[发明专利]用于风力涡轮转子叶片的提升装置

说明书

一种用于风力涡轮的转子叶片的提升系统包括提升装置，该提升装置具有结构框架主体，该结构框架主体具有叶根端部和叶尖端部。叶根端部支撑叶根支架，叶尖端部支撑叶尖支架。叶根支架和叶尖支架各自具有对应于转子叶片的至少一个外表面的轮廓，以便接收和支撑转子叶片的至少一部分。由于转子叶片的形状，当转子叶片安装在提升装置中并提升到塔架上时，转子叶片会经受不对称载荷。因此，提升系统还包括联接到提升装置的叶尖端部的可变气流组件。可变气流组件包括至少一个表面，其可在具有不同阻力的多个位置之间移动，以便抵消不对称载荷。

技术领域

本公开总体上涉及风力涡轮，并且更特别地涉及用于风力涡轮转子叶片的提升装置。

背景技术

风力被认为是目前可用的最清洁、最环境友好的能源之一，风力涡轮在这方面越来越受到关注。现代风力涡轮通常包括塔架、发电机、齿轮箱、机舱和一个或多个转子叶片。转子叶片利用已知的翼型原理捕获风的动能。转子叶片以旋转能量的形式传递动能，从而转动将转子叶片联接到齿轮箱(或者如果不使用齿轮箱，则直接联接到发电机)的轴。发电机然后将机械能转换成电能，电能可以被部署到公用电网。

风力涡轮的典型建造包括竖立塔架，并且然后将各种其他部件连接到经竖立的塔架上。例如，转子叶片可以被提升到适当的高度，并且在塔架竖立之后连接到塔架。在一些情况下，转子叶片中的每个在提升之前连接到毂，并且然后被连接的转子叶片和毂作为单元被提升和连接到塔架。然而，由于尺寸和/或成本的原因，趋向更高塔架和更大转子直径的趋势会限制和/或排除将这种单元提升到塔架。更具体地说，随着转子直径和/或质量以及毂高度的增加，能够提升这种结构的起重机很少(如果有的话)。此外，帆面积会变得如此之大，以至于用以执行这种提升的可用风窗接近于零，即，起重机无法在不翻倒的情况下提升转子。

因此，当前的用于提升转子叶片的系统和方法包括使用例如使用起重机提升的夹紧型叶片提升工具、支架或吊索将每个转子叶片分别提升到塔架上。各个转子叶片然后可以被连接到毂上。

当使用这种提升工具分别安装叶片时，叶片的重心必须位于起重机吊钩下方，以便使其保持稳定和悬挂平衡。然而，由于风力涡轮转子叶片的不对称性质，其重心不在其中心。更具体地说，当叶片正确地定位在提升装置中时，在工具的一侧将有一个短但直径非常大的叶根部段，而在另一侧将有一个非常长但空气动力学形状的部段，从而导致不对称的载荷。当暴露在均匀的气流中时，叶根部段将产生比叶尖侧上的长叶片部段更高的曳力，尽管事实上它要短得多。简单来说，叶根部段具有较高的曳力系数，并且因此产生比叶片的叶尖更大的阻力。这种不平衡导致整个系统旋转。

因此，常规的系统利用连接到提升工具的一个或多个抓斗稳定索(tag line)，当转子叶片被提升到塔架上时，该提升工具可以由地面上的操作者保持。然而，随着转子叶片被提升，经由(一个或多个)抓斗稳定索对载荷的控制变得不那么有效。更具体地说，随着载荷被提升，操作者必须对(一个或多个)抓斗稳定索施加越来越大的力，效果却越来越小。此外，由于转子叶片的形状(即，粗的、圆的叶根端部逐渐变细成长的、纤细的叶尖端部)，在叶片被提升到塔架上时，叶片会经受不对称的载荷(例如，由于来风)。

鉴于上述情况，本领域期望一种用于将风力涡轮转子叶片提升至塔架上的改进的提升装置。

发明内容

本公开的方面和优点将在以下描述中部分阐述，或者可以从描述中显而易见，或者可以通过本公开的实践来了解。

一方面，本公开涉及一种用于风力涡轮的转子叶片的提升系统。该提升系统包括提升装置，该提升装置具有结构框架主体，该结构框架主体具有叶根端部和叶尖端部。叶根端部支撑叶根支架，叶尖端部支撑叶尖支架。叶根支架和叶尖支架各自具有对应于转子叶片的至少一个外表面的轮廓，以便接收和支撑转子叶片的至少一部分。因此，由于转子叶片的形状，当转子叶片安装在提升装置中并被提升到塔架上时，转子叶片可能会经受不对称的载荷。因此，提升系统还包括联接到提升装置的叶尖端部的可变气流组件。可变气流组件包括至少一个表面，其可在具有不同阻力的多个位置之间移动，以便抵消不对称载荷。