(57)【要約】ウインドタービンであって、定置式の垂直マスト（またはタワー）を含み、その上にウインドタービンの可動部が配置され、該マストはプレハブ式の壁部から少なくとも一部分は構成され、いくつかの隣接した壁部を用いて、実質的に環状のマスト部を形成することを特徴とするウインドタービン。本発明はまた、ウインドタービンのためのマストにも関し、プレハブ式の壁部にも関し、さらに、ウインドタービンを建設する方法にも関する。
2005517849.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウインドタービンであって、定置式の垂直マスト（またはタワー）を含み、その上にウインドタービンの可動部が配置され、該マストは、少なくとも部分的にプレハブ式の壁部から成り、いくつかの隣接する壁部を用いて実質的に環状のマスト部分を形成することを特徴とするウインドタービン。
【請求項２】
前記マスト部が、３つまたはそれ以上の壁部から成ることを特徴とする請求項１記載のウインドタービン。
【請求項３】
実質的に円筒状のマスト部は、上方に向かって、円錐状に先細りになっていることを特徴とする請求項１または２記載のウインドタービン。
【請求項４】
隣接する壁部は、実質的に垂直なエッジを通じて相互に接していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のウインドタービン。
【請求項５】
前記壁部が、その壁部の幅方向の最大寸法よりも高く、好ましくは、２倍よりも高いことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のウインドタービン。
【請求項６】
円筒状のマスト部の高さが、前記マスト部の直径よりも、大きく、好ましくは、少なくとも、約２倍大きいことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のウインドタービン。
【請求項７】
２つの円筒状のマスト部が、相互に接しており、壁部が相互に接している垂直エッジは、一方のマスト部の垂直エッジに対して、他方のマスト部の垂直エッジが千鳥配置になっていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のウインドタービン。
【請求項８】
２つの隣接した壁部が相互に接している垂直エッジが、その下の壁部のほぼ中央で前記壁部と接触していることを特徴とする請求項７記載のウインドタービン。
【請求項９】
マストの断面が、実質的に円筒形であり、かつ円形であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のウインドタービン。
【請求項１０】
実質的に円筒形の断面が、正多角形または不等辺多角形であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に項記載のウインドタービン。
【請求項１１】
相互に接しているエッジで２つの隣接した壁部が相互に一致している、すなわち、多角形の角で、相互に接してはいないことを特徴とする請求項１０記載のウインドタービン。
【請求項１２】
壁部の２つの実質的に垂直なエッジが、多角形の角から相互に異なる距離にあることを特徴とする請求項１０または１１記載のウインドタービン。
【請求項１３】
壁部の実質的に垂直なエッジが、前記壁部の角線に平行に延びていることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１項に記載のウインドタービン。
【請求項１４】
壁部が実質的にコンクリートから成ることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載のウインドタービン。
【請求項１５】
壁部の実質的に垂直なエッジが段付きとなっていることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載のウインドタービン。
【請求項１６】
壁部がボルト連結具を用いてエッジで連結されていることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載のウインドタービン。
【請求項１７】
テンションケーブルが、マスト部の上部エッジ上に、ブリッジ部を通じて支持されていることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載のウインドタービン。
【請求項１８】
テンションケーブルが、壁から間隔をあけて、マスト部の内部を通って上方に延びていることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項に記載のウインドタービン。
【請求項１９】
少なくともいくつかのテンションケーブルが、全マスト部の一部だけに沿って延びていることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１項に記載のウインドタービン。
【請求項２０】
請求項１〜１９のいずれか１項に記載のウインドタービンのためのマスト。
【請求項２１】
請求項１〜１４のいずれか１項に記載のウインドタービンのマストのためのプレハブ式壁部。
【請求項２２】
請求項１〜２１のいずれか１項に定義されるように、マストが壁部から構成されることを特徴とするウインドタービンの建設方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、ウインドタービンであって、定置式の垂直マストを含み、そのマスト上にウインドタービンの可動部が配置され、そのタワーは、少なくとも部分的にプレハブ部から構成されるウインドタービンに関する。
【０００２】
ＤＥ−Ａ−１９８３２９２１は、鋼製のシェルからなる内外壁であって、その間に単一のコンクリート体が注入された内外壁を有するタワーまたはマストについて記載している。このタワーは、鋼製プレハブシェル部から構成されてもよい。
【０００３】
ＦＲ１１４５７８９は、螺旋状に積層される同一のプレハブコンクリート要素から組み立てられたタワーまたはマストを記載している。
【０００４】
現在のところ、ウインドタービンの可動部をその上に配置可能なタワーまたはマストを作るための従来の方法が４つある。
これらは、すなわち、
・円筒状、鋼製マスト／タワー、
・格子状鋼製マスト／タワー、
・プレハブ式コンクリート製マスト／タワー、
・現場充填式、大型コンクリート製タワー、である。
【０００５】
鋼製マストには、いくつかの欠点がある。すなわち、
・特に海における、天候の影響に耐性が低い。
・ウインドタービンが重い場合は、円筒状の鋼製マストは、非常に厚い壁と大きな直径を必要とし、その結果として、かかるマストは、製造技術上の理由で、実際上ほとんど用いることができない。
・円筒状鋼製マストは、造船所で作られねばならないことが多い。
・大型鋼製マストの輸送は、部品が一体ものや２個構成から作られた場合には、その大きさのために、多くの問題を伴う。
・メンテナンス費用が高い。
・据付に多くの作業がかかる（非常に多数のボルトを用いる）。
・高価なクレーンが必要である。
・剛性が低下する。
・振動吸収装置が必要である。
・天候の影響に耐える塗装が必要である。
・格子状マストは、視覚的に魅力的ではないと考えられる欠点を持つ。
【０００６】
既存のプレハブ式コンクリート製タワーまたはマストは、１．８ＭＷまでのウインドタービンを支持するのに適している。このタワーは、一式の円筒状の要素から作られているが、その下端は、２分割された要素から作られている。これらの要素は、完全に連続したテンションケーブルとモルタルによって、結合されている。タワーを組み立てる際には、この要素を積み重ねるためにタワークレーンが用いられる。
【０００７】
欠点は、以下のとおりである。
・通常の輸送には直径が大きい（または大きすぎる）。
・形状が複雑であり、したがって製造費用が高い。
・多量のケーブルが必要である（全長分、４０本）。
・そのケーブルダクト４０箇所に対して、多くの精度が要求される。
・組み立てには高価なクレーンが必要である。
・解体することが難しい（爆破か打撃破壊による）。
【０００８】
重機を支持可能なタワーを組み立てる最も普通の方法は、現場で充填することである。この方法では、その型枠や補強材は現場で作られ、コンクリートが充填される。これには、以下の欠点がある。
・コンクリートの質が低下し、したがって、強度が低下する。
・組み立ては、天候状態に依存する。
・大型で高価なクレーンや足場が必要である。
・非常に時間がかかる。
・解体は、打撃破壊か爆破によってなされねばならない。
【０００９】
前記の欠点を避けることと、特別な道路輸送および／またはタワーまたはマストを組み立てるために重機を必要とせずに、プレハブ部から容易にかつ速やかに組み立てることが可能なタワーまたはマストをウインドタービンに提供することが、本発明の目的である。このタワーは、ウインドタービンの可動部を支持する働きをするので、水平および垂直方向の非常に大きな力に耐えることが可能であることが必要である。
【００１０】
この目的を達するために、本発明は、ウインドタービンであって、定置式垂直マスト（または、タワー）を含み、その上にウインドタービンの可動部を配置し、そのマストは、少なくとも部分的にプレハブ式の壁部、実質的に環状のマスト部分を形成するいくつかの並列した壁部から成るウインドタービンを提供する。
【００１１】
タワーは、好ましくは、鉄筋コンクリート製または他の石材の部材から作製される、相互の上におよび／または相互に並んでリング状に配置された、いくつかのセグメントのプレハブ部材から作製される。これらセグメントは、たとえば、多角形を形成する３つまたはそれ以上のセグメントでは、リング状に並べて配置される。垂直方向では、これらを相互に積層させてもよい。これらセグメントは、モルタルおよび／またはポストテンションケーブルを用いて、結合させてもよい。１つの高さのレベルでのセグメントは、同一であることが好ましい。タワーの断面の形の選択に依存して、異なった形状のセグメントが必要である。タワーは、好ましくは、多角形または円形の断面を持っており、その直径は、頂部に向かって小さくなり、したがって頂部が円錐形になるかまたはそれに近くなる。また別の可能性は、円形の断面を持つタワーまたはマストで、そのタワーまたはマストの１または複数のリングの内側および／または外側が段状になっており、したがって、高い方のリングの外径および／または壁厚は、低い方のリングのそれらよりも小さい。
【００１２】
多角形の断面を持つタワーまたはマストのセグメントについての基礎となる実施の形態は以下３つが好ましい。
【００１３】
１  偶数角の、正多角形断面  （図１および図２参照）
タワーまたはマストが組み立てられる、セグメント（Ａ）は、側面はすべて台形（Ｂ）を有しており、上部に向かって先細で、かつ、対称になっている。セグメントは、２つの側面から成り、傾斜側でともに連結されている。その断面が偶数角を有する正多角形である場合には、セグメントは、ジョイント部での弱い箇所を回避するために、下にある２つのセグメント間で、そのジョイント部の頂部上に角度を有して常に配置される（図１Ｄ参照）。この場合には、セグメント自体は、対称であることが好ましい。この実施形態は、タワー全体を、必要に応じて、異なるセッティングをした単一のモールドで作ることが可能であるという利点を有している。また、このようにして、モールドセグメントは、その他の実施形態で可能である場合より幅広く、作ることが可能である。
【００１４】
２  正多角形断面、非対称のセグメント（図３参照）
この実施形態で、断面が正多角形である場合には、そのタワーの側面（Ｅ）は、１つのリングのレベルでは、先細の対称台形をともに形成する２つのセグメントの非対称部から、常に成る。これらのセグメント自体は、非対称であり、好ましくは、短い側と長い側を有するものであることである。セグメントのリングにつき、その基本となる形が酷似している場合には、これらの実施形態においても、長いジョイント部は形成されない（図３Ｆ参照）。この形の利点は、短い側（Ｇ）は、一定の幅を持つ平行四辺形となり、これに対して、長い側は、先細の台形を形成してもよいことである。これが、モールドの形を決め、したがって、セグメントの製造をより簡単にする。セグメントの上部および下部側は、型枠の壁にもたれて配置されてもよいので、そうでない場合よりも、さらに精密な面が得られる。
【００１５】
３  偶数角の、不等辺多角形断面
このタワーまたはマストの側面は、交互に、長方形のおよび先細の対称台形から成る。そのセグメントはまた、先細の台形および長方形の面から成り、台形の傾斜側で、ともに連結される。長方形側は、好ましくは、交互に、セグメントの左および右側の部分であり、したがって、ここでもまた、長いジョイント部は防がれる。この実施形態では、そのタワーまたはマストの断面は、偶数の角を持つ不等辺多角形である。この実施形態は、一定の幅を保ついくつかの面が常にあるという利点を有している。その結果として、タワー全体を通して設けられるポストテンションケーブルを取り付けることが容易である。また、長方形の形は、製造するのが比較的容易である。
【００１６】
面に台形を用いることによって引き起こされることは、モールド、および、それゆえ、セグメント自体が、比較的製造しやすくなることである。加えて、台形は、円錐状のタワーまたはマストを可能にする。
【００１７】
また、円形の断面を持つタワーまたはマストのセグメントに対する、基礎となる実施形態もある。
【００１８】
円形の断面
プレハブ式タワーに対して、円形の断面を用いる場合には、リング状で、中空の円筒体を共同して形成するセグメントが用いられる（図４および５参照）。あるリングの要求される強度および質量が、必要量を超えないことを確実にするために、１または複数のリングが、その下にあるリングより小さな壁厚および／または直径を有してもよい（４Ｈおよび５Ｈ参照）。これは、つまり、内側（図４）および／または外側（図５）で、１または複数のリングが千鳥配列されることになることを意味する。ポストテンションケーブルを用いる場合には、この段付形式のリングは、ポストテンションケーブル（図６）を全体の壁を通して、取り付けるのに充分な空間を持たせられるように相互に配置されなければならない。略円錐形に関しては、円筒形のものは、実現しやすく、したがって、製造費用が安くなる利点がある。また、ウインドタービンに用いる場合には、真の円錐形を避けることは、特定の高さにおける必要最大径が容易に達成される。
【００１９】
セグメントには、随意的に、案内装置、たとえば、円滑材等の低摩擦の車輪や材料が設けられていてもよく、それによって、セグメントは、タワーの側面に対して上部へ移動可能である。セグメントは、いつでも、それぞれの国や国々で、特別の許可および／または護衛なくして、好ましくは自由に選択した道路上を、輸送可能な大きさおよび質量を有することが好ましい。このことは、オランダ国については、３．５ｍより大きな幅およびトラックの高さを含め４．２ｍの高さを占有しないようにトラック上に搭載可能であることを意味する。
【００２０】
現場充填の場合より良好な管理条件下で、セグメントがプレハブされるので、より良質のコンクリートを得ることが可能である。これは、また、タワーの強度にも寄与する。また、現場でモールドを作る必要もないし、適切な天候状態やコンクリートの硬化を待つ必要はないので、プレハブ式タワーは、したがって、より速やかに設置可能である。
【００２１】
好ましくは、２つの連続したリングの垂直ジョイント部が相互に一致しないように、セグメントを配置することができなくてはならない。これは、交互に左右のデザインから成るよう、セグメントを、セグメントのリングごとに、配置することによって達成可能である。
【００２２】
場合によっては、内部補強のために追って配置される、ポストテンションケーブルが、タワー中に亘って設けられないように配置することによって、また、このようにして、異なる高さの所で、ケーブルをポストテンションすることによって、これらケーブルは、より効率的に用いることが可能である（図６参照）。随意的に、壁に対して外側の補強は、タワーまたはマストの内側および／または外側に設けることができ、タワーの中心方向にテンションを与える（図７参照）。この外部補強は、また、異なる高さの所で張力がかかるかもしれないが、上部セグメントの頂部に取り付けられたリングに取り付けることが好ましい。その結果として、壁部では、ケーブルがより少なくてすみ、そのケーブルはより配置しやすい。そのリングは、タワーまたはマスト上に設置される機械のための連結点としても用いられる。
【００２３】
タワーの建設および破壊作業中、タワー自体の既に建設済み部分を支持部および昇降部として用いる、クレーンなどのホイスト手段が用いられてもよい。このようなクレーンは、それ自体で、タワーの内側や外側を登ることが可能であることが好ましい。タワーの最終セグメントが設置された時には、このクレーンは、機械を設置するのに必要なクレーンによって、取り外される。このようなクレーンの使用には、この種の作業に用いられる従来のクレーンより、更に一層、費用が少なくてすむという利点がある。同一のクレーンが、破壊作業中にも用いられる場合は、高価な工具および方法の必要性が回避される。各ポストテンションケーブルが取り除かれた後には、セグメントは、そのクレーンで降ろすことが可能である。これらは、その後、再使用またはスクラップ処理をすることが可能である。この結果、現場充填されたタワーを破壊する場合と比べて、ばらばらの廃材が、はるかに少なくなる。
【００２４】
添付の図１および図２は、タワーの断面が、それぞれ八角形および十角形であり、基礎となる実施形態１のセグメントが用いられる実施例を示す。（Ａ）は、この建造物の個別のセグメントを示し、それぞれ、その４つおよび５つがリング状に設置される。各リングについては、異なった寸法のセグメントが用いられる。（Ｂ）は、台形状の側面の一実施例である。（Ｃ）では、多角形を示す平面図が与えられている。図１の（Ｄ）では、長いジョイント部が形成されないように、いかにしてセグメントを積み重ねるかが示されている。図３では、基礎となる実施形態２を用いた、十角形の変形の部分が示されている。（Ｅ）では、タワーの一側面は、常に２つのセグメントの部分から成ることがわかる。長いジョイント部を防ぐべくリングごとに酷似したセグメントは、各々他の寸法を有しており、（Ｆ）で示される。セグメントの短い部分（Ｇ）は、一定の幅を有し、他方の部分は、各リングが高所になるにつれて、短くなる。図４および図５は、円形の断面を有する実施形態の例を示す。前記両図の（Ｈ）では、円形の断面について記述した通り、内径および／または外径の変化が起こる。図４では、これは内径の増加であり、したがって、壁厚は減少するが、外径は一定のままである。図５の（Ｈ）では、内径および外径のいずれも減少する。図６は、ポストテンションケーブル（Ｉ）は、タワー中に亘って設けられてはいないが、これらケーブルをいかに用いることが可能であるかを図示している。これらのポストテンションケーブルは、タワーまたはマストの壁を形成するセグメント中のシャフトを通して配置されている。いくつかのケーブルおよびシャフトがタワーの脚部から頂部まで、設けられており、これに対し、その他はより低い高さの所で、張力がかかっている。図７は、外部補強の使用を示している。ここでは、いくつかの束のポストテンションケーブル（Ｋ）が、例えば、タワーの頂部の鋼製リング（Ｊ）および、それからタワーの基礎に取り付けられている。これらのケーブルは、壁（Ｌ）の中のシャフトを通って設けられてはいないが、タワーの内側を自在に通っている。
【００２５】
さらに有利な実施形態が、従属請求項に与えられている。本発明もまた、ウインドタービンのためのマスト、ウインドタービンのマストのためのプレハブ式壁部、およびウインドタービンを組み立てるための方法に関する。
【００２６】
本発明を、図面で示される典型的な実施形態に基づき、さらに詳細に説明する。
図面は、本発明の好ましい実施形態を図示しているにすぎず、限定のためではない典型的な実施形態のために与えられている。これら図面では、類似のまたは対応する部分は、同一の参照符で示されている。
【００２７】
図１０〜図１２を参照すると、ウインドタービンの可動部（図示せず）がその上に配置されてよい定置式の垂直マスト１０が示されている。該マスト１０は、少なくとも部分的に、プレハブ式壁部またはセグメント１１から成る。いくつかの並列位置にある壁部は、実質的に円筒体の壁状の環状マスト部１２を形成する。マスト１０の垂直方向に、環状に配置されたセグメント１１から組み立てられたいくつかの類似のマスト部が、積み重ねられている。１つのマスト部１２は、好ましくは、３つまたはそれ以上の壁部１１から成る。この典型的な実施形態では、そのマスト部は、５つの壁部１１を含み、等辺十角形の断面を持つリングを形成する。マスト部１２あたり、壁部１１は等しく、マスト部１２が積み重ねられた時には、その壁部１１は形が類似している。実質的に円筒状のマスト部１２は、上部に向かって円錐形状に先細りになっている。並列位置にある壁部１２は、相互に接している実質的に垂直のエッジ１３を持ち、マスト部１２の内部に位置している。壁部の高さ方向の最大寸法ｈは、好ましくは、その壁部の幅方向の最大寸法ｂよりも大きく、特に壁部１１は、幅方向の壁部の最大寸法の２倍以上の高さである。また、円筒状のマスト部１２の高さｈは、マスト部１２の直径ｄより大きく、好ましくは、少なくとも約２倍である。さらに、好ましくは、相互に上方に位置している、各マスト部１２は相互に接しており、一方、垂直エッジ１３で壁部１１が相互に接してしているが、その垂直エッジ１３は、一方のマスト部１２の垂直エッジに対して、他方のマスト部１２において千鳥配列されている。したがって、これらのエッジ１３は、同じ軸平面にはない。２つの並列位置にある壁部１１が相互に接してしているこれら垂直エッジ１３は、その下にある壁部１１に接触し、最も好ましくは、ほぼ中央で、接触する。
【００２８】
マスト１０の断面は、実質的には円筒状で、上に向かって円錐状に先細りになっている。この実質的に円筒形の断面は、好ましくは、正または不等辺多角形であるが、円であってもよい。
【００２９】
２つの並列位置にある壁部１１は、エッジ１３と近接して位置し、そこで相互に一致して、相互に当接している。したがって、この典型的な実施形態では、垂直エッジ１３は、多角形の角内には位置していない。有利なことには、壁部１１の垂直エッジ１３は、多角形の一つの角から相互に異なる距離にある。壁部１１の実質的に垂直のエッジ１３は、好ましくは、壁部１１の角度ラインに平行に設けられる。垂直エッジ１３が多角形の角内に位置することは、そのこと自体全く可能であるということは注目すべきである。
【００３０】
この典型的な実施形態では、壁部１１は、実質的に扁平なボディ部１４を含み、２つの側面部１５Ａ，１５Ｂによって、両側で挟まれており、各側面部は、ボディ部１４に関して、多角形の角を形成する。高さ方向に、これらの角は壁部１１の二つの角度ラインを形成する。上述のように、ただ１つの側面部１５によって挟まれたボディ部１４を有する壁部１１で、環状の多角形断面を形成することもまた、もちろん可能である。さらに、壁部を用いて、環状の、角のない、なだらかな断面を形成することもまた、可能である。たとえば、少なくとも３つの円弧状のセグメントでもって、円筒状の環状断面を実現できる。さらに、このようなセグメントから、楕円形または楕円形に似た断面を有するマスト部１２も、実現できる。
【００３１】
図１３Ａ、図１３Ｂおよび図１３Ｃを参照すると、壁部１１の垂直エッジ１３が蛇行形状のまたは段付のジョイント２０を形成しながら協働することができることが示されている。このことにより、相互に並列位置にある壁部１１の垂直エッジ１３のずれは、真っ直ぐなジョイントと比べて、マスト１０が、曲げられたとき、全体として更に歪むことを阻止できることを確実にする。したがって、これらの典型的な実施形態では、壁部１３の垂直エッジ１１は、真っ直ぐではなく、段付か、または僅かに波状になっている。代案として、隣接した垂直エッジ１３間で、相互に隣接した壁部１１の垂直エッジ１３のずれを抑制するための異なる種類の手段を用いることができる。その一例は図１３Ｄに示される挿入片１６であり、壁部１１の垂直エッジによって、囲まれている。このために、隣接した各壁部１１の隣接した各垂直エッジ１３は、挿入片１６に隣接して、千鳥配列されている。
【００３２】
図１４Ａ、図１４Ｂおよび図１４Ｃを参照すると、壁部１１は、それぞれ、横付けの、斜めの、および直立したボルト連結部２１によって、連結されていることが示されている。このようなボルト連結部２１は、マスト１０の建設中、壁部１１をともに連結するために用いることができ、それによって、その構造物は、その自重および、存在する場合には風加重に、耐えることができる。マスト１０の準備が完了した後、ジョイント２０およびボルト連結部周りの空間部をモルタルのようなジョイント充填材によって、充填することができる。テンションケーブル２２があればそれととともに、マスト１０は、そのとき、その自重ばかりでなく、ウインドタービンの可動部、特に、ゴンドラおよびロータ発電機の可動部にも、耐えることができる。ボルト連結部２１は、マスト１０の組み立てを容易にするばかりではなく、使用中に、壁部１１間の力をも伝達することができる。特に、横付けおよび斜めのボルト連結部２１は、隣接した壁部１１の垂直エッジがずれるのを抑制することができる手段として用いることができ、したがって、この結果、また、セグメント化されたマスト１０は、全体として、更に歪むことになる。好ましくは、いずれの場合にも、ボルト連結部２１は、ある壁部のエッジに備えられたねじ端部２３を含み、隣接した壁部１１のエッジ１３の相当する場所に配置された溝付板２４とともに協働し、ボルトはその溝付板を通して延びることができる。ボルト１３が溝付板２４に受けられた後は、ナット２５によってこのボルトを溝付板に締め付けることができる。
【００３３】
図１５を参照すると、ハイブリッドマストが示されているが、このマストは、セグメント化されたコンクリート下部１０およびプレハブ式の円筒状鋼製トップマスト２６から成る。この鋼製トップマスト２６およびセグメント化されたコンクリートマスト１０は、中間具２７によって連結されている。この中間具２７は、鋼製の中空の円筒体を含み、好ましくは、高さ方向に円錐状になっており、上側面２８および下側面２９に、その円筒体の壁に対して内側に延びている、フランジ３０，３１を有する。この鋼製のトップマスト２６は、ボルト連結部によって上部フランジ３０に固定することができる。下部のフランジ３は、ポストテンションケーブルが固定される中間具３３を通じて、セグメント化されたコンクリートマスト１０の上部エッジ３２上で、固定することができる。有利なことには、このような中間具は、以下に記述する、協働ブリッジ部３４から組み立てられているが、この中間具は、従来のコンクリートまたは鋼製のカバーであってもよい。もちろん、鋼製のトップマスト２６は、下部フランジを備えてもよく、セグメント化されたマスト１０の上部エッジ上に直接、このフランジでもって、中間具なしに、設置することができる。
【００３４】
図１６を参照すると、ポストテンションケーブルまたは補強ケーブル２２の張力が、コンクリートセグメント１１から組み立てられたマスト１０の上部マスト部１２の上部エッジ３２にいかに伝達されうるかが示されている。特に、補強ケーブル２２の場合は、壁に対して外側で、マスト１０の中空の内部空間を通って設けられ、壁に対して偏心しているため、補強ケーブルは、壁部１１の上部エッジ上でモーメントを発生するという問題が存在する。
【００３５】
この欠点を避けるために、本発明に従えば、補強ケーブル２２は、ブリッジ部３４を通じて、マスト部の上部エッジで直接的に、または、その間に囲まれたフランジを経て間接的に、支持されている。ブリッジ部は、エッジ３２上で、自在に支持されることが好ましい。マストの内部空間を経て、ブリッジ部３４は、エッジ上の２つの点の間で連結線３５を形成し、この連結線は、ケーブルの中央線３６と交差する。この中央線３６は、好ましくは、垂直方向に配向されており、他方、連結線３５は、好ましくは、水平方向に配向されており、したがって、中央線３６および連結線は互いに直角をなす平面に位置している。こうして、ケーブル２２における張力は、エッジ３２上に曲げモーメントを同時に発生することなく、圧力として、マスト１０の壁に伝達可能である。いくつかのケーブルは、各々のブリッジ部３４において固定されることが好ましい。
【００３６】
ブリッジ部３４が、段付のまたは積み重ね式の設計である場合は、ブリッジ部は、容易に、環状形式で入れ子にすることができる。ここに示される典型的な実施形態では、各々のブリッジ部３４は、図１７Ａおよび図１７Ｂに示されるように、マスト部１０のエッジ２２またはフランジ３１と協働するための２つの支持面３７Ａ，３７Ｂを有しており、この支持面３７Ａ，３７Ｂは、２つの板状部３８Ａ，３８Ｂによって連結されており、協働して１つのステップを形成しており、これら板状部は相互に上方に位置した２つのレベルで延びており、かつ、ネストスロット３９を囲みながら、連結している。次いで、連続するブリッジ部３４は、いずれの場合においても、先行するブリッジ部３４の下部板状部３８Ａの上方にネストスロット３９をともなって配置されてもよく、したがってリングが形成可能である。この典型的な実施形態においては、下部板状部３８Ａは、いずれの場合においても、テンションケーブル２２を、同じブリッジ３４の上部板状部３８Ｂにおける対応する孔４４および協働するブリッジ３４の上部板状部３８Ｂにおける孔４１にそれぞれ、通すための２つの通路孔４０を含む。ケーブル２２は、ブリッジ３４の上部板状部３８Ｂ上で支持されている。ブリッジ３４の下部板状部３８Ａは、上にある板状部３８Ｂから解放されてあり、したがって、隣接するブリッジ部３４の上部板状部３８Ｂによって、または、下部板状部３８Ａを通したケーブル２２によって、付勢されない。
【００３７】
図１８Ａおよび図１８Ｂを参照すると、ブリッジ部３４の変形例が示されており、そこでは、ブリッジ部３４は、同一平面上に存在している。
【００３８】
上述の変形例と同様に、ブリッジ部は、マスト部のエッジ３２上の２つの点の間の内部空間を経て、延びている。この典型的な実施形態では、ブリッジ部３４は、ビーム状にされて、ひとまとまりにされ、多角形のリングを形成している。本例では、ブリッジ部３４は、支持ビーム４２に支持されており、またひとまとまりにされ、多角形のリングを形成している。したがって、支持ビームの端部はいずれの場合も、エッジ３２またはフランジ３１で支持されており、他方、ブリッジ部３４の端部はいずれの場合も、支持ビーム４２で、支持されている。ブリッジ部３４には、テンションケーブル２２を通すための孔４４が設けられている。支持ビーム４２には、また、凹部または通路孔４０が設けられている。
【００３９】
ここで記述されたブリッジ部は、また、壁に対して外側に配置されたテンションケーブルを、実質的に環状の、円錐状のまたは円筒状の様々な種類のマスト、特に一体形成された、環状のコンクリート製マスト部または、たとえば、現場充填された、一体形成のコンクリート製マスト部を有するマストに、移動させるために用いても有利であることは、注目されなければならない。また、マストの全長に亘らないテンションケーブル群を用いる際は、高さに沿っていくつかの点で、ブリッジ部を用いることができる。
【００４０】
本発明は、ここで記述された典型的な実施形態に限定されないことは、明らかであろう。特許請求の範囲で定義されるように、本発明の範囲内で、多くの変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１０】本発明によるウインドタービンのためのマストの側面図である。
【図１１】図１０のマストの横断立面図である。
【図１２】図１０のマストの水平断面図である。
【図１３Ａ】セグメント間の段付の垂直ジョイント部の異なる実施形態の例を示す。
【図１３Ｂ】セグメント間の段付の垂直ジョイント部の異なる実施形態の例を示す。
【図１３Ｃ】セグメント間の段付の垂直ジョイント部の異なる実施形態の例を示す。
【図１３Ｄ】協働する垂直ジョイント間の挿入片を示す。
【図１４Ａ】水平方向のセグメント間ボルト連結部を示す。
【図１４Ｂ】対角線状のセグメント間ボルト連結部を示す。
【図１４Ｃ】垂直方向のセグメント間ボルト連結部を示す。
【図１５】ハイブリッドマストのセグメント化されたコンクリート下部とプレハブ式鋼製上部との間の連結具に隣接した、ハイブリッドマストの断面図を示す。
【図１６】固定用ケーブルからタワーのセグメントへ張力を伝達するための協調ブリッジ部の斜視図を示す。
【図１７Ａ】図１６のブリッジ部の平面図を示す。
【図１７Ｂ】図１６のブリッジ部の底面図を示す。
【図１８Ａ】協働ブリッジ部のほかの一実施形態の平面図を示す。
【図１８Ｂ】協働ブリッジ部のほかの一実施形態の側面図を示す。
【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】
2005517849.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図１０】
2005517849.tif 000010
【図１１】
2005517849.tif 000011
【図１２】
2005517849.tif 000012
【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１３Ｄ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
2005517849.tif 000018
【図１４Ｃ】
2005517849.tif 000019
【図１５】
2005517849.tif 000020
【図１６】
2005517849.tif 000021
【図１７Ａ】
2005517849.tif 000022
【図１７Ｂ】
2005517849.tif 000023
【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年2月16日(2004.2.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
ウインドタービンであって、定置式の垂直マストを含み、その上にウインドタービンの可動部が配置され、該マストは、少なくとも部分的にプレハブ式の壁部から成る、ウインドタービンにおいて、前記マストは、プレハブ式の壁部から成る環状のマスト部を含み、いくつかの隣接する壁部を用いてマスト部を形成することを特徴とするウインドタービン。
【国際調査報告】
2005517849.tif 000026
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