用于運(yùn)輸和存儲至少兩個風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種運(yùn)輸或存儲風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的方法、以及一種用于運(yùn)輸包括第一風(fēng)力渦輪機(jī)葉片和第二風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的至少兩個風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的運(yùn)輸和存儲系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]用于由風(fēng)產(chǎn)生電力的水平軸風(fēng)力渦輪機(jī)的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片可為相當(dāng)大的，并且現(xiàn)今可以長度超過70米且寬度超過4米。葉片典型地由纖維增強(qiáng)聚合物材料制成，并包括迎風(fēng)殼體部分和背風(fēng)殼體部分。由于這些大型轉(zhuǎn)子葉片的尺寸和脆性，因而在運(yùn)輸過程中以及在裝載和卸載過程中，這些葉片可損壞。這些損壞可使葉片的性能嚴(yán)重地劣化。因此，需要仔細(xì)地封裝葉片，以確保不損壞葉片。
[0003]然而，由于現(xiàn)代風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的長度增加，因而運(yùn)輸葉片逐漸變得愈加復(fù)雜和昂貴。運(yùn)輸成本達(dá)到用于制造、運(yùn)輸和安裝風(fēng)力渦輪機(jī)葉片于風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的轉(zhuǎn)子上的總成本的20%并非是罕見的。并且，一些葉片通過諸如卡車、火車和輪船等不同運(yùn)輸方式運(yùn)輸?shù)窖b配現(xiàn)場。這些運(yùn)輸方式中的一些可對大型載荷、最大高度、最大寬度、運(yùn)輸框架或支撐裝置之間的最大間距一一例如地方性法規(guī)所規(guī)定的那些一一有限制。因此，存在提供適于多種類型的運(yùn)輸裝置的運(yùn)輸解決方案的邏輯問題。
[0004]總之，需要使運(yùn)輸解決方案更簡單、更安全和更廉價。現(xiàn)有技術(shù)示出利用單一容器或其它封裝系統(tǒng)來運(yùn)輸多于一個轉(zhuǎn)子葉片的多種解決方案，這是降低運(yùn)輸成本的顯見方法。然而，前述限制和限定可增加利用同一封裝系統(tǒng)運(yùn)輸多個葉片的困難。
[0005]EP1387802揭示一種用于運(yùn)輸兩個直式風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的方法和系統(tǒng)，其中第一葉片的根部端部設(shè)置在第一封裝框架內(nèi)，第二相鄰葉片的尖部端部設(shè)置在緊鄰設(shè)置并連接到第一封裝框架的第二封裝框架內(nèi)，其效果是這些葉片以“尖部對根部(tip-to-root)”的配置彼此并排且緊湊地存儲。然而，在這種運(yùn)輸系統(tǒng)中，尖部端部框架在葉片的恰好尖部處支撐葉片，而葉片在該處在機(jī)械方面最為脆弱。進(jìn)一步地，封裝框架設(shè)置在根部端面和葉片尖部處。因此，封裝框架之間的間距大約等于葉片長度。對于45米或更長的很長葉片而言，由于運(yùn)輸方面的地方性法規(guī)和限制，這可能是不可行的。
[0006]因此，本發(fā)明的目的是獲得一種用于存儲和運(yùn)輸多個風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的新方法和系統(tǒng)，其克服或緩解現(xiàn)有技術(shù)的缺點中的至少一個，或者提供一種有用的選擇。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因此，提供一種用于具有根部端部運(yùn)輸框架和尖部端部運(yùn)輸框架的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的運(yùn)輸系統(tǒng)，所述框架是能堆疊的，其中所述框架設(shè)置成使得根部端部運(yùn)輸框架和連續(xù)堆疊的尖部端部運(yùn)輸框架中的至少一部分將與由所述根部端部運(yùn)輸框架支撐的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的根部端部直徑交疊，且其中根部端部運(yùn)輸框架設(shè)置成使得被支撐的預(yù)彎曲或曲線(swept)葉片的尖部端部將與地面間隔開。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種用于運(yùn)輸或存儲至少兩個風(fēng)力渦輪機(jī)葉片并包括第一風(fēng)力渦輪機(jī)葉片和第二風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的方法，所述風(fēng)力渦輪機(jī)葉片各自均具有根部端部和尖部端部，其中所述方法包括步驟:a)放置第一風(fēng)力渦輪機(jī)葉片，使得第一風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的尖部端部沿第一方向指向山)將第二風(fēng)力渦輪機(jī)葉片放置到與第一風(fēng)力渦輪機(jī)葉片相鄰并且緊鄰之處，使得第二風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的尖部端部沿第二方向指向，第二方向與第一方向大體相反。根據(jù)第一方面，第二風(fēng)力渦輪機(jī)葉片在步驟b)中設(shè)置為使得第二風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的尖部端部延伸超出第一風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的根部端部。第一風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的尖部端部也可延伸超出第二風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的根部端部。如果第一風(fēng)力渦輪機(jī)葉片和第二風(fēng)力渦輪機(jī)葉片具有相同長度，則這將必然是這樣情況。
[0009]因此，清楚的是兩個風(fēng)力渦輪機(jī)葉片設(shè)置成彼此大體平行并沿相反方向定向。由于葉片的厚度典型地從根部端部向尖部端部減小，因此葉片可借助于新的“尖部對根部”的布局并借由具有相對小的組合橫截面的框架設(shè)置在彼此的頂部上。進(jìn)一步地，與用于支撐第一風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的根部和第二葉片的尖部部分的共用框架組件情況相比，新的設(shè)置確保了第二風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的尖部端部部分可在更遠(yuǎn)離尖部端部之處受到支撐。因此，可在葉片比恰在尖部端部處而言機(jī)械性能更強(qiáng)的位置，尖部端部部分受到支撐。
[0010]另外，新的運(yùn)輸布局確保了框架組件可設(shè)置成在縱向上彼此更接近，由此能夠遵守可對用于運(yùn)輸?shù)闹慰蚣苤g的最大距離加以限制的地方性法規(guī)。
[0011]根據(jù)一有利實施方式，在步驟a)和步驟b)中第一風(fēng)力渦輪機(jī)葉片和第二風(fēng)力渦輪機(jī)葉片堆疊到彼此的頂部上，即，使得第二風(fēng)力渦輪機(jī)葉片設(shè)置在第一風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的上方。有利地，第一風(fēng)力渦輪機(jī)葉片和第二風(fēng)力渦輪機(jī)葉片設(shè)置成使得它們相應(yīng)的尖部端部的弦平面大體水平設(shè)置。通過“大體水平”意味著弦平面可在相對于水平線而言直到+/-25度內(nèi)變化。
[0012]在一優(yōu)選實施方式中，葉片設(shè)置成使得葉片的迎風(fēng)面(壓力面)大體面朝下。
[0013]根據(jù)一替代性實施方式，在步驟a)和步驟b)中第一風(fēng)力渦輪機(jī)葉片和第二風(fēng)力渦輪機(jī)葉片并排堆疊。在這種實施方式中，第一風(fēng)力渦輪機(jī)葉片和第二風(fēng)力渦輪機(jī)葉片可有利地設(shè)置成使得它們相應(yīng)的尖部端部的弦平面大體豎向地設(shè)置。因此，葉片可例如設(shè)置成使得它們借助于面向上的容座在它們的前緣處(其與后緣處相比機(jī)械性能更強(qiáng))受到支撐。
[0014]在用于存儲多于兩個葉片的堆疊系統(tǒng)中，也可以水平地并且豎向地堆疊葉片，即，呈堆疊陣列形式。
[0015]該方法有利地涉及運(yùn)輸和存儲具有至少40米、或至少45米、或甚至至少50米長度的葉片長度的葉片。葉片可預(yù)彎曲，使得當(dāng)以非加載狀態(tài)安裝到迎風(fēng)構(gòu)造的水平風(fēng)力渦輪機(jī)上時，它們將向前彎曲到轉(zhuǎn)子平面外，使得尖部至塔架的容隙增加。
[0016]第一和第二風(fēng)力渦輪機(jī)葉片可被預(yù)彎曲。這種預(yù)彎曲葉片可設(shè)置在尖部端部框架和根部端部框架中，使得在運(yùn)輸中它們可略微或完全變直，例如本申請人申請的W005005286中所示出的。然而，葉片不需要被強(qiáng)制性地變直。由于葉片在端部附近受到支撐且葉片設(shè)置有面向下的迎風(fēng)面，因此由于作用于葉片中間部位的重力，葉片的自身重量可使葉片變直。
[0017]根據(jù)一優(yōu)選實施方式，第一風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的根部端部設(shè)置在第一根部端部框架內(nèi)，第二風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的根部端部設(shè)置在第二根部端部框架內(nèi)，第一風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的尖部端部設(shè)置在第一尖部端部框架內(nèi)，以及第二風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的尖部端部設(shè)置在第二尖部端部框架內(nèi)。尖部端部框架優(yōu)選地包括用于支撐尖部端部部分的容座。因此，第一尖部端部框架包括第一尖部端部容座，且第二尖部端部框架包括第二尖部端部容座。根據(jù)特定的解決方案，容座可例如支撐葉片的壓力面，或者替代地支撐葉片的前緣。然而，原理上，容座也可支撐葉片的吸入面或甚至葉片的后緣?？蚣鼙旧砜捎米魈嵘ぞ撸沟脙蓚€或更多葉片可被一次性提升，而不會對葉片施加壓力。
[0018]在一特別有利實施方式中，第二尖部端部框架連接一一可選地以可拆卸方式連接一一至第一根部端部框架，且第一尖部端部框架連接一一可選地以可拆卸方式連接一一至第二根部端部框架。因此，清楚的是，這些框架可構(gòu)造為包括根部端部框架和尖部端部框架(或容座)二者的一體解決方案，或者構(gòu)造為用于根部和尖部的分體的框架。后一解決方案具有如下優(yōu)點，即僅通過從根部端部框架拆卸下尖部端部框架，第二葉片就可更容易地與第一葉片脫離。
[0019]在另一實施方式中，將葉片連接到或固定到框架中的根部端部框架和尖部端部框架的連接部分可鉸接到框架本身。這可例如對根部以如下方式來實現(xiàn)，即通過將板連接到與框架鉸接地連接的葉片的根部。相似地，這可以如下方式來實現(xiàn)，即通過使尖部端部容座鉸接地連接到尖部端部框架。這些實施方式具有這樣的優(yōu)點，即減輕若非這樣就會在運(yùn)輸過程中由于葉片偏斜等引入框架或葉片的載荷。
[0020]在另一有利實施方式中，第一根部端部框架和/或第二根部端部框架是適于附接到風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的根部端面的根部端部托架。這提供特別簡單的解決方案，其中框架或托架可附接到例如葉片的根部端板，而無需支撐葉片外部。因此，可更容易地避免對葉片外表面的外部損壞。尖部端部框架(具有容座)可附接到托架，使得當(dāng)葉片插入尖部端部框架(以及容座)內(nèi)時，尖部端部延伸超出托架。
[0021]在又另一有利實施方式中，第一根部端部框架和第二尖部端部框架以L形或T形構(gòu)造連接，使得L形或T形構(gòu)造的基部附接到第一風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的根部端部，且L形或T形構(gòu)造的橫向延伸框架部分(或末端)支撐第二風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的尖部端部的縱向部分。相同情況也可適用于第二根部端部框架和第一尖部端部框架。有利地，L形或T形構(gòu)造形成為使得基部是附接到第一葉片的根部端面的根部端面托架，且橫向延伸框架部分支撐第二葉片的尖部〗而部部分。
[0022]框架連接設(shè)置為使得L形或T形構(gòu)造的基部豎向地設(shè)置。橫向延伸框架部分可設(shè)置為使得它自基部的頂部或底部延伸。在這種構(gòu)造中，第二風(fēng)力渦輪機(jī)葉片設(shè)置在第一風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的頂部上。因此，末端或橫向延伸框架部分可支撐位于面向上的容座內(nèi)的葉片的吸入面的一部分或壓力面。替代地，末端可自基部的側(cè)面延伸。在這種構(gòu)造中，葉片并排設(shè)置，且末端或橫向延伸框架部分可支撐位于面向上的容座內(nèi)的葉片的前緣的一部分或后緣。
[0023]如果葉片設(shè)置成使得兩個葉片都以前緣面下方(在并排配置中)或以迎風(fēng)殼體部分面向下方(在豎向堆疊配置中)，則清楚的是，兩個框架組件的橫向延伸框架部分與基部框架相比必須相反地設(shè)置。因此，兩個框架組件具有略微不同的構(gòu)造。
[0024]L形或T形框架組件具有如下優(yōu)點，即橫向延伸框架支撐尖部部分的大部分，因此更好地減輕了載荷，并且也可以使尖部部分的延伸超出根部端部框架的必需外延部分最小化。
[0025]在一個實施方式中，橫向延伸框架部分的縱向范圍是至少I米、有利地為至少1.5米、更有利地為至少2米。葉片的尖部端部的縱向部分沿著整個部分被支撐，或者它可在L形或T形框架組件的末端范圍內(nèi)的多個離散部分處被支撐。
[0026]作為L形或T形框架組件的替代選擇，根部端部框架和尖部端部框架可大體在相同平面內(nèi)設(shè)置。
[0027]有利地，多個第一風(fēng)力渦輪機(jī)葉片和第二風(fēng)力渦輪機(jī)葉片以陣列形式放置，其中風(fēng)力渦輪機(jī)葉片各自均包括限定葉片最大弦的臺肩，以及其中葉片設(shè)置成使得最大弦相對于水平面形成20和75度之間的角，有利地為22和73度之間的角。甚至更有利地，最大弦相對于水平面形成15和35度之間的角，有利地為20和30度之間的角。清楚的是，這種堆疊方法可對根部端部和尖部端部沿相同方向設(shè)置的并排堆疊葉片的任何構(gòu)造都是有利的。在一優(yōu)選實施方式中，是葉片的根部端部相對于水平面在15和35度之間轉(zhuǎn)動，有利地在20和30度之間轉(zhuǎn)動。該角度可例如由在葉片的根部端部處的迎風(fēng)殼體部分和背風(fēng)殼體部分之間的粘接線限定。在這種設(shè)置中，位于堆疊陣列中的葉片可設(shè)置成使得它們以一個葉片的臺肩部分地延伸于相鄰葉片上的方式略微交疊，使得一個葉片在臺肩附近的迎風(fēng)面向下面向相鄰葉片的前緣附近的背風(fēng)面。因此，可以在具有與根部直徑對應(yīng)或僅略微更大的寬度的框架內(nèi)堆疊葉片，即使臺肩的弦長超過該直徑也是如此。
[0028]在另一個實施方式中，在第一風(fēng)力渦輪機(jī)葉片和第二風(fēng)力渦輪機(jī)葉片之間設(shè)置中間保護(hù)構(gòu)件。中間保護(hù)構(gòu)件優(yōu)選地設(shè)置在第一根部端部框架和第二根部端部框架之間的縱向位置處。有利地，中間保護(hù)構(gòu)件設(shè)置在尖部端部框架附近，以對風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的尖部端部部分提供附加支撐。中間保護(hù)構(gòu)件防止葉片因彎曲而損壞或防止葉片彼此碰撞。在葉片堆疊在彼此頂部上時，中間保護(hù)構(gòu)件特別有利。在這種設(shè)置中，中間保護(hù)構(gòu)件可用作支撐一個葉片的附加尖部端部部分的支撐裝置，并可將載荷從上部葉片的尖部端部傳遞到下部葉片的機(jī)械性能更強(qiáng)的根部區(qū)域。附加保護(hù)構(gòu)件可