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    • 专利摘要:
    本發明提供一種風力發電設備轉子葉片(100)，其具有一轉子葉片根部(110)、一轉子葉片尖端(120)、一轉子葉片前緣(160)、一轉子葉片後緣(170)、一壓力側(140)及一吸入側(130)。該轉子葉片(100)進一步具有一轉子葉片外殼(180)，該轉子葉片外殼(180)在該壓力側及/或該吸入側中具有用於收納用於安裝或移除該轉子葉片(100)之裝卸構件(200)之至少一開口(190)。該轉子葉片(100)亦具有至少一固定單元(300)，該至少一固定單元(300)用於固定經引入穿過該至少一開口之該等裝卸構件(200)。該固定單元(300)係配置於該轉子葉片外殼(100)之在該壓力側(140)與該吸入側(130)之間的內部(150)中。
    公开号:TW201305435A
    申请号:TW101119871
    申请日:2012-06-01
    公开日:2013-02-01
    发明作者:Alexander Hoffmann
    申请人:Wobben Aloys；
    IPC主号:F01D5-00
    专利说明:
    風力發電設備轉子葉片及其安裝方法
    本發明係關於一種風力發電設備轉子葉片及其安裝方法。
    用於安裝及移除轉子葉片之各種技術為已知的。通常，藉由起重機來安裝及移除轉子葉片。出於該目的，在轉子葉片根部附近之區中及在轉子葉片尖端之區中設置裝卸構件或吊索。接著將彼等吊索固定至起重機吊鉤以便能夠輸送轉子葉片。或者，安裝轉子葉片之方法亦為已知的，其中轉子葉片具有用以收納裝卸構件之一個或兩個以上通孔。在安裝及移除風力發電設備之轉子葉片之已知方法中，通常在垂直定向位置中安裝或移除轉子葉片。
    DE 20 2010 002 679 U1展示具有用於使用於安裝轉子葉片之纜索偏轉之弓狀偏轉部件的風力發電設備之轉子葉片。
    DE 103 05 543 A1展示具有用於安裝轉子葉片之通孔的風力發電設備之轉子葉片。
    本發明之目標為提供一種准許改良之安裝及移除之風力發電設備轉子葉片。
    藉由如技術方案1之風力發電設備轉子葉片及藉由如技術方案8之方法來實現該目標。
    因此，提供一種風力發電設備轉子葉片，其具有一轉子葉片根部、一轉子葉片尖端、一轉子葉片前緣、一轉子葉片後緣、一壓力側及一吸入側。該轉子葉片進一步具有一轉子葉片外殼，該轉子葉片外殼在該壓力側及/或該吸入側中具有用於收納用於安裝或移除該轉子葉片之裝卸構件之至少一開口。該轉子葉片亦具有至少一固定單元，該至少一固定單元用於固定經引入穿過該至少一開口之裝卸構件。該固定單元係配置於該轉子葉片外殼之在該壓力側與該吸入側之間的內部中。
    根據本發明之一態樣，經引入裝卸構件之一第一末端(例如)藉由一螺栓而固定於該固定單元之一第一末端處。該固定單元之該第一末端固定至該轉子葉片之與該開口相對置的側。
    在本發明之一態樣中，在該轉子葉片外殼中在該轉子葉片之重心之區周圍設置至少三個開口。
    在本發明之一態樣中，該等裝卸構件表示GRP或CRP之軟吊索。
    在本發明之另一態樣中，該開口可在該轉子葉片之安裝已實行之後自該內部封閉。
    在本發明之另一態樣中，在該至少一開口及該等固定單元之區中，該轉子葉片外殼具有一大的大小使得一人可爬行通過。
    在本發明之另一態樣中，該固定單元具有一第一末端及一第二末端，其中在該第一末端及該第二末端處設置一各別加強板，該各別加強板係自該內部接合於該壓力側或該吸入側中或接合至該壓力側或該吸入側。
    在本發明之另一態樣中，該固定單元具有一對稱組態，且具有一第一孔及一第二孔，該第一孔及該第二孔適於收納用於固定該等裝卸構件之一末端的一螺栓。
    本發明進一步係關於一種用於安裝風力發電設備轉子葉片之方法。在此狀況下，藉由一起重機及一裝卸構件(例如，三個裝卸構件)將一第一轉子葉片提昇至該風力發電設備之吊艙(pod)，該等裝卸構件根據本發明固定至該轉子葉片內之固定單元。接著將該轉子葉片安裝至該吊艙且降低該轉子葉片，其中該三個吊索仍固定至起重機吊鉤。在經降低條件下，該轉子葉片仍藉由該起重機來固持。可接著藉由一第二起重機將一第二轉子葉片提昇至該吊艙，且安裝於該吊艙處。僅在該第二轉子葉片已完全安裝之後才移除該第一轉子葉片中之該等裝卸構件。
    本發明係關於安裝或移除(詳言之)不再處於垂直定向位置中而是處於水平定向位置中的較大轉子葉片之概念。該概念係有利的，此係因為減小了風可作用之表面積。本發明進一步係關於能夠在安裝工無須越過經安裝轉子葉片之情況下自外部釋放安裝轉子葉片所需之裝卸構件的想法，自外部釋放裝卸構件(例如)可藉助於起重機上之載人吊籃來實行。更確切而言，本發明係關於將裝卸構件固定於轉子葉片之內部中使得裝卸構件亦可在葉片之內部中再次移除之想法。可(例如)藉由螺栓來實行此情形，螺栓可在轉子葉片之安裝已實行之後移除。接著，可經由開口移除裝卸構件(例如，吊索)。出於該目的，安裝工皆不必行進至轉子葉片外部。用於固定經引入裝卸構件之固定單元較佳經調適使得其自轉子葉片之壓力側延伸至轉子葉片之吸入側。
    本發明之其他組態為附加申請專利範圍之標的物。
    在下文中參看圖式更詳細地描述藉由本發明之實例說明之優點及實施例。
    圖1展示根據第一實施例之風力發電設備轉子葉片之圖解平面圖。風力發電設備轉子葉片100具有轉子葉片根部110、轉子葉片尖端120、轉子葉片前緣160、轉子葉片後緣170、吸入側130、壓力側140、轉子葉片外殼180，及吸入側130及/或壓力側140中之開口190。視情況，可設置三個開口190。
    轉子葉片100具有轉子葉片縱向方向500。三個開口190可較佳設置於重心600之區中或周圍。以此方式，可將轉子葉片安裝於水平定向位置中。因此可減小風可作用之表面積。
    圖2展示根據第一實施例之風力發電設備轉子葉片之圖解剖視圖。轉子葉片100具有轉子葉片根部110、轉子葉片尖端120、吸入側130、壓力側140、轉子葉片前緣160，及吸入側或壓力側上外殼180中之(例如)三個開口190，該三個開口190設置於重心600之區中或周圍。除此之外，在壓力側或吸入側上亦可存在三個開口。舉例而言，三個固定單元300設置於吸入側130與壓力側140之間。可穿過開口190將(例如)呈吊索200之形式的裝卸構件引入至轉子葉片內部中，且藉由固定單元300固定裝卸構件。
    裝卸構件200在其自由末端處具有吊眼210，吊眼210可安裝於起重機吊鉤700(參看圖3)上方使得轉子葉片可安裝於適當位置中或移除。
    圖4展示根據目前技術發展水準之轉子葉片之圖解剖視圖。該轉子葉片具有轉子葉片根部110及轉子葉片尖端120。可吊起(例如)呈吊索200之形式之繞過轉子葉片的裝卸構件，且接著將裝卸構件固定至起重機吊鉤700。
    自圖3與圖4中之轉子葉片之間的比較可立即看出，根據本發明之轉子葉片所具有的呈吊索200之形式的裝卸構件實質上短於在根據圖4中之目前技術發展水準之轉子葉片之狀況下的裝卸構件。根據本發明之轉子葉片亦具有安裝或移除轉子葉片所需之起重機可較小之結果。
    根據本發明，裝卸構件或吊索200之待固定末端固定於轉子葉片之與開口190相對置的側上。此情形在關於在安裝及移除轉子葉片時負載之較好分佈方面係特別有利的。
    圖5展示根據第二實施例之風力發電設備轉子葉片之平面圖。詳言之，圖5中之平面圖展示轉子葉片之轉子葉片根部區之視圖。轉子葉片具有轉子葉片根部110、轉子葉片尖端120、轉子葉片前緣160、轉子葉片後緣170、吸入側130、壓力側140及外殼180。轉子葉片在其內部150中係至少部分中空的，使得固定單元300可在吸入側130與壓力側140之間固定至外殼180。另外，三個開口190設置於壓力側140上，吊索200可穿過該等開口而引入至轉子葉片之內部150中。接著藉由螺栓400將吊索固定至固定單元300。
    固定單元300在其兩個末端處具有兩個加強板310。藉由加強板310將固定單元固定至外殼180。固定單元300具有第一開口320及第二開口340。在圖5中所展示之狀況下，將螺栓引入至第一孔320中以可釋放地固定吊索200。此情形提供，負載或力之分佈被施加至面向下之側(圖5中之吸入側130)或提供於面向下之側(圖5中之吸入側130)中。
    固定單元300在其中心區中具有凹座部分330。
    圖6展示用於根據第二實施例之轉子葉片之固定單元的透視圖。固定單元具有兩個加強板310、第一開口320及第二開口340，以及在中心區中之凹座部分330。吊索200具有用於收納起重機吊鉤之第一吊眼210，及用於固定至固定單元之第二吊眼220。第二吊眼220固定至固定單元係藉由將螺栓400引入至第一開口320中來實行。
    凹座部分設置於固定單元之在第一開口與第二開口之間的中心區中。
    圖7展示根據第二實施例之風力發電設備轉子葉片之固定單元300及吊索200的另一透視圖。固定單元各自具有兩個加強板310、第一孔及第二孔340，以及在中心區中之凹座部分330。吊索200係穿過加強板310中之孔而引入，且藉由螺栓400固定至第一孔320或固定於第一孔320中。
    圖8展示用於根據第二實施例之轉子葉片之固定單元的透視圖。固定單元300之橫截面為(例如)U形組態，且因此固定單元300具有兩個第一孔320、兩個第二孔340及在第一孔與第二孔之間的中心區中之兩個凹座部分330。螺栓400可穿過兩個第一孔320。此可用於固定吊索200之第二吊眼。
    圖9展示用於根據第二實施例之轉子葉片的固定單元之加強板的透視圖。固定板在其中心中具有通孔311，通孔311用於收納(例如)呈吊索之形式的裝卸構件。加強板進一步具有第一側315及第二側316。加強板亦具有三個末端312、313、314。舉例而言，在生產轉子葉片時將加強板310接合至外殼中或接合至外殼。
    在第二實施例中，吊索200藉由螺栓400而固定於第一開口320中或固定至第一開口320。此情形係特別有利的，此係因為此情形准許力之較好流動。就此而言，第二開口320表示面向下且與開口190相對置的開口。凹座部分330用於使重量減小。另外，此情形使得有可能防止穿過轉子葉片之內部150的空氣流受到阻礙。該空氣流可用於(例如)對轉子葉片加熱。另外，凹座部分可提供：出於安裝或移除之目的，安裝工可(例如)爬行至轉子葉片之內部中。
    較佳地，在孔190之區中，轉子葉片之內部為大的使得人可爬行通過以便在轉子葉片之安裝已實行之後釋放螺栓400。另外，該區為大的使得人可爬行通過以便能夠檢查轉子葉片之內部。
    視情況，固定單元300係由例如GRP或CRP之非金屬材料製成。僅螺栓400可由金屬製成。
    根據本發明之裝卸構件或吊索較佳由玻璃纖維製成，且係軟的使得其不會損害轉子葉片。可在開口190之區中設置可撓彈性套筒，使得吊索不會損害轉子葉片之在開口190之區中的外層。在轉子葉片之安裝之後及在裝卸構件之移除之後，可視情況藉由插塞將開口190自內部封堵。視情況，可在插塞周圍設置密封件。
    在本發明之一態樣中，可在開口190之區中設置可自內部向外安裝之(例如)多件式漏斗(funnel)。接著將吊索引入穿過開口190且固定至固定單元300。在轉子葉片安裝之後，可接著自內部移除多件式漏斗。
    在本發明之一態樣中，將(例如)三個開口190配置於轉子葉片之重心600周圍。在吸入側130與壓力側140之間的三個固定單元設置於孔190下方。
    當安裝轉子葉片時，藉由第一起重機將第一轉子葉片安裝於(例如)3點鐘位置中。出於該目的，將吊索之三個吊眼210懸掛於起重機吊鉤700上，使得起重機將轉子葉片固持於3點鐘位置中以用於安裝轉子葉片。在已實行安裝之後，降低轉子葉片。在該狀況下，可能會發生該等吊索中之僅一者被加應力，而其他兩個吊索未被加應力。此情形之結果可為，開口190及吊索固定至之固定單元300必須承載轉子葉片之力之整個流動。因此，開口190及加強板310必須具有合適設計組態。
    當安裝轉子葉片時，僅在已實行第二轉子葉片之安裝之後才移除吊索200係有利的。出於該目的，將轉子葉片旋轉至使得下一轉子葉片可藉由第二起重機安裝於(例如)9點鐘位置中之程度。此情形使得有可能確保轉子葉片在旋轉且超出其位置時不會不受控制地向下移動。
    在本發明之一態樣中，有可能代替兩個吊索而使用連續吊索，連續吊索之一末端固定至第一固定單元且第二末端固定至第二固定單元。
    在本發明之另一態樣中，沿著轉子葉片之縱向方向設置用於承載各別力之帶。加強板310較佳連接至彼等帶以准許力之良好流動。
    加強板具有三個末端312、313、314，該三個末端312、313、314相對於彼此成60°角。此情形在關於力之流動方面係特別有利的。
    100‧‧‧風力發電設備轉子葉片
    110‧‧‧轉子葉片根部
    120‧‧‧轉子葉片尖端
    130‧‧‧吸入側
    140‧‧‧壓力側
    150‧‧‧轉子葉片之內部
    160‧‧‧轉子葉片前緣
    170‧‧‧轉子葉片後緣
    180‧‧‧轉子葉片外殼
    190‧‧‧開口/孔
    200‧‧‧吊索/裝卸構件
    210‧‧‧第一吊眼
    220‧‧‧第二吊眼/裝卸構件之第一末端
    300‧‧‧固定單元
    310‧‧‧加強板
    311‧‧‧通孔
    312‧‧‧末端
    313‧‧‧末端
    314‧‧‧末端
    315‧‧‧第一側
    316‧‧‧第二側
    320‧‧‧第一開口/第一孔/第一末端
    330‧‧‧凹座部分
    340‧‧‧第二開口/第二孔
    400‧‧‧螺栓
    500‧‧‧轉子葉片縱向方向
    600‧‧‧重心
    700‧‧‧起重機吊鉤
    圖1展示根據第一實施例之風力發電設備轉子葉片之圖解平面圖，圖2展示根據第一實施例之風力發電設備轉子葉片之圖解剖視圖，圖3展示根據第一實施例之風力發電設備轉子葉片之另一圖解剖視圖，圖4展示根據目前技術發展水準之轉子葉片之圖解剖視圖，圖5展示根據第二實施例之風力發電設備轉子葉片之平面圖，圖6展示根據第二實施例之固定單元及裝卸構件之透視圖，圖7展示第二實施例中之各自具有吊索之三個固定單元的另一透視圖，圖8展示用於根據第二實施例之轉子葉片之固定單元的透視圖，及圖9展示用於根據第二實施例之風力發電設備轉子葉片中的固定單元之加強板的透視圖。
    100‧‧‧風力發電設備轉子葉片
    110‧‧‧轉子葉片根部
    120‧‧‧轉子葉片尖端
    130‧‧‧吸入側
    140‧‧‧壓力側
    160‧‧‧轉子葉片前緣
    170‧‧‧轉子葉片後緣
    180‧‧‧轉子葉片外殼
    190‧‧‧開口/孔
    500‧‧‧轉子葉片縱向方向
    600‧‧‧重心
    权利要求:
    Claims (9)
    [1] 一種風力發電設備轉子葉片(100)，其具有一轉子葉片根部(110)、一轉子葉片尖端(120)、一轉子葉片前緣(160)、一轉子葉片後緣(170)，以及一壓力側(140)及一吸入側(130)，一轉子葉片外殼(180)，其在該壓力側及/或該吸入側中具有用於收納用於安裝或移除該轉子葉片(100)之裝卸構件(200)的至少一開口(190)，及至少一固定單元(300)，其用於固定經引入穿過該至少一開口之該等裝卸構件(200)，其中該固定單元(300)係配置於該轉子葉片外殼(100)之在該壓力側(140)與該吸入側(130)之間的內部(150)中。
    [2] 如請求項1之轉子葉片，其中該等經引入裝卸構件(200)之一第一末端(220)例如藉由一螺栓(400)而固定於該固定單元(300)之一第一末端(320)處，其中該固定單元(300)之該第一末端(320)固定至該轉子葉片(100)之與該開口(190)相對置的側。
    [3] 如請求項1或請求項2之轉子葉片，其中在該轉子葉片外殼(180)中在該轉子葉片之重心(600)之區周圍設置三個開口(190)。
    [4] 如請求項1、請求項2或請求項3之轉子葉片，其中該等裝卸構件(200)表示GRP或CRP之吊索。
    [5] 如請求項1至4中任一項之轉子葉片，其中該開口(190)可在該轉子葉片之安裝已實行之後自該內部封閉。
    [6] 如請求項1至5中任一項之轉子葉片，其中在該至少一開口(190)及該等固定單元(300)之區中，該轉子葉片外殼(180)具有一大的大小使得一人可爬行通過。
    [7] 如請求項1至6中任一項之轉子葉片，其中該固定單元(300)具有一第一末端及一第二末端，其中在該第一末端及該第二末端處設置一各別加強板(310)，該各別加強板(310)係自該內部接合於該壓力側或該吸入側中或接合至該壓力側或該吸入側。
    [8] 如請求項7之轉子葉片，其中該固定單元(300)具有一對稱組態，且具有一第一孔及一第二孔(320、340)，該第一孔及該第二孔(320、340)適於收納用於固定該等裝卸構件之一末端的一螺栓(400)。
    [9] 一種用於安裝風力發電設備轉子葉片之方法，其中每一轉子葉片具有一轉子葉片外殼(180)，該轉子葉片外殼(180)具有用於收納用於安裝或移除該轉子葉片(100)之裝卸構件(200)的至少一開口(190)，其中設置用於固定經引入穿過該至少一開口之該等裝卸構件(200)的至少一固定單元(300)，其中該固定單元設置於該轉子葉片外殼之內部中，該方法包含以下步驟：將至少一第一裝卸構件(200)固定至一風力發電設備轉子葉片之一固定單元(300)，該等第一裝卸構件係引入穿過該開口(190)，藉由該等第一裝卸構件(200)及一第一起重機來提昇該轉子葉片，將該轉子葉片安裝至一風力發電設備之一吊艙中之一第一轉子葉片連接件，藉由該第一起重機及該等第一固定之裝卸構件(200)來降低該第一經安裝轉子葉片，藉由該等第一裝卸構件(200)及該第一起重機將該轉子葉片固持於降低位置中，將第二裝卸構件固定至一第二風力發電設備轉子葉片之一固定單元，該等第二裝卸構件(200)係引入穿過該開口(190)，藉由該等第二裝卸構件(200)及一第二起重機來提昇該第二轉子葉片，將該第二轉子葉片安裝至該風力發電設備之一吊艙上之一第二轉子葉片連接件，其中該第一轉子葉片係藉由該等第一裝卸構件及該第一起重機固持直至安裝了該第二轉子葉片為止。
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    法律状态:
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DE102011076937A|DE102011076937B3|2011-06-03|2011-06-03|Windenergieanlagen-Rotorblatt und Verfahren zur Montage eines Windenergieanlagen-Rotorblattes|
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