CN109072865B - 用于运输和/或存储风力涡轮机叶片壳体半部件的系统及相关方法 - Google Patents

Abstract

一种用于风力涡轮机叶片的叶片壳体半部件的运输的运输系统，叶片壳体半部件各自具有尖端和根端，其中，运输系统包括框架组件和第一组一个或多个分离器元件，框架组件包括第一运输框架，第一组分离器元件包括第一主分离器元件，所述第一主分离器元件被配置成使第一叶片壳体半部件和与第一叶片壳体半部件相邻的第二叶片壳体半部件分离，使得第二叶片壳体半部件被至少部分地堆叠在第一叶片壳体半部件之上。此外，公开了包括运输系统和多个叶片壳体半部件的叶片壳体半部件系统和相关方法。

Description

用于运输和/或存储风力涡轮机叶片壳体半部件的系统及相 关方法

发明领域

本公开涉及处理风力涡轮机叶片部件的领域。特别地，本公开涉及用于运输和/或存储叶片壳体半部件的系统以及处理（例如运输和/或存储）风力涡轮机叶片部件的方法。

发明背景

用于由风力产生电力的水平轴风力涡轮机的风力涡轮机叶片可以是相当大的，并且现今可能长度超过70米且宽度超过4米。典型地，叶片由纤维增强聚合物材料制成，并且包括逆风侧壳体部件和顺风侧壳体部件。由于这些大型转子叶片的尺寸和易碎性，在运输期间和在装卸期间叶片可能损坏。这种损坏可能严重降低叶片的性能。因此，叶片需要仔细包装，以确保它们不被损坏。

但是，由于现代风力涡轮机叶片的长度的增加，运输组装的叶片变得越来越复杂和昂贵。对于制造、运输和将风力涡轮机叶片安装在风力涡轮机叶片的转子上的总成本，运输成本高达20%的情况并不少见。此外，有些叶片通过不同的运输方式，例如通过卡车、火车和轮船运输到安装现场。这些运输方式中的一些可能具有例如由当地法规规定的对大载荷、最大高度、最大宽度、运输框架或支撑之间的最大距离的限制。因此，存在提供适合各种运输方式的运输解决方案的物流问题。

总的来说，存在使运输解决方案更简单、更安全和更便宜的要求。现有技术示出了使用单个集装箱或者其它包装系统运输多于一个的转子叶片的各种解决方案，其是明显降低运输成本的方法。但是，上述限制和限定可能增加使用同一包装系统运输多个叶片的困难。

因此，本发明的一个目的是为了获得用于存储和/或运输多个风力涡轮机叶片的新的方法和系统，其克服或改进了现有技术中的至少一个缺点，或者提供了有用的替代。

发明内容

因此，提供了用于风力涡轮机叶片的叶片壳体半部件的运输和/或存储的运输系统，叶片壳体半部件各自具有尖端和根端，其中，运输系统包括框架组件和第一组一个或多个分离器元件，框架组件包括第一运输框架。第一组分离器元件包括第一主（primary）分离器元件，第一主分离器元件被配置成使第一叶片壳体半部件和与第一叶片壳体半部件相邻的第二叶片壳体半部件分离。第一叶片壳体半部件和第二叶片壳体半部件可以分离，使得第二叶片壳体半部件被至少部分地堆叠在第一叶片壳体半部件之上。

还提供了叶片壳体半部件系统，其包括如本文所描述的运输系统和多个叶片壳体半部件，所述多个叶片壳体半部件各自具有尖端和根端并包括第一叶片壳体半部件和第二叶片壳体半部件，其中，第一叶片壳体半部件和第二叶片壳体半部件被堆叠在运输系统的框架组件上。

此外，提供了用于运输和/或存储多个叶片壳体半部件的方法，所述方法包括：

用包括第一运输框架的框架组件支撑第一叶片壳体半部件；

将第一主分离器元件布置在第一叶片壳体半部件的表面上；并且

将第二叶片壳体半部件堆叠在第一主分离器元件上。

所公开的系统和方法使得用于风力涡轮机叶片的叶片壳体半部件的更加体积有效的运输和/或存储成为可能。特别地，为给定数量的叶片壳体半部件提供降低高度的运输框架，允许相对容易地处理运输框架。本公开涉及未组装成风力涡轮机叶片的叶片壳体半部件的运输和/或存储。

叶片壳体半部件从根端延伸到尖端，并包括根部区域、过渡区域和翼型区域。叶片壳体半部件的过渡区域包括限定了叶片壳体半部件的最大弦线的肩部。

所述方法和/或系统有利地涉及例如具有至少40米、或至少45米、或甚至至少50米的叶片长度的叶片壳体半部件的诸如道路运输、铁路运输和/或海上运输的运输和存储。所述方法和/或系统特别适用于吊装搬运叶片壳体半部件。叶片壳体半部件可以预弯曲，使得当组装成叶片并安装在处于空载状态下的迎风配置的水平风力涡轮机上时，它们将从转子平面向前弯曲，使得尖端到塔架的间隙增加。叶片壳体半部件具有尖端和根端，具有内表面和外表面。叶片壳体半部件的内表面是当叶片壳体半部件被组装成风力涡轮机叶片时不暴露于环境中的表面。叶片壳体半部件的外表面是当叶片壳体半部件被组装成风力涡轮机叶片时暴露于环境中的表面。

运输系统包括框架组件，所述框架组件包括至少第一运输框架。框架组件具有第一端和第二端并沿着纵向轴线延伸。框架组件可包括第二运输框架和/或第三运输框架。第一运输框架可以可选地以可拆卸地连接或铰接地连接方式连接到第二运输框架。如果存在的话，第二运输框架可以可选地以可拆卸地连接或铰接地连接方式连接到第三运输框架。可拆卸的运输框架使得能够在不使用时将运输系统拆卸，即，运输系统可以在返回运输期间占用更少的空间，而铰接的运输框架能使得框架组件容易重新配置，例如堆叠，以为了返回运输更方便的配置，例如减少长度和略微增加高度。

诸如第一运输框架和/或第二运输框架的运输框架具有第一端和第二端。诸如第一运输框架和/或第二运输框架的运输框架可包括框架主体和至少一个支撑元件。至少一个支撑元件包括被配置成支撑叶片壳体半部件的表面的第一支撑元件。第一支撑元件可被配置成支撑叶片壳体半部件的外表面或内表面，如叶片壳体半部件的根部区域和/或过渡区域。至少一个支撑元件可包括被配置成支撑叶片壳体半部件的表面的第二支撑元件和/或第三支撑元件。第二支撑元件和/或第三支撑元件可被配置成支撑叶片壳体半部件的外表面或内表面，如叶片壳体半部件的过渡区域和/或翼型区域。

框架组件可包括第一侧壁和/或第二侧壁。框架组件的侧壁增加运输系统的刚度，并且可提供对叶片壳体半部件的保护。侧壁可以可选地以可拆卸地连接方式连接到第一运输框架的框架主体。侧壁的可拆卸的连接允许在运输/存储叶片壳体半部件时将运输系统拆卸。

框架组件可包括一个或多个支撑臂。支撑臂可以可选地以可拆卸地连接方式连接到第一运输框架和/或其他运输框架的框架主体。支撑臂可以是可延伸的，例如可伸缩的。支撑臂可以是L形的，其中短边水平地安装到框架主体，例如使得支撑臂的长边基本上垂直（相对于垂直方向±25度）。支撑臂的可拆卸的连接允许在运输/存储叶片壳体半部件时将运输系统拆卸。支撑臂可被配置成在运输期间阻止叶片壳体半部件横向位移。支撑臂可以沿着框架组件的纵向轴线纵向分布。

因此，当用于支撑叶片壳体半部件的运输系统不使用时，提供了降低的运输系统的运输和搬运成本。

运输系统包括一组或多组分离器元件。一组分离器元件，如第一组分离器元件可包括一个或多个分离器元件，如一个、两个、三个、四个、五个、六个或更多个分离器元件。运输系统包括第一组分离器元件，第一组分离器元件包括第一主分离器元件。第一组分离器元件可包括第一二级分离器元件。第一组分离器元件可包括第一三级分离器元件。第一组分离器元件可包括第一四级分离器元件。第一组分离器元件可包括第一五级分离器元件。

第一组分离器元件，或至少其一部分可被配置成使得第二叶片壳体半部件的至少一部分被容纳在第一叶片壳体半部件的空腔内。例如，第一主分离器元件可被配置成使得第二叶片壳体半部件的根部区域和/或过渡区域的一部分被容纳在第一叶片壳体半部件的根部区域的空腔内。在一个或多个示例性运输系统中，第一主分离器元件可被配置成使得第二叶片壳体半部件的翼型区域的一部分被容纳在第一叶片壳体半部件的根部区域和/或过渡区域的空腔内。

分离器元件或至少其一部分可以由聚合物制成。合适的聚合物包括聚乙烯、聚丙烯、聚酯和聚氨酯。聚合物可以是泡沫聚合物。

分离器元件可包括凸面或凹面，所述凸面或凹面被配置成接触叶片壳体半部件的内表面。此外，分离器元件可包括凸面或凹面，所述凸面或凹面被配置成接触相邻叶片壳体半部件的内表面或外表面。例如，第一主分离器元件可包括凸面，所述凸面被配置成接触第一叶片壳体半部件的内表面。在用于具有朝下的内表面的第一叶片壳体半部件的运输系统中，第一主分离器元件可包括凹面，所述凹面被配置成接触第一叶片壳体半部件的外表面。在一个或多个示例性运输系统中，第一主分离器元件包括凸面或凹面，所述凸面被配置成接触第二叶片壳体半部件的内表面，所述凹面被配置成接触第二叶片壳体半部件的外表面。

第一组分离器元件可被配置成使第一叶片壳体半部件和与第一叶片壳体半部件相邻的第二叶片壳体半部件分离，例如使得第一叶片壳体半部件的内表面朝向第二叶片壳体半部件的外表面。当然，应当注意，叶片壳体半部件可被堆叠成使得第一叶片壳体半部件的外表面朝向第二叶片壳体半部件的内表面，例如在叶片壳体半部件的内表面朝下的配置中。这种配置在堆叠相同类型的叶片壳体半部件时可能是有用的。

第一组分离器元件可被配置成使第一叶片壳体半部件和与第一叶片壳体半部件相邻的第二叶片壳体半部件分离，例如使得第一叶片壳体半部件的内表面朝向第二叶片壳体半部件的内表面。这种配置对于不同类型的叶片壳体半部件可能是有用的。

运输系统可包括第二组一个或多个分离器元件，所述第二组分离器元件包括第二主分离器元件，所述第二主分离器元件被配置成使第二叶片壳体半部件和与第二叶片壳体半部件相邻的第三叶片壳体半部件分离。

第二组分离器元件可包括第二二级分离器元件。第二组分离器元件可包括第二三级分离器元件。第二组分离器元件可包括第二四级分离器元件。第二组分离器元件可包括第二五级分离器元件。

第二组分离器元件，或至少其一部分可被配置成使得第三叶片壳体半部件的至少一部分被容纳在第二叶片壳体半部件的空腔内。例如第二主分离器元件可被配置成使得第三叶片壳体半部件的根部区域和/或过渡区域的一部分被容纳在第二叶片壳体半部件的根部区域的空腔内。

第二主分离器元件可包括凸面，所述凸面被配置成接触第二叶片壳体半部件的内表面。在用于具有朝下的内表面的第二叶片壳体半部件的运输系统中，第二主分离器元件可包括凹面，所述凹面被配置成接触第二叶片壳体半部件的外表面。在一个或多个示例性运输系统中，第二主分离器元件包括凸面或凹面，所述凸面被配置成接触第三叶片壳体半部件的内表面，所述凹面被配置成接触第三叶片壳体半部件的外表面。

第二组分离器元件可被配置成使第二叶片壳体半部件和与第二叶片壳体半部件相邻的第三叶片壳体半部件分离，例如使得第二叶片壳体半部件的内表面朝向第三叶片壳体半部件的外表面。这种配置在堆叠相同类型的叶片壳体半部件时可能是有用的。

第二组分离器元件可被配置成使第二叶片壳体半部件和与第二叶片壳体半部件相邻的第三叶片壳体半部件分离，例如使得第二叶片壳体半部件的内表面朝向第三叶片壳体半部件的内表面。这种配置对于不同类型的叶片壳体半部件可能是有用的。

运输系统可包括至少三组分离器元件，其中，每组分离器元件被配置成使两个相邻叶片壳体半部件分离。

运输系统可包括第三组一个或多个分离器元件，所述第三组分离器元件包括第三主分离器元件，所述第三主分离器元件被配置成使第三叶片壳体半部件和与第三叶片壳体半部件相邻的第四叶片壳体半部件分离。

运输系统可包括第四组一个或多个分离器元件，所述第四组分离器元件包括第四主分离器元件，所述第四主分离器元件被配置成使第四叶片壳体半部件和与第四叶片壳体半部件相邻的第五叶片壳体半部件分离。

运输系统可包括第五组一个或多个分离器元件，所述第五组分离器元件包括第五主分离器元件，所述第五主分离器元件被配置成使第五叶片壳体半部件和与第五叶片壳体半部件相邻的第六叶片壳体半部件分离。包括五组分离器元件的运输系统有利地允许用于三叶片风力涡轮机的所有叶片壳体半部件被堆叠在同一框架组件上。

叶片壳体半部件系统包括多个叶片壳体半部件，所述多个叶片壳体半部件包括第一叶片壳体半部件和第二叶片壳体半部件。叶片壳体半部件可以是两个不同类型中的一个。第一类型为逆风侧壳体半部件（或压力侧壳体半部件），即，被配置为形成风力涡轮机叶片的逆风侧。第二类型为顺风侧壳体半部件（或吸力侧壳体半部件），即，被配置为形成风力涡轮机叶片的顺风侧。叶片壳体半部件可指向第一方向，即，叶片壳体半部件的根端布置在框架组件的第一端附近。叶片壳体半部件可指向第二方向，即，叶片壳体半部件的尖端布置在框架组件的第一端附近或布置在框架组件的第一端处。

在一个或多个示例性叶片壳体半部件系统中，第一组分离器元件的分离器元件沿着纵向轴线分布在第一叶片壳体半部件的根端与尖端之间。

在一个或多个示例性叶片壳体半部件系统中，第一主分离器元件和第二主分离器元件在纵向方向上至少部分地重叠。换句话说，第一主分离器元件和第二主分离器元件可布置在相同或基本上相同的纵向位置处，或者纵向对齐。在一个或多个示例性叶片壳体半部件系统中，第一二级分离器元件和第二二级分离器元件在纵向方向上至少部分地重叠。重叠的分离器元件防止或至少减少了布置在分离器元件之间的叶片壳体半部件上的机械应力。

第一叶片壳体半部件和第二叶片壳体半部件可以以根端对根端布置的方式进行堆叠或布置，即，第一叶片壳体半部件和第二叶片壳体半部件指向相同方向。

第一叶片壳体半部件和第二叶片壳体半部件可以以根端对尖端布置的方式进行堆叠或布置，即，第一叶片壳体半部件和第二叶片壳体半部件指向不同方向（第一方向或第二方向）。

在一个或多个示例性叶片壳体半部件系统中，所有叶片壳体半部件可以以交替的根端对尖端布置的方式进行布置，即，相邻的叶片壳体半部件指向不同方向（第一方向或第二方向）。在一个或多个示例性叶片壳体半部件系统中，多个叶片壳体半部件可以以组合的根端对根端和根端对尖端布置的方式进行布置，即，相邻的叶片壳体半部件指向不同方向（第一方向或第二方向）。

在叶片壳体半部件系统中，叶片壳体半部件的至少一部分可被容纳在相邻叶片壳体半部件的空腔内。

第一叶片壳体半部件可以是第一类型或第二类型。

第二叶片壳体半部件可以是第一类型或第二类型。第一叶片壳体半部件和第二叶片壳体半部件可以是相同类型的叶片壳体半部件或者不同类型的叶片壳体半部件。第二叶片壳体半部件可以与第一叶片壳体半部件相邻。

在叶片壳体半部件系统中，第二叶片壳体半部件的至少一部分可被容纳在第一叶片壳体半部件的空腔内。例如，第二叶片壳体半部件的根部区域和/或过渡区域的一部分可被容纳在第一叶片壳体半部件的根部区域空腔内。在一个或多个示例性叶片壳体半部件系统中，第二叶片壳体半部件的翼型区域的一部分可被容纳在第一叶片壳体半部件的根部区域空腔内。

多个叶片壳体半部件可包括至少三个第一类型的叶片壳体半部件和/或至少三个第二类型的叶片壳体半部件。

多个叶片壳体半部件可包括第三叶片壳体半部件。第三叶片壳体半部件可以是第一类型或第二类型。第三叶片壳体半部件可与第二叶片壳体半部件相邻。在具有第二和第三叶片壳体半部件的一个或多个示例性叶片壳体半部件系统中，第三叶片壳体半部件的至少一部分可被容纳在第二叶片壳体半部件的空腔内。例如，第三叶片壳体半部件的根部区域和/或过渡区域的一部分可被容纳在第二叶片壳体半部件的根部区域空腔内。在具有第二和第三叶片壳体半部件的一个或多个示例性叶片壳体半部件系统中，第三叶片壳体半部件的翼型区域的一部分可被容纳在第二叶片壳体半部件的根部区域空腔内。

多个叶片壳体半部件可包括第四叶片壳体半部件。第四叶片壳体半部件可以是第一类型或第二类型。第四叶片壳体半部件可与第三叶片壳体半部件相邻。在具有第三和第四叶片壳体半部件的一个或多个示例性叶片壳体半部件系统中，第四叶片壳体半部件的至少一部分可被容纳在第三叶片壳体半部件的空腔内。例如，第四叶片壳体半部件的根部区域和/或过渡区域的一部分可被容纳在第三叶片壳体半部件的根部区域空腔内。在具有第三和第四叶片壳体半部件的一个或多个示例性叶片壳体半部件系统中，第四叶片壳体半部件的翼型区域的一部分可被容纳在第三叶片壳体半部件的根部区域空腔内。

多个叶片壳体半部件可包括第五叶片壳体半部件。第五叶片壳体半部件可以是第一类型或第二类型。第五叶片壳体半部件可以与第四叶片壳体半部件相邻。

多个叶片壳体半部件可包括第六叶片壳体半部件。第六叶片壳体半部件可以是第一类型或第二类型。第六叶片壳体半部件可与第五叶片壳体半部件相邻。

在一个或多个示例性叶片壳体半部件系统中，叶片壳体半部件可被布置成使得叶片壳体半部件的内表面朝向相邻叶片壳体半部件的外表面。因此，第一叶片壳体半部件可被布置成使得第一叶片壳体半部件的内表面朝向第二叶片壳体半部件的外表面。此外，第二叶片壳体半部件可被布置成使得第二叶片壳体半部件的内表面朝向第三叶片壳体半部件的外表面。如果第二叶片壳体半部件和第三叶片壳体半部件是相同类型，这可能是有利的。

在一个或多个示例性叶片壳体半部件系统中，叶片壳体半部件可被布置成使得叶片壳体半部件的内表面朝向相邻叶片壳体半部件的内表面。因此，第一叶片壳体半部件可被布置成使得第一叶片壳体半部件的内表面朝向第二叶片壳体半部件的内表面。如果第一叶片壳体半部件和第二叶片壳体半部件以根端对尖端布置的方式进行布置并且/或者是不同类型，这可能是有利的。

在一个或多个示例性叶片壳体半部件系统中，叶片壳体半部件可被布置在距在相同方向上指向的相邻的叶片壳体半部件的纵向距离处。沿着框架组件的纵向轴线测量纵向距离。例如，在根端对根端的配置中，可以以距第一叶片壳体半部件的纵向距离布置第二叶片壳体半部件。换句话说，第一叶片壳体半部件和第二叶片壳体半部件可以纵向移动。

在一个或多个示例性叶片壳体半部件系统中，诸如抗剪腹板的一个或多个风力涡轮机叶片组件可被布置在两个相邻叶片壳体半部件之间，如在第一叶片壳体半部件与第二叶片壳体半部件之间和/或在第三叶片壳体半部件与第四叶片壳体半部件之间。

叶片壳体半部件系统的示例性叶片壳体半部件配置（Emb 1、Emb 2、…、Emb 9）在下面的表1中示出，其中T1表示叶片壳体半部件是第一类型（逆风侧），T2表示叶片壳体半部件是第二类型（顺风侧）。此外，A表示叶片壳体半部件被布置成外表面朝下并指向第一方向，B表示叶片壳体半部件被布置成外表面朝下并指向第二方向，C表示叶片壳体半部件被布置成内表面朝下并且指向第一方向，D表示叶片壳体半部件被布置成内表面朝下并且指向第二方向。

表1.示例性叶片壳体半部件配置

所述方法包括用框架组件支撑第一叶片壳体半部件，所述框架组件包括第一运输框架。用框架组件支撑第一叶片壳体半部件的动作可包括用第一运输框架的第一支撑元件支撑第一叶片壳体半部件的根部区域和/或过渡区域，例如根部区域和/或过渡区域的外表面和/或内表面。用包括第一运输框架的框架组件支撑第一叶片壳体半部件的动作可包括用第二支撑元件支撑第一叶片壳体半部件的翼型区域，例如翼型区域的外表面和/或内表面。用包括第一运输框架的框架组件支撑第一叶片壳体半部件的动作可包括用第三支撑元件支撑第一叶片壳体半部件的过渡区域和/或翼型区域，例如外表面和/或内表面。

所述方法可包括用第二运输框架支撑第一叶片壳体半部件。用第二运输框架支撑第一叶片壳体半部件的动作可包括用第二运输框架的第一支撑元件支撑第一叶片壳体半部件的翼型区域，例如翼型区域的外表面和/或内表面。

所述方法可包括用第三运输框架支撑第一叶片壳体半部件。用第三运输框架支撑第一叶片壳体半部件的动作可包括用第三运输框架的第一支撑元件支撑第一叶片壳体半部件的过渡区域和/或翼型区域，例如外表面和/或内表面。

所述方法包括将第一主分离器元件布置在第一叶片壳体半部件的表面上，例如外表面或和内表面。将第一主分离器元件布置在第一叶片壳体半部件的表面上的动作可包括将第一主分离器元件布置在第一叶片壳体半部件的根部区域中和/或过渡区域中。

所述方法可包括将第一二级分离器元件布置在第一叶片壳体半部件的表面上，例如外表面或和内表面，并且将第二叶片壳体半部件堆叠在第一二级分离器元件上。将第一二级分离器元件布置在第一叶片壳体半部件的表面上的动作可包括将第一二级分离器元件布置在第一叶片壳体半部件的翼型区域中。

所述方法可包括将第一三级分离器元件布置在第一叶片壳体半部件的表面上，例如外表面或内表面，并且将第二叶片壳体半部件堆叠在第一三级分离器元件上。将第一三级分离器元件布置在第一叶片壳体半部件的表面上的动作可包括将第一三级分离器元件布置在第一叶片壳体半部件的过渡区域和/或翼型区域中。

所述方法包括将第二叶片壳体半部件堆叠在第一主分离器元件上。所述方法可包括将第二叶片壳体半部件堆叠在第一主分离器元件上，使得第二叶片壳体半部件的至少一部分容纳在第一叶片壳体半部件的空腔内和/或使得第一叶片壳体半部件的至少一部分容纳在第二叶片壳体半部件的空腔内。

所述方法可包括将第二主分离器元件布置在第二叶片壳体半部件的表面上，并且将第三叶片壳体半部件堆叠在第二主分离器元件上。所述方法可包括将第二主分离器元件布置在第二叶片壳体半部件的表面上，并且将第三叶片壳体半部件堆叠在第二主分离器元件上，使得第三叶片壳体半部件的至少一部分容纳在第二叶片壳体半部件的空腔内和/或使得第二叶片壳体半部件的至少一部分容纳在第三叶片壳体半部件的空腔内。

在所述系统和/或方法中，叶片壳体半部件可被布置成使得以根端对尖端布置的叶片壳体半部件的尖端延伸超过相邻叶片壳体半部件的根端。例如，第二叶片壳体半部件可被布置成使得以根端对尖端布置的第二叶片壳体半部件的尖端延伸超过第一叶片壳体半部件的根端。

第一和第二叶片壳体半部件可以彼此基本上平行地布置，并且沿着相反的方向取向。

根据一个或多个有利实施例，第一叶片壳体半部件和第二叶片壳体半部件被堆叠和/或布置在彼此的顶部上，即，使得第二叶片壳体半部件布置在第一叶片壳体半部件之上。有利地，第一叶片壳体半部件和第二叶片壳体半部件被布置成使得它们各自的尖端的弦平面基本上水平地布置。“基本上水平”意味着弦平面可以变化为+/-25度到水平。

包括第一运输框架和/或其他运输框架的框架组件可以用作搬运工具，使得两个或更多个叶片壳体半部件可以一次搬运，而不会对叶片壳体半部件施加应力。

在多个示例性运输系统中的一个中，第一运输框架的纵向范围是至少5米。优选地，第一运输框架的宽度等于或大于将布置在第一运输框架上的叶片壳体半部件的螺栓圆直径。在一个或多个示例性运输系统中，框架组件的纵向范围是至少30米，如至少40米，如甚至至少50米。

运输系统优选地用于运输具有预弯曲Δy的叶片壳体半部件和/或蜿蜒（swept）的叶片壳体半部件。

应该理解，上述特征中的任何一个特征可被组合在如所描述的系统和方法的任何实施例中。

详细说明

下面将参考附图详细解释本发明，其中

图1示出了风力涡轮机，

图2示出了风力涡轮机叶片的示意图，

图3示出了翼型轮廓的示意图，

图4示出了从上面和从侧面看到的风力涡轮机叶片的示意图，

图5示出了根据本发明的示例性叶片壳体半部件系统的示意侧视图，

图6示出了图5的叶片壳体半部件系统的示意俯视图，

图7示出了图5的叶片壳体半部件系统的示意立体图，

图8示出了根据本发明的示例性叶片壳体半部件系统的示意侧视图，

图9示出了图8的叶片壳体半部件系统的示意俯视图，

图10示出了图8的叶片壳体半部件系统的示意立体图，

图11示出了根据本发明的示例性叶片壳体半部件系统的示意侧视图，

图12示出了图11的叶片壳体半部件系统的示意俯视图，

图13示出了图11的叶片壳体半部件系统的示意立体图，

图14示出了根据本发明的示例性叶片壳体半部件系统的示意侧视图，

图15示出了图14的叶片壳体半部件系统的示意俯视图，以及

图16示出了图15的叶片壳体半部件系统的示意立体图。

本发明涉及用于水平轴风力涡轮机（HAWT）的风力涡轮机叶片的叶片壳体半部件的运输和存储。

图1示出了根据所谓的“丹麦概念”的常规的现代迎风式风力涡轮机，其具有塔架4、机舱6以及具有大致水平的转子轴的转子。转子包括毂部8和从毂部8径向延伸的三个叶片10，每个叶片具有最接近毂部的叶片根部16和最远离毂部8的叶片尖部14。转子具有用R表示的半径。

图2示出了示例性风力涡轮机叶片10的示意图。风力涡轮机叶片10具有传统的具有根端和尖端的风力涡轮机叶片的形状，并且包括：最靠近毂部的根部区域30、最远离毂部的成型或翼型区域34、以及位于根部区域30与翼型区域34之间的过渡区域32。叶片10包括前缘18和后缘20，当叶片安装在毂部上时，前缘18面向叶片10的旋转方向，并且后缘20面向前缘18的相反方向。

翼型区域34（也称为成型区域）具有关于产生升力方面的理想的或近乎理想的叶片形状，而根部区域30由于结构方面的考虑具有大致圆形或椭圆形的横截面，例如使之更容易和更安全地将叶片10安装到毂部上。根部区域30的直径（或弦）可以沿着整个根部区域30是恒定的。过渡区域32具有从根部区域30的圆形或椭圆形形状向翼型区域34的翼型轮廓逐渐变化的过渡轮廓。过渡区域32的弦长一般随着距毂部的距离r的增加而增加。翼型区域34具有翼型轮廓，所述翼型轮廓具有在叶片10的前缘18与后缘20之间延伸的弦。弦的宽度随着距毂部的距离r的增加而减小。

叶片10的肩部40被限定为叶片10具有其最大弦长的位置。肩部40一般设置在过渡区域32与翼型区域34之间的边界处。

应注意到，叶片的不同区段的弦通常不位于共同的平面中，因为叶片可能扭转和/或弯曲（即，预弯），从而提供具有相应地扭转和/或弯曲的线路的弦平面，这是最常见的情况，以补偿取决于距毂部的半径的叶片的局部速度。

风力涡轮机叶片10包括由纤维增强聚合物制成的包括两个叶片壳体半部件的壳体，并且被典型地制造成沿着结合线28胶接在一起的压力侧或逆风侧叶片壳体半部件24和吸力侧或顺风侧叶片壳体半部件26，其中结合线28沿着叶片10的后缘20和前缘18延伸。

图3和图4描绘了可用于解释根据本发明存储和运输的叶片壳体半部件的几何形状的参数。

图3示出了以各个参数描绘的风力涡轮机的典型叶片的翼型轮廓50的示意图，这些参数一般用来限定翼型的几何形状。翼型轮廓50具有压力侧52和吸力侧54，在使用过程中，即在转子的旋转过程中，压力侧和吸力侧通常分别面向迎风（或逆风）侧和背风（或顺风）侧。翼型50具有弦60，弦60具有在叶片的前缘56与后缘58之间延伸的弦长c。翼型50具有厚度t，其定义为压力侧52与吸力侧54之间的距离。翼型的厚度t沿着弦60变化。与对称式轮廓的偏离由拱形线62表示，拱形线62是穿过翼型轮廓50的中线。该中线可以通过绘制从前缘56到后缘58的内接圆而得到。该中位线遵循这些内接圆的中心，并且与弦60的偏离或距离称为拱高f。也可以通过使用称为上拱高（或吸力侧拱高）和下拱高（或压力侧拱高）的参数来限定不对称性，其中上拱高和下拱高分别定义为从弦60到吸力侧54和压力侧52的距离。

翼型轮廓通常通过下列参数来表征：弦长c、最大拱高f、最大拱高f的位置d _f 、最大翼型厚度t（其为沿着中位拱线62的内接圆的最大直径）、最大厚度t的位置d _t 、以及鼻部半径（未示出）。这些参数一般被限定为与弦长c之比。因此，局部相对叶片厚度t/c给定为局部最大厚度t与局部弦长c之间的比。另外，最大压力侧拱高的位置d _p 可用作设计参数，当然，最大吸力侧拱高的位置也可用作设计参数。

图4示出了叶片和叶片壳体半部件的其他几何参数。叶片和叶片壳体半部件具有总的叶片长度L。如图3所示，根端位于位置r = 0处，并且尖端位于r = L处。叶片壳体半部件的肩部40位于位置r = L _w 处，并且具有肩宽W，其中肩宽W等于肩部40处的弦长。根部的直径被限定为X。另外，叶片/叶片壳体半部件设置有预弯曲，预弯曲被限定为Δy，其与相对于叶片的俯仰轴线22的平面外偏转相对应。

随着时间的推移，叶片变得越来越长，现在可能超过了70米的长度。另外，叶片的根部直径增大。叶片的长度、根部直径以及叶片相对于肩部的形状、弯曲和预弯曲使之越来越难以运输叶片，特别是如果要将多个叶片一起运输和存储。叶片的形状和大小也限制了叶片如何可以堆叠的阵列紧密地存储。

图5至图7示出了根据本发明的用于运输和存储多个叶片壳体半部件的示例性叶片壳体半部件系统的不同示意图。叶片壳体半部件系统100包括运输系统102和多个叶片壳体半部件，所述多个叶片壳体半部件包括第一叶片壳体半部件104、第二叶片壳体半部件106和可选的第三叶片壳体半部件108。叶片壳体半部件104、106、108为第一类型（逆风侧）。每个叶片壳体半部件104、106、108具有尖端110和根端112。运输系统102包括框架组件114，框架组件114包括第一运输框架116，第一运输框架116包括框架主体118和至少一个支撑元件，所述至少一个支撑元件被配置成支撑第一叶片壳体半部件104的外表面120。叶片壳体半部件104、106、108的根端布置在框架组件的第一端121处，指向第一方向。至少一个支撑元件包括沿着第一叶片壳体半部件104纵向分布的第一支撑元件122、第二支撑元件124、第三支撑元件126、第四支撑元件128和第五支撑元件130。支撑元件122、124、126、128、130优选地由泡沫聚合物制成或者至少包括泡沫聚合物，并且各自具有被配置成接触并支撑第一叶片壳体半部件104的外表面120的表面，如凹面。支撑元件安装在，如可拆卸地安装在第一运输框架116的框架主体118上。

在叶片壳体半部件系统100中，叶片壳体半部件104、106、108以根端对根端的配置被堆叠在框架组件114上，其中叶片壳体半部件的外表面朝下。更多的叶片壳体半部件可被堆叠在第三叶片壳体半部件108之上。第一叶片壳体半部件104的内表面朝向相邻的第二半部壳体106的外表面，并且第二叶片壳体半部件106的内表面朝向相邻的第三半部壳体108的外表面。叶片壳体半部件104、106、108的根端沿着图6中用虚线X表示的纵向轴线纵向对齐。

运输系统102包括第一组一个或多个分离器元件，所述分离器元件被布置在第一叶片壳体半部件104与第二叶片壳体半部件106之间并使它们分离。第一组分离器元件包括第一主分离器元件132，第一主分离器元件132被配置并布置成使第一叶片壳体半部件104和与第一叶片壳体半部件相邻的第二叶片壳体半部件106分离，使得第二叶片壳体半部件被至少部分地堆叠在第一叶片壳体半部件之上。第一分离器元件132被布置在第一叶片壳体半部件104的根部区域和/或过渡区域中，使得第二叶片壳体半部件106的根部区域的一部分被容纳在第一叶片壳体半部件104的根部区域空腔内，参见图7。在所示的系统中，第一组分离器元件包括五个分离器元件132、134、136、138、140。每个分离器元件132、134、136、138、140在平行于纵向轴线X的纵向方向上至少部分地重叠各自的支撑元件122、124、126、128、130。

第一组分离器元件被配置成接触第一叶片壳体半部件104的内表面并被配置成接触第二叶片壳体半部件106的外表面。

第一主分离器元件132和第一二级分离器元件134各自包括凸面，所述凸面被配置成接触第一叶片壳体半部件104的内表面。另外，第一主分离器元件132和第一二级分离器元件134各自包括凹面，所述凹面被配置成接触第二叶片壳体半部件106的外表面。

运输系统102包括第二组一个或多个分离器元件，所述分离器元件被布置在第二叶片壳体半部件106与第三叶片壳体半部件108之间并使它们分离。第二组分离器元件包括第二主分离器元件142，第二主分离器元件132被配置并布置成使第二叶片壳体半部件106和与第二叶片壳体半部件相邻的第三叶片壳体半部件108分离，使得第三叶片壳体半部件被至少部分地堆叠在第二叶片壳体半部件之上。第二主分离器元件142被布置在第二叶片壳体半部件106的根部区域和/或过渡区域中，使得第三叶片壳体半部件108的根部区域的一部分被容纳在第二叶片壳体半部件106的根部区域空腔内，参见图7。在所示的系统中，第二组分离器元件包括五个分离器元件142、144、146、148、150。每个分离器元件142、144、146、148、150在平行于纵向轴线X的纵向方向上至少部分地重叠各自的支撑元件122、124、126、128、130。

第二组分离器元件被配置成接触第二叶片壳体半部件106的内表面并被配置成接触第三叶片壳体半部件108的外表面。

第二主分离器元件142和第二二级分离器元件144各自包括凸面，所述凸面被配置成接触第二叶片壳体半部件106的内表面。另外，第二主分离器元件142和第二二级分离器元件144各自包括凹面，所述凹面被配置成接触第三叶片壳体半部件108的外表面。

虽然上面的实施例已经关于第一类型（逆风侧）叶片壳体半部件进行了描述，但是显然，类似的实施例可用于第二类型（顺风侧）壳体半部件。因此，第一类型和第二类型叶片壳体半部件可被分别运输到风力涡轮机的组装或安装地点。

图8至图10示出了类似于叶片壳体半部件系统100的根据本发明的用于运输和存储多个叶片壳体半部件的示例性叶片壳体半部件系统的不同示意图。在叶片壳体半部件系统200中，第二叶片壳体半部件106被布置在距第一壳体叶片半部件104的纵向距离处。另外，第三叶片壳体半部件108被布置在距第二壳体叶片半部件106的纵向距离处。换句话说，叶片壳体半部件的位置在纵向方向上相互移位。

在一个或多个示例性叶片壳体半部件系统中，叶片壳体半部件可被布置在距在相同方向上指向的相邻的叶片壳体半部件的纵向距离处。沿着框架组件的纵向轴线测量纵向距离。例如，在根端对根端的配置中，可以以距第一叶片壳体半部件的纵向距离布置第二叶片壳体半部件。换句话说，第一叶片壳体半部件和第二叶片壳体半部件可以纵向移动。

图11至图13示出了根据本发明的用于运输和存储多个叶片壳体半部件的示例性叶片壳体半部件系统的不同示意图。叶片壳体半部件系统300包括运输系统102和多个叶片壳体半部件，所述多个叶片壳体半部件包括第一叶片壳体半部件104、第二叶片壳体半部件106、第三叶片壳体半部件108、第四叶片壳体半部件152、第五叶片壳体半部件154和第六叶片壳体半部件156。叶片壳体半部件104、106、108为第一类型（逆风侧），并且叶片壳体半部件152、154、156为第二类型（顺风侧）。每个叶片壳体半部件104、106、108、152、154、156具有尖端110和根端112。运输系统102包括框架组件114，框架组件114包括第一运输框架116，第一运输框架116包括框架主体118和至少一个支撑元件，所述至少一个支撑元件被配置成支撑第一叶片壳体半部件104的外表面120。叶片壳体半部件104、108和154的根端被布置在框架组件的第一端121处，指向第一方向。叶片壳体半部件106、152、156的尖端被布置在框架组件的第一端121处，叶片壳体半部件106、152、156指向与第一方向相反的第二方向。

至少一个支撑元件包括沿着第一叶片壳体半部件104纵向分布的第一支撑元件122、第二支撑元件124、第三支撑元件126、第四支撑元件128和第五支撑元件130。支撑元件122、124、126、128、130优选地由泡沫聚合物制成或至少包括泡沫聚合物，并且各自具有被配置成接触并支撑第一叶片壳体半部件104的外表面120的表面，如凹面。支撑元件安装在，如可拆卸地安装在第一运输框架116的框架主体118上。

在叶片壳体半部件系统300中，叶片壳体半部件104、106、108、152、154、156以交替的根端对尖端的配置被堆叠或布置在框架组件114上，其中叶片壳体半部件的外表面朝下。在其他叶片壳体半部件系统中，第二类型（顺风侧）的叶片壳体半部件152、154、156的内表面可以朝下。叶片壳体半部件系统300可以有利地包括用于完全三叶片HAWT的叶片壳半部件。

在叶片壳体半部件系统300中，各叶片壳体半部件104、106、108、152、154、156的外表面朝下。此外，叶片壳体半部件布置为使得各叶片壳体半部件104、106、108、152、154、156的尖端延伸超过相邻叶片壳体半部件的根端。

在叶片壳体半部件系统300中，运输系统102包括被布置在第一叶片壳体半部件104与第二叶片壳体半部件106之间并使之分离的第一组五个分离器元件、被布置在第二叶片壳体半部件106与第三叶片壳体半部件108之间并使之分离的第二组五个分离器元件、被布置在第三叶片壳体半部件108与第四叶片壳体半部件152之间并使之分离的第三组五个分离器元件、被布置在第四叶片壳体半部件152与第五叶片壳体半部件154之间并使之分离的第四组五个分离器元件、以及被布置在第五叶片壳体半部件154与第六叶片壳体半部件156之间并使之分离的第五组五个分离器元件。一组分离器元件的每个分离器元件至少部分地与其他组分离器元件中的相应分离器元件重叠。例如，每组分离器元件的第三分离器元件至少部分地与其他组分离器元件的第三分离器元件重叠。

图14至图16示出了根据本发明的用于运输和存储多个叶片壳体半部件的示例性叶片壳体半部件系统的不同示意图。叶片壳体半部件系统400包括运输系统102和多个叶片壳体半部件，所述多个叶片壳体半部件包括至少四个叶片壳体半部件。叶片壳体半部件系统400包括以交替的根端对尖端布置的相同类型（逆风侧）的第一叶片壳体半部件104、第二叶片壳体半部件106、第三叶片壳体半部件108和第四叶片壳体半部件152。

在叶片壳体半部件系统400中，各叶片壳体半部件104、106、108、152的外表面朝下。此外，叶片壳体半部件布置为使得各叶片壳体半部件104、106、108、152的尖端延伸超过相邻叶片壳体半部件的根端。

在叶片壳体半部件系统400中，运输系统102包括被布置在第一叶片壳体半部件104与第二叶片壳体半部件106之间并使之分离的第一组五个分离器元件、被布置在第二叶片壳体半部件106与第三叶片壳体半部件108之间并使之分离的第二组五个分离器元件、以及被布置在第三叶片壳体半部件108与第四叶片壳体半部件152之间并使之分离的第三组五个分离器元件。一组分离器元件的每个分离器元件至少部分地与其他组分离器元件中的相应分离器元件重叠。例如，每组分离器元件的第三分离器元件至少部分地与其他组分离器元件的第三分离器元件重叠。

已经参考优选实施例描述了本发明。但是，本发明的范围不限于所示的实施例，而是可以在不脱离由以下权利要求所限定的本发明的范围的情况下进行改变和修改。本发明不限于本文中所描述的实施例，而是可以在不脱离本发明范围的情况下修改或调整。例如，应当注意，这些实施例是对其中叶片壳体半部件被布置成它们的内表面朝上的配置进行描述。但是，可以认识到，同样可将叶片壳体半部件或者至少部分叶片壳体半部件被布置成与内表面朝下相反的配置。也可利用半壳体的形状，并横向堆叠叶片壳体半部件，即水平相邻地布置叶片。

参考符号列表

2 风力涡轮机

4 塔架

6 机舱

8 毂部

10 叶片

14 叶片尖端

15 尖端部分

16 叶片根部

17 根端面

18 前缘

20 后缘

22 俯仰轴线

24 压力侧叶片壳体半部件/逆风侧叶片壳体半部件

26 吸力侧叶片壳体半部件/顺风侧叶片壳体半部件

28 结合线

29 水平

30 根部区域

32 过渡区域

34 翼型区域

50 翼型轮廓

52 压力侧/逆风侧

54 吸力侧/顺风侧

56 前缘

58 后缘

60 弦

62 拱形线/中线

100, 200, 300, 400 叶片壳体半部件系统

102 运输系统

104 第一叶片壳体半部件

106 第二叶片壳体半部件

108 第三叶片壳体半部件

110 （叶片壳体半部件的）尖端

112 （叶片壳体半部件的）根端

114 框架组件

116 第一运输框架

118 框架主体

120 第一叶片壳体半部件的外表面

121 框架组件的第一端

121A 框架组件的第二端

122 第一支撑元件

124 第二支撑元件

126 第三支撑元件

128 第四支撑元件

130 第五支撑元件

132 第一主分离器元件

134 第一二级分离器元件

136 第一三级分离器元件

138 第一四级分离器元件

140 第一五级分离器元件

142 第二主分离器元件

144 第二二级分离器元件

146 第二三级分离器元件

148 第二四级分离器元件

150 第二五级分离器元件

152 第四叶片壳体半部件

154 第五叶片壳体半部件

156 第六叶片壳体半部件

c 弦长

d _t 最大厚度的位置

d _f 最大拱高的位置

d _p 最大压力侧拱高的位置

f 拱高

l _f 根端框架之间的纵向距离

l ₀ 叶片尖端悬挂的纵向范围

L 叶片长度

r 局部半径，距叶片根部的半径距离

t 厚度

D 叶片根部直径

Δy 预弯曲

H 根端运输框架高度

W 根端运输框架宽度

D_f 根端运输框架深度

h 尖端运输框架高度

X 纵向轴线

Claims (18)

1.一种用于风力涡轮机叶片的叶片壳体半部件的运输的运输系统，所述叶片壳体半部件各自具有尖端和根端，其中，所述运输系统包括：

框架组件，所述框架组件包括第一运输框架；以及

第一组一个或多个分离器元件，所述第一组分离器元件包括第一主分离器元件，所述第一主分离器元件被配置成使第一叶片壳体半部件和与所述第一叶片壳体半部件相邻的第二叶片壳体半部件分离，使得所述第二叶片壳体半部件被至少部分地堆叠在所述第一叶片壳体半部件之上，其中，所述第一组分离器元件被配置成使得所述第二叶片壳体半部件的至少一部分被容纳在所述第一叶片壳体半部件的空腔内。

2.根据权利要求1所述的运输系统，其中，所述第一主分离器元件包括凸面，所述凸面被配置成接触所述第一叶片壳体半部件的内表面。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的运输系统，其中，所述第一组分离器元件被配置成使第一叶片壳体半部件和与所述第一叶片壳体半部件相邻的第二叶片壳体半部件分离，使得所述第一叶片壳体半部件的内表面朝向所述第二叶片壳体半部件的外表面。

4.根据权利要求1-2中任一项所述的运输系统，其中，所述第一组分离器元件被配置成使第一叶片壳体半部件和与所述第一叶片壳体半部件相邻的第二叶片壳体半部件分离，使得所述第一叶片壳体半部件的内表面朝向所述第二叶片壳体半部件的内表面。

5.根据权利要求1-2中任一项所述的运输系统，其中，所述第一主分离器元件包括凸面或凹面，所述凸面被配置成接触所述第二叶片壳体半部件的内表面，所述凹面被配置成接触所述第二叶片壳体半部件的外表面。

6.根据权利要求1-2中任一项所述的运输系统，其中，所述运输系统包括第二组一个或多个分离器元件，所述第二组分离器元件包括第二主分离器元件，所述第二主分离器元件被配置成使所述第二叶片壳体半部件和与所述第二叶片壳体半部件相邻的第三叶片壳体半部件分离。

7.根据权利要求1-2中任一项所述的运输系统，其中，所述第一运输框架包括：

框架本体；以及

至少一个支撑元件，其包括第一支撑元件，所述第一支撑元件被配置成支撑叶片壳体半部件的表面。

8.根据权利要求7所述的运输系统，其中，所述框架组件包括第一侧壁。

9.根据权利要求7所述的运输系统，其中，所述框架组件包括一个或多个支撑臂。

10.根据权利要求8所述的运输系统，其中，所述框架组件包括一个或多个支撑臂。

11.一种叶片壳体半部件系统，其包括根据权利要求1-10中任一项所述的运输系统以及多个叶片壳体半部件，所述多个叶片壳体半部件各自具有尖端和根端并包括第一叶片壳体半部件和第二叶片壳体半部件，其中，所述第一叶片壳体半部件和所述第二叶片壳体半部件被堆叠在所述运输系统的框架组件上。

12.根据权利要求11所述的叶片壳体半部件系统，其中，所述第一叶片壳体半部件和所述第二叶片壳体半部件以根端对根端的布置进行堆叠。

13.根据权利要求11所述的叶片壳体半部件系统，其中，所述第一叶片壳体半部件和所述第二叶片壳体半部件以根端对尖端的布置进行堆叠。

14.根据权利要求11-13中任一项所述的叶片壳体半部件系统，其中，所述第一叶片壳体半部件和所述第二叶片壳体半部件是相同类型的叶片壳体半部件或者不同类型的叶片壳体半部件。

15.根据权利要求11-13中任一项所述的叶片壳体半部件系统，其中，所述第二叶片壳体半部件的至少一部分被容纳在所述第一叶片壳体半部件的空腔内。

16.根据权利要求14所述的叶片壳体半部件系统，其中，所述第二叶片壳体半部件的至少一部分被容纳在所述第一叶片壳体半部件的空腔内。

17.一种用于运输或存储多个叶片壳体半部件的方法，所述方法包括：

用包括第一运输框架的框架组件支撑第一叶片壳体半部件；

将第一主分离器元件布置在第一叶片壳体半部件的表面上；并且

将第二叶片壳体半部件堆叠在第一主分离器元件上，使得所述第二叶片壳体半部件的至少一部分被容纳在所述第一叶片壳体半部件的空腔内。

18.根据权利要求17所述的方法，所述方法包括：

将第二主分离器元件布置在所述第二叶片壳体半部件的表面上；并且

将第三叶片壳体半部件堆叠在所述第二主分离器元件上。

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