ПОДЪЕМНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНО БАШНИ И СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ БАШНИ
LIFTING DEVICE FOR MOVEMENT RELATIVE TO TOWER AND METHOD OF TOWER ERECTION

Изобретение относится к подъемному устройству для выполнения движения относительно башни, к частичному кольцевому сегменту для башни, к башне, в частности, для ветроэнергетической установки, к ветроэнергетической установке и к способу возведения башни.
Башни используются в различных областях применения и выполняются, например, в виде телевизионных башен, башен систем дальней связи, дымовых труб или труб для ветроэнергетических установок. Башни указанного вначале вида являются, как правило, стройными зданиями, которые имеют предпочтительно большую высоту и дополнительно ортогонально этой высоте сравнительно небольшие размеры. Башни предпочтительно состоят по существу из бетона и/или стали и/или содержат эти материалы. Диапазон вариантов выполнения башен простирается от решетчатых конструкций через стальные трубчатые башни с или без тросовых растяжек до бетонных построек, которые выполнены в виде массивных конструкций и/или могут быть составлены из отдельных сегментов. Решетчатые конструкции представляют, как правило, высокие и жесткие башенные конструкции, при этом эстетическое действие таких решетчатых башен, как правило, оценивается как небольшое.
Стальные трубчатые башни используются часто, при этом стальные трубчатые башни, как правило, состоят из одного единственного конструктивного элемента или из нескольких конструктивных элементов или содержат такие конструктивные элементы. Стальные трубчатые башни могут изготавливаться в виде башен с растяжками, которые имеют дополнительные троса, проволоки или опоры, которые обеспечивают опору стальной трубчатой башни в одном или нескольких направлениях. Кроме того, существует возможность предусмотрения свободно стоящих стальных трубчатых башен, которые, как правило, не имеют растяжек.
Кроме того, предусмотрено выполнение башен из бетона. Такие бетонные башни реализуются либо в виде ненапряженных башен, т.е. с обычной стальной арматурой, либо используются предварительно напряженные башни из напряженного бетона. На основании большого веса бетонных башен они отливаются на месте возведения, или башня составляется из отдельных сегментов, при этом отдельные сегменты могут быть предварительно изготовлены.
Башни могут иметь цилиндрические и/или конические участки, в частности, вдоль их продольного прохождения, при этом башни часто содержат цилиндрические или конические доли. Могут использоваться для башен также многоугольные поперечные сечения. Проблемой является транспортировка частично тяжелых конструктивных элементов в виде сегментом от места изготовления к месту возведения башни, например, кольцевые или частично кольцевые конструктивные элементы в виде сегментов могут иметь вес примерно 30-50 тонн. Для транспортировки таких сегментных конструктивных элементов необходимы, как правило, большегрузные транспортные средства, которые часто являются дорогостоящими. Кроме того, большегрузные транспортные средства являются, как правило, не гибкими во времени, поскольку во многих регионах/землях существуют определенные, в большинстве случаев относящиеся ко времени запреты на транспортировку.
Кроме того, обращение с таким тяжелыми сегментными конструктивными элементами на месте при возведении башни затруднительно. В частности, при неблагоприятных погодных условиях возведение башни часто останавливается, когда устанавливаются такие тяжелые сегментные конструктивные элементы, поскольку эти тяжелые сегментные конструктивные элементы часто имеют большую парусность, и тем самым ветер может прикладывать трудно подлежащую оценке силу. Кроме того, требуемая точная установка сегментных конструктивных элементов рядом друг с другом часто связана с трудностями. В частности, расположение тяжелых сегментных конструктивных элементов на высоте более 50 м, в частности более 75 м, а также свыше 100м, является проблемой относительно требуемого крана, в частности, относительно безопасной и/или экономичной и/или точной установки сегментных конструктивных элементов.
Краны для монтажа башен имеют предпочтительно большую длину вылета и отличаются дополнительно, несмотря на большую длину вылета, достаточной стабильностью. Такие краны хотя и доступны, однако часто связаны с большими затратами. Существующие устройства и способы работы таких устройств обеспечивают различные преимущества, однако желательны дальнейшие улучшения.
Ведомство по патентам и товарным знакам Германии установило для данной заявки при патентном поиске следующий уровень техники: ЕР 1 861 564 В1.
Поэтому задачей данного изобретения является предложение решения, которое уменьшает или устраняет один или несколько указанных недостатков. В частности, задачей данного изобретения является предложение решения, которое обеспечивает быстрый и/или надежный и/или точный и/или экономически выгодный монтаж башни. Кроме того, задачей данного изобретения является предложение решения, которое уменьшает сложность возведения башни.
Задача решена, согласно изобретению, с помощью подъемного устройства для выполнения движения относительно башни, в частности башни ветроэнергетической установки, содержащего основное тело с продольным прохождением от первого конца ко второму концу, при этом второй конец в рабочем состоянии обращен к фундаменту башни, по меньшей мере один подъемный элемент с прохождением между первым внутренним концом и первым удерживающим концом, по меньшей мере второй подъемный элемент с прохождением между вторым внутренним концом и вторым удерживающим концом, при этом первый подъемный элемент расположен и выполнен с возможностью выполнения первого удерживающего движения первого удерживающего конца относительно основного тела с первым направлением удерживающего движения ортогонально продольному прохождению, и/или первого подъемного движения, в частности, для перемещения подъемного устройства относительно башни, первого удерживающего конца относительно основного тела, со вторым направлением подъемного движения параллельно продольному прохождению, и/или второй подъемный элемент расположен и выполнен с возможностью выполнения второго удерживающего движения второго удерживающего конца относительно основного тела со вторым направлением движения ортогонально продольному прохождению, и/или второго подъемного движения, в частности, для перемещения подъемного устройства относительно башни, второго удерживающего конца относительно основного тела с направлением подъемного движения параллельно продольному прохождению.
Изобретение основывается, среди прочего, на понимании того, что башни, в частности ветроэнергетических установок, всегда достигают большой высоты башни. Это обуславливается, в частности, постоянно увеличивающейся высотой ступицы и/или постоянно увеличивающимся диаметром ротора. За счет этой все более увеличивающейся высоты башни желательно решение, которое долговременно обеспечивает быстрый и/или надежный и/или точный и/или экономичный монтаж башен. Можно ожидать в будущем и частично уже в настоящее время наблюдается, что с помощью обычных крановых устройств невозможно или лишь с большим трудом возможно возведение башен, в частности башен для ветроэнергетических установок. Кроме того, изобретение основывается на понимании того, что в, соответственно, на башне может быть предусмотрено подъемное устройство, которое обеспечивает возможность, в частности, экономически предпочтительного возведения башни также при очень большой высоте башни.
Подъемное устройство предпочтительно предназначено для расположения внутри башни и для выполнения внутри башни движения относительно этой башни. Таким образом, подъемное устройство может предпочтительно непрерывно и последовательно подниматься внутри башни. Подъемное устройство содержит основное тело с продольным прохождением, при этом продольное прохождение в рабочем состоянии, т.е. при расположении подъемного участка на, соответственно, в башне, ориентировано по существу параллельно продольному прохождению башни. Продольное прохождение и/или высота башни, проходит, в частности, от фундамента, который расположен вблизи грунта, до вершины башни. Кроме того, продольное прохождение основного тела проходит между первым концом и вторым концом, при этом подъемное устройство в рабочем состоянии расположено на башне так, что второй конец обращен к фундаменту. Первый конец противоположен фундаменту и направлен, в частности, в противоположном поверхности земли направлении.
Кроме того, подъемное устройство содержит по меньшей мере один подъемный элемент с прохождением между первым внутренним концом и первым удерживающим концом. Предпочтительно, по меньшей мере один первый подъемный элемент расположен подвижно на основном теле. Кроме того, предпочтительно, внутренний конец первого подъемного элемента расположен внутри основного тела. По меньшей мере один второй подъемный элемент проходит от второго внутреннего конца ко второму удерживающему концу, при этом второй внутренний конец предпочтительно расположен внутри основного тела подъемного устройства.
Первый подъемный элемент расположен и выполнен с возможностью выполнения первого удерживающего движения первого удерживающего конца относительно основного тела. Первый удерживающий конец перемещается предпочтительно между положением ожидания и удерживающим положением. Положение ожидания первого удерживающего конца находится предпочтительно внутри основного тела, в стенке основного тела и/или в зоне, граничащей с основным телом. Удерживающее положение первого удерживающего конца предпочтительно всегда имеет большее расстояние от основного тела, чем указанное выше положение ожидания. Удерживающее движение первого удерживающего конца содержит первое направление удерживающего движения, которое ориентировано ортогонально продольному прохождению. Это означает, что удерживающее движение имеет составляющую движения, которая ориентирована ортогонально продольному прохождению подъемного устройства. Кроме того, удерживающее движение может содержать другую составляющую движения, которая ориентирована в продольном направлении.
Удерживающее положение первого удерживающего конца предпочтительно образовано так, что первый удерживающий конец и/или первый подъемный элемент в этом положении может входить в соединение с башней внутри или снаружи башни. В частности, предпочтительно, что это соединение осуществляется посредством геометрического замыкания, при этом оно обеспечивается, например, с помощью уступа башни с горизонтальной долью поверхности, на которую может опираться первый подъемный элемент. Кроме того, предпочтительно, что соединение обеспечивается посредством силового замыкания, например, с помощью силы трения и/или силы сцепления и/или силы всасывания. Предпочтительно, соединение между подъемным элементом и башней выполнено разъемным. В частности, соединение реализуется с помощью вертикально действующих сил, в частности, в направлении вершины башни, так что силы тяжести и, возможно, другие силы, например, за счет подъема, могут восприниматься подъемным устройством.
Кроме того, первый подъемный элемент расположен и выполнен с возможностью выполнения первого подъемного движения. Как только за счет удерживающего движения первого удерживающего конца первого подъемного элемента образуется соединение между первым подъемным элементом и башней, и обеспечивается опора подъемного элемента на башню, то может начинаться первое подъемное движение. Подъемное движение происходит, в частности, для перемещения подъемного устройства и/или основного тела относительно башни. Это движение происходит тем, что первый удерживающий конец перемещается относительно основного тела с долей направления движения, которая ориентирована параллельно продольному прохождению основного тела и/или башни. Для подъема в направлении вершины башни первый удерживающий конец перемещается в направлении второго конца основного тела. Для опускания в направлении фундамента башни, первый удерживающий конец перемещается в направлении первого конца основного тела.
Второй подъемный элемент также расположен и выполнен с возможностью выполнения второго удерживающего движения и второго подъемного движения. Траектории движения и скорости движения предпочтительно аналогичны первому подъемному элементу. После выполнения первым подъемным элементом удерживающего движения и тем самым опоры подъемного устройства на башню, а затем перемещения за счет первого подъемного движения относительно башни, второй подъемный элемент может также выполнять второе удерживающее движение и также опираться предпочтительно на другой участок башни и тем самым входить в соединение с башней. После этого второй подъемный элемент предпочтительно выполняет второе подъемное движение, в частности, для перемещения подъемного устройства и/или основного тела относительно башни, второго удерживающего конца относительно основного тела, так что подъемное устройство и/или основное тело перемещаются в одном направлении. Предпочтительно, это направление, которое реализуется за счет второго подъемного движения, то же направление, что и направление, которое реализуется с помощью первого подъемного движения. Таким образом, обеспечивается возможность подъема подъемного устройства внутри башни.
Предпочтительно, первый подъемный элемент выполняет удерживающее движение в направлении положения ожидания, как только второй подъемный элемент имеет соединение с башней, т.е. находится в удерживающем положении, и/или выполняется второе подъемное движение. Кроме того, второй подъемный элемент предпочтительно выполняет второе удерживающее движение в направлении положения ожидания из удерживающего положения, в то время как первый подъемный элемент выполняет первое подъемное движение. За счет вдвигания как раз не опирающегося подъемного элемента из удерживающего положения в положение ожидания, как правило, обеспечивается, что как раз не опирающийся подъемный элемент не блокирует процесс движения. Кроме того, как раз не используемый активно для движения подъема и/или процесса удерживания подъемный элемент отводится обратно в исходное положение и может непосредственно после завершения подъемного движения другого подъемного элемента снова выполнять удерживающее движение и/или подъемное движение.
Подъемные движения предпочтительно выполняются от верхней точки возврата к нижней точке возврата. Верхняя точка возврата предпочтительно обращена к первому концу основного тела, и нижняя точка возврата предпочтительно обращена ко второму концу основного тела. В начале подъемного движения подъемный элемент и/или его удерживающий конец предпочтительно расположен у верхней точки возврата или в зоне, примыкающей к верхней точке возврата, и выполняют во время подъемного движения перемещение от верхней точки возврата или примыкающей к ней зоны к нижней точке возврата или к примыкающей к ней зоне. Как только подъемный элемент и/или его удерживающий конец не выполняют функцию опоры для подъемного устройства, и подъемный элемент и/или его удерживающий конец расположен в положении ожидания или как раз перемещается в него, то подъемный элемент и/или его удерживающий конец перемещается предпочтительно от нижней точки возврата или примыкающей к ней зоны обратно к верхней точке возврата или примыкающей к ней зоне, чтобы снова быть готовым к подъемному движению. За счет движения подъемного элемента и/или его удерживающего конца от верхней точки возврата к нижней точке возврата, основное тело выполняет движение относительно башни, которое ориентировано по существу в направлении продольного прохождения основного тела и/или башни. За счет подъемного движения первого подъемного элемента и следующего за ним подъемного движения второго подъемного элемента подъемное устройство выполняет перемещение относительно башни.
С помощью такого подъемного устройства обеспечивается возможность поднимания и/или же снова опускания и тем самым выполнения подъемным устройством движения относительно башни внутри или же снаружи башни. В удерживающем положении подъемное устройство удерживается с помощью первого или второго подъемного элемента в заданном положении. За счет подъемного движения первого или второго подъемного элемента и/или первого или второго удерживающего конца от верхней возвратной точки к нижней возвратной точке, основное тело подъемного устройства перемещается предпочтительно в вертикальном направлении в направлении вершины башни и/или в направлении, которое противоположно фундаменту башни. За счет последующего движения как раз не опирающегося подъемного элемента в удерживающее положение и следующего подъема за счет подъемного движения этого подъемного элемента и/или его удерживающего конца, обеспечивается возможность подъема подъемного устройства в башне.
С помощью этого подъемного устройства можно предпочтительно перемещать не только само подъемное устройство, но также другие, в частности, требующиеся для возведения и/или монтажа ветроэнергетической установки, в частности башни ветроэнергетической установки, элементы, такие как, например, конструктивные элементы, рабочие средства или же монтажники. В частности, подъемное устройство может использоваться для транспортировки и/или позиционирования сегментов башни, в частности, с целью последовательного строительства башни на верхнем конце. Кроме того, подъемное устройство может предпочтительно использоваться для транспортировки вверх, например, стяжных звеньев и/или стяжных тросов в башне, в частности, в вершину башни. Кроме того, подъемное устройство может использоваться для транспортировки людей и/или грузов, в частности, в состоянии строительства башни, в частности, на высоту подъемного устройства. Таким образом, могут, например, подниматься вспомогательные средства подъема, строительные тела, корзины для транспортировки груза и/или людей или другие вспомогательные транспортные средства вместе с подъемным устройством в башне вверх, в частности, в вертикальном направлении, при этом это движение может осуществляться предпочтительно с помощью привода, закрепленного на подъемном устройстве.
Предпочтительно, нижняя возвратная точка по меньшей мере одного первого подъемного элемента расположена на расстоянии от верхней возвратной точки по меньшей мере одного второго подъемного элемента. В частности, предпочтительно, что расстояние нижней возвратной точки по меньшей мере одного первого подъемного элемента имеет меньшее расстояние от первого конца основного тела, чем верхняя возвратная точка по меньшей мере одного второго подъемного элемента. Кроме того, предпочтительно верхняя возвратная точка по меньшей мере одного первого подъемного элемента расположена в зоне, примыкающей к первому концу, и нижняя возвратная точка по меньшей мере одного первого подъемного элемента расположена в зоне, примыкающей ко второму концу. Предпочтительно, верхняя возвратная точка по меньшей мере одного второго подъемного элемента расположена в зоне, примыкающей к первому концу, и нижняя возвратная точка по меньшей мере одного второго подъемного элемента расположена в зоне, примыкающей ко второму концу. Кроме того, нижняя возвратная точка по меньшей мере одного подъемного элемента имеет большее расстояние от первого конца, чем верхняя возвратная точка по меньшей мере одного второго подъемного элемента.
В предпочтительном варианте выполнения подъемного устройства предусмотрено, что подъемное устройство содержит два или больше первых подъемных элементов и/или два или больше вторых подъемных элементов. За счет расположения двух или больше подъемных элементов может быть улучшена стабильность подъемного устройства во время процесса опоры и/или подъема. В частности, предпочтительно, что подъемное устройство содержит три или больше первых и/или вторых подъемных элементов, поскольку, начиная с определенного количества подъемных элементов, может обеспечиваться особенно высокая стабильность подъемного устройства. В частности, в этом случае имеется возможность, что подъемные элементы своими удерживающими концами образуют соединение с силовым замыканием, например, с вертикальной стенкой башни тем, что направление их сил для этого соединения с силовым замыканием полностью или частично противоположны друг другу. Это обеспечивает возможность подъема подъемного устройства, в частности, в почти любым образом выполненных башнях.
Согласно другому особенно предпочтительному варианту выполнения подъемного устройства предусмотрено, что по меньшей мере один первый подъемный элемент имеет первую приводную зону, примыкающую к первому внутреннему концу, при этом первый внутренний конец предпочтительно расположен внутри основного тела, и/или по меньшей мере один второй подъемный элемент имеет вторую приводную зону, примыкающую ко второму внутреннему концу, при этом второй внутренний конец предпочтительно расположен внутри основного тела. Приводные зоны по меньшей мере одного первого подъемного элемента и/или по меньшей мере одного второго подъемного элемента предпочтительно расположены и предназначены для соединения с приводом, в частности, по меньшей мере одна из приводных зон имеет соединительный элемент, который выполнен, например, в виде канавки и/или отверстия, и/или зубчатого венца, и/или ролика, и/или поверхности.
Согласно другому особенно предпочтительному варианту выполнения подъемного устройства предусмотрено, что подъемное устройство имеет по меньшей мере один привод, предпочтительно гидравлический привод и/или электрический привод, который расположен и выполнен с возможностью приведения в движение по меньшей мере одного первого подъемного элемента, предпочтительно в первой приводной зоне, и/или по меньшей мере одного второго подъемного элемента, предпочтительно во второй приводной зоне, в направлении удерживающего движения и/или в направлении подъемного движения.
Предпочтительно, привод приводит в движение все подъемные элементы подъемного устройства в направлении удерживающего движения или в направлении подъемного движения. В этом варианте выполнения предпочтительно предусмотрен лишь один единственный привод, например, электродвигатель. В другом варианте выполнения подъемное устройство содержит два, три или больше приводов, которые могут приводить в движение подъемные элементы в направлении удерживающего движения и/или в направлении подъемного движения. В частности, предпочтительно, что первые подъемные элементы имеют первый привод, при этом первый привод перемещает подъемные элементы в направлении удерживающего движения и/или в направлении подъемного движения, и вторые подъемные элементы имеют второй привод, при этом второй привод перемещает подъемные элементы в направлении удерживающего движения и/или в направлении подъемного движения. Кроме того, предпочтительно любой подъемный элемент содержит отдельный привод, который перемещает любой подъемный элемент в направлении удерживающего движения и/или в направлении подъемного движения. Кроме того, предпочтительно каждый подъемный элемент может иметь отдельный привод, соответственно, для направления подъемного движения и для направления удерживающего движения.
Согласно другому предпочтительному варианту выполнения подъемного устройства предусмотрено, что зона, примыкающая к удерживающему концу по меньшей мере одного первого подъемного элемента и/или по меньшей мере одного второго подъемного элемента, расположена и выполнена с возможностью образования соединения с силовым замыканием и/или с геометрическим замыканием со стенкой башни, предпочтительно с внутренней стенкой башни. Например, подъемные элементы могут иметь по существу горизонтальную ориентацию с плоским прохождением нормалей к их поверхности в направлении продольного прохождения основного тела и дополнительно в направлении фундамента башни. С этой горизонтальной поверхностью может по меньшей мере один первый подъемный элемент и/или по меньшей мере один второй подъемный элемент, например, с помощью уступа, который предпочтительно также имеет горизонтальную поверхность и/или горизонтальную составляющую направления, образовывать соединение с геометрическим замыканием.
Кроме того, подъемные элементы предпочтительно имеют каждый на удерживающем конце вертикальную поверхность, при этом эта вертикальная поверхность предпочтительно содержит эластичный материал, с помощью которого подъемный элемент может опираться по меньшей мере на частично вертикальную стенку башни. За счет опоры двух или трех подъемных элементов, которые предпочтительно расположены с равномерным распределением вокруг основного тела, могут быть образованы нормальные силы между вертикальными поверхностями подъемных элементов и стенки башни, так что за счет силы трения на вертикальных поверхностях подъемного устройства и стенки башни создается достаточная удерживающая сила в вертикальном направлении для подъемного устройства.
В другом предпочтительном варианте выполнения подъемного устройства предусмотрено, что по меньшей мере один первый подъемный элемент и/или по меньшей мере один второй подъемный элемент имеет на удерживающем конце U-образный профиль. В другом варианте выполнения предусмотрено, что по меньшей мере один первый подъемный элемент и/или по меньшей мере один второй подъемный элемент содержит по меньшей мере один демпфирующий элемент.
В другом особенно предпочтительном варианте выполнения подъемного устройства предусмотрено, что два или больше первых подъемных элементов имеют одинаковое расстояние до соседнего первого подъемного элемента в окружном направлении, и/или два или больше вторых подъемных элементов имеют одинаковое расстояние до соседнего второго подъемного элемента в окружном направлении. Первые подъемные элементы в этом варианте выполнения равномерно распределены вдоль периметра. Вторые подъемные элементы в этом варианте выполнения равномерно распределены вдоль периметра. При ротационно симметричном основном теле, например, два подъемных элемента расположены на угловом расстоянии друг от друга в 180°. Три подъемных элемента расположены на угловом расстоянии друг от друга в 120° и четыре подъемных элемента расположены на угловом расстоянии друг от друга в 90°.
В другом варианте выполнения подъемного устройства предусмотрено, что по меньшей мере один первый подъемный элемент и/или по меньшей мере один второй подъемный элемент всегда имеют расстояние друг от друга в направлении продольного прохождения. В этом варианте выполнения, в частности, предусмотрено, что нижняя возвратная точка первого подъемного элемента имеет меньшее расстояние от первого конца, чем верхняя возвратная точка второго подъемного элемента. В другом варианте выполнения подъемного устройства предусмотрено, что направление удерживающего движения ориентировано в радиальном направлении относительно продольного прохождения.
В другом особенно предпочтительном варианте выполнения подъемного устройства предусмотрено, что по меньшей мере один первый подъемный элемент выполнен с возможностью выполнения одновременно первого подъемного движения и первого удерживающего движения, и/или по меньшей мере один второй подъемный элемент выполнен с возможностью выполнения одновременно второго подъемного движения и второго удерживающего движения. Это одновременное выполнение удерживающего движения и подъемного движения осуществляется подъемными элементами исключительно лишь тогда, когда они используются лишь пассивно. Пассивно означает, в частности, что они как раз не используются для подъемного движения подъемного устройства и/или для удерживания подъемного устройства. Таким образом, одновременное выполнение подъемного движения и удерживающего движения с помощью одного и/или двух подъемных элементов предусмотрено, в частности, для приведения подъемных элементов снова в исходное положение. Из исходного положения подъемный элемент может затем снова выполнять удерживающее движение и/или подъемное движение для перемещения основного тела относительно башни.
Согласно другому особенно предпочтительному варианту выполнения подъемного устройства предусмотрено, что подъемное устройство, в частности привод, выполнен с возможностью выполнения первого подъемного движения и/или второго подъемного движения, и/или первого удерживающего движения и/или второго удерживающего движения по меньшей мере одного первого подъемного элемента, соответственно, по меньшей мере одного второго подъемного элемента, соответственно их удерживающих концов, независимо друг от друга. Независимое выполнения отдельных движений по меньшей мере одного первого подъемного элемента и/или по меньшей мере одного второго подъемного элемента и/или их конца приводит, среди прочего, к тому, что положение подъемного устройства можно ориентировать по отдельности с помощью подъемных элементов. В частности, при предусмотрении управляющего блока можно тем самым компенсировать неровности внутри башни и/или на точках опоры для подъемного устройства в башне. Кроме того, можно тем самым использовать ограниченное количество имеющихся первых подъемных элементов и/или ограниченное количество имеющихся вторых подъемных элементов для подъемного движения, когда для отдельных подъемных элементов как раз нет положения удерживания на башне.
Согласно другому особенно предпочтительному варианту выполнения, подъемное устройство содержит предохранительный механизм, при этом первое удерживающее движение первого подъемного элемента возможно лишь, когда зона, примыкающая к удерживающему концу второго подъемного элемента, имеет соединение со стенкой башни, предпочтительно с внутренней стенкой башни, и/или удерживающее движение второго подъемного элемента возможно лишь, когда зона, примыкающая к удерживающему концу первого подъемного элемента, имеет соединение со стенкой башни, предпочтительно с внутренней стенкой башни. Таким образом, предпочтительно обеспечивается, что первые подъемные элементы не могут находиться одновременно со вторыми подъемными элементами в положении ожидания и/или перемещаться к положению ожидания, и тем самым ни один подъемный элемент не находится больше в удерживающем положении. В случае, когда подъемные элементы находятся в положении ожидания и/или перемещаются к положению ожидания, подъемное устройство больше не опирается внутри башни или снаружи башни и выполняет за счет силы тяжести, как правило, не контролируемое движение в направлении фундамента башни.
Согласно другому особенно предпочтительному варианту выполнения, подъемное устройство содержит управляющий блок, который расположен и выполнен с возможностью управления и предпочтительно регулирования движения относительно башни, в частности башни ветроэнергетической установки, тем, что задается первое подъемное движение и/или второе подъемное движение, и/или первое удерживающее движение и/или второе удерживающее движение по меньшей мере одного первого подъемного элемента, соответственно, по меньшей мере одного второго подъемного элемента предпочтительно относительно траектории движения и/или скорости движения и дополнительно предпочтительно в зависимости от времени. Таким образом, управляющий блок может управлять и предпочтительно регулировать предпочтительно точную ориентацию подъемного устройства внутри башни и/или снаружи башни. Наряду с предпочтительным движением подъема подъемного устройства внутри и/или снаружи башни, с помощью управляющего блока могут также учитываться другие величины влияния. Например, с помощью управляющего блока могут учитываться различные соотношения нагрузки на подъемном устройстве, и тем самым управляющий блок может управлять различными компенсационными движениями. В другом особенно предпочтительном варианте выполнения подъемного устройства оно содержит управляющий блок, который расположен и выполнен с возможностью управления и/или выполнения и предпочтительно для регулирования предохранительного механизма. Кроме того, подъемное устройство предпочтительно содержит управляющий блок, который содержит указанные выше варианты выполнения управляющего блока.
Согласно другому особенно предпочтительному варианту выполнения подъемного устройства предусмотрено, что подъемное устройство содержит подъемный механизм, при этом подъемный механизм предпочтительно расположен на первом конце основного тела. В другом варианте выполнения подъемного устройства предусмотрено, что подъемный механизм выполнен в виде крана, предпочтительно с ориентированным в направлении продольного прохождения опорным элементом, и предпочтительно дополнительно с расположенной с возможностью поворота стрелой, которая расположена на противоположном подъемному устройству конце опорного элемента. За счет того, что кран и/или подъемный механизм предусмотрен/ы на подъемном устройстве, можно также последовательно возводить башню тем, что кран приводит отдельные частичные кольцевые сегменты для башни в монтажное положение, они монтируются, и кран с помощью подъемного устройства затем поднимается по смонтированным перед этим сегментам, а затем могут располагаться другие частичные кольцевые сегменты.
Согласно другому аспекту данного изобретения, указанная вначале задача решена с помощью частичного кольцевого сегмента для башни, в частности для башни ветроэнергетической установки, который выполнен в виде сегмента оболочки, предпочтительно в виде бетонного тела, предпочтительно из железобетона и/или напряженного бетона, и имеет уступ, предпочтительно по меньшей мере с одной по существу горизонтальной в рабочем состоянии поверхностью, который образован в качестве поверхности приложения силы для подъемного элемента подъемного устройства, согласно по меньшей мере одному из указанных выше вариантов выполнения. Частичный кольцевой сегмент предпочтительно выполнен так, что он может подниматься с помощью подъемного механизма, который расположен на подъемном устройстве, в частности, на подъемном устройстве, согласно по меньшей мере одному из указанных выше вариантов выполнения.
В предпочтительном варианте выполнения частичного кольцевого сегмента предусмотрено, что размеры и/или вес частичного кольцевого сегмента обеспечивает возможность обычной транспортировки, например, с помощью грузового автомобиля. Предпочтительно, частичный кольцевой сегмент выполнен так, что для транспортировки с места производства к месту возведения башни не требуется большегрузное транспортное средство. Кроме того, сравнительно компактные частичные кольцевые сегменты обеспечивают возможность демонтажа, например, после истечения срока службы башни. Частичный кольцевой сегмент имеет в рабочем состоянии и/или в смонтированном состоянии уступ, который выполнен в качестве поверхности приложения силы для подъемного элемента подъемного устройства. Поверхность приложения силы может быть по существу горизонтальной, по существу вертикальной или иметь вертикальные и горизонтальные составляющие направления.
Кроме того, частичный кольцевой сегмент предпочтительно выполнен так, что он может располагаться на другом частичном кольцевом сегменте и предпочтительно соединяться с ним. Кроме того, правильно расположенные друг на друге частичные кольцевые сегменты предпочтительно образуют башню и/или участок башни. Кроме того, частичные кольцевые сегменты предпочтительно имеют канавки и/или уступы и/или кромки, которые обеспечивают возможность, в частности, соединения с геометрическим замыканием частичных кольцевых сегментов.
Частичный кольцевой сегмент может предпочтительно иметь оптимальную по весу, в частности, снижающую вес форму. Например, частичный кольцевой сегмент может иметь, в частности, на обращенной в установленном состоянии к вершине башни стороне ребристую структуру с одним или несколькими ребрами. Такие ребра могут предпочтительно повышать жесткость частичного кольцевого сегмента, что одновременно обеспечивает более легкую конструкцию. Предпочтительно, одно или несколько ребер могут служить одновременно в качестве уступа с поверхностью приложения сил для подъемного элемента подъемного устройства.
В качестве альтернативы или дополнительно стальному армированию, частичный кольцевой сегмент может иметь волоконное или текстильное армирование, например, содержащее стеклянные и/или пластмассовые и/или углеродные волокна, и/или ткань из стеклянного волокна и/или пластмассового волокна и/или углеродного волокна, и/или микроарматуру. Микроарматура может иметь, например, гомогенно распределенные тонкие короткие волокна (например, с длиной 6-24 мм и тоньше 50 мкм). Частичный кольцевой сегмент может быть выполнен предварительно напряженным, или может быть предварительно напряжен вместе с другими частичными кольцевыми сегментами в установленном состоянии.
Частичный кольцевой сегмент может быть предназначен и пригоден для различных поперечных сечений башни, например, для круглого, многоугольного или многогранного поперечного сечения. Также сам частичный кольцевой сегмент может иметь многогранную в поперечном сечении форму.
Предпочтительно, частичный кольцевой сегмент содержит паз и/или гребень, в частности, для расположения частичного кольцевого сегмента на другом частичном кольцевом сегменте. Кроме того, частичный кольцевой сегмент может содержать одну, две или больше втулок, которые расположены и предназначены для обеспечения возможности крепления, в частности с помощью винтового соединения, частичного кольцевого сегмента с одним, двумя или больше другими частичными кольцевыми сегментами.
Согласно другому аспекту данного изобретения указанная вначале задача решена с помощью башни, в частности, для ветроэнергетической установки, содержащей кольцеобразные участки башни, содержащие несколько частичных кольцевых сегментов, согласно предыдущему аспекту, которые стыкуются друг с другом по меньшей мере в одном по существу вертикальном стыке и по меньшей мере в одном по существу горизонтальном стыке. Предпочтительно кольцеобразные участки башни могут иметь внутренние и/или окружные поверхности с круглым, и/или овальным, и/или щелевидным, и/или треугольным, и/или четырехугольным, и/или многоугольным профилем. Кроме того, частичный кольцевой сегмент может быть выполнен пригодным для решетчатой башни.
Согласно другому аспекту данного изобретения указанная вначале задача решена с помощью ветроэнергетической установки, содержащей башню, в частности, башню, согласно предыдущему аспекту, с поперечным сечением, ортогональным продольному прохождению ветроэнергетической установки, при этом поперечное сечение выполнено по существу круглым, в частности круговым, и/или многогранным, в частности треугольным или многоугольным. Согласно другому аспекту данного изобретения указанная вначале задача решена с помощью способа возведения башни, содержащего стадии расположения подъемного устройства, предпочтительно с подъемным механизмом, в частности подъемного устройства в соответствии по меньшей мере с одним из указанных выше вариантов выполнения, внутри башни или на башне, и/или опоры подъемного устройства на стенку, предпочтительно на внутреннюю стенку башни, предпочтительно по меньшей мере на один уступ частичного кольцевого сегмента, содержащего по меньшей мере один первый подъемный элемент в удерживающем положении и/или по меньшей мере один второй подъемный элемент в удерживающем положении, и/или расположения одного, двух или больше частичных кольцевых сегментов, в частности сегментов, согласно одному из предыдущих аспектов, и/или подъема подъемного устройства с помощью первого подъемного движения первого удерживающего конца по меньшей мере одного первого подъемного элемента в направлении второго конца, и/или с помощью второго подъемного движения второго удерживающего конца по меньшей мере одного второго подъемного элемента в направлении второго конца.
Способ, согласно изобретению, и его возможные модификации имеют признаки, соответственно стадии способа, которые делают его, в частности, пригодным для применения для подъемного устройства, согласно изобретению, и его модификаций. Относительно других преимуществ, вариантов выполнения и деталей выполнения этих других аспектов и их возможных модификаций делается также ссылка на приведенное выше описание соответствующих признаков и модификаций подъемного устройства.
Ниже приводится в качестве примера более подробное пояснение вариантов выполнения изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых схематично изображено:
фиг. 1 - вариант выполнения ветроэнергетической установки;
фиг. 2 - вариант выполнения подъемного устройства, в изометрической проекции;
фиг 3 - деталь подъемного устройства, согласно фиг. 2;
фиг. 4 - расположение подъемного устройства в башне в смонтированном состоянии;
фиг. 5 - пример расположения подъемного устройства в башне.
На фигурах одинаковые или по существу функционально одинаковые или аналогичные элементы обозначены одинаковыми позициями.
На фиг. 1 показана ветроэнергетическая установка 100 с башней 102 и гондолой 104. На гондоле 104 расположен ротор 106 с тремя лопастями 108 ротора и обтекателем 101. Ротор 106 во время работы приводится во вращение ветром и приводит за счет этого в действие генератор в гондоле 104. Башня 102 предпочтительно составлена из сегментов, в частности частичных кольцевых сегментов. Кроме того, предпочтительно эти сегменты изготовлены из бетона или содержат бетон. Башня 102 возведена предпочтительно, среди прочего, с помощью показанного на фиг. 2-5 подъемного устройства.
На фиг. 2-5 показан в качестве примера вариант выполнения подъемного устройства 1 в рабочем состоянии. В рабочем состоянии означает здесь, в частности, что подъемное устройство 1 расположено на или внутри башни 202, с целью перемещения с помощью подъемного механизма 300 частичных кольцевых сегментов 210 в монтажное положение. Подъемное устройство 1 содержит основное тело 5, которое имеет в целом четыре первых подъемных элемента 10 (изображены лишь три) и в целом четыре вторых подъемных элемента 20. Основное тело 5 проходит в продольном направлении L от первого конца 6 ко второму концу 7.
Ортогонально продольному прохождению основного тела 5 оно имеет поперечное сечение, которое имеет круговую геометрическую форму. Первые подъемные элементы 10 расположены в зоне, примыкающей к первому концу 6. В продольном направлении L первые подъемные элементы 10 расположены на одинаковом расстоянии от первого конца 6. Соседние первые подъемные элементы 10 расположены на наружной окружной поверхности основного тела 5 на одинаковом расстоянии друг от друга. Вторые подъемные элементы 20 расположены в зоне, примыкающей ко второму концу 7, при этом в продольном направлении L вторые подъемные элементы 20 расположены на одинаковом расстоянии от второго конца 7. Кроме того, соседние вторые подъемные элементы 20 расположены на наружной окружной поверхности основного тела 5 на одинаковом расстоянии друг от друга. Между двумя первыми подъемными элементами и между двумя вторыми подъемными элементами имеется угловое расстояние 90°. Подъемные элементы проходят от удерживающего конца 12, 22 к внутреннему концу (не изображен), который находится внутри основного тела 5.
Вторые подъемные элементы 20 находятся в данном случае в удерживающем положении и опираются каждый на уступ 212 различных частичных кольцевых сегментов 210. Вторые подъемные элементы 20 могут перемещаться в продольном направлении с помощью второго подъемного движения 28 между второй верхней возвратной точкой 24 и второй нижней возвратной точкой 26. В данном случае вторые подъемные элементы 20 находятся в положении второй нижней возвратной точки 26. Первые подъемные элементы 20 перемещаются между первой верхней возвратной точкой 14 и первой нижней возвратной точкой 16 с помощью первого подъемного движения 18.
В данном случае первые подъемные элементы 10 уже находятся в удерживающем положении за счет того, что они перемещены из положения ожидания с помощью первого удерживающего движения в первое удерживающее положение 19. В следующей стадии первые подъемные элементы 10 могут быть перемещены из показанного положения у верхней возвратной точки 14 в продольном направлении вниз к нижней возвратной точке 18, и тем самым перемещать основное тело относительно башни 202. В примере выполнения показано движение подъемных элементов 10, 20, при котором происходит параллельный сдвиг подъемных элементов 10, 20. Это означает, что подъемные элементы 10, 20 по существу не выполняют вращательного движения. В другом варианте выполнения подъемные элементы 10, 20 могут выполнять также или по существу исключительно вращательное движение, при этом ось вращения предпочтительно расположена ортогонально продольному направлению L. Кроме того, ось вращения расположена параллельно кромке и/или касательной и/или секущей основного тела. За счет вращения подъемного элемента 10, 20 вокруг поясненной выше оси вращения, которая находится на расстоянии от удерживающего конца, удерживающий конец может выполнять движение в продольном направлении.
На первом конце 6 подъемного устройства расположен подъемный механизм 300, который содержит опорный элемент 310 и стрелу 320. Опорный элемент 310 имеет цилиндрическую геометрическую форму, продольное направление которой ориентировано параллельно продольному прохождению подъемного устройства 1. Опорный элемент 310 одним концом расположен у первого конца основного тела 6, а на другом, противоположно расположенном конце расположена стрела 320. С помощью подъемного устройства 1 и расположенного на нем подъемного механизма 300 можно возводить башню 202. Подъемный механизм 310 может транспортировать, в частности, частичные кольцевые сегменты 210, а также другие образующие башню элементы или другие элементы предпочтительно с поверхности земли в направлении подъемного устройства 1, и располагать здесь в предусмотренном для монтажа месте. В этом месте может осуществляться монтаж частичного кольцевого сегмента 210 или другого элемента, например, посредством свинчивания.
На фиг. 4 показано расположение подъемного устройства 1 на частично смонтированной башне 202. Подъемное устройство 1 располагается с помощью мобильного крана 350 в, соответственно, на башне 202. Оттуда с помощью подъемного механизма 300 может осуществляться подъем и расположение частичных кольцевых сегментов 210, которые предпочтительно промежуточно хранятся вблизи фундамента 112 башни 202, на частично смонтированную башню 202. После по существу полного монтажа башни и расположения фланца 220 гондолы в качестве образующего вершину башни элемента, подъемное устройство 1 с подъемным механизмом 300 может быть снова снято с башни предпочтительно с помощью мобильного крана 350.
С помощью подъемного устройства 1 и подъемного механизма 300 можно выполнять сегментную зону 116 башни 202. Сегменты имеют предпочтительно такой вес и такие размеры, что не требуется перевозка тяжелых грузов. За счет этого их можно экономично транспортировать с места изготовления к месту возведения башни 102, 202. Кроме того, уменьшаются, как правило, затраты на планирование для перевозки тяжелых грузов. Кроме того, обеспечивается возможность монтажа ветроэнергетической установки 1 без большого крана, и, как правило, нет необходимости в дополнительных устройствах на строительной площадке. Кроме того, открываются предпочтительные возможности в конструировании таких башен 102, 202, поскольку возможна стандартизация. Кроме того, обеспечиваются преимущества в области производства, поскольку необходимы небольшие заводы, так как отдельные конструктивные элементы имеют меньшие размеры и вес. Кроме того, существует возможность автоматизации производства, которая может быть осуществлена, в частности, также экономично, и дополнительно к этому может быть относительно просто организовано временное производство вблизи строительной площадки. Кроме того, производитель работ при монтаже башни 102, 202 меньше зависит от внешний влияний, таких как, например, погодные условия, поскольку подъемное устройство 1, согласно изобретению, и расположенный на нем подъемный механизм 300 могут работать еще также при более плохих погодных условиях, чем используемые в настоящее время, как правило, большие мобильные устанавливаемые краны.
Перечень позиций
1 Подъемное устройство
2 Основное тело
6 Первый конец основного тела
7 Второй конец основного тела
10 Первые подъемные элементы
12 Первый удерживающий конец
14 Первая верхняя возвратная точка
16 Первая нижняя возвратная точка
18 Первое подъемное движение
19 Первое удерживающее движение
20 Вторые подъемные элементы
22 Второй удерживающий конец
24 Вторая верхняя возвратная точка
26 Вторая нижняя возвратная точка
28 Второе подъемное движение
100 Ветроэнергетическая установка
102,202 Башня
104 Гондола
106 Ротор
108 Лопасти ротора
110 Обтекатель
112 Фундамент
114 Вершина башни
116 Сегментная зона
210 Частичный кольцевой сегмент
212 Уступ частичного кольцевого сегмента
220 Фланец гондолы
300 Подъемный механизм
310 Опорный элемент
320 Стрела
350 Мобильный кран
L Продольное направление.