TWI839428B

TWI839428B - 具有平台及固定元件的塔元件

Info

Publication number: TWI839428B
Application number: TW108146924A
Authority: TW
Inventors: 鮑吉歐蓋爾德; 彼得Ｓ莫天森; 珍斯朱爾
Original assignee: 丹麥商維斯塔斯風力系統有限公司
Priority date: 2018-12-20
Filing date: 2019-12-20
Publication date: 2024-04-21

Abstract

提出一種塔元件，例如用於風力渦輪發電機之塔的塔元件，該塔元件包含中空管狀元件，在該中空管狀殼之內側面上的凸緣，包含平台及附接至該平台之固定元件的單元，例如複數個固定元件，其中，該單元相對於該凸緣經配置成使得該凸緣防止該平台沿著與該管狀元件之軸線平行的軸線雙向移動，且允許該平台沿著與該管狀元件之該軸線正交之一軸線在至少一方向移動。此外，提出一種塔，一種風力渦輪發電機，以及一種用於提供塔元件的方法。

Description

具有平台及固定元件的塔元件

本發明係有關於一種塔元件，且更特別的是，有關於具有固定元件及對應塔的塔元件，風力渦輪機，與提供具有平台之塔元件的方法。

塔元件可設有平台，例如風力渦輪機的塔元件，有利於支撐設備及人員及/或可形成例如抵抗液體的屏障。不過，平台的安裝苛求資源，涉及安裝平台之人員的受傷風險，且可能以次佳方式進行。

因此，改良的塔元件、塔、風力渦輪機以及用於提供具有平台之塔元件的方法會是有利的，特別是，克服上述問題中之一些或全部且致能安裝較不苛求資源及/或風險較小及/或可更好地進行的塔元件、塔、風力渦輪機及方法。

可見本發明的目標是要提供一種塔元件，一種塔，一種風力渦輪機以及一種方法，彼等可克服上述問題中之一些或全部且致能安裝較不苛求資源及/或風險較小及/或可更好地進行。

因此，上述目標及數個其他目標旨在藉由提供一種塔元件來得到本發明的第一方面，例如用於風力渦輪發電機之塔的塔元件，該塔元件包含：一中空管狀元件，在該中空管狀殼之內側面上的一凸緣，一單元，其包含：一平台，附接至該平台的一固定元件，例如複數個固定元件，其中，該單元相對於該凸緣地配置，使得：該凸緣防止該平台沿著與該管狀元件之一軸線平行的一軸線雙向移動，且，允許該平台沿著與該管狀元件之該軸線正交之一軸線在至少一方向移動，例如兩個平移方向。

可見，本發明用於得到具有平台之塔元件特別有利，但不止如此，相對於在與塔元件之中空管狀元件之軸線平行之方向的移動，它可安裝及固定於(單一)凸緣，然而它在與該軸線正交的至少一方向仍可移動。

本發明的一可能優點在於：該平台在中空管狀元件之軸線上的位置係由(單一)凸緣固定。接著，這有利於致能實行平台經由附接於單一凸緣的安裝，致能實行平台在中空管狀元件處於任何定向(例如，軸線非垂直線，例如實質水平)時的安裝及/或致能運輸具有裝上之平台的塔元件。

另一可能優點在於：該單元安裝至一凸緣，在此應注意，附接至中空管狀元件的凸緣例如比複數個襯套更簡單(相較於凸緣焊接，斑點的焊接、檢查及預備塗料也很費時，例如許多斑點)。因此，由於簡化例如焊接凸緣至中空管狀元件內部(可用相對簡單可自動化的製程實行凸緣焊接)，安裝至(單一)凸緣可減少所需工作量。這對大內徑的中空管狀元件特別適宜，例如該直徑等於或大於2米，例如等於或大於4米，例如等於或大於6米，例如等於或大於8米，例如等於或大於10米。視需要，該直徑在任何情形下可等於或小於12米。

另一可能優點在於：相對於(單一)凸緣的固定致使調整固定元件是多餘的，例如在平台從襯套懸下的情形下在焊接襯套、平台之間的固定元件，因為可簡單地用一個單一操作安置抵接凸緣的單元。

另一可能優點在於：允許該平台沿著與該管狀元件之該軸線正交之一軸線在至少一方向移動，例如兩個平移方向，這允許具有塔元件的塔在單元不動下以某種程式振盪及/或允許塔的横截面形狀在不變形或壓迫單元下有點為非圓形(例如，在儲存、運輸、安裝及/或使用期間)。另一可能優點在於：由於單元可能經歷從中空圓形元件之內側壁以及在遠離該壁之方向施加的力，這些力可有效地(自動地)用來使單元位於中空管狀元件的中心。接著，此一有效定中心力可有利於避免單元與中空管狀元件的內壁保持接觸，在此由接觸力引起的磨擦及應力可能造成損壞、磨損及/或噪音。

另一可能優點可在於：凸緣本身可用來結構性增強塔元件，例如藉此提高使中空管狀元件變形所需的力。因此，該中空管狀元件可顯得更硬挺，這可用來減少製造橢圓度(manufacturing ovality)，這接著在製程期間可協助且致能減少公差。

‘中空管狀元件’可理解為適合用作塔元件或塔元件之殼的元件。該中空管狀元件沿著它的軸線可延伸至少15米，例如至少20米，例如至少30米，例如至少36米。視需要，該中空管狀元件在任何情形下沿著它的軸線可延伸不超過40米。特別是，可理解該中空管狀元件適合用作塔的元件，在此該元件在塔的現場安置成其高於地面及/或海面。可理解該中空管狀元件呈實質旋轉對稱，例如在包含例如呈圓形對稱之旋轉對稱中空管狀元件之軸線的平面中呈旋轉對稱的横截面。

‘中空管狀元件的軸線’理解為縱向軸線，例如中空管狀元件以其為中心呈實質旋轉對稱的軸線，例如旋轉對稱。

‘平台’可理解為適合裝入中空管狀元件且用作用於承載人員及/或設備之平台的結構元件。它可大幅延伸，例如覆蓋至少50%的管狀元件之內横截面。它可由金屬製成。

‘固定元件’理解為經配置成可與凸緣及平台互動以便至少部份(例如，至少在沿著管狀元件軸線的一方向)使平台相對於凸緣固定的結構元件。‘固定元件’可理解為剛性結構元件，例如，在此理解‘剛性’為用於實用目的的剛性，例如在正常使用期間不變形)，例如有至少1GPa的楊氏模數。固定元件可為單塊或可包含可逆或永久性連結在一起的數個部份。固定元件可包含聚合物，例如由聚合物組成，例如尼龍或聚甲醛(POM)。固定元件可具有[60-240毫米]x[45-180毫米]x[25-100毫米]內的尺寸(例如，相對於管狀元件，在徑向x切向x軸向的尺寸)。替換地，固定元件可具有在[100-400毫米]x[75-300毫米]x[25-100毫米]內的尺寸(例如，在XxYxZ方向，在此Z與用於容納螺栓的孔平行)。

‘單元’理解為例如可為連貫(亦即，保持在一起)且甚至在沒有凸緣及中空管狀元件下會保持連貫(例如，經由螺栓連結)的元件。讓單元含有平台及固定元件的優點在於：致能在沒有凸緣及中空管狀元件下組裝該單元，接著這可致能用單一操作將單元裝在凸緣(裝在管狀元件上)，這與在第一操作把平台放在凸緣以及在第二操作安裝固定單元相反。該單元可包含開口，例如用於穿過單元、升降機、梯子及階梯的開口，用於檢驗在單元之反面上的元件，例如經由平台的艙口。該單元可特別包含該平台及複數個固定元件，在此該等複數個固定元件各自經由螺栓附接至平台。

本技藝常見的‘凸緣’理解為，例如物件上的突出(且視需要，平坦的)輪緣、軸環、或肋條，其用於附接且不一定受限於用以增加強度的凸緣。該凸緣理解為連貫元件，例如單塊。該凸緣理解為呈實質圍繞，例如圍繞360°及/或形成環繞中空管狀元件之軸線的閉環。該凸緣理解為呈實質旋轉對稱，例如在包含例如圓形對稱之旋轉對稱中空管狀元件之軸線的平面中旋轉對稱的横截面。該凸緣理解為與中空管狀元件之各端隔開，例如與中空管狀元件之一端的最小距離有中空管狀元件在中空管狀元件軸線之全長的至少1%，例如至少5%，例如至少10%，例如至少15%，例如至少20%，例如至少25%及/或例如與中空管狀元件之一端的最小距離有至少0.5米，例如至少1米，例如至少2米，例如至少5米，例如至少10米，例如至少15米，例如至少20米，例如至少25米。該凸緣理解為不是中空管狀元件的末端凸緣(end-flange)。

特別是，該平台的移動為允許沿著與管狀元件之軸線正交之軸線在兩個平移方向(互相正交)的具體實施例。可阻擋以所有3個笛卡兒軸線為中心的旋轉運動。阻擋旋轉運動可有利於允許配線等等穿過平台而不會扭曲，例如，在與管狀元件之軸線平行的方向。

‘防止移動’可理解為防止移動是為了實用目的，例如在正常使用期間。例如經由施加超級大力之移動的任何實質移動引起凸緣、平台及/或固定元件的彈性變形及/或不可逆變形。

‘允許移動’可理解為在不引起凸緣、平台及/或固定元件不可逆變形以及在凸緣、平台及/或固定元件可能不會彈性變形下可能發生移動。例如與管狀元件之軸線正交之平移移動的移動特別可藉由在與管狀元件之軸線正交之平面中的‘滑動’來發生，例如在凸緣的平面中。

該單元可配置成有液密性(fluid tight)，例如抑制流體在沿著管狀元件之軸線的方向從單元之一側流到單元另一側。由於防止油料的危險流動以及隔離於例如一(經確定)處的腐蝕，這可提高安全性。

例如緩衝元件為楊氏模數比平台及中空管狀元件中之各者小之元件的一或多個緩衝元件可放在平台與中空管狀元件之間，例如放在與中空管狀元件之軸線正交的平面中，此平面與該平台相交。該一或多個緩衝元件可放置成，倘若平台通過一或多個緩衝元件從平台到中空管狀元件之方向移動而充分靠近中空管狀元件時，其抵接平台及中空管狀元件兩者。該一或多個緩衝元件可為一或多個高度可撓帶子或管子，其例如填滿地留在中空管狀元件與平台之間的空間中且可經配置成可防止物質陷在平台與管狀元件之間的空間內及/或吸收外加於平台與中空管狀元件之間的力。

根據一具體實施例，提出一種塔元件，其中，該單元至少在兩個接觸點抵接該凸緣，該兩個接觸點包括：一第一接觸點，在此該凸緣抑制該單元在沿著與該管狀元件之該軸線平行之一軸線的一第一方向移動，一第二接觸點，在此該凸緣抑制該單元在沿著與該管狀元件之該軸線平行之一軸線的一第二方向移動，在此該第二方向與該第一方向相反，且在此藉由使從該第一接觸點到該第二接觸點的一向量投影於該中空管狀元件之一軸線上而形成的一向量係與該第一方向平行。

該第一及第二接觸點可各在該凸緣的一側，例如該凸緣位於該單元在與該管狀元件之一軸線平行的一軸線上的部份之間。該單元夾緊或抓緊該凸緣的周圍。這項的可能優點在於：安裝很簡單，因為它只需要簡單的凸緣，然後配置該單元以例如在軸向的上方及下方夾緊或抓緊該凸緣。另一可能優點在於：致使有可能經由附接至單一凸緣來軸向固定該平台，因為由凸緣在兩個方向作用於單元的接觸力，例如壓縮接觸力，防止在兩個方向的移動。因此，藉由僅僅使單元附接至凸緣就有可能防止在兩個軸向方向的軸向運動。在一些具體實施例中，該單元僅僅附接至該凸緣。‘與...平行’理解為反平行的反義詞，亦即，平行理解為平行且在同一方向。

此具體實施例的可能優點可在於：可將該單元配置成可抓牢或夾緊該凸緣的周圍(例如，在軸向的上方及下方)緊到足以藉由施力於全體結構之這些部份的所有或一些可使全體結構(管狀元件、凸緣及單元)一起移動，但是同時鬆到足以有些部份會在管狀元件軸線正交之方向的大加速度下移動，例如，當管狀元件(例如，風力渦輪機塔)例如以高頻橫向振盪時，則平台可滑動(「漂移」)且不跟隨管狀元件的移動。此外，可將單元在凸緣周圍的抓牢或夾緊配置成可鬆到足以適應管狀元件的橢圓化(ovalization)，例如管狀元件在不壓迫單元下可能改變形狀。

根據一具體實施例，提出一種塔元件，其中，單元與凸緣形成滑動配合，例如過渡配合或干涉配合。

本技藝常見的‘滑動配合’理解為，例如用於使機械部件互相滑動的配合。‘滑動配合’可特別理解為經配置成允許於正常使用期間在至少一方向滑動的兩個配對部件。‘滑動配合’可特別理解為該等部件經配置成可實質互相配合，例如互相配合到第一部件兩側會與第二部件接觸(例如，凸緣相對於軸向在凸緣兩側與單元接觸)的程度，同時不防止在一維或二維(例如，與軸向正交的一或兩個平移維度)中滑動的相對移動。替換地，‘滑動配合’可理解為兩個部件的配置，在此兩個部件之間的相對平移運動沿著例如一個之至少一平移維度被抑制，同時允許在至少另一平移維度的滑動，例如在兩個平移維度。滑動配合可有利於防止軸向移動同時允許與軸線正交的移動。另一可能優點可在於：可配置不涉及回復力的滑動。例如，如果單元從位置A滑到位置B，在滑動期間可能有磨擦力，但不需要有例如作用於位置B之彈簧力的力。如果位置B實際為例如在中央的最優位置，則可能是有利的。另一可能優點可在於：滑動可結合回復力，例如，藉由在單元、凸緣之間配置例如橡膠元件或彈簧的彈性構件。例如，如果單元從位置A滑到位置B，則可能有例如從A指向B且作用於位置B之彈簧力的力。如果位置A實際為例如在中央的最優位置，則可能是有利的。

根據一具體實施例，提出一種塔元件，其中，該單元包含螺栓，例如軸線與管狀元件之軸線實質平行的螺栓，例如平行，該螺栓與固定元件及平台中之各者的至少一表面相交且防止固定元件相對於平台在與管狀元件之軸線正交的方向相對平移移動。

可能優點可在於：儘管平移移動被防止，然而在安裝期間可允許相對旋轉運動(以及替換地藉由鬆開螺栓)。在數個具體實施例中，固定元件有例如貫穿或非貫穿孔的孔用於容納螺栓，且此孔之至少一部份的尺寸可製作成為內半徑小於螺栓之外半徑的無應力孔。這有利於允許孔和螺栓形成磨擦配合或干涉配合(例如，緊到該等部件是藉由它保持在一起的配合)。平台及固定元件中的各孔可為貫穿或非貫穿孔，且該具體實施例涵蓋子具體實施例，例如，其中，平台中沒有貫穿孔且螺栓從平台下面(固定元件側)穿過固定元件且連接至焊接至平台的螺母，或例如，其中，螺栓從平台上方(固定元件側的反側)穿過平台的貫穿孔到在螺栓低於平台位準之最低部份的最終位置。

在替代具體實施例中，螺栓換成插銷，例如配合插銷。此類插銷可能有利於使得有可能僅僅從平台安置單元的同一側將固定元件附接至單元。

根據一具體實施例，提出一種塔元件，其中，該固定元件包含：在一第一區間內沿著該管狀元件之該軸線的一第一部份，該部份不包含在一第一徑向(v₁)比一第一距離(d₁)更進一步遠離該螺栓的任何部件，其遠離該螺栓之該軸線，且例如直接地，遠離該管狀元件之該軸線，且，在一第二區間內沿著該管狀元件之該軸線的一第二部份，其中，該第一區間與該第二區間不重疊，該部份包含比一第二距離(d₂)在該第一徑向更進一步遠離該螺栓的數個部份，在此該第二距離大於該第一距離，例如10毫米或更大，例如20毫米或更大，例如30毫米或更大，例如40毫米或更大，例如50毫米或更大，例如60毫米或更大，例如70毫米或更大，例如80毫米或更大，例如90毫米或更大，例如100毫米或更大，例如120毫米或更大，例如150毫米或更大，例如200毫米或更大。

這項的可能優點在於：致能該單元夾緊或抓緊該凸緣的周圍(例如，在一軸向的上方及下方)。更特別的是，該第一部份安置成鄰接於該凸緣，然後可使該第二部份在沿著一軸向觀察時與該凸緣重疊。當配置成該平台在沿著一軸向觀察時與該凸緣重疊(在該凸緣的一側)且該固定部件在沿著一徑向觀察時與該凸緣重疊(在該凸緣的另一側)時，藉由在軸向把平台與固定元件壓合在一起，例如藉由上緊使它們保持在一起的螺栓，該單元在軸向可固定於該凸緣。

該等方向理解為例如遠離管狀元件之軸線與遠離螺栓之軸線的徑向。應理解，可包括在此軸線上的投影(亦即，部件在該軸線上的投影應納入考量，即使它們不位於該軸線上)。第一區間與第二區間可不重疊，且視需要，可抵接。在與管狀元件之軸線平行的方向，第一區間的長度可對應至例如在凸緣之尺寸的90-110%內，例如等於。在一具體實施例中，在與管狀元件之軸線平行的方向，第一區間的長度小於凸緣之尺寸的例如50-99%的範圍內，例如在75-95%內。

‘直接’遠離軸線理解為遠離與直接朝向軸線之方向反平行的方向。

第二部份延伸超出第一距離的部份可具有表面，例如在正常使用期間抵接凸緣的表面，它(在沒有凸緣作用力引起的應力下)不與管狀元件的軸線正交。此表面的優點是有點非水平且在於它致能實現環繞凸緣的干涉/磨擦配合(例如，在該表面在遠離螺栓的方向朝向凸緣傾斜的情形下)及/或在此它在平台上產生定中心力(例如，在該表面在遠離螺栓的方向遠離凸緣地傾斜的情形下)。也可控制該傾斜以致能預定義的水平(與軸線正交)磨擦。

上述最小值中之任一可結合不超過500毫米以上的最大值。例如，「10毫米或更大」的最小值可結合「不超過500毫米以上」的最大值以形成從10毫米到500毫米以上的區間。

根據一具體實施例，提出一種塔元件，其中，該第一部份包含數個部份，彼等在第二徑向(v₂)比第三距離(d₃)更進一步遠離螺栓，其中，該第二徑向係遠離該螺栓之該軸線，且相對於該第一角度方向，在以該螺栓之該軸線為中心的下列角度區間內：[0°；-90°]或[0°；90°]，例如[-10°；-80°]或[10°；80°]，在此該第三距離大於該第一距離，例如10毫米或更大，例如20毫米或更大，例如30毫米或更大，例如40毫米或更大，例如50毫米或更大，例如60毫米或更大，例如70毫米或更大，例如80毫米或更大，例如90毫米或更大，例如100毫米或更大，例如120毫米或更大，例如150毫米或更大，例如200毫米或更大。

此具體實施例的可能優點在於：允許固定元件轉到定位(例如，允許旋轉把固定元件從在軸向視線與凸緣不重疊的位置/定向帶到在軸向視線與凸緣不重疊的位置/定向)，且自動停止/阻擋旋轉，接著允許相對於固定元件從反面上緊螺栓，亦即，只從一側。

上述最小值中之任一可可結合不超過500毫米以上的最大值。例如，「10毫米或更大」的最小值可結合「不超過500毫米以上」的最大值以形成從10毫米到500毫米以上的區間。

根據一具體實施例，提出一種塔元件，其中，該第二部份不包含任何部件，彼等在第三徑向(v₃)比第四距離(d₄)更進一步遠離螺栓，其中，該第三徑向係遠離該螺栓之該軸線，且與該第一徑向不同，例如，相對於該第一角度方向，在以該螺栓之該軸線為中心的下列角度區間內：[0°；360°]，例如[+10°；-10°]，在此該第四距離小於該第二距離，例如10毫米或更小，例如20毫米或更小，例如30毫米或更小，例如40毫米或更小，例如50毫米或更小，例如60毫米或更小，例如70毫米或更小，例如80毫米或更小，例如90毫米或更小，例如100毫米或更小，例如120毫米或更小，例如150毫米或更小，例如200毫米或更小。

可能優點可在於：允許固定元件在軸向移動通過凸緣，且隨後使它轉到定位，例如允許旋轉把固定元件從在軸向視線與凸緣不重疊的位置/定向帶到在軸向視線與凸緣不重疊的位置/定向。

如果此具體實施例結合前一個具體實施例，應相應地配置該等角度及距離，例如，為了允許定向使得固定元件的軸向移動有可能通過凸緣隨後固定元件的旋轉允許固定元件的一部份經由凸緣所施加的接觸力來阻擋旋轉，第二及第三方向應不重合(v₂≠v₃)且第三距離應大於第四距離(d₃>d₄)。

上述最小值中之任一可結合不超過500毫米以下的最大值。例如，「10毫米或更小」的最小值可結合「不超過500毫米以下」的最大值形成從10到500毫米以下的區間。

根據一具體實施例，提出一種塔元件，其中，該平台有用於容納該螺栓的一孔，該孔在其軸線四周以一壁為界，例如其中，該壁中有一凹槽，且其中，例如在該凹槽中配置例如彈簧或O環的一彈性構件於該螺栓與該壁之間，以便施加例如靜磨擦力及/或回復力的力於螺栓上，且在沒有作用於該螺栓上超過一臨界力的力下使它保持在定位。

可能優點可在於：該螺栓(相對於平台)的移動需要施加克服該彈性構件所施加之力的力，亦即，該螺栓留在原位直到(故意)施加充分大的力。例如，可將靜磨擦力及/或回復力配置成足以抑制藉由重力的移動及/或不足以抑制藉由人力外加力的移動。

此具體實施例在安裝期間特別有利，在此它允許第一次固定該等固定元件於該平台，在此與第二次固定相比，該第一次固定相對不緊，但是在此該第一次固定緊到足以使該等固定元件的平移及旋轉可被該彈性構件固定住。這可能是有利的，因為它允許維持根據第一次固定的位置及定向，即使重力施加力及扭力於固定元件上。這可能是特別有利的，如果該等固定元件在第一次固定時的角度定向允許它們在軸向移動通過凸緣，然後外加力(例如，人力及/或經由電動工具施加的)可超過臨界力且使固定元件轉到允許單元與凸緣接合的位置，然後第二次固定可進行，與第一次固定相比，該第二次固定相對較緊。

平台中用於容納該螺栓的孔可為非貫穿孔且可特別用附接至平台之板體的螺母實現。替換地，平台中用於容納該螺栓的孔可為貫穿孔且該螺栓可完全相交及穿過平台且與固定元件的至少一表面相交。

根據一具體實施例，提出一種塔元件，其中，該凸緣圍繞該中空管狀元件之該軸線。這可能對於以下中之一或多個是有利的：便於安裝該凸緣，便於安裝該單元，以及該塔元件的結構穩健性。

根據一具體實施例，提出一種塔元件，其中，該凸緣放在該中空管狀元件的兩端之間且相對於與該中空管狀元件之該軸線平行的一軸線遠離各端。這可能是有利於致能該位置在塔元件中沿著該單元之中空管狀元件之軸線的靈活性及/或避免與塔元件的末端凸緣有空間衝突。

根據第二方面，提出一種塔，例如用於風力渦輪機的塔，該塔包含根據第一方面的一或多個塔元件。

該塔可為中空管，其具有例如圓形之實質圓形横截面的實心壁及/或可包含複數個單元。該塔可適用於承載風力渦輪機。

該凸緣的位置，例如該塔元件的任何位置，可理解為其高於在該塔之現場的地面及/或海面。

根據一具體實施例，提出一種塔，其中，該塔的最大尺寸為30米或更多，例如50米或更多，例如75米或更多，例如100米或更多，例如150米或更多，例如200米或更多。

本發明用於大型塔特別有利。例如，為了避免增加(有害的)力，大型塔牽涉大力且避免元件比所需要的還笨重變得越來越重要。本發明有利於使與平台相關的質量保持在最小值，因為只需要凸緣及固定元件(例如，很輕的聚合物固定元件)用於將它固定於管狀元件。另一可能優點可在於：就大型塔而言，橢圓化變成問題(包括在管狀元件及塔元件的製造及運輸期間)，且凸緣可用來提高勁度且有助於減少橢圓化。與大型塔特別有關的另一可能優點在於：可從一側來實現安裝，這對有效性及安全性兩者是有益的。另一可能優點可在於：例如與固定於複數個襯套及/或拉緊元件的平台相反，該凸緣允許相對簡單的安裝(因為凸緣本身的安裝相對簡單且因為單元相對於凸緣的固定相對簡單)。

上述最小值中之任一可結合不超過250米的最大值。例如，「30米或更多」的最小值可結合「不超過250米」的最大值以形成從30米到250米的區間。

根據第三方面，提出一種風力渦輪機，其中，該風力渦輪機包含根據第二方面的塔。

風力渦輪機為本技藝所習知且大體也可稱為風力渦輪發電機(WTG)。

該風力渦輪機可為有100千瓦或更多之額定功率的風力渦輪機，例如200千瓦或更多，例如400千瓦或更多，例如600千瓦或更多，例如800千瓦或更多，例如1兆瓦或更多，例如2兆瓦或更多，例如4兆瓦或更多，例如6兆瓦或更多，例如8兆瓦或更多，例如10兆瓦或更多。該風力渦輪機可為水平軸線風力渦輪機。該風力渦輪機可具有3個葉片。

根據第四方面，提出一種用於提供塔元件的方法，例如根據第一方面具有平台的塔元件，例如用於風力渦輪發電機之塔的塔元件，該方法包含：提供：一中空管狀元件，在該中空管狀元件之內側面上的一凸緣，一單元，其包含：該平台，附接至該平台的一固定元件，例如複數個固定元件，該方法進一步包含：相對於該中空管狀元件地配置該單元使得該凸緣防止該單元相對於該凸緣沿著該管狀元件之該軸線在一第一方向相對移動，且使得該固定元件包含在該第一方向延伸超出該凸緣的一部份，旋轉該固定元件使得該部份在該第一方向延伸超出該凸緣的至少一些經配置成使得該凸緣防止該單元相對於該凸緣在一第二方向沿著該管狀元件之該軸線的相對移動，在此該第二方向與該第一方向相反，使該固定元件相對於該平台固定以便使該固定元件固定在一位置，其中：該凸緣防止該平台沿著與該管狀元件之一軸線平行的一軸線雙向移動，且允許該平台沿著與該管狀元件之該軸線正交之一軸線在至少一方向移動。

此方法的可能優點可在於：有助於在安裝平台前提供單元，該單元經由(單一)凸緣可附接至管狀元件。可能優點可在於：該方法提供具有平台之塔元件的簡單有效又有效率組裝方式。

可理解，提供平台及固定元件的步驟可產生連貫單元。另外可理解，使固定元件相對於平台固定的步驟可產生連貫單元，其中，該固定步驟提高調整平台與固定元件及平台之相對定向及/或位置所需的的臨界力或扭力。例如，提供單元的步驟可包含用螺栓(視需要，用在平台凹槽中相對於固定元件施加靜磨擦力及/或回復力於螺栓的彈性構件)鬆鬆地組裝平台及固定元件，且固定步驟可包含上緊螺栓。

根據一具體實施例，提出一種方法，其中，實行使該固定元件相對於該平台固定以便防止該平台沿著與該管狀元件之一軸線平行的一軸線雙向移動係藉由：(視需要，循序地)使該固定元件轉到一角度位置，在此例如用該固定元件在抵接該凸緣時被接觸力阻擋的一部份來阻擋進一步旋轉，例如藉此隨後被動地施加一反向扭力於該固定元件，且藉由主動施加一扭力於在該平台之一側上的一螺栓來旋轉一螺栓。

本具體實施例有利在於：它涵蓋使固定元件轉到進一步旋轉被阻擋的位置，例如用固定元件抵接凸緣的部份，然後(隨後)藉由上緊螺栓把平台、固定元件拉扯在一起且抓緊凸緣的周圍，實行可藉由施加扭力於螺栓頭部(視需要，從平台與固定元件相反的一側，在此受阻的旋轉用來提供允許螺栓與固定元件之內螺母螺紋接合導致上緊所需的反向扭力)。換言之，該固定步驟可涉及以下步驟：旋轉螺栓及固定元件直到固定元件的旋轉被固定元件與凸緣或管狀元件的互動中止，在此之後，該螺栓的進一步旋轉導致上緊固定元件與平台的連接而在固定元件與管狀元件之間沒有移動。

這項的可能優點在於：它致能藉由(只)從該平台之一側(在軸向軸線上)施加扭力來旋轉該螺栓。因此，該平台可安置成可用在平台與凸緣相同之一側上的固定元件抵接凸緣。隨後，從平台相對於固定元件的反側，可滿足使螺栓與平台相交，且使其旋轉以便轉動固定元件。隨後，在固定元件的一部份抵接凸緣時，進一步旋轉被阻擋且隨後可上緊該螺栓。可能優點在於：僅僅經由該螺栓可完成包含使固定元件轉到定位且上緊該螺栓的過程。這項的可能優點在於：為了旋轉固定元件，由於不需要用例如手或手指接觸它而可提高安全性，亦即，可使這些肢體置身於此區外，在此大力可能呈現危險的環境。

根據一具體實施例，提出一種方法，其中，使該固定元件相對於該平台固定以便防止該平台沿著與該管狀元件之一軸線平行的一軸線雙向移動在該管狀元件的一軸線非垂直時實行，例如在以水平線為中心[-45；+45]的一角度範圍內，例如實質水平，例如在以水平線為中心[-10；+10]的一角度範圍內，例如水平。

可能優點可在於：允許在管狀元件以水平定向放在地上時安裝，且另外允許後續移動/運輸具有裝在最終位置之平台的塔元件。這特別有利於結合允許平面內移動(平台相對於凸緣在與管狀元件之軸線正交的一或兩個方向的移動)的特徵，因為此移動有助於適應管狀元件的橢圓化，這可能出現於運輸期間及/或在管狀元件處於實質水平位置時，例如由暴露於風致振動引起的。

根據一具體實施例，提出一種方法，其中，提供該單元，其包含下列步驟：將複數個固定元件固定於該平台，其中，各個固定元件經由一螺栓固定於該平台使得該固定元件以該螺栓之該軸線為中心的旋轉需要克服一臨界扭力(τ_r)，其超過以該螺栓之該軸線為中心由重力施加的一扭力(τ_g)。其中，旋轉該固定元件的步驟包含：施加於該螺栓，例如在此在該螺栓上的作用點是在該平台相對於該固定元件的反面上，高於該臨界扭力的一外加扭力(τ_a)藉此使螺栓及固定元件旋轉。

此具體實施例的可能優點可在於：致能提供該單元，在此該等固定元件處於固定位置及定向，只要僅有重力作用於彼等。不過，在(故意)施加例如外加扭力的大力時，該固定元件仍可旋轉，例如在安裝期間轉到定位以便致能在軸向使該單元固定於該凸緣。可用複數個方式來實現例如回復力及/或靜磨擦力的臨界扭力，例如經由平台中的凹槽，其中配置一O環或彈簧以固定該螺栓。

根據一具體實施例，提出一種方法，其中，該方法包含：提供處於一定向的該塔元件，其中，該中空管狀元件之該軸線實質水平，例如水平，且隨後，將例如橡膠球或可撓管為較佳的一緩衝元件放在該平台與該中空管狀元件之間，例如放在與該中空管狀元件之該軸線正交的一平面中，該平面與該平台相交。

這項的可能優點在於：該緩衝元件可吸收在與該管狀元件之該軸線正交的一方向施加於單元與凸緣之間的一些力，特別是，在這些元件以可能損壞的方式接觸的情形下。另一可能優點可在於：該緩衝元件可用來對該單元施加回復力，例如使它在管狀元件中定中心。該緩衝元件可為橡膠球或橡膠管。該緩衝元件可理解為可撓，例如彈性變形，例如具有比平台及中空管狀元件中之各者小的楊氏模數。

根據一具體實施例，提出一種方法，其中，提供在該中空管狀元件之內側面上的一凸緣的步驟包含使該凸緣附接至該中空管狀元件之該內側面，例如焊接。相對於例如附加例如襯套的複數個離散元件，附加凸緣可能是有利的。例如，可用有效及視需要自動化的方式實施凸緣焊接。

根據一具體實施例，提出一種方法，其中，在以下步驟之後運輸該塔元件(例如，包含中空管狀元件的塔元件，在該中空管狀元件之內側面上的凸緣，與單元)：使該固定元件相對於該平台以便防止該平台沿著與該管狀元件之一軸線平行的一軸線雙向移動。

‘運輸’理解為例如從位置A到位置B的實體移動，在此A與B分開，例如水平分開，例如水平分開至少1米，例如至少10米，例如至少100米，例如至少1千米。首先使固定元件相對於平台固定以便防止平台沿著與該管狀元件之一軸線平行的一軸線雙向移動，然後運輸塔元件是有利的，例如，因為這允許例如在特別適用於此任務之工廠或生產現場的位置A進行固定，然後在特別適用於收容該塔之位置B組裝包含該塔元件的塔，例如具有風力渦輪發電機的塔。

本發明的第一、第二、第三及第四方面各自可與其他方面中之任一結合。從下文所描述的具體實施例可明白及了解本發明的這些及其他方面。

100:風力渦輪機

101:塔

102:旋翼

103:旋翼葉片

104:機艙

106:中空管狀元件

210:固定元件

211:尺寸

310:固定元件

312:聚合物部件

314:金屬中空圓柱形插件

316:軸線

318:水平虛線

320:單元

322:平台

324:板體

326:螺母

328:彈簧或橡皮筋

430:塔元件

432:螺栓

434:凸緣

435:可撓橡膠管

436:中空管狀元件

438:雙箭頭

940:下端凸緣

942:上端凸緣

944:(上)塔元件

946:凸緣

948:(下)基座

950:全長

952:第一距離

954:第二距離

956:平面

1020:單元

1034:凸緣

1036:中空管狀元件

1058:軸線

1060:箭頭

1062:箭頭

d₁:第一距離

d₂:第二距離

d₃:第三距離

d₄:第四距離

v₁:第一徑向

v₂:第二徑向

v₃:第三徑向

此時根據本發明參考附圖更詳細地描述該塔元件及對應塔，風力渦輪機與用於提供塔元件的方法。附圖圖示實作本發明的一方式且不應被視為其限制落在隨附專利請求項之範疇的其他可能具體實施例。

圖1圖示風力渦輪機100。

圖2圖示固定元件210的工程圖。

圖3圖示具有附接至平台322之固定元件310的單元320之一部份。

圖4圖示塔元件430的一部份。

圖5圖示固定元件的方向及距離。

圖6圖示根據本發明之一具體實施例的方法。

圖7圖示固定元件的透視圖。

圖8圖示塔元件的一部份。

圖9圖示塔元件的數個部份及毗鄰元件。

圖10示意圖示該單元的組裝。

圖1圖示包含塔101與有例如3個葉片之至少一旋翼葉片103的旋翼102的風力渦輪機100(也可稱為風力渦輪發電機(WTG))與機艙104。塔101包含複數個中空管狀元件，例如圖示在水平虛線之間的中空管狀元件106。

圖2圖示固定元件210的工程圖。在上圖(a)圖示例如在與管狀元件軸線及螺栓正交之方向看到的側視圖，其中，圖紙中的向上方向為朝向凸緣及平台的方向。標示在軸向的尺寸211(「高度」)。在下圖(b)圖示例如在與管狀元件軸線及螺栓正交平行之方向看到的上視圖，且更特別的是，從(或穿過)平台及凸緣看到的方向。該圖圖示用於螺栓的孔。

圖3圖示有經由螺栓或其他類似構件(未圖示)附接至平台322之固定元件310的單元320之一部份。該固定元件包含聚合物部件312與用於與螺栓接合的金屬中空圓柱形插件314(例如，螺母)，插件314有圖示為中央軸線的軸線316。該固定元件有用於容納螺栓的貫穿孔。在一具體實施例中，聚合物部件在插件314下面的開口有小於螺栓外徑的內徑，使得螺栓在上緊時前進穿過聚合物而確保緊配合。平台322包括板體324與焊接至板體的螺母326用於與螺栓接合。此外，該平台配置成有一凹槽，且該單元包含例如彈簧或橡皮筋328的彈性構件，其在凹槽中用於與螺栓接合且在運輸及安裝期間將它固定住。水平虛線318將固定元件分成沿著管狀元件軸線(與螺栓的軸線316平行)在第一區間內的第一部份(虛線318以上)，與沿著管狀元件軸線在第二區間內的第二部份。第二部份的右手側延伸超出(比第一部份更進一步遠離螺栓的軸線)。右手部份的上表面可呈非水平，且在此具體實施例中，稍微向上傾斜。在其他具體實施例中，稍微向下傾斜。

圖4圖示塔元件430的一部份，其包含中空管狀元件436、附接例如焊接至管狀元件436的凸緣434，與經由螺栓432附接至凸緣434的圖3單元310。圖示平台322的板體324抵接形式為可撓橡膠管435的緩衝元件，接著它抵接管狀元件436。如雙箭頭438所示，允許單元320與管狀元件436之間的相對移動，然而在壓縮緩衝元件435到某一程度時，朝向對方的移動不再可能。圖示平台322的板體324在凸緣434上表面的第一點處抵接凸緣434且固定元件310的聚合物部件在凸緣434相對於軸向之反面的第二點處抵接凸緣(亦即，在與軸向正交之平面的兩側)。圖示螺栓通過在平台及固定元件中之各者的貫穿孔完全穿過平台及固定元件中之各者。在替代具體實施例中，用於平台及固定元件之螺栓的各孔或兩孔可為非貫穿孔。例如，平台的孔可為藉由讓板體324沒有孔而只把螺母326孔配置為該孔來實現的非貫穿孔，這有利地使得板體孔與螺母孔對齊的需要成為多餘。

圖5圖示固定元件的方向及距離，且更特別的是，由第一向量(v₁)之方向給出的第一徑向，第一距離(d₁)，第二距離(d₂)，由第二向量(v₂)之方向給出的第二徑向，第三距離(d₃)，由第三向量(v₃)之方向給出的第三徑向，以及第四距離(d₄)。環繞軸線的部份(也參考圖7的透視圖)也圖示成有半徑d₄的圓柱形。在其他具體實施例中，此部份不是圓柱形(如在與圖2(b)及圖5類似的上視圖中所看到的)，反而可為例如橢圓形。在此類其他具體實施例中，在凸緣方向，該部份與螺栓軸線方向的大小在安裝期間的旋轉時可能減少(也參考圖6(a)至圖6(c))，使得初始(例如，參考圖6(a)，在凸緣方向的大小在旋轉期間比該距離相對大(例如，參考圖6(b)至圖6(c))。減少此距離的優點在於，初始可將固定元件配置成其抵接凸緣(參考圖6(a))，但是隨後在旋轉期間該部份的表面由於為非圓形而移動離開凸緣且避免進一步接觸，這例如有助於減少或排除旋轉期間的磨擦。

圖6圖示根據本發明之一具體實施例的方法，在此該方法用安裝期間在不同時間點的3個快照(a)至(c)圖示。每個快照為在沿著一軸向觀察時的上視圖，例如從中空管狀元件上方。固定元件裝在平台(未圖示)上。凸緣用為凸緣之邊緣的厚虛線表示，在此該凸緣在右手側上。在第一快照(a)中，有固定元件處於以螺栓軸線為中心之第一角度定向的單元正在軸向移動(例如，沿著與紙面正交的軸線)及固定，使得固定元件的至少一部份移動超過凸緣的軸向位置且藉此使單元的至少一部份，例如平台，抵接凸緣使得凸緣防止單元在該軸向進一步移動。在下一個快照(b)中，單元在第一接觸點抵接凸緣且固定元件藉由使螺栓在上緊方向旋轉而繞著螺栓的軸線旋轉使得單元在軸向有在凸緣兩側上的部份。在最後一個快照(c)中，固定元件藉由繼續旋轉螺栓而轉到最終位置，在此之後，藉由進一步旋轉螺栓來上緊且固定單元於凸緣。應理解，凸緣夾在單元的部份之間，例如使得在軸向中的虛擬線可首先與平台相交，然後與凸緣且最終與固定元件相交。因此，凸緣固定單元在軸向的位置，但是允許它在與軸向正交的方向移動。

圖7圖示固定元件的透視圖，它也圖示於圖2、圖5及圖6。

圖8圖示與圖4類似的塔元件之一部份，除了平台、固定單元及螺栓經配置成螺栓沒有任何部份比平台更進一步在一軸向延伸以外，例如在與固定元件相反的方向。這以安全理由而言為較佳，因為沒有高於平台位準的螺栓頭桿，接著這可減少絆倒的風險。

圖9圖示塔元件430的數個部份(如圖4)及毗鄰元件，特別是，毗鄰(上)塔元件944與毗鄰(下)基座948。凸緣434理解為它與中空管狀元件436的各端隔開，例如與中空管狀元件之一端有最小距離(例如，以下兩者中的最小距離：從凸緣434(的最近部份)到中空管狀元件436之第一(上)端的第一距離952，和從凸緣434(的最近部份)到中空管狀元件436之第二(下)端的第二距離954)，至少為中空管狀元件全長950沿著中空管狀元件之軸線的某一非零百分比及/或例如某一非零距離。凸緣434不是中空管狀元件的末端凸緣，例如，其中，末端凸緣可為下端凸緣940或上端凸緣942。毗鄰(上)塔元件944經由凸緣942、946耦接至塔元件436。塔元件436經由下端凸緣940耦接至毗鄰(下)基座948。塔元件436的下端可與等於或高於地面及/或海面的平面956齊平。

圖10示意圖示該單元的組裝。凸緣1034為單塊元件。凸緣1034完全圍繞(360°)且形成環繞中空管狀元件1036之軸線1058的閉環。凸緣1034在包含中空管狀元件1036軸線1058之平面中的横截面呈圓形對稱。圖10的左手側(a)另外圖示單元1020相對於中空管狀元件1036的配置過程之一部份，在此箭頭1060表示相對於中空管狀元件1036及凸緣1034在沿著與管狀元件1036軸線1058平行之軸線方向的移動方向。圖10的右手側(b)另外圖示單元1020相對於中空管狀元件1036及凸緣1034安置成凸緣可防止平台在箭頭1060所示方向進一步移動，且其中，受阻的進一步移動用加蓋「no」符號的箭頭1062表示。在圖10中，管狀元件1036圖示有垂直的軸線1058，但是它可具有任何定向，例如水平，亦即，在安裝總成及/或運輸期間，軸線1058可具有任何定向。在放入塔時，軸線1058的定向實質垂直，例如垂直。儘管已結合數個特定具體實施例來描述本發明，然而本發明不應被視為要以任何方式限定於所呈現的實施例。本發明的範疇用隨附專利請求項陳述。在專利請求項的背景下，用語「包含(comprising)」或「包含(comprises)」不排除其他可能元件或步驟。再者，引文中提及的例如「一(a)」或「一(an)」等等的用語不應被視為排除複數。專利請求項中使用與圖示於附圖之元件有關的參考符號也不應被視為限制本發明的範疇。此外，在不同專利請求項中提及的個別特徵有可能被有利地組合，且在不同專利請求項中提及的這些特徵不排除特徵的組合為不可能且有利。