专利名称：具有导电轨的风能设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种风能设备，其具有由多个塔段构成的塔，设置在塔顶区域内的发 电机；在塔基区域内或远离塔设置的电力模块；以分段的方式预装配在相关塔段内且用于 从发电机至电力模块的电流传输的导电轨元件；以及用于连接预装配在相邻的塔段内的导 电轨元件的连接元件。此外，本发明涉及一种用于这样的风能设备的相应的塔段。在已知 的风能设备中，风能设备的包括如变压器、开关柜、需要时还有逆变器、中压设备、低压配电 装置等的电气单元的电力模块设置在发电机平面的下方，并且经常设置在风能设备的塔的 塔基的区域内，或者远离塔设置，例如在离岸风能设备中设置在陆地上。通常在风能设备的 外部，为这样的部件或者为一些这样的部件设有独立的小型建筑，但是这些部件也能够部 分地竖立在塔内部且竖立在底部上。
背景技术：
为了将由设置在塔尖区域内且设置在吊舱内的发电机所产生的电能传输至电力 模块，设有导电机构，所述导电机构大部分在塔内延伸，并且以电缆的形式构成。这些电缆 通常在塔竖立后安装在塔内。因为电缆必须在单独的工作过程内安装在整个塔高度上，所 以这是个耗费的方法。此外，该工作过程依赖于塔的事先的建造。在WO 03/036084中说明了一种风能设备，在所述风能设备中，导电机构，优选为 电缆轨或导电轨，以分段的方式预装配在塔段内。在该风能设备的构造中，导电机构只是在 一点上，最好是在建造状态下的上部区域内，与相关的塔段固定地连接，使得这些导电机构 虽然固定地悬挂，但是仍然在一定限度内可移动地安装在塔段的内壁上。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种风能设备，所述风能设备能够更简单并且因此也更 低廉且更快捷地建造。根据本发明，该目的如下得以实现，即在内壁上且在塔段的在建造状态下的下端 区域内安装有夹持件，并且导电轨元件因此预装配在分别相关的塔段内，并且导电轨元件 的端部分夹紧或插入在夹持件内。因此，导电轨元件的段是预制成的，并且安装在相应的塔段上，使得所述段的在塔 段的在建造状态下的下部区域内的端部夹紧或插入在安装在那里的夹持件内，以致它们已 经在某一位置上定向，以便与相邻的塔段连接。因此，既不需要在塔建造后耗费地牵拉电缆 通过塔，也不必在建造塔时将已经预装配在某一点的电缆定向并且进一步固定。此外，根据 本发明设有的夹持件允许导电轨元件在相关的塔段内的简单且快捷的预装配，并且此外在 运输塔段时，也提供足够的运输安全性。通过根据本发明的措施，与一些迄今为止已知的风能设备相比，至少缩短了风能 设备的总建造时间，并且降低了用于建造的成本，而不必引入容忍显而易见的技术缺点。根据本发明的风能设备的有利的构造在从属权利要求中说明。
连接元件分别为导电轨元件的部分，并且因此也能够一起预装配，或者它们为与 导电轨元件分开的部分。只要这些连接元件不直接地相互伸展，并且/或者为导电轨元件的部分，或者如 果必须跨过导电轨元件之间的间隙或其它障碍物，例如用于连接两个塔段的凸缘，那么根 据本发明，连接元件用于在塔建造后连接导电轨元件。在优选的构造中，连接元件分别设置在相关的塔段的导电轨元件的在建造状态下 的下端部分上。通过这样的构造允许利用作为连接元件的尽可能短的部分和/或导电轨的 短的部分，并且因此节省材料。此外，在这种情况下，不再需要在建造塔后还必须单独装配 的分开的连接元件。可替代或可附加的是，连接元件也分别设置在相关的塔段的导电轨元件的在建造 状态下的上端部分上。在另一个优选的构造中，连接元件的至少一个端部分可分别与导电轨元件的端部 分，尤其是上端部分插在一起或夹在一起。由于这样的构造是有利的，因此获得连接元件与 一个或两个导电轨元件的(机械的或电的)连接，而不使用附加的紧固机构。在另一个优选的构造中，连接元件被偏压，使得自由端紧贴在或压靠在导电轨元 件的端部分上。这样的构造同样允许连接元件在没有附加的紧固机构的情况下与导电轨元 件连接。在该构造中，尤其能够达到增加的稳定性，因为尤其是连接元件在相关的导电轨元 件上的优选沿塔内壁的方向进行的压紧防止导电轨元件落入塔内部空间内。在另一个优选的构造中，连接元件从塔内壁向塔内部弯曲或折弯，以用于跨过两 个相邻的塔段的至少一个凸缘。这样的构造允许跨过两个导电轨元件之间的障碍物，例如 用于连接两个塔段的两个凸缘。在另一个优选的构造中，导电轨元件在相关的塔段的在建造状态下的上端区域附 加地借助于保持元件固定以防掉落。这样的构造允许，在强的塔振动时，导电轨元件相互保 持在相同的相对位置上。本发明的另一个方面在于一种用于根据本发明的风能设备的塔段，其特征在于， 在内壁上且在塔段的在建造状态下的下端区域内安装有夹持件，并且导电轨元件因此预装 配在塔段内，并且导电轨元件的端部分夹紧或插入在夹持件内。一方面，为了防止维修人员在攀爬塔的内部空间时与导电轨接触且确保电绝缘， 并且另一方面，为了保护导电轨不受损坏，在另一个构造中设有保护套，尤其是保护板，所 述保护板例如与塔的内壁固定地连接，并且完全保护导电轨不受损坏。该保护套也能够分 成各个段，所述段优选如导电轨元件一样能够预装配在塔段上。因此，达到进一步缩短风能 设备的建造时间并且简化风能设备的建造。
下面借助于附图详细阐述本发明，附图示出图1示出根据本发明的风能设备的图示；图2示出导电轨元件和两个塔段的立体图；图3示出导电轨元件和夹持件的立体图；图4示出导电轨元件和保持元件的立体图；以及
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图5示出导电轨元件和保护板的示意图。
具体实施例方式在图1中示意地示出的根据本发明的风能设备1具有带有底部3的塔2、可旋转地 安装在塔尖或塔顶区域内的吊舱4以及设置在塔基区域内的电力模块7，例如在单独的小 室内。在吊舱4内设置有可围绕水平轴线旋转地安装的具有只是基本上示出的多个转子叶 片5的转子，以及的发电机6。通过作用在转子叶片5上的风力使转子转动并且驱动发电机 6以用于产生电能。为了将由发电机6产生的能量传递给电力模块7，所述电力模块具有电气单元，如 变压器，或者需要时还有用于在将电流馈入电网或传送至负载之前对电流继续处理的逆变 器，根据本发明设有导电轨9，最好是两个、三个或四个导电轨9。这些导电轨9导电地且通 过电缆11与发电机电连接，以及通过连接导线12与电力模块7电连接，所述连接导线最好 穿过底部3和地下。在剖视图中示意地示出塔2，并且示例地标出两个塔段21和22。分别在塔段的底 部区域内，因此也分别在塔段21和22的下部区域内设置有夹持件10，以用于保持导电轨9 的导电轨元件。图1仅给出了在导电轨9的位置的概览，并且在图1由于该原因未详细地 示出导电轨9分成各个导电轨元件。在图2中示出根据本发明的风能设备1的塔2的部分的立体图。在那里，示意地 示出塔2的两个塔段21、22。这样的塔段21、22例如能够由钢或混凝土组成。对于塔段21 示例地示出导电轨元件91至94，并且对于塔段22示出导电轨95至98。只是示意地并且部分地表示塔段21、22。在此两个塔段21、22通过两个凸缘41、 42相互连接。同样只是示意地示出凸缘41、42，并且尤其没有示出通常用于连接的螺钉和 螺母，因为这不是本发明的主题。在图2中看出，导电轨元件91至94从上面经由凸缘41、 42，并且作为导电轨元件95至98在凸缘41、42下方继续延伸。此外，图2示出在上塔段或 下塔段21或22的区域内的导向元件51、52。这些导向元件能够一方面为用于导电轨元件 91至94或95至98的导向，并且同时提供相对于相应的塔段21或22的距离。这些塔段21、22被预制成，并且在风能设备1的所在位置组装成塔2。为了缩短建 造时间且简化工作，并且因此也降低整个风能设备的成本，塔段21的导电轨元件91至94 分别借助于安装在相关的塔段21的在建造状态下的下端区域211的夹持件10预装配，导 电轨元件91至94的端部分100夹紧或插入在所述夹持件内。这样的构造提供的优点是， 导电轨元件与分别相关的塔段固定地连接，使得在将已预装配的塔段运输至风能设备搭建 位置时，导电轨元件既不会脱落，也不会相互楔入。该结构同样允许补偿例如由于不同的膨胀系统而引起的塔2和导电轨元件91至 94之间的相对于运动，并且允许例如通过风压等使导电轨与塔运动脱耦。为了将导电轨元 件91至94与导电轨元件95至98电连接，并且在此跨过需要时存在的位于内部空间内的部 分，例如存在于塔段21、22的上端区域和/或下端区域上的凸缘30，使用(优选可移动的) 连接元件13，所述连接元件例如通过温度波动或由于塔振动能够补偿材料膨胀或收缩。连接元件13能够分别为分开的部分，或者如未示出的，也能够分别为相应的导电 轨元件的部分。
连接元件13，尤其是它们的上端部分132，在所示构造中借助电镀连接 (galvanischer Verbindung)为此分别固定地预装配，例如焊接或旋紧在塔段21的导电轨 元件91至94的在建造状态下的下端部分100上。为了跨过凸缘41、42，连接元件13的过 渡区域133远离塔内壁地向塔内部折弯，直至连接元件的中间区域134再次平行于塔内壁 延伸。在那里，连接元件13在所示实施形式中通过分叉分别构成U形，并且具有在短距离 内相互平行地延伸的两个板形部分。那么，在连接元件的端区域131内，连接元件13在装 配状态下插在下塔段22的导电轨元件95至98的上端部分200上，使得通过连接元件13 获得在导电轨元件95至98和91至94之间的机械连接和电连接。优选的是，连接元件13的U形的中间区域和端区域134、131的相互平行地延伸的 两个板形部分略微相对偏压，使得获得在连接元件13和导电轨元件95至98的端部分200 之间的良好的夹紧连接。因此，端部分131与端区域200的例如借助于旋拧或通过焊接的 另一个机械连接不是必须的。在导电轨元件95至98端区域200和连接元件13的端部分 131之间的这样的机械连接的省略甚至允许彼此的相对运动，使得能够补偿导致该相对运 动的塔运动。导电轨元件的上端部分200，如用于导电轨元件95至98所示，同样分别成角度地 构成，以便允许通过插入U形的连接元件13的分叉的端区域简单地装配。在该构造中，连接元件13已经固定地预装配在导电轨元件91至94的下端部分 100上，所述下端部分相反已经插入或夹紧在夹紧元件10内。但是也可设想其它的构造。 例如，连接元件13能够已经一开始就为导电轨元件91至94的一体的组成部分。此外，连 接元件13也能够具有其它的形状，例如其它的角形或圆形，并且能够分别固定地在导电轨 元件95至98的上端部分200上固定地预装配，以便然后在建造塔时与安装在导电轨元件 91至94的下端部分上的相应的配合件连接。如在图2中所示，本发明的构造也不必通过构成为U形的且分叉的端区域实现。原 则上每种连接都是可能的，其中优选使用简单的夹紧连接或插塞连接，所述夹紧连接或插 塞连接在良好的机械连接和电连接的同时，允许尽可能简单的装配，并且允许安装在相邻 的塔段内的导电轨元件91至94、95至98的彼此的相对运动。此外，根据另外的实施形式提出，连接元件13的整体分别固定地预装配在导电轨 元件的上端部分200上，或者在那里为导电轨元件的一体的组成部分。在这样的构造中，连 接元件13优选朝塔内壁偏压，使得上端区域132在塔段21和22组装后压靠在导电轨元件 91至94的下端部分100，以致在那里不必需要例如旋拧或焊接的附加的紧固机构或连接机 构，以便达到良好的机械连接和电连接。可替代的是，相应地构成的连接元件13也能够安 装在导电轨元件91至94的下端部分100上，所述下端部分在塔段21、22组装后压在导电 轨元件95至98的上端部分200上。此外，该构造具有的优点是，因此同时防止导电轨元件 95至98掉落。在图3中，从塔壁朝塔内部看，示出夹持件10的立体图，所述夹持件安装在相关的 塔段21、22的在建造状态下的下端区域内。导电轨元件91至94的端部分100夹紧或插入 在这些夹持件10内。同样可看出，连接元件13的上端区域132紧贴导电轨元件91至94 的下端部分100上。在此，端区域132能够通过旋拧或其它适合的连接固定在导电轨元件 91至94的端部分内。
在图4中示出导电轨元件91至94的立体图。在这种情况下可看出，导电轨元件 91至94在相关的塔段21的构成的状态下的上端区域内借助于保持元件14附加地防止掉 落。这样的保持元件也能够在导电轨元件的总长度上引导导电轨元件91至94。为此，在保 持件14中的用于导电轨元件91至94的开口的横截面的尺寸大于导电轨元件91至94本 身的横截面的尺寸。以这种方式允许导电轨元件91至94在保持元件14内的相对运动，并 且同时导电轨元件91至94被引导且被保持在规定的位置上。同样能够设有绝缘机构，以便使导电轨元件91至94相对于保持元件14绝缘。可 替代的是，保持元件显然也能够本身由绝缘材料制成。保持装置14本身固定地与塔段21 的内壁连接，优选旋紧。在图5中示出已预装配的塔段的预装配在塔段(在图中未示出)内的导电轨元件 91、92的示意图。为了防止导电轨元件91、92在风能设备工作时受到接触，设有保护板16， 如导电轨元件91、92 —样，所述保护板同样能够在建造塔2之前就已经安装在各个塔段内。 借助于例如能够由硬橡胶组成的导轨17，一方面使保护套固定，并且另一方面使保护套相 对于塔段绝缘。但是，为了固定保护套16，也能够设有本身在现有技术中已知的且在此未示 出的另外的机构。在该构造中设有螺钉15作为保持元件，借助所述螺钉，导电轨元件91、92 安装在塔内壁或隔板18上。此外，在设为保护套的这些保护板16内和/或上能够安装如插座、照明器等的另 外的装置，使得这些装置同样能够以简单的方式预装配。此外，将这些装置在保护套16内 的安装尤其避免在塔内壁上的暴露的装配，并且因此导致降低了例如由于在塔建造期间和 建造后的掉落的物体而引起的损害的危险。
权利要求
1.一种风能设备(1)，具有由多个塔段(21、22)构成的塔O)；设置在塔顶区域内的 发电机(6)；在塔基区域内或远离所述塔( 设置的电力模块(7)；以分段的方式预装配在 所述相关塔段01、22)内且用于从所述发电机(6)至所述电力模块(7)的电流传输的导电 轨元件(91至98)；以及用于连接预装配在相邻的塔段01、22)内的导电轨元件(91至98) 的连接元件(13)，其特征在于，在内壁上且在所述塔段01、22)的在建造状态下的下端区 域011)内安装有夹持件(10)，并且所述导电轨元件(91至98)因此预装配在所述分别相 关的塔段01、22)内，并且所述导电轨元件(91至98)的端部分(200)夹紧或插入在所述 夹持件(10)内。
2.如权利要求1所述的风能设备(1)，其特征在于，所述连接元件(13)为所述导电轨 元件(91至98)的部分。
3.如权利要求1所述的风能设备(1)，其特征在于，所述连接元件(13)为与所述导电 轨元件(91至98)分开的部分。
4.如前述权利要求中任一项所述的风能设备(1)，其特征在于，所述连接元件(13)分 别设置在相关的塔段(21、2幻的所述导电轨元件(91至98)的在建造状态下的所述下端部 分上。
5.如前述权利要求中任一项所述的风能设备(1)，其特征在于，所述连接元件(13)分 别设置在相关的塔段(21、2幻的所述导电轨元件(91至98)的在建造状态下的所述上端部 分(200)上。
6.如前述权利要求中任一项所述的风能设备(1)，其特征在于，所述连接元件(13)的 至少一个端部分(13 分别与所述导电轨元件的端部分(100、200)，尤其是所述上端部分 (200)插在一起或夹在一起。
7.如前述权利要求中任一项所述的风能设备(1)，其特征在于，所述连接元件(13)被 偏压，使得自由端紧贴或压靠在所述导电轨元件(91至98)的端部分(100、200)上。
8.如前述权利要求中任一项所述的风能设备(1)，其特征在于，所述连接元件(13)从 塔内壁向塔内部弯曲或折弯，以用于跨过用于连接两个相邻的塔段01、22)的两个凸缘 (51,52)。
9.如前述权利要求中任一项所述的风能设备(1)，其特征在于，所述导电轨元件(91至 98)在所述相关塔段01、22)的在建造状态下的上端区域011)附加地借助于保持元件固定以防掉落。
10.一种用于如前述权利要求中任一项所述的风能设备(1)的塔段，所述风能设备(1) 具有由多个塔段(21、22)构成的塔(2)；设置在塔顶区域内的发电机(6)；在塔基区域内 或远离所述塔( 设置的电力模块(7)；以分段的方式预装配在所述相关塔段01、22)内 且用于从所述发电机(6)至所述电力模块(7)的电流传输的导电轨元件(91至98)；以及 用于连接在建造状态下预装配在相邻的塔段01、22)内的导电轨元件(91至98)的连接元 件(13)，其特征在于，在内壁上且在所述塔段(21、2幻的在建造状态下的下端区域011)内 安装有夹持件(10)，并且所述导电轨元件(91至98)因此预装配在所述塔段01、22)内，并 且所述导电轨元件(91至98)的端部分(200)夹紧或插入在所述夹持件(10)内。
全文摘要
本发明涉及一种风能设备(1)，其具有由多个塔段(21、22)构成的塔(2)；设置在塔顶区域内的发电机(6)；在塔基区域内或远离塔(2)设置的电力模块(7)；以分段的方式预装配在相关塔段(21、22)内且用于从发电机(6)至电力模块(7)的电流传输的导电轨元件(91、98)；用于连接预装配在相邻的塔段(21、22)内的导电轨元件(91、98)的连接元件(13)，其特征在于，在内壁上且在塔段的在建造状态下的下端区域(211)内安装有夹持件(10)，并且导电轨元件(91、98)因此预装配在分别相关的塔段(21、22)内，并且导电轨元件(91、98)的端部分(200)夹紧或插入在夹持件(10)内。
文档编号F03D11/00GK102066745SQ200980122600
公开日2011年5月18日 申请日期2009年4月9日 优先权日2008年4月15日
发明者弗兰克·克诺普 申请人:艾劳埃斯·乌本