[發明專利]將風輪機葉片安裝在風輪機塔架上的設備及方法

有效

• 申請號: 201180054741.2
• 申請日: 2011-09-14
• 公開（公告）號: CN103210211A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: M·L·比特什;T·F·包恩
• 申請（專利權）人: 維斯塔斯風力系統有限公司
• 主分類號: F03D1/06
• 分類號: F03D1/06
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 黨曉林;王小東

本發明涉及一種將風輪機葉片安裝在風輪機塔架上的設備及方法，特別是用于計劃用于離岸環境的風輪機。

圖1示出了一種離岸的水平軸式風輪機1，該風輪機包括：供安裝風輪機機艙3的風輪機塔架2；以及轉子4，該轉子包括至少一個風輪機葉片5。該至少一個風輪機葉片安裝在轉子輪轂6上，該轉子輪轂通過從機艙前部延伸的低速軸（未示出）連接至機艙3。風輪機塔架2在離岸場所安裝在塔架基座7上，例如安裝在沉入海底的單樁上。雖然在圖中未示出，風輪機塔架可以具有緊靠海平面以上布置的平臺以供工程師接近。

由于在海上安裝和維護渦輪機的成本，以及在離岸場所潛在可捕獲的有效風能量，離岸式風輪機通常被制造得盡可能的大，例如轉子直徑為100至150m都不算異常。雖然安裝巨大的離岸式風輪機在收入方面能夠最大化回報并能夠最大化風輪機所產生的功率，但是與小而輕的型號相比，大的結構可能更難以安裝和維修。

構建離岸式風輪機例如通常在岸上設施上開始，在岸上設施處能夠容易提供大的起重機，以將風輪機的部件提升到它們的組裝位置。起重機例如可能需要五次以上提升操作，塔架和機艙分別需要一次提升操作，隨后三個風輪機葉片分別需要一次。一旦風輪機裝配完成，則通過駁船將其運送至離岸安裝位置，在該離岸安裝位置處，在運輸駁船上的起重機將塔架提升到塔架基座7上的位置。

這種構建技術可以有多種變型，例如僅僅是風輪機部件中的一些部件在岸上組裝，而最終的裝配借助于駁船起重機在離岸場所進行。其中一種技術是將其中的兩個葉片附接至機艙的轉子輪轂形成兔耳構型，并且借助于臨時的固定件將單個葉片附接至塔架。然后在離岸場所將機艙和塔架彼此連接，并且在正確的位置處將已經附接至塔架的葉片連接至轉子輪轂。

在許多情況下，風輪機的機艙也設置有起重機，用于將部件提升到位。由于在機艙中的位置所引起的結構限制，機艙起重機通常并不能提起與駁船起重機或者岸上起重機相同量級的負載。

在離岸式風輪機的構建過程中以及在維護操作中，可以使用機艙起重機或者塔架上起重機。在這些操作中有時需要將風輪機葉片從轉子輪轂拆下，以便檢查葉片或者輪轂，必要時進行修理。用于將風輪機葉片臨時附接至塔架以進行維護的裝置也是已知的。

所有這些構建技術在時間和成本方面花費很大。此外，將風輪機葉片拆下然后在維護操作之后將其重新附接至輪轂會是困難的。因此，我們已經認識到需要一種用于構建風輪機以及安裝該風輪機的改進的方法，并且也需要一種改進的技術來拆卸風輪機葉片以及將其附接至輪轂。

附圖說明

現在將參照附圖以例示方式來描述本發明的實施例，在附圖中：

圖1是離岸式風輪機的示意圖；

圖2是離岸式風輪機機艙以及具有用于一個或更多個風輪機葉片的附接點的塔架上部的第一實施例的示意圖；

圖3是示出圖2所示的塔架的更長部分的、根據風輪機的第一實施例的示意圖，該更長部分具有用于一個或更多個風輪機葉片的附接點；

圖4是圖2和圖4所示的塔架的俯視圖；

圖5是用于風輪機葉片的附接點的局部放大圖；

圖6是用于風輪機葉片的葉梢的附接點的局部放大圖；

圖7是示出了葉片導向臂的定位的示意圖；

圖8是示出了用于將葉片附接至轉子輪轂的方法的示意圖，其中該葉片處于起始位置；

圖9是示出了用于將葉片附接至轉子輪轂的方法的示意圖，其中該葉片處于第二位置；

圖10是示出了用于將葉片附接至轉子輪轂的方法的示意圖，其中該葉片處于第三位置；

圖11是示出了用于將葉片附接至轉子輪轂的方法的示意圖，其中該葉片處于最終位置；

圖12是處于起始位置的葉片導向臂的另選實施方式的示意圖；

圖13是處于最終位置的葉片導向臂的另選實施方式的示意圖；

圖14是葉片附接導向桿的示意圖；

圖15是轉子輪轂的示意圖，示出了葉片附接桿和插座；

圖16是圖14所示的葉片附接桿的局部放大圖；

圖17是轉子輪轂的示意圖，示出了用于三環式支承組件的葉片附接桿；

圖18是用于圖17所示的葉片附接導向桿的插座的局部放大圖；

圖19是用于葉片附接導向桿的插座的另選實施方式；

圖20是已經就位的插座的示意圖；以及

圖21是用于兩環式支承組件的轉子輪轂的示意圖。

發明內容

本發明被限定于所引用的獨立權利要求中。在從屬權利要求中陳述了有利的特征。