TW202018177A - 包含第一及第二構件及連接器之組件及組裝該組件之方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種組件，其包含： - 一第一構件及一第二構件，其中； - 該第二構件具有具備一主體及各包含至少一個貫穿孔之兩個實質上平行壁之一叉狀橫截面； - 該第一構件配置於該第二構件之具有該貫穿孔之該兩個壁之間； - 其中該第一構件之該貫穿孔及該第二構件之該等貫穿孔界定一通道；及 - 進一步包含一連接器，其可軸向插入該通道中至一末端位置且可相對於該通道連續徑向擴展以將該第一構件及該第二構件相對於彼此連接；及 - 其中該連接器在其之一擴展狀態中，抵於該第二構件之該主體推動該第一構件以界定該第一構件與該第二構件之間之一經預拉緊連接。 本發明進一步係關於一種組裝一第一構件及一第二構件之方法。

Description

包含第一及第二構件及連接器之組件及組裝該組件之方法
本發明係關於一種組件，其包含一第一構件及一第二構件，及用於將該第一構件及該第二構件相對於彼此連接之一連接器。
本發明進一步係關於一種組裝各包含至少一個貫穿孔之一第一構件及一第二構件之此一組件之方法。
本發明尤其適用於離岸應用，例如，用於將一風力渦輪機連接至一單樁，將一風力渦輪機連接至一過渡件，將一過渡件連接至一單樁，以及在一單樁或風力渦輪機之構件之間連接及護套連接。
根據離岸先前技術應用，此等組件之構件具備使用具有相當大的大小之螺栓連接之凸緣。當前，M72螺栓用於將一風力渦輪機塔架連接至一單樁或過渡件。在一第一步驟中，使用8.000 Nm電擰緊此等螺栓。在一第二步驟中，使用液壓工具將預負載增加至22.000 Nm。螺栓自身係重的且用於擰緊螺栓之工具亦係重的且難以處置。
似乎螺栓上之實際預負載在一些安定時間之後難以預測及控制，且可顯著變動。雖然並不完全清楚哪些因素影響螺栓之扭矩-拉緊關係，但可得出結論，使用一「恆定扭矩」方法安裝螺栓未達成令人滿意的結果。使用用於螺栓連接之拉緊系統發生類似問題。必須定期檢查及調整螺栓上之預負載，從而週期性地需要大量維護工作。
此外，螺栓經配置在凸緣之圓周周圍，從而僅留下鄰近螺栓之間之一非常有限的間隙。使用凸緣與螺栓之一連接無法充分擴充以滿足源自甚至更大風力渦輪機及作為安裝其等之海洋之更大深度之日益增加之需求。
申請者之國際專利申請案WO 2018/139929 A1提出一種組件，其相對於使用由螺栓連接之凸緣之一連接而改良。此經改良先前技術組件包含： - 一第一區段及一第二區段，其等各包含一縱軸； - 一固定件，其經構形以固定該第一區段及該第二區段； - 其中該第一區段及該第二區段之至少一者包含經構形以藉由該固定件接合之一本體；及 -其中該固定件包含一鄰接部及一可徑向移位致動器。
致動器可相對於包含致動器之區段之縱軸徑向移位。此容許致動器自身被用作一夾箝之部分。在致動器之徑向移位期間，致動器之一傾斜表面接合第一區段之一經特殊機械加工表面且逐漸增加連接第一區段及第二區段之夾箝力。雖然WO 2018/139929 A1之組件已經提供相對於使用由螺栓連接之凸緣之上述先前技術連接之一顯著改良，但申請者現提出更進一步改良。致動器之徑向移位歸因於夾箝作用而需要一相當大的力。再者，需要具有一經特殊設計之接觸表面之區段。
美國專利申請案US 2008/080946 A1係關於一種用於一風力渦輪機結構塔架之建構之擴張銷系統，且被視為最接近先前技術。以本發明之術語，其揭示一第一構件及一第二構件，其中該第二構件具有具備一主體及各包含至少一個貫穿孔之兩個實質上平行壁之一叉狀橫截面，其中該第一構件配置於該第二構件之具有該貫穿孔之該兩個壁之間，且其中該第一構件之該貫穿孔及該第二構件之該等貫穿孔經對準以界定一通道。可將該擴張銷解譯為一連接器，該連接器可軸向插入該通道中至一末端位置且可相對於該通道連續徑向擴展以將該第一構件及該第二構件相對於彼此連接。當該擴張銷系統插入該通道中時，其導致該第一構件及該第二構件之該等貫穿孔之一對準。
歐洲專利公開案EP 2187506 A1揭示定位於一風力渦輪機之一發電機之一定子之一圓柱形外殼之片段之間之數個可調整鎖定裝置。此等可調整鎖定裝置經構形以圓周地將片段按壓在一起且將片段鎖定於一給定位置中。EP 2187506 A1之裝置未能揭示具有具備一主體及各包含至少一個貫穿孔之兩個實質上平行壁之一叉狀橫截面之一第二構件，其中一第一構件配置於第二構件之具有貫穿孔之兩個壁之間。
美國專利US 1,120,409之擴展螺栓及EP 3171040 A1中揭示之錨定螺栓被認可為進一步先前技術。
本發明之一目的係提供相對於先前技術改良且其中避免上文闡述之問題之至少一者之一組件。
使用根據本發明之技術方案1之組件達成該目的，該組件包含： - 一第一構件及一第二構件，其中； - 該第二構件具有具備一主體及各包含至少一個貫穿孔之兩個實質上平行壁之一叉狀橫截面； - 該第一構件配置於該第二構件之具有該貫穿孔之該兩個壁之間； - 其中該第一構件之該貫穿孔及該第二構件之該等貫穿孔界定一通道； - 進一步包含一連接器，其可軸向插入該通道中至一末端位置且可相對於該通道連續徑向擴展以將該第一構件及該第二構件相對於彼此連接；及 - 其中該連接器在其之一擴展狀態中，抵於該第二構件之該主體推動該第一構件以界定該第一構件與該第二構件之間之一經預拉緊連接。
由於第一構件與第二構件之間之經預拉緊連接，相較於一未經預拉緊連接，顯著減少通過連接器之任何負載波動，從而導致非常低的疲勞損傷位準。
美國專利申請案US 2008/080946 A1未能揭示連接器在其之一擴展狀態中，抵於第二構件之主體推動第一構件以界定第一構件與第二構件之間之一經預拉緊連接。畢竟，可被視為第一構件之一公凸緣末端配置於連接器之一母末端之兩個凸緣之間，其中該公凸緣末端之一自由末端經安置於距連接器之一距離處。自孔之對準之角度看，如由US 2008/080946 A1之擴張銷獲得，公凸緣末端(即，第一構件)具有一自由末端完全有意義。然而，鑑於獲得第一構件與第二構件之間之連接之一最佳預拉緊，一最佳對準係非所要的。
相對於WO 2018/139929 (A1)之組件，一使用者可在一第一步驟中將一連接器插入通道中至一末端位置，接著為相對於該通道連續徑向擴展該連接器，以藉此將第一構件及第二構件相對於彼此連接之一進一步步驟。以此方式，連接器可由一使用者以非常有限的困擾或力準確地且容易地放置於通道中。僅在連接器被放置於其所要末端位置中時，其在通道中擴展以將第一構件及第二構件相對於彼此連接。根據本發明之一連接器之使用亦使具有對應於可徑向移位致動器之一傾斜度之一傾斜度之經特殊機械加工接觸表面冗餘。
相對於較舊先前技術之螺栓凸緣，大尺度(例如，M72)螺栓係冗餘的。又，本體可比包含貫穿孔來接納一螺栓之一凸緣體積更小。因此，根據本發明之組件需要更少材料，因此更緊湊且更輕，且亦更美觀。而厚部分需要鍛造，亦可軋製較小部分，可能容許使用替代且更吸引人的製造方法形成構件。又，根據本發明之組件可擴充，從而提供在構件之軸向方向上配置多個連接器之機會。
所提出組件相對於螺栓凸緣之一進一步優點係不存在將在其中力在使用一錘將組件驅動至一地面中期間進行之路徑外部提供一相當大的質量之此等凸緣。習知凸緣之質量可導致凸緣之頸部之彎曲。當使用一習知衝擊錘安裝時，此等彎曲應力當前導致此等凸緣之焊件之顯著減少之壽命。
所提出組件相對於螺栓凸緣之一更進一步優點係其可經應用於在水線下連接構件。一方面，可使用具有一有限長度之縱向構件，從而容許較小船將其等運輸至一離岸構造之一所要位置。
連續擰緊一螺栓凸緣之螺栓(如上文提及，其等通常係在多個步驟中擰緊)係非常耗時且勞力密集的。所提出組件比具有螺栓凸緣之一連接更不勞力密集及耗時。
根據一較佳實施例，該連接器在其之該擴展狀態中，抵於該第二構件之經引導遠離其之該主體之該等貫穿孔之面推動以界定該第一構件與該第二構件之間之該經預拉緊連接。
根據一進一步較佳實施例，在該連接器之該擴展狀態中，其中該第一構件與該第二構件之間之該連接經預拉緊，該第一構件之該貫穿孔經配置於相對於該第二構件中之該等貫穿孔之一偏移處。如上文提及，該第一構件之該貫穿孔及該第二構件之該等貫穿孔界定一通道，此意謂該等貫穿孔以其等「實質上」對準之一方式定位。然而，一較佳偏移可確保始終保持該第一構件之該貫穿孔相對於該第二構件之該等貫穿孔之一輕微未對準。此係有利的，此係因為偏移(即，該通道中之該輕微未對準)確保該第一構件與該第二構件之間之該連接可經最佳預拉緊。畢竟，該連接器經構形以在該通道中擴展，其中該連接器抵於該第二構件之該主體推動該第一構件。為了朝向該第二構件之該主體最佳推動該第一構件，經引導朝向該主體之該連接器之側不與該第二構件之該等平行壁中之該等貫穿孔之內壁進行接觸之情況係有益的。以此方式，經引導朝向該主體之該連接器之該側可將其壓縮力完全傳遞至朝向且抵於該第二構件之該主體按壓以獲得所要預拉緊之該第一構件。
根據一較佳實施例，該連接器包含： - 一壓實狀態，其中該連接器具有可自由地插入及離開該通道之一大小；及 - 一連接狀態，其中該連接器在該通道中擴展以將該第一構件及該第二構件相對於彼此連接。
在該壓實狀態中，該連接器與該通道之該內壁之間之間隙容許該連接器容易地插入該通道中，此後，一高軸向夾鉗力可由該連接器提供，此具有該組件較不易於受負載變動影響之優點。此在相較於一螺栓接頭如何承載一直接負載時獲得最佳理解。一經充分預拉緊螺栓可在一未擰緊或鬆脫螺栓將在一短時間段中失效之一應用中倖免。螺栓僅「感受到」經施加負載之一小部分。
本發明進一步係關於一種組裝各包含至少一個貫穿孔之一第一構件及一第二構件之方法，該方法包含以下步驟： - 定位該第一構件及該第二構件之該等貫穿孔以界定一通道； - 將一連接器插入該通道中至一末端位置； - 相對於該通道連續徑向擴展該連接器，以藉此將該第一構件及該第二構件相對於彼此連接；及 - 該經擴展連接器抵於該第二構件之主體推動該第一構件以界定該第一構件與該第二構件之間之一經預拉緊連接。
在一較佳實施例中，上文提及之方法步驟之前為藉由提升該第一構件及該第二構件之至少一者而定位其之步驟，其中一提升設備接合該各自第一構件或第二構件之該等貫穿孔之至少一者。由於該連接器可係僅在組裝期間插入該通道中之一單獨單元，故可在提升該第一構件及該第二構件期間有效地使用其等中之該等貫穿孔。
在該方法之一進一步較佳實施例中，一長形構件，較佳一桿經配置為穿過該等貫穿孔之至少一者以將該各自第一構件或第二構件連接至該提升設備。
進一步較佳實施例係附屬技術方案之標的。
在圖1中展示其中可應用根據本發明之一組件之包含多個連接C之一離岸構造之一實例。一離岸風力渦輪機塔架1由在圖1中被體現為具有一過渡件4之一單樁3之一支撐基座結構2支撐。熟習此項技術者將理解，存在用於替代支撐基座結構2之類似連接，諸如(未展示)護套。
連接C可應用於單樁3之單獨構件8之間，單樁3與過渡件4之間，過渡件4與渦輪機塔架1之間，渦輪機塔架1之構件9之間及一轉子葉片6與一轉子之一輪轂之間。
在使用期間，一風力渦輪機5將經定向使得轉子葉片6最佳由可用風力驅動。轉子葉片6驅動機艙7中之一發電機(未展示)，其中發電機產生電力。風力渦輪機5引起構造中之任何連接C上之交替負載，且取決於風向，連接C之特定部分必須吸收大多數負載。
根據先前技術(圖2)，經構形以連接一第一構件11及一第二構件12之一組件10通常包含凸緣13、14。此等凸緣13、14具備經對準之貫穿孔15、16。一螺栓17及螺母40組件接著經配置為穿過經對準貫穿孔15、16，且用於將凸緣13、14夾箝至彼此。如已經描述，當前，M72螺栓17用於將一風力渦輪機塔架1連接至一單樁3或過渡件4。螺栓17自身係重的且用於擰緊螺栓17之工具亦係重的且難以處置。再者，必須定期檢查及調整螺栓17上之預負載，從而週期性地需要大量維護工作。
為了接納貫穿孔15、16且在兩個凸緣13、14之間產生一有效預負載，凸緣13、14需要在兩個軸向方向上係相對厚的。為了防止凸緣在一顯著拉緊負載施加於焊接至凸緣14之鋼壁上時變為一有效槓桿，凸緣亦需要(在徑向方向上)係寬的。
根據本發明之組件包含一第一構件18及一第二構件19，其等各包含至少一個貫穿孔20至22。貫穿孔20至22可直接配置於第一構件18及第二構件19中，且因此，如圖2中展示之凸緣13、14係冗餘的。此具有若干優點，該等優點之一者係材料之一節約。第二構件19由近似地亦存在於圖2之凸緣13、14之一單一者中之一定量之材料製成。然而，完全節約圖2中之第一凸緣13所需之材料。又，歸因於不存在凸緣13、14，在通過組件之力之行進線外部存在較少重量。再者，防止一勞力密集且昂貴的焊接操作。
構件19之底部處之一錐角及構件18之頂部處之一錐角容許藉由將構件19推動至構件18中而在重力下將任一構件18或19中之一特定量之橢圓度壓迫回一圓形形狀。
在所展示之實施例中，第一構件18包含一個貫穿孔20，且第二構件包含兩個貫穿孔21、22。在組件中，第一構件18及第二構件19之貫穿孔20至22一起界定一通道23。一連接器24可軸向插入該通道23中至一末端位置且可相對於該通道23連續徑向擴展以將第一構件18及第二構件19相對於彼此連接。
連接器24包含其中連接器24具有可自由地插入及離開通道23之一大小之一壓實狀態(圖9及圖10中展示)，及其中連接器在通道23中擴展以將第一構件18及第二構件19相對於彼此連接之一連接狀態(例如，圖4及圖11中展示)。
此段落中之描述與圖11中展示之定向相關，但熟習此項技術者將理解，相同原理亦可應用於其他定向中，諸如相對於圖11之橫向或倒置。在圖11中展示之連接狀態中，連接器24在其下側處與形成於第二構件19之各自貫穿孔21、22之下側處之面41接觸。連接器24之上側接觸配置於第一構件18中之貫穿孔20之上側處之一面42。在連接器24之擴展狀態中，連接器24推動第二構件18之面41遠離第一構件18之面42。因此，相對於第一構件18向下推動第二構件19，且在由第一構件18之上側界定之一面43與由第二構件19界定之一面44之間形成一夾箝接觸。因此，藉由擴展連接器24，可形成第一構件18與第二構件19之間之一經預拉緊連接。面41、42、43、44在圖8中最佳可見。藉由具有足夠預拉緊，顯著減小通過連接器24之負載波動，從而導致非常低的疲勞位準。
連接器24包含至少一個擴展塊25、至少一個楔26及經構形以使楔26相對於擴展塊25移位之一致動器27。楔26具有面對至少一個擴展塊25之一傾斜表面28。
連接器24較佳包含經配置於兩個擴展塊25之間之至少一個楔26且更較佳，連接器24包含兩個楔26。在所展示實施例中，兩個楔26配置於兩個擴展塊25之間。兩個楔26經對稱配置，其中其傾斜表面28之傾斜度經引導為相對於彼此遠離。
致動器27可係在楔26之一螺紋凹槽30中接合之一螺栓29。視情況，一墊圈38可被放置於螺栓29之頭部與楔26之間。藉由轉動螺栓29，可在對應於螺栓29之螺紋之一距離內將楔26拉在一起。當使用兩個楔26時，移位在兩個楔26上方劃分。可將螺紋解譯為一第一傳輸且將兩個楔上方之劃分解譯為一第二傳輸。經由可被解譯為一第三傳輸之傾斜表面28，擴展連接器24，即，當楔26朝向彼此移動時，將擴展塊25相對於彼此向外按壓。擴展塊25之一者(即，圖11中展示之下擴展塊25)與第二構件18之面41接合。另一擴展塊25 (即，圖11中展示之上擴展塊25)與第一構件18之面42接合。以此方式，若將擴展塊25相對於彼此向外按壓，則可形成第一構件18與第二構件19之間之上述經預拉緊連接。
該楔26之傾斜表面28可包含相對於該楔26之一移位方向具有小於15°、較佳小於10°、更較佳小於8°且最較佳等於或小於6°之一角度之一傾斜度。此移位方向與螺栓29之縱向方向重合。藉由提供具有一相對平坦角度之一傾斜度，一軸向夾箝力Fc 在僅在一非常有限的徑向力分量上之其分解之後產生。徑向力分量之相對小值通常小於楔26與夾箝塊25之間之接觸表面處之摩擦，從而在連接狀態中導致楔26與夾箝塊25之間之一自鎖定接觸。因此，即使形成原本用於使楔26移位之致動器27之螺栓29將鬆脫或甚至移除，楔26仍將保持於適當位置中。雖然螺栓29保持擰緊係較佳的，但此自鎖定態樣防止螺栓29可在使用期間經歷應力波動。以此方式，提供一可靠且故障防護(fail-safe)組件。
擴展塊25具有一表面31，該表面31之至少一部分32係具有對應於該楔26之傾斜表面28之一定向之與楔26之一接觸表面。當接觸表面及傾斜表面28之定向實質上相同時，獲得一可靠配合介面。
若表面31之僅一部分32係一接觸表面，則接觸表面可在楔26之一移位範圍內保持恆定。若圖5至圖7中之右側上展示之楔26向內移動，則一旦其前邊緣39經過部分32之邊緣40，接觸表面便將不進一步增加。
如圖3及圖12中可最佳可見，第一構件18及第二構件19係重疊管狀構件，且貫穿孔20至22相對於管狀構件徑向對準以界定徑向延伸之通道23。第一構件18及第二構件19具有至少平行且較佳重合(圖3)之各自縱軸33、34。在圖2中展示之先前技術情境中，螺母40必須可使用工具接取。然而，根據本發明，可提供一氣密平台37而不防止對第一構件18與第二構件19之間之連接之接取。相反地，恰恰係此氣密平台37可對一使用者提供一舒適支撐以容易地將連接器24放置於各自通道23中。
若根據所展示較佳實施例，第二構件19具有具備一主體35及各包含至少一個貫穿孔之兩個實質上平行壁36之一叉狀橫截面，則可獲得一對稱力傳輸。在此實施例中，第一構件18配置於第二構件19之具有貫穿孔21、22之兩個壁36之間，且第一構件18之該貫穿孔20及第二構件19之該等貫穿孔21、22經定位以界定通道23。圖11中之箭頭指示一夾箝力Fc 如何對稱地分佈。
通道23較佳具有在該第一構件18及該第二構件19之至少一者之一縱向方向上延伸之一長形橫截面。相對於具有一圓形形狀之通道，若多個通道23及連接器24沿著第一構件18及第二構件19之一圓周配置，則此一長形橫截面形狀提供連續通道23之間之一相對大量之材料。
在本發明之一第二實施例中，楔26’僅在一側(即，圖13中之上側)上相對於該楔26’之一移位方向傾斜。各楔26’之另一側(即，圖13中之下側)實質上平行於該楔26’之移位方向。擴展塊25’具有兩個實質上平行側，此容許其被放置在組件之楔26’及其他擴展塊25之前。擴展塊25’亦較佳促進拆卸。
在圖14中展示其中應用一單一楔26之本發明之一第三實施例。
在圖15中展示本發明之一第四實施例。此實施例組合根據圖13之實施例之一單一楔26與根據圖13之實施例之具有兩個實質上平行側之一擴展塊25’。
在一(未展示)實施例中，夾箝塊25可由圍封其中配置楔26之夾箝塊25之間之空間之一可撓性構件連接。在此一經圍封空間中，可添加潤滑劑。
根據在圖16中展示之本發明之一第五實施例，第二構件19經體現為一組件而非一單件式元件。叉形橫截面係由主體35及兩個實質上平行壁36之組件界定。壁36沿著此主體35之相對側部分延伸且連接至此主體35之相對側。壁36可由複數個板45界定。板45可包含貫穿孔46以容許一銷47穿過該等板45且穿過第二構件19之主體35中之一對應貫穿孔48。在所展示實施例中，一螺栓49及墊圈50用於將界定側壁36之板45夾箝至主體35。螺栓49較佳配置於管狀第一構件18及第二構件19之一內部上以容許容易接取。在主體35與配置於其相對側上之板45之間存在一適度預拉緊。然而，在擰緊連接器24之後，主導負載傳遞路徑係透過穿過板45施加之經傳遞至銷47中之一剪切力之一拉緊力。連接器24、第二構件19之內側及外側上之板45兩者及銷47全部形成預拉緊負載傳遞路徑之部分。因此，當在於連接處施加一外部負載時，由此等部件感受到非常低負載波動。在一較佳實施例中，各連接器24與一內板45及一外板45相關聯。第五實施例之夾箝動作類似於其他實施例。
相對於包含一單件式叉狀橫截面之第二構件19，根據第五實施例之一組件具有若干優點及缺點。
第五實施例之一缺點係由複數個單獨板45形成之敞開結構。此可將第五實施例之主要用途限於其中構造未連續曝露至鹽霧之所謂的空中條件，如所謂的噴濺區之情況。若在離岸應用中使用，則第五實施例較佳遠高於噴濺區(即，遠高於海平面)應用。然而，若一密封用於複數個單獨板45之間，則此第五實施例亦可在噴濺區或甚至更低處應用。個別板45亦可經設計使得板在與鄰近板之介面處彼此重疊，包括密封介面且防止水及/或空氣滲透之一重疊。
另一方面，第五實施例亦包含數個重要優點。
首先，其不需要製造一實心環，此通常需要一鍛造程序，該鍛造程序(依所需大小)僅可由有限數目個高度專業化公司應用。根據第五實施例之板45及銷47可容易地由大多數金屬工坊生產，從而容許連接之關鍵部分由大量公司生產。
第二，一旦鍛造一實心環，在其中形成一溝槽便係時間密集的且引起在一機械加工步驟中移除大量鋼。然而，板45之生產具有不需要如在使用需要機械加工來移除溝槽之實心鍛造情況中般在板45之間移除材料之益處。
第三，大的鍛造環係重且體積大的，導致物流挑戰及成本。板45及銷47易於運輸且由於其等可由大量及較廣範圍之公司製造，故若本地金屬工坊生產此等部分，則可最小化運輸。
第四，經鍛造及機械加工環需要經焊接至第二構件19，藉此可能使該第二構件19之面44變形。此變形可導致所謂的波紋且可對連接之結構完整性具有一負面影響，此係因為所得間隙不需要使用由連接器24施加之預應力封閉。
最後，若數個板45具備額外功能性(諸如對準功能性)，則獲得增加之靈活性。
在所展示實施例中，第一構件18及第二構件19係一離岸構造(更特定言之，一離岸風力渦輪機構造1)之構件。第一構件18及第二構件19之各者可係一單樁3之一直立構件。然而，明確提及，本發明不限於離岸使用。特定言之，如上文描述之第五實施例尤其適用於陸上風力渦輪機應用中。在陸上，可在道路上方運輸之管狀物之有限直徑、用於捕獲更強風之不斷增加之塔架高度及增長之風力渦輪機額定功率之組合導致曝露於非常高的負載位準之管狀物之間之連接。此等負載位準可甚至超過典型L形凸緣負載位準。相較於習知L形凸緣連接，凸緣與管狀物之間不存在兩個焊件及不存在昂貴的凸緣自身使本發明，且尤其第五實施例甚至在較低負載位準下仍係一商業上有吸引力的解決方案。
替代地，第一構件18及第二構件19之一者可係一風力渦輪機1之一轉子葉片6，且第一構件18及第二構件19之另一者可配置於一輪轂上，且藉由實例，該第一構件18或該第二構件19可配置於附接至一輪轂之一(未展示)俯仰軸承(pitch bearing)上。此俯仰軸承在此項技術中已知且包括滾珠或滾子軸承。軸承與葉片之間之連接可經由軸承之一內滾道或一外滾道建立，如同在一雙滾道軸承上之情況。圖1展示此連接C，以及其中一類似組件可應用為連接C之許多其他位置。
根據本發明之組裝各包含至少一個貫穿孔20至22之第一構件18及第二構件19之方法包含以下步驟： - 定位第一構件18及第二構件19之貫穿孔20至22以界定一通道23 (自圖8至圖9之步驟)； - 將一連接器24插入通道23中至一末端位置(自圖9至圖10之步驟)；及 - 相對於該通道23連續徑向擴展該連接器24，以藉此將第一構件18及第二構件19相對於彼此連接(自圖10至圖11之步驟)。
雖然未展示，但組裝之方法之前可為藉由提升該第一構件18及該第二構件19之至少一者而定位其之步驟，其中一(未展示)提升設備接合該各自第一構件18或第二構件19之貫穿孔20至22之至少一者。一長形構件(較佳一桿)可經配置為穿過貫穿孔20至22之至少一者以將各自第一構件18或第二構件19連接至提升設備。
相同貫穿孔20至22亦可用於與一安裝工具接合。
雖然其等展示本發明之較佳實施例，但上述實施例僅旨在繪示本發明且不以任何方式限制本發明之範疇。圖1展示一離岸風力渦輪機塔架構造，但根據本發明之組件不限於離岸使用，亦非單獨限於風力渦輪機應用。
應注意，在所展示實施例之描述中，將下構件表示為第一構件18，且將上構件表示為第二構件19。熟習此項技術者將理解，在本發明之範疇內，可將下構件解釋為一第二構件19且可將上構件解釋為一第一構件18。
應理解，在隨附發明申請專利範圍中提及之特徵件後接元件符號之情況下，此等符號僅係為了增強發明申請專利範圍之可理解性而被包括在內且絕不限制發明申請專利範圍之範疇。本發明之範疇僅由以下發明申請專利範圍定義。
1:離岸風力渦輪機塔架 2:支撐基座結構 3:單樁 4:過渡件 5:風力渦輪機 6:轉子葉片 7:機艙 8:單獨構件 9:構件 11:第一構件 12:第二構件 13:凸緣 14:凸緣 15:貫穿孔 16:貫穿孔 17:螺栓 18:第一構件 19:第二構件 20:貫穿孔 21:貫穿孔 22:貫穿孔 23:通道 24:連接器 25:擴展塊 25’:擴展塊 26:楔 26’:楔 27:致動器 28:傾斜表面 29:螺栓 30:螺紋凹槽 31:表面 32:部分 33:縱軸 34:縱軸 35:主體 36:壁 37:氣密平台 38:墊圈 39:前邊緣 40:邊緣 41:面 42:面 43:面 44:面 45:板 46:貫穿孔 47:銷 48:貫穿孔 49:螺栓 50:墊圈 C:連接 Fc:軸向夾箝力
在以下描述中，參考圖式進一步闡明本發明之較佳實施例，其中：
圖1係由一單樁支撐之一離岸風力渦輪機塔架之一示意圖；
圖2係根據先前技術之一凸緣連接之一橫截面視圖；
圖3係根據本發明之一第一實施例之一組件之一透視圖；
圖4係圖3中展示之組件之一橫截面透視圖；
圖5係根據第一實施例之一夾箝之一透視圖；
圖6係圖5之夾箝之一詳細橫截面視圖；
圖7係圖5之夾箝之一分解透視圖；
圖8至圖11展示根據第一實施之組裝一組件之連續步驟之橫截面視圖；
圖12係一風力渦輪機之一單樁內部之一透視圖；
圖13係根據本發明之一第二實施例之一組件之一橫截面視圖；
圖14係根據本發明之一第三實施例之一組件之一橫截面視圖；
圖15係根據本發明之一第四實施例之一組件之一橫截面視圖；及
圖16係根據本發明之一第五實施例之一組件之一橫截面視圖。
18:第一構件
19:第二構件
20:貫穿孔
21:貫穿孔
22:貫穿孔
24:連接器
33:縱軸
34:縱軸

Claims (25)

  1. 一種組件，其包含： 一第一構件及一第二構件，其中； 該第二構件具有具備一主體及各包含至少一個貫穿孔之兩個實質上平行壁之一叉狀橫截面； 該第一構件配置於該第二構件之具有該貫穿孔之該兩個壁之間； 其中該第一構件之該貫穿孔及該第二構件之該等貫穿孔界定一通道；及 進一步包含一連接器，其可軸向插入該通道中至一末端位置且可相對於該通道連續徑向擴展以將該第一構件及該第二構件相對於彼此連接， 其特徵在於 該連接器在其之一擴展狀態中，抵於該第二構件之該主體推動該第一構件以界定該第一構件與該第二構件之間之一經預拉緊連接。
  2. 如請求項1之組件，其中該連接器在其之該擴展狀態中，抵於該第二構件之經引導遠離其之該主體之該等貫穿孔之面推動以界定該第一構件與該第二構件之間之該經預拉緊連接。
  3. 如請求項1或2之組件，其中在該連接器之該擴展狀態中，其中該第一構件與該第二構件之間之該連接經預拉緊，該第一構件之該貫穿孔經配置於相對於該第二構件中之該等貫穿孔之一偏移處。
  4. 如前述請求項中任一項之組件，其中該連接器包含： 一壓實狀態，其中該連接器具有可自由地插入及離開該通道之一大小；及 一連接狀態，其中該連接器在該通道中擴展以將該第一構件及該第二構件相對於彼此連接。
  5. 如前述請求項中任一項之組件，其中該連接器包含： 至少一個擴展塊； 至少一個楔，其具有面向該至少一個擴展塊之一傾斜表面；及 一致動器，其經構形以使該楔相對於該擴展塊移位。
  6. 如請求項5之組件，其中該連接器包含配置於兩個擴展塊之間之至少一個楔。
  7. 如請求項5或6之組件，其中該連接器包含兩個楔。
  8. 如請求項7之組件，其中該兩個楔配置於兩個擴展塊之間。
  9. 如請求項7或8之組件，其中該兩個楔經對稱配置，其中其等之傾斜度經引導為相對於彼此遠離。
  10. 如請求項5至9中任一項之組件，其中該致動器係在該楔之一螺紋凹槽中接合之一螺栓。
  11. 如請求項5至10中任一項之組件，其中該楔之該傾斜表面包含相對於該楔之一移位方向具有小於15°、較佳小於10°、更較佳小於8°且最較佳等於或小於6°之一角度之一傾斜度。
  12. 如請求項5至11中任一項之組件，其中該擴展塊具有一表面，該表面之至少一部分係具有對應於該楔之該傾斜表面之一定向之與該楔之一接觸表面。
  13. 如前述請求項中任一項之組件，其中該第一構件及該第二構件係重疊管狀構件，且該等貫穿孔相對於該等管狀構件徑向對準以界定徑向延伸之該通道。
  14. 如請求項13之組件，其中該第一構件及該第二構件具有至少平行，且較佳重合之縱軸。
  15. 如前述請求項中任一項之組件，其中該通道具有在該第一構件及該第二構件之至少一者之一縱向方向上延伸之一長形橫截面。
  16. 如前述請求項中任一項之組件，其中多個通道及連接器沿著該第一構件及該第二構件之一圓周配置。
  17. 如前述請求項中任一項之組件，其中該第一構件及該第二構件係一離岸構造，較佳一離岸風力渦輪機構造之構件。
  18. 如前述請求項中任一項之組件，其中該第一構件及該第二構件之各者係一單樁之一直立構件。
  19. 如請求項1至16中任一項之組件，其中該第一構件及該第二構件之一者係一風力渦輪機之一轉子葉片。
  20. 如請求項19之組件，其中該第一構件及該第二構件之另一者配置於一輪轂上。
  21. 如前述請求項中任一項之組件，其中該第二構件包含該主體及該兩個實質上平行壁之一組件。
  22. 組裝各包含至少一個貫穿孔之一第一構件及一第二構件之方法，該方法包含以下步驟： 定位該第一構件及該第二構件之該等貫穿孔以界定一通道； 將一連接器插入該通道中至一末端位置；及 相對於該通道連續徑向擴展該連接器，以藉此將該第一構件及該第二構件相對於彼此連接， 其特徵在於以下步驟： 該經擴展連接器抵於該第二構件之主體推動該第一構件以界定該第一構件與該第二構件之間之一經預拉緊連接。
  23. 如請求項22之方法，在其之前為藉由提升該第一構件及該第二構件之至少一者而定位其之步驟，其中一提升設備接合該各自第一構件或第二構件之該等貫穿孔之至少一者。
  24. 如請求項23之方法，其中一長形構件，較佳一桿經配置為穿過該等貫穿孔之至少一者以將該各自第一構件或第二構件連接至該提升設備。
  25. 如請求項22至24中任一項之方法，其中形成如請求項1至21中任一項之一組件。
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