專利名稱：一種用于裝卸風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的裝置以及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體涉及用于裝卸風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子葉片以及將所述轉(zhuǎn)子葉片安裝到風(fēng)力發(fā)電機(jī)上的方法和系統(tǒng)，確切地說，涉及例如用吊車吊起和對(duì)齊所述轉(zhuǎn)子葉片的裝卸裝置，且涉及相關(guān)方法。
背景技術(shù)：
至少一些已知的風(fēng)力發(fā)電機(jī)包括塔筒和安裝在塔筒上的機(jī)艙。轉(zhuǎn)子以可旋轉(zhuǎn)方式安裝到機(jī)艙并通過軸連接到發(fā)電機(jī)。多片葉片從所述轉(zhuǎn)子延伸出。所述葉片朝向一定的方向，這樣穿過葉片的風(fēng)就會(huì)使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)、并使軸旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的直徑和重量通常較大。現(xiàn)代轉(zhuǎn)子的直徑可大于120米，且包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)輪轂以及例如三片風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片在內(nèi)的轉(zhuǎn)子的重量總計(jì)可達(dá)50噸或 以上。因此，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的安裝通常需要昂貴的工作設(shè)備，且組裝期所需的持續(xù)時(shí)間是很重要的成本要素，尤其對(duì)于離岸風(fēng)力發(fā)電機(jī)而言。安裝風(fēng)力發(fā)電機(jī)可包括以下步驟將不同元件運(yùn)輸?shù)斤L(fēng)力發(fā)電機(jī)站，在地面或在浮式平臺(tái)上組裝塔筒節(jié)且/或豎立塔筒，將風(fēng)力發(fā)電機(jī)輪轂預(yù)先安裝在機(jī)艙上，通過吊車吊起風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)艙并將機(jī)艙安裝在塔筒頂部上。之后，可通過繩或固定設(shè)備將葉片依次緊固到吊車的帶鉤滑車上，將葉片吊起到緊挨輪轂的位置，并將葉片安裝到輪轂上。由于轉(zhuǎn)子葉片的暴露面較大，所以在起重期間，甚至很小的一陣風(fēng)都可能對(duì)轉(zhuǎn)子葉片的位置產(chǎn)生較大影響。因?yàn)轱L(fēng)力發(fā)電機(jī)安裝在尤其與風(fēng)接觸的區(qū)域中，所以將葉片舉起到其組裝位置的進(jìn)展可能很慢。對(duì)于葉片安裝而言，通常用許多螺釘或螺栓將轉(zhuǎn)子葉片緊固到輪轂上，所述螺釘或螺栓從轉(zhuǎn)子葉片的根部分向外凸出。在緊固前，轉(zhuǎn)子葉片通常與支承面和輪轂中各個(gè)孔排列成的圖案準(zhǔn)確對(duì)齊。當(dāng)轉(zhuǎn)子葉片接近其組裝位置時(shí)，通常要格外小心防止螺栓損壞通常由復(fù)合材料制成的轉(zhuǎn)子和/或機(jī)艙。這些通常會(huì)損失大量時(shí)間，從而延長了組裝期，且因此增加了人力成本以及昂貴工作設(shè)備的成本。鑒于上述內(nèi)容，需要可減少風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的安裝時(shí)間的方法和工具。

發(fā)明內(nèi)容
一方面，本發(fā)明提供一種用于裝卸風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的裝置。所述裝置包括機(jī)架，其界定至少部分容納所述轉(zhuǎn)子葉片的內(nèi)部空間。所述裝置進(jìn)一步包括葉片支撐件和第一杠桿臂，所述葉片支撐件布置在所述內(nèi)部空間中，且安裝到所述機(jī)架。所述第一杠桿臂以可旋轉(zhuǎn)方式安裝到所述機(jī)架，且包括布置在所述內(nèi)部空間中的夾持端，以及致動(dòng)器端，所述致動(dòng)器端可移動(dòng)，以旋轉(zhuǎn)所述第一杠桿臂，從而將所述轉(zhuǎn)子葉片夾持在所述葉片支撐件和所述夾持端之間。所述的裝置，其進(jìn)一步包括，可連接到起重工具的固定裝置、第一致動(dòng)器，以及連接所述固定裝置和所述第一致動(dòng)器的第一柔性連接元件，其中所述第一致動(dòng)器適用于改變所述固定裝置和所述第一致動(dòng)器之間的所述第一柔性連接元件的長度。其中所述第一柔性連接元件包括第一部分和第二部分，所述第一部分連接所述固定裝置和所述第一致動(dòng)器，且所述第二部分具有不變長度，并連接所述固定裝置和所述致動(dòng)器端，且其中所述第一致動(dòng)器適用于改變所述第一部分的長度。其進(jìn)ー步包括，具有不變長度的第二柔性連接元件，其連接所述固定裝置和所述致動(dòng)器端。所述的裝置，其進(jìn)ー步包括，第三柔性連接元件、第二致動(dòng)器，以及以可旋轉(zhuǎn)方式安裝到所述機(jī)架的第二杠桿臂，所述第二杠桿臂包括布置在所述內(nèi)部空間中的夾持端，以及與所述固定裝置連接的致動(dòng)器端，其中所述第二致動(dòng)器適用于改變所述第三柔性連接元件的長度，所述第三柔性連接元件通過所述固定裝置連接所述第二致動(dòng)器和所述第二杠桿臂的所述致動(dòng)器端；或者適用于改變所述第三柔性連接元件的一部分的長度，所述第三柔性連接元件連接所述第二致動(dòng)器和所述固定裝置。其中所述第一柔性連接元件、所述第二柔性連接元件和所述第三柔性連接元件中的至少ー者從包含線、繩、線纜和鏈條的組中選 擇。所述的裝置，其進(jìn)ー步包括以下項(xiàng)中的至少ー項(xiàng)第一墊，其安裝到所述夾持端；以及至少ー個(gè)第二墊，其安裝到所述機(jī)架，且構(gòu)成所述葉片支撐件的至少一部分。所述的裝置，其進(jìn)ー步包括以下項(xiàng)中的至少ー項(xiàng)擋風(fēng)罩，其安裝到所述機(jī)架；導(dǎo)軌，其布置在所述機(jī)架上；以及至少ー個(gè)輪子，其布置在所述機(jī)架之下。另ー方面，本發(fā)明提供一種用于裝卸風(fēng)カ發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的起重系統(tǒng)。所述起重系統(tǒng)包括起重工具和裝卸裝置。所述裝卸裝置包括機(jī)架，其界定至少部分容納所述轉(zhuǎn)子葉片的內(nèi)部空間；葉片支撐件，其安裝到所述機(jī)架；以及第一杠桿臂，其以可旋轉(zhuǎn)方式安裝到所述機(jī)架。所述第一杠桿臂包括布置在所述內(nèi)部空間中的夾緊端，以及致動(dòng)器端，所述致動(dòng)器端連接到所述起重工具，從而在所述起重工具吊起所述裝卸裝置時(shí)，將所述轉(zhuǎn)子葉片夾緊在所述葉片支撐件和所述夾緊端之間。其進(jìn)ー步包括，固定裝置、安裝到所述機(jī)架的致動(dòng)器、包括第一部分和第二部分的柔性連接元件，所述第一部分連接所述固定裝置和所述第一致動(dòng)器，所述第二部分具有不變長度且連接所述致動(dòng)器端和所述固定裝置，其中所述致動(dòng)器適用于改變所述第一部分的長度。所述的起重系統(tǒng)，其進(jìn)ー步包括，固定裝置、安裝到所述機(jī)架的第一致動(dòng)器、第一柔性連接元件和第二柔性連接元件，所述第一柔性連接元件連接所述固定裝置和所述第一致動(dòng)器，所述第二柔性連接元件具有不變長度且連接所述致動(dòng)器端和所述固定裝置，其中所述致動(dòng)器適用于改變所述第一柔性連接元件的長度。其中所述起重系統(tǒng)適用于通過用所述第一致動(dòng)器改變所述第一柔性連接元件的所述長度，來使所述裝卸裝置圍繞垂直平面中跨過所述機(jī)架的軸旋轉(zhuǎn)。其中所述裝卸裝置進(jìn)ー步包括，安裝到所述機(jī)架的第二致動(dòng)器，以及以可旋轉(zhuǎn)方式安裝到所述機(jī)架的第二杠桿臂，所述第二杠桿臂包括布置在所述內(nèi)部空間中的夾緊端，以及通過第三柔性連接元件連接到所述固定裝置的致動(dòng)器端，所述第三柔性連接元件也連接所述固定裝置和所述第二致動(dòng)器，其中所述第二致動(dòng)器適用于改變所述第三柔性連接元件的長度。所述的起重系統(tǒng)，其中所述起重系統(tǒng)適用于通過用所述第二致動(dòng)器改變所述第三柔性連接元件的所述長度，來使所述軸旋轉(zhuǎn)。所述的起重系統(tǒng)，其進(jìn)ー步包括，安裝到所述機(jī)架的擋風(fēng)罩。又一方面，本發(fā)明提供一種用于裝卸風(fēng)カ發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的方法。所述方法包括，在所述轉(zhuǎn)子葉片上從所述轉(zhuǎn)子葉片的前緣側(cè)開始至少部分移動(dòng)裝卸裝置，同時(shí)所述轉(zhuǎn)子葉片固定在運(yùn)輸支架中，以便所述轉(zhuǎn)子葉片由布置在內(nèi)部空間中的葉片支撐件支撐，所述內(nèi)部空間由所述裝卸裝置的機(jī)架界定。將以可移動(dòng)方式安裝到所述機(jī)架的夾持元件移動(dòng)到所述轉(zhuǎn)子葉片的表面上，以在所述內(nèi)部空間內(nèi)將所述轉(zhuǎn)子葉片夾持在所述夾持元件和所述葉片支撐件之間。所述的方法，其中所述夾持元件安裝到杠桿臂的夾持端，所述杠桿臂以可旋轉(zhuǎn)方式安裝到所述機(jī)架，且其中移動(dòng)所述夾持元件包括旋轉(zhuǎn)所述杠桿臂，以夾持所述轉(zhuǎn)子葉片。其中所述裝卸裝置包括第一致動(dòng)器，所述方法進(jìn)一步包括以下操作中的至少一項(xiàng)鎖定所述杠桿臂；在起重工具和所述第一致動(dòng)器之間構(gòu)成第一連接件；在所述起重工具和所述杠桿臂的致動(dòng)器端之間構(gòu)成第二連接件；用所述起重工具吊起所述裝卸裝置和已夾持的轉(zhuǎn)子葉片；以及使用所述第一致動(dòng)器改變所述第一連接件的長度。所述的方法，其中移動(dòng)所述裝卸裝置包括，通過斜坡移動(dòng)所述裝卸裝置。其進(jìn)一步包括以下操作中的至少一項(xiàng)在移動(dòng)所述裝卸裝置述裝卸裝置布置在另一個(gè)裝卸裝置上；將所述轉(zhuǎn)子葉片從所述運(yùn)輸支架中釋放；將擋風(fēng)罩安裝到所述機(jī)架；將所述已夾持的轉(zhuǎn)子葉片安裝到所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輪轂上；以及將所述轉(zhuǎn)子葉片從所述裝卸裝置中釋 放。本發(fā)明的其他方面內(nèi)容、優(yōu)點(diǎn)和特性在隨附權(quán)利要求書、具體說明和附圖中顯而易見。


本說明書的其余部分參照附圖，針對(duì)所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員，完整且可實(shí)現(xiàn)地具體闡明了本發(fā)明，包括其最佳模式，其中圖I為示例性風(fēng)力發(fā)電機(jī)的透視圖。圖2所示為根據(jù)一項(xiàng)實(shí)施例用于裝卸風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的裝置。圖3所示為根據(jù)另一項(xiàng)實(shí)施例用于裝卸風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的裝置。圖4所示為根據(jù)又一項(xiàng)實(shí)施例用于裝卸風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的裝置。圖5所示為根據(jù)再一項(xiàng)實(shí)施例用于裝卸風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的裝置。圖6所示為根據(jù)一項(xiàng)實(shí)施例用于裝卸風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的起重系統(tǒng)。圖7所示為根據(jù)另一項(xiàng)實(shí)施例用于裝卸風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的起重系統(tǒng)。圖8和圖9所示為根據(jù)各項(xiàng)實(shí)施例用于裝卸風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的裝置和方法。圖10所示為根據(jù)一項(xiàng)實(shí)施例用于裝卸風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的裝置。圖11所示為根據(jù)再一項(xiàng)實(shí)施例用于裝卸風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的裝置。圖12所示為根據(jù)各項(xiàng)實(shí)施例用于裝卸風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的裝置和方法。圖13所示為根據(jù)一項(xiàng)實(shí)施例安裝到風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的根部分的對(duì)齊輔助工具。圖14所示為根據(jù)另一項(xiàng)實(shí)施例安裝到風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的根部分的對(duì)齊輔助工具。圖15所示為根據(jù)再一項(xiàng)實(shí)施例安裝到風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的根部分的對(duì)齊輔助工具。圖16所示為根據(jù)又一項(xiàng)實(shí)施例安裝到風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的根部分的對(duì)齊輔助工具。
圖17所示為根據(jù)一項(xiàng)實(shí)施例的用于風(fēng)カ發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的對(duì)齊輔助工具。圖18所示為根據(jù)一項(xiàng)實(shí)施例用于裝卸風(fēng)カ發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的方法的流程圖。圖19所示為根據(jù)另ー項(xiàng)實(shí)施例用于裝卸風(fēng)カ發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的方法的流程圖。圖20所示為根據(jù)又一項(xiàng)實(shí)施例用于裝卸風(fēng)カ發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的方法的流程圖。圖21所示為根據(jù)另ー項(xiàng)實(shí)施例用于裝卸風(fēng)カ發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的方法的流程圖。兀件符號(hào)列表
參考標(biāo)號(hào)」部件[參考標(biāo)號(hào)」部件
10__風(fēng)カ發(fā)電機(jī)__11 _第一柔性連接元件— 12塔筒14支撐系統(tǒng)、平臺(tái) _· 16機(jī)艙18轉(zhuǎn)子
20可旋轉(zhuǎn)輪轂22轉(zhuǎn)子葉片 _24__葉根部分_26__負(fù)載轉(zhuǎn)移區(qū)_
28_風(fēng)向_30 _旋轉(zhuǎn)軸_
32變槳調(diào)整系統(tǒng)34變槳軸(pitch axes)
權(quán)利要求
1.一種用于裝卸風(fēng)力發(fā)電機(jī)(10)轉(zhuǎn)子葉片(22)的裝置(100、1001、1002)，其包括: 機(jī)架(110)，其界定至少部分容納所述轉(zhuǎn)子葉片(22)的內(nèi)部空間(105)； 葉片支撐件(172、173)，其布置在所述內(nèi)部空間(105)中，且安裝到所述機(jī)架(110);以及 第一杠桿臂(150)，其以可旋轉(zhuǎn)方式安裝到所述機(jī)架(110)，所述第一杠桿臂(150)包括布置在所述內(nèi)部空間(105)中的夾持端(153)，以及致動(dòng)器端(154)，所述致動(dòng)器端可移動(dòng)，以旋轉(zhuǎn)所述第一杠桿臂(150)，從而使所述轉(zhuǎn)子葉片(22)夾持在所述葉片支撐件(172、173)和所述夾持端(153)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置(100、1001、1002)，其進(jìn)一步包括，可連接到起重工具(400)的固定裝置(125)、第一致動(dòng)器(120)，以及連接所述固定裝置(125)和所述第一致動(dòng)器(120)的第一柔性連接元件(11)，其中所述第一致動(dòng)器(120)適用于改變所述固定裝置(125)和所述第一致動(dòng)器(120)之間的所述第一柔性連接元件(11)的長度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置(100、1001、1002)，其中所述第一柔性連接元件(11)包括第一部分(111)和第二部分(112)，所述第一部分(111)連接所述固定裝置(125)和所述第一致動(dòng)器(1220)，且所述第二部分(112)具有不變長度，并連接所述固定裝置(125)和所述致動(dòng)器端(154)，且其中所述第一致動(dòng)器(120)適用于改變所述第一部分(111)的長度。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置(100、1001、1002)，其進(jìn)一步包括，具有不變長度的第二柔性連接元件(112)，其連接所述固定裝置(125)和所述致動(dòng)器端(154)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的裝置(100、1001、1002)，其進(jìn)一步包括以下項(xiàng)中的至少一項(xiàng) 第一墊(171)，其安裝到所述夾持端(153)； 至少一個(gè)第二墊(172、173)，其安裝到所述機(jī)架，且構(gòu)成所述葉片支撐件(172、173)的至少一部分； 擋風(fēng)罩(300)，其安裝到所述機(jī)架(110)； 導(dǎo)軌(118)，其布置在所述機(jī)架(110)上； 至少一個(gè)輪子(181、182)，其布置在所述機(jī)架(110)之下； 起重工具(400、4001)，其連接到所述致動(dòng)器端(154)，從而在所述起重工具(400)吊起所述裝置(100、1001、1002)時(shí)，將所述轉(zhuǎn)子葉片(22)夾持在所述葉片支撐件(172、173)和所述夾持端(153)之間；以及 第二致動(dòng)器(220)，其安裝到所述機(jī)架(110);以及第二杠桿臂(250)，其以可旋轉(zhuǎn)方式安裝到所述機(jī)架(110)，所述第二杠桿臂(250)包括布置在所述內(nèi)部空間(105)中的夾持端，以及通過第三柔性連接元件(113)連接到所述固定裝置(125)的致動(dòng)器端(254)，所述第三柔性連接元件也連接所述固定裝置(125)和所述第二致動(dòng)器(220)，其中所述第二致動(dòng)器(220)適用于改變所述第三柔性連接元件(113)的長度。
6.一種用于裝卸風(fēng)力發(fā)電機(jī)(10)轉(zhuǎn)子葉片(22)的方法，其包括 從所述轉(zhuǎn)子葉片(22)的前緣側(cè)開始至少部分在所述轉(zhuǎn)子葉片(22)上移動(dòng)裝卸裝置(100、1001、1002)，同時(shí)所述轉(zhuǎn)子葉片(22)固定在運(yùn)輸支架中，以便所述轉(zhuǎn)子葉片(22)由布置在內(nèi)部空間(105)中的葉片支撐件(172、173)支撐，所述內(nèi)部空間由所述裝卸裝置(100、1001、1002)的機(jī)架(110)界定；以及將以可移動(dòng)方式安裝到所述機(jī)架(110)的夾持元件(171)移動(dòng)到所述轉(zhuǎn)子葉片(22)的表面上，以在所述內(nèi)部空間(105)內(nèi)將所述轉(zhuǎn)子葉片(22)夾持在所述夾持元件(171)和所述葉片支撐件(172、173)之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述夾持元件(171)安裝到杠桿臂(150)的夾持端(153)，所述杠桿臂(150)以可旋轉(zhuǎn)方式安裝到所述機(jī)架(110)，且其中移動(dòng)所述夾持元件(171)包括旋轉(zhuǎn)所述杠桿臂(150)，以夾持所述轉(zhuǎn)子葉片(22)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其中所述裝卸裝置(100、1001、1002)包括第一致動(dòng)器(120)，所述方法進(jìn)一步包括以下操作中的至少一項(xiàng) 在起重工具(400、4001)和所述第一致動(dòng)器(120)之間構(gòu)成第一連接件(11、111)； 在所述起重工具(400、4001)和所述杠桿臂(150)的致動(dòng)器端(154)之間構(gòu)成第二連接件(11、112)； 用所述起重工具吊起所述裝卸裝置(100、1001、1002)和已夾持的轉(zhuǎn)子葉片(22);以及 使用所述第一致動(dòng)器(120)改變所述第一連接件(11、111)的長度。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一權(quán)利要求所述的方法，其中移動(dòng)所述裝卸裝置(100、1001,1002)包括，通過斜坡(600)移動(dòng)所述裝卸裝置(100、1001、1002)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至9中任一權(quán)利要求所述的方法，其進(jìn)一步包括以下操作中的至少一項(xiàng) 鎖定所述杠桿臂(150)； 在移動(dòng)所述裝卸裝置(100)之前，將所述裝卸裝置(1002)布置在另一個(gè)裝卸裝置(100)上； 將所述轉(zhuǎn)子葉片(22)從所述運(yùn)輸支架中釋放； 將擋風(fēng)罩(300)安裝到所述機(jī)架(110)； 將所述已夾持的轉(zhuǎn)子葉片(22)安裝到所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)(11)的輪轂(20)上；以及 將所述轉(zhuǎn)子葉片(22)從所述裝卸裝置(100、1001、1002)中釋放。
全文摘要
本發(fā)明涉及并提供一種用于裝卸風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的裝置。所述裝置包括機(jī)架，其界定至少部分容納所述轉(zhuǎn)子葉片的內(nèi)部空間。所述裝置進(jìn)一步包括葉片支撐件和第一杠桿臂，所述葉片支撐件布置在所述內(nèi)部空間中，且安裝到所述機(jī)架。所述第一杠桿臂以可旋轉(zhuǎn)方式安裝到所述機(jī)架，且包括布置在所述內(nèi)部空間中的夾持端，以及致動(dòng)器端，所述致動(dòng)器端可移動(dòng)，以旋轉(zhuǎn)所述第一杠桿臂，從而將所述轉(zhuǎn)子葉片夾持在所述葉片支撐件和所述夾持端之間。還公開了一種用于裝卸風(fēng)力發(fā)電機(jī)(10)轉(zhuǎn)子葉片(22)的方法。
文檔編號(hào)B66C1/12GK102951548SQ20121029590
公開日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2012年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月17日
發(fā)明者S.迪亞斯德科奎拉, L.達(dá)維代, C.拉門 申請(qǐng)人:通用電氣公司