TWI672438B - 風力發電機葉片通用型夾具 - Google Patents

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Abstract

一種風力發電機葉片通用型夾具，係概呈一矩形並具有一供葉片夾設的夾置空間，葉片根部及葉片翼型部均可使用。所提風力發電機葉片通用型夾具其包括一組構成夾具兩寬邊之升降架，為相互套接之二上連接柱與二下連接柱、一組構成夾具兩長邊並與位於兩寬邊之升降架連結之平移架，為相互套接之二左連接樑與二右連接樑、數個鎖固在長邊左右連接樑上之調整腳墊、以及數個分別鎖固在長邊左右連接樑與寬邊上下連接柱上之定位件所構成。本發明所提夾具之長邊及寬邊之長度可以自由調整；與葉片之接觸面形狀可以調整成跟葉片形狀一致，以達到夾取之效果，故可用於不同長度、寬度及形狀之風力發電機葉片之夾取使用，藉此可增加葉片夾具之使用率，並減少葉片夾具數量，降低風力發電機在製造、安裝、及吊裝作業之成本，進而有效提高產業效益。

Description

風力發電機葉片通用型夾具
本發明係有關於一種風力發電機葉片通用型夾具，尤指涉及一種夾具之長邊及寬邊之長度可以自由調整，特別係指與葉片之接觸面形狀可以調整成跟葉片形狀一致，以達到夾取之效果者。
葉片係風力發電機之重要組成元件之一，但風力發電機之葉片形狀不規則，使葉片在製造、儲存、運輸、安裝、及吊裝作業過程中，均需要針對葉片製作專用之夾具以利夾取定位。
現有之專利技術如：中華民國專利I591272所揭露之多葉片夾持裝置及裝置製造方法，係一種多個平整葉片之夾持裝置，與風機葉片表面為弧度變化之面的夾具有所不同。美國專利US 8,997,351 B2所揭露之夾具用非金屬蓋(Non-metallic cover for a fixture)，係一種用於渦輪發動機部件製造過程中之固定裝置，並非通用型之夾具。美國專利US 8,240,962 B2所揭露之連接風力發電機葉片的一體式運輸固定裝置與組裝方法(Integrated shipping fixture and assembly method for jointed wind turbine blades)，係一種針對運輸過程所設計之葉片固定架。美國專利4,829,720 A所揭露之渦輪葉片定位夾具(Turbine blade positioning fixture)，係一種用於在葉片根部磨削過程中精確地定位渦輪葉片，並非通用型之葉片夾具。美國專利US 8567833 B2所揭露之帶有廂門的葉片提升系統(Blade lifting system with saloon doors)， 係一種用於吊掛風力機葉片之系統，此系統需要製作跟葉片表面形狀一樣之夾塊才可夾住葉片。以及中國大陸專利102615606所揭露之一種風力發電機葉片通用夾具，此專利之夾爪部分須配合不同葉片截面形狀製作，並非不同葉片均可以直接使用。
受惠於風力發電躉購費率之提高，國內風機業者積極裝置風機並經營風場，使得風機種類越來越多，不同形狀及大小之葉片也越多。然而，由上述各習用技術可知，目前葉片夾具都是針對個別葉片所設計，但不同風力發電機所採用之葉片不同，故葉片之長度、寬度及形狀各異。當不同大小葉片之數量增加，所需之葉片夾具也越多，成本也越高，亦會造成夾具利用率低。故，一般習用者係無法符合使用者於實際使用時之所需。
本發明之主要目的係在於，克服習知技藝所遭遇之上述問題並提供一種可用於不同長度、寬度及形狀之風力發電機葉片夾取之風力發電機葉片通用型夾具。
本發明之次要目的係在於，提供一種夾具夾點之接觸面形狀可以調整成跟葉片形狀一致，使葉片接觸面受力平均，不傷葉片之風力發電機葉片通用型夾具。
本發明之另一目的係在於，提供一種可應用於(小型)風力發電機(設計評估實驗室做)葉片拉力測試，並作為風力發電機葉片在製造、儲存、運輸、安裝、及吊裝作業過程中之通用夾具的風力發電機葉片通用型夾具。
本發明之再一目的係在於，提供一種使用夾具可實現重疊放置葉片並節省倉庫儲存空間；在海運、鐵路運輸及公路運輸等過程中，可與交 通運輸工具之底座配合固定，既安全又節省空間之風力發電機葉片通用型夾具。
本發明之又一目的係在於，提供一種可增加葉片夾具之使用率，並減少葉片夾具數量，降低風力發電機在製造、安裝、及吊裝作業之成本，提高產業效益之風力發電機葉片通用型夾具。
為達以上之目的，本發明係一種風力發電機葉片通用型夾具，係概呈一矩形並具有一供葉片夾設的夾置空間，其包括：一組升降架，係構成夾具之兩寬邊，該升降架為相互套接之二上連接柱與二下連接柱，其分別排成左右兩排且使該些上、下連接柱形成滑塊對，未鎖固前該些上、下連接柱可相互上下移動，每一上、下連接柱上均設有對應之至少一以上之第一定位孔；一組平移架，係構成夾具之兩長邊並與位於兩寬邊之升降架連結，該平移架為相互套接之二左連接樑與二右連接樑，其分別排成上下兩排且使該些左、右連接樑形成滑塊對，並在該些上、下連接柱與該些左、右連接樑之四周邊形成該夾置空間，未鎖固前該些左、右連接樑可相互左右移動，每一左、右連接樑上均設有對應之至少一以上之第二定位孔；數個調整腳墊，係分別鎖固在該些左、右連接樑之第二定位孔上，每一調整腳墊係一外壁面上具有螺紋之螺牙部，該螺牙部上端在與葉片接觸處設有可依葉片之長度、寬度及形狀調整角度之腳墊部，據以利用該等螺牙部一次貫通連結該些左、右連接樑，並以數個螺帽螺合於該些螺牙部上端、中段及下端以鎖固定位該些調整腳墊與頂部葉片及底部該些左、右連接樑之組配關係，使該些調整腳墊具有三個位置調整的自由度，令一整排之調整腳墊可以依據葉片截面之上下表面曲線進行調整，使得該些調整腳墊與葉片表面完整接觸，俾使一整排之調整腳墊底部所形成之曲線與葉片 截面之表面曲線一致，調整上下兩排各調整腳墊同時與葉片接觸，以達固定葉片在夾具上；以及數個定位件，提供將該些上連接柱與該些下連接柱經由該至少一以上之第一定位孔鎖固於一固定位置上，以作為調整夾具寬邊之長度，以及將該些左連接樑與該些右連接樑經由該至少一以上之第二定位孔鎖固於一固定位置上，以作為調整夾具長邊之長度。
於本發明上述實施例中，該第一定位孔與該第二定位孔係為數排間隔排列之螺栓孔位。
於本發明上述實施例中，該第一定位孔與該第二定位孔係為長條型孔位。
於本發明上述實施例中，該第一定位孔與該第二定位孔係為長條孔型位與數排間隔排列之螺栓孔位。
於本發明上述實施例中，該些定位件係為鎖固螺栓。
於本發明上述實施例中，該些定位件係為螺栓固定吊環。
於本發明上述實施例中，該些定位件係為鎖固螺栓與螺栓固定吊環。
於本發明上述實施例中，該三個位置調整的自由度係為該些調整腳墊在該些左連接樑及該些右連接樑之左右位置、該些調整腳墊之底部與該些左連接樑及該些右連接樑之距離、以及該些調整腳墊之腳墊部與螺牙部之間的角度，以上三個位置皆可隨葉片之長度、寬度及形狀而可調整。
於本發明上述實施例中，該左右兩排之上、下連接柱其設置方向係呈上下倒反之設置結構。
於本發明上述實施例中，該上下兩排之左、右連接樑其設置方向係呈左右相反之設置結構。
100‧‧‧風力發電機葉片通用型夾具
10‧‧‧夾置空間
1‧‧‧升降架
11‧‧‧上連接柱
12‧‧‧下連接柱
13‧‧‧螺栓孔位
2‧‧‧平移架
21‧‧‧左連接樑
22‧‧‧右連接樑
23‧‧‧長條型孔位
3‧‧‧調整腳墊
31‧‧‧螺牙部
32‧‧‧螺紋
33‧‧‧腳墊部
34‧‧‧螺帽
4‧‧‧鎖固螺栓
5‧‧‧螺栓固定吊環
第1圖，係本發明風力發電機葉片通用型夾具之結構示意圖。
第2圖，係本發明風力發電機葉片通用型夾具之調整變化示意圖。
第3圖，係本發明調整葉片通用型夾具寬邊之長度示意圖。
第4圖，係本發明調整葉片通用型夾具長邊之長度示意圖。
第5圖，係本發明風力發電機葉片通用型夾具之調整腳墊示意圖。
第6圖，係本發明風力發電機葉片通用型夾具鎖固不同數量之螺栓固定吊環示意圖。
請參閱『第1圖~第6圖』所示，係分別為本發明風力發電機葉片通用型夾具之結構示意圖、本發明風力發電機葉片通用型夾具之調整變化示意圖、本發明調整葉片通用型夾具寬邊之長度示意圖、本發明調整葉片通用型夾具長邊之長度示意圖、本發明風力發電機葉片通用型夾具之調整腳墊示意圖、及本發明風力發電機葉片通用型夾具鎖固不同數量之螺栓固定吊環示意圖。如圖所示：本發明係一種風力發電機葉片通用型夾具100，係概呈一矩形並具有一供葉片夾設的夾置空間10，葉片根部及葉片翼型部均可使用。所提風力發電機葉片通用型夾具100其包括一組升降架1、一組平移架2、數個調整腳墊3、數組鎖固螺栓4以及數個螺栓固定吊環5所構成。
上述所提之升降架1係構成夾具100之兩寬邊，該升降架1為相互套接之二上連接柱11與二下連接柱12，其分別排成左右兩排且設置方向係呈上下倒反之設置結構，使該些上、下連接柱11、12形成滑塊對，未鎖固前該些上、下連接柱11、12可相互上下移動，每一上、下連接柱11、12上均設有對應之數排間隔排列之螺栓孔 位13，該些上、下連接柱11、12之孔位進行配合，可利用該鎖固螺栓4或該螺栓固定吊環5將該些上、下連接柱11、12鎖固，以達到調整葉片通用型夾具100寬邊之長度以配合實際使用需求，如第3圖所示。其中，該些上、下連接柱11、12相互套接之方式，可以下連接柱12套入上連接柱11，或以上連接柱套入下連接柱；本實施例以前者為例。
該平移架2係構成夾具100之兩長邊並與位於兩寬邊之升降架1連結，該平移架2為相互套接之二左連接樑21與二右連接樑22，其分別排成上下兩排且設置方向係呈左右相反之設置結構，使該些左、右連接樑21、22形成滑塊對，未鎖固前該些左、右連接樑21、22可相互左右移動，並在該些上、下連接柱21、22與該些左、右連接樑21、22之四周邊形成該夾置空間10。每一左、右連接樑21、22上均設有對應之一長條型孔位23，該些左、右連接樑21、22之位置調定後，可利用該鎖固螺栓4、該螺栓固定吊環5或該調整腳墊3將該些左、右連接樑21、22鎖固，以達到調整葉片通用型夾具100長邊之長度以配合實際使用需求，如第4圖所示。其中，該些左、右連接樑21、22相互套接之方式，可以左連接樑21套入右連接樑22，或以右連接樑套入左連接樑；本實施例以前者為例。
由以上敘述可知葉片通用型夾具100之寬邊及長邊之長度均可調整，而上述所提結構僅為一具體實施例，實際操作上夾具之寬邊及長邊調整長度之方式可相互調換，亦可以都採用螺栓孔位13進行配合或均採用長條型孔位23以自由移動方式進行長度之調整。
該些調整腳墊3如第5圖所示，係分別鎖固在夾具100長邊之左、 右連接樑21、22之長條型孔位23上，每一調整腳墊3係一外壁面上具有螺紋32之螺牙部31，該螺牙部31上端在與葉片接觸處設有可依葉片之長度、寬度及形狀調整角度之腳墊部33，據以利用該等螺牙部31一次貫通連結該些左、右連接樑21、22，並以數個螺帽34螺合於該些螺牙部31上端、中段及下端以鎖固定位該些調整腳墊3與頂部葉片及底部該些左、右連接樑21、22之組配關係。該些調整腳墊3鎖固在該些左、右連接樑21、22之左右位置可以自行調整；亦可自行調整該些調整腳墊3底部與該些左、右連接樑21、22之距離；以及可調整該些調整腳墊3腳墊部33與螺牙部31之間的角度。由以上三個可隨葉片之長度、寬度及形狀而作調整之位置，使本發明所提之調整腳墊3具有三個位置調整的自由度，得令一整排之調整腳墊3可以依據葉片截面之上下表面曲線進行調整，俾使該些調整腳墊3與葉片表面完整接觸，此時，一整排之調整腳墊3底部所形成之曲線與葉片截面之表面曲線一致，調整上下兩排各調整腳墊3同時與葉片接觸，即可固定葉片在葉片通用型夾具100上。如是，藉由上述揭露之結構構成一全新之風力發電機葉片通用型夾具100。
當運用時，如第6圖所示，該風力發電機葉片通用型夾具100之四邊均可鎖固螺栓固定吊環5，並可依作業需求而不鎖固螺栓固定吊環5或鎖固不同數量之螺栓固定吊環5。因此，葉片在製造、儲存、運輸、安裝、及吊裝作業過程中可鎖固不同數量之螺栓固定吊環5進行使用。
沒有鎖固螺栓固定吊環5時，風力發電機葉片通用型夾具100可作為葉片置放架使用。風力發電機葉片通用型夾具100可透過調整腳 墊3鎖固，可實現重疊放置並節省倉庫儲存空間。在海運、鐵路運輸及公路運輸等過程中，本發明可與交通運輸工具之底座配合固定，既安全又節省空間。
本發明主要特點如下：
1.風力發電機葉片通用型夾具可用於不同長度、寬度及形狀之風力發電機葉片之夾取。
2.風力發電機葉片通用型夾具夾點之接觸面形狀可以調整成跟葉片形狀一致，使葉片接觸面受力平均，不傷葉片。
3.可應用於(小型)風力發電機(設計評估實驗室做)葉片拉力測試，並作為風力發電機葉片在製造、儲存、運輸、安裝、及吊裝作業過程中之通用夾具。
4.使用風力發電機葉片通用型夾具可實現重疊放置葉片並節省倉庫儲存空間；在海運、鐵路運輸及公路運輸等過程中，本發明可與交通運輸工具之底座配合固定，既安全又節省空間。
5.可增加葉片夾具之使用率，並減少葉片夾具數量，降低風力發電機在製造、安裝、及吊裝作業之成本，提高產業效益。
綜上所述，本發明係一種風力發電機葉片通用型夾具，可有效改善習用之種種缺點，夾具之長邊及寬邊之長度可以自由調整；與葉片之接觸面形狀可以調整成跟葉片形狀一致，以達到夾取之效果，故可用於不同長度、寬度及形狀之風力發電機葉片之夾取使用，可增加葉片夾具之使用率，並減少葉片夾具數量，降低風力發電機在製造、安裝、及吊裝作業之成本，有效提高產業效益，進而使本發明之產生能更進步、更實用、更符合使用者之所須，確已符合發明專利申請之要件，爰依法提出專利申請。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍；故，凡依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

Claims (9)

  1. 一種風力發電機葉片通用型夾具，係概呈一矩形並具有一供葉片夾設的夾置空間，其包括：一組升降架，係構成夾具之兩寬邊，該升降架為相互套接之二上連接柱與二下連接柱，其分別排成左右兩排且使該些上、下連接柱形成滑塊對，未鎖固前該些上、下連接柱可相互上下移動，每一上、下連接柱上均設有對應之至少一以上之第一定位孔；一組平移架，係構成夾具之兩長邊並與位於兩寬邊之升降架連結，該平移架為相互套接之二左連接樑與二右連接樑，其分別排成上下兩排且使該些左、右連接樑形成滑塊對，並在該些上、下連接柱與該些左、右連接樑之四周邊形成該夾置空間，未鎖固前該些左、右連接樑可相互左右移動，每一左、右連接樑上均設有對應之至少一以上之第二定位孔；數個調整腳墊，係分別鎖固在該些左、右連接樑之第二定位孔上，每一調整腳墊係一外壁面上具有螺紋之螺牙部，該螺牙部上端在與葉片接觸處設有可依葉片之長度、寬度及形狀調整角度之腳墊部，據以利用該等螺牙部一次貫通連結該些左、右連接樑，並以數個螺帽螺合於該些螺牙部上端、中段及下端以鎖固定位該些調整腳墊與頂部葉片及底部該些左、右連接樑之組配關係，使該些調整腳墊具有三個位置調整的自由度，令一整排之調整腳墊可以依據葉片截面之上下表面曲線進行調整，使得該些調整腳墊與葉片表面完整接觸，俾使一整排之調整腳墊底部所形成之曲線與葉片截面之表面曲線一致，調整上下兩排各調整腳墊同時與葉片接觸，以達固定葉片在夾具上，其中該三個位置調整的自由度 係為該些調整腳墊在該些左連接樑及該些右連接樑之左右位置、該些調整腳墊之底部與該些左連接樑及該些右連接樑之距離、以及該些調整腳墊之腳墊部與螺牙部之間的角度，以上三個位置皆可隨葉片之長度、寬度及形狀而可調整；以及數個定位件，提供將該些上連接柱與該些下連接柱經由該至少一以上之第一定位孔鎖固於一固定位置上，以作為調整夾具寬邊之長度，以及將該些左連接樑與該些右連接樑經由該至少一以上之第二定位孔鎖固於一固定位置上，以作為調整夾具長邊之長度。
  2. 依申請專利範圍第1項所述之風力發電機葉片通用型夾具，其中，該第一定位孔與該第二定位孔係為數排間隔排列之螺栓孔位。
  3. 依申請專利範圍第1項所述之風力發電機葉片通用型夾具，其中，該第一定位孔與該第二定位孔係為長條型孔位。
  4. 依申請專利範圍第1項所述之風力發電機葉片通用型夾具，其中，該第一定位孔與該第二定位孔係為長條型孔位與數排間隔排列之螺栓孔位。
  5. 依申請專利範圍第1項所述之風力發電機葉片通用型夾具，其中，該些定位件係為鎖固螺栓。
  6. 依申請專利範圍第1項所述之風力發電機葉片通用型夾具，其中，該些定位件係為螺栓固定吊環。
  7. 依申請專利範圍第1項所述之風力發電機葉片通用型夾具，其中，該些定位件係為鎖固螺栓與螺栓固定吊環。
  8. 依申請專利範圍第1項所述之風力發電機葉片通用型夾具，其中，該左右兩排之上、下連接柱其設置方向係呈上下倒反之設置結 構。
  9. 依申請專利範圍第1項所述之風力發電機葉片通用型夾具，其中，該上下兩排之左、右連接樑其設置方向係呈左右相反之設置結構。
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