(57)【要約】【課題】風力発電装置のタワーのアンカリングを改善し、基礎部の損傷を回避する解決策を提案する。【解決手段】風力発電装置のタワーを基礎部にアンカリングするためのアンカリング部材であって、・タワーセグメントを前記基礎部の上方に固定し、前記タワーを支持するための支持部分と、・前記支持部分と固定的に結合されており、前記基礎部にコンクリート打設するための基礎部分とを有し、前記基礎部分は少なくとも１つのウェブ部分を有し、該ウェブ部分は、異なる高さに配置された複数の貫通開口部を有し、該貫通開口部は、垂直方向の力を前記基礎部に導入し、かつ該貫通開口部に補強バーを貫通させるように構成された、アンカリング部材。【選択図】図３
2014534376.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
風力発電装置のタワーを基礎部にアンカリングするためのアンカリング部材であって、
・タワーセグメントを前記基礎部の上方に固定し、前記タワーを支持するための支持部分と、
・前記支持部分と固定的に結合されており、前記基礎部にコンクリート打設するための基礎部分とを有し、
前記基礎部分は少なくとも１つのウェブ部分を有し、該ウェブ部分は、異なる高さに配置された複数の貫通開口部を有し、該貫通開口部は、垂直方向の力を前記基礎部に導入し、かつ該貫通開口部に補強バーを貫通させるように構成された、アンカリング部材。
【請求項２】
前記貫通開口部は、開口部列としての複数の列に配置されており、少なくとも２つの開口部列が設けられている、ことを特徴とする請求項１記載のアンカリング部材。
【請求項３】
前記ウェブ部分は、円筒ケーシング、円錐台ケーシング、円筒ケーシングのセグメント、または円錐台ケーシングのセグメントとして構成されている、ことを特徴とする請求項１または２に記載のアンカリング部材。
【請求項４】
前記支持部分はフランジとして構成されており、および／または前記ウェブ部分は前記支持部分とは反対の側に向かって、フランジ無しで、および／または完全にもしくは部分的に周回する他の終端縁部無しで延在する、ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のアンカリング部材。
【請求項５】
当該アンカリング部材は、スチール部材として構成されている、ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のアンカリング部材。
【請求項６】
前記貫通開口部は、規定どおりに垂直に配向されて実質的に卵形および／または楕円形に構成されており、および／または８０ｍｍ超、好ましくは１００ｍｍ超、特に１１０ｍｍ超の平均直径を有する、ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のアンカリング部材。
【請求項７】
風力発電装置のタワーをアンカリングするための風力発電装置の下部構造であって、請求項１から６のいずれか一項に記載のアンカリング部材を備えるコンクリート基礎部を含む下部構造。
【請求項８】
前記コンクリート基礎部に埋め込まれた補強部の部分、とりわけ補強バーが、前記アンカリング部材の貫通開口部を通って延在しており、これにより前記アンカリング部材から前記補強バーを介して前記コンクリート基礎部への負荷伝達が行われる、ことを特徴とする請求項７に記載の下部構造。
【請求項９】
前記アンカリング部材の前記支持部分は、コンクリート基礎部に対して離間している、ことを特徴とする請求項７または８に記載の下部構造。
【請求項１０】
前記貫通開口部を通って延在する補強部の部分、とりわけ補強バーは、前記貫通開口部内で充填材料、とりわけコンクリートにより取り囲まれている、ことを特徴とする請求項７から９のいずれか一項に記載の下部構造。
【請求項１１】
タワーが請求項１から６のいずれか一項に記載のアンカリング部材によって、請求項７から１０のいずれか一項に記載の下部構造にアンカリングされたタワーを備える風力発電装置。
【請求項１２】
風力発電装置のタワーをアンカリングするための方法であって、
・風力発電装置のコンクリート基礎部の補強部を、コンクリート基礎部にタワーをアンカリングするためのアンカリング部材と共に準備し、その際に、補強部の部分、とりわけ補強バーを、前記アンカリング部材のウェブ部分にある貫通開口部を通して種々異なる高さで案内する工程と、
・前記アンカリング部材を前記コンクリート基礎部にアンカリングするために、当該コンクリート基礎部が打設注入され、硬化される工程と、を含む方法。
【請求項１３】
前記補強部の部分は、これらが材料によって取り囲まれ、これにより貫通開口部には接触しないように前記貫通開口部を通して案内される、ことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風力発電装置のタワーを基礎部にアンカリングするためのアンカリング部材（Verankerungsektion）に関する。さらに本発明は、風力発電装置のタワーの下部構造に関する。さらに本発明は、風力発電装置、および風力発電装置のタワーのアンカリング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現代の風力発電装置は、空気力学的なロータを備えるナセルを有する。ナセルはタワーの上に支持され、タワーは基礎部にアンカリングされ、基礎部により支持される。図６は、そのような風力発電装置を示す。昨今では、風力発電装置のタワーが１００ｍの高さを超えることができる。空気力学的ロータの直径も１００ｍを超えることができる。そのような風力発電装置のタワーは、通常、スチールおよび／またはプレストレストコンクリートから作製され、巨大な重量を有する。タワーの重量にはナセルの重量が加わる。ナセルは、ギヤレス型の風力発電装置の場合、直径１０ｍまたはそれ以上の発電機を有することができ、相応の重量を有する。この重量は、タワーの自重に加えて基礎部によって支持しなければならない。さらに風力発電装置の運転時には、巨大な風圧が空気力学的ロータを負荷する。この風圧は最終的にタワーを介して基礎部に導かれ、そこで傾斜トルクを引き起こし得る。
【０００３】
これら全ての負荷を、基礎部が損傷しないように、または損傷があっても可及的に小さく維持されるように、基礎部にあるタワーのアンカリングが受け止め、基礎部に導入しなければならない。
【０００４】
スチールタワーをアンカリングするために、アンカリング部材とも称することのできるスチール部材を基礎部に、すなわち基礎部のコンクリートに部分的に埋め込み、このアンカリング部材の上にタワーを固定することが公知である。したがってこのアンカリング部材の上にタワーの最下タワーセクションが固定される。
【０００５】
このようなアンカリング部材は、基本的に円形に湾曲したＴ字形支持体として地面の中に形成することができ、この支持体はＴの文字を基準にして逆さまにコンクリート打設される。したがってこのアンカリング部材は、規定どおりにアンカリングされる場合、その最下端部に、水平方向に周回するフランジ部分を有し（これがＴ字形支持体の名前の由来である）、発生する負荷はこのフランジ部分を介して基礎部に導入される。そしてこのアンカリング部材の一部分は、基礎部の表面を超えて、すなわちコンクリート表面を超えて突き出ている。この表面を超えて突き出た部分は、負荷を受け止めるために、周回するさらなる部分、とりわけフランジ部分を有し、これに前記下方タワーセクションが固定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＤＥ２０２０１０００５９６５Ｕ１
【特許文献２】ＷＯ２００８／０８７１８１Ａ１
【特許文献３】ＤＥ１０２２６９９６Ａ１
【特許文献４】ＷＯ２０１１／０２９９９４Ａ１
【特許文献５】ＤＥ２５４４６５７Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
アンカリングのこの実施形態で問題なのは、とりわけ水平方向に周回する下方フランジを介して導入される負荷が、基礎部の損傷を引き起こし得ることである。比喩的に言えば、アンカリング部材は、下方フランジの下にあるコンクリート基礎部の領域を、最悪の場合にはロート状に押し出す危険性がある。または少なくとも対応の破損箇所、破損領域またはクラック領域が基礎部に発生する危険性がある。ここでは特に、このような損傷が基礎部の下方領域に発生することが問題であり、そのため認識するのが困難である。加えて、クラック形成の場合には、水がクラックに、そして基礎部に浸入し、基礎部の損傷を増大し得るという問題がある。
【０００８】
同じように、傾斜力によって発生する引張負荷も、基礎部の上方領域において類似の局所的負荷を引き起こし得る。なぜならこの場合も、水平の下方フランジが集中的な負荷導入を引き起こし得るからである。運動が補強棒鋼に、基礎部上側にあるコンクリートに剥離を引き起こし得るように伝達され得ることも問題である。
【０００９】
ドイツ特許商標庁は、優先権出願において以下の従来技術を調査した。ＤＥ２０２０１０００５９６５Ｕ１、ＷＯ２００８／０８７１８１Ａ１、ＤＥ１０２２６９９６Ａ１、ＷＯ２０１１／０２９９９４Ａ１およびＤＥ２５４４６５７Ａ１。
【００１０】
したがって本発明の基礎とする課題は、風力発電装置のタワーのアンカリングを改善し、上記の問題を可及的に回避し、または軽減することである。とりわけアンカリングを改善し、基礎部の損傷を回避する解決策を提案すべきである。少なくとも代わりの解決策を提案すべきである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、請求項１によるアンカリング部材が提案される。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
このようなアンカリング部材は、風力発電装置のタワーを基礎部にアンカリングするために設けられている。アンカリング部材は、１つの支持部分と１つの基礎部分とを含む。支持部分は、タワーを支持するためにタワーセグメントを固定するよう準備されている。例えば支持部分は、タワーセクションを載置するための周回するフランジと、固定ネジを貫通するための孔部を有することができる。支持部分は、規定どおりに基礎部の上に配置される。
【００１３】
基礎部分は、基礎部、すなわち基礎部の対応のコンクリート塊にコンクリート打設するために設けられている。そのために基礎部分は、少なくとも１つのウェブ部分を有し、このウェブ部分は少なくとも部分的に基礎部にコンクリート打設される。ウェブ部分には複数の貫通開口部が設けられており、これらの貫通開口部に複数の補強バー（ないし補強棒材、Bewehrungsstaebe）または基礎部の補強部と同等のエレメント（複数）を貫通することができる。これら貫通開口部は、例えば円形に構成することができ、コンクリート打設の際に少なくとも部分的にコンクリートを受け入れるために設けられており、これにより垂直方向の力を基礎部に導入（ableiten）することができる。これ（この力導入）は開口部に配置された補強バーによって補強することができる。ここでは異なる高さに配置された複数の貫通開口部が設けられており、これにより負荷導入を有意に可及的に大きく分散することができる。とりわけ、これに関して可及的に大きな負荷を導入することができるように、可及的に均等に分散された多数の貫通開口部が設けられている。
【００１４】
好ましくは貫通開口部は、複数の、すなわち少なくとも２，３，４または５以上のとりわけ水平の列に配置されている。これにより多数の貫通開口部を均等に分散することができ、これによって可及的に均等な負荷導入が達成される。
【００１５】
このようにして負荷伝達をまさに均等に分散することができ、これにより、とりわけアンカリング部材の直接下方での、すなわちアンカリング部材の基礎部分の下方での局所的な最大負荷が回避される。これにより、局所的な最大負荷による損傷が防止される。したがってウェブ部分には異なる高さに、すなわち垂直方向の異なる位置に貫通開口部が配置されている。好ましくはこれら各貫通開口部を通して補強バーが案内され、対応してウェブ部分から基礎部の種々異なる面にある補強部への負荷伝達をも行うことができる。基本的に、可及的に均等な負荷伝達も保証するために、それぞれの開口部列においては貫通開口部の均等な分散が優先される。しかしながら、他の分散形式も基本的に考えられる。
【００１６】
一実施形態によれば、開口部列にそれぞれ異なる数の開口部を設け、これによりとりわけ剛性に応じた均等な負荷伝達を達成することが提案される。
【００１７】
好ましくはウェブ部分は、円筒ケーシングとして構成されている。これは、円形に周回する垂直のウェブ部分に対応する。基本的にこの形状でもまたは他の形状でも、円筒ケーシングのセグメントを１つだけを設けることができ、これにより例えば複数のセグメントが１つの完全に周回する円筒ケーシングに統合される。
【００１８】
ウェブ部分のこの垂直の構成、すなわち円筒ケーシングのこの構成は、水平に延在する補強バーと共に使用するのに特に有利である。この補強バーは、対応してウェブに対して横方向に延在することができ、ウェブ部分を通して貫通開口部の領域でそれぞれ横方向に案内することができる。これによりタワーからアンカリング部材を介して、基礎部の補強部への有利な負荷伝達が得られる。
【００１９】
ウェブ部分は、垂直の断面図を基準にして、ウェブ部分の周方向に対して横方向に軽く傾斜して設置することができ、これは円錐台ケーシングの形状につながる。したがってアンカリング部材を平面図で見て、円形の形状の使用が好ましい実施形態である。この点でこの円形の形状は、載置すべき下方タワーセグメントの形状に実質的に起因する。
【００２０】
支持部分がフランジとして構成されていると有利である。これにより、下方タワーセグメントをそのような支持部分またはフランジ部分の上に、場合により調整手段を使用して載置し、これに固定することができる。この点で支持部分は、固定フランジの意味で有利にはフランジとして構成されている。
【００２１】
さらにウェブ部分では、やはりフランジとして構成されることになるアンカリング部分等が、支持部分の反対側では回避されると有利である。この場合の負荷伝達は、もっぱらまたは実質的に貫通開口部を介して行われ、場合により貫通開口部を通して案内された補強部により支援される。別のアンカリング部分を介する負荷導入の集中化が回避される。
【００２２】
とりわけ従来のアンカリング部材のアンカリング部分、およびこれに結び付いた基礎部損傷の危険性を回避することができる。
【００２３】
有利にはアンカリング部材はスチール部材として設けられる。したがってこれは、スチール製の下方タワーセクションとの接続に、調整手段があろうとなかろうと適合する。
【００２４】
さらなる有利な一実施形態は、貫通開口部がそれぞれ実質的に卵形および／または楕円形に構成されており、規定どおりに垂直方向の配向を有することを提案する。したがってアンカリングが規定どおりに行われれば、貫通開口部は垂直方向に水平方向よりも大きな広がりを有する。これは実質的に楕円または卵形の形状により行うことができる。基本的に矩形または多角形の形状も考えられる。
【００２５】
貫通開口部のこの形状または他の形状に関しては、貫通開口部の寸法が、意図通りの適用事例のために、それぞれ１つの補強バーが開口部に接触しないよう貫通開口部案内され得るように選定されていると有利である。これにより、補強バーとアンカリング部材との間に直接的な接触は存在しない。負荷伝達は、アンカリング部材から、それぞれの補強バーと貫通開口部内のウェブ部分との間に配置された材料を介して行われる。この材料は例えば、基礎部のコンクリート塊のような注入材料とすることができる。したがって負荷伝達は、ウェブ部分から補強バーを取り囲むこの材料を介して補強バーへ、そしてそこからさらに基礎部へ、またはウェブ部分から直接、貫通開口部を介して基礎部へ行われる。貫通開口部の実質的に楕円または卵形の形状により、補強バーと開口部ないし開口部のエッジとの間に、垂直方向に比較的大きな間隔が得られる。対応してこの領域にはより多くの挿入材料が存在し、したがってこの挿入材料は垂直方向での負荷伝達に有利に作用するものである。
【００２６】
好ましくは貫通開口部は、８０ｍｍ超、好ましくは１００ｍｍ超、特に１１０ｍｍ超の平均直径を有する。この大きさによって、補強部ないし補強バーを貫通開口部に良好に通るように案内することができ、かつコンクリート塊のためのスペースも残ることが保証される。これに関し、補強スチールが約２５ｍｍ、場合によりそれ以下の直径を有することが前提とされる。この場合、平均直径が最大で３２ｍｍの粒径の砂利を含むコンクリートに対して、とりわけ使用するのに好ましいと提案される平均直径が約３２ｍｍの粒径に対して十分なスペースが残される。
【００２７】
卵形または楕円の貫通開口部は、小さな直径と大きな直径を有し、ここで小さな直径は５０〜９０ｍｍの範囲、とりわけ６０〜８０ｍｍの範囲であり、大きな直径は９０〜１３０ｍｍの範囲、とりわけ１００〜１１０ｍｍの範囲である。これにより貫通開口部による良好な負荷伝達が達成できる。
【００２８】
好ましくは貫通開口部は、柔軟性および／または可塑性の材料、とりわけ合成発泡材料により覆われている。これにより貫通開口部の縁部での可塑性を達成することができ、これはそこに発生する局所的な最大負荷を阻止する。
【００２９】
さらに風力発電装置のタワーをアンカリングするための風力発電装置の下部構造が提案される。この下部構造は、本発明のアンカリング部材を備えるコンクリート基礎部を提案する。したがってこのような下部構造は、スチール補強部を備える鉄筋コンクリート基礎部とアンカリング部材とを有している。この鉄筋コンクリートの補強部のバーは、少なくとも部分的に、アンカリング部材の貫通開口部を貫通し、これによりアンカリング部材から補強部を介して基礎部への負荷伝達が達成され、または少なくとも改善される。したがって基礎部とアンカリング部材とから成るこのような下部構造は、安定しており長持ちすることを約束し、可及的に均等な負荷伝達を保証する。これにより対応して、風力発電装置のタワーに対する安定した下部構造が形成される。
【００３０】
好ましくは下部構造は、支持部分、とりわけ水平に周回する固定フランジが、コンクリート基礎部に対して離間しているように構成されている。コンクリート基礎部のコンクリートが固まった後、すなわち硬化した後、実質的にコンクリートから成るコンクリート基礎部の固体表面が得られる。したがって支持部分は、この表面に対して間隔を有する。これは、アンカリング部材上での下方タワーセクションの固定に特に有利に作用する。
【００３１】
さらなる一実施形態による下部構造は、貫通開口部を通って伸張する補強部の部分、とりわけ補強バーが、貫通開口部内で充填材、とりわけコンクリートによって取り囲まれており、これによりこの部分と貫通開口部との接触が回避されることを特徴とする。
【００３２】
充填材によって補強バーとアンカリング部分との直接的な接触が回避される。これにより、アンカリング部材の基礎部分から補強バーへの直接的な力伝達が行われたならば発生することになる局所的な最大負荷が回避される。その他、電気的な理由からも、すなわちアンカリング部材と補強部との導電接続を回避するために、これらの直接的な接触を回避するのが有利であり得る。この場合の負荷伝達は、アンカリング部材から充填材を介してそれぞれの補強バーに間接的に行われる。
【００３３】
補強バーと貫通開口部との接触を回避するとは、補強バーが貫通開口部の縁部に接触せず、したがって補強バーがアンカリング部材に全く接触しないことであると理解される。
【００３４】
アンカリング部材の下方でのコンクリート基礎部への負荷伝達を阻止するために、好ましくはアンカリング部材の下方に圧縮可能な、とりわけ柔軟な材料が配置される。例えば圧縮可能な材料として発泡材料および／またはプラスチック材料を配置することが、２つだけの例を挙げるために提案される。
【００３５】
さらに、タワーが本発明のアンカリング部材によって下部構造の上に上記のようにアンカリングされたタワーを備える風力発電装置が提案される。したがってこのような風力発電装置は、アンカリング部材がアンカリングされた基礎部を有し、このアンカリング部材の上に風力発電装置のタワーが固定されている。
【００３６】
さらに風力発電装置のタワーのアンカリング方法が提案される。この方法は少なくとも、風力発電装置のコンクリート基礎部の補強部（ないし補強鉄骨、Bewehrung）を、コンクリート基礎部にタワーをアンカリングするためのアンカリング部材と共に準備し、その際に、補強部の部分、とりわけ補強バーを、アンカリング部材のウェブ部分にある貫通開口部を通して種々異なる高さで案内する工程と、アンカリング部材をコンクリート基礎部にアンカリングするために、コンクリート基礎部が注入（打設）され、硬化される工程とを含む。
【００３７】
このようにしてまず、風力発電装置のコンクリート基礎部の補強部が、アンカリング部材と共に準備される。したがって後で基礎部が配置されることになる堀削穴に補強部の網状構造（Geflecht）が準備される。さらにアンカリング部材が配置される。アンカリング部材は貫通開口部を有し、補強部はアンカリング部材と共に、補強部の補強バーがアンカリング部材の貫通開口部を貫通するように準備される。
【００３８】
次の工程で、コンクリート塊が、掘削穴内に配置された型枠内に打ち込まれ、補強部を完全に取り囲み、アンカリング部材を部分的、すなわちその基礎部分の領域で、および貫通開口部の領域でも取り囲む。最後にコンクリート塊は硬化しなければならない。
【００３９】
好ましくは補強部の部分は、これが貫通開口部には接触せず、充填材の注入の際に取り囲まれるように貫通開口部を通して案内される。
【００４０】
以下、本発明を実施例に基づき、添付図面を参照して例として説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】従来技術を説明するためのアンカリング部材の断面図である。
【図２】従来技術を説明するためのさらなるアンカリング部材の断面図である。
【図３】本発明の一実施形態によるアンカリング部材の一部斜視図である。
【図４】貫通開口部を貫通する補強バーの側面断面図である。
【図５】図４の貫通開口部を別の角度から見た概略図である。
【図６】風力発電装置の全体図である。
【実施例】
【００４２】
添付図面に基づく本発明の記述は、概略的な説明に用いられる。ここにおいて同じ参照符号を、類似のしかし同一ではないエレメントに対して、または類似のしかし同一には図示されていないエレメントに対して使用することができる。
【００４３】
図１は、基本的に公知のアンカリング部材１０１を側面から見た断面図に示し、このアンカリング部材１０１の一部はコンクリート基礎部１０２に埋め込まれている。コンクリート基礎部１０２は分かりやすくするためにハッチングしないで図示されている。アンカリング部材は、大部分がコンクリート打設されたウェブ部分１０４を有し、このウェブ部分の下側は、ほぼ水平に形成されたフランジ部分１０６をアンカリング部分として有する。上側には固定フランジ１０８が設けられており、この固定フランジに下部のタワーセクションを固定することができる。加えてアンカリング部材１０１はさらなる支持フランジ１１０を有し、この支持フランジは、圧力を基礎部１０２に導入するために、例として図示された平面１１２上に支持することができる。支持フランジ１１０は、図示のように同様にコンクリート基礎部１０２に埋め込むことができ、その上端面からコンクリートの上端面１１４、すなわちコンクリート基礎部の上端面１１４まで、例えば２０ｃｍの間隔をさらに有する。あるいは支持フランジ１１０は、直接コンクリート上側（上端面）の上にあり、この場合図示の平面１１２はコンクリートの上端面を示し、上端面１１４は省略される。
【００４４】
実質的に垂直方向に作用するアンカリング部材１０１への負荷は、もっぱらアンカリング部分１０６と支持フランジ１１０を介してコンクリート基礎部１０２に導入される。ここでは、アンカリング部分１０６と支持フランジ１１０の周囲のこれらの領域に局所的な最大負荷が発生する。例えば、アンカリング部分１０６において下方に作用する負荷−圧力Ｄは、このアンカリング部分からコンクリート基礎部１０２へ、このアンカリング部分１０６から力が、ほぼロート状にコンクリート基礎部１０２の下方領域に放射されるように導入することができる。対応して、このようなロート状の部分１１８が基礎部から剥がれたり、または少なくともその縁部に欠陥、破壊またはクラックが生じたりする危険性がある。このような潜在的な損傷領域１１８は、図１に分かりやすくするため破線で示してある。
【００４５】
同様に、アンカリング部材１０１に作用する引張負荷も、同様の局所的最大負荷および同様の損傷を引き起こし得、支持フランジの上部での破壊またはクラックの原因となり得る。
【００４６】
図２に示したさらなるアンカリング部材１０１は、アンカリング部分１０６と固定フランジ１０８を備えるウェブ部分１０４を有する。ウェブ部分１０４は部分的に、そしてアンカリング部分１０６は完全にコンクリート基礎部１０２に埋め込まれている。固定フランジ１０８とウェブ部分１０４の一部は、コンクリート基礎部１０２の上端面１１４から突き出ている。
【００４７】
さらに図２は、補強棒鋼（ないし鉄骨）１２２が貫通する貫通開口部１２０を示す。補強棒鋼１２２は、コンクリート基礎部１０２の補強部の一部であるが、補強部は図２にそれ以上図示されていない。
【００４８】
補強棒鋼は、水平方向の力を受け止めるために設けられている。アンカリング部材１０１に作用する引張負荷Ｚの場合、望ましくない負荷導入によって対応の負荷の一部が補強棒鋼１２２に伝達され得る。この補強棒鋼は、ここではこの断面図に図示されていない多数の補強棒鋼に対する代表である。生じる負荷は、補強棒鋼を介してコンクリート基礎部１０２に導入される。補強棒鋼１２２は、望ましくない垂直方向の負荷導入によって変形し、コンクリートを負荷するようになる。破線１２４は、このように変形した補強棒鋼を誇張して示すものである。したがってこれによっても、コンクリートの損傷がその上側（上端面）に発生し得る。
【００４９】
さらに図示の引張負荷Ｚが発生すると、負荷の一部がアンカリング部分１０６から上方へコンクリート基礎部１０２へと導入される。アンカリング部分１０６からのこのような力の導入が、図２には負荷の力線（矢印）１２６によって示されている。この負荷力線は、アンカリング部分１０６の上側から始まり、そこから破線で示す補強部、すなわち補強棒鋼１２２へ経過し、そしてそこから垂直方向に下方へ（折れて）基礎部に戻る。したがって一部には斜めに経過する方向（diagonal）の力が生じ、この部分に一部では集中的な力が作用する。この集中的な力は、望ましくない負荷の集中を引き起こし得る。
【００５０】
図３は、一実施形態によるアンカリング部材１の基本構造を示す。図３のアンカリング部材１は、多数の固定開口部３０を備える固定フランジ８を有する。ウェブ部分４は実質的にコンクリート基礎部２にコンクリート打設されており、その上端面１４が分かりやすくするために図示されている。ウェブ部分４のコンクリート打設された部分は多数の貫通開口部２０を有し、これらの貫通開口部を通してそれぞれ１つの補強バー２２が案内されている。補強バー２２は、差し込み補強部とも称することができ、コンクリート鋼から成る。図３には、孔部とも称することのできるいくつかの貫通開口部２０に補強バー２２が貫通された様子が図示されている。これから、負荷の導入は貫通開口部２０を介してもコンクリートに直接行うことができ、それぞれの補強バーを使用する（介する）必要のないことが分かる。同様に、各貫通開口部を１つの補強バー等または補強部の同等のエレメントが貫通するように実施形態を構成することもできる。図３の貫通開口部２０は、水平方向に延在する複数の列に配置されており、すなわち図示の実施形態では３列である。同時に、列ごとに配置することにより、貫通開口部が実質的に均等に分散されることも好ましい。これにより、アンカリング部材１から貫通開口部を介して、および場合によりまたは部分的に補強バー２２を介して基礎部２へ、負荷を可及的に均等に導入することができる。分散された多数の貫通開口部により、対応して負荷導入も分散され、これにより基礎部での負荷も分散され、負荷集中が回避され、とりわけそこから生じる損傷が回避される。
【００５１】
図４は、補強バー２２が貫通した貫通開口部２０の概略的拡大図である。この拡大図は、補強バー２２をウェブ部分４の貫通開口部２０内に、このウェブ部分４、すなわち貫通開口部２０の縁部に接触しないように配置すべできあることを示している。そのために補強バー２２は、貫通開口部２０内で充填材２８によって取り囲まれている。剪断力も含めて力を、ウェブ部分４の補強バー２２により、すなわちアンカリング部材１により受け止めることができる。その際に力は、専らウェブ部分４から間接的に充填材または中間材料を介して補強バーに伝達される。
【００５２】
図５は、貫通開口部２０の一実施形態を詳細に示す。貫通開口部２０は実質的に卵形の形状を有しており、その長手方向は、アンカリング部材が規定どおり使用される場合には垂直方向に延在している。断面図に示された貫通開口部２０には補強バー２２が配置されており、この補強バーは充填材２８によって取り囲まれている。貫通開口部２０が実質的に卵形の形状であるので、補強バー２２の上方と下方には、その側方よりも格段に多量の充填材が配置されている。この概略的な図示は、大きさの関係を分かりやすくするためのものであり、正確には再現されていないことに注意すべきである。とりわけ縮尺通りに図示すれば、補強バーの直径は、図５に示したものよりも格段に小さくなろう。
【００５３】
したがって風力発電装置用の基礎部の改善と、とりわけ費用の節約のためにも、一部を鉄筋コンクリート基礎部にコンクリート打設するためのとりわけアンカリング部材に係る解決策が提案される。この解決策により、アンカリング部材から基礎部への特に効率的で可及的に均等な力伝達が可能になる。
【００５４】
したがって負荷の伝達は、ウェブ部分から充填材を介して補強バーへ、そしてさらに基礎部へ、および／またはウェブ部分から貫通開口部の領域で基礎部へ直接行われる。充填材は、補強バーを取り囲み、コンクリートから作製することができる。したがって充填材は、コンクリート栓（Betonduebel）と称することもできる。
【００５５】
アンカリング部材１の下方でのコンクリート基礎部への負荷伝達を阻止するために、好ましくはアンカリング部材１の下方に、圧縮可能な、とりわけ柔軟な材料３００が配置される。例えば圧縮可能な材料３００として、発泡材料および／またはプラスチック材料を配置することが、２つだけの例を挙げるために提案される。
【符号の説明】
【００５６】
１，１０１  アンカリング部材
２，１０２  コンクリート基礎部
４，１０４  ウェブ部分
１０６  フランジ部分（アンカリング部分）
８，１０８  固定フランジ
１１０  支持フランジ
１１２  平面
１４，１１４  上端面
１１８  ロート状の部分（損傷領域）
１２０  貫通開口部
２２  補強バー
１２２  補強棒鋼（ないし鉄骨）
１２６  負荷力線
２０  貫通開口部
２８  充填材
３０  固定開口部
【図１】
2014534376.tif 000003
【図２】
2014534376.tif 000004
【図３】
2014534376.tif 000005
【図４】
2014534376.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年7月8日(2014.7.8)
【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】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
風力発電装置のタワーを基礎部にアンカリングするためのアンカリング部材であって、
・タワーセグメントを前記基礎部の上方に固定し、前記タワーを支持するための支持部分と、
・前記支持部分と固定的に結合されており、前記基礎部にコンクリート打設するための基礎部分とを有し、
前記基礎部分は少なくとも１つのウェブ部分を有し、該ウェブ部分は、異なる高さに配置された複数の貫通開口部を有し、該貫通開口部は、垂直方向の力を前記基礎部に導入し、かつ該貫通開口部に補強バーを貫通させるように構成された、アンカリング部材。
【請求項２】
前記貫通開口部は、開口部列としての複数の列に配置されており、少なくとも２つの開口部列が設けられている、ことを特徴とする請求項１記載のアンカリング部材。
【請求項３】
前記ウェブ部分は、円筒ケーシング、円錐台ケーシング、円筒ケーシングのセグメント、または円錐台ケーシングのセグメントとして構成されている、ことを特徴とする請求項１または２に記載のアンカリング部材。
【請求項４】
前記支持部分はフランジとして構成されており、および／または前記ウェブ部分は前記支持部分とは反対の側に向かって、フランジ無しで、および／または完全にもしくは部分的に周回する他の終端縁部無しで延在する、ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のアンカリング部材。
【請求項５】
当該アンカリング部材は、スチール部材として構成されている、ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のアンカリング部材。
【請求項６】
前記貫通開口部は、垂直に配向されて卵形および／または楕円形に構成されており、および／または８０ｍｍ超の平均直径を有する、ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のアンカリング部材。
【請求項７】
風力発電装置のタワーをアンカリングするための風力発電装置の下部構造であって、請求項１から６のいずれか一項に記載のアンカリング部材を備えるコンクリート基礎部を含む下部構造。
【請求項８】
前記コンクリート基礎部に埋め込まれた補強バーが、前記アンカリング部材の貫通開口部を通って延在しており、これにより前記アンカリング部材から前記補強バーを介して前記コンクリート基礎部への負荷伝達が行われる、ことを特徴とする請求項７に記載の下部構造。
【請求項９】
前記アンカリング部材の前記支持部分は、コンクリート基礎部に対して離間している、ことを特徴とする請求項７または８に記載の下部構造。
【請求項１０】
前記貫通開口部を通って延在する補強バーは、前記貫通開口部内で充填材料により取り囲まれている、ことを特徴とする請求項７から９のいずれか一項に記載の下部構造。
【請求項１１】
タワーが請求項１から６のいずれか一項に記載のアンカリング部材によって、請求項７から１０のいずれか一項に記載の下部構造にアンカリングされたタワーを備える風力発電装置。
【請求項１２】
風力発電装置のタワーをアンカリングするための方法であって、
・風力発電装置のコンクリート基礎部の補強部を、コンクリート基礎部にタワーをアンカリングするためのアンカリング部材と共に準備し、その際に、補強バーを、前記アンカリング部材のウェブ部分にある貫通開口部を通して種々異なる高さで案内する工程と、
・前記アンカリング部材を前記コンクリート基礎部にアンカリングするために、当該コンクリート基礎部が打設注入され、硬化される工程と、を含む方法。
【請求項１３】
前記補強バーは、これらが材料によって取り囲まれ、これにより貫通開口部には接触しないように前記貫通開口部を通して案内される、ことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明によれば、請求項１によるアンカリング部材が提案される。
すなわち本発明の第１の視点（形態１）によれば、風力発電装置のタワーを基礎部にアンカリングするためのアンカリング部材であって、・タワーセグメントを前記基礎部の上方に固定し、前記タワーを支持するための支持部分と、・前記支持部分と固定的に結合されており、前記基礎部にコンクリート打設するための基礎部分とを有し、前記基礎部分は少なくとも１つのウェブ部分を有し、該ウェブ部分は、異なる高さに配置された複数の貫通開口部を有し、該貫通開口部は、垂直方向の力を前記基礎部に導入し、かつ該貫通開口部に補強バーを貫通させるように構成された、アンカリング部材が提供される。
本発明の第２の視点（形態７）によれば、風力発電装置のタワーをアンカリングするための風力発電装置の下部構造であって、アンカリング部材を備えるコンクリート基礎部を含む下部構造が提供される。
本発明の第３の視点（形態１１）によれば、タワーがアンカリング部材によって、下部構造にアンカリングされたタワーを備える風力発電装置が提供される。
本発明の第４の始点（形態１２）によれば、風力発電装置のタワーをアンカリングするための方法であって、・風力発電装置のコンクリート基礎部の補強部を、コンクリート基礎部にタワーをアンカリングするためのアンカリング部材と共に準備し、その際に、補強部の部分、とりわけ補強バーを、前記アンカリング部材のウェブ部分にある貫通開口部を通して種々異なる高さで案内する工程と、・前記アンカリング部材を前記コンクリート基礎部にアンカリングするために、当該コンクリート基礎部が打設注入され、硬化される工程と、を含む方法が提供される。
本発明によれば以下の形態が可能である。
（形態１）風力発電装置のタワーを基礎部にアンカリングするためのアンカリング部材であって、・タワーセグメントを前記基礎部の上方に固定し、前記タワーを支持するための支持部分と、・前記支持部分と固定的に結合されており、前記基礎部にコンクリート打設するための基礎部分とを有し、前記基礎部分は少なくとも１つのウェブ部分を有し、該ウェブ部分は、異なる高さに配置された複数の貫通開口部を有し、該貫通開口部は、垂直方向の力を前記基礎部に導入し、かつ該貫通開口部に補強バーを貫通させるように構成された、アンカリング部材が提供される。
（形態２）前記貫通開口部は、開口部列としての複数の列に配置されており、少なくとも２つの開口部列が設けられていることが好ましい。
（形態３）前記ウェブ部分は、円筒ケーシング、円錐台ケーシング、円筒ケーシングのセグメント、または円錐台ケーシングのセグメントとして構成されていることが好ましい。
（形態４）前記支持部分はフランジとして構成されており、および／または前記ウェブ部分は前記支持部分とは反対の側に向かって、フランジ無しで、および／または完全にもしくは部分的に周回する他の終端縁部無しで延在することが好ましい。
（形態５）当該アンカリング部材は、スチール部材として構成されていることが好ましい。
（形態６）前記貫通開口部は、規定どおりに垂直に配向されて実質的に卵形および／または楕円形に構成されており、および／または８０ｍｍ超、好ましくは１００ｍｍ超、特に１１０ｍｍ超の平均直径を有することが好ましい。
（形態７）風力発電装置のタワーをアンカリングするための風力発電装置の下部構造であって、アンカリング部材を備えるコンクリート基礎部を含む下部構造が提供される。
（形態８）前記コンクリート基礎部に埋め込まれた補強部の部分、とりわけ補強バーが、前記アンカリング部材の貫通開口部を通って延在しており、これにより前記アンカリング部材から前記補強バーを介して前記コンクリート基礎部への負荷伝達が行われることが好ましい。
（形態９）前記アンカリング部材の前記支持部分は、コンクリート基礎部に対して離間していることが好ましい。
（形態１０）前記貫通開口部を通って延在する補強部の部分、とりわけ補強バーは、前記貫通開口部内で充填材料、とりわけコンクリートにより取り囲まれていることが好ましい。
（形態１１）タワーがアンカリング部材によって、下部構造にアンカリングされたタワーを備える風力発電装置が提供される。
（形態１２）風力発電装置のタワーをアンカリングするための方法であって、・風力発電装置のコンクリート基礎部の補強部を、コンクリート基礎部にタワーをアンカリングするためのアンカリング部材と共に準備し、その際に、補強部の部分、とりわけ補強バーを、前記アンカリング部材のウェブ部分にある貫通開口部を通して種々異なる高さで案内する工程と、・前記アンカリング部材を前記コンクリート基礎部にアンカリングするために、当該コンクリート基礎部が打設注入され、硬化される工程と、を含む方法が提供される。
（形態１３）前記補強部の部分は、これらが材料によって取り囲まれ、これにより貫通開口部には接触しないように前記貫通開口部を通して案内されることが好ましい。
【国際調査報告】
2014534376.tif 000009
2014534376.tif 000010
2014534376.tif 000011
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