CN100390404C - 安装/拆卸风力发电设备构件的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种风力发电设备和一种安装/拆卸风力发电设备构件的方法。使得起重机与安装/移动风力发电设备构件之间的关联程度减弱，根据本发明的一个风力发电设备中，塔架顶部区域设有至少一个线缆通过装置，用于从绞盘穿过牵引线缆。发明目的可进一步地通过包括下列步骤的安装/移动风力发电设备构件的方法来实现：从绞盘到至少一个位于塔架顶部区域的偏转辊铺设一牵引线缆，并且进一步铺设到要安装/拆卸的构件上，将所述牵引线缆连接到所述构件上，和松开和放下或上拉和安装所述构件。从这方面看，本发明基于这样的认识：如果可使用合适的提升装置，至少部分风力发电设备构件能够在没有起重机帮助的情况下进行安装或更换。本发明的解决办法避免了在风力发电设备上使用昂贵的和复杂的附加设备。但是，可以低成本地快速使用一种多用途的提升装置。

Description

安装/拆卸风力发电设备构件的系统和方法
技术领域
本发明涉及一种风力发电设备和一种安装/拆卸风力发电设备构件的方法。
背景技术
风力发电设备已公知很久了。现代设备相当大的体积和重量意味着一方面众多构件必须被单独地运送到修建地点。然后在那里将构件安装在一起。这其间必须要提升50吨或更多的负载。
另一方面，必须将负载提升到超过100米的一个相当大的高度上。无疑地，已公知绞盘位于风力发电设备上，具体来说是在吊舱中，而且这些绞盘大多分布在风力发电设备吊舱的后部。
另外，一种风力发电设备上的负载提升装置可从WO96/10130中得知。在这个已知的负载提升装置中，绞盘设置在一个机器框架上。牵引线缆以可枢转连接地方式从绞盘穿过。这样的负载提升装置可安装在任一风力发电设备上。要考虑的是，安装在任一风力发电设备上的负载提升装置的尺寸取决于所需的运载能力，并且因此该尺寸随着风力发电设备或其构件的尺寸或重量的增加而增加。
可以理解，可选地，提升操作可能要使用具有适当承载能力的适当大的起重机，这种起重机具有较高的复杂性和使用成本。对于操作这样的起重机的使用成本，即分解、操作和再次安装起重机，是十分巨大的，起重机通常保留在风力发电设备上直到构架风力发电设备的工作进展到不再需要起重机的时候。仅在这时候起重机才被运送到下一个建筑地点。因为不管再次安装的地点相隔几百米还是几百公里，总是必须要执行再次安装起重机所需的工作操作，建筑地点之间距离是又一层要考虑的问题。
可以理解，风力发电设备的构件例如转子叶片的更换也需要起重机，也不得不花费相应的费用运输该起重机。
发明内容
因此，本发明的目的是研究出一种方法和一种在本说明书开始部分中提到的风力发电设备，在这种方法中，起重机与风力发电设备构件的安装/拆卸只有很少的关联。
在本说明书开始部分提到的这种风力发电设备中，该目的通过在塔架顶部区域内的至少一个偏转辊和至少一个线缆通过装置从绞盘穿过牵引线缆来实现。
另外，该目的通过以下风力发电设备构件的安装/拆卸方法实现：
从绞盘上到至少一个位于塔架顶端区域的偏转辊铺设一牵引线缆，并且进一步铺设到要安装/拆卸的构件上，
将牵引线缆连接到所述构件上，和
松开和放下或上拉和安装所述构件。
从这方面看，本发明基于这样的认识：如果可使用合适的提升装置，至少部分风力发电设备构件能够在没有起重机帮助的情况下进行安装或更换。本发明的解决办法避免了在风力发电设备上使用昂贵的和复杂的附加设备。而可以低成本地快速使用一种多用途的提升装置。
利用这些，目前已经应用在吊舱后部的绞盘也可以用于吊舱的前部，而无需对吊舱中绞盘的位置进行调整。
在本发明的优选改进中，设置一个位于吊舱中的线缆通过装置，用来从位于风力发电设备底部的绞盘中穿过牵引线缆。用这种方式，可使用带有足够承载能力的牵引线缆的足够强度的绞盘来提升和降低沉重的构件，使得无需起重机也能安装或更换这些构件。因此，可将绞盘运送到风力发电设备上，用风力发电设备上的绞盘将牵引线缆送进吊舱中，将线缆包绕到一个或多个偏转辊上，以及执行相应的安装/拆卸程序。在这方面，运送一个绞盘所涉及的费用自然比运送一个十分重、尤其是十分巨大的起重机所涉及的费用要低。
在本发明的特别优选实施例中，设置了一个用于附加绞盘的支持装置，所述支持装置稳固地连接到地基上。那样也能够实现用一个简单的方式可靠地锚固该绞盘并使得绞盘在到达目的地时能够相对快速地得以使用的目的。
本发明进一步优选的实施例在所附的权利要求中阐明。
附图说明
参照附图，本发明在下文中进行更加详细地描述：
图1示出具有设置在塔架基座上的绞盘的风力发电设备，
图2示出本发明第一实施例中吊舱截面的一个简化视图，和
图3示出本发明第二实施例中吊舱截面的一个简化视图。
具体实施方式
在图1中，风力发电设备的塔架10锚固在地基12上。吊舱14设置在塔架10的顶端，一个第一转子叶片16安装在吊舱14上。
在塔架10的底部，绞盘18也锚固在地基12上。一个牵引线缆20从位于塔架10后侧的绞盘18(为了观看，该塔架10的前侧和后侧是安置吊舱14的相应部分的侧面)延伸到吊舱14上，牵引线缆20穿过吊舱并再次从用来安装第二转子叶片17的安装孔中自该吊舱14伸出，向下延伸到转子叶片17，该转子叶片17固定到牵引线缆上并通过绞盘被相对地面拉起或降下。标示在第二转子叶片17上的箭头21表示引导线缆21的使用。引导线缆21的使用使得可以合适的方式来引导叶片17，从而不会发生叶片与塔架10间的无意碰撞。另外，这样一个引导线缆21能够确保当被降下时，转子叶片17不会因其叶片尖端下降触地而遭到损坏，而是可将其沿箭头方向拉动并因此而引导到一个水平位置上。
图2显示了吊舱14截面的简化视图。该图显示了塔架10的顶部部分。一个承载着带有定子30的定子承载器28的机器承载装置26安装在塔架10的顶部部分上。机器承载装置26也承载有一个轴颈32。带有转子叶片16、17的转子和发电机的转子部件30可旋转地安装在轴颈32上。
在大多数风力发电设备中已经是标准设备的绞盘22安装在机器承载装置26的侧面并远离定子承载器28。同样安装在这里的还有支撑棒25，一个第一偏转辊24设置在支撑棒25末端，该偏转辊24远离机器承载装置26。一个第二偏转辊34设置在轴颈32中。
图中也显示了位于后侧的进入吊舱14的牵引线缆20。在这种情况下，该牵引线缆20的通过开孔也以是一个可闭合的孔，该孔应该位于吊舱14底部的绞盘22的下面。
在进入吊舱14之后，牵引线缆20自第一偏转轮24上方通过，穿过第二线缆通过装置36(第一线缆通过装置相应地为在吊舱14底部的开孔)，通过一个第三线缆通过装置37到达偏转轮34，并从那里到达轴颈32中的第四线缆通过装置38，例如，到达要移动的转子叶片17。
在位于塔架10的地基12上的绞盘18和吊舱14之间的路线上提起或降下牵引线缆20可以在绞盘22的帮助下进行。
图3显示了本发明的第二实施例。本图中的构件采用与图2中相应构件同样的标号。与图2中所示的本发明第一实施例的主要不同之处在于，在这里设置在风力发电设备中的绞盘22的线缆用作牵引线缆20。该绞盘的承载能力无疑是有限的，但可提升重量相对较轻的构件，例如通过转子叶片的开孔进入吊舱14的前部。这里以定位马达(pitch motor)，即用于调节转子叶片的马达，为例说明。另外，马达必须通过复杂的过程提升到吊舱14的后部并从那里运送到前部。这必然预示着转子叶片开孔是打开的而不是由转子叶片关闭的。
从图中可以清楚地看到，线缆行进，然后从绞盘22经过第一偏转辊24，通过第二线缆通过装置36、第三线缆通过装置37，经过第二偏转辊34并通过第四线缆通过装置38。
除了所描述和显示的示例，还有另一个未图示的可选实施例。在本实施例中，一个线缆引导装置或偏转辊可设置在塔架顶部上方，使得线缆可以被降下进入塔架内部或被从中拉出。以此方式，也可装载在塔架内部，具体来说在塔架底部区域，如果需要，如电源柜、变压器等通过线缆可得以提升或者降低，如果这些部件必须被搬离塔架的底部区域，这是很有利的，因为线缆通常经由塔架中的侧面通道进行工作，但是，这些侧面通道与那些考虑要进行更换的构件不都是处在一个水平面上的。
对于线缆可提供任一种线缆引导装置代替简单的偏转轮，通过这些线缆引导装置，线缆可受引导通过机器承载装置26进入塔架。
也可以提供一个更进一步的可选方案，绞盘18本身不再安置在塔架外面而是位于塔架底部区域的塔架内。则牵引线缆总是在受保护的条件下安置在设备中，且可在许多位置上提升和降下货物，一方面可在吊舱的后部区域(经由偏转辊24)，此外还可以在轮毂区域处的另一个位置(经由辊38)，并且也可在塔架内部降下构件。
也可提供另一个偏转辊(以辊38的方式)，该偏转辊安置在轮毂尖端40区域中，使得线缆能够从风力发电设备的轮毂引导出经过转子叶片。以这种方式，负载因此可从地面提升进入转子轮毂区域，更具体地也能经过转子叶片。如果该负载诸如是一个工作平台，工人可以直接在从外面在转子叶片处上下移动来检查转子叶片，或者在必要时承担维修或清洁工作。
可以理解，在必要的地方，可以在机器承载装置、塔架、吊舱或轮毂内设置更多的线缆引导装置或偏转辊，而无需对这些连接部位做具体的阐述。
如果使用安置在风力发电设备底部的绞盘，该绞盘不用必须被固定地连接到风力发电设备的地基上，而是也能固定在一个对于运输车辆来说较为开阔的地方，并连接在那里，使得可高度灵活地使用绞盘。绞盘也可固定在一个支撑框架结构上，使得通过绞盘总能保障一个足够大的配重。

Claims (5)

1.一种安装/拆卸风力发电设备构件的系统，其特征在于，所述风力发电设备包括在塔架顶部区域中的至少一个偏转辊(24，34)和至少一个线缆通过装置(35，36，37，38)，用于从绞盘(18，22)穿过牵引线缆(20)，其中所述绞盘(18)设置在风力发电设备底部处之塔架外面；并且
所述绞盘(18)安装在一车辆上。
2.根据权利要求1所述的安装/拆卸风力发电设备构件的系统，其特征在于，吊舱(14)中设有一个线缆通过装置(35)，用于从位于风力发电设备底部的绞盘(18)上穿过牵引线缆(20)。
3.根据权利要求2所述的安装/拆卸风力发电设备构件的系统，其特征在于，牵引线缆(20)从绞盘(18)经过第一线缆通过装置(35)经由第一偏转辊(24)延伸到第二线缆通过装置(36)并进入机器承载装置(26)，接着通过第三线缆供给装置(37)进入轴颈(32)，接着经由第二偏转辊(34)到达第四线缆通过装置(38)并从用于转子叶片(17)的安装开口出来，从而转子叶片(17)可通过绞盘(18)上拉或者放下。
4.根据权利要求1或2所述的安装/拆卸风力发电设备构件的系统，其特征在于，在塔架顶部上方设置有一个第二线缆通过装置，通过所述第二线缆通过装置，风力发电设备的构件可在所述塔架内进行提升或降低。
5.一种安装/拆卸风力发电设备的构件的方法，包括下列步骤：
运送一个装在一运送车辆上的绞盘到风力发电设备的底部(12)，
从绞盘(18)到至少一个位于塔架项部区域的偏转辊(24，34)铺设一牵引线缆(20)，并且进一步铺设到要安装/拆卸的构件(17)上，
将所述牵引线缆(20)连接到所述构件(17)上，和
进行松开和放下或上拉和安装所述构件(17)之一。
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