专利名称：在塔上安装风力涡轮机的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在支承塔上端安装风力涡轮机的方法和装置，而且更特别地涉及一种方法和装置，其中位于小车上的风力涡轮机被绞盘拉起在塔的长度方向上，该小车沿设置在塔一侧的轨道或导轨滚动。
背景技术：
风力涡轮机在电能产生领域越来越普及。风力涡轮机通常包括安装在塔顶的转子驱动发电机，这样的塔可以达到70米或更高的高度。通常首先是将塔直立，然后通常利用超大型升降机将风力涡轮机安装在塔的上端上。在塔的上端上安装风力涡轮机的惯用方法是相当昂贵的，这是因为用于将风力涡轮机定位于塔上的超大型升降机是非常昂贵的，而且在架设过程中要在现场采用这样的升降机成本也十分高昂。因此，有利的是不使用这种超大型升降机就能将风力涡轮机安装在塔的上端处。
发明内容
本发明的风力涡轮机组件包括垂直布置的塔，该塔具有上下端部，且在塔一侧边设置有导轨装置，该装置延伸在塔的上下端之间。提供一风力涡轮机支架或小车(carriage)，该支架或小车具有安装在其上的可枢转的平台，该平台适合将风力涡轮机安装在其上。最初将小车支承在轮式框架装置(Wheeled framemeans)上，这样的装置如卡车或拖车等。将卡车设置成以便于可以将小车从卡车传送到导轨装置的下端。最初，小车以垂直布置位置定位在导轨的下端。一旦车已经安装在导轨的下端时，小车的平台则枢转地移动到水平布置位置，使得风力涡轮机可以安装在其上，通常这里风力涡轮机是水平布置的。在已经将风力涡轮机固定在平台上后，平台则发生枢转，以便于风力涡轮机基本垂直地布置，同时将其主轴(转子轴)定位在风力涡轮机的上部。然后，将旋转器(spinner)/轮毂和转子叶片固定到主轴上，其中转子叶片以水平布置状态设置。然后用绞盘装置将小车升起到达塔的上端，其中风力涡轮机安装在小车上。当小车到达塔上端时，使平再次台枢转，使得风力涡轮机又一次以基本水平布置位置设置。然后，将风力涡轮机滑动地水平移动到塔的上端上，这时，风力涡轮机与平台滑板(sled)分开，并且被安全地固定到塔上端处。然后，小车下降到塔的下端，从导轨上将小车移动开并将其放到卡车上，以便于小车可以用于其它风力涡轮机组件的架设(erection)。下面公开了一种替换的方法。
在替换方法中，最初将小车支承在轮式框架装置如卡车、拖车等上，正如前述方法所述那样。将卡车定位，以便于可以将小车从卡车传送到导轨装置的下端。最初，小车是以垂直布置位置定位在导轨的下端。一旦小车已经安装到导轨的下端时，小车的平台枢转地移动到水平布置位置，使风力涡轮机能安装在其上，这是通常风力涡轮机是水平布置的，而且风力涡轮机被定位成其主轴朝着塔的一侧延伸。在风力涡轮机已经固定到平台后，将小车以比转子所扫到的区域更大的距离在塔上升起。然后，将旋转器/轮毂和转子叶片固定到主轴上，其中转子叶片以竖直布置状态设置。然后用绞盘装置将小车升起到达塔的上端，其中风力涡轮机安装在小车上。当小车到达塔上端时，将风力涡轮机滑动地水平移动到塔的上端上，这时，风力涡轮机与平台滑板分开，并且被安全地固定到塔上端上。然后，小车下降到塔的下端，并将其从导轨上移动开并放到卡车上，以便于小车可以用于其它风力涡轮机组件的架设。在该替换方法中，风力涡轮机总是处于水平布置位置，因此避免了从变速箱、发电机等排出液体的任何问题。
本发明的主要目的是提供一种改进的架设风力涡轮机组件的方法。
本发明的另一个目的是提供一种在风力涡轮机塔上端上定位风力涡轮机的方法，其中消除了对极大型升降机的需要。
本发明的再一个目的是提供一种风力涡轮机组件，其中风力涡轮机塔其一侧具有导轨，从而允许小车在塔上垂直地向上移动，而在该小车中支承着风力涡轮机。
本发明的又一个目的是提供一种改进的方法和装置，这样的方法和装置用于架设风力涡轮机组件，而且比早期技术中架设风力涡轮机组件的方法具有更少的危险。
本发明的又一个目的是提供一种改进的风力涡轮机塔。
这些和其它的目的对于本领域技术人员来说是明显的。
图1是本发明风力涡轮机组件的侧视图；图2是从图1的右侧看去的图1的风力涡轮机组件的侧视图；图3A是塔的侧视图并示出了用于支承风力涡轮机的小车，其中小车支承在塔下端的拖车上；图3B是图3A稍微放大的局部视图；图4是与图3B类似的视图，除了小车正从拖车移动到导轨外；图5是与图4类似的视图，除了小车已经完全地从拖车移动出且已经安装在小车上外；图6是与图5类似的视图，除了小车平台正枢轴转到水平位置外；图7是与图6类似的视图，除了小车平台已经枢轴转到水平位置且风力涡轮机正向平台下降外；图8是与图7类似的视图，除了图示风力涡轮机定位在小车平台上外；图9是与图8类似的视图，除了图示小车平台和风力涡轮机正移动到垂直布置位置外；图10是与图9类似的视图，除了小车平台和风力涡轮机已经移动到垂直布置位置外；图11是与图10类似的视图，但是也图示了旋转器/轮毂和转子正向风力涡轮机下降；图12是与图11类似的视图，除了旋转器/轮毂和转子叶片已经安装到风力涡轮机上外；图13是沿图12中线13-13看去的俯视图；图14是图示小车和风力涡轮机已经移动到塔上端的侧视图；图15是与图14类似的视图，除了小车平台正从它的垂直布置位置枢转到它的水平位置外；图16是与图15类似的视图，除了小车平台和风力涡轮机已经移动到水平布置位置外；图17是与图16类似的视图，除了图示风力涡轮机已经可滑动地从小车平台移动到塔上端外；图18是与图17类似的视图，除了图示小车平台正枢轴地向垂直布置位置移动外；图19是与图18类似的视图，除了图示小车正向地面下降外；图20是与图19类似的视图，除了图示小车正移动到拖车上外；图21是图示当小车安装在扡车上时绞盘装置与小车连接的局部侧视图；图22是图示塔、导轨装置和小车之间关系的剖视图；图23是图示在垂直布置位置的小车平台的局部侧视图；图24是图示小车平台已经移动到塔顶的局部侧视图，其中虚线图示小车平台正部分地向塔顶移动。
具体实施例方式
本发明的风力涡轮机组件总地用附图标记10来表示，该风力涡轮机组件包括塔12，塔12具有70米或更高的高度。支承结构14以倾斜支腿结构14A和14B的形式设置在塔12的一侧，用于稳定目的。支腿14A和14B与塔12通过拉杆15连接。如图13所示，支腿14A和14B通过拉杆15A连接在一起。数字16指传统风力涡轮机，该风力涡轮机包括容纳风力涡轮机16的各个部件的外壳18，所述各个部件例如包括冷却系统、发电机、变速箱和从外壳延伸出的主轴，其中包括转子叶片22的旋转器/轮毂20安装在该主轴上。风力涡轮机16包括传统的基部24，该基部24固定在塔12的上端。从这点来说，风力涡轮机组件10除了倾斜支腿结构之外，总地具有传统的现有技术结构，只是倾斜支腿结构使塔12稳定、将负荷分布在塔12上、且使塔12能以更轻的材料构成。
塔12设置有导轨装置26，在这种情况下该导轨装置26包括一对垂直设置并且水平隔开的导轨28和30，且该导轨28和30设置在塔12的一侧，并延伸在塔12的下端和上端之间。虽然优选的是设置一对导轨28和30，但是，如果需要的话，设置任何数量的导轨都可以。而且，导轨28和30可以设置在塔12的相对侧，而且其形状可以设置成除了这里所公开的之外的形状。例如，如果需要，导轨可以是T型。
数字32总地指小车，该小车适合于沿导轨28和30移动，且包括平台52，该平台52适合于将风力涡轮机固定在其上，而且该小车还包括用于使平台52相对于小车枢转近90度的装置，如在下文中将更详细描述的那样。优选的是，小车32可移动地定位在轮式框架上，这样的轮式框架如卡车或拖车36，该轮式框架具有一对设置其上的隔开的导轨38，该导轨38适合于与导轨28和30的下端相匹配或对齐(register with)，以便于小车32可以从它在轮式框架装置36上的位置处移动到导轨28和30上。
小车32包括一对突起的框架元件40和42，该框架元件40和42分别在其上形成有凹口部分44和46，而该凹口部分44和46适合于接纳导轨28和30，另外，当小车32安装在轮式框架装置36上时，该凹口部分44和46也适合于接纳导轨38。优选的是，凹口区域44和46在其上设置有多个滑动触头或滚子48，以便于小车32可枢转地相对于导轨28和30滑动。一般说来，小车32包括框架装置50，该框架装置具有可枢转地固定于其上的平台52，而且该平台52通过动力缸54或其它装置随框架装置52移动。优选的是，滑动装置56可滑动地安装在平台52上，使滑动装置56能从图24所示的位置移动到向着塔12的位置，从而使风力涡轮机16从小车移动到塔12的上端，如在下文中更详细说明的那样。滑动装置56包括用于将风力涡轮机16选择性地固定于其上的装置。
数字58指绞盘，该绞盘优选地设置在塔12的下端，且具有从绞盘58上延伸出的绞盘钢丝绳60。绞盘钢丝绳60优选地绕滑轮62的周围延伸并从滑轮62处向上延伸至塔12的上端，其中钢丝绳是延伸在滑轮64和66的上部。如图21所示，然后，绞盘钢丝绳60向下延伸与小车32连接。
首先，除了结构14之外，塔12以传统的方式架设，并如前所述在塔12上设置导轨28和30。当需要在塔12上端安装风力涡轮机16时，轮式框架装置36邻近塔12的下端设置，以便于导轨38与导轨28和30的下端相匹配。如图4和5所示，然后将绞盘钢丝绳60与小车32连接并启动绞盘58，以便于绞盘钢丝绳60拖动小车从轮式框架装置36到达导轨28和30的下端。如图5所示，当小车32已经定位在导轨28和30的下端时，平台52从图5所示的垂直布置位置枢转地移动到图6所示的位置，然后再移动到图7所示的位置。这时，轮式框架装置36可以从塔12的下端移动去。如图8所示，当平台52处于图8所示的位置时，用一小的升降机就可将风力涡轮机16落置于滑板56上并将风力涡轮机16安全地固定在滑板56上。然后，平台52从图8所示的位置枢转地移动到图9所示的位置，而后再移动到图10所示的位置，这时风力涡轮机16基本上垂直地设置。当风力涡轮机16处于图10和11所示的位置时，利用小的升降机或类似装置将连接有转子叶片的旋转器/轮毂20落置于风力涡轮机16的主轴上。应当注意到，可以在旋转器/轮毂20已经安装在风力涡轮机16上后将转子叶片22固定到旋转器/轮毂20上。图12示出了安装在风力涡轮机16上的旋转器/轮毂20和转子叶片22。图13为示出了风力涡轮机处于图12所示的位置的顶视图。
当旋转器/轮毂20和转子叶片已经安装在风力涡轮机16上时，其上安装有风力涡轮机16的小车32通过绞盘58被升起到塔12的上端。当小车32已经升起到图14所示的位置时，平台52从垂直布置位置枢转地移动到图15所示的位置，而后又移动到图16所示的位置。然后如图24的虚线箭头所指示，滑板56向塔的上端24移动去，如此就可以将风力涡轮机16从滑板56移动开并固定在塔的上端24。如图18所示，当风力涡轮机16已经固定在塔12的上端时，平台52从水平布置位置枢转地移动到图18所示的位置，而后移动到垂直布置位置。然后，小车32在导轨28和30上下降到塔的下端。随后，又将轮式框架装置36置于塔下端附近，这样轮式框架装置36上的导轨38再次与导轨28和30对齐。之后，小车32从导轨28和30上移动到轮式框架装置36的导轨38上，这样就将小车32定位在轮式框架装置36上。然后，轮式框架装置36和小车32就可以移动到另一位置，在那里将架设另一个风力涡轮机组件10。
可以用稍微不同的方法，例如现在将要描述的方法，将风力涡轮机16安装或装配到塔的上端。如前述的方法那样，当需要将风力涡轮机16安装到塔12的上端时，将轮式框架装置36定位在塔12的下端附近，这样导轨38就可以与导轨28和30的下端相匹配。然后，将绞盘钢丝绳60与小车32连接并启动绞盘58，这样，绞盘钢丝绳60就会地小车32从轮式框架装置36拖到导轨28和30的下端。当小车32已经定位在导轨28和30的下端时，平台52从图5所示的垂直布置位置枢转地移动到图6所示的位置，而后再移动到图7所示的位置。这时，可将轮式框架装置36从塔12的下端移动去。当平台52处于图5所示的位置时，那么小车32就沿着导轨28和30向上被绞盘升起，直到小车已经达到比转子所扫区域更大的高度。然后，利用小的升降机将风力涡轮机16定位在小车32的平台52上，此时风力涡轮机16是水平布置的，而风轮16的主轴从塔的一侧横向伸出。之后，将其上连接有转子叶片22的旋转器/轮毂20固定到风力涡轮机16的主轴上，这时转子叶片是垂直布置的。
当旋转器/轮毂20和转子叶片22已经安装在风力涡轮机16上时，在其上装配有风力涡轮机16的小车32通过绞盘58升起到塔12的上端。当小车32已经升起到塔上端时，那么就将滑板56向塔上端24移动，这样风力涡轮机16就可以从滑板56移动开并被固定在塔上端24上。当风力涡轮机16已经固定在塔12的上端时，就将小车32在导轨28和30上下降到塔的下端，正如前述的方法所述的那样。
这种替换方法的优点是，风力涡轮机总是处于水平布置位置。在某些情况下，如果风力涡轮机垂直布置，且风力涡轮机的部件已经预先装满了润滑液体、冷却液体等，就可能发生一些泄漏情况。通过将风力涡轮机保持在水平布置状态下，就可以消除泄漏问题。
虽然将风力涡轮机移动到塔上端的优选方法是用绞盘，但是利用其它装置也是可能的。如利用一些形式的棘轮传动装置。也可以利用马达驱动的齿条和小齿轮传动装置。
由此可见，本发明已经提供了一种新的装置，该装置用于将风力涡轮机安装到风力涡轮机塔的上端上，包括利用可移动地装配在设置于塔上的导轨上的小车，而且其中避免了对超大型升降机的需要。小车32相对于导轨28和30的关系确保防止了小车32和导轨28与30之间的不合要求的水平移动，同时允许小车32在导轨28和30上进行所需要的竖直移动。
因此可见，所提供的新的装置和方法至少完成了本发明所陈述的所有目的。
权利要求
1.在组合装置中一从地面向上延伸且具有上端和下端的垂直布置的风力涡轮机塔；所述塔由管状元件组成；至少一根接地的、具有上端和下端的第一倾斜支腿；至少一根接地的、具有上端和下端的第二倾斜支腿；所述第一和第二倾斜支腿的上端固定在位于所述塔的上端和下端之间的塔上；所述第一和第二倾斜支腿彼此成分叉关系从所述塔向下向外延伸以锚固接地；以及固定且延伸在所述的第一和第二倾斜支腿之间的多个水平布置的拉杆。
2.在组合装置中一从地面向上延伸且具有上端和下端的垂直布置的风力涡轮机塔；所述塔由管状元件组成；至少一根接地的、具有上端和下端的第一倾斜支腿；至少一根接地的、具有上端和下端的第二倾斜支腿；所述第一和第二倾斜支腿的上端固定在位于塔的上端和下端之间的所述塔上；所述第一和第二倾斜支腿成彼此成分叉关系从所述塔向下向外延伸以锚固接地；多个水平布置的拉杆固定并延伸在所述每一倾斜支腿和所述塔之间；以及多个水平布置的拉杆固定且延伸在所述的第一和第二倾斜支腿之间。
全文摘要
本发明公开了一种用于将风力涡轮机安装在风力涡轮机塔上端上的装置以及将风力涡轮机架设在风力涡轮机塔上端上方法。该塔在其一侧设置有一对隔开的导轨，这对导轨从塔的下端延伸到塔的上端。小车可移动地安装在导轨上，且具有可枢转地安装在其上的平台，该平台适合于支承位于其上的风力涡轮机。小车被这样定位，以使得当风力涡轮机位于塔下端时，旋转器/轮毂和转子叶片就可以固定在风力涡轮机上，而且小车提供了一种装置，当小车已经被绞盘升起到塔上端时，该装置可滑动地将风力涡轮机从小车移动到塔的上端。
文档编号F03D9/00GK1815014SQ20051006553
公开日2006年8月9日 申请日期2005年2月5日 优先权日2005年2月5日
发明者J·O·维利斯, A·J·汉森 申请人:瓦尔蒙特工业股份有限公司