[发明专利]用于运输并储存风轮机叶片的装置和方法

说明书

本发明提出了一种用于储存并运输风轮机叶片(100)的装置(1000)和方法。所述叶片(100)被插入上结构(220)和下结构(240)之间，将夹紧力施加在叶片表面上。在操作期间可以借助装置(400)来调整所述夹紧力的大小，所述装置(400)包括在操作期间布置在所述上结构(220)和所述下结构(240)之间的弹性构件(440)。由所述弹性元件(420)施加的弹力的大小与所述夹紧力的大小成比例。此外，所述弹力的大小与所述弹性元件(440)关于特征静止长度的压缩量线性相关。

技术领域

本发明涉及用于大型风轮机的叶片的领域。特别是，本发明提供了一种用于安全方便地储存并运输具有巨大尺寸的风轮机叶片的系统和方法。

背景技术

近年来，更加关注于减少因燃烧化石燃料而产生的温室气体排放。用于减少温室气体排放的一种解决方案是开发可再生能源。特别地，从风产生的能量已被证明是一种环境安全而可靠的能源，这可以减少对化石燃料的依赖。

风能可以被风轮机捕获，风轮机是将风的动能转换成机械能、随后将机械能转换成电力的旋转机械。普通的水平轴风轮机包括塔架、位于所述塔架顶点处的机舱、以及借助所述轴支撑在所述机舱中的转子。所述转子设置有一个或若干叶片，所述叶片可以被设定成通过风施加的力围绕所述轴旋转。

为了增加被风轮机截获的风力的量，现代风轮机设计的趋势是增加叶片的长度。例如，现代设备中使用的叶片可能高达80米长并且在根侧具有5米以上的直径。

鉴于这些相当大的尺寸，将涡轮叶片从生产现场运输到装设现场在某些情况下可能是有问题的。对于较长的叶片，运输通常通过使用诸如图1示出的车辆来进行。车辆1包括前牵引单元3和后非牵引单元5。叶片2被悬置在前运输单元3与后运输单元5之间，并与之固装。当车辆1中不存在叶片2时，后非牵引单元5并不直接连接到前牵引单元3。相反，经由叶片2将牵引力从前牵引单元3传递到后非牵引单元5。

通常，为了将叶片2的末端紧固到车辆1的非牵引单元5，使用夹紧系统。在这种情况下，至关重要的是，夹紧力是已知的并且可以调整到期望的值。特别是，当牵引单元3在运动时，夹紧力必须足够高，以使叶片2能够拉动后非牵引单元5而没有滑出夹紧件。另一方面，夹紧力的大小不能随意增加，因为夹紧力太高将对叶片表面造成损坏或断裂。

欧洲专利号EP 2 105 349 B1描述了运输单元的实例，其可以用作图1所示的车辆中的后非牵引单元。参照图2，非牵引单元5包括运载器装置26，固装在平台28的可旋转部分25上。风轮机叶片2的后端可固定到多个固定框架27。通过将水平顶杆29固定到横向界定固定框架27的一对竖直杆30而使叶片2固装到固定框架27。然而，在EP 2 105 349 B1描述的非牵引单元中，施加在叶片上的夹紧力可能既不是精确已知的，也不能调整到预定值。

虽然极其重要，但是将夹紧力调整到预定值是特别具有挑战性的。由于夹紧件和叶片两者的制造公差，夹紧钳爪的位置必须逐叶片调整，以便确保夹紧力满足需要的值。

此外，用于实现夹紧力调整的可靠装置可能既不依靠也不涉及任何摩擦力。例如，可能考虑使用可能通过施加预定力矩而关于配合螺母拧紧的螺钉或螺栓。然而，夹紧力将在这种情况下取决于螺栓上的螺纹与螺母上的配合螺纹之间的摩擦。这种摩擦可能取决于许多因素而急剧变化。例如，如果螺钉或螺栓是新的并被适当润滑，则在一定时间之后摩擦基本不同于同一系统的摩擦。而且，在固定的时间间隔(例如一年)下，取决于外部因素(诸如夹紧件所处的环境条件)，摩擦通常以不同方式变化。由此，如果夹紧件一直主要储存在室内设施中，则螺母与螺栓之间的摩擦变化不同于在考虑的时间间隔期间螺母一直主要保持在户外的情况。在所有情况下，螺栓与螺母之间这种不可预知的摩擦改变将直接地传递到夹紧力，因此夹紧力无法设定为已知的期望大小。