CN114787498A

CN114787498A - 多转子导轨滑轮系统

Info

Publication number: CN114787498A
Application number: CN202080084945.XA
Authority: CN
Inventors: J·X·V·内托; B·乔根森; S·达尔斯加德
Original assignee: Vestas Wind Systems AS
Current assignee: Vestas Wind Systems AS
Priority date: 2019-12-20
Filing date: 2020-12-11
Publication date: 2022-07-22
Also published as: US20230010831A1; EP4077911A1; WO2021121502A1

Abstract

一种多转子(MR)风力涡轮机，其包括在向上方向上延伸的塔架(21)、在向外方向上延伸并且固定至塔架的负载承载结构(22)以及固定至负载承载结构的能量产生单元(54)，其中，向外方向横向于向上方向，风力涡轮机还包括用于将物体(52)传递至能量产生单元(54)和从能量产生单元传递物体(52)的升降线(53)，升降线可从负载承载结构的附接点(55)或从能量产生单元卷绕。为了允许将所升降的物体定位在塔架附近或者定位在距塔架可选择距离处，升降线从附接点经由悬置点(56)延伸至可以附接物体(52)的提升点(57)，并且悬置点(56)可在负载承载结构外部移动。

Description

多转子导轨滑轮系统

技术领域

本公开涉及一种多转子(MR)风力涡轮机，其包括在向上方向上延伸的塔架、在向外方向上延伸并且由塔架承载的负载承载结构以及由负载承载结构承载的能量产生单元。

背景技术

在海上单转子(SR)风力涡轮机中，机舱升降机将与塔架底座处的平台竖直对齐。这允许将物体从平台直接提升至机舱，反之亦然。

在MR涡轮机中，机舱偏离塔架，这意味着来自机舱的竖直升降线将到达水面而不是塔架底座处的平台。因此，物流复杂得多。在MR风力涡轮机的构造阶段和维护期间，能量产生单元的各种物体被替换。这些物体通常被从能量产生单元例如经由塔架中的内部通道和/或穿过负载承载结构中的内部通道运输到塔架的底座。另外，它们可以穿过形成能量产生单元的外部遮蔽物的机舱中的开口被提升并且通过使用升降机结构而被直接降低到地面。

发明内容

实施方式的目的是对将物体搬运至能量产生单元以及从能量产生单元搬运物体进行改进。

根据这个和其它目的，在第一方面，本公开提供了一种MRT，其还包括用于将例如备件、工具或人员的物体运输到能量产生单元以及从能量产生单元运输物体的升降线。本公开的升降线可从负载承载结构的附接点或从能量产生单元卷绕，并且该升降线从附接点经由悬置点延伸至可附接物体的自由端。为了允许选择地面上、船上或海上的平台上的有待放置物体的特定位置，或者为了允许以与塔架与能量产生单元之间的距离相比相对靠近塔架的方式升降物体，悬置点可沿着负载承载结构的外表面移动，例如，沿着负载承载结构的上表面、下表面或侧表面上的轨道移动。

该系统可以减少服务时间并且可以潜在地用于人员疏散。此外，其使得能利用针对被设计成用于运输物体以及将人员疏散到机舱外部的SR风力涡轮机构造的机舱来构建MR风力涡轮机。

悬置点可以沿着轨道移动，该轨道沿着负载承载结构的外表面延伸。轨道可形成用于第一载具的路径，该第一载具例如像线性轴承一样运行并保持悬置点。例如，轨道可以例如在负载承载结构的下方或者在负载承载结构的顶部上或者沿着负载承载结构的侧表面沿着负载承载结构的总长度从机舱延伸至塔架。

负载承载结构可以由例如刚性管状结构的压缩结构和例如线材或棒材的张紧结构构成。在这种情况下，轨道可以由张紧结构中的一个张紧结构形成。

第一载具和悬置点可通过线缆来连接。特别地，线缆可以足够长，以使悬置点由升降线一直拉动到机舱，或者甚至穿过机舱中的舱口而进入机舱中的内部空间。

可以设置用于卷绕升降线的卷绕结构。此处，卷绕结构可以构成附接点，或者附接点可以是远离卷绕结构的分离点。

在一个实施方式中，提供了制动器结构，通过该制动器结构可以防止或限制升降线与悬置点之间的移动。制动器结构可包括电致动或机械致动的装置，该装置被构造成锁定升降线相对于悬置点的移动。在一个实施方式中，悬置点是滑轮，并且制动器可包括提供摩擦以减少或完全防止滑轮的旋转的锁定装置。

在一个实施方式中，提供了止挡结构以防止或限制悬置点与负载承载结构之间的移动。在一个实施方式中，止挡结构被构造成用于增加所述第一载具与轨道之间的摩擦，例如，将摩擦增加至载具根本不能移动的点。

舱口可设置在能量产生单元的机舱的内部空间中。在这样的实施方式中，可以为升降线提供从舱口到负载承载结构的连续路径。该连续路径可以由导轨区段提供，该导轨区段被构造成保持悬置点并且延伸至能量产生单元，例如，在能量产生单元的下方或沿着能量产生单元的一侧延伸。导轨区段可以经由由该导轨区段引导的第二载具来保持悬置点，例如像线性轴承结构那样。

第二载具和悬置点可通过线缆来连接，例如可通过具有足以使悬置点例如穿过舱口而到达机舱内的长度的线缆来连接。

第二升降线可从塔架处或塔架附近的第二附接点卷绕，特别是从风力涡轮机的由偏航结构偏航的那一部分卷绕。第二升降线可被布置成使悬置点沿着负载承载结构移动。第二升降线可例如通过使沿着负载承载结构的外表面跟随轨道的所述第一载具移动来使悬置点移动。

第二升降线可以由位于能量产生单元中的绞盘卷绕。在这种情况下，第二附接点可以是塔架附近或塔架处的滑轮，并且第二升降线可以从悬置点围绕滑轮延伸并且返回到能量产生单元，在该能量产生单元处，第二升降线可以由绞盘卷绕，从而沿着负载承载结构的外表面来定位悬置点。

在第二方面中，本公开提供了一种搬运风力涡轮机中的风力涡轮机物体的方法，所述风力涡轮机包括在向上方向上延伸的塔架、固定至塔架并且在横向于向上方向的向外方向上延伸的载重结构以及固定至负载承载结构的能量产生单元，该方法包括：

-提供升降线，该升降线能从负载承载结构的附接点或能量产生单元的附接点卷绕并且从该附接点延伸至提升点，

-提供悬置点，该悬置点能沿着负载承载结构的外表面移动，

-将升降线悬置在悬置点中，悬置点处在附接点与提升点之间；以及

-在从附接点卷绕出升降线的同时使悬置点沿着外表面移动。

为了避免塔架碰撞，可以在物体沿着塔架壁下降期间使用各种结构。示例包括使用磁体来保持物体沿着塔架、使用塔架攀爬结构，该塔架攀爬件结构具有抵靠塔架的轮子并且被布置成将物体推离塔架。

附图说明

现在将参考附图更详细地描述本发明，其中：

图1示出了SR风力涡轮机的前视图；

图2示出了MR风力涡轮机的前视图；

图3示出了负载承载结构；

图4示出了用于穿过塔架和负载承载结构内部的路径来输送物体的一个选项；

图5、图6示出了根据本公开的具有用于输送物体的另一选项的MR风力涡轮机；

图7、图8示出了MR风力涡轮机的一个实施方式的细节，并且特别地示出了物体进入或离开机舱的入口或出口；

图9、图10示出了MR风力涡轮机的另一实施方式的细节，并且特别地示出了物体的入口或出口；

图11、图12对应于图8、图9和图10，但是在可替代的实施方式中；以及

图13至图16示出了具有第二升降线的可替代的实施方式；

图17示出了机舱位于负载承载结构下方的实施方式；

图18至图20以穿过负载承载结构的截面示出了不同的实施方式。

具体实施方式

图1示出了具有塔架2、能量产生单元3、转子4和塔架底座5的SR风力涡轮机1。示出的风力涡轮机是海上SR，并且机舱包括具有用于将物体7降低至能量产生单元和从能量产生单元提升物体7的升降线6的升降机。由于能量产生单元直接位于塔架的顶部，所以升降机将与塔架底座处的平台竖直对准。这允许将物体从塔架底座平台8直接提升至能量产生单元以及将物体直接降低至塔架底座平台8。

图2示出了包括承载两个负载承载结构22的塔架21的MR风力涡轮机20的前视图。

负载承载结构远离塔架21沿相反的向外方向延伸。

每个负载承载结构22均支撑能量产生单元23，并且每个能量产生单元23包括机舱24和承载扫过一个区域的三个风力涡轮机叶片26的转子25。

负载承载结构22经由偏航装置附接至塔架21，从而允许整对负载承载结构相对于塔架21执行偏航运动，以便将转子25引导到来风中。

当多转子风力涡轮机20工作时，能量产生单元23围绕塔架21对称设置，使得多转子风力涡轮机得以平衡。

为了进行维护和保养，MR涡轮机包括升降机，物体27可通过升降机借助于升降线28从地面提升至机舱。

示出了的MR风力涡轮机是离岸风力涡轮机，由于能量产生单元23不是直接位于塔架顶部，因此物流变得更加复杂，并且所升降的物体不会仅通过重力就到达塔架平台29。

图3示出了包括第一部分22’和第二部分22”的负载承载结构22。第一部分22’用作压缩元件并且由第二部分22”支撑，该第二部分形成呈从塔架顶部32上的回转装置31延伸的两根拉线的形式的张紧元件。第一部分22’承载能量产生单元23并且被构造成用于还承载升降机，该升降机被直接附接到第一部分或者被附接到该能量产生单元的机舱内部。第一部分是在能量产生单元23与塔架21之间提供内部通道的中空管。

图4通过虚线41示出了穿过塔架和负载承载结构内部的路径来输送物体的一个选项。虽然这个过程允许物体到达塔架底座平台，但是由于障碍物的原因而花费较长的时间，并且大物体可能不适合穿过塔架以及穿过负载承载结构的狭窄通道。

图5示出了具有用于将物体52输送到塔架底座平台和从塔架底座平台输送物体52的另一选项的MR风力涡轮机51。图6以放大视图示出了来自图5的MR风力涡轮机的多个部分。在图5和图6的图示中，MR风力涡轮机包括用于物体52传递至能量产生单元的机舱54以及从能量产生单元的机舱54传递物体52的升降线53。升降线可从能量产生单元的附接点55卷绕。附接点55也可以是负载承载结构上的点。升降线从附接点经由悬置点56延伸至附接物体52的自由端57。

在该实施方式中，悬置点56由滑轮构成，并且该悬置点可沿着轨道58在负载承载结构外部移动。为此目的，它被附接到载具59。

在升降操作中存在两个不同的阶段：

阶段1：从点A到点B，参考图5，反之亦然。在此，滑轮56被锁定，使得升降线不相对于滑轮移动。同时，载具59沿着轨道58自由移动。如果滑轮56未被锁定，则载具将朝向点A滑动，并且物体将竖直降低到能量产生单元54的下方。

阶段2：从点B至点C，或反之亦然。在此，载具被锁定，使得载具不相对于轨道移动。滑轮是自由的，这意味着升降线可相对于滑轮移动。如果两者都是自由的，则载具将朝向点A滑动，并且物体将竖直降低到能量产生单元54的下方，即，降落在水面上。

图7示出了MR风力涡轮机的一个实施方式的细节，并且特别地示出了物体52进入或离开机舱54的入口或出口，当物体从机舱内部的后部移动到负载承载结构22的下部71(或反之亦然)时，可以使用导轨区段72。导轨区段72延续出一条从负载承载结构22一直到处在机舱升降机74下方的机舱舱口73的轨迹。

图8示出了MR风力涡轮机的一个实施方式的细节，并且特别地示出了物体52进入或离开机舱54的入口或出口，当物体从转子的毂81移动到负载承载结构22的下部71(或反之亦然)时，可以使用导轨区段82。导轨区段81延续出一条从负载承载结构22一直到刚好位于处在升降机74下方的毂舱口83的外部的轨迹。

图9示出了MR风力涡轮机的一个实施方式的细节，并且特别地示出了当物体从机舱内部的后部移动到沿着负载承载结构22的路径(反之亦然)时物体52进入或离开机舱54的入口或出口。在这个可替代的方案中，轨道58以及由此跟随该轨道的载具59停止在负载承载结构22的末端处。附加滑轮91通过线缆92连接到载具59。线缆92足够长以到达机舱舱口73。

图10示出了来自图9的实施方式，其中，机舱升降机拉动滑轮，物体在机舱内。

图11、图12对应于图9和图10，但是升降线穿过与图8类似的毂舱口83。

图13示出了先前相对于图5所讨论的滑轮和载具的锁定的可替代的方案。升降系统的细节在图14中示出。该系统包括两个同步升降机。升降机141保持线缆与物体，并且升降机142保持载具，并且由此限定悬置点沿着负载承载结构的位置并且防止其朝向机舱向上滑动。

图15示出了先前相对于图5所讨论的滑轮和载具的锁定的另一可替代的方案。升降系统的细节在图16中示出。该系统包括与图13、图14中的升降机类似的升降机141以及位于机舱中的升降机142。这需要附加的滑轮151以使来自升降机142的线缆将载具朝向塔架拉动。

图17示出了通过其顶部悬置在负载承载结构下方的机舱。机舱具有侧向进入机舱中的内部空间的舱口171，并且轨道58一直延伸至舱口，并且允许通过使用第一载具由升降线直接从内部空间转移物体。

图18示出了其中负载承载结构包括第一部分22’和第二部分22”的实施方式，参考图3中示出的实施方式。第一部分22’用作压缩元件并且其由形成张紧元件的第二部分22”支撑。在图17所示的实施方式中，轨道由张紧元件22”中的一个形成，并且升降线53沿着压缩元件22’的外表面滑动。为此目的，升降线包括辊元件181，该辊元件被构造成用于沿着压缩元件22’的外表面滚动。

图19示出了其中悬置点56可通过使用吊索结构191而可移动的实施方式，该吊索结构悬置在负载承载结构22’周围，在这种情况下，悬置在负载承载结构的压缩元件22’周围。该吊索元件可以是具有多个球或滚轮192的线材，这些球或滚轮使得吊索能沿着负载承载结构的外表面滚动。吊索还可以由更刚性的框架结构构成，例如，刚性梁的结构或者形成鞍状物的模制结构，被支撑在负载承载结构的上表面上并且设置有球或者辊子或者类似装置，使得其能在承载悬置点的同时沿着负载承载结构滑动并且由此将悬置点移动到负载承载结构外部。

图20以截面示出了图6的实施方式，其中，轨道直接附接至负载承载结构的下表面，并且在这种情况下附接至负载承载结构的压缩元件22’。

Claims

1.一种多转子(MR)风力涡轮机，该风力涡轮机包括在向上方向上延伸的塔架(21)、在向外方向上延伸并且由所述塔架承载的负载承载结构(22)以及由所述负载承载结构承载的能量产生单元(54)，其中，所述向外方向横向于所述向上方向，所述风力涡轮机还包括用于将物体(52)运输至所述能量产生单元(54)以及从所述能量产生单元运输物体(52)的升降线(53)，所述升降线能从所述负载承载结构的附接点(55)或从所述能量产生单元卷绕，所述升降线(53)从所述附接点经由悬置点(56)延伸至能附接所述物体(52)的提升点(57)，其中，所述悬置点(56)能在所述负载承载结构外部移动。

2.根据权利要求1所述的MR风力涡轮机，其中，所述悬置点能沿着轨道(58)移动。

3.根据权利要求2所述的MR风力涡轮机，其中，所述轨道(58)经由所述轨道所引导的第一载具来保持所述悬置点(56)。

4.根据权利要求3所述的MR风力涡轮机，其中，所述第一载具与所述悬置点(56)是通过线缆来连接的。

5.根据前述权利要求中任一项所述的MR风力涡轮机，该风力涡轮机包括位于所述能量产生单元的机舱内部的卷绕结构。

6.根据前述权利要求中任一项所述的MR风力涡轮机，其中，所述升降线与所述悬置点之间的移动是能被防止或限制的。

7.根据前述权利要求中任一项所述的MR风力涡轮机，其中，所述悬置点与所述负载承载结构之间的移动是能被防止的。

8.根据前述权利要求中任一项所述的MR风力涡轮机，该风力涡轮机包括通向所述能量产生单元中的内部空间的舱口(73、83)和用于所述升降线的从所述舱口到所述负载承载结构的连续路径。

9.根据权利要求8所述的MR风力涡轮机，其中，所述连续路径由保持所述悬置点(56)的导轨区段(72、82)提供。

10.根据权利要求9所述的MR风力涡轮机，其中，所述导轨区段(72、82)形成所述轨道(58)的延伸部并且经由所述第一载具(59)保持所述悬置点(56)。

11.根据权利要求9所述的MR风力涡轮机，其中，所述导轨区段(72、82)与所述轨道(58)是分离的，并且所述导轨区段经由所述导轨区段所引导的第二载具来保持所述悬置点(56)。

12.根据权利要求11所述的MR风力涡轮机，其中，所述第二载具和所述悬置点(56)是通过线缆来连接的。

13.根据前述权利要求中任一项所述的MR风力涡轮机，该风力涡轮机包括第二升降线，所述第二升降线能从所述塔架处的第二附接点卷绕，其中，所述第二升降线被布置成使所述悬置点(56)沿着所述负载承载结构移动。

14.根据权利要求3和13所述的MR风力涡轮机，其中，所述第二升降线通过使所述第一载具移动来使所述悬置点(56)移动。

15.根据权利要求13或14所述的MR风力涡轮机，其中，所述第二升降线是由位于所述能量产生单元中的绞盘来卷绕的。

16.一种搬运风力涡轮机中的风力涡轮机物体(52)的方法，所述风力涡轮机包括在向上方向上延伸的塔架(21)、固定至所述塔架并且在横向于所述向上方向的向外方向上延伸的负载承载结构(22)以及固定至所述负载承载结构的能量产生单元(54)，所述方法包括：

-提供升降线(53)，所述升降线能从所述负载承载结构的附接点(55)或所述能量产生单元(54)的附接点(55)卷绕并且从所述附接点延伸至提升点(57)，

-提供悬置点(56)，所述悬置点能沿着所述负载承载结构(22)的外表面移动，

-将所述升降线(53)悬置在所述悬置点中，所述悬置点处在所述附接点(55)与所述提升点(57)之间；以及

-在从所述附接点(55)卷绕出所述升降线(53)的同时使所述悬置点(56)沿着所述外表面移动。