(57)【要約】【課題】風力エネルギータービン（１０）のタワー（２０）内に構成要素を組み立てるためのシステムが提供される。【解決手段】本システムは、第１のプラットフォーム（１００）と、第２のプラットフォーム（２００）と、第１のプラットフォームから延びる少なくとも１つのコネクタ（１５０）とを含む。少なくとも１つのコネクタは、剪断ブロック（１５４）と、該剪断ブロックに移動可能に結合され且つ前記剪断ブロックに対して移動可能なキャップ（１５６）とを含む。本システムは更に、第２のプラットフォームの表面内に形成された少なくとも１つの開口を含む。少なくとも１つの開口は、少なくとも１つのコネクタの一部を受けて、キャップが結合位置（１５８）から係止位置（１６０）に移動したときに第１のプラットフォームを第２のプラットフォームに結合するように構成される。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
風力エネルギータービン（１０）のタワー（２０）内に構成要素を組み立てるためのシステムであって、
第１のプラットフォーム（１００）と、
第２のプラットフォーム（２００）と、
剪断ブロック（１５４）と、該剪断ブロックに移動可能に結合され且つ前記剪断ブロックに対して移動可能なキャップ（１５６）とを含む、前記第１のプラットフォームから延びた少なくとも１つのコネクタ（１５０）と、
前記第２のプラットフォームの表面（２０６）内に形成された少なくとも１つの開口（２０４）と、
を備え、
前記少なくとも１つの開口が、前記少なくとも１つのコネクタの一部を受けるように構成され、前記キャップが結合位置（１５８）から係止位置（１６０）に移動したときに前記第１のプラットフォーム
を前記第２のプラットフォームに結合するようにする、
システム。
【請求項２】
前記第１のプラットフォーム（１００）が第１のフレーム（１０２）を含む、
請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第１のフレーム（１０２）が、実質的に垂直方向に配置された複数の支持体（１０４）を含み、前記少なくとも１つのコネクタ（１５０）が前記複数の支持体の１つの端部から延びる、
請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記少なくとも１つのコネクタ（１５０）が前記第１のプラットフォーム（１００）に溶接される、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項５】
前記第１のプラットフォームが前記第２のプラットフォームに結合された後に、前記第１のプラットフォーム（１００）及び前記第２のプラットフォーム（２００）に結合されるように構成された外側壁（７００）を更に備える、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項６】
少なくとも１つの動作構成要素が、前記第１のプラットフォーム（１００）及び前記第２のプラットフォーム（２００）の少なくとも１つの上に配置されている、
請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記第１の梯子セクションが前記第１のプラットフォーム（１００）上に位置付けられ、前記第２の梯子セクションが前記第２のプラットフォーム（２００）上に位置付けられ、前記第１の梯子セクションは、前記第１のプラットフォームが前記第２のプラットフォームに結合されたときに前記第２の梯子セクションと整列するように構成される、
請求項１乃至６のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項８】
風力エネルギータービン（１０）のタワー（２０）用のプラットフォーム（１００）であって、
前記プラットフォームから延びる少なくとも１つのコネクタ（１５０）を備え、
前記少なくとも１つのコネクタが、剪断ブロック（１５４）と、該剪断ブロックに移動可能に結合され且つ前記剪断ブロックに対して移動可能なキャップ（１５６）とを含み、前記少なくとも１つのコネクタの一部が、前記プラットフォームに垂直方向に隣接して位置付けられる構造要素の表面（２０６）内に形成された開口（２０４）に受けられるように構成され、前記プラットフォームは、前記キャップの一部が前記開口内に受けられ且つ前記キャップが結合位置（１５８）から係止位置（１６０）に移動したときに前記構造要素に結合されるように構成されている、
プラットフォーム（１００）。
【請求項９】
第１のフレーム（１０２）を更に備える、
請求項８に記載のプラットフォーム（１００）。
【請求項１０】
前記第１のフレーム（１０２）が、垂直方向に実質的に配置された複数の支持体（１０４）と、前記複数の支持体（１０４）の１つの端部から延びた少なくとも１つのコネクタ（１５０）とを含む、
請求項９に記載のプラットフォーム（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の分野は、一般に風力タービンで使用されるタワーに関し、より具体的には風力タービンタワーで使用されるプラットフォームを組み立てる方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
最新の高性能風力エネルギータービンは、多くの場合、管状のタワーを含み、風力エネルギータービンの様々な動作構成要素がタワーの内部及びその底部に配置されている。このような構成要素又はユニットは、電気エネルギーを風力タービンから電力網に伝送するのに必要な周波数変換器、変圧器、及び／又は制御システムを含むことができる。少なくとも一部の公知のタワーでは、構成要素及びユニットへのアクセスは、タワーの壁に配置されたタワードアを介して行うことができる。従来、こうした構成要素及びユニットの設置及びメンテナンスでは、タワードアを通してタワー内に持ち込むことが必要であった。従って、個々のユニット及び構成要素又は部品のサイズは、ドア開口のサイズにより制限されていた。
【０００３】
このような構成要素の組み立て及び取り付けは時間のかかる作業となる可能性がある。例えば、少なくとも一部の公知の組み立て方法では、タワーの支持構造体の形成後、少なくとも１つの電力モジュールのような風力エネルギータービンの少なくとも１つの動作構成要素が支持構造体に結合され、その後、タワーの最も下のセグメントが予め取り付けられたモジュールの上に配置される。しかしながら、この組み立て手順では、タワーセグメントを支持構造体上に降ろす際に予め取り付けられているモジュールを損傷しないようにする注意及び配慮が必要となる。他の公知の組み立て方法では、予め構成されている動作構成要素を含むプラットフォームは、プラットフォームを支持する種々の高さで内壁上に支持要素を含む管状タワーセクション内に降ろされる。改善されてはいるが、この組み立て方法では、プラットフォームを管状タワーセクション内に降ろす際に予め構成されているプラットフォームに損傷を与えないようにする注意及び配慮が依然として必要とされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第６，３５７，５４９号公報
【特許文献２】米国特許第７，２９６，９７４号公報
【特許文献３】米国特許公開２００２／００８４１４２公報
【特許文献４】米国特許公開２００７／０００６５４１公報
【特許文献５】米国特許公開２００７／０００７０７４公報
【特許文献６】米国特許公開２００７／００５６８０１公報
【特許文献７】米国特許公開２００７／００９５００８公報
【特許文献８】米国特許公開２００７／０１０７３６６公報
【特許文献９】米国特許公開２００７／０１２５０３７公報
【特許文献１０】米国特許公開２００７／０２９０４２６公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
１つの態様において、風力エネルギータービンのタワー内に構成要素を組み立てるためのシステムが提供される。本システムは、第１のプラットフォームと、第２のプラットフォームと、第１のプラットフォームから延びる少なくとも１つのコネクタとを含む。少なくとも１つのコネクタは、剪断ブロックと、該剪断ブロックに移動可能に結合され且つ前記剪断ブロックに対して移動可能なキャップとを含む。第２のプラットフォームの表面内に少なくとも１つの開口が形成され、少なくとも１つの開口は、少なくとも１つのコネクタの一部を受けて、キャップが結合位置から係止位置に移動したときに第１のプラットフォームを第２のプラットフォームに結合するように構成される。
【０００６】
別の態様において、風力エネルギータービンのタワー内に構成要素を組み立てるための方法が提供される。本方法は、剪断ブロックと、該剪断ブロックに移動可能に結合され且つ前記剪断ブロックに対して移動可能なキャップとを含む少なくとも１つのコネクタを第１のプラットフォームから延ばす段階を含む。本方法は更に、第２のプラットフォームの表面内に少なくとも１つのコネクタの一部を受けるように構成した少なくとも１つの開口を形成する段階を含む。本方法は更に、
第１のプラットフォーム及び第２のプラットフォームを位置付ける結合位置にキャップを移動させ、少なくとも１つの開口が少なくとも１つのコネクタの一部を受けるようにする段階と、第１のプラットフォームが第２のプラットフォームに結合されるように、係止位置にキャップを移動させる段階とを含む。
【０００７】
更に別の態様では、風力エネルギータービンのタワー用のプラットフォームが提供される。プラットフォームは、プラットフォームから延びる少なくとも１つのコネクタを含む。少なくとも１つのコネクタが、剪断ブロックと、該剪断ブロックに移動可能に結合され且つ剪断ブロックに対して移動可能なキャップとを含む。少なくとも１つのコネクタの一部が、プラットフォームに垂直方向に隣接して位置付けられる構造要素の表面内に形成された開口に受けられるように構成される。プラットフォームは、キャップの一部が前記開口内に受けられ且つキャップが結合位置から係止位置に移動したときに構造要素に結合されるように構成される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】例示的な風力タービンの概略図。
【図２】図１に示す風力タービンで使用する例示的なプラットフォームの図。
【図３】図２に示すプラットフォームで使用する例示的なコネクタの図。
【図４】図２に示すプラットフォームで使用する例示的なコネクタの別の向きを示す図。
【図５】組み立てのために位置付けられた２つの例示的なプラットフォームの図。
【図６】組み立てられた向きでの４つの例示的なプラットフォームを示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、タワー２０と、タワー２０の上部に取り付けられたナセル３０と、ナセル３０に取り付けられたロータハブ４０とを含む例示的な風力タービン１０を示している。ロータブレード５０は、ロータハブ４０に取り付けられ、風から機械的力を抽出するようにする。
【００１０】
図２は、本発明の実施形態によるタワー２０と共に用いることができる例示的なプラットフォーム１００を示している。例示的な実施形態において、プラットフォーム１００は構造フレーム１０２を含み、該構造フレームは、実質的に垂直な部材１０４と、実質的に水平な部材１０６とを含む。１つの実施形態において、垂直部材１０４及び水平部材１０６は鋼製梁である。例示的な実施形態において、部材１０４及び１０６が組み立てられて、各側部で約３ｍ長さのフレーム１０２の略球状構造体を形成する。或いは、フレーム１０２には、本明細書で記載される機能を果たすことが可能となるあらゆる形状及び寸法を用いることができる。例えば、代替の実施形態では、フレーム１０２は、フレーム１０２に対する安定化及び構造上の支持を提供することができる対角支持部材及び／又は他の部材を含むことができる。フロア１０８がフレーム１０２に結合されて、限定ではないが、風力エネルギータービン１０（図１に示す）から電力網に電力を供給するのに用いられる周波数変換器１３０、変圧器１３２、及び／又はコントローラ１３４など、風力エネルギータービン用の様々な動作構成要素又はユニットを支持するようにする。
【００１１】
例示的な実施形態において、コネクタ１５０がプラットフォーム１００から延びる。例示的な実施形態では、２つのコネクタ１５０だけが各垂直部材１０４の上部に図示されている。或いは、２つよりも多いか又は少ないコネクタ１５０が各垂直部材１０４の上部から延びることもできる。コネクタ１５０は、タワー２０内でプラットフォーム１００に隣接して実質的に垂直に位置付けられる別の構造的要素にプラットフォーム１００を確実に結合する。代替の実施形態では、コネクタ１５０は、隣接する構造要素との十分な構造的完全性の提供を可能にするフレーム１０２又はプラットフォーム１００上のいずれかの位置に配置することができる。
【００１２】
図３及び４は、コネクタ１５０の例示的な実施形態を示している。例示的な実施形態において、各コネクタ１５０は、垂直部材１０４に取り付けるためのベース１５２と、ベース１５２に取り付けられる剪断ブロック１５４とを含む。例示的な実施形態において、ベース１５２は垂直部材１０４に溶接され、剪断ブロック１５４はベース１５２に溶接される。或いは、他の公知の方法を用いて、ベース１５２を垂直部材１０４に結合し、剪断ブロック１５４をベース１５２に結合してもよい。例示的な実施形態における各コネクタ１５０はまた、剪断ブロック１５４に移動可能に結合されるキャップ１５６を含む。例示的な実施形態において、キャップ１５６は、剪断ブロック１５４及びキャップ１５６の中心を貫通して延びる垂直軸の周りに回転することができる。詳細には、例示的な実施形態において、キャップ１５６は結合位置１５８まで回転することができ、ここでは、図３に示すようにＸ−Ｙ平面内のキャップ１５６の断面がＸ−Ｙ平面内の剪断ブロック１５４の断面と実質的に整列する。キャップ１５６はまた、係止位置１６０まで回転することができ、ここでは、図４に示すようにＸ−Ｙ平面内のキャップ１５６の断面がＸ−Ｙ平面内の剪断ブロック１５４の断面と実質的に整合していない。代替の実施形態では、キャップ１５６は、例えば結合位置１５８から係止位置１６０まで剪断ブロック１５４に対して摺動することができる。
【００１３】
図５は、プラットフォーム１００を第２のプラットフォーム２００に結合するためのコネクタ１５０の使用を示している。例示的な実施形態において、プラットフォーム２００は、限定ではないが、周波数変換器１３０、変圧器１３２、及び／又はコントローラ１３４（各々図２に示される）など、風力エネルギータービン１０用の追加の動作構成要素又はユニットを収容する。或いは、プラットフォーム２００は、例えば、プラットフォーム１００の上に配置されたナセル３０（図１に示す）の構造構成要素、又はプラットフォーム２００がプラットフォーム１００の下に位置付けられるようになるタワー２０（図１に示す）の係止ベース（この場合、ケースコネクタ１５０はプラットフォーム１００の下部表面から延びることができる）とすることができる。
【００１４】
例示的な実施形態において、プラットフォーム２００の下部レッグ部２０２は、組み立てるためにプラットフォーム１００の実質的に隣接し且つその上に位置決めされる。下部レッグ部２０２の表面２０６には、少なくとも１つの開口２０４が形成される。各開口２０４は、組み立てのためプラットフォーム２００及びプラットフォーム１００が位置決めされたときにコネクタ１５０の一部を受けるようなサイズ及び向きにされる。詳細には、コネクタキャップ１５６が結合位置１５８にあるときには、開口２０４はコネクタ１５０の一部を受けることができる。コネクタ１５０が開口２０４内に位置決めされると、キャップ１５６は係止位置１６０に移動され、従って、コネクタ１５０が開口２０４から抜け出るのが実質的に阻止されるようになる。結果として、キャップ１５６が係止位置１６０にあるときには、プラットフォーム１００はラットフォーム２００に確実に結合される。
【００１５】
より具体的には、例示的な実施形態において、各キャップ１５６は、組み立ての前には結合位置１５８にあり、ここでは各キャップ１５６の断面が、図３に示すように対応する剪断ブロック１５４の断面と実質的に整列している。各開口２０４は、結合位置１５８にあるときには剪断ブロック１５４及びキャップ１５６を受けるようなサイズ及び向きにされ、各開口２０４が各コネクタ１５０の一部を受けることができるようになる。例示的な実施形態において、結合位置にあるときには、各キャップ１５６は、開口２０４を通って延び、該開口２０４は剪断ブロック１５４の一部を受ける。剪断ブロック１５４の一部が各開口２０４内に受けられると、各キャップ１５６は係止位置１６０に移動され、ここではキャップ１５６の断面は、図４に示すように剪断ブロック１５４の断面と整列していない。係止位置１６０では、キャップ１５６の断面は、もはや開口２０４とは整列しておらず、キャップ１５６が開口２０４を通って抜け出るのが阻止される。結果として、キャップ１５６の係止位置１６０への移動により、プラットフォーム１００がプラットフォーム２００に確実に結合されることになる。例示的な実施形態において、キャップ１５６は、開口２０４を完全に貫通して延びる。代替の実施形態では、開口２０４は、キャップ１５６の一部分が開口２０４内に受けられているときだけ、係止位置１６０にキャップ１５６が移動可能になるような形状を有することができる。
【００１６】
図６は、４つのプラットフォーム３００、４００、５００、及び６００が本発明に従って組み立てられた例示的な実施形態を示している。例示的な実施形態において、単一のプラットフォーム４００は、下側隣接プラットフォーム３００に結合するための両方の開口２０４（可視でない）と、上側隣接プラットフォーム５００に結合するためのコネクタ１５０（可視でない）とを含む。プラットフォーム４００、５００、及び６００のような隣接プラットフォームは、例えば、プラットフォームが結合されたときに、整列して種々のプラットフォームにアクセスするための単一の昇降梯子経路を形成する梯子セクション４０２、５０２及び６０２など、従来の特徴部を付加的に含むことができる。加えて、外側タワー壁７００は、プラットフォーム３００、４００、５００、及び６００に取り付けることができる。
【００１７】
本発明の実施形態により提供されるプラットフォーム及びコネクタの構造及び設計は、動作構成要素がプラットフォームをタワー内に組み立てる前にプラットフォーム上に予組立できる点で有利であり、これにより、構成要素をタワー内に設置するときに動作構成要素に対する損傷のリスクを低減することが可能になる。加えて、本発明の実施形態により提供されたプラットフォーム及びコネクタの使用により、ボルト及びナットなどの従来の締結具を使用するのに要求される厳しい製造公差の軽減が可能になり、これによりプラットフォームの製造コストの低減が可能になる。更に、本発明の実施形態により提供されたプラットフォーム及びコネクタの使用により、地上からおよそ１０メートルの高さでの現場敷設中にプラットフォームを固定することが必要とされる時間の短縮が可能になる。
【００１８】
図２〜５に図示したプラットフォーム１００及び２００並びにコネクタ１５０及び開口２０４、更に図６で図示されたプラットフォーム３００、４００、５００、及び６００の特定の構成及び形状は、必ずしも本発明に従う必要はない点に留意されたい。本発明では、移動可能なキャップなどを備えたある種のコネクタと、キャップが結合位置にあるときにコネクタの一部を受ける開口とを使用して、キャップが係止位置にあるときに隣接プラットフォームを垂直方向に結合するようにコネクタを保持する。
【００１９】
本発明は種々の特定の実施形態に関して説明してきたが、当業者であれば、本発明は請求項の精神及び範囲内にある修正を実施することができる点を理解するであろう。
【符号の説明】
【００２０】
１０  風力エネルギータービン
２０  タワー
３０  ナセル
４０  ロータハブ
５０  ロータブレード
１００  第１のプラットフォーム
１０２  フレーム
１０４  垂直部材
１０６  水平部材
１０８  フロア
１３０  周波数変換器
１３２  変圧器
１３４  コントローラ
１５０  コネクタ
１５２  ベース
１５４  剪断ブロック
１５６  キャップ
１５８  結合位置
１６０  係止位置
２００  第２のプラットフォーム
２０２  下部レッグ部
２０４  開口
２０６  表面
３００，  ４００，  ５００，  ６００  プラットフォーム
４０２，  ５０２，  ６０２  梯子セクション
７００  外側タワー壁
【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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