CN113795668A - 用于制造风力涡轮机的方法、用于拆卸模块的方法、机舱结构和风力涡轮机 - Google Patents

Abstract

用于制造风力涡轮机的方法、用于拆卸模块的方法、机舱结构和风力涡轮机。一种用于制造风力涡轮机（1）的方法，所述方法包括以下步骤：a）提供（S1）机舱结构（8）；b）提供（S2）模块（9），所述模块（9）待在悬挂位置（39）安装到所述机舱结构（8）；以及c）在架设场所处，使所述模块（9）相对于所述机舱结构（8）移动（S3）并且至少部分地穿过所述机舱结构（8），直到所述模块（9）处于所述机舱结构（8）上的所述悬挂位置（39）。这具有如下优点，即：机舱结构（8）和模块（9）的运输可不在悬挂位置（39）进行。因此，可降低运输期间的机舱结构（8）的高度。

Description

用于制造风力涡轮机的方法、用于拆卸模块的方法、机舱结构 和风力涡轮机

技术领域

本发明涉及一种用于制造风力涡轮机的方法。此外，本发明涉及一种用于从风力涡轮机的机舱结构上的悬挂位置拆卸模块的方法。此外，本发明涉及一种用于风力涡轮机的机舱结构。此外，本发明还涉及一种包括这样的机舱结构的风力涡轮机。

背景技术

现代风力涡轮机通常包括塔架，其支撑位于塔架的上端处的机舱。此外，风力涡轮机包括连接到发电机的转子，该发电机被布置在机舱内。转子通常包括三个转子叶片。

风力涡轮机的机舱可包括变压器模块。通常，此类模块在生产场所处被安装在机舱上的该模块的操作位置处。该机舱可相应地被运输到架设场所并且借助于起重机来连接到塔架。当组装风力涡轮机时，不意在改变机舱处的变压器模块的位置。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种用于制造风力涡轮机的改进方法。

因此，提供了一种用于制造风力涡轮机的方法。该方法包括以下步骤：a）提供机舱结构；b）提供待在悬挂位置安装到该机舱结构的模块；以及c）在架设场所处，使该模块相对于机舱结构移动并且至少部分地穿过机舱结构，直到该模块处于机舱结构上的悬挂位置。

这具有如下优点，即：机舱结构和模块的运输可不在悬挂位置进行。因此，可降低运输期间的机舱结构的高度。此外，还有助于实现该模块的悬挂位置。

“悬挂位置”意味着该模块从机舱结构突出，例如向下突出。该机舱结构例如由机舱构成。优选地，该机舱结构是机舱后部模块，其形成相对于塔架的后悬，其中，风力涡轮机的轮毂形成相对于塔架的前悬。优选地，该机舱结构包括：支撑结构，特别是格状结构；以及固定到该支撑结构的多个模块。例如，该多个模块可包括过电压保护盒和/或冷却泵和/或灭火毯和/或灭火器和/或航空灯的控制柜和/或转换器模块和/或扼流线圈。

“使模块相对于机舱结构移动”意味着提供该模块与机舱结构之间的相对移动。这可借助于如下方式来进行，即：借助于主动移动机舱结构，特别是借助于利用起重机提升；主动移动模块，特别是借助于其自身的重力；或者主动移动模块和机舱结构。“穿过机舱结构”意味着使用由机舱结构限定或定边界的容积。优选地，该模块被引导穿过该格状结构。

“架设场所（erection site）”意指使用风力涡轮机产生能量的操作场所。

例如，这意味着该模块不仅从外部附接到机舱结构，以便实现悬挂位置。优选地，该模块从机舱结构的内部容积释放，以便实现该悬挂位置。优选地，该模块包括容器，其形成该模块的外部。特别地，该模块包括梯子、阶梯等（例如，在该容器内部）。这具有如下优点，即：人员可安全地进入悬挂的模块。特别地，步骤a）、b）和c）以所列顺序执行。

根据一个实施例，该模块是风力涡轮机的变压器模块。

“变压器模块”意指该模块包括变压器。所述风力涡轮机可包括将风的动能转换成电能的发电机。优选地，该变压器模块电连接到该发电机，以用于变换电能。特别地，该变压器模块包括容器和布置在该容器内的变压器。

根据另一实施例，该方法包括在机舱结构内于运输位置将该模块运输到架设场所的步骤。

这具有如下优点，即：可节省空间地运输该模块。因此，当使该模块相对于机舱结构移动时，由于在移动完成时该模块从机舱结构突出，因此发生从内到外的位置变化。

可替代地，该变压器模块可分开运输。当必须遵守运输的重量限制时，这可能很重要。在该模块和机舱结构分开运输到架设场所之后，在第一步骤中，机舱结构可被提升并连接到塔架。在第二步骤中，该模块可被提升并且穿过支撑结构的开口放入到支撑结构中。在第三步骤中，该模块可从支撑结构的内部移入到悬挂位置。

根据另一实施例，在步骤c）之后，由处于运输位置的模块占据的容积被用于风力涡轮机的传动系部分。

这意味着在运输位置处安装该传动系部分，而不是所述模块。该传动系部分例如可被连接到发电机并且包括轴和/或传动装置。

根据另一实施例，步骤c）借助于设置在机舱结构处的引导系统来执行。

优选地，该引导系统在容器的至少两个、三个、四个或更多个角部处引导模块。该引导系统可包括引导垫，特别是用于容器的每个角部的两个引导垫。例如，可在机舱结构内没有任何其他工具的情况下进行模块的引导。

根据另一实施例，步骤c）借助于提升机舱结构来执行。

优选地，机舱结构借助于起重机来提升，并且同时机舱结构相对于模块移动。在这种情况下，模块保持在相同的高度处，特别是在地面或拖车上，同时支撑结构被提升。

根据另一实施例，步骤c）在将机舱结构安装到风力涡轮机的塔架之后执行。

在这种情况下，模块相对于机舱结构下降，特别是借助于其重力（weight force）下降。这可借助于缆索、绳索、链、带等来执行。在模块处于机舱结构内（即，处于运输位置）并连接到该机舱结构时，机舱结构可被提升并连接到塔架。

根据另一实施例，当模块滑动抵靠限定模块的悬挂位置的端部止动件时，步骤c）完成。

这具有如下优点，即：限制了模块与支撑结构之间的相对移动并且提供向下固定。优选地，该端部止动件包括从容器侧向突出并安装到该容器的板。

此外，还提供了一种用于从风力涡轮机的机舱结构上的悬挂位置拆卸模块的方法。该方法包括以下步骤：

a1）在所述机舱结构内提供下降装置；

b1）从所述机舱结构的内部将所述下降装置连接到所述模块；

c1）使所述模块与所述机舱结构断开；以及

d1）借助于所述下降装置来降低所述模块。

特别地，步骤a1）、b1）、c1）和d1）按所列顺序执行。这具有如下优点，即：便于维修操作、风力涡轮机的利用或更换悬挂的模块。优选地，当出现更换模块或拆卸风力涡轮机的需求时，进行步骤a1）。这意味着当风力涡轮机在架设场所处完全组装时，这样的下降装置未设置在机舱内。

优选地，该下降装置包括吊升机械和/或绞车。这具有如下优点，即：在降低模块时不需要起重机。特别地，步骤c1）可包括释放和移除该端部止动件。在移除端部止动件之后，模块可被直接下降到地面、拖车、船等。

此外，还提供了一种用于风力涡轮机的机舱结构。该机舱结构包括引导系统，其构造成将模块引导向悬挂位置，其中。该机舱结构被构造成将模块保持在该悬挂位置。

该引导系统有助于在架设场所处提供悬挂位置的步骤。此外，由于可降低在运输期间机舱结构的高度，所以可有助于将机舱结构和模块运输到架设场所。

根据另一实施例，所述模块包括端部止动件，其构造成限制所述模块的移动，特别是在悬挂位置处的移动。

优选地，该端部止动件包括从容器侧向突出并安装到该容器的板。

根据另一实施例，该机舱结构被构造成在不同于悬挂位置的运输位置容纳并保持所述模块。

优选地，该运输位置相对于机舱结构处于悬挂位置的正上方。因此，位置的改变可借助于所述模块的重力进行。

根据另一实施例，该引导系统被构造成将所述模块从运输位置引导至悬挂位置。

优选地，当向下引导模块时，该引导系统使模块居中。该引导系统可包括引导垫，特别是在容器的每个角部处的两个引导垫。

根据另一实施例，该引导系统被构造成引导所述模块，使得所述模块仅具有一个自由度。

因此，所述模块沿确定的轨迹、特别是沿直线被引导。这具有如下优点，即：引导步骤是防护故障的。

此外，还提供了一种包括这样的机舱结构的风力涡轮机。

该风力涡轮机还可包括通过所述机舱结构保持在悬挂位置的模块。该风力涡轮机包括塔架、连接到该塔架的机舱、轮毂以及连接到该轮毂的叶片。所述机舱结构可由机舱构成并且可形成机舱后部模块，该机舱后部模块相对于风力涡轮机的塔架形成后悬。该机舱后部模块直接或间接地连接到塔架。

“风力涡轮机”当前是指将风的动能转化成旋转能的设备，该旋转能可再次通过该设备转化成电能。

参考本发明的用于制造风力涡轮机的方法所描述的实施例和特征加以必要的变更适用于本发明的用于拆卸模块的方法和本发明的机舱结构，并且反之亦然。

参考本发明的机舱结构所描述的实施例和特征加以必要的变更适用于本发明的用于拆卸模块的方法和本发明的用于制造风力涡轮机的方法，并且反之亦然。

本发明的其他可能的实施方式或替代方案还涵盖上文所述或下文关于实施例所述的特征的本文未明确提及的组合。本领域技术人员还可向本发明的最基本形式添加个别或孤立的方面和特征。

附图说明

结合附图，通过后续的描述和从属权利要求，本发明的其他实施例、特征和优点将变得显而易见，附图中：

图1示出了根据一个实施例的风力涡轮机的透视图；

图2示出了根据图1的风力涡轮机的机舱结构和模块的透视图；

图3示出了没有该模块的机舱结构的透视图；

图4示出了根据图3的机舱结构的引导系统的透视图；

图5示出了特别是处于运输位置的机舱结构和模块的透视图；

图6示出了来自图6的示意性顶视图的部分；

图7示出了机舱结构和模块的另一透视图；

图8示出了来自图7的部段IIX；

图9和图10示意性地示出了根据图1的风力涡轮机的机舱结构的提升；

图11示出了用于生产风力涡轮机的方法的框图；以及

图12示出了用于从悬挂位置拆卸模块的方法的框图。

在附图中，除非另有指示，否则相同的附图标记标示相同或功能上等同的元件。

具体实施方式

图1示出了风力涡轮机1。风力涡轮机1包括转子2，其连接到布置在机舱3内的发电机（未示出）。机舱3被布置在风力涡轮机1的塔架4的上端处。

转子2包括三个转子叶片5。转子叶片5被连接到风力涡轮机1的轮毂6。这种类型的转子2可具有例如范围从30米至200米或甚至更大的直径。转子叶片5经受高的风荷载。同时，转子叶片5需要重量轻。由于这些原因，现代风力涡轮机1中的转子叶片5由纤维增强复合材料制成。风力涡轮机1包括在悬挂位置39连接到机舱3的模块9。

图2示出了机舱3（参见图1）的部分7的透视图。该部分7包括机舱结构8、模块9和与塔架4的接口10（参见图1）。机舱结构8借助于接口10来连接到塔架4。机舱结构8将模块9保持在悬挂位置39。机舱结构8包括引导系统11，其构造成将模块9引导向悬挂位置39。

优选地，机舱结构8是机舱3的机舱后部模块或后端模块。优选地，机舱结构8包括支撑结构12和固定到该支撑结构12的多个模块13。优选地，支撑结构12是格状结构。引导系统11优选地设置在靠近塔架4（未示出）的前部部分35处。

例如，该多个模块13可包括过电压保护盒和/或冷却泵和/或灭火毯和/或灭火器和/或航空灯的控制柜和/或转换器模块和/或扼流线圈。

模块9是风力涡轮机1的变压器模块。该变压器模块包括变压器14。风力涡轮机1可包括将风的动能转换成电能的发电机（未示出）。优选地，变压器14电连接到该发电机，以用于变换电能。该发电机可包括定子柜（未示出）。优选地，模块9包括容器15，其中，变压器14被布置在该容器15内。该容器形成模块9的外部。容器15借助于安装紧固件16来连接并固定到格状结构12。

此外，可从塔架1（参见图1）到变压器14设置连接主电缆17。此外，设置电连接到发电机（例如，定子柜）和/或转换器（未示出）的连接母线18。母线18电连接到变压器14。

图3示出了没有模块9和接口10的机舱结构8的透视图。机舱结构8可包括上部开口19。当在架设场所处与机舱结构8分开地提供模块9（参见图2）时，模块9可通过开口19来插入到机舱结构8中并插入到引导系统11中。

图4示出了引导系统11的一部分的透视图。引导系统11在容器15的至少两个、三个、四个或更多个角部20处引导模块（参见图5）。引导系统11可包括引导垫（guiding pad）21，特别是低摩擦垫。例如，容器15的每个角部20由引导垫21中的两个支撑。每个引导垫21可具有纵向形状。引导垫21被连接到格状结构12。可替代地，引导垫21可与格状结构12一体地形成。

图5示出了机舱结构8和布置在机舱结构8内的模块9的透视图。这是模块9的可能的运输位置38。机舱结构8被构造成容纳并保持处于不同于悬挂位置39（参见图2）的该运输位置38的模块9。当模块9处于运输位置38时，它占据容积22（参见图2），在模块9移入到悬挂位置39之后，该容积22可用于安装风力涡轮机1的其他部件。

模块9可在生产线（未示出）上被安装在机舱结构8内。模块9和机舱结构8可在生产线上以电缆和软管布线完全组装。

图6示出了来自图5的示意性顶视图的部分。引导系统11被构造成将模块9从运输位置38引导到悬挂位置39。优选地，当向下引导模块9时，引导系统11使模块9居中。引导系统11在容器15的每个角部20处可包括两个引导垫21。因此，引导系统11被构造成引导模块9，使得模块9仅具有一个自由度。如图6中所示，为一个角部20设置两个引导垫21。引导垫21彼此正交定向，以便在容器15的壁23、24处对齐，所述壁23、24也彼此正交。

图7示出了机舱结构8和模块9的另一透视图。该模块包括端部止动件25、26，其构造成限制模块9的移动，特别是在悬挂位置39处的移动。端部止动件25、26被安装到容器的顶侧27并且从容器15侧向突出。如图7中所示，可在角部20之间设置两个矩形板状端部止动件25，并且可在相邻的角部20处安装两个板状端部止动件26。如图4中所示，格状结构12可包括表面36，以用于当模块9移入悬挂位置39时停止端部止动件25、26。

特别地，模块9包括梯子（leader）34、阶梯等。这具有如下优点，即：人员可安全地进入悬挂的模块9。

图8示出了来自图7的部段IIX。端部止动件26可被栓接到顶侧27。孔28可被设置在端部止动件26处，以便借助于螺栓（未示出）将端部止动件26连接到表面36（参见图4）。端部止动件26优选地适合于角部20。

图9和图10示意性地示出了根据图1的风力涡轮机1的机舱结构8的提升。机舱结构8借助于卡车29和拖车30来运输到架设场所，机舱结构8被支撑在该拖车30上。模块9被固定在机舱结构9内，特别是借助于绳索31。

在架设场所处，机舱结构8借助于起重机32而被提升（参见图10中的箭头），并且同时机舱结构8相对于模块9移动（参见图10）。在这种情况下，当机舱结构8被提升时，模块保持在拖车30上的相同高度处。

图11示出了用于生产风力涡轮机的方法的框图。在步骤S1中，提供机舱结构8。这可借助于拖车30（参见图9）、船等来进行。

在步骤S2中，提供模块9。模块9可在机舱结构8内在运输位置38被运输到架设场所，如图9中所示。这具有如下优点，即：可节省空间地运输模块9。

可替代地，机舱结构8和模块9可被分开地提供到架设场所。当必须遵守运输的重量限制时，这可能很重要。在模块9和机舱结构8分开运输到架设场所之后，在步骤S2'中，机舱结构8可被提升并连接到塔架4。在步骤S2''中，模块9可被提升并穿过机舱结构8的开口19（参见图3）放入到机舱结构8中。

在步骤S3中，在架设场所处，使模块9相对于机舱结构8移动并且至少部分地通过机舱结构8，直到模块9处于机舱结构8上的悬挂位置39。因此，当使模块9相对于机舱结构8移动时，由于在移动完成时模块9从机舱结构突出，因此发生从内到外的位置变化。优选地，步骤S3借助于设置在机舱结构8处的引导系统11来执行。

步骤S3可在步骤S2之后立即执行，如图10中所示，即借助于提升机舱结构8，同时模块9保持在相同高度处。可替代地，步骤S3可在步骤S2''之后执行。在这种情况下，模块9可相对于机舱结构8降低。这可借助于缆索、绳索、链、带等（未示出）来执行。

作为步骤S2'、S2''的另一替代方案，在模块9处于机舱结构8内并且连接到该机舱结构8（即，处于运输位置）时，机舱结构8可被提升并连接到塔架。

当模块9滑动抵靠限定模块9的悬挂位置39的端部止动件25、26（参见图7）时，步骤S3完成。这具有如下优点，即：限制了模块9与机舱结构8之间的相对移动。

在步骤S4中，模块9被固定到支撑结构12，特别是借助于安装紧固件16（参见图2）和/或螺栓（未示出）。在步骤S5中，塔架电缆17可被连接到变压器14。

在步骤S6中，由处于运输位置38的模块9占据的容积22被用于风力涡轮机1的传动系部分37（参见图1）。这意味着传动系部分37被设置并安装在容积22（参见图2）中。传动系部分37例如可被连接到发电机并且包括轴和/或传动装置（未示出）。

图12示出了用于从风力涡轮机1的机舱结构8上的悬挂位置39拆卸模块9的方法。

在步骤S21中，在机舱结构8内设置下降装置33（参见图1）。优选地，当出现更换模块9或拆卸风力涡轮机1的需求时，进行步骤S21。优选地，下降装置33包括吊升机械和/或绞车。这具有如下优点，即：在降低模块9时不需要起重机。

在步骤S22中，下降装置33从机舱结构8的内部连接到该模块。

在步骤S23中，模块9与机舱结构8断开。特别地，S23包括释放和移除端部止动件25、26。

在步骤S24中，模块9借助于下降装置33来下降。模块9可被直接下降到地面、拖车、船等。

这具有如下优点，即：便于维修操作、风力涡轮机1的利用或更换悬挂的模块9。

尽管已根据优选实施例描述了本发明，但是对本领域技术人员而言显而易见的是，在所有实施例中修改都是可能的。

Claims (15)

1.一种用于制造风力涡轮机（1）的方法，所述方法包括以下步骤：

a）提供（S1）机舱结构（8）；

b）提供（S2）模块（9），所述模块（9）待在悬挂位置（39）安装到所述机舱结构（8）；以及

c）在架设场所处，使所述模块（9）相对于所述机舱结构（8）移动（S3）并且至少部分地穿过所述机舱结构（8），直到所述模块（9）处于所述机舱结构（8）上的所述悬挂位置（39）。

2.根据权利要求1所述的方法，

其中，所述模块（9）是所述风力涡轮机（1）的变压器模块。

3.根据权利要求1或2所述的方法，

包括在所述机舱结构（8）内在运输位置（38）将所述模块（9）运输到所述架设场所。

4.根据权利要求3所述的方法，

其中，在步骤c）之后，由处于所述运输位置（38）的所述模块（9）占据的容积（22）被用于所述风力涡轮机（1）的传动系部分（37）。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，

其中，步骤c）借助于设置在所述机舱结构（8）处的引导系统（11）执行。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，

其中，步骤c）借助于提升所述机舱结构（8）来执行。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，

其中，步骤c）在将所述机舱结构（8）安装到所述风力涡轮机（1）的塔架（4）之后执行。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，

其中，当所述模块（9）滑动抵靠限定所述模块（9）的所述悬挂位置（39）的端部止动件（25、26）时，步骤c）完成。

9.一种用于从风力涡轮机（1）的机舱结构（8）上的悬挂位置（39）拆卸模块（9）的方法，所述方法包括以下步骤：

a1）在所述机舱结构（8）内提供（S21）下降装置（33）；

b1）从所述机舱结构（8）的内部将所述下降装置（33）连接（S22）到所述模块；

c1）使所述模块（9）与所述机舱结构（8）断开（S23）；以及

d1）借助于所述下降装置（33）来降低（S24）所述模块（9）。

10.一种用于风力涡轮机（1）的机舱结构（8），包括构造成朝向悬挂位置（39）引导模块（9）的引导系统（11），其中，所述机舱结构（8）被构造成将所述模块（9）保持在所述悬挂位置（39）。

11.根据权利要求10所述的机舱结构，其中，所述模块（9）包括端部止动件（25、26），所述端部止动件（25、26）构造成限制所述模块（9）的移动，特别是在所述悬挂位置（39）处的移动。

12.根据权利要求10或11所述的机舱结构，构造成在不同于所述悬挂位置（39）的运输位置（38）容纳和保持所述模块（9）。

13.根据权利要求12所述的机舱结构，其中，所述引导系统（11）被构造成将所述模块（9）从所述运输位置（38）引导至所述悬挂位置（39）。

14.根据权利要求10-13中任一项所述的机舱结构，其中，所述引导系统（11）被构造成引导所述模块（9），使得所述模块（9）仅具有一个自由度。

15.一种风力涡轮机（1），包括根据权利要求10-14中任一项所述的机舱结构（8）。

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