JP2019509417A - 風力タービンの部品を昇降させるための昇降装置と風力タービンの部品を組み立てるための方法 - Google Patents

風力タービンの部品を昇降させるための昇降装置と風力タービンの部品を組み立てるための方法 Download PDF

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Abstract

風力タービン(100)の部品を昇降させるための昇降装置(1000)を提供する。この昇降装置は、各々が、風力タービン(100)の部品(1500、1502)を取り付けるための少なくとも第1及び第2の取り付けユニット(1110、1120)と、複数のボア(1001〜1008)を備えた第1のアーム(1200)と、を備えている。第1及び第2の取り付けユニット(1110、1120)に対するボア(1001〜1008)の角度は相異なる。【選択図】 図2

Description

本発明は、風力タービンの部品を昇降させるための昇降装置と風力タービンの部品を組み立てるための方法とに関する。
タワーを立設した後、風力タービンのローター内に又はローター上に設置すべき風力タービンの全てのパート(part)は、それぞれクレーンによって搬送する、すなわち、引き上げる必要がある。しかしながら、この搬送は、高コストであり、且つ、卓越気象条件(prevailing weather condition:その地域やその季節において優勢的な天候状態)に左右される。
本願の優先権を形成する独国特許出願において、独国特許商標庁は下記の特許文献1および特許文献2を調査した。
独国特許出願公開第10 2009 011 478号公報 独国特許出願公開第10 2011 003 164号公報
したがって、本発明の目的は、風力タービンの部品の組み立てをより迅速に行え得る、風力タービンの部品を昇降させるための昇降装置と風力タービンの部品を組み立てるための方法とを提供することである。
この目的は、請求項1に記載の、風力タービンの部品を昇降させるための昇降装置と、請求項9に記載の、風力タービンの部品を組み立てるための方法と、によって達成される。
風力タービンの部品を昇降させるための昇降装置を提供する。この昇降装置は、各々が、風力タービンの部品を取り付けるための少なくとも第1及び第2の取り付けユニットと、複数のボアを備えた第1のアームと、を備えている。これらのボアは、第1及び第2の取り付けユニット対して相対的に異なる角度を有する。
本発明の一態様によれば、第1のアームは、第1及び第2の取り付けユニットに対して、少なくとも部分的に、ある角度に配置されている。
本発明の別の一態様によれば、特に第1のアームに沿って、複数のボアの1つに確実に取り付けることができるキャリッジを設ける。このキャリッジは、クレーンのフックを受け入れるためのタブ又はアイを備えている。
本発明の更に別の一態様によれば、この昇降装置は、第1及び第2の取り付けユニットの第1のパートを、それぞれ、設けることができる第2及び第3のアームを備えている。この昇降装置は、第1及び第2の取り付けユニットの2つの第2のパートを備えたボトム・ユニットを更に備えている。これらの取り付けユニットの2つの第2のパートは、ボトム・ユニットに旋回可能に設けられており、動作姿勢と輸送姿勢とを有することができる。
本発明の更に別の一態様によれば、第1のアームは、第1の直立したセクションと第2の傾斜したセクションとを備えている。
本発明の更に別の一態様によれば、第1及び第2の取り付けユニットは、互いに実質的に平行に配置されている。
本発明は、風力タービンの部品を昇降させるための別の昇降装置にも関する。この昇降装置は、風力タービンの部品を取り付けるための少なくとも1つの第1の取り付けユニットと、風力タービンの別の部品を取り付けるための第2の取り付けユニットと、を備えている。第1の取り付けユニットはクレーンのフック用の第1のアイを備えており、第2の取り付けユニットはクレーンのフック用の第2のアイを備えている。この昇降装置は、クレーンのフック用の第3のアイを備えた、第1及び第2の取り付けユニットに対してある角度を成す第1のアームを更に備えている。第1及び第2の取り付けユニットは、互いに対して90°未満、特に実質的に60°の角度に配置されている。
本発明は、風力タービンの部品を昇降させるための別の昇降装置にも関し、この昇降装置は、各々が、風力タービンの部品を取り付けるための少なくとも第1及び第2の取り付けユニットを備えている。これらの第1及び第2の取り付けユニットは、互いに実質的に平行に配置されている。この昇降装置はクレーンのフック用のアイを備えたアームを更に備えており、このアームは、第1及び第2の取り付けユニットに対して旋回可能であるように設けられている。
本発明は、上述の昇降装置によって風力タービンの部品を該風力タービンに組み立てるための方法にも関する。風力タービンの少なくとも第1及び第2の部品が昇降装置の少なくとも第1及び第2の取り付けユニットに取り付けられる。キャリッジに取り付けられたクレーンのフックが第1及び第2の取り付けユニットに対して実質的に垂直に方向付けられるように該キャリッジがボアにロックされる。第1又は第2の取り付けユニットに取り付けられている、風力タービンの部品の1つが、3時の位置にある第1のローター・ハブ・コネクションに、取り付けられる。風力タービンの部品が第1及び第2の取り付けユニットから取り外されて、キャリッジが移動させられて、第1及び第2の取り付けユニット相互間に配置されている別のボアにロックされる。この昇降装置は、ある角度だけ外側に旋回させられ、引き上げられ、回され、移動させられ、その結果、第1又は第2の取り付けユニットに依然として取り付けられている、風力タービンの第2の部品を第2のローター・ブレード・コネクションに取り付けることができる。昇降装置に取り付けられている、風力タービンの部品が、第2のローター・ハブ・コネクションに取り付けられる。風力タービンの部品が第1及び第2の取り付けユニットから取り外される。
本発明の別の実施形態は、サブクレーム(subclaim)の要旨となっている。以下、図面を参照して、本発明の利点と代表的な実施形態とを更に詳細に説明する。
風力タービンの斜視図を示す図である。 本発明による昇降装置の一実施形態の斜視図を示す図である。 図2の本発明による昇降装置のキャリッジの一実施形態の斜視断面図を示す図である。 図3のものに代わるキャリッジ用ピン・リテーナの斜視図を示す図である。 図2の本発明による昇降装置の輸送姿勢の下面図を示す図である。 輸送姿勢における図2の本発明による昇降装置の拡大斜視図を示す図である。 輸送姿勢における図2の本発明による昇降装置の拡大斜視図を示す図である。 輸送姿勢における図2の本発明による昇降装置の拡大図を示す図である。 輸送姿勢における図2の本発明による昇降装置の拡大図を示す図である。 第1の代表的な一実施形態による組み立て方法の方法ステップの図を示す図である。 第1の代表的な一実施形態による組み立て方法の方法ステップの図を示す図である。 第1の代表的な一実施形態による組み立て方法の方法ステップの図を示す図である。 第1の代表的な一実施形態による組み立て方法の方法ステップの図を示す図である。 第1の代表的な一実施形態による組み立て方法の方法ステップの図を示す図である。 第1の代表的な一実施形態による組み立て方法の方法ステップの図を示す図である。 第1の代表的な一実施形態による組み立て方法の方法ステップの図を示す図である。 第1の代表的な一実施形態による組み立て方法の方法ステップの図を示す図である。 第1の代表的な一実施形態による組み立て方法の方法ステップの図を示す図である。 第1の代表的な一実施形態による組み立て方法の方法ステップの図を示す図である。 第1の代表的な一実施形態による組み立て方法の方法ステップの図を示す図である。 第1の代表的な一実施形態による組み立て方法の方法ステップの図を示す図である。 第1の代表的な一実施形態による組み立て方法の方法ステップの図を示す図である。 第1の代表的な一実施形態による組み立て方法の方法ステップの図を示す図である。 第1の代表的な一実施形態による組み立て方法の方法ステップの図を示す図である。 第1の代表的な一実施形態による組み立て方法の方法ステップの図を示す図である。 第1の代表的な一実施形態による組み立て方法の方法ステップの図を示す図である。 第1の代表的な一実施形態による組み立て方法の方法ステップの図を示す図である。 第1の代表的な一実施形態による組み立て方法の方法ステップの図を示す図である。 第1の代表的な一実施形態による組み立て方法の方法ステップの図を示す図である。 第1の代表的な一実施形態による組み立て方法の方法ステップの図を示す図である。 第2の代表的な一実施形態による、風力タービンの部品の組み立てについての種々の図を示す図である。 第2の代表的な一実施形態による、風力タービンの部品の組み立てについての種々の図を示す図である。 第2の代表的な一実施形態による、風力タービンの部品の組み立てについての種々の図を示す図である。 第3の代表的な一実施形態による、単体のローター・ブレード・コネクション・ユニットを持った昇降装置の概略的な実例を示す図である。 各々、第3の代表的な一実施形態による、風力タービンの部品の組み立てについての、本発明による昇降装置の種々の図を示す図である。 各々、第3の代表的な一実施形態による、風力タービンの部品の組み立てについての、本発明による昇降装置の種々の図を示す図である。 各々、第3の代表的な一実施形態による、風力タービンの部品の組み立てについての、本発明による昇降装置の種々の図を示す図である。 各々、第3の代表的な一実施形態による、風力タービンの部品の組み立てについての、本発明による昇降装置の種々の図を示す図である。 各々、第3の代表的な一実施形態による、風力タービンの部品の組み立てについての、本発明による昇降装置の種々の図を示す図である。 各々、第3の代表的な一実施形態による、風力タービンの部品の組み立てについての、本発明による昇降装置の種々の図を示す図である。 各々、第3の代表的な一実施形態による、風力タービンの部品の組み立てについての、本発明による昇降装置の種々の図を示す図である。 第4の代表的な一実施形態による、風力タービンの部品の組み立てについての昇降装置の種々の図を示す図である。 第4の代表的な一実施形態による、風力タービンの部品の組み立てについての昇降装置の種々の図を示す図である。 第4の代表的な一実施形態による、風力タービンの部品の組み立てについての昇降装置の種々の図を示す図である。 第4の代表的な一実施形態による、風力タービンの部品の組み立てについての昇降装置の種々の図を示す図である。 第4の代表的な一実施形態による、風力タービンの部品の組み立てについての昇降装置の種々の図を示す図である。 第4の代表的な一実施形態による、風力タービンの部品の組み立てについての昇降装置の種々の図を示す図である。 第5の代表的な一実施形態による、風力タービンの部品の組み立てについての種々のステップを示す図である。 第5の代表的な一実施形態による、風力タービンの部品の組み立てについての種々のステップを示す図である。 第5の代表的な一実施形態による、風力タービンの部品の組み立てについての種々のステップを示す図である。 第5の代表的な一実施形態による、風力タービンの部品の組み立てについての種々のステップを示す図である。 第5の代表的な一実施形態による、風力タービンの部品の組み立てについての種々のステップを示す図である。 第5の代表的な一実施形態による、風力タービンの部品の組み立てについての種々のステップを示す図である。
図1には、タワー102とナセル104とを有する風力タービン100が示されている。ナセル104には、3枚のローター・ブレード108とスピナー110とを有するローター106が配置されている。動作中、風がローター106を回転運動させて、それによってナセル104内の発電機を駆動する。ローター・ブレード108は、例えばブレード・コネクションすなわちブレード・アダプタによって風力タービンのローター・ハブに取り付けることができる。ローター・ハブには3つのローター・ハブ・コネクションを設けることができる。風力タービンのローター・ブレードは、例えばピッチ・ベアリング(pitch bearing)によってピッチ(pitch)することができ、すなわち、それらの長手方向の軸の回りを回転させることができる。
図2には、風力タービン100の立設に使用できる、すなわち、ローター内すなわちナセル内で組み立てることが望ましい風力タービンの部品の組み立てに使用できる、本発明による昇降装置1000が示されている。本発明による昇降装置1000は、実質的に第1のセクション1100と第2のセクション1200を備えている。装置1000が地面上に立っている場合、第1のセクション1100は底面に対して実質的に垂直に方向付けられており、第2のセクション1200は第1のセクション1100を基準にして角度1150に配置されている。
第1のセクション1100は、実質的に、いわゆるIビーム(I-beam)型(あるいは、ダブルTビーム(double T-beam)型とも呼称される)に形成されている。第1のセクション1100には、第1の取り付けユニット1110と第2の取り付けユニット1120が配置されている。取り付けユニット1110と1120は、指定された高さにまで昇降して、風力タービン上での組み立て又は分解の際に、風力タービン100の種々の部品を取り付けるのに用いられる。第1及び第2の取り付けユニット1110、1120は、第1のセクション1100の互いに反対側に配置されることが望ましい。取り付けユニット1110、1120は、各々、第1のセクション1100から突出するそれぞれのアーム1111、1112の一端に配置されている。アーム1111、1112も実質的にIビーム型に形成されており、同じ高さに配置されている。取り付けユニット1110、1120は、取り付けられるべきそれぞれの部品が取り付けられる上段取り付けプレート1113を備えている。取り付けユニット1110と1120は、相異なる態様で実施できる。図示の実施形態では、取り付けユニット1120は、例えば、後述するラウンド・スリング(round sling)用の収容部1122を更に備えている。
上側端部において、第2のセクション1200は、第1のセクション1100に接続されている。第2のセクション1200は、第1のセクション1100から角度1150で突出している。但し、この角度は任意に選択できる。後述する装置1000の適用分野については、第1のセクション1100の向きと第2のセクション1200の向きとの間の約120°(あるいは、約60°ともいえる)の角度1150が有益であることが分かっている。第2のセクション1200も実質的にIビーム型に形成されている。装置1000のスチフネス(stiffness:剛性)を増大する補剛ブラケット(stiffening bracket)が、第1のセクション1100と第2のセクション1200との間に挿入されている。ベース・パート1210が、第2のセクション1200の外側端部に配置されている。
ボトム・セクション1300が、第1のセクション1100のもう1つの端部に配置されている。ボトム・セクション1300は例えば十字形状のフレームを形成しており、これは少なくとも4つのベース・アーム1312で構成されている。取り付けユニット1110、1120への部品の取り付けの際に、装置1000は、ボトム・セクション1300に配置されたベース1310上に載っている、すなわち、立っている。
取り付けユニット1110、1120の下段取り付けプレート1314が、互いに反対側のベース・アーム1312に配置されている。しかも、これらの下段取り付けプレート1314は、取り付けユニット1110及び1120と同じ側に配置されている。下段取り付けプレート1314は、折り畳み可能な態様で実施される。したがって、これらの取り付け設備1314は、装置1000の輸送中に折り畳めるので、輸送スペースを低減できる。更に、装置1000に取り付けられる部品が下段取り付けプレートだけに取り付けられる場合、装置1000をその部品に対して傾けることができる。この目的のために、下段取り付けプレート1314が配置されているベース・アーム1312は、各々、2つのパートで構成されており、その結果、折り畳み用の機構1316が、それぞれ、対応するベース・アーム1312の2つのパート相互間に配置される。この折り畳み機構は実質的にピンによって実現されており、このピン上で下段取り付けプレート1314が回転可能に支持されている。
第1のセクション1100付近に、且つ、ボトム・セクション1300の領域内に、ワーキング・ランディング(working landing:作業用踊り場)1320が配置されている。取り付けるべき部品の組み立ての際に、作業員は、風力タービン100の所でワーキング・ランディング1320上に立つことができる。ワーキング・ランディング1320によって、第1のセクション1100の周囲を完全に通行できるワーキング・プラットホーム(working platform:作業用足場)が得られる。ワーキング・ランディング1320に更に上がり易いように、ステップ(step:踏み段)1318が側面に取り付けられている。
第1のセクション1100は、いくつかのパートで構成されている。Iビームで構成されている第1のパート1130が、ボトム・セクション1300を第2のパート1132に接続している。第2のパート1132は、例えば溶接によって第1のパート1130に接続されており、これに対して実質的に垂直に配置されている。また、第2のパート1132は、取り付けユニット1110と1120の上段取り付けプレート1113が配置されているアーム1111、1112を備えている。第1のセクション1100の第1及び第2のパート1130、1132相互間の補剛ブラケット1114は、第2のパート1132のスチフネス(stiffness:剛性)を増大する。第2のパート1132を第2のセクション1200に接続する、第1のセクションの第3のパート1134が、第2のパート1132の上方に、且つ、第1のパート1130の延長線上に配置されている。また、第3のパート1134は、複数のねじを用いて第2のパート1132にフランジ付け(flange)できる。これによって、装置1000は、輸送の際に輸送スペースを節約するために、更に分解できる。しかしながら、第1、第2及び第3のパート1130、1132、1134は、その他の任意の好適な接続方式によっても互いに接続できる。
装置1000の第1及び第2のセクション1100、1200は、複数のロッキング・ボア(locking bore:係止孔)1001から1008を備えている。第1のロッキング・ボア1001は、第1のセクション1100の第2のパート1132のアーム1112に配置されている。第2のロッキング・ボア1002は、第1のセクション1100の第1のパート1130内における、第1、第2及び第3のパート1130、1132、1134の接続領域に配置されている。第3のロッキング・ボア1003は、第3のパート1134内における、第1のセクション1100の上側領域に配置されている。第4のロッキング・ボア1004は、第2のセクション1200に連結する、第1のセクション1100の上側端部に配置されている。更に正確には、第4のロッキング・ボア1004は、第1のセクション1100の長手方向軸と第2のセクション1200の長手方向軸との交点に配置されている。第5、第6及び第7のロッキング・ボアは、第2のセクション1200に沿って、互いに離れて、配置されている。第8のロッキング・ボア1008は、第2のセクション1200の外側端部に配置されている。ロッキング・ボア1001から1008は、各々、Iビームのウェブ(web)を越えて突出しており、ロッキング・ボア1001から1008の幅または長さを増大するリングを備えている。このリングは、このリングとIビームのベルト又はフランジとの間の補剛リブで補強されている。
図3は、図2の本発明による昇降装置のキャリッジ(carriage)の斜視断面図を示している。移動させることが可能なキャリッジ1400は、第1及び第2のセクション1100、1200に沿って配置でき、ロッキング・ボア1001から1008内でロックでき、したがって、ロッキング・ボア1001から1008内で、スライド(slide)しないように確実に取り付けることができる。キャリッジ1400は、ロッキング・ボア1001から1008内で回転可能に支持されている。ロッキング・ボア1001から1008のいずれかにおいてキャリッジ1400が外れることを確実に防ぐために、キャリッジ1400は、それぞれのロッキング・ボア1001から1008内におけるロード・ピン1422の取り付けを確実にする油圧シリンダ1420を備えている。装置1000を昇降させるために、例えばクレーンのフックを留めることができるタブ1410が、キャリッジ1400に配置されている。
タブ1410は、ピン1412によってキャリッジ1400に取り付けられる。この目的のために、キャリッジ1400は、キャリッジ1400のベース・ボディ1414相互間に取り付けられた2つのクロス・ウェブ(cross web)を備えている。タブ1410が配置されるプレート1416が、これらのクロス・ウェブ相互間に取り付けられている。キャリッジ1400のベース・ボディ1414は、各々、第1及び第2のセクション1100、1200の両側上を移動でき、ロード・ピン1422を収容するアコモデーティング・ボア(accommodating bore:収容孔)1418を備えている。ロード・ピン1422は、アコモデーティング・ボア1418と第1のセクション1100又は第2のセクション1200のロッキング・ボア1001から1008とに、それぞれ、挿入されて、キャリッジ1400の取り付けを確実にする。ロード・ピン1422の取り付けを確実にするために、シリンダねじ1424に取り付けられた、いわゆるポジショニング・フラグ(positioning flag)として機能する油圧シリンダ1420が設けられている。それに加えて、キャリッジ1400を所定の位置にまで手動で引っ張るために、スレッデッド・リフティング・アイ(threaded lifting eye)1426がベース・ボディ1414の一方に取り付けられている。
図4には、油圧ピン・リテーナ(hydraulic pin retainer:油圧ピン保持具)について、図3のものに代わる代表的なものが例示されている。油圧シリンダを使用しない場合、セキュアリング・ピン(securing pin)1430とセキュアリング・プレート(securing plate)1432とを有するピン・リテーナを用いて、例えば第2のセクション1200のロッキング・ボア1005においてロード・ピン1422の取り付けを確実にすることができる。その際、セキュアリング・ピン1430は、ロード・ピン1422内に横から挿入される。セキュアリング・プレート1432は、実質的にZ形状に構成されており、例えばねじ接続によってベース・ボディ1414に取り付けられる。
図5は、装置1000の輸送姿勢についての下面図を示している。より広い意味では、図5は、装置1000の側面図を表しており、したがって、実質的に、図2で既に説明された装置1000の特徴を示している。輸送中、装置1000は、片方の側面を下にして置かれている。その際、装置1000は、ワーキング・ランディング1320の側面上と、ヘッド・パート1210に配置されているベース1212上と、で支持されている。図5から分かるように、ボトム・セクション1300に配置されている、取り付けユニット1110、1120の下段取り付けプレート1314は、装置1000の輸送の間中、折り畳める。図6aからも分かるように、この目的のために、下段取り付けプレート1314は、実質的に上方に折り畳まれて、この目的のために設けられたワーキング・ランディング1320内の間隙内に到達する。輸送姿勢において装置1000の取り付けを確実にするための取り付け手段1324、例えばセキュアリング・ストラップ(securing strap)を取り付けることができる、いわゆるスプライシング・ポイント(splicing point)1322が、ベース・アーム1312の1つに設置されている。一実施形態において、少なくとも1つのベース・アーム1312、例えば、支持側に向けられるベース・アーム1312は、同じく折り畳まれる。更なるスプライシング・ポイント1322が、とりわけ、ベース1212が配置されている第2のセクション1200の外側端部(図6b参照)上のヘッド・パート1210に設置されている。
図7aと7bを参照して、図5に示された輸送姿勢からの装置1000の引き上げ方を説明する。横の輸送姿勢から装置1000を引き上げるために、装置1000には少なくとも2つのリフティング・ポイント1326が設けられている。例えば、装置1000を昇降させる際に使用するクレーンのフックに導かれるラウンド・スリング1328すなわちロープ又はベルトなどを、これらのリフティング・ポイント1326に、取り付けることができる。
図7bには、装置1000を傾けるための、該装置と取り付け手段との構成が示されている。この目的のために、キャリッジ1400が、ロッキング・ボア10004に、ボルト留めされて、確実に取り付けられる。それに加えて、少なくとも1つのベース・アーム1312、すなわち、装置1000を傾けるべき側のものと、下段取り付けプレート1314と、が折り畳まれて、それぞれの所定位置に確実に配置される。装置1000は、タブ1410において、好適な手段を介して、クレーンに接続されて、次に、クレーンが、装置1000を横の姿勢から引き上げる、あるいは、横の姿勢に導く(矢印の方向参照)。その際、装置1000は、ワーキング・ランディング1320のエッジ1321とベース1310とを越えて傾く。装置1000がこのように傾けられるので、油圧シリンダ1420は、横たわる姿勢または搬送姿勢において、上方に突出する。
図8aから8uは、第1の代表的な一実施形態に従って、本発明による組み立て方法についての概略的な図を示している。この方法について、ブレード・フォールド・スリーブ(blade fold sleeve)が既に取り付けられている2つのブレード・コネクション・ユニット(blade connection unit)の取り付けの一例を用いて、説明する。図8aは、第1のステップS1を示している。上述の如く、装置1000は、最初に立ち上げられて、その結果、ベース1310上に確実に立つ。取り付けユニット1110と1120の下段取り付けプレート1314が、下方に展開させられて、ボルト留めされる。装置1000の引き上げのために、キャリッジは、依然としてボルト留めされており、位置4、すなわち、ロッキング・ボア1004に確実に取り付けられている。ブレード・フォールド・スリーブを備えた第1のブレード・コネクション・ユニット1500(以下、第1の部品1500という)が、エクスカベータ・マット(excavator mat)を詰めることができる搬送フレームに、配置されている。装置1000が、例えばクレーンに吊るされて、矢印に従って第1の部品1500に向かって移動させられる。
図8bに示されているように、第1の部品1500が装置1000に取り付けられる。この目的のために、複数のねじが、取り付けユニット1110の上段取り付けプレート1113と下段取り付けプレート1314とに取り付けられている。この際、第1の部品1500は、第1のセクション1100にまで、実質的に到達できる。換言すれば、この装置は、サイズと形状とが相異なる、風力タービンの部品を収容するように設計され構成されている。キャリッジ1400が、前の位置(位置4)から位置8まで(矢印1に従って)移動させられて、それに応じてボルト留めされて、ロード・ピン1422によってロッキング・ボア1008に確実に取り付けられる。前述の油圧シリンダ又はピン・リテーナが、取り付けを確実にするという目的を果たす。次に、第1の部品1500を持った装置1000が引き上げられるので、先を見越して、ガイド・ロープ(guide rope:誘導綱)が部品1500及び/又は装置1000に取り付けられてもよい。引き上げの前に、搬送フレームにおいて部品1500を確実に取り付けているねじを緩めることも必要である場合もある。これらの準備段階が完了すると、第1の部品1500を持った装置1000を、矢印2に従って、引き上げることができる。
部品1500を持った装置1000が空中で吊るされている間、ブレード・コネクション・ユニットのハブ・アダプタ・ユニットを、図8cの矢印に従って、90°回転させることができる。
図8dに(矢印で)既に示されているように、第1の部品1500を持った装置1000は、第2の部品1502の方向に旋回させられる。図示の例では、第2の部品1502は、同じく、ブレード・フォールド・スリーブが取り付けられたブレード・コネクション・ユニットである。第1の部品1500と同様に、第2の部品1502は、装置1000によって、第2の取り付けユニット1120の上段取り付けプレート1113と下段取り付けプレート1314とに取り付けられる。
図8eには、図8aから8dで分かるように、部品1500、1502が互いに反対側から取り付けられた装置1000が示されている。装置1000を解放するために、図8eの1のように、部品1500用のマットが用意されてその下に置かれる。残りの工程のために、キャリッジ1400を、矢印2に従って、位置4に移動させて、ロッキング・ボア1004にボルト留めして確実に取り付けることが必要である。3に従って、ラウンド・スリング1124が、図8fに示されているようにラウンド・スリング用の収容部1122に取り付けられる。ラウンド・スリング1124は、取り付けユニット1120の上段取り付けプレート1113の後ろで、収容部1122に通されて、これに取り付けられる。取り付けユニット1120の上段取り付けプレート1113は、ラウンド・スリング1124用の収容部1122に、ある程度に、取り付けられている。換言すれば、収容部1122は、オプションとして使用できる。仮に収容部1122が本方法に必要でないならば、上段取り付けプレート1113は、アーム1112に直接取り付けることもできる。しかしながら、一例として説明する本工程にとって、収容部1122は、この場合、後述の如く、必要である。ラウンド・スリング1124を取り付けた後、部品1500、1502を持った装置1000を引き上げることができる(矢印4)。この時、ブレード・コネクション・ユニット1502のハブ・アダプタ・ユニットも、例えば90°回転させることができる(矢印5)。
このように準備されると、2つの部品1500、1502を持った装置1000は、指定された高さにまで引き上げることができる。図8gに示されているように、部品1502のブレード・コネクション・ユニットは、先ず、タービン・プラント100のハブ112に向かって導かれる。その際、ローター106は、部品1502がローター106の3時の位置に取り付けられるように方向付けられる。装置1000が、あるいは、言い換えれば、部品1502が、ハブ・フランジの直前にまで、ハブ112の開口の方向に平行なブレードの仮想の長手方向の軸よりも少し下方に、導かれるようにして、図8hにおいて境界線で示されているように、可能性のあるブレード・エキスパンション(blade expansion)との接触を回避する。
図8iには、作業要員が、どのようにして、昇降装置によってまだ保持されているブレード・コネクション・ユニットを風力タービンのハブ112に取り付けるかが示されている。この時、キャリッジ1400は、ホール1004にボルト留めされている。
図8jにおいて、キャリッジをホール1008にボルト留めできるように、キャリッジを第2のセクション1200に沿って移動させる。
図8kにおいて、キャリッジ1400をホール1008に取り付けて、昇降装置を60°解放することができる。昇降装置は、特に、外側のアダプタによって、下方に61°旋回させることができる。これは、特に、ラウンド・スリング1124に張力が加わるまで、行うことができる。
図8lにおいて、昇降装置は、例えばα=61°旋回した姿勢で示されている。ラウンド・スリング1124には張力が加えられて、その結果、クレーンのフックには、もはや負荷は掛けられていない。キャリッジ1400を移動させて、ホール1002にボルト留めする、すなわち、取り付けることができる。その次に、クレーンのフックを再び少し引き上げることができ、その結果、もはやラウンド・スリング1124には張力が加えられていない。
図8lには、第1の組み立て部品を持った昇降装置の最適な重心の位置が示されている。
図8mには、ブレード・コネクション・ユニットを持った装置を、どのようにして、9時の位置において90°の角度で取り外せるかが示されている。ボトム上のフランジ・プレート(flange plate)とベース・フレーム(base frame)との間に取り付けられているテンション・ベルト(tension belt)が、ボトム上のフランジ・プレートを少し引き上げる。2つのフランジ・プレートが、下方に約180°回転させられる。これらの2つのフランジ・プレートは、上記フランジ・プレートの上部(top)に配置されて、リフティング・アイ(lifting eye)上の好適なリフティング・アクセサリによって、このフランジ・プレートの底部(bottom)に取り付けられる。
図8nには、11時の位置における第2のブレード・コネクション・ユニットの組み立てが示されている。この際、ブレード・コネクション・ユニット1500を持った昇降装置1000は、クレーンによって保持されている。この目的のために、特に、昇降装置は3時の位置から11時の位置に旋回させられる。ブレード・コネクション・ユニットを持った昇降装置は3時の位置の場合と同様に通されて、ブレード・コネクション・ユニットが風力タービンのハブに取り付けられる。次に、キャリッジ1400は、再び第2のセクションに沿って移動させられて、ホール1008にボルト留めされる。その次に、ローター・ハブは、時計回りに回転させられる(図8q)。
キャリッジ1400は、12時丁度の位置を超えて移動させることができ、ホール1008にボルト留めできる。
ローター・ハブは時計回りに回転させられて、その結果、第2のブレード・コネクション・ユニットは12時丁度の位置を超えて、9時の組み立て位置にまで回転させられる。図8rにおいて、ローター・ブレード・フォールド・スリーブ(rotor blade fold sleeve)を1時の位置に取り付けて、ブレード・フランジ・ベアリングを介して装置を回転させることができる。
図8sにおいて、装置を、1時の位置でスピナー側を横断するように約175°回転させて、その結果、昇降装置1000の第2のセクション1200を上方に回転させることができる。次に、キャリッジ1400を再び移動させてホール1002にボルト留めできる(図8t)。その後、昇降装置1000をクレーンで引き上げて取り除くことができる(図8u)。
第2の代表的な実施形態による風力タービン部品組み立て方法の場合、昇降装置1000は平地上に立てられて、風力タービンの第1及び第2の部品1500、1502が第1及び第2の取り付けユニット1110、1120に取り付けられる。キャリッジ1400は、スルー・ホール1004にボルト留めされており、その結果、キャリッジのアイ(eye)は、第1及び第2の取り付けユニットに対して実質的に垂直に配置されている。風力タービンの第1の部品1500は、第1のローター・ハブ・コネクション(rotor hub connection)に取り付けられる。昇降装置1000をクレーンのフックによって引き上げて、部品1500、1502の一方を3時の位置にある第1のローター・ブレード・ハブ・コネクション(rotor blade hub connection)に取り付けることができる(図8g)。昇降装置1000をブレードの長手方向の軸よりも少し低く導くことによって、ブレード・フォールド・スリーブがブレード・エキスパンションと衝突しないことを選択できる(図8h)。風力タービンの部品を、第1のハブ・コネクションに、ねじ留めする(図8i)。キャリッジ1400を移動させてボア1008に取り付ける(図8j)。次に、キャリッジ1400のアイ(eye)に取り付けられているクレーンのフックに昇降装置1000の負荷を掛ける。その後、取り付けユニットと部品との間のねじを解放できる(図8k)。その次に、キャリッジ1400を移動させてボア1004に取り付ける。その後、昇降装置1000を下方に約60°又は61°旋回させることができ、その時点で、ラウンド・スリング1124に張力が掛かり、クレーンのフックには負荷が掛からなくなる(図8k、図8l)。次に、ラウンド・スリング1124に張力が掛からなくなるまで、昇降装置1000を引き上げることができる。昇降装置を3時の位置から11時の位置にまで、ローター・ハブによって、回転させることができる。第2の部品を開口に挿入でき、その後、その部品を第2のローター・ハブ・コネクションに取り付けることができる。次に、キャリッジ1400を再び移動させてボア1008に取り付けることができる。ローターのロックを解除して、ローターを回転させて、クレーンのフックを解放して、空きのブレード・コネクションを9時の位置に到達させることができる(図8q)。
図9aから9cには、第2の代表的な一実施形態による、風力タービンの部品の組み立てについての種々の図が示されている。この第2の代表的な実施形態による昇降装置1000は、第1の代表的な実施形態(図2)による昇降装置に対応していてもよい。
図9aには、2つのブレード・コネクション・ユニット1500、1502を持った昇降装置1000が示されている。キャリッジ1400はホール1008にボルト留めされており、2つのブレード・コネクション・ユニット1500、1502は、例えば30°の角度を成すように準備されている。その際、一方のブレード・コネクション・ユニット1502を木片200上に配置できる。次に、2つのブレード・コネクション・ユニットを持った昇降装置1000をクレーンによって引き上げることができる。第2の代表的な実施形態によれば、ブレード・コネクション・ユニットの組み立ては、2時の位置、11時の位置及び9時の位置で行われる。
図9bから分かるように、一方のブレード・コネクション・ユニット1502は、11時の位置において30°でローター・ハブ内に通される。これは、第1の代表的な実施形態で説明したように3時の位置で行うことができる。次に、図9cから分かるように、ローター・ハブを反時計回りに30°回転させることができる。その後、ブレード・コネクション・ユニットを、第1の代表的な実施形態に従って説明したように、取り付けることができる。
図10には、第3の代表的な一実施形態による、単体のローター・ブレード・コネクション・ユニットを持った昇降装置の概略的な実例が示されている。
ローター・ブレード・コネクション・ユニット1500は、木片200上に置くことができ、昇降装置1000によって例えば30°の角度αで引き上げることができる。この目的のために、キャリッジ1400は、例えばホール1005にボルト留めできる。第3の代表的な実施形態によれば、単体のローター・ブレード・コネクション・ユニットのみが取り付けられる。この単体のブレード・コネクション・ユニット1500を持った昇降装置1000は、その後、引き上げられて、既に上述したように、ローター・ハブに取り付けることができる。
図11aから11gには、各々、第3の代表的な一実施形態による、風力タービンの部品の組み立てについての、本発明による昇降装置の種々の図が示されている。この第3の代表的な実施形態による昇降装置2000は、第1の取り付けユニット2110と第2の取り付けユニット2120を備えている。この昇降装置は、更にアーム2200を備えている。また、昇降装置は、クレーンのフックを受け入れる機能を有する3つの相異なるフック又はアイ2001から2003を備えている。第1及び第2の取り付けユニット2110、2120は、互いに対して角度αに配置されている。この角度αは、例えば30°であってもよい。例えば、風力タービンの第1の部品2500は第1の取り付けユニット2110に取り付けることができ、風力タービンの第2の部品2502は第2の取り付けユニット2120に取り付けることができる。図11aに示されているように、クレーンのフックを、第2の取り付けユニット2120付近にある第1のフック2100に留めて、風力タービンの2つの部品2500、2502を持った昇降装置2000を引き上げており、その一方で、風力タービンのローターを3時の位置に回転させており、その結果、部品2500を挿入できる状態になっている。これは、例えば図11bに示されている。次に、図11cに示されているように、ローターを反時計回りに60°回転させて、クレーンのフックを移動させて第3のフック2300に取り付けることができる(図11d参照)。その後、昇降装置2000を、例えばブレード・コネクション・ユニットを表し得る部品2500と共に、引き上げることができる。次に、図11fに示されているように、昇降装置2000をローターの反対側に移動させることができ、ここで、ブレード・コネクション・ユニット2500を3時の位置に配置して、その結果、これを、9時の位置にあるローター・ハブ内に挿入して取り付けることができる。その後、図11gに示されているように、クレーンのフックを第2のフック2200に留めて、昇降装置を取り除くことができる。
図12aから12fには、第4の代表的な一実施形態による、風力タービンの部品の組み立てについての昇降装置の種々の図が示されている。昇降装置3000が、第1及び第2の取り付けユニット3110、3120を備えた第1のセクション3100を備えている。この昇降装置3000は更に第2のセクション3200を備えており、これは、アームとして実施でき、オプションとして、第1のセクションに対して旋回可能であるように実施できる。第1及び第2の取り付けユニット3110、3120は、例えば、互いに実質的に平行であるように実施できる。例えばブレード・コネクション・ユニット3500、3502のような風力タービンの部品を第1及び第2の取り付けユニット3110、3120に取り付けることができる。ローターのローター・ブレード・コネクションが3時の位置にある間に、この第4の代表的な実施形態による昇降装置3000を引き上げることができる(図12a)。次に、図12bから分かるように、組み立てるべき部品3502をローター・ブレード・コネクション内に挿入してローター・ブレード・ハブに取り付けることができる。その後、アーム3200を図12bにおけるように旋回させることができ、昇降装置3000をブレード・コネクション・ユニット3502から解放することができる(図12c)。次に、昇降装置3000を引き上げてローターの上方を回らせることができ、ブレード・コネクション・ユニット3500を11時の位置にあるブレード・コネクション内に挿入することができる。この目的のために、アーム3200を、第1のセクション3100を基準にして、旋回させることができ、その結果、部品3500を取り付けることができる(図12e)。その後、部品3500を昇降装置から切り離して、昇降装置をクレーンによって下方に解放することができる。
図13aから13fには、第5の代表的な一実施形態による、風力タービンの部品の組み立てについての種々のステップが示されている。この第5の代表的な実施形態によれば、1つのアームと1つの第1の取り付けユニットだけを備えた昇降装置4000が提供される。アーム上には、クレーン用の複数のストップ・ポイント(stop point)を設けることができる。図13aに示されているように、ハブ・コネクションが3時の位置に来るようにローター・ハブを回転させる。昇降装置4000の取り付けユニットに接続された部品4500をローター・ハブに向かって導き、これに取り付ける。次に、昇降装置4000を取り外して(図13c)、第2の部品4502を昇降装置に取り付ける。その後、昇降装置4000を引き上げて、第2の部品4502を11時の位置にあるローター・ブレード・コネクションに取り付ける(図13d、13e参照)。次に、ローターを、ローター・ブレード・ハブ・コネクションが9時の位置に来るまで、時計回りに回転させる。その後、更なる部品の組み立てを行うことができる。
本発明による昇降装置は、特に、1つ又は2つの全く同じ部品を相異なる角度の位置に昇降させることについて、役立つ。このような部品は、ブレード・コネクション・ユニット、ブレード・フォールド・スリーブ、ブレード・アダプタ、又は、ブレード・フランジ・ベアリングを含むブレード・アダプタ、等であってもよい。
本発明の一態様による昇降装置は、ベース・フレーム、Iビーム、キャリッジ、Iビーム側のトップ上のフランジ・プレート、トップ上のフランジ・プレート、ボトム上のフランジ・プレート、ランディング、ラウンド・スリング用収容部、及び、Iビームのベース、を備えている。
風力タービンの部品を組み立てるための本発明による昇降装置と本発明による方法とによって、複数のパート、望ましくは2つのパートを同時に単一のクレーン経路で昇降させることができる。これは、クレーン経路数とクレーン時間とに関して利点となり、風力タービンのより効率的な設置につながる。尚、特に風速が9〜10m/s以上の場合、クレーンによって部品を引き上げることは不可能になる。したがって、クレーン時間の短縮、あるいは、クレーン経路の低減は、有益である。

図7bには、装置1000を傾けるための、該装置と取り付け手段との構成が示されている。この目的のために、キャリッジ1400が、ロッキング・ボア1004に、ボルト留めされて、確実に取り付けられる。それに加えて、少なくとも1つのベース・アーム1312、すなわち、装置1000を傾けるべき側のものと、下段取り付けプレート1314と、が折り畳まれて、それぞれの所定位置に確実に配置される。装置1000は、タブ1410において、好適な手段を介して、クレーンに接続されて、次に、クレーンが、装置1000を横の姿勢から引き上げる、あるいは、横の姿勢に導く(矢印の方向参照)。その際、装置1000は、ワーキング・ランディング1320のエッジ1321とベース1310とを越えて傾く。装置1000がこのように傾けられるので、油圧シリンダ1420は、横たわる姿勢または搬送姿勢において、上方に突出する。
図11aから11gには、各々、第3の代表的な一実施形態による、風力タービンの部品の組み立てについての、本発明による昇降装置の種々の図が示されている。この第3の代表的な実施形態による昇降装置2000は、第1の取り付けユニット2110と第2の取り付けユニット2120を備えている。この昇降装置は、更にアーム2200を備えている。また、昇降装置は、クレーンのフックを受け入れる機能を有する3つの相異なるフック又はアイ2001から2003を備えている。第1及び第2の取り付けユニット2110、2120は、互いに対して角度αに配置されている。この角度αは、例えば30°であってもよい。例えば、風力タービンの第1の部品2500は第1の取り付けユニット2110に取り付けることができ、風力タービンの第2の部品2502は第2の取り付けユニット2120に取り付けることができる。図11aに示されているように、クレーンのフックを、第2の取り付けユニット2120付近にある第1のフック2001に留めて、風力タービンの2つの部品2500、2502を持った昇降装置2000を引き上げており、その一方で、風力タービンのローターを3時の位置に回転させており、その結果、部品2502を挿入できる状態になっている。これは、例えば図11bに示されている。次に、図11cに示されているように、ローターを反時計回りに60°回転させて、クレーンのフックを移動させて第3のフック2003に取り付けることができる(図11d参照)。その後、昇降装置2000を、例えばブレード・コネクション・ユニットを表し得る部品2500と共に、引き上げることができる。次に、図11fに示されているように、昇降装置2000をローターの反対側に移動させることができ、ここで、ブレード・コネクション・ユニット2500を3時の位置に配置して、その結果、これを、9時の位置にあるローター・ハブ内に挿入して取り付けることができる。その後、図11gに示されているように、クレーンのフックを第2のフック2002に留めて、昇降装置を取り除くことができる。

Claims (10)

  1. 風力タービン(100)の部品を昇降させるための昇降装置(1000)であって、
    各々が、前記風力タービン(100)の部品(1500、1502)を取り付けるための少なくとも第1及び第2の取り付けユニット(1110、1120)と、
    複数のボア(1001〜1008)を備えた第1のアーム(1200)と、
    を備えており、
    前記ボア(1001〜1008)が、前記第1のアーム(1200)に沿って、前記第1及び第2の取り付けユニット(1110、1120)に対して相異なる角度に、設けられている、前記昇降装置。
  2. 前記第1のアーム(1200)が、前記第1及び第2の取り付けユニット(1110、1120)に対して、少なくとも部分的に又は断片的に、ある角度に配置されている、請求項1に記載の昇降装置。
  3. 前記複数のボア(10001〜1008)の1つに確実に取り付けることができるキャリッジ(1400)を更に備えており、
    前記キャリッジ(1400)が、クレーンのフックを受け入れるためのタブ又はアイ(1410)を備えている、請求項1又は2のいずれか一項に記載の昇降装置。
  4. 前記第1及び第2の取り付けユニット(1110、1120)の第1のパート(1113)が、それぞれ、設けられた第2及び第3のアーム(1111、1112)と、
    前記第1及び第2の取り付けユニット(1110、1120)の2つの第2のパート(1314)を備えたボトム・ユニット(1300)と、
    を更に備えており、
    前記2つの第2のパート(1314)が、前記ボトム・ユニット(1300)に旋回可能に設けられており、動作姿勢と輸送姿勢とを有する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の昇降装置。
  5. 前記第1のアーム(1200)が第1の直立したセクション(1134)と第2の傾斜したセクション(1200)とを備えている、請求項1〜4のいずれか一項に記載の昇降装置。
  6. 前記第1及び第2の取り付けユニット(1110、1120)が互いに実質的に平行に配置されている、請求項1〜5のいずれか一項に記載の昇降装置。
  7. 風力タービン(100)の部品を昇降させるための昇降装置(2000)であって、
    クレーンのフック用の第1のアイ(2001)を備えた、前記風力タービン(100)の部品(1500、1502)を取り付けるための少なくとも1つの第1の取り付けユニット(2110)と、
    クレーンのフック用の第2のアイ(2002)を備えた、前記風力タービン(100)の部品(1500、1502)を取り付けるための少なくとも1つの第2の取り付けユニット(2120)と、
    クレーンのフック用の第3のアイ(2003)を備えた、前記第1及び第2の取り付けユニット(2110、2120)に対してある角度を成す第1のアーム(2200)と、
    を備えており、
    前記第1及び第2の取り付けユニット(2110、2120)が互いに対して90°未満、特に実質的に60°の角度に配置されている、前記昇降装置。
  8. 風力タービン(100)の部品を昇降させるための昇降装置(3000)であって、
    各々が、前記風力タービン(100)の部品(1500、1502)を取り付けるための少なくとも第1及び第2の取り付けユニット(3110、3120)であり、互いに実質的に平行に配置されている該第1及び第2の取り付けユニット(3110、3120)と、
    クレーンのフック用のアイを備えたアーム(3200)であり、前記第1及び第2の取り付けユニット(3110、3120)に対して旋回可能であるように設けられている該アーム(3200)と、
    を備えている前記昇降装置。
  9. 請求項1〜6のいずれか一項に記載の昇降装置によって風力タービンの部品を該風力タービンに組み立てるための方法であって、
    前記風力タービン(100) の少なくとも第1及び第2の部品(1500、1502)を前記昇降装置(1000)の少なくとも第1及び第2の取り付けユニット(1110、1120)に取り付けるステップと、
    キャリッジ(1400)に取り付けられたクレーンのフックが前記第1及び第2の取り付けユニット(1110、1120)に対して実質的に垂直に方向付けられるように前記キャリッジ(1400)をボア(1004)にロックするステップと、
    前記第1又は第2の取り付けユニット(1110、112)に取り付けられている、前記風力タービン(100)の前記部品(1500、1502)の1つを、3時の位置にある第1のローター・ハブ・コネクションに、取り付けるステップと、
    前記風力タービン(100)の前記部品(1500、1502)を前記第1又は第2の取り付けユニット(1110、1120)から取り外すステップと、
    前記キャリッジ(1400)を移動させて、該キャリッジ(1400)を、前記第1及び第2の取り付けユニット(1110、1120)相互間に配置されている別のボア(1008)に、ロックするステップと、
    前記昇降装置(1000)をある角度(α)だけ外側に旋回させるステップと、
    前記第1又は第2の取り付けユニット(1110、1120)に依然として取り付けられている、前記風力タービン(100)の前記第2の部品(1500)を第2のローター・ハブ・コネクションに取り付けることができるように前記昇降装置(1000)を引き上げて、回転させて、移動させるステップと、
    前記昇降装置(1000)に依然として取り付けられている、前記風力タービン(100)の前記部品を前記第2のローター・ハブ・コネクションに取り付けるステップと、
    前記風力タービンの前記部品(1500、1502)を前記第1又は第2の取り付けユニット(1110、1120)から取り外すステップと、
    を備えている前記方法。
  10. 請求項1〜6のいずれか一項に記載の昇降装置によって風力タービンの部品を該風力タービンに組み立てるための方法であって、
    前記風力タービン(100) の少なくとも第1及び第2の部品(1500、1502)を前記昇降装置(1000)の少なくとも第1及び第2の取り付けユニット(1110、1120)に取り付けるステップと、
    キャリッジ(1400)に取り付けられたクレーンのフックが前記第1及び第2の取り付けユニット(1110、1120)に対して実質的に30°の角度に方向付けられるように前記キャリッジ(1400)をボア(1004)にロックするステップと、
    前記昇降装置(1000)を引き上げるステップと、
    前記第1又は第2の取り付けユニット(1110、112)に取り付けられている、前記風力タービンの前記部品(1500、1502)の1つを、11時の位置にある第1のローター・ハブ・コネクションに、取り付けるステップと、
    前記昇降装置(1000)が9時の位置に来るようにローター・ハブを回転させるステップと、
    前記風力タービン(100)の前記部品(1500、1502)を前記第1又は第2の取り付けユニット(1110、1120)から取り外すステップと、
    前記キャリッジ(1400)を移動させて、該キャリッジ(1400)を、前記第1及び第2の取り付けユニット(1110、1120)相互間に配置されている別のボア(1008)に、ロックするステップと、
    前記昇降装置(1000)をある角度(α)だけ外側に旋回させるステップと、
    を備えている前記方法。


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