(57)【要約】  本発明は、風力タービンの２つの構造部品のアセンブリであって、構造部品は、複数のボルトによってフランジ同士を接続して、第１の構造部品のフランジと第２の構造部品のフランジとが中心に対し且つ回転的に位置合わせされ、それにより、第１の構造部品のフランジにおける第１の穿孔穴が、第２の構造部品のフランジにおける対応する第１の穿孔穴と合致して位置合わせされるようにして接続される、アセンブリに関する。構造部品は、例えば、タワーセクション又は基礎セクションとすることができる。アセンブリは、構造部品のフランジのそれぞれに取り外し自在に取り付けられる第１の回転ガイド部材及び第２の回転ガイド部材を更に備える。回転ガイド部材のそれぞれは、中央部によって接続される第１の脚部と第２の脚部とのＵ字状構造体又はＬ字状構造体を含み、第１の脚部は、フランジの穿孔穴に挿入されるように成形された位置決め部において終端し、第２の脚部は、停止部材を備え、回転ガイド部材のうちの少なくとも一方に関して、回転ガイド部材に含まれる構造体は、Ｕ字状である。第１の回転ガイド部材の停止部材は、第１の構造部品のフランジと第２の構造部品のフランジとが中心に対し且つ回転的に位置合わせされると、第２の回転ガイド部材の第２の脚部に当接するように構成されている。本発明は、上述したような風力タービンの２つの構造部品を位置決め及び接続する方法に更に関する。この方法は、まず、構造部品を、フランジを対面させた状態で中心に対し位置合わせすることと、次に、回転ガイド部材が互いに接触するまで、構造部品を互いに対して回転させることとを含む。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
風力タービンの２つの構造部品のアセンブリであって、前記構造部品は、複数のボルトによってフランジ同士を接続して、第１の前記構造部品のフランジと第２の前記構造部品のフランジとが中心に対し且つ回転的に位置合わせされ、それにより、前記第１の構造部品の前記フランジにおける第１の穿孔穴が、前記第２の構造部品の前記フランジにおける対応する第１の穿孔穴と合致して位置合わせされるようにして接続され、該アセンブリは、前記第１の構造部品の前記フランジに取り外し自在に取り付けられる第１の回転ガイド部材と、前記第２の構造部品の前記フランジに取り外し自在に取り付けられる第２の回転ガイド部材とを更に備え、各回転ガイド部材は、中央部によって接続されている第１の脚部と第２の脚部とのＵ字状構造体又はＬ字状構造体を含み、前記第１の脚部は、穿孔穴に挿入されるように成形された位置決め部において終端し、前記第２の脚部は、停止部材を備え、前記第１の回転ガイド部材の前記停止部材は、前記第１の構造部品の前記フランジと前記第２の構造部品の前記フランジとが中心に対し且つ回転的に位置合わせされると、前記第２の回転ガイド部材の前記第２の脚部に当接するように構成され、前記回転ガイド部材のうちの少なくとも１つの前記回転ガイド部材は、Ｕ字状構造体である、アセンブリ。
【請求項２】
前記回転ガイド部材のそれぞれの前記回転ガイド部材は、Ｕ字状構造体である、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項３】
前記２つの構造部品は、タワーセクション及び基礎セクションを含む、又は、前記２つの構造部品は、２つのタワーセクションを含む、請求項１又は２に記載のアセンブリ。
【請求項４】
前記回転ガイド部材のそれぞれは、該回転ガイド部材を前記構造部品のうちの一方の前記フランジの表面に取り外し自在に取り付けるように構成された取付け部材を備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載のアセンブリ。
【請求項５】
前記取付け部材は、磁石を含む、請求項４に記載のアセンブリ。
【請求項６】
各構造部品の前記フランジは、外面から内面まで延在する複数の穿孔穴を有し、前記外面と前記内面との間に延在する側面を更に有し、前記Ｕ字状構造体を含む前記回転部材のそれぞれの前記Ｕ字状構造体は、前記フランジのうちの一方の穿孔穴に挿入され、前記穿孔穴から前記フランジの前記内面に沿い、前記側面に直面して延在するように寸法決めされている、請求項１〜５のいずれか１項に記載のアセンブリ。
【請求項７】
前記第２の脚部は、前記側面の高さよりも大きな長さで伸張している、請求項６に記載のアセンブリ。
【請求項８】
前記停止部材は、前記フランジの前記側面に当接する、請求項６又は７に記載のアセンブリ。
【請求項９】
各回転部材の前記停止部材は、前記第２の脚部の長手方向に対する横断方向において、前記フランジにおける２つの隣接する穿孔穴間の距離に対応する幅で伸張している、請求項１〜８のいずれか１項に記載のアセンブリ。
【請求項１０】
前記回転部材のそれぞれは、前記第１の脚部と前記第２の脚部と前記中央部とを通る平面を中心として対称である、請求項１〜９のいずれか１項に記載のアセンブリ。
【請求項１１】
前記第１の回転部材は、前記第１の構造部品の前記フランジにおける前記第１の穿孔穴に挿入され、前記第２の回転部材は、前記第２の構造部品の前記フランジにおける前記第１の穿孔穴に隣接する穿孔穴に挿入される、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のアセンブリ。
【請求項１２】
前記Ｕ字状構造体の少なくとも前記第２の脚部は、ＰＯＭ等の可撓性材料で作製される、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のアセンブリ。
【請求項１３】
前記回転ガイド部材は、前記フランジの組付け及び接続の前に、前記Ｕ字状構造体の前記第２の脚部が前記構造部品のそれぞれから突出するように、前記フランジに取り付けられる、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のアセンブリ。
【請求項１４】
回転ガイド部材の前記停止部材は、交換可能である、請求項１〜１３のいずれか１項に記載のアセンブリ。
【請求項１５】
回転ガイド部材の前記位置決め部は、交換可能である、請求項１〜１４のいずれか１項に記載のアセンブリ。
【請求項１６】
前記アセンブリは、前記第１の構造部品又は前記第２の構造部品の前記フランジに取り付けられる、前記構造部品を中心に対し位置合わせするように構成された複数の位置合わせ装置を更に備える、請求項１〜１５のいずれか１項に記載のアセンブリ。
【請求項１７】
前記位置合わせ装置のうちの少なくとも１つは、回転ガイド部材である、請求項１６に記載のアセンブリ。
【請求項１８】
前記アセンブリは、前記構造部品のうちの少なくとも一方に又はその近傍に配置される少なくとも１つのセンサーを更に備える、請求項１〜１７のいずれか１項に記載のアセンブリ。
【請求項１９】
風力タービンの２つの構造部品を位置決め及び接続する方法であって、前記構造部品は、複数のボルトによってフランジ同士を接続して、第１の前記構造部品のフランジと第２の前記構造部品のフランジとが中心に対し且つ回転的に位置合わせされ、それにより、前記第１の構造部品の前記フランジにおける第１の穿孔穴が、前記第２の構造部品の前記フランジにおける対応する第１の穿孔穴と合致して位置合わせされ接続され、該方法は、
第１の回転ガイド部材を前記第１の構造部品の前記フランジにおける前記第１の穿孔穴に配置することと、
第２の回転ガイド部材を前記第２の構造部品の前記フランジにおける第２の穿孔穴に配置することであって、前記第２の穿孔穴は、前記第２の構造部品の前記フランジにおける前記第１の穿孔穴に隣接する穿孔穴であることと、
前記構造部品を、前記フランジを対面させた状態で中心に対し位置合わせすることと、
前記構造部品を互いに向かって移動させることと、
前記フランジを対面させた状態に維持しながら、前記第１の回転ガイド部材が前記第２の回転ガイド部材と接触するまで、前記第１の構造部品を前記第２の構造部品に対して回転させることと、
前記第１の構造部品を前記第２の構造部品上に配置することと、
を含む、方法。
【請求項２０】
前記第１の回転ガイド部材及び前記第２の回転ガイド部材を除去することと、前記第１の構造部品の前記フランジと前記第２の構造部品の前記フランジとをボルトによって接続することとを更に含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
前記構造部品を中心に対し位置合わせするステップは、前記フランジから突出するように、複数の位置合わせ装置を前記第２の構造部品に配置することと、前記第１の構造部品を前記位置合わせ装置上に下降させることとを含む、請求項１７又は１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風力タービンの２つの構造部品のアセンブリであって、該構造部品は、複数のボルトによってフランジ同士を接続して、第１の構造部品のフランジと第２の構造部品のフランジとが中心に対し且つ回転的に位置合わせされ、それにより、第１の構造部品のフランジにおける第１の穿孔穴が、第２の構造部品のフランジにおける対応する第１の穿孔穴と合致して位置合わせされるようにして接続される、アセンブリに関する。本発明は、上述したような風力タービンの２つの構造部品を位置決め及び接続する方法に更に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、風力タービンの構造部品の組立て及び接続時に、それらの構造部品が所望のように中心に対し且つ回転的に位置合わせされることを確実にする装置及び方法に関係する。構造部品は、従来、複数のボルトによってフランジ同士を接続して接続される。適切に接続されるために、フランジは、フランジ同士が対面して位置決めされるように中心に対し位置合わせされるとともに、フランジの穿孔穴が合致するように更に回転的に位置合わせされる必要がある。タワーセクション、基礎セクション、ブレード、ヨー軸受等のような風力タービンの構造部品は、大きく重量のある構成部品であり、それらの構成部品の接続は、大型のクレーン又は他のタイプの巻上げ装置を必要とし、多くの場合、海上、平坦でない地形等の理想的ではない条件下の現場で実行する必要がある。
【０００３】
従来、２つの風力タービンタワーセクション又は基礎セクション上の１つのタワーセクション等の構造部品を中心に対し且つ回転的に位置合わせすることは、双方の構造部品の外面の視覚的マーカーを合致させることによって実行されるが、これは、いくらかの不確実性を伴ってのみ行うことができる。その後、最終的な調整は、マンドレルを穿孔穴に通して使用して、フランジを適所へと単に揺動させることにより、人力で達成される。
【０００４】
人員の安全性を向上させるために、このような構造部品の組立ては、理想的には、構造部品が接続されることになる場所の近くの任意の場所で、中空のタワー又は基礎セクションの内部に人員が留まることなく実施されるべきである。さらに、フランジにおける穿孔穴を合致させるように中心に対し且つ回転的に位置合わせされることに加えて、構造部品は、梯子、配線、ケーブルトレイ、エレベーター等のような他の構成部品を嵌合及び接続させるように、特定の方法で回転的に位置合わせされる必要もある。これらの構成部品は、ほとんどが構造部品の内部に位置決めされ、したがって、少なくとも部分的に視認できず、構造部品の組立て時のガイドとして使用できない場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明の実施形態の目的は、風力タービンの２つの構造部品を回転的に位置合わせする、改善されたアセンブリ及び方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
したがって、第１の態様において、本発明は、風力タービンの２つの構造部品のアセンブリであって、構造部品は、複数のボルトによってフランジ同士を接続して、第１の構造部品のフランジと第２の構造部品のフランジとが中心に対し且つ回転的に位置合わせされ、それにより、第１の構造部品のフランジにおける第１の穿孔穴が、第２の構造部品のフランジにおける対応する第１の穿孔穴と合致して位置合わせされるようにして接続される、アセンブリに関する。アセンブリは、第１の構造部品のフランジに取り外し自在に取り付けられる第１の回転ガイド部材と、第２の構造部品のフランジに取り外し自在に取り付けられる第２の回転ガイド部材とを更に備える。各回転ガイド部材は、中央部によって接続される第１の脚部と第２の脚部とのＵ字状構造体を含み、第１の脚部は、穿孔穴に挿入されるように成形された位置決め部において終端し、第２の脚部は、停止部材を備え、第１の回転ガイド部材の停止部材は、第１の構造部品のフランジと第２の構造部品のフランジとが中心に対し且つ回転的に位置合わせされると、第２の回転ガイド部材の第２の脚部に当接するように構成される。簡易にするために、位置決め部は、１つの穿孔穴に挿入されるように成形されることが好ましいが、１つの実施形態において、位置決め部は、剛性及び回転的位置合わせの正確性を向上させるために、少なくとも２つ、例えば、２つ、３つ又は４つの（好ましくは隣接する）穿孔穴に挿入されるように成形される。
【０００７】
１つの実施形態において、各回転ガイド部材は、中央部によって接続される第１の脚部と第２の脚部とのＵ字状構造体又はＬ字状構造体を含み、複数の回転ガイド部材のうちの少なくとも一つの回転ガイド部材に関しては、回転ガイド部材に含まれる構造体は、Ｕ字状である。Ｌ字状回転ガイド部材の使用は、フランジ上に起立している構造部品が組み立てられる場合に特に有利である。なぜなら、回転ガイド部材の第２の脚部は、第２の脚部の長さに関係なく、フランジの下に到達しないからである。
【０００８】
風力タービンの２つの構造部品は、例えば、タワーセクション、ナセル、ブレード、ハブ及び／又は基礎セクションを含むことができる。構造部品はそれぞれフランジを備え、それらのフランジは、フランジが中心に対し位置合わせされ、フランジが互いに当接する又は当たるようにするだけではなく、加えてフランジが回転的に位置合わせされ、フランジのうちの一方における１つの穿孔穴が、他方のフランジにおける特定の穿孔穴と合致するように、接続されることになる。このために、アセンブリは、少なくとも２つの回転ガイド部材を更に備える。これにより、所望のように、構造部品を適所にガイドする又は構造部品を適所に押し込む人員を必要とすることなく、２つの風力タービン構造部品が位置決めされるとともに互いに接続されることを確実にするシンプルな手段が達成される。これにより、人員の傷害のリスクが更に低減される。さらに、組立てのかなり前であっても、例えば構造部品の製造に関連して、回転ガイド部材をフランジに取り付けることができるので、回転ガイド部材を備えるアセンブリでは、組立て現場で実行する必要がある手動作業の量が低減する。このことは、洋上風力タービンの場合や、地上からかなり高い高さにおいて好ましくない作業条件下で行われる構造部品の組立ての場合に、特に有利である。
【０００９】
回転ガイド部材を他のアセンブリに再使用することができるように、回転ガイド部材はフランジに取り外し自在に取り付けられる。さらに、回転ガイド部材は、穿孔穴を永久的に塞ぐことなく、フランジの穿孔穴に挿入することができることが実現されている。穿孔穴への挿入は、回転ガイド部材を正確に且つ所望のとおりにフランジ上に位置決めする容易な方法を提供する。
【００１０】
各回転ガイド部材は、中央部によって接続される第１の脚部と第２の脚部との略Ｕ字状構造体又はＬ字状構造体を含む。第１の脚部及び／又は第２の脚部は、中央部に対して直角に延在することができる。第１の脚部及び第２の脚部のうちの一方のみが直角である場合、回転ガイド部材は、略Ｌ字状構造体を含む。第１の脚部及び第２の脚部の両方が直角である場合、回転ガイド部材は、略Ｕ字状構造体を含む。第１の脚部は、穿孔穴に挿入されるように成形された位置決め部において終端する。穿孔穴への第１の脚部の挿入（及び第１の脚部の長さ）は、フランジの厚さよりも小さいことが好ましい。なぜなら、これにより、構造部品を位置決めする間、第１の脚部が他方の構造部品の穿孔穴に捉えられることが防止されるからである。上述したように、回転ガイド部材は、事前の測定等を伴わずに、所定の方法で容易にフランジに対して位置決めすることができる。位置決め部は、円筒形であり、穿孔穴の内径に対応する外径を有することができる。代替的には、位置決め部は、正方形、星形、若しくは多角形、又は穿孔穴内に嵌合する外縁部を有する何らかの他の形状の断面領域を有することができる。一実施形態において、位置決め部は、複数の環状突出部を伴う円筒形であり、突出部の外径は、穿孔穴の内径に対応する。これにより、位置決め部は、穿孔穴の減少した内面に当たる又は押し当たるだけであり、それにより、穿孔穴から引き抜くのが比較的容易であると同時に、穿孔穴に挿入された場合には依然としてその位置を維持するように形成されている。回転ガイド部材のこのように形成された構造部により、これらの回転ガイド部材は、接合されることになるフランジの外面を妨害することなく、フランジ上に配置することができる。これにより、回転ガイド部材は、構造部品の組立ての間ずっとフランジに取り付けられたままとすることができ、構造部品を最終的な位置に置く前に除去する必要がない。これにより、ここでもまた、手動作業の必要性が低減し、構造部品を位置合わせするプロセスがより迅速且つ簡単になる。
【００１１】
各回転ガイド部材の第２の脚部は、停止部材を備える。停止部材は、第２の脚部の一体部品又は着脱可能な部品を形成することができる。第１の回転ガイド部材の停止部材は、第１の構造部品のフランジと第２の構造部品のフランジとが中心に対し且つ回転的に位置合わせされると、第２の回転ガイド部材の第２の脚部に当接するように構成されている。この当接は、２つの停止部材が互いに当接するように構成されることによって、及び／又は、他方の回転ガイド部材の停止部材ではない第２の脚部の一部分に当接するように停止部材が寸法決めされることによって、達成することができる。これにより、２つの回転ガイドの第２の脚部は、フランジが所望のように中心に対し且つ回転的に位置合わせされる状況において、互いに側方から当接する又は当たる。それにより、中心に対し且つ回転的に位置合わせすることは、回転ガイド部材を取り付けて、次に、２つの回転ガイド部材が接触するまで一方の構造部品を他方の構造部品に対して回転させることによって、容易に達成することができる。停止部材の上記構成は、フランジの平面における停止部材の幅を、位置合わせされることになるフランジにおける２つの隣接する穿孔穴間の距離に応じて寸法決めすることによって得ることができる。このようにして、２つの回転ガイド部材が隣接する穿孔穴に挿入されると、一方の回転ガイド部材の停止部材は、他方の回転ガイド部材の第２の脚部に当接し、必要に応じて加えてこの逆も同様である。
【００１２】
本発明の一実施形態において、回転ガイド部材のそれぞれは、回転ガイド部材を構造部品のうちの一方のフランジの表面に取り外し自在に取り付けるように構成された取付け部材を備える。取付け部材は、磁石を含むことができ、磁石は、回転ガイド部材をフランジに取り付けるとともに、回転ガイド部材がフランジの表面に直面して取り付けられることを確実にする単純且つ迅速な方法を提供する。
【００１３】
一般に、フランジは、外面から内面まで延在する複数の穿孔穴を有しており、外面と内面との間に延在する側面を更に有する。本発明の一実施形態によれば、回転ガイド部材のＵ字状構造体は、フランジのうちの一方の穿孔穴に挿入され、穿孔穴からフランジの内面に沿い、側面に直面して延在するように寸法決めされる。これにより、回転ガイド部材は、フランジに嵌合するように寸法決めされ、それにより、適所に留まって正確に配置され、それにより、フランジが所望のように中心に対し且つ回転的に位置合わせされる。さらに、Ｕ字状構造体は、構造部品の位置決め中に回転ガイド部材が押されて又は変形してその位置から外れる又は離れるリスクを低減する。さらに、Ｕ字状構造体により、回転ガイド部材は、フランジに手動で比較的取り付けやすい。
【００１４】
一実施形態において、第２の脚部は、該側面の高さよりも大きな長さで延在する。これにより、第２の脚部がフランジから突出し、配置されると、他方のフランジの開口部に或る特定の長さだけ貫入することが達成される。２つの回転ガイド部材の第２の脚部は、等しい長さである必要はない。第２の脚部は、より長いほど、組立ての間に互いに対して側方からより多く当接することができる。さらに、回転ガイド部材は、フランジから突出するので、構造部品を初めて互いに対して位置決めする際に、視覚的な案内のために用いることができる。
【００１５】
一実施形態において、停止部材は、フランジの側面に当たる。これにより、構造部品を組み立てる間、停止部材及びそれにより回転ガイド部材を所望の位置に維持することが援助される。
【００１６】
一実施形態において、各回転部材の停止部材は、第２の脚部の長手方向に対して横断方向において、フランジにおける２つの隣接する穿孔穴間の距離に対応する幅で伸張している。第２の脚部の長さ方向に対して横断方向とは、ここでは、フランジの表面に対して平行な平面にあることと理解される。このようにして、停止部材が第２の脚部を中心として対称的に位置決めされる場合、２つの回転ガイド部材が隣接する穿孔穴に挿入されると、停止部材が別の同形の回転部材の停止部材に接して当接するように、停止部材は幅方向に伸張している。
【００１７】
一実施形態によれば、回転部材のそれぞれは、第１の脚部と第２の脚部と中央部とを通る平面を中心として対称的である。このことは、この場合、回転ガイド部材をいずれのフランジにも等しく良好に使用することができる点で有利である。さらに、回転ガイド部材は、両側から等しく良好に接触させることができる。これにより、回転ガイド部材を位置決めする際にミスを犯すリスクが著しく低減する。
【００１８】
一実施形態において、第１の回転部材は、第１の構造部品のフランジにおける第１の穿孔穴に挿入され、第２の回転部材は、第２の構造部品のフランジにおける第１の穿孔穴に隣接する穿孔穴に挿入される。これにより、回転ガイド部材は、明確に定義された距離だけ離隔して配置され、第２の脚部は、フランジの所望の位置決め及び位置合わせに対応する距離が実現されると、互いに当接するように予め構成することができる。さらに、フランジの穿孔穴は、従来、番号が付けられているか又は他の方法でマークされ、したがって、一方の回転ガイド部材を第１のフランジにおける特定の第１の穿孔穴に挿入するとともに別の回転ガイド部材を他方のフランジにおける第１の穿孔穴に隣接する穿孔穴に挿入するプロセスは、回転ガイド部材を挿入するときにフランジが異なる場所でかなりの距離離れていても、比較的単純且つ迅速に行われる。
【００１９】
一実施形態において、少なくともＵ字状構造体又はＬ字状構造体の第２の脚部は、例えば、ＰＯＭ又はポリアセタール等の可撓性材料で作製される。これにより、回転ガイド部材は、特に横方向においていくらかの可撓性を有し、回転ガイド部材が構造部品の位置決め中に折れる又は永久的に変形するリスクが低減する。
【００２０】
更なる一実施形態によれば、回転ガイド部材の停止部材及び／又は位置決め部は、交換可能である。これにより、回転ガイド部材は、他の寸法のフランジに嵌合するように容易に改変することができ、それにより、異なるタイプ又はサイズのフランジを備える構造部品の位置合わせに再使用することができる。
【００２１】
一実施形態において、アセンブリは、第１の構造部品又は第２の構造部品のフランジに取り付けられる、構造部品を中心に対し位置合わせするように構成された複数の位置合わせ装置を更に備える。位置合わせ装置は、このようにして、構造部品のフランジを対面関係にして位置決めするとともに、構造部品を互いに接近させることを援助することができる。その後、回転ガイド部材は、中央への位置合わせを維持又は微調整しながらの構造部品の回転的位置合わせの達成を援助する。１つの実施形態において、位置合わせ装置のうちの少なくとも１つは、回転ガイド部材であり、位置合わせ装置が、（更なる位置合わせ装置と協働して）構造部品の中央への位置合わせと、（更なる回転ガイド部材と協働して）構造部品の回転的位置合わせとの両方を行うように構成されている。
【００２２】
更なる一態様において、本発明は、風力タービンの２つの構造部品を位置決め及び接続する方法であって、構造部品は、複数のボルトによってフランジ同士を接続して、第１の構造部品のフランジと第２の構造部品のフランジとが中心に対し且つ回転的に位置合わせされ、それにより、第１の構造部品のフランジにおける第１の穿孔穴が、第２の構造部品のフランジにおける対応する第１の穿孔穴と合致して位置合わせされる／接続されるようにして接続され、本方法は、
第１の回転ガイド部材を第１の構造部品のフランジにおける第１の穿孔穴に配置することと、
第２の回転ガイド部材を第２の構造部品のフランジにおける第２の穿孔穴に配置することであって、第２の穿孔穴は、第２の構造部品のフランジにおける第１の穿孔穴に隣接する穿孔穴であることと、
構造部品を、フランジを対面させた状態で中心に対し位置合わせすることと、
構造部品を互いに向かって移動させることと、
フランジを対面させた状態に維持しながら、第１の回転ガイド部材が第２の回転ガイド部材と接触するまで、第１の構造部品を第２の構造部品に対して回転させることと、
第１の構造部品を第２の構造部品上に配置することと、
を含む、方法に関する。
【００２３】
一実施形態において、本方法は、第１の回転ガイド部材及び第２の回転ガイド部材を除去することと、第１の構造部品のフランジと第２の構造部品のフランジとをボルトによって接続することとを更に含む。第１の回転ガイド部材及び第２の回転ガイド部材は、第１の構造部品のフランジと第２の構造部品のフランジとをボルトによって接続した後に除去されることが好ましい。なぜなら、そうすることにより、第１の構造部品及び第２の構造部品が接続されるまで第１の構造部品及び第２の構造部品が位置合わせされたままであることが視覚的に確保されるからである。しかしながら、回転ガイドは通例、フランジが互いに位置決めされた後でフランジ間に固定力を提供しないので、フランジをボルトによって接続する前に回転ガイド部材のうちの１つ以上を除去してもよい。
【００２４】
構造部品を中心に対し位置合わせするステップは、一実施形態において、例えばフランジから突出するように、複数の位置合わせ装置を第２の構造部品に配置することと、第１の構造部品を位置合わせ装置上に下降させることとを含むことができる。
【００２５】
これらの方法の利点は、２つの構造部品と回転ガイド部材とのアセンブリの本発明の第１の態様に関して前述したとおりである。
【００２６】
本発明のアセンブリの更なる一実施形態において、構造部品のうちの少なくとも一方に又はその近傍に、好ましくは回転ガイド部材のうちの一方に又はその近傍に配置される少なくとも１つのセンサーを更に備える。これにより、位置合わせプロセスの距離モニタリングが可能になり、ひいては組立てを実施するより安全な方法がもたらされる。センサーは、例えば、構造部品若しくはガイド部材のうちの１つ以上の位置及び／又は向きを特定する位置決めセンサー、停止部材までの距離若しくは２つの停止部材間の距離を測定する距離計、及び／又は、画像認識のためのライブ画像若しくはデータを提供するカメラのうちの１つ以上とすることができる。
【００２７】
本発明に係る方法の更なる一実施形態において、この方法は、少なくとも１つのセンサーを構造部品のうちの少なくとも一方に又はその近傍に配置するステップと、位置決め及び接続プロセスをモニタリングするステップとを更に含む。この方法は、構造部品のフランジがボルトによって接続される前に、構造部品の位置合わせ又は最終的に位置合わせされた後の位置決めのプロセスを制御するステップを更に含むことができる。また、この方法は、この方法を少なくとも１つのセンサーから受信される入力に少なくとも部分的に基づいて自動的に実施するステップを含むことができる。
【００２８】
以下、図面を参照しながら、本発明の様々な実施形態を記載する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】組み立てられている風力タービンの２つのタワーセクションの略図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る、複数の位置合わせ装置及び回転ガイド部材を備える風力タービンの基礎セクションの略図である。
【図３】回転ガイド部材の一実施形態を示す斜視図である。
【図４】回転ガイド部材の一実施形態を示す断面図である。
【図５】回転ガイド部材の一実施形態を示す分解図である。
【図６】位置合わせ装置の一実施形態を示す図である。
【図７】第１の構造部品に取り付けられる回転ガイド部材を示す図である。
【図８】第２の構造部品に取り付けられる回転ガイド部材を示す図である。
【図９Ａ】本発明の一実施形態に係る、接続される２つの構造部品を位置決めする方法を示す図である。
【図９Ｂ】本発明の一実施形態に係る、接続される２つの構造部品を位置決めする方法を示す図である。
【図９Ｃ】本発明の一実施形態に係る、接続される２つの構造部品を位置決めする方法を示す図である。
【図９Ｄ】本発明の一実施形態に係る、接続される２つの構造部品を位置決めする方法を示す図である。
【図９Ｅ】本発明の一実施形態に係る、接続される２つの構造部品を位置決めする方法を示す図である。
【図９Ｆ】本発明の一実施形態に係る、接続される２つの構造部品を位置決めする方法を示す図である。
【図９Ｇ】本発明の一実施形態に係る、接続される２つの構造部品を位置決めする方法を示す図である。
【図１０】Ｌ字状回転ガイド部材を用いる、２つの構造部品を位置決めする方法の一実施形態を示す図である。
【図１１】回転ガイド部材でもある位置合わせ装置を用いて、２つの構造部品を位置決めする方法の一実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１は、組み立てられている風力タービン１の２つのタワーセクション２ａ、２ｂを示している。ここで、タワーセクションの形態の第１の構造部品２ａは、位置決めされ適所に置かれており、風力タービンの別のタワーセクション又はナセル（図示せず）等の第２の構造部品２ｂは、クレーン３から吊り下げられており、第１の構造部品２ａとフランジ同士を接続して接続されるところである。このために、符号１０で概略的に示されている複数の位置合わせ装置を、構造部品に装着することができる。２つの構造部品２ａ、２ｂの正確な回転的位置合わせを確実にするために、回転ガイド部材４が、２つの構造部品のフランジのそれぞれに取り付けられる。
【００３１】
図２は、別の構造部品（図示せず）への取付けのために準備された、風力タービンの基礎セクション２ｃを形成する構造部品の略図である。基礎セクションは、洋上風力タービン又は陸上風力タービンの一部を等しく良好に形成することができる。基礎セクション２ｃは、別の構造部品の対応するフランジに接続されることになる、複数の穿孔穴６を有するフランジ５を備える。この図は、フランジ５に取り付けられた回転ガイド部材４を示している。回転ガイド部材は、後述の図７及び図８に示されているように、フランジ５の下側又は内側から穿孔穴６のうちの１つに挿入される。このようにして、回転ガイド部材は、フランジ５の外面７に対して邪魔にならないように位置決めされ、フランジ５の外面７は、接続時には他方の構造部品のフランジに当接する。回転ガイド部材は、第２の構造部品に取り付けられた第２の回転ガイド部材が装着される場所に対応する、特定の穿孔穴に挿入される。このようにして、２つの回転ガイド部材を用いて、２つの構造部品の正確な位置決め及び回転的位置合わせを確実にすることができる。さらに、複数の位置合わせ装置１０が、フランジ５に取り付けられる。回転ガイド部材４は、最も近傍の位置合わせ装置に対していくらかの径方向距離（矢印８で示されている）を置いて位置決めされることが好ましい。これにより、図９に関してより詳細に記載されるように、２つの構造部品の位置決めが容易になる。構造部品２ｃは、構造部品の外面に、回転ガイド部材４及び最も近傍の位置合わせ装置１０が存在する場所を示すマーク９を更に有することができる。２つの構造部品を位置決めする際、これらのマークは視認可能なままであるので、マーク９は位置決め及び位置合わせの手順の一部の間に援助を与え得る。
【００３２】
回転ガイド部材の一実施形態が、図３、図４及び図５により詳細に示されている。図３は、回転ガイド部材４を斜視図で示している。図３、図４及び図５の回転ガイド部材４は、中央部３０３によって接続された第１の脚部３０１と第２の脚部３０２との略Ｕ字状構造体を含む。第１の脚部３０１は、風力タービンの構造部品のフランジのうちの一方の穿孔穴に挿入されるように成形された位置決め部３０４を有する。ここで、位置決め部は、２つの環状突出部３０５を伴う略円筒形状である。突出部３０５の直径は、穿孔穴の直径に対応する。突出部３０５により、位置決め部３０４は、所望の場合に穿孔穴からより容易に抜き出すことができる。位置決め部３０４は、２つのフランジが所望のように位置決めされるとともに中心に対し且つ回転的に位置合わせされ、それにより、第１のフランジにおける第１の穿孔穴が他方のフランジにおける対応する第１の穿孔穴と合致して位置合わせされるように、回転ガイド部材４がフランジに正確に配置されることを確実にする。位置決め部３０４は、例えば、別の直径の別の部分に替えてもよい。このようにして、回転ガイド部材４は、様々な穿孔穴サイズを有する他のフランジに嵌合するように容易に適合することができる。
【００３３】
Ｕ字状構造体を伴う回転ガイド部材のこの実施形態において、第２の脚部３０２の一部及び中央部３０３はＬ字状バー３１０によって形成されており、Ｌ字状バーはホルダー３０９に収容される。これにより、中央部３０３の寸法を容易に調整することができ、したがって、異なるタイプ及びサイズのフランジに同じ回転ガイド部材４を用いることができる。Ｌ字状構造体を伴う回転ガイド部材の場合、バー３１０は、通例は真っ直ぐなバーである。第２の脚部３０２は、停止部材３０６を備える。１組の２つの回転ガイド部材４ａ、４ｂの第２の脚部は、回転ガイド部材４ａ、４ｂが配置されているフランジが中心に対し且つ回転的に位置合わせされると、例えば互いに側方から当接するように構成されている。このことは、図９Ｅ、図９Ｆ及び図９Ｇにおいてより詳細に示されている。一例として、２つの回転ガイド部材４ａ、４ｂの２つの停止部材は、互いに当接するように構成することができ、及び／又は、２つの回転ガイド部材４ａ、４ｂの停止部材は、（図９Ｅ〜図９Ｇに示されている実施形態の場合のように）他方の回転ガイド部材の第２の脚部に当接するように寸法決めすることができる。この当接は、位置合わせされることになるフランジにおける２つの隣接する穿孔穴間の距離に停止部材の幅３０７が対応するように、幅３０７を寸法決めすることによって最も容易に達成される。停止部材３０６は、交換可能であり、したがって、回転ガイド部材は、穿孔穴間の距離が異なる、異なるタイプのフランジに嵌合するように容易に適合することができる。位置決め部３０４及びバー３１０を受けるホルダー３０９は、鋼又は高い剛性をもたらす同様の材料で作製することができる。Ｌ字状バー３１０及び停止部材３０６は、回転ガイド部材にいくらかの可撓性を与え、それにより、フランジの組付け及び位置合わせの間、停止部材に対する横方向の押圧に耐えるように、例えば、ＰＯＭ等のプラスチック等の可撓性材料で作製されることが好ましい。
【００３４】
回転ガイド部材４は、回転ガイド部材を構造部品のうちの一方のフランジの表面に取り外し自在に取り付けるように構成された取付け部材３０８を更に備える。この実施形態において、取付け部材３０８は、回転ガイド部材の中央部３０３に取り付けられるか又は中央部３０３の一部をなす磁石である。取付け部材は、代替的に又はこれに加えて、第２の脚部３０２の一部をなすように位置決めすることができる。磁石は、回転ガイド部材の重量を支持するように十分強力である。
【００３５】
回転ガイド部材４は、図４において断面図で示されており、図５において分解図で示されている。回転ガイド部材の異なる部品は、ボルト、ねじ、リベット又は類似の締結部材（図示せず）によって取り付けられる。
【００３６】
図７及び図８は、第１の構造部品及び第２の構造部品のフランジ５に取り付けられる回転ガイド部材４をそれぞれ示している。各構造部品のフランジ５は、外面７から内面７０２まで延在する複数の穿孔穴６を有し（図８を参照）、外面７と内面７０２との間に延在する側面７０１を更に有する。回転部材４のＵ字状構造体は、フランジ５のうちの一方の穿孔穴６に挿入されるとともに、穿孔穴６から内面７０２に沿い、フランジの側面７０１に直面して延在するように寸法決めされている。このようにして、他方のフランジに当たることになるフランジの外面７は、自由なままであり、回転ガイド部材によって妨害されていない。フランジ５に取り付けられると、回転ガイド部材の位置決め部３０４は、穿孔穴６に挿入され（図７において僅かに見えている）、第２の脚部３０２は、フランジの側面７０１に少なくとも部分的に当接する。この実施形態において、停止部材３０６は、側面７０１に当接する。これにより、回転ガイド部材は、２つの構造部品の組立て及び位置決め中に側方から押された場合でも、フランジに対するその位置を維持する。図８は、接続の準備ができた穿孔穴６に緩く挿入された複数のボルト８００を更に示している。
【００３７】
図６は、位置合わせ装置１０の一実施形態を示している。位置合わせ装置は、穿孔穴に挿入されるとともに、磁石によってフランジに取り外し自在に取り付けられるように同様に構成されている。位置合わせ装置は、穿孔穴に挿入されると、２つのフランジが中心に対し位置合わせされるように他方の構造部品が下降及びガイドされるように、フランジから他方の構造部品に向かってかなりの長さで伸張している。これは、図９Ａ及び図９Ｂにも示されている。
【００３８】
図９Ａ〜図９Ｇは、本発明の一実施形態に係る、接続される２つの構造部品２ａ及び２ｂを位置決めする方法を示している。これらの図は、各構造部品（明確さを高めるべく不図示）のフランジ５ａ、５ｂを示しており、フランジ５ａ、５ｂは、一方のフランジの第１の穿孔穴６ａが、他方のフランジの特定の第１の穿孔穴６ａに合致して位置合わせされるように、中心に対し且つ回転的に位置合わせされる。
【００３９】
第１の回転ガイド部材４ａは、第１の構造部品２ａのフランジ５ａにおける第１の穿孔穴６ａに位置している。さらに、第２の回転ガイド部材４ｂは、第２の構造部品２ｂのフランジ５ｂにおける第２の穿孔穴６ｂに位置しており、第２の穿孔穴６ｂは、第２の構造部品２ｂのフランジ５ｂにおける第１の穿孔穴６ａに隣接する穿孔穴である。回転ガイド部材４は、第２の脚部が構造部品のそれぞれから突出するように配置される。回転ガイド部材のうちの一方がＬ字状構造体を含む場合、Ｕ字状構造体を含む回転ガイド部材の第２の脚部のみが、構造部品から突出する。
【００４０】
また、この方法は、フランジ５のうちの一方又は双方に取り付けられる複数の位置合わせ装置１０の使用を必要に応じて含むことができる。簡潔さのために、ここでは、１つの位置合わせ装置１０のみが示されているが、多くの場合、構造部品の２つのフランジの中央への位置合わせを容易にするために、例えば、３個〜１０個、好ましくは４個〜８個、例えば４個〜６個のように、複数の位置合わせ装置が使用される。
【００４１】
次に、２つの構造部品２ａ、２ｂは、フランジ５ａ、５ｂが対面した状態で中心に対し位置合わせされ、構造部品は、図９Ａにおいて矢印９０１で示されているように互いに向かって移動される。図９Ｂに示されているように、フランジが互いに対して或る特定の距離以内に移動したら、第１の構造部品２ａは、フランジを対面状態に維持しながら第２の構造部品２ｂに対して回転される。これは、図９Ｃにおいて矢印９０２で示されている。図９Ｃの拡大された細部が、図９Ｄに示されている。構造部品間の距離は、回転ガイド部材のそれぞれの第２の脚部がフランジからどれだけ突出しているかに応じて決まる。その後、構造部品は、図９Ｅの拡大図に示されているように第１の回転ガイド部材４ａが第２の回転ガイド部材４ｂと接触するまで、互いに対して回転される。ここで、第１の回転ガイド部材４ａの停止部材３０６は、第２の回転ガイド部材４ｂの第２の脚部３０２に当接し、その逆も同様である。
【００４２】
この状況において、フランジ５ａ、５ｂは、双方とも中心に対し且つ回転的に位置合わせされ、次に、図９Ｆにおいて矢印９０３で示され、フランジ５ａ、５ｂが互いに当接している図９Ｇにおける拡大図に示されているように回転ガイド部材が接触したまま、第１の構造部品２ａは、第２の構造部品２ｂまで下降されて第２の構造部品２ｂ上に位置する。その後、回転ガイド部材を除去して、フランジをボルトによって接続することができる。ガイド部材は、フランジをボルトによって接続した後に除去されることが好ましい。なぜなら、これにより、構造部品が接続されるまで第１の構造部品及び第２の構造部品が位置合わせされたままであることが視覚的に確実になるからである。しかしながら、回転ガイドは通例、フランジが互いに対して位置決めされた後でフランジ間に実質的な固定力を与えないので、フランジをボルトによって接続する前に回転ガイド部材のうちの１つ以上を除去してもよい。
【００４３】
図１０は、Ｌ字状構造体を含む回転ガイド部材４ｄが図９Ｄの設定において使用されている一実施形態を示している。Ｕ字状構造体を含む対応する回転ガイド部材４ｃは、ここでは、延長された第２の脚部を有する。
【００４４】
図１１において、位置合わせ装置のうちの１つが回転ガイド部材４ｅとしても用いられる一実施形態が、図９Ｄの設定において使用されている。停止部材３０６は、回転ガイド部材４ａの停止部材又は第２の脚部と相互作用するように構成されていることが観察される。図１１において、回転ガイド部材４ａは、Ｕ字状構造体を含んでいるが、図１１の回転ガイド部材４ａは、この設定の機能を変えることなくＬ字状構造体（図示せず）を有することもできる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図９Ｅ】
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【図９Ｆ】
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【図９Ｇ】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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