CN117120724A - 用于安装海上风力涡轮机的叶片的方法和叶片安装装置 - Google Patents

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Abstract

在用于将叶片安装在海上风力涡轮机的水平轴线旋转叶毂上的方法中，使用临时安装在海上风力涡轮机上的叶片安装装置。所述装置包括安装在海上风力涡轮机的基底上和/或安装于风力涡轮机桅杆的下部的安装部件。具有轨道的导向桅杆由安装部件支撑并且平行于并邻近风力涡轮机桅杆延伸。支撑支架侧向支撑导向桅杆。叶片安装装置进一步包括叶片操纵器组件，所述叶片操纵器组件具有沿着轨道可移动的推车和包括叶片接合构件的叶片操纵器。叶片操纵器经由包括致动器的致动组件由推车支撑。定位系统控制这些致动器。

Description

用于安装海上风力涡轮机的叶片的方法和叶片安装装置
技术领域
本发明涉及一种用于安装海上风力涡轮机的叶片的方法和叶片安装装置，所述海上风力涡轮机具有机舱，所述机舱具有布置在风力涡轮机桅杆顶部的水平轴线旋转叶毂。所述装置也可以用于叶片的拆卸或维护。
背景技术
海上风力涡轮机通常安装在土结基底上，例如安装在单体桩柱基底、导管架型基底等上。叶片以及潜在地还有风力涡轮机的其它组件的安装，可以由漂浮状态的船舶或所谓的自升式船舶完成。
在风电行业，海上风力涡轮机的浮动基底被视为对于未来风力发电需求是最有希望的。在此，叶片的安装和/或拆卸在海上位置执行更为复杂。特别地，考虑到如今具有大约60米长度的风力涡轮机叶片已经变得很突出，在海上安装叶片是具有挑战性的。当使用漂浮状态的船舶安装风力涡轮机，因此在安装过程中会受到海洋引发的运动时，挑战进一步增加。设想浮动基底例如在更深的水中，船舶在此处也将漂浮，这是因为对于自升式船舶而言深度太大。在浮动基底的情况下，在叶片安装过程中，风力涡轮机桅杆可能更容易明显地受到海况的影响，例如，取决于基底的实际设计。
大型海上风力涡轮机(例如，一兆瓦或几兆瓦)的水平轴线旋转叶毂通常具有三个叶片安装结构。每个叶片安装结构通常包括允许叶片的桨距角变化的轴承。轴承通常具有附接到叶毂体的圈(例如，外圈)以及附接到转子叶片的根端的圈(例如，内圈)。在行业内，叶片的根端和叶片安装结构(例如，轴承的内圈)之间的螺栓连接是常见的标准。如今经常采用T形螺栓紧固布置。螺栓连接通常包括从叶片根端的船尾面延伸的纵向螺栓的圆形阵列，叶片安装结构具有将接纳纵向螺栓的螺栓孔的相应阵列。然后通常将螺母拧紧在每个螺栓上。将多个螺栓同时引入螺栓孔中需要风力涡轮机叶片相对于叶片安装结构的精确对准，由于转子叶片的尺寸和重量、风的影响等，这已经是具有挑战性的了。此外，正如所解释的，运动可能起因于船舶和/或桅杆受到海况的影响。
在行业内，通常已知使用带有大型起重机的自升式船舶，该大型起重机用于安装具有土结基底的海上风力涡轮机的叶片。例如，参考WO2014/125461。
WO2012/002809公开了一种配备有提升装置的自升式船舶，该提升装置配置为以能够将风力涡轮机叶片安装在风力涡轮机塔架上的方式自主定位风力涡轮机叶片。提升装置包括枢转吊臂结构和可以沿着吊臂移位的定位装置。
WO2020/085902公开了一种当在海上风力涡轮机上安装叶片时将在漂浮状态下使用的船舶。该船舶配备有用于叶片的提升装置，其致力于风力涡轮机叶片在水平轴线旋转叶毂上的六点钟安装。该提升装置具有枢转吊臂和具有多个致动器的风力涡轮机叶片根端空间定向和支撑装置，所述多个致动器能够实现可移动叶片根端保持器的多个自由度。使用这一提升装置，使风力涡轮机叶片处于大致竖直的方向并在所述六点钟位置的叶毂的叶片安装结构下方。
发明内容
本发明旨在提供能够改进风力涡轮机叶片在水平轴线旋转叶毂上的安装的措施，该水平轴线旋转叶毂布置在海上的风力涡轮机桅杆的顶部。这种改进可以在于叶片安装的效率，例如，安装需要更少的时间和/或精力，和/或在扩大的天气窗口内(例如，在更强的风和/或不太有利的海况下)是可能的。
本发明提供一种用于将叶片安装在海上风力涡轮机的水平轴线旋转叶毂上的方法。海上风力涡轮机包括由基底，例如浮动基底，支撑的风力涡轮机桅杆和具有设置在风力涡轮机桅杆的顶端的水平轴线旋转叶毂的机舱。
在方法中，使用适合于临时安装在海上风力涡轮机上的叶片安装装置。
在方法中，这一叶片安装装置在起重船舶上运输到海上风力涡轮机，起重船舶配备有起重机。起重船舶的起重机用于将叶片安装装置临时安装在海上风力涡轮机上。
叶片安装装置包括安装在海上风力涡轮机的基底上和/或风力涡轮机桅杆的下部的安装部件。
叶片安装装置包括在工作位置竖直地竖立的导向桅杆，其中导向桅杆由安装部件支撑并且平行于并邻近风力涡轮机桅杆延伸，导向桅杆具有轨道。
叶片安装装置包括与风力涡轮机桅杆接合并侧向支撑竖立的导向桅杆的支撑支架。
叶片安装装置进一步包括叶片操纵器组件。这一组件包括：
·推车，其接合导向桅杆的轨道并且沿着轨道在竖直方向上可移动，
·推车驱动装置，其用于使推车沿着轨道移动，
·叶片操纵器，其包括设置为相对于叶片操纵器固定叶片的叶片接合构件；其中叶片操纵器经由包括致动器的致动组件由所述推车支撑，这些致动器配置为使得叶片操纵器能够相对于推车具有一个或更多个自由度，
·定位系统，其用于控制致动器并且因此控制相对于叶片操纵器固定的叶片的位置；
在方法中，推车被移到下叶片接收位置并且叶片操纵器布置为接收处于水平位置的叶片。叶片接合构件然后相对于叶片操纵器固定叶片。推车然后在上叶片安装位置通过推车驱动装置沿着轨道移动。定位系统被操作以控制致动器，以便将相对于叶片操纵器固定的叶片移到安装位置，例如，竖直安装位置或在另一安装位置(例如，水平安装位置)。当处于这一安装位置时，叶片附接到海上风力涡轮机的水平轴线旋转叶毂。
有利的是，包括定位系统和推车驱动装置的叶片操纵器组件能够例如优选地以多个自由度提升和精确定位和/或对准叶片操纵器和/或由叶片操纵器固定的叶片。这特别便于海上风力涡轮机的叶片的安装。应当理解，叶片安装装置也可以用在从海上风力涡轮机移除或拆卸叶片的情况下，例如，当缺陷叶片要被更换为新叶片时。
叶片安装装置设置有叶片操纵器，该叶片操纵器适合于在基本水平的叶片接收位置和可以是竖直、倾斜或水平位置的叶片安装位置之间移动。
常见的是以水平定向运输叶片。考虑到叶片的尺寸，有利的是，将也处于水平位置或者稍微偏离水平位置的叶片递送给叶片操纵器。
设置定位系统，用于叶片操纵器相对于推车的位置的精确运动控制。
在实施方案中，在叶片安装位置，叶片操纵器适合于被移到基本竖直的位置，用于将叶片安装到海上风力涡轮机的机舱，或者用于从海上风力涡轮机拆卸叶片。
在实施方案中，叶片以完全竖直的定向安装。
在其它实施方案中，叶片以倾斜定向安装，例如与竖直方向成5-40°的角度，例如在10-25°之间。
在另一实施方案中，叶片以基本水平的定向安装。
在叶片安装装置的操作中，导向桅杆由安装部件支撑，该安装部件安装在海上风力涡轮机上，优选地安装在基底上或桅杆的下部。推车的下叶片接收位置可以相对靠近水面。在下叶片接收位置，叶片操纵器能够接收处于基本水平位置的叶片，例如，由起重船舶的一个或更多个起重机处理或来自叶片供应船舶的叶片。叶片的水平位置使得叶片能够在叶片供应船舶和叶片操纵器之间转移，其中叶片的重心相对靠近水面。这不仅使得能够使用小型起重机进行叶片的这种转移，因为起重机不需要达到机舱的高度。利用根据本发明的叶片安装装置，具有小型和基本起重机的一艘或多艘浮动船舶可以用于安装和/或更换风力涡轮机叶片。
在实施方案中，导向桅杆是伸缩式桅杆结构。还可以想到的是，导向桅杆包括多个部件，例如两个部件，它们相对于彼此可枢转，例如使得桅杆是可折叠的。
叶片操纵器包括设置为相对于叶片操纵器固定叶片的叶片接合构件。
在实施方案中，叶片接合构件使得叶片操纵器能够将叶片保持在基本竖直的安装位置，即，叶片的根部与机舱相邻，而不会使叶片操纵器随机舱水平移动。
导向桅杆可以比风力涡轮机桅杆短得多，这可以实现紧凑的叶片安装装置，这便于叶片安装装置在海上风力涡轮机上的运输和安装。
根据本发明的叶片安装装置包括邻近风力涡轮机的桅杆的安装部件，安装部件配置为安装在海上风力涡轮机上，优选地安装在其基底上，例如浮动基底或海底基底，例如导管架。安装部件配置为支撑导向桅杆、叶片操纵器和由叶片操纵器支撑的叶片的重量，而导向桅杆经由安装到导向桅杆或与导向桅杆一体形成的支撑支架在侧向方向上被风力涡轮机桅杆支撑，优选地设置在导向桅杆的顶端附近。因此，风力涡轮机桅杆不用于支撑叶片安装装置的重量，而导向桅杆由于侧向支撑而可以是紧凑的设计。
在实施方案中，叶片操纵器包括多个间隔开的叶片接合构件，叶片接合构件适合于在两侧并且在距离叶片重心一定距离处接合叶片。叶片接合构件的这种配置有助于稳定地支撑和固定叶片。有利地，接合构件设置为可移动的，从而使得接合构件的位置能够被调整适应不同尺寸的叶片。
在实施方案中，叶片接合构件包括配置为接合叶片的根端的一个或更多个根部接合构件。可能地，可选地或以可移动的方式提供根部接合构件，从而特别是当要处理大尺寸的叶片时能够提供根部接合构件。叶片的根端是适合于安装到机舱的端部。根部接合构件归因于根端相对于叶片操纵器的精确定位，并且定位系统因此使得叶片操纵器能够相对于推车精确定位，并且因此使得叶片(特别是叶片的根端)能够相对于海上风力涡轮机精确定位。
在实施方案中，叶片操纵器包括托架，托架具有用于接收叶片的接收开口，例如使得叶片能够在侧向方向上移动到托架中。在实施方案中，当操纵器处于基本水平位置时，托架的接收开口面朝上，以使叶片可以下降到托架中或从托架中提出。这有利于在浮动船舶和叶片操纵器之间的转移。有利地，叶片接合构件安装到托架或者与托架一体形成。
在实施方案中，处于安装和竖立位置的导向桅杆的顶端位于风力涡轮机桅杆的顶端下方，特别是位于设置在风力涡轮机桅杆顶端的机舱下方。导向桅杆的长度应当使得处于上叶片安装位置的叶片能够连接到机舱的叶毂。当叶片由叶片操纵器在叶片的中心部分固定时，这一上叶片安装位置，即导向桅杆的轨道的上端，可以距离机舱一定距离，该距离对应于叶片从固定部分到叶片根端的长度的一部分。
在实施方案中，叶片安装装置的安装部件包括在打开位置和闭合位置之间可移动的两个或更多个可移动夹紧部件，在打开位置，夹紧部件可以抵靠例如基底周围和/桅杆的下端定位，在闭合位置，夹紧部件已经朝向彼此移动并且夹紧到基底上或基底周围或桅杆的下端。可选地，夹紧部件相互连接。
在实施方案中，叶片安装装置进一步包括具有绞盘、缆索和起重吊臂的升降系统，起重吊臂配置为相对于导向桅杆的顶端竖立并且经由导向桅杆被支撑。起重吊臂例如安装到导向桅杆的顶端，例如支撑支架附近。起重吊臂例如是伸缩式起重吊臂。升降系统是有利的，例如，用于齿轮箱、发电机或其它组件的更换或安装。有利地，在使用过程中，升降系统的缆索沿着导向桅杆延伸。这使得升降系统能够充当用于使推车沿着轨道在下叶片接收位置和上叶片安装位置之间移动的推车驱动装置。
还可以想到的是，推车驱动装置包括齿条和小齿轮驱动系统，或者推车驱动装置包括推车升降系统，该推车升降系统具有例如设置在安装部件上的绞盘和在导向桅杆的顶端上引导的相关缆线。
在实施方案中，推车和叶片操纵器之间的致动器包括一个或更多个液压缸型支腿。有利地，液压缸支腿是可线性延伸和可缩回的支腿，例如具有至少1米的行程长度。
在实施方案中，致动器使得叶片操纵器能够相对于推车具有六个自由度。这样的六个自由度系统例如已知为Stewart平台系统。具有六个自由度，可以在X、Y和Z方向上移动，以及纵摇、横摆和横摇。这使得叶片操纵器能够精确定位并且叶片特别是能够与机舱对准，叶片将安装到机舱或者从机舱移除。
在实施方案中，叶片操纵器组件的致动组件包括具有自由端的提升臂，该提升臂绕着水平提升臂枢转轴线可枢转地连接到推车。致动器形成用于使提升臂枢转的提升臂驱动装置。提升臂的自由端相对于推车向上枢转到叶片的安装高度。叶片操纵器枢转地连接到提升臂的自由端，叶片操纵器通过形成操纵器驱动装置的致动器绕着平行于提升臂枢转轴线的水平操纵器枢转轴线枢转。这种构造例如能够在提升臂绕着提升臂枢转轴线枢转以提升叶片期间保持叶片的水平定向。
这样的提升臂使得导向桅杆能够比风力涡轮机桅杆短得多，并且因此实现紧凑的叶片安装装置，这便于叶片安装装置在风力涡轮机上的运输和安装。
起重船舶例如是单体船舶、双体船舶或自升式船舶。起重船舶配备有起重机，可选地有多台起重机。
附图说明
将结合附图进一步说明本发明，附图中：
图1a-图1c示出了根据本发明的叶片安装装置的运输及其安装的侧视图；
图2示出了安装在浮动风力涡轮机上处于工作位置的图1a-图1c的叶片安装装置的立体图，叶片安装装置支撑叶片；
图3以侧视图示出了图2的叶片安装装置，其中叶片安装装置将叶片支撑在水平位置；
图4示出了图2的叶片安装装置，其中叶片安装装置将叶片支撑在倾斜位置；
图5以侧视图示出了图2的叶片安装装置，其中叶片安装装置将叶片支撑在基本竖直的位置；
图6示出了具有描绘为处于如图3所示的下叶片接收位置和如图5所示的上叶片安装位置的叶片安装装置的浮动风力涡轮机的侧视图；
图7a和图7b分别示出了根据本发明的替代叶片安装装置的侧视图和正视图。
具体实施方式
图1a-图1c和图2-图6示出了根据本发明的叶片安装装置10。
在图1a中，叶片安装装置10与多个叶片24一起在起重船舶1上运输。起重船舶1包括起重机2，这里是包括可枢转吊臂的基座式起重机。
示出了海上风力涡轮机20，其包括基底21和由基底21支撑的风力涡轮机桅杆22。
从图1a-图1c可以看出，起重船舶1的起重机2的高度基本上小于海上风力涡轮机20的风力涡轮机桅杆22的高度。因此，起重船舶的起重机2不适合于叶片安装。
在图1b中可以看到，起重船舶1的起重机2如何将叶片安装装置10升降到海上风力涡轮机20，并且使得将叶片安装装置10能够安装到风力涡轮机20的基底21，例如浮动风力涡轮机或安装到海床的风力涡轮机。
叶片安装装置的安装部件11安装在基底21上。导向桅杆12由安装部件11支撑并且设置为与风力涡轮机桅杆22平行并邻近。
在图1b中，导向桅杆的上部还将围绕枢轴点12'枢转。
在图1c中，示出了完全竖立的导向桅杆12，其中导向桅杆12由安装部件11支撑并且平行于并邻近风力涡轮机桅杆22延伸。
为了将如图1c所示的叶片安装装置10移到如图2-图5所示的工作位置，将在导向桅杆12的上端设置支撑支架14，以接合风力涡轮机桅杆22并将导向桅杆12侧向支撑在竖立位置。
在导向桅杆12的上部设置有可选的升降系统40。
图3-图5示出了根据本发明的叶片安装装置10的后续工作位置。
如图1a-图1c所示，叶片安装装置10配置为在起重船舶上运输，并且适合于安装到海上风力涡轮机20的基底21上以及从海上风力涡轮机20的基底21移除。因此，当需要安装风力涡轮机的叶片，或者需要更换一个或更多个叶片时，叶片安装装置10可以临时安装在风力涡轮机的基底上，以将叶片移入和移出它们可以安装到风力涡轮机的机舱的位置。
叶片安装装置10包括安装部件11、导向桅杆12、支撑支架14、叶片操纵器组件30和推车驱动装置36(在图6中可见)。
安装部件11配置为安装在海上风力涡轮机的基底上。安装部件优选地例如在风力涡轮机的桅杆的凸缘处安装到风力涡轮机的基底上，利用凸缘将风力涡轮机安装到基底上。
一旦安装部件11被安装，它便为导向桅杆12提供支撑，并且使得导向桅杆能够邻近风力涡轮机20的桅杆而竖立在安装部件上。
安装到导向桅杆12或与导向桅杆12成一体的支撑支架14设置在导向桅杆的顶端，并且接合风力涡轮机桅杆22以侧向支撑导向桅杆。
导向桅杆具有轨道13，用于在竖直方向上沿着风力涡轮机桅杆22的一部分引导叶片操纵器组件30。叶片操纵器组件30适合于沿着轨道13可移动。
叶片操纵器组件30包括推车31、叶片操纵器32和定位系统35。
推车31适合于接合轨道13，并且沿着轨道可移动，从而使得叶片操纵器组件30能够沿着导向桅杆12上下移动。
叶片操纵器32经由多个致动器33被推车31支撑，这些致动器使得叶片操纵器能够相对于推车具有多个自由度。叶片操纵器32包括设置为相对于叶片操纵器固定叶片的叶片接合构件34。
定位系统35配置为控制多个致动器33，并且因此控制叶片操纵器相对于推车的位置。
推车驱动装置36设置为使推车31沿着轨道13在图3所示的下叶片接收位置Pr和图5所示的上叶片安装位置Pi之间移动。这两个位置也在图6的侧视图中显示。
叶片操纵器32适合于在下叶片接收位置Pr处被移到水平位置，用于接收处于水平位置的叶片24。这在图3和图6中可见。
叶片操纵器进一步适合于在上叶片安装位置Pi处被移到竖直位置，用于将叶片24安装到海上风力涡轮机的机舱23。这在图5和图6中可见。
需要注意的是，在实施方案中，当处于叶片安装位置时，叶片可以以与竖直方向成一定角度或倾斜的方式被支撑，该角度在0-45°的范围内。在所示的特定实施方案中，叶片操纵器配置为在10-20°的范围内支撑叶片。
图4示出了叶片24被叶片操纵器组件30支撑在略微成角度的安装位置。通过使叶片操纵器能够在这种基本竖直的位置支撑叶片，导向桅杆可以安装在风力涡轮机的一侧而非风力涡轮机的前面，并且仍然将叶片支撑在能够在风力涡轮机的前面将叶片安装到机舱的安装位置。
此外，配置为用于在叶片的重心处或重心附近接合叶片并且用于将叶片支撑在基本竖直的位置的叶片操纵器组件能够使得导向桅杆仅沿着风力涡轮机桅杆的一部分延伸。因此，在所示的示例性实施方案中，处于安装和竖立位置的导向桅杆12的顶端12a位于风力涡轮机桅杆22的顶端下方，特别是位于设置在风力涡轮机桅杆顶端的机舱23下方。
在所示的示例性实施方案中，叶片安装装置10进一步包括可选的升降系统40，该升降系统适合于从风力涡轮机的机舱更换组件，例如用于安装或更换风力涡轮机的齿轮箱或发电机。
升降系统40包括绞盘41、缆索42和起重吊臂43。起重吊臂是伸缩式的，即起重吊臂配置为相对于导向桅杆12的顶端12a竖立并且经由导向桅杆被基底21支撑。因此，升降系统使得桅杆能够不延伸到海上风力涡轮机的机舱，或者甚至机舱上方。
叶片安装装置30能够实现一种用于安装或维护风力涡轮机20，特别是用于更换风力涡轮机的叶片的方法。将叶片移动到安装位置的过程如图2-图4所示。
在安装叶片的过程之前，用起重船舶将叶片安装装置10(其优选地具有叶片，例如要与海上风力涡轮机的叶片进行交换的叶片)运输到海上风力涡轮机。在实施方案中，起重船舶也是叶片供应船舶，即提供待安装的叶片并且将运输待从风力涡轮机移除的叶片的船舶。
安装叶片24的过程进一步通过将叶片安装装置10安装在海上风力涡轮机20上来提供，如图1a-图1c所示。这一安装过程包括将叶片安装装置的安装部件11安装在海上风力涡轮机20的基底21上，并且在安装部件上设置竖立位置的导向桅杆，其中叶片操纵器组件由轨道接合。
优选地，运输叶片安装装置的起重船舶的起重机用于将叶片安装装置安装在海上风力涡轮机上。优选地，叶片安装装置的导向桅杆配置为在不使用起重船舶的起重机的情况下被竖立。在实施方案中，桅杆是伸缩式桅杆。可替代地，桅杆可铰接地安装在安装部件上，并且通过延伸或使用内部驱动装置竖立而被竖立。作为替代方案，导向桅杆可以包括多个组件并且是自立式的，如自立式塔式起重机。
一旦叶片安装装置安装在海上风力涡轮机上，它便可以用于在安装位置移动叶片。叶片安装过程包括：
-操作叶片操纵器的定位系统，以将叶片操纵器移到水平叶片接收位置，如图2所示；
-操作起重船舶以将处于水平位置的叶片递送给叶片操纵器；
-操作叶片接合构件以相对于叶片操纵器固定叶片；以及
-操作叶片操纵器的推车驱动装置和定位系统，以将叶片操纵器从水平的下叶片接收位置移到上部基本竖直的叶片安装位置，如图4所示。
在图7a和图7b中，示出了根据本发明的叶片安装装置100的替代实施方案，其安装到海上风力涡轮机20的基底21，该海上风力涡轮机进一步包括由基底支撑的风力涡轮机桅杆22。
叶片安装装置100包括安装部件111，该安装部件安装在海上风力涡轮机的基底21上。
导向桅杆112竖立到工作位置，其中导向桅杆由安装部件111支撑，平行于并邻近风力涡轮机桅杆22。
导向桅杆112具有未详细示出的轨道。支撑支架114安装到导向桅杆112的上端且接合风力涡轮机桅杆22，并且侧向支撑竖立的导向桅杆112。
叶片操纵器组件130沿着导向桅杆可移动，如图7a和图7b中所示的附图标记130'和130”指示的两个位置。
叶片操纵器组件130包括接合轨道且通过推车驱动装置沿着轨道可移动的推车131，例如，如本文所讨论的。
叶片操纵器组件130进一步包括叶片操纵器132，该叶片操纵器包括设置为相对于叶片操纵器固定叶片的叶片接合构件(未详细示出)。
叶片操纵器组件130进一步包括具有致动器的致动组件，这些致动器配置为使叶片操纵器132能够相对于推车131具有一个或更多个自由度。
此处，叶片操纵器组件的致动组件包括具有自由端122的提升臂121，该提升臂绕着水平提升臂枢转轴线126可枢转地连接到推车131。
在示例中，提升臂在枢转之后与水平面的角度在30度和80度之间，例如在40度和60度之间，例如45度-50度。在示例中，提升臂在接收叶片时，因此在向上枢转以提升叶片之前，与水平面的角度在-30度和-80度之间，例如在-40度和-60度之间，例如-45度。
在相对的端部，提升臂121此处设置有配重123，用于抵消由待保持的叶片相对于提升臂与推车的连接所施加的力矩。这一配重具有使提升臂的重心朝着提升臂枢转轴线移位的作用。从而，相对于枢转轴线施加的力矩的力臂减小，从而力矩本身减小。这可以有利于导向桅杆的载荷分布，特别是任何弯曲应力。
提升臂的自由端122相对于推车131枢转，例如达到叶片1040的安装高度。推车和提升臂之间的致动器(未示出)形成提升臂驱动装置。
叶片操纵器132枢转地连接到提升臂的自由端122，该叶片操纵器通过形成操纵器驱动装置(未示出)的致动器绕着平行于提升臂枢转轴线126的水平操纵器枢转轴线127枢转。
设置定位系统，用于控制提升臂驱动装置和操纵器驱动装置，从而控制由叶片操纵器132固定的叶片1040的位置相对于推车131的位置。
未示出的是用于使推车沿着轨道在下叶片接收位置(叶片操纵器组件在该位置以130'指示)和上叶片安装位置(叶片操纵器组件在该位置以130”指示)之间移动的推车驱动装置。在下叶片接收位置，叶片操纵器132被移到水平位置，用于接收处于水平位置的叶片1040。在这一实施方案中，在上叶片安装位置处，叶片操纵器也处于水平安装位置，用于将叶片1040安装到海上风力涡轮机的机舱23。
与推车131以及因此提升臂121的竖直运动相结合的提升臂121的枢转使得能够可控地向上移动水平定向的叶片，同时利用导向桅杆112相对于风力涡轮机的稳定性。因此，当提升叶片时，叶片的移动被限制为跟随提升臂121的自由端的移动，这是因为叶片被有效地固定到该提升臂。这与通过将叶片悬挂在起重缆索上(例如，如现有技术中那样使用船舶上的大型起重机)来提升叶片形成对比，在现有技术中，实践表明叶片容易受到过度移动的影响，例如，由风和/或船舶运动引起的过度移动。
图7a、图7b中所示的是叶片在竖直平面内移动，该竖直平面平行于提升臂121的运动平面并且到达该运动平面的后部。在适当的实施方案中，叶片的平面靠近提升臂121的平面，这减小了由叶片的重量施加在导向桅杆112上的力的力臂，这是因为叶片被保持为相对靠近导向桅杆。
在实施方案中，提升臂形式使得在提升臂121的自由端向上移位到安装高度之后，提升臂的自由端以及因此固定地保持的转子叶片能够延伸得高于导向桅杆112的顶部。因此，提升臂121然后起到导向桅杆112上方的延伸部的作用，使得导向桅杆有利地需要较小的高度。
在实施方案中，方法进一步包括，(恰好)在安装叶片之前，将叶片与叶片的叶毂的叶毂连接件对准。例如，在叶毂的叶片安装中，叶片被对准以实现叶片根部的螺栓与螺栓孔之间的对准。在示例中，这是通过致动一个或更多个对准致动器移动叶片来实现的。这一对准机构可以与提升臂和/或叶片操纵器集成，例如在安装期间容纳叶片的托架。例如，对准机构能够在任何一个或更多个方向上对准。
在实施方案中，叶片操纵器132包括配置为容纳叶片(例如，从下方支撑水平定向的叶片，例如从上方夹紧叶片)并且配置为水平地保持叶片的托架。
在实施方案中，操纵器132包括托架，该托架从提升臂可松开并且具有用于将托架固定到提升臂121的接合器的连接器。在实施方案中，托架包括用于将托架从起重机(例如，从起重机吊钩)悬挂(例如，经由一个或更多个吊索)的附接部分。在实施方案中，这能够实现这样的方法，其中首先通过接合在托架上的起重机来提升叶片，叶片被水平地固定和保持在该托架中。例如，叶片以这种方式从供应船舶或从起重船舶转移到已经安装的叶片安装装置。这一托架加上叶片然后由起重机转移，然后经由其连接器固定到提升臂的自由端的接合器。然后可以将起重机从托架松开。因此，对于从船舶起重机到提升臂的这一转移，无需将叶片从托架移除。

Claims (12)

1.一种用于将叶片安装在海上风力涡轮机的水平轴线旋转叶毂上的方法，所述海上风力涡轮机包括由基底、例如浮动基底支撑的风力涡轮机桅杆(22)和具有设置在风力涡轮机桅杆的顶端的水平轴线旋转叶毂的机舱，
其中使用适合于临时安装在海上风力涡轮机(20)上的叶片安装装置(10)，
其中叶片安装装置(10)在起重船舶(1)上运输到海上风力涡轮机，所述起重船舶配备有起重机，
其中所述起重船舶的起重机用于将叶片安装装置(10)临时安装在海上风力涡轮机上，
其中所述叶片安装装置包括安装在海上风力涡轮机的基底(21)上和/或风力涡轮机桅杆(22)的下部的安装部件(11)，
其中所述叶片安装装置包括在工作位置竖直地竖立的导向桅杆(12)，其中所述导向桅杆由安装部件(11)支撑并且平行于并邻近风力涡轮机桅杆(22)延伸，所述导向桅杆具有轨道(13)，
其中所述叶片安装装置包括与风力涡轮机桅杆(22)接合并侧向支撑竖立的导向桅杆(12)的支撑支架(14)，
其中所述叶片安装装置进一步包括叶片操纵器组件(30)，所述叶片操纵器组件包括：
-推车(31)，其接合导向桅杆(12)的轨道(13)并且能够沿着轨道在竖直方向上移动，
-推车驱动装置(36)，其用于使推车(31)沿着轨道(13)移动，
-叶片操纵器(32)，其包括设置为相对于叶片操纵器固定叶片(24)的叶片接合构件(34)；其中所述叶片操纵器经由包括致动器(33)的致动组件由所述推车(31)支撑，所述致动器配置为使得叶片操纵器(32)能够相对于推车(31)具有一个或更多个自由度，
-定位系统(35)，其用于控制致动器(33)并且因此控制相对于所述叶片操纵器固定的叶片(24)的位置；
其中推车(31)被移到下叶片接收位置(Pr)并且叶片操纵器(32)布置为接收处于水平位置的叶片(24)，其中叶片接合构件(34)相对于叶片操纵器(32)固定叶片(24)，
并且其中所述推车然后在上叶片安装位置(Pi)通过推车驱动装置(36)沿着轨道(13)移动，并且其中定位系统(35)被操作以控制致动器(33)，以便将相对于叶片操纵器(32)固定的叶片(24)移到安装位置，
并且其中处于所述安装位置的叶片(24)附接到海上风力涡轮机的水平轴线旋转叶毂。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述致动器使得叶片操纵器能够相对于推车具有六个自由度。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述安装位置是竖直的。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述安装位置是水平的，并且其中叶片操纵器组件的致动组件包括具有自由端的提升臂(121)，所述提升臂绕着水平提升臂枢转轴线枢转地连接到推车，其中致动器形成用于使提升臂枢转的提升臂驱动装置，其中叶片操纵器(132)绕着平行于提升臂枢转轴线延伸的水平操纵器枢转轴线枢转地连接到提升臂的自由端，其中致动器形成操纵器驱动装置，其中所述致动器被控制为使得在提升臂绕着提升臂枢转轴线枢转以提升叶片期间保持叶片的水平定向。
5.根据权利要求1-4中的一项或更多项所述的方法，其中，处于安装和竖立位置的导向桅杆(12)的顶端(12a)在风力涡轮机桅杆(22)的顶端下方，特别是在机舱(23)下方。
6.根据权利要求1-5中的一项或更多项所述的方法，其中，所述叶片安装装置进一步包括具有绞盘(41)、缆索和起重吊臂(43)的升降系统(40)，所述起重吊臂配置为相对于导向桅杆(12)的顶端竖立并且经由导向桅杆由基底(21)支撑，其中所述升降系统用于从风力涡轮机的机舱更换组件，例如用于安装或更换风力涡轮机的齿轮箱或发电机。
7.一种叶片安装装置，其配置为临时安装在海上风力涡轮机上，用于将叶片安装在海上风力涡轮机的水平轴线旋转叶毂上，所述海上风力涡轮机包括由基底、例如浮动基底支撑的风力涡轮机桅杆(22)和具有设置在风力涡轮机桅杆的顶端的水平轴线旋转叶毂的机舱，
其中叶片安装装置(10)能够在起重船舶(1)上运输到海上风力涡轮机，
其中所述叶片安装装置包括安装在海上风力涡轮机的基底(21)上和/或风力涡轮机桅杆(22)的下部的安装部件(11)，
其中所述叶片安装装置包括在工作位置竖直地竖立的导向桅杆(12)，其中所述导向桅杆由安装部件(11)支撑并且平行于并邻近风力涡轮机桅杆(22)延伸，所述导向桅杆具有轨道(13)，
其中所述叶片安装装置包括与风力涡轮机桅杆(22)接合并侧向支撑竖立的导向桅杆(12)的支撑支架(14)，
其中所述叶片安装装置进一步包括叶片操纵器组件(30)，所述叶片操纵器组件包括：
-推车(31)，其接合导向桅杆(12)的轨道(13)并且能够沿着轨道在竖直方向上移动，
-推车驱动装置(36)，其用于使推车(31)沿着轨道(13)移动，
-叶片操纵器(32)，其包括设置为相对于叶片操纵器固定叶片(24)的叶片接合构件(34)；其中所述叶片操纵器经由包括致动器(33)的致动组件由所述推车(31)支撑，所述致动器配置为使得叶片操纵器(32)能够相对于推车(31)具有一个或更多个自由度，
-定位系统(35)，其用于控制致动器(33)并且因此控制相对于所述叶片操纵器固定的叶片(24)的位置；
其中推车(31)配置为被移到下叶片接收位置(Pr)并且叶片操纵器(32)配置为布置成接收处于水平位置的叶片(24)，其中叶片接合构件(34)配置为相对于叶片操纵器(32)固定叶片(24)，
并且其中所述推车能够在上叶片安装位置(Pi)通过推车驱动装置(36)沿着轨道(13)移动，并且其中定位系统(35)配置为被操作以控制致动器(33)，以便将相对于叶片操纵器(32)固定的叶片(24)移到安装位置，从而使得处于所述安装位置的叶片(24)能够附接到海上风力涡轮机的水平轴线旋转叶毂。
8.根据权利要求7所述的叶片安装装置，其中，所述致动器使得叶片操纵器能够相对于推车具有六个自由度。
9.根据权利要求7或8所述的叶片安装装置，其中，所述安装位置是竖直的。
10.根据权利要求7或8所述的叶片安装装置，其中，所述安装位置是水平的，并且其中所述叶片操纵器组件的致动组件包括具有自由端的提升臂(121)，所述提升臂绕着水平提升臂枢转轴线枢转地连接到推车，其中致动器形成用于使提升臂枢转的提升臂驱动装置，其中叶片操纵器(132)绕着平行于提升臂枢转轴线延伸的水平操纵器枢转轴线枢转地连接到提升臂的自由端，其中致动器形成操纵器驱动装置，其中所述致动器被控制为使得在提升臂绕着提升臂枢转轴线枢转以提升叶片期间保持叶片的水平定向。
11.根据权利要求7-10中的一项或更多项所述的叶片安装装置，其中，所述导向桅杆配置为使得处于安装和竖立位置的导向桅杆(12)的顶端(12a)在风力涡轮机桅杆(22)的顶端下方，特别是在机舱(23)下方。
12.根据权利要求7-11中的一项或更多项所述的叶片安装装置，其中，所述叶片安装装置进一步包括具有绞盘(41)、缆索和起重吊臂(43)的升降系统(40)，所述起重吊臂配置为相对于导向桅杆(12)的顶端竖立并且经由导向桅杆由基底(21)支撑。
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