CN102628422B

CN102628422B - 风轮机的出入设备及其使用方法

Info

Publication number: CN102628422B
Application number: CN201210025142.4A
Authority: CN
Inventors: J·莱克噶德·安德森; T·弗里斯·包恩; K·R·欧莱森
Original assignee: Vestas Wind Systems AS
Current assignee: Vestas Wind Systems AS
Priority date: 2011-02-07
Filing date: 2012-02-06
Publication date: 2014-11-26
Anticipated expiration: 2032-02-06
Also published as: CN102628422A; EP2484894A2; EP2484894B1; ES2587265T3; EP2484894A3

Abstract

本发明涉及风轮机的出入设备及其使用方法。风轮机包括塔架以及由该塔架支撑的转子轮毂。至少一个叶片从转子轮毂延伸，并且机舱位于转子轮毂附近。风轮机还具有输送管件，该输送管件选择性地提供所述机舱的内部与所述转子轮毂之间的连通。所述输送管件可具有塌缩状态以及伸展状态，在所述塌缩状态下，所述输送管件被完全定位在所述机舱内，在所述伸展状态下，所述输送管件部分地延伸到所述转子轮毂的内部。在具体的实施方式中，所述输送管件是可套叠的结构。利用所述输送管件的方法包括：接近所述机舱的内部，以在机舱的内部放置物体；以及利用输送管件将所述物体输送到转子轮毂的内部。

Description

风轮机的出入设备及其使用方法

技术领域

本发明总体上涉及风轮机，且更具体地，本发明涉及有利于出入风轮机的某些区域的出入设备。

背景技术

风轮机具有：至少一个叶片，并且通常是多个叶片，这些叶片从转子轮毂延伸；以及机舱，所述机舱容纳风轮机的电功率产生部件。有时，有必要在转子轮毂内执行维护或修复工作，在这种情况下，置换部件以及有时工人需要被输送到转子轮毂的内部。传统上，这些置换部件和/或工人利用吊车经由转子轮毂顶部处的开口输送到转子轮毂的内部。

这些常规方法是复杂且耗时的。因此，期望的是提供这样一种方法和设备，这种方法和设备能够方便出入风轮机转子轮毂的内部，并且有利于将修复部件和/或工人输送到那样的空间内。

发明内容

在本发明的一个实施方式中，提供了一种风轮机，该风轮机具有塔架以及由塔架支撑的转子轮毂。至少一个叶片(优选地，多个叶片)从转子轮毂延伸，并且机舱被联接到塔架并且定位成靠近转子轮毂。风轮机还具有输送管件，该输送管件选择性地提供机舱的内部与转子轮毂的内部之间的连通。

输送管件可具有第一塌缩(collapse condition)的状态以及第二伸展的状态，在第一塌缩的状态下，所述输送管件完全定位在所述机舱内，在第二伸展的状态下，所述输送管件部分地延伸到所述转子轮毂的内部。在具体的实施方式中，输送管件是可套叠的结构，该可套叠的结构可具有能够相对于彼此以套叠方式运动的至少两个细长部件。在一个实施方式中，输送管件具有三个细长部件，其中，所述细长部件中的一个细长部件可被固定到机舱，而另两个可套叠的部件可以以悬臂的方式联接到固定的部件。在一个实施方式中，所述细长部件中的至少一个细长部件限定封闭通道，并且在处于伸展状态的情况下，封闭通道的外部可暴露于风轮机的外部。所述细长部件中的至少一个细长部件还可限定敞口的通道。

另外，输送管件可包括通道以及运输车，所述运输车构造成在该运输车上接收物体。所述运输车构造成沿所述通道移动以便使所述物体在所述机舱与所述转子轮毂之间移动。在一些实施方式中，所述通道具有U形轮廓。所述输送管件可延伸穿过所述转子轮毂中的孔。此外，所述输送管件可延伸穿过所述机舱的壁中的孔。在机舱和/或轮毂的壁中可存在加固件，这种加固件邻近于在所述壁中形成的所述孔。

在另一实施方式中，提供了一种将物体输送到风轮机的转子轮毂的内部中的方法，所述风轮机还具有从所述转子轮毂延伸的至少一个叶片、支撑所述转子轮毂的塔架以及联接至所述塔架并且定位成靠近所述转子轮毂的机舱。所述方法包括：接近所述机舱的内部以便将所述物体放置在所述机舱中；以及使所述物体沿输送管件移动，所述输送管件连通所述机舱的内部与所述转子轮毂的内部。

所述方法可包括使所述输送管件以套叠方式延伸到所述转子轮毂的内部。另外或另选地，所述方法可包括使所述输送管件塌缩以便被完全容纳在所述机舱的内部。在一些实施方式中，使所述物体沿输送管件移动的步骤包括：将所述物体支撑在运输车上以及使所述运输车沿由所述输送管件限定的通道移动，从而使所述物体在所述机舱与所述转子轮毂之间移动。

附图说明

结合到本申请文件并构成本申请文件的一部分的附图示出了本发明的实施方式，并且所述附图连同本发明的上述发明内容以及下文给出的具体实施方式一起用于阐述本发明的原理。

图1是风轮机的立体图；

图2是图1的风轮机的示例性转子轮毂和机舱的立体图；

图3示出了能用于图1和图2的风轮机并且处于伸展状态的输送管件的示例性实施方式；

图4示出了处于塌缩的未伸展状态的图3输送管件；

图5是处于图2所示机舱内的图3和图4输送管件的立体图；

图6是处于展开的伸展状态并且延伸到转子轮毂内的图5输送管件的立体图；以及

图7是大体沿图4的线7-7截取的剖面图。

具体实施方式

参照附图，并且更具体地参照图1，示例性的风轮机10包括塔架12、位于塔架12顶端的机舱14以及操作地联接到容纳在机舱14内的发电机(未示出)的转子16。被示出为水平轴风轮机的风轮机10能够将风的动能转化为电能。除了发电机以外，机舱14还容纳将风能转化为电能所需的各种部件以及操作并优化风轮机10的性能所需的各种部件。塔架12支撑由机舱14、转子16以及容纳在机舱14内的其他风轮机部件所呈现的负载。视情况而定，风轮机10的塔架12操作成将机舱14和转子16升高到高于地平面或海平面的高度，在这样的高度，通常会存在具有更快移动的空气的风，而这种更快移动的空气表征为更平缓且紊流更少的空气流。

转子16包括中央轮毂20以及至少一个叶片24，所述至少一个叶片24被联接到所述中央轮毂20并且从所述中央轮毂20向外延伸。在代表性的实施方式中，转子16包括位于围绕中央轮毂20的周面分布的位置处的三个叶片24。叶片24被构造成与经过的空气流相互作用，从而产生致使转子16绕其纵向轴线旋转的升力。每个叶片24均可通过变桨机构连接到中央轮毂20，所述变桨机构允许叶片在位于中央轮毂20内的变桨控制器的控制下变桨。超过最小水平的风力将致动转子16并且允许该转子16在与风力大致垂直的方向上旋转。这种旋转运动由发电机转化为电功率并且通常被供应到电网，这是本领域技术人员已知的。

继续参照图1，并进一步参照图2，转子16的中央轮毂20容纳操作风轮机10所需的数个部件。如上所述，例如，中央轮毂20可在其内部容纳变桨控制器。此外，其他部件也可被定位在中央轮毂20内，并且可以是电气部件、机械部件或机电部件。这些附加部件在此未被详细说明或描述，因为这些附加部件不形成本发明的一部分。

传统上，中央轮毂20的内部20a经由轮毂20中的出入口(未示出)来出入。例如，中央轮毂20可被定向在停止位置，使得该出入口定位成向上并且邻近于机舱14的顶表面。根据本发明的一方面，经由另一路线来出入中央轮毂20的内部20a。更具体地，在示例性的实施方式中，中央轮毂20的内部20a可经由机舱14的内部14a来出入。当然，机舱14的内部14a可经由常规手段(例如，经由塔架12)来出入。

另外，经由总体上由附图标记25标出的出入设备来出入中央轮毂20的内部20a，该出入设备在一个实施方式中可采用输送管件的形式，并且该出入设备提供了机舱14的内部14a与中央轮毂20的内部20a之间的选择性连通。如将在下文更详细地描述的，输送管件25具有第一展开状态以及第二塌缩状态，在第一展开状态，输送管件25的至少一部分延伸到中央轮毂20的内部20a内，在第二塌缩状态，输送管件25在未被使用时被完全存储在机舱14的内部14a。

为此，在一个实施方式中，输送管件25是具有两个或更多个细长部件的可套叠的结构，这些细长部件能够相对于彼此以套叠方式运动。在所示实施方式中，例如，输送管件25具有三个这种细长部件26、27、28，这些细长部件在未被使用时以可套叠的方式塌缩，以便完全定位在机舱14内。具有三个可套叠的部件的实施方式是示例性的，并且应当理解的是，在另选的实施方式中，输送管件25可包括两个部件或者不止三个部件，并且还都落入本发明的范围内。在塌缩状态(图4)，细长部件26、27、28中的每个均具有与其他细长部件26、27、28的纵向端部相重合的相应纵向端部，如图4和图5所示。在输送管件25的伸展状态(图3和图6)，远端细长部件26的纵向远端26a延伸到中央轮毂20的内部20a内，而远端细长部件26的纵向近端26b保持与中心细长部件27的远端27a联接。中心细长部件27的近端27b保持与近端细长部件28的远端28a联接，而近端细长部件28的纵向近端28b位于机舱14的内部14a。

具体参照图2至图7，当输送管件25处于伸展状态时，输送管件25的近端细长部件28在机舱14内保持就位。在展开期间，中心细长部件27和远端细长部件26相对于近端细长部件28可滑动地移动，并且中心细长部件27和远端细长部件26还相对于彼此可滑动地移动，以便总体上获得展开状态，在这种展开状态下，物体(甚至人员，例如技术工)可从纵向近端28b输送到中央轮毂20内的纵向远端26a。除此之外，近端细长部件28由一对纵向相对设置的支撑件或台架32、34支撑在机舱14内。近端细长部件28可被固定地或可移除地紧固到机舱14的支撑结构(未示出)。例如，台架32、34可通过螺栓连接、焊接或以其他方式紧固到机舱14。在另选的实施方式中，近端细长部件28可仅由台架32、34支撑在机舱14中，而不被固定地紧固到机舱。在所示实施方式的一个方面，中心细长部件27和远端细长部件26由近端细长部件28以悬臂的方式支撑，如图3最佳地所示。更具体地，中心细长部件27可由近端细长部件28以悬臂的方式支撑，并且远端细长部件26可由中心细长部件27以悬臂的方式支撑。

输送管件25包括大致U形通道(截面)40，该大致U形通道跨接全部三个细长部件26、27、28。通道40被构造成在其中接收运输车42，在该示例性实施方式中，运输车42具有一对或更多对车轮43(示出了一对)，且因此能够在中央轮毂20的内部20a和机舱14的内部14a之间沿通道40在这些车轮43上滚动。然而，还可想出另选的实施方式，在这些另选的实施方式中，运输车42不带车轮，而是构造成沿通道40行进，同时支撑在中央轮毂20的内部20a和机舱14的内部14a之间输送的一个或更多个物体。输送管件25在附图中被示出为具有大致水平的取向，但是还可想到的是，另选地，该输送管件可永久倾斜或甚至选择性地倾斜，以便有利于运输车42沿通道40朝所期望的目的地(例如，中央轮毂20的内部20a)行进。更具体地，虽然未示出，但是输送管件25可包括构造成由使用者根据物体的期望行进方向(即，朝向中央轮毂20的内部20a或远离该内部20a并朝向机舱14的内部14a)选择性地改变输送管件25的取向的机构，例如包括电动马达和/或液压部件的机构。

具体地，参照图5和图6，输送管件25的展开包括至少使远端细长部件26延伸通过一对孔52、54，该对孔52、54分别贯穿限定机舱14和中央轮毂20的大体面对的壁14b、20b而形成。为此，壁14b、20b中的一者或两者可通过在图5和图6中示意性示出的加固件60而在邻近于孔52、54的区域中被加固，所述加固件可采用例如加固板或相对厚的壁部的形式，以便保持壁14b、20b的结构整体性而与是否存在孔52、54无关。风轮机10还可包括门、舱门或其他封闭构件(未示出)，以当输送管件25未被使用时选择性地关闭机舱14和轮毂20。虽然图6示出了当输送管件25处于伸展的展开状态时整个远端细长部件26以及中心细长部件27的一部分位于中央轮毂20的内部20a内，但是这仅是示例性而非限制性的。具体地，在另选的实施方式中，当输送管件25处于伸展的展开状态时，仅远端细长部件26或其一部分被定位在中央轮毂20的内部20a中。

一旦示例性输送管件25被展开，中心细长部件27就暴露到风轮机10的外部，位于将中央轮毂20和机舱14的面对的部分分离的空间或间隙中。就此而言，中心细长部件27被完全封闭，因此采用防止碎片和其他物质进入到输送管件25的通道40内的圆柱管形状。通道40的这种完全封闭有利于保持通道40免受否则会阻碍运输车42沿该通道运动的物质的影响。此外，中心细长部件27的封闭构造还能防止行进通过输送管件25的物品从通道40掉落，由此减轻或消除了与物体从风轮机10掉落的安全隐患。虽然示例性实施方式仅示出了中心细长部件27被封闭，但是应当认识到，其他细长部件也可被封闭(未示出)。

图7示出了示例性输送管件25的附加细节。该图示出了输送管件25处于其塌缩的非展开状态。在该状态下，远端细长部件26被示出位于中心细长部件27的内侧，并且中心细长部件27被示出位于近端细长部件28的内侧。合适选择的特征有利于细长部件26、27、28的滑动运动同时保持这些部件相对于彼此的联接。在所示实施方式中，并且作为示例，中心细长部件27具有一对面朝内的带槽通道或沟槽70，该通道或沟槽在其内接收远端细长部件26的一对相应的公构件72。中心细长部件27的一对面朝外的带槽通道或沟槽76在其内接收近端细长部件28的一对公构件78。因此，细长部件26、27、28的相对运动包括上述公构件72、78分别沿沟槽70、76的可滑动运动。

在图7所示实施方式的另一方面，车轮43被设置成在输送管件25处于塌缩的非展开状态下时止靠在远端细长部件26上。然而，本领域技术人员将容易理解的是，所示实施方式中细长部件26、27、28相对于彼此的布置只是示例性而非限制性的，因为还能够想到其他布置。在一些实施方式中，其他布置可导致当输送管件25处于塌缩的非展开状态下时，车轮43止靠在细长部件27、28中的一个上而不是止靠在远端细长部件26上。应当认识到，当输送管件25处于其伸展状态下时，在细长部件26、27、28之间的过渡处可能存在小凸块或唇部。然而，这种唇部被认为相对于例如车轮43的半径而言是小的，从而使得运输车42在其沿输送管件25的通道40移动时不会明显受阻。

同样，虽然车轮43被示出处于带角度的取向并且车轮的数量是两个，但可想到的是，车轮43可具有任何其他取向并且车轮的数量可以不止两个。由此，构想到的是，在另选的实施方式中，输送管件25可根本不具有车轮，而是依赖于能在运输车42和通道40之间提供相对平滑运动的不同类型的特征。此外，虽然细长部件26、27、28之间的联接是通过公构件72、78和沟槽70、76来实现的，但是其他布置也是可能的。例如，并且不加限制，输送管件25的另选实施方式可依赖于被联接到公构件72、78和/或联接到沟槽70、76的轴承。

虽然通过各个实施方式的说明示出了本发明，并且虽然这些实施方式被相当详细地说明，但是申请人并不旨在限制或以任何方式将所附权利要求书的范围局限于这种细节。本领域技术人员将容易想到附加的优势和变型。因此，本发明在其更广义的方面不局限于具体的细节、代表性设备和方法以及被示出并说明的描述性实施例。因此，可偏离这种细节而不偏离总的发明性概念的精神或范围。

Claims

1.一种风轮机，该风轮机包括：

塔架；

转子轮毂，该转子轮毂由所述塔架支撑；

至少一个叶片，所述至少一个叶片从所述转子轮毂延伸；

机舱，该机舱被联接到所述塔架并且靠近所述转子轮毂；以及

输送管件，该输送管件选择性地提供所述机舱的内部与所述转子轮毂的内部之间的连通，

其中，当所述输送管件处于伸展状态时，所述输送管件沿一纵向轴线延伸，该纵向轴线与所述转子轮毂的旋转轴线间隔开。

2.根据权利要求1所述的风轮机，其中，所述输送管件具有塌缩状态以及伸展状态，在所述塌缩状态下，所述输送管件被完全定位在所述机舱内，在所述伸展状态下，所述输送管件部分地延伸到所述转子轮毂的内部。

3.根据权利要求2所述的风轮机，其中，所述输送管件是可套叠的结构。

4.根据权利要求3所述的风轮机，其中，所述输送管件具有能够相对于彼此以套叠方式运动的至少两个细长部件。

5.根据权利要求4所述的风轮机，其中，第一细长部件被固定地联接到所述机舱，并且第二细长部件以悬臂方式连接至所述第一细长部件。

6.根据权利要求5所述的风轮机，其中，第三细长部件以悬臂方式连接至所述第二细长部件。

7.根据权利要求4所述的风轮机，其中，所述细长部件中的至少一个细长部件限定封闭的通道。

8.根据权利要求7所述的风轮机，其中，在处于所述伸展状态的情况下，所述封闭的通道的外部暴露于所述风轮机的外部。

9.根据权利要求4所述的风轮机，其中，所述细长部件中的至少一个细长部件还限定敞口的通道。

10.根据权利要求1所述的风轮机，其中，所述输送管件包括通道以及运输车，所述运输车构造成在该运输车上接收物体并且沿所述通道移动以便使所述物体在所述机舱与所述转子轮毂之间移动。

11.根据权利要求10所述的风轮机，其中，所述通道具有U形轮廓。

12.根据权利要求1所述的风轮机，其中，所述输送管件延伸穿过所述转子轮毂中的孔。

13.根据权利要求12所述的风轮机，其中，所述输送管件延伸穿过所述机舱的壁中的孔。

14.一种将物体输送到风轮机的转子轮毂的内部中的方法，所述风轮机还具有从所述转子轮毂延伸的至少一个叶片、支撑所述转子轮毂的塔架以及靠近所述转子轮毂的机舱，所述方法包括：

接近所述机舱的内部以便将所述物体放置在所述机舱中；以及

沿输送管件移动所述物体，所述输送管件连通所述机舱的内部与所述转子轮毂的内部，

15.根据权利要求14所述的方法，该方法还包括：

使所述输送管件以套叠方式延伸到所述转子轮毂的内部。

16.根据权利要求14所述的方法，该方法还包括：

使所述输送管件塌缩以便被完全容纳在所述机舱的内部。

17.根据权利要求14所述的方法，其中，沿输送管件移动所述物体的步骤包括：将所述物体支撑在运输车上；以及使所述运输车沿由所述输送管件限定的通道移动，从而使所述物体在所述机舱与所述转子轮毂之间移动。