CN107407253A - 用于风轮机塔架的进出面板和用于固定该进出面板的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种风轮机塔架进出面板，该面板可移除地固定至塔架壁中的维护孔口处以由此关闭所述孔口；所述进出面板大体为平面的，并且关于正交于该平面的轴线径向地延伸；所述进出面板包括被构造成将所述进出面板在所述孔口处牢固地固定就位的一组两个或更多个固定元件；其中每个所述固定元件包括轴向夹持器，所述夹持器包括固定至所述进出面板的锚固件、夹持力调节器和具有夹持表面的夹持头；所述夹持头包括相对可变形的弹性材料，该弹性材料在所述夹持器施加的夹持载荷作用下变形，由此向所述塔架壁施加夹持力。

Description

用于风轮机塔架的进出面板和用于固定该进出面板的方法

本发明涉及一种进出面板以及用于将进出面板固定在风轮机塔架壁中的开口处的方法。具体而言，本发明涉及一种位于风轮机塔架壁处的可移除地固定的进出面板以及固定该进出面板的方法。

图1中示出了水平轴线风轮机，现在将参照该风轮机。示意性的图1示出了风轮机1，该风轮机1包括风轮机塔架2，风轮机机舱3安装在该塔架2上。包括至少一个风轮机叶片5的风轮机转子4安装在转子毂6上。

毂6通过从机舱前部延伸出的轴(未示出)连接至机舱3。机舱3可以使用定位在塔架1的顶部处的偏航驱动器转动，以改变转子叶片毂6和叶片5面对的方向。这些叶片具有空气动力学轮廓从而在风吹过叶片的表面时这些叶片经历来自于风的“升力”或压力。叶片空气动力学轮廓的先导表面与入射风相遇的角度或俯仰可以使用俯仰驱动器更改，这使叶片5相对于毂6转动，由此针对任何给定风速调节由叶片获得的“升力”，并由此还调节转子上的旋转驱动力。

图1中所示的风轮机可以是旨在用于家庭使用或轻型多用途使用的小型号，或者其可以是更大型号。一些大型号特别可以典型地在大规模发电中安装在路基或海上风电场上。典型的商用风轮机(例如，被设计成产生大约3MW功率的风轮机)可以站立近似100米高，并且具有长度为大约40m或更大的风轮机叶片。风轮机叶片的大小以及特别是当风轮机叶片在风中转动时被风轮机叶片扫掠的面积与风轮机能够从风提出的能量的量有关。因此，在商业能量生产中，风轮机较大，从而它们提供最大的发电容量。还已知陆上和海上风轮机，这些风轮机具有在140到180米之间的范围内的更大转子直径。这些模式中的一些模式特别是海上模式能够产生大约8MW功率。高度在80或100米以上的岸上和海上塔架变得越来越复杂，对于极大型风轮机或对于需要较大离地间隙的风轮机来说甚至延伸至140米或更大的高度，以便避免经过的风中的可能局部湍流效应接近地面。

在正常操作中，诸如在发电期间，偏航驱动器转动机舱3从而使其将转子毂6指向风内，并且俯仰驱动器调节风轮机的叶片5，从而使得它们以产生升力并致使转子4转动的迎角定位。于是可以调节叶片的俯仰，从而使得从风经受的力维持在安全操作参数内，同时从入射风产生尽可能多的能量。

风轮机塔架2用于多种目的。首先，塔架2在一定高度处给机舱3和叶片转子4提供偏航和支撑平台，该高度使得转子离开地面并且尽可能定位在安装部位处的层状气流中。这样，塔架必须拥有必要的结构强度以维持转子和机舱位置，即使在极端风或天气条件下。而且，考虑到风轮机和天气的动态特性，塔架必须能够执行其功能，而不管塔架上光临的机械振动或振荡如何，并且对于可能是二十年、二十五年或更长的风轮机1的寿命来说，也要求如此。塔架2可以在其基部附近提供定位并固定在基础上的锚固区域。陆上基础典型地可以由嵌入陆地表面或放置在岩层上的大量浇注混凝土构成。诸如在图1中所示的海上基础可以采用各种形式。两种常用的形式包括单桩150基础和导管架(jacket)基础，后者的类型类似于平台构造。在某些构造中特别是在海上塔架构造中，塔架2可以包括基部区域，该基部区域可连接至或连接至基础诸如单桩基础150或导管架基础，并且有时被称为过渡件120。另外，塔架2容纳某些风轮机部件，典型的是与风轮机控制、维护或从风轮机到电网的电力传输有关的那些元件。这些零部件与机舱或转子等都不时地需要维护，由此维护人员必须进出。给维护人员进入塔架2提供通路的需要可能带来与塔架壁的结构特性有关的问题。由于供维护人员进出的位置很可能位于塔架基部，即准确地说位于最高载荷和应力作用在塔架上的部位处，这样的问题尤其严重。

在WO2009094991中，公开了一种位于塔架壁中的基本卵形门框，在该门框内布置有窗扉，该窗扉结合有具有门的门道并且还结合有两个具有通风元件的通风孔口，一个通风孔口位于门道上方，一个位于下方。所有这些元件都布置在门框的范围内，该门框以围坎的形式贯穿塔架壁布置，延伸到塔架壁的内部和外部。门框围坎基本为卵形(当在平面图中看时)以便减轻由于贯穿地设置通路而给塔架壁带来的弱化。

在大型风轮机中，特别是在大型陆基风轮机和海上风轮机中，位于塔架内的一些部件可能非常大并且笨重，并且有时极其重：大约几吨或者几十吨。而且，在这种极大型风轮机中，通常将放置在机舱3中的一些部件可能对于机舱来说太大或太重，并且因此可以不是位于塔架2内，而是有时在其基部区域处可能位于塔架的过渡件区域120中。因而，除了维护人员经常需要进入塔架2或风轮机1之外，大型塔架2的尺寸也可以有利地允许将大型风轮机部件放置在塔架内，并且应该还优选允许偶尔移除大型部件进行维护、修理或更换。鉴于需要将大型元件移入或移出塔架，设置相应大的进出面板10会是有用的。

在DE102008035350中，已经建议设置贯穿塔架壁的进出孔口，该孔口足够大以允许引入或移除风轮机变压器。为此，提供了一种关闭板，该关闭板比孔口大，并且通过板边缘周围以及都围绕塔架孔口边缘的孔可移除地螺栓连接至塔架壁。该关闭板包含用于附加的、更小的人员入口门的严重增厚的门框部分。

证实在塔架壁中设置孔对其结构强度有害，特别是在钢制塔架壁的情况下。此外，钢制塔架壁孔口周围的大焊缝会显著弱化塔架。焊缝或孔都特别会产生显著的局部应力集中，在没有这些特征的情况下普通壁将维持其完整性的条件下，这些焊缝或孔可能积累结构失效。这是一个重要问题，因为风轮机塔架预期在其寿命期间需要多次承受超大载荷而不发生失效。还重要的是，特别是在使用钢板或钢材料作为塔架壁构造材料时，因为提供更厚钢板的附加成本可能相当大(即使当焊接或穿有多个螺栓孔时也能够承受超大载荷)。而且，用于DE102008035350中所示的进出面板的坚固连接布置往往会磨损或以其它方式损坏防护涂料表面涂层，有可能在每次组装进行面板之后都必须利用防护涂料重新涂覆。在现场进行这种类型的涂覆工作可能非常棘手并且很难符合要求。

仍然有需要提供到达风轮机塔架内部的通路，甚至同时避免弱化塔架结构。而且，需要提高与通过塔架壁进出而移动大型部件或设备相关的便利性。

发明内容

根据本发明，提供了一种风轮机塔架进出面板，该进出面板结合有具有可变形夹持头的轴向夹持元件。这允许将所述进出面板牢固地可移除地附装至风轮机塔架壁中的维护孔口，而不会损坏或弱化所述塔架壁。本发明在风轮机塔架具有钢壁的情况下是有益的。本发明在钢壁具有施加至该钢壁的防护性或防风雨涂层的情况下也是有益的。本发明的进出面板在本发明的第一方面中限定。另外，本发明的可选方面在本发明的第二至十三方面中限定并且在这里进行进一步描述。

在本发明的情况下，维护孔口旨在表示大到足以供维护人员进出的孔口。在一些实施方式中，维护孔口可以明显更大，大到足以允许太大以致于无法通过人员维护门进出的大件设备进出。在这种情况下，进出面板可以优选地结合采取用于维护人员的常规进出门形式的辅助门，该进出面板的尺寸比辅助门大很多，由此允许太大而无法通过维护人员门通过的大型涡轮机部件通过。

具体而言，本发明包括一种可移除地固定的风轮机塔架进出面板，所述进出面板大体为平面的，并且关于正交于该平面的关闭轴线径向地延伸。所述进出面板包括被构造成将所述进出面板牢固地固定就位的一组固定元件。根据本发明，每个固定元件包括轴向夹持器，所述夹持器包括固定至所述进出面板的锚固件、夹持力调节器和具有夹持表面的夹持头。优选地，本发明的进出面板可以包括多于两个这种夹持器，优选至少六个或更多个或八个或更多个或十个或更多夹持器，这取决于所述进出面板的总体尺寸。优选地，所述夹持头直接或间接地连接至锚固件。在一些实施方式中，所述夹持力调节器可以在所述锚固件和所述夹持头之间延伸。在本发明的情况下，轴向方向表示与穿过所述孔口并正交于所述孔口平面或正交于所述进出面板的轴向方向平行或重合的方向。对径向方向的参考表示从穿过所述孔口或所述进出面板的轴向方向径向延伸即正交于所述轴向方向或大体平行于所述进出面板的平面或所述孔口的平面的方向。所述进出面板或所述孔口的主轴线可以称为关闭轴线。

所述夹持器的夹持表面被构造成在所述夹持器被固定至其附装位置时接触塔架壁并与该塔架壁相互作用。根据本发明，所述夹持头包括高弹性材料或者由高弹性材料制成，该材料在所述夹持器施加的夹持载荷作用下变形，由此向所述塔架壁施加夹持力。通过设置结合既相对可变形又具有高度弹性并且在夹持器的力的作用下变形的夹持头材料的夹持头，基本刚性的风轮机塔架壁保持不会受到进出面板固定的损坏，虽然该进出表面同时被牢固地紧固至塔架壁。术语“相对可变形”在该上下文中旨在表示一组材料，该一组材料可以是非金属的和/或非陶瓷的，并且可以表现出类似于相对刚硬的弹性体诸如硫化弹性体或坚固热塑性材料诸如聚酰胺的特性。优选地，可变形夹持头材料可以具有小于12GPa的弹性模量。已经发现，该最大水平的弹性变形能力对于防止壁诸如钢壁的损坏以及给壁提供良好的固定连接都比较有效。

在优选实施方式中，所述夹持头具有夹持表面，该夹持表面在所述夹持器在所述塔架壁孔口处的夹持动作期间接触所述塔架壁，所述夹持表面为上述的可变形弹性夹持头材料。

在一些实施方式中，可以优选弹性模量小于10GPa或8GPa的弹性可变形夹持头材料。具体而言，在本发明的情况下，包括塑料材料的弹性可变形夹持头材料可能是有利的。这种材料可以表现出低于6GPa的弹性模量。

为了进一步增加夹持头对塔架壁孔口的防护特性，所述夹持头表面可以优选包括上述的可变形夹持头材料。

在进一步有利的可选方面中，所述夹持头表面材料可以优选地具有小于95的邵氏D硬度和/或小于130的洛氏R硬度。该特征确保夹持头不会倾向于刮擦塔架壁的表面。在向塔架壁施加防风雨涂层的情况下，小的刮痕也会导致腐蚀并且随后导致塔架壁弱化。如果检测到了，则刮痕将需要执行潜在的昂贵修补和维护以解决任何腐蚀损坏或防风雨损坏。如果没有检测到，塔架在极端条件可能更容易发生故障。对于通常在二十年和三十年之间的预期风轮机使用寿命来说，小瑕疵有很大的可能称为危险因素。对于外部环境更加恶劣诸如海上环境的情况尤其如此。

在进一步方面中，夹持头可以展现尺寸扩大的远端爪部。术语“远端”在这里是指夹持头距离所述进出面板相对更远的部分。远端扩大的爪部可以特别地形成凸缘，具体而言，形成能够在所述进出面板就位时在塔架壁孔口的边缘上径向延伸超过该边缘的凸缘。这样，带凸缘部分的爪表面可以在该边缘上延伸并且接触塔架壁孔口内表面。

在进一步的方面中，夹持头可以展现尺寸减小的近端腰部，优选地，该腰部能够在位于夹持位置时抵靠塔架壁孔口的内表面的一部分。该腰部可以包括轴向延伸的第一表面和轴向渐缩的第二表面。该轴向延伸的第一表面可以特别地能够在所述夹持器位于固定位置时抵靠塔架壁孔口的内边缘表面。该布置可以特别地将所述进出面板保持在所述塔架壁孔口内的安置位置中。

为了容易且可靠地确保正确安置的进出面板，所述腰部可以包括位于接近第一轴向表面的区域处的第二渐缩表面，从而在通过放置在塔架壁孔口中的进出面板逐渐地接近所述夹持器时，所述渐缩表面接触所述塔架壁孔口的边缘并逐渐骑跨在该边缘上。为此，所述夹持头和所述进出面板的局部部分可以径向向内推进，直到第一轴向表面与塔架壁孔口的的内表面对齐并接触。该布置确保将所述进出面板容易地安置在其预期位置，以便仅仅通过拧紧夹持器而关闭所述维护开口。

在另一个方面中，所述夹持头可以包括单件或由单件制成，该单件成形为包括带凸缘的远端扩大爪部和近端减小的腰部。该单件可以特别地由上述的可变形弹性夹持头材料制成。该单件的扩大远端爪部可以有利地展现所述夹持头的夹持表面。这样，可以使用具有所需弹性特性和表面硬度特性的单一材料用于所述夹持头的所有或主要部分。

夹持头优选成形并定位在固定元件中，从而使得能够向所述夹持头的径向向内区域施加轴向拉力，同时该夹持头通过该夹持头的位于或定位在所述拉力的施加点径向外部的部分抵靠不可动塔架壁孔口内表面传递推力。这样，特别在所述拉力施加点的径向外部的位置处，可以向塔架壁孔口内表面施加推力。所述夹持头由此可以被轴向夹持器的机构部分压缩，并且通过塔架壁孔口的位置(所述夹持头被推压在该位置处)还经受剪切力。座置垫或一系列座置垫或一个或多个座置带可以被施加至塔架壁孔口的内表面以防止其由于施加夹持力而被摩擦损坏。这种垫优选由塑料材料诸如尼龙^TM或其它表面光滑的弹性材料制成。

在优选实施方式中，所述夹持头可以相对于所述进出面板或其一部分上的锚固点进行轴向调节。该布置可以优选地允许通过调节器轴向改变进出面板部分上的夹持锚固件和相关夹持头之间的间隔距离。在这种情况下，轴向变化在沿着或平行于与进出面板的平面正交的轴线的方向上或者包括在该方向上的分量。在一些实施方式中，固定元件诸如轴向夹持器可以可移除地连接或固定至进出面板或其一部分。这例如将使得能够在需要时交换或更换固定元件或其零部件。在一些实施方式中，至少固定元件的锚固件或锚固点可以永久地连接至进出面板的一部分，诸如通过焊接或形成为进出面板的一体部分。

在又一个方面中，所述夹持头可以关于其中心轴线展现出旋转对称性。优选地，所述夹持头的旋转对称中心轴线平行于所述进出面板的主轴线延伸。所述夹持头因而可以能够将所述进出面板期望地安置，而不管其围绕其中心轴线的瞬时旋转取向如何。优选地，所述夹持头可以包括贯穿的轴向孔。优选地，所述旋转对称轴线可以沿着所述轴向孔并穿过所述轴向孔。在一些方面中，上述可调节的柄部可以穿过所述夹持头中的轴向孔。

在优选方面中，所述夹持器可以被构造成在所述进出面板的夹持动作期间向所述夹持头施加剪切力作用。优选地，所述夹持力调节器可调节或定位成向所述夹持头施加偏压力。优选地，在一些实施方式中，该夹持力调节器可以包括具有位于所述夹持头和所述轴向夹持器的砧座之间的有效长度的柄部。可选地，该柄部可以在其一端处连接至夹持头。可选地，该柄部可以连接至固定至所述进出面板的砧座元件。在一些实施方式中，所述砧座可以与所述锚固件一致。有利地，所述夹持力调节器进一步包括能够改变所述柄部的有效长度的致动器。调节所述柄部在砧座或锚固件和夹持头之间的有效长度由此可以改变施加至所述夹持头的夹持力。在一些方面中，夹持头和锚固件之间的间隔距离是可轴向调节的，优选通过所述夹持力调节器进行。

在一些方面中，为了更好地确保有效夹持作用同时保持塔架壁及其表面的完整性，可变形的弹性夹持头材料可以优选地具有小于10GPa，更优选小于8GPa或小于6GPa的剪切模量。

在一些方面中，弹性夹持头材料可以由非金属材料或非陶瓷材料制成。在优选方面中，可变形弹性夹持头材料可以包括剪切模量小于6GPa并且弹性模量小于4GPa的塑料材料。在一些方面中，所述夹持头的可变形材料是尼龙材料^TM或另一聚酰胺材料或者包括尼龙材料^TM或另一聚酰胺材料。在其它方面中，夹持头的可变形材料可以包括橡胶或硫化橡胶或合成橡胶。可以可选地想到许多其它材料，只要这些材料满足这里实质性或可选地限定的相关物理要求即可。

在本发明的上下文中，用于相应材料的弹性模量或剪切模量的合适值可以参照材料特性数据表来确定。具体而言，或在关于具体材料值产生疑问的情况下，可以使用2014年12月31日可用的相关ISO测试方法来适当地获得用于这些参数的可用值。

进出面板的大小可能发生变化，不过在大型风轮机中，这些面板在高度尺寸上可以一直延伸大约六米或八米更更高，并且宽度达两米或更大。这样，这些较大并因此也较重的面板会在需要时给放置或移除带来挑战。天气也需要考虑在内，诸如风，它们会妨碍或至少使施加(关闭)或移除(打开)操作严重复杂化。这样，既要支撑进出面板又要精确地定位进出面板(诸如在DE102008035350或WO2009094991所示的进出面板)在其对应的塔架孔口处的需要就比较困难，在一些条件下甚至是不可能的。在海上定位中，这种操作可能会更为困难。为了便于插入并将进出面板正确地安置在塔架壁孔口中，进出面板可以可选地包括主面板和分开的子面板，所述主面板和子面板被构造成分开地定位在所述塔架壁孔口内或从所述塔架壁孔口移除。这样，所述子面板可以独立于所述主面板在所述塔架孔口中固定就位。由于尺寸较小，子面板的安装可以比定位并固定整个进出面板更容易进行。而且，可以调节所述子面板在所述塔架孔中的位置以与预定支承位置一致。之后，可以通过使主面板的参考表面抵靠所述子面板的支承表面，而将主面板容易地插入在塔架壁孔口中的位置。因而，所述主面板可以立即正确地定位在孔口中，而无需进一步的位置调节。由于其较大尺寸，这相当大地方便了其插入以及其移除，并且在使用孔口将大型部件传送到塔架内或从塔架传送出的情况下也相当大地方便了再次插入。因此，在本发明的一些方面中，所述子面板和所述主面板可以沿着公共接缝连接，该公共接缝可以由所述子面板的支承表面和所述主面板的配合的参考表面构成。

在进一步的方面中，本发明可以包括具有维护孔口的风轮机塔架，其中这里描述或限定的进出面板可移除地位于所述维护孔口中。优选地，所述塔架孔口完全被所述进出面板关闭。优选地，所述塔架孔口在所述塔架的基部区域处或附近设置在塔架壁中。基部区域可以是位于地面附近或位于诸如岩层或地上基础或海上基础诸如导管架或单桩基础之类的基础附近。在一些实施方式中，所述塔架孔口所在的基部区域可以是海上风轮机塔架的位于单桩或导管架与塔架结构之间的过渡件。

优选地，所述塔架壁由钢板制成。钢板可以优选地具有25mm以上，仍然优选30mm以上，更优选40mm以上或50mm以上的厚度。优选地，所述塔架具有塔架顶部区域和塔架基部区域并且包括纵向延伸的大体圆柱形壁，该壁具有在从所述基部区域朝向所述顶部区域逐渐减少的圆柱直径。所述塔架壁可以具有在从所述基部区域朝向所述顶部区域逐渐减小的壁厚。所述塔架由此限定位于所述壁内的内部区域和位于所述壁外的外部。所述孔口优选关于正交于所述孔口的轴线径向地延伸，并且尺寸被设定成允许人员和设备在所述外部和内部区域之间通过。

可选地，位于所述塔架处的所述进出面板可以包括辅助门孔口，该辅助门孔口的尺寸被设定成允许维护人员在内部区域和外部之间通过。所述门孔口可以完全包含在所述进出面板内或位于其单个子面板内。所述塔架可以固定至基部基础或柱基，并且可以是陆上或海上塔架。可选地，塔架壁厚可以在整个孔口周围基本恒定。

优选地，所述塔架壁在相邻于所述孔口的区域处(例如，在孔口1m内)不包括通孔或结构焊缝。在上下文中，结构焊缝是直接或间接地支撑进出面板或至少其主要部分的重量的焊缝。塔架壁可以具有在所述壁相邻于所述孔口的基本全部外部区域上延伸的防风雨或防水涂料表面。优选地，该涂料表面围绕所述孔口的全部内边沿延伸，并且优选该涂料表面围绕相邻于所述孔口的基本全部内壁区域延伸。

根据本发明，所述进出面板的一组固定元件在所述孔口处将所述进出面板牢固地固定在适当位置，而无需位于或穿过所述塔架壁的孔和/或位于所述塔架壁中或所述塔架壁上的焊缝。因此，优选地，固定面板的功能由固定元件单独完成，这些固定元件不依赖于位于所述塔架壁处或上的孔和/或焊接元件。根据本发明的塔架在本发明的第十四方面中限定。其进一步可选特征在本发明的第十五方面中限定或在这里进行描述。

在一些方面中，本发明包括将根据本发明的进出面板固定至贯穿风轮机塔架壁的塔架维护孔口的方法，该方法包括将所述进出面板装配地放置在所述孔口中；并且通过操作所述进出面板的夹持力调节器在所述进出面板和所述塔架壁孔口之间施加轴向夹持力，从而将所述进出面板牢固地固定至所述塔架壁孔口，而不会损坏所述塔架或其上的涂层。根据本发明的方法在本发明的第十六方面中限定。这里描述或限定了该方法的进一步任选特征。根据一个方面，该方法可以包括将所述进出面板的子面板放置在所述孔口中并且径向地调节其在所述孔口中的位置。之后，该方法可以包括将所述子面板固定就位，并且之后将所述进出面板的主面板放置在所述孔口中，从而使主面板的参考表面抵靠子面板的支承表面，然后将所述主面板固定就位。

附图说明

现在将参照不是按照比例绘制的附图通过非限制性示例更详细地描述本发明，其中：

图1示出了包括示意性图示的进出面板的风轮机的示意性图示。图1a示出了另选细节；

图2a和2b示出了根据本发明的一些方面的进出面板的后视图和侧视图；

图3示出了根据本发明的一些方面的位于塔架孔口处的位置的进出面板的内部视图；

图4a、4b和4c示出了根据本发明的一些方面的示例性夹持头的示意图；

图5a和5b示出了根据本发明的一些方面的固定元件的另选视图；

图6示出了根据本发明的一些方面的固定元件的图解侧视图；

图7示出了根据本发明的一些方面的固定元件的示意性侧视图；

图8示出了根据本发明的另外方面的固定元件的示意性侧视图；

图9示出了根据本发明的一些方面的进出面板的另选实施方式的示意性侧视图；

图10a和10b示出了根据本发明的另外方面的进出面板的示意图示的另选立体图。

具体实施方式

图1所示的塔架2被示出为具有根据本发明的一些方面的示意性表示的进出面板10，该进出面板10装配在塔架壁8中的维护孔口7上。在图1中，该维护孔口设置在塔架2的基部区域中。在图1a中，维护孔口10被示出为位于过渡件120中，过渡件120还被称为中间区段，该过渡件120可以将塔架连接至在图中以虚线示出的导管架基础或单桩类型基础150。为了本公开之目的，塔架的基部区域可以被认为包括过渡件或中间区段150。在一些方面中，如图1中所建议的，可以在塔架2的基部区域中设置外部平台。另选地，维护孔口7可以在地面附近接近基础地设置在塔架2的基部区域中。在进出面板10中还可见可选的辅助门90，该辅助门90允许维护人员进出而无需打开整个进出面板10。在本发明的一些方面中，风轮机塔架2可以包括塔架顶部区域和塔架基部区域以及纵向延伸的大体圆筒状的壁8。塔架壁8可以特别地具有在从基部区域朝向顶部区域的方向上逐渐减小的壁直径。塔架壁8可以具有在从基部区域朝向顶部区域的方向上逐渐减小的壁厚。塔架2可以特别地限定位于壁8内的内部区域和位于壁8外的外部区域。塔架壁8设置有位于其基部区域中的维护孔口7，该孔口关于孔口主轴线径向地延伸并且该孔口7的尺寸允许人员和设备在外部区域和内部区域之间穿过该孔口7通过。根据本发明的塔架2进一步包括如这里描述或限定地可移除地固定在塔架孔口7处的进出面板10。优选地，该塔架壁8具有在壁8的相邻于孔口7的基本全部外部区域上延伸的防风雨和/或防水涂料表面。优选地，该涂料表面围绕孔口7的内部边沿9的全部延伸，并且优选该涂料表面围绕相邻于孔口7的内壁区域33和外壁区域31的基本全部延伸。

图2a和2b示出了大体成形并被构造成密封地装配并固定在塔架维护孔口7处的进出面板10(图3中所示)。为此，进出面板10和维护孔口7具有可以为近似卵形的大体类似形状，其中进出面板10的尺寸使其大到足以完全填充维护孔口7并且表现出在塔架壁外表面31上方延伸并延伸到该塔架壁外表面31上的略微径向重叠。图3中所示的示例为大体卵形形状的孔口7和进出面板10，其中该卵形形状的相对纵向侧边大体笔直并平行。孔口7的端部大体弯曲，并且进出面板10可以有利地在其端部处对应地弯曲。如上所述，在一些实施方式中，与进出面板或其一部分的严格弯曲端部相比可以有小的偏差，只要进出面板10(包括其所有零部件)的总体范围足以覆盖维护孔口7的径向范围即可。

在以总体内部视图示出了面板的图2a或3中可以看到进出面板10的视图。进出面板10被示出为具有可选的隆起侧壁16。在一些实施方式中，进出面板10的侧壁16可以具有可变深度以便更好地适应塔架壁8的可能曲率。在一些实施方式中，进出面板10的覆盖面板12可以是平面的，特别地，其可以优选为基本平坦的。在一些实施方式中，其可以设置有如图2b所建议的轻微曲率，该轻微曲率等于或小于塔架壁8在其维护孔口7的区域处的曲率。图2a或2b还示出了围绕进出面板10的侧壁16的可选的面对边沿55，该面对边沿55可以提供进出面板10和塔架壁8之间的更宽阔的连接表面。侧壁16的面对边沿55或简单地说边沿可以优选地设置密封珠缘57以提高进出面板10和塔架壁8之间的防风雨连接，并且防止对塔架壁外表面31处理(如果有的话)诸如防水漆造成损坏。

图2a或2b示出了在进出面板10的顶部处具有尖锐山形部110的进出面板10，以阻止鸟类筑巢倾向，否则鸟类筑巢可能会与打开进出面板的需要冲突。在该上下文中，术语“最顶端”是指当进出面板位于塔架壁孔口处的位置时进出面板的最高部分。还示出了示例性固定元件40，该固定元件40被示出为位于进出面板10的周边处的位置。覆盖面板12被示出为由相连的镶板件制成的复合面板。具体而言，利用附加面板部分形成山形部110，不过这些形成了部分覆盖面板12而不是与覆盖面板12分离。在图示的实施方式中，进出面板10包括用于帮助进出面板10在塔架孔口7中精确径向定位的定位器70。以示例方式示出了四个定位器70，不过可以适当地设置一个或两个或更多个定位器。

以示例方式示出了采取轴向夹持器形式的固定元件40。轴向夹持器41用来提供平行于进出面板10的主轴线或关闭轴线23的大体沿着夹持轴线43(参见图6)的固定力或夹持力。因此，根据本发明的一些方面，夹持轴线43基本平行于进出面板的关闭轴线23并且基本平行于孔口7的主轴线，该主轴线正交于孔口7的主平面。

在图3中，从塔架2内的角度示出了进出面板10，示出了在围绕维护孔口7区域中塔架壁8的内表面33。定位器70为径向定位器。所示出的示例示出了位于进出面板10的底部边缘区域处的四个定位器，不过在一些情况下单个定位器就足够了。固定元件40被示出为连接至进出面板10。定位器70允许径向调节进出面板10，从而使得可以精确地定位在孔口7中。

固定元件40可以是如图5a、5b和图6中更详细地示出的轴向夹持器41，不过这些固定元件40也可以具有不同构造，诸如如例如在图7、图8或图9中所示的杠杆类型夹持器。进出面板10被示出为通过固定元件40固定在塔架8中的孔口7处的位置中。进出面板10覆盖维护孔口7的全部径向范围。

从图3中所示的视图可以看到，通过将固定元件40和定位器70定位在进出面板10的内表面上，因此可从塔架2内进行出入。将进出面板10固定就位或将该进出面板10从其固定位置释放由此可以有利地从塔架2内执行。

如能够从辅助门90相对于维护孔口7的相对更小尺寸认识到的，该门旨在供工作人员使用，而孔口7的尺寸允许尺寸比辅助门大的大件设备通过该孔口7。由于不会设想需要频繁地通过维护孔口7移动大件设备，所以其固定元件40可以是与辅助门90的打开机构(预计该打开机构可相对频繁地使用)显著不同的类型。

定位器70可以包括能够在进出面板10的径向方向24上移动和调节的径向可移位脚部。脚部74可以优选地包括由弹性材料诸如橡胶或合成橡胶制成的垫，该垫在接触对置表面或者被抵靠地推压时提供高水平摩擦。该脚部被固定至调节轴，该调节轴被保持在以托架形式示出的支撑凸缘中，该托架在其基部固定或焊接至进出面板10的一部分。采取螺母形式的调节器可以被致动以在径向方向24上给轴可控地施加平移。该轴上的拧紧螺母可以用来将该脚部和轴拧紧在缩回或伸出位置。在一些实施方式中，拧紧螺母可以位于该支撑件的与致动器相反的一侧。进出面板在孔口7中的相对位置可以通过必要时致动调节器75并且拧紧来可控地调节和改变，以将其设置在距离孔口边缘32相对距离处的位置处，该位置可以具体对应于进出面板的预定位置。

将参照图4a至4c、图5a、5b、图6和图7讨论通过举例方式作为轴向夹持器41示出的固定元件40的具体设计。将术语“轴向夹持器”给予被构造成施加具有大体平行于进出面板10或孔口7的轴向方向43、23的分量或主分量的夹持装置。根据本发明，由轴向夹持器41施加的轴向力在朝向进出面板10或塔架壁8的方向上，由此将塔架壁8推靠在进出面板10的一部分上，该部分可以是进出面板10的平坦表面或者进出面板10上的隆起壁16或表面55或者密封珠缘57。轴向夹持器41包括锚固件42，在图6中，该锚固件42通过示例方式以固定或焊接至进出面板10或其覆盖面板12的凸台的形式示出。夹持力调节器44可以向轴向夹持器施加可调节的夹持力，尤其是轴向夹持力。在优选方面中，夹持力调节器可以采取具有可调节有效长度的柄部，该有效长度优选可通过致动器来调节。示例性夹持力调节器44被示出为包括螺纹柄部49，该螺纹柄部49连接至锚固件42并且设置有用于调节夹持器分离和夹持力的螺母。在图6所示的情况下，锚固件42还构成了供夹持力调节器作用的砧座。夹持力可以施加至夹持头45，该夹持头45可沿着柄部49轴向移动并且可由以螺纹上的螺母的方式示出的致动器强制驱动。在一些实施方式中(参见图5a和5b)，锚固件42可以设置在进出面板10的侧壁16处。夹持头45被示出为可选地具有狭窄腰部35和具有夹持表面50的张开爪36。柄部49具有主轴线43，该主轴线43可以平行于进出面板10或孔口7的关闭轴线或主轴线。根据本发明的夹持力致动器44可以是任何合适类型，并且在被用于致动时能够可控地施加或减少夹持器41的夹持力。其经由柄部49、调节器螺母和垫片46连接夹持头45和锚固件42。在一些实施方式中(图5a和5b)，夹持力调节器44可以采取螺纹螺栓形式。在图示的实施方式中，轴向夹持器41由此可选地包括夹持力调节器44，该夹持力调节器44的螺纹部分还是轴向夹持器41的主柄部。在图示的情况下，夹持力调节器44包括螺纹轴和螺母。在图示的情况下，夹持力调节器44的致动具有双重作用：经由爪部36和夹持表面50例如向塔架壁8施加夹持力；和调节主柄部49的有效长度。夹持头45优选由高回弹性、可弹性变形的材料制成，这种材料优选在通过手动拧紧轴向夹持器41施加的夹持力的作用下可变形。夹持头45优选具有光滑表面并且具有足够低的硬度和充足的弹性，从而使其不容易刮擦或损坏塔架壁8的表面上的涂层。腰部35提供了轴向延伸对准表面47，该表面47用来抵靠维护孔口7的边缘表面32径向定位进出面板10。在图4a至图4c中示出了具有远端凸缘部分36和近端腰部35的示例性夹持头45的细节，其中图4b示出了沿着图4a中的A-A的截面，而图4c示出了立体图。图示的夹持头45具有围绕其穿过中心孔延伸的中心轴线43的旋转对称性。这提供的优点是，夹持头45相对于被夹持表面总是正确地定向，而不管其瞬间取向如何。在一个可选方面中，夹持头45的远端凸缘部分36可以沿着弦51在位于其径向最外表面上的两个点之间截去顶部，以允许更容易将进出面板10插入孔口7内，而无需将夹持头45从它们相应的柄部49移除。

有利地，夹持头45进一步包括相邻于对准表面47并从对准表面47径向向内延伸的轴向渐缩表面48。因而，当沿着柄部49朝向锚固件42(柄部49保持在该锚固件42中)轴向拉动夹持头45时，该渐缩表面48接合塔架壁孔口7的内边沿9，并且被致使在该内边沿9上滑动，与此同时将进出面板10推动到其预期位置。夹持头优选关于其主轴线43表现出旋转对称性，该主轴线43与夹持器柄部49的主纵向轴线重合。

在操作时，爪36的夹持表面50抵靠塔架壁8的内表面。力调节器44可以通过拧紧该力调节器44进行致动，以将柄部49置于张力下并将夹持力F传递至塔架壁孔口区域的内表面33。在图示情况下，该夹持力可以是相对于夹持头45的剪切力F。爪36由此用来将进出面板10牢固地拉动成抵靠并安置在塔架壁8的外侧表面31上。位于进出面板10的侧壁16处的密封珠缘57可以在进出面板10固定并紧固就位时提供进出面板10的改善的防风雨连接。如在图4a至图4c中能够看到的，在一个示例性方面中，夹持头45包括由单件制成并且包括带凸缘远端部分36的元件。本发明的夹持头不需要是整体件，不过这种构造具有优点，尤其是在使用单一材料时，这种构造表现出足够的回弹性以在夹持载荷作用下维持其整体性，而无需加强笼或可能的外部增强板。复合夹持头45可以落入本发明的范围内，除非另有说明。这可以特别地允许对待组合的材料特性进行组合。在一些实施方式中可以优选整体式夹持头45。

图7和图8示出了用于固定元件40的另选构造，该固定元件40包括夹持头45的可弹性变形部分为C形，其中远端指状部提供夹持表面50，而该固定元件40的本体成形为特别是在被推靠在塔架壁8的内表面33上时表现出可弹性变形能力。夹持力调节器44以轴的形式示出，该轴位于砧座53和夹持头45的一部分之间的有效长度可通过螺纹型调节器进行调节。在图8的实施方式中，当通过致动杠杆或摇杆类型的接合控制件39将进出面板10放置在孔口7中的适当位置时，夹持头45能够与塔架壁8快速地接合。在使夹持头横跨至其夹持位置之后可以调节力调节器，或者可以通过旋转桥接力调节器44的两个柄部的调节器螺母而预先预调节该力调节器。

在另一个示例性实施方式中，进出面板10可以包括如这里限定的优选由弹性可变形材料制成的棘爪部59，该棘爪部59具有处于浅角θ的倾斜唇部，由此使得进出面板能够被插入塔架壁8处的孔口7的边缘上的位置并且能够自动地找到其安置位置。进出面板10可以优选地包括如图5b中更详细地所示的一个或两个或更多个快速关闭夹持器40，以便允许夹持头45从进出面板10的边缘退回，从而通过致动接合控制件59快速插入并固定就位。

根据本发明的一些方面，固定元件40使得进出面板10能够优选无需在塔架壁8中钻设任何孔或在塔架壁8上施加焊缝而在孔口7处固定就位。因此，在进一步可选的方面中，在相邻于维护孔口7的区域处，例如在孔口边缘表面32的1m范围内，塔架壁8既不包括通孔也不包括结构焊缝。在该上下文中，结构焊缝可以是直接或间接地支撑进出面板10的重量或该重量的至少主要部分或大部分的焊缝。因此，有利的是，在根据本发明的方面的塔架2中，在塔架壁8上可以没有任何结构焊缝或任何大焊缝或任何种类的焊缝。

在本发明的另外实施方式(该实施方式的方面在图9a和9b中示出)中，进出面板10可以包括主面板60和子面板80。这两个元件可以沿着在进出面板的两个面板之间限定抵靠接触边界的公共非固定接缝抵靠地连接。子面板80在这里示出为具有作为可选附加特征的通风孔口38。在一些实施方式中，可以不设置这种通风孔口38，或者这种通风孔口38可以设置在塔架2中的其它地方。起重点19被示出为位于进出面板10的主面板60上。图示的示例性起重点19允许在利用起重装置诸如起重机(未示出)起重时以大约竖直取向悬置主面板60。

主面板60具有以凹槽形式设置的参考表面66，由此被构造成与子面板80的突出支承表面86相配合，该突出支承表面86可以座置地接合在凹槽66内。

进出面板10关于主轴线23径向地延伸，该主轴线23也可以被称为关闭轴线。该轴线是指正交于进出面板10的平面的轴线。当装配在孔口7处的位置时，该轴线可以与塔架壁孔口7的主轴线重合。大体平面的进出面板10关于主轴线23大体径向地延伸。轴向夹持器41的数量和分布可以根据情况(诸如根据进出面板10的总体大小)而改变。另外，子面板80被示出为具有径向定位器70，该径向定位器70可在进出面板10的大体径向方向上调节并由此也可以在子面板80的径向方向上调节。定位器70的调节使定位器70的脚部在径向方向24上移动，也就是说，在从子面板80大体向外或向外侧并大体平行于子面板80的主平面的方向上移动。当进出面板10装配在维护孔口7中时，它可以平行于塔架壁维护孔口7的主平面。

如上所述，子面板80的支承表面86被构造成与沿着主面板60的一个边缘设置的对应形状的参考表面66相配合和连接。连接起来的相配合的支承表面和参考表面由此构成接缝。为了提高防风雨性，可以沿着该接缝可选地设置密封珠缘。如果期望，可以将相应的支承表面和参考表面86、66的构造改变成重叠或接合。优选地，子面板80的支承表面86为主面板60提供支撑和定位表面。子面板80的精确安置可以通过调节定位器70而使得支承表面86精确地定位在孔口7内的预定支承位置而实现。在图示的示例中，支承表面86可以在其预定位置基本横跨孔口7的弯曲端部区域延伸。在优选方面中，支承表面86可以为基本平面，不过具有轻微曲率诸如凹度的表面也可以帮助快速安置对应参考表面66。

在使用过程中，当根据图9a或图9b将进出面板10安装在风轮机塔架2的维护孔口7处时，通过将进出面板10的子面板80定位成使其支承表面86在孔口7中采取预定的固定支承位置而在孔口7中预先建立支承表面86。该操作可以使用相对现代的设备或工具进行，因为子面板80的尺寸可能相对容易控制。在大多数情况下，可以期望子面板不超过横跨最大1或2m的尺寸。如果由轻质材料诸如铝支撑，则其可能足够轻以致于由一个或两个维护人员就能将其操纵到塔架壁孔口7处的适当位置。其位置调节也可以使用手持工具和一个或两个维护人员手动地执行。此外，一旦子面板80的支承表面已经在孔口7中采取预定期望相对位置(这优选使用固定元件诸如这里描述的轴向夹持器41进行)，就可以由一个或两个维护人员使用手持工具进行子面板80的固定操作。合理精度地定位子面板对于确保耐用地且防风雨地将进出面板10装配在维护孔口7上可能比较重要。而且，在设置了包含在进出面板10中的辅助门90的实施方式中，需要将进出面板稳健地保持就位以便承受门90随着时间反复地物理使用。为了将子面板固定就位，可以想到任何适当的固定装置40，包括快速紧固件诸如铰接杠杆类型的弹簧紧固件、簧闩或其它合适类型的夹子或夹持器。

一旦将子面板80牢固地就位，则可以更快地使大得多的主面板60就位。考虑到其相当大的更大尺寸和更大重量，在安装过程中预期通过起重点19从起重机(未示出)悬置主面板60。主面板60的大小使其不仅较重，而且使其容易被阵风捕获，从而使其在孔口7中就位特别困难，特别是大风条件下。当从起重机悬置时，其参考表面6可以容易地抵靠在子面板80的支承表面86上。测量支承表面86的预定调节位置以考虑到孔口7和主面板60的相应已知尺寸。当参考表面66抵靠支承表面时，无需进一步操作或调节就能够容易地保证主面板60并由此保证作为整体的进出面板10在孔口7处的之前确定的可接受配合。在本发明的方面中，参考表面66和支承表面86可以被构造成诸如在舌片和凹槽类型的接合中那样相互互锁，这增加了装配地连接两个元件的操作的有效性。在定位主面板60之后，可以使用关于此面板讨论的任何合适的固定元件(这里描述或限定了该固定元件40的示例)固定该主面板60。这里具体描述的轴向夹持器41可以提供总体增强主面板60和进出面板10的配合的附加措施，诸如抵靠维护孔口壁边缘表面32的表面的轴向渐缩部分。

当通过塔架壁维护孔口7移动大型部件诸如变压器或其它大件设备时，可以通过使用如之前描述的那样使用起重机将进出面板的主面板60移除来打开孔口7，而将子面板80留在适当位置。在完成大型部件移动之后，可以再次迅速关闭孔口7，而无需相对于孔口7进行对准，因为子面板80的支承表面86提供了就位的必要引导。根据本发明的进出面板10因而更容易安装，并且在需要时更容易操作。

如这里描述的，在进出面板10处设置了一组固定元件40，这些固定元件40允许在需要移除进出面板10时将进出面板10固定就位、紧固和操作，所有这些都不会弱化塔架壁8，并且不会损坏塔架壁8上的防风雨涂层。由此，可以没有任何结构孔口框架地构造塔架进出孔口7，也就是说，塔架孔口7可以具有非结构孔口框架。类似地，根据本发明的方面的进出面板10对于塔架2可以优选为非结构的。

如将认识到的，在这里提供的一些方面中，本发明的进出面板10可以适合于还在风轮机之外的室外结构中实施，对于这种室外结构来说，人员或设备偶尔需要进出，并且其中进出面板的装配或壁孔口的设置可能面临与这里在风轮机塔架的情况下描述的挑战类似的挑战。

如将认识到的，在这里提供的一些方面中，本发明的进出面板可以适合于在风轮机之外的室外结构中实施，对于这种室外结构来说，人员或设备偶尔需要进出，并且其中进出面板的装配或壁孔口的设置可能面临与这里在风轮机塔架的情况下描述的挑战类似的挑战。

Claims (16)

1.一种风轮机塔架进出面板，该进出面板能移除地固定至塔架壁中的维护孔口处以由此关闭所述孔口；

所述进出面板大体为平面的，并且关于正交于该平面的轴线径向地延伸；

所述进出面板包括被构造成将所述进出面板在所述孔口处牢固地固定就位的一组两个或更多个固定元件；

其中每个所述固定元件包括轴向夹持器，所述夹持器包括夹持力调节器、具有夹持表面的夹持头和固定至所述进出面板的锚固件；

所述夹持头包括相对可变形的弹性材料，该弹性材料在所述夹持器施加的夹持载荷作用下变形，由此向所述塔架壁施加夹持力。

2.根据权利要求1所述的进出面板，所述可变形夹持头材料具有小于12GPa的弹性模量。

3.根据权利要求1所述的进出面板，其中所述夹持表面包括所述可变形夹持头材料。

4.根据权利要求1所述的进出面板，其中所述夹持头表面材料具有小于95的邵氏D硬度或小于130的洛氏R硬度。

5.根据权利要求1所述的进出面板，所述可变形夹持头材料具有小于10GPa的剪切模量。

6.根据权利要求1所述的进出面板，所述可变形夹持头材料包括剪切模量小于6GPa和弹性模量小于4GPa的塑料材料。

7.根据权利要求1所述的进出面板，其中所述夹持头展现带凸缘的远端扩大爪部和减小的近端腰部。

8.根据权利要求7所述的进出面板，所述腰部包括轴向延伸的第一表面和轴向渐缩的第二表面。

9.根据权利要求7所述的进出面板，其中所述可变形夹持头材料包括展现所述带凸缘的远端扩大爪部和所述减小的近端腰部的单件。

10.根据权利要求1所述的进出面板，其中所述夹持器被构造成在将所述进出面板夹持至所述塔架壁的夹持动作过程中向所述夹持头施加剪切力。

11.根据权利要求1所述的进出面板，所述夹持头关于对称轴线旋转对称。

12.根据权利要求1所述的进出面板，其中所述夹持力调节器包括柄部，该柄部具有位于所述夹持头和所述轴向夹持器的砧座之间的有效长度，并且其中所述夹持力调节器进一步包括能够改变所述柄部的所述有效长度的致动器。

13.根据权利要求1所述的进出面板，所述进出面板包括主面板和单独的子面板，所述主面板和所述子面板被构造成单独定位至所述塔架孔口或从所述塔架孔口移除。

14.一种包括纵向延伸的大体圆筒状壁的风轮机塔架，

所述塔架限定位于所述壁内的内部区域和位于所述壁外的外部；

所述塔架壁设置有位于其基部区域中的维护孔口，该孔口在所述壁中关于正交于该孔口的轴线径向地延伸，并且该孔口的尺寸被设定成允许人员和设备在所述外部和所述内部区域之间通过；

其中所述塔架进一步包括能移除地固定在所述塔架孔口处的进出面板；

所述进出面板为根据任一前述权利要求的进出面板。

15.根据权利要求14所述的风轮机塔架，所述塔架壁为钢壁，并且其中所述进出面板的所述一组固定元件在所述孔口处将所述面板牢固地固定就位，而无需在所述塔架壁中设置孔和/或焊缝。

16.一种将根据权利要求12或13所述的进出面板固定至贯穿风轮机塔架的壁的维护孔口的方法，所述孔口关于主轴线径向延伸；并且

所述方法包括：将所述进出面板装配地放置在所述孔口中；并且

通过操作所述夹持力调节器在所述进出面板和所述塔架壁孔口之间施加轴向夹持力，从而将所述进出面板牢固地固定至所述塔架壁孔口，而不会损坏所述塔架壁(孔口)或其上的涂层。