风力涡轮机部件运输装置的制作方法

（四个标准集装箱的堆叠的高度，每个标准集装箱的高度为8’6”）。
9.支撑框架可以理解为基本上是“二维”或“平”的物体，其可以在竖直取向上使用。当然，支撑框架将具有一定的厚度，但是应当理解，支撑框架基本上位于单个平面中。支撑框架可以附接到风力涡轮机部件，但是不需要封闭该部件。
10.本发明的风力涡轮机部件运输装置的优点在于，支撑框架被专门设计成用于任何已经可用的集装箱船，该集装箱船可以装载有标准集装箱。本发明源于这样一种认识，即集装箱船的设计并不限于运载集装箱堆叠，而是这种集装箱船设计可以用来运输非常不同的物体。发明人已经认识到，集装箱船中的可用空间可以以新颖的方式用于运输与标准集装箱非常不同的物体。
11.根据本发明，使用这种风力涡轮机部件运输装置在集装箱船上运输风力涡轮机部件的方法包括以下步骤：通过将风力涡轮机部件固定到数个支撑框架来准备部件框架组件；将部件框架组件提升到集装箱船的甲板上或货舱中；以及将部件框架组件放置在对应于将被标准集装箱的堆叠占据的空间的空间中。
12.本发明方法的优点在于，可以用单艘船来运输非常大量的风力涡轮机部件。装载程序可以有利地快速进行，因为可以提前将每个部件固定在其支撑框架中，使得框架组件可以使用合适的起重机装置直接装载到集装箱船上。
13.本发明方法的另外的优点在于，如果集装箱船用于将风力涡轮机部件运输到目的地港口，则集装箱船可以装载有集装箱货物用于其回程，从而消除了与“空载”行程相关联的成本。
14.从属权利要求给出了本发明的特别有利的实施例和特征，如以下描述中所揭示的。不同权利要求类别的特征可以适当地组合，以给出本文没有描述的另外的实施例。
15.本发明的运输装置可以基于任何合适的集装箱尺寸。40’（40英尺）集装箱具有40’的长度、8’的宽度、以及8
’6’’
的高度。20’（20英尺）集装箱具有20’的长度以及与40’集装箱相同的宽度和高度。其他的集装箱尺寸被广泛使用，例如40’高立方集装箱、45’高立方集装箱、48’集装箱、53’集装箱等。最常用的联运集装箱是40英尺和20英尺集装箱。因此，在下文中，不以任何方式限制本发明，可以假设标准集装箱是长度为12.192 m的40’集装箱。
16.本发明的运输装置旨在主要用于运输大型风力涡轮机部件，例如运输直接驱动的多兆瓦风力涡轮机的部件。这种风力涡轮机可以具有由每个长度为55 m的塔架部段构成的塔架、质量约为500公吨量级的预组装机舱以及每个长度约为100m量级的转子叶片。在下文中，可以假设支撑框架被构造成用于运输这些或类似的风力涡轮机部件。
17.优选地，风力涡轮机部件在运输期间由至多两个竖直支撑框架支撑，使得部件的长轴呈现基本水平的取向。例如，塔架部段可以通过将其连接在一对竖直支撑框架之间而被支撑，使得塔架部段的长轴基本上是水平的。
18.竖直支撑框架可被视为一种基本元件，其可以适于支撑特定负载的目的。支撑框架具有集装箱堆叠的端面尺寸，使得术语“支撑框架”和“端面框架”可以互换使用。例如，为了支撑塔架部段，端面框架可以配备具有合适直径的圆形螺栓环。塔架部段的圆形法兰然后可以借助于紧固件连接到这种“塔架部段支撑框架”的螺栓环。优选地，螺栓环是可调节的，使得它能够适应不同直径的法兰。
19.类似地，为了支撑转子叶片，第一端面框架可以配备有夹具，该夹具成形为配合在
转子叶片的翼型部分周围，并且第二端面框架可以配备有圆形螺栓环。转子叶片的翼型端部可以通过第一“转子叶片支撑框架”的打开的夹具插入，并且然后圆形根端可以借助于紧固件连接到第二“转子叶片支撑框架”的螺栓环。然后可以闭合翼型夹具，以在运输期间将翼型牢固地保持在适当位置。
20.如上文所指示的，端面框架的宽度与标准集装箱的长度相同，而端面框架的高度是标准集装箱高度的整数倍。本发明的运输装置可以利用具有不同高度的支撑框架，以便提供占据不同体积的负载的最佳堆叠。例如，一个支撑框架可以具有对应于四个标准集装箱的堆叠的高度（这可以用在塔架框架组件中）的高度，并且另外的支撑框架可以具有对应于三个标准集装箱的堆叠的高度（这可以用在机舱框架组件中）的高度，等等。
21.本发明的运输装置的支撑框架被构造成利用为运输集装箱而提供的集装箱船特征。为了确保集装箱在海运期间保持在适当位置，集装箱船的任何甲板或地板通常在特定的位置处具有连接到集装箱拐角的配件。这种配件可以是导缆器或眼板。另一种公认的配件类型是“扭锁”，它可以与集装箱外拐角中的拐角铸件接合，以在运输期间将集装箱锁定在适当位置。在本发明的一个优选实施例中，支撑框架在其外拐角处包括拐角铸件，其中拐角铸件成形为与集装箱船扭锁接合。
22.在本发明的一个优选实施例中，支撑框架是可堆叠的，使得部件框架组件可以堆叠在另一个部件框架组件的顶部上。为此，支撑框架的上边缘成形为与另外的支撑框架的下边缘接合，并且反之亦然。
23.机舱的运输优选地使用机舱支撑框架来完成，该机舱支撑框架包括一对竖直端部框架和水平基部框架。基部框架的宽度对应于标准集装箱的长度，并且基部框架的长度对应于标准集装箱的堆叠的长度。为了在运输期间支撑机舱，机舱支撑框架可以进一步包括一个或多个机舱支架，其从下方支撑机舱。机舱支架可安装在水平基部框架。竖直端部框架可以固定在基部框架的每个“窄”侧处。可以使用捆绑带、系紧带或类似的系统来固定负载。例如，系紧带可以在各种点处锚定到机舱支撑框架。在机舱周围布置带之后，可以使用张紧装置（诸如棘轮）将其拉紧。整个机舱框架组件可由起重机装置提升并装载到集装箱船上。
24.起重机装置优选包括一对串联工作的起重机，例如操作一个起重机来提升第一端部框架，并且根据提升编排操作另一个起重机来提升第二端部框架。操作起重机使得负载保持基本上水平（即，端部框架保持竖直），直到它下降到集装箱船上的适当位置。
25.塔架部段的运输优选地使用一对塔架部段支撑框架来完成。塔架部段支撑框架可设置有环形配件，该环形配件与塔架部段法兰的螺栓圈相匹配。在本发明的优选实施例中，准备塔架部段框架组件的步骤包括将塔架部段的一个端部处的法兰附接到一个塔架部段支撑框架的螺栓环，并将塔架部段的另一端部处的法兰固定到另一个塔架部段支撑框架的螺栓环。支撑框架既是竖直的或是直立的，而塔架部段保持水平。整个塔架部段框架组件可以通过起重机装置（如上所述）提升并装载到集装箱船上。塔架部段可以具有50
‑
55 m量级、小于大型集装箱船的宽度的长度。例如，集装箱船货舱的宽度可以是大约59 m。支撑框架可以直接安装到塔架法兰，并且塔架部段为塔架部段框架组件给予结构刚度。在这种情况下，塔架部段框架组件可以装载到这种集装箱船的货舱（甲板下）中。几个塔架部段框架组件可以堆叠在彼此的顶部上或先前装载的机舱框架组件的顶部上。
26.转子叶片的运输优选使用一对转子叶片支撑框架来完成。可以提供一种类型的转
子叶片支撑框架用于附接到叶片的根端，例如，它可以配备有螺栓环，该螺栓环与圆形叶片根端处的衬套的环形装置相匹配。另一种类型的转子叶片支撑框架可以专用于支撑转子叶片的翼型部分，并且可以配备有叶片夹具或支架，该叶片夹具或支架可以沿着叶片向外一定距离处安装在翼型轮廓周围。当然，转子叶片支撑框架可以构造成能够实现这两种功能。在本发明的一个优选实施例中，准备转子叶片框架组件的步骤包括将转子叶片的根端附接到一个转子叶片支撑框架的螺栓环，并将转子叶片的翼型部分固定到另一个转子叶片支撑框架的翼型夹具。支撑框架既是竖直的或直立的，而转子叶片保持水平。整个转子叶片框架组件可以通过起重机装置（如上所述）提升并装载到集装箱船上。转子叶片可具有超过100 m的长度，该长度甚至比大型集装箱船的宽度更大。因此，在本发明的优选实施例中，转子叶片框架组件被装载到集装箱船上，使得转子叶片的长轴布置在左右舷方向上，根端与集装箱船的一个长侧对齐，并且转子叶片的尖端向外延伸超过集装箱船的另一个长侧。
27.在本发明的另外的优选实施例中，尤其是如果风力涡轮机部件将被运输到安装地点，则部件框架组件以特定的次序装载，例如最重的部件在货舱的较低水平处，并且较轻的部件在甲板之上。具体的装载次序还可以考虑近海风力发电厂安装地点处将需要的部件的次序。在集装箱船满载的情况下，这种装载次序可能是优选的。例如，装载顺序可以是这样的，使得一个或两个风力涡轮机的塔架部段——即使它们是重的——被布置在最高水平处，使得它们可以首先被卸载，从而可以在安装地点处组装塔架。此外，装载顺序可以是这样的，使得在那些初始塔架部段已经卸载之后，对应数量的机舱是可接近的。然后，这些机舱可以被放置在已经组装好的塔架的顶部上。此后，对应数量的转子叶片被卸载，并且那些风力涡轮机的组装可以完成。在卸载这些初始部件的集合之后，就更容易接近其余的部件了。现在可以从货舱直接接近下一个风力涡轮机的塔架部段，或者可以在集装箱船甲板上的其他部件框架组件进行一些重新布置之后接近它们。
附图说明
28.从以下结合附图考虑的详细描述中，本发明的其他目的和特征将变得显而易见。然而，应当理解，附图仅仅是为了说明的目的而设计的，并且不是作为对本发明的限制的定义。
29.图1示出了标准的40’集装箱的堆叠；图2示出了根据本发明方法装载的集装箱船；图3示出了本发明运输装置的实施例的转子叶片框架组件；图4示出了本发明运输装置的实施例的塔架部段框架组件；图5示出了本发明运输装置的实施例的机舱框架组件；图6示出了集装箱船的示意性侧视图，以说明用于针对本发明运输装置的可能装载顺序；图7示出了本发明运输装置的支撑框架的细节；图8示出了使用集装箱船3来运输风力涡轮机转子叶片51的现有技术方法。
30.在示意图中，相同的数字始终表示相同的物体。示意图中的物体不一定按比例绘制。
具体实施方式
31.图1示出了标准的40英尺集装箱c的堆叠sc。每个集装箱c可以具有40’（12.192 m）的长度c
l
、8’（2.438 m）的宽度c
w
、8
’6’’
（2.591 m）的高度c
h
。集装箱c的堆叠sc具有对应于单个集装箱长度c
l
的宽度c
l
。堆叠长度sc
l
是集装箱宽度c
w
的整数倍。在该示例性实施例中，堆叠长度sc
l
是集装箱宽度c
w
的十倍。堆叠高度sc
h
是集装箱高度c
h
的整数倍。在该示例性实施例中，堆叠高度sc
h
是集装箱高度c
h
的四倍。将用于运输风力涡轮机部件的每个框架组件的尺寸将适合于装入由这种集装箱堆叠sc占据的空间中，由此框架高度和框架长度可由待运输的部件的尺寸确定，而同时分别是集装箱高度c
h
和集装箱宽度c
w
的整数倍。
32.图2示出了可以装载有标准40’集装箱c的集装箱船3。该示意图指示了在船的船艏处的处于堆叠sc中的集装箱c的通常紧密包装构造。集装箱c相对于船3的首尾轴线3
xl
纵向布置。典型的集装箱船可以有大约300 m的长度和大约40 m的宽度，并且应当理解，目前正在部署更大的集装箱船。集装箱船3用于运输在框架组件中的风力涡轮机部件，而不是运输这种堆叠的集装箱。在示意图中指示了一些示例性的运载转子叶片51的框架组件1ra。每个框架组件1ra占据矩形体积，该体积对应于将由如图1所解释的集装箱堆叠占据的体积。转子叶片框架组件1ra布置成使得每个转子叶片平行于船3的左右舷轴线3
xw
。在该实施例中，转子叶片51比船宽更长，并且延伸超过左舷侧。
33.图3示出了转子叶片框架组件1ra。该示意图示出了两个转子叶片支撑框架1r，每个支撑框架基于端部框架10f，端部框架10f已经被修改以用于支撑转子叶片的目的。转子叶片51的根端511借助于紧固件连接到第一转子叶片支撑框架1r的螺栓环10r。转子叶片51的翼型部分512被保持在第二转子叶片支撑框架1r的支架10c中。竖直转子叶片支撑框架1r布置在对应于如图1所解释的集装箱堆叠sc的长度sc
l
的距离处。类似地，转子叶片支撑框架1r的高度对应于集装箱堆叠sc的高度sc
h
，并且转子叶片支撑框架1r的宽度对应于集装箱堆叠sc的宽度c
l
，即，对应于标准集装箱c的长度c
l
。对于根端直径为8 m且长度为100 m或更长的转子叶片51，支撑框架1r和框架组件1ra的尺寸可以基于40英尺集装箱的3
×
20堆叠。在该示意图中，可以装入该体积中的集装箱用虚线表示。转子叶片框架组件1ra可以从组装地点提升（例如，从集装箱港口的码头区）到集装箱船的上甲板上，例如使用一对同步的串联工作的起重机，每个起重机提升转子叶片支撑框架1r中的一个。
34.图4示出了塔架部段框架组件1ta。该示意图示出了两个塔架部段支撑框架1t，每个支撑框架基于端部框架10f，端部框架10f已经被修改以用于支撑塔架部段的目的。塔架部段52的每个圆形端部借助于紧固件连接到塔架部段支撑框架1t的螺栓环10r。竖直塔架部段支撑框架1t布置在对应于如图1所解释的集装箱堆叠sc的长度sc
l
的距离处。类似地，塔架部段支撑框架1t的高度对应于集装箱堆叠sc的高度sc
h
，并且塔架部段支撑框架1t的宽度对应于集装箱堆叠sc的宽度c
l
，即，标准集装箱c的长度c
l
。对于端部直径约为8米量级且长度为50
‑
55米的塔架部段52，支撑框架1t和框架组件1ta的尺寸可以基于40英尺集装箱的4
×
20堆叠。这种堆叠的高度超过10 m，使得框架组件1ta可以用于直径为10米量级的塔架部段（这种直径在未来的风力涡轮机中并不罕见）。在图中，可以装入该体积中的的集装箱用虚线指示。塔架部段框架组件1ta可从组装地点（例如，集装箱港口）提升到集装箱船的上甲板上，例如使用一对同步的串联工作的起重机，每个起重机提升一个竖直塔架部段支撑框架1t。
35.图5示出了机舱框架组件1na，其包括固定到机舱框架1n的预组装机舱53（已经安装有发电机、毂、直升机升降平台和热交换器）。在该示例性实施例中，机舱框架1n由水平基部框架10b、两个竖直端部框架10f和框架支柱10s组装而成，以增加组件1na的稳定性。可以假设提供诸如孔眼的提升配件。机舱框架组件1na可以包括将机舱固定到框架1n的配件（例如从下方支撑机舱53的支架10n），以及用于将机舱53牢固地系紧到框架1n的系紧带10l的张紧装置（未示出）。端部框架10f布置在对应于如图1所解释的集装箱堆叠sc的长度sc
l
的距离处。类似地，端部框架10f的高度对应于集装箱堆叠sc的高度sc
h
，并且端部框架10f的宽度对应于集装箱堆叠sc的宽度c
l
，即，对应于标准集装箱c的长度c
l
。对于长度约为20
‑
25米量级且高度/宽度约为8.5米量级的机舱53，支撑框架1n和框架组件1na的尺寸可以基于40英尺集装箱的4
×
10堆叠。具有这种尺寸的支撑框架1n可以在将来用于运输甚至更大的机舱，其宽度/高度可能预期超过10 m。在该示意图中，可以装入该体积中的集装箱用虚线指示。机舱框架组件1na可以从组装地点（例如，在集装箱港口处）提升到集装箱船3的货舱中。
36.图6示出了集装箱船的示意性侧视图，以说明可能的装载顺序。在该示例性实施例中，首先将几个机舱框架组件1na装载到集装箱船3的货舱中。它们布置在货舱的整个长度上（在首尾方向上）。随后，将塔架部段框架组件1ta装载到货舱中。这些布置在机舱框架组件1na的顶部上，以形成堆叠。随后，将转子叶片框架组件1ra装载到集装箱船3的甲板上。这些也是堆叠的，如示意图所示。这里，装载和定位转子叶片框架组件1ra，使得转子叶片的根端沿着集装箱船3的右舷侧对齐。由于它们的长度，转子叶片将延伸超过集装箱船3的左舷侧，如图2所解释的。
37.集装箱船3装载有框架组件1ra、1ta、1na，用于运输到目的地，诸如近海风力发电场地点。考虑到后面的卸载程序，部件框架组件1ra、1ta、1na可以以特定的顺序装载，该顺序允许一旦集装箱船3已经到达其目的地就直接开始风力涡轮机的建造。这样的装载顺序可以被编辑，使得两个或更多个风力涡轮机的塔架部段和机舱在较高的水平处（连同对应数量的转子叶片）可直接接近。一旦这些风力涡轮机已经组装好，然后就可以接近货舱中更深处的塔架部段和机舱。
38.如果集装箱船3用于将风力涡轮机部件从一个港口运输到目的地港口，则集装箱船3可以装载有集装箱货物用于其回程。
39.图7示出了支撑框架10f的拐角处的细节，支撑框架10f形成了每个上文解释的支撑框架1r、1t、1n的基础。支撑框架10f在每个拐角处具有拐角铸件18，拐角铸件18成形为与设置在集装箱船甲板上或货舱中的扭锁33或其他附接接口接合。
40.图8示出了使用集装箱船3运输风力涡轮机转子叶片51的现有技术方法。该示意图示出了数个转子叶片51，每个转子叶片由根端框架80和尖端框架81支撑。这些框架的尺寸基于标准集装箱的宽度和高度，使得每个转子叶片51可以由卡车、铁路或船运输。然而，这意味着转子叶片51只能在集装箱船上沿首尾方向装载。如上文所解释的，不可能使用这种框架来支撑塔架部段或机舱，因此这种方法只能用于运输转子叶片51，并且只能在这里所示的构造中使用。此外，转子叶片长度受限于首尾方向上的可用甲板空间，因此这种方法可能不适用于非常长的转子叶片。
41.尽管本发明已经以优选实施例及其变型的形式公开，但是应当理解，在不脱离本
发明的范围的情况下，可以对其进行许多附加的修改和变型。例如，可以提供框架组件来运输另一种类型的大型部件，诸如风力涡轮机塔架和单桩基础之间所需的过渡件。
42.为了清楚起见，应当理解，贯穿本技术使用的“一”或“一个”不排除多个，“包括”不排除其他步骤或元件。