专利名称：通用塔运输台架的制作方法
技术领域：
本发明涉及支撑系统。具体地，本发明涉及用于支撑大型、空心、圆柱形物体的系统。
背景技术：
风力涡轮机部件通常在与风力涡轮机所安装的位置不同的位置制造。在转子直径高达100米并且越来越大的情况下，风车过于庞大而无法以组装状态运输。因此，塔部分可被拆开成三个或更多个区段并且以水平取向运输。当已被组装和竖立时，塔区段在结构上是牢固的，但是处于水平取向的单独的塔在结构上较不可靠并且与通过卡车、火车和轮船运输的大多数物品相比依然非常大。结果，已经设计出用于运输所述区段的专用技术，不过在本领域仍然存在改进的空间。
参照附图在下面的描述中说明本发明，附图示出了:
图1是通用塔运输系统的端视图，该通用塔运输系统被组装到塔区段。图2是图1所示的毂的端视图。图3是图2的毂的侧视图。图4是图1所示支撑台架的侧视图。图5是图4的支撑台架的端视图。图6是支撑托架。图7是通用塔运输系统的替代实施例。图8是图7所示支撑台架的侧视图。
具体实施例方式风力涡轮机塔区段庞大且难以从制造地点运输到安装地点。已有的运输塔区段的方法需要劳动密集的吊装(rigging)操作，将单独的塔区段拆卸成其它部件，或者需要复杂和专用的系统。例如，一种运输塔区段的方法需要将塔区段抬升到支撑托架上，该支撑托架预先定位在诸如卡车拖车或轨道车的运输装置上。支撑托架沿塔的长度间隔开，并且塔被抬升到托架上。一旦就位，则塔被用条带捆绑在适当位置。然而，圆柱形结构当在它们的侧面上时在结构上是较不可靠的，并且这些结构可能趋向于在重力作用下垂陷，当用于将塔区段固定到运输装置的条带被收紧时，所述垂陷可能变得更严重。在运输期间，严苛的道路或者海面状况也可能负面地促进该垂陷。另一种运输方法可涉及将每个塔区段进一步拆卸成多个部件。例如，一个塔区段可被拆卸成两个、三个或更多个部件。这种方法导致更小的部件，但是该方法是劳动密集且耗时的。还有一种方法可涉及一种系统，该系统可以是例如拖车的一部分并且可抓住竖立的塔区段并将其转移到拖车上的水平位置。这种系统是昂贵的、专用的并且不是常见的。
作为对比，发明人已经创新地设计了一种用于运输单独塔区段的系统，该系统简单，容易地适合于适应不同尺寸的塔区段，并且能够与常规且易于获得的吊装设备兼容。该通用塔运输系统针对塔区段的每个端部使用台架、毂和辐条。一组辐条以类似于自行车轮胎辐条将车轮连接到车轴的方式将塔区段的一端附接到中心毂。每个辐条的径向外端连接到塔，并且每个辐条的径向内端连接到毂。塔区段通常在每个端部处具有径向向内布置的凸缘。这些凸缘用于将塔区段相互连接起来，但是可用作辐条外端的连接点。销或螺栓等可用于将辐条连接到塔区段凸缘，以及用于此类连接的任何常用手段。辐条在足够张力的情况下连接到毂以允许毂充当塔区段端部的支架。在毂作为塔每端的连接点的情况下，可使用常规吊装技术来抬升塔区段。一旦被抬升，则毂可定位在各自的支撑台架中。一旦毂已经被固定到它们各自的支撑台架，则塔准备好进行运输。任选地，支撑托架也可沿塔区段的长度定位。相比其它运输技术，该通用塔支撑系统提供几个优点。系统部件简单、廉价并且在设计上相对小。结果，减轻了与由于昂贵和专用设备的相关成本而导致的缺乏可用部件相关联的问题。部件相对小，所以部件自身可以被相对容易地运输到需要它们的地方。部件设计的简单化使得它们易于被包括在标准吊装操作中，降低了对于专门训练的需求。此外，简单的部件趋向于能够耐用更长时间，从而降低了与部件更换相关联的成本。就适应不同尺寸的塔区段而言，系统自身是灵活的。例如，辐条中的一些或全部可以在长度上进行调节，从而可以用较少的辐条来适应一定范围的塔尺寸。这意味着较少的辐条和较容易的安装，这进一步有助于系统的成本高效性。替代地，辐条可具有固定长度。固定长度提供极其简单和廉价的辐条，并且直截了当的安装和降低的成本可补偿用于不同尺寸塔区段的额外辐条的成本。在两种情况下，系统的安装人员将会知道系统部件每次都是合适的，从而增加工程安排时的信心并且降低与由于非正确配合造成的延迟相关联的成本。就与不同运输模式一起使用的容易性而言，系统自身也是灵活的。例如，第二组台架可被预先定位在诸如轨道车的第二运输模式上。塔可被运输到常规牵引拖车上的轨道车，从拖车抬升，并且直接放置在轨道车上。这种传送是常见的，从而使用该通用塔运输系统的传送的简单性节省了时间和金钱。转到附图，图1示出了通用塔运输系统10的端视图，该通用塔运输系统10被组装到塔区段12。通用塔运输系统10包括可调节长度的辐条14、固定长度的辐条16、或两者、毂18、以及支撑台架20。在一个实施例中，一组中的所有辐条均是可调节的或者所有辐条均是固定长度的。辐条14、16包括外端22和内端24。外端22可连接到塔连接点26并且内端24可在辐条连接点28处连接到毂18，辐条连接点28布置在毂18的辐条连接区域30中。可调节长度的辐条14可通过本领域已知的任何方式来调节，例如通过螺纹连接32。毂18搁置在支撑台架20中。塔区段12的一端处的直径可以与塔区段12的第二端处的直径相同或不相同。结果，辐条14、16取决于它们所放置的地方可以具有不同的尺寸。可以设想在运输期间塔区段纵轴线34平行于地面，以及支撑台架20所搁置的表面。在一个实施例中，塔区段纵轴线34与每个毂纵轴线36相同。然而，应当理解的是也可能出现不对准。实际上，在某些情况中，可能希望毂轴线(未示出)彼此对准但是不与塔区段纵轴线34对准。例如，如果毂轴线对准但是略微高于塔区段的重心达已知量，则塔区段12可以倾斜地定位在支撑台架20上。在这种情况中，塔区段12将会是有利的，也即，其将会阻止绕毂纵轴线旋转，因为其重心将会低于毂轴线。这可以提供运输期间的更好的稳定性。在大多数情况中优选的是，塔区段12在运输期间不能自由旋转，无论如何阻止旋转。诸如塔门(存在于组装好的塔区段12的最下部)之类的特征可能要求塔不旋转。此外，如后面将要描述的，支撑台架结构性支架42可防止旋转，因为当组装时，其布置在辐条14、16之间。然而，可通过本领域普通技术人员已知的常规手段来防止旋转，例如通过将毂夹住使得其不旋转。在将塔区段12定位在支撑台架20上之前，辐条14、16被附接到毂18。在组装过程的那个时刻，每个辐条14、16可以是张紧的以便将毂18保持就位。然而，一旦毂18被放置在支撑台架20中，各自毂纵轴线36下方的辐条14、16可能是张紧的，而各自毂纵轴线36上方的辐条14、16可能是压缩的。毂纵轴线36下方的那些辐条14、16将会在各自塔连接点26上被向上抬，而毂纵轴线36下方的那些辐条将会在各自塔连接点26上被向上推。而且不同于常规辐条，如辐条纵轴线38所示，轴线可与毂纵轴线36相交，或者如辐条纵轴线40所示，轴线可不与毂纵轴线36相交。因此，在辐条纵轴线40不与毂纵轴线36相交的情况中，可能需要进行额外的工作以便适应由辐条纵轴线40引起的偏置效应以及适当地定位毂18，然而毂18的适当位置是相当直截了当的事情。辐条14、16能够绕其各自辐条连接点28自由旋转。此外，除了辐条14、16可能会与支撑台架结构性元件42干涉的情况，辐条14、16可以倾斜地定位在任何地方。这些特征提供了在将辐条14、16和毂18装配到塔区段12时的极高的灵活性，并且使得通用塔运输系统10能够适应接近尺寸和形状塔区段12。所存在的支撑台架结构性元件42 (下面将会讨论)使得不能在毂18的六点钟区域附近放置任何辐条14、16。图2示出了具有辐条连接区域30和辐条连接点28的毂18的端视图。具有圆形横截面的圆柱形销44是毂18的一部分的一个实施例，其被设计成被支撑台架20接收。能够被支撑台架20接收的任何形状都在设想之中。例如，在一个实施例中，销44可以反而具有正方形或矩形横截面形状。这种替代形状可帮助防止塔区段12在运输期间旋转，如果这是所期望的。还示出了辐条连接区域，辐条连接区域具有圆形横截面，辐条连接点作为穿过辐条连接区域的辐条连接区域孔46。然而，横截面不必是圆形的，而是可以为对于适应所需辐条连接点28而言必要的任何形状。在该实施例中，辐条连接区域孔46具有平行的孔纵轴线48。通常，可以用螺栓或销穿过辐条连接区域孔46而将辐条14、16连接到辐条连接区域30。然而，作为辐条连接区域孔46的替代，也可以采用其它方式将辐条14、16连接到辐条连接区域30。例如，凸缘可被焊接到辐条连接区域30以便接收辐条内端24。替代地，辐条内端24可被直接焊接到辐条连接区域30，等等。发明人设想到了所有此类方法。此外，虽然辐条连接区域30被示出具有圆形横截面，但任何横截面形状都是可能的，并且辐条连接区域孔46在该区域中的任何布置均在设想之中。所示的均匀分布的辐条连接区域孔46布置不意味着是限制性的。辐条连接区域孔46可以在角度上以任何量分隔开，并且可被定位在距离毂纵轴线36的任何半径处。如图3 (毂18的侧视图)所示，销44从辐条连接区域30的两侧延伸。因此，支撑台架20可支撑两个销半体50、52而不会在毂18上引入力矩，该力矩可趋向于使毂18顺时针旋转(如果仅仅销半体50被支撑)或者逆时针旋转(如果仅仅销半体52被支撑)。两个销半体50、52均具有毂接触表面54，毂接触表面54是意图接触支撑台架20的销表面55的一部分。通常，支撑台架20将会具有匹配的支撑台架接触表面(未示出)，支撑台架接触表面将会接收毂接触表面54。例如，如果毂接触表面54具有圆形横截面，则支撑台架接触表面也可以具有半圆形横截面，该半圆形横截面的尺寸被调节成接收毂接触表面54。设想了销44的任何横截面形状，并且支撑台架20可适应这些横截面形状，包括三角形、直线形、六边形、椭圆形等等。支撑台架接触表面也可替代地不具有匹配的横截面区域，并且可通过其它方式来提供可靠的匹配，例如用形状匹配的夹具将销44用螺栓旋紧，等等。图4示出了支撑台架20的侧视图。还可以看到支撑台架外支架56、支撑台架内支架58、支撑台架结构性元件42以及基座60，支撑台架结构性元件42为支撑台架内支架58提供结构性支撑。在该构造中，支撑台架内支架58放置在毂18下方并且在辐条14、16之间，并且毂18被降低到支撑台架20上。这可以经由基座滑动机构(未示出)来实现，或者可以经由传统吊装技术来手动地实现。支撑台架凹槽62将会容纳辐条连接区域30并且在由支撑台架内支架58和支撑台架外支架56所提供的支撑之外还可以为或可以不为辐条连接区域30提供支撑。图5示出了支撑台架20的端面外侧视图。支撑台架外支架56和支撑台架内支架58中的每一个具有支撑台架接触表面64，支撑台架接触表面64构造成接收各自的毂接触表面54并且为毂18提供支撑。在该实施例中，支撑台架接触表面64是半圆形的以适应该实施例的圆柱形销44的圆形横截面。然而，支撑台架接触表面64可以根据需要是将会适应销44的任何形状，并且实际上可以不匹配销44的形状。例如，具有圆形横截面的销44可装配到“V形”支撑台架接触表面64中。图6示出了托架66，其用于直接支撑塔区段12。通常，托架66的形状将会修补待支撑的塔区段，并且托架将会被预先定位在拖车、轨道车、轮船等上，并且塔将会被放置在托架66上。已经设想的是，托架可任选地与通用塔运输系统10—起使用。托架66可降低塔的纵向下弯(bowing)，并且防止塔区段12在运输期间(例如在改变方向期间)的任何滚动倾向。图7示出了本发明的替代实施例，其中，辐条连接区域68不是单独的毂，而是作为一体化部分被包括在支撑台架20中。在该实施例中，塔区段12可以被定位在大致其被支撑位置，并且辐条14、16可被安装在塔区段12和辐条连接区域68之间。一旦所有辐条14、16均被连接且被适当地调节，则塔区段12的重量可从吊装齿轮释放并且被传递到支撑台架70。图8是该实施例的支撑台架70的侧视图。可以看出，支撑台架结构性元件72可采取所示的形状以便将辐条接收区域适当地定位在塔区段12的端部处。发明人开发的且在本文中公开的支撑系统是用于通过公路、铁路或海洋来运输笨重的风力涡轮机塔区段的简单、廉价且灵活的方式，并且代表了对于现有运输支撑系统的改进。虽然已经在本文中示出和描述了本发明的各种实施例，但将会明显的是，这种实施例仅仅作为示例提供。在不偏离本文的发明的情况下，可作出许多变形、更改和替换。因此，所意图的是本发明仅受所附权利要求的精神和范围的限制。
权利要求
1.一种支撑系统，包括: 福条连接区域； 支撑台架，所述支撑台架构造成支撑所述辐条连接区域；和 多个辐条，每个辐条包括内端，所述内端能够连接到布置在所述辐条连接区域中的各自辐条连接点，其中，每个辐条绕着所述各自辐条连接点独立地倾斜地定位。
2.如权利要求1所述的支撑系统，其中，每个辐条长度能够独立地调节。
3.如权利要求1所述的支撑系统，其中，每个辐条长度是固定的。
4.如权利要求1所述的支撑系统，其中，所述辐条连接点是穿过所述辐条连接区域的孔。
5.如权利要求4所述的支撑系统，其中，孔纵轴线彼此平行。
6.如权利要求1所述的支撑系统，其中，所述支撑台架包括所述辐条连接区域。
7.如权利要求1所述的支撑系统，包括毂，所述毂包括所述辐条连接区域，其中，所述支撑台架构造成接收毂接触表面的至少一部分。
8.如权利要求7所述的支撑系统，其中，所述辐条连接区域包括圆盘形状。
9.如权利要求7所述的支撑系统，其中，所述毂包括销，所述销包括表面，该表面包括所述毂接触表面。
10.如权利要求7所述的支撑系统，其中，所述辐条连接区域与所述毂接触表面是同心的。
11.如权利要求7所述的支撑系统，其中，支撑台架接触表面包括构造成匹配并接收所述毂接触表面的所述至少一部分的形状。
12.如权利要求7所述的支撑系统，其中，所述辐条连接区域定位在所述毂接触表面的相对端部之间。
13.如权利要求12所述的支撑系统，其中，所述支撑台架包括凹槽以容纳所述辐条连接区域。
14.如权利要求1所述的支撑系统，其中，当第一毂和第二毂被布置在各自的支撑台架中时，第一毂接触表面和第二毂接触表面共享公共的纵轴线。
15.如权利要求1所述的支撑系统，包括支撑托架，所述支撑托架构造成在第一塔端部和第二塔端部之间的位置处接收并支撑塔。
16.一种支撑系统，包括: 毂，所述毂包括毂接触表面和辐条连接区域； 支撑台架，所述支撑台架构造成支撑所述毂； 多个辐条，每个辐条包括内端，所述内端能够连接到布置在所述辐条连接区域中的各自辐条连接点，其中，每个辐条绕着所述各自辐条连接点独立地倾斜地定位；和 支撑托架，所述支撑托架构造成在第一塔端部和第二塔端部之间的位置处接收并支撑塔 。
17.如权利要求1 6所述的支撑系统，其中，支撑托架接触表面形状构造成匹配各自的塔支撑区形状。
18.如权利要求16所述的支撑系统，其中，所述支撑台架包括台架接触表面形状，其构造成匹配所述毂接触表面的至少一部分的形状。
19.如权利要求16所述的支撑系统，其中，所述辐条连接区域包括圆盘形状。
20.如权利要求16所述的支撑系统，包括销，所述销包括外表面，该外表面包括所述毂接触 表面。
全文摘要
一种支撑系统(10)，包括辐条连接区域(30)；支撑台架(20)，所述支撑台架(20)构造成支撑所述辐条连接区域(30)；和多个辐条(14)。每个辐条(14)包括内端(34)，所述内端(34)能够连接到布置在所述辐条连接区域(30)中的各自辐条连接点，并且每个辐条(14)绕着所述各自辐条连接点(30)独立地倾斜地定位。
文档编号F03D1/00GK103180607SQ201180052880
公开日2013年6月26日 申请日期2011年10月26日 优先权日2010年11月2日
发明者E.M.彼得森 申请人:西门子公司