提升多转子风轮机的部件的方法与流程

本发明涉及用于从初始位置提升多转子风轮机的部件的方法，根据本发明，初始位置位于塔架结构的基部或者靠近塔架结构的基部。该方法允许将部件提升至位于多转子风轮机的承载结构上的操作位置。

背景技术

风轮机通常包括一个或者多个能量产生单元，各个能量产生单元均包括转子，转子包括支承一个或者多个风轮机叶片的轮毂。风作用在风轮机叶片上，从而引起轮毂旋转。轮毂的旋转移动或者经由齿轮布置或者直接(在风轮机是所谓的直接驱动型的情况下)传递至发电机。发电机中产生电能，此电能可供应至电力网。

一些风轮机设置有两个或者更多个能量产生单元以便增大由风轮机生产的总电力而不必为风轮机设置一个非常大并因此沉重的能量产生单元。这样的风轮机有时被称作“多转子风轮机”。

在多转子风轮机中，能量产生单元可以由一个或者多个承载结构支承，承载结构则连接至塔架结构。从而至少一些能量产生单元不直接安装在塔架结构上，并且这些能量产生单元可以远离塔架结构定位。

gb2443886a公开了这样一种多转子风轮机，该多转子风轮机包括塔架以及从塔架向外伸出的至少两个臂。转子附接至各个臂的端部。转子能够沿基本竖直的方向被吊升或者从臂降低。

技术实现要素：

本发明的实施方式的目标是提供这样一种用于提升多转子风轮机的部件的方法，在该方法中，沿期望路径将部件从初始位置提升至操作位置。

本发明的实施方式的另一目的是提供这样一种用于提升多转子风轮机的部件的方法，在该多转子风轮机中，多转子风轮机周围的仅小区域需要适合接纳部件。

本发明提供一种用于将多转子风轮机的部件从初始位置提升至操作位置的方法，所述多转子风轮机包括塔架结构以及至少一个承载结构，所述至少一个承载结构布置成用于支承至少一个能量产生单元并且用于连接至所述塔架结构，各个承载结构均延伸离开所述塔架结构，所述方法包括如下步骤：

将所述部件定位在所述塔架结构的基部处或者该基部附近的初始位置；

在所述塔架结构与承载结构之间的连接点处或者该连接点附近设置第一吊升机构；

在所述部件的操作位置处或者该操作位置附近设置第二吊升机构，所述操作位置与所述塔架结构隔开地布置在所述承载结构上；

以使所述部件沿预定路径从所述初始位置移动至所述操作位置的方式操作所述第一吊升机构以及所述第二吊升机构；并且

在所述操作位置处，将所述部件安装在所述承载结构上。

本发明涉及一种用于提升多转子风轮机的部件的方法。在本上下文中，术语“提升”应理解成将部件升高至比初始水平面更高的位置。初始水平面可以是地平面、海平面、由适合多转子风轮机的平台限定的水平面或者在进行该方法之前部件定位之处的任何其它合适的水平面。

部件可以是待被提升并且形成多转子风轮机的一部分的任一种类的元件。下文将更详细地描述此方面。

在本上下文中，术语“多转子风轮机”应理解成指的是这样的风轮机，该风轮机包括两个或者更多个能量产生单元，各个能量产生单元包括转子。

初始位置要理解成部件的起始位置。在提升过程的开始，部件被放置在其初始位置。初始位置在塔架结构的基部处或者该基部附近。部件待从此初始位置移动至位于比初始位置更高的竖直水平的另一位置。

操作位置要理解成部件的这样的位置，该位置是在风轮机的操作过程中部件的布置位置。一旦部件位于操作位置，该部件就可以成为多转子风轮机的组成部分。操作位置可以是部件的最终位置。操作位置布置在比初始位置更高的水平面。

在本上下文中，术语“塔架结构”应理解成指的是基本竖直结构，该竖直结构布置成至少部分经由一个或者多个承载结构支承多转子风轮机的能量产生单元。塔架结构优选在下部锚定至限定塔架结构的基部的基座结构。不排除一个或者多个能量产生单元直接安装在塔架结构上。

承载结构布置成用于支承至少一个能量产生单元，并且用于连接至多转子风轮机的塔架结构。因此，承载结构形成能量产生单元与塔架结构之间的连接件，并且能够操控支承能量产生单元所牵涉的载荷。承载结构在一端处连接至塔架结构，并且延伸离开塔架结构直到其自由端。

在本上下文中，术语“能量产生单元”应理解成指的是风轮机的实际上将风能转化成电能的部分。因此，各个能量产生单元均包括支承一组风轮机叶片的转子，还包括发电机。能量产生单元可以进一步包括使转子与发电机相互连接的齿轮装置。发电机并且可能齿轮装置可以布置在机舱内部。

根据本发明的方法，部件起初定位在靠近塔架结构的基部的初始位置。因此，部件起初定位在接近塔架结构的区域中。此位置比承载结构的自由端到塔架结构基部的平面的竖直投影点更接近塔架结构的基部。因此，塔架结构的基部周围的仅相当小的区域需要适合定位待提升至多转子风轮机的部件。在多转子风轮机是离岸风轮机的情况下，能量产生单元可以例如布置在安装于海平面附近的塔架结构上的接入平台上。在多转子风轮机是海上风轮机的情况下，风轮机周围的仅小的区域需要准备接纳部件。例如，为了适合部件定位在上面，地面必须稳固并且必须砍掉可能存在的树。而且，地形必须适合所述目的，例如不含陡坡等。有利的是，仅多转子风轮机的塔架结构周围的小的区域需要满足这些要求。然而，通过应用本发明的方法，仍能够将部件吊升至横向承载结构上的操作位置，该操作位置相对于塔架结构的中轴线偏置。

其次，第一吊升机构设置在位于塔架结构与承载结构之间的连接点处或者该连接点附近。而且，第二吊升机构设置在部件的操作位置处或者该操作位置附近。因此，第二吊升机构在待安装部件的位置处或者附近布置在承载结构上。

在本上下文中，吊升机构要理解成用于提升以及/或者降低部件的机构。因此，能够借助吊升机构并且不需要额外的起重机部件提升至操作位置。而且，可以仅需要额外的起重机用于竖立塔架结构。这减少了竖立风轮机的成本。

操作位置在离塔架结构一段距离处布置在承载结构上。在本上下文中，“离塔架结构一段距离”要理解成沿水平方向在承载结构的第一端与第二端之间的位于承载结构上的任何位置。当离塔架结构一段距离处定位时，部件造成重心相对于塔架结构偏置的载荷。

其次，第一以及第二吊升机构中的每一者均以如下方式操作：使部件沿预定路径从初始位置移动至操作位置。预定路径由初始位置、第一以及第二吊升机构的位置以及第一与第二吊升机构之间的协调进一步确定。例如，为了匹配由场所规定的各种要求、塔架结构以及/或者承载结构的载荷操控能力等，能够任意选择预定路径。例如，可能需要将部件提升到位于多转子风轮机附近的一个或者多个诸如树、建筑物之类的障碍物上方。然后可以通过适当操作第一以及第二吊升机构而遵循所选的路径。作为另一实施例，部件可以借助第一吊升机构通过保持该部件接近塔架结构以便保持整个多转子风轮机的平衡而被提升。于是，仅当部件接近塔架结构的顶部时，第二吊升机构可以沿水平方向并且朝操作位置拉该部件。因而，能够使提升部件过程中引入到承载结构以及塔架结构中的载荷最小化。

最后，在操作位置处，将部件安装在承载结构上。通过将部件安装至多转子风轮机，部件成为风轮机的组成部分。

应注意，以上描述的提升部件的整个过程可以颠倒并因此可以用作用于将部件从操作位置降低至比操作位置低的竖直水平的位置的过程。这在例如维修部件的过程中需要更换部件的情况下或者需要拆卸风轮机的情况下会是有意义的。

所描述的方法使得能够从风轮机塔架结构的基部附近的位置提升多转子风轮机部件。当多转子风轮机部件靠近基部时，仅多转子风轮机周围的小的区域需要适合接纳该部件。而且，由于布置在多转子风轮机处的吊升机构，能够沿任意确定的路径吊升部件。能够选择用于吊升多转子风轮机的部件的任一路径是有利的，因为在该情况下，无需为了提升部件而清理风轮机周围的大的区域。无需例如砍倒位于多转子风轮机的整个区域中的树。而且，在吊升过程中能够保持部件接近塔架结构并且以此方式保持多转子风轮机平衡。当多转子风轮机是离岸风轮机时，不需要任何另外的驳船等，因为可以从已经存在的、围绕塔架结构的平台提升部件。然而，仍能够将部件提升至相对于塔架结构的中轴线偏置的操作位置。这通过适当操作第一以及第二吊起机构而达到。

部件可以是能量产生单元或者形成能量产生单元的一部分。例如，部件可以是整个能量产生单元，或者部件可以是能量产生单元的一个或者多个部分，即，部件可以是机舱、轮毂、转子、支承一个或者多个风轮机叶片的转子、风轮机叶片、齿轮装置、发电机或者其组合。

在本发明的一个实施方式中，操作位置可以布置在承载结构的自由端处或者附近。在此情况下，部件安装在离塔架结构尽可能远的位置中。作为另选，操作位置可以在沿承载结构、位于第一端与第二自由端之间的另一位置处。不排除单个承载结构可以支承安装在沿承载结构的各个位置处的两个或者更多个能量产生单元。

根据本发明的一个实施方式，操作第一吊升机构以及第二吊升机构的步骤可以包括在吊升部件的过程中，减小由第一吊升机构提供的拉力并增大由第二吊升机构提供的拉力。以此方式，可以限定吊升部件的路径。例如，通过起初仅操作或者主要操作第一吊升机构，其提供的拉力将沿基本竖直的方向(即，主要平行于塔架结构)提升部件。在部件已经被提升至特定高度后，可以逐渐减小由第一吊升机构提供的拉力同时逐渐增大由第二吊升机构提供的拉力。以此方式，可以朝塔架结构的顶部并且同时沿水平方向朝第二吊升机构(即，朝其操作位置)逐渐提升部件。以此方式，可以越过周围的各种障碍物提升部件，这些障碍物能够被避开。而且，当部件接近塔架结构时，在吊升的大部分过程中，塔架结构可以庇护部件免遭风。

根据本发明的一个实施方式，可以基本同时将至少两个部件提升至布置在塔架结构的相反两侧的承载结构上的操作位置。在此实施方式中，至少两个部件起初定位在塔架结构的基部附近，各个部件位于塔架结构的相反两侧。而且，至少两个第一吊升机构可以设置在位于塔架结构与相应的承载结构之间的连接点处或者该连接点附近，并且至少两个第二吊升机构也设置在位于相应承载结构上的操作位置处。在此实施方式中，可以同时并且同步操作所有吊升机构。因而，在吊升部件的过程中，能够在不需要单独配衡的情况下使引入塔架结构以及/或者承载结构中的载荷平衡。这减少了竖立风轮机牵涉的成本，并且减少了为了竖立风轮机所需的时间。可以以沿预定路径将部件从初始位置移动至操作位置的方式操作所述至少两个第一吊升机构以及所述至少两个第二吊升机构。也可以同时将部件安装在它们的位于布置在塔架结构的相反两侧的承载结构上的操作位置处。

该方法可以进一步包括在至少一个承载结构的操作位置与位于塔架结构上的在塔架结构的基部处或者该基部附近的位置之间安装线的步骤。在此情况下，优选在操作第一吊升机构以及第二吊升机构的步骤之前进行安装线的步骤。在此实施方式中，在当仅一个部件(通常是沉重的)待被提升至操作位置时的情况下，线可以提供配衡，使塔架结构稳固。另选地或者另外，在如以上描述的同时提升两个部件的情况下，线可以提供额外的安全机制。在此情况下，如果使部件与吊升机构相互连接的线中的一者在提升过程中断裂，则不均匀的载荷将突然施加至塔架结构。然而，安装如以上描述的线将抵消此不均匀的载荷，从而防止损害塔架结构。而且，线可以在提升过程的至少一部分中用作部件的引导件。在此情况下，预定路径的至少一部分由线的位置确定。

作为另选，塔架结构可以设置有拉线，该拉线在位于塔架结构上的位置与布置在离塔架结构一段距离的地面上的锚固块之间延伸。这样的拉线还可以向塔架结构提供所需的配衡以及稳固性。

在本发明的一个实施方式中，第一吊升机构以及/或者第二吊升机构可以包括绞盘。该绞盘可以以这样的方式操作：在吊升部件的过程中，在由第二吊升机构的绞盘提供的拉力增大的同时由第一吊升机构的绞盘提供的拉力可以减小。至少一个绞盘可以布置在第一或者第二吊升机构的位置处。作为另选，至少一个绞盘可以布置在另一位置中(例如，地面上)，并且可以例如经由线等连接至布置在第一吊升机构或者第二吊升机构的位置处的滑轮。

另选地，第一吊升机构以及/或者第二吊升机构可以包括马达机构、液压机构，可以是电驱动的、气动的、甚至是手动的。吊升机构可以进一步包括一个或者多个用作提升介质的链、纤维制品、线、索等。作为再一另选，绞盘可以形成第一吊升机构的一部分，并且第二吊升机构可以包括滑轮，并且绞盘与滑轮可以经由线、索等连接。

在本发明的再一实施方式中，预定路径可以起初沿基本竖直的方向从初始位置延伸，并且随后沿水平方向朝操作位置渐进。即，为了达到将部件从塔架结构的基部附近的初始位置吊升至操作位置，起初可以通过主要操作第一吊升机构沿平行于塔架结构的基本竖直方向移动部件。随后，可以逐渐减小由第一吊升机构提供的拉力，同时逐渐增大由第二吊升机构提供的拉力。因此，部件遵循沿垂直于塔架结构的基本水平方向渐进的路径。

附图说明

现在将参照附图更详细地描述本发明，在附图中：

图1至图4示出了根据本发明的第一实施方式的用于将多转子风轮机的部件从初始位置提升至操作位置的方法的各个步骤中的多转子风轮机；以及

图5与图6示出了根据本发明的第二实施方式的用于将多转子风轮机的部件从初始位置提升至操作位置的方法的各个步骤中的多转子风轮机。

具体实施方式

图1至图4示出了根据本发明的第一实施方式提升多转子风轮机100的部件1a。

图1是具有待提升的部件1a的多转子风轮机100的前视图。多转子风轮机100包括塔架结构2以及两个承载结构3。各个承载结构3的第一端4靠近塔架结构2的顶部2b安装在塔架结构2上。图1中，各个承载结构3均沿向上倾斜的方向延伸离开塔架结构2，即以这样的方式：各个承载结构3的自由端5布置在离塔架结构2一段距离处，并且相比承载结构3的第一端4与塔架结构2的顶部2b之间的连接点位于更高的竖直水平。各个承载结构3均包括二级结构6，该二级结构沿向上的方向从承载结构3的第一端4延伸。线7使各个承载结构3的二级结构6与承载结构3的自由端5相互连接。两个二级结构6例如借助螺栓相互固定，从而沿向上倾斜的方向固定承载结构3。

图1中，部件1a布置在靠近塔架结构2的基部2a的初始位置中。部件1a包括支承转子10的机舱9，还包括安装在转子10上的两个风轮机叶片11。风轮机叶片11指向向上的方向。有时将这称作“兔耳构造”。在另一实施方式中，部件可以仅是机舱9，以及/或者一个风轮机叶片，以及/或者转子，或者整个能量产生单元。

部件1a经由第一线12连接至布置在连接点(即，承载结构3的第一端4)处或者靠近连接点布置的第一吊升机构(未示出)。部件1a经由第二线13进一步连接至靠近承载结构3的自由端5布置的第二吊升机构(未示出)。因而，通过适当操作第一吊升机构以及第二吊升机构能够将部件1a从图1中所示的初始位置吊升至位于承载结构3上的操作位置。该操作位置位于承载结构的自由端5处或者靠近承载结构的自由端5。

图2中，吊升机构正被操作，并且部件1a处于从图1中所示的初始位置朝承载结构3上的操作位置被吊升的过程中。第一以及/或者第二吊升机构可以包括绞盘，绞盘以这样的方式操作：在吊升部件1a的过程中，由第一吊升机构的绞盘提供的拉力减小而由第二吊升机构的绞盘提供的拉力增大。

图3中，已经完成了部件1a的吊升，并且部件1a已经安装在位于承载结构3的自由端5的操作位置。而且，另外的部件1b基本上如以上描述并且图1以及图2中所示的那样已经安装在另一承载结构3上。

图4中，第三风轮机叶片11a、11b已经另外安装在各个部件1a和1b的转子10上了。第三风轮机叶片11a、11b可以例如利用第一以及第二吊升机构并且基本上如以上描述并且如图1以及图2中所示的那样从靠近塔架结构2的基部2a的初始位置被提升至转子10。

图5以及图6示出了根据本发明的第二实施方式同时提升多转子风轮机100的两个部件1a、1b。图5以及图6的多转子风轮机100与图1至图4的多转子风轮机100非常相似，并因此这里将不更详细地描述该多转子风轮机100。

图5示出了具有两个承载结构3的塔架结构2，还示出了两个部件1a和1b。部件1a和1b布置在它们的靠近塔架结构2的基部2a的初始位置中，并且位于塔架结构2的相反两侧。在图5以及图6中，部件1a、1b呈机舱9的形式，没有转子以及风轮机叶片。部件1a经由第一线12a连接至布置在连接点(即，其中一个承载结构3a的第一端4)处或者靠近连接点布置的第一吊升机构(未示出)。部件1a经由第二线13a进一步连接至靠近承载结构3a的自由端5a布置的第二吊升机构(未示出)。部件1b经由第一线12b以及第二线13b以与部件1a相同的方式连接至位于承载结构3b处的吊升机构。因此，除了两个部件1a、1b而不是一个部件准备好被提升以外，图5中所示的情形与图1中所示的情形相似。

现在通过适当操作第一以及第二吊升机构同时从初始位置吊升部件1a和1b。图6中，吊升机构正被操作，并且部件1a和1b处于从图5中所示的初始位置朝承载结构3a和3b上的操作位置被提升的过程中。第一以及/或者第二吊升机构可以包括绞盘，绞盘以这样的方式操作：在吊升部件1a的过程中，由第一吊升机构的绞盘提供的拉力减小而由第二吊升机构的绞盘提供的拉力增大。通常，同时操作吊升机构使得两个部件在风轮机上引入相似的载荷。以在相反两侧上具有相同载荷的方式使塔架结构平衡。

而且，随后，与由图3所示的相似，部件1a、1b被安装在各自的操作位置。操作位置分别位于承载结构3a和3b的自由端5a和5b处或者靠近承载结构3a和3b的自由端5a和5b。另外，随后，与图4中所示的情形相似，转子、转子叶片以及能量产生单元的任何其它部分可以被提升并安装在机舱上。