風輪機葉片的海上運輸的製作方法

2023-06-05 09:38:36

專利名稱：風輪機葉片的海上運輸的製作方法
技術領域：
本發明涉及風輪機葉片的運輸。
背景技術：
由於尤其是葉片長度的不斷增長並由此重量也增大，風輪機葉片的運輸變得更困 難。因此公路運輸的特點在於用很長的車輛，通常由服務車護送並且經常在晚上運送，從而 不幹擾白天的交通。然而，公路的尺寸(路寬、隧道中和橋梁上的空間等等)沒有與風輪機 葉片的增大的尺寸相適應。因此，把一些葉片製造成幾個部分，在以後把它們組裝起來，這 是一種費錢的解決方案並且在技術上是不期望的。後者歸因於這種葉片的組裝點處的高負 荷的集合。由於風輪機在各個地方的廣泛應用，在製造場所與風輪機的安裝場所之間常常有 很長的距離。風輪機葉片的海上運輸構成一種廣泛使用的運輸方式，用於把加工好的葉片 帶到它們的最終目的地或是它們要去的部分路程。然而海上運送受到許多問題的妨礙並且 相關費用很高。這些問題起源於船隻在海上做出的各種扭轉的組合併且歸因於葉片的幾何 特性。因此，葉片可能具有長達60米或更長的長度，並且通常是沿著縱軸稍微彎曲和扭曲 的。對於這種長度的跨度，船隻的扭轉可能嚴重地損壞葉片，導致昂貴的維修作業。為了抵 消船隻的扭轉並且減少對葉片的損壞，使用專用的固定器。這些固定器是定製的並且由此 對於每種葉片都是唯一的，出於這些原因，每種新型葉片都需要新的且不同的固定器。此 外，葉片的曲率使得它們難以以低成本的方式進行堆疊。一般地，這些固定器是焊接到船隻 的甲板上並且設計成能夠進行三到四層的葉片堆疊。由於固定器的定製化以及它們所負擔 的精細工序，風輪機葉片的海上運輸就伴隨有高成本。然而，隨著對安裝在陸地及海上的風輪機的全球市場的增大，對風輪機葉片的運 輸存在巨大需求。

發明內容
本發明的目的在於提出用於運輸風輪機葉片的方法。此外，本發明的目的是通過 提供一種低成本的、簡單且高效的運輸風輪機葉片的方法來消除或者至少減少上述問題。根據一個方面，本發明涉及一種運輸風輪機葉片的方法，包括的步驟有將所述風 輪機葉片降入水中，由此使它漂浮，並且在水中運輸所述葉片。所提出的方法的優勢在於提 供一種簡單、便宜且快速的運輸風輪機葉片的方法，這是因為葉片只是簡單地降入水中，而 在最簡單的情況中沒有任何進一步的裝置。葉片可以單獨或成組地運輸。此外，葉片的這種 運輸可以僅僅構成從製造地到安裝地的路程的一部分，而陸地及海上安裝的風輪機葉片可 以用這種方式運輸。即使是在低水位的區域，海上風輪機的葉片也可以直接運輸到安裝位 置。通過使葉片直接運輸到各個海上風輪機，可以去除架設風輪機的工序的幾個步驟。例 如，在安裝葉片時提升葉片的起重機可以定位在立起的塔架和機艙的附近。每當安裝好一 個葉片的時候，下一個葉片可以簡單地移入起重機的提升範圍內。因此，起重機不是必須在運送葉片的船隻與海上風輪機的位置之間來回移動。海上風輪機的葉片也可以利用放在輪轂中且繞在葉根上的提升設備來進行安裝。 利用線纜，葉片簡單地提升到輪轂支承部並且固定到輪轂支承部上。因此不需要起重機。海 上風輪機大多數通常是放入深10-15m的水中。因此，在海上葉片的提升移動過程中，葉梢 將可能會撞擊海底。為了避免可能存在的破壞性衝擊，葉片的最外面部分可以由橡皮艇或 者其它支承裝置支撐。在陸上風輪機的情況下，可以用類似方式提升葉片並且葉梢由卡車、 拖車或者其它裝置支撐。另一個優勢在於，沒有對風輪機葉片的長度或重量的限制。而且，這種運輸沒有幹 擾道路使用者並且不需要像當前海上運送那樣的專用和高價的固定器。此外，還可以去除 很多精細工序。本發明的另一優勢是提供的運輸使葉片自由彎曲和變形而不會有損壞的風 險。從上面列出的所涉優勢可以明顯看出，在水中運輸風輪機葉片的方法是便宜的並且由 此是對當前技術中所知的可能性的低成本替代。在一個實施例中，所述方法包括以不透水的方式密封所述風輪機葉片中的至少一 個孔口，使得所述風輪機葉片能夠浮在水中進行運輸，並且在運輸之後所述至少一個孔口 能夠至少部分地修復，所述至少一個孔口為例如風輪機葉片根部中的孔口或沿著風輪機葉 片的排出孔。在一個實施例中，所述方法包括用例如拖船的船拖曳至少一個風輪機葉片。這是 有利的，因為一個或多個葉片可以進行長距離運輸。在一個實施例中，所述方法包括在水中在船後面成一列縱隊地運輸多個風輪機葉 片。這種獨特的運輸方法在例如江河和運河的狹窄水面或低水位中是有利的。在另一實施例中，所述方法包括在水中在船後面並排地運輸多個風輪機葉片。在一個實施例中，所述方法包括將至少一個穩定單元固定到所述葉片上。這在葉 片運輸通過例如波濤洶湧的水時是有利的。在一個實施例中，所述方法包括將至少一個推進裝置固定到所述葉片上。因此，獲 得非常靈活的葉片運輸，提供了很大的機動性。在一個實施例中，所述方法包括將至少一個拖曳裝置固定到所述葉片上。在一個實施例中，所述方法包括將至少一個例如防護板的保護單元固定到所述風 輪機葉片上。這是特別有利的，因為它防止了由葉片的相互撞擊、由其它船、由漂浮物等所 引起的損壞。在另一實施例中，本發明涉及一種風輪機的風輪機葉片，其中，所述風輪機葉片中 的至少一個孔口已經以不透水的方式密封，使得所述風輪機葉片能夠浮在水中進行運輸， 並且在運輸之後所述至少一個孔口至少部分地修復，所述至少一個孔口為例如風輪機葉片 根部中的孔口或沿著風輪機葉片的排出孔。因此，獲得了對可能裝有靈敏設備的葉片內部 的保護。在一個實施例中，所述風輪機葉片包括至少一個可拆卸地固定到所述風輪機葉片 上的龍骨。這是有利的，因為它使葉片在水中穩定。在一個實施例中，所述風輪機葉片包括至少一個可拆卸地固定到所述風輪機葉片 上的穩定器單元。這也是有利的，因為它使葉片在水中穩定。在又一實施例中，所述風輪機葉片包括至少一個可拆卸的推進裝置。因此，獲得非常靈活的葉片運輸，提供了很大的機動性。在一個實施例中，所述風輪機葉片包括至少一個可拆卸地固定到所述風輪機葉片 上的舵，使得可以操縱所述風能。這也用作改善葉片的機動性。在一個實施例中，所述風輪機葉片包括至少一個可拆卸地固定到所述風輪機葉片 上的接頭，所述接頭用於把至少另一個風輪機葉片連接到所述風輪機葉片上，使得連接起 來的風輪機葉片可以相連接地在水中運輸。這是有利的，因為多個葉片可以進行長距離運輸。


下面，將會參照附圖描述本發明的優選實施例，其中圖1示出浮在水中的風輪機葉片；圖2示出拖曳成一列縱隊布置的許多漂浮風輪機葉片的拖船；圖3示出拖曳並排布置的許多漂浮風輪機葉片的拖船；圖4示出海上風輪機的塔架和機艙，有漂浮風輪機葉片在它的側面；圖5示出適合於在水中運輸的風輪機葉片，其中，推進模塊已經固定到根部，側面 推進器和舵固定到葉梢；圖6示出風輪機葉片，帶有根部上的孔口、排出孔和發光導體；圖7示出裝有穩定單元的漂浮風輪機葉片；圖8示出適合於在水中運輸的風輪機葉片，已經把龍骨安裝在其上；圖9示出布置在浮在水中的密封袋內的風輪機葉片。
具體實施例方式圖1示出浮在水中的風輪機葉片100。現代葉片大多數通常是中空的，這就意味著 它們能夠漂浮。因而，現代葉片由玻璃和/或碳纖維和不同的芯部材料例如巴爾沙木、泡沫 材料製成，所有這些材料都是耐水的。風輪機葉片上的向上淨浮力等於被風輪機葉片排開 的流體的重量的大小。這個力使得風輪機葉片能夠漂浮。圖2示出拖曳成一列縱隊布置的許多漂浮風輪機葉片100的拖船210。每個風輪 機葉片100裝有一個或多個接頭214，該接頭214用來將風輪機葉片100與葉片連接件216 連接在一起。接頭214可以是例如固定到葉片100上的皮帶或夾具，並且可以包括例如一 個或多個固定裝置(未示出)，例如用於緊固葉片連接件216、粗繩和拖繩212等的環。接 頭214還可以安裝在葉片100的永久固定部件(未示出)中或者使用例如螺釘(未示出) 直接固定在葉片100中，隨後可以封上螺釘孔。葉片連接件216使各個風輪機葉片100在例 如接頭214處或葉根(未示出)處相互連接。葉片連接件216可以是例如簡單的粗拖繩，在 這種情況下，可以省去接頭214並且用把葉片連接件216直接繫到葉片100上來代替。葉 片連接件216還可以是剛性的，使得相連的各個風輪機葉片100之間的距離保持恆定。葉 片連接件216可以是棒形或弓形的，並且可以由金屬、玻璃纖維、硬繩等製成。為了確保在 運輸期間風輪機葉片100不相互損壞，風輪機葉片100之間的恆定距離是有利的。此外，剛 性的葉片連接件216確保風輪機葉片100不能以無意的方式移動。用拖繩212把最靠近拖 船210的風輪機葉片100連到拖船上。這個連接也可以是剛性的，以便確保拖船210與風輪機葉片100之間的安全距離，並且獲得拖船210和連接的風輪機葉片100這兩者的充分 的機動性。風輪機葉片100還可以方向相反地運輸，使得葉梢會在前面。不管風輪機葉片 100是怎樣運輸又是用什麼裝置運輸，都是利用葉片的漂浮能力。圖3示出拖曳並排布置的許多漂浮風輪機葉片100的拖船210。每個風輪機葉片 100都裝有接頭(未示出)，該接頭用來把風輪機葉片100與一個或多個葉片連接件320連 在一起。葉片連接件320的每個端部都連接到相鄰風輪機葉片100的接頭(未示出)。同 樣，葉片連接件320可以是例如簡單的粗拖繩，在這種情況下，可以省去接頭(未示出)並 且用把葉片連接件320直接繫到葉片100上來代替。為了避免葉片100相互損壞，可以在 葉片100之間布置防護板(未示出)。葉片連接件320還可以是剛性的，使得相連的各個風 輪機葉片100之間的距離保持恆定。同樣，為了確保在運輸期間風輪機葉片100不相互損 壞，風輪機葉片100之間的恆定距離是有利的。此外，葉片連接件320確保風輪機葉片100 不能以無意的方式移動。風輪機葉片100通過拖繩212剛性地連接到拖船，該拖繩固定在 風輪機葉片100的根部密封件(未示出)上。拖繩212同樣也可以是剛性的，以便確保拖 船210與風輪機葉片100之間的安全距離，並且獲得拖船210和連接的風輪機葉片100這 兩者的充分的機動性。為了提高拖船210和連接的風輪機葉片100的機動性，可以在拖船 210和連接的風輪機葉片100之間增加額外的拖繩212。拖繩212也可以像普通拖繩或粗 繩一樣是柔性的，並且可以直接繫到葉片100上。葉片連接件320還可以固定到葉片100 中的永久緊固件(未示出)上。圖4示出海上風輪機的塔架440和機艙442，海上風輪機的側面具有漂浮的風輪機 葉片100。風輪機葉片100可以用例如接頭214提升，使得葉根可以固定在風輪機機艙442 中的一個風輪機葉片支承部446上。接頭214類似於上面描述過的那些接頭(見圖2的描 述)。風輪機葉片100可以由例如位於風輪機附近的海上起重機(未示出)進行提升，或者 由直升機進行提升。因為風輪機葉片是浮在水中並且可以很容易地到處移動，所以在風輪 機葉片100的整個安裝期間，海上起重機可以保持原位。圖5示出適合於在水中運輸的風輪機葉片100，其中，推進模塊550已經固定在風 輪機葉片100的根部，側面推進器560和舵570固定在葉片100的梢部。推進模塊550可 以固定在葉根上，並且包括推進器552，由此風輪機葉片100可以在水中移動。推進模塊 550可以選擇性地繞著與推進器552的轉動軸垂直的軸線(未示出)樞轉，由此，漂浮的風 輪機葉片100可以沿著期望的方向移動。推進模塊550可以遠程控制或者由受過訓練的操 作員操縱。通過使葉片100裝有側面推進器模塊560和/或舵模塊570，可以進一步提高 風輪機葉片100的機動性。側面推進器模塊560可以包括接頭564和推進器562，接頭564 用於把側面推進器模塊560安裝到風輪機葉片100上。推進器562可以繞著與推進器562 的轉動軸垂直的軸線(未示出)樞轉。因此，風輪機葉片100可以調動到期望的位置，特別 是在像港口那樣的狹窄水域中或海上風輪機的安裝位置處。舵模塊570可以包括舵572和 用來使舵模塊570安裝在風輪機葉片100周圍的舵接頭。舵模塊提高風輪機葉片100在水 中的機動性，並且因此可以有目的地用於諸如港口的狹窄水域中或海上風輪機的安裝位置 處，並且可以用在遠海上，在遠海上舵的不斷調整可以彌補水流和氣候條件。側面推進器模 塊560和舵模塊570在使用後都可以拆除，並且不必如圖所示地裝在梢部附近，而是可以沿 著葉片布置在任何位置。側面推進器模塊560和舵模塊570不必必須安裝在固定在推進模塊上的風輪機葉片100上，而是可以應用於由例如拖船拖曳的風輪機葉片上。側面推進器 模塊560和舵模塊570都不是必須組合安裝，而是也可以使用單個模塊。風輪機葉片還可 以裝有多個側面推進器模塊560和舵模塊570。在另一實施例中，推進模塊550、側面推進 器模塊560和舵模塊570還可以用例如螺釘(未示出)直接安裝在葉片100中。當不再需 要這些模塊時，可以封上螺釘孔。在又一實施例中，還可以使用葉片100中的永久固定部件 (未示出)將模塊550、560、570安裝到葉片100上。圖6示出風輪機葉片100，其包括排出孔682、發光導體684和在根部680處的孔 口。在運輸葉片100之前，可以以這些孔口和發光導體可以至少部分地修復的方式選擇性 地密封或覆蓋這些孔口 680、682和發光導體684。因而，葉片100可以布置在袋子(未示 出)中，或者至少部分地用例如帶子或其它彈性和/或粘性材料(未示出)包裹。這些孔 口 680、682和發光導體684還可以填充有為了修復它們而能夠選擇性地移除的材料。不管 是否採用了密封件或蓋子，葉片100都保持其浮力。還可以在葉片100已經運輸到其終點 站也就是風輪機(未示出)的安裝位置時分別鑽出排出孔682和安裝發光導體684。根據 運輸葉片100的方向，根部孔口 680可以使用平板或是具有適於流體動力條件的形狀的板 進行密封。因而，根部密封件可以是例如莖球(stem bulb)形狀的。在另一個實施例中，葉 片100可以至少部分地充水(未示出)，以便在漂浮時穩定葉片100。這樣，葉片內部會具 有類似於例如船隻和船中的壓載水艙的功能。為了保護葉片內部，本實施例還可以通過在 葉片100中布置袋子(未示出)，然後把這個袋子至少部分地充水的方式來實現。圖7示出裝有穩定單元790的漂浮的風輪機葉片100。用與圖3所述類似的葉片 連接件320把穩定單元790固定在葉片100上。葉片連接件320的一端固定在接頭214上， 接頭214又固定在葉片100上。葉片連接件320的另一端直接固定在穩定單元790上。穩 定單元790可以是具有浮力的任何元件，例如玻璃纖維結構。此外，有利的是，穩定單元790 具有適於在水中運輸的流體動力形狀。穩定單元790穩定葉片100的運輸，並且尤其防止 葉片100在水中曲線前進(twist)。還可以使用例如螺釘(未示出)將龍骨830直接固定 在葉片100中。當不再需要龍骨830時，可以封上螺釘孔。圖8示出適合於在水中運輸的風輪機葉片100，其中已經把可拆卸龍骨830安裝在 葉片上。已經用固定在葉片100上的接頭214把龍骨830安裝到葉片100上。龍骨830的 目的是為了穩定葉片100在水中的運輸，尤其是防止它在水中曲線前進。龍骨830可以在 葉片安裝之前移除，因為葉片100的空氣動力外形對風輪機的效率有重要影響。圖9示出布置在浮在水中的密封袋999內的風輪機葉片100。袋999是可充氣的 並且包括龍骨997和艙室998，此處，龍骨997穩定這個袋，艙室998提供附加浮力。龍骨 997和艙室998都可以選擇性地充氣。代替給袋999充氣的是，也可以在袋999中形成局部 真空。還應當注意到，上述實施例解釋而不是限制本發明，並且在不脫離所附權利要求 範圍的情況下本領域技術人員會設計許多替換實施例。在權利要求書中，放入括號內的任 何附圖標記將不會看作限制權利要求。措辭"包括"沒有排除除了那些列在權利要求中之 外的其它元件或步驟的存在。附圖標記100 風力葉片
210拖船
212拖船連接件
214接頭
216葉片連接件
320葉片連接件
440風輪機塔架
442風輪機機艙
444風輪機輪轂
446風輪機葉片支承部
550推進模塊
552推進器
560側面推進器模塊
570舵模塊
572舵
574舵模塊推進器
680根部孔口
682排出孔
684發光導體
790穩定單元
830龍骨
997龍骨
998艙室
999密封袋
權利要求
一種用於運輸風輪機葉片的方法，包括以下步驟-將所述風輪機葉片降入水中，由此所述風輪機葉片漂浮，以及-在水中運輸所述風輪機葉片。
2.根據權利要求1所述的用於運輸風輪機葉片的方法，其特徵在於，已經以不透水的 方式至少部分地密封所述風輪機葉片中的至少一個孔口，使得所述風輪機葉片能夠浮在水 中進行運輸，並且在運輸之後所述至少一個孔口能夠至少部分地修復，所述至少一個孔口 為例如風輪機葉片根部中的孔口或風輪機葉片中的一個或多個排出孔。
3.根據權利要求1-2所述的用於運輸風輪機葉片的方法，其中，用例如拖船的船拖曳 至少一個風輪機葉片。
4.根據權利要求1-3所述的用於運輸風輪機葉片的方法，其中，在水中在船後面成一 列縱隊地運輸多個風輪機葉片。
5.根據權利要求1-4所述的用於運輸風輪機葉片的方法，其中，在水中在船後面並排 地運輸多個風輪機葉片。
6.根據權利要求1-5所述的用於運輸風輪機葉片的方法，包括將至少一個穩定單元固 定到所述葉片上。
7.根據權利要求1-6所述的用於運輸風輪機葉片的方法，包括將至少一個推進裝置固 定到所述葉片上。
8.根據權利要求1-7所述的用於運輸風輪機葉片的方法，包括將至少一個拖曳裝置固 定到所述葉片上。
9.根據權利要求1-8所述的用於運輸風輪機葉片的方法，包括將例如防護板的至少一 個保護單元固定到所述風輪機葉片上。
10.一種用於風輪機的風輪機葉片，其中，所述風輪機葉片中的至少一個孔口已經以不 透水的方式至少部分地密封，使得所述風輪機葉片能夠浮在水中進行運輸，並且在運輸之 後所述至少一個孔口至少部分地修復，所述至少一個孔口為例如風輪機葉片根部中的孔口 或沿著風輪機葉片的排出孔。
11.根據權利要求10所述的風輪機葉片，其中，所述風輪機葉片包括至少一個可拆卸 地固定到所述風輪機葉片上的龍骨。
12.根據權利要求10-11所述的風輪機葉片，其中，所述風輪機葉片包括至少一個可拆 卸地固定到所述風輪機葉片上的穩定單元。
13.根據權利要求10-12所述的風輪機葉片，其中，所述風輪機葉片包括至少一個可拆 卸的推進裝置。
14.根據權利要求10-13所述的風輪機葉片，其中，所述風輪機葉片包括至少一個可拆 卸地固定到所述風輪機葉片上的舵，以便能夠操縱所述風能。
15.根據權利要求10-14所述的風輪機葉片，其中，所述風輪機葉片包括至少一個可拆 卸地固定到所述風輪機葉片上的接頭，所述接頭用於將至少另一個風輪機葉片連接到所述 風輪機葉片上，使得連接起來的風輪機葉片能相連接地在水中運輸。
全文摘要
本發明涉及一種運輸風輪機葉片的方法，包括的步驟有把所述風輪機葉片降入水中，由此使它漂浮，並且在水中運輸所述葉片。本發明還涉及一種風輪機葉片，它的孔口被密封，使得葉片能夠通過漂浮進行運輸，並且葉片包括龍骨、推進器和舵。
文檔編號B63B9/06GK101883713SQ200880117914
公開日2010年11月10日 申請日期2008年11月3日 優先權日2007年11月27日
發明者P·格雷伯 申請人:Lm玻璃纖維有限公司