专利名称：风机安装船及其重心调节装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及工程机械技术领域，特别是涉及一种用于风机安装船的重心调节装 置。本发明还涉及一种包括上述重心调节装置的风机安装船。
背景技术：
随着我国经济建设的快速发展，电能对经济建设和人们生活的影响越来越大，而 风力发电作为多种发电方式中的一种也越来越受到人们的重视。风力发电就是把风的动能转变成机械能，再把机械能转化为电能的一种发电方 式。由于海上的风力资源非常丰富，因此，越来越多的风力发电场建设在海上。在海上进行 风力发电场的建设，风机(即风力发电机组)的安装是重要的步骤，通常需要借助于风机安 装船来完成。其中，风机的安装是指将风机安装于预先在海中设置好的风机安装座上。现有技术中，风机的安装方式主要由两种整体式安装和分体式安装。整体式安装是指首先将风机在码头等地装配完成，然后运输到风力发电场，将整 台风机一次安装就位的安装方式，通常要借助于整体安装船(起重船)来实现。整体安装 船包括船体和设置于船体上的起重装置，其起重装置包括由钢丝绳连接的吊钩，从而，通过 吊钩实现风机的起吊。工作过程中，整体安装船到达预定位置后，通过抛锚实现粗定位，然后将通过运输 船由码头运输的安装完成的风机吊起，安装于风机安装座。分体式安装是指依次在风机安装座上安装风机的塔筒、机舱和风轮的安装方式， 通常借助于分体安装船实现。分体安装船与整体安装船的结构基本相同，只增加了用于固 定于船体的支腿。工作过程中，分体安装船到达预定位置后，首先通过抛锚实现粗定位，然后由支腿 进行支撑，并由起重装置进行吊装。上述整体安装船在进行风机的安装时，由于风机位置的移动，使得风机安装船的 重心发生移动，此时，为了使风机安装船保持稳定，现有技术中，一般通过向风机安装船的 内腔中注水，从而实现改变其重心的目的。然而，由于向风机安装船的内腔中注水需要一定的时间，为了保持风机安装船的 稳定性，通常需要减缓风机的移动速度，特别是风机在平行于风机安装船的船体方向的移 动速度，从而影响了风机安装的工作效率，造成了施工成本的增加。因此，如何提高风机安装船的重心在竖直方向和水平方向的调节速度，进而提高 风机安装的工作效率是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种重心调节装置，该重心调节装置能够提高风机安装船的 重心在竖直方向和水平方向的调节速度，进而提高风机安装的工作效率。本发明的另一目 的是提供一种包括上述重心调节装置的风机安装船。
为解决上述技术问题，本发明提供一种重心调节装置，用于风机安装船，所述重心 调节装置可活动地安装于所述风机安装船的船体的外侧，以便所述重心调节装置在大体平 行于所述船体的平面内可选择地移动。优选地，包括安装架、配重块和用于调节所述配重块与所述船体的相对高度的高 度调节器，所述安装架安装于所述船体，所述安装架和所述船体二者中，一者设置有滑块， 另一者设置有与所述滑块相配合的滑道，所述配重块通过所述高度调节器安装于所述安装
^K O优选地，所述安装架包括水平安装板，且其上设置所述滑块，所述配重块通过所述 高度调节器安装于所述水平安装板。优选地，所述水平安装板包括大体平行设置的上水平安装板和下水平安装板，二 者通过与其大体垂直的立板连接，所述上水平安装板的下表面和所述下水平安装板的上表 面分别设置所述滑块。优选地，所述高度调节器为螺杆，所述安装架和所述配重块二者中至少一者开设 有与所述螺杆相对应的螺孔。优选地，所述高度调节器为油缸，所述油缸的活塞筒固定于所述安装架，其活塞杆 的端部固定连接所述配重块。优选地，所述重心调节装置的数目为多个，且均勻安装于所述船体的左右两侧。优选地，所述重心调节装置安装于所述船体的下方。优选地，所述滑道沿所述船体的前后方向延伸。本发明还提供一种风机安装船，包括如上述任一项所述的重心调节装置。本发明所提供的重心调节装置，用于风机安装船，重心调节装置可活动地安装于 风机安装船的船体的外侧，以便重心调节装置在大体平行于船体的平面内可选择地移动。 当受天气情况和作业状态的影响，需要进行风机安装船重心的调节时，就可以通过可活动 地安装于风机安装船的船体的外侧的重心调节装置进行调节。这样，一方面，由于本发明所 提供的重心调节装置可以独立于船体存在，因此其大小不再受风机安装船的尺寸以及开设 于风机安装船的船体内腔的尺寸的限制，可以根据需要进行设置，进而改变重心调节装置 的调节能力；另一方面，由于重心调节装置可活动地安装于船体，且重心调节装置可以在大 体平行于船体的平面内移动，从而可以调节风机安装船的重心的水平位置，当到达预定位 置时，重心调节装置固定，保证风机安装船的稳定，进一步提高了重心调节装置对风机安装 船的重心的调节能力，从而提高了风机安装船的稳定性，使风机安装船可以在天气情况较 为恶劣的环境下工作，提高了工作效率，降低了海上风电场建设的成本。在一种优选实施方式中，本发明所提供的重心调节装置包括安装架、配重块和用 于调节配重块与船体的相对高度的高度调节器，安装架通过连接部件安装于船体，安装架 和船体二者中，一者设置有滑块，另一者设置有与滑块相配合的滑道，配重块通过高度调节 器安装于安装架。当进行风机安装船的重心高度位置调节时，通过高度调节器调节配重块 与船体的相对高度，从而实现风机安装船的重心高度的调节，使其重心位置满足风机安装 的需要，从而提高风机安装船的稳定性；当进行风机安装船的重心水平位置调节时，通过滑 块在滑道中的滑动，改变配重块相对于船体的位置，从而实现风机安装船的重心水平位置 随风机位置的改变而进行相应的调节。安装架、配重块、高度调节器以及滑块和滑道的设
4置，不仅简化了风机安装船的重心在高度方向和水平方向的调节过程，而且与向船体的内 腔注水相比具有较高的调节速度，从而可以满足以较快的速度移动风机对于风机安装船的 稳定性的需要，从而提高了风机安装船的工作效率。在另一种优选实施方式中，本发明所提供的重心调节装置的水平安装板包括大体 平行设置的上水平安装板和下水平安装板，二者通过与其大体垂直的立板连接，上水平安 装板的下表面和下水平安装板的上表面分别设置滑块。上水平安装板和下水平安装板的设 置，使得安装架与船体之间的连接更加牢固，同时，使得配重块的重量由两侧的滑块和滑道 承受，从而提高了安装架对于配重块支撑的可靠性，增大了可承受的配重块的重量，提高了 重心调节装置的调节范围和调节速度，进而提高了重心调节装置的适用范围。
图1为本发明所提供的风机安装船的第一种具体实施方式
的立体示意图；图2为本发明所提供的风机安装船的第一种具体实施方式
的俯视示意图；图3为本发明所提供的风机安装船的第一种具体实施方式
的侧视示意图；图4为本发明所提供的重心调节装置第一种具体实施方式
的立体示意图；图5为本发明所提供的重心调节装置的第二种具体实施方式
的立体示意图；图6为图5所示的A部分的放大示意图；图7为本发明所提供的风机安装船的第二种具体实施方式
的侧视示意图；图8为本发明所提供的风机安装船的第二种具体实施方式
的主视示意图。
具体实施例方式本发明的核心是提供一种重心调节装置，该重心调节装置能够提高风机安装船的 重心在竖直方向和水平方向的调节速度，进而提高风机安装的工作效率。本发明的另一核 心是提供一种包括上述重心调节装置的风机安装船。为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步的详细说明。请参考图1至图3，图1为本发明所提供的风机安装船的第一种具体实施方式
的 立体示意图；图2为本发明所提供的风机安装船的第一种具体实施方式
的俯视示意图；图3 为本发明所提供的风机安装船的第一种具体实施方式
的侧视示意图。如图中所示，在一种具体实施方式
中，本发明所提供的重心调节装置2可活动地 安装于所述风机安装船的船体4的外侧，以便重心调节装置2在大体平行于船体4的平面 内可选择地移动。本文所述外侧是指重心调节装置2位于船体4的外周部，包括其四周和 下方，而并非是位于船体4的内部或者其的上方；本文所述船体4的平面是指船体大体与水 平面平行的平面。图中所示安装有本发明所提供的重心调节装置2的一种具体风机安装船，包括船 体4、安装于船体4上的立柱3，安装于立柱3的抱紧机构6，安装于船体四角用于固定船体 4的锚机5，以及固定安装于船体4的重心调节装置2，且重心调节装置2位于船体4的外 侧。船体4上设置有相互垂直的立柱3的移动轨道，立柱3可以在其移动动力部件的作用下 沿轨道移动，从而实现风机7在船体4上的横向移动，船体4的前后两端还开设有“U”型开口，以便风机7通过开口安装于风机的基座。当然，风机安装船还可以具有其他具体结构， 本文所述只是一种具体实施方式
，除重心调节装置2以外的结构，本文不作任何限制。工作过程中，首先将风机在码头组装完成，然后通过起重机等装置将风机安装于 风机安装船的船体4，并使用抱紧机构6将其抱紧；由于此种形式的风机安装船不具有牵引 装置，因此，需要在牵引船1的作用下移动至海上风力发电场；到达海上风力发电场后，牵 引船1将风机安装船牵引至风机7的基座位于“U”型开口的位置，然后，通过锚机5抛锚， 将风机安装船大体固定，此时，立柱3以及安装于其上的抱紧机构6和由抱紧机构6抱紧的 风机7在动力装置的作用下沿轨道移动至“U”型开口，然后由设置于立柱3内的风机提升 机构提至机座的上方，再在动力装置和提升机构的共同作用下将风机7与基座固定连接， 然后将抱紧机构6和立柱3移开，最终将风机安装平台移开即可。在风机7安装过程中，为 了保证安装过程的顺利进行，本发明所提供的重心调节装置2及时地对风机安装船的重心 位置(包括垂直方向的重心位置和水平方向的重心位置)进行调节，为风机7的安装提供 较好的工作环境。可以看出，一方面，由于本发明所提供的重心调节装置可以独立于船体4存在，因 此其大小不再受风机安装船的尺寸以及开设于风机安装船的船体内腔的尺寸的限制，可以 根据需要进行设置，进而改变重心调节装置2的调节能力；另一方面，由于重心调节装置2 可活动地安装于船体4，且重心调节装置2可以在大体平行于船体4的平面内移动，当到达 预定位置时，重心调节装置2固定，从而可以调节风机安装船的重心的水平位置，进一步提 高了重心调节装置2对风机安装船的重心的调节能力，从而提高了风机安装船的稳定性， 使风机安装船可以在天气情况较为恶劣的环境下工作，提高了工作效率，降低了海上风电 场建设的成本。请参考图4至图6，图4为本发明所提供的风机安装船的重心调节装置第一种具体 实施方式的立体示意图；图5为本发明所提供的重心调节装置的第二种具体实施方式
的立 体示意图；图6为图5所示的A部分的放大示意图。如图4所示，在一种具体实施方式
中，本发明所提供的重心调节装置2可以具体包 括安装架21、配重块23和用于调节配重块23与船体4的相对高度的高度调节器22，安装 架21安装于船体4，安装架21和船体4 二者中，一者设置有滑块213，另一者设置有与滑块 213相配合的滑道41，配重块23通过高度调节器22安装于安装架21。当然，安装架21、配 重块23和高度调节器22三者与船体4的水平相对位置的改变还可以通过其他的方式实 现，本文对此不做限制。配重块23可以具有阶梯结构，以方便其通过高度调节器22安装于安装架21，还可 以根据需要加工成其他形状；通常情况下配重块的材料为钢材或其他密度大于水的材料； 当然，其具体形状和所用材料并不受本文的限制，可以选择任何能够满足功能要求的形状 和材料。当进行风机安装船的重心位置调节时，通过高度调节器22调节配重块23与船体4 的相对高度，从而改变配重块23的高度，实现风机安装船的重心的高度调节，同时，使滑块 213相对于滑道41滑动，从而使与滑块21固定连接的安装架21连同高度调节装置22和配 重块23 —起在大体平行于船体4的平面内滑动，实现风机安装船的重心的水平调节，提高 风机安装船的稳定性，保证风机的正常安装。
这样，安装架21、配重块23、高度调节器22以及滑块213和滑道41的设置，不仅 简化了风机安装船的重心在高度方向和水平方向的调节过程，而且与向船体的内腔注水相 比具有较高的调节速度，从而可以满足以较快的速度移动风机对于风机安装船的稳定性的 需要，提高了风机安装船的工作效率。具体地，本发明所提供的重心调节装置2的安装架21可以包括水平安装板211，滑 块213可以固定于水平安装板211上，配重块23可以通过高度调节器22安装于水平安装 板211。当然，在另一种具体实施方式
中，本发明所提供的安装架的水平安装板211可以具 有如图5和图6所示的结构。滑块213固定于水平安装板211上，使得安装架21与船体4的连接非常方便，而且 很容易地实现重心调节装置2的水平位置的改变，进而改变风机安装船重心的水平位置； 同时，配重块23通过高度调节器22安装于水平安装板211使高度调节装置22能够更方便 地调节配重块23在竖直方向的位置，使配重块23在竖直方向的位置改变更加明显，进一步 提高竖直方向重心调节的效率。当然，水平安装板211还可以包括大体平行设置的上水平安装板2111和下水平安 装板2112，二者通过与其大体垂直的立板212连接，上水平安装板2111的下表面和下水平 安装板2112的上表面分别设置滑块213。上水平安装板2111和下水平安装板2112的设置，使得安装架21与船体4之间的 连接更加牢固，同时，使得配重块23的重量由两侧的滑块213和滑道41承受，从而提高了 安装架21对于配重块23支撑的可靠性，从而增大了可承受的配重块23的重量，提高了重 心调节装置2的调节范围和调节速度，进而提高了重心调节装置2的适用范围。在一种具体实施方式
中，本发明所提供的重心调节装置的高度调节器22可以为 螺杆，水平安装板211和配重块23 二者中的至少一者开设有与螺杆相对应的螺孔。这样， 通过螺杆在螺孔中的旋转，就可以改变配重块23的高度位置，从而实现对于风机安装船的 重心高度位置的调节。螺杆的结构很简单，成本较低，从而降低了重心调节装置的成本。具体地，可以在配重块23上开设螺孔，螺杆的第一端穿过螺孔或者连接于螺孔， 且距离配重块23的上平面适当距离，螺杆的第二端固定连接于水平安装板211。这样，当进 行配重块23高度位置的调节时，旋转配重块23，配重块23就可以沿着螺杆在竖直方向上移 动，调节过程非常简单。其中，螺杆的第一端穿过螺孔或者连接于螺孔具体是根据螺杆的长 度和配重块23在竖直方向上的厚度而定的；如果螺杆比较长，而配重块23在竖直方向上的 厚度较薄，则其第一端穿过配重块23的螺孔；否则，连接于螺孔。当然，也可以螺杆的第一端与配重块23固定，第二端穿过或者连接于水平安装板 211的螺孔，还可以使螺杆的两端分别与配重块23和水平安装板211螺纹连接，总之，只要 能够实现功能要求都是可以的。在另一种具体实施方式
中，本发明所提供的高度调节器22可以为油缸，油缸的活 塞筒固定于水平安装板，其活塞杆的端部固定连接配重块23。随着油缸的活塞杆的伸出和 缩回，就可以改变配重块23的高度，进而调节风机安装船的重心位置。油缸的结构成熟，操 作方便，可靠性高，可以很方便地实现风机安装船的重心位置的调节。请参考图7和图8，图7为本发明所提供的风机安装船的第二种具体实施方式
的侧 视示意图；图8为本发明所提供的风机安装船的第二种具体实施方式
的主视示意图。
如图7和图8所示，为方便重心调节装置2的安装，根据风机安装船的结构，可以 将其安装于船体4的下方。当然，如图1至图3所示，还可以将其安装于船体4的左右两 侧，此时可以设置多个重心调节装置2，并在船体4的周围均勻分布，这样，还可以使各重心 调节装置2的高度不同，从而在一定程度上调节风机安装船在水平方向的重心位置。为了与具有上述结构的船体4相匹配，风机在垂直于风机安装船的运动方向的移 动比较小，其重心位置的改变较小，滑道41可以仅沿风机安装船的前后方向设置，而在垂 直于该方向的水平方向的重心位置的调整，可以通过使不同位置的配重块23的垂直高度 不同而改变。其中，本文所述的前后方向即风机安装船的运动方向。除了上述重心调节装置，本发明还提供一种包括上述重心调节装置的风机安装 船，风机安装船的其他各部分结构请参考现有技术，本文不再赘述。以上对本发明所提供的风机安装船及其高度调节装置进行了详细介绍。本文中应 用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理 解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离 本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发 明权利要求的保护范围内。
8
权利要求
1.一种重心调节装置，用于风机安装船，其特征在于，所述重心调节装置( 可活动地 安装于所述风机安装船的船体的外侧，以便所述重心调节装置(2)在大体平行于所述 船体的平面内可选择地移动。
2.根据权利要求1所述的重心调节装置，其特征在于，包括安装架(21)、配重块03) 和用于调节所述配重块与所述船体的相对高度的高度调节器(22)，所述安装 架安装于所述船体G)，所述安装架和所述船体(4) 二者中，一者设置有滑块 013)，另一者设置有与所述滑块(21 相配合的滑道(41)，所述配重块通过所述高度 调节器02)安装于所述安装架01)。
3.根据权利要求2所述的重心调节装置，其特征在于，所述安装架包括水平安装 板011)，且其上设置所述滑块013)，所述配重块通过所述高度调节器0 安装于 所述水平安装板011)。
4.根据权利要求3所述的重心调节装置，其特征在于，所述水平安装板(211)包括大 体平行设置的上水平安装板0111)和下水平安装板(2112)，二者通过与其大体垂直的立 板(21 连接，所述上水平安装板0111)的下表面和所述下水平安装板011 的上表面 分别设置所述滑块(213)。
5.根据权利要求2至4任一项所述的重心调节装置，其特征在于，所述高度调节器 (22)为螺杆，所述安装架和所述配重块二者中至少一者开设有与所述螺杆相对 应的螺孔。
6.根据权利要求2至4任一项所述的重心调节装置，其特征在于，所述高度调节器 (22)为油缸，所述油缸的活塞筒固定于所述安装架(21)，其活塞杆的端部固定连接所述配 重块(23)。
7.根据权利要求1至4任一项所述的重心调节装置，其特征在于，所述重心调节装置 (2)的数目为多个，且均勻安装于所述船体的左右两侧。
8.根据权利要求1至4任一项所述的重心调节装置，其特征在于，所述重心调节装置 (2)安装于所述船体的下方。
9.根据权利要求2至4任一项所述的重心调节装置，其特征在于，所述滑道沿所 述船体⑷的前后方向延伸。
10.一种风机安装船，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的重心调节装置⑵。
全文摘要
本发明公开了一种重心调节装置，用于风机安装船，所述重心调节装置(2)可活动安装于所述风机安装船的船体(4)的外侧，以便所述重心调节装置(2)在大体平行于所述船体(4)的平面内移动。本发明所提供的重心调节装置(2)，由于可活动地安装于船体，且可以在大体平行于船体(4)的平面内移动，从而可以调节风机安装船的重心的水平位置，进一步提高了重心调节装置(2)对风机安装船的重心的调节能力，从而提高了风机安装船的稳定性，提高了工作效率，降低了海上风电场建设的成本。本发明还公开了一种包括上述重心调节装置(2)的风机安装船。
文档编号B63B39/00GK102079364SQ20091023798
公开日2011年6月1日 申请日期2009年11月27日 优先权日2009年11月27日
发明者吴佳梁, 李艳林, 王新明, 白俊磊 申请人:三一电气有限责任公司