TWI793723B - 用於起重機的抬升設備、起重機及抬升組件的方法 - Google Patents

用於起重機的抬升設備、起重機及抬升組件的方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI793723B
TWI793723B TW110130108A TW110130108A TWI793723B TW I793723 B TWI793723 B TW I793723B TW 110130108 A TW110130108 A TW 110130108A TW 110130108 A TW110130108 A TW 110130108A TW I793723 B TWI793723 B TW I793723B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
lifting device
lifting
holding means
holding
assembly
Prior art date
Application number
TW110130108A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202218973A (zh
Inventor
安德烈斯溫特 傑普森
傑斯帕 摩勒
Original Assignee
丹麥商西門子歌美颯再生能源公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 丹麥商西門子歌美颯再生能源公司 filed Critical 丹麥商西門子歌美颯再生能源公司
Publication of TW202218973A publication Critical patent/TW202218973A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI793723B publication Critical patent/TWI793723B/zh

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00—Other constructional features or details
    • B66C13/04—Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack
    • B66C13/06—Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack for minimising or preventing longitudinal or transverse swinging of loads
    • B66C13/063—Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack for minimising or preventing longitudinal or transverse swinging of loads electrical
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C1/00—Load-engaging elements or devices attached to lifting or lowering gear of cranes or adapted for connection therewith for transmitting lifting forces to articles or groups of articles
    • B66C1/10—Load-engaging elements or devices attached to lifting or lowering gear of cranes or adapted for connection therewith for transmitting lifting forces to articles or groups of articles by mechanical means
    • B66C1/108—Load-engaging elements or devices attached to lifting or lowering gear of cranes or adapted for connection therewith for transmitting lifting forces to articles or groups of articles by mechanical means for lifting parts of wind turbines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C1/00—Load-engaging elements or devices attached to lifting or lowering gear of cranes or adapted for connection therewith for transmitting lifting forces to articles or groups of articles
    • B66C1/10—Load-engaging elements or devices attached to lifting or lowering gear of cranes or adapted for connection therewith for transmitting lifting forces to articles or groups of articles by mechanical means
    • B66C1/22—Rigid members, e.g. L-shaped members, with parts engaging the under surface of the loads; Crane hooks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00—Other constructional features or details
    • B66C13/04—Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack
    • B66C13/08—Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack for depositing loads in desired attitudes or positions
    • B66C13/085—Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack for depositing loads in desired attitudes or positions electrical
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00—Other constructional features or details
    • B66C13/16—Applications of indicating, registering, or weighing devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D13/00—Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
    • F03D13/10—Assembly of wind motors; Arrangements for erecting wind motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2230/00—Manufacture
    • F05B2230/60—Assembly methods
    • F05B2230/61—Assembly methods using auxiliary equipment for lifting or holding
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

一種用於起重機(1)的抬升設備，適用於運載一長形組件，該長形組件具有在其長度主要部分上延續之非圓形截面，該長形組件尤其為一風力渦輪機(12)之一轉子葉片(8)，該抬升設備包括一框架(6)，該框架具有至少一個保持手段(9)，用於以一水平方位保持該組件，其中一俯仰系統(17)係設置成繞該組件之縱軸使該組件俯仰。

Description

用於起重機的抬升設備、起重機及抬升組件的方法
本發明係指一種用於起重機的抬升設備，適用於運載一長形組件，該長形組件具有在其長度主要部分上延續之非圓形截面，該長形組件尤其為一風力渦輪機之一轉子葉片，該抬升設備包括一框架，該框架具有至少一個保持手段，用於以一大體上水平方位保持該組件。
大型且長形組件通常藉起重機移動，起重機適用於抬升且定位個別組件，以將其附接至譬如結構物。此類組件之範例係風力渦輪機之轉子葉片，當裝設風力渦輪機時，轉子葉片需被定位且固定至風力渦輪機之轂，通常三個轉子葉片附接至該轂。為了分別抬升此類組件、轉子葉片，使用一特殊抬升設備，該特殊抬升設備連接至起重機且適用於安全地運載組件。該抬升設備包括一框架，該框架具有二個支持臂，用於運載組件，該等支持臂具有譬如L型或C型。不同於抬升組件而在組件處垂直地懸掛之其他抬升設備，此抬升設備適用於以大體上水平方位分別運載組件、轉子葉片，這對降低施加至起重機吊桿之負載有利，起重機吊桿因葉片之尺寸增大而較高。該抬升設備係在組件末端之間某處的位置處固定該組件，使得該組件延伸重量平衡至該設備之二側，且該組件當被抬升時係大體上水平，這意味該設備之縱軸係水平，且該組件之縱軸亦至少大體上水平。為了控制組件、葉片分別在水平平面中之水平運動，通常使用一穩定索系統，該穩定索系統包括附接至該抬升設備之數個纜線。這容許水平運動之特定控制。儘管如此，尤其當組件、葉片分別在較高風速下抬升時，特定垂直運動出現，這尤其在考慮到葉片根部之垂直運動時造成問題，該葉片根部需要相對於轂之附接介面精確地定位。此垂直運動、垂直傾斜力矩分別起因於轉子葉片之翼形截面。當風以較高速度圍繞轉子葉片吹動時，在葉片之上方側與下方側產出不同風速，導致上方側與下方側之間的壓力差。此等壓力差導致將葉片朝較低壓力側移動之特定吸力或阻力效應。因葉片整體依循此效應，該效應接著又導致傾斜運動。此效應經常由飛機翼得知，但具有對譬如渦輪葉片之裝設過程的負面影響。
垂直運動可負面影響定位及固定過程。由於該垂直運動係藉風力與組件交互作用、尤其與翼形外型葉片交互作用造成，因此限制該裝設在風速相當低之時間，且因此縮窄該裝設可進行之天氣窗期。由於海面上之風力常常強勁，因此當在風力渦輪機之離岸裝設時尤其為問題。又，不要的垂直運動將由於定位根部方面之問題而造成長裝設時間。
因此，本發明之目的係提供一種改良抬升設備。
為了達成該目的，本發明提出一種用於起重機的抬升設備，適用於運載一長形組件，該長形組件具有在其長度主要部分上延續之非圓形截面，該長形組件尤其為一風力渦輪機之一轉子葉片，該抬升設備包括一框架，該框架具有至少一個保持手段，用於以一水平方位保持該組件，該抬升設備之特徵在於設有用於繞該組件之縱軸使該組件俯仰的一俯仰系統。
本發明之抬升設備通常亦稱作軛，其配備有一俯仰系統，適用於使組件繞該組件之縱軸俯仰或旋轉。當組件具有一非圓形截面、尤其在一轉子葉片的情況下之一翼形截面時，藉該俯仰系統之組件的俯仰或旋轉將改變諸如翼形轉子葉片之非圓柱形表面或上方表面及下方表面的空間方位。如前所述者，當風以一較高風速圍繞該轉子葉片流動時，在該葉片上方側與下方側產出不同風速或不同風流動，導致該葉片或該組件之上方側與下方側之間的壓力差。由於該壓力差，特定吸力或阻力效應出現，這使該葉片沿一垂直方向移動，引起先前所述之問題。此負面效應取決於組件之方位或者組件之非圓形截面部分或組件相對於風向之定位。在此背景下，術語「繞組件之縱軸旋轉」並非必然意指水平組件軸係為旋轉軸。較佳地，該俯仰系統之旋轉軸與組件本身之縱軸相結合。但，針對本發明之空間表面方位的改變，當藉使組件繞該組件之縱軸樞轉來改變組件方位時即足夠，這亦在旋轉軸、即該俯仰系統之旋轉軸並未與組件之縱軸相結合時實現。具創造性地，大體上水平地定向之組件係藉具有一旋轉軸之俯仰手段而俯仰，使得組件響應俯仰手段之旋轉運動而旋轉。組件相對於吹風方向之旋轉、及因此方位之改變，將實現在組件之垂直運動上的效應、及因此譬如在葉片根部之垂直運動上的效應，以抵消一不要的垂直運動。
整合於本發明抬升設備中之本發明俯仰系統現在容許改變此空間方位、即相對於風向之非圓形表面的方位，且因此容許在組件之上方側與下方側、或上方表面與下方表面上的風流動改變。個別之流動路徑的長度可藉繞縱軸之旋轉或空間方位之改變而改變，導致在上方側與下方側生成之個別壓力的改變、及因此導致壓力差，這係垂直根部末端運動之成因。藉由旋轉組件、及因此改變該組件之空間表面方位，可因此生成一抵消傾斜力矩或傾斜運動。該抵消傾斜力矩或傾斜運動可至少部分地、較佳地總體地平衡在旋轉啟動前藉作用於組件上之風力造成的傾斜力矩或傾斜運動。因此，藉改變固定至該抬升設備之組件或轉子葉片的空氣動力配置，藉較高風速引發之一不要的傾斜力矩或傾斜運動可至少部分地、較佳地總體地補償。這容許一改良且尤其較快速之諸如風力渦輪機葉片的裝設過程，該裝設過程現在亦可在譬如達16公尺/秒以上之較高風速下實施，藉此在此等高風速下之轉子葉片裝設係因不可控之垂直傾斜或垂直運動而不可能用已知抬升設備或耗費更多時間。
針對使組件繞組件之縱軸樞轉者，該俯仰系統可包括至少一個保持手段，其可繞一旋轉軸諸如該框架之縱軸旋轉，以使組件俯仰。該俯仰系統或該保持手段之旋轉軸，與該框架或該抬升設備之縱軸、與組件之一般縱軸係平行。因此，藉由使該至少一個保持手段繞旋轉軸旋轉，組件亦旋轉，該旋轉軸可為縱向水平框架軸。如前所述者，術語「繞組件之縱軸旋轉」並非必然意指水平組件軸係為旋轉軸。這在旋轉軸未與組件之水平軸相結合時係如此，而這在該保持手段旋轉時亦可能如此。儘管如此，亦在此情況下，空間方位改變，而因改變之空氣動力特性或該葉片與吹風之交互作用引起本發明之對抗傾斜力矩。
該抬升設備可包括至少二個支持臂，藉此適用於一同步旋轉之分離的保持手段係配置於每一個支持臂處，或者藉此該保持手段係從一個支持臂延伸至另一者。通常，此類抬升設備或其框架具有2個C型支持臂，用於運載組件。在該等支持臂處、或臂區域中，配置該至少一個保持手段。在一第一具體實施例中，可能具有配置於每一個支持臂處之一個別保持手段，藉此組件或該葉片延伸通過二個保持手段而在該處穩固地固定。二個保持手段繞共同旋轉軸以同步方式旋轉，從而使組件俯仰。在另一變型中，僅設置一個共同保持手段，該保持手段係從一個支持臂延伸至另一個支持臂，穩固地固定組件。而且，藉由旋轉該單一保持手段，可實施本發明之俯仰。
較佳地，該至少一個保持手段、或者每一個保持手段、或者該二個保持手段係適用於在具有一非圓形截面之一區域中保持該組件。如已述及者，該非圓形截面在組件之長度的至少一半上延續。在一轉子葉片的情況下，該非圓形或翼形截面在該葉片之幾乎整個長度上延續，除了一非常短之根部段外，該根部段具有一圓形截面且該葉片係藉該根部段附接至該轂。針對一重量平衡固定，為了保持該葉片在一水平方位，該一個或二個保持手段需在翼形區中固定或被附接至組件。該保持手段或每一個保持手段可包括特別設計之保持墊或相似物，適用於以形狀配合或形狀對應方式耦接至組件表面。
在本發明之又一具體實施例中，該保持手段或每一個保持手段可包括一C型保持部件，該C型保持部件具有用於接合該組件之複數個保持元件(諸如以上所述之保持墊或相似物)，該保持部件可沿一弧形導引手段移動。如前所述者，本發明之俯仰系統或作為該俯仰系統之部分的保持手段繞一旋轉軸旋轉，該旋轉軸係為一水平軸。為了附接該保持手段至該葉片，該保持部件或該等保持部件係呈C型，使得該葉片可被插入該C型保持部件中，且藉如墊或相似物之保持元件穩固地固定。為了旋轉，該保持部件或每一個保持部件可沿一弧形導引手段移動，該弧形導引手段界定圓形運動路徑，以用於實施俯仰或旋轉動作。該導引手段可譬如為一弧形導軌或相似物，個別C型保持部件係沿該導引手段移動。
為了平滑運動，最好該保持部件、每一個保持部件分別在配置於該導引手段中或沿該導引手段配置之複數個滾子或滑動元件上導引。依據本具體實施例，數個滾子配置於該導引手段譬如該弧形導軌處，使該等滾子或保持手段支撐於該導引手段上或在旋轉位移期間在該導引手段上移動。本具體實施例因此提出一類型之滾子承載系統，用於容許該保持部件相對於該框架或該等支持臂之平滑且精確的運動。在一變型中，亦可使用一滑動承載件，其包括複數個滑動元件，用於以滑動方式導引該保持部件。該等滑動元件可配置於該保持手段及該導引手段二者上。
為了移動該保持手段或該保持部件，以使其旋轉且使組件俯仰，該保持手段或每一個保持手段可藉由至少一個可控制致動器而移動。該致動器適用於移動該保持手段、該保持部件，以使其旋轉。倘若僅設置一個保持手段或保持部件，一個致動器即可足夠。倘若設置二個保持手段或保持部件，則每一個保持手段設有一分離致動器，且同時二個致動器同步，以用於該二個保持手段或二個保持部件之同步運動。
該致動器可為適用於造成或實施旋轉運動之任何類型的致動器。一致動器可為或可包括一液壓或氣動或電動缸體，其可伸長或縮短且耦接至該保持手段或該保持部件之移動部件。該致動器亦可為一電動馬達以作為一驅動手段，其譬如藉由一機械有齒連接件而耦接至該保持手段或該保持部件之移動部件。再者，一心軸驅動器可用作為一電動馬達與該移動部件之間的一機械連接件。所述之致動器型式並無限制，且倘若適當時亦可使用其他型式。
較佳地，至少一個控制裝置係設置成尤其藉控制該致動器或每一個致動器來控制該至少一個保持手段之運動。包括一個別可程式控制器之該控制裝置容許非常精確地控制該保持手段之運動、及因此組件之空間旋轉，以生成必要之對抗傾斜效應。
為了非常準確之控制，較佳地設有用於感測該抬升設備、該框架、或該至少一個支持臂之一給定或即將發生之垂直傾斜的至少一個感測器手段，藉此該控制裝置係適用於取決於該感測器手段資訊來控制該俯仰系統、尤其該至少一個保持手段之運動。該感測器手段一般適用於感測該抬升設備之垂直傾斜運動。該感測器手段配置於該框架或一支持臂處，而當然數個各種感測器可配置於不同位置處。該感測器手段或每一個感測器手段係與該至少一個控制裝置通訊。該抬升設備可包括僅一個控制裝置，其控制該一個保持手段，或者其分別控制二個控制手段、個別致動器。在二個保持手段之情況下，可設有當然分離的控制裝置，該等控制裝置為了同步運動而彼此通訊。該控制裝置適用於處理個別感測器手段資訊，且識別出組件、該葉片或葉片根部分別之任何即將發生或給定的不允許垂直傾斜運動。基於已給定、或者可由於該感測器資訊而預期之量測的垂直傾斜運動，該控制裝置可開始工作，且控制該俯仰系統、或者該保持手段或該致動器之運動，以實行組件或該葉片之空間方位的改變，以生成對抗傾斜力矩或對抗傾斜運動。該感測器手段可直接量測方位或運動，或者可能以一個以上的分離感測器量測譬如風速或風向作為間接參數以用於決定一給定或即將發生之傾斜運動。
該感測器手段或該感測器可為任何類型之感測器，其適用於直接地或間接地評估資訊片，此等資訊片係關於空間方位、及因此關於傾斜運動或傾斜位置之直接或間接的資訊片。一範例可為一位置感測器或加速度感測器。
該俯仰系統較佳地適用於在至少20°、較佳地至少40°之角度，且尤其在90°之最大角度旋轉該組件。甚至在20°之最大角度的角方位小調整、導致當組件或該葉片首先固定於該抬升設備中時之基準方位觀看的+-10°俯仰者，即可足以改變空氣動力情境且對抗一不要的傾斜運動。一譬如40°之較大旋轉補償角度容許+-20°俯仰，而導致+-45°俯仰之90°最大角度應為最大之位移角度。該俯仰總是從組件或該葉片之一基準位置起開始實施。該基準位置係藉由該葉片在抬升過程起始之首次於地面上固定時，該保持手段配置所在之位置界定。從該基準方位起，朝二方向之旋轉、即+-俯仰皆可能，藉此個別俯仰方向當然取決於應被補償之垂直運動的方向。當譬如該葉片根部垂直地朝上移動時，藉由引發朝相反方向之補償力矩來對抗該運動的俯仰方向，當然與該葉片根部垂直地朝下移動時所必要的俯仰方向不同。在此情況下，該補償力矩、及因此俯仰方向係相反的。當然，個別之必要俯仰方向係藉個別之控制裝置決定。該控制裝置亦判定必要之俯仰角度，該俯仰角度需被控制，以補償該不要的傾斜運動且避免過度補償，這意味組件僅在一必要角度上旋轉，該必要角度係被計算出足以補償預期或給定之垂直運動。當然，該根部或該根部之運動的空間方位係藉該感測器手段不斷地感測，使得該控制裝置可不斷地監測該俯仰具有之效應，以補償該垂直運動。
本發明尚指一種起重機，其包含一抬升手段，該抬升手段具有一如以上描述之抬升設備。該起重機可包括一抬升手段，該抬升手段包括一個以上的抬升纜線，該連接裝置係附接至該一個以上的抬升纜線，該抬升設備係附接於該連接裝置處。該抬升設備可相對於在一垂直方向上之該連接裝置傾斜、或可繞該水平軸傾斜。該對抗傾斜力矩或該對抗傾斜運動對抗或補償此類不要的垂直傾斜力矩或不要的垂直傾斜運動，且使組件、該轉子葉片分別在其水平位置中穩定。
更且，亦為了對抗組件或該葉片之任何水平運動、即繞垂直軸之任何傾斜或旋轉，一個以上的穩定索可附接至該抬升設備。
最後，本發明係指一種使用如以上描述之起重機抬升一組件的方法，該組件具有在其長度主要部分上延續之非圓形截面，該組件尤其為一風力渦輪機之一轉子葉片。該方法之特徵在於，在該抬升過程期間，當偵測出該抬升設備之一垂直傾斜運動、或至少此類垂直傾斜運動之可能性時，該俯仰系統被控制以使該組件繞該組件之縱軸俯仰，以抵消該傾斜力矩或運動。甚至當此類不要的垂直傾斜運動之可能性係藉一個或各種感測器感測時，該感測器資訊可被處理且用作為一不要的垂直運動可發生之提示，而容許該控制裝置立即預先反應。
在該抬升過程期間，該抬升設備之方位可持續地藉該抬升設備之至少一個感測器手段感測，藉此該俯仰系統係基於該提供之感測器手段資訊而藉一控制裝置控制。該一個感測器手段或該數個感測器手段容許不斷地監測位置或者運動，或任何其他相關資訊，如風速或風向，且同時該控制裝置不斷地處理任何感測器手段資訊，以立即控制該俯仰系統或者該保持手段，以使其及組件旋轉。
圖1顯示一本發明起重機1之一部分，該起重機包括具有數個纜線3之一抬升裝置2，一連接裝置4係附接至該等纜線，如眾所周知。
一本發明抬升設備5常亦稱作軛，其附接至連接裝置4。亦請參考圖2及圖3，抬升設備5包括一框架6，該框架具有二個端末駐立支持臂7，該等支持臂在此具有一C外形。
在此為一轉子葉片8之一組件係藉抬升設備6運載。C型支持臂7配備有個別之保持手段9，以用於保持或抓夾轉子葉片8。
轉子葉片8係沿一水平方向配置，且被抬升而待附接至一風力渦輪機12之一轂11的一安裝介面10，如圖1中所顯示者。因此，必須準確地相對於安裝介面10定位一葉片根部13，該葉片根部連接一翼型葉片體14。該抬升及定位有時係在風吹動之同時實施，且因此與轉子葉片8交互作用而使轉子葉片8移動。
抬升設備5至連接裝置4之連接並非剛性。這譬如藉一纜線連接件15實現，該纜線連接件容許抬升設備5、及因此容許轉子葉片8繞一垂直軸旋轉。為了使抬升設備5或者葉片8穩定化，複數個穩定索16係附接至抬升設備5，藉此可避免、或至少廣泛地補償一水平運動。
纜線連接件15並非僅容許一繞垂直軸之旋轉，且亦容許一繞水平軸之傾斜運動，該傾斜運動係藉箭頭P1顯示。該傾斜運動係使抬升設備5如圖1中所顯示者向左或向右傾斜，該傾斜運動導致轉子葉片8之個別運動。因此，取決於傾斜向左或傾斜向右，葉片根部13實施一朝上垂直運動或朝下垂直運動，如藉圖1中箭頭P2所顯示者。因此，該葉片根部對安裝介面10之相對位置可由於此類垂直運動而改變，該垂直運動因此需被抵消。
為了抵消此類垂直運動，抬升設備5包括一俯仰系統17，其適用於分別使轉子葉片8繞該轉子葉片之縱軸旋轉，以改變該轉子葉片之空間方位，如圖2至圖4中所顯示者。
如圖2更詳細顯示者，葉片轉子8係固定於保持手段9中。每一個C型臂7譬如配備有一分離之保持手段9，該等保持手段係俯仰系統17之部分。保持手段9包括一保持部件18，該保持部件在此具有譬如一C型外形，個別之保持元件19例如保持或夾持墊或相似物係附接至保持部件18，如圖2至圖4顯示之保持元件穩固地固定轉子葉片8。該等保持元件適用於在具有一非圓形截面之一區域中保持葉片8，如圖式中清楚地顯示者。圖式中顯示之保持手段的夾持機構只是一範例。該夾持機構可依各種方式實現，諸如該等爪的至少一個可從打開位置移動至夾持位置、或者具有用於該等夾鉗的至少一個之剪刀狀移動手段的夾持爪。
保持手段9可繞一旋轉軸旋轉，該旋轉軸一般係一水平軸，該水平軸一般係與該框架或該抬升設備之一中心軸平行。為了旋轉保持手段9，該保持手段包括一弧形導引手段20或配置於該弧形導引手段上，該弧形導引手段在此呈一C型導軌或相似物，該保持手段係沿該弧形導引手段分別可移動、可旋轉。導引手段20可配備有許多滾子21，當保持部件18繞保持手段9或俯仰系統17之一旋轉軸22旋轉時，該保持部件係在該等滾子上滾動且導引。滾子21可沿著保持部件18移動所沿之整個路徑配置，或者該等滾子可僅配置於沿該路徑之一些分離的點處。亦可使用建立一滑動承載件之滑動元件來代替滾子21。
為了實行該旋轉運動，設有至少一個致動器23，藉此如在本具體實施例中者，二個分離之保持手段9設於每一個支持臂7處，設有各用於每一個保持手段9之二個個別致動器23，該等致動器係同步，以實現保持部件18之同步運動。一致動器23可譬如為一液壓或氣動或電動缸體，其可改變長度，且其以一個末端耦接至譬如支持臂7，而同時以另一末端耦接至保持部件18或相似物。當然，致動器23亦可為一電動馬達，其譬如藉一心軸驅動器或一有齒連接件而以機械式耦接至保持部件18等。任何致動器只要其能夠啟動保持部件18之一圓形或旋轉運動及葉片8藉此而沿導引手段20之運動，即為合適者。
為了控制致動器23，設有一控制器裝置24，其控制該一個或二個致動器23，以藉由使葉片8俯仰來調整該葉片之空間方位。控制裝置24係與個別致動器23，及亦與至少一個、較佳地一個以上的感測器手段25通訊，該感測器手段適用於感測抬升設備5或框架6之空間方位，尤其關於垂直方位或垂直運動者，該方位或運動係根部13之垂直位置或運動的一指標，該根部需與安裝介面10對準。該感測器手段25可譬如為一位置感測器、或一加速度感測器、或相似物。除了完全自動控制以外，部分自動控制亦屬可能者，諸如具有感測該抬升設備之運動的一感測器手段及基於該感測器資訊或相似物之致動器的手動控制。
控制裝置24適用於分析該感測器手段資訊，以判定抬升設備5、及因此根部13之一不要的垂直運動是否很可能發生或已產出，且需採取哪些措施以對抗該不要的運動。如此，控制裝置24可由於藉一個或數個感測器手段25之空間情境的不斷監測，立即響應來自不斷地監測感測器手段25之任何相關資訊，以藉控制致動器23及因此藉控制俯仰系統17使葉片8朝順時鐘方向(請參見箭頭P3)或朝逆時鐘方向(請參見箭頭P4)旋轉，立即控制或提供一個別之抵消。該控制裝置適用於基於與可能或產出之運動的方向、及固定在保持手段9中之葉片8或者該葉片之翼形表面的已知方位有關之資訊，判定旋轉之方向。
圖2顯示葉片8在首次於地面上藉保持手段9固定或抓夾以待抬升至轂之位置中的配置。在該位置中，二個保持手段9之保持部件18係配置於一基準位置、或一中間位置中，可由該位置起朝順時鐘與逆時鐘二方向例如轉動相同之旋轉角度。倘若現在葉片8被抬升，則該葉片位於基準水平位置。
當現在風吹動時，風可與葉片8交互作用，且圍繞葉片8之一上方表面26及一下方表面27流動，表面26、27係由於葉片8之非圓形截面而具有不同外型，如在圖2至圖4中清楚地顯示者。由於上方表面26與下方表面27具有風流動所沿之不同長度，因此這導致在上方表面側與下方表面側之不同風速。如眾所周知，導致一壓力差，這可在垂直方向上，生成一特定吸力或阻力，而當葉片8、及因此抬升設備5可繞纜線連接件15之水平軸移動時，使該葉片朝下或朝上移動，且因此亦使根部13朝下或朝上移動，如已述及者。
為了抵消或補償該不要的垂直運動，可能藉控制俯仰系統17，使轉子葉片8以圖2之基準位置作為起點，繞縱軸22朝順時鐘方向(箭頭P3)或朝逆時鐘方向(箭頭P4)旋轉。該旋轉運動係藉控制裝置24控制，該控制裝置適用於計算必要之旋轉角度，以足以補償或抵消垂直傾斜或造成不要的垂直傾斜之壓力差的方式，改變葉片8或該葉片之上方表面26及下方表面27的空間方位。
圖3顯示出控制裝置24控制俯仰系統17朝依據箭頭P3之順時鐘方向旋轉的一範例。該控制裝置控制致動器23，以使保持部件18沿弧形導引手段20移動，該運動係藉滾子21導引而容許非常輕柔但穩定之運動。這將使保持手段9繞水平旋轉軸22旋轉，且藉此使葉片8繞該葉片之縱軸旋轉而改變該葉片之空間位置，如圖3中清楚地顯示者。再一次，旋轉軸22並非必須為葉片8之縱軸，但葉片8係藉使保持手段9繞該保持手段之旋轉軸22旋轉而繞該葉片之縱軸樞轉。圖3顯示出上方表面26具有相對於吹風之另一方位，該風在本範例中係從如藉箭頭P5顯示之左側吹動，如依據圖2之基準位置中者。相同地對於下方表面27而言成立。藉改變該空間方位，由於風流動所沿之上方表面26及下方表面27的表面長度改變，因此空氣動力情境劇烈地改變。由此，上方側與下方側之間的壓力差改變，及藉此產出吸力或阻力，這係該不要的垂直運動之原因。該運動因此被抵消及補償。
由於控制裝置24適用於計算必要之俯仰角度，因此非常精確之抵消或補償亦屬可能者。請注意到，基準開始位置與順時鐘或逆時鐘方向最大旋轉位置之間的任何旋轉位置皆可被控制，以大部分地或完整地補償該不要的垂直運動，且以避免任何過度補償。一計算手段或該控制裝置本身可能計算或模擬實驗在給定方向或風速下之各種俯仰運動或角度對組件、或者該葉片之效應，以模擬其如何反應。該控制裝置可接著選擇基於該輸入之最有希望的俯仰角度及俯仰方向。
圖4顯示出俯仰系統17藉控制裝置24控制以用於保持部件18朝依據箭頭P4之逆時鐘方向的運動之一範例。如所顯示者，相對於導引手段20之保持部件18的位置，在保持部件18藉控制致動器23而沿弧形導引手段20移動時，已再一次相較於基準情境改變。如圖4中所顯示者，相較於圖2之基準情境、或相較於圖3之情境，上方表面26及下方表面27再一次具有相對於吹風或風向(箭頭P5)之非常不同的空間方位。再一次，空氣動力情境劇烈地改變，導致上方葉片側與下方葉片側之間的壓力差明顯改變，及因此導致停留於葉片8之吸力或阻力。再一次，這容許在該特殊情境下之不要的傾斜運動的補償。
請注意到，圖2至圖4係尤其關於依據箭頭P5之所顯示風向的僅原理草圖。該箭頭僅為展現上方表面26及下方表面27相對於風向之空間方位的改變而顯示。這並非指示當風從該方向吹動時，葉片8需依據圖3旋轉或定位，或者在該風向情境下，需依據圖4定位。旋轉之方向及角度僅僅藉控制裝置24基於該感測器手段資訊判定。
俯仰或旋轉角度可為從依據圖2之基準位置開始，總計譬如20°之+-10°角。該角度當然亦可為一較大角度，譬如從圖2之基準位置開始，具有+-20°個別俯仰角度之40°總角度。一最大角度可譬如為從圖2之基準位置開始的90°，其具有+-45°之俯仰角度。如前所述者，任何中間位置皆可被控制且固定，以補償垂直傾斜。
本發明之俯仰系統容許整個抬升配置或者該葉片之空氣動力特性的非常易變之改變、及因此作用於抬升設備5上之力的非常易變之改變，以及因此容許非常易變、可改變之葉片8與風的交互作用，以產生一既定之抵消傾斜力矩或傾斜運動，該既定之抵消傾斜力矩或傾斜運動對抗或補償一起因於快速吹風與翼型轉子葉片8交互作用之不要的傾斜力矩或傾斜運動。該補償或抵消系統、俯仰系統17在迄今因強勁地吹風而不可能裝設此類轉子葉片8之天氣狀態下，亦容許此類裝設。現在，由於該系統容許任何不要的垂直運動之極佳補償，因此該裝設亦可在16公尺/秒以上之風速下進行。因此，該裝設可在其中進行之天氣窗期顯著地擴大。更且，由於本發明之穩定化或補償無需時間使轉子葉片根部13相對於安裝介面10作繁重的定位或定向、不出現不要的垂直運動、且水平運動可藉該等穩定索對抗，因此容許較快速之裝設。
最後，較大之葉片係與風更加交互作用而造成有不要的垂直運動之先前所述問題，而由於該運動可被補償，因此本發明之抬升設備或者具有本發明補償或抵消俯仰系統之起重機容許裝設甚至此等較大之葉片。
儘管已參考較佳具體實施例詳細說明本發明，然本發明並非以揭露之範例為限，熟於此技藝者能夠由此等揭露範例推知其他變異而不致脫離本發明之範疇。
1:起重機 2:抬升手段 3:纜線 4:連接裝置 5:抬升設備 6:框架 7:支持臂 8:轉子葉片 9:保持手段 10:安裝介面 11:轂 12:風力渦輪機 13:葉片根部 14:翼型葉片體 15:纜線連接件 16:穩定索 17:俯仰系統 18:保持部件 19:保持元件 20:弧形導引手段 21:滾子 22:旋轉軸 23:致動器 24:控制裝置 25:感測器手段 26:上方表面 27:下方表面 P1:箭頭 P2:箭頭 P3:箭頭 P4:箭頭 P5:箭頭
本發明之其他目的及特點將由以下結合隨附圖式考慮之詳細說明而顯現。然而，圖式僅係僅僅為了圖示目的而設計之原理草圖，且不限制發明。圖式顯示︰ 圖1顯示一本發明起重機之一部分的一原理草圖，該起重機包括一本發明抬升設備，該抬升設備保持待附接至一風力渦輪機之一轉子葉片， 圖2顯示圖1之抬升設備的一側視圖，具有貫穿葉片而從葉片之尖端觀看之一切面，其中該葉片正在一基準位置中， 圖3顯示圖2之配置，其中葉片藉俯仰系統而正朝順時鐘方向旋轉，及 圖4顯示圖2之配置，其中葉片藉俯仰系統而正朝逆時鐘方向旋轉。
7:支持臂
8:轉子葉片
9:保持手段
17:俯仰系統
18:保持部件
19:保持元件
20:弧形導引手段
21:滾子
22:旋轉軸
23:致動器
24:控制裝置
25:感測器手段
26:上方表面
27:下方表面
P3:箭頭
P4:箭頭

Claims (20)

  1. 一種用於起重機(1)的抬升設備，適用於運載一長形組件，該長形組件具有在其長度主要部分上延續之非圓形截面，該抬升設備包括一框架(6)，該框架具有至少一個保持手段(9)，用於以一大體上水平方位保持該組件，其特徵在於設有用於繞該組件之縱軸使該組件俯仰的一俯仰系統(17)，其中，該保持手段(9)或每一個保持手段(9)包括一C型保持部件(18)，該C型保持部件具有用於接合該組件之複數個保持元件(19)，該保持部件(18)可沿一弧形導引手段(20)移動。
  2. 如請求項1之抬升設備，其中，該長形組件係一風力渦輪機(12)之一轉子葉片(8)。
  3. 如請求項1之抬升設備，其中，作為該俯仰系統(17)之一部分的該至少一個保持手段(9)可繞一旋轉軸(22)樞轉。
  4. 如請求項3之抬升設備，其包括至少二個支持臂(7)，藉此適用於一同步旋轉之分離的保持手段(9)係配置於每一個支持臂(7)處，或者藉此該保持手段(7)係從一個支持臂(7)延伸至另一者。
  5. 如請求項1至4中任一項之抬升設備，其中，至少一個保持手段(9)或每一個保持手段(9)係適用於在具有一非圓形截面之一區域中保持該組件。
  6. 如請求項1之抬升設備，其中，該保持部件(18)係在配置於該導引手段(20)中或沿該導引手段(20)配置之複數個滾子(21)或滑動元件上導引。
  7. 如請求項3之抬升設備，其中，該保持手段(9)或每一個保持手段(9)可藉至少一個可控制致動器(23)而移動。
  8. 如請求項7之抬升設備，其中，該致動器(23)係為或包括一液壓或氣動或電動缸體、一電動馬達、或一心軸驅動器。
  9. 如請求項7或8之抬升設備，其中，至少一個控制裝置(24)係設置成控制該至少一個保持手段(9)之運動。
  10. 如請求項7或8之抬升設備，其中，至少一個控制裝置(24)係設置成藉控制該致動器(23)或每一個致動器(23)來控制該至少一個保持手段(9)之運動。
  11. 如請求項9之抬升設備，其中，設有用於感測該抬升設備(5)、該框架(6)、或該至少一個支持臂(7)之一給定或即將發生之垂直傾斜的至少一個感測器手段(25)，藉此該控制裝置(24)係適用於取決於該感測器手段資訊來控制該俯仰系統(17)。
  12. 如請求項9之抬升設備，其中，設有用於感測該抬升設備(5)、該框架(6)、或該至少一個支持臂(7)之一給定或即將發生之垂直傾斜的至少一個感測器手段(25)，藉此該控制裝置(24)係適用於取決於該感測器手段資訊來控制該至少一個保持手段(9)之運動。
  13. 如請求項1至4中任一項之抬升設備，其中，該俯仰系統(17)或該保持手段(9)適用於在至少20°之角度且在90°之最大角度旋轉該組件。
  14. 如請求項1至4中任一項之抬升設備，其中，該俯仰系統(17)或該保持手段(9)適用於在至少40°之角度且在90°之最大角度旋轉該組件。
  15. 一種起重機，包括一抬升手段(2)，該抬升手段具有如請求項1至14中任一項之抬升設備(5)。
  16. 如請求項15之起重機，其中，該抬升手段(2)包括一個以上的抬升纜線，一連接裝置(4)係附接至該一個以上的抬升纜線，該抬升設備(5)係附接於該連接裝置(4)處。
  17. 如請求項15或16之起重機，其中，一個以上的穩定索(16)係附接至該抬升設備(5)。
  18. 一種使用如請求項15至17中任一項之起重機(1)來抬升一組件的方法，該組件具有在其長度主要部分上延續之非圓形截面，其特徵在於，在該抬升過程期間，當偵測出該抬升設備(5)之一垂直傾斜運動、或至少此類垂直傾斜運動之可能性時，該俯仰系統(17)被控制以使該組件繞該組件之縱軸俯仰，以抵消該傾斜運動。
  19. 如請求項18之方法，其中，在該抬升過程期間，該抬升設備(5)之方位持續地藉該抬升設備(5)之至少一個感測器手段(25)感測，藉此該俯仰系統(17)係基於該提供之感測器手段資訊而藉一控制裝置(24)控制。
  20. 如請求項19之方法，其中，該控制裝置(24)控制該至少一個可樞轉保持手段(9)之運動。
TW110130108A 2020-08-19 2021-08-16 用於起重機的抬升設備、起重機及抬升組件的方法 TWI793723B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP20191685.5 2020-08-19
EP20191685.5A EP3957593A1 (en) 2020-08-19 2020-08-19 Lifting apparatus for a lifting crane

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202218973A TW202218973A (zh) 2022-05-16
TWI793723B true TWI793723B (zh) 2023-02-21

Family

ID=72147957

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW110130108A TWI793723B (zh) 2020-08-19 2021-08-16 用於起重機的抬升設備、起重機及抬升組件的方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20220055867A1 (zh)
EP (1) EP3957593A1 (zh)
CN (1) CN114074892A (zh)
TW (1) TWI793723B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019106969A1 (de) * 2019-03-19 2020-09-24 Wobben Properties Gmbh Verfahren zur Montage von Rotorblättern einer Windenergieanlage

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104340861A (zh) * 2013-07-29 2015-02-11 西门子公司 叶片夹持装置
CN109996750A (zh) * 2016-10-20 2019-07-09 西门子歌美飒可再生能源公司 用于风力涡轮机部件的提升装置和方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1925582B1 (en) * 2006-11-23 2010-06-23 Siemens Aktiengesellschaft Method and a device for mounting of wind turbine blades
EP2276923B1 (en) * 2008-05-23 2011-11-30 Siemens Aktiengesellschaft Tip end bracket
JP4999116B2 (ja) * 2009-03-14 2012-08-15 栗林機工株式会社 風力発電翼の反転支持装置
ES2393604T3 (es) * 2010-01-14 2012-12-26 Siemens Aktiengesellschaft Dispositivo de sujeción para sujetar una pala para una turbina eólica y método de insalación de palas de turbina eólica
US20110221215A1 (en) * 2010-03-12 2011-09-15 Vestas Wind Systems A/S Methods and apparatus for handling a tower section of a wind turbine with a crane
US8360398B2 (en) * 2011-08-17 2013-01-29 General Electric Company Device for handling a wind turbine rotor blade and a method for handling wind turbine rotor blades
GB201121760D0 (en) * 2011-12-19 2012-02-01 Lm Wind Power As A blade cart for a wind turbine blade
ES2636289T3 (es) * 2012-11-30 2017-10-05 Areva Wind Gmbh Elevador para manipular una pala de rotor de una turbina eólica y procedimiento de funcionamiento del mismo
EP2808540B1 (en) * 2013-05-31 2016-01-20 Siemens Aktiengesellschaft System and method of moving a wind turbine rotor blade
US20150028608A1 (en) * 2013-07-29 2015-01-29 General Electric Company Method and apparatus for handling a rotor blade
DK177850B1 (en) * 2013-11-15 2014-09-22 Ah Ind As C-yoke
KR101607995B1 (ko) * 2014-02-28 2016-03-31 삼성중공업 주식회사 리프팅 장치
DK178141B1 (en) * 2014-06-03 2015-06-22 Envision Energy Wind turbine blade lifting device and a method for lifting a wind turbine blade
DE102014215969A1 (de) * 2014-08-12 2016-02-18 Wobben Properties Gmbh Verfahren zum Installieren eines Rotorblattes an einer Windenergieanlage
EP3224190A1 (en) * 2014-11-27 2017-10-04 AH Industries A/S Lifting mechanism and lifting device comprising it
CN207699037U (zh) * 2017-09-12 2018-08-07 远景能源（江苏）有限公司 风力发电机组单叶片安装吊具
JP7269952B2 (ja) * 2018-04-02 2023-05-09 ティーピーアイ コンポジッツ，インコーポレーティッド 風力タービンブレード回転装置の自己整列ティルト及びヨーシステム
CN110407086B (zh) * 2019-07-25 2020-11-20 成都世唯科技有限公司 一种风电设备专用吊具

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104340861A (zh) * 2013-07-29 2015-02-11 西门子公司 叶片夹持装置
CN109996750A (zh) * 2016-10-20 2019-07-09 西门子歌美飒可再生能源公司 用于风力涡轮机部件的提升装置和方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN114074892A (zh) 2022-02-22
EP3957593A1 (en) 2022-02-23
TW202218973A (zh) 2022-05-16
US20220055867A1 (en) 2022-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6605840B2 (ja) 吊荷の姿勢制御装置
TWI793723B (zh) 用於起重機的抬升設備、起重機及抬升組件的方法
CN101765558B (zh) 一种安装设备
EP2832988A1 (en) Method and apparatus for handling a rotor blade
JP2011144808A (ja) 風車のための翼を締め付けるためのクランプ及び風車の翼を取り付ける方法
EP3849930B1 (en) Rotor blade hoisting system and method of installation and/or deinstallation of a rotor blade
CN104956072B (zh) 用于测定转子叶片角的方法
DK2538073T3 (en) An improvement of a horizontal wing installation of windmills
TWI729637B (zh) 用於將起重機吊鉤連接至風力渦輪機葉片的附接工具、附接裝置及用於抬升風力渦輪機葉片的方法
JP6321819B2 (ja) 長尺重量対象物の取扱用ツール
CN112010165B (zh) 叶片吊具的叶片夹持控制方法和系统
CN109996750B (zh) 用于风力涡轮机部件的提升装置和方法
CN114104948B (zh) 一种可调节的风机叶片吊具
JP6333222B2 (ja) ブレード検査装置及びブレード検査方法
KR20220038685A (ko) 풍력 터빈을 조립하기 위한 호이스팅 장치
US20240002195A1 (en) Lifting apparatus for a lifting crane
TWI785694B (zh) 用於起重機之抬升設備、起重機及用於抬升組件的方法
DK181164B1 (en) Hoist arrangement for a wind turbine blade access platform
CN217096440U (zh) 一种管道内焊装置以及管道内焊系统
CN113023550B (zh) 叶片吊装设备
KR101995335B1 (ko) 크레인
CN112139801B (zh) 叶片安装工装
CN113023572A (zh) 叶片吊装设备及使用其拆卸叶片和安装叶片的方法
EP4253302A1 (en) Method for lifting a wind turbine rotor blade and lifting yoke
DK202370062A1 (en) A method for controlling the position of a blade lifting yoke and a blade lifting yoke for a rotor blade for a wind turbine