정면도를 도시한다.

풍력 발전소 (2) 의, 도면에 도시한 타워 (1) 는, 격자 타워 또는 트러스 타워의 형태의 하부 (1.1) 및 단면이 둥근 관형 타워의 형태의 상부 (1.2) 로 구성된다.

관형 타워 (1.2) 의 상단부에는, 실질적으로 수직하게 연장되는 축선을 중심으로 회전가능하도록 장착된 풍력 발전소 (풍력 에너지 발전소) (2) 가 장착된다. 풍력 발전소 (2) 는, 각각의 종축선을 중심으로 바람직하게 회전가능하고 그리하여 수없이 다양한 방식으로 조절가능한 로터 블레이드들 (2.2) 을 가진 로터 (2.1), 및 나셀 (nacelle) 하우징 (2.3) 에 배열된 발전기를 포함하고, 상기 발전기의 샤프트는 변속기 및 클러치를 통하여 결합 (conjoint) 회전을 위해 로터 (2.1) 에 연결된다.

여기에 도시된 예시적인 실시형태에 있어서, 격자 타워 또는 트러스 타워 (1.1) 는 6 개의 코너 바들 (1.10) 을 가진다. 하지만, 이 타워는 또한 6 개 보다 많거나 또는 그 보다 적은 코너 바들을 가질 수 있다. 어떠한 경우에, 이 타워는 적어도 3 개의 코너 바들 (1.10) 을 가지고, 이 코너 바들의 수평방향 거리는 상부 관형 타워 (1.2) 로부터 지면 또는 기초부의 방향으로 증가한다. 따라서, 바람직하게 실질적으로 직선의 코너 바들 (1.10) 은 3 개 또는 그 이상의 레그형 타워 구조를 형성하고, 이 레그형 타워 구조의 레그들은 서로에 대하여 예각에서 펼쳐진다.

코너 바들 (1.10) 각각은 적어도 3 개의 강관 프로파일들 (1.11, 1.12) 로 조립되고, 이 강관 프로파일들은 종방향으로 함께 연결되고 그리고 이를 위해 이 강관 프로파일들의 연결 지점들에서 예를 들어 나사들 (비도시) 을 유지하기 위한 천공된 플랜지들 (1.13) 이 제공된다. 이 플랜지들 (1.13) 은 예를 들어 환형 플랜지들로서 구성된다. 각각의 특정 플랜지 또는 환형 플랜지 (1.13) 는, 공통의 기준원에 일정하게 이격된 방식으로 배열된 다수의 관통공들 (1.14) 을 가진다 (도 2 참조).

바람직하게는, 코너 바들 (1.10) 용으로 사용된 강관 프로파일들 (1.11, 1.12) 은 나선 용접된 동일한 부분들이다. 활형 강 시트들 또는 이의 제조에 사용되는 둥근 형상으로 형성된 강 시트들은, 예를 들어 적어도 350 N/㎟ 의 항복 강도를 가진 열간 압연된 강 시트들이다. 하지만, 고강도 강 시트들은 또한 코너 바들 (1.10) 의 강관 프로파일들을 제조하는데 사용될 수 있고, 예를 들어 강 시트들은 500 ~ 700 N/㎟ 범위의 항복 강도를 가진다.

각각의 특정 코너 바 (1.10) 의 강관 프로파일들 (1.11, 1.12) 은 15 mm ~ 30 mm 범위의 벽 두께를 가지는 것이 바람직하다. 이 강관 프로파일들의 직경은 예를 들어 500 mm ~ 1800 mm 범위이다. 바람직하게는, 코너 바들 (1.10) 용으로 사용된 강관 프로파일들 (1.11, 1.12) 은 표준 관들로 제조된다.

각각의 특정 환형 플랜지 (1.13) 는, 예를 들어 필렛 용접에 의해 코너 바 (1.10) 를 구성하는데 사용되는 강관 프로파일 (1.11, 1.12) 의 단부들 중 하나에 점착 부착되는 것이 바람직하다. 하지만, 예를 들어 나사 연결에 의해 환형 플랜지 (1.13) 및 관련 강관 단부 사이의 압입 및/또는 형상-끼워맞춤 (form-fitting) 연결은, 강관 단부에 외부 나사가 제공되고 그리고 환형 플랜지에 대응하는 내부 나사가 제공되는 경우에, 또한 가능하다.

각각의 특정 환형 플랜지 (1.13) 는 수평면에 배열된다. 이를 위해, 강관 프로파일들 (1.11, 1.12) 의, 환형 플랜지들 (1.13) 가 제공된, 단부들은, 강관 프로파일 (1.11, 1.12) 의 각각의 특정 절단 단부가 격자 타워 또는 트러스 타워 (1.1) 의 완전히 조립된 상태에서 실질적으로 수평방향으로 종단되도록 경사지게 절단된다.

코너 바들 (1.10) 은 크로스 스트럿들 (1.15) 에 의해 함께 연결된다. 이를 위해, 강관들 (1.11, 1.12), 바람직하게는 표준 관들을 함께 연결하는 동일한 환형 플랜지들 (1.13) 을 사용하게 된다.

크로스 스트럿들 (1.15) 은 강 프로파일들로 형성되고 그리고 실질적으로 수평방향으로 연장된다. 동일한 높이에 배열된 이러한 크로스 스트럿들 (1.15) 은 동일한 부분들로서 구현된다. 크로스 스트럿들 (1.15) 의 길이는 이러한 경우에 그의 부착 높이에 따른다. 타워 높이가 증가함에 따라서, 환형 플랜지들 (1.13) 에 부착된 크로스 스트럿들 (1.15) 의 길이는 감소한다.

본원에 따른 타워 (1), 이 타워의 적어도 하부 격자 타워 부분 (1.1) 은, 그리하여 표준화된 강 프로파일들 (1.11, 1.12, 1.15) 을 사용하는 모듈식 구조를 가진다.

크로스 스트럿들 (1.15) 은 예를 들어 U-프로파일들로서 구현된다 (도 2 참조). 하지만, 이러한 크로스 스트럿들은 또한 일부 다른 프로파일 형상, 예를 들어 L-프로파일 또는 T-프로파일을 가질 수 있다.

각각의 특정 크로스 스트럿 (1.15) 의 단부들은, 오목하거나 도브테일 방식으로 형성되거나 다각형으로 만입된 단부측들 (1.16) 을 가지는 것이 바람직하다. 그 결과, 크로스 스트럿 (1.15) 과 환형 플랜지 (1.13) 사이의 베어링 표면 또는 접촉 표면은 확장될 수 있다 (도 2 참조).

전체 타워 (1) 의 필요한 안정성을 보장하거나 더 증가시키기 위해서, 서로 실질적으로 평행하게 연장되는 2 개의 인접한 코너 바들 (1.10) 및 2 개의 크로스 스트럿들 (1.15) 에 의해 규정되는 트러스에서 대각선방향으로 연장되도록 플랜지 영역에서 각각의 경우에 체결되는 추가의 인장 스트럿들 (1.17) 을 제공할 수 있다.

인장 스트럿들 (1.17) 은 예를 들어 와이어 케이블들로 형성된다. 와이어 케이블들 (1.17) 의 단부들은 적합한 체결 수단을 통하여 환형 플랜지들 (1.13) 에서 관통구들 (1.14) 에 체결된다. 인장 스트럿들 또는 와이어 케이블들 (1.17) 에는, 이들의 길이 적합화를 위해서, 인장 장치 (비도시) 가 각각 제공될 수 있다. 인장 스트럿들 또는 와이어 케이블들 (1.17) 및 볼트들은 명확성을 위해서 도 2 에 도시하지 않았다.

단면적이 둥근 관형 타워로 구성되는 상부 타워부 (1.2) 는 예를 들어 약 60 m 의 높이에서부터 시작한다. 이러한 타워부는 종래에 횡방향으로 배향된 구조 유형으로 구현될 수 있고, 그에 따라 다수의 환형 관 세그먼트들로 조립될 수 있다.

본원에 따른 타워 (1) 의 관형 타워 (1.2) 는 원뿔형 강관 타워로 구현되는 것이 바람직하다. 하지만, 대안으로서, 이 타워는 또한 원통형 강관 타워로 구현될 수 있다.

관형 타워 (1.2) 는, 트러스 타워 또는 격자 타워 (1.1) 에 대향하는 단부에서, 원뿔형 또는 절두 원뿔형 케이싱 형상의 종방향 섹션을 가진다. 코너 바들 (1.10) 의 상단부들은 관형 타워 (1.2) 의 이러한 하부 섹션 (1.21) 에 부착된다. 코너 바들 (1.10) 의 상부 강관들 (1.12) 은, 이러한 경우에, 관형 타워 (1.2) 의 절두 원뿔형 케이싱 형상 또는 원뿔형 종방향 섹션 (1.21) 으로 연장될 수 있고 그 후 예를 들어 이에 용접된 관형 타워 (1.2) 의 내부측에 연결된다. 하지만, 관형 타워 (1.2) 는, 그의 하단부에서, 다수의 체결 구멍들을 가진 원형 디스크 형상 또는 환형 디스크 형상의 연결 플레이트 (비도시) 를 가질 수도 있고, 이 체결 구멍들에서 코너 바들 (1.10) 의 상부 강관들 (1.12) 은 이에 체결된 환형 플랜지들을 통하여 부착 또는 나사결합된다.

전체 타워 (1) 의 높이는 격자 타워 (1.1) 및 관형 타워 (1.2) 로 조립되거나 로터 (2.1) 의 허브 높이는 예를 들어 약 110 m 이다.

도 3 은 본원에 따른 풍력 발전소의 타워의 격자 타워 또는 트러스 타워로서 구성된 하부 (1.1) 의 다른 예시적인 실시형태를 도시한다. 도 1 과 유사한 방식으로, 단면이 실질적으로 둥근 관형 타워로 형성되는 타워의 상부는 도 3 에 도시되어 있지 않다.

이러한 예시적인 실시형태에서, 격자 타워 또는 트러스 타워 (1.1) 는, 종방향으로 함께 연결되는 적어도 3 개의 강관 프로파일들 (1.11, 1.12) 로 각각 조립되는 적어도 2 개의 코너 바들 (1.10) 을 가진다. 이를 위해, 강관 프로파일들 (1.11, 1.12) 에는, 그의 연결 지점들에서, 탈착가능한 기계식 연결 수단, 예를 들어 나사들을 유지하기 위한 천공된 플랜지들 (1.13) 이 제공된다. 도 4 에 따른 플랜지들 (1.13) 각각은 연결 수단을 유지하기 위한 다수의 관통공들 (1.14) 을 가진다.

더욱이, 강관 프로파일들 (1.11, 1.12) 의 단부들 또는 연결 지점들에는 플랩들 (1.18) 이 제공된다. 플랩 (1.18) 및 플랜지 (1.13) 는 강관 프로파일 (1.11, 1.12) 에 용접되고, 플랩 (1.18) 은 플랜지 (1.13) 에 실질적으로 수직하게 배향된다.

플랩 (1.18) 이 별개부로서 제조되면, 플랜지 (1.13) 에 또한 용접되는 것이 바람직하다 (도 4 참조). 하지만, 또한 본원의 관점내에서, 플랩 (1.18) 및 플랜지 (1.13) 를 일편으로 함께 형성하는 것도 있다. 이러한 경우에, 플랩 (1.18) 은 예를 들어 플랜지 (1.13) 를 규정하는 강 시트 블랭크로 형성함으로써 제조될 수 있다.

각각의 특정 플랩 (1.18) 은 마찬가지로 탈착가능한 기계식 연결 수단을 유지하기 위한 다수의 관통공들 (1.19) 을 가진다. 플랩들 (1.18) 은 인장 스트럿들 (1.17) 을 부착하는데 사용된다. 더욱이, 크로스 스트럿들 (1.15) 은 또한 플랩들 (1.18) 에 부착될 수 있다. 하지만, 대안으로 또는 추가로, 크로스 스트럿들 (1.15) 은 플랜지들 (1.13) 에 부착될 수 있다.

도 3 및 도 4 에 따른 예시적인 실시형태는, 종축선에 실질적으로 수직한 (직각으로) 길이로 강관 프로파일들 (1.11, 1.12) 의 단부들을 절단할 가능성을 제공하며, 즉 도 2 에 도시된 바와 같이 관 단부들의 챔퍼링이 본원에 제공되지 않는다. 그 후, 크로스 스트럿들이 이러한 경우에 플랩들 (1.18) 에 부착되기 때문에, 크로스 스트럿들 (1.15) 의 단부들을 굽히지 않으면서, 강관 프로파일 종축선에 대하여 플랜지들 (1.13) 의 실질적으로 수직한 배향 또는 실질적으로 직각인 절단 단부들에도 불구하고, 크로스 스트럿들 (1.15) 을 강관 프로파일들 (1.11, 1.12) 에 부착하는 것이 가능하다. 그리하여, 플랩들 (1.18) 은 강관 프로파일 종축선 (코너 바 종축선) 의 어떠한 원하는 경사각들에서 강관 프로파일 종축선과 크로스 스트럿 (1.15) 사이의 부착각을 보상할 수 있다.

도 3 ~ 도 6 에 따른 예시적인 실시형태에서 굽힘편들 또는 압연된 프로파일들로서 구현되는 인장 스트럿들 (1.17) 은 그의 교차 영역 (1.20) 에서 함께 연결되는 것이 바람직하다. 교차 영역 (1.20) 에서 인장 스트럿들 (1.17) 을 연결 또는 고정하기 위해서, 기계식 탈착가능한 연결 수단, 예를 들어 나사들이 다시 사용된다. 인장 스트럿들 (1.17) 을 미리 제조하는 동안, 교차 영역 (1.20) 에서 인장 스트럿들 (1.17) 을 연결하거나 미리 고정하는 것이 이미 실시될 수 있고, 그 결과 본원에 따른 타워의 설치 지점에서 격자 타워 또는 트러스 타워 (1.1) 의 조립은 간단해지거나 또는 짧아진다.

본원에 따른 타워의 실시형태는 도면에 도시된 예시적인 실시형태에 제한되지 않는다. 오히려, 도시된 예시적인 실시형태를 벗어나는 구성의 경우에서도, 첨부된 청구범위에 특정된 본원을 사용할 수 있는 다양한 변형예들을 상정할 수 있다. 따라서, 예를 들어 강 케이블들 (1.17) 대신에, 또한 강 프로파일 바들, 예를 들어 L-프로파일 형상의 굽힘편들을 코너 바 관들 (1.11, 1.12) 의 플랜지들 (1.13) 에 인장 스트럿들로서 부착시킬 수 있다.

Claims

풍력 발전소의 타워 (1) 로서,
적어도 2 개의 코너 바들 (1.10) 을 가진 격자 타워 또는 트러스 타워 형태의 하부 (1.1), 및
단면적이 실질적으로 둥근 관형 타워 형태의 상부 (1.2) 를 가지고,
각각의 특정 코너 바 (1.10) 는 종방향으로 함께 연결되는 다수의 강관 프로파일들 (1.11, 1.12) 로 조립 (put together) 되며,
각각의 특정 코너 바 (1.10) 는 나사들을 유지하기 위한 천공된 플랜지들 (1.13) 이 제공되는 적어도 3 개의 강관 프로파일들 (1.11, 1.12) 로 조립되고,
상기 코너 바들 (1.10) 은 상기 플랜지들 (1.13) 에 부착된 인장 스트럿들 (1.17) 및/또는 크로스 스트럿들 (1.15) 에 의해 함께 연결되며,
각각의 특정 코너 바 (1.10) 의 상기 강관 프로파일들 (1.11, 1.12) 은 나선 용접된 강관 프로파일들인 것을 특징으로 하는, 타워.
제 1 항에 있어서,
각각의 특정 플랜지 (1.13) 는 환형 플랜지 형태이고 그리고 실질적으로 수평면에 배열되는 것을 특징으로 하는, 타워.
제 2 항에 있어서,
상기 강관 프로파일들 (1.11, 1.12) 의, 상기 환형 플랜지들 (1.13) 이 제공된, 단부들은, 상기 강관 프로파일 (1.11, 1.12) 의 각각의 특정 절단 단부가 상기 격자 타워 또는 상기 트러스 타워 (1.1) 의 완전히 조립된 상태에서 실질적으로 수평방향으로 종단되도록 경사지게 절단되는 것을 특징으로 하는, 타워.
제 1 항 내지 제 3 항 중 한 항에 있어서,
각각의 특정 상기 플랜지 (1.13) 는 관련 강관 프로파일 (1.11, 1.12) 에 점착 연결되는 것을 특징으로 하는, 타워.
제 1 항 내지 제 4 항 중 한 항에 있어서,
상기 격자 타워 또는 트러스 타워 (1.1) 의 높이 섹션을 형성하는 상기 강관 프로파일들 (1.11; 1.12) 은 동일한 부분들로 구현되는 것을 특징으로 하는, 타워.
제 1 항 내지 제 5 항 중 한 항에 있어서,
상기 크로스 스트럿들 (1.15) 은 실질적으로 수평하게 연장되는 강 프로파일들로 형성되는 것을 특징으로 하는, 타워.
제 6 항에 있어서,
상기 실질적으로 수평하게 연장되는 강 프로파일들 (1.15) 은 동일한 부분들로서 구현되는 것을 특징으로 하는, 타워.
제 1 항 내지 제 7 항 중 한 항에 있어서,
각각의 특정 상기 크로스 스트럿 (1.15) 의 단부들은 오목하거나 도브테일 방식으로 형성되거나 다각형으로 만입된 단부측들 (1.16) 을 가지는 것을 특징으로 하는, 타워.
제 1 항 내지 제 8 항 중 한 항에 있어서,
상기 인장 스트럿들 (1.17) 은 대각선으로 연장되는 와이어 케이블들로 형성되는 것을 특징으로 하는, 타워.
제 1 항 내지 제 9 항 중 한 항에 있어서,
상기 인장 스트럿들 (1.17) 의 하나 이상에는, 각각의 경우에, 관련된 인장 스트럿 (1.17) 의 길이를 조정하기 위한 인장 장치가 제공되는 것을 특징으로 하는, 타워.
제 1 항 내지 제 10 항 중 한 항에 있어서,
각각의 특정 상기 코너 바 (1.10) 의 강관 프로파일들 (1.11, 1.12) 은 15 mm ~ 30 mm 의 범위의 관 벽 두께를 가지는 것을 특징으로 하는, 타워.
제 1 항 내지 제 11 항 중 한 항에 있어서,
각각의 특정 상기 코너 바 (1.10) 의 강관 프로파일들 (1.11, 1.12) 은 500 mm ~ 1800 mm 의 범위의 직경을 가지는 것을 특징으로 하는, 타워.
제 1 항 내지 제 12 항 중 한 항에 있어서,
관형 타워 (1.2) 는 원뿔형 또는 원통형 강관 타워로서 구현되는 것을 특징으로 하는, 타워.
제 1 항 내지 제 13 항 중 한 항에 있어서,
관형 타워 (1.2) 는 상기 격자 타워 또는 상기 트러스 타워 (1.1) 에 대향하는 그 단부에서 원뿔형 또는 절두 원뿔형 케이싱 형상의 종방향 섹션 (1.21) 을 가지는 것을 특징으로 하는, 타워.