[发明专利]用于确定风力涡轮机叶片在运输到安装地点期间的移动的支撑框架和方法

说明书

本文描述了一种用于在运输到安装地点期间将风力涡轮机叶片(22)支撑在车辆上的支撑框架(44)和方法。当使用支撑框架(44)时，负载指示器(46)设置成邻近一个或多个支撑垫(52)，其中负载指示器(46)被构造成确定并传达在初始装载到支撑框架(44)中期间和在运输期间风力涡轮机叶片(22)相对于支撑框架(44)的移动量。为此，负载指示器(46)有助于确保风力涡轮机叶片(22)在期望的运输位置被正确地装载到支撑框架(44)中，同时还确认在运输期间是否发生了可能导致叶片(22)处的内部或外部损坏的更高的可能性的显著的冲击或其他移动。

技术领域

本发明通常涉及风力涡轮机叶片，并且更具体而言，涉及在将风力涡轮机叶片运输到安装的地点时使用的系统和方法。

背景技术

风力涡轮机用于使用风流动的可再生资源并且在不燃烧化石燃料的情况下产生电能。通常，风力涡轮机将动能转换成机械能，然后随后将机械能转换成电能。一种水平轴线风力涡轮机包括塔架、位于塔架的顶点的舱室以及支撑在舱室中的转子。转子直接或间接地与容纳在舱室内的发电机联接。转子包括中心轮毂和安装到转子并从转子径向延伸的多个叶片。

通常，来自风力涡轮机的电能产量随着风力涡轮机的尺寸而增加。因此，现代多兆瓦风力涡轮机是大型结构，并且朝向更大结构的趋势继续。这些大型结构由组成部件组装而成。因此，许多风力涡轮机将它们的各种组成部件以单独的零件的形式运送到风力涡轮机安装的地点。例如，可由若干塔架区段形成的风力涡轮机塔架可被运送到安装地点。舱室可被运送到安装地点并在其组装之后被安装在塔架上。最后，本身尺寸相当大的叶片通常被单独地运输到安装地点。通常经由变桨轴承将每个风力涡轮机叶片升高并固定到转子轮毂，由此将来自风力涡轮机叶片的负载传递到转子轮毂。

大型风力涡轮机叶片本身是复杂的结构。它们通常由壳体、翼梁帽以及一个或多个剪切腹板构成。壳体通常是层状复合物，并且形成叶片的外表面，该外表面具有空气动力学翼片形状，并且包围剪切腹板和翼梁帽，剪切腹板和翼梁帽提供叶片的结构方面。剪切腹板和翼梁帽可以采取内部翼梁的形式，该内部翼梁使得壳体能够在叶片的使用期间抵抗襟翼负载和边缘向负载。传统的风力涡轮机叶片通常通过在集中制造设施处执行的复杂生产过程来生产。然后，将这些大型涡轮机叶片从制造设施运输到安装地点，安装地点可能相距数百至数千公里。运输过程在逻辑上是复杂的，特别是在风力涡轮机的安装地点很远的情况下。此外，叶片在火车、轮船、车辆等上运输期间可能经受振动、冲击和其他损坏，并且从运输中修理这种损坏显著地增加了安装风力涡轮机的成本。在一些情况下，直到在风力涡轮机处安装之后才检测或校正来自运输的这种损坏，这通过进一步增加修理过程的复杂性和风力涡轮机的操作停机时间而进一步加剧了这种问题的潜在成本。在一些情况下，必须提供整个新的替换叶片，这是非常昂贵的并且在运输到风力涡轮机期间经受相同的损坏风险。

已经开发了几种传统系统来解决叶片的运输，但是进一步的改进仍然是可能的。在这点上，叶片运输系统的一个实施例在授予通用电气公司(General Electric Company)的欧洲专利申请公开No.1956234中描述。在该公开的申请中，支撑框架设有骨架和多个支撑垫，在运输期间，例如通过如图3和图7所示的轨道车，多个支撑垫将风力涡轮机叶片保持在骨架内并对其进行缓冲。多个支撑框架(2)位于沿叶片的跨度长度的不同位置处。使用支撑框架的已知叶片运输系统的另一实施例在授予巴西的Tecsis Technologia E.SistemasAvancados公司的美国专利申请公开No.2012/0043250中提供。如该参考文献的图1和图2所示，一个支撑框架通常定位在叶片的根部端处或根部端附近，而另一个支撑框架位于所谓的中间尖端区域中，并且比根部端更靠近叶片的尖端。当运输这种构造的叶片时，损坏似乎更经常发生在中间尖端区域而不是根部端。然而，这些和其他传统的运输设计都不能消除在中间尖端区域引起的损坏的风险，这些设计也不能提供一种检测在运输期间发生的较高损坏风险的方法。因此，叶片运输领域的进一步改进仍然是可能的。