专利名称：用于风轮机部件的运输设备及其使用方法
技术领域：
该申请总体上涉及风轮机，并且更具体地涉及用于运输风轮机部件的设备和相关方法，其中风轮机部件当被安装在运输设备上时可以旋转。
背景技术：
在典型的岸上风轮机装置中，风轮机的各种部件(诸如机舱、塔架或塔段、转子轮毂、转子叶片等)可以被分别运输到安装现场，然后在现场组装在一起，从而产生操作的风轮机。在这点上，由于这些部件中的一些部件的相对大的尺寸，其运输通常利用一辆或更多辆拖拉机拖车来进行，所述拖拉机拖车沿着现有的道路、公路、高速公路等(本文统称为道路)的网行驶到安装现场。另外，在比岸上装置大得多的离岸风轮机装置中，通常利用拖拉机拖车在现有道路网上将风轮机部件从工厂运输到例如码头区，在码头区，部件可以被装载到船上以运输到离岸安装现场。用于运输风轮机部件的现有道路中的许多道路被分成车道从而适应例如沿相同方向或相反方向移动的其它车辆，并且还可以具有位于最外车道侧的路肩。这些车道具有一定宽度，在正常情况中该宽度能适应路上的大多数交通工具。而且，在许多国家、地区等，各种路标正好位于路肩外以帮助、通知、引导等在路上行驶的那些车辆。在许多情况下，夕卜车道的内边界和路标之间的距离可以在5至6米之间。因此该距离表示可以在路上行驶而不会妨碍在相邻车道中行驶的的车辆并且不会破坏或以其它方式毁坏与道路邻近的路标的车辆最大宽度(或者由车辆运载的负荷)。风轮机轮毂通常用拖拉机拖车运输到安装现场或码头区。更具体地，轮毂通常被装载到拖拉机拖车上并且在固定位置处被紧固至拖拉机拖车，使得轮毂在运输期间基本上不移动。迄今，风轮机轮毂的尺寸不会过大以致于使得利用现有道路网的轮毂的运输特别成问题。然而，风轮机结构的趋势要求功率输出和风轮机的物理尺寸逐渐增大。因此，可以预期，由于风轮机设计的发展，转子轮毂可以具有使其在现有道路网上运输到安装现场或码头区更成问题的高度、长度和/或宽度尺寸。例如，所述尺寸可使得在不具有妨碍相邻交通工具和/或破坏路标的显著风险的前提下不可能利用现有道路网在拖拉机拖车上运输轮毂。因此，需要运输设备和相关的方法，从而允许大型转子轮毂能通过现有道路网被运输到风轮机安装现场或码头区，而不会过度地妨碍相邻交通工具并且潜在地破坏或毁坏邻近道路的路标。
发明内容
为了解决这些和其它缺点，利用现有道路网将风轮机部件运输到例如安装现场或码头区的方法包括以下步骤利用运输设备将所述风轮机部件装载到该运输设备上，其中所述风轮机部件当被装载到所述运输设备上时具有第一取向；在所述风轮机部件安装在所述运输设备上期间使该风轮机部件重定向到第二取向；并且利用所述运输设备通过所述现、有道路网运输所述风轮机叶片。所述重定向步骤可以在运输所述风轮机部件之前或运输所述风轮机部件期间发生。而且，在示例性实施方式中，所述风轮机部件可以是转子轮毂。根据本方法的实施方式，当所述风轮机部件处于例如支承表面上的存储位置中时，所述运输设备可以联接到所述风轮机部件。随后，所述运输设备可以用来将所述部件移到离开所述支承表面的提升位置。在一个实施方式中，所述重定向可以通过使所述风轮机部件绕旋转轴线旋转来实现。所述旋转可以通过以下步骤实现a)利用所述运输设备提升所述风轮机部件山)将障碍物定位在所述风轮机部件的一部分下面；c)利用所述运输设备降低所述风轮机部件，使得该部件的该部分接触所述障碍物；以及d)利用所述运输设备进一步降低所述风轮机部件，以实现该风轮机部件绕所述旋转轴线旋转。这些步骤可以重复多次以使所述风轮机部件以沿从所述 第一取向到第二取向的路径的至少一部分旋转。在替代实施方式中，驱动系统可以被用来实现所述风轮机部件绕所述旋转轴线旋转。在一个实施方式中，所述风轮机部件具有最小的高度、长度或宽度尺寸，并且所述第二取向的特征在于使得所述风轮机部件的最小尺寸沿大致平行于道路的工作宽度的方向。所述风轮机的所述最小尺寸例如可以是高度尺寸。在替代实施方式中，所述第二取向的特征在于使所述风轮机部件的最宽部当从前后视角观察时位于最高竖向位置。在再另一个实施方式中，所述道路可以包括工作宽度，并且所述风轮机部件包括比所述道路的所述工作宽度更小的至少一个尺寸。在该情况下，所述第二取向的特征在于使得所述风轮机部件的至少一个尺寸大致平行于所述道路的所述工作宽度。在本发明的另一方面，所述方法可以包括在所述风轮机部件安装在所述运输设备上期间，使该风轮机部件重定向到第三取向。所述方法还可以包括利用所述运输设备从该运输设备卸下所述风轮机部件。所述第三取向可以例如与所述第一取向相同。用于利用现有道路网运输风轮机部件的运输设备包括具有前拖车部和后拖车部的拖车。所述前拖车部和所述后拖车部中的每个均包括具有多个车轮的固定车架；联接到所述固定车架的可动车架；用于相对于所述固定车架移动所述可动车架的提升致动器；以及联接到所述可动车架并且构造成联接到所述风轮机部件的连接构件。所述运输设备还包括在所述风轮机部件安装在该运输设备上期间用于使该风轮机部件绕旋转轴线旋转的驱动系统。在该实施方式中，所述连接构件中的每个均可以包括构造成被接纳在所述风轮机部件的孔中的支承毂；以及轴，该轴远离所述支承毂延伸并且构造成在所述风轮机部件安装在所述运输设备上期间联接到来自另一个拖车部的轴。而且，所述运输设备可以包括拖拉机，该拖拉机构造成联接到所述拖车以在所述现有道路网上牵引该拖车。此外，所述运输设备可以包括控制器，该控制器操作地联接到所述驱动系统以控制所述风轮机部件的旋转。位于所述前拖车部和所述后拖车部上的所述提升致动器还可以操作地联接到所述控制器以控制所述风轮机部件的升降。利用现有道路网运输风轮机部件的方法包括获取包括拖车的运输设备，该拖车具有前拖车部和后拖车部。所述前拖车部和所述后拖车部中的每个均包括具有多个车轮的固定车架；联接到所述固定车架的可动车架；用于相对于所述固定车架移动所述可动车架的第一提升致动器和第二提升致动器；以及联接到所述可动车架并且构造成联接到所述风轮机部件的连接构件。所述方法还包括致动所述第二提升致动器以将所述连接构件中的每个移到降低位置并且当处于该降低位置时将所述连接构件中的每个联接到所述风轮机部件。所述风轮机部件当被联接到所述连接构件中的每个时具有第一取向。然后所述第一提升致动器可以被致动以将所述连接构件中的每个和联接到该连接构件的所述风轮机部件移到提升位置。然后所述风轮机部件可以绕旋转轴线旋转到第二取向。在所述风轮机部件安装在所述运输设备上期间进行该旋转。然后所述运输设备可以被用来通过所述现有道路网运输所述风轮机部件。
并入该说明书中并且组成该说明书的一部分的附图示出了本发明的各种实施方 式，并且连同上面给出的本发明的概括描述和下面给出的实施方式的详细描述一起用来说明本发明的实施方式。图I是风轮机的示意图；图2是图I的风轮机的上部的立体图；图3A至3C分别是转子轮毂的侧视平面图、俯视平面图和正视平面图；图4A至4E是根据本发明的实施方式的实施用于运输风轮机部件的方法的运输设备的一系列侧视平面图；图5A至是根据本发明的一个实施方式的实施用于使风轮机部件旋转的方法的运输设备的一系列后视平面图；图6是根据本发明的另一个实施方式的实施用于使风轮机部件旋转的方法的运输设备的局部后视平面图；以及图7A和图7B是根据本发明的实施方式的处于第二取向的风轮机部件的后视平面图。
具体实施例方式参照图I和图2并且根据本发明的实施方式，风轮机10包括塔架12、设置在塔架12的顶点处的机舱14、以及操作地联接到收纳在机舱14内的发电机18的转子16。除发电机18之外，机舱14收纳将风能转化成电能所需的各种部件以及操作、控制和最优化风轮机10的性能所需的各种部件。塔架12支承机舱14、转子16以及风轮机10的被收纳在机舱14内的其它部件的负重，并且还视情况操作以将机舱14和转子16举起到地平面或海平面上方的高度，在该高度处，通常发现存在较低湍流的更快速地移动的气流。描绘成水平轴风轮机的风轮机10的转子16用作用于机电系统的原动机。超过最小水平的风将致动转子16并且导致沿基本上垂直于风向的方向的旋转。风轮机10的转子16包括中心轮毂20和从该中心轮毂20向外突出的至少一个叶片22。在代表性的实施方式中，转子16包括位于绕其周向分布的位置处的三个叶片22，但是叶片的数量可以改变。叶片22构造成与经过的气流相互作用以产生导致中心轮毂20绕纵向轴线24旋转的升力。叶片22的设计和构造为本领域技术人员所熟悉并且将不再进一步描述。转子16被安装在延伸到机舱14内的主旋转轴26的端部，所述主旋转轴26由与机舱14的框架联接的主轴承组件28可旋转地支承在该机舱14中。主旋转轴26联接到变速箱30，该变速箱具有作为输入的相对低的角速度主旋转轴26、并且具有作为输出的较高角速度的副旋转轴32，该副旋转轴32操作地联接到发电机18。风轮机10可以被包括在属于风力发电厂或风电场的类似的风轮机的集合之中，该风力发电厂或风电场用作通过输电线与电力网(诸如三相交流(AC)电力网)连接的发电站。电力网通常包括发电厂的网络、传输电路以及由输电线的网络联接的变电站，该输电线将电力传输到呈电力设施的终端用户及其它用户形式的负载。在正常情况下，如本领域普通技术人员所公知的，电功率被从发电机18供应到电力网。图3A至3C示出了转子轮毂20的示例性实施方式。虽然典型地通过护罩34 (图2)遮蔽而不可见，但是轮毂20可以被宽泛地描述为具有内端38和相反的外端40的大致球形主体36。轮毂20的内端38构造成诸如通过旋转轴26联接到机舱14，并且外端40构造成当轮毂20被联接至机舱14时背向机舱14。在内端38处可以形成贯穿主体36的壁的大 致圆形孔42，以便于将轮毂20联接到机舱14。由此，孔42可以将旋转轴26接纳在其中并且包括围绕其的凸缘44以诸如利用螺栓或其它紧固件(未示出)将轮毂20紧固到轴26。而且，也可以在外端40处形成贯穿主体36的壁的大致圆形孔46，使得孔42、46沿着轴线48大致对准。将在下面更详细地描述孔46的用途。大致球形主体36被沿着三个平面PpP2和P3截平，使得当从前面或后面观看时轮毂20具有大致三角形构造(图3C)。大致圆形孔50可以通过主体36的壁形成从而大致位于或平行于平面Pp P2和P3中的每个。孔50占据平坦表面Pp P2和P3中的每个的主要部分，有效地使得三个等距离地间隔开的大致弓形的脊部52在内端38和外端40之间延伸。孔50中的每个均构造成在其中接纳相应的叶片22。轮毂20的主体36也可以包括其它开口或孔，所述开口或孔可以便于其它用途并且不形成本发明的一部分。如上所述并且如典型的轮毂设计中的情况的那样，轮毂20的具体构造导致轮毂20的形状不规则并且可能有些笨拙。例如，可能出现的情况是，轮毂20具有彼此互不相同的长度Lh、宽度Wh和高度Hh。如上所述，可以预期，当轮毂设计进步时，这些尺寸中的一个或更多个将大约为5-6米，或者甚至更大。然而，典型的是，尺寸中的一个通常将小于其它尺寸。例如，高度尺寸Hh可以分别小于、并且可能显著小于长度Lh和宽度Wh。在这点上，可以预期，高度尺寸Hh可以大约为二分之一米(0. 5米)，或者可能甚至大于、小于轮毂20的其它尺寸。然而，应该认识到，本发明的方面不限于具有上述尺寸的轮毂或其它风轮机部件。例如，本发明的方面可以证明具有其它尺寸关系的风轮机部件是有益的，包括长度、宽度和闻度尺寸基本相等的尺寸关系。根据本发明的一个方面，其中一个尺寸(例如高度尺寸Hh)的减小可以在利用例如拖拉机拖车在现有道路网上将轮毂20运输到风轮机安装现场或码头区期间以有利的方式使用。如上所述，道路的工作宽度可以大约为5-6米，该工作宽度可以是道路的从相邻交通的车道的边界伸长到与其相反的路标并且沿大致平行于道路的方向的最大宽度。例如，道路的工作宽度可以沿大致水平方向。轮毂20的尺寸当前或不久将接近这些值。然而，假如在运输期间轮毂20的取向使得最小轮毂尺寸(诸如，高度尺寸Hh)大致平行于道路的工作宽度，则误差容限可取最大值。例如，误差容限可以通过道路的工作宽度和轮毂20的沿大致平行于道路的工作宽度的方向的尺寸之间的差值来测量。以另一种方式来说，当轮毂20处于这种取向时，已经降低了妨碍相邻交通和/或破坏路标的可能性。可以预料在一些情况下，轮毂20可以具有这样的尺寸使得，当轮毂20处于该特定取向时，轮毂20仅可以被在现有道路网上运输(不会不适当地干扰相邻交通和/或破坏相邻路标)。除上述以外，在运输期间也可以存在轮毂20的其它取向，该其它取向可以最小化或减小妨碍相邻交通和/或破坏路标的可能性。例如，如图3C中最佳所示，轮毂20的水平横截面尺寸在竖直方向上变化。在一个取向中，轮毂30的最大宽度可以位于最高竖向位置(例如，这是图3C所示的取向)。根据运输期间轮毂20在道路上方的高度，假如轮毂20取向成使得该轮毂20的最大宽度位于最高竖向位置，则轮毂20的较宽部可以高于大部分路标并且高于相邻车道中的大部分车辆。因此该取向可能也证实在一些情况下是有益的。虽然运输期间轮毂20的取向是要考虑的重要因素，但是当设想运输设备或系统时它不是唯一因素。在这点上，任何这种运输设备都应该考虑到轮毂20的装载和/或卸载。例如，在装载到运输设备上之前，轮毂20可以位于生产设施、码头区或一些其它场所。很有 可能，轮毂20在稳定取向中(即，不会翻到或以其它方式呈现安全关系的一个取向)将位于诸如地面、平台或一些其它表面的支承表面54上。假定采用当前设计，转子轮毂可能被存储或以其它方式准备好以例如如图4A至4C所示的取向运输，其中，由平面？1、匕和己中的一个平面限定的轮毂表面面向并接触支承表面54，轮毂20将被从该支承表面54装载以运输。这种取向可以称为第一负载取向，该取向例如可以是轮毂20的存储或其它大致稳定取向。在该第一取向中，延伸通过内端38和外端40中相应的对准孔42、46的轴线48几乎平行于支承轮毂20的支承表面54，但与该支承表面54间隔开。例如，如图4A至4C所示，由于平面P1^ P2和P3 (例如，平面P1)相对于轴线48略微成角度(见图3A)，所以轴线48可以相对于支承表面54略微成角度。然而，应该认识到，第一负载取向可能不是在拖拉机拖车上并沿着现有道路网运输轮毂20的最佳取向。换言之，当轮毂20处于其第一取向时，轮毂20的最小尺寸(诸如，高度尺寸)可以通常不平行于道路的工作宽度(例如，水平的)。因此，轮毂20将必须绕轴线48旋转，使得轮毂20的最小尺寸将大致平行于道路的工作宽度。轮毂20在该位置的取向可以称为第二运输取向。轮毂20还可以包括第三运输取向，在该取向中轮毂20的最大宽度位于轮毂20的最高竖向位置。当然，可以存在轮毂20的附加取向，该附加取向可以证实是有益的，例如这取决于运输轮毂期间的具体环境。无论如何，本发明的方面涉及使诸如轮毂20的风轮机部件从第一取向旋转到第二取向，从而最小化破坏相邻交通和破坏相邻路标的可能性。本发明人在先发明了用于运输风轮机部件的运输设备。该在先发明在美国专利No. 7, 775, 753 ( “该’ 753专利”)中被全面描述，该专利的公开内容以引用方式全部并入本文。虽然’ 753专利中所示和所述的运输设备操作良好并且实现了其预定目的，但是其中所公开的运输设备不具有使风轮机部件诸如从第一取向旋转到第二取向的能力。更具体地，’753专利中所述的运输设备不能使风轮机部件在被装载到该运输设备上时旋转。本发明的方面解决了在先运输设备的这些和其它缺点。更具体地，本发明的方面涉及一种运输设备，该运输设备不但提供利用运输设备装载和/或卸载风轮机部件，而且也提供当风轮机部件被联接到运输设备时的诸如轮毂20的风轮机部件的旋转。图4A至4D示出了根据本发明的一个实施方式的总体上以60示出的运输设备。在示例性实施方式中，根据下面更详细描述的方法，运输设备60可以采取拖拉机拖车的形式，该拖拉机拖车具有拖拉机62和构造成运送风轮机轮毂20的拖车64。拖车64的设计类似于’753专利中所公开的设计。在这点上，拖车64具有包括前拖车部66和后拖车部68的两部分设计。前拖车部66包括固定车架70、可动车架72以及前连接构件74。固定车架70通过常规手段可在其前端76处安装到拖拉机62，并且固定车架70还包括可旋转地安装到其上的多个车轮78，以在道路或支承表面54上支承轮毂20的重量的至少一部分。
可动车架72包括可移动地联接到固定车架70的前端80。例如，可动车架72可以诸如沿着枢轴线82 (垂直纸面向里)枢转地联接到固定车架70。这样，可动车架72可在降低位置和提升位置之间绕轴线82旋转，在降低位置中可动车架72的第二端84与支承表面54相邻(图4B和图4C)，在该提升装置中，可动车架72的第二端84已被相对于支承表面54大致竖向地提升(图4A、4D和4E)。为了便于相对于固定车架70移动可动车架72，前拖车部66可以包括第一或主提升致动器86，该致动器86具有枢转地联接到固定车架70的前端88、以及枢转地联接到前连接构件74的后端90。主提升致动器86当被致动时能在收缩位置和展开位置之间移动。主提升致动器86可以采取电动致动器、液压致动器、气动致动器或如本领域普通技术人员所公知的适合本用途的的其它类型的致动器的形式。前拖车部66还可以包括第二提升致动器87，以便于相对于固定车架70移动可动车架72。第二提升致动器87联接到可动车架72并且类似地构造成当被致动时在收缩位置和展开位置之间移动。将在下面更详细地说明主提升致动器86和第二提升致动器87的用途。前连接构件74联接到可动车架72的后端84并且构造成联接到轮毂20，如将在下面更详细地说明的。在一个实施方式中，连接构件74可移动地联接到可动车架72。例如，连接构件74可以诸如沿着枢轴线92 (垂直纸面向里)可枢转地联接到可动车架72。这样，连接构件74可以绕轴线92旋转，从而当可动车架72在降低位置和提升位置之间移动时允许连接构件74保持在相对于例如支承表面54的相对固定的角位置。在下面说明这种设计的原因。连接构件74可以包括沿大致竖直方向并且远离枢轴线92延伸的臂94。提升致动器86的后端90可以联接到臂94的上端，使得在致动主提升致动器86时，可动车架72能相对于固定车架70移动，如将在下面说明的。连接构件74的后向表面96包括限定支承表面100的支承毂98，该支承毂98构造成当连接构件74联接到轮毂20时支承该轮毂20。在一个实施方式中，支承毂98可以是大致圆柱形的，从而与轮毂20的外端40中的孔46的形状对应。应该认识到其它形状是可能的，但是支承毂98的形状应大致与孔46的形状对应。支承毂98的尺寸(例如，直径)应该达到紧贴地装配在轮毂20的外端40中的孔46内的程度。连接构件74还包括从支承毂98向后延伸的大致长形的支承轴102，将在下面更详细地描述支承轴102的用途。后拖车部68具有类似的构造并且包括固定车架110、可动车架112和后连接构件114。固定车架110包括多个车轮78，所述多个车轮78可旋转地安装到固定车架110以将轮毂20的重量的至少一部分支承在道路或支承表面54上。可动车架112包括可移动地联接到固定车架110的后端116。例如，可动车架112可以诸如沿着枢轴线118 (垂直纸面向里)可枢转地联接到固定车架110。这样，可动车架112可以在降低位置和提升位置之间绕轴线118旋转，在降低位置中可动车架112的前端120与支承表面54相邻(图4B和图4C)，在提升位置中，可动车架112的前端120已被相对于支承表面54大致竖向地提升(图4A、4D 和 4E)。
为了便于相对于固定车架110移动可动车架112，后拖车部68可以包括第一或主提升致动器122 (类似于致动器86)，该致动器122具有枢转地联接到固定车架110的后端124和枢转地联接到后连接构件114的前端126。主提升致动器122当被致动时能在收缩位置和展开位置之间移动。后拖车部68还可包括第二提升致动器123以便于相对于固定车架110移动可动车架112。第二提升致动器123联接到可动车架112并且类似地构造成当被致动时在收缩位置和展开位置之间移动。后连接构件114联接到可动车架112的前端120并且构造成联接到轮毂20，如将在下面更详细地说明的。在一个实施方式中，后连接构件114可移动地联接到可动车架112。例如，后连接构件114可以诸如沿着枢轴线128(垂直纸面向里)枢转地联接到可动车架112。这样，后连接构件114可以绕轴线128旋转，从而当可动车架112在降低位置和提升位置之间移动时，允许后连接构件114保持在相对于例如支承表面54的相对固定的角位置处。再次，在下面说明这种设计的原因。后连接构件114可以包括沿大致竖直方向并且远离枢轴线128延伸的臂130。主提升致动器122的前端126可以联接到臂130的上端， 使得在致动提升致动器122时，可动车架112能相对于固定车架110移动，如将在下面说明的。后连接构件114的前向表面131包括限定支承表面134的支承毂132，该支承毂132构造成当后连接构件114被联接到轮毂20时支承轮毂20。环形凸缘136可以邻近支承毂132的后端从该支承毂132向外延伸。在一个实施方式中，支承毂132可以是大致圆柱形的从而与轮毂20的内端38中的孔42的形状对应。应该认识到，其它形状是可能的，但是支承毂132的形状应大致与孔42的形状对应。后连接构件114还包括从支承毂132向前延伸的大致长形的支承轴138，该支承轴138的用途将在下面更详细地描述。在如上所述的运输设备60的情况下，现在将描述使用运输设备60来装卸和运输风轮机部件，并且更具体地风轮机10的轮毂20。如上所述，当轮毂20位于生产设施、码头区等时，轮毂20通常将处于第一取向，在该第一取向中，由平面？1、 2、己中的一个限定的轮毂表面面向并接触支承轮毂20的支承表面54。这是轮毂20的稳定取向，其在例如存储期间防止轮毂20的相对容易的运动。根据本发明的一方面，当轮毂20处于第一负载取向时，运输设备60可以构造成联接到轮毂20。举例来说，在图4A至4C中描绘了第一负载取向。根据示例性方法并且如图4A所示，前拖车部66邻近轮毂20的外端40定位并且大致与外端40中的孔46对准，并且后拖车部68邻近轮毂20的内端38定位并且大致与该内端中的孔42对准。在这点上，当不存在联接到连接构件74、114的负载时，主提升致动器86、122的致动不会实现可动车架72、112的运动。作为替代，当前拖车部66和后拖车部68未被装载时，致动主提升致动器86、122使连接构件74、114分别绕枢轴线92、128旋转，而没有潜在地移动可动车架72、112。当未被装载时为了实现可动车架72、112的运动，可以使用第二提升致动器87、123。更具体地，如图4A和图4B所示，为了将前拖车部66联接到轮毂20，希望使前连接构件74定位成使得其支承轴102大致与外端40中的孔46对准。根据前连接构件74的初始位置，这可以例如通过致动第二提升致动器87从而朝着支承表面54向下移动前连接构件74来实现。更具体地，可以构造成接触固定车架70的第二提升致动器87可以被致动从而缩短或减小其长度。如本领域普通技术人员将理解的，当致动器87的长度被减小时，可动车架72绕轴线82枢转从而朝着支承表面54向下移动可动车架72的后端84。相反地，还将理解的是，当致动器87的长度被增大时，可动车架72绕轴线82枢转从而远离支承表面54向上移动可动车架72的后端84。在这点上，运输设备60可以包括控制器(以140示意地示出)，其用于控制提升致动器87的操作。控制器140例如可以是计算机或者能控制提升致动器87的操作以将可动车架72 (因而前连接构件74)移到期望位置的其它这种装置。当如此对准时，前拖车部66可被移动使得支承轴102延伸通过轮毂20的外端40中的孔46。以类似方式，后连接构件114可以大致竖直地对准，使得支承轴138大致与内端38中的孔42对准。再次根据后连接构件114的初始位置，这可以例如通过致动第二提升致动 器123从而朝着支承表面54向下移动后连接构件114来实现。第二提升致动器123可以类似于第二提升致动器87进行操作。更具体地，提升致动器123可以被致动从而减小其长度并且使可动车架112绕轴线118枢转，使得可动车架112的前端120朝着支承表面54向下移动。在这点上，第二提升致动器123可以操作地联接到控制器140或联接到另一个类似构造的控制器(未示出)，以控制第二提升致动器123的操作。当如此对准时，后拖车部68可被移动使得支承轴138延伸通过轮毂20的内端38中的孔42。如图4C中最佳所示，前拖车部66可以定位成使得前连接构件74的支承毂98被紧贴地接纳在位于轮毂20的外端40处的孔46中并且限定孔46的壁的至少一部分紧密地面对支承毂98的支承表面100。另外，后拖车部68可以定位成使得后连接构件114的支承毂132被紧贴地收纳在位于轮毂20的内端38处的孔42中并且限定孔42的壁的至少一部分紧密地面对支承毂132的支承表面134。当支承毂98、132定位在它们相应的孔46、42中时，支承轴102、138可以可调节地联接在一起。在这点上，支承轴102、138中的一个可以是大致管状的(例如，在其中具有中心开口 )从而在其中可伸缩地接纳支承轴102、138中的另一个。在附图中，支承轴138在其中接纳支承轴102,但是这仅仅是示例性的。支承轴102、138可以通过以142示意地示出的一个或更多个(示出一个)锁定销联接在一起。支承轴102、138在将支承毂98、132维持在它们的相应的孔46、42中的位置处联接。因此，前拖车部66和后拖车部68可以通过支承轴102、138并且可能还通过轮毂20联接在一起(例如，在结构方面)。在轮毂20联接到前连接构件74和后联接构件114的情况下，该轮毂20可以被升离支承表面54，如图4D所示。在这点上，当前拖车部66和后拖车部68被装载轮毂20时，主提升致动器86、122可以被以协调的方式致动从而沿大致竖直的方向远离支承表面54移动轮毂20。例如，主提升致动器86、122可以操作地联接到控制器140或其它控制器(未示出)，以控制主提升致动器86、122的操作从而升起轮毂20。更具体地，提升致动器86、122可以被致动从而增大致动器86、122的长度。如本领域普通技术人员将理解的，当主提升致动器86、122的长度被增大时，可动车架72、112绕它们的相应的轴线82、118旋转从而向上并远离支承表面54移动可动车架72、112的端部84、120。然而，由于连接构件74、114以及它们的相应的可动车架72、112之间的枢轴联接(例如，在枢轴线92、128处)并且支承轴102、138通过锁定销142联接，当可动车架72、112向上旋转从而维持支承毂98、132与孔46、42之间的紧固联接时，连接构件74、114能绕轴线92、128旋转。换言之，当轮毂20被提升时，连接构件74、114能调节从而将支承轴102、138维持在几乎固 定位置中。例如，在轮毂20的提升位置(图4D)中，支承轴102、138可以几乎平行于支承表面54。另外，因为轮毂20构造成当处于第一负载取向时位于稳定位置，当轮毂20被移到提升位置时，不希望轮毂20借助例如其自重绕轴线48并且相对于支承毂98、132 旋转。应该了解到，在轮毂20的第一负载取向中，并且当将轮毂20安装在运输设备60上时，轮毂20的最大宽度位于轮毂20的最低竖向位置。然后这将轮毂20的最大宽度设置在能潜在地妨碍相邻交通和/或潜在地妨碍相邻路标的位置(例如，参见图7A和图7B以双点划线绘制的轮毂)。而这仅是鉴于上述原因不想要的情形，并且正寻求针对该情形的解决方案。本发明的方面提供了该解决方案。如图4D中所示，并且根据本发明的一方面，在轮毂20安装到运输设备60并且处于提升位置的情况下，轮毂20可被旋转从而将该轮毂20定位在最佳或所希望的取向中以沿着现有道路网将轮毂20运输到例如风轮机安装现场或码头区。例如，图4E示出了在轮毂20已被旋转到所希望的取向之后该轮毂20的运输。应该认识到，轮毂20的重定向可在运输之前发生，诸如在将轮毂20装载到运输设备60上之后立即发生。另外或另选地，轮毂20可以在运输期间被重定向。例如，在运输期间遭遇的特殊环境可以指示何时轮毂20应被重定向。根据本发明的各种实施方式，可预期轮毂20可以以若干方式绕轴线48旋转。图5A至中示意地示出了一种这样的示例性方法。在该方法中，当轮毂20处于提升位置、诸如图4D所示的位置时，一个或更多个固定障碍物150可以被战略地定位在轮毂20的一部分之下，诸如定位到轮毂20的一侧，这取决于希望的旋转方向。固定障碍物150可以包括固定高度块或可调节障碍物，诸如千斤顶、升降机或类似装置。在障碍物150如此定位的情况下，轮毂20可以通过运输设备60降低，使得轮毂20的障碍物150上方的一部分接触障碍物150，从而限制轮毂20的该部分的任何进一步的向下运动。然而，当轮毂20接触障碍物150时，轮毂20的另一部分(通常以152示出)保持在支承表面54上方未被支承，从而能进一步向下运动。因此，在轮毂20进一步向下运动的情况下，净效应是轮毂20绕轴线48旋转，如从图5A至图5B连续示出的。该绕轴线48的旋转可以继续例如直到轮毂20的向下运动被停止或轮毂20的另一部分接触支承表面54。当轮毂20可以处于可能相对于例如重力不稳定的中间取向时，可以预期，由于支承毂98、132以及紧贴地接纳它们的孔46、42之间的摩擦配合，轮毂20将不在支承毂98、132上旋转。在这点上，运输设备60可以用来再一次沿大致竖直方向提升轮毂20。更具体地，将障碍物150定位在轮毂20的一部分之下并且降低轮毂20的过程可以被重复使用，直到轮毂20处于希望的取向，诸如处于第二运输取向。这在图5C和图中示出。应当理解，不同尺寸的障碍物150可以用于这些随后步骤以便使轮毂20绕其轴线48旋转到希望的取向。虽然轮毂20与连接构件74、114之间的摩擦被认为在将轮毂20重新定位在希望的取向期间足以维持该轮毂20的取向，但是一旦处于希望的取向，轮毂20可以主动地紧固到连接构件74、114中的至少一个。举例来说，后连接构件114可以包括盲螺纹孔(未示出)，该盲螺纹孔可以与贯穿轮毂20的凸缘44的孔154(图3A和图3B)对准。螺栓等(未示出)可以被插入孔154以及后连接构件114中的盲螺纹孔内，以将轮毂20紧固到后连接构件114并且防止轮毂20的任何进一步的旋转。那些本领域普通技术人员可以认识到当轮毂20处于希望的取向时将轮毂20的位置固定在运输设备60上的其它方法。例如，夹紧装置可以用来将轮毂20紧固在固定取向。本发明的方面不限于当将轮毂20安装在运输设备60上时使轮毂20旋转的上述方法。例如，在替代实施方式中，并且如图6所示，运输设备60可以包括以160示意地示出的驱动系统，该驱动系统用于当将轮毂20安装在运输设备60上时使轮毂20旋转。在这点上，驱动系统160可以包括电机162，该电机162操作地联接到驱动轮164并且构造成使该驱动轮164旋转，如附图所示。驱动轮164可以进而操作地联接到轮毂20，使得驱动轮164的旋转使轮毂20绕轴线48旋转。在一个实施方式中，联接可以通过摩擦接合实现。在替代实施方式中(未示出)，驱动轮164可以替代地 联接到其中一个连接构件74、114，使得驱动轮164的旋转使其中一个连接构件74、114旋转，从而使轮毂20旋转。在一个实施方式中，并且如附图所示，驱动轮164可以操作地联接到轮毂20，该轮毂20例如在凸缘44处邻近后连接构件114。另选地，驱动轮164可以操作地联接到后连接构件114的支承毂132。在这点上，应该认识到，支承毂132可以通过例如轴承可旋转地支承在后连接构件114上，使得至少支承毂132可相对于可动车架112旋转。在这些实施方式中，电机162可以操作地连接到控制器(诸如控制器140)，该控制器用于控制电机162，从而通过致动轮毂20来控制该轮毂20的旋转。应该认识到，虽然驱动系统160在上文被描述为邻近后连接构件114定位以直接使轮毂20旋转或使联接到轮毂20的支承毂132旋转，但是驱动系统160可以另选地邻近前连接构件74联接。驱动系统160也可以邻近于连接构件74、114中的每个联接以直接或间接(例如，通过支承毂98、132)使轮毂20旋转。两个驱动系统都可操作地联接到同一控制器140从而协调轮毂20的旋转。另外，驱动系统160可以具有其它布置并且落入本发明的范围内。例如，驱动轮可以包括有齿驱动齿轮，该有齿驱动齿轮与和支承毂132相关的齿轮啮合从而通过该驱动齿轮(未示出)的旋转引起支承毂132的旋转。更进一步,驱动轮可以通过连杆机构(诸如皮带或链轮装置)(未示出)操作地联接到支承毂132。可以存在附加的驱动系统，以当将轮毂20安装在运输设备60上时直接或间接地主动使该轮毂20旋转。在又一替代实施方式中，根据本发明的方面在更基本的形式中，可预期在某些应用中，轮毂20当被安装在运输设备60上时可以绕其轴线48手动地旋转。在这点上，支承毂98、132可以处于固定位置，使得孔46、42必须相对于支承毂98、132滑动以实现旋转。另选地，支承毂98、132中的一个或两个可以包括轴承或允许该支承毂98和/或132随轮毂20的旋转而旋转的其它机构。无论如何，由于风轮机部件的极大(sheer)尺寸，可以预期当将轮毂20安装在运输设备60上时将需要若干个工人来实现该轮毂的手动旋转。由于当将轮毂20安装在运输设备60时使该轮毂旋转的能力，可以根据通过利用现有道路网将轮毂20运输到风轮机安装现场或码头区呈现的具体情况来选择该轮毂20的取向。在这点上，图7A示出了当处于如上所述的第二运输取向时的轮毂20。回忆在该取向中，最小的轮毂尺寸(诸如高度尺寸Hh)大致平行于道路168的工作宽度WJ例如，大致水平的)。如该图中记录的，在该第二运输取向中，轮毂20的面向相邻车道172中的车辆170的表面是平坦表面中的一个，例如P2。这样，轮毂20主要沿如针对水平方向的竖直方向延伸，因此相信对相邻车辆170的妨碍将减到最小。如图7A中进一步所示，轮毂20的相反侧包括该轮毂20的其它平面部分之间的交叉点(例如，由P1和P2形成的那些)，并且会突出到拖拉机62和拖车64 (该拖车64的后拖车部为了清楚而被省略)外侧。然而，因为沿大致平行于道路的方向的轮毂尺寸(例如，Hh)是最小轮毂尺寸，所以对于一些应用，该尺寸可以小于道路168的工作宽度WJ即使在其它尺寸不小于道路168的工作宽度I的情况下也可能如此)。在该情况下，并且在轮毂20处于第二运输取向的情况下，轮毂20可以横跨道路168，同时最小化或减小破坏以174示意地示出的路标的可能性。例如，如图7A中的双点划线所示，当轮毂20处于第一负载取向时，轮毂20可以妨碍相邻车道172中的车辆170和/或破坏或毁坏路标174。作为对比，并且如上所述，当处于第二运输取向时，已经减小了轮毂20妨碍相邻车道172中的车辆170或破坏路标174的可能性。图7B示出了当处于如上所述的第三运输取向时的轮毂20。回忆在该取向中，轮毂20的最大宽度尺寸被放置在该轮毂20的最高竖向位置。换言之，在该第三运输取向中，轮毂20的形成其中一个平坦表面(例如P2)的表面面向上。如该图中所示，轮毂20的宽度则朝着道路168沿竖直向下方向逐渐减小。在与大多数车辆170和大多数路标174有关的道路168周围的竖向高度处，轮毂20的沿大致平行于道路的方向的宽度小于道路168的工作宽度W-换言之，轮毂20的宽度部分被设置在将不妨碍大多数路标174和大多数车辆170的竖向高度处。这样，在轮毂20处于第三运输取向中时，轮毂20可以横跨道路168，同时最小化或减小妨碍相邻车辆170的可能性并且最小化或减小破坏路标174的可能性。例如，如图7B中双点划线所示，当轮毂20处于第一负载取向时，轮毂20可以妨碍相邻车道172中的车辆170和/或破坏或毁坏路标174。作为对比，并且如上所述，当处于第三运输取向时，已经减小了轮毂20妨碍相邻车道172中的车辆170和/或破坏路标174的可能性。图7A和图7B提供了轮毂20的两个示例性取向，该两个示例性取向在利用现有道路网将轮毂20运输到风轮机安装现场或码头区期间提供一些益处。可预见在运输期间可能发生这样的情况，这些情况导致可以提供有益结果的再另一个取向。因此，本发明不限于图7A和图7B所示的两个取向。重点在于，在运输之前或期间利用运输设备装卸轮毂20并且当将该轮毂20安装在该运输设备60上时使其旋转的能力提供了现有运输设备中未提供的增加的灵活性水平。相信该灵活性将允许风轮机制造商继续利用现有道路网继续发展将风轮机部件运输到安装现场或码头区，即使当这些部件的物理尺寸增大也是如此。当轮毂20到达风轮机安装现场或码头区处时，本发明的方面也可以提供卸载过程中的益处。在这点上，可以希望在稳定取向(诸如第一负载取向)中在安装现场处将轮毂20卸载到支承表面上。这可以利用如上所述的运输设备60容易地实现。更具体地，轮毂20可以当被安装在运输设备60上时被旋转回到第一取向(例如，如图7A和图7B中的双点划线所示)。例如通过颠倒如上所述的步骤可以获得该旋转。相信不必进一步详细地描述该旋转，因为本领域普通 技术人员基于上述将容易理解颠倒旋转操作。一旦轮毂20被旋转回到第一取向，轮毂20就可以被竖向降低从而靠在支承表面上。再次，相信不必进一步详细地描述该降低过程，因为本领域普通技术人员基于上述描述将容易理解该过程。虽然已经通过描述各种实施方式说明了本发明，并且虽然已经相当详细地描述了这些实施方式，但是申请人的目的不是将所附的权利要求的范围限制或以任何方式限制于这种细节。对于本领域普通技术人员来说容易看出附加优点和修改。例如，虽然已经通过构造为转子轮毂的风轮机部件描述了本发明的方面，但是本发明不是如此限制的。在这点上，本文所公开的运输设备和方法可以证实在运输其它风轮机部件中是有益的。另外，虽然前拖车部和后拖车部被描述为通过刚性轴联接，但是应该认识到，拖车部可以通过诸如长 绳索的其它机械构件联接。因此本发明在其较宽泛方面不限于所示和所述的特定细节、代表性方法以及说明性实施例。因此，在没有脱离概述性的发明概念的精神或范围的情况下可以偏离这种细节。
权利要求
1.ー种利用现有道路网运输风轮机部件的方法，该方法包括 利用运输设备将所述风轮机部件装载到该运输设备上，所述风轮机部件当被装载到所述运输设备上时处于第一取向； 在所述风轮机部件安装在所述运输设备上期间，将所述风轮机部件重定向到第二取向；以及 利用所述运输设备经由所述现有道路网运输所述风轮机部件。
2.根据权利要求I所述的方法，其中，所述重定向步骤发生在运输所述风轮机部件之前或运输所述风轮机部件期间。
3.根据权利要求I或2所述的方法，其中，所述风轮机部件包括转子轮毂。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，将所述风轮机部件装载到所述运输设备上还包括当该风轮机部件在支承表面上处于存储位置时，将所述运输设备联接到所述风轮机部件。
5.根据权利要求4所述的方法，该方法还包括利用所述运输设备提升所述风轮机部件离开所述支承表面到达提升位置。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述风轮机部件具有旋转轴线，并且重定向所述风轮机部件还包括使该风轮机部件绕其旋转轴线旋转。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，使所述风轮机部件旋转还包括 a)利用所述运输设备提升所述风轮机部件； b)将障碍物定位在所述风轮机部件的一部分之下； c)利用所述运输设备降低所述风轮机部件，使得所述风轮机部件的该一部分接触所述障碍物；以及 d)利用所述运输设备进一歩降低所述风轮机部件以实现该风轮机部件绕所述旋转轴线的旋转。
8.根据权利要求7所述的方法，该方法还包括重复步骤a)至d)，步骤a)至d)使所述风轮机部件旋转从所述第一取向到所述第二取向的路径中的至少一部分路径，所述重复步骤a)至d)使所述风轮机部件从所述第一取向旋转到所述第二取向。
9.根据权利要求6所述的方法，其中，使所述风轮机部件旋转还包括致动驱动系统以实现该风轮机部件绕所述旋转轴线的旋转。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第二取向表征为当从前后视角观察时使所述风轮机部件的最宽部位于最高竖向位置处。
11.根据权利要求I至9中任一项所述的方法，其中，所述道路包括工作宽度，并且所述风轮机部件包括小于所述工作宽度的至少ー个尺寸，所述第二取向使所述风轮机部件的该至少ー个尺寸大致平行于所述道路的所述工作宽度。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，该方法还包括在所述风轮机部件安装在所述运输设备上期间，将所述风轮机部件重定向到第三取向。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，该方法还包括利用所述运输设备从该运输设备卸载所述风轮机部件。
14.一种用于利用现有道路网运输风轮机部件的运输设备，该运输设备包括 拖车，该拖车具有前拖车部和后拖车部，所述前拖车部和所述后拖车部均包括具有多个车轮的固定车架、联接到所述固定车架的可动车架、用于相对于所述固定车架移动所述可动车架的提升致动器、以及联接到所述可动车架并且构造成联接到所述风轮机部件的连接构件；以及 驱动系统，该驱动系统用于在所述风轮机部件安装在所述运输设备上期间使该风轮机部件绕旋转轴线旋转。
15.根据权利要求14所述的运输设备，该运输设备还包括控制器，所述控制器与所述驱动系统操作联接以控制所述风轮机部件的旋转。
16.ー种利用现有道路网运输风轮机部件的方法，该方法包括 获得包括拖车的运输设备，所述拖车具有前拖车部和后拖车部，所述前拖车部和所述后拖车部中均包括具有多个车轮的固定车架、联接到所述固定车架的可动车架、用于相对于所述固定车架移动所述可动车架的第一提升致动器和第二提升致动器、以及联接到所述可动车架并且构造成联接到所述风轮机部件的连接构件； 致动所述第二提升致动器以将各所述连接构件移动到降低位置； 当处于所述降低位置时将各所述连接构件联接到所述风轮机部件，当所述风轮机部件联接到各所述连接构件时该风轮机部件具有第一取向； 致动所述第一提升致动器以将各所述连接构件及联接到所述连接构件的所述风轮机部件移到提升位置； 在所述风轮机部件安装在所述运输设备上期间，使所述风轮机部件绕旋转轴线旋转到第二取向；以及 利用所述运输设备经由所述现有道路网运输所述风轮机部件。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述旋转步骤发生在运输所述风轮机部件之前或运输所述风轮机部件期间。
18.根据权利要求16或17所述的方法，其中，所述道路包括工作宽度，并且所述风轮机部件包括小于所述工作宽度的至少ー个尺寸，所述第二取向使所述风轮机部件的该至少一个尺寸大致平行于所述道路的所述工作宽度。
19.根据权利要求16至18中任一项所述的方法，该方法还包括在所述风轮机部件安装在所述运输设备上期间，使所述风轮机部件绕所述旋转轴线旋转到第三取向。
20.根据权利要求16至19中任一项所述的方法，该方法还包括 致动所述第一提升致动器以将各所述连接构件以及联接到所述连接构件的所述风轮机部件移到所述降低位置；并且 当处于所述降低位置时解除所述风轮机部件与各所述连接构件的联接。
全文摘要
本发明涉及用于风轮机部件的运输设备及其使用方法。一种在现有道路上运输风轮机部件的方法包括利用运输设备将所述风轮机部件装载到该运输设备上处于第一取向；当将所述部件安装在所述运输设备上时将所述部件重定向到第二取向；以及利用所述运输设备在所述道路上运输所述部件。所述运输设备包括具有前部和后部的拖车，所述前部和所述后部中的每个均包括固定车架、可动车架、提升致动器以及构造成联接到所述部件的连接构件。提供驱动系统，用于当将所述部件安装在所述运输设备上时使该部件旋转。
文档编号B60P3/00GK102627085SQ20111045164
公开日2012年8月8日 申请日期2011年12月29日 优先权日2011年2月7日
发明者G·K·S·派得森 申请人:维斯塔斯风力系统有限公司