DE202017003631U1 - Turnable solid wall tower for an internal wind turbine - Google Patents
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Abstract
Drehbarer Vollwandturm für eine Binnenwindenergieanlage, dadurch gekennzeichnet, dass der Turmquerschnitt in der Turmhauptachse (13) einteilig oder mehrteilig gespreizt wird, indem zwischen die gespreizten Turmquerschnitte (2, 3 und 2a, 3a) Blechteile (6) in Form orthogonaler Trapezflächen und in die gespreizten Turmquerschnitte (3a und 3b) in Form gleichschenkliger Trapezflächen (12) eingefügt werden, wobei vorderer und hinterer Turmwandabschnitt (2, 3) entweder aus den beiden Hälften (2, 3) eines längsgeteilten Vollwandrohrs (1) oder jeweils einem separaten Vollwandrohr (2a, 3a) besteht.Rotatable solid wall tower for an internal wind energy plant, characterized in that the tower cross section in the main tower axis (13) is spread in one or more parts by between the splayed tower cross sections (2, 3 and 2a, 3a) sheet metal parts (6) in the form of orthogonal trapezoidal surfaces and in the spread Tower cross sections (3a and 3b) in the form of isosceles trapezoidal surfaces (12) are inserted, wherein front and rear tower wall section (2, 3) either from the two halves (2, 3) of a longitudinally divided solid wall tube (1) or in each case a separate solid wall tube (2a, 3a).
Description
Die Erfindung betrifft einen drehbaren Vollwandturm für eine Binnenwindenergieanlage mit Querschnittsspreizung in der Turmhauptachse, dessen Festigkeit entgegen der sich um 360° wechselnden Windrichtung höhenabhängig optimal zur Aufnahme des jeweils wirkenden Biegewiderstandsmoments bemessen ist.The invention relates to a rotatable solid wall tower for an internal wind turbine with cross-sectional spread in the main axis of the tower, the strength of which is dimensioned against the height of 360 ° changing wind direction depending on the height optimally for receiving the respectively acting bending resistance torque.
Stand der TechnikState of the art
Binnenwindenergieanlagen in der am häufigsten verbreiteten Bauform bestehen aus einem feststehenden Blechvollwandturm und einer darauf drehbar angeordneten Gondel mit dem Rotor. Die Turmkonstruktion wird statisch so bemessen, dass sie durch den Wind einwirkenden Kräften aus allen Richtungen standhält. Da das Biegewiderstandsmoment von oben nach unten zunimmt, wird der Blechvollwandturm zur Aufnahme der Windkräfte konisch oder nach unten mit stärkeren Blechen ausgebildet.Inland wind energy systems in the most common design consist of a fixed sheet metal full-wall tower and a gondola rotatably mounted thereon with the rotor. The tower construction is statically dimensioned to withstand wind forces from all directions. Since the bending resistance torque increases from top to bottom, the sheet metal tower is designed to accommodate the wind forces conical or down with thicker sheets.
Aus der Offenlegungsschrift
Weiterhin ist aus der Offenlegungsschrift
Aus der Gebrauchsmusterschrift
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine stabile drehbare Turmkonstruktion mit einer der Windrichtung entsprechenden Turmhauptachse in verschiedenartigen Ausführungsformen der Turmquerschnitte zu schaffen, die höhenabhängig an das aus der Windkraft tatsächlich wirkende Biegewiderstandsmoment angepasst ist. Diese Aufgabe wird durch gelöst, dass aus dem bisher genutzten Ursprungsquerschnitt in Nabenhöhe durch Spreizung seiner Profile, Flanken und Teile in der Turmhöhe durch Ergänzung mit geeigneten, einfachen Teilen im Rahmen der Herstellung der Turmteile in der Werkstatt oder vor Ort ein neuer Turmquerschnitt in der erforderlichen Größe und Masse für das Errichten und Nutzen einer neuen, leistungsstärkeren Anlage entsteht. Diese einfachen Teile sind vertikal angeordnete gerade Bleche in der Form orthogonaler Trapezflächen. Der Vollwandturm in einer der bisher bekannten Ausführungsformen wird von Nabenhöhe nach unten fortgeführt, indem die vertikale vordere Hälfte des oberen Querschnitts beibehalten und die hintere Hälfte nach unten vertikal gespreizt wird. Die Ausführung der Form, Dicke und Güte der als orthogonale Trapezflächen ausgebildeten Zwischenstücke ist der nach unten zunehmenden Belastung entsprechend der Vergrößerung des Biegewiderstandsmoments angepasst.It is an object of the invention to provide a stable rotatable tower construction with a tower main axis corresponding to the wind direction in various embodiments of the tower cross-sections, which is adjusted depending on the height of the wind force actually acting bending resistance torque. This object is achieved by that from the previously used cross section in hub height by spreading its profiles, flanks and parts in the tower height by supplementing with suitable, simple parts in the production of the tower parts in the workshop or on site a new tower cross section in the required Size and mass for building and using a new, more powerful plant arises. These simple parts are vertically arranged straight sheets in the shape of orthogonal trapezoidal surfaces. The solid wall tower in one of the previously known embodiments is continued from hub height down by maintaining the vertical front half of the upper cross section and vertically spreading the rear half down. The design of the shape, thickness and quality of the formed as orthogonal trapezoidal spacers is adapted to the downward increasing load corresponding to the increase of the bending resistance torque.
Als bisher bekannte Ausführungsformen von Turmkonstruktionen kommen Blechvollwandtürme, bestehend aus
- – einem oder mehreren senkrechten Rohren,
- – einem vorderen senkrechten Rohr und einem oder zwei gespreizt dazu angeordneten hinteren Stützrohren
- - one or more vertical pipes,
- - A front vertical tube and one or two spread apart arranged rear support tubes
Dabei werden die Rohre der Vollwandtürme entweder in Längsrichtung geteilt/getrennt und zwischen den Trennlinien die als orthogonale Trapezflächen ausgebildeten Zwischenstücke eingefügt oder jeweils zwei Rohre an ihren Außenwänden durch jeweils zwei parallel zueinander angeordneten Zwischenstücken miteinander verbunden.The tubes of the solid walls are either divided / separated in the longitudinal direction and inserted between the parting lines formed as orthogonal trapezoidal spacers or two pipes connected to each other at their outer walls by two mutually parallel spacers.
Durch die Verwendung der nach unten immer größer und stabiler werdenden Zwischenstücke wird das Biegewiderstandsmoment in der Turmhauptachse den jeweiligen Belastungsverhältnissen höhenabhängig angepasst. Die damit erzielbaren Material- und Gewichtseinsparungen können für die unterschiedlichen Leistungsgrößen der Windenergieanlagen theoretisch und praktisch nachgewiesen werden.By using the downwards increasingly larger and more stable intermediate pieces, the bending resistance torque in the tower main axis is adapted to the respective load conditions height dependent. The achievable material and weight savings can be proven theoretically and practically for the different performance of the wind turbines.
Der Turm wird automatisch in Windrichtung gedreht, damit die maximale Beanspruchung stets in der Turmhauptachse liegt. The tower is automatically turned in the wind direction so that the maximum load is always in the main tower axis.
Ausführungsbeispielembodiment
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels und mit Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert:Further details and advantages of the invention are explained in more detail below with reference to an embodiment and with reference to the drawings:
Die Windenergieanlage nach den
Die orthogonalen Trapezflächen
Für die Berechnung des Biegewiderstandsmoments sind außer der einwirkenden Windkraft in Stärke und Richtung in Nabenhöhe
Im unteren Bereich der Turmkonstruktion ist das Maschinenhaus mit der Generatorstation
In den
Dabei zeigt die Zeichnung nach
Die Zeichnung nach
Die Turmhauptachse wird mit dem Bezugszeichen
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- kreisrunder Ursprungsquerschnitt in Nabenhöhecircular cross-section of origin at hub height
- 22
- vertikale vordere Hälfte des Ursprungsquerschnittsvertical front half of the cross section of origin
- 2a2a
- vertikales vorderes Vollwandrohrvertical front solid wall pipe
- 33
- hintere Hälfte des Ursprungsquerschnittsrear half of the cross section of origin
- 3a3a
- gespreiztes hinteres Vollwandrohrspread rear solid wall tube
- 3b3b
- gespreiztes hinteres Vollwandrohrspread rear solid wall tube
- 55
- Spreizwinkel zwischen vorderem und hinterem QuerschnittsteilSpread angle between the front and rear cross-sectional part
- 66
- Blechteil in der Form einer orthogonalen TrapezflächeSheet metal part in the form of an orthogonal trapezoidal surface
- 77
- Grundplatte für den erweiterten TurmquerschnittBase plate for the extended tower cross-section
- 88th
- Mitte der Drehbewegung des TurmesMiddle of the rotation of the tower
- 99
- Einrichtung zur Gewährleistung der Standsicherheit des drehbaren TurmsDevice for ensuring the stability of the rotatable tower
- 1010
- außenliegende Bahn für die Drehbewegungexternal track for the rotary movement
- 1111
- Maschinenhaus mit der GeneratorstationMachine house with the generator station
- 1212
- Blechteil in der Form einer gleichschenkligen TrapezflächeSheet metal part in the shape of an isosceles trapezoidal surface
- 1313
- Turmhauptachse (Richtung der Windkraft)Main tower axis (direction of wind force)
- 1414
- Nabenhöhehub height
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102010037706 A1 [0003] DE 102010037706 A1 [0003]
- DE 102012009145 A1 [0004] DE 102012009145 A1 [0004]
- DE 202016001490 U1 [0005] DE 202016001490 U1 [0005]
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- 2017-07-11 DE DE202017003631.2U patent/DE202017003631U1/en not_active Expired - Lifetime
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WO2021121650A1 (en) | 2019-12-19 | 2021-06-24 | Horst Bendix | Drive system for interior wind turbines of great heights and performance |
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