專利名稱：操縱風力渦輪機葉片的方法和安裝風力渦輪機葉片的裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及操縱風力渦輪機葉片以及把所述葉片安裝在風力渦輪機上 的方法。本發(fā)明還涉及一種風力渦輪機葉片吊裝設備以及一種風力渦輪機 葉片吊裝系統。
背景技術：
現代風力渦輪機一般包含帶有很大直徑和寬度的轉子。安裝風力渦輪機可包括這些步驟把不同的零件運輸到風力渦輪機的場所、組裝塔架部 分和塔架、用起重機吊裝風力渦輪機吊艙以及把所述吊艙安裝在塔架的頂 部、在地上組裝風力渦輪機的轉子、用起重機吊裝風力渦輪機轉子并把所 述轉子安裝到從所述塔架延伸的低速軸。一般方法包含許多困難，隨著風力渦輪機轉子尺寸和寬度的增加，這 些困難已經變得越來越嚴重。特別是，在地面上組裝風力渦輪機轉子是困 難的，因為這需要很大一塊沒有障礙物而且基本是水平的和穩(wěn)固的區(qū)域， 以便使組裝工人和起重機可進入其中。并且，由于所述轉子必須在半空中 轉動90° ,所以把轉子吊裝到所述塔架是十分復雜的。在其他的吊裝系統 中，已知在塔架上預先安裝風力渦輪機輪軸，然后相繼地吊起每一風力渦 輪機葉片以便使它靠近所述輪軸并進行葉片的安裝。此系統已在例如美國 2006/0120809 Al中進行了描述，其中所述葉片安裝在水平方向，在美國 2006/0147308A1中，其中所述葉片安裝在垂直方向。在美國2005/0019166 Al中公開了一種夾鉗設備，所述夾鉗設備包含兩個夾爪，可在垂直方向上 吊裝風力渦輪機葉片。在這種系統中， 一旦把葉片安裝到轉子輪軸，那么就很難從葉片上釋 放吊裝設備。 一些系統需要工作人員登上吊裝設備并手動使所述設備從葉 片脫離。其他系統在吊起所述吊裝設備時依靠完全通過重力而被固定住的 葉片。在把所述葉片安裝到轉子輪軸上之后，所述設備降低，這樣它就能 從所述葉片寬度被釋放，然后水平地向所述葉片的尖端移動直到脫離葉片。這需要非常熟練地操作起重機，然而，當在很大的風中進行安裝時， 就會發(fā)生對葉片的損壞。發(fā)明內容鑒于現有技術，本發(fā)明的目的就是提供一種改進的方法，所述方法能 操縱風力渦輪機葉片并把所述葉片安裝在風力渦輪機輪軸上。另 一個目的 是提供一種便利的風力渦輪機吊裝設備以及一種便利的風力渦輪機吊裝系統。的方法就可實現所述第一個目的，其中所述方法為 一種操縱風力渦輪機葉片并把所述葉片安裝在位于風力渦輪機塔頂吊艙處的風力渦輪機輪軸上的方法，所述方法包含以下步驟a) 使用用于操縱風力渦輪機葉片的吊裝系統吊起所述風力渦輪機葉 片，在這樣做的時候，所述風力渦輪機葉片被朝向基本水平的位置；b) 把基本處于水平位置的風力渦輪機葉片(23)固定到所述風力渦 輪機輪軸；c) 用遙控單元從所述葉片釋放所述吊裝設備；和d) 從所述葉片移除所述吊裝設備。通過一種風力渦輪機葉片吊裝設備和一種風力渦輪機葉片吊裝系統就 可實現第二個目的，其中所述吊裝設備為一種風力渦輪機葉片吊裝設 備，其包含吊裝架，所述吊裝架用于接收風力渦輪機葉片和夾緊設備， 所述夾緊設備帶有遙控釋放機構；其中所述吊裝系統為 一種風力渦輪機 葉片吊裝系統，包括上述吊裝設備，并帶有起重機吊桿，其中，所述吊裝 設備通過控制纜繩連接到所述起重機吊桿，以便當所述葉片被吊離地面時 把所述葉片的方向控制在基本水平的位置。從屬權利要求包含本發(fā)明的進 一步發(fā)展。操縱風力渴輪機葉片并把所述葉片安裝在位于風力渦輪機塔架的頂部 的吊艙處的風力渦輪機輪軸上的發(fā)明方法包含以下步驟a)用操縱風力渦 輪機葉片的吊裝系統來吊裝所述風力渦輪機葉片，在這樣做時，所述風力 渦輪機葉片朝向基本水平的位置；b)把基本處于水平位置的風力渦輪機葉 片固定到所述風力渦輪機輪軸；c)用遙控單元從所述葉片釋放吊裝設備；d)從所述葉片把吊裝設備移除。特別是，在葉片被吊離地面之后，所述葉 片的方向可保持在基本水平的方向。在安裝期間，通過能影響所述葉片的 方向的控制纜繩就能實現把所述葉片保持在基本水平的方向。另外，作為 在前的步驟，此方法還包括一個步驟，就是用吊裝系統把風力渦輪機輪軸 吊到風力渦輪機的吊艙并把所述輪軸安裝到所述吊艙上，或以吊裝系統把 所述風力渦輪機輪軸和所述吊艙一起吊起并把包括所述輪軸的吊艙安裝到 風力渦輪機塔架。用此發(fā)明方法，就可能用便利的方法操縱和安裝風力渦輪機葉片。由 于從地面吊起所述葉片并把它安裝到所述輪軸的過程中所述葉片基本處于 水平位置，就沒必要在吊起過程中轉動所述葉片。并且，由于通過使用遙 控單元從所述葉片釋放所述吊裝設備，工作人員就沒必要登上吊裝設備從 所述葉片手動脫離所述設備。為了執(zhí)行所述方法，在安裝期間，可遙控和遠程釋放的吊裝設備可被 用于定方位以及固定所述葉片。所發(fā)明的風力渦輪機葉片吊裝設備包含用于容納風力渦輪機葉片的吊 裝架以及帶有可遙控釋放的機構的夾緊設備。 一旦風力渦輪機葉片被安裝 在風力渦輪機輪軸上，那么所述可遙控釋放的機構可被特別用于從吊裝架 釋放風力渦輪機葉片。 一旦風力渦輪機葉片被固定到所述輪軸，所述可遙 控釋放的機構有利于從風力渦輪機葉片拆卸所述吊裝設備，這樣就不需要 人員登上吊裝設備。在發(fā)明的吊裝設備中，所述夾爪可包含布置在所述架子的座部，所述 座部被如此設計以便風力渦輪機葉片的后緣、前緣、壓力側或吸力側可被 壓向座部。所述夾爪還可包含至少一個帶子或吊帶，所述帶子被如此設計 以便它可被纏繞在所述葉片上并可被固定到所述架子。帶子或吊帶的柔韌 性就提供了 一種可能性，那就是把同樣的吊裝設備用在各種可在比如厚度 和/或繩索的長度上變化的渦輪機葉片上。所述夾緊設備還可包含一種夾持裝置，所述夾持裝置如此布置和設計 以便夾住至少所述至少一條帶子的至少一端這樣就可把所述端部固定到所 述架子。另外，所述夾緊設備還可包含扣緊裝置，所述扣緊裝置如此布置 和設計以便緊固所述至少 一條帶子這樣把所述葉片壓向所述座部。特別 是，所述至少一條帶子的 一端可被永久的固定到所述座部的 一側處的架子，所迷扣緊裝置可位于所述座部的另一側。尤其所述夾持裝置可是所迷 扣緊裝置的一部分。并且，所述扣緊裝置可是所述釋放機構的一部分。所 述釋放機構可包含一種機構，所述機構用于釋放所述扣緊裝置的緊固動 作。在此情況下，僅僅通過使所述至少一條帶子或吊帶滑出所述夾持裝 置，可實現從所述葉片拆除所述吊裝設備。所述釋放機構沒必要結構太復 雜。當所述葉片被擱在地面上時，所述吊裝設備可被降低到所述葉片上。 然后使用例如被永久地連接到架子一側上的帶子，所述架子將可被連接到 所述葉片。所述帶子可從它被連接到所述架子的葉片側在所述葉片的下部 運行，然后夾緊在位于所述葉片另一側的架子側上的釋放機構。在緊固所 述帶子或多個帶子(在使用兩個或多個帶子的情況下)之后，所述葉片就 被緊緊地固定到所述吊裝設備并通過使用起重機就被吊起。當所述釋放機構包含用于遙控所述緊固動作的釋放的遙控單元時，所 述帶子或多個帶子通過遙控就可被松開這樣就可使已被夾持裝置夾住的帶 子側滑出。結果，當所述葉片在水平位置時，所述吊裝設備就可被容易地 吊離所述葉片。通過合適的設備例如液壓、電力、牽線等，起重機的操作 員就能遙控所述釋放機構。由于它根本不需人員登上很高的吊裝設備，所 以 一旦所述葉片被裝到所述轉子輪軸，那么遙控釋放所述吊裝設備的技能 是很有利的。與所述葉片完全通過重力而依靠在所述吊裝設備的系統相 比，就消除了所述吊裝設備所需要的降低運動和水平運動。所述扣緊裝置可以是獨立的設備或它可以是釋放機構的 一部分。如果所述夾持裝置包含至少兩條帶子或吊帶，而所述帶子或吊帶如此 設計以致它們可被纏繞在所述葉片上并被固定到所述架子，則是特別有利 的。在兩個不同位置把所述葉片壓向所述座部就提供了使用多條帶子或吊 帶的機會，其中所述多條帶子或吊帶可具有比僅使用 一條帶子或吊帶小的 多的寬度。在吊起過程中， 一條帶子或吊帶需要足夠寬以便確保所述葉片 不向垂直方向傾斜。所發(fā)明的風力渦輪機葉片吊裝系統包含所發(fā)明的風力渦輪機葉片吊裝 設備以及起重機吊桿。所述吊裝設備經由控制纜繩被連接到所述起重機吊 桿，當葉片被吊離地面時，所述吊桿用于控制所述葉片處于基本水平的位 置。它還可特別地包含保持纜繩，當葉片被吊離地面時，所述保持纜繩可承受葉片重量的主要部分。


與附圖相結合，從以下對本發(fā)明的實施例的描述中，本發(fā)明的進一步 的特征、屬性及優(yōu)點將會變得更清楚。圖1表示所發(fā)明的風力渦輪機葉片吊裝設備的實施例；圖2表示把風力渦輪機葉片連接到所述吊裝設備；圖3表示被連接到所述吊裝設備的風力渦輪機葉片；圖4表示把風力渦輪機葉片安裝到風力渦輪機的轉子輪軸。
具體實施方式
現參照圖1,將對所發(fā)明的風力渦輪機葉片吊裝設備進行描述。所述 吊裝設備包含具有夾持裝置的吊裝架1以及可遙控的釋放機構。所述夾持 裝置包含兩個座部3，所述座部3如此設計以便渦輪機葉片23后緣25 (如圖2)被壓向所座部3。它還包含兩條帶子5，所述帶子5位于所述架 子1上并靠近所述座部3，在所述架子被降低到所述葉片23位置之后，所 述帶子5可纏繞在所述風力渦輪機葉片23上并使所述座部3位于葉片的 后緣25上。每一條帶子5的一端被永久地固定到所述架子1,而另一端可 被裝入一個相結合的夾持和扣緊裝置7,所述夾持和扣緊裝置7被固定到 所述架子1的與所述帶子被永久固定到的那側相對的一側上。為了把所述 葉片23固定到所述架子1，所述帶子5的未扣牢的一端9被插入所述夾持 和扣緊裝置7，在此它們然后被扣緊和固定以防滑出。在本發(fā)明實施例 中，所述夾持和扣緊裝置7被表現為遙控棘齒設備，該棘齒設備特別是通 過遙控動作就能解鎖，這樣所述帶子5的端部9容易從所述棘齒機構即從 所述夾持和扣緊裝置7滑出。在圖1和圖2中，用于遙控解鎖所述棘齒機 構7的所述遙控單元用塊8指示。通過柔性元件11例如位于所述架子1的支腿IO之間的橡膠元件可實 現所述座部3。所述座部3具有開口 13,所述開口 13適合于要被吊起的 風力渦輪機葉片23的后緣25的形狀。然而，所述座部原則上可具有可替 代的開口，所述可替代的開口適應于所述葉片前緣、壓力側或吸力側的形 狀。在所述架子1的中間橫桿15安裝有環(huán)17，用于支撐重量的纜繩33和 所述吊裝設備以及被連接到吊裝設備的葉片可被固定到所述環(huán)17。在所述 架子1的外部橫桿處提供有第二環(huán)19，所述控制纜繩31可被固定到所述 第二環(huán)19以便控制被連接到所述吊裝設備的葉片的方向。當所述葉片23擱在地面時，所述吊裝設備被連接到風力渦輪機轉子 葉片23。所述葉片23如此放置以便它的后緣25朝上。在降低所述架子之 后，所述柔性元件11就靠在所述葉片后緣25上，所述帶子5纏繞所述葉 片前緣27，然后所述帶子5的未扣緊端9就被引入所述棘齒機構7，然后 扣緊所述帶子5。同時，如果沒有通過遙控執(zhí)行明確的釋放或解鎖操作， 所述棘齒機構就鎖定以防帶子5從所述棘齒機構滑出。因此，通過扣緊所 述帶子或吊帶，所述葉片23就被穩(wěn)固地固定到所述吊裝設備的架子1。所 述扣緊裝置可是獨立的，或者它是所述釋放機構的一部分，就像本發(fā)明實 施例中的一樣。圖3表示在所述風力渦輪機葉片23已經被連接到所述吊 裝設備之后穿過它的截面。圖4表示被安裝到風力渦輪機的轉子輪軸9上的風力渦輪機葉片23。 如圖4所示的被安裝到所述輪軸29的葉片23是要被安裝的轉子的最后一 個葉片。當安裝所述葉片時，所述轉子輪軸就轉動，這樣就可在水平位置 安裝所述葉片23。通過在水平位置安裝所述葉片，在把所述葉片吊起到所 述輪軸29的過程中，不必旋轉所述葉片。在吊起過程中，可通過控制纜 繩31控制所述葉片的水平方向，其中所述控制纜繩31被固定到位于架子 1外部橫桿21處的所述環(huán)19。所述葉片23和所述吊裝設備的重量被中間 保持纜繩33所支撐，其中所述中間保持纜繩33被固定到位于所述架子1 的中間橫桿15處的環(huán)17。三條繩索都被起重機吊桿35所支撐，其中所述 起重機吊桿35用于把所述葉片吊離地面并把所述葉片引入適合于把它安 裝到轉子輪軸29上的位置。在所述轉子葉片23被固定到所述轉子輪軸29之后，遙控信號就被發(fā) 送到遙控棘齒機構7用于解鎖它，以便釋放所述棘齒結構7的夾持和扣緊 力。在釋放這些力之后，將要滑出所述棘齒結構7的帶子5和架子1可容 易地被吊離所述葉片。在已經發(fā)出解鎖控制信號之后，即使所述帶子5沒 有完全滑出所述棘齒機構7，那么當所述架子l被吊離所述葉片時，由于 它們不再被所述棘齒結構7所保持，它們將滑出所述棘齒機構7。所述控制信號可由起重機操作員發(fā)出，這具有使整個拆卸操作可由單人控制的優(yōu) 勢，這樣就不需要不同人員之間的配合。然而，也可能所述釋放控制信號將由另 一個人發(fā)出，例如負責把所述葉片固定到所述輪軸29的人員。雖然參照圖已經描述了 一種特定的實施例，但也可能衍生出其他的實 施例。例如，帶子的數量不僅限于兩條。也可能多于或少于兩條帶子。然 而，如果僅用一條帶子，那么所述帶子應當很寬。它例如可能遍布外部橫 桿21之間的整個距離。如果使用多于一條的帶子，那么夾持和扣緊裝置7 就不必位于所述架子的每一條帶子的同側。另外，甚至可能具有不必永久 地被固定到所述架子的帶子。在這種情況下，將要在所述架子l處為每一 條帶子5提供另 一個夾持和扣緊裝置或至少另 一個夾持裝置。通過無線或可從起重機吊桿延伸到所述架子1的信號線，可把所述控 制信號發(fā)送到所述夾持和扣緊裝置7。除了所述釋放動作，所述扣緊動作 也可通過遙控信號來觸發(fā)。雖然在本發(fā)明的實施例中只在外部橫桿提供了座部，也可以提供更多 的座部。例如，可在中部的橫桿15處提供第三個座部。無論如何，在把所述風力渦輪機葉片23安裝到所述轉子輪軸上之 前，要把所述轉子輪軸29安裝到風力渦輪機的吊艙。可在把所述吊艙安 裝在所述風力渦輪機的塔頂之前或之后把所述轉子輪軸29安裝到所述吊 搶。當把所述吊艙安裝到所述塔頂之后再把所述轉子輪軸29安裝到所述 吊艙時，將會使用起重機把所述轉子輪軸吊到所述吊艙。這個起重機可以 和以后將要用于把所述風力渦輪機葉片23安裝到所述轉子輪軸29上的起 重機是同一個。在把所述吊艙安裝到所述塔頂之前，假如把所述輪軸安裝 到所述吊艙，那么通過所述起重機將可把所述吊艙連同已經被安裝的輪軸片23安裝到所述轉子輪軸29上的起重機而被安裝的。
權利要求
1.一種操縱風力渦輪機葉片(23)并把所述葉片(23)安裝在位于風力渦輪機塔頂吊艙處的風力渦輪機輪軸(29)上的方法，所述方法包含以下步驟a)使用用于操縱風力渦輪機葉片(23)的吊裝系統吊起所述風力渦輪機葉片(23)，在這樣做的時候，所述風力渦輪機葉片(23)被朝向基本水平的位置；b)把基本處于水平位置的風力渦輪機葉片(23)固定到所述風力渦輪機輪軸(29)；c)用遙控單元從所述葉片(23)釋放所述吊裝設備；和d)從所述葉片(23)移除所述吊裝設備。
2. 如權利要求1中的方法，其中，使用控制纜繩是為了在安裝期間 保持所述葉片處于基本水平的方向。
3. 如權利要求1或2中的方法，其中，在安裝期間，使用可遙控和 釋放的吊裝設備是為了確定所述葉片(23)的朝向并固定所述葉片(23 )。
4. 如權利要求1到3的任何一個中的方法，還包括所述步驟即用 吊裝系統把風力渦輪機輪軸(29 )吊到風力渦輪機的吊艙并把所述輪軸安 裝到所述吊搶上，或以吊裝系統把所述風力渦輪機輪軸(29)和所述吊艙 一起吊起并把包括所述輪軸(29)的吊艙安裝到風力渦輪機塔架。
5. —種風力渦輪機葉片吊裝設備，其包含吊裝架(l)，所述吊裝架用于接收風力渦輪機葉片(23)和夾緊設備 (3、 5)，所述夾緊設備帶有遙控釋放機構。
6. 如權利要求5中的風力渦輪機葉片吊裝設備，其中，所述夾緊設 備包含座部(3)，所述座部(3)布置在架子(1)處，其中所述座部被如此 設計以便風力渦輪機葉片(23)的后緣(25)、前緣(27)、壓力側或吸力 側可被壓向座部；至少一條帶子(5)，所述帶子(5)如此設計以便它可纏繞在所述葉 片(23)上并可被固定到所述架子(1)。
7. 如權利要求6中的風力渦輪機葉片吊裝設備，其中，所述夾緊設 備還包含夾持裝置(7)，所述夾持裝置(7)如此布置和設計是為了夾持 住所述至少一條帶子(5)的至少一端(9)以便把所述端固定在所述架子(1)。
8. 如權利要求7中的風力渦輪機葉片吊裝設備，其中，所述至少一 條帶子(5)的一端在所述座部(3)的一側被固定到所述架子(1)，其 中，所述夾持裝置(7)位于所述座部(3)的另一側。
9. 如權利要求6到8的任何一個中的風力渦輪機葉片吊裝設備，其 中，所述夾緊設備還包含扣緊裝置，所述扣緊裝置如此布置和設計是為了 扣緊至少一條帶子(5)以便把所述葉片(23)壓向所述座部(3)。
10. 如權利要求9中的風力渦輪機葉片吊裝設備，其中，所述至少一 條帶子(5)的一端在所述座部(3)的一側被固定到所述架子(1)，其 中，所述扣緊裝置位于所述座部(3)的另一側。
11. 如權利要求10中的風力渦輪機葉片吊裝設備，其中，所述夾持 裝置(7)是所述扣緊裝置的一部分。
12. 如權利要求9到11的任何一個中的風力渦輪機葉片吊裝設備， 其中，所述扣緊裝置是所述釋放機構的一部分。
13. 如權利要求12中的風力渦輪機葉片吊裝設備，其中，所述釋放 機構包含用于釋放所述扣緊裝置的扣緊動作的機構。
14. 如權利要求13中的風力渦輪機葉片吊裝設備，其中，所述釋放 機構還包含遙控單元(8),所述遙控單元(8)用于遙控釋放所述扣緊動 作。
15. 如權利要求5到14的任何一個中的風力渦輪機葉片吊裝設備， 其中，所述夾緊設備包含至少兩條帶子(5),所述至少兩條帶子(5)如 此設計以便它們可纏繞在所述葉片(23)上并可被固定到所述架子(1)。
16. —種風力渦輪機葉片吊裝系統，包括如權利要求5到15的任何 一個所述的風力渦輪機吊裝設備，并帶有起重機吊桿(35)，其中，所述 吊裝設備通過控制纜繩(31)連接到所述起重機吊桿(35)，以便當所述
全文摘要
本發(fā)明提供了操縱風力渦輪機葉片的方法和安裝風力渦輪機葉片的裝置。一種操縱風力渦輪機葉片(23)并把所述葉片(23)安裝在位于風力渦輪機塔頂吊艙處的風力渦輪機輪軸(29)上的方法，所述方法包含以下步驟a)使用用于操縱風力渦輪機葉片(23)的吊裝系統吊起所述風力渦輪機葉片(23)，在這樣做的時候，所述風力渦輪機葉片(23)被朝向基本水平的位置；b)把基本處于水平位置的風力渦輪機葉片(23)固定到所述風力渦輪機輪軸(29)；c)用遙控單元從所述葉片(23)釋放所述吊裝設備；和d)從所述葉片(23)移除所述吊裝設備。
文檔編號F03D1/06GK101220798SQ20071019362
公開日2008年7月16日 申請日期2007年11月23日 優(yōu)先權日2006年11月23日
發(fā)明者亨里克·L·漢森, 杰斯珀·莫勒 申請人:西門子公司