用于替換單個風輪機葉片的方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于替換單個風輪機葉片的方法及系統(tǒng)。具體而言，一種替換風輪機葉片的方法包括在風輪機支撐轂與風輪機葉片之間連接多個第一提升裝置、通過該多個第一提升裝置使風輪機葉片從風輪機支撐轂懸置、在風輪機支撐轂與風輪機葉片之間連接多個第二提升裝置、利用該多個第二提升裝置支撐風輪機支撐葉片、使該多個第一提升裝置與風輪機葉片斷開，以及將風輪機葉片降低到地面。
【專利說明】用于替換單個風輪機葉片的方法及系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
本申請為2012年10月23日提交的序列號為13/658359的美國申請的繼續(xù)部分申請，該美國申請的公開內(nèi)容在此通過引用以其整體并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本文公開的主題涉及風輪機領(lǐng)域，并且更具體地涉及用于替換風輪機葉片的方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0003]風力發(fā)電機將由空氣流提供的能量轉(zhuǎn)換成電力?？諝饬魇拱惭b在塔架頂部處的機艙中的大型轉(zhuǎn)子葉片或螺旋槳旋轉(zhuǎn)。葉片使轉(zhuǎn)子相對于定子自旋以生成電流。旋轉(zhuǎn)速率通過改變?nèi)~片槳距和通過使用各種制動系統(tǒng)來控制。在強風條件期間，葉片槳距調(diào)整成溢出風能，以便限制轉(zhuǎn)速。有時，制動系統(tǒng)用于進一步防止葉片達到高轉(zhuǎn)速。在低風條件期間，葉片槳距調(diào)整成以便獲得盡可能多的風能。
[0004]隨著時間過去，風力發(fā)電機需要維護。碎肩、冰雹等通常沖擊葉片且引起破壞。替換磨損或受損的葉片大體上需要一個或多個大型基于陸地或海洋的起重機的存在。大型起重機用于固持和降低葉片至表面，諸如地面或船舶甲板。在一些情況下，替換葉片需要其它葉片移動到失衡位置。即，制動系統(tǒng)被觸動以將替換的葉片定位在與地面水平的位置。在此情況下，其它葉片失衡，向制動系統(tǒng)施加力。在其它情況下，葉片置于垂直于地面的位置且降低。在此情況下，需要很多人員來使葉片旋轉(zhuǎn)以防止表面與葉片的末梢部分之間的可導致破壞的接觸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]根據(jù)示例性實施例的一個方面，一種替換風輪機葉片的方法包括在風輪機支撐轂與風輪機葉片之間連接多個第一提升裝置、通過該多個第一提升裝置使風輪機葉片從風輪機支撐轂懸置、在風輪機支撐轂與風輪機葉片之間連接多個第二提升裝置、利用該多個第二提升裝置支撐風輪機葉片、使該多個第一提升裝置與風輪機葉片斷開，以及將風輪機葉片降低到地面。
[0006]技術(shù)方案1.一種替換風輪機葉片的方法，包括:
在風輪機支撐轂與所述風輪機葉片之間連接多個第一提升裝置；
通過所述多個第一提升裝置使所述風輪機葉片從所述風輪機支撐轂懸置；
在所述風輪機支撐轂與所述風輪機葉片之間連接多個第二提升裝置；
利用所述多個第二提升裝置支撐所述風輪機葉片；
使所述多個第一提升裝置與所述風輪機葉片斷開;以及將所述風輪機葉片降低到地面。
[0007]技術(shù)方案2.根據(jù)技術(shù)方案I所述的方法，其中，懸置所述風輪機葉片包括通過所述多個第一提升裝置從所述風輪機支撐轂降低所述風輪機葉片。
[0008]技術(shù)方案3.根據(jù)技術(shù)方案2所述的方法，其中，從所述風輪機支撐轂降低所述風輪機葉片包括將所述多個第一提升裝置中的各個第一提升裝置的提升線保持在所述風輪機支撐轂中。
[0009]技術(shù)方案4.根據(jù)技術(shù)方案I所述的方法，其中，連接所述多個第一提升裝置包括將所述多個第一提升裝置中的各個第一提升裝置的鉤部件聯(lián)接到裝固至所述風輪機葉片的內(nèi)部環(huán)形表面的對應(yīng)鉤部件。
[0010]技術(shù)方案5.根據(jù)技術(shù)方案I所述的方法，其中，連接所述多個第二提升裝置包括將所述多個第二提升裝置中的各個第二提升裝置聯(lián)接到安裝至所述風輪機葉片的根部端部的對應(yīng)鉤元件。
[0011 ]技術(shù)方案6.根據(jù)技術(shù)方案5所述的方法，其中，聯(lián)接所述多個第二提升裝置中的各個第二提升裝置包括將所述鉤元件安裝到從所述風輪機葉片的根部端部延伸的機械緊固件的陣列中的一個或多個。
[0012]技術(shù)方案7.根據(jù)技術(shù)方案I所述的方法，其中，連接所述多個第二提升裝置包括將所述多個第二提升裝置中的各個第二提升裝置的提升線降低至地面。
[0013]技術(shù)方案8.根據(jù)技術(shù)方案I所述的方法，其中，斷開所述多個第一提升裝置包括執(zhí)行握手動作，從而將所述風輪機葉片的支撐從所述多個第一提升裝置轉(zhuǎn)移至所述第二提升裝置。
[0014]技術(shù)方案9.根據(jù)技術(shù)方案I所述的方法，其中，所述方法還包括:
將末梢索具托架裝固至所述風輪機葉片；以及
將基于地面的末梢索具線連接至所述末梢索具托架。
[0015]技術(shù)方案10.根據(jù)技術(shù)方案9所述的方法，其中，所述方法還包括:當所述風輪機葉片通過所述多個第二提升裝置降低時，使所述風輪機葉片的末梢部分移位離開風輪機支撐塔架。
[0016]技術(shù)方案11.根據(jù)技術(shù)方案I所述的方法，其中，將所述多個第一提升裝置連接至所述風輪機葉片包括在所述風輪機支撐轂與所述風輪機葉片之間聯(lián)接多個鏈式提升器。
[0017]技術(shù)方案12.根據(jù)技術(shù)方案I所述的方法，其中，連接所述多個第二提升裝置包括在所述風輪機支撐轂與所述風輪機葉片之間聯(lián)接多個滑車裝置。
[0018]這些及其它優(yōu)點和特征將從連同附圖的以下描述變得更清楚。
【附圖說明】
[0019]認作是本發(fā)明的主題在說明書的結(jié)論處的權(quán)利要求中特別指出且明確請求保護。本發(fā)明的前述及其它特征和優(yōu)點從連同附圖的以下詳細描述中清楚，在附圖中:
圖1為根據(jù)示例性實施例的具有用于實現(xiàn)單個風輪機葉片的替換的系統(tǒng)的風輪機支撐轂的局部透視圖；
圖2為通過多個支撐部件從風輪機支撐轂懸置第一距離的圖1的風輪機葉片的局部透視圖；
圖3繪出了根據(jù)示例性實施例的處于延伸構(gòu)造的支撐部件和液壓頂升缸；
圖4繪出了處于收縮構(gòu)造的圖3的液壓頂升缸； 圖5為裝固至風輪機支撐轂的多個托架部件和裝固至風輪機葉片的多個托架元件的局部透視圖；
圖6繪出了多個纜索爬升部件和從風輪機支撐轂支撐風輪機葉片的多個支撐部件；
圖7繪出了從風輪機支撐轂支撐風輪機葉片的多個纜索爬升部件中的一個；
圖8繪出了僅通過多個纜索爬升部件從風輪機支撐轂支撐的圖1的風輪機葉片；
圖9繪出了朝地面降低的風輪機葉片；
圖10為根據(jù)另一個示例性實施例的具有用于實現(xiàn)單個風輪機葉片的替換的系統(tǒng)的風輪機支撐轂的局部透視圖；
圖11為根據(jù)示例性實施例的一個方面的通過多個第一提升裝置從風輪機支撐轂懸置第一距離的圖1的風輪機葉片的局部透視圖；
圖12為根據(jù)示例性實施例的一個方面的圖11的風輪機葉片的局部透視圖，繪出了多個鉤元件的附接；
圖13為通過多個第一提升裝置和多個第二提升裝置從風輪機支撐轂懸置的圖12的風輪機葉片的局部透視圖；
圖14為在握手動作完成之后通過多個第二提升裝置從風輪機支撐轂支撐的圖13的風輪機葉片的局部透視圖；
圖15繪出了在不使用起重機的情況下通過多個第二升降部件從風輪機支撐轂降低的圖14的風輪機葉片；以及
圖16繪出了擱在地面上的圖15的風輪機葉片。
[0020]詳細描述通過參照附圖的示例連同優(yōu)點和特征闡釋了本發(fā)明的實施例。
【具體實施方式】
[0021]圖1中在2處大體上指出了風輪機。風輪機2包括支撐轂4，其具有附接到其上的第一風輪機葉片7、第二風輪機葉片8和第三風輪機葉片9。第三風輪機葉片9包括第一端部或根部部分11，以及第二端部或末梢部分12。當然，第一風輪機葉片7和第二風輪機葉片8也包括第一端部或根部部分(未單獨標出)以及第二端部或末梢部分(也未單獨標出)。端部部分11包括大體上在14處指出的機械緊固件陣列，其延伸穿過對應(yīng)的多個開口，其中一個在16(圖3)處示出，設(shè)在支撐轂4的葉片接納部分18上。根據(jù)示例性實施例，葉片替換系統(tǒng)(其一部分在20處指出)設(shè)在支撐轂4內(nèi)。
[0022]葉片替換系統(tǒng)20包括第一支撐部件25、第二支撐部件26和第三支撐部件27。支撐部件25-27采取螺桿(未單獨標出)的形式，其延伸穿過葉片接納部分18中的開口 16，且與之前設(shè)有緊固件14的螺紋開口(未單獨標出)接合(如圖2中所示)。一旦安裝，則圖3中所示的液壓頂升缸34在各個支撐部件25-27上引導。液壓頂升缸34包括抵靠在葉片接納部分18的內(nèi)表面(未單獨標出)上的基部區(qū)段36，以及多個伸縮區(qū)段38-40。基部區(qū)段36和伸縮區(qū)段38-40包括中心通路42，其接納支撐部件25-27中的對應(yīng)一個。
[0023]在圖3中，液壓頂升缸34示為安裝在支撐部件25的自由端(未單獨標出)上。一旦就位，則伸縮區(qū)段38-40延伸且固持螺母49擰到第一支撐部件25上。一旦額外的液壓頂升缸(未示出)設(shè)在第一支撐部件26和第二支撐部件27上，則將固持螺母49從緊固件14除去。這里，伸縮區(qū)段38-40移位到基部區(qū)段36(圖4)，使第三風輪機葉片9與支撐轂4分開第一距離。一旦分開第一距離，則將固持螺母49一次一個從基部區(qū)段36移動，且伸縮區(qū)段38-40又延伸，以備第三風輪機葉片9與支撐轂4的進一步分離。
[0024]葉片替換系統(tǒng)20還包括多個托架部件(其中一個在54處指出)以及多個托架元件(其中一個在57處指出)。當分開第一距離示，如圖5中所示，托架部件54安裝至葉片接納部件18，且托架元件57安裝至第三風輪機葉片9上的選擇的緊固件14。各個托架部件54和托架元件57均包括以開口形式示出的安裝結(jié)構(gòu)(未單獨標出)。一定數(shù)目的纜索64、65和66連接至托架部件54的對應(yīng)托架部件。具體而言，各個纜索64、65和66的一端(未單獨標出)安裝至對應(yīng)的托架部件54，各個纜索64、65和66中的另一個自由端允許朝地面降低。對〃地面〃應(yīng)當理解為，取決于風輪機2的位置，各個纜索64、65和66的自由端可朝地面、船舶甲板或水體降低。一旦托架部件54和托架元件57安裝，則液壓頂升缸34的伸縮區(qū)段38-40降低，以產(chǎn)生第三風輪機葉片9與支撐轂4之間的進一步分離。
[0025]額外分離允許纜索爬升部件的安裝。更具體而言，葉片替換系統(tǒng)20還包括多個纜索爬升部件80、81和82。纜索爬升部件連接至纜索64、65和66中的對應(yīng)纜索。如圖6中所示，纜索爬升部件80、81和82受控，以便從各個纜索64-66的自由端朝托架部件54爬升。由于各個絞車80、81和82類似地形成，詳細描述在描述絞車80方面將遵循圖7，其中理解到纜索爬升部件81和82包括對應(yīng)的結(jié)構(gòu)。絞車80包括殼體85，其支撐電動機88、纜索爬升部分90和鉤環(huán)93。鉤環(huán)93通過聯(lián)接件96連接至托架元件57。如圖8中所示，一旦所有纜索爬升部件80-82都連接至對應(yīng)的托架元件57，則液壓頂升缸34的伸縮區(qū)段38-40進一步降低，以將第三風輪機葉片9的支撐從支撐部件25-27轉(zhuǎn)移至纜索爬升部件80-82。這里，可除去支撐部件25-27，且纜索爬升部件80-82從支撐轂4沿纜索64-66向下移位或攀爬以降低第三風輪機葉片9，如圖9中所示的那樣。以上步驟可相反以升高和安裝新的風輪機葉片。
[0026]現(xiàn)在將接下來參照圖10-圖16，在描述本發(fā)明的另一示例性實施例中，其中相似的參考標號代表相應(yīng)視圖中的對應(yīng)部分。風輪機葉片9的根部部分11包括內(nèi)表面194。多個鉤部件附接至根部部分11的內(nèi)表面194，其中一個在200處指出。在將風輪機葉片9降低到地面之前，末梢索具托架201(圖15)裝固至末梢部分12附近?；诘孛娴哪┥宜骶呔€或系繩202可裝固或連接至末梢索具托架201。如下文更完整詳述，系繩202允許人員在風輪機葉片9降低到地面時使末梢部分12移位。
[0027]多個第一提升裝置裝固在支撐轂4與風輪機葉片9之間，其中一個在204處指出。該多個第一提升裝置204中的各個可采用鏈式提升器206的形式，其具有支撐在支撐轂4中的第一端部208，以及包括聯(lián)接至鉤部件200的鉤環(huán)210的第二端部209。一個或多個鏈(未單獨標出)可在第一端部208與第二端部209之間延伸。一旦連接，則風輪機葉片9可與葉片接納部分18斷開。在釋放機械緊固件14的陣列之后，如圖11中所示，風輪機葉片9可通過多個第一提升裝置204從風輪機支撐轂4降低第一距離。
[0028]如圖12中所示，多個鉤元件可裝固至機械緊固件14的陣列，其中一個在219處指出。各個鉤元件219包括基部部分221和鉤眼部分222。基部部分221可包括接納機械緊固件14的陣列的對應(yīng)一個的一個或多個通路(未單獨標出)。在將鉤元件219連接至根部部分11之后，如圖13中所示，多個第二提升裝置連接在風輪機支撐轂4與風輪機葉片9之間，其中一個在230處指出。該多個第二提升裝置230中的各個可采用滑車裝置232的形式，其可升高到風輪機支撐轂4中的人員。各個滑車裝置232包括固定地支撐在風輪機支撐轂4內(nèi)的第一端部234，以及聯(lián)接至鉤眼部分222的第二端部235。纜索或繩索238通過第一端部部分234和第二端部部分235承載的滑輪(未單獨標出)。繩索238包括延伸到地面的末端240。
[0029]握手動作在附接多個第二提升裝置230之后執(zhí)行。在握手動作之后，多個第一提升裝置204操作成使得風輪機葉片9由多個第二提升裝置230支撐。一旦風輪機葉片9由多個第二提升裝置230支撐，則可斷開和除去多個第一提升裝置204，諸如圖14中所示。如圖15中所示，多個第二提升裝置230可操作成朝地面降低風輪機葉片9。在降低時，張力可施加至系繩202，以將風輪機9從大體上垂直定向逐漸移動到大體上水平位置。如圖16中所示，風輪機葉片9然后可落地。系繩202中的張力可經(jīng)由基于地面的絞車或通過小的移動起重機施加。
[0030]這里應(yīng)當理解的是，示例性實施例描述了用于降低和升高風輪機葉片的系統(tǒng)，而不需要基于地面的起重機。示例性實施例使用了用于將風輪機葉片降低到地面的多個提升裝置，而不需要大型的基于地面的起重機。還應(yīng)當理解的是，提升裝置的數(shù)目和類型可變化。此外，應(yīng)當理解的是，可通過使上述過程倒轉(zhuǎn)來將新的葉片升高和裝固至轂。
[0031]盡管僅結(jié)合了有限數(shù)目的實施例詳細描述本發(fā)明，但應(yīng)當理解的是，本發(fā)明不限于這樣公開的實施例。相反，本發(fā)明可改變以結(jié)合迄今未描述的但與本發(fā)明的精神和范圍相當?shù)娜魏螖?shù)目的變型、改型、置換或等同布置。此外，盡管已經(jīng)描述了本發(fā)明的各種實施例，但將理解的是，本發(fā)明的方面可僅包括所述實施例中的一些。因此，本發(fā)明不應(yīng)看作由前述描述限制，而是僅由所附權(quán)利要求的范圍限制。
【主權(quán)項】
1.一種替換風輪機葉片的方法，包括: 在風輪機支撐轂與所述風輪機葉片之間連接多個第一提升裝置； 通過所述多個第一提升裝置使所述風輪機葉片從所述風輪機支撐轂懸置； 在所述風輪機支撐轂與所述風輪機葉片之間連接多個第二提升裝置； 利用所述多個第二提升裝置支撐所述風輪機葉片； 使所述多個第一提升裝置與所述風輪機葉片斷開；以及 將所述風輪機葉片降低到地面。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，懸置所述風輪機葉片包括通過所述多個第一提升裝置從所述風輪機支撐轂降低所述風輪機葉片。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，從所述風輪機支撐轂降低所述風輪機葉片包括將所述多個第一提升裝置中的各個第一提升裝置的提升線保持在所述風輪機支撐轂中。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，連接所述多個第一提升裝置包括將所述多個第一提升裝置中的各個第一提升裝置的鉤部件聯(lián)接到裝固至所述風輪機葉片的內(nèi)部環(huán)形表面的對應(yīng)鉤部件。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，連接所述多個第二提升裝置包括將所述多個第二提升裝置中的各個第二提升裝置聯(lián)接到安裝至所述風輪機葉片的根部端部的對應(yīng)鉤元件。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，聯(lián)接所述多個第二提升裝置中的各個第二提升裝置包括將所述鉤元件安裝到從所述風輪機葉片的根部端部延伸的機械緊固件的陣列中的一個或多個。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，連接所述多個第二提升裝置包括將所述多個第二提升裝置中的各個第二提升裝置的提升線降低至地面。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，斷開所述多個第一提升裝置包括執(zhí)行握手動作，從而將所述風輪機葉片的支撐從所述多個第一提升裝置轉(zhuǎn)移至所述第二提升裝置。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 將末梢索具托架裝固至所述風輪機葉片；以及 將基于地面的末梢索具線連接至所述末梢索具托架。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法還包括:當所述風輪機葉片通過所述多個第二提升裝置降低時，使所述風輪機葉片的末梢部分移位離開風輪機支撐塔架。
【文檔編號】F03D1/06GK106089566SQ201610267550
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年4月27日 公開號201610267550.9, CN 106089566 A, CN 106089566A, CN 201610267550, CN-A-106089566, CN106089566 A, CN106089566A, CN201610267550, CN201610267550.9
【發(fā)明人】U.W.諾伊曼, K.T.科斯泰恩, F.C.哈奇, M.R.約翰遜, G.M.普菲菲爾, R.雷德二世, S.L.維爾曼
【申請人】通用電氣公司