CN102619702A - 用于提升风力涡轮机的转子叶片的提升系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于提升风力涡轮机的转子叶片(2)的提升系统(1)和方法,该提升系统(1)包括多个框架结构(4),每个构造成支撑转子叶片(2)。另外,该提升系统(1)包括可附连到提升装置(3)的提升结构(25)和构造成将框架结构(4)的组合件(28)连接到该提升结构(25)的多个提升连接器(5)。此外,本发明描述一种用于通过使用提升装置(3)提升风力涡轮机的转子叶片(2)的方法和一种用于安装风力涡轮机的转子叶片(2)的方法。
Description
技术领域
本发明涉及风力涡轮机。更具体地,本发明涉及一种用于提升风力涡轮机的转子叶片的提升系统。本发明还涉及一种用于通过使用提升装置提升风力涡轮机的转子叶片的方法。另外,本发明涉及一种用于安装风力涡轮机的转子叶片的方法。
背景技术
众所周知,数千年以来,人类利用风能例如进行运输、磨谷或抽水。一段时间以来,风能的使用获得与电能生产的重大相关性。所谓的风力涡轮机被用于把风能转换为电能。典型的风力涡轮机包含塔架和安装在塔架之上的机舱。机舱装有发电机,在与发电机连接的所谓转子毂旋转时,发电机产生电能。此外,风力涡轮机包括附连到转子毂的转子叶片。
为了获得良好的能量转换效率,风力涡轮机优选为安装在因稳定且较强风力而众所周知的区域中,像在山顶上,或者甚至在远海上、远离海岸线,即离岸的。此外,为了风力涡轮机引起的噪音、遮蔽和灯光闪烁不干扰居民,常常希望把风力涡轮机安置在远离居住区的地方。因此,风力涡轮机常常安装在相当偏远的地区。然而,风力涡轮机的制造场所将不坐落于那些偏远地区。因此,需要用于运输的装置把风力涡轮机从制造场所拖运到安装场所。往往必须使用不同的运输交通工具像轨道车、船、飞机、直升机或卡车到达安装场所。因此,除了风力涡轮机的安装之外,用于装卸的提升操作将出现。通常,风力涡轮机以多个部件的形式被运输到安装场所并且在安装场所用安装设备像起重机提升这些风力涡轮机部件进行组装。通常,独立运输的这些部件包括用于组装塔架、带有发电机的机舱、转子毂和几个转子叶片的至少多个部件。
与风能转换效率有关的另一因素是风力涡轮机的大小。为此,风力涡轮机的大小随着时间而显著增大。现今,具有超过190m的安装总高和达到60m和更长长度的转子叶片的风力涡轮机已经是已知的。相应地,风力涡轮机部件的运输变得越来越复杂。特别是,转子叶片的运输需要专用原理,因为转子叶片常常较易折断,因为它们通常是遵循轻重量构造方案实施的。
大且常常是专用的运输交通工具的使用伴随着较高成本,例如用于租用足够大的船只运输转子叶片到离岸安装场所。此外,特别是对于离岸风力涡轮机,风力涡轮机部件的运输和组装可能相当危险,尤其是在较强的风或狂浪的情况下。因此希望创建用于风力涡轮机的快速运输、提升和组装以降低与它们相关的成本和风险的手段。
EP1974995A1已经提出把转子叶片放入容纳转子叶片的带托架的集装箱中,从而防止运输期间对转子叶片的损坏。然而EP1974995A1没有教导怎样提升装在所述集装箱内部的转子叶片。同样地,EP1849719B1公开了一种用于风力涡轮机转子叶片的运输系统,其包括适合于接收转子叶片的夹具。EP1849719B1仍然没有描述转子叶片的提升。此外,EP1836389B1提出一种用于运输风力涡轮机转子叶片对的包装装置,但是也没有公开转子叶片的提升。
发明内容
因此,本发明的目的是提供一种用于风力涡轮机的转子叶片的提升系统以及使用这种系统提升和安装风力涡轮机的转子叶片的方法,这允许以简单、低成本且低风险的方式进行转子叶片的快速且可靠的运输和安装。
这个目的是通过权利要求1的提升系统、通过权利要求11的模块化框架结构、通过权利要求12的提升转子叶片的方法以及通过权利要求15的安装转子叶片的方法实现的。
本发明描述一种在提升操作中用于提升风力涡轮机的转子叶片的提升系统,其中,该提升系统包括用于转子叶片的多个框架结构,每个框架结构构造成支撑转子叶片。根据本发明记载的提升系统还包括可附连到提升装置的提升结构和构造成优选为以可拆卸的方式把框架结构的组合件连接到该提升结构的多个提升连接器。
因为,根据本发明,包括多于一个转子叶片的组合件在提升操作中被提升,该提升系统支持转子叶片的快速运输和安装,由此降低相关的运输和安装费用。因此,框架结构的组合件可以由沿水平方向并排或沿竖直方向彼此紧接着放置或者是以水平和竖直放置组合的形式来放置的框架结构组成。
因为通过根据本发明记载的提升系统减少了风力涡轮机的运输和安装所需的时间,所以像在离岸安装场所之类的困难环境场所中存在的风险被降低。并且,提升系统有益地利用支撑转子叶片的框架结构。这些框架结构能够构造成使得它们适合于运输和提升操作。因此,不要求先于或早于提升操作把转子叶片从适合于运输的框架结构拆开。因此,通过利用按照本发明记载的提升系统重复使用用于提升操作的框架结构能够减少运输时间和运输成本。另外,框架结构能够在运输期间提供机械支撑和预防损坏。通过按照本发明的记载重复使用用于提升操作的这类框架结构,能够有利地降低甚至完全避免提升操作期间损坏转子叶片的风险。
框架结构本身能够以许多方式构造。例如,为了支撑较易受影响的转子叶片,框架结构可以包括柔性结构,像金属线、绳索或由各种材料制成的带子。因此,支撑转子叶片的结构的形状能够构造成使得它们至少部分地遵循转子叶片的形状以提供紧密的机械支撑。特别地,支撑结构能够以托架状或托盘状构造来实施。另外,框架结构可以包括外部壳体或框架,其更坚硬以便给转子叶片提供机械支撑并且保护它们不受损坏。这些外部壳体或框架可以由金属,优选为钢或其它材料像木材、合成物、塑料、玻璃纤维或碳纤维制成。
通过提升连接器附连于框架结构的组合件的提升结构可以支持可靠且安全的提升操作,因为它能够使例如提升连接器在提升操作期间保持在预定位置上。此外,提升结构能够支持提升操作,从而使框架结构的组合件以稳定形式上下移动,例如,从而使转子叶片在提升操作期间沿着它们的长度大致水平地排列。
提升连接器能够提供将框架结构的组合件连接到提升结构的灵活方式,其也支持快速且节省成本的提升操作,特别是在提升连接器构造成使得它们能够以简单方式附连到框架结构和与框架结构分开的情况下。优选地,提升结构连接到提升装置,像起重机或绞车,其能够提升该提升结构和与转子叶片连在一起的框架结构。因此,提升装置可以是提升系统的整体部分。替代地,提升装置可以独立于提升系统放置,例如作为船、卡车、轨道车、飞机、直升机或类似运输装置的一部分的起重机或绞车。而且,提升装置可以安装在例如地面上、离岸平台上或类似的地方。
本发明还描述一种用于通过使用提升装置和上述提升系统提升风力涡轮机的转子叶片的方法,其中,框架结构附连到每个转子叶片从而使得框架结构支撑转子叶片。该方法包括将多个或一组框架结构组合在一起创建框架结构的组合件的步骤。该方法还包括步骤:把提升结构附连到提升装置;用提升连接器把框架结构的组合件连接到提升结构;以及,通过用提升装置提升该提升结构把框架结构的组合件连同转子叶片一起提升。在此,必须理解的是,根据本发明的方法也可以包括将框架结构附连到每个转子叶片的步骤。
另外,本发明描述一种使用上述提升系统安装风力涡轮机的转子叶片的方法,例如安装离岸风力涡轮机的转子叶片。因此,在安装之前,框架结构被附连到每个转子叶片从而使得框架结构支撑转子叶片。根据本发明的方法包括的第一个步骤是,从每个转子叶片的框架结构中独立地提升每个转子叶片。该方法的其它步骤包括:将转子叶片安装在风力涡轮机的转子毂上,以及,把每个空的框架结构放置在操作架上,优选为风力涡轮机的机舱的操作架。特别是在离岸情形中,以及在空间受限的其它安装情形中,像山顶上,所述方法提供优势,因为空的框架结构聚集在专门的位置并且然后能够容易运回以重复用于更多转子叶片的运输。特别地,在利用操作架(例如,用于运输风力涡轮机的机舱到安装场所的操作架)存放空的转子叶片框架结构的情况下,节省了已经在安装场所中存在的安装场所处的空间。成组地将空的框架结构组装到操作架上(特别是以与一个风力涡轮机采用的转子叶片的数量相对应的数量的方式)是根据本发明的方法的优选实施例。例如,如果风力涡轮机包括三个转子叶片,则以三个框架结构为分组组装空的框架结构将有利于框架结构在随后的运输和提升操作中的重复使用。
从属权利要求和随后的描述具体公开了本发明的有利实施例和特征。这些实施例的特征可以适当组合。一种类型的权利要求的内容描述的特征能同样适用于另一种类型的权利要求。
优选地,根据本发明的提升系统的特征在于提升连接器,其顶端被附连到提升结构。此外,在本发明的该优选实施例中,每个提升连接器在底端被附连到含有转子叶片的框架结构的组合件的至少一个框架结构。在一个具体实施例中,提升连接器只连接到框架结构的组合件底部的框架结构,由此简化提升操作之前提升连接器附连到框架结构的过程并且简化提升操作结束时从框架结构拆下提升连接器的过程。因此,通过提升框架结构的组合件底部的框架结构,将简单地提升位于组合件底部的框架结构之上的其它框架结构。类似地,在另一相应的实施例中,提升连接器可以只附连到位于框架结构的组合件顶部的框架结构。为此,位于框架结构的组合件顶部框架结构之下的其它框架结构通过机械连接器或紧固件连接到框架结构的组合件顶部的框架结构。因此,提升操作将提升连接到框架结构的组合件顶部的框架结构的全部框架结构。而且,在不脱离本发明范围的情况下,提升连接器可以连接到位于框架结构的组合件的顶部框架结构与底部框架结构之间的任何框架结构。
为了建立快速和低成本提升操作,本发明在另一优选实施例中提供一种提升连接器,其包括构造成可附连到框架结构的组合件的至少一个框架结构且与其可拆开的紧固装置,优选为包括钩子、转锁或螺纹锁紧装置。这样的紧固装置将支持转子叶片的快速提升,例如从船到离岸平台的快速提升,因为它们通过提升连接器实现了提升结构与框架结构的组合件的迅速且方便的连接。
在另一优选实施例中,根据本发明的提升系统的特征在于:包括具有开口的中空框架结构部分的框架结构,和构造成通过开口优选为从框架结构的底侧特别是从框架结构的组合件的底侧穿入框架结构的附加提升支架。为此,提升支架包括支架连接器,其构造成建立与至少一个提升连接器优选为与提升连接器的紧固装置的连接。中空框架结构部分的横截面为此可以遵循但不限于矩形、正方形、圆形或椭圆形的形状。类似地,中空框架结构部分的开口可以构造成例如矩形、正方形类、圆形或椭圆形的形状。在一个优选实施例中,支架连接器构造成所谓的眼板,其是造船领域中普遍公知的机械结构。而且,这些提升支架将有助于提升连接器与框架结构或框架结构的组合件的所需快速且低成本附连,因为这些提升支架可以容易地连接到框架结构,例如通过把提升支架钩到框架结构的开口中。
在一个特别优选的实施例中,提升支架包括锚定元件或引导元件,构造成使得它们配合在中空框架结构部分的开口内部并且至少部分地在中空框架结构部分自身的内部。由此,可以建立框架结构与提升支架之间的紧密机械连接,得到可靠的提升操作。优选地,锚定元件或引导元件构造成使得它们紧密地配合到开口和中空框架结构部分中。特别地,锚定元件可以遵循开口的形状和中空框架结构部分的形状,即,锚定元件的横截面可以遵循矩形、正方形类、圆形或椭圆形的形状。而且,优选地,这样的锚定元件的特征在于朝向它们尖端的锥形,其在提升支架的锚定元件插入框架结构的开口时充当引导件。
另外,在本发明的另一优选实施例中,全部或至少一些提升支架包括至少一对锚定元件,其中,每对锚定元件间隔开从而使得单个提升支架可以连接到至少两个框架结构。为此,第一转子叶片的第一框架结构紧邻第二转子叶片的第二框架结构排列,并且一对锚定元件的第一锚定元件连接到第一框架结构,而这对锚定元件的第二锚定元件连接到第二框架结构,例如通过经由每个框架结构的开口穿入中空框架结构部分来实现。由此,提升支架有利地提供第一与第二框架结构之间的连接。而且,通过在两个框架结构之间共用提升支架,提升多个框架结构所需的提升支架的数目有利地减少。除了描述的通过提升支架连接两个框架结构之外,提升支架还可以用于连接框架结构与辅助结构,例如放在两个框架结构之间的空间中的垫片结构。而且,提升支架能够包括一块或多块板,例如钢板,由此,支架连接器和锚定元件被附连到板,优选地通过焊接连接法。
在本发明的另一实施例中,提升系统还包括连接框架结构的框架连接器以建立被连接框架结构的分组。在优选实施例中,通过框架连接器连接的框架结构的分组包括三个框架结构或三个框架结构的倍数。由此,运输后勤例如从制造场所到安装场所的配给,很大程度上得到简化,因为现今大多数安装的风力涡轮机包括三个转子叶片。框架连接器能够是例如框架结构的整体部分,即,第一框架结构包括建立与紧邻第一框架结构排列的第二框架结构的连接的机械结构,像螺栓、销、心轴或锚定件。更特别地,第一框架结构能够包括配合到第二框架结构的中空框架结构部分中的框架结构延长部,由此建立框架的所需连接。替代地,独立的机械紧固件能够用作框架连接器,例如像螺栓、螺杆、螺纹锁、转锁或支架之类的紧固件。这些独立的框架连接器能够仅仅被暂时安装。例如,它们可以仅仅安装用于根据本发明的提升系统的提升操作。
优选地,根据本发明的提升系统的框架结构的组合件构造成使得框架结构的组合件的转子叶片沿着转子叶片的长度大致平行地排列。在这种情况下,全部转子叶片能够朝着相同方向排列,这意味着框架结构的组合件内的转子叶片的全部根端部分将彼此相邻排列。为此,规定转子叶片的根端是转子叶片的在组装风力涡轮机时连接到风力涡轮机的转子毂的那部分。因此,根端部分通常包括适合于建立机械连接的手段,即螺栓、螺杆或钻孔。替代地,框架结构的组合件也能够包含朝着对立方向排列的转子叶片,即,一个转子叶片的根端部分能够邻接另一转子叶片的尖端部分定位。为此,规定转子叶片的尖端是转子叶片的在组装风力涡轮机时离转子毂最远的那部分。
在提升系统的另一实施例中,框架结构包括至少两个框架结构部分,优选为包括构造成在转子叶片的根端附近支撑转子叶片的根端框架结构部分并且包括构造成在转子叶片的叶肩与尖端之间支撑转子叶片的尖端框架结构部分。为此,规定叶肩是转子叶片的沿转子叶片长度呈现最宽横截面的那部分。在一个优选实施例中,根端框架结构部分紧密联接到转子叶片的根端。这个联接可以通过根端框架结构部分处的一个或多于一个的专用联接装置建立,这些专用连接装置紧密连接到转子叶片的根端的部分,例如螺栓、钩子、钻孔、开口或螺杆。优选地,联接装置连接到转子叶片的根端的部分,这些部分构造成建立转子叶片与转子毂的连接,像例如螺栓、钩子、钻孔、开口或螺杆。此外,尖端框架结构部分可以包括朝着一个或多个方向支撑转子叶片的一个或多于一个的支撑部分。这样的支撑部分可以构造成例如像托架、托盘或夹持器。另外,尖端框架结构部分可以包括一个或多于一个的引导部分作为用于转子叶片的一部分的紧固件,优选为作为转子叶片的朝着尖点变细的那部分的紧固件。
而且,必须理解的是,规定框架结构是包括支撑转子叶片的结构部分的结构。因此,不要求框架结构部分通过框架结构的一些其它部分联系在一起。这意味着框架结构能够包括两个或多于两个的部分,它们仪仅通过被框架结构支撑的转子叶片联系在一起。此外,框架结构的组合件能够包括附加的辅助结构,如垫片结构。在框架结构部分的尺寸不同的情况下,这些垫片结构有利地运用在框架结构的组合件内部。例如,相比于尖端框架结构部分,根端框架结构能够更大。这里,附加的垫片结构能够紧邻尖端框架结构部分放置以补偿尺寸的不匹配。
在本发明的另一实施例中,提升系统的提升结构包括连接到提升连接器的顶端的至少两个提升梁,并且还包括连接到提升梁和提升装置的主梁。优选地,至少在提升操作期间,提升梁沿着它们的长度垂直于主梁排列。能够建立主梁与提升梁之间的连接,但不限于金属线、绳索、链条或软线类结构,其通过机械紧固件像钩环、钩子、锁或眼板附连到主梁和提升梁。此外,在一个具体实施例中,提升梁中的一个连接到专门连接到尖端框架结构部分的提升连接器,而另一个提升梁连接到专门连接到根端框架结构部分的提升连接器。
优选地,提升连接器构造成金属线、绳索或链条从而使得它们提供至少有限的机械柔性。而且,根据本发明的提升系统的特征能够在于,框架结构和提升结构主要由金属优选为钢构成。
为了本发明的特别容易的实现,提供一种用于提升系统的模块化框架结构系统,其中,该框架结构系统包括多个框架结构,每个构造成支撑转子叶片。此外,模块化框架结构系统包括框架连接器,用于连接框架结构以建立被连接框架结构的分组,优选为包括三个框架结构或三个框架结构的倍数的分组。
用于通过使用提升装置提升风力涡轮机的转子叶片的方法的另一优选实施例的特征在于,该方法还包括在提升该提升结构之前的步骤,其中,通过框架连接器把框架结构连在一起以建立被连接框架结构的分组,优选为包括三个框架结构或三个框架结构的倍数的分组。优选地,框架结构连接成使得被连接框架结构的分组的转子叶片沿着转子叶片的长度大致平行地排列。此外,在用于提升转子叶片的方法的另一实施例中,在提升这组转子叶片之前,建立九个框架结构的组合件,该组合件包括框架结构的底部、中间和顶部分组,这三个分组中的每个包括三个框架结构。在本发明的另一实施例中,在提升操作中,如上所述的两个或多于两个的框架结构的组合件被一起提升,例如,从船只到平台、到地面或到另一运输交通工具。因此,假如每个组合件包含九个转子叶片,那么在单次提升操作中,18个甚至多于18个的转子叶片将被一起提升。由此,有利地减少卸载船只所需的提升操作的数量。
附图说明
通过连同附图考虑下列详细描述,将更明显看出本发明的其它目的和特征。然而要理解的是,这些图的设计仅仅是为了说明而不是对本发明范围的限制。
图1示出依照本发明实施例的提升系统的侧视图;
图2示出依照本发明实施例的沿着图1的平面II-II截取的提升系统的横截面图;
图3示出依照本发明实施例的沿着图1的平面III-III截取的提升系统的另一横截面图;
图4示出依照本发明实施例的沿着图1的平面IV-IV截取的提升系统的又一横截面图;
图5示出依照本发明实施例的图2的细部V;
图6示出依照本发明实施例的图2的细部VI;
图7示出依照本发明实施例的图1的细部VII;和
图8示出依照本发明实施例的图1的细部VIII;和
图9示出依照本发明实施例的图3的细部IX;
图10示出依照本发明实施例的图3的细部X。
具体实施方式
在图1中,绘出依照本发明实施例的提升系统1的侧视图。为了更清楚起见,在这个图和后面的图中,不是所有结构都详细示出。特别是,仅仅以简化方式绘出提升装置3。
提升装置3通过机械连接机构例如链条、金属线、绳索、带子或大量的这类机械连接机构连接到提升结构25,特别是连接到主梁18。主梁18可以包括机械强化,如图1中示出的,由此为提升框架结构4的组合件28提供足够的稳定性。另外,主梁18连接到两个提升梁17,这两个提升梁沿着它们的长度大致垂直于主梁18的长度排列。同样地,主梁18与提升梁17之间的机械连接机构可以包括链条、金属线、绳索、带子或类似的连接器。另外,主梁18与提升梁17之间的机械连接机构可以包括紧固装置,其支持包含主梁18和提升梁17的提升结构25的快速组装和拆卸。这样的紧固装置能够用转锁、螺纹锁、钩子、钩环或类似装置实现。虽然图1示出正好两个提升梁17,但是本发明的其它实施例可以包括单个提升梁17或多于两个的提升梁17,只要不脱离本发明的范围。并且,提升结构25也可以构造成提升框架,例如由垂直于彼此连接的四个提升梁17来构造。
提升梁17通过提升连接器5连接到框架结构4的组合件28的一些框架结构4。提升连接器5能够实施为更刚性或更柔性的构造。优选地,提升连接器5包含柔性元件,简化了框架结构4的附连和分离。例如,提升连接器5可以包括链条、绳索、金属线或带子。每个提升连接器5的顶端7连接到提升梁17。由此,提升连接器5的顶端7可以包括紧固装置,其支持提升连接器5的快速附连和分离。这样的紧固装置能够用转锁、螺纹锁、钩子、钩环或类似装置实现。图1示出的提升连接器5的底端6连接到框架结构4的位于框架结构4的组合件28的底部处的底部。
每个框架结构4包含根端框架结构部分15和尖端框架结构部分16。每个根端框架结构部分15在转子叶片2的根端22附近围住转子叶片2,而尖端框架结构部分16在转子叶片2的叶肩24与尖端23之间围住转子叶片2。根端框架结构部分15以及尖端框架结构部分16彼此紧接着放置由此形成框架结构4的组合件28。因此,作为每个根端框架结构部分15和每个尖端框架结构部分16的一部分的框架连接器14提供了相邻框架结构4之间的机械支撑和排列,因为较低框架结构4的框架连接器14配合到位于该框架结构4之上的框架结构4的中空框架部分中。
为了将提升连接器5连接到框架结构4,提升连接器5可以位于框架结构4的部分的外部或者内部。后者在图1中示范性地示为连接到尖端框架结构部分16的提升连接器5,而连接到根端框架结构部分15的提升连接器5位于根端框架结构部分15的外部。
图2绘出沿着图1的平面II-II截取的提升系统1的横截面图,示出框架结构4的根端框架结构部分15,每个都围住旋转叶片2的根端22。包括九个转子叶片2的九个框架结构4的组合件28示为有三乘三个框架结构4,它们彼此邻近地排列以形成框架结构4的分组19、20、21,根端框架结构部分15在此处可见。根端框架结构部分15的中间分组20位于底部分组19之上,而根端框架结构部分15的另一顶部分组21位于中间分组20之上。四个提升连接器5用于将框架结构4的组合件28连接到提升梁17。因此,本发明的这个实施例有利地在两个水平相邻的根端框架结构部分15之间共用提升连接器5。这意味着处于四个提升连接器5的分组的中间的两个提升连接器5中的每一个有利地连接到组合件28底部的两个根端框架结构部分15。
图3示出沿着图1的平面III-III截取的提升系统1的另一横截面图,示出框架结构4的每个尖端框架结构部分16在旋转叶片2的叶肩24与尖端23之间围住旋转叶片2。此外,包括九个转子叶片2的九个框架结构4的组合件28示为有三乘三个框架结构4,它们彼此邻近地排列以形成框架结构4的分组19、20、21,尖端框架结构部分16在此处可见。此外,六个垫片结构27描绘为位于一对尖端框架结构部分16中间。那些垫片结构27有利地至少部分地补偿尖端框架结构部分16与根端框架结构部分15的尺寸相比时的较小尺寸。因此,一组根端框架结构部分15可能具有与一组尖端框架结构部分16和垫片结构27的组合近似的尺寸。因此,垫片结构27能够避免转子叶片2的不希望有的弯曲或者相邻转子叶片2的不希望有的接触。此外,它实现了相似或相同构造的提升梁17的使用。提升连接器5连接到位于组合件28底部的尖端框架结构部分16或由尖端框架结构部分16和垫片结构27组成的一对结构。
虽然图1-3已经描述提升连接器5连接到位于框架结构4的组合件28底部的框架结构4,但是,把提升连接器5连接到框架结构4的组合件28之内的其它框架结构4或全部框架结构4是在本发明的范围内。例如,可能把提升连接器5连接到位于组合件28顶部的框架结构4,而框架连接器14建立与下方框架结构4的连接,由此在提升结构25提升组合件28顶部的框架结构4时实现全部框架结构4的提升。
图4示出沿着图1的平面IV-IV截取的提升系统1的另一横截面图,有三个根端框架结构部分15、三个尖端框架结构部分16和两个垫片结构27。此处变得显而易见的是,垫片结构27的运用在提升操作期间有利地保持转子叶片2的直的、不弯曲的构造并且防止相邻转子叶片2彼此接触。
图5和6示出根据本发明实施例的图2的两个细部V和VI。在图5中(细部V),提升连接器5的底端6被附连到框架结构4的根端框架结构部分15。在属于提升连接器5的底端6的紧固装置8与属于提升支架10的支架连接器11之间建立连接。提升支架10还包括锚定元件12和钢板13。锚定元件12经由开口9穿入框架结构4的根端框架结构部分15的中空框架部分。据此,锚定元件12的特征是其尖端的锥形,这简单化了锚定元件12插入根端框架结构部分15的开口9中。总之,提升连接器5通过提升支架10以柔性方式连接到根端框架结构部分15,由此实现提升连接器5与框架结构4的快速且简单的附连。此外,在图5A中示出转锁26,其安装到框架结构4的组合件28能够位于的底座、平台、甲板或地板上。例如,在转子叶片2运输到离岸安装场所期间,转锁26能够用于将框架结构4的组合件28连接到船的露天甲板。
类似地,图6(细部VI)绘出提升连接器5通过提升支架10与属于不同转子叶片2的两个根端框架结构部分15的连接。这里,提升支架10提供一对锚定元件12。每个锚定元件12经由根端框架结构部分15底部的开口9穿入根端框架结构部分15的中空部分。而且,支架连接器11可用于将提升支架10连接到提升连接器5的底端6处的紧固装置8。钢板13建立锚定元件12与支架连接器11之间的连接。在这样的构造中,可能有利地将两个根端框架结构部分15连接到单个提升连接器5。此外,通过使锚定元件12隔开适当距离,在提升操作期间,提升支架10还以有利方式保持两个根端框架结构部分15紧密在一起。并且,转锁26示为在框架结构4的组合件28搁置在地面或运输交通工具如船或轨道车的平台上时提供支撑。
图7和8示出图1的两个细部VII和VIII。在此,图7(细部VII)绘出图5的侧视图,提升连接器5在其底端6经由紧固装置8和提升支架10的支架连接器11连接到尖端框架结构部分16。提升支架10包括所述的钢板13、锚定元件12和支架连接器11。紧固装置8构造成钩环并且包括螺纹锁,允许提升连接器5与提升支架10的来回快速附连和快速拆分。此外,支架连接器11构造成眼板,其能够接收紧固装置8的螺纹锁的螺钉。
此外,图8(细部VIII)示出提升连接器5与尖端框架结构部分16之间的连接。提升支架10包括两个锚定元件12,它们经由两个开口9穿入相同的尖端框架结构部分16的两个中空框架部分。与图6不同的是,图8的实施例提供大量锚定元件以获得与同一个框架部分16的更好的机械连接。这样的构造在支撑框架结构4较宽且沿着转子叶片2的长度包含多于一个的框架部分的情况下特别有利。
最后,图9和10示出根据本发明实施例的图3的两个细部IX和X。在此,图9(细部IX)绘出图7的侧视图,而且提升连接器5在其底端6经由紧固装置8和提升支架10的支架连接器11连接到尖端框架结构部分16。此外,图10(细部X)示出具有两个锚定元件12的提升支架10,由此,第一锚定元件12穿入尖端框架结构部分16的中空部分而第二锚定元件12穿入垫片结构27的框架的中空部分。由此,通过提升支架10建立了垫片结构27与尖端框架结构部分16的紧密机械联接,这在提升操作期间有利地支撑框架结构4的组合件28。
虽然已经以优选实施例及其变形的形式公开了本发明,但是,将理解的是,在不脱离本发明范围的情况下能够对此作出大量的另外的改型和变化。例如,虽然附图绘出的提升系统实施例具有彼此邻近排列的九个转子叶片,但是能够容易想到的是,本发明也适用于其它数量的转子叶片。此外,描述的系统和方法可以用在必须以简单可靠的方式运输和提升更大机械结构的许多其它领域。
为了清楚起见,还要理解的是,整个申请中“一”或“一种”的使用没有排除多个,并且“包括”没有排除其它步骤或元件。而且,“单元”或“装置”可以包括多个块或装置,除非明确描述为单个实体。
Claims (15)
1.一种用于提升风力涡轮机的转子叶片(2)的提升系统(1),所述提升系统(1)包括
-多个框架结构(4),每个构造成支撑转子叶片(2),
-提升结构(25),其可附连到提升装置(3),和
-多个提升连接器(5),构造成将框架结构(4)的组合件(28)连接到所述提升结构(25)。
2.如权利要求1所述的提升系统(1),其中,在提升操作期间,
-所述多个提升连接器(5)中的每一个在底端(6)附连到框架结构(4)的所述组合件(28)的至少一个框架结构(4),并且
-所述提升结构(25)附连到每个提升连接器(5)的顶端(7)。
3.如权利要求2所述的提升系统(1),其中,所述提升连接器(5)的所述底端(6)包括构造成可附连到所述框架结构(4)的至少一个且可从其拆开的紧固装置(8),优选为包括钩子、转锁或螺纹锁紧装置。
4.如权利要求1-3任一项所述的提升系统(1),其中,所述框架结构(4)包括具有开口(9)的中空框架结构部分,并且其中,所述提升系统(1)还包括构造成通过开口(9)优选为从所述框架结构(4)的底侧穿入框架结构(4)的提升支架(10),每个提升支架(10)包括构造成建立与至少一个提升连接器(5)的连接的支架连接器(11)。
5.如权利要求4所述的提升系统(1),其中,所述提升支架(10)包括构造成配合在开口(9)的内部和所述中空框架结构部分内部的锚定元件(12)。
6.如权利要求5所述的提升系统(1),其中,第一转子叶片(2)的第一框架结构(4)紧邻第二转子叶片(2)的第二框架结构(4)排列,并且其中,所述提升支架(10)包含至少一对锚定元件(12),每对锚定元件(12)间隔开从而使得一对中的第一锚定元件(12)配合在所述第一框架结构(4)内部,并且一对中的第二锚定元件(12)配合在所述第二框架结构(4)内部。
7.如权利要求1-6任一项所述的提升系统(1),其中,所述提升系统(1)还包括连接所述框架结构(4)以建立被连接框架结构(4)的分组(19,20,21)的框架连接器,优选为包括三个框架结构(4)或三个框架结构(4)的倍数的分组(19,20,21)。
8.如权利要求1-7任一项所述的提升系统(1),其中,框架结构(4)的所述组合件(28)构造成使得框架结构(4)的所述组合件(28)的所述转子叶片(2)沿着所述转子叶片(2)的长度大致平行地排列。
9.如权利要求1-8任一项所述的提升系统(1),其中,所述框架结构(4)包括至少两个框架结构部分(15,16),优选为包括构造成在该转子叶片的根端(22)附近支撑所述转子叶片(2)的根端框架结构部分(15)并且包括构造成在该转子叶片的叶肩(24)与尖端(23)之间支撑所述转子叶片的尖端框架结构部分(16)。
10.如权利要求1-9任一项所述的提升系统(1),其中,所述提升结构(25)包括连接到所述提升连接器(5)的顶端(7)的至少两个提升梁(17),并且还包括连接到所述提升梁(17)和所述提升装置(3)的主梁(18)。
11.一种用于如权利要求1-10任一项所述的提升系统(1)的模块化框架结构系统,所述框架结构系统包括
-多个框架结构(4),每个构造成支撑转子叶片(2),和
-框架连接器,用于连接所述框架结构(4)以建立被连接框架结构的分组(19,20,21),优选为包括三个框架结构(4)或三个框架结构(4)的倍数的分组(19,20,21)。
12.一种使用提升装置(3)提升风力涡轮机的转子叶片(2)的方法,其中,框架结构(4)被附连到每个转子叶片(2)从而使得所述框架结构(4)支撑所述转子叶片(2),所述方法包括步骤:
-将多个框架结构(4)组合在一起创建框架结构(4)的组合件(28),
-将提升结构(25)附连到所述提升装置(3),
-用提升连接器(5)将框架结构(4)的所述组合件(28)连接到所述提升结构(25),和
-通过用所述提升装置(3)提升所述提升结构(25)来将框架结构(4)的所述组合件(28)连同所述转子叶片(2)一起提升。
13.如权利要求12所述的方法,其中,所述方法还包括在提升所述提升结构(25)之前的步骤,其中,通过框架连接器将所述框架结构(4)连接在一起以建立被连接框架结构(4)的分组(19,20,21),优选为包括三个框架结构(4)或三个框架结构(4)的倍数的分组(19,20,21)。
14.如权利要求13所述的方法,其特征在于,所述框架结构(4)被连接成使得被连接框架结构(4)的分组(19,20,21)的转子叶片(2)沿着所述转子叶片(2)的长度大致平行地排列。
15.一种用于安装风力涡轮机的转子叶片(2)的方法,其中,在安装之前,框架结构(4)被附连到每个转子叶片(2)从而使得所述框架结构(4)支撑所述转子叶片(2),所述方法包括步骤:
-从每个转子叶片的框架结构(4)中独立地提升每个转子叶片(2),
-将所述转子叶片(2)安装在所述风力涡轮机的转子毂上,以及
-将每个空的框架结构(4)放置在操作架上,优选为风力涡轮机的机舱的操作架。
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Effective date of registration: 20190731 Address after: Tango barley Patentee after: Siemens Gamesa Renewable Energy Address before: Munich, Germany Patentee before: Siemens AG |
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CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20150819 Termination date: 20210131 |