風輪機葉片軸承拆除裝置和方法
2023-09-22 13:48:10 2
風輪機葉片軸承拆除裝置和方法
【專利摘要】本發明涉及一種便於對風輪機葉片（54）的葉片根部軸承組件（58）進行調換的風輪機葉片軸承拆除裝置和方法。多個支撐肩部或支撐軛（60）位於風輪機轉子的輪轂（50）上，並且提供了用於相應的致動器（62）的附接點。相應的附接點（66）藉助於葉片支撐件（部64）而設置在風輪機葉片（54）內，該葉片支撐件（部64）在葉片根部軸承組件（58）和尖端之間構造在葉片內。致動器（62）安裝在輪轂（50）和葉片根部軸承組件（58）之間並且因而在軸承被保持住時將葉片（54）支撐在懸置的位置。致動器（62）使得葉片在完成葉片根部軸承替換時能夠被容易地重新附接至輪轂（50）。
【專利說明】風輪機葉片軸承拆除裝置和方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及風輪機，更具體而言涉及一種便於對風輪機葉片的葉片軸承部進行調換的風輪機葉片軸承拆除裝置和方法。
【背景技術】
[0002]圖1突出了一種風輪機1，該風輪機包括供機艙罩安置在其上的塔架2。至少一個渦輪葉片5安裝在輪轂6上以形成轉子4。輪轂6通過自機艙罩前側延伸的低速轉軸(未示出)連接至機艙罩3。在圖1中示出的風輪機可以是用於家庭或者照明設施使用的小型的風輪機，或者可以是大型的，例如適用於在風電場的大型發電實施中的大型風輪機。在後一種情況下，轉子的直徑可以像150米那麼大或者更大。
[0003]現在參照圖2，圖2更加詳細地示出了轉子葉片。葉片2包括從葉片根部22至葉片尖端23沿著葉片的長度延伸的增強翼梁21。由複合纖維材料製成的葉片殼24附接至翼梁並且提供了空氣動力型的葉片表面，使得葉片在風越過葉片表面時受到提升力。葉片22的葉片根部部分在橫截面上通常是圓形的，並且設置有有鋼或其它適宜材料製成的圓形軸承環25，該軸承環用於附接至輪轂6上的對應的軸承環。
[0004]現在參照圖3和圖4，圖3和圖4更詳細地示出了上述內容。在圖3中，輪轂從前面以立視方式觀察。三個風輪機葉片5被顯示為通過葉片根部軸承組件25附接至輪轂。在圖4中，以側視立視圖示出了在輪轂6上的對應的軸承環。在實踐中，葉片根部軸承組件25包括一個或多個葉片軸承環，這些軸承環中的至少一個軸承環通過諸如在螺栓孔27中保持的螺栓等的緊固件聯接至輪轂。
[0005]在大型風輪機中，葉片的長度可以接近100m，重量可以有幾十噸重。因此葉片的重量由葉片根部軸承組件25、輪轂6上的對應的環形軸承環26和緊固裝置全部承受。雖然，這些元件被構造成承受巨大的工作載荷和應力，但有時為了維護或維修需要釋放葉片5和輪轂6之間的連接。特別地，經常需要將葉片根部軸承組件25替換為新的部件。
[0006]由於葉片的重量以及在高的風輪機塔架頂部處的葉片處於有風的位置處，將葉片連接到輪轂上或者拆下來就會是艱巨的工作。可以使用起重機來支撐葉片，同時在輪轂中工作的工程師將使得在葉片根部軸承組件25與輪轂6上的圓形軸承環之間的堅固件釋放。然而，使用起重器是昂貴和耗時的。此外，存在的問題在於，一旦從風輪機輪轂6上被拆下，葉片5易於由於風而顫振，因而如果使用了的起重器會開始振動。
[0007]因此我們認識到需要一種改進的機構來用於將葉片從葉片輪轂上釋放，從而可以對葉片根部軸承組件25、或者輪轂6以及連接螺栓進行維護工作。
【發明內容】
[0008]本發明由現在將要引用的獨立權利要求限定。在從屬權利要求中陳述了各有利特徵。
[0009]本發明的一個實施方式提供了一種風輪機葉片，該風輪機葉片包括:葉片本體，該葉片本體具有葉片根部部分和葉片尖端部分；連接至該葉片根部部分的葉片支撐部；其中該葉片支撐部包括:附接點，這些附接點用於在葉片和風輪機的附接葉片的轉子輪轂之間安裝多個致動器；支撐結構，該支撐結構位於一個或多個附接點的附近，用於增強葉片根部部分，以使得所述葉片可以藉助於多個致動器或者葉片支撐部而從風輪機轉子輪轂懸置。
[0010]因此可以以更牢固、更直接的方式來進行葉片根部軸承的替換，因為在對葉片根部軸承組件進行維修或者替換時葉片可以保持安裝在輪轂上。因此，該過程不需要大型起重機來搬運葉片，從而降低了成本並且更易於安排維修操作。多個致動器使得能夠對於重的葉片進行操作，同時在葉片從輪轂上拆下時提供了葉片的穩定性。
[0011]附接點可以位於葉片本體的外表面，使得致動器可在需要時被容易地拆除和去除。因而可以利用圍繞葉片周邊的各致動器的間隔來形成間隙，以便於拆除葉片根部軸承組件。附接點可以與葉片表面成一定角度地來支撐致動器，以便增大間隙。
[0012]在一個實施方式中，支撐結構是環形凸緣，該環形凸緣連接至所述葉片本體的在所述葉片根部部分處的端部，並且其中葉片支撐部具有多個用於對於葉片根部軸承組件進行可緊固可釋放連接的連接件。該凸緣提供了用於支撐葉片本體的重量的緊固的錨接部。
[0013]在一個實施方式中，支撐結構包括包含多個增強輪輻的框架構件，該增強輪輻在葉片根部部分內連接在葉片本體的內周緣內。這為可以定位在葉片表面外部上的致動器附接點提供了內部支撐。增強輪輻可以終止於增強的中心輪轂處，用於額外支撐。
[0014]增強輪輻中的至少一個或多個增強輪輻在所述附接點支架所在的位置的內側連接至所述葉片本體的內表面。以此方式，施加到葉片上的負載可以被致動器最有效地傳遞至支撐結構，因而可以避免對葉片的損害。記住了這一點，增強輪輻中的至少一個或多個增強輪輻可以通過緊固件連接至附接點支架。
[0015]葉片支撐部也可以包括增強撐杆，該增強撐杆具有一個或多個徑向連接臂，用於提供纜索附接點。
[0016]在一個實施方式中，附接點朝向葉片支撐部的一側定位，以使得葉片支撐部的另一側基本沒有附接點。這使得在經過了支撐致動器的維修過程中，葉片根部軸承組件，一旦從葉片支撐部拆下，則滑出葉片的一側。
[0017]有利地，所有的附接點均位於圍繞葉片支撐部的周緣的180度的弧內，這使得葉片支撐部的一側是開放的，用於拆除葉片支撐部。
[0018]更有利地，所有的附接點均位於圍繞所述葉片支撐部的周緣的200度的弧內，這使得葉片支撐部的一側是開放的，用於拆除葉片支撐部，同時提供了致動器的更穩定的布置。
[0019]為了穩定，葉片支撐部可以包括用於附接三個致動器的三個附接點。
[0020]在一個實施方式中，葉片支撐部包括增強撐杆，該增強撐杆位於環形凸緣的周緣。這增強了葉片支撐部，使得它在葉片從輪轂懸置時更加能夠承載風輪機葉片的重量，並承載由於吹來的風所引起的任意附加的負載或應變。
[0021]增強撐杆可以包括在所述葉片支撐部的內周緣內從一個附接點跨越至另一個附接點的增強構件。以此方式，在所述環上的承載大多數負載的點處提供了增強。
[0022]在一個實施方式中，增強撐杆包括纜索附接點。這使得葉片能夠藉助於附接至撐杆的纜索被提升至用於附接至輪轂的位置。纜索的另一端可以附接至起重機或者絞盤。[0023]增強撐杆優選地位於葉片支撐部內，以使得當纜索附接至纜索附接點時，具有相對於塔架傾斜的角度，以便於實現葉片根部軸承組件到風輪機輪轂的連接。
[0024]在另一個實施方式中，本發明提供了一種風輪機葉片輪轂支撐裝置，該支撐裝置包括:如上文所述的風輪機葉片；設置在風輪機轉子輪轂上的一個或多個附接點，其中每一個相應的附接點對應於所述葉片支撐部上的相應的附接點；以及一個或多個致動器，所述一個或多個致動器安裝在輪轂上的所述一個或多個附接點中的一個附接點與所述風輪機葉片上的相應的附接點之間，所述一個或多個致動器具有已致動位置，在該已致動位置，它們將風輪機葉片支撐在與風輪機轉子輪轂相分離的位置。
[0025]致動器可以是液壓筒或者氣動筒。
[0026]本發明還提供了一種替換風輪機中的葉片根部軸承組件的方法，其中，至少一個風輪機葉片通過葉片根部軸承組件連接至風輪機轉子輪轂，所述風輪機葉片具有位於葉片的葉片根部部分的葉片支撐部，該葉片支撐部包括用於在葉片和風輪機的附接葉片的轉子輪轂之間安裝多個致動器的附接點，並且其中葉片支撐部的一側基本上沒有附接點；所述方法包括:將多個致動器附接至風輪機轉子輪轂上的相應附接點與葉片支撐部上的相應附接點之間；釋放風輪機轉子輪轂和風輪機葉片根部軸承之間的連接；激活一個或多個致動器，以使得風輪機葉片根部軸承與風輪機輪轂分開；在所述葉片從位於一個或多個所述致動器上的所述輪轂懸置的同時，穿過所述葉片支撐部的基本上沒有附接點的那一側，移除葉片根部軸承組件。
[0027]所述方法還可以包括激活所述致動器以將所述風輪機葉片牽拉成與所述風輪機轉子輪轂接觸，以使得所述葉片可以連接至所述風輪機轉子輪轂；或者利用附接至在風輪機葉片上設置的撐杆部的纜索，將所述風輪機葉片牽拉成與所述風輪機轉子輪轂接觸，以使得所述葉片可連接至所述風輪機轉子輪轂。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0028]現在參考附圖僅僅通過實例來描述本發明的實施方式，在附圖中:
[0029]圖1是水平軸線風輪機的前視圖；
[0030]圖2是風輪機葉片的立視圖；
[0031]圖3是風輪機輪轂的前視立視圖，示出了葉片根部和葉片根部軸承組件的附接；
[0032]圖4是風輪機輪轂的側視立視圖，示出了用於風輪機葉片根部軸承組件的連接
佔.[0033]圖5示出了本發明的一個實例，該實例使得葉片能夠從輪轂拆除以進行葉片軸承
替換；
[0034]圖6示出了根據本發明的第一實例的葉片支撐部；
[0035]圖7是位於輪轂、葉片根部環形軸承組件和葉片支撐部之間的連接機構的局部放大圖；
[0036]圖8以俯視圖示出了根據本發明的第二實例的葉片支撐部；
[0037]圖9以截面圖示出了根據本發明的第二實例的葉片支撐部；以及
[0038]圖10示出了根據本發明的第二實例的致動器附接點的前視圖。【具體實施方式】
[0039]本發明涉及一種葉片輪轂支撐裝置，該裝置使得葉片根部軸承能夠替換，以進行維護或維修。圖5以側視圖示出了該裝置。
[0040]風輪機轉子的輪轂50通過輪轂軸承環52附接至風輪機的機艙(未示出)。轉子葉片54通過他們各自的葉片根部軸承組件58附接至各自的輪轂葉片軸承環56。在此視圖中，轉子葉片54、葉片根部軸承組件58和輪轂50被示出為彼此拆開的，就像正在替換葉片根部軸承組件時那樣。
[0041 ] 輪轂50支承一個或多個輪轂支撐肩部或輪轂支撐軛60，所述輪轂支撐肩部或輪轂支撐軛圍繞輪轂葉片軸承環56的附接有葉片54的周緣間隔開。每一輪轂支撐肩部60都設置有用於可釋放可緊固致動器62的端部的附接點，該致動器例如是液壓筒或者氣動筒，或者例如是電動式或者機械式致動器。
[0042]葉片54包括葉片本體部55和葉片支撐部64，該葉片支撐部附接在葉片本體55和葉片根部軸承組件58之間。每一致動器62的未附接至輪轂支撐肩部60的端部在相應的葉片支撐部支撐肩部66處附接至葉片支撐部64。
[0043]致動器62可以通過適宜的緊固件例如固定螺栓或螺釘等連接至輪轂50上的支撐肩部60或者葉片支撐部64。在此實例中，每一支撐肩部60或66包括一對金屬支撐板,該金屬支撐板具有限定了軸線的孔以用於容納緊固件。固定螺栓可以以螺紋配合方式穿過支撐板67中的孔，並且穿過位於致動器62的端部內的對應的孔，以將致動器緊固到位。
[0044]現在將參考示出了葉片支撐部的圖6。葉片支撐部64是增強的鋼製環或金屬環，圍繞該環的周緣形成有葉片支撐部支撐肩部66。如上文所提到的，每一葉片支撐部支撐肩部66包括一對支撐板67，該對支撐板限定了一個能夠供定位和緊固致動器62的一個端部用的中間空間。在圖6中，示出了三個葉片支撐部支撐肩部66，這些支撐肩部以稍微超過90度的角位移彼此間隔開。在圖6中用圍繞每一支撐肩部66示出的虛線突出了每一致動器62的位置。
[0045]由於肩部66是間隔開的，葉片支撐部64的一側69設置為沒有支撐肩部或致動器62。如根據圖5可以理解的，這意味著在使用中葉片支撐部的所述側69是開放的，並且意味著處於位置62a和62b的致動器62之間具有空間，在進行維護時，可以穿過上述空間來插入或去除葉片根部軸承組件58。
[0046]除了由於支撐板67產生的附加的周緣之外，葉片根部軸承組件58的周緣大致與葉片支撐部64的周緣相同。這意味著，在葉片支撐部64的外周緣稍微靠外的位置62a、62b和62c處，致動器62與支撐板的附接在葉片根部軸承組件58的外周緣與圍繞葉片支撐部64的周邊的致動器62的位置所限定的周緣之間提供了間隙。記住了這一點，值得注意的是，當葉片根部軸承組件58插入到位或者被拆下時，附接位置62a、62b和62c之間的90度的角度間隔將允許在葉片根部軸承組件58和致動器之間形成最佳間隙。然而，由於對於三個致動器62的穩定性而言的最佳定位是在三個致動器62之間相等間隔的三角形結構，致動器中的至少兩個致動器之間的間隔大於90度的條件是優選的(因此，位置62a和62b之間的角度間隔稍微小於180度)，其中致動器中的至少兩個致動器在此實例中是62a和62c，以及62b和62c。換言之，在此實例中，用於致動器的附接點全部位於圍繞葉片支撐部的周緣的180度的弧內，或者更優選地全部位於200度的弧內。[0047]所間隔的量可以大於90度，但是與該間隔量所對應的仍然可以在軸承根部軸承組件和致動器之間所保持的間隙隨著在設備中所使用的具體的尺寸而變化，並且在本文中不再進一步討論。
[0048]在致動器到葉片支撐部的附接點位於遠離葉片根部支承組件的位置處，由此間隙並不是一個問題的實施方式中，附接點可以在200度的弧或者更大的弧上圍繞葉片定位。
[0049]增強的葉片支撐部64的目的不僅在於當葉片從輪轂50上拆下並且去除了葉片根部軸承組件58時，通過致動器來支撐葉片的重量，還在於為致動器62提供堅固的錨接點。這是必需的，因為當葉片從輪轂拆下時，葉片處於穩定性降低的構造中並且將更容易顫振和由於所受到的風力而引起運動。
[0050]為此，為了增強，可以在葉片支撐部64的內周設置可選的支撐撐杆或者提升撐杆70。在此實例中，支撐撐杆70附接至葉片支撐部64上的連接點63，這些連接點63在位置上對應於支撐肩部66的位置，不過是在葉片支撐部64的內側周緣而不是在外側。這是有利的，因為可以理解的是，當葉片從輪轂上拆下並且支撐在致動器62上時，穿過肩部66將產生大量的負載。當然，撐杆70也可以具有不同的形狀和構造。如下文將要說明的，撐杆70也可以具有提升功能。
[0051]現在參照圖7，該圖更詳細地示出了在此實例中葉片根部軸承組件58如何附接至葉片支撐部64以及附接至輪轂葉片軸承環56。如現有技術中已知的，葉片根部軸承組件58可以包括內軸承環72和外軸承環74以及中心軸承環76。中心軸承環76具有多個螺栓孔76a，這些螺栓孔76a在位置上對應於輪轂葉片軸承環56上的相對的孔56a。通過將螺栓或者其它適宜的緊固件緊固在螺栓孔76a和56a之間，中心軸承環76可被以固定的關係緊固至輪轂葉片軸承環56，因而被緊固至輪轂50。中心軸承環76通過多個軸承78被載置於葉片根部軸承組件58的內軸承環72和外軸承環74之間的中間位置。因此，在風輪機的正常運轉中，中心軸承環76可以相對於內軸承環72和外軸承環74轉動，使得相對於輪轂50的葉片角位置或者漿距可以被調整。因此葉片根部軸承組件58可以被稱為變槳軸承。
[0052]在可替代的實例中，在被稱為反向三環軸承組件中，葉片55和葉片支撐環64可以被附接至中心軸承環76，同時輪轂附接至內軸承環72和外軸承環74。如本領域普通技術人員所明了的，也可以使用諸如雙環軸承組件等的連接到輪轂的其它軸承組件或者連接件。
[0053]內軸承環72和外軸承環74也可以具有多個在位置上與相對的螺栓孔64a和64b相對應的螺栓孔72a和74a。如前文所述，使用在螺栓孔72a和64a之間，以及在螺栓孔74a和64b之間的緊固螺栓或者其它適宜的緊固件，內軸承環72和外軸承環74可以以固定的關係緊固至葉片支撐部64。然後藉助於連接至其它的多個螺栓孔64c和在葉片本體層板的增強部內的相對的孔55a的其它的螺栓或者緊固件，葉片支撐部64被連接至葉片本體55。
[0054]現在將更詳細地描述葉片輪轂支撐裝置的操作。
[0055]在風輪機的正常運行中，葉片55通過葉片支撐部64、葉片根部軸承組件58以及輪轂葉片軸承環56附接至輪轂50，不附接致動器62。在此布置中，由於被附接至葉片的內軸承環72和外軸承環74可圍繞附接至輪轂56的中心軸承環76自由轉動，可以使用本領域已知的漿距致動器來調整葉片55的漿距。
[0056]在將要替換葉片根部軸承組件58的時候，在輪轂內部工作或者藉助於起重器或平臺從外部工作的工程師將致動器附接至輪轂和葉片支撐部58上的支撐肩部60和66中的每一個上。可以理解的是，對於三葉片風輪機，總共九個致動器將是有利的，並且在此實例中，因此在輪轂上具有九個致動器支撐肩部60。然而，在實踐中，很可能一次只對一個葉片進行操作，這意味著，對於單個葉片根部軸承組件替換操作，僅僅需要三個致動器。
[0057]為了附接致動器，可以在輪轂50的表面設置觀察窗或工作窗，以使得在可能的情況下，工程師能夠從輪轂50的內側接近肩部60。
[0058]一旦致動器被緊固地附接至輪轂50和葉片支撐部64之間，從輪轂內部工作的工程師確保致動器被激活並且吸收葉片54與輪轂50之間的應變。然後工程師鬆開將中心軸承環76連接至輪轂葉片軸承環56的螺栓或者緊固件，以及鬆開將內軸承環72和外軸承環74連接至葉片支撐部64的螺栓。
[0059]現在葉片根部軸承組件58完全與輪轂50和葉片54斷開，因而致動器完全承載了葉片54的重量。然而，由於已經激活的致動器62阻止了葉片55和輪轂50的運動，葉片根部軸承組件58將仍然被阻止在葉片55和輪轂50之間的位置。因此工程師對致動器進行激活，以使得致動器延伸從而使得葉片54與輪轂50分開，並在它們之間提供間隙。在進行這項工作之前，優選地，工程師採取一些措施來將葉片根部軸承組件58緊固至輪轂50，例如通過纜索等，以使得當葉片54被移走時葉片根部軸承組件58並不跌落或者滑落。
[0060]一旦葉片通過致動器被支撐到輪轂上，葉片根部軸承組件58就可以被去除或者根據需要替換。可以例如在輪轂或者機艙罩內使用起重機或滑輪設備來提供所需的提升力或支撐力。一旦替換的葉片根部軸承組件58已經被操縱到位，通過按照與上述的過程相反的過程，可以將葉片54重新附接到輪轂50。在相反的過程中，致動器有利地可以充當引導裝置，用於在新的葉片根部軸承組件58附接至支撐環64時確保新的葉片根部軸承組件58中的螺栓孔76a與輪轂葉片軸承環56中的對應的孔56a相配合。然後，可以根據需要對輪轂50上的其它葉片54重複該過程，為了操作另一個葉片而將致動器62移動至適當的肩部60 和 66。
[0061]利用致動器62，或者替代地通過利用附接至提升撐杆70的纜索，可以實現將葉片54提升或操縱返回至抵靠輪轂的位置。在此方面，圖6中所示的提升撐杆70的非對稱形狀是有利的，因為在用作纜索絞車的提升撐杆時，非對稱形狀意味著可以使得葉片開始是傾斜的，使得葉片能夠被更容易地操作到最終的抵靠輪轂的位置。
[0062]在本發明的上述實例中，致動器62通過在葉片本體55和葉片根部軸承組件58之間連接的葉片支撐部64而連接至葉片55。參照圖8、圖9和圖10，現在將描述葉片支撐部和用於致動器62的附接點的替代實例。
[0063]在圖8中，葉片支撐部80位於葉片外殼82的內部。葉片支撐部包括鋼製或者其他適宜材料制的增強的內環84，以及多個在內環84和葉片外殼82之間連接的增強輪輻86。在所示的實例中，在徑向位置處設置了八個增強輪輻86，圍繞葉片的內周緣等角地間隔開，並且每一增強輪輻86包括一對增強管狀構件88。如圖9中更詳細所示，組成每一增強輪輻86的增強管狀構件88通過諸如固定螺栓等的緊固件連接在內環84和葉片外殼82之間。
[0064]多個葉片支撐肩部66安裝在葉片外殼82上，以提供用於致動器62的附接點。葉片支撐肩部66位於與增強管狀構件88聯接至葉片外殼82處的點相對應的位置處。在圖8所示的實例中，示出了用於支撐三個致動器的葉片支撐肩部。
[0065]在葉片外殼82上存在支撐肩部，並且致動器在使用時將負載施加到葉片構造上。由於肩部66放置在與增強輪輻86相對應的位置處，這些負載由輪輻承受並且被傳遞至內環84。如圖9和圖10所示，葉片支撐支架66可以通過緊固件或螺栓90附接至葉片外殼，這些緊固件或者螺栓與對管狀構件88進行支撐的緊固件或螺栓共軸地布置。在某些實施方式中，相同的螺栓90可以將支撐肩部66和管狀構件88 二者都固定到位。在圖9和圖10中，為了清楚起見，也示出了用於將葉片外殼82附接至葉片根部凸緣的增強螺栓孔91，雖然它們並不是所設計的葉片支撐部的一部分。
[0066]此外，為了提供纜索附接點，一個或多個連接杆92可以安裝在內環84和葉片外殼82之間。以此方式，葉片支撐部也可以充當上文所述的提升撐杆70。連接杆92可以設置在輪輻84之間或者為了便於接近而向上或者向下偏移。
[0067]在替代的實施方式中，可以緊鄰葉片外殼內側並且與葉片外殼內側相連續地設置附加支撐環。此外部支撐環提供了附加支撐並且可以簡化葉片支撐部80到葉片外殼82的連接。在此情況下，葉片支撐肩部66不需要定位在與增強輪輻86的位置直接相對應的位置處，而是可以定位在圍繞葉片周緣的任意位置。
[0068]葉片支撐部的其它實施方式也是可能的並且也可以在該設計內設想到。一個實例是多個致動器支撐支架在適宜的角度位置圍繞葉片的周緣定位，所述角度位置例如是在上述的實例中所示的位置。如果需要，可以通過將一個支撐位置連接至另一個支撐位置的內梁來提供在這些位置處對於葉片的增強。如果三個致動器支撐肩部66以彼此相距大約180度的角度間隔來設置，則所述內梁可以布置成三角形的。如果致動器支撐肩部66像圖6所示那樣定位，則可以提供A形的增強框架。
[0069]藉助於上文所述的裝置和方法，調換葉片根部軸承組件的過程變得更容易。然而，可以理解的是，當葉片向下插時，致動器62需要能夠非常牢固地保持住葉片54。如果不能牢固地保持住葉片，則無法穩定地保持住葉片來抵抗即使是非常小的陣風。對於30公噸或者更大公噸的葉片，所使用的致動器因此應該可能提供差不多150公噸的提升力，雖然可以理解的是，所需要的實際數字將根據實際情況以及所使用的部件的尺寸和重量以及替換操作的安全性因素而變化。
[0070]雖然，在上文的實例中描述了三個致動器，可以理解的是在替代實施方式中，每一葉片可以使用僅僅一個或兩個致動器，或者甚至多於三個的致動器。在每一種情況下，最重要的是當葉片從輪轂上拆下時對於葉片的穩定性，以及用於葉片根部軸承組件的當其被去除時的間隙。在僅僅使用了單個致動器的情況下，利用在葉片和塔架或輪轂之間連接的引導纜索或者輔助繩將該致動器保持到位，來提高穩定性。
[0071]雖然致動器被描述為可釋放可緊固的致動器，但是可以理解的是在替代的實施方式中，他們可以被永久地附接在葉片和輪轂之間。
[0072]雖然已經參考了對於葉片根部軸承組件執行維修或者維護來描述了本發明，但是本發明並不限於此，因為可以理解的是，在輪轂和葉片支撐部之間的致動器的布置允許待要對其進行操作的葉片輪轂界面的其它方面。
[0073]雖然附接點已經被描述為形成了葉片支撐部，可以理解的是，這不旨在僅僅是指葉片的定位有附接點的部分，並且可以包括:在葉片表面設置有其中兩個附接點支架圍繞周緣以三角形布置相等地間隔開的僅僅三個附接點支架的情況，或者包括其中附接點僅僅朝向葉片周緣的一側定位以使得所述環可以被認為僅僅佔據了圓環的周邊的局部部分。[0074]此外，雖然上文所述的本發明的實例示出了葉片水平軸線風輪機，但本發明並不限於這樣的風輪機，並且可以應用於具有任意數量葉片的風輪機，並且也可以用於豎直軸線風輪機。
【權利要求】
1.一種風輪機葉片，所述風輪機葉片包括: 葉片本體，該葉片本體具有葉片根部部分和葉片尖端部分； 連接至所述葉片根部部分的葉片支撐部，其中所述葉片支撐部包括: 附接點，這些附接點用於在所述葉片和風輪機的附接所述葉片的轉子輪轂之間安裝多個致動器； 支撐結構，該支撐結構位於一個或多個所述附接點的附近，用於增強所述葉片根部部分，以使得所述葉片能夠藉助於所述多個致動器或者所述葉片支撐部而從風輪機轉子輪轂懸置。
2.根據權利要求1所述的風輪機葉片，其中所述附接點位於所述葉片本體的外表面上。
3.根據權利要求1或2所述的風輪機葉片，其中所述支撐結構是環形凸緣，該環形凸緣連接至所述葉片本體的在所述葉片根部部分處的端部，並且其中所述葉片支撐部具有多個連接件，用於對葉片根部軸承組件進行可緊固可釋放的連接。
4.根據權利要求3所述的風輪機葉片，其中所述葉片支撐部包括位於所述環形凸緣的周緣內的增強撐杆。
5.根據權利要求4所述的風輪機葉片，其中所述增強撐杆包括在所述葉片支撐部的內周緣內從一個附接點跨越至另一個附接點的增強構件。`
6.根據權利要求4或5所述的風輪機葉片，其中所述增強撐杆包括纜索附接點。
7.根據權利要求1或2所述的風輪機葉片，其中所述葉片支撐部包括位於所述葉片本體的表面內的多個附接點支架。
8.根據權利要求7所述的風輪機葉片，其中所述支撐結構包括包含多個增強輪輻的框架構件，所述增強輪輻在所述葉片根部部分內連接在所述葉片本體的內周緣內。
9.根據權利要求8所述的風輪機葉片，其中所述增強輪輻終止於增強的中心輪轂處。
10.根據權利要求8或9所述的風輪機葉片，其中所述增強輪輻中的至少一個或多個增強輪輻在所述附接點支架所在的位置的內側連接至所述葉片本體的內表面。
11.根據權利要求10所述的風輪機葉片，其中所述增強輪輻中的所述至少一個或多個增強輪輻通過緊固件連接至附接點支架。
12.根據權利要求8至11中的任一項所述的風輪機葉片，該葉片具有增強撐杆，該增強撐杆包括一個或多個徑向連接臂，用於提供纜索附接點。
13.根據前述權利要求中的任一項所述的風輪機葉片，其中所述葉片支撐部的一側基本上沒有附接點。
14.根據權利要求13所述的風輪機葉片，其中所有的所述附接點均位於圍繞所述葉片支撐部的周緣的180度的弧內。
15.根據權利要求13所述的風輪機葉片，其中所有的所述附接點均位於圍繞所述葉片支撐部的周緣的200度的弧內。
16.根據前述權利要求中的任一項所述的風輪機葉片，其中所述葉片支撐部包括三個附接點。
17.根據權利要求6或12所述的風輪機，其中所述增強撐杆定位在所述葉片支撐部內，以使得當纜索被附接至所述纜索附接點時，所述葉片相對於塔架呈傾斜的角度，以便於實現所述葉片根部軸承組件到風輪機輪轂的連接。
18.—種風輪機葉片輪轂支撐裝置，該支撐裝置包括: 權利要求1至17中的任一項所述的風輪機葉片； 設置在所述風輪機轉子輪轂上的一個或多個附接點，每一個相應的附接點對應於所述葉片支撐部上的相應的附接點；以及 多個致動器，所述多個致動器安裝在所述輪轂上的所述一個或多個附接點中的一個附接點與所述風輪機葉片上的對應的附接點之間，所述一個或多個致動器具有已致動位置，在該已致動位置中，所述風輪機葉片被支撐在與所述風輪機轉子輪轂相分離的位置。
19.根據權利要求18所述的風輪機葉片輪轂支撐裝置，其中所述致動器是液壓筒或者氣動筒。
20.一種替換風輪機中的葉片根部軸承組件的方法，其中，至少一個風輪機葉片通過葉片根部軸承組件連接至風輪機轉子輪轂，所述風輪機葉片具有位於所述葉片的葉片根部部分的葉片支撐部，該葉片支撐部包括用於在所述葉片和風輪機的附接所述葉片的轉子輪轂之間安裝多個致動器的附接點，並且所述葉片支撐部的一側基本上沒有附接點； 所述方法包括: 將多個致動器附接在所述風輪機轉子輪轂上的相應附接點與所述葉片支撐部上的相應附接點之間； 釋放所述風輪機轉子輪轂和所述風輪機葉片根部軸承之間的連接； 激活一個或多個所述致動 器，以使所述風輪機葉片根部軸承與所述風輪機輪轂分開；以及 在所述葉片從位於一個或多個所述致動器上的所述輪轂懸置的同時，穿過所述葉片支撐部的基本上沒有附接點的那一側，移除葉片根部軸承組件。
21.根據權利要求20所述的方法，該方法包括: 激活所述致動器，以將所述風輪機葉片牽拉成與所述風輪機轉子輪轂接觸，從而使所述葉片能被連接至所述風輪機轉子輪轂。
22.根據權利要求20或21所述的方法，該方法包括: 利用附接至設置用於所述風輪機葉片的增強支撐結構的纜索，將所述風輪機葉片牽拉成與所述風輪機轉子輪轂接觸，從而使所述葉片能被連接至所述風輪機轉子輪轂。
23.根據權利要求22所述的方法，其中所述撐杆部位於所述葉片支撐部的內側。
24.一種風輪機，該風輪機包括權利要求1至17所述的風輪機葉片，或者權利要求18至19所述的風輪機葉片輪轂支撐裝置。
【文檔編號】F03D1/00GK103443450SQ201180069049
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2011年12月19日 優先權日:2011年1月7日
【發明者】M·漢考克 申請人:維斯塔斯風力系統有限公司