(57)【要約】  本発明は、空気を風力発電プラントの支持構造体、特に、タワーの周に沿ってガイドするように構成された風力発電プラント用エアダクトである。本発明はまた、エアガイド付風力発電プラント、風力発電プラント用エアダクトを製造する方法、及び風力発電プラントにエアダクトを後付けする方法に関する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
風力発電プラントの支持構造体、特に、タワーの周に沿って空気をガイドするように構成された風力発電プラント用エアダクト。
【請求項２】
請求項１に記載のエアダクトにおいて、前記エアダクトは、前記支持構造体の内部、特にタワーの壁の内側に沿って配置されているエアダクト。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のエアダクトにおいて、複数のエアインレットをさらに備え、特に、前記エアインレットは、前記支持構造体の周の回りに実質的に等配されているエアダクト。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のエアダクトにおいて、前記エアダクトは、多角形断面形状であり、特に、２つの相対するＶ字形断面部分を有しているエアダクト。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載のエアダクトにおいて、１又は２以上の同等の又は等しいセグメントを備えているエアダクト。
【請求項６】
請求項５に記載のエアダクトにおいて、第１セットは、インレットを有している少なくとも１つの第１セグメントを備えており、及び／又は第２セットは、第１セグメント同士を互いに連結する少なくとも１つの第２セグメントを備えており、及び／又は第３セットは、実質的に竪型の管状のエアガイド構造体の内部にエアダクトを連結する、少なくとも１つの第３セグメントを備えているエアダクト。
【請求項７】
請求項１から５のいずれか１項に記載のエアダクトにおいて、インレットを備えた少なくとも１つの第１セグメント、及び／又は第１セグメント同士を互いに連結する少なくとも１つの第２セグメント、及び／又は実質的に竪型の管状のエアガイド構造体の内部にエアダクトを連結する、少なくとも１つの第３セグメントを備えているエアダクト。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載のエアダクトにおいて、タワーに対し、エアダクトを組み付けるための固定手段をさらに備え、前記固定手段は、エアダクトを支持するためのブレース又はフレームで構成されているエアダクト。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載のエアダクトにおいて、少なくとも２つのセグメントをさらに備え、その隣接セグメントは、フランジ端を有し、及び／又は隣接セグメント若しくは連続セグメントは、固定部材、特に隣接セグメント又は連続セグメントの外周端を取り囲む固定部材によって、互いに固定されるエアダクト。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項に記載のエアダクトにおいて、ベルトで構成されるエアダクトサスペンションをさらに備えているエアダクト。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１項に記載のエアダクトにおいて、前記エアダクト又は前記エアダクトのセグメントは、少なくともガラス繊維、プラスチック、及び／又はポリマーの少なくとも１つで形成されているエアダクト。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１項に記載のエアダクトを備えている風力発電プラント。
【請求項１３】
エアダクトを製造する方法において、１又は２以上のセグメント、特に少なくとも２つのセグメントが同様又は同一であるものを組み付けてエアダクトを製造するエアダクトを製造する方法。
【請求項１４】
風力発電プラントに請求項１から１１に記載のエアダクトを後付けする方法。
【請求項１５】
請求項１３又は１４に記載の方法において、前記エアダクトは、風力発電プラントのタワー内に組み付けられる方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風力発電プラント用のエアダクトに関し、風力発電プラントの支持構造体、特に、タワーの周に沿って空気をガイドできるように構成された風力発電プラント用のエアダクトに関する。本発明は、またエアガイドを有する風力発電プラント、並びに風力発電プラント用エアダクトを製造する方法及び風力発電プラントにエアダクトを後付けする方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
風力発電プラント用又はウィンドタービン用冷却システムは、当該技術においてよく知られている。風エネルギから電気エネルギへの変換が、当該風力発電プラントの種々の部品に熱を生じさせる。そのような熱を冷ますため、空気冷却システムが風力発電プラントに組み込まれる。
【０００３】
WO 2010/069954 A1は、閉じた空気冷却システムを備えたエアタービンを記載している。外気は、電気機器を塩分や湿度から守るため、ウィンドタービンに入り込まないようにされている。ウィンドタービンは、数々のプラットフォームに分割される。パイプラインは、ウィンドタービン部分の上方及び下方の間に導かれる。
【０００４】
他の熱を冷ます知られた解決策において、ウィンドタービンタワーの周囲にある空気をウィンドタワーの内部に導入するためのインレットがタワー壁の一部に形成される。ウィンドタービンタワーの周囲にある冷却空気は、タワー壁に形成されたインレットを介してタワー内に吸引される。この冷却空気は、余剰熱を吸収し、タワーから排出される。
【０００５】
EP 2 568 170 A1は、タワー壁部の内周に沿って空気をガイドするためのエアダクトを規定するタワー壁補強部材を備えたウィンドタービンを開示する。空気導入インレットを有するタワー壁部の内周を保持するタワー壁補強部材のために、１又は２以上のインレットによってもたらされる弱さにも拘わらず、ウィンドタービンタワーの安定性は、維持される。各インレットをフレーム支持することは不要であり、タワーの構築を容易にする。
【発明の概要】
【０００６】
本発明の目的は、先行技術の弱点を克服するエアダクトを提供することを目的としている。
【０００７】
本発明のある側面において、風力発電プラント用エアダクトが提供される。エアダクトは、風力発電プラントの支持構造体、特に、タワーの周に沿って空気をガイドするように構成されている。このエアダクトは、有利には、分離した部材として認識される、すなわち、本エアダクトは、風力発電プラントから分離される。換言すれば、本エアダクトは、風力発電プラントの支持構造体の壁と一体化されてはいない。このことは、エアダクト及び風力発電プラントの製造を簡素化する。
【０００８】
本エアダクトを、支持構造体の内部、特に、支持構造体の壁の内部に沿って、例えば、タワーの内部に配置することも可能である。
【０００９】
本エアダクトは、複数のエアインレットを備えることができる。エアダクトの本エアインレットは、エアダクト及び／又は支持構造体の一方の周の回りに沿って実質的に等しく配設されている。このことは、空気の分配を向上し、エアインレットを効果的なものとする。
【００１０】
本エアダクトは、多角形断面、特に、Ｖ型の断面部分を有する。このことは、エアダクト部分同士の固定を簡素化し、かつ適切で堅固な連結を許容する。
【００１１】
本エアダクトは、インレット（ノーズ／突起）を備えている少なくとも１つの第１セグメントを備えることができる。本エアダクトは、前記第１セグメント同士を連結する少なくとも１つの第２セグメントをさらに備えることができる。本エアダクトは、当該エアダクトを実質的に竪型の（例えば、管状）の内部エアガイド構造体内に連結するための、少なくとも１つの第３セグメントを備えることができる。内部エアガイド構造体のエアベントは、前記エアダクトと流体的に連通している。本エアダクト内を循環する空気の出口として機能する。
【００１２】
本エアダクトは、少なくとも１つの水滴セパレータ又はエアコンディショナを備えることができる。この側面では、風力発電プラントのエアガイドシステムに空気が入る前に、水及び／又はエアゾールが、当該空気から取り除かれる。
【００１３】
本エアダクトは、有利には、同様の又は等しい複数のセグメントで構成される１又は２以上のセットを有する。第１セットは、インレット（ノーズ／突起）を有している少なくとも１つの第１セグメントを備えていてもよい。第２セットは、第１セグメント同士を互いに連結する少なくとも１つの第２セグメントを備えていてもよい。第３セットは、実質的に竪型の管状のエアガイド構造体の内部にエアダクトを連結する、少なくとも１つの第３セグメントを備えていてもよい。同様の又は同一のセグメントを用いることは、製造を簡素化し、製造コストを低減する。
【００１４】
前記第３セグメントは、それが少なくとも１つの水滴セパレータ又はエアコンディショナを収容するように構成されることができる。この第３セグメントは、また、実質的に竪型の管状のエアガイド構造体への接続部分と反対向きに対称な２つのセクションを有していてもよい。
【００１５】
前記第３セグメントのこれら２つのセクションのそれぞれは、また、１つの水滴セパレータを収容していてもよい。
【００１６】
本エアダクトは、さらに、タワーに対し、エアダクトを組み付けるための固定手段を備えることができる。この固定手段は、当該エアダクトを支持するためのブレース又はフレームを構成するものであってもよい。
【００１７】
本エアダクトは、少なくとも２つのセグメント（又は上述のようにそれ以上）を備えることができる。さらに隣接セグメントは、面一になった端部を備えることができる。隣接セグメントは、対応するフランジ端を有することができる。隣接セグメント又は連続セグメントは、固定部材、特に隣接セグメント又は連続セグメントの外周端を取り囲む固定部材によって、互いに固定されることができる。このことで、セグメントを連結するのに単純で効果的な方法となる。
【００１８】
本エアダクトは、ベルトで構成されエアダクトサスペンションをさらに備えることができる。前記ベルトは、風力発電プラントの支持構造体の壁に固定される複数のブレースと連結されることができる。前記ベルトは、エアダクトの周囲に巻き付けられ、さらにブレースの上部ストラット及び下部ストラットの開口を通っていてもよい。このことで、エアダクトに弾性的でありつつ堅牢な懸架を提供する。
【００１９】
本エアダクト及び／又は本エアダクトのセグメントは、少なくとも１つのグラスファィバ、樹脂及び／又はポリマーで形成されることができる。このことで、鉄又は金属と比べ、重量を低減し、製造を容易なものにし、堅牢性及び耐久性を増し加える。
【００２０】
本発明は、ここに上述した側面及び実施形態に基づくエアダクトを備えた風力発電プラントの支持構造体を提供する。
【００２１】
本発明は、さらに、ここに上述した側面及び実施形態に基づくエアダクトを備えた風力発電プラントを提供する。
【００２２】
本発明は、また、上述した側面及び実施形態に基づくエアダクトを製造する方法を提供する。しかして、１又は２以上のセグメントのエアダクトが製造される（又は構成され、組み付けられる）。少なくとも、２つのセグメントが同等又は同一であることができる。
【００２３】
本発明は、さらに、ここに上述した側面及び実施形態に基づく風力発電プラントにエアダクトを後付けする方法を提供する。
【００２４】
既に言及した方法の有利な側面によれば、前記エアダクトは、風力発電プラントの内部に組み付けられることができる。このことで、エアダクト、特に、もしも風力発電プラントが本発明の上述した側面及び実施形態に基づくエアダクトが後付けされる場合に、搬送及び組み付けを簡素にする。
【００２５】
本発明は、また、上述した側面及び実施形態に基づくエアダクトを有する風力発電プラントを備えた風力発電ファーム又は風力発電パークを提供する。
【００２６】
本発明のさらなる側面及び特徴は、本発明の好ましい実施形態の以下の記載を添付の図面と参照することにより、確かなものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に基づく風力発電プラントの簡素化された概略である。
【図２】一実施形態に基づく風力発電プラント用のエアダクトの簡素化された概略図である。
【図３】一実施形態に基づく風力発電プラント用のエアダクトの簡略化した斜視図である。
【図４】風力発電プランのタワーに装着された、図３に示す前記エアダクトの簡素化された斜視図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｆ）は、一実施形態に基づくエアダクトの詳細の単純化した概要図である。
【図５Ｇ】一実施形態に基づくエアダクトの詳細の簡素化された概要図である。
【図６】（Ａ）（Ｂ）は、一実施形態に基づくエアダクト用の支持構成の簡素化された概要図である。
【図７】一実施形態に基づくエアダクトのセグメント用シーリングの簡素化された概要図である。
【図８】一実施形態に基づく風力発電プラント用のエアダクトの簡素化された斜視図である。
【図９】図８に示す実施形態に基づく風力発電プラント用のエアダクトに用いられる第３セグメントの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１は、本発明の一実施形態に基づく風力発電プラント１の簡素化された概略図である。風力発電プラント１は、海３の中の好適な基盤上に立脚する支持構造体２を備えている。例示のみとして、風力発電プラント１は、洋上風力発電機である。そのロータハブ４は、複数のロータブレード５を担持している。ナセル（図には見えない）が、支持構造体２の頂部に設けられている。ナセルは、例えば、タワーであってもよい。タワー２は、以下に説明する各側面及び各実施形態に基づくエアダクト（ここでは見えない）を備えることができる。
【００２９】
図２は、一実施形態に基づく風力発電プラント用のエアダクト６の簡素化された概略図である。このエアダクト６は、円形状に形成され、複数のセグメントによって構成される。第１セグメント１１、１２、１３、１４、１５、及び１６は、当該エアダクトの外周から突出するエアインレット１０を備えたセグメントである。これら第１セグメント１１−１６は、エアダクト６の周に沿って等配されている。前記第１セグメント１１−１６は、第２セグメント２１、２２、２３、２４、及び２５によって連結されている。第１セグメント１４及び１５のみが、エアベント７を備えた第３セグメント３１によって連結されている。
【００３０】
エアダクト６は、風力発電プラントの支持構造体（例えばタワー）に装着可能な分離した構成品である。エアダクト６は、風力発電プラントの支持構造体の壁と一体化されてはいない。
【００３１】
エアダクト６は、第１のタイプ（第１セグメント１１−１６）からなる第１のセグメント、第２のタイプ（第２セグメント２１−２５）からなる２つのセグメント、及び第３のタイプからなる１つのセグメントを備えている。従って、第１セグメント１１−１６の第１セットと、第２セグメント２１−２５の第２セットと、単一の第３セグメント３１の第３セットとがある。
【００３２】
図３は、一実施形態に基づく風力発電プラント用のエアダクト６の簡略化した斜視図である。このエアダクト６は、基本的には、図２に示したものと同様である。エアダクト６は、風力発電プラントの支持構造体（タワー）に水平に固定されるように構成されている。さらに、第３セグメント３１のエアベント７に連結されるガイド部材８が設けられている。エアガイド部材８は、下向きにしかも風力発電プラントの支持構造体の内部に延びている。
【００３３】
図４は、図３に示す前記エアダクト６の簡素化された斜視図であり、ここでは風力発電プラントのタワーに装着されている。このエアダクト６は、水平な姿勢であり、タワー２の壁９の内側に配置されている。エアダクト６は、風力発電プラントの壁９の内側（周に沿って）に沿って延びている。エアダクト６の複数のノーズ１０は、当該エアダクト６から外側に突出しており、タワー２の壁を通って延びている。エアガイド部材８は、タワー２の下側に延びている。エアダクト６がタワー２の壁９と一体化されていないことは、明らかである。このことで、エアダクト６を風力発電プラントに後付けすることができ、概して風力発電プラントの組み付けを単純化することができる。もしもエアダクト６が複数のセグメント、特に、複数の同等又は同一のセグメントで構成されている場合、エアダクト６の製造及びエアダクト６のタワー２への装着は、特に単純化される。
【００３４】
エアダクト６は、風力発電プラントの壁９の内側に固定されている複数のブレース４１によって支持されている。ブレース４１は、エアダクト６に沿って、多少等配されることができる。
【００３５】
図５（Ａ）から図５（Ｆ）は、一実施形態に基づくエアダクト６の詳細の単純化した概要図である。
【００３６】
図５（Ａ）は、エアダクト６の第１セグメント、第２セグメント、第３セグメントのいずれでもよいセグメント５１の端部を示す。この端部は、フランジ５３を有する。
【００３７】
図５（Ｂ）は、２つの隣接セグメント５１、５２のフランジ端を示し、これらは、例えば、第１セグメントと第２セグメント、又は第１セグメント第３セグメントである。２つのセグメント５１、５２は、互いに面一に連結される。２つの隣接セグメント５１、５２のフランジは、互いに突き合わされている。図５（Ｃ）は、固定部材５４を示している。同固定部材は、２つの隣接セグメント５１、５２を覆い、それによって、これら２つの隣接セグメント５１、５２を面一にしている。固定部材５４は、エアダクト６の隣接セグメントを互いに保持している。
【００３８】
図５（Ｄ）は、図５（Ｄ）に示した固定部材５４を通るセグメント５１、５２の断面を示している。各セグメントは、第１セグメント、第２セグメント、又は第３セグメントであってもよい。これらセグメントの断面は、Ｖ字形部分５５、５６を反対向きに有している。固定部材５４を２つの隣接セグメント５１、５２の終端回りに張力を付与し、締結するために、２つのロック５７、５８が固定部材５４に設けられている。
【００３９】
図５（Ｅ）は、図５（Ｄ）に示すロック５７、５８の何れか１つを示す。このロックは、固定部材５４の張力を増加させるための張力ねじを備えている。
【００４０】
図５（Ｆ）は、固定部材５４の形状を示す断面図を示す。固定部材の断面形状は、（図５（Ｇ）に示すように）２つの隣接セグメントのフランジとともに、ガスケットに対して押圧されるように設計されている。固定部材５４は、基本的には、２つの部材を備えている。１つは、フラット部分５４−１であり、もう１つは、前記フラット部分５４−１から延びる２つのフランジ５４−２及び５４−３を有する台形部分である。フランジ５４−２及び５４−３は、ひとたび固定部材５４が配置され、２つの隣接セグメント５１、５２のフランジ回りに縛り付けられる際に、より高い圧力を供するため、外側に延びている。本実施形態では、フランジ５４−２とフランジ５４−３との間の角度は、約４０°である。
【００４１】
図５（Ｇ）は、図５（Ｆ）の断面図及びガスケット５９を示す。このガスケット５９は、隣接セグメント５１、５２のフランジ間に復元部材を加え、締結目的のために台形形状に形成された固定部材５４で締結された構造とするため、弾性素材（例えば、発泡材、又はゴム）とされている。既述したように、固定部材５４は、基本的には、２つの部材を備えている。１つは、フラット部分５４−１であり、もう１つは、前記フラット部分５４−１から４０°の相対角度で延びる２つのフランジ５４−２及び５４−３を有する台形部分である。フランジ５４−２及び５４−３は、ひとたび固定部材５４が配置され、２つの隣接セグメント５１、５２のフランジ回りに縛り付けられる際に、より高い圧力を供するため、外側に折れ曲がっている。
【００４２】
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、一実施形態に基づくエアダクト６用の支持構成の簡素化された概要図である。２つの支持ブレース４１が設けられている。支持ブレース４１のそれぞれは、上部ストラット６１、下部ストラット６３、並びに上部及び下部ストラット６１、６３を連結する中央ストラット６２を有している。上部ストラット６１と下部ストラット６３とは、風力発電プラントのタワーの内壁からエアダクト６、セグメント２５、１１を越えて延びている。中央ストラット６２は、風力発電プラントの壁の内側に沿って垂直に延びている。ブレース４１を風力発電プラントのタワーの壁の内側に固定するためにねじ６４又はボルトを用いることができる。第１開口６７−１が上部ストラット６１に、第２開口６７−２が上部ストラット６１に、並びに第１開口６７−３が下部ストラット６３に、及び第２開口６７−４が下部ストラット６４に設けられている。エアダクトを支持ブレース４１で支持するために、ベルトなど（ここでは示していない）を上部ストラット６１の第１開口６７−１を通し、次いでエアダクト６セグメントの下側に巻き付け、上部ストラット６２の第２開口６７−２に延びてこれを通り、さらに、下部ストラット６３の第１開口６７−３を挿通してエアダクト６セグメントの上側に巻き付け、次いで下部ストラット６３の第２開口６４を挿通するよう延びることができる。
【００４３】
図６（Ｂ）は、ブレース４１内のエアダクト６のサスペンションの簡素化された概要図である。ベルト６５を、ブレース４１、特に、ブレース４１の上部ストラット６１及び下部ストラット６３に形成した開口６７を通してエアダクト６の周囲に巻き付けることができる。ベルト６５は、上部ストラット６１の第１開口６７−１を通り、次いでエアダクト６セグメントの下側に巻き付き、上部ストラット６１の第２開口６７−２に延びて通り、次いで下部ストラット６３の第１開口６７−３を挿通し、エアダクト６セグメントの上側に巻き付き、次いで、下部ストラット６３の第２開口６７−４に挿通するよう延ばすことができる。ロック装置６７は、ベルトの端部を連結し、締結するために用いられてもよい。ブレース４１及びベルト６５を用いたこの種のサスペンションは、エアダクト６に沿わせることができ、等しく及び／又は荷重の配分に応じて配置させてもよい。
【００４４】
図７は、一実施形態に基づくエアダクトのセグメント用シーリング７１の簡素化された概要図である。このシーリング７１は、セグメント１１の前記インレット部１０を取り囲み、風力発電プラントのタワーの壁の内側とエアダクト６との間にある。このことで、水その他に対し、堅固で堅牢な保護をもたらす。
【００４５】
図８は、一実施形態に基づく風力発電プラント用のエアダクト６の簡素化された斜視図である。この実施形態において、第３セグメント３１は、（既述したように実質的に）内部に少なくとも１つの水滴セパレータ又はエアコンディショナ（図示せず）を収容するように構成されることができる。この第３セグメント３１は、また、実質的に竪型管状のエアガイド構造体（エアガイド部材８）への接続部分とは反対向きに対称なセクション３１−１及び３１−２を有していてもよい。第３セグメント３１のこれら２つのセクション３１−１及び３１−２のそれぞれは、また、１つの水滴セパレータ又はエアコンディショナを収容していてもよい。図８に示すように、エアダクト６は、ベルトに替えて、チェーン８１のようなものによって連結されていてもよい。チェーン８１は、また、フック又は他の固定手段によって、エアダクト６のセグメントに対し直接接続されていてもよい。本発明の該第３セグメント３１を図９に示す。
【００４６】
図９は、図８に示す実施形態に基づく風力発電プラント用のエアダクト６に用いられる第３セグメント３１の斜視図である。この実施形態において、第３セグメント３１は、実質的に竪型管状のエアガイド構造体（エアガイド部材８）への接続部分とは反対向きに対称な２つのセクション３１−１及び３１−２を備える。第３セグメント３１のこれら２つのセクション３１−１及び３１−２のそれぞれは、また、１つの水滴セパレータ又はエアコンディショナを収容していてもよい。この構成は、風力発電プラントのエアガイド部材８に空気が入る前に、水及び／又はエアゾールを当該空気から取り除く。
【００４７】
一般に、エアダクトの各（第１、第２、第３他）セグメントは、空気がこれらセグメント及びエアガイド部材８を通ることができるように、これらが互いに、しかも他のエアガイド部品（例えば、エアガイド構造体８）と流体的に連通して連結される。
【００４８】
本発明のある側面では、エアダクトは、風力発電プラントのタワー内に組み付けられていてもよい。
【００４９】
本発明は、上述の通り詳細な実施形態とともに説明されたが、本発明は、これらの実施形態に限定されないし、クレームされた本発明の範囲にある当業者にとってさらなる変形例が生じることは、疑うべくもない。
【図１】
2017511441.tif 000003
【図２】
2017511441.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図５Ｇ】
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【図６】
2017511441.tif 000009
【図７】
2017511441.tif 000010
【図８】
2017511441.tif 000011
【図９】
2017511441.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成28年12月16日(2016.12.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2017511441.tif 000013
【国際調査報告】
2017511441.tif 000014
2017511441.tif 000015
2017511441.tif 000016