專利名稱：安裝風力渦輪機葉片的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種將風力渦輪機葉片安裝到轉子輪轂上的方法，其中，
當將葉片提離地面時保持葉片的定向(orientation)基本水平.此外， 本發(fā)明涉及一種風力渦輪機葉片提升系統(tǒng)，其特別適用于執(zhí)行本發(fā)明 的方法。
背景技術：
現(xiàn)代的風力渦輪機通常包括具有相當大直徑和寬度的轉子.安裝 風力渦輪機可能包括的步驟有將不同的元件運輸?shù)斤L力渦輪機的所 在地、組裝塔架部分和塔架、利用起重機提升風力渦輪機的機艙及將 機艙安裝到塔架頂部、在地面組裝風力渦輪機轉子、利用起重機提升 風力渦輪機轉子和將轉子安裝到從機艙伸出的低速軸上。
安裝風力渦輪機的常見方法包括許多缺陷，這些缺陷隨著風力渦 輪機轉子尺寸和寬度的增大已經(jīng)變得越來越嚴重，因為需要無障礙物 的、便于安裝工人和起重機進入的大致水平和堅固的大面積地面，所 以在地面組裝風力渦輪機的轉子是特別困難的，此外，因為必須在空 中將轉子轉過90。，所以將轉子提升到機艙上是相當麻煩的。
通過US 2005/019166 Al已知的是，先將已經(jīng)安裝有兩個葉片的轉 子輪轂安裝到機艙上，然后將剩余的轉子葉片安裝到轉子輪轂上，且 該葉片處于豎向位置中。
在其他提升系統(tǒng)中，已知是先將風力渦輪機輪轂預安裝到機艙上， 然后將各風力渦輪機葉片逐一提升到緊挨著輪轂的位置上并執(zhí)行葉片 的安裝。在US 2006/0120809 Al所公開的這樣的一種系統(tǒng)中，利用提 升設備來提升保持豎向的風力渦輪機葉片。然而，在該提升系統(tǒng)中， 在提升和安裝期間葉片必須保持豎向.這意味著，作為提升過程的一 部分，必須轉動葉片，并且在葉片的定位期間，很難控制斜葉片的定 向。在US 2006/0147308 Al中所公開的另 一種提升系統(tǒng)中，葉片保持 基本水平，并擱在由固定到渦輪葉片上的索所保持的吊索上，該系統(tǒng) 有如下優(yōu)點，在提升和安裝期間，可以將葉片的軸線維持在與擱在地 面時的相同位置上.然而，在提升的時候出現(xiàn)的任何風都可能使葉片 偏轉。因此，所述提升在提升期間需要許多人員站在離渦輪機一定距 離處握住長繩來協(xié)助操縱葉片的方向。對于大型的葉片和高的塔架， 所述方向操縱的控制成為主要的挑戰(zhàn)。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于將風力渦輪機葉片提升到風 力渦輪機輪轂上的有益方法。本發(fā)明的進一步目的是提一種有益的風 力渦輪機葉片提升系統(tǒng).
通過如權利要求l中所述的用于將風力渦輪機葉片安裝到風力渦 輪機輪轂上的方法和如權利要求6所述的風力渦輪機葉片提升系統(tǒng)來 實現(xiàn)所述目的。
在利用起重機吊臂將風力渦輪機安裝到風力渦輪機輪轂上的本發(fā) 明的方法中，當葉片被提離地面和安裝到轉子輪轂上時保持葉片的定 向基本水平。除了用于承栽葉片重量的至少一條承重索之外，還使用 可控制索(其在下面被稱為控制索)和絞車裝置來控制葉片的定向.
通過經(jīng)由控制索將葉片連接到絞車裝置上，可以利用絞車來控制 葉片的定向，可以在離懸掛葉片安全距離的位置處遠距離控制葉片的 定向。與此相反，在由地面上的人員握住繩索來控制葉片的定向的現(xiàn) 有技術的狀況中，這些人員或多或少地處于葉片的下面，因此，也就 處于潛在的危險區(qū)域內.此外，因為不需要工作人員在地面操縱控制 繩，所以本發(fā)明的方法可以減少將葉片安裝到轉子輪轂上所需要的人 員的數(shù)量。
在本發(fā)明的笫一實施方式中，除了用于承栽葉片重量的至少一條 承重索之外，還使用經(jīng)由起重機吊臂將葉片連接到絞牟裝置上的控制 索來保持葉片的定向基本水平和/或控制葉片在水平面內的定向。
通過將葉片經(jīng)由起重機吊臂連接到絞車裝置上，可以控制相對于 起重機吊臂的葉片定向.與此相反，在現(xiàn)有技術的狀況中，繩索由地 面上的人員握住，因此只能控制相對于地面上的某些點的葉片定向，因此，在現(xiàn)有技術的狀況中，當起重機吊臂移動時，葉片的定向并不 自動地跟隨該吊臂.然而，在本發(fā)明的方法中，葉片的水平定向自動 地跟隨吊臂的水平定向，因此可以筒化對葉片的水平定向的控制.此 外，因為其不需要人員在地面操縱控制繩，所以可以減少將葉片安裝 到轉子輪轂上所需要的人員的數(shù)量.如果使用可以相對于彼此獨立受 控的至少兩條控制索，則可以獲得高度的可控性.
本發(fā)明的方法具體可以包括以下步驟利用搬運風力渦輪機葉片 的提升系統(tǒng)提升至少一個風力渦輪機葉片，其中，所述至少一個風力 渦輪機葉片定向在基本水平位置中；該提升系統(tǒng)使用了提升設備，該 提升設備設計成可以附著到風力渦輪機葉片上，并且控制索和至少一 條承重索連接到該提升設備上；b)當所述至少一個風力渦輪機葉片 已經(jīng)被提升離開地面時，使用控制索來將其定向控制在基本水平的位 置中；和c)將處于基本水平位置中的所述至少一個風力渦輪機葉片固 定到風力渦輪機輪轂上，本方法的該實施方式可以進一步包括作為在 前步驟的步驟利用提升系統(tǒng)將風力渦輪機輪轂提升到風力渦輪機的 機艙上并將輪轂安裝到機艙上，或者利用提升系統(tǒng)將風力渦輪機輪轂 和機舲一起提升并將包括輪轂的機艙安裝到風力渦輪機的塔架上.
此外，用在本發(fā)明的方法中的控制索在提升葉片時可以保持預張 緊(pre-tensioned).通過預張緊控制索，在提升過程期間可以使葉片 的水平定向保持特別穩(wěn)定，特別是， 一旦葉片被提升到高于控制索夠 著起重機吊臂的點處時，則可以可靠地固定葉片的定向，因為承重索 和控制索在大體上相反的方向上拖拽葉片。在這種情形下，如果一方 面由承重索施加的另一方面由控制索施加的作用在葉片上的作用力足 夠高，則通過這些作用在提升設備(該提升設備附著到葉片上)的三個 不同接觸點(一個接觸點用于承重索，至少兩個接觸點用于控制索) 上的作用力將使葉片保持穩(wěn)定.
在本發(fā)明方法的第二實施方式中，使用位于提升設備處的絞車裝 置和至少一條控制索來控制葉片與起重機吊臂之間的距離和/或葉片 在水平面內的定向，該提升設備被設計成可以附著到風力渦輪機葉片 上，該控制索可以由絞車裝置來控制。
像在第一實施方式中一樣，在葉片被提升離地面之后，該葉片的 水平定向相對于起重機吊臂定向被固定。然而，將絞車裝置定位在附著有被提升葉片的提升設備上而不是定位至起重機吊臂，這提供了一 種結構簡單的方式來控制整個系統(tǒng)，使得當控制葉片的定向時沒有大
量(substantial)的負栽垂直作用在起重機吊臂上。特別是如果所述的 至少一條控制索不是直接連接到起重機吊臂所處的位置而是經(jīng)由從起 重機吊臂頂端的位置延伸到起重機吊臂底端的位置的一條或多條繩 索，則可以實現(xiàn)該狀態(tài).然后，由于控制葉片的定向而在大體上垂直 于起重機吊臂延伸方向的方向上施加的力，可以通過所述至少一條控 制索到至少一條導向繩的連接而轉換為作用在導向繩固定到吊臂上的 地點處大體上平行于起重機吊臂的力。同時，當提升葉片時可以使用 一條或多條這樣的繩索引導提升設備。
特別的是可以使用具有至少笫一絞車和第二絞車的絞車裝置來控 制所述的至少一條控制索.然后，由笫一絞車來控制葉片離起重機吊 臂的距離，由第二絞車來控制葉片在水平面內的定向.將控制葉片離
提高了可控性.例如，二旦獲得葉片在水平面內的:適定向，則從此 時開始僅需要控制葉片離起重機吊臂的距離，這通過僅操作絞車裝置 中的一個絞車就可以獲得。
可以僅使用一條控制索來控制葉片離起重機吊臂的距離以及控制 葉片在水平面內的定向，只要使用具有自由長度的控制索，并且該自 由長度具有至少第一分支和第二分支，該控制索的兩個分支直接或間 接地(例如經(jīng)由從吊臂頂端處的位置延伸到吊臂底端處的位置的一條 或多條繩索)連接到起重機吊臂上，笫一分支包括該控制索的笫一部 分，第二分支包括該控制索的第二部分.通過第一絞車來控制該控制 索的自由長度，通過第二絞車來控制該控制索的自由長度到第一部分 和笫二部分的分配，
適合于執(zhí)行本發(fā)明方法的本發(fā)明風力渦輪機葉片提升系統(tǒng)包括具 有框架的提升設備、起重機吊臂、絞車裝置和至少一條控制索，所述 框架設計成可連接到被提升的風力渦輪機葉片上，所述控制索延伸到 絞車裝置，用于當葉片已經(jīng)被提升離地面時控制葉片的定向基本水平 和/或控制葉片在水平面內的定向。
通過使用絞車裝置操縱控制索，相對于上面已經(jīng)描述的用于水平 地提升風力渦輪機葉片的現(xiàn)有技術來說，這可以減少提升風力渦輪機葉片所需要的人員數(shù)量。
在該提升系統(tǒng)的第一實施例中，控制索從提升設備經(jīng)由起重機吊 臂延伸到絞車裝置。然后，在葉片被提離地面之后，葉片的水平定向 相對于起重機吊臂的定向固定。因此，葉片的水平定向自動地跟隨起 重機吊臂的水平定向，在水平提升風力渦輪機葉片的提升系統(tǒng)的現(xiàn)有 技術中卻不是這樣的。
絞車裝置有利地是定位在起重機的底端處.這允許使用相對較重 的絞車，而不會對起重機吊臂的穩(wěn)定性產生不良影響.此外，與將絞 車裝置定位在起重機吊臂的其它部分上的位置相比，將絞車裝置定位 在底端處提高了絞車裝置的可接近性。
控制索可以從提升設備延伸到位于起重機吊臂處的滑輪上并從該 滑輪延伸到絞車裝置上。使用滑輪便于控制索的轉向。此外，通過沿 起重機吊臂的長度合適地選擇滑輪的位置，有可能合適地設置提升系 統(tǒng)的穩(wěn)定特性.例如，如果滑輪比較靠近吊臂的底端，則在葉片被提 離地面之后，很快地，控制索的力沿與承重索的拉力方向相反的方向 進行作用。另一方面，如果滑輪定位成靠近起重機吊臂的頂端，則滑 輪和提升設備之間的距離(即滑輪和葉片之間的距離)可以在葉片被 完全提升起的位置中得到最小化.這有助于在葉片被完全提升起的狀 態(tài)下提高控制索的控制性能。因此，如果滑輪可以相對于起重機吊臂 的延伸方向移動，則是特別有益的。這允許滑輪跟隨提升過程，以便 連續(xù)地優(yōu)化滑輪在起重機吊臂上相對于提升設備(即相對于葉片)的 位置，
如果絞車裝置包括用于至少兩條控制索的至少兩個可獨立控制的 絞車，則可以通過使用這些絞車很容易地執(zhí)行控制動作，
本發(fā)明的風力渦輪機葉片提升系統(tǒng)還可以包括作用在絞車裝置上 或者作用在控制索上的張緊裝置，以便在提升過程期間保持張緊控制 索。通過張緊或預張緊控制索，在提升過程期間可以使葉片的定向保 持特別穩(wěn)定.張緊裝置還可以包括作用在絞車裝置上或者作用在控制 索上的控制裝置，以允許由控制索的張緊量來控制葉片的水平定向.
在提升系統(tǒng)的第二實施例中，絞車裝置定位在提升設備處.像在 第一實施例中一樣，在葉片被提離地面之后相對于起重機吊臂的定向 來控制葉片的水平定向，然而，將絞車裝置定位在附著有被提升的葉片的提升設備上而不是定位到起重機吊臂上提供了一種簡單的結構來 控制整個系統(tǒng)，使得在控制葉片的定向時沒有大量的負載沿垂直方向 作用到起重機吊臂上。如果提升系統(tǒng)包括從吊臂頂端延伸到吊臂底端 的至少一條繩索并且控制索連接到該至少一條繩索上，則可以實現(xiàn)這 種情形.然后，沿控制索作用的力將被傳遞到該繩索上以便沿該繩索 起作用。特別的是，該至少一條控制索可以通過滑輪連接到該至少一 條繩索上。這種連接允許在提升葉片時連續(xù)地重新定位控制索和該繩 索之間的連接點.因此，所述繩索還可以被用作提升設備的導向裝置， 即導向繩。
在第二實施例的特定實施方式中，提升系統(tǒng)包括具有自由長度的 至少一條控制索，該至少一條控制索具有至少第一分支和笫二分支， 第一分支包括控制索的笫一部分，第一分支包括控制索的第二部分， 控制索的兩條分支都直接或間接地連接到起重機吊臂上。此外，絞車 裝置包括至少第一絞車和第二絞車，其中，第一絞車被設計成作用于 控制索上用于控制該控制索的自由長度，笫二絞車被設計成作用于控 制索上用于控制該控制索的自由長度到第一部分和笫二部分的分配.
制葉片在水平面內的定向的控制功能分開。
第二實施例的該特定實施方式中的控制索可以包括連接到第一絞 車上的端部和纏繞在第二絞車上的中間部分，由于控制索的端部被固 定到第一絞車上，所以笫一絞車允許通過將控制索端部部分纏繞到絞 車上和從絞車上展開該端部部分來控制該控制索的長度.另一方面， 因為控制索的中間部分僅纏繞在第二絞車上，所以該絞車的轉動不會 導致控制索的該部分纏到絞車上或從絞車上展開，而是將一個分支的 部分轉移到相應的另一分支，反之亦然，由此加長了其中的一個分支， 同時縮短了相應的另一分支。
在所描述的笫二實施例的特定實施方式中，第一繩索和第二繩索 可以從吊臂的頂端延伸到它的底端.然后，控制索的第一分支和笫二 分支被分別連接到第一繩索和笫二繩索上.這些繩索將由控制索在基 本垂直于吊臂的方向上施加的作用力變換為基本平行于吊臂的作用 力.此外，如果控制索的第一分支和第二分支通過滑輪分別連接到第 一繩索和第二繩索上，則這兩條繩索可以作為導向繩.然而，使用兩條繩索不是必須的。兩個分支還可以連接到同一繩索上，使得僅需要 有一條繩索。
在提升系統(tǒng)的笫二實施例中，所述的至少一條控制索可以在基本 水平面內延伸，使得作用在葉片上用于控制其在水平面內的定向的所 有作用力可以作用在葉片定向所在的水平面內或者平行于該水平面。 然后，因為所述作用力在垂直于該平面的方向上沒有分力(這些分力 無助于水平面內的控制動作)，所以由絞車裝置施加的所述作用力可 以保持盡可能的小，結果是絞車裝置的絞車的尺寸可以相對較小。
本發(fā)明進一步的特征、性質和優(yōu)點通過下面結合附圖對本發(fā)明實 施例的描述將會變得很清楚.


圖l顯示了本發(fā)明的風力渦輪機葉片提升系統(tǒng)的第一實施例。
圖2顯示了在垂直于圖1的觀察方向的觀察方向上觀察到的第一實 施例的部分。
圖3顯示了通過使用本發(fā)明的風力渦輪機葉片提升系統(tǒng)的第一實 施例將風力渦輪機的葉片安裝到轉子輪轂，
圖4顯示了本發(fā)明的風力渦輪機葉片提升系統(tǒng)的實施例和通過使 用該實施例來將風力渦輪機葉片安裝到轉子輪轂上，
圖5示意性地顯示了在笫二實施例中的控制索的延伸。
具體實施例方式
現(xiàn)在將參照圖1和2來描述本發(fā)明的風力渦輪機葉片提升系統(tǒng)的笫 一實施例。圖l顯示了向被提升的渦輪機葉片的頂端看上去的視圖中的 提升系統(tǒng)，圖2顯示了向葉片本體看上去的平面圖中的風力渦輪機葉片 提升系統(tǒng)的上部。在這兩個圖中還顯示了轉子輪轂l，葉片3要安裝到 該轉子輪轂l上，其位于塔架35頂部處的機艙33處。
風力渦輪機葉片提升系統(tǒng)包括安裝到卡車7上的起重機吊臂5、可 以連接到風力渦輪機葉片3上的提升設備9、包括兩個可獨立控制的絞 車ll的絞車裝置、控制索13 (在圖l中僅有一條控制索可見)和承重索 15。
保持裝置9包括框架17和位于框架17的兩個端部21、 23上的座19，風力渦輪機葉片3通過帶子25壓靠到座19上.此外，承重索15被固定到 框架17的中央?yún)^(qū)域，并且控制索13在框架17的端部21、 23處固定到框 架17上。
控制索經(jīng)由定位在吊臂5處的滑輪27延伸到絞車裝置的絞車11上. 絞車裝置的兩個絞車11定位在吊臂5的底端6處，并且可以分別獨立控 制，以便分別張緊或放松兩條控制索13?；?7安裝到可以沿吊臂5移 動的滑動架29上。
承重索15連接到另一絞車31上，操作該絞車用于提升固定有葉片3 的提升設備9。與此相反，控制索13無實質的承重功能。
現(xiàn)在將參照圖l、 2和3來描述如何提升風力渦輪機的葉片3并將其 安裝到風力渦輪機的轉子輪轂上，該方法包括以下步驟i)利用提 升系統(tǒng)將風力渦輪機的輪轂l提升到風力渦輪機的機艙33處，并且將輪 轂1安裝到機搶33上，或者利用提升系統(tǒng)將風力渦輪機的輪轂l和機艙 33—起提升，并且將包括輪轂1的機槍33安裝到風力渦輪機的塔架35 上；ii)利用用于搬運所述風力渦輪機葉片3的提升系統(tǒng)提升至少一 個風力渦輪機葉片3，并將所述至少 一個風力渦輪機葉片3提升到基本 水平的位置；Hi)當所述一個風力渦輪機葉片3已經(jīng)被提升離開地面 時，利用將提升系統(tǒng)連接到起重機吊臂5上的控制索13將所述至少一個 風力渦輪機葉片3的定向控制在基本水平的位置中；和iv)將處于基 本水平的位置中的所述至少一個風力渴輪機葉片3固定到風力渦輪機 輪轂1上。由此就可能按有益的方式來搬運和安裝風力渦輪機的葉片3,
在該實施例的一種實施方式中，在提升框架9的每個端部21、 23處 分別安裝控制索13，如已經(jīng)參照圖1和2所描述的.這兩條控制索13延 伸至起重機吊臂5，并且從那里經(jīng)過滑輪27延伸到裝配在起重機吊臂5 的底端處的兩個液壓絞車ll上'兩個液壓絞車ll可以獨立控制.
在該實施例的另一種實施方式中，在提升過程期間吊臂的控制索 13自動地保持預張緊，使得即使從起重機吊臂5上的滑輪27到提升設備 9之間的距離在提升設備9提升期間發(fā)生了變化也能維持控制。這是這 樣實現(xiàn)的，即，讓一個液壓絞車自動維持索的張緊力且另一個液壓絞 車調節(jié)該水平定向且由手動控制。
現(xiàn)在將詳細描述該方法的不同步驟.
在第一步中，通過使用起重機吊臂5而按常規(guī)方式將風力渦輪機的轉子輪轂1安裝到風力渦輪機的機艙33上.或者可選地，可以在地面將 轉子輪轂1安裝到機艙33上，然后通過使用起重機吊臂5將機艙和安裝 到其上的轉子輪轂1一起安裝到塔架35的頂部。因為將機艙33安裝到塔 架頂部以及將轉子輪轂1安裝到機艙33上是常規(guī)的步驟，所以在附圖中 未進行描繪。
在下一步中，將提升設備9安裝到躺在地面上的風力渦輪機葉片3 上，該葉片的下游邊緣37顯示朝上。為了安裝提升設備9，將框架17下 放到轉子葉片3上，使得座19被安置在葉片3的下游部分31上。然后， 圍繞葉片3的上游邊緣39纏繞帶25，并將該帶25固定到框架17上并張 緊，以便將葉片3壓到座19上。
在提升設備9已經(jīng)被安裝到葉片3上并且葉片3已經(jīng)被固定到提升 設備9上之后，通過用第二絞車31巻起承重索15而將它們兩個一起提升 起來。同時，張緊控制索13，以便將提升設備9及其內安裝的葉片3拉 向起重機吊臂5.在提升期間，帶有滑輪27的滑動架跟隨葉片3向上移 動，并且其位置稍微低于提升設備9,通過該措施，控制索在滑輪27和 提升設備9的框架17之間的長度在整個提升過程中可以保持較短并且 幾乎為恒定值。
通過將滑輪27定位在框架17的下面，控制索的張緊力的作用方向 與承重索15所施加的提升力成角度ct.在本實施例中，如圖1所示，所 述角度大約為120。。因此，控制索13所施加的張緊力在與承重索15所 施加的提升力相反的方向上具有大量的分力.利用該結構，可以可靠 地穩(wěn)定葉片的位置。同時，垂直于提升力進行作用的分力仍然大到足 以適當?shù)乜刂迫~片3的水平定向，通過滑動架29相對于提升設備9的位 置可以設置在與提升力相反的方向上作用的張緊力分力和垂直于提升 力作用的那些分力之間的比值.滑動架29相對于提升設備9越低，則與 作用在垂直于提升力的方向上的分力相比，作用在與提升力相反的方 向上的張緊力分力就越高.
通過不同地預張緊控制索，則可以改變渦輪機葉片3的水平定向。 改變控制索的預張緊力可以直接在絞車處完成(例如由位于絞車ll處 的人員來完成)，或者由起重機操作員遠距離地完成，由起重機操作 員進行遠距離操作的好處是可以由同 一人員來執(zhí)行相對于轉子輪轂l 定位葉片的全部控制動作。圖3示意性地圖示了相對于轉子輪轂1來定位風力渦輪機葉片3以便將葉片3安裝到輪轂1上。
雖然預張緊控制索13并控制風力渦輪機葉片3的水平定向是通過 獨立地控制絞車裝置的兩個絞車ll來進行的，但也可能是提供一個 絞車作用在兩條控制索上以便在兩條控制索13上總是施加相同的張緊 力，而第二絞車用于調節(jié)風力渦輪機的轉子葉片3的水平定向。這將會 提供的益處是僅需要控制一個絞車來控制葉片3的水平位置，然而，這 種控制葉片3的水平位置的簡單化必須付出絞車裝置的結構更加復雜 的代價。
在已經(jīng)準確地定向風力渦輪機的葉片3以便將其安裝到轉子輪轂1 上之后，轉子輪轂處的人員將葉片3固定到輪轂上，然后將提升設備9 從轉子葉片3上拆除。
雖然在所描述的實施例中，滑輪被安裝到可以沿吊臂5移動的滑動 架29上，但是滑輪也可以在定位在吊臂5的固定位置處，在這種情況下， 作用在與提升力相反的方向上的張緊力分力和垂直于提升力作用的分 力之間的比值在提升過程期間發(fā)生變化.然而，可以通過在提升過程 中適當?shù)仡A張緊控制索13來考慮該情況。
現(xiàn)在將參照圖4和5來描述本發(fā)明的風力渦輪機葉片提升系統(tǒng)的第 二實施例，圖4按透視圖的方式顯示了與圖3所示視圖相似的實施例， 為了清晰的原因，已經(jīng)省略了與笫一實施例相同的元件和理解笫二實 施例所不需要的元件。雖然還出現(xiàn)在第二實施例中但已經(jīng)被省略的元 件例如有提升設備9的座19和帶子25,
本發(fā)明的風力渦輪機葉片提升設備的第二實施例不同于第一實施 例的是控制索113不直接連接到起重機吊臂105上而是經(jīng)由導向繩 121A、 121B間接地連接到起重機吊臂105上.因此，第二實施例的起重 機吊臂105包括安裝到起重機吊臂105頂部上的橫梁119，張緊的導向繩 121A、 121B從橫梁119延伸到位于起重機吊臂105底端處的絞車裝置(未 顯示)。通過該絞車裝置來張緊導向繩121A、 121B.
使用單條控制索113來控制提升設備109在水平面內的定向，并由 此控制安裝到提升設備上的葉片水平面內的定向?？刂扑鞅环殖审室?分支113A和第二分支113B，每個分支包括控制索113的一段自由長度。 控制索113的兩個端部連接到絞車123的滾筒上，并且控制索的兩個端 部都可以纏繞在絞車的滾筒上或者從其上釋放開來，以便通過轉動滾筒來分別縮短或加長控制索113的自由長度。雖然這兩個端部是連接到 單個絞車123上，但是也可以有兩個絞車，控制索113的每個端部各有 一個絞車，然而，使甩單個絞車具有的優(yōu)點是僅通過控制單個絞車就 能控制該控制索的長度。
控制索113的中間部分繞在第二絞車125的滾筒上。該中間部分就 像是笫一分支113A和第二分支113B之間的過渡部分。通過轉動第二絞 車的滾筒，可以將控制索的長度從一個分支傳送到另一個分支上.
在圖5中示意性地描繪了該絞車裝置的結構，其包括絞車123和125 以及控制索113的布置。該圖顯示了框架117、起重機吊臂105和橫梁119 的俯視圖。兩端固定在第一絞車123的滾筒上的控制索113經(jīng)由兩個轉 向滑輪127延伸到包括笫一滑輪129A和第二滑輪131A的滑輪裝置上(可 以在圖4中看到整個滑輪裝置)，并且從該滑輪裝置返回到一轉向滑輪 127并延伸到第二絞車125的滾筒上。控制索113未被固定到第二絞車 125的滾筒上，但是在其上面繞了一團或多團?？刂扑?13的從第一絞 車123通過滑輪裝置129A、 131A延伸到笫二絞車125上的部分形成了控 制索的自由長度的第一分支113A?？刂扑鲝慕g車裝置的第二絞車125通 過另一轉向滑輪延伸到位于控制索113和第二導向繩121B之間的滑輪 裝置的滑輪129B上，并且從該滑輪129B通過另外的轉向滑輪127返回到 第一絞車123的滾筒上，控制索113的笫二端部也固定到該第一絞車123 的滾筒上.
如在圖5中可以看到的，將控制索的端部巻到第一絞車123的滾筒 上將會朝著起重機吊臂105拖拽框架117 (該絞車裝置固定至該框架). 另一方面，從絞車123上釋放控制索113的端部將允許框架117遠離起重 機吊臂105移動.此外，轉動第二絞車125的滾筒將會將自由長度從分 支113A、 113B中的一個轉送到相應的另一個分支上.這導致了一個分 支的縮短，并且同時導致了相應的另一個分支的加長.通過該方式， 可以通過控制第二絞車125來改變框架117在水平面內的角度，例如相 對于橫梁119的角度。在圖5中，框架117的長邊大體上平行于橫梁119 延伸?，F(xiàn)在，如果轉動第二絞車125的滾筒，使得控制索113的自由長 度從第一分支113A傳送到笫二分支113B，則框架117的第一分支端部將 會朝著滑輪129A移動，而框架117的笫二分支端部將遠離滑輪129B移 動。因此，第一分支端部將朝著導向繩121A轉動，而另一端部將遠離相應的導向繩121B移動。另一方面，轉動第一絞車123的滾筒將會使框 架117移向或移離導向繩121A、 121B而不會改變框架在水平面內的定 向。
如已經(jīng)提及的，控制索113的兩個分支113A、 113B經(jīng)由滑輪裝置 129A、 131A、 129B、 131B都連接到各自的導向繩121A、 121B上。當借 助于承重索115提起該提升設備109 (其上固定有風力渦輪機的轉子葉 片)時，該滑輪裝置允許提升分支113A、 113B與各自的導向繩121A、 121B之間的連接點.注意，與笫一實施例的差別是承重索包括分別連 接到框架117的一個角上的四條分支。然而，第一實施例的承重索也可 以用于第二實施例，反之亦然，
在風力渦輪機葉片提升系統(tǒng)的第二實施例中，通過獨立地控制框 架117處的絞車裝置的絞車123、 125，可以對葉片到起重機吊臂10S的 距離以及葉片在水平面內的定向進行彼此獨立的控制。由絞車裝置施 加的并通過控制索113傳遞到滑輪裝置129、 131上的作用力將會通過該 滑輪裝置傳遞到向導向繩121上。在導向繩121A、 121B固定到起重機吊 臂上的位置處，通過導向繩121A、 121B將這些作用力傳遞到起重機吊 臂上。因為導向繩121A、 121B被張緊了并且基本平行于起重機吊臂延 伸，所以在橫梁119的位置處傳遞給起重機吊臂以及傳遞給起重機吊臂 底端處的絞車的力基本平行于起重機吊臂105起作用，這避免了負栽垂 直作用在起重機吊臂105上。
除了控制框架117的定向并從而控制葉片在水平面內的定向及其 與起重機吊臂的距離的方式之外，利用本發(fā)明的風力渦輪機葉片提升 系統(tǒng)的第二實施例來提升風力渦輪機的轉子葉片與利用笫一實施例來 提升渦輪機葉片是相同的。
本發(fā)明提供了在已經(jīng)將風力渦輪機的轉子葉片提離地面時使用控 制索(該控制索將提升系統(tǒng)連接到起重機吊臂)來將風力渦輪機轉子 葉片的定向控制在基本水平位置的可能性.以與風力渦輪機葉片擱在 地面上被裝配到提升設備時相同的基本水平定向來提升風力渦輪機葉 片的特征是有益的，因為這消除了翻轉葉片的任何需要。當葉片已經(jīng) 被提離地面時，使用將提升系統(tǒng)連接到起重機吊臂上的控制索來將葉 片的定向控制在基本水平位置上的特征是有益的，因為其消除了需要 一群人員站在地平面上并且設法使用長繩來控制定向。當根據(jù)本發(fā)明來安裝葉片時，起重機操作員可以從一個控制地點來控制提升高度和 葉片的定向。
權利要求
1.一種利用起重機吊臂(5、105)將風力渦輪機葉片(3)安裝到風力渦輪機輪轂(1)上的方法，其中，當葉片(3)被提離地面和安裝到轉子輪轂(1)上時，葉片(3)的定向保持基本水平，其特征在于除了用于承載葉片重量的至少一條承重索(15、115)之外，還使用絞車裝置(11、123、125)和至少一條控制索(13、113)來控制葉片(3)的定向。
2. 如權利要求l所述的方法，其特征在于 除了用于承栽所述葉片重量的所述至少一條承重索(15)之外，還使用控制索(13)保持所述葉片(3)的定向基本水平和/或控制所 述葉片(3)在基本水平面內的定向，其中，該控制索(13)經(jīng)由所述起 重機吊臂(5)將所述葉片(3)連接到絞車裝置(11)上。
3. 如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法包括步驟a) 利用搬運風力渦輪機葉片(3)的提升系統(tǒng)提升至少一個風力 渦輪機葉片(3)，其中，所述至少一個風力渦輪機葉片(3)定向成 基本水平的位置，所述提升系統(tǒng)使用了提升設備(9)，該提升設備(9) 設計成能夠附著到所述風力渦輪機葉片(3)上，所述控制索(13)和 至少一條承重索(15)連接到該提升設備上；b) 當所述至少一個風力渦輪機葉片(3)已被提離地面時，使用 所述控制索(13)將所述至少一個風力渦輪機葉片(3)的定向控制在 基本水平的位置中；和c) 將處在基本水平位置中的所述至少一個風力渦輪機葉片(3 ) 固定到所述風力渦輪機輪轂(1)上。
4. 如權利要求3所述的方法，其特征在于，還包括作為在前步驟 的步驟利用所述提升系統(tǒng)將風力渦輪機輪轂(1)提升到風力渦輪機的機 艙(33)處并且將所迷輪轂(1)安裝到機艙(33)上，或者利用所述 提升系統(tǒng)將所述風力渦輪機輪轂(1)和機艙(33) —起提升并且將包 括所述輪轂(1)的機輪(33)安裝到風力渦輪機塔架(35)上。
5. 如前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于使用至少 兩條控制索(13)，所述至少兩條控制索(13)能夠相對于彼此獨立地受控.
6. 如前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于當提升所 述葉片(3)時使所述控制索(13)保持預張緊。
7. 如權利要求l所述的方法，其特征在于使用位于提升設備(109 )處的絞車裝置(l23、 I")和至少一條 控制索(113)來控制所述葉片(3)離起重機吊臂(105)的距離和/ 或所述葉片(3)在水平面內的定向，該提升設備(109)被設計成能 夠附著到所述風力渦輪機葉片(3)上，所述至少一條控制索能夠由所 述絞車裝置(123、 l")來控制。
8. 如權利要求7所述的方法，其特征在于使用具有至少第一絞車(123)和第二絞車(125 )的絞車裝置(l23、 125)來控制所述的至少一條控制索(113)，其中，通過笫一絞車(123) 來控制葉片(3)離起重機吊臂(105)的距離，通過笫二絞車(125) 來控制所述葉片(3)在水平面內的定向.
9. 如權利要求8所述的方法，其特征在于-使用具有自由長度的控制索(113),該自由長度具有至少笫一 分支(113A )和第二分支(113B )，第一分支(113A )包括控制索(113 ) 的笫一部分，第二分支(113B)包括控制索(113)的笫二部分，該控 制索的兩條分支都直接或間接地連接到所述起重機吊臂(105)上；-通過笫一絞車(123)控制該控制索(113)的所述自由長度，和-通過第二絞車(125)控制該控制索(113)的自由長度到笫一 部分和第二部分的分配。
10. —種風力渦輪機葉片提升系統(tǒng)，包括具有框架(17、 117)的 提升設備(9、 109)、起重機吊臂(5、 105)、絞車裝置(11、 123、 125)和至少一條控制索(13、 113)，該框架設計成能夠連接到風力 渦輪機葉片(3)，該至少一條控制索延伸至所述絞車裝置(11、 123、 125)，以便在葉片已被提離地面時控制所述葉片的定向基本水平和/ 或控制所述葉片(3)在基本水平面內的定向.
11. 如權利要求10所述的風力渦輪機葉片提升系統(tǒng)，其中所述 控制索(13)從所述提升設備(9)經(jīng)由所述起重機吊臂(5)延伸到 所述絞車裝置(11),
12. 如權利要求ll所述的風力渦輪機葉片提升系統(tǒng)，其中所述 絞車裝置(11)位于所述起重機吊臂(5)的底端(6)處.
13. 如權利要求11或12所述的風力渦輪機葉片提升系統(tǒng)，其中 所述控制索(13)從所述提升設備(9)延伸至處于起重機吊臂(5) 處的滑輪(27)，并且從該滑輪處延伸至所述絞車裝置(11).
14. 如權利要求13所述的風力渦輪機葉片提升系統(tǒng)，其中所述 滑輪(27)能夠相對于所述起重機吊臂(5)移動.
15. 如權利要求11到14中任一項所述的風力渦輪機葉片提升系統(tǒng)， 其中所述絞車裝置包括用于至少兩條控制索(13)的至少兩個可獨 立控制的絞車(11)。
16. 如權利要求11到15中任一項所述的風力渦輪機葉片提升系統(tǒng)，還包括張緊裝置，該張緊裝置作用在所述絞車裝置(11)上或者作用 在所述控制索(13 )上以便在提升過程期間保持張緊所述控制索(13 )。
17. 如權利要求16所述的風力渦輪機葉片提升系統(tǒng)，其中所述 張緊裝置包括控制裝置，該控制裝置作用在所述控制索(13)上以便 允許由所述控制索(13)的張緊量來控制葉片的水平定向，
18. 如權利要求10所述的風力渦輪機葉片提升系統(tǒng)，其中所述 絞車裝置(123、 125)定位在所述提升設備(109)處，
19. 如權利要求18所述的風力渦輪機葉片提升系統(tǒng)，其中至少 一條繩索(121A、 121B)從所述吊臂(105)的頂端延伸到該吊臂的底 端，所述控制索(113)連接到該至少一條繩索(1HA、 U1B)上，
20. 如權利要求19所述的風力渦輪機葉片提升系統(tǒng)，其中所述 的至少一條控制索(113)借助于滑輪(129A、 131A、 129B、 131B)連 接到所述的至少一條繩索(121A、 121B)上.
21. 如權利要求18到20中任一項所述的風力渦輪機葉片提升系統(tǒng)， -其包括具有自由長度的至少一條控制索(113)，該自由長度具有至少笫一分支(113A)和第二分支(113B),第一分支(113A)包 括控制索(113)的第一部分，第二分支(113B)包括控制索(113) 的第二部分，該控制索的兩條分支都直接或間接地連接到所述起重機 吊臂(105)上；和-其中，所述絞車裝置(123、 125)包括至少第一絞車(123)和 第二絞車(125),笫一絞車(123)設計成作用在所述控制索(113)上用于控制該控制索的自由長度，笫二絞車(125)設計成作用在所述 控制索(113)上用于控制該控制索(113)的自由長度到笫一部分和 第二部分的分配。
22. 如權利要求21所述的風力渦輪機葉片提升系統(tǒng)，其中所述 控制索(113)包括連接到第一絞車(123)上的端部和纏繞在笫二絞 車(125)上的中間部分，
23. 如權利要求21或22所述的風力渦輪機葉片提升系統(tǒng)，其中 笫一繩索(121A)和第二繩索(121B)從所述吊臂(105)的頂端延伸 到其底端，所述控制索(113)的第一分支(113A)和笫二分支(113B)分別連接到第一繩索(inA)和笫二繩索(inB)上.
24. 如權利要求23所述的風力渦輪機葉片提升系統(tǒng)，其中所述 控制索(113)的第一分支(113A)和第二分支(113B)借助于滑輪(129A、 131A、 129B、 131B)分別連接到第一繩索(121A)和第二繩索(121B) 上。
25. 如權利要求l8到24中任一項所述的風力渦輪機葉片提升系統(tǒng)， 所述的至少一條控制索(113)基本在水平面內延伸.
全文摘要
本發(fā)明提供了一種利用起重機吊臂(5)將風力渦輪機的葉片(3)安裝到風力渦輪機的輪轂(1)上的方法。當將葉片(3)提離地面并安裝到轉子輪轂(1)上時使葉片(3)的定向保持基本水平。除了用于承載葉片重量的至少一條承重索(15)之外，還使用控制索(13)使所述葉片(3)的定向保持基本水平，該控制索經(jīng)由起重機吊臂(5)將葉片(3)連接到絞車裝置(11)上。
文檔編號B66C1/42GK101541660SQ200780043498
公開日2009年9月23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H·F·林德魯普, J·莫勒 申請人:西門子公司