CN101314428A - 容纳、储存和/或运输弯曲风轮机转子叶片的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

容纳、储存和/或运输弯曲风轮机转子叶片(114)的方法和装置(184)。保持装置(184)包括：端框架(188)，构造成连接于第一叶片(160)的根部(168)；连接架(190)，具有第一端(232)和第二端(234)，连接架(190)的第一端可转动地连接于端框架；保持装置的一部分(212)，构造成至少部分地围绕第二叶片(162)的顶部(170)设置，所述部分可转动地连接于连接架的所述第二端；以及螺旋拉杆(186)，具有第一端(240)和第二端(242)，螺旋拉杆的第一端可转动地连接于端框架，螺旋拉杆的第二端可转动地连接于连接架的第二端。

Description

容纳、储存和/或运输弯曲风轮机转子叶片的方法和装置
技术领域
本发明总体上涉及风轮机叶片的运输和储存，更具体地涉及容纳、储存和/或运输转子叶片的方法和装置。
背景技术
一些已知的转子叶片可能相当大(例如一些叶片的长度超过50米，宽度超过4米)，例如但不限于由风产生电力的风轮机转子叶片。由于这些大的转子叶片的尺寸和/或易碎性，其在从转子叶片制造商向转子叶片使用地的运输过程中可能会受到损坏。例如，一些已知的转子叶片在从至少一些已知的运输容器中装载和/或卸载期间受到损坏。这些损坏会降低叶片的性能。
转子叶片会以多种不同尺寸和形状出现。因此，至少一些已知运输容器制成适合最大叶片的尺寸，这会增加运输较小叶片的重量和整体尺寸。使用针对最大叶片统一制成尺寸的容器的可选方案是提供用于不同尺寸叶片的不同容器。但是，提供不同容器会提高成本和/或增加运输转子叶片的难度(例如由于提供适于各装运量和/或额外的制造和/或设置程序的适当尺寸的容器可能的合理的困难)。
至少一些已知转子叶片运输容器可利用不少于一种运输模式来运输，例如通过轮船、卡车和/或铁路。但是，一些运输模式具有对大装载物的限制，例如，对于装载物最大高度和/或最大宽度的限制。例如，在陆路上运输大的装载物时，有时容器高度会限定为约4.0米。高度和/或宽度限制有利于确保容器通过设置在陆路运输路线上的桥、天桥和/或其它障碍物。但是，这些限制会增加在一个容器内运输一个以上转子叶片的运输难度。
发明内容
一方面，提供了将弯曲的风轮机转子叶片固定以用于储存和/或运输的方法。风轮机转子叶片各具有根部、顶部和凸面。该方法包括将多个叶片排列成第一叶片的根部邻接于第二叶片的顶部，第二叶片的凸面邻接于第一叶片，将保持装置的端框架连接于第一叶片的根部，将保持装置的一部分设置成至少部分地围绕第二叶片的顶部，以及操作保持装置的螺旋拉杆以将第二叶片的顶部拉向第一叶片的根部。
在另一方面，提供了将弯曲的风轮机转子叶片固定以用于储存和/或运输的方法。风轮机转子叶片各具有根部、顶部和凸面。该方法包括将多个叶片排列成第一叶片的根部邻接于第二叶片的顶部，第二叶片的凸面邻接于第一叶片，将保持装置连接于第一叶片的根部和第二叶片的顶部，保持装置包括螺旋拉杆，以及操作螺旋拉杆以将第二叶片的顶部拉向第一叶片的根部。
还是在另一方面，提供了运输多个弯曲的风轮机转子叶片的方法。该方法包括将多个叶片排列成第一叶片的根部邻接于第二叶片的顶部，第二叶片的凸面邻接于第一叶片，以及操作螺旋拉杆来压紧第二叶片以使第二叶片的顶部移向第一叶片的根部。
还是在另一方面，提供了将弯曲的风轮机转子叶片固定以用于储存和/或运输的保持装置。保持装置包括：端框架，构造成连接于第一叶片的根部；连接架，具有第一端和第二端，所述连接架的所述第一端可转动地连接于所述端框架；所述保持装置的一部分，构造成至少部分地围绕第二叶片的顶部设置，所述部分可转动地连接于所述连接架的所述第二端；以及螺旋拉杆，具有第一端和第二端，所述螺旋拉杆的所述第一端可转动地连接于所述端框架，所述螺旋拉杆的所述第二端可转动地连接于所述连接架的所述第二端。
附图说明
图1为示例的风轮机系统的透视图；
图2为一对示例的风轮机叶片的俯视图；
图3为一对示例的风轮机叶片的透视图，该风轮机叶片包括具有螺旋拉杆的保持装置的第一实施例；
图4为图3的保持装置的固定装置的透视图；
图5为一对示例性风轮机叶片的俯视图，该风轮机叶片包括图3和4的保持装置；
图6为一对示例性风轮机叶片的俯视图，该风轮机叶片包括图3-5的保持装置，一个风轮机叶片保持受压状态(stressed state)；
图7为包括螺旋拉杆的保持装置的第二实施例的透视图；
图8一对示例性风轮机叶片的俯视图，该风轮机叶片包括图7的保持装置；
图9为将一个风轮机叶片保持在应力状态的图7和图8的保持装置的透视图。
具体实施方式
如本文所使用的，词语“叶片”用于表示相对于周围流体运动时能产生作用力的任何装置。此处所用的词语“风轮机”用于表示由风能产生旋转能量、更具体的是将风的动能转换为机械能的任何装置。此处所用的词语“风力发电机”用于表示从风能产生的旋转能量生成电力、更具体地的是将由风的动能转换的机械能转换为电力的任何装置。此处所用的“风车”用于表示使用由风能产生的旋转能量、更具体的是使用由风的动能转换的机械能，除了用于产生电力还用于预定目的，例如用于泵送流体和/或碾碎物质的任何风轮机。
图1为示例的风轮机系统100的透视图。具体的，此处所描述和示出的风轮机系统100包括从风能产生电力的风力发电机102。但是，在一些实施例中，风轮机系统100可以还包括例如但不限于风轮(未示出)的任何类型的风轮机，或替换风力发电机102。而且此处所述的风轮机系统100包括水平轴结构。但是，在一些实施例中，风轮机系统100可以还包括垂直轴结构(未示出)，或替换水平轴结构。风轮机系统100或以连接于电网(未示出)以从其接收电力来驱动风轮机系统100和/或其连接部件的运转和/或用于提供由风轮机系统100产生的电力。虽然在图1中只示出了一个风轮机系统100，但是在一些实施例中可以将多个风轮机系统100集合在一起，有时称为“风力发电厂”。
在一些实施例中，风力发电机102安装在塔104上，但是在一些实施例中，风轮机系统100还包括邻接于地面和/或水面上的风力发电机(和/或其它类型的风轮机)，或替换安装于塔上的风力发电机102。塔104的高度或以根据现有技术中已知的条件和因素来选择。风力发电机102包括本体106(有时称为“发动机舱”)和转子(总体上表示为108)，该转子连接于本体106以绕旋转轴110相对于本体106旋转。转子108包括毂112和多个从毂112径向向外延伸的叶片114(有时称为“螺旋桨”)，用来将风能转化为旋转能。虽然转子108在此处描述和示出为具有三个叶片114，但是转子108可以具有任何数量的叶片114。叶片114可以每个都具有任何长度和/或宽度。
不管在图1如何描述转子叶片114，转子108可以具有任何形状、类型和/或结构的叶片114，不管此处是否描述和/或示出。在一个可选实施例中，另一种类型的转子叶片114使用在管道式转子(未示出)上，该管道式转子具有容纳在管道(未示出)中的涡轮(未示出)。而且在一些实施例中，风轮机系统100可以是风轮机，其中转子108通常面向逆风以利用风能，和/或是风轮机，其中转子108通常面向顺风以利用能量。当然，在任一实施例中，转子108可以不正好面向逆风和/或顺风，而可以相对于风向以任意角度(该角度是可变的)面对，以从其利用能量。
风力发电机102包括与转子108连接的发电机116，以由转子108产生的旋转能量产生电力。发电机116可以是任何适合类型的发电机，例如但不限于绕线转子感应发电机。发电机116从转子108的旋转能量产生电力的通常运转在现有技术中是已知的，因此在此将不进行详细描述。在一些实施例中，风轮机系统100可以包括一个或多个控制系统(未示出)、驱动机构和/或感应器(未示出)，连接于风力发电机的一些或所有部件，以控制风力发电机102和/或其一些或所有部件(不论该部件是否在此描述和/或示出)的运转。例如，控制系统、驱动机构和/或感应器可以用于整个系统监控和控制，例如但不限于间距和速度调节、高速轴和偏航刹车的应用、偏航和泵用电动机的应用，和/或故障监控。风轮机系统100，更具体的是风力发电机102的通常运转在现有技术中是已知的，因此在此不进行更详细的描述。
图2是一对示例的风轮机叶片160和162的俯视图。如上所述，叶片160具有根部164和顶部166。叶片162也具有根部168和顶部170。叶片160和162是弯曲的风轮机叶片，并且该曲面在各叶片上分别形成凸面172和174。这有利于在储存和/或运输叶片160和162时减小叶片160和162的宽度176。减小宽度176减小了储存叶片160和162所需的储存空间大小，并且由于减小了货物的尺寸而易于运输。
叶片160和162排列成使叶片160的根部164邻接叶片162的顶部170，叶片162的根部168邻接叶片160的顶部166。叶片160和162还排列成使凸面172邻接凸面174。由于叶片160和162的大尺寸，叶片通常单独运输，例如一个叶片由一辆拖车运输。同时运输多个叶片将是很经济的。为了同时运输多个叶片，叶片如上所述排列并固定在一起。组合宽度180一定在由例如承担具体运输模式的政府部门设定的尺寸限制范围内。减小宽度180的一个示例的方法是弯曲叶片160和162，这减小了每个叶片的曲线(curve)，因此减小了宽度180。
图3为示例的风轮机叶片160和162的透视图，包括保持装置184的第一实施例，其包括螺旋拉杆186。保持装置184还包括端框架188、连接架190、紧固装置(在图3中未示出)和顶部保护盖194。
端框架188可拆卸地连接于第一风轮机叶片160的根部164。在一个具体的示例中，端框架188用螺栓固定于第一风轮机叶片160，以使第一风轮机叶片160不能相对于端框架188转动或在没有使用者操作的情况下不能从端框架188上分离。在一个示例性的实施例中，端框架188还连接于运输装置(在图3中未示出)。例如，端框架188的底部212连接于平板半拖车。在另一个实施例中，端框架188的底部212连接于平板铁路火车车厢。在另一个实施例中，端框架188的底部212连接于集装箱。以及在另一个实施例中，端框架188的底部212连接于一组轮子，该组轮子与第二组轮子组合，第二组轮设置在第一风轮机叶片160的顶部166和第二风轮机162的根部168的下面，从而利用风轮叶片160和162支撑力为成对的风轮机叶片160和162的运输提供便利。
端框架188包括向外延伸经过第一风轮机叶片160的外边缘的附接架214。端框架188还包括吊环216或其它为升降端框架188和一对风轮机叶片提供附接区域的部件。在可替换的实施例中，多对风轮机叶片叠放在彼此的上面。叠放有助于储存和运输风轮机叶片。
如上所述，保持装置184包括连接架190，该连接架包括第一端232和第二端234。第一端232例如使用铰链等转动连接于附接架214。第二端234包括紧固支撑件236，其在图3的实施例中为杆。
保持装置184还包括螺旋拉杆186。螺旋拉杆186的第一端240例如通过支承点或铰链等转动连接于附接架214。螺旋拉杆186的第二端242例如通过支承点或铰链转动连接于连接架190的第二端234。
在一个实施例中，螺旋拉杆186是可公购部件(commonly availablepart)。当螺旋拉杆186转动时，螺旋拉杆186的第一端240被拉近螺旋拉杆186的第二端242。由于螺旋拉杆186和连接架190可转动地连接于附接架214的设置，当螺旋拉杆186转动并变短时，连接架190的第二端234被拉近风轮机叶片160。更特别的，当螺旋拉杆186转动并变短时，连接架190围绕与附接架214的连接部枢转。螺旋拉杆186的第一端240和第二端242分别围绕与附接架214和连接架190的连接部枢转。
保持装置184还包括至少部分包围第二风轮叶片162的顶部170的顶部保护盖194。在示例的实施例中，顶部保护盖194由金属制成，但是，顶部保护盖194可以由具有抵抗施加到保持装置184上的力所需强度的任何材料制成。顶部保护盖包括紧固支撑件250，当该紧固支撑件250设置在第二风轮机叶片162上时，邻接于凸面174。在图3的实施例中，紧固支撑件250是杆。紧固支撑件250连接于盖部分，该盖部分与紧固支撑件250结合形成接收或至少部分包围顶部170的开口。在一个示例的实施例中，紧固支撑件250和盖部分由一件材料制成。在另一个示例的实施例中，紧固支撑件250和盖部分由例如焊接连接的多件材料制成。
使用时，顶部170放置在顶部保护盖194内，连接架190的紧固支撑件236邻接顶部保护盖194的紧固支撑件250设置。一紧固装置(图3中未示出)可转动地将紧固支撑件236连接于紧固支撑件250，因此将顶部保护盖194连接于连接架190。在一个实施例中，顶部保护盖194包括设置在顶部保护盖194和叶片顶部170之间的衬垫(图3中未示出)，以保护叶片顶部170免于刮擦、变凹或其他损坏。在一个实施例中，衬垫至少是泡沫和毡层之一。在示例的实施例中，顶部保护盖194在四面包围叶片顶部170，其中三面由衬垫覆盖。衬垫还可设置在第一风轮机叶片160和第二风轮机叶片162之间以防损坏。
图4为保持装置184(图3所示)的示例的紧固装置252的透视图。紧固装置252包括环，例如D型环272，其与凹座274结合将连接架190的紧固支撑件236连接于顶部保护盖194的紧固支撑件250。凹座274向上开口，其使施加于D型环272的重力和力将D型环272保持在凹座272内。凹座274还包括开口276和278，通过这两个开口放置有发夹式安装销280，以将D型环272锁定在凹座274内。销280包括将安全销280保持在开口276和278内的螺纹区域282和螺母284。
图5为包括保持装置184(图3和图4中所示)风轮机叶片160和162的俯视图。图5示出了两个状态的风轮机叶片162，未受压状态300和受压状态302。未受压状态300是弯曲的风轮机叶片的自然状态，例如风轮机叶片162。风轮机叶片162受力形成受压状态302。如上所述，螺旋拉杆186以使螺旋拉杆186变短的方向转动，将顶部保护盖194拉向风轮机叶片160，从而使叶片162压入受压状态302。
图6为包括保持装置184(图3-5中所示)风轮机叶片160和162的透视图，其中叶片162保持在受压状态302。在图6的实施例中，紧固装置252包括将紧固支撑件236可转动地连接于紧固支撑件250的环310。
图7为包括螺旋拉杆186的保持装置360的第二实施例的透视图。保持装置360包括与保持装置184相似的部件，并且相同的部件使用相同的参考标记。
图8为两个风轮机叶片160和162以及保持装置360的俯视图。保持装置360包括起重梁370和起重梁螺旋拉杆372。
图9为通过保持装置360保持在受压状态的风轮机叶片162的透视图。顶部保护盖374包括从顶部保护盖374延伸的紧固件376并形成开口。一旦叶片162被压入受压状态，起重梁370就定位在紧固件376内。起重梁螺旋拉杆372被转动以将叶片顶部170定位到所需高度。
此处所述的保持装置184和360可释放地附接于第一叶片的根部并通过顶部保护盖连接于第二叶片的顶部。保持装置184和360可以成对使用，一个装置附接于第一叶片的根部和第二叶片的顶部，而第二个装置附接于第二叶片的根部和第一叶片的顶部。该对保持装置将两个叶片保持在受压状态，准备储存和/或运输。
保持装置184和360的螺旋拉杆186使风轮机叶片162能保持在受压状态，而不需使用条、绳、缆线、带或其它装置围绕成对的风轮机叶片缠绕并拉紧以将风轮机叶片保持在受压状态。利用这些类型的装置，存在这些装置被损坏的风险，从而不能将叶片保持在受压状态。而且，例如以将叶片保持在受压状态所需的拉力将钢丝绳缠绕于叶片根部和邻接的叶片顶部有可能损坏叶片或叶片层板的表面。
螺旋拉杆186使操作者将其自己设置在远离受压的风轮机叶片的扫掠区域。操作者站在框架的端部，其中螺旋拉杆186连接于附接框架188。螺旋拉杆186使操作者能以可靠可控的方式加压力于叶片162，还可以将叶片162释放回未受压状态。
上述和/或所示的固定装置、组件以及方法对于支撑和/或运输转子叶片是经济有效的。在一些实施例中，固定装置、组件以及方法支持一个以上叶片，同时还具有符合至少一些关于预定尺寸、形状和/或重量载荷的限定的尺寸、形状和/或重量。同样，与至少一些已知的只运输一个叶片的运输容器和/或方法(由于其还不符合至少一些限定)相比，该固定装置、组件以及方法有利于减少运输转子叶片的成本。这些符合关于预定尺寸的和/或形状的载荷的至少一些限定的尺寸和/或形状构造还有利于多种不同运输模式的运输。
虽然此处所述和/或所示的固定装置、组件以及方法是相对于转子叶片(更具体的是风轮机叶片)的描述和/或示出，但是虽然此处所述和/或所示的固定装置、组件以及方法的实际并不限于风轮机叶片，也不限于转子叶片。而是，此处所述和/或所示的固定装置、组件以及方法可以用于运输任何装载物。
当说明此处所述和/或所示的固定装置、组件以及方法的元件/部件等时，词语“一个”、“该”“所述”和“至少一个”意思是有一个或多个元件/部件等。词语“包括”、“具有”意味着包括一切，并意味着具有除了所列出的元件/部件等以外的其他元件/部件等。
虽然本发明通过各具体的实施例来描述，但是本领域的技术人员可以预见，本发明在权利要求的主旨和范围内可以进行修改。

Claims (7)

1、一种保持装置(184)，用于在储存和/或运输时固定弯曲的风轮机转子叶片(114)，所述保持装置包括：
端框架(188)，构造成连接于第一叶片(160)的根部(168)；
连接架(190)，具有第一端(232)和第二端(234)，所述连接架(190)的所述第一端可转动地连接于所述端框架；
所述保持装置的一部分(212)，构造成至少部分地围绕第二叶片(162)的顶部(170)设置，所述部分可转动地连接于所述连接架的所述第二端；以及
螺旋拉杆(186)，具有第一端(240)和第二端(242)，所述螺旋拉杆的所述第一端可转动地连接于所述端框架，所述螺旋拉杆的所述第二端可转动地连接于所述连接架的所述第二端。
2、根据权利要求1的保持装置(184)，其不使用围绕成对的风轮机叶片(114)缠绕并拉紧以将其保持在受压状态的条、绳、缆线、带或任何其它装置。
3、根据权利要求1的保持装置(184)，其中，所述端框架(188)还包括至少一个附接部件，用于提升所述端框架和所述风轮机叶片(114)中的至少一个。
4、根据权利要求1的保持装置(184)，还包括构造成将所述第二叶片(162)定位在所需高度的升降装置和第二螺旋拉杆(372)。
5、根据权利要求1的保持装置(184)，其中，构造成至少部分地围绕第二叶片(162)的顶部(170)设置的所述保持装置(184)的所述部分还包括设置在所述保持装置和所述第二叶片之间的衬垫。
6、根据权利要求1的保持装置(184)，其中，构造成至少部分地围绕第二叶片(162)的顶部(170)设置的所述保持装置(184)的所述部分包括紧固装置(252)，该紧固装置构造成将所述保持装置的所述部分可转动地连接于所述连接架(190)。
7、根据权利要求6的保持装置(184)，其中，所述紧固装置(252)包括D型环和构造成将所述D型环固定于所述紧固装置的销(280)中的至少一个。
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