CN105358470A - 用于升降负载的组件和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种组件（20），用于将负载元件（11、12、1A、1B、15）从特别是风力涡轮机的塔架的一结构（1）的底部区域提升至该结构（1）的另一区域，和/或用于将所述负载元件（11、12、1A、1B、15）从所述结构（1）的所述另一区域降低至所述结构（1）的底部区域，所述组件包括：平台元件（20A），其用于支承所述负载元件（11、12、1A、1B、15）；升降装置，其用于将所述平台元件（20A）从所述结构（1）的底部区域提升至该结构（1）的所述另一区域，和/或用于将所述平台元件（20A）从所述结构（1）的所述另一区域降低至该结构（1）的底部区域；以及转移元件（27），其设置成能够改变其相对于所述平台元件（20A）的位置，以将该结构（1）的所述另一区域中的负载元件（11、12、1A、1B、15）从平台元件（20A）上的负载升降位置移动至该结构（1）上的负载安装位置，其中，所述升降装置由锚固组件（2）支撑，所述锚固组件（2）能够被固定在所述结构（1）的顶部区域，并且在负载安装位置，所述平台元件（20A）至少部分被布置在所述结构（1）的顶部下方。同时，本发明还涉及相应的提升和/降低方法。

Description

用于升降负载的组件和方法

技术领域

本发明大体涉及建立高大结构的技术领域，特别是在重元件被提升至这些结构顶部和/或从这些结构的任一部分降低至地上时的情况下。更具体地，本发明涉及一种组件及相应的方法，用于提升负载至高大结构和/或从高大结构降低负载。

背景技术

最近几年，可看到不断增加的大量高大结构建立在世界各地。在过去的几十年里，无线电和电视广播塔是这种类型的主要结构。然而，可替代（以及可再生）能源的强烈需求近来导致对于风力发电机，或常称为风力涡轮机的结构的增多的需求。

大多数的风力涡轮机目前包含转子（通常呈类似于螺旋桨的形式），所述转子连接到发电机单元并设置在高大塔架的顶部。发电机单元与其它部件（例如齿轮箱，传动系，制动器等）一起被包含在被称为机舱的盖壳体中。一些最新的风力涡轮机还包括机舱顶部上的直升机抬升平台，以允许服务人员及将要通过绞盘移动的必要工具从直升机下降至风力涡轮机。

通常，风力涡轮机通过先建造塔架然后提升及设置转子和机舱到其顶部上来构建。为此，塔架的各个部件和发电机设备在传统上利用常规的起重机或其他类似的装置来提升。

然而，与风力涡轮机在世界各地的数目一样，在过去的几十年，其尺寸也不断地增加。目前最大的风力涡轮机具有大约7.5兆瓦的额定发电容量以及大约150米至200米的高度，但很多企业已经报告他们正在开发容量高达10兆瓦的风力涡轮机。

这些新型风力发电机将可能需要更高的塔架和/或更重的发电机单元，而常规起重机是难以企及的。

已经提出来一些用于提升负载的新的系统和方法，其可用于构建现代的风力涡轮机。然而，所提出的装置和系统往往是复杂的、笨重的、庞大的，并且它们的组装、拆卸和运输都是非常复杂的。大多数这些装置和系统而且是非常容易在竖立期间受到风力负载，即竖立仅可以在无风或非常低的风速下进行。这通常意味着在建造风力涡轮机期间会耗掉相当多的时间。

因此，需要改进的用于提升重负载的系统和方法来建造高大结构。因此，本发明的目的是解决涉及将重负载提升到高大结构上的上述问题中的至少一些。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种根据权利要求1的组件，用于提升和/或降低负载元件。

更具体地，根据本发明的第一方面，提供了一种组件，用于将负载元件从一结构的底部区域提升至该结构的另一区域，和/或用于将所述负载元件从所述结构的所述另一区域降低至所述结构的底部区域，所述组件包括：

-平台元件，其用于支承所述负载元件；

升降装置，其用于将所述平台元件从所述结构的底部区域提升至该结构的所述另一区域，和/或用于将所述平台元件从所述结构的所述另一区域降低至该结构的底部区域；转移元件，其设置成能够改变其相对于所述平台元件的位置，以将该结构的所述另一区域中的负载元件从平台元件上的负载升降位置移动至该结构上的负载安装位置，其中，所述升降装置由锚固组件支撑，所述锚固组件能够被固定在所述结构的顶部区域，并且其中，在负载安装位置，所述平台元件至少部分被布置在所述结构的顶部下方。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于将负载元件从特别是风力涡轮机的塔架的一结构的底部区域提升至所述结构的另一区域的方法，包括以下步骤：

-在结构的顶部区域处提供锚固组件；

-组装用于将所述负载元件支撑在结构的底部区域的平台元件，并且接合所述平台元件与升降索；

-将待提升的负载元件提供在该结构的底部区域；

-装载所述负载元件在该平台元件上，并且提升带有所述负载元件的所述平台元件至该结构的所述另一区域处的负载升降位置，或者提升不带有负载元件的平台元件且在所述平台元件已经达到结构的所述另一区域处的负载升降位置之后将所述负载元件装载在平台元件上；

-通过在平台元件上的转移元件使所述负载元件位移；

-将负载元件在结构上装载到位；以及

-降低所述平台元件至所述结构的底部区域。

在任何情况下，应注意的是，不同的负载元件的提升可同时进行或分别前后进行。此外，应注意的是，本发明还涉及用于将负载元件从结构的任何区域降低至结构的底部区域的方法，例如在更换风力涡轮机的元件或拆卸塔架的情况下。

所提出的组件和方法提供了一种新的创新方案，用于提升负载到任何高大结构的抬升区域（或从这种结构降低负载）。所提出的组件具有轻且简单，且与类似设备相比只有少量的元件。根据本发明的提升组件的组装、拆卸和运输（搬运）非常快捷，因此可以实现快速的周转时间。此外，根据本发明的提升和/或降低组件允许同时提升和/或降低几种元件。这样，这些重负载的安装过程可以比通过采用替代提升设备更加快捷地完成。此外，所提出的组件可用于构建塔架自身，它还适用于传统升降装置由于不利天气条件（特别是强风）而无法以令人满意的方式使用的场合。

本发明的其他方面描述在所附从属权利要求中及说明书中。

附图说明

本发明的其它特征和优点将通过参考附图的非限制性的示例性实施例的以下描述而变得显而易见（其中风力涡轮机被显示，但是本发明同样适用于所有高大结构），其中：

图1是风力涡轮机塔架的顶部区域的透视图，示出了在提升转子和机舱步骤之前；

图2是根据图1的风力涡轮机塔架的底部区域的透视图，带有根据本发明的第一实施例的平台元件，在提升过程开始之前；

图3是风力涡轮机塔架及根据本发明的第一实施例的升降装置的透视图，所述升降装置处于提升过程期间的中间位置；

图4是风力涡轮机塔架的顶部区域及根据本发明的第一实施例的平台元件处于负载安装位置的透视图，示出了安装所述机舱在适当的位置的过程；

图5是风力涡轮机塔架的顶部区域及根据本发明的第一实施例的平台元件处于负载安装位置的透视图，示出了安装所述转子在适当的位置的过程；

图6是风力涡轮机塔架及根据本发明的第一实施例的平台元件的透视图，所述平台元件处于降低过程期间的中间位置；

图7是根据本发明的第二实施例的另一种风力涡轮机塔架的顶部区域透视图，在提升转子及机舱之前；

图8是图7的风力涡轮机塔架的底部区域及根据本发明的第二实施例的平台元件的透视图，在提升过程开始之前；

图9是风力涡轮机塔架的顶部区域及根据本发明的第二实施例的平台元件处于负载安装位置的透视图，示出了正在安装所述机舱在适当的位置的过程；

图10是风力涡轮机塔架的顶部区域及根据本发明的第二实施例的平台元件处于负载安装位置的透视图，示出了安装所述转子及机舱在适当的位置的过程；

图11是风力涡轮机塔架及根据本发明的第二实施例的平台元件的透视图，所述平台元件处于降低过程期间的中间位置；

图12是图1的风力涡轮机塔架的底部区域的透视图，带有根据本发明的第三实施例的平台元件，在开始提升过程之前；

图13是风力涡轮机塔架及根据本发明的第三实施例的平台元件的透视图，所述平台元件处于提升过程期间的中间位置；

图14是风力涡轮机塔架的顶部区域及根据本发明的第三实施例的平台元件的透视图，示出了安装机舱转子组件在适当的位置的过程；

图15是风力涡轮机塔架的顶部区域及根据本发明的第三实施例的平台元件的透视图，在机舱转子组件已经安装到位之后；

图16是图1的风力涡轮机塔架的底部区域的透视图，带有根据本发明的第四实施例的平台元件，在提升过程开始之前；

图17是风力涡轮机塔架及根据本发明的第四实施例的平台元件的透视图，所述平台元件处于在提升过程期间的中间位置；

图18是风力涡轮机塔架的顶部区域及根据本发明的第四实施例的平台元件的透视图，在所述平台元件抵达塔架的顶部之后；

图19是风力涡轮机塔架的顶部区域及根据本发明的第四实施例的平台元件的透视图，示出了安装所述机舱转子组件在适当位置的过程；

图20是风力涡轮机塔架的顶部区域及根据本发明的第四实施例的平台元件的透视图，示出了安装所述转子的第三叶片在适当的位置的过程；

图21是设置在离岸平台上的风力涡轮机塔架的底部区域的透视图，带有根据本发明的第五实施例的平台元件，在提升过程开始之前；

图22是离岸平台的透视图，带有根据本发明的第五实施例的平台元件，处在装载所述负载元件期间；

图23及图24是风力涡轮机塔架及根据本发明的第五实施例的平台元件的透视图，处在提升过程期间的中间位置；

图25A和图25B是风力涡轮机塔架的顶部区域及根据本发明的第五实施例的平台元件的侧视图，示出了在平台元件顶部上的负载元件的横向位移；

图26是风力涡轮机塔架的顶部区域的及根据本发明的第五实施例的平台元件的侧视图，示出了在降低所述平台元件之前的阶段；

图27是仅部分组装的塔架的底部区域的透视图，带有根据本发明的第六实施例的平台元件，在开始提升过程之前；

图28是塔架的透视图，带有根据本发明的第六实施例的平台元件，处于负载安装位置及在装载一塔架段至平台元件之前；

图29是塔架的顶部区域及根据本发明的第六实施例的平台元件处于负载安装位置的透视图，在被提升的塔架段安装在适当位置之前；

图30是塔架的顶部区域及根据本发明的第六实施例的平台元件的透视图，示出了安装一塔架段在适当位置的过程；

图31是塔架的顶部区域及根据本发明的第六实施例的平台元件的透视图，示出了从塔架脱离平台元件及提升所述平台元件至塔架的下一段的过程；

图32是塔架的顶部区域及根据本发明的第六实施例的平台元件的透视图，示出了锚定所述平台元件在塔架的新顶部的过程；

图33是塔架及根据本发明的第六实施例的平台元件的透视图，处于装载下一塔架段在平台元件上之前的位置；

图34是部分组装好的塔架的底部区域的透视图，带有根据本发明的第七实施例的平台元件，其中两个额外的塔架段准备好提升；

图35是塔架的顶部区域的透视图，带有已安装的支架组件；

图36和图37是塔架的顶部区域及根据本发明的第七实施例的平台元件的透视图，显示安装一塔架段在适当位置并且装载该塔架段在已部分竖立的塔架的顶部的过程；

图38是塔架的顶部区域的透视图，示出了将根据本发明的第七实施例的平台元件连接至塔架的新顶部处的支架组件的步骤；

图39、图40和图41是塔架的顶部区域及根据本发明的第七实施例的平台元件的透视图，示出安装第二塔架段在适当位置以及装载该第二塔架段至已部分竖立起的塔架的顶部的过程。

图42和图43是根据本发明的第七实施例的平台元件的透视图，处于拆卸及降低的过程中。

具体实施方式

本发明的一些实施例将在下面参考附图更详细地描绘。出现在不同的附图中的等同的功能和结构元件被赋予相同的附图标记。为了方便，不同附图中特定的附图标记仅为那些良好理解附图所必要的功能和结构元件给出。然而，在特定的附图中略去这些附图标记并不自动意味着这些附图标记不存在。

此外，虽然不同的实施例相对于竖立风力涡轮机（即，包括塔架的结构，该塔架在顶部上带有转子和机舱）进行了详细说明，但是这样的特定描述不应以限制的方式被理解，因为本发明也可应用于所有高大架构和结构。此外，虽然本发明的不同实施例利用用于提升负载的方法进行了详细描述，但是应当被理解的是，用于降低负载到结构的底部区域的相应方法同样是本发明的一部分。

图1示出了风力涡轮机塔架1的顶部区域的透视图，其中转子和机舱将被提升和安装到所述区域。如图1所见，塔架组件2已被安装到塔架1的顶部区域。

所述支架组件2包括三个支架元件3。然而，所述支架组件2也可包括其他数目的支架元件3。这些支架元件的每个都具有横梁形式的一个负载承载部件5，所述负载承载部件5从塔架1以大约90度的角度相对于塔架1的表面向外延伸。然而，所述支架元件3的负载承载部件5也可以相对于塔1的表面设置以另一个角度布置。

图1中的支架组件2的每个负载承载部件5都是由支撑支柱7所支撑，所述支撑支柱7从负载承载部件5延伸至塔架1的表面，以便加强所述支架元件3。如在图1中可见，在负载承载部件5和塔架1表面之间的支撑支柱7设置成一斜角，但是支撑支柱7也可能具有另一设置。然而，没有任何的支撑支柱的支架元件3（也就是具有悬臂结构）也是可能的，例如在图7所见。

升降索9向下竖直悬挂在每个负载承载部件5上。然而，这些索9的另一种配置的角度也是可能的，特别是升降索9平行于塔架1布置在所述平行位置和竖直位置或超过竖直位置之间的任何其它位置。这些升降索9通常延伸到塔架1的底部区域。所述升降索9可以连接到或可以不连接到塔架基座。在此使用的"索"一般是指任何刚强、细长元件，例如绳索、丝线、绞线、条带、杆件或成束的这些元件。

该支架组件2可采用自爬升式或通过传统的起重机提升至塔架1的顶部区域。此外，所述支架组件2可预安装在塔架或塔架段（例如结合本发明的一些实施例所表示的）。如果该支架组件2被设计成自爬升式，则其可以由自爬千斤顶或任何其它适当的自爬方法被提升到塔架1的顶部区域。否则，升降索（不同于升降索9），其从塔架1顶部区域的附接点悬挂，可以由传统方式用于提升支架组件2至塔架1的顶部区域。

所述支架组件2的负载承载部件5设计成这样一种方式，使它们能够在负载提升阶段期间和在安装过程期间的任何时间支持重负载重量。为此，优选地，所述负载承载部件5适当地固定在塔架1的顶部，以使负载的重量的竖直负载力被传递到塔架1。支架组件2的连接至塔架1例如可以由能通过塔架1的销系统或类似的系统所固定。各个支架元件3可以由一个或多个连接点连接到塔架1。

图2是图1的风力涡轮机塔架1的底部区域的透视图，拥有根据本发明的第一实施例的组件20的平台元件20a，并且机舱11和转子12设置在即将被提升至塔架1顶部的位置。

如在图2中可见，该平台元件20A具有框架的形式，并且它已被组装在塔架1的底部。该平台元件20A（和所述整个组件20）通常由钢制成，但也可以使用任何其他合适的材料。在图2中滑板（sledge）27（更好显示在例如图4中）和C形框架23都安装在平台元件20A的顶部。组件20的平台元件20A是一个框架结构，其包括两个较长的条带元件21，其由其他两个较短条带元件22连接。一个较短的条带元件22连接较长条带元件21的两个末端，而较短条带元件22中的另一个设置在所述第一较短条带元件22和所述两个较长条带元件22的中心点之间的确定距离处。当然，确切的位置和较短条带元件22的总数目可以变化，而不脱离本发明的精神。

所述组件20的平台元件20A被设置在塔架1的底部周围，以便两个较长条带元件21布置在塔架1的不同侧面。一旦安装在这个位置上，所述平台元件20A连接到升降索9，其悬挂自支架组件2的负载承载部件5。

在图2中的平台元件20A的顶部上的C形框架23包括两个基本竖直实心梁25，所述竖直实心梁25由一个基本水平的实心梁24连接。当然，用于C形框架23的其他结构也是可设想的。

回到图2，可以看出，所述机舱11和转子12通过平台元件20A被设置于将被提升到塔架1顶部的位置。风力涡轮机的转子12由三个叶片15（一个叶片在此透视图中不可见）和轮毂13所组成。机舱11通常包括一个发电机单元及任何其他必要的设备。所述机舱11和转子12两者在提升操作前被预组装。

机舱11放置在平台元件20A上的滑板27的顶部。为此，传统的起重机或任何其它合适的方法都可以使用。机舱11可被固定到滑板27和/或直接固定到平台元件20A，如必要的话。另一方面，转子12被定位为使得叶片平行于地面延伸，并适当地附接到C形框架23，例如，使用附接索24（图4中可很好地看到）。在这个位置上，转子12和机舱11准备好用于提升到塔架1的顶部区域。

图3示出平台元件20A处于提升至塔架1顶部区域的中间位置。在转子12和机舱11设置于平台元件20A之后，如图2所示，整个平台元件20A连同转子12和机舱11以任何适当的方式使用升降索9提升。特别是，可以使用绞车和类似装置，但本领域技术人员将容易理解，任何其他合适的升降设备和/或方法也可以使用。提升速度可以是可变的，并且通常可以是大约40米/小时。然而，也可使用较高的提升速度，甚至达到高达约100米/小时。

在平台元件20A的提升操作过程中，附接到C形框架23的转子12需要从一个平躺位置（即基本平行于地面）旋转成直立位置。在一般情况下，转子12将在索24上悬挂在C形框架23上使得转子12将自动地在重力影响下被促动以采用直立位置。然而，伺服起重机30或类似设备也可用于协助调整转子12的取向，并支持叶片15。在转子12达到完全直立位置（即垂直于地面）后，位置调整完成。

该平台元件20A可包括一个或多个配重（未示出）。这些配重能够使用任何合适的方法相对于平台元件20A位移。这些配重可以以合适的方式来使用，以确保在提升操作过程中整个组件20（即，平台元件20A，机舱11和转子12）的重心相对于所述塔架的中心达到预定位置。

在机舱11和转子12安装其上的平台元件20A达到塔架1的顶部区域后，所述提升操作可以停止。所述支架组件2可用于固定和锚固平台元件20A在该位置。当然，其它锚固和固定方法也可以使用。另外，此时也可能不使用任何锚固或固定的方法，并在整个提升和降低过程期间让该平台元件20A悬挂在升降索9上。根据本发明的该第一实施例的组件和方法的一个重要特征（然而，其可应用于所有其他实施例）是，在负载安装位置的平台元件20A被设置成使得所述平台元件20A设置为至少部分低于塔架1的顶部，更具体地说，使得可以轻易地移动在平台元件20A顶部上的负载元件（例如，转子12和机舱11，及塔架本身的各个段1A或1B）以便达到这些元件在塔架1顶部上的最终位置。

滑板27和C形框架23都可以在平台元件20A顶部上以水平方向转移（即通过滑动、滚动或以任何其它适当的方式移动），通常在平行于两个较长条带元件21的方向。然而，横向运动，即垂直于平台元件20A的较长条带元件21的运动也是可能的。为此目的，任何适宜的运动手段都可以被使用，例如液压千斤顶。一旦在塔架1顶部上到位，带有机舱11的滑架27可向塔架1转移，直到达到其预定的最终位置。另外，也可以使用调节千斤顶29进行微调，以实现机舱11在水平方向和竖直方向的正确位置。然后，机舱11从滑板27移动到塔架1的顶部，如图4中显示的箭头所表示。

在提升和/或安装过程的所有阶段，可能需要调整该平台元件20A的配重以维持中心基本上保持不变或在任何预定位置上。当然，也可以用其它装置，用于保证重心将在所需的位置，特别是系紧装置、偏移转子和/或机舱滑板等的装置。

在提升方法的下一个步骤中，如图5所示，是把转子12放入适当位置。为此，带有转子12的C形框架23也移向平台元件20A的中心（即朝向塔架1）。这种运动由图4中的箭头所示出。为了达到转子12的正确位置，而且特别是为了使转子12与机舱11对准，在此可以使用一个或多个调节千斤顶2000以进行微调，在安装转子12在机舱11前。平台元件20A的升降千斤顶也可以用于微调机舱11及转子12的位置。再次地，可以通过调整配重以保持升降装置20的重心基本不变或在预定的位置。

一旦转子12和机舱11处于其最终位置，所述C形框架23和机舱支撑滑板27可以移动回到它们相对于所述平台部件20A的初始位置，以清空所述风力涡轮机。如果合适的话，该平台部件20A可以脱离该支架组件2并重新连接到升降索9。

图6示出根据本发明的实施例的提升方法的最后一步骤。平台元件20A（不带有转子12和机舱11）在与提升操作相对的方向，被降低到塔架1的底部。在下降过程中，可能需要调整滑板27的位置以清空风力涡轮机塔架1和/或转子叶片15。一旦平台元件20A已经完全降下，它可以从升降索9脱离和拆除。该平台元件20A的元件然后可输送到下一个塔架，重新组合和以相同的方式用于提升其他负载（例如其它塔架的转子和机舱）。

根据本发明的组件和方法的第二实施例由图7至图11所示出。

基本上，组件20及其平台元件20A的该第二实施例与以上描述的第一实施例非常类似。特别是，该第二实施例也依赖于类似于图1中所表示的支架组件2。然而，本发明的第二实施例的支架组件2利用支架元件3，其具有相应的负载承载部件，它们不受任何支撑支柱所支持，而是拥有悬臂结构。为此，该支架元件3可以通过内部支柱3'来相互连接，但任何其它紧固和支撑装置也是可以想象的。另外，根据本发明的第二实施例的组件也可能带有如图1所示的支架组件2。

如在图8中可以看出，平台元件20A的第二实施例也基于一个元件，其具有框架的形式，类似于本发明第一实施例的平台元件20A。在图8的具体实施例中，该平台元件20A包括两个较长条带元件21，其放置在塔架1的两侧，它们由一个较短条带元件22连接。如结合本发明的第一实施例所提到的，条带元件21、22的数量和位置在不完全脱离本发明的精神的条件下可以有所改变。

根据本发明的第二实施例的平台元件20A，在某种程度上类似于第一实施例的平台元件20A，还包括一个C形框架200，如在图9中可以看出。平台元件20A顶部上的该C形框架200类似于第一实施例的C形元件23，并且由两个大致竖直元件201组成（它们本身在结构上类似于条带元件21、22），它们通过基本水平条带元件202连接。当然，对于C形框架200的其他结构，且特别是如在本发明的第一实施例中所使用的实心梁阀结构，也是可以想象的。此外，根据本发明的第二实施例的平台元件20A包括龙门架（portalframe）210，其也是由基本水平元件212连接的两个大致竖直的元件211组成。

鉴于根据本发明的第二实施例的平台元件20A略微不同的结构，使用第二实施例的这个组件20的提升方法也不同于适用于根据本发明的第一实施例的组件20的提升方法，如下面所示：

在平台元件20A组装到塔架1的底部区域之后，该平台元件20A连接到升降索9，该升降索9附连到塔架1顶部区域中的支架组件2的支架元件3。然后，该机舱11被放置到平台元件20A上的龙门架210。在下一步中，风力涡轮机的转子12在地面上完成组装，并安装到平台元件20A上的C形框架200。这些元件可以由任何合适的方法和顺序被提升及组装到平台元件20A。

其上设置有转子12和机舱11的平台元件20A随后使用升降索9提升。在提升平台元件20A的操作过程中，转子12需要从平躺位置（即基本平行于地面）转动向直立位置。在一般情况下，转子12的叶片15将悬挂在索上，使得叶片15将自动地在重力影响下被促动以采用直立位置。然而，伺服起重机或者类似设备也可用于协助调整叶片15及转子12的取向。在叶片15达到完全直立位置之后（即基本上垂直于地面），该位置调整也就完成。

该平台部件20A在达到所述塔架1的顶部区域之后，如图9中所示，所述提升操作能够停止以便让机舱11及转子12安装到其最终的位置。而且，利用根据本发明的升降装置20的第二实施例，所述支架组件2可用于紧固和锚固所述平台元件20A就位，当然也可以使用其他方法。更具体地说，支撑臂220（其为可伸缩式）可用于固定所述平台元件20A，因为它们能够适应于不同的塔架形状（例如椭圆形或长方形）。

在下一步骤中，机舱11定位在其上的龙门架210移向所述塔架1（如图9中箭头所示），直到该机舱11达到其最终位置，如图10所示。调节千斤顶（类似于第一实施例中的调节千斤顶）可用于微调以达到机舱11的正确位置。平台元件20A的升降千斤顶也可用于微调所述机舱11及转子12的位置。然后，所述机舱11装载到所述塔架1的顶部。在下一步骤中，所述转子12通过相同的方式使用所述C形框架200移动并定位，其最终连接到所述机舱11，以形成完整的风力涡轮机结构。

如图11中可见，该平台元件20A然后以与降低根据本发明的第一实施例的平台元件20A相似的方式降低至塔架1的底部区域。支撑臂220在降低该平台元件20A的同时也连续地缩回。

根据本发明的该第二实施例的组件20的平台元件20A当然也包括可移动配重，在所述提升和/或降低过程中，该配重可用于保持重心在基本上相同或预定的位置。

根据本发明的组件和方法的第三实施例被示于附图12-15中。

基本上，平台元件20A的该第三实施例中非常类似于在上述第一和第二实施例中的平台元件20A。特别地，该第三实施例也依赖于图1中的支架组件2。而且，如图12中可见，根据本发明的第二实施例的组件20页基于具有框架的形式的平台元件20A，类似于根据本发明的第一和第二实施例的组件20的平台元件20A。

然而，根据本发明的第三实施例的平台元件20A不同于第一和第二实施例主要是，图12中的所述平台元件20A不包括任何C形框架。由于这一改动，适用于这种平台元件20A的提升方法也不同于适用于根据第一和第二实施例的平台元件20A的提升方法，描述如下：

在平台元件20A组装在塔架1的底部区域之后，所述平台元件20A连接到升降索9，所述升降索9附接到支架组件2的负载承载部件5（参考图1）。然后，所述转子12的轮毂13及两个叶片15也在地面上装配，并连接到所述机舱11。此组件之后被提升（即，使用常规起重机）并且在滑板27上放置在平台部件20A顶部上。转子12的第三叶片15保持支撑在地面上，接近塔架1的底部。

在下一步骤中，平台元件20A（其上带有机舱11和两个叶片转子12）由升降索9提升。在达到某一高度后，提升被停止，然后使用伺服起重机30或另一合适的设备以便提升剩余的第三转子叶片15，并将其连接到转子12的毂部13。图13表示该提升方法的这一步骤，在转子12已经完全装配之后。

在该平台元件20A到达塔架1的顶部区域之后，如在图14中可见，所述提升操作能够停止以让机舱11及转子12安装在其最终的位置。而且，利用本发明的平台元件20A的第三实施例，所述支架组件2可用于紧固和锚固所述平台元件20A就位，但其它方法同样可使用的。然后，带有机舱-转子组件的滑板27能够被卷起或滑向塔架1（如附图14中的箭头所示），直到机舱11和转子12到达其最终位置，如图15所示。调节千斤顶29可以是用来微调以达到机舱11和/或转子12的正确位置。

在转子12及机舱11放置在它们的最终位置之后降低平台元件20A相当于根据本发明的第一和第二实施例的降低升降装置。

需要说明的是，根据此第三实施例的平台元件20A还可以包括可移动配重，在整个提升过程期间，所述配重可用于维持重心在基本上相同的或预定的位置。

图16至图20示出根据本发明的第四实施例的组件20和方法。再次地，本发明的第四实施例使用的平台元件20A非常类似于本发明的第一、第二和第三实施例的平台元件20A。更具体地，本发明的第四实施例还依赖于如图1所示的支架组件2，而且相应的平台元件20A还大体具有框架的形式，所述框架的形式与根据本发明的第一、第二和第三实施例的平台元件20A一样。而且，所述平台元件20A的结构基本类似于第一实施例的平台元件20A的结构，不同之处在于它包括支撑框架50（如图18-20所示），类似于滑板27，而不是C形框架23。

通过使用根据本发明的第四实施例的平台元件20A，提升机舱11和转子12至塔架1的顶部区域的方法包括以下步骤：

如图16中可见，当所述平台元件20A已经组装在塔架1的底部区域之后，所述平台元件20A被连接到升降索9，升降索9附接到支架组件2的负载承载部件5。然后，转子12的两个叶片15和轮毂13也在地面上组装并放置在支撑框架50上。所述机舱11放置在滑板27上（如同在第一实施例的平台元件20A被使用时的情况）。接着，剩余的第三叶片15通过任何合适的手段连接到所述平台元件20A，例如通过连接到卷轴的索55，或附接到支撑框架50的任何其它合适的升降装置56（参见图13）。

所述平台元件20A然后以结合本发明的第一实施例中所描述的方式被提升。然而，在提升所述平台元件20A的操作过程时，所述转子12需要从平躺位置（即，基本上平行于地面）旋转成直立位置。因此，根据本发明的第四实施例的此方法以大体上相似于上述第二实施例的方法工作。

在一般情况下，叶片15将会悬挂在索55上，以使得叶片15将自动地在重力影响下被促动以采用直立位置。然而，伺服起重机30或类似的装置也可用于辅助调整叶片15的取向。当叶片15已经达到完全直立位置（即垂直于地面）之后，位置调整完成。

当所述平台元件20A到达塔架1的顶部区域时，如图18中所示，所述提升操作将会停止以允许机舱11及转子12安装在其最终的位置。如果必要的话，所述平台元件20A可以抵靠支架组件2锚固。之后，所述机舱11使用该滑架27滑动或滚动向塔架1，直到其达到所述最终位置。调节千斤顶可用来获得完全正确的位置。然后，所述机舱11从滑板27运输至塔架1的顶部。

在下一步骤中，连接于用于转子的支撑框架50的所述滑板也移向所述塔架1（如图19中的箭头所示），直到转子12达到其最终位置。调节千斤顶用于微调转子12相对于机舱11的位置，以使得所述转子12可以容易地连接到并安装在机舱11上。

最后的组装步骤表示在图20。升降设备56被用来提升悬挂于支撑框架50的第三转子叶片15到位。标签线或类似装置也可以用来精细地调节叶片15相对于转子12的位置。在达到正确的位置之后，该叶片15连接到毂部13。

在转子12及机舱11放置在它们的最终位置之后的降低平台元件20A相当于降低根据本发明的第一实施例的升降装置20A。此外，也可提供可移动配重用于在整个提升过程期间保持重心在基本上相同或预定的位置，就如前述实施例一般。

根据本发明的组件和方法的第五实施例示于图21-26中。根据本发明的提升组件和方法的此第五实施例特别适用于风力发电机的海上安装及构建。然而，该实施例也可以结合其它类似的结构使用。

根据本发明的第五实施例这一特殊应用，所述塔架1不是设置在地面上，而是在相应的海上平台100或类似物上，如图21所示，其示出如图1的风力涡轮机塔架的底部区域，带有根据本发明的第五实施例的平台元件20A，在开始提升过程之前。如在图21中所见，根据本发明的第五实施例的平台元件20A非常类似于根据本发明前述的第一至第四实施例中的平台元件20A。然而，也可以想象结合第五实施例的组件20使用任何一个前述实施例中的平台元件20A，或相反。

本发明的第五实施例的主要特点在于存在龙门架70，所述龙门架70用于支承将要从上方提升的该负载元件（例如机舱11），如从图22中可见。此龙门架70的运动是横向而不是纵向（相对于轮毂轴线）。该龙门架70基本类似于在第二实施例中的龙门架210，但是也可以以不同的方式构建。

另一方面，类似于图1的支架组件2也设置在塔顶1顶部（该支架组件2可部分见于图22）。该支架组件2具有如前述的本发明的实施例的支架组件2的相同功能，但是该支架组件可以具有稍微不同的结构。

根据本发明的第五实施例的提升方法具有以下步骤：

在平台元件20A已经被放置在塔架1的底部区域之后，通过外部常规起重机30，所述机舱11和转子12的轮毂13一起组装并与支撑龙门架70一起放置在所述平台元件20A。如图22所示，此起重机可附接在浮动平台上。

不应被遗漏的细节是根据本发明的第五实施例的平台元件20A还优选可包括可移动配重，其可以用来确保重心具有基本上恒定的位置或预定位置。

在下一步骤中，如图23和图24中所示，所述平台元件20A与连接到毂部13和龙门架70的所述机舱11被一起提升，直到达到塔架1的底部区域与塔架1的顶部区域之间的中间位置。在该位置，转子12的叶片15优选使用所述外部起重机30来组装。一旦该转子12完全组装之后，该平台元件20A的提升过程能继续执行，直到平台元件20A达到塔架1的顶部区域。

在提升过程中，配重被调整以保持重心基本恒定或在预定位置。一旦在塔顶1上，如必要的话，所述平台元件20A再次被抵靠支架组件2锚固。

然后，所述机舱11及转子12与龙门架70一起放置在平台元件20A上直至到达塔架1之上的最终位置。该移动可见于附图25A及25B中。接着使用调节千斤顶以微调被装载到所述塔架1顶部的机舱-转子组件的正确位置。所述负载（机舱11和转子12）的位移紧接着是相应的配重的调整。

在下一步骤中，如示于图26中，机舱11的支撑滑板通过滑动或滚动移动以清空机舱11和转子12。当平台元件20A被降低到塔架1的底部区域时，龙门架70被拆除。

最后，本发明还涉及的组件和方法能够以优选的方式用于架设高大结构或类似物。本发明的第六和第七实施例参照于本发明的这一应用。

本发明的第六实施例通过图27至图33示出。

图27表示根据本发明的第六实施例的平台元件20A，其处于塔架1的底部区域处。如图27所示，所述平台元件20A，包括具有塔架支撑支架元件81（类似于参考图1所描述的支架元件3）的支架组件，被组装到塔架1的底部区域。常规的起重机或类似的装置可用于安装这种组件。由于所述支架元件81在负载提升阶段期间支撑升高的重量，因此它们必须适当地固定到塔架1。为此，所述支架元件81至所述塔架的连接可以借助销系统或类似物得到保证。每个所述支架元件81可以由一个或多个连接点连接到塔架1。

尽管在本发明的此实施例不需要升降索，但是从所述支架元件竖直悬挂到塔架1的底部区域的这样的索是可预见的。如同前面描述的本发明的实施例，这些升降索可以连接或可以不连接于所述塔架1的基座。之后，龙门架82（图28所示）组装在平台元件20A上。

塔架1的提升过程和竖立过程根据如下执行（值得注意的是，图28和图29代表这一过程的中间阶段，不直接遵循如图27所示的阶段）：新的塔架段1A被传递到部分完整的塔架的底部区域。通过使用龙门架82和升降索9000（参见图28），这一新的塔架段1A会被提升和设置在平台元件20A上。为此，升降设备83（例如绞盘或类似物）用于拉动带有塔架段1A的升降索9000。如结合本发明的其他实施例已经提到的，所述平台元件20A可拥有可移动配重以便确保重心基本稳定或处于预定位置。

以类似于结合本发明的其他实施例所述的塔架部件的移动的方式，所述塔架段1A然后通过在滑板装置上滑动或滚动而在平台元件20A上移动，直到到达其塔架1的已组装部件上的最终位置（如图30所示）。调节千斤顶或其它适当的装置可以用来达到塔架段1A的正确位置。再次地，在平台元件20A上的配重可能需要调整，从而保持重心的位置基本不变或在预定的位置上。

根据图31中所示，升降装置83（例如绞盘或类似物）然后被用于将塔架段1A安装到塔架1的顶部上。龙门架82然后可以与塔架段1A分离。然后，通过千斤顶84或任何其它合适的装置，所述龙门架82连接于所述平台元件20A。同时，龙门架82由支撑千斤顶85或其他适当装置连接于塔顶1的顶部。这些支撑千斤顶85（或类似装置）然后通过塔架1的顶部被用于支撑整个结构。塔架支撑支架元件81接着可以与塔架1分离（如图31中可见）。

设置在龙门架82和平台元件20A之间的连接千斤顶84然后被用于提升包括支架元件81的平台元件20A，它们不与所述塔架1接合。一旦达到塔架1的已组装部件的顶部处的最终位置，支架元件81再次被固定到塔架1，如上所述。整个结构可从所述支架元件81装载（如图32所示）。此时，支撑千斤顶85（或类似装置）可以被分离。

在该方法的下一步骤中，上述在龙门架82和平台元件20A之间的连接千斤顶84被使用以便提升所述龙门（如图33所示），并且允许其横向位移。然后，通过重复图28处开始的步骤，该方法可以更进一步执行，直到所有塔架段1A已被安装切塔架1完全竖立。

本发明的第七实施例中通过图34至图43示意性地示出。

在本发明的第七实施例，较高的塔架段1B用于架设塔架1。为此，类似于结合本发明的前述实施例使用的支架组件的支架组件安装于部分竖立的塔架1的顶部（参考图35）。其主要差别在于支架元件90的形式，其在本实施例中还具有纵向平台的形式。

支架组件元件90可再次自爬坡或通过任何适当的升降装置（例如常规起重机）来安装。支架元件90也设计成在负载提升过程期间支撑升高的重量，这就是为何要将它们适当地固定到塔架1。为此，所述支架元件90到塔架的连接可借助销系统或类似物得到保证。每个支架元件90可以由两个或更多个连接点连接到塔架1。升降索91，类似于图1的升降索9，安装在每个支架元件90上。

在根据本发明的第七实施例的方法下一步骤（在图34示出）中，平台元件20A组装在塔架1的底部区域然后连接至升降索91。两个塔架段1B通过任何合适的提升方法安装在平台元件20A上。值得注意的是，每个这些塔架段1B在其顶部上均携带如上所述的支架组件。如图34可见，每个塔架段1B由支撑框架95支撑在平台元件20A上。在平台元件20A顶部上的两个支撑框架95中的每个被放置在滑板94上，由于任何适当的位移或移动装置（如液压千斤顶或类似物），滑板94能够在所述平台元件20A顶部上横向移动。

以相似于结合本发明的第一实施例描述的方式，带有塔架段1B的平台元件20A然后被提升，直到达到部分竖立的塔架1的顶部。所述方法的这一阶段描述在图36中。一旦达到这位置，所述平台元件20A可优选地以刚性方式与在塔架1顶部上的支架元件90连接。第一塔架段1B然后可以在相应滑板94上横向和/或竖直地在平台元件20A顶部上位移（例如其能够滑动），直到其达到其最终位置。然后使用调节千斤顶以达到塔架段1B相对于塔架1的已竖立部件的正确位置。

如图37中所示，塔架段1B然后被装载至部分组装好的塔架1的顶部部分。一旦该第一塔架段1B被放置到位，它可以从相应的支撑框架95分离，使得自由的支撑框架95可在相应的滑板94上移动，直至到达其在平台元件20A两侧上的原始位置，这样就清空了塔架1。

如在本发明的所有其他实施例中那样，在升降装置20的平台元件20A上的配重可以使用于调整升降装置20的负载补偿，从而保持基本稳定的或预定的重心。

在该方法的下一步骤中，如在图38中所示，所述平台元件20A接着连接至塔架1的新构造好的部件顶部上的支架组件。升降装置（例如绞盘）96被使用于拉升升降索91至塔架1的顶部（对应于新安装的塔架段1B的顶部）。

图39和图40显示根据本发明的这个实施例的方法中的下一步骤。

更具体地，图39和图40示出升降索91的使用，该升降索91限制锚固在塔架1顶部上，用于一起提升平台元件与剩余的塔架段1B至塔架1顶部上的安装高度。一旦达到该高度，所述平台元件可以优选地与相应支架组件刚性连接。

一旦平台元件20A被固定在安装高度上，剩余的塔架段1B在相应滑板94上在平台元件20A的顶部上位移，直到到达其最终位置，然后装载到所述塔架1的顶部，如图41中所示。该方法的这些步骤对应于所述第一塔架段1B被位移并装载在塔架1的顶部的方式。再次使用调节千斤顶以微调塔架段1B的位置。所述塔架段1B的位移可以通过调整平台元件20A上的配重以保持重心在基本恒定或预定的位置来得到补偿。升降设备（例如绞盘）96用于拉升升降索91至到塔架1的顶部（对应于新安装的塔架段1B）。

根据本发明的第七实施例的方法的最后步骤示于附图42和图43中。更具体地，锚固在所述塔架1顶部上的升降索用以稍微提升所述平台元件20A，使得支撑平台元件20A的第一组支架元件可从所述平台元件20A分离及悬挂。所述平台元件接着降低在升降索上，直到第二组支架元件也可以被悬挂于平台。最后，平台元件20A可以通过一般方式降低到地面。

需要说明的是，所述的实施方案仅以实例方式给出，且所述的方法和设备也可以通过其它的方式实施。例如，该技术相对于提升风力涡轮机部件至塔架的顶部进行详细描述，但是根据本发明的实施例的方法可以用于将任何大的负载提升至任何高大结构的升高区域。塔架可以典型地是增强的混凝土结构，或也可由其它材料构成，例如金属或复合材料。此外，塔架1不一定需要由具有圆形形状的元件构成。相反，任何其它轮廓的段1A和1B也可以被使用，特别是椭圆形的或矩形的塔架。此外，开放式和桁架式结构和/或段也是可能的。

虽然已经在附图和前述说明书中详细示出和描述了本发明，但是这样的示出和描述应被理解为是说明性或示例性的而不是限制性的，本发明不限于所公开的实施例。其它实施例和变型可被理解，且本领域技术人员在执行所要求的发明时，通过研究附图、公开内容和所附权利要求，可以实现这些实施例和变型。

在权利要求中，词语"包括"并不排除其他元件或步骤，且不定冠词"一"或"一个"并不排除复数。不同特征在相互不同的从属权利要求中被引用的事实并不表示这些特征的组合不能有利地使用。权利要求中的任何附图标记不应理解为限制本发明的范围。

Claims (17)

1.一种组件（20），用于将负载元件（11、12、1A、1B、15）从特别是风力涡轮机的塔架的一结构（1）的底部区域提升至该结构（1）的另一区域，和/或用于将所述负载元件（11、12、1A、1B、15）从所述结构（1）的所述另一区域降低至所述结构（1）的底部区域，所述组件包括：

-平台元件（20A），其用于支承所述负载元件（11、12、1A、1B、15）；

-升降装置，其用于将所述平台元件（20A）从所述结构（1）的底部区域提升至该结构（1）的所述另一区域，和/或用于将所述平台元件（20A）从所述结构（1）的所述另一区域降低至该结构（1）的底部区域；以及

-转移元件（27），其设置成能够改变其相对于所述平台元件（20A）的位置，以将该结构（1）的所述另一区域中的负载元件（11、12、1A、1B、15）从平台元件（20A）上的负载升降位置移动至该结构（1）上的负载安装位置，

其特征在于，所述升降装置由锚固组件（2）支撑，所述锚固组件（2）能够被固定在所述结构（1）的顶部区域，并且在负载安装位置，所述平台元件（20A）至少部分被布置在所述结构（1）的顶部下方。

2.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述锚固组件（2）将要将所述平台元件（20A）以机械方式固定在负载安装位置。

3.根据权利要求2所述的组件，其特征在于，所述锚固组件（2）包括从所述结构（1）的表面延伸的负载承载部件（5）。

4.根据前述权利要求1至3中任一项所述的组件，其特征在于，用于将所述平台元件（20A）从该结构（1）的底部区域提升至所述结构（1）的顶部区域的所述升降装置包括固定到锚固组件（2）的升降索（9）。

5.根据权利要求4所述的组件，其特征在于，用于将所述平台元件（20A）从该结构（1）的底部区域提升至所述结构（1）的顶部区域的所述升降装置包括连接于所述升降索（9）的至少一个升降设备。

6.根据前述权利要求1至5中任一项所述的组件，其特征在于，在平台元件（20A）上的转移元件是支撑在所述平台元件（20A）上的滑板（27）。

7.根据前述权利要求1至6中任一项所述的组件，其特征在于，在所述平台元件（20A）上的转移元件是支撑在平台元件（20A）上的C形框架。

8.根据前述权利要求1至7中任一项所述的组件，其特征在于，所述平台元件（20A）包括至少一个可位移配重，所述配重能够用于将所述平台元件（20A）的重心维持在基本恒定或预定的位置。

9.根据前述权利要求1至8中任一项所述的组件，其特征在于，所述平台元件（20A）包括在提升过程期间用于支撑和/或附接负载元件（11、12、1A、1B、15）的装置。

10.根据前述权利要求1至9中任一项所述的组件，其特征在于，所述平台元件（20A）包括用于微调所述负载元件（11、12、1A、1B、15）的位置的至少一个调节千斤顶。

11.一种用于将负载元件（11、12、1A、1B、15）从特别是塔架涡轮机的塔架的一结构（1）的底部区域提升至所述结构（1）的另一区域的方法，包括以下步骤：

-在结构（1）的顶部区域处提供锚固组件（2）；

-组装用于将所述负载元件（11、12、1A、1B、15）支撑在结构（1）的底部区域的平台元件（20A），并且接合所述平台元件（20A）与升降索（9）；

-将待提升的负载元件（11、12、1A、1B、15）提供在该结构（1）的底部区域；

-装载所述负载元件（11、12、1A、1B、15）在该平台元件（20A）上，并且提升带有所述负载元件（11、12、1A、1B、15）的所述平台元件（20A）至该结构（1）的所述另一区域处的负载升降位置，或者提升不带有负载元件（11、12、1A、1B、15）的平台元件（20A）且在所述平台元件（20A）已经达到结构（1）的所述另一区域处的负载升降位置之后将所述负载元件（11、12、1A、1B、15）装载在平台元件（20A）上；

-通过在平台元件（20A）上的转移元件（27）移动所述负载元件（11、12、1A、1B、15）；

-将负载元件（11、12、1A、1B、15）在结构（1）上装载到位；以及

-降低所述平台元件（20A）至所述结构（1）的底部区域。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，移动所述负载元件（11、12、1A、1B、15）的步骤在所述平台元件（20A）已经达到结构（1）的所述另一区域之后进行。

13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，移动所述负载元件（11、12、1A、1B、15）的步骤在所述平台元件（20A）提升期间进行。

14.根据前述权利要求11至13中任一项所述的方法，其特征在于，所述平台元件（20A）通过锚固组件（2）以机械方式紧固在负载安装位置。

15.根据前述权利要求11至14中任一项所述的方法，其特征在于，在将所述负载元件（11、12、1A、1B、15）装载到位的步骤之前，所述负载元件（11、12、1A、1B、15）的位置通过至少一个调节千斤顶调整。

16.根据前述权利要求11至15中任一项所述的方法，其特征在于，在将带有负载元件（11、12、1A、1B、15）的所述平台元件（20A）提升至该结构（1）的所述另一区域处的负载升降位置期间，和/或在将所述负载元件（11、12、1A、1B、15）从负载升降位置移动到负载安装位置期间，和/或在将所述负载元件（11、12、1A、1B、15）在结构（1）上装载到位期间，所述平台元件（20A）的重心通过可位移配重保持在基本恒定或预定的位置。

17.根据前述权利要求11至16中任一项所述的方法，其特征在于，在将带有负载元件（11、12、1A、1B、15）的所述平台元件（20A）提升至该结构（1）的所述另一区域处的负载升降位置期间，和/或在将所述负载元件（11、12、1A、1B、15）从负载升降位置移动到负载安装位置期间，和/或在将所述负载元件（11、12、1A、1B、15）在结构（1）上装载到位期间，所述平台元件（20A）的重心通过系紧装置或通过偏移所述转移元件（27）而保持在基本恒定或预定的位置。