СЕКЦИЯ БАШЕННОГО ОСНОВАНИЯ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ Российский патент 2017 года по МПК E02D27/42 

Настоящее изобретение относится к секции башенного основания для сооружения на ней ветроэнергетической установки. Кроме того, настоящее изобретение относится к устройству башенного основания с секцией башенного основания. Настоящее изобретение относится также к башне ветроэнергетической установки, а также к способу сооружения башни ветроэнергетической установки.

Ветроэнергетические установки общеизвестны и часто сооружаются на башне, как это имеет место и в случае ветроэнергетической установки, изображенной на фиг. 1. Для этого такая башня ветроэнергетической установки сооружается на соответствующем фундаменте. При этом необходимо также позаботиться о вертикальной направленности, или нивелировании, башни.

Известно, что в порядке подготовки к сооружению башни ветроэнергетической установки следует частично забетонировать в фундаменте секцию башенного основания для последующей установки на ней остальной башни. Такая секция башенного основания выполнена в виде боковой поверхности цилиндра или усеченного конуса с верхним окружным кольцевым фланцем и бетонируется таким образом, чтобы этот верхний кольцевой фланец оставался за пределами бетонного фундамента для сооружения на нем башни, в частности стальной башни. При этом такая секция башенного основания во время заливки бетона может удерживаться поддерживающим устройством в направленном нивелированном положении. Как только бетон затвердеет, такая секция башенного основания может быть высвобождена из поддерживающего устройства. Однако такой способ предусмотрен, в частности, для небольших башен и при известных условиях в дальнейшем требует дополнительного нивелирования на своем верхнем кольцевом фланце. При этом неблагоприятным обстоятельством является также то, что эта секция башенного основания при заливке и отверждении бетона должна удерживаться поддерживающим устройством. Кроме того, этот тип секции башенного основания может быть проблематичным для сооружения и тем самым закрепления очень больших башен ветроэнергетических установок.

Другой метод заключается в бетонировании фундаментного короба с нижним кругообразным сегментным анкером и с множеством вертикальных кругообразно установленных соединительных штанг, причем соединительные штанги нижерасположенного сегментного анкера, с которым они соединены, выступают через бетон, а на поверхности бетона наружу и там образуют поверхность бетона, или фундамента, кругообразный крепежный участок, и при этом снабжены окружным нивелирующим кольцом. Это нивелирующее кольцо после отверждения бетона может устанавливаться и нивелироваться для направленной установки и закрепления на ней первого башенного сегмента. При этом соединительные штанги с резьбовыми участками выступают через соответствующие отверстия нижнего фланца нижнего башенного сегмента, а там для закрепления могут быть снабжены гайками.

При этом проблематично, чтобы при заливке бетона соединительные штанги на участке изготавливаемой поверхности бетона, или фундамента, должны были выравниваться посредством шаблона с тем, чтобы после отверждения бетона они были установлены правильно и могли беспрепятственно простираться сквозь множество отверстий установленного нивелирующего кольца и фланца устанавливаемого нижнего башенного сегмента. Это делает такой способ дорогостоящим, поскольку сначала необходимо установить такой шаблон, а после отверждения бетона заменить его на нивелирующее кольцо. При этом гайку каждой соединительной штанги для удаления шаблона следует отпустить, а затем после насадки нивелирующего кольца и нижнего башенного сегмента снова установить. Такая система с нивелирующим кольцом может быть позаимствована из немецкого патента DE 102004017006 А1.

Кроме того, при использовании этого фундаментного короба с нижним сегментным анкером и нивелирующим кольцом проблематично то, что при ошибочной или неточной сборке фундаментного короба могут получиться перекошенные соединительные штанги, которые можно назвать также болтами. Проблемы могут возникнуть при дальнейшем соединении нивелирующего кольца и насаживаемого башенного сегмента. Причиной может стать ошибочное использование верхнего шаблона для выравнивания болтов.

Таким образом, в основу изобретения положена задача правильного определения по меньшей мере одной из вышеупомянутых проблем. В частности, должно быть предложено решение в отношении усовершенствования закладки башенного основания ветроэнергетической установки. В порядке дополнения или альтернативы сборка и устройство фундаментного короба должны быть упрощены и/или стать в меньшей степени подверженными ошибкам. По меньшей мере должно быть предложено альтернативное решение.

Согласно изобретению предлагается секция башенного основания согласно пункту 1 формулы изобретения. Такая секция башенного основания готова для установки и закрепления на фундаменте и для сооружения на ней башни ветроэнергетической установки. Секция башенного основания содержит нижний наружный кольцевой фланец для насадки на фундамент и для закрепления на фундаменте. Кроме того, предусмотрен верхний внутренний кольцевой фланец для насадки и закрепления башенного сегмента с соответствующим нижним башенным фланцем. В частности, этот верхний внутренний кольцевой фланец (в дальнейшем для простоты именуемый при ссылке также верхним кольцевым фланцем), по существу, соответствует корреспондирующему с ним нижнему башенному фланцу по размеру, виду и количеству отверстий для пропуска крепежных болтов.

Кроме того, секция башенного основания содержит нижний внутренний опорный фланец для насадки на фундамент, причем и этот нижний внутренний опорный фланец выполнен в виде кольцевого фланца, а для лучшей наглядности, в частности, именуется опорным фланцем. В частности, нижний наружный кольцевой фланец и нижний внутренний опорный фланец установлены рядом друг с другом и имеют общую кругообразную поверхность, которая должна располагаться и присутствовать на фундаменте или на нивелирующем слое. При этом под присутствием на фундаменте следует понимать, что секция башенного основания, в частности, находится на фундаменте в готовом состоянии. Насадку на фундамент не следует понимать так узко, что установка и насадка секции башенного основания на фундамент происходят лишь после окончательного изготовления последнего. Более того, ниже будет подробно описано, как секция основания предпочтительно занимает свое место на фундаменте.

Кроме того, для опоры верхнего кольцевого фланца на нижний опорный фланец предусмотрены внутренние опорные элементы, в частности, опорные стойки. Таким образом, эти опорные элементы установлены между верхним кольцевым фланцем и нижним опорным фланцем и подготовлены для передачи усилия, воздействующего на верхний кольцевой фланец, в частности, под влиянием тяготеющей на нем башни, по меньшей мере частично на нижний опорный фланец, а в результате, тем самым, на фундамент. Кроме того или альтернативно, эти опорные элементы предусмотрены и пригодны для восприятия стягивающего усилия соответствующими крепежными элементами, которые могут действовать между верхним внутренним кольцевым фланцем и нижним опорным фланцем, когда они прямо или опосредованно воздействуют друг на друга.

Согласно одному из вариантов осуществления секция башенного основания отличается кольцеобразной боковой поверхностью, соединяющей нижний кольцевой и нижний опорный фланцы с верхним кольцевым фланцем, в частности участок боковой поверхности определяет наружную и внутреннюю области. Наружная и внутренняя области в принципе соответствуют наружной и внутренней областям сооружаемой башни ветроэнергетической установки соответственно. При этом нижняя наружная кольцевая область расположена в наружной области и тем самым видна и доступна даже из-за пределов сооружаемой башни. В то же время верхний кольцевой фланец, нижний опорный фланец и опорные элементы установлены во внутренней области, т. е. после сооружения башни ветроэнергетической установки внутри башни. Предпочтительно, чтобы высота участка боковой поверхности составляла 0,2-2 м, предпочтительно 0,5-1,5 м, а особенно предпочтительно 0,75 м. В результате, расстояние от верхнего кольцевого фланца до нижнего опорного фланца оказывается соответствующей величины. Таким образом, при установке секции башенного основания на фундаменте верхний внутренний кольцевой фланец имеет примерно такую же высоту, т. е. в диапазоне 0,2-2 м, 0,5-1,5 м и 0,75 м соответственно. Благодаря этому этот верхний внутренний кольцевой фланец также находится на соответствующей благоприятной и практикабельной рабочей высоте для сотрудника бригады строителей, стоящего на фундаменте.

Другой вариант осуществления предусматривает секцию основания, отличающуюся тем, что опорные элементы выполнены в виде вертикальных ребер жесткости, и, в частности, верхний кольцевой фланец и нижний опорный фланец имеют несколько отверстий для проведения крепежных винтов, или болтов, а каждое ребро жесткости закреплено соответственно на верхнем кольцевом фланце между двумя из отверстий и на нижнем опорном фланце также между двумя отверстиями, соотносящимися, собственно, с обоими соответствующими верхними отверстиями. Таким образом, в случае крепежных винтов, или болтов, пропущенных согласно назначению через отверстие нижнего опорного фланца и верхнего кольцевого фланца, по меньшей мере один крепежный винт, или болт, установлен, соответственно, между двумя ребрами жесткости. Если теперь крепежные винты, или болты, подтягиваются и создают растягивающее усилие, приводящее также к возникновению растягивающего усилия между нижним опорным фланцем и верхним кольцевым фланцем, то ребра жесткости могут противодействовать этому усилию и соответственно противодействовать деформации обоих фланцев.

Согласно одному из вариантов осуществления между несколькими ребрами жесткости нет никаких отверстий, в частности ребер жесткости может быть больше, чем соответствующих отверстий.

Кроме того, согласно изобретению предлагается устройство башенного основания, содержащее секцию башенного основания, в частности, наподобие вышеописанной секции башенного основания согласно изобретению. Кроме того, устройство башенного основания содержит фундаментный короб с внутренними и наружными крепежными болтами для закрепления в фундаменте соответствующей стороны и для закрепления соответствующей другой стороны секции башенного основания. При этом внутренние крепежные болты длиннее наружных крепежных болтов примерно на высоту секции башенного основания. Внутренние крепежные болты в отношении своей эффективной длины длиннее наружных крепежных болтов по меньшей мере на высоту секции башенного основания. Сообразно этому, в частности, крепежные болты в фундаменте должны быть установлены на одинаковой высоте и таким образом после отверждения бетона, а именно, в частности, на окружном сегментном якоре, примерно горизонтально установленном по окружности. При этом наружные крепежные болты проходят от сегментного якоря до нижнего наружного кольцевого фланца и через него. Нижние крепежные болты проходят от сегментного якоря до нижнего опорного фланца и через него, а далее до верхнего внутреннего кольцевого фланца и через него. Кроме того, после установки нижнего башенного сегмента на секции башенного основания нижним башенным фланцем внутренние крепежные болты выступают еще через этот нижний башенный фланец нижнего башенного сегмента. Эффективная длина соединительных болтов - эта та длина, которая необходима для установки соединения между сегментным якорем и верхним внутренним кольцевым фланцем. При очень точном рассмотрении в последнем случае, т. е. для внутренних соединительных болтов, добавляется еще толщина нижнего башенного фланца насаживаемого нижнего башенного сегмента.

Таким образом, согласно одному из вариантов осуществления устройства башенного основания наружные крепежные болты для скрепления с секцией башенного основания пропускаются через отверстия нижнего наружного кольцевого фланца, а внутренние крепежные болты - через отверстия нижнего внутреннего опорного фланца и через отверстия верхнего внутреннего кольцевого фланца. При этом внутренние крепежные болты должны быть подготовлены для закрепления башенного сегмента, насаживаемого своим нижним башенным фланцем на верхний внутренний кольцевой фланец, а именно для их пропуска при этом через отверстия нижнего башенного фланца.

Очередная форма исполнения устройства башенного основания согласно изобретению предусматривает несколько соединительных болтов для соединения секции башенного основания с нижним башенным сегментом, насаженным на секцию башенного основания. При этом соединительные болты проходят через верхний внутренний кольцевой фланец и соответствующий нижний башенный фланец насаженного башенного сегмента. Соединительные болты, в частности, не достают до фундамента. Следовательно, такое устройство башенного основания содержит наружные крепежные болты, которые для закрепления нижнего наружного кольцевого фланца достают до фундамента. Кроме того, предусмотрены внутренние крепежные болты, которые от нижнего башенного фланца насаженного башенного сегмента проходят дальше через верхний внутренний кольцевой фланец, а оттуда дальше через нижний внутренний опорный фланец в фундамент. В дополнение к этим внутренним и наружным крепежным болтам предусмотрены дополнительные болты, которые только соединяют верхний внутренний кольцевой фланец с нижним башенным фланцем и предпочтительно выполнены также соответственно короткими. Таким образом, эти соединительные болты проходят только через оба этих прилежащих фланца, а именно верхний внутренний кольцевой и нижний башенный фланцы, и обнаруживают, соответственно, с обоих концов еще достаточно места для установки соответствующего зажимного приспособления, как, например, стяжной гайки. Такая стяжная гайка для простоты может называться также гайкой.

Предпочтительно, чтобы соединительные и крепежные болты, проходящие соответственно через верхний внутренний кольцевой и нижний башенный фланцы, чередовались. Таким образом, нижний башенный фланец самого нижнего насаженного башенного сегмента относительно направления обхода попеременно, с одной стороны, закреплен в фундаменте, или стянут с ним, а, с другой стороны, только закреплен соединительным болтом на верхнем внутреннем кольцевом фланце, или стянут с ним. Другими словами, внутри устройства башенного основания длинные внутренние крепежные болты чередуются с короткими соединительными болтами.

Внутренних крепежных болтов можно предусмотреть также больше, чем соединительных, или наоборот. Кроме того или альтернативно, только в качестве другого примера внутренние крепежные болты, с одной стороны, и соединительные болты, с другой, могут быть установлены также попарно, так чтобы в направлении обхода за двумя внутренними крепежными болтами следовали два соединительных болта, а затем снова два внутренних крепежных болта и т.д.

Даже для использования соединительных болтов, которые таким образом не проходят через нижний внутренний опорный фланец, может быть использована секция башенного основания, предусмотренная также для устройства башенного основания без соединительных болтов. Другими словами, даже для этой формы исполнения устройства башенного основания, использующей соединительные болты, может быть использована секция башенного основания, которая в своем верхнем внутреннем кольцевом фланце содержит ровно столько же отверстий, сколько и в своем нижнем внутреннем опорном фланце. В этом случае несколько отверстий в нижнем внутреннем опорном фланце могли бы не содержать никаких проходных болтов и потому оставаться пустыми. Однако, естественно, что эти в данном смысле пустующие отверстия при желании могли бы быть заполнены наполнителем.

Альтернативно может использоваться секция башенного основания, рассчитанная и адаптированная специально под устройство башенного основания, использующее применяемые болты.

Благодаря этому устройство башенного основания, использующее применяемые болты, может передавать фундаменту усилия башни, в частности, с нижнего башенного сегмента, двумя путями. Передача усилий, т.е., в частности растягивающих усилий, фундаменту, с одной стороны, может осуществляться с нижнего башенного сегмента непосредственно через внутренние крепежные болты. Кроме того, эти усилия частично могут передаваться секции башенного основания через соединительные болты, а оттуда дальше фундаменту посредством наружных крепежных болтов. При этом такое закрепление в фундаменте возможно со сравнительно незначительными материальными затратами, в частности, что касается количества болтов и зажимных приспособлений, как-то: стяжные гайки. Кроме того, сравнительно малое количество зажимных приспособлений, как-то: стяжные гайки, может сокращать затраты при сооружении такого устройства башенного основания.

Предпочтительно устройство башенного основания содержит столько же наружных крепежных болтов, сколько и внутренних крепежных болтов и/или столько же наружных крепежных болтов, сколько внутренних крепежных и соединительных болтов.

Кроме того, предлагается башня ветроэнергетической установки согласно пункту 7 формулы изобретения. Она содержит фундамент с фундаментным коробом с наружными и внутренними крепежными болтами и с секцией башенного основания согласно одному из вышеописанных вариантов осуществления согласно изобретению. Кроме того, башня содержит нижний башенный сегмент, в частности стальной башенный сегмент, с нижним башенным фланцем. При этом нижний башенный сегмент своим башенным фланцем установлен на секции башенного основания. Некоторые крепежные болты, в частности внутренние крепежные болты, для установки нижнего башенного фланца на секции башенного основания и для его закрепления на фундаменте пропущены от фундамента через нижний внутренний опорный фланец и через верхний внутренний кольцевой фланец секции башенного основания, а также через нижний башенный фланец. Закрепление производится, в частности, посредством навинчивания и затягивания крепежных гаек на крепежных болтах, выступающих вверх через нижний башенный фланец.

Тем самым внутренние крепежные болты производят непосредственное скрепление или стягивание нижнего башенного сегмента с фундаментом, в частности, создают сегментный якорь, предусмотренный в фундаменте. При этом секция башенного основания установлена между фундаментом и башенным сегментом, а внутренние соединительные болты проходят, тем самым, сквозь секцию башенного основания полностью.

Согласно изобретению предлагается способ сооружения башни ветроэнергетической установки, в частности стальной башни, согласно пункту 8 формулы изобретения. Сообразно этому сначала осуществляется позиционирование соединенного с секцией башенного основания фундаментного короба в котловане, подготовленном для заливки фундамента. Затем в котлован фундамента для частичного бетонирования фундаментного короба может заливаться бетон. При этом заливка по мере возможности предпочтительно производится таким образом, чтобы поверхность бетона, т.е. поверхность фундамента, оказалась чуть ниже секции башенного основания, а именно чуть ниже нижних фланцев секции башенного основания. Предпочтительно остаться между поверхностью бетона и нижней стороной секции башенного основания должно было бы как раз столько места, чтобы с помощью нивелировочной, или выравнивающей, массы еще можно было произвести нивелирование.

В этом случае бетон затвердевает, а после отверждения бетона сооружение башни может быть продолжено или в зависимости от подхода начато. Одним из следующих шагов сооружения башни являются установки и закрепление нижнего башенного сегмента. В зависимости от размеров башни нижний башенный сегмент может быть также единственным башенным сегментом, на который затем может быть установлена гондола ветроэнергетической установки или по меньшей мере азимутальная опора.

Предпочтительно при способе сооружения башни ветроэнергетической установки используется секция башенного основания согласно изобретению в соответствии с одним из описанных вариантов осуществления. Предпочтительно, чтобы фундаментный короб при позиционировании с помощью крепежных болтов был соединен с секцией башенного основания. При этом внутренние крепежные болты пропускаются через отверстия верхнего внутреннего кольцевого фланца и крепятся там крепежными средствами, в частности, с соответствующими гайками.

Предпочтительно, чтобы секция башенного основания удерживалась при заливке бетона краном или несущей рамой, установленной в котловане фундамента, благодаря чему, кроме того, удерживается фундаментный короб, закрепленный на секции башенного основания.

Предпочтительно, чтобы после отверждения бетона нивелировалась секция башенного основания. Тем самым секция башенного основания выпрямляется для обеспечения возможно более точной вертикальной установки башни. Для этого, например, на фундамент под обоими нижними фланцами секции башенного основания может быть нанесена самонивелирующаяся масса, а на нее после отверждения самонивелирующейся массы может быть установлена секция башенного основания. Альтернативно секция башенного основания может быть нивелирована как таковая, а нивелированное положение секции башенного основания может быть зафиксировано соответствующей выравнивающей массой. Кроме того, эта выравнивающая масса должна располагаться при этом в области между фундаментом и нижними фланцами секции башенного основания, чтобы затвердеть там в нивелированном положении. При известных условиях в зависимости от бетонного фундамента от нивелирования можно отказаться или можно осуществить нивелирование без выравнивающей, или нивелировочной, массы. В этом случае секция башенного основания располагается прямо на фундаменте. Наружные крепежные болты могут быть затем туго затянуты, а именно, в частности, с помощью гаек, установленных соответствующим образом. У нижних крепежных болтов верхние гайки могут быть теперь отпущены, а нижняя секция башни нижним фланцем башни может быть установлена на секцию башенного основания, причем внутренние крепежные болты могут при этом пропускаться через отверстия нижнего башенного фланца, а затем затягиваться посредством соответствующих гаек.

Тем самым достигается то, чтобы во всяком случае наружные гайки, а именно гайки наружных крепежных болтов, даже после заливки бетона и после нивелирования не должны были более отпускаться, а должны были только еще больше затягиваться. Тем самым замены шаблона можно избежать. Секция башенного основания при заливке может удерживаться без крана, или ей требуется лишь один очень небольшой кран, так что соответствующие затраты на крановое время могут быть сокращены. При этом между фундаментом и нижним башенным сегментом устанавливается секция башенного основания, которая вместе с нижним башенным сегментом, во всяком случае во внутренней области, крепится на фундаменте, в частности туго стягивается с ним. Предложенное решение, во всяком случае во внутренней области, исключает скрепление секции башенного основания с фундаментом, с одной стороны, и закрепление нижнего башенного сегмента на секции башенного основания, с другой стороны. Тем самым здесь могут быть сэкономлены два комплекта гаек и соответствующее рабочее время на их установку и закручивание. Здесь по меньшей мере достигается сокращение затрат и материала.

В частности, установки и закрепление нижнего башенного сегмента происходят таким образом, что с внутренних крепежных болтов крепежные средства, т.е., в частности, гайки, удаляются, нижний башенный сегмент нижним башенным фланцем устанавливается на верхний внутренний кольцевой фланец секции башенного основания, а внутренние крепежные болты пропускаются при этом через отверстия нижнего башенного фланца. Затем крепежные средства, в частности крепежные гайки, навинчиваются на внутренние крепежные болты, выступающие через башенный фланец, чтобы туго притянуть башенный фланец к верхнему внутреннему кольцевому фланцу секции башенного основания.

Ниже изобретение в качестве примера более подробно поясняется на примерах выполнения со ссылкой на приложенные чертежи, на которых

фиг. 1 изображает вид ветроэнергетической установки в перспективе,

фиг. 2 - вид части устройства башенного основания согласно изобретению, разрез,

фиг. 3 - схематично вид секции башенного основания без башни и без фундаментного короба в перспективе,

фиг. 4 - схематично вид секции башенного основания с фундаментным коробом и с башенным фланцем в перспективе,

фиг. 5 - схематично вид секции башенного основания с фундаментным коробом и с окружным выравнивающим слоем для нивелирования, причем бетон, на котором расположен выравнивающий слой, не показан,

фиг. 6 - схематично секцию башенного основания, по назначению установленную на фундаменте и на выравнивающем слое, в перспективе,

фиг. 7 - вид части устройства башенного основания согласно другому варианту осуществления, разрез.

Ниже при определенных условиях для аналогичных, но не идентичных признаков для улучшения понимания функциональности соответствующих элементов используются одинаковые позиции.

На фиг. 1 изображена ветроэнергетическая установка 100 с башней 102 и гондолой 104. На гондоле 104 установлен ротор 106 с тремя лопастями 108 винта и с обтекателем 110 втулки. Ротор 100 во время работы приводится во вращение ветром и тем самым приводит во вращение генератор в гондоле 104.

Устройство 2 башенного основания на фиг. 2 содержит секцию 1 башенного основания и фундаментный короб 4, который может называться также болтовым коробом.

Секция 1 башенного основания содержит нижний наружный опорный фланец 6, верхний внутренний опорный фланец 10, также выполненный в виде кольцевого фланца. Нижний наружный кольцевой фланец 6 и нижний внутренний опорный фланец 10 в принципе вместе образуют нижний кольцеобразный участок 12 основания. Этот нижний кольцеобразный участок 12 основания может быть изготовлен из одной детали, в частности из стали, и содержит нижнюю опорную поверхность 14, которой секция 1 башенного основания покоится на кольцеобразно расположенном выравнивающем слое 16, который, в свою очередь, расположен на фундаменте 16.

Нижний кольцеобразный участок 12 основания соединен участком 20 боковой поверхности с верхним внутренним кольцевым фланцем 8. Кольцеобразный участок 20 боковой поверхности выполнен в виде почти цилиндра, однако отличается от него конической формой и соответствует тем самым боковой поверхности усеченного конуса. Нижний кольцеобразный участок 12 основания, кольцеобразный участок 20 боковой поверхности и верхний внутренний кольцевой фланец 8 заштрихованы в разрезе, показанном на фиг. 2, по-разному. Однако три этих участка 12, 20 и 8 прочно соединены друг с другом, в частности, сварены между собой. Все три указанных участка 12, 20 и 8 могут быть изготовлены из стали и выполнены в виде одной общей отливки.

Кроме того, секция 1 башенного основания на фиг. 2 содержит опорные элементы 22, из которых на фиг. 2 показаны пять опорных элементов 22. Опорные элементы 22 могут именоваться также опорными стойками или деталями из листового металла для повышения жесткости. Опорные элементы 22 установлены между верхним внутренним кольцевым фланцем 8 и нижнем внутренним опорным фланцем 10 и прочно соединены с ними обоими, а также с кольцеобразным участком 20 боковой поверхности, в частности сварены или изготовлены совместно в виде одной отливки. Усилия, воздействующие на верхний внутренний кольцевой фланец 8, через эти опорные элементы 11, а также через кольцеобразный участок 20 боковой поверхности могут передаваться на нижний кольцеобразный участок основания. В частности, эти усилия передаются с опорных элементов 22 на нижний внутренний опорный фланец 10, а также с кольцеобразного участка 20 боковой поверхности на нижний кольцеобразный участок основания, или на нижний наружный кольцевой фланец.

Фундаментный короб 4 содержит множество внутренних болтов 24 и наружных болтов 26. Внутренние болты 24 и наружные болты 26 установлены соответственно в кольцевой ряд в фундаменте 18 и закреплены с нижней стороны сегментным якорем 28, который в фундаменте 18 соответственно также кольцеобразно располагается в примерно горизонтальной плоскости и может называться также сердечником якоря. На верхнем внутреннем кольцевом фланце 8 и тем самым на секции 1 башенного основания установлен нижний башенный фланец 30, образующий нижнюю часть показанной нижней башенной секции 32.

Итак, фундаментный короб 4 выполнен таким образом, что внутренние болты 24 проходят от сегментного якоря 28 через фундамент 18 вверх через выравнивающий слой 16, нижний внутренний опорный фланец 10, верхний внутренний кольцевой фланец 8 и, наконец, через нижний башенный фланец 30. Эти внутренние болты 24, выполненные в виде шпилек с резьбой по всей длине, с помощью гаек 34 крепятся на сегментном якоре 28. С помощью других гаек 36, которые могут быть идентичны гайкам 34, нижний башенный фланец 30 таким образом стягивается с сегментным якорем 28. Благодаря этому башня, от которой показана нижняя башенная секция 32, прочно соединяется с сегментным якорем и тем самым с фундаментом.

Наружные болты 26 также закреплены гайками 34 на сегментном якоре 28 и проходят через фундамент 18 вверх через выравнивающий слой 16 и через нижний наружный кольцевой фланец 6, на котором они закреплены посредством гаек 36.

На фиг. 3 в перспективе и схематично изображена секция 1 башенного основания. Эта секция 1 башенного основания, по существу, соответствует секции 1 башенного основания, изображенной на фиг. 2 в виде частичного разреза. На фиг. 3 видно, что опорные элементы 22 выполнены в виде опорных стоек, или деталей из листового металла для повышения жесткости и установлены соответственно на участке нижнего внутреннего опорного фланца 10 и верхнего внутреннего кольцевого фланца 8 между каждыми двумя отверстиями 38. При этом каждые два отверстия 38 на нижнем внутреннем опорном фланце 10, или на верхнем внутреннем кольцевом фланце 8, расположены между двумя опорными элементами 22. Другими словами, опорный элемент 22 располагается лишь после каждого второго отверстия 38. Секция башенного основания тоже может быть изготовлена в виде одной отливки, в частности стальной отливки.

На фиг. 4-6 в принципе изображено то же устройство 2 башенного основания в перспективе, причем на фиг. 6 оно согласно предназначению залито в бетонный фундамент и своим нижним кольцеобразным участком 12 основания покоится при этом на выравнивающем слое 16.

На фиг. 5 в отличие от изображения на фиг. 6 бетон не показан. На фиг. 4, кроме того, не показан выравнивающий слой 16.

Кроме того, на каждой из фиг. 4-6 изображен нижний внутренний башенный фланец 30 с буртиком нижней башенной секции 32. Большая часть башенной секции 32 не показана для лучшей наглядности изображения деталей устройства 2 башенного основания.

Таким образом, благодаря описанному изобретению достигаются упрощение и обеспечение большей надежности конструкции фундаментных коробов, а также возможность сокращения сроков строительства. Предварительный монтаж фундаментного короба со стальным сегментом достигается без шаблонов, так что удаление шаблонов может отпасть. Благодаря упрощенной и надежной, а, в частности, благодаря этому и лучше воспроизводимой конструкции фундаментного короба могут быть исключены повреждения фундамента и тем самым работы по санации фундамента.

На фиг. 7 изображен разрез устройства 70 башенного основания согласно очередному варианту осуществления. Этот вид разреза на фиг. 7, по существу, соответствует виду разреза на фиг. 2. Изображенные элементы также полностью аналогичны или даже идентичны, и в этом смысле здесь для аналогичных или даже идентичных элементов используются одинаковые позиции, хотя устройство 70 основания как таковое отличается от устройства 2 основания на фиг. 2, как это будет показано ниже.

Вместо внутренних крепежных болтов 24 на фиг. 2 на фиг. 7 изображен соединительный болт 72. Этот соединительный болт 72 явно короче внутреннего крепежного болта 24 на фиг. 2. Этот соединительный болт 72, по существу, проходит только через нижний башенный фланец 30 и верхний внутренний кольцевой фланец 8. Таким образом, оба этих фланца прочно соединены или стянуты друг с другом соединительным болтом 72. Для этого соединительный болт 72 содержит две крепежные, или стяжные, гайки 36. Растягивающее усилие нижней башенной секции 32 на показанном участке может передаваться через нижний башенный фланец 30, соединительный болт 72, верхний внутренний кольцевой фланец 8, кольцеобразный участок 20 боковой поверхности секции 1 башенного основания на нижний наружный кольцевой фланец 6, а оттуда посредством наружного болта 26 дальше на фундамент 18.

На фиг. 7 изображен вид разреза соединительного болта 72. Такие соединительные болты 72 чередуются согласно показанному устройству 70 башенного основания с внутренними болтами 24. Поэтому вид разреза на фиг. 2 также изображает устройство 70 башенного основания, к которому относится фиг. 7, а именно, в отношении всех тех шагов, которые осуществляются на участке внутреннего болта 24.

В местах, в которых согласно устройству 70 башенного основания используется соединительный болт 72, отверстие как в нижнем внутреннем опорном фланце 10, так и в сегментном якоре 28, может не использоваться или при необходимости заделываться, или нижний внутренний опорный фланец 10 и/или сегментный якорь 28 могут быть соответственно предусмотрены без отверстия.

Изобретение относится к строительству, а именно к башенному основанию для установки и закрепления на фундаменте и для сооружения на ней башни ветроэнергетической установки. Секция башенного основания для установки и закрепления на фундаменте и для сооружения на ней башни ветроэнергетической установки содержит нижний наружный кольцевой фланец для установки и закрепления на фундаменте, верхний внутренний кольцевой фланец для установки и закрепления башенного сегмента с соответствующим нижним башенным фланцем на нем, нижний внутренний опорный фланец для установки на фундаменте и кольцеобразный участок боковой поверхности, соединяющий нижний наружный кольцевой фланец и нижний внутренний опорный фланец с верхним внутренним кольцевым фланцем. Участок боковой поверхности определяет наружную и внутреннюю области. Внутренние опорные элементы, в частности опорные стойки, имеют первый конец, соединенный с верхним внутренним кольцевым фланцем, и второй конец, соединенный с нижним внутренним опорным фланцем, и выполнены с возможностью обеспечения опоры верхнему внутреннему кольцевому фланцу. Технический результат состоит в повышении надежности фундамента башенного основания, упрощении строительства, снижении трудоемкости, сокращения сроков строительства. 4 н. и 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Секция (1) башенного основания для установки и закрепления на фундаменте (18) и для сооружения на ней башни ветроэнергетической установки (100), содержащая

нижний наружный кольцевой фланец (6) для установки и закрепления на фундаменте (18),

верхний внутренний кольцевой фланец (8) для установки и закрепления башенного сегмента (32) с соответствующим нижним башенным фланцем (30) на нем,

нижний внутренний опорный фланец (10) для установки на фундаменте (18) и

кольцеобразный участок (20) боковой поверхности, соединяющий нижний наружный кольцевой фланец (6) и нижний внутренний опорный фланец (10) с верхним внутренним кольцевым фланцем (8), причем участок (20) боковой поверхности определяет наружную и внутреннюю области, а также

внутренние опорные элементы (22), в частности опорные стойки (22), имеющие первый конец, соединенный с верхним внутренним кольцевым фланцем (8), и второй конец, соединенный с нижним внутренним опорным фланцем (10), и выполненные с возможностью обеспечения опоры верхнему внутреннему кольцевому фланцу.

2. Секция (1) башенного основания по п. 1, отличающаяся тем, что нижний кольцевой фланец (6) установлен в наружной области и/или верхний кольцевой фланец (8), нижний опорный фланец (10) и опорные элементы (22) установлены в нижней области.

3. Секция башенного основания по п. 2, отличающаяся тем, что высота боковой поверхности (20) составляет 0,2-2 м, предпочтительно 0,5-1,5 м, в частности около 0,75 м.

4. Секция башенного основания по одному из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что опорные элементы (22) выполнены в виде вертикальных ребер (22) жесткости, причем, в частности, верхний кольцевой фланец (8) и нижний опорный фланец (10) имеют несколько отверстий для пропуска крепежных винтов или болтов (24), а каждое ребро (22) жесткости закреплено соответственно на верхнем кольцевом фланце (8) между двумя из отверстий и на нижнем опорном фланце (10) между двумя из отверстий.

5. Устройство (2) башенного основания, содержащее

секцию (1) башенного основания, в частности, по одному из предшествующих пунктов и

фундаментный короб (4) с внутренними и наружными крепежными болтами (24, 26) для закрепления соответственно одной стороной в фундаменте (18) и для прикрепления соответственно другой стороной на секции (1) башенного основания, причем внутренние крепежные болты (24) длиннее наружных крепежных болтов (26) примерно на высоту секции (1) башенного основания, при этом верхние концы внутренних крепежных болтов проходят через верхний внутренний кольцевой фланец, а верхние концы наружных крепежных болтов соединены с нижним наружным кольцевым фланцем.

6. Устройство (2) башенного основания по п. 5, в котором наружные крепежные болты (26) для скрепления с секцией (1) башенного основания пропускаются через отверстия нижнего наружного кольцевого фланца (6), а внутренние крепежные болты (24) пропускаются через отверстия нижнего внутреннего опорного фланца (10) и через отверстия верхнего внутреннего кольцевого фланца (8) для подготовки к закреплению башенного сегмента (32), насаживаемого своим нижним башенным фланцем (30) на верхний внутренний кольцевой фланец (8) для их пропуска при этом через отверстия нижнего башенного фланца (30).

7. Устройство (2) башенного основания по пп. 5 или 6, содержащее, кроме того, несколько соединительных болтов для соединения секции башенного основания с нижним башенным сегментом, насаженным на секцию башенного основания, причем соединительные болты проходят через верхний внутренний кольцевой фланец (8) и соответствующий нижний башенный фланец (30) насаженного башенного сегмента (32) и, в частности, не достают до фундамента.

8. Устройство (2) башенного основания по п. 7, отличающееся тем, что соединительные болты для стягивания снабжены соответственно двумя зажимными приспособлениями, в частности крепежными гайками, для стягивания друг с другом верхнего внутреннего кольцевого фланца (8) и соответствующего нижнего башенного фланца (30) насаженного башенного сегмента (32).

9. Устройство (2) башенного основания по п. 7, в котором внутренние крепежные болты (24) и соединительные болты проходят соответственно через верхний внутренний кольцевой фланец (8) и нижний башенный фланец (30) насаженного башенного сегмента (32) и при этом, в частности, чередуются.

10. Башня ветроэнергетической установки (100), содержащая

фундамент (18) с фундаментным коробом (4) с наружными и внутренними крепежными болтами (24, 26) и с секцией (1) башенного основания по одному из пп. 1-4 и

нижний башенный сегмент (32), в частности стальной башенный сегмент (32), с нижним башенным фланцем (30), причем

нижний башенный сегмент (32) установлен своим башенным фланцем (30) на секции (1) башенного основания, а некоторые из крепежных болтов (24), в частности внутренние крепежные болты (24), проведены от фундамента (18) через нижний внутренний опорный фланец (10) и через верхний внутренний кольцевой фланец (8) секции (1) башенного основания, а также через нижний башенный фланец для закрепления тем самым нижнего башенного фланца на секции башенного основания, в частности, посредством навинчивания и затягивания крепежных гаек (36) на крепежных болтах (24), выступающих вверх через нижний башенный фланец (30).

11. Башня по п. 10, содержащая устройство башенного основания по одному из пп. 5-9.

12. Способ сооружения башни ветроэнергетической установки (100), в частности стальной башни, содержащий этапы

позиционирования фундаментного короба (4), соединенного с секцией (1) башенного основания, в котловане для фундамента, подготовленном для заливки фундамента (18),

заливки бетона в котлован для фундамента для частичного бетонирования фундаментного короба (4), причем при заливке бетона секцию (1) башенного основания удерживают предпочтительно краном или несущей рамой, установленной в котловане для фундамента, благодаря чему, кроме того, удерживается фундаментный короб (4), установленный на башенной секции (1),

отверждения залитого бетона (18) и

установку и закрепления нижнего башенного сегмента (32), причем установку и закрепление нижнего башенного сегмента (32) осуществляют таким образом, что нижний башенный сегмент (32) устанавливают нижним башенным фланцем (30) на верхний внутренний кольцевой фланец (8), при этом внутренние крепежные болты (24) пропускают через отверстия нижнего башенного фланца (30), а крепежные средства (36), в частности крепежные гайки (36), навинчивают на внутренние крепежные болты (24), выступающие через нижний башенный фланец (30) с тем, чтобы туго притянуть нижний башенный фланец (30) к верхнему внутреннему кольцевому фланцу (8) секции (1) башенного основания.

13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что используют секцию (1) башенного основания по одному из пп. 1-4 и/или устройство башенного основания по одному из пп. 5-9, при этом при позиционировании фундаментного короба (4) последний крепежными болтами (24, 26) соединен с секцией (1) башенного основания, причем внутренние крепежные болты (24) пропускают через отверстия верхнего внутреннего кольцевого фланца (8) и крепят там крепежными средствами (36), в частности соответствующими гайками (36), после отверждения бетона секцию башенного основания нивелируют и/или перед установкой и закреплением нижнего башенного сегмента (32) крепежные средства (36) удаляют с внутренних крепежных болтов (24).