向安裝起的風(fēng)輪機(jī)葉片施加載荷用的設(shè)備及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體涉及風(fēng)輪機(jī)，更具體地說(shuō)，涉及一種用于向安裝在風(fēng)輪機(jī)上的風(fēng)輪機(jī)葉片施加載荷的設(shè)備以及向安裝起的風(fēng)輪機(jī)葉片施加載荷的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)輪機(jī)用于利用可再生資源并且在不燃燒化石燃料的情況下生產(chǎn)電能。一般來(lái)說(shuō)，風(fēng)輪機(jī)將來(lái)自風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化成電力。水平軸風(fēng)輪機(jī)包括塔架、位于塔架頂端的機(jī)艙以及具有多個(gè)葉片并靠軸支撐在機(jī)艙中的轉(zhuǎn)子。軸使轉(zhuǎn)子直接或者間接地與容納在機(jī)艙內(nèi)的發(fā)電機(jī)聯(lián)接。因此，當(dāng)風(fēng)迫使葉片旋轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)電機(jī)生產(chǎn)電能。
[0003]在某些場(chǎng)合，可能期望或者需要在安裝起風(fēng)輪機(jī)葉片后檢查、維修以及/或者檢驗(yàn)風(fēng)輪機(jī)葉片，并且可能操作一段時(shí)間。因?yàn)槿~片被提升到地面上方50米或60米(僅達(dá)到葉片的末端)之多，所以長(zhǎng)使用外用的移動(dòng)式起重機(jī)以提供出入葉片的途徑。就此而言，起重機(jī)可以包括人員運(yùn)輸工具(例如吊籃)，該人員運(yùn)輸工具用于將維修人員以及設(shè)備運(yùn)輸至葉片以及從葉片運(yùn)輸維修人員以及設(shè)備以便進(jìn)行期望的或需要的任務(wù)。例如，為了在載荷狀態(tài)下檢驗(yàn)葉片，起重機(jī)將維修人員向上升至葉片以便安裝向葉片施加載荷的設(shè)備。
[0004]然而，這樣的系統(tǒng)具有若干缺陷。首先，對(duì)執(zhí)行任務(wù)的外用起重機(jī)的需求顯著增大了養(yǎng)護(hù)工程的成本。就此而言，起重機(jī)租金一般高昂，并且可能占整個(gè)養(yǎng)護(hù)工程成本的最大部分。第二，一些風(fēng)輪機(jī)可能位于偏遠(yuǎn)地區(qū)，可能一般的大型移動(dòng)式起重機(jī)難以抵達(dá)這些地區(qū)。此外，使人員以及設(shè)備從地面移動(dòng)至葉片的操作會(huì)引起安全預(yù)防措施，并且還可能是耗時(shí)的，因?yàn)槠鹬貦C(jī)通常必須多重提升以便達(dá)到期望的結(jié)果(例如維修、進(jìn)行檢驗(yàn)等)。而且，工程所用的人員的數(shù)量可能相當(dāng)多。例如，在這些工程中通常需要三個(gè)或者多個(gè)工作人員，這進(jìn)一步增大了成本。
[0005]因此，在風(fēng)輪機(jī)產(chǎn)業(yè)中需要一種對(duì)安裝起的風(fēng)輪機(jī)葉片施加載荷用的裝置或者設(shè)備以及一種用于對(duì)風(fēng)輪機(jī)葉片施加載荷的方法，該方法避免需要外用起重機(jī)或者其它昂貴的起重裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]一種用于組裝起的風(fēng)輪機(jī)的葉片加載系統(tǒng)，所述風(fēng)輪機(jī)具有塔架、機(jī)艙以及具有至少一個(gè)風(fēng)輪機(jī)葉片的轉(zhuǎn)子，所述葉片加載系統(tǒng)構(gòu)造成在所述至少一個(gè)風(fēng)輪機(jī)葉片上作用力，所述葉片加載系統(tǒng)包括:具有馬達(dá)與纜線(xiàn)供應(yīng)的便攜式載荷裝置，其中，所述馬達(dá)構(gòu)造成卷收或放出纜線(xiàn);塔架支撐器，該塔架支撐器構(gòu)造成能在鄰近所述塔架的基部的第一位置與鄰近所述至少一個(gè)葉片的操作位置之間移動(dòng)地聯(lián)接至所述塔架，其中所述塔架支撐器具有將來(lái)自所述加載裝置的所述纜線(xiàn)重新定向的引導(dǎo)構(gòu)件；以及葉片附接裝置，該葉片附接裝置構(gòu)造成聯(lián)接至所述至少一個(gè)葉片，并且進(jìn)一步構(gòu)造成聯(lián)接至所述載荷裝置的所述纜線(xiàn)，其中，當(dāng)所述葉片附接裝置聯(lián)接至所述至少一個(gè)葉片并且所述塔架支撐器處于所述操作位置時(shí)，所述載荷裝置構(gòu)造成被啟動(dòng)以在所述纜線(xiàn)中產(chǎn)生張力，使得力沿朝著所述塔架的方向作用在所述至少一個(gè)葉片上。
[0007]所述塔架支撐器包括構(gòu)造成圍繞所述塔架布置的閉合的環(huán)構(gòu)件。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述環(huán)構(gòu)件包括布置在外防護(hù)罩內(nèi)的細(xì)長(zhǎng)的柔性張拉構(gòu)件。所述細(xì)長(zhǎng)的柔性張拉構(gòu)件可以選自由繩索、鏈、纜線(xiàn)或者其組合構(gòu)成的組。所述塔架支撐器還可包括牽引線(xiàn)，該牽引線(xiàn)構(gòu)造成聯(lián)接至所述機(jī)艙中的驅(qū)動(dòng)裝置以用于使所述塔架支撐器相對(duì)于所述塔架移動(dòng)。所述牽引線(xiàn)與所述引導(dǎo)構(gòu)件優(yōu)選地位于所述塔架支撐器的相對(duì)兩側(cè)。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述引導(dǎo)構(gòu)件可以包括繩輪。
[0008]所述葉片附接裝置構(gòu)造成僅通過(guò)摩擦聯(lián)接而聯(lián)接至所述至少一個(gè)葉片。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述葉片附接裝置包括:具有外防護(hù)罩與剛性?xún)?nèi)構(gòu)件的細(xì)長(zhǎng)的主撐桿，其中所述主撐桿構(gòu)造成抵靠地接合所述至少一個(gè)葉片的表面；以及吊索，該吊索聯(lián)接至所述主撐桿并且構(gòu)造成聯(lián)接至所述載荷裝置的所述纜線(xiàn)，其中，所述主撐桿與所述吊索限定構(gòu)造成接納由此穿過(guò)的所述至少一個(gè)葉片的末端的接納空間。所述主撐桿可以被彎曲成大致對(duì)應(yīng)于所述至少一個(gè)葉片沿所述主撐桿被構(gòu)造成接合所述葉片之處的部分的曲率。該葉片加載系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括與所述吊索相對(duì)地從所述主撐桿延伸的活板。所述活板的顏色可不同于所述至少一個(gè)葉片的顏色，從而所述活板操作成所述葉片附接裝置相對(duì)于所述至少一個(gè)葉片的視覺(jué)指示器。所述葉片附接裝置可以進(jìn)一步包括構(gòu)造成在使用過(guò)程中朝所述塔架基部(例如地面或平臺(tái))延伸的第一引導(dǎo)線(xiàn)以及構(gòu)造成在使用過(guò)程中朝所述機(jī)艙延伸的第二引導(dǎo)線(xiàn)，其中，所述第一引導(dǎo)線(xiàn)與所述第二引導(dǎo)線(xiàn)構(gòu)造成被手動(dòng)操縱以使所述葉片附接裝置相對(duì)于所述葉片定位。
[0009]所述葉片加載系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括載荷傳感器，該載荷傳感器構(gòu)造成提供從所述葉片加載系統(tǒng)作用在所述至少一個(gè)葉片上的力的指示。而且，控制器可以操作地聯(lián)接至所述載荷裝置并且操作地聯(lián)接至所述載荷傳感器，其中所述控制器構(gòu)造成基于來(lái)自所述載荷傳感器的指示來(lái)控制所述載荷裝置的操作。此外，所述葉片加載系統(tǒng)可附加地包括錨固器，該錨固器構(gòu)造成聯(lián)接至所述載荷裝置以用于在使用過(guò)程中支撐來(lái)自所述葉片加載系統(tǒng)的至少部分載荷。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述錨固器構(gòu)造成可移除地聯(lián)接至所述塔架。
[0010]—種對(duì)組裝起的風(fēng)輪機(jī)上的風(fēng)輪機(jī)葉片施加力的方法，所述風(fēng)輪機(jī)具有塔架、機(jī)艙以及具有至少一個(gè)風(fēng)輪機(jī)葉片的轉(zhuǎn)子，所述方法包括:1)停置所述風(fēng)輪機(jī)，使得風(fēng)輪機(jī)葉片鄰近所述塔架指向向下方向；H )將塔架支撐器鄰近所述塔架的基部聯(lián)接至所述塔架；m)將纜線(xiàn)聯(lián)接至葉片附接裝置，使得所述纜線(xiàn)接合所述塔架支撐器的引導(dǎo)構(gòu)件；iv)將所述塔架支撐器沿所述塔架升高至鄰近所述葉片的操作位置；V )將所述葉片附接裝置聯(lián)接至所述葉片;并且張緊所述纜線(xiàn)以沿朝著所述塔架的方向在所述葉片上提供力。將所述塔架支撐器聯(lián)接至所述塔架包括鄰近所述塔架的所述基部繞所述塔架的外部形成閉合的環(huán)構(gòu)件。在一個(gè)實(shí)施方式中，形成閉合的所述環(huán)構(gòu)件還包括聯(lián)接柔性張拉構(gòu)件的部分以形成所述環(huán)構(gòu)件。
[0011 ]沿所述塔架升高所述塔架支撐器可包括:使?fàn)恳€(xiàn)從所述機(jī)艙延伸;將所述牽引線(xiàn)聯(lián)接至所述塔架支撐器;并且向上拉所述牽引線(xiàn)以使所述塔架支撐器沿所述塔架移動(dòng)至所述操作位置。優(yōu)選的是，與所述纜線(xiàn)接合所述塔架支撐器的所述引導(dǎo)構(gòu)件之處相對(duì)地將所述牽引線(xiàn)聯(lián)接至所述塔架支撐器。在一個(gè)實(shí)施方式中，從所述機(jī)艙延伸所述牽引線(xiàn)并且向上拉所述牽引線(xiàn)的步驟包括啟動(dòng)位于所述風(fēng)輪機(jī)的所述機(jī)艙中的機(jī)載起重機(jī)。而且，使所述塔架支撐器沿所述塔架升高至所述操作位置包括:在所述葉片上提供視覺(jué)指示器;并且使所述塔架支撐器沿所述塔架升高直到所述塔架支撐器(例如其引導(dǎo)構(gòu)件)基本水平對(duì)準(zhǔn)所述視覺(jué)指示器。
[0012]根據(jù)所述方法，將所述葉片附接裝置聯(lián)接至所述至少一個(gè)葉片還包括使所述葉片附接裝置摩擦聯(lián)接至所述葉片而不在所述葉片附接裝置與所述葉片之間形成剛性連接。將所述葉片附接裝置聯(lián)接至所述葉片可進(jìn)一步包括將所述葉片附接裝置定位成使得所述葉片延伸穿過(guò)所述葉片附接裝置的閉合環(huán)式接納空間。而且，將所述葉片附接裝置聯(lián)接至所述葉片可包括:手動(dòng)操縱從所述葉片附接裝置朝所述塔架的所述基部延伸的第一引導(dǎo)線(xiàn)；并且手動(dòng)操縱從所述葉片附接裝置延伸至所述機(jī)艙的第二引導(dǎo)線(xiàn)以相對(duì)于所述葉片定位所述葉片附接裝置。將所述葉片附接裝置聯(lián)接至所述葉片可進(jìn)一步包括:在所述葉片附接裝置上提供視覺(jué)指示器，該視覺(jué)指示器的顏色與所述風(fēng)輪機(jī)葉片的顏色形成對(duì)比；并且利用所述視覺(jué)指示器相對(duì)于所述葉片定位所述葉片附接裝置。
[0013]進(jìn)一步根據(jù)本方法，張緊所述纜線(xiàn)以在所述葉片上提供力進(jìn)一步包括啟動(dòng)鄰近所述塔架的所述基部定位并操作地聯(lián)接至所述纜線(xiàn)的載荷裝置，以在所述纜線(xiàn)中產(chǎn)生張力。所述方法可以進(jìn)一步包括:提供從所述葉片加載系統(tǒng)作用在所述葉片上的力的指示;并且基于力的所述指示來(lái)控制所述載荷裝置以達(dá)到或維持作用在所述葉片上的期望的力。在期望在風(fēng)輪機(jī)的多個(gè)葉片上執(zhí)行任務(wù)的情況下，所述方法可以包括:釋放所述纜線(xiàn)中的所述張力;從所述葉片移除所述葉片附接裝置;在將所述塔架支撐器維持在其操作位置的同時(shí)，旋轉(zhuǎn)所述轉(zhuǎn)子，使得另一葉片鄰近所述塔架指向向下方向；將所述葉片附接裝置聯(lián)接至所述另一葉片，并且張緊所述纜線(xiàn)以沿朝著所述塔架的方向在所述另一葉片上提供力。
【附圖說(shuō)明】
[0014]結(jié)合到本說(shuō)明書(shū)中并構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)的一部分的附圖示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，并且與上文給出的本發(fā)明的總體描述和下文給出的詳細(xì)描述一起用于解釋本發(fā)明。
[0015]圖1是具有根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的葉片加載系統(tǒng)的風(fēng)輪機(jī)的立體圖；
[0016]圖2是圖1中所示的葉片加載系統(tǒng)的放大的局部視圖；
[0017]圖3是葉片加載系統(tǒng)的另一個(gè)放大的局部視圖；以及
[0018]圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的各個(gè)方法步驟的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]參照?qǐng)D1，風(fēng)輪機(jī)10包括塔架12、布置在塔架12的頂端的機(jī)艙14以及可操作地聯(lián)接至容納在機(jī)艙14內(nèi)的發(fā)電機(jī)(未示出)的轉(zhuǎn)子16。除了發(fā)電機(jī)以外，機(jī)艙14容納將風(fēng)能轉(zhuǎn)化成電能所需的各種部件以及操作、控制風(fēng)輪機(jī)10并且優(yōu)化風(fēng)輪機(jī)10的性能所需的多種部件。塔架12支撐由機(jī)艙14、轉(zhuǎn)子16以及風(fēng)輪機(jī)10的容納在機(jī)艙14內(nèi)的其它部件提供的載荷，并且還操作成將機(jī)艙14和轉(zhuǎn)子16舉升至地平面或海平面以上的高度，有可能在此高度常常發(fā)現(xiàn)低湍流的較快移動(dòng)的氣流。
[0020]風(fēng)輪機(jī)10(表示成水平軸風(fēng)輪機(jī))的轉(zhuǎn)子16用作機(jī)電系統(tǒng)用的原動(dòng)機(jī)。超過(guò)最低水平的風(fēng)會(huì)啟動(dòng)轉(zhuǎn)子16，從而引起在基本垂直于風(fēng)向的平面中的旋轉(zhuǎn)。風(fēng)輪機(jī)10的轉(zhuǎn)子16包括中央輪轂18以及在