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TRANSCRIPT
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US
20130180199A1
( 1 9 )
United S t a t e s
( 1 2 )
Patent
Application
Publication
( 1 0 ) P u b .
N o . : US 2 0 1 3 / 0 1 8 0 1 9 9 A 1
VADLAMUDI
t
a l .
( 4 3 ) P u b . D a t e : J u l . 1 8 , 2013
5 4 )
7 6 )
2 1 )
2 2 )
5 1 )
FLANGE CONNECTION
FORAWIND
TURBINEANDMETHODOFCONNECTING
PARTS OFAWINDTURBINE
I n v e n t o r s : Venkata
Krishna VADLAMUDI
B a n g a l o r e
I N ) ;
R a j k u m a r
S i v a n a n t h a m , B a n g l o r e I N ) ; J a y F .
L e o n a r d , G r e e n v i l l e , SC ( U S )
A p p l .
N o . :
F i l e d :
1 3 / 3 5 2 , 2 9 2
J a n .
1 7 , 2012
P u b l i c a t i o n C l a ss i ? c a t i o n
I n t . C l .
E04H
2/00
E04B / 1 9
E04B / 3 8
2 0 0 6 . 0 1 )
2 0 0 6 . 0 1 )
2 0 0 6 . 0 1 )
1 0
12f
( 5 2 ) us. c 1 .
USPC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. .
52/651.01;
52/6551
5 7 ) ABSTRACT
A ange c o n n e c t i o n
f o r
tWo toWer s e c t i o n s of Wind e n e r g y
s y s t e m i s
d e s c r i b e d . The Wind
n e r g y s y s t e m
i n c l u d e s
a ? r s t
?ange i n c l u d i n g a ? r s t p o r t i o n and a
s e c o n d
p o r t i o n , and a
s e c o n d ? a n g e
i n c l u d i n g
a ? r s t
p o r t i o n
a n d a s e c o n d p o r t i o n .
The
Wind e n e r g y
s y s t e m
f u r t h e r i n c l u d e s a ? r s t
c o n n e c t i n g
e l e m en t h a v i n g s u b s t a n t i a l l y
t h e
s h a p e o f t
l e a s t a
s e g m e n t
o f
a r i n g a n d a
s e c o n d c o n n e c t i n g
e l e m e n t h a v i n g
s u b s t a n t i a l l y
t h e s h a p e
o f
t l e a s t a s e g m e n t
o f
a r i n g . The r s t c o n n e c t i n g
e l e m e n t
and
t h e s e c o n d c o n n e c t i n g e l e m e n t
a r e
a d a p t e d f o r
b e i n g c o n n e c t e d t o e a c h o t h e r a n d
a r e
a d a p t e d
f o r
c o n n e c t i n g
t h e
? r s t
p o r t i o n
o f
t h e
? r s t
? a n g e
W i t h
t h e
? r s t
p o r t i o n o f t h e
s e c o n d ? a n g e .
,— 3 4
22
2 8
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P a t e n t A p p l i c a t i o n P u b l i c a ti o n J u l .
1 8 , 2013 S h e e t 2 0 f
7 US 2 0 1 3 / 0 1 8 0 1 9 9
A 1
m v
N H3
N m
J }
. / /
.
. .
N
8 .. i “
w ? 00 ,
\ L
-
:
Nw E
-
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4/16
P a t e n t
A p p l i c a t i o n
P u b l i c a t i o n J u l .
1 8 , 2013
S h e e t
3 0 f
7
US
2 0 1 3 / 0 1 8 0 1 9 9
A 1
A
0 0
310
—\3 0
X | | | | |
I I _
V
\
X
n . .
/ \ M / _ Q
6
3) 2
m
x
m
4 2 2
4 1 2
F I G 4
560
500
F I G . 5
-
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1 8 , 2013 S h e e t
4
0 f
7 US 2 0 1 3 / 0 1 8 0 1 9 9
A 1
-
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P a t e n t A p p l i c a t i o n P u b l i c a ti o n J u l .
1 8 , 2013 S h e e t 5 0 f
7 US 2 0 1 3 / 0 1 8 0 1 9 9
A 1
F I G . 8
852
700
720
730
800
820
F I G . 9
810 815
F I G .
1 0
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P a t e n t A p p l i c a t i o n
P u b l i c a t i o n
J u l . 1 8 , 2 0 1 3 S h e e t 6 0 f 7
900
910
A4 0
930
920
F I G . 1 1
US
013/0180199
A 1
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P a t e n t A p p l i c a t i o n
P u b l i c a t i o n
1100
J u l .
1 8 ,
2013
S h e e t 7
0 f
7
1110
1120
1130
F I G .
1 3
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A 1
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A 1
FLANGE CONNECTION FORAWIND
TURBINEANDMETHODOFCONNECTING
PARTS
OF
AWINDTURBINE
BACKGROUND
OF
THE
INVENTION
[ 0 0 0 1 ] The
s u b j e c t m a t t e r d e s c r i b e d
h e r e i n r e l a t e s g e n e r
a l l y
t o
m e t h o d s a n d s y s t e m s f o r ? a n g e
c o n n e c t i o n s ,
a n d more
p a r t i c u l a r l y , t o
m e t h o d s a n d
s y s t e m s f o r
? a n g e
c o n n e c t i o n s i n
a
Wind u r b i n e .
[ 0 0 0 2 ] At e a s t some knoWn Wind
u r b i n e s
i n c l u d e a
toWer
and
a n a c e l l e mounted
on
t h e
t o W e r .
A o t o r i s r o t a t a b l e
mounted t o t h e n a c e l l e and s
c o u p l e d
t o a g e n e r a t o r
by
a
s h a f t . A l u r a l i t y o f l a d e s e x t e n d s from
h e
r o t o r . The l a d e s
a r e
o r i e n t e d
such
h a t Wind a s s i n g
o v e r
t h e
b l a d e s t u r n s
t h e
r o t o r a n d r o t a t e s t h e s h a f t , t h e r e b y d r i v i n g t h e g e n e r a t o r t o
g e n e r a t e e l e c t r i c i t y .
[ 0 0 0 3 ] Wind
u r b i n e s ar e
p l a c e d t
l o c a t i o n s
p r o v i d i n g h i g h
Wind amounts. HoWever, a s t h e c o n d i t i o n s a r e o f t e n rough t
t h e
Wind
t u r b i n e
l o c a t i o n s and a s
t h e
Wind t u r b i n e s become
l a r g e r ,
t h e t o W e r o f h e Wind u r b i n e i s s u b j e c t
o h e a v y h r e e s .
T h u s , t h e Wind t u r b i n e
toWer
s
c o n s t r u c t e d
i n a
s t a b l e W a y ,
i n c l u d i n g a n a p p r o p r i a t e d i a m e t e r f o r c a r r y i n g t h e n a c e l l e a n d
W i t h s t a n d i n g t h e r o u g h c o n d i t i o n s .
[ 0 0 0 4 ] Due o t h e i n c r e a s i n g s i Z e o f h e Wind u r b i n e t o W e r ,
t h e toWer s segmented i n s e v e r a l p a r t s s o
a s
t o f a c i l i t a t e t h e
t r a n s p o r t o f
t h e
W i n d ,
t u r b i n e
t o W e r t o
t h e
Wind
u r b i n e l o c a
t i o n . The s e v e r a l p a r t s of
h e
Wind u r b i n e toWer r e mounted
and c o n n e c t e d t o
each
t h e r
at
t h e Wind u r b i n e
l o c a t i o n .
[ 0 0 0 5 ] When
e v e r a l p a r t s
of Wind
u r b i n e
toWer a r e p r o
v i d e d and
m o u n t e d ,
t h e
p a r t s
a r e c o n n e c t e d by ?ange c o n
n e c t i o n s i n
o r d e r to e n s u r e t h e r e q u i r e d s t r e n g t h
of
h e
con
n e c t i o n s . H o W e v e r ,
t h e
s t r o n g
? a n g e
c o n n e c t i o n s o f
t h e
Wind
t u r b i n e t o W e r p a r t s
a r e
o f t e n s p a c e c o n s u m i n g , i n c r e a s e t h e
d i a m e t e r
o f h e t o W e r
s e g m e n t a n d c o n s e q u e n t l y
t h e t r a n s p o r t
c o s t s .
[ 0 0 0 6 ] T h u s , t h e r e i s a
d e s i r e
t o p r o v i d e a s t r o n g ?ange
c o n n e c t i o n
f o r
Wind
u r b i n e p a r t s ,
W h i l e
t a k i n g i n t o a c c o u n t
t h e t r a n s p o r t
c o s t s
at t h e
same
t i m e .
BRIEF
DESCRIPTION
OF
THE
INVENTION
[ 0 0 0 7 ] I n
one
s p e c t , a
c o n n e c t i o n
f o r a
Wind
energy sy stem
i s p r o v i d e d .
T y p i c a l l y ,
t h e Wind
n e r g y s y s t em
i n c l u d e s
a ? r s t
?ange i n c l u d i n g a ? r s t p o r t i o n and a s e c o n d p o r t i o n , and a
s e c o n d ? a n g e
i n c l u d i n g
a
? r s t
p o r t i o n
a n d a
s e c o n d
p o r t i o n .
The Wind e n e r g y system m a y u r t h e r i n c l u d e
a ? r s t
c o n n e c t
i n g e l e m e n t
h a v i n g
s u b s t a n t i a l l y
t h e
s h a p e o f t
l e a s t a
s e g
ment f
a r i n g
and
a
s e c o n d c o n n e c t i n g e l e m e n t h a v i n g s u b
s t a n t i a l l y t h e s h a p e o f a t l e a s t a s e g m e n t
o f
a r i n g . The ? r s t
c o n n e c t i n g
e l e m e n t a n d
t h e
s e c o n d
c o n n e c t i n g
e l e m e n t
may
b e
a d a p t e d
f o r b e i n g c o n n e c t ed
t o
e a c h
o t h e r
a n d may b e
a d a p t e d
o r
c o n n e c t i n g t h e ? r s t p o r t i o n o f t h e ? r s t
? a n g e W i t h
t h e
? r s t
p o r t i o n o f t h e s e c o n d
? a n g e .
[ 0 0 0 8 ] I n a n o t h e r
a s p e c t ,
a Wind n e r g y s y s t e m s p r o v i d e d .
T y p i c a l l y , t h e Wind e n e r g y
s y s t e m
i n c l u d e s a n a c e l l e i n c l u d
i n g a r o t o r ; a
toWer
c a r r y i n g t h e n a c e l l e ; a ?ange on t l e a s t a
p a r t
o f t h e t o W e r , W h e r e i n t h e ? a n g e i n c l u d e s a
? r s t
p o r t i o n
a n d
a s e c o n d
p o r t i o n e x t e n d i n g
i n a
s u b s t a n t i a l l y
h o r i z o n t a l
d i r e c t i o n . F u r t h e r
t h e
Wind energy system n c l u d e s
a
c o n n e c t
i n g e l e m e n t
h a v i n g
s u b s t a n t i a l l y
t h e
s h a p e o f t
l e a s t a
s e g
ment f a i n g , W h e r e i n t h e c o n n e c t i n g
e l e m e n t
i s a d a p t e d
f o r
b e i n g p l a c ed o n t h e ? r s t p o r t i o n o f t h e ? a n g e a n d i s a d a p t e d
f o r
s e c u r i n g
a t l e a s t a
p a r t of
h e t o W e r .
J u l .
1 8 , 2 0 1 3
[ 0 0 0 9 ]
I n
y e t a n o t h e r
a s p e c t ,
a
toWer s e c t i o n o f
a
Wind
e n e r g y s y s t e m i s
p r o v i d e d .
The t o W e r s e c t i o n
m a y
n c l u d e
a
?ange on t l e a s t a p a r t of h e t o W e r
s e c t i o n .
T y p i c a l l y , t h e
? a n g e i n c l u d e s a
? r s t
p o r t i o n a n d a s e c o n d
p o r t i o n
e x t e n d i n g
i n
a s u b s t a n t i a l l y h o r i Z o n t a l
d i r e c t i o n .
F u r t h e r , t h e
toWer
e c
t i o n may n c l u d e
a
c o n n e c t i n g e l e m e n t h a v i n g s u b s t a n t i a l l y
t h e
s h a p e o f t l e a s t
a segment
f
a
r i n g , Wherein
h e
c o n n e c t
i n g e l e m e n t i s
p l a c e d
o n t h e
? r s t
p o r t i o n
o f
t h e ? a n g e a n d
i s
a d a p t e d f o r
s e c u r i n g
t h e t o W e r s e c t i o n .
[ 0 0 1 0 ]
F u r t h e r a s p e c t s ,
a d v a n t a g e s a n d
f e a t u r e s
o f t h e
p r e s e n t i n v e n t i o n a r e
a p p a r e n t f r o m t h e
d e p e n d e n t c l a i m s ,
t h e
d e s c r i p t i o n a n d t h e
a c c o m p a n y i n g
d r a W i n g s .
BRIEF
DESCRIPTION
OFTHE DRAWINGS
[ 0 0 1 1 ]
A
u l l a n d
e n a b l i n g d i s c l o s u r e i n c l u d i n g t h e b e s t
mode t h e r e o f , t o
one
o f o r d i n a r y
s k i l l
i n t h e
a r t ,
i s
s e t f o r t h
more
p a r t i c u l a r l y i n
t h e
r e m a i n d e r o f t h e s p e c i ? c a t i o n ,
i n c l u d i n g r e f e r en c e t o
t h e a c c o m p a n y i n g
? g u r e s W h e r e i n :
[ 0 0 1 2 ]
F I G . 1 i s
a p e r s p e c t i v e vieW
o f a n e x e m p l a r y
Wind
t u r b i n e .
[ 0 0 1 3 ]
F I G .
2 i s an e n l a r g e d s e c t i o n a l vieW o f
a
p o r t i o n o f
t h e
Wind
u r b i n e
shoWn
n F I G . 1 .
[ 0 0 1 4 ]
F I G .
3
i s
a
s c h e m a t i c d r a W i n g o f
?ange
o n n e c t i o n
a c c o r d i n g t o embodiments
d e s c r i b e d
h e r e i n .
[ 0 0 1 5 ]
F I G . 4 i s
a
s c h e m a t i c d r a W i n g o f ?ange o n n e c t i o n
a c c o r d i n g t o embodiments
d e s c r i b e d
h e r e i n .
[ 0 0 1 6 ]
F I G .
5
i s
a
s c h e m a t i c
d r a W i n g o f ?ange
o n n e c t i o n
a c c o r d i n g t o embodiments
d e s c r i b e d
h e r e i n .
[ 0 0 1 7 ] F I G . 6 i s a s c h e m a t i c d r a W i n g o f
?ange
o n n e c t i o n
a c c o r d i n g t o embodiments
d e s c r i b e d
h e r e i n .
[ 0 0 1 8 ]
F I G .
7 s
a
s c h e m a t i c d r a W i n g o f ?ange o n n e c t i o n
a c c o r d i n g t o embodiments
d e s c r i b e d
h e r e i n .
[ 0 0 1 9 ] F I G .
8
i s a s c h e m a t i c draWing o f a toWer s e c t i o n
a c c o r d i n g t o
embodiments
d e s c r i b e d
h e r e i n .
[ 0 0 2 0 ] F I G . 9
i s
a s c h e m a t i c
d r a W i n g
o f a
c o l l a r
?ange
a c c o r d i n g t o embodiments
d e s c r i b e d
h e r e i n .
[ 0 0 2 1 ] F I G . 1 0
i s a
s c h e m a t i c d r a W i n g
o f a ?ange c c o r d i n g
t o embodiments d e s c r i b e d
h e r e i n .
[ 0 0 2 2 ]
F I G . 1 1 i s a s c h e m a t i c
t o p vieW
o f a c o l l a r ?ange
a c c o r d i n g t o
embodiments
d e s c r i b e d
h e r e i n .
[ 0 0 2 3 ] F I G . 12 s a c r o s s - s e c t i o n a l vieW
ofa
Wind e n e r g y
t o W e r
? a n g e
a s s e m b l y a c c o r d i n g t o e m b o d i m e n t s
d e s c r i b e d
h e r e i n .
[ 0 0 2 4 ]
F I G . 1 3 i s a
s c h e m a t i c
? o W c h a r t of a method f o r
c o n n e c t i n g p a r t s
o f a
Wind u r b i n e a c c o r d i n g o
embodiments
d e s c r i b e d h e r e i n .
DETAILED
DESCRIPTION
OFTHE INVENTION
[ 0 0 2 5 ] R e f e r e n c e
W i l l
noW be made n d e t a i l t o
t h e
v a r i o u s
embodiments, one
r more examples of Which
r e
i l l u s t r a t e d
i n
e a c h ? g u r e . E a c h e x a m p l e s
p r o v i d e d
b y
Way
f
e x p l a n a
t i o n
and
s
n o t
meant a s
a
l i m i t a t i o n .
For example,
f e a t u r e s
i l l u s t r a t e d
or
described s p a r t
of ne embodiment can be used
on o r
i n
c o n j u n c t i o n W i t h o t h e r
embodiments
t o y i e l d
y e t
f u r t h e r e m b o d i m e n t s . I t i s i n t e n d e d
t h a t t h e
p r e s e n t
d i s c l o s u r e
i n c l u d e s s u c h m o d i ? c a t i o n s and
a r i a t i o n s .
[ 0 0 2 6 ] The embodiments d e s c r i b e d h e r e i n
i n c l u d e
a Wind
t u r b i n e s y s t e m t h a t i n c l u d e s a ? a n g e c o n n e c t i o n h a v i n g t h e
r e q u i r e d t r e n g t h ,
W h i l s t
t
t h e same
i m e s a v i n g t r a n s p o r t a n d
m a n u f a c t u r i n g c o s t s . More p e c i ? c a l l y , t h e ? a n g e
a s s e m b l y
a s d e s c r i b e d h e r e i n p r o v i d e s a
Way
o assemble a
?ange
s u c h
a s
a T-?ange)
i n o r d e r t o overcome t r a n s p o r t a t i o n
l i m i t s .
F u r t h e r , t h e
? a n g e s
a c c o r d i n g
t o
e m b o d i m e n t s d e s c r i b e d
-
8/16/2019 Us 20130180199
10/16
US 013/0180199
A 1
h e r e i n a r e
easy t o t r a n s p o r t a s
W e l l a s
easy t o
assemble
by
p r o v i d i n g
m u l t i p l e s p l i t p a r t s
a c r o s s
t h e c i r c u m f e r e n c e .
[ 0 0 2 7 ]
As u s e d h e r e i n , t h e
t e r m
?ange
i s i n t e n d e d t o
b e
r e p r e s e n t a t i v e o f a
c o n n e c t i n g
e l e m e n t f o r
c o n n e c t i n g
p a r t s .
The
a r t s
to
he
o n n e c t e d
may
e
n
t h e
s h a p e o f
a
t u b e ,
a
i n g ,
a s u b s t a n t i a l l y c i r c u l a r
d e v i c e
o r t h e l i k e . According o some
embodiments,
t h e
p a r t s
t o
b e c o n n e c t ed
m a y
i n c l u d e
non
c i r c u l a r
s h a p e s
l i k e
t r i a n g u l a r ,
p e n t a g o n a l o r m u l t i f a c e t ed
s h a p e s . The o n n e c t i n g e l e m e n t
may
e a d a p t e d o b e u s e d i n
Wind e n e r g y s y s t e m s , s u c h a s f o r c o n n e c t i n g p a r t s o f t h e
toWer of
Wind
energy s y s t e m . According
to
some embodi
m e n t s , t h e
?ange m a y
be
used t o
c o n n e c t p a r t s
of
a
t o W e r .
T y p i c a l l y , a
?ange
c o n n e c t i o n a s used
e r e i n
may e f e r t o a
c o n n e c t i o n
i n c l u d i n g a
? a n g e .
F o r i n s t a n c e , a ?ange
c o n n e c
t i o n
m a y n c l u d e
tWo
?anges
t o be c o n n e c t e d t o
e a c h
o t h e r .
A c c o r d i n g
t o
some
e m b o d i m e n t s , t h e ?ange c o n n e c t i o n ma y
i n c l u d e tWo ? a n g e s to
be
c o n n e c t e d W i t h e a c h o t h e r and
f u r t h e r
c o n n e c t i n g
components o r e l e m en t s . The ?ange a s
d e s c r i b e d
h e r e i n
m a y
be
u s e d i n
Wind e n e r g y s y s t e m s , b u t
may l s o
b e
a p p l i c a b l e
f o r
o t h e r t e c h n o l o g i e s u s i n g ? a n g e s .
[ 0 0 2 8 ]
The term a t l e a s t a segment
f
a
r i n g ”
a s used e r e i n
i s i n t e n d e d t o b e r e p r e s e n t a t i v e o f a r i n g - l i k e
d e v i c e ,
Which
m a y
be a
Whole
r i n g o r a segment
of
r i n g . T y p i c a l l y , t h e
s e g m e n t o f t h e r i n g ma y n c l u d e a de?ned
a n g l e ,
Which ma y
b e d e p e n d e n t o n t h e r e s p e c t i v e
a p p l i c a t i o n .
F o r i n s t a n c e , t h e
a n g l e
o f
a r i n g s e g m e n t
may
e a b o u t 5 ° , a b o u t 3 0 ° , a b o u t
300° o r any v a l u e b e t W e e n ,
above
o r beloW t h e s e e x a m p l e s .
A c c o r d i n g
t o
some e m b o d i m e n t s ,
h a v i n g “ s u b s t a n t i a l l y ”
t h e
s h a p e
o f a r i n g means t h a t a c e r t a i n d e v i a t i o n from h e r i n g
s h a p e may e p r o v i d e d . F o r i n s t a n c e , t h e d e v i c e h a v i n g “ s u b
s t a n t i a l l y a r i n g s h a p e ” may o t
h a v e
a
c i r c u l a r
r i n g s h a p e, b u t
a n o t h e r
s h a p e ,
s u c h
a s
a n
e l l i p t i c s h a p e , a p a r t l y c i r c u l a r
s h a p e
o r t h e
l i k e .
[ 0 0 2 9 ] T y p i c a l l y , t h e
t e r m “ c o n n e c t i n g ”
i n t h i s c o n t e x t
r e f e r s
t o
fastening one or more a r t s t o one or more i f f e r e n t
p a r t s . F o r
i n s t a n c e ,
c o n n e c t i n g t W o
p a r t s
may
e f e r
t o
f a s t e n
i n g o r
? x i n g
t h e s e
tWo a r t s t o e a c h o t h e r . According o some
embodiments, f u r t h e r
components, such
a s b o l t s
o r
s c r e W s ,
may
e
u s e d f o r
c o n n e c t i n g p a r t s t o g e t h e r .
[ 0 0 3 0 ] As u s e d h e r e i n ,
t h e
t e r m “ ’ b l a d e ” i s i n t e n d e d t o b e
r e p r e s e n t a t i v e
o f a n y d e v i c e
t h a t
p r o v i d e s
a r e a ct i v e f o r c e
When
i n
motion r e l a t i v e t o
a s u r r o u n d i n g ? u i d .
A s used
h e r e i n , t h e
t e r m “Wind
u r b i n e ”
i s i n t e n d e d t o b e
r e p r e s e n t a
t i v e o f a n y d e v i c e t h a t g e n e r a t e s r o t a t i o n a l e n e r g y from Wind
e n e r g y ,
and more s p e c i ? c a l l y , c o n v e r t s t h e k i n e t i c e n e r g y of
Wind n t o m e c h a n i c a l e n e r g y . A s
s e d
h e r e i n , t h e
t e r m
“Wind
g e n e r a t o r ”
i s i n t e n d e d
t o b e r e p r e s e n t a t i v e o f a n y Wind t u r
b i n e t h a t
g e n e r a t e s e l e c t r i c a l poWer from r o t a t i o n a l e n e r g y
g e n e r a t e d from Wind
e n e r g y ,
and more s p e c i ? c a l l y ,
c o n v e r t s
mechanical e n e r g y
c o n v e r t e d
from
i n e t i c
e n e r g y o f Wind o
e l e c t r i c a l
p o W e r .
[ 0 0 3 1 ] F I G . 1 i s
a
p e r s p e c t i v e vieW o f a n e x e m p l a r y Wind
t u r b i n e 1 0 . I n t h e
e x e m p l a r y
e m b o d i m e n t ,
Wind
u r b i n e 1 0 i s
a
h o r i Z o n t a l - a x i s Wind
u r b i n e . A l t e r n a t i v e l y ,
Wind
u r b i n e 1 0
may be a v e r t i c a l - a x i s Wind t u r b i n e . I n t h e exemplary
embodiment,
Wind
u r b i n e 10
n c l u d e s
a toWer
2
t h a t
e x t e n d s
from s u p p o r t system 1 4 , a n a c e l l e 16
mounted
on toWer 2 ,
and r o t o r 1 8
t h a t i s
coupled
o n a c e l l e 1 6 . Rotor
1 8 i n c l u d e s
a r o t a t a b l e hub
20
and
a t l e a s t one
o t o r
b l a d e 22 coupled
o
a n d e x t e n d i n g
o u t W a r d
f r o m h u b 2 0 . I n t h e
e x e m p l a r y
embodiment, r o t o r
18
h a s t h r e e
r o t o r
b l a d e s 2 2 .
I n
an a l t e r
n a t i v e embodiment, r o t o r 18 i n c l u d e s more r l e s s than h r e e
r o t o r b l a d e s 2 2 . I n t h e e x e m p l a r y embodiment,
t o W e r 1 2
i s
f a b r i c a t e d
from u b u l a r s t e e l t o de?ne
a
c a v i t y ( n o t shoWn n
J u l . 1 8 , 2 0 1 3
F I G .
1 )
betWeen s u p p o r t
s y s t e m 1 4 and
n a c e l l e
1 6 .
I n
a n
a l t e r n a t i v e e m b o d i m e n t ,
t o W e r 1 2 i s
a n y s u i t a b l e
t y p e o f
t o W e r h a v i n g
a n y s u i t a b l e
h e i g h t .
[ 0 0 3 2 ]
R o t o r
b l a d e s
22
r e
s p a c e d a b o u t hub 20 o f a c i l i t a t e
r o t a t i n g r o t o r
1 8
t o
e n a b l e
k i n e t i c
e n e r g y
to
be
t r a n s f e r r e d
from t h e
Wind
i n t o u s a b l e m e c h a n i c a l e n e r g y , and s u b s e
q u e n t l y , e l e c t r i c a l e n e r g y .
Rotor
l a d e s 22 a r e mated o
hub
20
by
c o u p l i n g
a b l a d e r o o t p o r t i o n
24
o hub
20
t a p l u r a l i t y
o f l o a d
t r a n s f e r
r e g i o n s
2 6 .
Load
t r a n s f e r
r e g i o n s 2 6
h a v e a
h u b l o a d
t r a n s f e r r e g i o n
a n d a b l a d e l o a d
t r a n s f e r r e g i o n
( b o t h
n o t shoWn i n FIG. 1 ) .
Loads
induced t o r o t o r b l a d e s 22 a r e
t r a n s f e r r e d to hub
20 i a
l o a d
t r a n s f e r r e g i o n s 2 6 .
[ 0 0 3 3 ] I n one embodiment,
r o t o r
b l a d e s 22 have a l e n g t h
r a n g i n g
from a b o u t
1 5
m e t e r s
( m )
to
a b o u t 9 1 m. Altema
t i v e l y , r o t o r
b l a d e s
2 2 ma y h a v e
a n y
s u i t a b l e
l e n g t h
t h a t
e n a b l e s
Wind
u r b i n e 10 t o
f u n c t i o n a s
d e s c r i b e d
h e r e i n .
For
e x a m p l e ,
o t h e r
n o n - l i m i t i n g
e x a m p l e s o f b l a d e l e n g t h s
i n c l u d e
1 0
i n o r
l e s s , 20 n , 3 7 i n ,
o r
a
l e n g t h
t h a t i s g r e a t e r
t h a n 9 1 m. A s Wind
t r i k e s
r o t o r b l a d e s
22
from d i r e c t i o n 2 8 ,
r o t o r
18 s
r o t a t e d
about
an
x i s
of
o t a t i o n 3 0 .
A s
o t o r
b l a d e s
2 2 a r e r o t a t e d and u b j e c t e d t o c en t r i f u g a l f o r c e s , r o t o r b l a d e s
22
r e
a l s o
s u b j e c t e d
t o v a r i o u s
f o r c e s and moments.
A s
u c h ,
r o t o r b l a d e s 22 may e?ect a n d / o r r o t a t e from a n e u t r a l , o r
n o n - d e ? e c t e d ,
p o s i t i o n t o a d e ? e c t e d
p o s i t i o n .
[ 0 0 3 4 ]
I n
t h e e x e m p l a r y em b o d i m e n t , c o n t r o l s y s t e m 3 6
i s
shoWn s b e i n g c e n t r a l i Z e d W i t h i n
n a c e l l e
1 6 ,
h o W e v e r ,
con
t r o l s y s t e m 3 6
may
e
a
d i s t r i b u t e d s y s t e m t h r o u g h o u t Wind
t u r b i n e 1 0 , on
s u p p o r t
s y s t e m 1 4 ,
W i t h i n
a
Wind
a r m ,
a n d / o r
a t a remote
c o n t r o l
c e n t e r . C o n t r o l system 36 i n c l u d e s a
p r o c e s s o r 4 0 c o n ? g u r e d o
p e r f o r m
t h e m e t h o d s a n d / o r
s t e p s
d e s c r i b e d h e r e i n . F u r t h e r ,
many
o f t h e
o t h e r
c o m p o n e n t s
d e s c r i b e d
h e r e i n i n c l u d e a p r o c e s s o r . A s used e r e i n , t h e term
“ p r o c e s s o r ”
i s n o t l i m i t e d t o i n t e g r a t e d c i r c u i t s r e f e r r e d
t o
i n
t h e a r t
a s
a computer, b u t
broadly
r e f e r s t o a c o n t r o l l e r , a
m i c r o c o n t r o l l e r , a
m i c r o c o m p u t e r ,
a p r o g r a m m a b l e l o g i c
c o n t r o l l e r ( P L C ) , a n a p p l i c a t i o n s p e c i ? c i n t e g r a t e d
c i r c u i t ,
and o t h e r
programmable
i r c u i t s ,
and
t h e s e
t e r m s a r e u s e d
i n t e r c h a n g e a b l y
h e r e i n . I t s h o u l d be u n d e r s t o o d t h a t a p r o
c e s s o r
and/
r a c o n t r o l
system can l s o i n c l u d e memory, n p u t
c h a n n e l s , a n d / o r
o u t p u t
c h a n n e l s .
[ 0 0 3 5 ] I n t h e embodiments e s c r i b e d
h e r e i n , memory
may
i n c l u d e , W i t h o u t
l i m i t a t i o n ,
a c o m p u t e r - r e a d a b l e m e d i u m ,
such a s a random a c c e s s memory (RAM), and a
computer
r e a d a b l e
n o n - v o l a t i l e medium, s u c h as ?ash m e m o r y l t e r
n a t i v e l y , a
?oppy
d i s k , a c o m p a c t d i s c - r e a d
o n l y memory
(CD-ROM), a
m a g n e t o - o p t i c a l d i s k (MOD),
a n d / o r a d i g i t a l
v e r s a t i l e
d i s c (DAM)
may
l s o
b e u s e d .
A l s o ,
i n t h e embodi
m e n t s
d e s c r i b e d h e r e i n , i n p u t c h a n n e l s
i n c l u d e ,
W i t h o u t
l i m i
t a t i o n , s e n s o r s a n d / o r c o m p u t e r p e r i p h e r a l s a s s o c i a t e d W i t h
an
p e r a t o r
i n t e r f a c e , such
a s
a mou se and a keyboard. Fur
t h e r ,
i n
t h e
e x e m p l a r y
e m b o d i m e n t ,
o u t p u t
c h a n n e l s
may
i n c l u d e , W i t h o u t
l i m i t a t i o n ,
a c o n t r o l d e v i c e , a n o p e r a t o r
i n t e r f a c e
m o n i t o r a n d / o r a d i s p l a y .
[ 0 03 6 ] P r o c e s s o r s d e s cr i b e d h e r e i n p r o c e s s i n f o r m a t i o n
t r a n s m i t t e d
? o r a
a p l u r a l i t y o f e l e c t r i c a l and
e l e c t r o n i c
d e v i c e s t h a t
ma y
n c l u d e ,
W i t h o u t
l i m i t a t i o n ,
s e n s o r s , a c t u a
t o r s , c o m p r e s s o r s ,
c o n t r o l
s y s t e m s ,
a n d / o r m o n i t o r i n g
d e v i c e s .
Such
p r o c e s s o r s may b e
p h y s i c a l l y l o c a t ed i n ,
f o r
example,
a
c o n t r o l s y s t e m ,
a s e n s o r , a
monitoring d e v i c e ,
a
d e s k to p c o m p u t e r ,
a
l a p t o p c o m p u t e r ,
a p r o g r a m m a b l e
l o g i c
c o n t r o l l e r (PLC) c a b i n e t , a n d / r a d i s tr i b u t e d c o n t r o l s y s t e m
(DCS)
c a b i n e t . RAM n d s t o r a g e
d e v i c e s
s t o r e and
t r a n s f e r
i n f o r m a t i o n
and n s t r u c t i o n s t o b e e x e c u t e d by h e
p r o c e s s o r
s ) . RAM nd s t o r a g e
d e v i c e s
can a l s o be used to s t o r e and
-
8/16/2019 Us 20130180199
11/16
US 013/0180199
A 1
p r o v i d e t e m p o r a r y a r i a b l e s , s t a t i c ( i . e . , n o n - c h a n g i n g ) i n f o r
mation
and
n s t r u c t i o n s , o r
o t h e r i n t e r m e d i a t e i n f o r m a t i o n
t o
t h e p r o c e ss o r s d u r i n g e x e cu t i o n o f n s t r u c t i o n s b y t h e p r o c e s
s o r s ) . I n s t r u c t i o n s t h a t
a r e
e x e c u t e d ma y i n c l u d e , W i t h o u t
l i m i t a t i o n ,
Wind
t u r b i n e c o n t r o l
s y s t e m
c o n t r o l
commands.
The e x e cu t i o n o f s e q u e n c e s o f i n s t r u c t i o n s i s n o t
l i m i t e d t o
a n y s p e c i ? c
c o m b i n a t i o n o f h a r d W a r e
c i r c u i t r y a n d s o f t W a r e
i n s t r u c t i o n s .
[ 0 0 3 7 ] F I G . 2
i s
an e n l a r g e d s e c t i o n a l vieW
o f
a
p o r t i o n o f
Wind
u r b i n e 1 .
I n
t h e e x e m p l a r y e m b o d i m e n t ,
Wind
u r b i n e
1 0
i n c l u d e s n a c e l l e
1 6
and hub
20 t h a t i s r o t a t a b l e c o u p l e d to
n a c e l l e 1 6 .
More
s p e c i ? c a l l y ,
hub 2 0 i s
r o t a t a b l e
c o u p l e d to
a n
e l e c t r i c
g e n e r a t o r 4 2 p o s i t i o n e d W i t h i n
n a c e l l e
1 6
by
o t o r
s h a f t
44 (sometimes e f e r r e d
t o a s e i t h e r a main h a f t o r a
loW
s p e e d
s h a f t ) ,
a
g e a r b o x 4 6 ,
a
h i g h
s p e e d s h a f t 4 8 , u n d o c o u
p l i n g
5 0 . I n
t h e
e x e m p l a r y e m b o d i m e n t , r o t o r
s h a f t
4 4
i s
d i s p o s e d c o a x i a l t o
l o n g i t u d i n a l a x i s
1 1 6 .
R o t a t i o n o f r o t o r
s h a f t 4 4 r o t a t a b l e d r i v e s
g e a r b o x
4 6 t h a t s u b s e q u e n t l y d r i v e s
h i g h s p e e d
s h a f t
4 8 . H i g h s p e e d
s h a f t
4 8 r o t a t a b l e d r i v e s
g e n e r a t o r
4 2 W i t h
c o u p l i n g
5 0 a n d
r o t a t i o n
o f i g h s p e ed
h a f t
4 8
f a c i l i t a t e s
p r o d u c t i o n o f l e c t r i c a l poWer y
g e n e r a t o r
4 2 .
Gearbox
4 6 and e n e r a t o r
4 2
a r e
s u p p o r t e d
by a s u p p o r t
5 2
a n d
a
s u p p o r t 5 4 . I n
t h e
e x e m p l a r y e m b o d i m e n t ,
g e a r b o x
4 6
u t i l i Z e s
d u a l
p a t h g e o m e t r y t o d r i v e
h i g h s p e e d
s h a f t
4 8 .
A l t e r n a t i v e l y ,
r o t o r
s h a f t
4 4 i s
c o u p l e d d i r e c t l y t o g e n e r a t o r
4 2 W i t h c o u p l i n g
5 0 .
[ 0 0 3 8 ] N a c e l l e
16
a l s o i n c l u d e s a
yaW
r i v e
mechanism
56
t h a t
m y e
used
o
r o t a t e n a c e l l e 16
and hub 20 on
yaW
a x i s
3 8 ( s h o W n n
F I G .
1 ) t o
c o n t r o l
t h e p e r s p e c t i v e
o f
o t o r
b l a d e s
22
W i t h
r e s p e c t t o d i r e c t i o n 2 8 o f t h e W i n d . N a c e l l e 1 6
a l s o
i n c l u d e s a t
l e a s t
one m e t e o r o l o g i c a l
mast 58 t h a t
i n c l u d e s
a
Wind
a n e
and anemometer n e i t h e r shoWn
n F I G .
2 ) . Mast
5 8 p r o v i d e s i n f o r m a t i o n t o
c o n t r o l s y s t e m 3 6
t h a t ma y
i n c l u d e Wind i r e c t i o n a n d / o r Wind s p e e d .
I n
t h e
e x e m p l a r y
embodiment,
a c e l l e 1 6 a l s o
i n c l u d e s
a main o r W a r d s u p p o r t
b e a r i n g
6 0
and a
main
f t
s u p p o r t
b e a r i n g 6 2 .
[ 0 0 3 9 ] According t o
some
embodiments,
t h e
toWer of
a
Wind u r b i n e may e i v i d e d i n s e v e r a l p a r t s s o
a s
t o f a c i l i t a t e
t h e t r a n s p o r t a n d mounting o f t h e
Wind
t u r b i n e to W e r . F o r
i n s t a n c e , t h e p a r t s o r s e c t i o n s b e i n g mounted o
form
h e
Wind
enemy
toWer
m a y
have a
d i a m e t e r
of b o u t 4 i n ( s u c h a s
4 . 3
m )
and
h e i g h t i n a r a n g e of b o u t 1 0 m
o
a b o u t 25 m s u c h
a s i n
a range
from
a b o u t 1 2
m o about 24
m ) . The
a r t s ofa
Wind u r b i n e
t o W e r m a y
be c o n n e c t e d by ?ange o n n e c t i o n .
T y p i c a l l y , T - ? a n g e c o n s t r u c t i o n s a r e
p r o v e d
to
b e more
f f e c
t i v e
a r r a n g e m e n t s c o m p a r e d
t o L - ? a n g e a r r a n g e m e n t s .
T - ? a n g e s
a r e
a b l e t o t r a n s f e r l a r g e r
moments
t h a n L - ? a n g e s ,
Which
i v e s a b e n e ? t f o r l a r g er MW a t i n g m a c h i n e s . H o W
e v e r , T - ? a n g e a s s em b l i e s p r o v i d i n g a
l a r g e r
o u t e r d i a m e t e r
t h a n
L - ? a n g e s s u f f e r
f r o m a d r a w b a c k
c o n c e r n i n g
t r a n s p o r
t a t i o n c o s t s
When
s e d i n l a r g e Wind u r b i n e s . A i m i t a t i o n
o f
e x i s t i n g L - ? a n g e
d e s i g n s , f o r i n s t a n c e , t h e
n u m b e r
o f o l t s
Which
s
l i m i t e d due
o s p a c e c o n s t r a i n t s .
With n c r e a s i n g hub
h e i g h t a n d MW a t i n g o f
t h e
Wind
u r b i n e , t h e
t o W e r b a s e
l o a d s
t e n d t o i n c r e a s e
c o n t i n u o u s l y
A i n g l e
roW f o l t s , a s
f o r
i n s t a n c e
u s e d i n L - ? a n g e s , i s n o t a d e q u a t e f o r h i g h t o W e r
b a s e m o m e n t s ,
W h i c h
s
p r o v e d b y
a n a l y s i s . I t h a s a l s o
b e e n
f o u n d
t h a t h a v i n g a n L-?ange o n ? g u r a t i o n W i t h tWo
roWs
f
b o l t s i s i n e ? i c i e n t a n d i m p r o v e s t h e moment r a n s f e r
c a p a c i t y
o f
t h e
j o i n t
o n l y m a r g i n a l l y .
A l s o , a n
i n c r e a s i n g n u m b e r
o f
b o l t s ,
a n
i n c r e a s i n g s i Z e
o f
t h e b o l t s
a n d / o r a n
i n c r e a s i n g
W i d t h
o f t h e ? a n g e
c a n n o t
d e l i v e r t h e d e s i r e d
p r o p e r t i e s .
F u r t h e r m o r e , i n c r e a s i n g t h e
t o W e r
b a s e d i a m e t e r b y d i v i d i n g
t h e
toWer
b a s e i n t h e c i r c u m f e r e n t i a l d i r e c t i o n
i n
o r d e r
t o
J u l . 1 8 , 2 0 1 3
meet
t h e
t r a n s p o r t a t i o n l i m i t s
c a u s es u n d e s i r e d
s i d e - e f f e c t s .
When
o m p a r e d W i t h h e
L - ? a n g e
e s i g n , t h e T - ? a n g e d e s i g n
h a s a h i g h b e a r i n g moment u e t o t h e e q u a l s h a r i n g o f
l o a d s
by o t h r o W s
o f
o l t s , b u t t r a n s p o r t a t i o n l i m i t s
o f t e n
p r e v e n t
a n
i n t e g r a l
T - j o i n t
f r o m
b e i n g
u s e d .
[ 0 0 4 0 ] T h e ? a n g e
a s s e m b l y a c c o r d i n g
t o e m b o d i m e n t s
d e s cr i b e d h e r ei n c o n c e r n s c o n n e c t i n g t o W e r s e c t i o n s u s i n g
c o l l a r
? a n g e s . I n e m b o d i m e n t s o f t h e i n v e n t i o n , t h e e x i s t i n g
L-?anges
a r e p r o v i d e d With
a c o l l a r
o f s m a l l
Width
on t h e
o u t e r
s u r f a c e t o
p r o v i d e
a
mounting
i n t e r f a c e f o r a c o l l a r
? a n g e . C o l l a r ? a n g e s h av i n g tWo a l v e s may
e
mounted on
t h e r e s p e c t i v e c o l l a r o f t h e t o W e r s e c t i o n s . T y p i c a l l y ,
t h e
? a n g e s o f t h e ? a n g e a s s e m b l y d e s c r i b e d h e r e i n may b e
mounted
o
a
toWer e c t i o n (such
s
Welded o
a
toWer
e c t i o n )
o r
may
e
a
p a r t
of h e toWer s e c t i o n .
[ 0 0 4 1 ] T y p i c a l l y , i n
a ? a n g e
a s s e m b l y a c c o r d i n g
t o
embodiments e s c r i b e d
h e r e i n , a
c o l l a r ?ange s a s s e m b l e d to
an
L - ? a n g e ,
Whereby an
o u t e r roW
of
o l t s p r o v i d e d
at
t h e
c o l l a r
? a n g e
p r o v i d e t h e
r e q u i r e d c l a m p i n g
f o r c e . T y p i c a l l y ,
t h e o u t e r
roW
o f
b o l t s
o f
t h e
c o l l a r
?ange
t o g e t h e r
W i t h
t h e
i n n e r roW
of
o l t s o f t h e
L-?ange
a c t a s a T - ? a n g e . The o i n t
c o n n e c t i o n i s
a b l e
t o t r a n s f e r h i g h b e n d i n g
m o m e n t s .
T y p i
c a l l y , j o i n t s
f o r l a r g e r
MW
a c h i n e s a l l o W d e s i g n i n g W i t h i n
t r a n s p o r t a t i o n
l i m i t s . T h e
? a n g e c o n n e c t i o n
a c c o r d i n g
t o
e m b o d i m e n t s
d e s c r i b e d h e r e i n h e l p i n
f a c i l i t a t i n g t h e
t r a n s
p o r t
a n d a s s e m b l y o f
t h e
Wind
t u r b i n e
p a r t s . T y p i c a l l y , a n
o u t e r
roW
of o l t s
a r e e a s i l y
a c c e s s i b l e
f o r
maintenance s i n c e
t h e p r o p o s e d o i n t s a t o W e r b a s e r i n g
(TBR)
o t h e t o W er d o o r
s e c t i o n i n t e r f a c e .
[ 0 0 4 2 ] F I G .
3
shoWs an embodiment of ?ange o n n e c t i o n
a c c o r d i n g t o
e m b o d i m e n t s d e s c r i b e d
h e r e i n .
T y p i c a l l y , t h e
?ange
o n n e c t i o n 300
r o v i d e s
a ? r s t
?ange
310
and s e c o n d
? a n g e 3 2 0 . A c c o r d i n g
t o
some e m b o d i m e n t s , t h e
? r s t
? a n g e
310 m a y
n c l u d e
a ? r s t p o r t i o n 311 and
second
o r t i o n 3 12 .
T y p i c a l l y a l s o t h e
s e c o n d
?ange
320 ma y i n c l u d e a ? r s t
p o r t i o n
3 2 1 a n d a s e c o n d
p o r t i o n 3 2 2.
G e n e r a l l y , t h e ? r s t a n d
t h e s e c o n d
p o r t i o n 3 1 1
and 1 2 o f t h e ? r s t ?ange 3 1 0 a n d t h e
? r s t a n d
t h e
s e c o n d
p o r t i o n
3 2 1 a n d 3 2 2 o f t h e s e c o n d ? a n g e
3 2 0
ma y e x t e n d s u b s t a n t i a l l y
i n t h e h o r i Z o n t a l d i r e c t i o n .
[ 0 0 4 3 ]
The term “ s u b s t a n t i a l l y ” a s used e r e i n m a y mean
t h a t t h e r e
m a y
be a
c e r t a i n d e v i a t i o n from
t h e c h a r a c t e r i s t i c
d e n o t e d
W i t h
“ s u b s t a n t i a l l y . ” F o r
i n s t a n c e ,
t h e t e r m “ s u b s t a n
t i a l l y
h o r i Z o n t a l ” r e f e r s t o a d i r e c t i o n Which m a y
ave
e r t a i n
d e v i a t i o n s from
h e e x a c t
h o r i Z o n t a l p o s i t i o n , such
s
a d e v i a
t i o n
o f a b o u t
1 ° t o 1 5 ° o f t h e h o r i Z o n t a l d i r e c t i o n . A c c o r d i n g
t o
a f u r t h e r
e x a m p l e ,
t h e t e r m
“ h a v i n g s u b s t a n t i a l l y
a n
L-shape” may
e f e r t o
t h e shape of
an
element i n a c r o s s
s e c t i o n a l v i e W . For i n s t a n c e , an e l e m e n t m a y have
s u b s t a n
t i a l l y t h e form o f a n
L , When
tWo p a r t s o f t h e
e l e m e n t
a r e
p r e s e n t
h a v i n g
a
c e r t a i n a n g l e
b e t W e e n t h e m .
T y p i c a l l y ,
t h e
a n g l e
b e t W e e n
t h e
p a r t s
o f
t h e
e l e m e n t
may
e b e t W e e n
7 0 °
and
1 0 0 ° .
F u r t h e r ,
a c c o r d i n g
t o
one
embodiment,
one o f t h e
p a r t s
o f
t h e e l e m e n t d e n o t e d a s h a v i n g
an L - s h a p e m a y be
s h o r t e r
t h a n t h e o t h e r . A c c o r d i n g o y e t a
f u r t h e r
e x a m p l e , t h e
t e r m “ h a v i n g s u b s t a n t i a l l y t h e s h a p e o f a p l a t e ”
may
e f e r t o
a c a s e , Where
an
element s formed s o a s t o he p l a n a r . Typi
c a l l y ,
t h e
p l a t e may
e v i a t e
f r o m
t h e
p l a n a r a r r a n g e m e n t
t o a
c e r t a i n
e x t e n t .
[ 0 0 4 4 ]
A s c a n be s e e n i n F I G .
3 ,
t h e
?ange
c o n n e c t i o n 300
a l s o i n c l u d e s a
? r s t
c o n n e c t i n g element
330 and
a second
c o n n e c t i n g e l e m e n t 3 4 0 . T y p i c a l l y ,
t h e
? r s t a n d s e c o n d c o n
n e c t i n g
e l e m e n t s
a r e p r o v i d e d
i n
a r i n g - l i k e s h a p e o r a t
l e a s t
a s a segment of r i n g - l i k e s h a p e ,
a s
W i l l be x p l a i n e d
i n
d e t a i l
b e l o W .
-
8/16/2019 Us 20130180199
12/16
US 013/0180199
A 1
[ 0 0 4 5 ]
According
t o
some embodiments, Which can be
combined
i t h
o t h e r embodiments
e s c r i b e d h e r e i n , t h e ? r s t
c o n n e c t i n g
e l e m e n t
a n d t h e
s e c o n d
c o n n e c t i n g
e l e m e n t may
b e a d a p t e d t o h e c o n n e c t e d t o e a c h o t h e r . T y p i c a l l y , t h e ? r s t
c o n n e c t i n g
e l e m e n t a n d
t h e
s e c o n d
c o n n e c t i n g
e l e m e n t
may
b e
a d a p t e d t o c o n n e c t t h e ? r s t p o r t i o n o f t h e ? r s t
?ange
o t h e
? r s t p o r t i o n
o f t h e s e c o n d
? a n g e .
[ 0 0 4 6 ]
T y p i c a l l y ,
t h e
? r s t
p o r t i o n
o f
a ? a n g e a s
d e s c r i b e d
h e r e i n
m a y l s o
be e f e r r e d
t o a s
a
c o l l a r of
h e ? a n g e .
F u r t h e r ,
a c c o r d i n g to
some
e m b o d i m e n t s ,
t h e
? r s t and
t h e
s e c o n d
c o n n e c t i n g e l e m e n t
a s d e s c r i b e d h e r e i n
m a y
l s o
be d e n o t e d
a s
c o l l a r ? a n g e s .
[ 0 0 4 7 ] T y p i c a l l y , t h e ? a n g e
c o n n e c t i o n
a c c o r d i n g
t o
embodiments
d e s c r i b e d h e r e i n i s assembled s o
a s t o obey
t r a n s p o r t a t i o n
l i m i t s .
According t o some e m b o d i m e n t s , an
L - ? a n g e
i s a s s e m b l e d
i n t o a
T - ? a n g e
by p r o v i d i n g a
c o l l a r
e x t e n s i o n t o t h e L - ? a n g e , W h e r e i n t h e e x t e n s i o n
o f
t h e c o l l a r
i n
t h e h o r i z o n t a l d i r e c t i o n i s s m a l l e r t h a n t h e
e x t e n s i o n
of
T - ? a n g e i n
t h e r e s p e c t i v e
d i r e c t i o n .
F o r i n s t a n c e ,
t h e
e x t e n
s i o n
o f
h e
c o l l a r
o f
t h e
?ange
n
t h e h o r i z o n t a l d i r e c t i o n
ma y
t y p i c a l l y range
from
about 50 mm o about
200
mm more
t y p i c a l l y from about
70
mm
o
about 150
mm nd
even more
t y p i c a l l y from a b o u t
90
mm
o
a b o u t 110
mm.
ccording
t o
one embodiment,
Which can be combined With
t h e r
embodi
ments d e s c r i b e d h e r e i n ,
t h e
e x t e n s i o n o f t h e c o l l a r o f
t h e
?ange n t h e h o r i Z o n t a l
d i r e c t i o n
m a y e a b o u t 1 0 0
m m .
[ 0 0 4 8 ] A c c o r d i n g t o some e m b o d i m e n t s , t h e c o n n e c t i n g
e l e m e n t s , s u c h a s
c o l l a r
? a n g e s d e s c r i b e d
h e r e i n ,
may
b e
made r o m a
s u b s t a n t i al l y r i g i d
o r n o n - e l a s t i c
m a t e r i a l ,
s u c h
a s s t e e l , aluminum and i k e
m e t a l l i c
m a t e r i a l s ,
b u t
a l s o co m
p o s i t e m a t e r i a l s o r t h e l i k e .
[ 0 0 4 9 ] I n an embodiment
e s c r i b e d
h e r e i n , t h e
? r s t
a n d / o r
s e c o n d c o n n e c t i n g e l e m e n t ( s u c h a s
a c o l l a r
? a n g e s ) may e
s p l i t
i n t o
m u l t i p l e ? a t p l a t e s t o r e d u c e m a n u f a c t u r i n g c o s t s .
T h i s c o u l d
be
a c h i e v e d
by
i t h e r
u s i n g
one
a t
p l a t e a s
one f
t h e
c o n n e c t i n g e l e m en t s a n d
e x t e n d i n g t h e
o t h e r c o n n e c t i n g
e l e m e n t a s d e s c r i b e d i n d e t a i l
r e f e r r i n g
t o
F I G ,
4 ) , o r u s i n g
tWo
? a t
p l a t e s and
n e c i r c u l a r
r i n g t o
form a n
i n t e g r a l ?ange
a s d e s c r i b e d i n d e t a i l r e f e r r i n g t o F I G .
5 ) .
[ 0 0 5 0 ] F I G .
4
shoWs an embodiment f ?ange o n n e c t i o n .
The ?ange
c o n n e c t i o n
400 p r o v i d e s
a ? r s t
?ange 410 and
a
s e c o n d ? a n g e
4 2 0 .
T y p i c a l l y ,
t h e ? r s t
? a n g e 4 1 0
h a s a
? r s t
p o r t i o n 4 1 1
a n d a
s e c o n d
p o r t i o n 4 1 2 . A l s o , t h e
s e c o n d
? a n g e
420 y p i c a l l y h a s
a
? r s t
p o r t i o n 421 and s e c o n d p o r t i o n 4 2 2 .
According to some embodiments, a ? r s t c o n n e c t i n g
e l e m e n t
430 and
s e c o n d
c o n n e c t i n g
e l e m e n t
440 a r e p r o v i d e d . I n t h e
embodiments f
F I G .
4 , t h e
? r s t
c o n n e c t i n g e l e m e n t 4 3 0 h a s
t h e
s h a p e
o f a
r i n g - l i k e p l a t e
a n d t h e s e c o n d
c o n n e c t i n g
e l e m e n t
4 4 0 s
p r o v i d e d as
a
c o l l a r
? a n g e
h a v i n g s u b s t a n t i a l l y
an
- s h a p e .
[ 0 0 5 1 ] T y p i c a l l y ,
t h e
? r s t a n d
s e c o n d
c o n n e c t i n g e l e m e n t
430 and 440 a r e a d a p t e d t o
be
connected o each t h e r . I n t h e
e x a m p l e shoWn
n F I G . 4 ,
t h e
? r s t c o n n e c t i n g e l e m e n t 4 3 0 i s
a p l a t e e x t e n d i n g
i n
a s u b s t a n t i a l l y h o r i Z o n t a l d i r e c t i o n
b e y o n d t h e ? r s t p o r t i o n 4 1 1
( s u c h
a s
t h e
c o l l a r ) o f
t h e
? r s t
? a n g e
4 1 0 . The s e c o n d c o n n e c t i n g e l e m e n t
4 4 0
o f
t h e
e x a m p l e shoWn n
F I G .
4
s u b s t a n t i a l l y
h a s a n L - s h a p e , Which
e x t e n d s
i n a
v e r t i c a l
d i r e c t i o n a l o n g t h e ? r s t p o r t i o n s 4 1 1 and
421
f
h e ? r s t and
e c o n d
? a n g e s 410 and 2 0 . The x t e n s i o n
o f t h e s e c o n d c o n n e c t i n g e l e m e n t 4 4 0 o f t h e
?ange
c o n n e c
t i o n
400
i n t h e h o r i Z o n t a l d i r e c t i o n c o r r e s p o n d s
t o
t h e e x t e n
s i o n o f t h e
? r s t
c o n n e c t i n g
e l e m e n t
4 3 0 .
T y p i c a l l y ,
t h e e x t e n
s i o n o f t h e s e c o n d c o n n e c ti n g e l e m e n t
4 4 0
i n t h e h o r i Z o n t a l
J u l .
1 8 , 2 0 1 3
d i r e c t i o n
e x c e e d s
t h e
e x t e n s i o n
o f t h e
? r s t p o r t i o n 4 2 1
o f t h e
s e c o n d ?ange 4 2 0 i n t h e h o r i Z o n t a l d i r e c t i o n .
[ 0 0 5 2 ] F I G . 5 shoWs
a ?ange
c o n n e c t i o n 5 0 0 a c c o r d i n g
t o
some
embodiments
d e s c r i b e d
h e r e i n . T y p i c a l l y ,
t h e ?ange
c o n n e c t i o n
500
r o v i d e s a
? r s t
?ange 510 and
s e c o n d
?ange
5 2 0 . Each o f t h e ? r s t
a n d
t h e s e co n d ? a n g e s 5 1 0 ,
5 2 0
may
h a v e a
? r s t
p o r t i o n 5 1 1 ,
5 2 1 a n d a s e c o n d
p o r t i o n 5 1 2 , 5 2 2 ,
r e s p e c t i v e l y .
A c c o r d i n g t o
some
e m b o d i m e n t s , t h e ? a n g e
c o n n e c t i o n 500
m a y have
a ? r s t c o n n e c t i n g
e l e m e n t
5 3 0 , a
s e c o n d c o n n e c t i n g
e l e m e n t 5 4 0 a n d
a t h i r d c o n n e c t i n g e l e
m e n t
5 5 0 . T y p i c a l l y ,
t h e
t h r e e
c o n n e c t i n g
e l e m e n t s 5 3 0 , 5 4 0 ,
and
550 a r e
a d a p t e d t o be c o n n e c t e d t o
e a c h
o t h e r .
According
t o
e m b o d i m e n t s d e s c r i b e d h e r e i n , t h e t h r e e
c o n n e c t i n g
e l e
ments
5 3 0 , 5 4 0 ,
and 550
a r e
a d a p t e d t o c o n n e c t
t h e
? r s t
p o r t i o n 5 1 1
o f
t h e ? r s t ? a n g e 5 1 0 a n d t h e ? r s t p o r t i o n 5 2 1
o f
t h e
s e c o n d
? a n g e 5 2 0 .
T y p i c a l l y ,
t h e ? r s t p o r t i o n s
o f
t h e ? r s t
and second ?anges a r e formed a s a c o l l a r
e x t e n d i n g
i n
t h e
h o r i Z o n t a l
d i r e c t i o n .
[ 0 0 5 3 ]
T y p i c a l l y ,
t W o
o f
t h e t h r e e c o n n e c t i n g
e l e m e n t s
shoWn n
F I G .
5 may
e
formed
a s a
p l a t e .
I n
t h e
example
shoWn i n
F I G .
5 ,
c o n n e c t i n g e l e m e n t s
530 and 540 h a v e
a
p l a t e - l i k e s h a p e . T y p i c a l l y , t h e t h i r d c o n n e c t i n g e l e m e n t 5 5 0
may
a v e t h e s h a p e o f a r i n g e x t e n d i n g
a r o u n d
t h e
c i r c u m
f e r e n c e
o f t h e
? r s t a n d
s e c o n d
? a n g e , i n p a r t i c u l a r a r o u n d
t h e
c o l l a r o f t h e ? a n g e .
[ 0 0 5 4 ]
A c c o r d i n g
t o
some
e m b o d i m e n t s ,
t h e
? a n g e s o f t h e
? a n g e c o n n e c t i o n may
e c o n n e c t e d
a t t h e s e c o n d p o r t i o n o f
t h e
?anges o o . A s can
x e m p l a r i l y
be
s e e n
i n
FIGS. 3 t o
5 ,
t h e
s e c o n d
p o r t i o n s 3 1 2 a n d 3 2 2 ,
4 1 2 a n d 4 2 2 a n d 5 1 2 a n d 5 2 2
a r e
connected
by f a s t en i n g d e v i c e,
such
s a s c r e W , a b o l t ,
o r
t h e
l i k e , i n
t h e
e x a m p l e s o f I G S .
3 t o
5 ,
t h e f a st e n i n g d e v i c e s
a r e shoWn a s
s c r e W s
3 6 0 , 460 and 6 0 , r e s p e c t i v e l y .
[ 0 0 5 5 ] T y p i c a l l y b o l t e d
j o i n t s may e u s e d
t o
c o n n e c t
t h e
c o n n e c t i n g
e l e m e n t s ( s u c h
a s
c o l l a r ? a n g e s ) a c co r d i n g t o
e m b o d i m e n t s d e s c r i b e d h e r e i n ,
t o
p r o v i d e
t h e r e q u i r e d
c l a m p i n g f o r c e
f o r i n t e g r a t i n g
t h e j o i n t .
[ 0 0 5 6 ] I n
a n o t h e r e m b o d i m e n t , t h e c o n ? g u r a t i o n c a n a l s o
be
a p p l i e d
t o a n i n t e r n a l t o W e r
?ange
f
a d d i t i o n a l
s p a c e i s
r e q u i r e d
i n s i d e t h e t o W e r h e l l , f o r i n s t a n c e i n t h e c a s e , Where
t h e doWn t o W e r e l e c t r i c a l s y s t e m i s a s s e m b l e d W i t h i n
t h e
t o W e r i n p r e - a s s e m b l e d poWer
o d u l e s
( P P M ) . A c c o r d i n g t o
some embodiments, Which can
be
combined With
o t h e r
e m b o d i m e n t s d e s c r i b e d h e r e i n , t h e
s e c o n d
p o r t i o n o f t h e
? r s t
a n d
t h e s e c o n d ? a n g e may e c o n n e c t ed b y
c o n n e c t i n g
e l e
m e n t s , t h e
c o n n e c t i n g e l e m e n t s b e i n g s i m i l a r
t o
t h o s e u s e d
f o r
c o n n e c t i n g
t h e ? r s t
p o r t i o n s
o f
t h e ? a n g e s . S u c h
a n
e x a m p l e
i s
shoWn n F I G . 6 .
T y p i c a l l y ,
t h e ? a n g e c o n n e c t i o n
600 i n c l u d e s a ? r s t ?ange 610 and a
s e c o n d
?ange 6 2 0 .
A c c o r d i n g t o
some
e m b o d i m e n t s , t h e ? r s t
?ange 6 1 0 may
h a v e a
? r s t p o r t i o n 6 1 1 and
a s e c o n d
p o r t i o n 6 1 2 . T y p i c a l l y ,
t h e s e c o n d
?ange
620
m a y
l s o
have a ? r s t p o r t i o n 621
and
s e c o n d
p o r t i o n
6 2 2 .
[ 0 0 5 7 ]
I n
t h e embodiment
shoWn n F I G . 6 ,
t h e
? r s t p o r t i o n
6 1 1 o f t h e
? r s t ? a n g e 6 1 0 a n d
t h e
? r s t
p o r t i o n 6 2 1 o f t h e
s e c o n d ? a n g e
6 2 0
a r e c o n n e c t e d by
o n n e c t i n g e l e m en t s 6 3 0
a n d
6 4 0 .
T y p i c a l l y ,
t h e
c o n n e c t i n g e l e m en t s
p r o v i d e a r i n g
l i k e s h a p e
o r a
segment f
a r i n g - l i k e
s h a p e
and r e
a d a p t e d t o
b e
c o n n e c t e d t o e a c h
o t h e r
e , g . , b y f a s t e n i n g d e v i c e s ) .
F u r
t h e r ,
t h e c o n n e c t i n g
e l e m e n t s may
e a d a p t e d t o
c o n n e c t
t h e
? r s t
p o r t i o n s o f t h e ? a n g e s
W i t h
e a c h
o t h e r . T y p i c a l l y ,
t h e
s e c o n d p o r t i o n
6 1 2
o f t h e
? r s t
? a n g e 6 1 0 a n d t h e s e c o n d
p o r t i o n 622 o f
t h e
s e c o n d ?ange 6 2 0 a r e c o n n e c t e d by con
n e c t i n g e l e m e n t s
6 5 0 a n d 6 6 0 .
T y p i c a l l y ;
t h e
c o n n e c t i n g
e l e
ments
a r e a d a p t e d
o b e
c o n n e c t e d
o
e a c h
o t h e r
by
a s t e n i n g
-
8/16/2019 Us 20130180199
13/16
US 013/0180199
A 1
d e v i c e s ) and r e a d a p t e d to c o n n e c t t h e s e c o n d p o r t i o n s o f h e
? a n g e s W i t h e a c h o t h e r . I n t h e e x a m p l e o f t h e ? a n g e
c o n n e c
t i o n o f F I G .
6 ,
t h e s e c o n d p o r t i o n s 6 1 2 a n d 6 2 2 o f t h e ? r s t and
s e c o n d ?ange
1 0 and 2 0 ma y a v e a p p r o x i m a t e l y t h e same
e x t e n s i o n
i n
t h e h o r i z o n t a l d i r e c t i o n a s t h e
? r s t
p o r t i o n s
611
a n d 6 2 1 o f t h e ? r s t a n d s e c o n d ? a n g e s . F o r
i n s t a n c e ,
t h e
s e c o n d
p o r t i o n 6 1 2 o r 6 2 2 may e x t e n d s u b s t a n t i al l y i n t h e
h o r i z o n t a l d i r e c ti o n from
about 50
mm o
about
200
mm
more
y p i c a l l y
from about
70
mm o about 150
mm
nd
even
more y p i c a l l y from
about
90 mm o
about
110
mm.
ccord
i n g
t o
one embodiment, Which can be combined W i t h o t h e r
embodiments d e s c r i b e d h e r e i n t h e e x t e n s i o n
o f
t h e s e c o n d
p o r t i o n o f t h e ? a n g e b e i n g p r o v i d e d a s a
c o l l a r i n
h o r i z o n t a l
d i r e c t i o n
may
e about 100 mm.
[ 0 0 5 8 ] F I G . 7 shoWs an embodiment f a ?ange o n n e c t i o n
7 4 0 ,
W h e r e i n e a ch
o f
t h e ? r s t p o r t i o n s 7 4 1 a n d 7 5 1 o f h e ? r s t
?ange 743 and
t h e
s e c o n d ?ange 744 a r e c o n n e c t e d by
a
c o n n e c t i n g
e l e m e n t 7 7 0 f o r m e d
i n
a o n e - p i e c e d e s i g n .
A l s o
t h e s e c o n d p o r t i o n s
7 4 2 and 5 2
o f h e
? r s t ? a n g e 7 4 3 a n d
t h e
s e c o n d ?ange
744
r e c o n n e c t e d
by
c o n n e c t i n g e l e m e n t
750
formed i n a
o n e - p i e c e d e s i g n . I t i s t o
be u n d e r s t o o d
t h a t
t h e
t e r m “ o n e - p i e c e d e s i g n ”
r e f e r s t o a
d e s i g n
o f a
c o n n e c t i n g
e l e m e n t , W h e r e t h e
c o n n e c t i n g
e l e m e n t c o v e r s t h e
h e i g h t
o f
t h e
? r s t
p o r t i o n s o f
b o t h
t h e
? r s t a n d
t h e s e c o n d ? a n g e s .
T y p i c a l l y ,
t h e c o n n e c t i n g e l e m e n t
7 5 0 a n d
7 7 0
may e
f a s
t e n e d
by f a s t e n i n g d e v i c e s 7 8 0 i n a s u b s t a n t i a l l y h o r i z o n t a l
d i r e c t i o n .
[ 0 0 5 9 ] A c c o r d i n g t o
some
e m b o d i m e n t s , t h e ?ange c o n
n e c t i o n d e s c r i b e d
h e r e i n
may
l s o
be
denoted a s a b o r e - f r e e
?ange o n n e c t i o n o r a t l e a s t
a
p a r t l y b o r e - f r e e ?ange connec
t i o n s . F o r i n s t a n c e , t h e ? r s t p o r t i o n e x t e n d i n g o u t W a r d l y i n
t h e
r a d i a l
d i r e c t i o n
d o e s
n o t p r o v i d e b o r e s
f o r
f a s t e n i n g t h e
? a n g e ,
a s
can e x e m p l a r i l y be s e e n i n FIGS. 3
t o 5 .
I n
t h e
e x a m p l e s
shoWn n
FIGS.
6 and
,
t h e ? r s t p o r t i o n a s W e l l a s
t h e s e c o n d p o r t i o n o f t h e ? a n g e
may e
d e s c r i b e d a s b e i n g
b o r e - f r e e ,
b e i n g
a d a p t e d
f o r
b e i n g c o n n e c t e d b y
c o n n e c t i n g
e l e m e n t s .
[ 0 0 6 0 ]
F I G . 8
shoWs
an example
ofa
t o W e r s e c t i o n 840 o f
a
Wind n e r g y
s y s t e m . According
t o
some
embodiments,
t h e
t o W e r
s e c ti o n i n c l u d e s a
? a n g e , Which r o v i d e s
a ? r s t
p o r t i o n
8 5 1 a n d
a s e c o n d p o r t i o n
8 5 2 . T y p i c a l l y ,
t h e
? r s t
p o r t i o n
8 5 1
a n d
t h e s e c o n d
p o r t i o n 8 5 2 e x t e n d i n
a
s u b s t a n t i a l l y h o r i z o n
t a l
d i r e c t i o n . F u r t h e r , t h e
t o W e r
s e c t i o n i n c l u d e s a
c o n n e c t i n g
e l e m e n t 870 h a v i n g s u b s t a n t i a l l y t h e s h a p e o f
t
l e a s t a s e g
ment f
a r i n g ,
a s W i l l be x p l a i n e d i n d e t a i l b e l o W . T y p i c a l l y ,
t h e
c o n n e c t i n g
e l e m e n t 8 7 0
i s p l a c e d
o n
t h e
? r s t
p o r t i o n
8 5 1
o f
h e ? a n g e
a n d s a d a p t e d f o r s e c u r i n g
t h e
t o W e r
s e c t i o n
8 4 0 .
T h e
c o n n e c t i n g
e l e m e n t may e
f a s t e n e d b y
f a s t e n i n g
d e v i c e s
8 6 0 ,
Which
may e
b o l t s , s c r e W s ,
o r
t h e
l i k e .
[ 0 0 6 1 ] A c c o r d i n g t o some e m b o d i m e n t s , t h e c o n n e c t i n g
element 870
s
d i v i d e d
i n
more
h a n one
a r t i n
c i r c u m f e r e n
t i a l
d i r e c t i o n , Which
s
shoWn a n d e x p l a i n e d i n d e t a i l W i t h
r e s p e c t
t o
FIG. 1 1 . F u r t h e r ,
t h e
toWer s e c t i o n m a y i n c l u d e
a
s e c o n d c o n n e c t i n g
e l e m e n t ,
Which
s p l a c e d
on t h e
s e c o n d
p o r t i o n 8 5 2 o f
h e ? a n g e
a n d
W h i c h
s a d a p t e d o r s e cu r i n g t h e
toWer e c t i o n
8 4 0 . According
o some embodiments, h e
con
n e c t i n g e l e n t
8 7 0
ma y b e a d a p t e d f o r s e c u r i n g t h e t o W e r
s e c t i o n 840
t o
a n o t h e r toWer
s e c t i o n
o f
t h e
Wind e n e r g y s y s
t e m , a toWer
a s e
r i n g ,
and b e a r i n g at a toWer
o p
of h e Wind
e n e r g y s y s t e m , such a s a yaW e a r i n g at t h e t o p o f t h e toWer
o f t h e
Wind e n e r g y s y s t e m .
[ 0 0 6 2 ]
G e n e r a l l y , t h e r a t i o b e t W e e n t h e e x t e n s i o n
o f
t h e
? r s t p o r t i o n i n t h e h o r i z o n t a l d i r e c ti o n a n d t h e
s e c o n d
p o r t i o n
i n t h e h o r i z o n t a l d i r e c t i o n m a y be a b o u t 1 : 1 , 1 : 2 , o r
up o
1 : 5 .
J u l .
1 8 , 2 0 1 3
F o r
i n s t a n c e , t h e embodiments shoWn n F I G S . 6 and shoW
a
r a t i o
o f t h e e x t e n s i o n o f t h e
? r s t
p o r t i o n
t o
t h e e x t e n s i o n o f
t h e
s e c o n d p o r t i o n i n
h o r i z o n t a l
d i r e c t i o n o f s u b s t a n t i a l l y 1 : 1 .
O t h e r embodiments ( s u c h
a s
embodiments shoWn
n
FIGS. 3
t o
5 )
may
r o v i d e
a
r a t i o
o f
t h e e x t e n s i o n
o f
t h e
? r s t
p o r t i o n
t o t h e e x t e n s i o n o f t h e
s e c o n d
p o r t i o n i n h o r i z o n t a l d i r e c t i o n
o f e x e m p l a r i l y 1 : 2 , 1 : 3 , 1 : 4
o r
1 : 5 .
A c c o r d i n g to f u r t h e r
e m b o d i m e n t s a n d
d e p e n d e n t
o n t h e d e s i g n
o f
t h e
? a n g e ,
t h e
r a t i o
o f
h e
e x t e n s i o n o f h e ? r s t p o r t i o n
o t h e
e x t e n s i o n o f
h e
s e c o n d p o r t i o n i n
h o r i z o n t a l
d i r e c t i o n o f s u b s t a n t i a l l y
may
e x c e e d t h e
r a t i o n
o f 1 : 5 .
[ 0 0 6 3 ] I n FIG.
9 , a
s c h e m a t i c c r o s s - s e c t i o n a l
vieW
o f
an
embodiment
of
a
c o n n e c t i n g element
700 ( s u c h a s a c o l l a r
? a n g e ) i s s h o W n ,
Which
a n b e
combined
i t h
o t h e r embodi
ments
e s c r i b e d h e r e i n and
can be
used
n
e v e r y
example
of
? a n g e c o n n e c t i o n d e s c r i b e d h e r e i n .
T h e
c o n n e c t i n g e l e m e n t
700
o f F I G .
9 i s
formed a s
a c o l l a r ?ange and s u b s t a n t i a l l y
p r o v i d e s a n L - l i k e s h a p e . The
c o l l a r
? a n g e 7 0 0
may
n c l u d e
a
s u b s t a n t i a l l y v e r t i c a l p o r t i o n
710
a n d
a
s u b s t a n t i a l l y
h o r i
z o n t a l p o r t i o n
7 2 0 .
T y p i c a l l y ,
t h e
v e r t i c a l
p o r t i o n
7 1 0
may
i n c l u d e
a co n t a c t i n g s i d e
715
o r c o n t a c t i n g a v e r t i c a l
p o r t i o n
o f a ? r s t o r second
o r t i o n
o f a ? a n g e .
The
o r i z o n t a l
p o r t i o n
720 m a y
n c l u d e
a c o n t a c t i n g s i d e 725 f o r c o n t a c t i n g a h o r i
z o n t a l p o r t i o n o f a ? r s t o r s e c o n d p o r t i o n o f a
? a n g e . Accord
i n g t o
s o n i c e m b o d i m e n t s , t h e
c o l l a r
? a n g e
7 0 0
i s e q u i p p e d
W i t h a s l o p e t o p r o v i d e a d o v e t a i l s h a p e
f o r
i m p r o v i n g t h e
c l a m p i n g f o r c e
betWeen
h e ? r s t o r s e c o n d p o r t i o n o f a ?ange
a n d t h e
c o l l a r
? a n g e . T h e s l o p e i s
i n d i c a t e d
b y a n g l e 7 3 0
i n
F I G .
9 . T y p i c a l l y ,
t h e a n g l e 7 3 0 o f F I G . 9 i s m e a s u r e d f r o m
t h e h o r i z o n t a l d i r e c t i o n .
[ 0 0 6 4 ] I n a d d i t i o n , a l s o t h e
c o l l a r o f
a
? a n g e ,
s u c h a s t h e
? r s t
o r
s e c o n d
p o r t i o n
o f a ?ange m a y be p r o v i d e d
W i t h
a
s l o p e
f o r i m p r o v i n g
t h e
c l a m p i n g
f o r c e
b e t W e e n
t h e
? r s t o r
s e c o n d
p o r t i o n
o f a
? a n g e a n d
t h e
c o n n e c t i n g e l e m e n t . F I G .
10 shoWs a
s c h e m a t i c
c r o s s - s e c t i o n a l
vieW
of an example of
a ? a n g e
h a v i n g
a
? r s t
p o r t i o n
i n
a
d o v e t a i l
s h a p e . The ? a n g e
800
of FIG. 10 i n c l u d e s
a ? r s t
p o r t i o n 810 and
a
second
p o r t i o n 8 2 0
e x t e n d i n g
s u b s t a n t i a l l y i n
t h e h o r i z o n t a l
d i r e c
t i o n .
The
r s t
p o r t i o n
8 1 0 p r o v i d e s a s l o p e a t t h e
c o n t a c t i n g
f a c e
8 1 5 ,
a t Which c o n n e c t i n g e l e m e n t m a y o n t a c t t h e ? r s t
p o r t i o n 8 1 0.
T y p i c a l l y ,
t h e
s l o p e
i s
i n d i c a t e d
b y a n g l e 8 3 0
i n
F I G .
1 0 .
[ 0 0 6 5 ] T y p i c a l l y , t h e a n g l e
provided
on
one o r more com
p o n e n t s
o f
h e ? a n g e
c o n n e c t i o n
o r ? a n g e
a s s e m b l y f o r
f o r m
i n g t h e
t a p e r e d
s h a p e
o r
a s l o p e
may e betWeen
b o u t 0 . 5 ° t o
a b o u t 7 ° , more
t y p i c a l l y
betWeen a b o u t 1 ° and
° ,
and e v e n
more t y p i c a l l y betWeen a b o u t
2 °
and 4 ° . According t o one
embodiment,
Which can b e combined
W i t h
o t h e r embodi
m e n t s
d e s c r i b e d
h e r e i n , t h e a n g l e f o r
f o r m i n g
t h e
t a p e r e d
s h a p e ma y e
a b o u t
2 ° .
[ 0 0 6 6 ]
A c c o r d i n g
t o
some
e m b o d i m e n t s ,
b o t h t h e ? a n g e
a n d t h e c o n n e c t i n g e l e m e n t ma y r o v i d e a s l o p e i n
o r d e r
t o
i m p r o v e t h e c l a m p i n g f o r c e b e t W e e n t h e m . I t
may
a l s o b e
p o s s i b l e t o p r o v i d e t h e ? r s t a n d / o r s e c o n d p o r t i o n s o f t h e
? a n g e
W i t h
a
s l o p e .
T y p i c a l l y ,
e i t h e r c o m p o n e n t o f
a ? a n g e
c o n n e c t i o n a s d e s c r i b e d h e r e i n m a y e eq u i p p e d
W i t h
a s l o p e
on
a
c o n t a c t i n g
f a c e f o r
i m p r o v i n g
t h e
c l a m p i n g f o r c e .
I n
p a r t i c u l a r , t h e embodiments
d e s c r i b e d
W i t h r e s p e c t t o F I G S .
3
t o
8 may
r o v i d e
a
c o n n e c t i n g c l e m e n t
a n d / o r a p o r t i o n o f
t h e
?ange
W i t h a s l o p e . I t i s a l s o t o be n d e r s t o o d t h a t co m
p o n e n t s o f
t h e ?ange
c o n n e c t i o n
h a v i n g a s l o p e a r e a l s o
r e f e r r e d
t o a s
e x t e n d i n g
s u b s t a n t i a l l y i n
a h o r i z o n t a l
d i r e c
t i o n ,
a l t h o u g h
t h e
s l o p e
d e v i a t e s f r o m t h e h o r i z o n t a l d i r e c
t i o n .
-
8/16/2019 Us 20130180199
14/16
US 013/0180199
A 1
[ 0 0 6 7 ]
According
t o
some embodiments, Which can be
combined
i t h o t h e r
embodiments e s c r i b e d
h e r e i n ,
t h e
con
n e c t i n g
e l e m e n t s
( s u c h a s t h e
c o l l a r
? a n g e ) c a n b e s p l i t i n t o
m u l t i p l e numbers f a r t s t o make t a s a s p l i t ?ange o r
e a s y
c o n n e c t i o n
and
r a n s p o r t a t i o n .
I n
t h a t
W a y ,
c o l l a r
? a n g e s c a n
t y p i c a l l y b e
t r a n s p o r t e d
n m u l t i p l e p a r t s a n d a r e W i t h i n t r a n s
p o r ‘ t a t i o n
l i m i t s . The
c o l l a r
?ange c a n b e
a s s e m b l e d
a t
t h e
c o n s t r u c t i o n s i t e o f t h e
Wind
t u r b i n e
W i t h
minimum e q u i p
ment.
[ 0 0 6 8 ]
For
i n s t a n c e , F I G . 1 1
shoWs an
embodiment
of a
c o n n e c t i n g e l e m e n t 900 ( s u c h a s a ? r s t
o r
s e c o n d c o n n e c t i n g
c l e m e n t d e s c r i b e d
a b o v e ) b e i n g
p r o v i d e d i n c l u d i n g
h r e e
s e g
m e n t s
9 1 0 , 9 2 0 ,
a n d 930
o f a
r i n g - l i k e
s h a p e . Each o f t h e
s e g m e n t s
9 1 0 , 9 2 0 , and 930
may e n c l o s e
t h e same a n g l e , a s
shoWn
i n
F I G .
1 1 .
H o w e v e r ,
a c c o r d i n g t o f u r t h e r embodi
m e n t s , t h e a n g l e s o f t h e s e g m e n t s may a r y .
T y p i c a l l y ,
t h e
c o n n e c t i n g e l e m e n t
9 0 0
i s
e q u i p p e d
W i t h h o l e s
9 4 0
a d a p t e d
f o r a c c o m m o d a t i n g f a s t e n i n g
d e v i c e s .
[ 0 0 6 9 ] I n F I G . 1 1 ,
t h r e e s e g m e n t s a r e s h o W n .
H o W e v e r , t
i s
to
b e
u n d e r s t o o d
t h a t
t h e
number
f s e g m e n t s i s
n o t
l i m i t e d .
A c c o r d i n g t o some e m b o d i m e n t s ,
t h e c o n n e c t i n g
e l e m e n t
i n c l u d e s
o n l y
o n e p a r t .
A c c o r d i n g
t o
f u r t h e r e m b o d i m e n t s ,
t h e c o n n e c t i n g e l e m e n t m a y i n c l u d e 3 , 5 , 1 0 ,
o r
e v e n
more
t h a n 1 0
s e g m e n t s .
A c c o r d i n g o
y e t
f u r t h e r e m b o d i m e n t s ,
t h e
c o n n e c t i n g
e l e m e n t m a y
n c l u d e one
segment
o r
one a s t e n
i n g
d e v i c e .
[ 0 0 7 0 ]
T y p i c a l l y ,
a s s e m b l e d t o g e t h e r t h e s e g m e n t s b u i l d a
W h o l e
r i n g .
A c c o r d i n g
t o o t h e r
e m b o d i m e n t s ,
t h e
s e g m e n t s
c o v e r o n l y a
p a r t
o f a 3 6 0 ° r i n g .
[ 0 0 7 1 ]
An
example
o f an a r r a n g e m e n t , Wherein t h e con
n e c t i n g e l e m e n t c o v e r s o n l y
a p a r t
o f
h e
c i r c u m f e r e n c e o f
h e
Wind e n e r g y
t o W e r ,
i s
shoWn i n
F I G .
1 2 ,
F I G . 12 shoWs
a
c r o s s - s e c t i o n a l vieW of
an
arrangement 1000 i n c l u d i n g a
Wind n e r g y
t o W e r 1 0 1 0
b e i n g
e q u i p p e d
W i t h
a
T - ? a n g e
1 0 2 0 .
The - ? a n g e ma y e e q u i p p e d W i t h h o l e s 1025 r
t h e
l i k e f o r
a c c o m m o d a t i n g f a s t e n i n g
d e v i c e s .
T h e
T - ? a n g e 1 0 2 0 a n d
t h e
h o l e s
1025 may be
used
to c o n n e c t t h e
?ange
t o a n o t h e r
? a n g e .
[ 0 0 7 2 ]
T y p i c a l l y , t h e
T - ? a n g e 1 0 2 0
s o n l y p a r t l y p r o v i d e d
a r o u n d t h e c i r c u m f e r e n c e o f t h e t o W e r 1 0 1 0 . F o r
i n s t a n c e ,
t h e
T - ? a n g e 1 0 1 0 may h a v e
? a t t e n e d p o r t i o n s 1 0 3 0 . The ? a t
t e n e d p o r t i o n s 1 0 3 0 may e l p c o m p l y i n g W i t h r a n s p o r t a t i o n
o r
p a c k a g i n g
l i m i t s .
According to some e m b o d i m e n t s , t h e
? a t t e n e d
p o r t i o n s
1030 e n s u r e t h a t
t h e
a r r a n g e m e n t 1000
d o e s
n o t
e x c e e d
a
s h i p p i n g
l i m i t . The h e i g h t
1040 o f
t h e
a r r a n g e m e n t 1 0 0 0 i s
t h u s
a d a p t e d t o
c o m p l y
W i t h s h i p p i n g
l i m i t s . H o W e v e r , i n o r d e r t o p r o v i d e
t h e
r e q u i r e d s t r e n g t h ,
a l t h o u g h t h e T - ? a n g e c o v e r s o n l y a
p a r t
o f t h e Whole i r c u m
f e r e n c e
o f h e t o W e r
1 0 1 0 ,
c o n n e c t i n g
e l e m e n t
1 0 5 0 a n d 1055
may
e
p r o v i d e d .
T y p i c a l l y , t h e c o n n e c t i n g e l e m e n t s
1 0 5 0 ,
1055
m a y
b e
c o n n e c t i n g e l e m e n t s a s
d e s c r i b e d above
and
may e p r o v i d e d on a ? r s t p o r t i o n 1060
o f
t h e
T - ? a n g e ,
s u c h
a s
a
c o l l a r
1 0 6 0 .
The connecting e l e m e n t s
1 0 5 0 ,
1055 a r e
e x e m p l a r i l y
shoWn i t h a c u r v e d s h a p e
a t
o n e
s i d e ,
h o W e v e r ,
i t
i s t o
b e u n d e r s t o o d
h a t
t h e s h a p e o f h e
c o n n e c t i n g
e l e m e n t
may l s o b e ? a t s h a p e d
W i t h o u t
c u r v a t u r e .
[ 0 0 7 3 ] The embodiment shoWn i n F I G . 1 2 may a l s o b e
d e n o t e d a s
a
?ange h a v i n g l a t e r a l c u t - o u t s f o r r e c e i v i n g
t h e
c o n n e c t i n g e l e m e n t s .
F o r
i n s t a n c e , t h e ? a n g e may
e
a d a p t e d
( e . g . ,
b y
p r o v i d i n g b o r e s )
f o r
b e i n g
f a s t e n e d b y
f a s t e n i n g
d e v i c e s ( s u c h
a s
s c r e W s , b o l t s , o r t h e l i k e a t a de?ned o r t i o n
o f h e c i r c u m f e r e n c e
a n d may e
a d a p t e d
f o r
b e i n g f a s t e n e d
t
o t h e r p o r t i o n s
o f
t h e
c i r c u m f e r e n c e ( s u c h
a s t h e c u t - o u t p o r
t i o n s )
b y
c o n n e c t i n g el e m e n t s a s d e s c r i b e d a b o v e .
J u l .
1 8 , 2 0 1 3
[ 0 0 7 4 ] A c c o r d i n g t o some e m b o d i m e n t s , t h e
d e s c r i b e d
?ange
s s e m b l i e s
m a y
l s o
be used o
c o n n e c t
a Wind
n e r g y
toWer
o
t h e g r o u n d .
I n t h i s
c a s e , one
?ange and
one connect
i n g e l e m e n t
m a y
be used t o
?x
t h e toWer
o r e s p e c t i v e com
p o n e n t s
i n
t h e
g r o u n d .
[ 0 0 7 5 ] T y p i c a l l y , embodiments d e s c r i b e d h e r e i n r e f e r to a
method o r
c o n n e c t i n g
p a r t s o f
a
Wind n e r g y s y s t e m . F I G . 1 3
shoWs a ? o W h a r t r e p r e s e n t i n g
an
example of such method
1 1 0 0 .
A c c o r d i n g
t o embodiments d e s c r i b e d
h e r e i n ,
t h e
Wind
e n e r g y
s y s t e m t y p i c a l l y
i n c l u d e s a ? r s t
?ange and
a
s e c o n d
? a n g e . The ? r s t
and
t h e s e c o n d
?ange
e a c h i n c l u d e a ? r s t
p o r t i o n and s e c o n d p o r t i o n . The r s t p o r t i o n may
e
a c o l l a r
e x t e n d i n g
s u b s t a n t i a l l y i n
t h e
h o r i Z o n t a l
d i r e c t i o n .
T y p i c a l l y ,
t h e
? r s t
? a n g e a n d t h e
s e c o n d
? a n g e
may
b e
? a n g e s
a s
d e s c r i b e d a b o v e W i t h
r e s p e c t
t o
F I G S . 3 t o
8 , 1 0 ,
and 1 2 .
[ 0 0 7 6 ] A c c o r d i n g to
some
e m b o d i m e n t s , i n
b l o c k 1 1 1 0 ,
a
? r s t
c o n n e c t i n g e l e m e n t i s
p l a c e d
o n t h e
? r s t
p o r t i o n o f t h e
? r s t ? a n g e . T y p i c a l l y ,
t h e
? r s t c o n n e c t i n g
e l e m e n t
h a s s u b
s t a n t i a l l y t h e
s h a p e o f a t
l e a s t a
s e g m e n t o f
a
r i n g .
I n
b l o c k
1 1 2 0 , a
s e c o n d
c o n n e c t i n g
e l e m e n t i s
p l a c e d
on
t h e
? r s t
p o r t i o n
o f
h e
s e c o n d
? a n g e .
[ 0 0 7 7 ]
T y p i c a l l y
t h e
? r s t c o n n e c t i n g e l e m e n t a n d
t h e
s e c
ond c o n n e c t i n g e l e m e n t m a y have a r i n g - l i k e s h a p e o r be a
s e g m e n t
o f
a
r i n g - l i k e
s h a p e .
F u r t h e r ,
t h e
? r s t c o n n e c t i n g
e l e m e n t may e
p r o v i d e d
i n
s e v e r a l
p a r t s . F o r
i n s t a n c e ,
i n t h e
c a s e Where t h e
c o n n e c t i n g e l e m e n t i s p r o v i d e d a s
a
segment
o f
r i n g - l i k e
s h a p e , t h e c o n n e c t i n g e l e m e n t may e d e s c r i b e d
a s i n c l u d i n g
more than one segment.
[ 0 0 7 8 ] B l o c k 1 1 30
r e f e r s
t o
c o n n e c t i n g t h e ? r s t c o n n e c t i n g
e l e m e n t and t h e s e c o n d
c o n n e c t i n g
e l e m e n t t o
c o n n e c t
t h e
? r s t p o r t i o n o f
t h e ? r s t
? a n g e W i t h
t h e
? r s t p o r t i o n o f
t h e
s e c o n d ? a n g e .
T y p i c a l l y ,
f a s t en i n g d e v i c e s may b e u s e d t o
c o n n e c t
t h e ? r s t
and
s e c o n d c o n n e c t i n g
e l e m e n t W i t h e a c h
o t h e r .
[ 0 0 7 9 ] The method a c c o r d i n g t o e m b o d i m e n t s d e s c r i b e d
h e r e i n m a y be used
f o r o p e r a t i n g a Wind
e n e r g y s y s t e m
a s
d e s c r i b e d
a b o v e . A l s o ,
t h e
method
m a y be used t o c o n n e c t
p a r t s o f a
Wind e n e r g y
s y s t e m u s i n g t h e a b o v e
d e s c r i b e d
e x a m p l e s
o f ? a n g e
c o n n e c t i o n s
a n d a s s e m b l i e s . F o r n s t a n c e ,
t h e method o r o p e r a t i n g a Wind e n e r g y s y s t e m a c c o r d i n g t o
embodiments e s c r i b e d
h e r e i n
may u r t h e r
i n c l u d e
p r o v i d i n g
a t h i r d c o n n e c t i n g e l e m e n t , W h i c h may e l p c o n n e c t i n g t h e
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c o n n e c t i n g e l e m e n t s .
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