PL208015B1

PL208015B1 - Sposób montowania elementów w wieży turbiny wiatrowej, urządzenie do zawieszania dla wieży wiatrowej i układ wzajemnie mocowalnych elementów

Info

Publication number: PL208015B1
Application number: PL370912A
Authority: PL
Inventors: Børge Øllgaard
Original assignee: Vestas Wind Sys As
Priority date: 2002-02-06
Filing date: 2003-02-05
Publication date: 2011-03-31
Also published as: WO2003067083A1; ES2242159T5; DE60300538T2; PL370912A1; AU2003214017B2; ATE293757T1; US20100186342A1; DK1472458T4; JP2005517124A; DK200200178A; EP1472458A1; US8567131B2; AU2003214017A1; DK1472458T3; EP1472458B1; ES2242159T3; NZ531862A; US20030147753A1; US20150159634A1; EP1472458B2

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób montowania elementów w wieży turbiny wiatrowej, urządzenie do zawieszania dla wieży wiatrowej i układ wzajemnie mocowalnych elementów.

Zazwyczaj wieże turbin wiatrowych utrzymują gondolę i wirnik turbiny wiatrowej, co umożliwia uzyskanie żądanych obrotów wirnika i podnoszenie wirnika tak daleko od ziemi, jak jest to możliwe, gdyż zazwyczaj prędkość wiatru wzrasta wraz ze wzrostem odległości od ziemi.

Wieże turbin wiatrowych mogą być konstruowane zgodnie z kilkoma różnymi zasadami, np. jako rurowe wieże stalowe, wieże o konstrukcji kratownicowej, a nawet jako wieże betonowe.

Większość dużych turbin wiatrowych dostarcza się z rurowymi wieżami stalowymi wykonanymi w segmentach 20-30 metrowych, z kołnierzami na obydwu koń cach, skrę canymi razem ś rubami na miejscu budowy. Wieże są zazwyczaj stożkowe w celu zwiększenia wytrzymałości i równocześnie zaoszczędzenia materiałów.

Wieże stalowe zazwyczaj mają wnętrze z platformami, drabinami, środkami oświetleniowymi, kablami elektroenergetycznymi, dźwigami, itp. Te elementy składowe są przyspawane do wewnętrznej powierzchni stalowego segmentu wieży bądź też przymocowane bezpośrednio do łączników przyspawanych i/lub przykręconych śrubami do wieży.

Jednym z szeregu problemów związanych z opisanymi powyżej wieżami turbin wiatrowych jest to, iż spawanie lub skręcanie śrubami, zwłaszcza wewnętrznych elementów składowych wieży, takich jak drabiny, kable, itd., osłabia konstrukcję wieży.

W niektórych przypadkach istnieje moż liwość zrekompensowania tego problemu poprzez stosowanie stosunkowo kosztownych zabezpieczeń, które z kolei mogą prowadzić do znacznych ograniczeń konstrukcyjnych, dla których nie ma już możliwości ich kompensacji.

Zgodny z wynalazkiem sposób montowania elementów w wieży turbiny wiatrowej charakteryzuje się tym, że do mocowania elementów do wieży turbiny wiatrowej stosuje się częściowo lub wyłącznie siły przyciągania magnetycznego.

Zgodnie z wynalazkiem, urządzenia do zawieszania dla turbiny wiatrowej mogą być przymocowane do wieży turbiny wiatrowej, korzystnie całkowicie albo częściowo do wewnętrznej ściany, dzięki sile przyciągania magnetycznego, tym samym zapobiegając osłabiającym konstrukcję mocowaniom do wieży albo części wieży.

Korzystnie, te siły przyciągania magnetycznego wytwarza się za pomocą materiałów magnetycznie twardych.

Materiały magnetycznie twarde mogą być stosunkowo stabilne, a niezbędne siły przyciągania mogą się utrzymywać przez względnie długi okres.

Korzystnie, te siły przyciągania magnetycznego wytwarza się za pomocą materiałów magnetycznie twardych zawartych w urządzeniu do zawieszania, przy czym jako materiały współpracujące z nim stosuje się materiały magnetyczne tworzące co najmniej część wieży turbiny wiatrowej.

Jeżeli wieża turbiny wiatrowej zawiera materiał magnetyczny, stal itp., urządzenie do zawieszania według wynalazku można korzystnie wyposażyć w magnesy trwałe.

Według wynalazku, te elementy stanowią elementy, które należy usytuować we wnętrzu wieży turbiny wiatrowej. Innymi słowy, wynalazek jest w szczególności korzystny w odniesieniu do wymaganych przez prawo lub przez oficjalne zalecenia elementów w wieży, takich jak drabiny, środki oświetleniowe, kable itp., w tym sensie, że większość elementów innego rodzaju, jeżeli są wymagane, można pominąć albo po prostu przymocować je do wieży, np. w miejscu połączenia pomiędzy dwoma segmentami wieży.

Korzystnie, te siły przyciągania magnetycznego uzupełnia się mechanicznym zamocowaniem z unieruchomieniem w co najmniej jednym kierunku.

Typowe zastosowanie urządzenia do zawieszania można traktować jako „zawieszenie hybrydowe w tym sensie, że siły magnetyczne stosuje się przede wszystkim w celu przenoszenia poprzecznych sił zawieszenia, natomiast siły mechanicznego zawieszenia zajmują się przede wszystkim pionowym zawieszeniem, tj. zwykle siłą wywoływaną ciążeniem na zawieszoną konstrukcję.

Oczywiście, niektóre urządzenia do zawieszania można stosować do zawieszania opierając się o siły przyciągania magnetycznego jedynie wtedy, gdy dostępne siły przyciągania magnetycznego są wystarczające do żądanego zamocowania.

PL 208 015 B1

Korzystnie, to mechaniczne zamocowanie w co najmniej jednym kierunku tworzy się przez mechaniczne zamocowanie do obszarów mocowania, przy czym te obszary mocowania rozmieszcza się w odstę pie od siebie w kierunku pionowym wież y turbiny wiatrowej.

Elementy składowe wieży turbiny wiatrowej mogą być mechanicznie zawieszone pomiędzy punktem końcowym (punktami końcowymi) wieży turbiny lub segmentami wieży turbiny wiatrowej, przez co unika się osłabiania wieży turbiny wiatrowej, zazwyczaj powodowanego spawaniem.

Wówczas magnetyczne środki mocujące mogą utworzyć uzupełnienie mechanicznego zawieszenia w obszarach, w których mechaniczne zamocowanie jest niepożądane lub niemożliwe.

Korzystnie, ten odstęp dobiera się w zależności od długości w kierunku pionowym segmentu wieży turbiny wiatrowej.

Korzystnie, jako obszary mocowania stosuje się kołnierze przystosowane do połączenia segmentów wieży turbiny wiatrowej.

Korzystnie, jako elementy wieży stosuje się drabiny lub części drabin, kable lub części kabli, środki oświetleniowe albo komponenty do umieszczania we wnętrzu wieży turbiny wiatrowej.

Korzystnie, w urządzeniu do zawieszania dla wieży wiatrowej stosuje się magnetyczne środki mocujące.

Korzystnie, jako materiał na magnetyczne środki mocujące stosuje się materiał magnetycznie twardy.

Korzystnie, jako materiał magnetycznie twardy stosuje się neodymowe albo samarowo-kobaltowe magnesy trwałe.

Korzystnie, w urządzeniu do zawieszania dla wieży turbiny wiatrowej stosuje się mechaniczne środki mocujące.

Korzystnie, w urządzeniu do zawieszania dla wieży turbiny wiatrowej stosuje się co najmniej jedną wilgocioszczelną barierę całkowicie albo częściowo mieszczącą w sobie te magnetyczne środki mocujące.

Korzystnie, w urządzeniu do zawieszania stosuje się środki mocujące drabinę, środki mocujące platformę, środki mocujące kabel albo środki oświetleniowe.

Zgodne z wynalazkiem urządzenie do zawieszania dla wieży turbiny wiatrowej obejmujące magnetyczne środki mocujące charakteryzuje się tym, że obejmuje co najmniej jedną wilgocioszczelną barierę całkowicie albo częściowo mieszczącą w sobie te magnetyczne środki mocujące. Korzystnie, wilgocioszczelna bariera jest wykonana z gumy. W ten sposób można w łatwy sposób uniknąć degradacji zwłaszcza materiału magnetycznie twardego, poprzez niedopuszczenie do przedostawania się wilgoci do materiału magnesu.

Korzystnie, te magnetyczne środki mocujące są z materiału magnetycznie twardego.

Materiał magnetycznie twardy może stanowić co najmniej jeden magnes anizotropowy.

Korzystnie, ten materiał magnetycznie twardy stanowią neodymowe magnesy trwałe albo samarowo-kobaltowe magnesy trwałe.

Magnesy neodymowe stosuje się ze względu na fakt, iż cechują się one, w porównaniu z innymi dostępnymi materiałami magnetycznymi, dużą siłą przyciągania magnetycznego.

Stosowane magnesy powinny korzystnie cechować się względnie wysokim poziomem „energii magnetycznej, tzn. powinny być odporne na rozmagnesowanie, tj. powinny utrzymywać właściwości magnetyczne w różnych środowiskach, zarówno podczas montowania jak i podczas normalnych zmian np. temperatury, wilgotności itp.

Elementy wewnętrzne można wówczas zamocować do środków mechanicznego zamocowania za pomocą typowych zabezpieczeń mocujących.

Korzystnie, to urządzenie do zawieszania dla wieży turbiny wiatrowej ma mechaniczne środki mocujące.

Korzystnie, to urządzenie obejmuje środki mocujące drabinę, środki mocujące platformę, środki mocujące kabel albo środki oświetleniowe.

Zgodny z wynalazkiem układ wzajemnie mocowalnych elementów w wieży turbiny wiatrowej, obejmujący co najmniej jedną magnetyczną część wieży turbiny wiatrowej i co najmniej jedno urządzenie do zawieszania, charakteryzuje się tym, że to co najmniej jedno urządzenie do zawieszania ma co najmniej jedną część magnetycznie twardą do montowania co najmniej jednego urządzenia do zawieszania do tej co najmniej jednej części wieży turbiny wiatrowej.

Część wieży turbiny wiatrowej jest wykonana z materiału magnetycznego ze stali magnetycznej, np. stali S235 JR, JO, J2G3 lub S355JO lub J2G3.

PL 208 015 B1

Urządzenie do zawieszania zawierające magnes(-y) trwały(-e) nadaje się do mocowania do wyżej wspomnianych materiałów.

Urządzenia do zawieszania można mocować do co najmniej jednej części wieży turbiny wiatrowej za pomocą sterowanych komputerowo układów pozycjonujących.

Korzystnie, tę co najmniej jedną magnetyczną część wieży turbiny wiatrowej stanowi fragment wieży.

Korzystnie, ta część wieży turbiny wiatrowej jest wykonana z materiału magnetycznego ze stali magnetycznej.

Korzystnie, ta co najmniej jedna część z materiału magnetycznie twardego jest wykonana z neodymowego materiał u magnetycznego lub samarowo-kobaltowego materiał u magnetycznego.

Korzystnie, ten układ obejmuje co najmniej jedno urządzenie do zawieszania jak opisane powyżej.

Korzystnie, ta wieża obejmuje co najmniej dwa segmenty, z których co najmniej jeden jest stożkowy.

Korzystnie, co najmniej jeden z tych segmentów wieży ma obszary mocowania rozmieszczone w swej górnej i dolnej części,

Korzystnie, co najmniej jeden z tych obszarów mocowania stanowi układ mechanicznego mocowania i zawieszania dla co najmniej jednego urządzenia do zawieszania.

Korzystnie, co najmniej dwa z tych obszarów mocowania stanowią układ mechanicznego mocowania i zawieszania dla co najmniej jednego urządzenia do zawieszania, pomiędzy tymi co najmniej dwoma obszarami mechanicznego mocowania.

Siły przyciągania magnetycznego można utworzyć za pomocą urządzeń przystosowanych do „stężenia poprzecznego pomiędzy ścianą wieży turbiny wiatrowej i elementami, np. drabinami. Oczywiście, w obrębie zakresu wynalazku, takie urządzenie może być włączone jako część elementów, które mają być zawieszone, np. drabina itp.

Sposób zawieszania można stosować w bardziej bądź mniej typowych wieżach wiatrowych lub segmentach wieży.

Ponieważ żądane mocowanie można uzyskać za pomocą mocowania nieniszczącego, uzyskuje się ulepszone zawieszenie. W szczególności, gdy do powierzchni wieży mocuje się elementy składowe albo łączniki, właściwości materiałowe wieży oraz modułów wieży mogą pozostać zasadniczo nienaruszone.

Ponadto, gdy unika się lub minimalizuje proces(y) łączenia osłabiającego konstrukcję, ilość stali zużytej na np. rurową stalową wieżę można znacząco zmniejszyć.

Ponadto, gdy urządzenie do zawieszania jest usytuowane w położeniu zamocowania, do całkowitego albo częściowo tymczasowego odmagnesowania zawieszenia stosuje się elektromagnetycznie generowane pole magnetyczne.

Ponadto, do całkowitego albo częściowo tymczasowego odmagnesowania urządzenia do zawieszania stosuje się elektromagnetycznie generowane pole magnetyczne, tym samym ułatwiając odłączanie urządzenia do zawieszania dzięki zmniejszonym siłom odłączającym.

Ponadto, do całkowitego albo częściowo tymczasowego odmagnesowania urządzenia do zawieszania stosuje się elektromagnetycznie generowane pole magnetyczne, tym samym ułatwiając ponowne rozmieszczenie urządzenia do zawieszania.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym pos. 1a przedstawia turbinę wiatrową, pos. 1b - wieżę turbiny wiatrowej według jednej postaci wykonania wynalazku, pos. 1c - połączenie pomiędzy dwoma segmentami wieży, fig. 1a i 1b - urządzenie do zawieszania według korzystnej postaci wykonania wynalazku, fig. 2 - zamocowanie drabiny wewnątrz wieży turbiny wiatrowej według postaci wykonania wynalazku, fig. 3 - zespół urządzenia do zawieszania według jednej postaci wykonania wynalazku i łącznika, fig. 4a i 4b - kolejne urządzenie do zawieszania według wynalazku, fig. 5 - główne kierunki sił stosowanego mocowania według jednej postaci wykonania wynalazku, oraz fig. 6 - właściwości materiałów magnetycznie twardych.

Większość dużych turbin wiatrowych dostarcza się z rurowymi wieżami stalowymi wykonanymi w 20-30 metrowych segmentach, z koł nierzami po obydwu koń cach, skręcanymi razem ś rubami na miejscu budowy. Wieże są stożkowe (tj. średnica wzrasta ku podstawie), przez co zwiększa się ich wytrzymałość przy równoczesnej oszczędności materiałów.

PL 208 015 B1

Koszty wytwarzania wież turbin wiatrowych, w porównaniu z kosztami wytwarzania całej konstrukcji turbiny wiatrowej, są stosunkowo wysokie. Ponadto, wraz z wysokością, a szczególnie gdy przekracza ona około pięćdziesiąt metrów, koszty te odpowiednio rosną.

Jest zatem dość istotne, w odniesieniu do ostatecznych kosztów energii, budowanie wież na tyle optymalnie, na ile jest to możliwe.

Pos. 1a przedstawia typową turbinę wiatrową. Turbina wiatrowa obejmuje wieżę 10 opartą na gruncie za pomocą fundamentów. Wieża 10 utrzymuje gondolę 1 i wirnik 2.

W dzisiejszych czasach większość nowoczesnych wież turbin wiatrowych stanowią stożkowe rurowe wieże stalowe.

Pos. 1b przedstawia taką przykładową rurową wieżę stalową w przekroju.

Przedstawiona wieża 10 turbiny wiatrowej obejmuje pewną liczbę stożkowych segmentów 11, 12, 13 i 14 wieży. Segmenty 11, 12, 13 i 14 mają odpowiednio długość h1, h2, h3, h4.

Cała wieża jest stożkowa i każdy z segmentów 11, 12, 13 i 14 jest stożkowy, górna średnica wynosi d1, dolna średnica zaś wynosi d4.

Tak więc, wieże można składać z tych krótszych, stożkowych segmentów 11, 12, 13 i 14, wyciętych i uformowanych we właściwe kształty, a następnie razem zespawanych.

Segmenty 11, 12, 13, 14 wież mają zwykle długość od 20 do 30 metrów, przy czym czynnikiem ograniczającym jest transport, np. drogowy lub kolejowy.

Przedstawione segmenty 11, 12, 13, 14 wieży mają na obydwu końcach kołnierze 131, 142 i mogą być skręcone razem śrubami na miejscu budowy. Wieże są stożkowe (tj. średnica wzrasta ku podstawie), przez co zwiększa się ich wytrzymałość przy równoczesnym zaoszczędzeniu materiałów.

Zazwyczaj ciężar nowoczesnych wież w przypadku wieży 50-metrowej dla turbiny o 44 metrowej średnicy wirnika wynosi 40 ton (np. turbina wiatrowa o mocy 600 kW) i w przypadku wieży 60-metrowej dla 72 metrowej średnicy wirnika wynosi 80 ton (np. turbina wiatrowa o mocy 2000 kW).

Przedstawiona wieża może np. stanowić wieżę 80 tonową. Dolna i górna średnica d4 i d1 może np. wynosić w przybliżeniu odpowiednio 4,2 metra i 2,3 metra.

Należy podkreślić, iż przedstawiona wieża turbiny wiatrowej i podane określone wartości średnicy nie mogą być w żaden sposób uważane jako ograniczanie wynalazku do przedstawianej wieży.

Pos. 1c przedstawia połączenie dwóch segmentów 13, 14 w szczegółowym widoku.

Dolny kołnierz 131 segmentu 13 wieży jest skręcony śrubami razem z górnym kołnierzem 142 segmentu 14 wieży. Oczywiście, w ten sam sposób można połączyć inne segmenty.

Wewnętrzne elementy składowe wyżej opisanej wieży z pos. 1b mogą typowo stanowić platformy 1110, 1120, 1130, 1140, drabiny 111, 112, 113 i 114, środki oświetleniowe 121, 122, 123, kable elektroenergetyczne (niepokazane), dźwigi (niepokazane) i inne elementy (niepokazane).

Wewnętrzne elementy składowe są przymocowane do wieży np. za pomocą odpowiednich łączników przymocowanych do wewnętrznej powierzchni wieży.

Platformy 1110, 1120, 1130, 1140 mogą np. być zawieszone do obszarów mocowania umiejscowionych w pobliżu złącz montażowych łączników wieży, np. do górnych i dolnych kołnierzy segmentów 11, 12, 13, 14 wieży.

Platforma może być po prostu przymocowana do tych złączy, np. kołnierzy, za pomocą drutów przymocowanych do platformy przy dolnym końcu i do kołnierza przy górnym końcu. Tak więc platforma, w kierunku pionowym, jest mechanicznie przymocowana do kołnierza i jest zawieszona na drutach, natomiast, w odniesieniu do niepionowych sił wzbudzenia platformy, platforma ma urządzenia do zawieszania z materiału magnetycznie twardego, zapewniające mocowanie platformy za pomocą sił przyciągania magnetycznego.

Fig. 1a przedstawia urządzenie 20 do zawieszania dla wieży turbiny wiatrowej, zawierające główny korpus 21 oraz mechaniczny środek mocujący 22, do którego odpowiednimi innymi środkami mocującymi można zamocować konstrukcje mechaniczne.

Wymiary głównego korpusu 21 przedstawionego urządzenia mogą np. wynosić w przybliżeniu 200 x 50 x 25 mm, ciężar zaś może wynosić w przybliżeniu ½ kilograma.

Fig. 1b przedstawia przekrój poprzeczny wyżej opisanego urządzenia 20 do zawieszania dla wieży turbiny wiatrowej.

Urządzenie zawiera magnetyczne środki mocujące 24 obejmujące jeden magnes albo ich grupę. Magnes jest magnesem trwałym.

Cechy charakterystyczne magnesu opisano szczegółowo poniżej.

Magnetyczne środki mocujące 24 są obudowane barierą 23, np. z gumy.

PL 208 015 B1

Korzystnie, materiał bariery 23 powinien cechować się stosunkowo wysokim współczynnikiem tarcia, tym samym maksymalizując poprzeczne siły zachowawcze pomiędzy urządzeniem a wewnętrzną powierzchnią wieży, gdy urządzenie jest przymocowane do wewnętrznej powierzchni siłą magnetyczną w zwykle używanym kierunku.

Bariera chroni magnes przed wilgocią i kurzem, tym samym zapobiegając korozji lub innej fizycznej degradacji magnesu.

Ponadto, do głównego korpusu urządzenia jest przymocowany mechaniczny środek mocujący 22. W tym przypadku magnes i mechaniczny środek mocujący 22 wystaje na zewnątrz urządzenia i tworzy na końcu śrubę, np. z gwintem M10 x 30.

Mechaniczny środek mocujący 22, taki jak śruba, może być połączony z odpowiednią nakrętką, zapewniając w ten sposób mocowanie odpowiedniego łącznika do urządzenia.

Należy zwrócić uwagę, że dolna część gumowego uszczelnienia jest dość cienka, przez co uzyskuje możliwie największe siły przyciągania.

Fig. 1c przedstawia kolejną postać wykonania wynalazku.

Przedstawione urządzenie 200 do zawieszania obejmuje stalową osłonę 250 w kształcie litery „U, umieszczoną tak, aby znajdowała się w galwanicznym styku z magnetycznymi środkami mocującymi 24, takimi jak neodymowy magnes trwały. Zespół uformowano z górnym uszczelnieniem 230. Uszczelnienie 231 ma brzeg przystosowany do sczepiania się z leżącą pod spodem powierzchnią, przez co, po zamontowaniu magnesu, zapewnia się hermetyczną i wodoszczelną osłonę wokół niego.

Magnes w kształcie litery „U zapewnia lepsze połączenie magnetyczne z leżącą pod spodem powierzchnią.

Oczywiście, w zakresie wynalazku można zastosować inne typowe rodzaje postaci magnesów.

Fig. 1d przedstawia kolejną postać wykonania wynalazku, w której urządzenie 200 do zawieszania obejmuje magnetyczne środki mocujące 24 umieszczone z magnetyczną przewodzącą osłoną 250 w kształcie litery „U.

Gdy urządzenie 200 zostaje przymocowane do powierzchni 232, cały zespół pokrywa się następnie odpowiednim uszczelnieniem 231 w postaci środka uszczelniającego, np. tectylem itp.

Fig. 2 przedstawia korzystną postać wykonania wynalazku.

Figura ta przedstawia zilustrowany na pos. 1b segment 13 wieży, w przekroju. Zgodnie z przedstawioną postacią wykonania, do wewnętrznej powierzchni 30 segmentu 13 wieży turbiny wiatrowej przymocowano drabinę 113.

Drabina jest zawieszona mechanicznie do segmentu wieży w dwóch obszarach mocowania, górnym obszarze mocowania 31 i dolnym obszarze mocowania 32.

Zawieszenie drabiny do wieży można uzyskać przez skręcenie śrubami, spawanie itp.

Ponadto, drabinę zawieszono w wieży za pomocą szeregu urządzeń 20 do zawieszania dla turbiny wiatrowej, np. przedstawionych na fig. 1a i 1b, bądź też ich pochodnych.

Urządzenia 20 do zawieszania są przymocowane do wewnętrznej powierzchni dzięki siłom magnetycznym wytworzonym przez magnesy urządzeń 20, drabina zaś może być przymocowana do urządzeń 20, np. za pomocą mechanicznych środków mocujących 22, takich jak śruby.

Właściwie można by sobie zdać sprawę, że główne mocowanie w kierunku pionowym uzyskuje się za pomocą mechanicznego mocowania w końcowych punktach do wieży, do górnego kołnierza 132 i dolnego kołnierza 131 segmentu 13 wieży, natomiast poprzeczne mocowanie (tj. niepionowe) uzyskuje się za pomocą urządzeń 20.

Zgodnie z przedstawioną postacią wykonania, pionowe mechaniczne naprężenie jest przede wszystkim tworzone typowym mechanicznym zamocowaniem do wieży, np. przez spawanie i/lub skręcanie śrubami, natomiast mocowanie drabiny 113 uzyskuje się przede wszystkim przez magnetyczne mocowanie do wewnętrznej powierzchni 30 segmentu 13 wieży.

Odległość pomiędzy urządzeniami 20 do zawieszania w kierunku pionowym, w zależności od wymagań stawianym mocowaniu, może wynosić np. 0,5 - 4 m.

Korzystnie odległość w kierunku pionowym wynosi 1,5 - 2,3 m.

Oczywiście, urządzenie do zawieszania według wynalazku można stosować do mocowania szeregu innych niż przedstawiona drabina wewnętrznych elementów składowych.

Zgodnie z kolejną postacią wykonania wynalazku, drabina może np. być przymocowana do wieży w sposób i za pomocą urządzeń opisanych powyżej, a dalsze wewnętrzne elementy składowe, takie jak lampy, kable elektroenergetyczne, itp. można następnie przymocować do samej drabiny typowym zamocowaniem mechanicznym, spawaniem, skręcaniem śrubami itp.

PL 208 015 B1

Fig. 3 przedstawia kolejną postać wykonania wynalazku, w której rura 41 (np. drabiny, łącznika platformy itp.) obejmuje łącznik 42, przymocowany do urządzenia 20 do zawieszania za pomocą nakrętki (niepokazanej) przymocowanej do mechanicznego środka mocującego 22 urządzenia do zawieszania.

Urządzenie 20 może być magnetycznie przyciągane do leżącej pod spodem powierzchni, np. do opisanej powyżej wewnętrznej powierzchni stalowej ściany segmentu wieży, w ten sposób tworząc zamocowanie siłą normalną pomiędzy leżącą pod spodem powierzchnią i rurą 41.

Ponadto, należy zauważyć, że łącznik pozwala na pewien stopień tolerancji w kierunku wskazanym strzałką, pomiędzy łącznikiem 42 a mechanicznym środkiem mocującym 22, takim jak śruba.

Swoboda w tolerancji zapewnia pewien stopień tolerancji, gdy mocuje się urządzenia 20 do zawieszania do wieży w sposób sugerowany przez wynalazek.

Fig. 4a przedstawia kolejną postać wykonania wynalazku.

Przedstawione urządzenie 60 do zawieszania składa się z głównego korpusu 61 i mechanicznych środków mocujących 62 w postaci dwóch śrub.

W zasadzie, przedstawione urządzenie 60 do zawieszania jest skonstruowane zgodnie z zasadami skrótowo przedstawionymi w jednośrubowej wersji urządzenia z fig. 1b.

Fig, 4b przedstawia zamocowanie np. pręta stalowego 65 do urządzenia 60 do zawieszania.

Pręt stalowy 65 jest mechanicznie przymocowany do urządzenia 60 do zawieszania za pomocą odpowiedniego łącznika 66 za pomocą nakrętek (niepokazanych).

Należy zauważyć, że przedstawiony zespół cechuje się pewnym stopniem tolerancji, jak to przedstawiono strzałkami, zarówno w kierunku pionowym, jak i poziomym.

Fig. 5a i 5b przedstawiają sposób montowania urządzenia 60 do zawieszania według wynalazku na powierzchni magnetycznej (niepokazanej), np. do stalowej wieży turbiny wiatrowej.

Początkowo, jak na fig. 5a, urządzenie do zawieszania jest umieszczane na np. powierzchni stalowej. Pomiędzy leżącą pod spodem powierzchnią a urządzeniem 60 do zawieszania jest usytuowany nylonowy arkusz 65'. Ze względu na grubość arkusza i względnie małe tarcie, urządzenie 60 do zawieszania i arkusz 65' można względnie łatwo przesunąć do dokładnie żądanego położenia.

Na fig. 5b żądane położenie zostało osiągnięte, a arkusz 65' usunięty, przez co osiągnięto większe siły mocujące.

Fig. 6a i 6b przedstawiają kierunki Fv i Fn głównych sił działających na zawieszalny element 90 w zamocowaniu zgodnie z jedną postacią wykonania wynalazku.

Mechaniczne zamocowanie w kierunku pionowym zapewnia, iż wewnętrzna konstrukcja, która ma być zawieszona, będzie zamocowana względem wieży co najmniej w odniesieniu do ciążenia. Siły te są głównie przejmowane przez siły Fv działające w kierunku pionowym. W zasadzie siły pionowe powinny być przede wszystkim przenoszone przez, jak można to nazwać, typowe mechaniczne mocowanie.

Ponadto, zawieszenie magnetyczne zapewnia poprzeczne mocowanie zawieszonego elementu utworzone za pomocą siły normalnej FN działającej w przedstawionym kierunku poprzecznym. Ta siła normalna FN może być wykorzystywana dalej, jeżeli stosuje się elementy cierne pomiędzy urządzeniem do zawieszania i odpowiadającą jemu magnetyczną częścią wieży. Tak więc, zgodnie z dobrze znanymi zależnościami pomiędzy siłą normalną FN i tarciem, powstaje siła poprzeczna przeciwdziałająca np. ruchom obrotowym (ruchowi stycznemu tm) np. platformy lub zawieszenia drabiny.

Fig. 7 przedstawia niektóre właściwości różnych materiałów magnetycznie twardych.

Przedstawiony wykres ukazuje zachowanie się sześciu grup G1 do G6 materiałów magnetycznych przy temperaturze wynoszącej około 20°C.

Oś odciętych oznacza HcJ (koercja [kA/m]), oś rzędnych zaś oznacza maksymalny iloczyn energii | BH | _max [kJ/m³].

I BH | _max reprezentuje energię potencjalną materiału, natomiast HcJ reprezentuje odporność materiału na pola odmagnesowujące.

Grupa G1 obejmuje tak zwane magnesy neodymowe, NdFeB. Magnesy neodymowe są jednymi z najsilniejszych magnesów trwałych na rynku.

Grupy G2 i G3 obejmują magnesy Sm_xCo_y charakteryzujące się wysokim stopniem stabilności na zmiany temperatury. Grupa G2 odnosi się do Sm₂Co₁₇, a Grupa G3 odnosi się do SmCo₅.

Grupa G4 odnosi się do kolejnej grupy Sm_xCO_y magnesów o niskiej koercji, Sm₂Co₁₇.

Grupa G5 obejmuje grupę wiązanych tworzywem sztucznym neodymowych materiałów na magnesy NdFeB.

PL 208 015 B1

I wreszcie, grupa G6 obejmuje bardziej typowe materiały na magnesy, takie jak Alnico i materiał FeSr/FeBa.

W urządzeniu do zawieszania według wynalazku można stosować różne materiały magnetyczne. Zgodnie z korzystną postacią wykonania wynalazku, stosowane materiały magnetycznie twarde wybiera się przede wszystkim spośród materiałów cechujących się wysoką energią potencjalną | BH | _max. Tak więc, zgodnie z korzystną postacią wykonania wynalazku, materiały wybiera się z grupy G1, tj. spośród magnesów neodymowych.

Oczywiście, jeżeli przykładowo zmiany temperatury stają się krytyczne, korzystnymi mogą być magnesy samarowo-kobaltowe.

Zgodnie z wynalazkiem, urządzenia do zawieszania mogą np. być utworzone przez połączenie urządzeń mających magnesy z różnych grup, tym samym tworząc pewien stopień nadmiarowości.

Claims

1. Sposób montowania elementów w wieży turbiny wiatrowej, znamienny tym, że do mocowania elementów do wieży turbiny wiatrowej stosuje się częściowo lub wyłącznie siły przyciągania magnetycznego.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że te siły przyciągania magnetycznego wytwarza się za pomocą materiałów magnetycznie twardych.

3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że te siły przyciągania magnetycznego wytwarza się za pomocą materiałów magnetycznie twardych zawartych w urządzeniu do zawieszania, przy czym jako materiały współpracujące z nim stosuje się materiały magnetyczne tworzące co najmniej część wieży turbiny wiatrowej.

4. Sposób według zastrz. 1-3, znamienny tym, że te siły przyciągania magnetycznego uzupełnia się mechanicznym zamocowaniem z unieruchomieniem w co najmniej jednym kierunku.

5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że to mechaniczne zamocowanie w co najmniej jednym kierunku tworzy się przez mechaniczne zamocowanie do obszarów mocowania, przy czym te obszary mocowania rozmieszcza się w odstępie od siebie w kierunku pionowym wieży turbiny wiatrowej.

6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że ten odstęp dobiera się w zależności od długości w kierunku pionowym segmentu wieży turbiny wiatrowej.

7. Sposób według zastrz. 1-6, znamienny tym, że jako obszary mocowania stosuje się kołnierze przystosowane do połączenia segmentów wieży turbiny wiatrowej.

8. Sposób według zastrz. 1-7, znamienny tym, że jako elementy wieży stosuje się drabiny lub części drabin.

9. Sposób według zastrz. 1-8, znamienny tym, że jako elementy wieży stosuje się kable lub części kabli.

10. Sposób według zastrz. 1-9, znamienny tym, że jako elementy wieży stosuje się środki oświetleniowe.

11. Sposób według zastrz. 1-10, znamienny tym, że jako elementy wieży stosuje się komponenty do umieszczania we wnętrzu wieży turbiny wiatrowej.

12. Sposób według zastrz. 1-11, znamienny tym, że w urządzeniu do zawieszania dla wieży wiatrowej stosuje się magnetyczne środki mocujące.

13. Sposób według zastrz. 1-12, znamienny tym, że jako materiał na magnetyczne środki mocujące stosuje się materiał magnetycznie twardy.

14. Sposób według zastrz. 1-13, znamienny tym, że jako materiał magnetycznie twardy stosuje się neodymowe magnesy trwałe.

15. Sposób według zastrz. 1-14, znamienny tym, że jako materiał magnetycznie twardy stosuje się samarowo-kobaltowe magnesy trwałe.

16. Sposób według zastrz. 1-15, znamienny tym, że w urządzeniu do zawieszania dla wieży turbiny wiatrowej stosuje się mechaniczne środki mocujące.

17. Sposób według zastrz. 1-16, znamienny tym, że w urządzeniu do zawieszania dla wieży turbiny wiatrowej stosuje się co najmniej jedną wilgocioszczelną barierę całkowicie albo częściowo mieszczącą w sobie te magnetyczne środki mocujące.

18. Sposób według zastrz. 1-17, znamienny tym, że w urządzeniu do zawieszania stosuje się środki mocujące drabinę.

PL 208 015 B1

19. Sposób według zastrz. 1-18, znamienny tym, że w urządzeniu do zawieszania stosuje się środki mocujące platformę.

20. Sposób według zastrz. 1-19, znamienny tym, że w urządzeniu do zawieszania stosuje się środki mocujące kabel.

21. Sposób według zastrz. 1-20, znamienny tym, że w urządzeniu do zawieszania stosuje się środki oświetleniowe.

22. Urządzenie do zawieszania dla wieży turbiny wiatrowej obejmujące magnetyczne środki mocujące, znamienne tym, że obejmuje co najmniej jedną wilgocioszczelną barierę (23) całkowicie albo częściowo mieszczącą w sobie te magnetyczne środki mocujące (24).

23. Urządzenie według zastrz. 22, znamienne tym, że te magnetyczne środki mocujące (24) są z materiału magnetycznie twardego.

24. Urządzenie według zastrz. 22 albo 23, znamienne tym, że ten materiał magnetycznie twardy stanowią neodymowe magnesy trwałe.

25. Urządzenie według zastrz. 22 albo 24, znamienne tym, że ten materiał magnetycznie twardy stanowią samarowo-kobaltowe magnesy trwałe.

26. Urządzenie według zastrz. 22-25, znamienne tym, że to urządzenie (20; 60) do zawieszania dla wieży turbiny wiatrowej ma mechaniczne środki mocujące (22; 62).

27. Urządzenie według zastrz. 22-26, znamienne tym, że to urządzenie obejmuje środki mocujące drabinę.

28. Urządzenie według zastrz. 22-26, znamienne tym, że to urządzenie obejmuje środki mocujące platformę.

29. Urządzenie według zastrz. 22-26, znamienne tym, że to urządzenie obejmuje środki mocujące kabel.

30. Urządzenie według zastrz. 22-26, znamienne tym, że to urządzenie obejmuje środki oświetleniowe.

31. Układ wzajemnie mocowalnych elementów w wieży turbiny wiatrowej, obejmujący co najmniej jedną magnetyczną część wieży turbiny wiatrowej i co najmniej jedno urządzenie do zawieszania, znamienny tym, że to co najmniej jedno urządzenie (20; 60) do zawieszania ma co najmniej jedną część magnetycznie twardą do montowania co najmniej jednego urządzenia (20; 60) do zawieszania do tej co najmniej jednej części wieży turbiny wiatrowej.

32. Układ według zastrz. 31, znamienny tym, że tę co najmniej jedną magnetyczną część wieży turbiny wiatrowej stanowi fragment wieży (10).

33. Układ według zastrz. 31 albo 32, znamienny tym, że ta część wieży turbiny wiatrowej jest wykonana z materiału magnetycznego ze stali magnetycznej.

34. Układ według zastrz. 31-33, znamienny tym, że ta co najmniej jedna część z materiału magnetycznie twardego jest wykonana z neodymowego materiału magnetycznego lub samarowo-kobaltowego materiału magnetycznego.

35. Układ według zastrz. 31-34, znamienny tym, że ten układ obejmuje co najmniej jedno urządzenie (20; 60) do zawieszania zdefiniowane w zastrz. 22-30.

36. Układ według zastrz. 31-35, znamienny tym, że ta wieża (10) obejmuje co najmniej dwa segmenty (11, 12, 13, 14).

37. Układ według zastrz. 31-36, znamienny tym, że co najmniej jeden z tych segmentów (11, 12, 13, 14) wieży (10) ma obszary mocowania (31, 32) rozmieszczone w swej górnej i dolnej części.

38. Układ według zastrz. 31-37, znamienny tym, że co najmniej jeden z tych obszarów mocowania (31, 32) stanowi układ mechanicznego mocowania i zawieszania dla co najmniej jednego urządzenia (20; 60) do zawieszania.

39. Układ według zastrz. 31-38, znamienny tym, że co najmniej dwa z tych obszarów mocowania (31, 32) stanowią układ mechanicznego mocowania i zawieszania dla co najmniej jednego urządzenia (20; 60) do zawieszania, pomiędzy tymi co najmniej dwoma obszarami mechanicznego mocowania (31, 32).