專利名稱：現(xiàn)場架設(shè)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將轉(zhuǎn)子葉片現(xiàn)場安裝到一個風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的轉(zhuǎn)子輪轂上的方法。
背景技術(shù)：
這種方法業(yè)已公知，并且避免在將轉(zhuǎn)子在地面上配裝到轉(zhuǎn)子輪轂上產(chǎn)生的并且在將轉(zhuǎn)子安裝到風(fēng)力發(fā)電設(shè)備上時與后續(xù)工序相關(guān)的問題。例如，這樣一種裝配過程在2000年1月出版的Windkraft雜志第13頁(Windkraft-Journal，edition 1/2000，page 13)上有所描述。
從所述內(nèi)容可見，首先將帶有轉(zhuǎn)子輪轂的吊艙安裝到鐵塔的頂端。然后通過一個起重機將轉(zhuǎn)子葉片吊起，現(xiàn)場裝配到該轉(zhuǎn)子輪轂上。
但是上述公知的方法具有如下缺陷，即，當安裝第一個轉(zhuǎn)子葉片之后，由于葉片的單側(cè)載荷而業(yè)已存在相當大的不平衡，并且，當轉(zhuǎn)子輪轂進一步轉(zhuǎn)動到下一個葉片的安裝位置時，上述不平衡會在整個機械輪系上產(chǎn)生相當大的需要克服的扭矩，并使其部件承受一個很大的應(yīng)力。
當轉(zhuǎn)配完第二個葉片之后，例如在裝配三葉片轉(zhuǎn)子的情況下，那個載荷會進一步增加。在那種情況下產(chǎn)生的力矩會帶來損害或降低部件的使用壽命，特別是機械驅(qū)動輪系的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是為了避免現(xiàn)場安裝轉(zhuǎn)子葉片的時候的高扭矩。
根據(jù)本發(fā)明，上述目的可由權(quán)利要求1的特征所提出的方法來實現(xiàn)。其優(yōu)點進一步的改進描述在其從屬權(quán)利要求中。另外，上述目的可通過使用具有權(quán)利要求4所提出的特征的配重來實現(xiàn)。并且，上述目的可以根據(jù)權(quán)利要求5所設(shè)計的一種配重來實現(xiàn)。該目的進一步還可以通過具有權(quán)利要求12的特征的一種風(fēng)力發(fā)電設(shè)備來實現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明的方法和根據(jù)本發(fā)明所提出的特征提出，在轉(zhuǎn)子輪轂區(qū)域上的不平衡甚至在架設(shè)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備開始的時候就可以降低或者避免了。由此，在將轉(zhuǎn)子葉片安裝到轉(zhuǎn)子輪轂上的時候，特別是在還沒有完全配裝有轉(zhuǎn)子葉片的轉(zhuǎn)子輪轂轉(zhuǎn)動的時候，僅僅考慮在轉(zhuǎn)子輪轂最大尺寸上所產(chǎn)生的力矩。那樣一來就可以確實避免裝置的部件—例如軸承以及發(fā)電機(其通常在安裝過程中用于轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子輪轂)—受到損害。
為了在安裝轉(zhuǎn)子葉片的過程中避免轉(zhuǎn)子輪轂不必要的轉(zhuǎn)動，特別是在除去配重之后以及在裝配轉(zhuǎn)子葉片之前，轉(zhuǎn)子輪轂通過一個剛性的鎖止裝置固定到位。該剛性鎖止裝置還承受著替換過程中產(chǎn)生的扭矩。在這個方面，所使用的配重特別適于固定到風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的轉(zhuǎn)子輪轂上，并且其最大質(zhì)量相應(yīng)于單個轉(zhuǎn)子葉片的質(zhì)量。
為了產(chǎn)生一個相應(yīng)于一個轉(zhuǎn)子葉片所產(chǎn)生的扭矩的扭矩，如果在該配重的質(zhì)量為該轉(zhuǎn)子葉片的質(zhì)量，必需有一個長度相應(yīng)于轉(zhuǎn)子葉片重心到轉(zhuǎn)子輪轂距離的杠桿臂。
在特別優(yōu)選的特征，根據(jù)本發(fā)明的配重包括一個質(zhì)量體和一個杠桿臂，該質(zhì)量體可沿該杠桿臂移動。通過這種方法，就可以通過改變該杠桿臂的有效長度，也就是改變該轉(zhuǎn)子輪轂和該質(zhì)量體之間的距離，來改變由配重作用在該轉(zhuǎn)子輪轂上的扭矩。
在本發(fā)明的另一個實施例中，該質(zhì)量體最好由一個或多個單獨的物體組成。這些單獨的物體每個都具有預(yù)定的質(zhì)量并且可相互布置成一排。這種質(zhì)量體的結(jié)構(gòu)表明其質(zhì)量可以通過簡單的方式來改變。另外，該質(zhì)量體的重心可通過單個物體相互布置成一排來改變，并且該杠桿臂的長度也可因此而改變。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選的改進中，該配重的質(zhì)量大約等于一個轉(zhuǎn)子葉片質(zhì)量的一半。通過這種方式，其仍然足以補償在轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子輪轂過程中所產(chǎn)生的力矩，同時，這一方面縮小了結(jié)構(gòu)，另一方面易于運輸。
在本發(fā)明的一個特別優(yōu)選的改進中，每個配重至少具有一個支撐眼環(huán)(eye)，其特別可以通過一個吊車來操作和保持。通過這種布置，該配重就可以在從轉(zhuǎn)子輪轂上拆下之后被固定保持，并且在轉(zhuǎn)子葉片被吊起到轉(zhuǎn)子輪轂用于安裝過程之前放到地上。


下面參照附圖對本發(fā)明的一個實施例進行詳細說明，其中圖1是本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的上部正視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的一種配重的簡化圖；圖3a-3d顯示是根據(jù)本發(fā)明的方法中所涉及的過程；圖4顯示的是根據(jù)本發(fā)明的一種配重的簡化的內(nèi)部視圖；圖5顯示的是多個配重的一部分。
具體實施例方式
圖1示出一個鐵塔10的上部，其頂端布置有一個吊艙12，其中布置有容納風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的所有機械活動部件的機械托架。在(機械托架的)吊艙12中央布置有一個轉(zhuǎn)子輪轂14，其上可以通過法蘭盤連接的方式將轉(zhuǎn)子葉片16裝配在該輪轂上。所示轉(zhuǎn)子葉片16之一處于安裝位置。
在保持法蘭盤連接裝置上布置有配重20，其在在轉(zhuǎn)子輪轂14上施加三個轉(zhuǎn)子葉片16安裝到位時所出現(xiàn)的載荷狀態(tài)。在這種情況下，所產(chǎn)生的扭矩為零。通過這種方式，轉(zhuǎn)子輪轂14就可以轉(zhuǎn)動到一個所需的位置。配重20之一然后就可以除去并用一個轉(zhuǎn)子葉片16來代替。其結(jié)果是，載荷狀態(tài)仍保持未發(fā)生改變，這樣一來，進一步轉(zhuǎn)動并用一個轉(zhuǎn)子葉片16來替換剩下的配重20也不會存在任何問題了。
為了防止在替換過程中轉(zhuǎn)子輪轂14不必要的轉(zhuǎn)動，并且為了支撐替換過程中產(chǎn)生的扭矩，轉(zhuǎn)子輪轂可以通過一個鎖止裝置(未示出)將其鎖定在所需的位置。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的一種配重20。此配重20基本上橫截面為圓柱形。在該配重20的一側(cè)布置有一個雙頭螺栓22，其可以在轉(zhuǎn)子輪轂和該配重20之間形成連接關(guān)系。在根據(jù)本發(fā)明的配重20上還顯示出了一個眼環(huán)24，一方面允許在運輸?shù)臅r候便于操作，另一方面在將其吊裝到轉(zhuǎn)子輪轂14上以及從轉(zhuǎn)子輪轂14上拆下的時候便于操作。
因此，根據(jù)本發(fā)明的方法，轉(zhuǎn)子輪轂14在地面上已經(jīng)裝配有3個配重20。然后轉(zhuǎn)子輪轂14通過一個起重機(未示出)運送到安裝現(xiàn)場，這樣轉(zhuǎn)子葉片16就可以在現(xiàn)場安裝以替換配重20了。
圖3a-3d以簡化方式示出了根據(jù)本發(fā)明的方法中所涉及的過程。
圖3a顯示的是轉(zhuǎn)子輪轂14具有3個配重20。在此狀態(tài)，配重20之一處于橫向位置(在3點鐘位置)。
根據(jù)本發(fā)明的方法，轉(zhuǎn)子輪轂14現(xiàn)在已經(jīng)閉鎖到位，因此就防止了輪轂的轉(zhuǎn)動而偏離該位置。然后將橫向位置的配重20從轉(zhuǎn)子輪轂14上脫開并拆下，并在其位置將一個轉(zhuǎn)子葉片16裝配到該轉(zhuǎn)子輪轂14上。
這顯示在圖3b中，其中橫向位置的轉(zhuǎn)子輪轂16替換了配重20。如果現(xiàn)在將鎖止裝置脫開，以準備進行安裝下一個轉(zhuǎn)子葉片16所涉及的操作，轉(zhuǎn)子輪轂14上的載荷狀態(tài)也不會發(fā)生改變。由此，轉(zhuǎn)子輪轂14可以進一步轉(zhuǎn)動，直到下一個配重20位于橫向位置(在3點鐘位置)為止。然后轉(zhuǎn)子輪轂再一次被鎖住，并重復(fù)替換配重20和轉(zhuǎn)子葉片16的操作。進一步的替換過程的結(jié)果顯示在圖3c中。
現(xiàn)在載荷狀態(tài)還是沒有改變，因此可以再次重復(fù)這種操作。
圖3示出在結(jié)束本發(fā)明的方法之后，所有的轉(zhuǎn)子葉片16都安裝到轉(zhuǎn)子輪轂14上的轉(zhuǎn)子。
根據(jù)本發(fā)明的這種方法表明，在轉(zhuǎn)子輪轂14上，僅僅在設(shè)計的時候在轉(zhuǎn)子輪轂和整個驅(qū)動輪系上曾經(jīng)存在力矩。如果3個力矩相等，則獲得的力矩總是等于零。
圖4示出根據(jù)本發(fā)明的一種配重20的內(nèi)部簡化視圖。在該方面，配重20為一橢圓形部分。在該配重20內(nèi)布置有一個杠桿臂26，其上可滑動的布置有一個質(zhì)量體23。該配重20可以設(shè)計成在配重20的左手側(cè)布置有固定裝置(這些并沒有顯示在圖中)。
根據(jù)本發(fā)明，該質(zhì)量體20可以沿著杠桿臂26移動，使得在此附圖中由附圖標記21表示的、從配重20的左手端測量所得的質(zhì)量體23的重心的距離可以改變。那個由附圖標記21表示的距離乃是一個有效杠桿臂，通過它質(zhì)量體23作用在轉(zhuǎn)子輪轂(未示出)上并產(chǎn)生一個力矩。
在質(zhì)量體的質(zhì)量沒有改變的情況下，由配重20所產(chǎn)生的力矩由此可以變化。
應(yīng)明白，本領(lǐng)域技術(shù)人員知曉將質(zhì)量體23固定在所需位置上的裝置，例如，通過止動器的形式或其它合適的保持件，并且這種裝置在此附圖中沒有特意顯示出來。但是根據(jù)本發(fā)明，配重20隨著轉(zhuǎn)子輪轂14一起轉(zhuǎn)動，因此應(yīng)當可靠的防止質(zhì)量體23沿杠桿臂26的移動。
圖5示出質(zhì)量體一種變形形式。此圖中示出了多個單獨的配重28，其可以通過排列成一排來組合在一起而組成一個質(zhì)量體。以這種方式將單個配重28彼此排列成一排，可以在預(yù)定的階段變型出(adapt)質(zhì)量體23所需的質(zhì)量，并且因此可以提供另一種可行的方法來改變通過配重20施加的扭矩。
權(quán)利要求
1.一種現(xiàn)場組裝風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的方法，包括一個在其上支撐著一個機械托架的鐵塔，該機械托架具有一個用于轉(zhuǎn)子的接收裝置，其中該轉(zhuǎn)子包括一個輪轂，該輪轂至少具有一個用于接收至少一個轉(zhuǎn)子葉片的法蘭盤，其特征在于如下步驟將一個配重(20)可拆卸地安裝到該轉(zhuǎn)子輪轂(14)的至少一個法蘭盤上；將該轉(zhuǎn)子輪轂(14)裝配到該機械托架上；將該轉(zhuǎn)子輪轂(14)定位在一個預(yù)定位置；以及通過除去該配重(20)并然后將一個轉(zhuǎn)子葉片(16)安裝到該轉(zhuǎn)子輪轂(14)上，來將布置到該轉(zhuǎn)子輪轂上的配重(20)用轉(zhuǎn)子葉片替換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，配重(20)分布在該轉(zhuǎn)子輪轂(14)的所有為固定轉(zhuǎn)子葉片而設(shè)置的法蘭盤上。
3.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，至少在安裝轉(zhuǎn)子葉片(16)的操作過程中，該轉(zhuǎn)子輪轂(14)通過一個鎖止裝置固定到位。
4.使用配重(20)作為平衡配重，用于可拆卸地固定到風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的轉(zhuǎn)子輪轂(14)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的配重，其特征在于，該平衡配重包括一個質(zhì)量體(23)和一個杠桿臂(26)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的配重，其特征在于，該質(zhì)量體(23)和該杠桿臂(26)的尺寸使得該配重在該輪轂(14)上施加一個預(yù)定的力矩，該力矩特別是大約相應(yīng)于一個轉(zhuǎn)子葉片(16)施加到該輪轂上的力矩。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的配重，其特征在于，該杠桿臂(26)的有效長度相應(yīng)于該轉(zhuǎn)子葉片(16)的重心到該輪轂(14)的距離和/或該質(zhì)量體(23)的質(zhì)量相應(yīng)于該轉(zhuǎn)子葉片(16)的質(zhì)量。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的配重，其特征在于，該質(zhì)量體(23)和該杠桿臂(26)的尺寸使得該平衡配重在該輪轂(14)上施加一個預(yù)定的力矩，該力矩特別是大約相應(yīng)于一個轉(zhuǎn)子葉片(16)施加到該輪轂上的力矩的一半。
9.根據(jù)權(quán)利要求5至8中任一項所述的配重，其特征在于，該質(zhì)量體(23)由一個或多個單獨的物體(28)組成。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的配重，其特征在于，該杠桿臂(26)具有用于固定到該轉(zhuǎn)子輪轂(14)的法蘭盤上的適當?shù)难b置。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的配重，其特征在于，在至少一個單獨的物體(28)具有用于固定到該轉(zhuǎn)子輪轂(14)的法蘭盤上的適當?shù)难b置，并且設(shè)置了用于將該單獨的物體(28)相互連接在一起的連接裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求5至10中任一項所述的配重，其特征在于，該質(zhì)量體(23)可沿著該杠桿臂(26)移動。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的配重，其特征在于，在該質(zhì)量體(23)和該杠桿臂(26)之間布置有一個驅(qū)動軸。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的配重，其特征在于，作為驅(qū)動軸的該杠桿臂(26)被可轉(zhuǎn)動地支撐并且可通過馬達裝置和/或手轉(zhuǎn)動，以便沿該杠桿臂(26)移動質(zhì)量體(23)。
15.根據(jù)權(quán)利要求5至14中任一項所述的配重，其特征在于，該配重至少具有一個用于運輸該配重的眼環(huán)(24)。
16.根據(jù)權(quán)利要求5至15中任一項所述的配重，其特征在于，一個外殼(30)封裝該質(zhì)量體(23)和該杠桿臂(26)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的配重，其特征在于，在該外殼(30)上至少有一個用于確定該質(zhì)量體(23)位置的作為觀察口的孔。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的配重，其特征在于，具有一排作為觀察口的孔，它們在該配重的縱向間隔開。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的配重，其特征在于，該觀察口為在該配重的縱向延伸的狹槽的形式。
20.一種風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，包括一個鐵塔，支撐在該鐵塔上的一個機械托架，一個轉(zhuǎn)子的輪轂(14)，其安裝在該機械托架上，其中該輪轂(14)具有至少一個用于接收轉(zhuǎn)子葉片(16)的法蘭盤，在該法蘭盤上可拆卸地安裝配重(20)，該配重優(yōu)選是根據(jù)權(quán)利要求5到19中任一項所述的可由轉(zhuǎn)子葉片(16)替換的配重。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種將轉(zhuǎn)子葉片現(xiàn)場安裝到一個風(fēng)力發(fā)裝置的轉(zhuǎn)子輪轂上的方法。為了避免在安裝轉(zhuǎn)子葉片的操作過程中風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的機械輪系中的高扭矩，根據(jù)本發(fā)明的方法包括如下步驟在該轉(zhuǎn)子輪轂的至少一個法蘭盤上施加一個配重；在安裝狀態(tài)安裝該轉(zhuǎn)子葉片；轉(zhuǎn)動該轉(zhuǎn)子輪轂，使之到達一個預(yù)定位置；通過除去所述配重并隨后將該轉(zhuǎn)子葉片安裝在該轉(zhuǎn)子輪轂上，將施加在該轉(zhuǎn)子輪轂的法蘭盤上的配重用該轉(zhuǎn)子葉片來替換。
文檔編號F03D1/06GK1551949SQ02817346
公開日2004年12月1日 申請日期2002年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月20日
發(fā)明者阿洛伊斯·沃本, 阿洛伊斯 沃本 申請人:阿洛伊斯·沃本, 阿洛伊斯 沃本