JP2022098444A - 振動の減衰 - Google Patents

Abstract

【課題】構造物内の振動を打ち消すための、特に風力タービンタワー内の振動を打ち消すための減衰システムを提供する。【解決手段】本開示は、構造物内の振動を打ち消すための減衰システムに関する。減衰システムは、振り子装置と、粘性媒体を収容する容器とを備える。振り子装置は、多孔質構造体を備える質量体を備える。多孔質構造体は、粘性媒体を通過させるように構成される。多孔質構造体は、粘性媒体に少なくとも部分的に浸漬される。【選択図】図３

Description

本開示は、構造物内の振動を打ち消すための、特に風力タービンタワー内の振動を打ち消すための減衰システムに関する。本開示はさらに、そのような減衰システムを備える風力タービンタワー、および構造物内の振動を打ち消すための方法に関する。

タワー、特に風力タービンのタワーなどの高構造物は、振動の影響を受ける。これらの振動は、風、波、地震などの外力によって誘発され得る。誘発振動に起因して、特に誘発振動が構造物の固有振動数に対応する場合、構造物は著しく振動し始める可能性がある。これらの高振幅振動は、構造物の損傷、寿命の低下、または故障につながる可能性がある。

高構造物、例えば現代の風力タービンは、電気を送電網に供給するために一般的に使用されている。この種の風力タービンは、一般に、風力タービンタワー（本開示ではタワーとも呼ばれる）と、タワー上に配置されたロータとを備える。典型的にはハブおよび複数のブレードを備えるロータは、ブレードへの風の影響下で回転するようになっている。前記回転は、通常、ロータシャフトを通して発電機に直接またはギアボックスを使用して伝達されるトルクを生成する。このようにして、発電機は、送電網に供給することができる電気を発生する。

風力タービンは、陸上および沖合の用途において過酷な条件に曝される可能性がある。特に、渦誘発振動および沖合波荷重は、風力タービンに対する臨界負荷ケースとなり得る。これらの負荷ケース、例えば、風力タービンタワーの上部における渦は、風力タービンの横振動をもたらす可能性があり、これは風力タービンタワーの臨界曲げ負荷にとって重大であり得る。動作中、風力タービンはまた、共振につながる特定の動作ロータ速度に達する可能性がある。

これらの振動は、壊滅的な故障を引き起こし得る構造体の疲労損傷を増加させる。タワー構造体における応力が高すぎる場合、タワーは、制御不能に座屈および／またはキンクする可能性がある。現代の風力タービンのサイズを大きくする一般的な傾向のために、風力タービンタワーもまたサイズが大きくなり、タワーの上部にますます大きな質量を有する。また、タワーはますます高く、かつ細くなってきており、これにより固有振動数が低下し、より一般的な風速および波の振動数で共振を引き起こす。これは、上述の臨界負荷ケースの下でこれらの構造物の安定性を確保するためのより大きな課題をもたらす。

例えば、追加の補強材を追加することによってのみタワー構造体を最適化することは、実現可能性、効率、および経済的要因によって制限される。したがって、沖合での使用における渦誘発振動および波荷重などの振動を効果的に打ち消すための追加のシステムは、風力タービンの安全性および耐久性にとって不可欠である。

当技術分野では、風力タービンの振動を打ち消すために、異なるアプローチが適用されている。空気力学的解決策の使用は、１つの選択肢を表す。空気力学的解決策の目的は、それらの形成機構を制限することによって、例えば、渦の出現を抑制することによって振動を低減することである。例としては、風力タービンタワーに装着されている螺旋状のストレーキまたはフィンが挙げられる。しかし、特定の使用事例における空気力学的解決策は、それ自体では十分ではない場合がある。

さらに、当技術分野では、ローリング質量ダンパまたは同調質量ダンパなどの振動ダンパが説明されている。空気力学的解決策とは異なり、これらの振動ダンパは振動の形成機構を制限せず、振動を減衰させる。これは、一般に、可動に装着された質量体の慣性によって達成される。しかし、ダンパの実装は、特定の態様によって制限される。特に、サイズおよび質量が増加している風力タービンでは、高質量の大きな寸法のダンパが必要とされる。これは、特に風力タービンタワー内にダンパを組み込む場合、輸送および／または設置に関して困難をもたらす。さらに、大型および／または重量のある振動ダンパは、タワー構造体への追加の荷重を意味し、必要な材料および広範な製造のために高コストを招く可能性がある。

本開示は、上述の欠点を少なくとも部分的に解決する構造物内の振動を打ち消すための減衰システムを提供する。風力タービンタワーに関して特定の問題が説明されているが、本開示の原理は、異なるタワーおよび建物を含む他の構造物にも適用することができることは明らかである。

本開示の第１の態様では、構造物内の振動を打ち消すための減衰システムが提供される。減衰システムは、振り子装置と、粘性媒体を収容する容器とを備える。振り子装置は、多孔質構造体を備える質量体を備える。多孔質構造体は、粘性媒体を通過させるように構成される。さらに、多孔質構造体は、粘性媒体に少なくとも部分的に浸漬される。

本開示を通して使用される振り子装置という用語は、特定のサスペンションシステムが実装される減衰システムを限定するものではない。むしろ、揺動可能な質量体を有する任意の振り子装置は、本開示の意味での振り子装置である。

揺動質量体により、構造物内の振動を打ち消す、すなわち、最小化または少なくとも部分的に低減することができる。粘性媒体に少なくとも部分的に浸漬される多孔質構造体を備える質量体を提供することによって、例えば、減衰システムの質量を増加させる必要なしに、振動をさらに減衰させることができる。

別の態様では、構造物内の振動を打ち消すための同調質量ダンパが提供される。同調質量ダンパは、多孔質構造体を有する吊り下げられた質量体（ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ ｍａｓｓ）を備え、多孔質構造体は、粘性流体と相互作用し、それにより吊り下げられた質量体が振動するときに多孔質構造体が粘性流体に乱流を生成するように構成される。

さらに別の態様では、構造物内の振動を打ち消すための方法が提供される。方法は、質量体を提供することであって、質量体は、多孔質構造体を含むことと、容器に粘性流体を提供することとを含む。粘性流体を有する容器は、構造物内に装着されてもよく、方法は、質量体を吊り下げ、それにより質量体の多孔質構造体が粘性流体に少なくとも部分的に浸漬されるようにすることをさらに含む。

以下、本開示の態様を、添付の図を参照して詳細に説明する。

風力タービンの一例の斜視図を概略的に示す図である。 図１の風力タービンのナセルの一例の簡略化された内部図を概略的に示す図である。 構造物内の振動を打ち消すための減衰システムの一例を概略的に示す図である。 構造物内の振動を打ち消すための減衰システムのさらなる例を概略的に示す図である。 構造物内の振動を打ち消すための減衰システムのさらなる例を概略的に示す図である。 構造物内の振動を打ち消すための減衰システムのさらなる例を概略的に示す図である。 構造物内の振動を打ち消すための減衰システムのさらなる例を概略的に示す図である。 構造物内の振動を打ち消すための減衰システムのさらなる例を概略的に示す図である。 タワー構造体および減衰システムを備える風力タービンタワーの例を概略的に示す図である。 タワー構造体および減衰システムを備える風力タービンタワーの例を概略的に示す図である。 構造物内の振動を打ち消すための方法の流れ図を概略的に示す図である。

ここで、本発明の実施形態を詳細に参照するが、その１つまたは複数の例が図面に示されている。各例は、本発明を説明するものとして提示されており、本発明を限定するものではない。実際、本発明の範囲または趣旨から逸脱することなく、本発明において様々な修正および変更が行われ得ることは、当業者には明らかであろう。例えば、ある実施形態の一部として図示または記載された特徴は、またさらなる実施形態をもたらすために、別の実施形態において使用することができる。それぞれの組み合わせは、本開示の明示的な一部である。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物の範囲に含まれるそのような修正および変更を包含することを意図している。

図１は、風力タービン１６０の一例の斜視図を示している。図示するように、風力タービン１６０は、支持面１５０から延びる風力タービンタワー１７０と、風力タービンタワー１７０に装着されたナセル１６１と、ナセル１６１に結合されたロータ１１５とを含む。ロータ１１５は、回転可能なハブ１１０と、ハブ１１０に結合され、ハブ１１０から外側に延びる少なくとも１つの風力タービンブレード１２０とを含む。例えば、図示の実施形態では、ロータ１１５は、３つの風力タービンブレード１２０を含む。しかし、代替の実施形態では、ロータ１１５は、３つよりも多いまたは少ない数の風力タービンブレード１２０を含んでもよい。各風力タービンブレード１２０は、ロータ１１５の回転を容易にし、風から運動エネルギーが使用可能な機械的エネルギー、続いて電気エネルギーに変換され得るように、ハブ１１０の周りに間隔を置いて配置され得る。例えば、ハブ１１０は、ナセル１６１内に位置決めされた発電機１６２（図２）に回転可能に結合され、電気エネルギーの発生を可能にし得る。

前記風力タービン１６０は、陸上および沖合の用途において過酷な条件に曝される可能性がある。特に、渦誘発振動および沖合波荷重は、前記風力タービン１６０および／または風力タービンタワー１７０に対する臨界負荷ケースである。これらの負荷ケース、例えば、風力タービンタワー１７０の上部における渦は、風力タービン１６０の横振動をもたらす可能性があり、これは風力タービンタワーの臨界曲げ負荷をもたらし得る。

図２は、図１の風力タービン１６０のナセル１６１の一例の簡略化された内部図を示している。図示するように、発電機１６２は、ナセル１６１内に配置されてもよい。一般に、発電機１６２は、ロータ１１５によって生成された回転エネルギーから電力を生成するために、風力タービン１６０のロータ１１５に結合され得る。例えば、ロータ１１５は、ハブ１１０と共に回転するためにハブ１１０に結合された主ロータシャフト１６３を含むことができる。次に、発電機１６２は、ロータシャフト１６３の回転が発電機１６２を駆動するように、ロータシャフト１６３に結合され得る。例えば、図示の実施形態では、発電機１６２は、ギアボックス１６４を通してロータシャフト１６３に回転可能に結合された発電機シャフト１６６を含む。

ロータシャフト１６３、ギアボックス１６４、および発電機１６２は、一般に、風力タービンタワー１７０の頂部に位置決めされた支持フレームまたはベッドプレート１６５によってナセル１６１内に支持され得ることを理解されたい。

風力タービンブレード１２０、特にブレードの根元部分は、ブレード１２０とハブ１１０との間にピッチ軸受１００を介してハブ１１０に結合される。ピッチ軸受１００は、内側リングと、外側リングとを備える。風力タービンブレード、特にその根元部分は、内側軸受リングまたは外側軸受リングのいずれかに取り付けることができ、ハブは他方に接続される。風力タービンブレード１２０は、ピッチシステム１０７が作動されると、ハブ１１０に対して相対回転運動を行うことができる。したがって、内側軸受リングは、外側軸受リングに対して回転運動を行うことができる。図２のピッチシステム１０７は、風力タービンブレードをピッチ軸の周りで回転させるために内側軸受リングに設けられた環状ギア１０９と噛み合うピニオン１０８を備える。ナセル１６１、特に風力タービンブレードに作用する風力は、振動のさらなる誘発をもたらし得る。

図３は、構造物内の振動を打ち消すための減衰システム１０の一例を示している。構造物は、例えば、図６Ａ～図６Ｂに示すような風力タービンタワー１７０のタワー構造体３２であってもよい。

図３に示される減衰システム１０は、振り子装置１２と、容器１４とを備える。容器１４は、粘性媒体１６、特に粘性流体を収容する。容器の充填レベルは、所望の減衰レベルに適合させることができる。これは、必要なまたは所望の減衰レベルに応じて、手動で、または自動的に行うことができる。本例では、振り子装置１２は、多孔質構造体２２を備える質量体１８をさらに備える。多孔質構造体２２は、粘性媒体１６を通過させるように構成される。示されるように、振り子装置１２の多孔質構造体２２は、粘性媒体１６に少なくとも部分的に浸漬される。別の例では、質量体１８は、例えば、容器１４の充填レベルで深くなるなど、粘性媒体１６に完全に浸漬されてもよい。

本明細書に図示する減衰システム１０は、同調質量ダンパと見なすことができる。

図３に示される例では、質量体１８は、振り子質量体２０を備えてもよく、多孔質構造体２２は、振り子質量体２０に取り付けられてもよい。多孔質構造体２２は、多孔質バッフル２２を含むことができる。図３の例では、多孔質バッフル２２は、質量体２０の下方に延びるスカートとして形成されてもよい。下方に延びるスカートの一態様は、バッフルがより効果的であり得ることである。バッフルを有する質量体の最も低い部分は、振動において最も変位する振り子の部分である。したがって、バッフルは、経路に沿って粘性媒体と相互作用するため、より効果的である。下方に延びるスカート、または質量体の下に配置された任意のバッフルの別の態様は、バッフルが媒体と相互作用するために容器内に必要な粘性のより低い媒体である。

しかし、いくつかの例では、振り子質量体２０および多孔質構造体２２は、一体的に形成されてもよい。言い換えれば、多孔質構造体２２は、振り子質量体２０を形成することができる（図４Ａ参照）。

振り子質量体２０および／または多孔質構造体２２に適した材料は、鋼および他の合金などの金属材料、ならびに／またはエラストマー、熱可塑性プラスチック、および／もしくは熱硬化性プラスチックなどのポリマー、セラミックベースの材料、ならびに／またはコンクリートであってもよい。

多孔質構造体２２は、チャネル構造体を備えてもよい。チャネル構造体は、振り子装置１２の質量体１８、特に振り子質量体１８に少なくとも部分的に配置されてもよい。前記チャネル構造体は、粘性媒体１６に対する流路を画定することができる。各流路は、入口開口部と、出口開口部とを含むことができる。入口開口部および出口開口部という用語は、構造体自体ではなく、チャネル構造体を通る粘性媒体の流れ方向によって定義されることを理解されたい。粘性媒体１６は、流路に沿って進行するとき、入口開口部と出口開口部との間で偏向されてもよい。粘性媒体１６の偏向の程度は、減衰システム１０の特定の減衰特性を達成するように適合させることができる。

さらに、多孔質バッフル２２などの多孔質構造体は、３ｍｍ～５０ｍｍの範囲の直径を有する貫通孔を備えることができる。直径範囲はまた、５ｍｍ～３０ｍｍに設定されてもよい。貫通孔は、同じ直径を有してもよく、または所与の範囲内で異なる直径を有するいくつかの種類の貫通孔があってもよい。「直径」という用語は、孔を円形断面に限定しないものとして理解されるべきである。むしろ、直径という用語は、それぞれの孔に内接することができる最大の円を定義する。孔は、円形断面、正方形断面、多角形断面、楕円形断面などの任意の断面を有することができる。

粘性媒体１６は、油（例えば、鉱油、シリコーン油）および／または水系流体からなる群から選択されてもよい。粘性媒体１６の粘度は、２５℃の温度で測定して、０．１～１０Ｐａ・ｓであってもよい。

細孔のサイズと粘性媒体の粘度の両方が減衰特性に影響を及ぼすことを理解されたい。したがって、多孔質構造体２２の細孔のサイズ、例えば、チャネル構造体のチャネルの直径または貫通孔の直径は、粘性媒体１６の粘度に関連して選択することができ、またはその逆も可能である。特に、細孔または孔と粘性媒体の組み合わせは、振動時に粘性媒体が細孔を通過することができ、特に粘性媒体が細孔を通過するとき、粘性媒体内に渦または乱流が生成されるように選択することができる。

同時に、構造物（および特に振動減衰システム）の動作温度を考慮に入れることができる。温度が比較的低い場合、粘性液体の粘度が上昇することがある。

また、多孔質構造体の多孔度、すなわち、開いている多孔質構造体の表面の割合は、変化し得る。

さらに、図３に示されるように、振り子装置１２は、サスペンションシステム２８から吊り下げられてもよい。前記サスペンションシステム２８は、少なくとも１つのワイヤおよび／またはロッド３０を備えることができ、少なくとも１つのワイヤおよび／またはロッド３０は、それぞれのサスペンション点３１で質量体１８に取り付けることができる。サスペンションシステム２８は、質量体１８の一部であると考えることができる。サスペンションシステム２８は、図３に示されるように、容器１４の少なくとも１つの内面に取り付けることができる。図４Ａは、構造物内の振動を打ち消すための減衰システムのさらなる例を概略的に示している。この減衰システムでは、振り子質量体２０および多孔質構造体は、一体的に形成される。

図４Ｂは、構造物内の振動を打ち消すための減衰システムのさらなる例を概略的に示している。ここで、振り子システムの質量体１８は、実質的にリング形状である。振り子質量体２０および多孔質構造体２２を含む質量体１８によって形成されたリングは、閉じたリング（すなわち、円形）または開いたリングであってもよく、別個のリング部分を備えてもよいことに留意されたい。容器１４の形状は、質量体１８の形状に適合される。したがって、容器も実質的にリング形状である。図４Ｂの減衰システムは、リング形状の構造体内に自由な設置スペースを提供する。したがって、供給ライン、階段、および／またはエレベータを減衰システムに通すことができる。

図４Ｂにさらに示されるように、サスペンションシステム２８は、任意選択的に、風力タービンタワー１７０などの構造物の内部の表面に取り付けることができる。

図５Ａは、構造物内の振動を打ち消すための減衰システム１０のさらなる例を示している。示されるように、減衰システム１０は、少なくとも１つの弾性要素２６をさらに備えてもよい。前記少なくとも１つの弾性要素２６は、質量体１８（図示）および／または容器１４の内面（図示せず）に取り付けられてもよい。少なくとも１つの弾性要素２６は、振り子装置１２の質量体１８の最大変位を制限するように構成され得る。弾性要素２６は、エラストマーブロックとして形成されてもよい。さらに、弾性要素２６は、振り子装置１２の質量体１８の最大変位を制限するために、振り子装置１２および容器１４に接続された弾性テープ、紐、ばね、ロープ、ワイヤ、および／またはケーブルとして提供されてもよい。そのような弾性要素２６の別の可能な例は、図５Ａに示されるように、質量体１８および／または容器１４の内面に取り付けられた弾性ストッパ要素である。さらに、複数の弾性要素２６、例えば、前記弾性ストッパ要素は、質量体１８の周囲および／または容器１４の周囲に装着され、リングまたは一連の個々の弾性要素２６を形成することができる。弾性要素２６に適した材料は、軟質金属、ならびに／またはエラストマー、熱可塑性プラスチック、および／もしくは熱硬化性プラスチックなどのポリマーであってもよい。弾性ストッパ要素は、容器における振り子からの衝撃を軽減し、また振動のエネルギーを散逸させる役割を有することができる。

他の例における減衰システム１０は、摩擦プレート（図示せず）をさらに備えてもよく、摩擦プレートは、質量体１８の振動を減衰させるように適合されてもよい。基礎となる減衰機構は、少なくとも部分的に接触している少なくとも２つの摩擦プレート間の相対運動に依存し得る。少なくとも２つの摩擦プレートは、任意選択的に、容器１４、質量体１８、および／またはサスペンションシステム２８に取り付けられてもよい。少なくとも２つの摩擦プレートの材料対は、金属および／またはポリマーであってもよい。

図５Ｂおよび図５Ｃは、構造物内の振動を打ち消すための減衰システム１０のさらなる例を例示している。図５Ｂおよび図５Ｃに示されるように、多孔質構造体２２は、少なくとも１つの多孔質バッフル２４を備えることができる。少なくとも１つの多孔質バッフル２４は、振り子質量体２０の中立位置で見たとき、振り子質量体２０に対して下方、上方、および／または横方向に取り付けられてもよい。振り子質量体２０の中立位置は、振り子装置１２の非偏向状態に対応する。

少なくとも１つの多孔質バッフル２４は、図５Ｂおよび図５Ｃにさらに示されるように円筒形であってもよい。さらに、少なくとも１つの円筒形多孔質バッフル２４は、少なくとも部分的に振り子質量体２０を取り囲んでもよい。

図５Ｃに示されるように、多孔質構造体２２は、同心円状に配置することができる複数の多孔質バッフル２４を備えることができる。複数の多孔質バッフルは、バッフルがそれらの間に垂直と水平の両方のオフセットを有するように配置され得る。さらなる例では、多孔質バッフル２４は、交差した星形および／または円形のパターンで配置されてもよい。前記多孔質バッフル２４に適した材料は、鋼および他の合金などの金属材料、ならびに／またはエラストマー、熱可塑性プラスチック、および／もしくは熱硬化性プラスチックなどのポリマーであってもよい。

減衰システムの異なる例の様々な特徴を組み合わせることができ、すなわち、異なる質量体形状を異なるバッフル形状および構成と組み合わせることができ、異なるバッフル形状および構成を異なる弾性要素と組み合わせることができる。

図６Ａ～図６Ｂは、タワー構造体３２および本明細書に記載の減衰システム１０のうちの１つを備える、風力タービンタワー１７０の２つの例を概略的に示している。示されるように、減衰システム１０は、タワー構造体３２に取り付けることができる。減衰システム１０は、タワー構造体３２の内側（図６Ａ参照）または外側（図６Ｂ参照）に取り付けられてもよい。他の例では、複数の減衰システム１０をタワー構造体３２に取り付けることができる。複数の減衰システムの場合、これらのシステムは、タワーに沿って異なる高さに配置されてもよい。図６Ａがさらに示すように、ナセル１６１がまだ装着されていないときに減衰システム１０を設置することができる。

図６Ａおよび図６Ｂの例に示すように、減衰システムは、特にタワーの高さの上半分に沿って、より具体的には上３分の１に沿って配置されてもよい。

本明細書に開示される例のいずれにおいても、バッフルの多孔度（すなわち、バッフルの全表面積の割合としての、孔によって占められるバッフルの表面積の割合）は、２５～６５％、具体的には３０～５０％であってもよい。バッフルの寸法は、特に振り子の質量体のサイズに関連して決定することができる。いくつかの例では、バッフルの面積（孔を無視して）は、質量体の側面の表面積の１０～３０％であってもよい。

本明細書に開示される例のいずれにおいても、容器内の粘性流体のレベルは、質量体の一部のみが流体中に吊り下げられるようなものであってもよい。特に、バッフルを有する質量体の高さの５０％未満が、流体中に吊り下げられてもよい。

図７は、構造物内の振動を打ち消すための方法２０００の一例の流れ図を示している。構造物内の振動を打ち消すための方法２０００が、提供される。方法は、ブロック２１００において、質量体を提供することを含み、質量体は、多孔質構造体を含む。質量体は、本明細書に開示される例のいずれかに従って構成され得る。

図７の方法２０００は、ブロック２２００において、容器に粘性流体を提供することと、ブロック２３００において、構造物内に粘性流体を有する容器を装着することとをさらに含む。方法は、ブロック２４００において、質量体を吊り下げ、それにより質量体の多孔質構造体が粘性流体に少なくとも部分的に浸漬されるようにすることをさらに含む。

容器、粘性流体、および構造物内への装着は、本明細書に開示される例のいずれかによるものであり得る。

本明細書に開示される方法は、構造物、例えば、風力タービンタワーの設置の一部として実行することができる。すなわち、本明細書に記載の方法は、動作が開始する前に、風力タービンの設置または試運転中に実行することができる。他の例では、そのような方法は、後付け手順の一部として実行されてもよい。風力タービンは動作し続ける可能性があり、予想される振動よりも大きな振動を被ることが判明する場合がある。次いで、本明細書に記載の例のいずれかによる同調質量ダンパを風力タービンに設置することができる。さらに他の例では、風力タービン（または他の構造物）は、同調質量ダンパを既に含んでいてもよい。方法は、粘性流体を有する容器を追加することと、バッフルなどの多孔質要素を質量体に追加し、それにより質量体の多孔質要素が粘性流体に部分的に浸漬されるようにすることとを含む。

それにより、サスペンションシステム２８および／または容器１４は、構造物の内側または外側に取り付けられてもよい。さらに、固定は、例えば、形状嵌合接続手段または材料接続を含む、任意の適切な取り付け具または締結具によって実現することができる。さらに、方法２０００は、ブロック２５００において、質量体１８を可動状態に設定することを含むことができ、質量体１８は、移動可能であり、それによって振動を減衰させることができる。可動状態の反対は、遮断状態であると考えることができる。質量体１８が移動することができず、振動を減衰させない遮断状態の振り子装置１２の構成は、輸送中および減衰システム１０を構造物に取り付ける間に使用することができる。

本明細書に開示される様々な例によれば、構造物内の振動を打ち消すための同調質量ダンパが提供される。同調質量ダンパは、吊り下げられた質量体を備え、吊り下げられた質量体は、多孔質構造体を通して粘性流体と相互作用し、それにより吊り下げられた質量体が振動するときに吊り下げられた質量体の多孔質構造体が粘性流体に乱流を生成するように構成される。

例では、吊り下げられた質量体は、多孔質バッフルを含むことができ、多孔質バッフルは、粘性流体内に配置される。いくつかの例では、粘性液体は、風力タービンタワー内の容器に提供されてもよい。

本明細書には、タワー、特にタワー構造体３２を備える風力タービンタワー１７０も示されている。タワーは、多孔質構造体を有する吊り下げられた質量体を含む１つまたは複数の同調質量ダンパを含み、多孔質構造体は、粘性流体と相互作用し、それにより吊り下げられた質量体が振動するときに吊り下げられた質量体が粘性流体に乱流を生成するように構成される。

本明細書は、実施例を用いて、好ましい実施形態を含む本発明を開示し、また、当業者が、任意の装置またはシステムを作製し使用し、任意の組み込まれた方法を実施することを含めて、本発明を実践することを可能にする。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が想到する他の実施例を含むことができる。このような他の実施例は、特許請求の範囲の文言との差がない締結要素を有する場合、または特許請求の範囲の文言との実質的な差がない等価の締結要素を含む場合、特許請求の範囲内にあることを意図している。当業者であれば、上述の種々の実施形態からの態様ならびに各々のそのような態様についての他の公知の均等物を混ぜ合わせて適合させることで、本出願の原理に従ったさらなる実施形態および技術を構築することができる。図面に関連する参照符号が特許請求の範囲の括弧内に配置されている場合、それらの参照符号は単に特許請求の範囲の明瞭性を高めるためのものであり、特許請求の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。

１０ 減衰システム
１２ 振り子装置
１４ 容器
１６ 粘性媒体
１８ 質量体
２０ 振り子質量体
２２ 多孔質構造体
２４ 多孔質バッフル
２６ 弾性要素
２８ サスペンションシステム
３０ ワイヤまたはロッド
３１ サスペンション点
３２ タワー構造体
１００ ピッチ軸受
１０７ ピッチシステム
１０８ ピニオン
１０９ 環状ギア
１１０ 風力タービンのハブ
１１５ ロータ
１２０ 風力タービンブレード（ブレード）
１５０ 支持面
１６０ 風力タービン
１６１ ナセル
１６２ 発電機
１６３ ロータシャフト
１６４ ギアボックス
１６５ 支持フレーム
１６６ 発電機シャフト
１７０ 風力タービンタワー（タワー）
２０００ 振動を打ち消すための方法
２１００ 多孔質構造体を有する質量体を提供する
２２００ 容器に粘性流体を提供する
２３００ 容器を装着する
２４００ 質量体を吊り下げる
２５００ 質量体を可動状態に設定する

Claims (15)

1. 構造物内の振動を打ち消すための減衰システム（１０）であって、
   振り子装置（１２）と、
   粘性媒体（１６）を収容する容器（１４）と
   を備え、
   前記振り子装置（１２）は、質量体（１８）を備え、前記質量体（１８）は、前記粘性媒体（１６）を通過させるように構成された多孔質構造体（２２）を備え、
   前記多孔質構造体（２２）は、前記粘性媒体（１６）に少なくとも部分的に浸漬される、
   減衰システム（１０）。
2. 前記質量体（１８）は、振り子質量体（２０）を備え、前記多孔質構造体（２２）は、前記振り子質量体（２０）に取り付けられる、請求項１に記載の減衰システム（１０）。
3. 前記多孔質構造体（２２）は、少なくとも１つの多孔質バッフル（２４）を備える、請求項２に記載の減衰システム（１０）。
4. 前記少なくとも１つの多孔質バッフル（２４）は、前記振り子質量体（２０）の中立位置で見たとき、前記振り子質量体（２０）に対して下方、上方、および／または横方向に取り付けられる、請求項３に記載の減衰システム（１０）。
5. 前記少なくとも１つの多孔質バッフル（２４）は、円筒形である、請求項３に記載の減衰システム（１０）。
6. 前記少なくとも１つの円筒形多孔質バッフル（２４）は、少なくとも部分的に前記振り子装置（１２）の前記振り子質量体（２０）を取り囲む、請求項５に記載の減衰システム（１０）。
7. 前記多孔質構造体（２２）は、複数の多孔質バッフル（２４）を備え、任意選択的に、前記多孔質バッフル（２４）は、交差した星形および／または円形のパターンで配置される、請求項３に記載の減衰システム（１０）。
8. 前記振り子装置（１２）の前記質量体（１８）の最大変位を制限するように構成された少なくとも１つの弾性要素（２６）をさらに備える、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の減衰システム（１０）。
9. 前記多孔質構造体（２２）は、３ｍｍ～５０ｍｍ、具体的には５ｍｍ～３０ｍｍの範囲の直径を有する貫通孔を備える、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の減衰システム（１０）。
10. 前記粘性媒体（１６）は、油および／または水系流体からなる群から選択される、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の減衰システム（１０）。
11. 前記粘性媒体（１６）の粘度は、２５℃の温度で測定して、０．１～１０Ｐａ・ｓの範囲である、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の減衰システム（１０）。
12. 摩擦プレートをさらに備え、前記摩擦プレートは、前記質量体（１８）の振り子運動を減衰させるように適合される、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の減衰システム（１０）。
13. 風力タービンタワー（１７０）を備える風力タービン（１６０）であって、前記風力タービンタワー（１７０）は、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の減衰システム（１０）を含み、前記容器（１４）は、前記風力タービンタワー（１７０）の高さの上半分内に装着される、風力タービン（１６０）。
14. 構造物内の振動を打ち消すための方法（２０００）であって、
    容器（１４）に粘性流体を提供すること（２２００）と、
    前記構造物内に粘性流体を有する前記容器（１４）を装着すること（２３００）と、
    多孔質構造体（２２）を含む質量体（１８）を吊り下げ、それにより前記質量体（１８）の前記多孔質構造体（２２）が前記粘性流体に少なくとも部分的に浸漬されるようにすること（２４００）と
    を含む、方法（２０００）。
15. 請求項１４に記載の構造物内の振動を打ち消すための方法（２０００）であって、前記構造物は、風力タービンタワー（１７０）である、方法（２０００）。

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