SE532927C2 - Förfarande för anordnande av rotorblad på ett vindkraftverk - Google Patents

Description

532 92? 2 med en lyfthöjd som väsentligen är lika stor som rotorbladens längd för att hissa upp rotorn på plattformen efter att rotorbladen har monterats. För långa rotorblad innebär detta att kranen måste ha en lyfthöjd i storleksordningen 50 meter. Som ett alternativ till att hissa upp en hel rotor visas i nämnda patent hur plattformen kan användas för att hissa upp ett rotorblad placerat i en ställning för infästning i rotorn. Emellertid kan det finnas risk för att rotorbladet skadas i sin yttersta ände då rotorbladet hissas upp med stöd mot dess yttersta ände eftersom den yttersta änden är den som är tunnast och därmed svagast. Dessutom erfordras en lyftkran med relativt stor lyfthöjd för att placera rotorbladet i ställningen.

Den europeiska patentansökan EP 1101936 A2 beskriver ett förfarande för montering av huvudkomponenter i ett maskinhus i ett vindkraftverk. Maskinhuset innefattar vinschar och kranvagnar för att lyfta upp och sänka ned huvudkomponenterna i maskinhuset.

Ett rotorblad hissas upp med en lina som löper genom det hål i vilket rotorbladet skall fästas. lnne i rotornavet löper linan över ett brythjul och ut genom ett hål till en vinschanordning som är anordnad i maskinhuset. Det är nödvändigt att säkerställa att maskinhuset kan uppta de erforderliga belastningarna samt att det finns utrymme för en vinschanordning som fär avsevärda dimen- sioner för att klara last och den erforderliga mängden lina.

Den amerikanska patentansökan US 2006/0228220 A1 beskriver ett förfarande för montering av rotorblad utan användande av en kran.

Två parallella vairar spänns upp från toppen av vindkrafttornet till marken. Rotorbladet fästs mellan två vinschar som är anordnade på varsin av vajrarna. Rotorbladet kan hissas upp genom att vinscharna körs uppåt på vajrarna. Ytteränden på rotorbladet styrs av de två vajrarna.

Den tyska patentskriften DE 19955516 beskriver ett förfarande för att anordna komponenter i maskinhuset i ett vindkraftverk. En kran är anordnad på maskinhuset. Kranen används för att hissa upp rotorblad. Linan vinschas in med en vinsch som är anordnad i tornets bas. 532 EQ? 3 Den amerikanska patentansökan US2006/0151767 A1 beskriver ett förfarande för att montera/demontera komponenter i ett vindkraft- verk. En lina som löper genom monteringshålet för rotorbladet an- vänds för att hissa upp rotorbladet. Linan går in till centrum av rotoraxeln där linan löper över ett brythjul. Linan löper genom rotoraxeln till baksidan av maskinhuset där den antingen går ned till en vinsch på marken eller vinschas upp på en vinsch som är anordnad i maskinhuset. l det senare fallet är det nödvändigt att säkerställa att maskinhuset kan uppta de erforderliga belastning- arna samt att det finns utrymme för en vlnschanordning som får avsevärda dimensioner för att klara last och den erforderliga mängden lina.

Den amerikanska patentansökan US 2007/0290426 A1 beskriver en anordning och ett förfarande för att montera och demontera en komponent i en vindturbin. Enligt D6 spänns en lina upp mellan marken och toppen av vindkraftverkets torn. Rotorbladets ytterspets hängs sedan upp från en mittpunkt på nämnda lina.

Rotorbladets infästningsände hissas upp till navet med en lina.

Sammanfattning av uppfinningen Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla ett förfarande för anordnande av rotorblad på ett rotornav i ett vindkraftverk, vilket förfarande förenklar byggandet jämfört med förfaranden enligt känd teknik.

Ett ytterligare ändamål med föreliggande uppfinning är att till- handahålla ett förfarande för anordnande av rotorblad på ett rotornav i ett vindkraftverk, vilket förfarande minskar risken för skador på rotorbladet under upphissande av rotorbladet l tornet.

Ett ytterligare ändamål med föreliggande uppfinning är att till- handahålla ett förfarande för anordnande av rotorblad på ett rotornav i ett vindkraftverk, vilket förfarande undviker behov av att säkerställa att vindkraftverket är rätt dimensionerat för att möjliggöra upphissande av rotorbladen. 532 52? 4 Dessa ändamål uppnås med ett förfarande och ett vindkraftverk enligt de oberoende patentkraven.

Ytterligare fördelar med uppfinningen uppnås med särdragen som definieras i de beroende patentkraven.

En grundtanke med föreliggande uppfinning är att väsentligen enbart belasta tornet och rotornavet vid upphissande av rotorbladen.

Enligt en första aspekt av föreliggande uppfinning tillhandahålles ett förfarande för anordnande av ett rotorblad på ett rotornav på ett vindkraftverk, vilket vindkraftverk innefattar ett torn med en väsentligen vertikal längdaxel och ett maskinhus med en generator, varvid rotornavet innefattar fästen för rotorblad, är anordnat på maskinhuset och är anordnat att driva generatorn. Rotorbladet innefattar en yttre ände och en inre ände som är anordnad att fästas i rotornavet. Förfarandet kännetecknas av att det innefattar stegen att tillhandahålla genomgående hål i rotornavet från vart och ett av fästena till den motstående sidan av rotornavet, att anordna en lyftanordning på rotornavet vid ett av de genomgående hälen på den motstående sidan av rotornavet i förhållande till det tillhörande fästet, så att kraften från vajern tas upp av rotornavet, att fästa en vajer i rotorbladets inre ände, och att hissa upp rotorbladet i vajern medelst lyftanordningen.

Med ett förfarande enligt uppfinningen tillhandahålles upphissande av rotorblad till rotornavet på ett enkelt sätt. Genom att vajern som lyfter rotorbladet är fäst vid rotorbladets inre ände och löper genom fästet kommer rotorbladet automatiskt att hamna i rätt position vid upphissandet. Placeringen av lyftanordningen på rotornavet inne- bär att rotorbladets tyngd kommer att belasta rotornavet vilket är konstruerat för att uppta rotorbladets tyngd. Med ett förfarande enligt uppfinningen undviks således behovet av att använda en mobilkran för att lyfta upp rotorblad till rotornavet. Dessutom und- viks behovet av att dimensionera andra delar av maskinhuset för att tåla lyft av rotorblad. 532. 52? Steget kan även innefatta steget att föra vajern vidare från lyftanordningen till en uppsamlingsanordning. Genom att föra vajern vidare frân lyftanordningen behöver ingen uppsamlings- anordning, såsom en vajertrumma eller liknande anordnas på rotornavet. Lyftanordningen har då endast funktionen att lyfta upp vajern. Vajern som förs till uppsamlingsanordningen är i princip obelastad.

Lyftanordningen kan vara en vinsch. En vinsch kan utformas på många sätt och kan vara anordnad som en trumma på vilken vajern rullas upp. Alternativt kan vinschen vara anordnad att dra in vajern och att föra den vidare till en uppsamlingsanordning såsom be- skrivits ovan.

Förfarandet kan även innefatta stegen att anordna en klätteran- ordning på tornet, att anordna en hissanordning på klätteranord- ningen, att anordna rotorbladets yttre ände så att den stöds tvärs tornets längdaxel av hissanordningen när rotorbladet hissas upp av lyftanordningen. Genom att låta rotorbladets yttre ände stödjas på det här sättet undviks att rotorbladets yttre ände slår emot tornet under upphissandet av rotorbladet och därmed undviks skador på rotorbladet. Detta innebär att förfarandet blir mindre känsligt för vindstörningar jämfört med förfaranden enligt känd teknik.

Rotorbladets stöd av hissanordningen kan vara anordnat med spel så att rotorbladet kan röra sig något tvärs tornets längdaxel i för- hållande till hissanordningen. Det kan vara fördelaktigt att tillåta rotorbladet att röra sig något i förhållande till hissanordningen eftersom det annars finns risk för att det uppstår spänningar i rotor- bladet till följd av att hissanordningen inte rör sig helt synkroniserat med vajern. På motsvarande sätt är det möjligt att låta rotorbladets stöd av hissanordningen vara anordnat med spel så att rotorbladet kan röra sig något längs tornets längdaxel i förhållande till hiss- anordningen.

Klätteranordningen kan innefatta ett separat klättertorn som anord- nas parallellt med tornet. Alternativt kan klåtteranordningen anord- nas direkt på tornet. 53.2" 92? l fallet klätteranordningen och hissanordningen även tjänar som en bygghiss för personbefordran är det lämpligt att låta klätteranord- ningen innefatta ett separat klättertorn eftersom det finns ett stort urval av bygghissar som är uppbyggda på det sättet.

Särdragen som beskrivits ovan kan givetvis kombineras i samma utföringsform där så är tillämpligt. l det följande kommer föredragna utföringsformer av uppfinningen att beskrivas med hänvisning till de vidhängande ritningarna.

Kort beskrivnifl av ritninëqarna Fig 1 visar schematiskt ett vindkraftverk.

Fig 2 visar toppen av vindkraftverket i Fig. 1 under upphissande av ett rotorblad.

Beskrivning av föredragna utföringsformer l den följande beskrivningen av föredragna utföringsformer av upp- finningen kommer liknande detaljer i de olika figurerna att be- tecknas med samma hänvisningsbeteckning.

Fig 1 visar schematiskt ett vindkraftverk 1 innefattande ett torn 2 med en väsentligen vertikal längdaxel 40 och ett maskinhus 3 med en generator 19 och en rotor 4 anordnad i vindkrafttornets 2 övre ände 20. På tornet 2 finns det anordnat en klätterskena 5. På klätterorganet 5 finns det anordnat en plattform 6. På den motsatta sidan av tornet finns det anordnat en klätteranordning 7 i form av ett klättertorn. På klätteranordningen 7 finns det anordnat en hissanordning 8. Rotorn 4 innefattar ett rotornav 9 och ett flertal rotorblad 10. l Fig. 1 har det sista rotorbladet 10 nyligen fästs vid rotornavet 9. Hissanordningen 8 kan användas som bygghiss för personbefordran från marken till plattformen 6. 532 912? Fig 2 visar toppen av vindkraftverket i Fig. 1 under upphissande av ett rotorblad 10. Rotornavet 9 innefattar fästen 11 för rotorblad 10.

Rotorbladet 10 innefattar en yttre ände 12 och en inre ände 13 som är anordnad att fästas i rotornavet 9. I rotornavet 9 finns det an- ordnat genomgående hål 14 från vart och ett av fästena 11 till den motstående sidan av rotornavet 9. En lyftanordning 15 är anordnad på rotornavet 9 och kan exempelvis utgöras av en vinsch. En vajer 16 är anordnad mellan Iyftanordningen 15 och rotorbladet10.

Vajern 16 löper genom det genomgående hålet 14. Lyftanordningen kan hissa upp rotorbladet 10 genom att vinscha upp vajern 16. l den visade utföringsformen används Iyftanordningen 15 endast till att vinscha upp vajern 16 och rotorbladet 10. Efter Iyftanordningen förs vajern till en kran 17 med hjälp av vilken vajern 16 förs till en uppsamlingsanordning 18 på plattformen 6. Kranen 17 belastas således inte av rotorbladet och därmed belastas inte heller plattformen 6. Plattformen 6 kan användas för att föra upp maskinhuset och rotornavet 9 på tornet 2. l den visade utföringsformen stöds rotor-bladets 10 yttre ände 12 av hissanordningen 8 när rotorbladet 10 hissas upp av Iyftanordningen så att rotorbladets yttre ände 12 har en begränsad rörlighet tvärs tornets 2 längdaxel 40. lnfästningen av rotorbladets 10 yttre ände 12 i hissanordningen 8 görs så att det finns ett visst spel för rotorbladet 10 att röra sig i förhållande till hissanordningen 8.

Förfarandet för att hissa upp ett rotorblad 10 till rotornavet 9 kommer nu att beskrivas. Rotornavet roteras så att ett av fästena 11 är riktat nedåt mot marken. Lyftanordningen 15 placeras vid det genomgående hålet 14 som är på den motstående sidan av rotor- navet i förhållande till det nedåtriktade fästet 11. Således placeras Iyftanordningen 15 på ovansidan av navet 9. Rotorbladet 10 leve- reras till byggplatsen med en lastbil. Vajern 16 fästs i rotorbladets inre ände 13 och därefter påbörjas upphissandet av rotorbladet med hjälp av Iyftanordningen 15. En mindre mobilkran eller annan enklare lyftanordning lyfter bladets yttre ände 12 så att rotorbladet inte skadas när rotorbladet hissas upp i vertikalläge. När rotorbladets inre ände 13 har hissats så högt att rotorbladet 10 hänger väsentligen vertikalt anordnas rotorbladets yttre ände 12 vid 532 93? 8 hissanordningen 8. Därefter fortsätter upphissandet av rotorbladet, varvid hissanordningen samtidigt förs upp längs klätteranordningen 7. När rotorbladets inre ände 13 har hissats upp till rotornavet 9 fästs rotorbladet in i rotornavet 9. Därefter lösgörs vajern 16 från rotorbladet 10 och den yttre änden 12 av rotorbladet 10 lösgörs från hissanordningen 8. Därefter avlägsnas lyftanordningen från rotornavet 9. Därefter roteras rotornavet 9 så att nästa fäste 11 hamnar riktat nedåt och lyftanordningen 15 placeras vid nästa genomgående hål på den motstående sidan av rotornavet 9.

Därefter påbörjas upphissandet av nästa rotorblad 10.

Uppfinningen är inte begränsad till de ovan beskrivna utförings- formerna av föreliggande uppfinning. En fackman inom området kan modifiera de ovan beskrivna utföringsformerna på många sätt utan att frängå omfattningen av uppfinningen som endast är be- gränsad av de vidhängande patentkraven.

Det är möjligt att ha ett annat antal rotorblad 10 än tre anordnade på rotornavet 9.

Det är möjligt att låta lyftanordningen 15 vara anordnad på kranen 17. Lyftanordningen vilar då på rotornavet 9 så att rotornavet tar upp kraften från rotorbladet 10 vid lyft av rotorbladet 10.

Claims (8)

5312 927 PATENTKRAV

1.Förfarande för anordnande av ett rotorblad (10) på ett rotornav (9) på ett vindkraftverk (1), vilket vindkraftverk (1) innefattar ett torn (2) med en väsentligen vertikal längdaxel (40) och ett maskinhus (3) med en generator (19), varvid rotornavet (9) innefattar fästen (11) för rotorblad (10), är anordnat på maskinhuset (3) och är anordnat att driva generatorn (19), varvid rotorbladet (10) innefattar en yttre ände (12) och en inre ände (13) som är anordnad att fästas i rotornavet (9), kännetecknat av att förfarandet innefattar stegen att tillhandahålla genomgående hål (14) i rotornavet (9) från vart och ett av fästena (11) till den motstående sidan av rotornavet (9), att fästa en vajer (16) i rotorbladets (10) inre ände (13), att anordna en lyftanordning (15) på rotornavet (9) vid ett av de genomgående hålen (14) på den motstående sidan av rotornavet (9) i förhållande till det tillhörande fästet (11), så att kraften från vajern (16) tas upp av rotornavet (9), och att hissa upp rotorbladet (10) i vajern (16) medelst lyftanordningen (15).

2. Förfarande enligt patentkrav 1, innefattande steget att föra vajern (16) vidare från lyftanordningen (15) till en uppsamlingsanordning (18).

3. Förfarande enligt patentkrav 1 eller 2, varvid lyftanordningen (15) är en vinsch.

4. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, innefattande stegen att anordna en klätteranordning (7) på tornet (2), att anordna en hlssanordning (8) på klätteranordningen (7), att anordna rotorbladets (10) yttre ände (12) så att den stöds tvärs tornets (2) längdaxel (40) av hissanordningen (8) när rotorbladet (10) hissas upp av lyftanordningen (15). 53.? 52? 10

5. Förfarande enligt patentkrav 4, varvid rotorbladets (10) stöd av hissanordningen (8) anordnas med spel så att rotorbladet (10) kan röra sig något tvärs tornets (2) längdaxel (40) iförhållande till hissanordningen (8).

6. Förfarande enligt patentkrav 4 eller 5, varvid rotorbladets (10) stöd av hissanordningen (8) anordnas med spel så att rotorbladet (10) kan röra sig något längs tornets (2) längdaxel (40) i förhållande till hissanordningen (8).

7. Förfarande enligt patentkrav 4 eller 5, varvid klätteranordningen (7) innefattar ett separat klättertorn som anordnas parallellt med tornet (2).

8. Förfarande enligt något av patentkraven 4-7, varvid klätteranordningen (7) och hissanordningen (8) även tjänar som en bygghiss för personbefordran.