用於風輪機部件的運輸設備及其使用方法

2023-05-07 08:34:41

專利名稱：用於風輪機部件的運輸設備及其使用方法
技術領域：
該申請總體上涉及風輪機，並且更具體地涉及用於運輸風輪機部件的設備和相關方法，其中風輪機部件當被安裝在運輸設備上時可以旋轉。
背景技術：
在典型的岸上風輪機裝置中，風輪機的各種部件(諸如機艙、塔架或塔段、轉子輪轂、轉子葉片等)可以被分別運輸到安裝現場，然後在現場組裝在一起，從而產生操作的風輪機。在這點上，由於這些部件中的一些部件的相對大的尺寸，其運輸通常利用一輛或更多輛拖拉機拖車來進行，所述拖拉機拖車沿著現有的道路、公路、高速公路等(本文統稱為道路)的網行駛到安裝現場。另外，在比岸上裝置大得多的離岸風輪機裝置中，通常利用拖拉機拖車在現有道路網上將風輪機部件從工廠運輸到例如碼頭區，在碼頭區，部件可以被裝載到船上以運輸到離岸安裝現場。用於運輸風輪機部件的現有道路中的許多道路被分成車道從而適應例如沿相同方向或相反方向移動的其它車輛，並且還可以具有位於最外車道側的路肩。這些車道具有一定寬度，在正常情況中該寬度能適應路上的大多數交通工具。而且，在許多國家、地區等，各種路標正好位於路肩外以幫助、通知、引導等在路上行駛的那些車輛。在許多情況下，夕卜車道的內邊界和路標之間的距離可以在5至6米之間。因此該距離表示可以在路上行駛而不會妨礙在相鄰車道中行駛的的車輛並且不會破壞或以其它方式毀壞與道路鄰近的路標的車輛最大寬度(或者由車輛運載的負荷)。風輪機輪轂通常用拖拉機拖車運輸到安裝現場或碼頭區。更具體地，輪轂通常被裝載到拖拉機拖車上並且在固定位置處被緊固至拖拉機拖車，使得輪轂在運輸期間基本上不移動。迄今，風輪機輪轂的尺寸不會過大以致於使得利用現有道路網的輪轂的運輸特別成問題。然而，風輪機結構的趨勢要求功率輸出和風輪機的物理尺寸逐漸增大。因此，可以預期，由於風輪機設計的發展，轉子輪轂可以具有使其在現有道路網上運輸到安裝現場或碼頭區更成問題的高度、長度和/或寬度尺寸。例如，所述尺寸可使得在不具有妨礙相鄰交通工具和/或破壞路標的顯著風險的前提下不可能利用現有道路網在拖拉機拖車上運輸輪轂。因此，需要運輸設備和相關的方法，從而允許大型轉子輪轂能通過現有道路網被運輸到風輪機安裝現場或碼頭區，而不會過度地妨礙相鄰交通工具並且潛在地破壞或毀壞鄰近道路的路標。

發明內容
為了解決這些和其它缺點，利用現有道路網將風輪機部件運輸到例如安裝現場或碼頭區的方法包括以下步驟利用運輸設備將所述風輪機部件裝載到該運輸設備上，其中所述風輪機部件當被裝載到所述運輸設備上時具有第一取向；在所述風輪機部件安裝在所述運輸設備上期間使該風輪機部件重定向到第二取向；並且利用所述運輸設備通過所述現、有道路網運輸所述風輪機葉片。所述重定向步驟可以在運輸所述風輪機部件之前或運輸所述風輪機部件期間發生。而且，在示例性實施方式中，所述風輪機部件可以是轉子輪轂。根據本方法的實施方式，當所述風輪機部件處於例如支承表面上的存儲位置中時，所述運輸設備可以聯接到所述風輪機部件。隨後，所述運輸設備可以用來將所述部件移到離開所述支承表面的提升位置。在一個實施方式中，所述重定向可以通過使所述風輪機部件繞旋轉軸線旋轉來實現。所述旋轉可以通過以下步驟實現a)利用所述運輸設備提升所述風輪機部件山)將障礙物定位在所述風輪機部件的一部分下面；c)利用所述運輸設備降低所述風輪機部件，使得該部件的該部分接觸所述障礙物；以及d)利用所述運輸設備進一步降低所述風輪機部件，以實現該風輪機部件繞所述旋轉軸線旋轉。這些步驟可以重複多次以使所述風輪機部件以沿從所述 第一取向到第二取向的路徑的至少一部分旋轉。在替代實施方式中，驅動系統可以被用來實現所述風輪機部件繞所述旋轉軸線旋轉。在一個實施方式中，所述風輪機部件具有最小的高度、長度或寬度尺寸，並且所述第二取向的特徵在於使得所述風輪機部件的最小尺寸沿大致平行於道路的工作寬度的方向。所述風輪機的所述最小尺寸例如可以是高度尺寸。在替代實施方式中，所述第二取向的特徵在於使所述風輪機部件的最寬部當從前後視角觀察時位於最高豎向位置。在再另一個實施方式中，所述道路可以包括工作寬度，並且所述風輪機部件包括比所述道路的所述工作寬度更小的至少一個尺寸。在該情況下，所述第二取向的特徵在於使得所述風輪機部件的至少一個尺寸大致平行於所述道路的所述工作寬度。在本發明的另一方面，所述方法可以包括在所述風輪機部件安裝在所述運輸設備上期間，使該風輪機部件重定向到第三取向。所述方法還可以包括利用所述運輸設備從該運輸設備卸下所述風輪機部件。所述第三取向可以例如與所述第一取向相同。用於利用現有道路網運輸風輪機部件的運輸設備包括具有前拖車部和後拖車部的拖車。所述前拖車部和所述後拖車部中的每個均包括具有多個車輪的固定車架；聯接到所述固定車架的可動車架；用於相對於所述固定車架移動所述可動車架的提升致動器；以及聯接到所述可動車架並且構造成聯接到所述風輪機部件的連接構件。所述運輸設備還包括在所述風輪機部件安裝在該運輸設備上期間用於使該風輪機部件繞旋轉軸線旋轉的驅動系統。在該實施方式中，所述連接構件中的每個均可以包括構造成被接納在所述風輪機部件的孔中的支承轂；以及軸，該軸遠離所述支承轂延伸並且構造成在所述風輪機部件安裝在所述運輸設備上期間聯接到來自另一個拖車部的軸。而且，所述運輸設備可以包括拖拉機，該拖拉機構造成聯接到所述拖車以在所述現有道路網上牽引該拖車。此外，所述運輸設備可以包括控制器，該控制器操作地聯接到所述驅動系統以控制所述風輪機部件的旋轉。位於所述前拖車部和所述後拖車部上的所述提升致動器還可以操作地聯接到所述控制器以控制所述風輪機部件的升降。利用現有道路網運輸風輪機部件的方法包括獲取包括拖車的運輸設備，該拖車具有前拖車部和後拖車部。所述前拖車部和所述後拖車部中的每個均包括具有多個車輪的固定車架；聯接到所述固定車架的可動車架；用於相對於所述固定車架移動所述可動車架的第一提升致動器和第二提升致動器；以及聯接到所述可動車架並且構造成聯接到所述風輪機部件的連接構件。所述方法還包括致動所述第二提升致動器以將所述連接構件中的每個移到降低位置並且當處於該降低位置時將所述連接構件中的每個聯接到所述風輪機部件。所述風輪機部件當被聯接到所述連接構件中的每個時具有第一取向。然後所述第一提升致動器可以被致動以將所述連接構件中的每個和聯接到該連接構件的所述風輪機部件移到提升位置。然後所述風輪機部件可以繞旋轉軸線旋轉到第二取向。在所述風輪機部件安裝在所述運輸設備上期間進行該旋轉。然後所述運輸設備可以被用來通過所述現有道路網運輸所述風輪機部件。


併入該說明書中並且組成該說明書的一部分的附圖示出了本發明的各種實施方 式，並且連同上面給出的本發明的概括描述和下面給出的實施方式的詳細描述一起用來說明本發明的實施方式。圖I是風輪機的示意圖；圖2是圖I的風輪機的上部的立體圖；圖3A至3C分別是轉子輪轂的側視平面圖、俯視平面圖和正視平面圖；圖4A至4E是根據本發明的實施方式的實施用於運輸風輪機部件的方法的運輸設備的一系列側視平面圖；圖5A至是根據本發明的一個實施方式的實施用於使風輪機部件旋轉的方法的運輸設備的一系列後視平面圖；圖6是根據本發明的另一個實施方式的實施用於使風輪機部件旋轉的方法的運輸設備的局部後視平面圖；以及圖7A和圖7B是根據本發明的實施方式的處於第二取向的風輪機部件的後視平面圖。
具體實施例方式參照圖I和圖2並且根據本發明的實施方式，風輪機10包括塔架12、設置在塔架12的頂點處的機艙14、以及操作地聯接到收納在機艙14內的發電機18的轉子16。除發電機18之外，機艙14收納將風能轉化成電能所需的各種部件以及操作、控制和最優化風輪機10的性能所需的各種部件。塔架12支承機艙14、轉子16以及風輪機10的被收納在機艙14內的其它部件的負重，並且還視情況操作以將機艙14和轉子16舉起到地平面或海平面上方的高度，在該高度處，通常發現存在較低湍流的更快速地移動的氣流。描繪成水平軸風輪機的風輪機10的轉子16用作用於機電系統的原動機。超過最小水平的風將致動轉子16並且導致沿基本上垂直於風向的方向的旋轉。風輪機10的轉子16包括中心輪轂20和從該中心輪轂20向外突出的至少一個葉片22。在代表性的實施方式中，轉子16包括位於繞其周向分布的位置處的三個葉片22，但是葉片的數量可以改變。葉片22構造成與經過的氣流相互作用以產生導致中心輪轂20繞縱向軸線24旋轉的升力。葉片22的設計和構造為本領域技術人員所熟悉並且將不再進一步描述。轉子16被安裝在延伸到機艙14內的主旋轉軸26的端部，所述主旋轉軸26由與機艙14的框架聯接的主軸承組件28可旋轉地支承在該機艙14中。主旋轉軸26聯接到變速箱30，該變速箱具有作為輸入的相對低的角速度主旋轉軸26、並且具有作為輸出的較高角速度的副旋轉軸32，該副旋轉軸32操作地聯接到發電機18。風輪機10可以被包括在屬於風力發電廠或風電場的類似的風輪機的集合之中，該風力發電廠或風電場用作通過輸電線與電力網(諸如三相交流(AC)電力網)連接的發電站。電力網通常包括發電廠的網絡、傳輸電路以及由輸電線的網絡聯接的變電站，該輸電線將電力傳輸到呈電力設施的終端用戶及其它用戶形式的負載。在正常情況下，如本領域普通技術人員所公知的，電功率被從發電機18供應到電力網。圖3A至3C示出了轉子輪轂20的示例性實施方式。雖然典型地通過護罩34 (圖2)遮蔽而不可見，但是輪轂20可以被寬泛地描述為具有內端38和相反的外端40的大致球形主體36。輪轂20的內端38構造成諸如通過旋轉軸26聯接到機艙14，並且外端40構造成當輪轂20被聯接至機艙14時背向機艙14。在內端38處可以形成貫穿主體36的壁的大 致圓形孔42，以便於將輪轂20聯接到機艙14。由此，孔42可以將旋轉軸26接納在其中並且包括圍繞其的凸緣44以諸如利用螺栓或其它緊固件(未示出)將輪轂20緊固到軸26。而且，也可以在外端40處形成貫穿主體36的壁的大致圓形孔46，使得孔42、46沿著軸線48大致對準。將在下面更詳細地描述孔46的用途。大致球形主體36被沿著三個平面PpP2和P3截平，使得當從前面或後面觀看時輪轂20具有大致三角形構造(圖3C)。大致圓形孔50可以通過主體36的壁形成從而大致位於或平行於平面Pp P2和P3中的每個。孔50佔據平坦表面Pp P2和P3中的每個的主要部分，有效地使得三個等距離地間隔開的大致弓形的脊部52在內端38和外端40之間延伸。孔50中的每個均構造成在其中接納相應的葉片22。輪轂20的主體36也可以包括其它開口或孔，所述開口或孔可以便於其它用途並且不形成本發明的一部分。如上所述並且如典型的輪轂設計中的情況的那樣，輪轂20的具體構造導致輪轂20的形狀不規則並且可能有些笨拙。例如，可能出現的情況是，輪轂20具有彼此互不相同的長度Lh、寬度Wh和高度Hh。如上所述，可以預期，當輪轂設計進步時，這些尺寸中的一個或更多個將大約為5-6米，或者甚至更大。然而，典型的是，尺寸中的一個通常將小於其它尺寸。例如，高度尺寸Hh可以分別小於、並且可能顯著小於長度Lh和寬度Wh。在這點上，可以預期，高度尺寸Hh可以大約為二分之一米(0. 5米)，或者可能甚至大於、小於輪轂20的其它尺寸。然而，應該認識到，本發明的方面不限於具有上述尺寸的輪轂或其它風輪機部件。例如，本發明的方面可以證明具有其它尺寸關係的風輪機部件是有益的，包括長度、寬度和聞度尺寸基本相等的尺寸關係。根據本發明的一個方面，其中一個尺寸(例如高度尺寸Hh)的減小可以在利用例如拖拉機拖車在現有道路網上將輪轂20運輸到風輪機安裝現場或碼頭區期間以有利的方式使用。如上所述，道路的工作寬度可以大約為5-6米，該工作寬度可以是道路的從相鄰交通的車道的邊界伸長到與其相反的路標並且沿大致平行於道路的方向的最大寬度。例如，道路的工作寬度可以沿大致水平方向。輪轂20的尺寸當前或不久將接近這些值。然而，假如在運輸期間輪轂20的取向使得最小輪轂尺寸(諸如，高度尺寸Hh)大致平行於道路的工作寬度，則誤差容限可取最大值。例如，誤差容限可以通過道路的工作寬度和輪轂20的沿大致平行於道路的工作寬度的方向的尺寸之間的差值來測量。以另一種方式來說，當輪轂20處於這種取向時，已經降低了妨礙相鄰交通和/或破壞路標的可能性。可以預料在一些情況下，輪轂20可以具有這樣的尺寸使得，當輪轂20處於該特定取向時，輪轂20僅可以被在現有道路網上運輸(不會不適當地幹擾相鄰交通和/或破壞相鄰路標)。除上述以外，在運輸期間也可以存在輪轂20的其它取向，該其它取向可以最小化或減小妨礙相鄰交通和/或破壞路標的可能性。例如，如圖3C中最佳所示，輪轂20的水平橫截面尺寸在豎直方向上變化。在一個取向中，輪轂30的最大寬度可以位於最高豎向位置(例如，這是圖3C所示的取向)。根據運輸期間輪轂20在道路上方的高度，假如輪轂20取向成使得該輪轂20的最大寬度位於最高豎向位置，則輪轂20的較寬部可以高於大部分路標並且高於相鄰車道中的大部分車輛。因此該取向可能也證實在一些情況下是有益的。雖然運輸期間輪轂20的取向是要考慮的重要因素，但是當設想運輸設備或系統時它不是唯一因素。在這點上，任何這種運輸設備都應該考慮到輪轂20的裝載和/或卸載。例如，在裝載到運輸設備上之前，輪轂20可以位於生產設施、碼頭區或一些其它場所。很有 可能，輪轂20在穩定取向中(即，不會翻到或以其它方式呈現安全關係的一個取向)將位於諸如地面、平臺或一些其它表面的支承表面54上。假定採用當前設計，轉子輪轂可能被存儲或以其它方式準備好以例如如圖4A至4C所示的取向運輸，其中，由平面？1、匕和己中的一個平面限定的輪轂表面面向並接觸支承表面54，輪轂20將被從該支承表面54裝載以運輸。這種取向可以稱為第一負載取向，該取向例如可以是輪轂20的存儲或其它大致穩定取向。在該第一取向中，延伸通過內端38和外端40中相應的對準孔42、46的軸線48幾乎平行於支承輪轂20的支承表面54，但與該支承表面54間隔開。例如，如圖4A至4C所示，由於平面P1^ P2和P3 (例如，平面P1)相對於軸線48略微成角度(見圖3A)，所以軸線48可以相對於支承表面54略微成角度。然而，應該認識到，第一負載取向可能不是在拖拉機拖車上並沿著現有道路網運輸輪轂20的最佳取向。換言之，當輪轂20處於其第一取向時，輪轂20的最小尺寸(諸如，高度尺寸)可以通常不平行於道路的工作寬度(例如，水平的)。因此，輪轂20將必須繞軸線48旋轉，使得輪轂20的最小尺寸將大致平行於道路的工作寬度。輪轂20在該位置的取向可以稱為第二運輸取向。輪轂20還可以包括第三運輸取向，在該取向中輪轂20的最大寬度位於輪轂20的最高豎向位置。當然，可以存在輪轂20的附加取向，該附加取向可以證實是有益的，例如這取決於運輸輪轂期間的具體環境。無論如何，本發明的方面涉及使諸如輪轂20的風輪機部件從第一取向旋轉到第二取向，從而最小化破壞相鄰交通和破壞相鄰路標的可能性。本發明人在先發明了用於運輸風輪機部件的運輸設備。該在先發明在美國專利No. 7, 775, 753 ( 「該』 753專利」)中被全面描述，該專利的公開內容以引用方式全部併入本文。雖然』 753專利中所示和所述的運輸設備操作良好並且實現了其預定目的，但是其中所公開的運輸設備不具有使風輪機部件諸如從第一取向旋轉到第二取向的能力。更具體地，』753專利中所述的運輸設備不能使風輪機部件在被裝載到該運輸設備上時旋轉。本發明的方面解決了在先運輸設備的這些和其它缺點。更具體地，本發明的方面涉及一種運輸設備，該運輸設備不但提供利用運輸設備裝載和/或卸載風輪機部件，而且也提供當風輪機部件被聯接到運輸設備時的諸如輪轂20的風輪機部件的旋轉。圖4A至4D示出了根據本發明的一個實施方式的總體上以60示出的運輸設備。在示例性實施方式中，根據下面更詳細描述的方法，運輸設備60可以採取拖拉機拖車的形式，該拖拉機拖車具有拖拉機62和構造成運送風輪機輪轂20的拖車64。拖車64的設計類似於』753專利中所公開的設計。在這點上，拖車64具有包括前拖車部66和後拖車部68的兩部分設計。前拖車部66包括固定車架70、可動車架72以及前連接構件74。固定車架70通過常規手段可在其前端76處安裝到拖拉機62，並且固定車架70還包括可旋轉地安裝到其上的多個車輪78，以在道路或支承表面54上支承輪轂20的重量的至少一部分。
可動車架72包括可移動地聯接到固定車架70的前端80。例如，可動車架72可以諸如沿著樞軸線82 (垂直紙面向裡)樞轉地聯接到固定車架70。這樣，可動車架72可在降低位置和提升位置之間繞軸線82旋轉，在降低位置中可動車架72的第二端84與支承表面54相鄰(圖4B和圖4C)，在該提升裝置中，可動車架72的第二端84已被相對於支承表面54大致豎向地提升(圖4A、4D和4E)。為了便於相對於固定車架70移動可動車架72，前拖車部66可以包括第一或主提升致動器86，該致動器86具有樞轉地聯接到固定車架70的前端88、以及樞轉地聯接到前連接構件74的後端90。主提升致動器86當被致動時能在收縮位置和展開位置之間移動。主提升致動器86可以採取電動致動器、液壓致動器、氣動致動器或如本領域普通技術人員所公知的適合本用途的的其它類型的致動器的形式。前拖車部66還可以包括第二提升致動器87，以便於相對於固定車架70移動可動車架72。第二提升致動器87聯接到可動車架72並且類似地構造成當被致動時在收縮位置和展開位置之間移動。將在下面更詳細地說明主提升致動器86和第二提升致動器87的用途。前連接構件74聯接到可動車架72的後端84並且構造成聯接到輪轂20，如將在下面更詳細地說明的。在一個實施方式中，連接構件74可移動地聯接到可動車架72。例如，連接構件74可以諸如沿著樞軸線92 (垂直紙面向裡)可樞轉地聯接到可動車架72。這樣，連接構件74可以繞軸線92旋轉，從而當可動車架72在降低位置和提升位置之間移動時允許連接構件74保持在相對於例如支承表面54的相對固定的角位置。在下面說明這種設計的原因。連接構件74可以包括沿大致豎直方向並且遠離樞軸線92延伸的臂94。提升致動器86的後端90可以聯接到臂94的上端，使得在致動主提升致動器86時，可動車架72能相對於固定車架70移動，如將在下面說明的。連接構件74的後向表面96包括限定支承表面100的支承轂98，該支承轂98構造成當連接構件74聯接到輪轂20時支承該輪轂20。在一個實施方式中，支承轂98可以是大致圓柱形的，從而與輪轂20的外端40中的孔46的形狀對應。應該認識到其它形狀是可能的，但是支承轂98的形狀應大致與孔46的形狀對應。支承轂98的尺寸(例如，直徑)應該達到緊貼地裝配在輪轂20的外端40中的孔46內的程度。連接構件74還包括從支承轂98向後延伸的大致長形的支承軸102，將在下面更詳細地描述支承軸102的用途。後拖車部68具有類似的構造並且包括固定車架110、可動車架112和後連接構件114。固定車架110包括多個車輪78，所述多個車輪78可旋轉地安裝到固定車架110以將輪轂20的重量的至少一部分支承在道路或支承表面54上。可動車架112包括可移動地聯接到固定車架110的後端116。例如，可動車架112可以諸如沿著樞軸線118 (垂直紙面向裡)可樞轉地聯接到固定車架110。這樣，可動車架112可以在降低位置和提升位置之間繞軸線118旋轉，在降低位置中可動車架112的前端120與支承表面54相鄰(圖4B和圖4C)，在提升位置中，可動車架112的前端120已被相對於支承表面54大致豎向地提升(圖4A、4D 和 4E)。
為了便於相對於固定車架110移動可動車架112，後拖車部68可以包括第一或主提升致動器122 (類似於致動器86)，該致動器122具有樞轉地聯接到固定車架110的後端124和樞轉地聯接到後連接構件114的前端126。主提升致動器122當被致動時能在收縮位置和展開位置之間移動。後拖車部68還可包括第二提升致動器123以便於相對於固定車架110移動可動車架112。第二提升致動器123聯接到可動車架112並且類似地構造成當被致動時在收縮位置和展開位置之間移動。後連接構件114聯接到可動車架112的前端120並且構造成聯接到輪轂20，如將在下面更詳細地說明的。在一個實施方式中，後連接構件114可移動地聯接到可動車架112。例如，後連接構件114可以諸如沿著樞軸線128(垂直紙面向裡)樞轉地聯接到可動車架112。這樣，後連接構件114可以繞軸線128旋轉，從而當可動車架112在降低位置和提升位置之間移動時，允許後連接構件114保持在相對於例如支承表面54的相對固定的角位置處。再次，在下面說明這種設計的原因。後連接構件114可以包括沿大致豎直方向並且遠離樞軸線128延伸的臂130。主提升致動器122的前端126可以聯接到臂130的上端， 使得在致動提升致動器122時，可動車架112能相對於固定車架110移動，如將在下面說明的。後連接構件114的前向表面131包括限定支承表面134的支承轂132，該支承轂132構造成當後連接構件114被聯接到輪轂20時支承輪轂20。環形凸緣136可以鄰近支承轂132的後端從該支承轂132向外延伸。在一個實施方式中，支承轂132可以是大致圓柱形的從而與輪轂20的內端38中的孔42的形狀對應。應該認識到，其它形狀是可能的，但是支承轂132的形狀應大致與孔42的形狀對應。後連接構件114還包括從支承轂132向前延伸的大致長形的支承軸138，該支承軸138的用途將在下面更詳細地描述。在如上所述的運輸設備60的情況下，現在將描述使用運輸設備60來裝卸和運輸風輪機部件，並且更具體地風輪機10的輪轂20。如上所述，當輪轂20位於生產設施、碼頭區等時，輪轂20通常將處於第一取向，在該第一取向中，由平面？1、 2、己中的一個限定的輪轂表面面向並接觸支承輪轂20的支承表面54。這是輪轂20的穩定取向，其在例如存儲期間防止輪轂20的相對容易的運動。根據本發明的一方面，當輪轂20處於第一負載取向時，運輸設備60可以構造成聯接到輪轂20。舉例來說，在圖4A至4C中描繪了第一負載取向。根據示例性方法並且如圖4A所示，前拖車部66鄰近輪轂20的外端40定位並且大致與外端40中的孔46對準，並且後拖車部68鄰近輪轂20的內端38定位並且大致與該內端中的孔42對準。在這點上，當不存在聯接到連接構件74、114的負載時，主提升致動器86、122的致動不會實現可動車架72、112的運動。作為替代，當前拖車部66和後拖車部68未被裝載時，致動主提升致動器86、122使連接構件74、114分別繞樞軸線92、128旋轉，而沒有潛在地移動可動車架72、112。當未被裝載時為了實現可動車架72、112的運動，可以使用第二提升致動器87、123。更具體地，如圖4A和圖4B所示，為了將前拖車部66聯接到輪轂20，希望使前連接構件74定位成使得其支承軸102大致與外端40中的孔46對準。根據前連接構件74的初始位置，這可以例如通過致動第二提升致動器87從而朝著支承表面54向下移動前連接構件74來實現。更具體地，可以構造成接觸固定車架70的第二提升致動器87可以被致動從而縮短或減小其長度。如本領域普通技術人員將理解的，當致動器87的長度被減小時，可動車架72繞軸線82樞轉從而朝著支承表面54向下移動可動車架72的後端84。相反地，還將理解的是，當致動器87的長度被增大時，可動車架72繞軸線82樞轉從而遠離支承表面54向上移動可動車架72的後端84。在這點上，運輸設備60可以包括控制器(以140示意地示出)，其用於控制提升致動器87的操作。控制器140例如可以是計算機或者能控制提升致動器87的操作以將可動車架72 (因而前連接構件74)移到期望位置的其它這種裝置。當如此對準時，前拖車部66可被移動使得支承軸102延伸通過輪轂20的外端40中的孔46。以類似方式，後連接構件114可以大致豎直地對準，使得支承軸138大致與內端38中的孔42對準。再次根據後連接構件114的初始位置，這可以例如通過致動第二提升致動 器123從而朝著支承表面54向下移動後連接構件114來實現。第二提升致動器123可以類似於第二提升致動器87進行操作。更具體地，提升致動器123可以被致動從而減小其長度並且使可動車架112繞軸線118樞轉，使得可動車架112的前端120朝著支承表面54向下移動。在這點上，第二提升致動器123可以操作地聯接到控制器140或聯接到另一個類似構造的控制器(未示出)，以控制第二提升致動器123的操作。當如此對準時，後拖車部68可被移動使得支承軸138延伸通過輪轂20的內端38中的孔42。如圖4C中最佳所示，前拖車部66可以定位成使得前連接構件74的支承轂98被緊貼地接納在位於輪轂20的外端40處的孔46中並且限定孔46的壁的至少一部分緊密地面對支承轂98的支承表面100。另外，後拖車部68可以定位成使得後連接構件114的支承轂132被緊貼地收納在位於輪轂20的內端38處的孔42中並且限定孔42的壁的至少一部分緊密地面對支承轂132的支承表面134。當支承轂98、132定位在它們相應的孔46、42中時，支承軸102、138可以可調節地聯接在一起。在這點上，支承軸102、138中的一個可以是大致管狀的(例如，在其中具有中心開口 )從而在其中可伸縮地接納支承軸102、138中的另一個。在附圖中，支承軸138在其中接納支承軸102,但是這僅僅是示例性的。支承軸102、138可以通過以142示意地示出的一個或更多個(示出一個)鎖定銷聯接在一起。支承軸102、138在將支承轂98、132維持在它們的相應的孔46、42中的位置處聯接。因此，前拖車部66和後拖車部68可以通過支承軸102、138並且可能還通過輪轂20聯接在一起(例如，在結構方面)。在輪轂20聯接到前連接構件74和後聯接構件114的情況下，該輪轂20可以被升離支承表面54，如圖4D所示。在這點上，當前拖車部66和後拖車部68被裝載輪轂20時，主提升致動器86、122可以被以協調的方式致動從而沿大致豎直的方向遠離支承表面54移動輪轂20。例如，主提升致動器86、122可以操作地聯接到控制器140或其它控制器(未示出)，以控制主提升致動器86、122的操作從而升起輪轂20。更具體地，提升致動器86、122可以被致動從而增大致動器86、122的長度。如本領域普通技術人員將理解的，當主提升致動器86、122的長度被增大時，可動車架72、112繞它們的相應的軸線82、118旋轉從而向上並遠離支承表面54移動可動車架72、112的端部84、120。然而，由於連接構件74、114以及它們的相應的可動車架72、112之間的樞軸聯接(例如，在樞軸線92、128處)並且支承軸102、138通過鎖定銷142聯接，當可動車架72、112向上旋轉從而維持支承轂98、132與孔46、42之間的緊固聯接時，連接構件74、114能繞軸線92、128旋轉。換言之，當輪轂20被提升時，連接構件74、114能調節從而將支承軸102、138維持在幾乎固 定位置中。例如，在輪轂20的提升位置(圖4D)中，支承軸102、138可以幾乎平行於支承表面54。另外，因為輪轂20構造成當處於第一負載取向時位於穩定位置，當輪轂20被移到提升位置時，不希望輪轂20藉助例如其自重繞軸線48並且相對於支承轂98、132 旋轉。應該了解到，在輪轂20的第一負載取向中，並且當將輪轂20安裝在運輸設備60上時，輪轂20的最大寬度位於輪轂20的最低豎向位置。然後這將輪轂20的最大寬度設置在能潛在地妨礙相鄰交通和/或潛在地妨礙相鄰路標的位置(例如，參見圖7A和圖7B以雙點劃線繪製的輪轂)。而這僅是鑑於上述原因不想要的情形，並且正尋求針對該情形的解決方案。本發明的方面提供了該解決方案。如圖4D中所示，並且根據本發明的一方面，在輪轂20安裝到運輸設備60並且處於提升位置的情況下，輪轂20可被旋轉從而將該輪轂20定位在最佳或所希望的取向中以沿著現有道路網將輪轂20運輸到例如風輪機安裝現場或碼頭區。例如，圖4E示出了在輪轂20已被旋轉到所希望的取向之後該輪轂20的運輸。應該認識到，輪轂20的重定向可在運輸之前發生，諸如在將輪轂20裝載到運輸設備60上之後立即發生。另外或另選地，輪轂20可以在運輸期間被重定向。例如，在運輸期間遭遇的特殊環境可以指示何時輪轂20應被重定向。根據本發明的各種實施方式，可預期輪轂20可以以若干方式繞軸線48旋轉。圖5A至中示意地示出了一種這樣的示例性方法。在該方法中，當輪轂20處於提升位置、諸如圖4D所示的位置時，一個或更多個固定障礙物150可以被戰略地定位在輪轂20的一部分之下，諸如定位到輪轂20的一側，這取決於希望的旋轉方向。固定障礙物150可以包括固定高度塊或可調節障礙物，諸如千斤頂、升降機或類似裝置。在障礙物150如此定位的情況下，輪轂20可以通過運輸設備60降低，使得輪轂20的障礙物150上方的一部分接觸障礙物150，從而限制輪轂20的該部分的任何進一步的向下運動。然而，當輪轂20接觸障礙物150時，輪轂20的另一部分(通常以152示出)保持在支承表面54上方未被支承，從而能進一步向下運動。因此，在輪轂20進一步向下運動的情況下，淨效應是輪轂20繞軸線48旋轉，如從圖5A至圖5B連續示出的。該繞軸線48的旋轉可以繼續例如直到輪轂20的向下運動被停止或輪轂20的另一部分接觸支承表面54。當輪轂20可以處於可能相對於例如重力不穩定的中間取向時，可以預期，由於支承轂98、132以及緊貼地接納它們的孔46、42之間的摩擦配合，輪轂20將不在支承轂98、132上旋轉。在這點上，運輸設備60可以用來再一次沿大致豎直方向提升輪轂20。更具體地，將障礙物150定位在輪轂20的一部分之下並且降低輪轂20的過程可以被重複使用，直到輪轂20處於希望的取向，諸如處於第二運輸取向。這在圖5C和圖中示出。應當理解，不同尺寸的障礙物150可以用於這些隨後步驟以便使輪轂20繞其軸線48旋轉到希望的取向。雖然輪轂20與連接構件74、114之間的摩擦被認為在將輪轂20重新定位在希望的取向期間足以維持該輪轂20的取向，但是一旦處於希望的取向，輪轂20可以主動地緊固到連接構件74、114中的至少一個。舉例來說，後連接構件114可以包括盲螺紋孔(未示出)，該盲螺紋孔可以與貫穿輪轂20的凸緣44的孔154(圖3A和圖3B)對準。螺栓等(未示出)可以被插入孔154以及後連接構件114中的盲螺紋孔內，以將輪轂20緊固到後連接構件114並且防止輪轂20的任何進一步的旋轉。那些本領域普通技術人員可以認識到當輪轂20處於希望的取向時將輪轂20的位置固定在運輸設備60上的其它方法。例如，夾緊裝置可以用來將輪轂20緊固在固定取向。本發明的方面不限於當將輪轂20安裝在運輸設備60上時使輪轂20旋轉的上述方法。例如，在替代實施方式中，並且如圖6所示，運輸設備60可以包括以160示意地示出的驅動系統，該驅動系統用於當將輪轂20安裝在運輸設備60上時使輪轂20旋轉。在這點上，驅動系統160可以包括電機162，該電機162操作地聯接到驅動輪164並且構造成使該驅動輪164旋轉，如附圖所示。驅動輪164可以進而操作地聯接到輪轂20，使得驅動輪164的旋轉使輪轂20繞軸線48旋轉。在一個實施方式中，聯接可以通過摩擦接合實現。在替代實施方式中(未示出)，驅動輪164可以替代地 聯接到其中一個連接構件74、114，使得驅動輪164的旋轉使其中一個連接構件74、114旋轉，從而使輪轂20旋轉。在一個實施方式中，並且如附圖所示，驅動輪164可以操作地聯接到輪轂20，該輪轂20例如在凸緣44處鄰近後連接構件114。另選地，驅動輪164可以操作地聯接到後連接構件114的支承轂132。在這點上，應該認識到，支承轂132可以通過例如軸承可旋轉地支承在後連接構件114上，使得至少支承轂132可相對於可動車架112旋轉。在這些實施方式中，電機162可以操作地連接到控制器(諸如控制器140)，該控制器用於控制電機162，從而通過致動輪轂20來控制該輪轂20的旋轉。應該認識到，雖然驅動系統160在上文被描述為鄰近後連接構件114定位以直接使輪轂20旋轉或使聯接到輪轂20的支承轂132旋轉，但是驅動系統160可以另選地鄰近前連接構件74聯接。驅動系統160也可以鄰近於連接構件74、114中的每個聯接以直接或間接(例如，通過支承轂98、132)使輪轂20旋轉。兩個驅動系統都可操作地聯接到同一控制器140從而協調輪轂20的旋轉。另外，驅動系統160可以具有其它布置並且落入本發明的範圍內。例如，驅動輪可以包括有齒驅動齒輪，該有齒驅動齒輪與和支承轂132相關的齒輪嚙合從而通過該驅動齒輪(未示出)的旋轉引起支承轂132的旋轉。更進一步,驅動輪可以通過連杆機構(諸如皮帶或鏈輪裝置)(未示出)操作地聯接到支承轂132。可以存在附加的驅動系統，以當將輪轂20安裝在運輸設備60上時直接或間接地主動使該輪轂20旋轉。在又一替代實施方式中，根據本發明的方面在更基本的形式中，可預期在某些應用中，輪轂20當被安裝在運輸設備60上時可以繞其軸線48手動地旋轉。在這點上，支承轂98、132可以處於固定位置，使得孔46、42必須相對於支承轂98、132滑動以實現旋轉。另選地，支承轂98、132中的一個或兩個可以包括軸承或允許該支承轂98和/或132隨輪轂20的旋轉而旋轉的其它機構。無論如何，由於風輪機部件的極大(sheer)尺寸，可以預期當將輪轂20安裝在運輸設備60上時將需要若干個工人來實現該輪轂的手動旋轉。由於當將輪轂20安裝在運輸設備60時使該輪轂旋轉的能力，可以根據通過利用現有道路網將輪轂20運輸到風輪機安裝現場或碼頭區呈現的具體情況來選擇該輪轂20的取向。在這點上，圖7A示出了當處於如上所述的第二運輸取向時的輪轂20。回憶在該取向中，最小的輪轂尺寸(諸如高度尺寸Hh)大致平行於道路168的工作寬度WJ例如，大致水平的)。如該圖中記錄的，在該第二運輸取向中，輪轂20的面向相鄰車道172中的車輛170的表面是平坦表面中的一個，例如P2。這樣，輪轂20主要沿如針對水平方向的豎直方向延伸，因此相信對相鄰車輛170的妨礙將減到最小。如圖7A中進一步所示，輪轂20的相反側包括該輪轂20的其它平面部分之間的交叉點(例如，由P1和P2形成的那些)，並且會突出到拖拉機62和拖車64 (該拖車64的後拖車部為了清楚而被省略)外側。然而，因為沿大致平行於道路的方向的輪轂尺寸(例如，Hh)是最小輪轂尺寸，所以對於一些應用，該尺寸可以小於道路168的工作寬度WJ即使在其它尺寸不小於道路168的工作寬度I的情況下也可能如此)。在該情況下，並且在輪轂20處於第二運輸取向的情況下，輪轂20可以橫跨道路168，同時最小化或減小破壞以174示意地示出的路標的可能性。例如，如圖7A中的雙點劃線所示，當輪轂20處於第一負載取向時，輪轂20可以妨礙相鄰車道172中的車輛170和/或破壞或毀壞路標174。作為對比，並且如上所述，當處於第二運輸取向時，已經減小了輪轂20妨礙相鄰車道172中的車輛170或破壞路標174的可能性。圖7B示出了當處於如上所述的第三運輸取向時的輪轂20。回憶在該取向中，輪轂20的最大寬度尺寸被放置在該輪轂20的最高豎向位置。換言之，在該第三運輸取向中，輪轂20的形成其中一個平坦表面(例如P2)的表面面向上。如該圖中所示，輪轂20的寬度則朝著道路168沿豎直向下方向逐漸減小。在與大多數車輛170和大多數路標174有關的道路168周圍的豎向高度處，輪轂20的沿大致平行於道路的方向的寬度小於道路168的工作寬度W-換言之，輪轂20的寬度部分被設置在將不妨礙大多數路標174和大多數車輛170的豎向高度處。這樣，在輪轂20處於第三運輸取向中時，輪轂20可以橫跨道路168，同時最小化或減小妨礙相鄰車輛170的可能性並且最小化或減小破壞路標174的可能性。例如，如圖7B中雙點劃線所示，當輪轂20處於第一負載取向時，輪轂20可以妨礙相鄰車道172中的車輛170和/或破壞或毀壞路標174。作為對比，並且如上所述，當處於第三運輸取向時，已經減小了輪轂20妨礙相鄰車道172中的車輛170和/或破壞路標174的可能性。圖7A和圖7B提供了輪轂20的兩個示例性取向，該兩個示例性取向在利用現有道路網將輪轂20運輸到風輪機安裝現場或碼頭區期間提供一些益處。可預見在運輸期間可能發生這樣的情況，這些情況導致可以提供有益結果的再另一個取向。因此，本發明不限於圖7A和圖7B所示的兩個取向。重點在於，在運輸之前或期間利用運輸設備裝卸輪轂20並且當將該輪轂20安裝在該運輸設備60上時使其旋轉的能力提供了現有運輸設備中未提供的增加的靈活性水平。相信該靈活性將允許風輪機製造商繼續利用現有道路網繼續發展將風輪機部件運輸到安裝現場或碼頭區，即使當這些部件的物理尺寸增大也是如此。當輪轂20到達風輪機安裝現場或碼頭區處時，本發明的方面也可以提供卸載過程中的益處。在這點上，可以希望在穩定取向(諸如第一負載取向)中在安裝現場處將輪轂20卸載到支承表面上。這可以利用如上所述的運輸設備60容易地實現。更具體地，輪轂20可以當被安裝在運輸設備60上時被旋轉回到第一取向(例如，如圖7A和圖7B中的雙點劃線所示)。例如通過顛倒如上所述的步驟可以獲得該旋轉。相信不必進一步詳細地描述該旋轉，因為本領域普通 技術人員基於上述將容易理解顛倒旋轉操作。一旦輪轂20被旋轉回到第一取向，輪轂20就可以被豎向降低從而靠在支承表面上。再次，相信不必進一步詳細地描述該降低過程，因為本領域普通技術人員基於上述描述將容易理解該過程。雖然已經通過描述各種實施方式說明了本發明，並且雖然已經相當詳細地描述了這些實施方式，但是申請人的目的不是將所附的權利要求的範圍限制或以任何方式限制於這種細節。對於本領域普通技術人員來說容易看出附加優點和修改。例如，雖然已經通過構造為轉子輪轂的風輪機部件描述了本發明的方面，但是本發明不是如此限制的。在這點上，本文所公開的運輸設備和方法可以證實在運輸其它風輪機部件中是有益的。另外，雖然前拖車部和後拖車部被描述為通過剛性軸聯接，但是應該認識到，拖車部可以通過諸如長 繩索的其它機械構件聯接。因此本發明在其較寬泛方面不限於所示和所述的特定細節、代表性方法以及說明性實施例。因此，在沒有脫離概述性的發明概念的精神或範圍的情況下可以偏離這種細節。
權利要求
1.ー種利用現有道路網運輸風輪機部件的方法，該方法包括 利用運輸設備將所述風輪機部件裝載到該運輸設備上，所述風輪機部件當被裝載到所述運輸設備上時處於第一取向； 在所述風輪機部件安裝在所述運輸設備上期間，將所述風輪機部件重定向到第二取向；以及 利用所述運輸設備經由所述現有道路網運輸所述風輪機部件。
2.根據權利要求I所述的方法，其中，所述重定向步驟發生在運輸所述風輪機部件之前或運輸所述風輪機部件期間。
3.根據權利要求I或2所述的方法，其中，所述風輪機部件包括轉子輪轂。
4.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，將所述風輪機部件裝載到所述運輸設備上還包括當該風輪機部件在支承表面上處於存儲位置時，將所述運輸設備聯接到所述風輪機部件。
5.根據權利要求4所述的方法，該方法還包括利用所述運輸設備提升所述風輪機部件離開所述支承表面到達提升位置。
6.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述風輪機部件具有旋轉軸線，並且重定向所述風輪機部件還包括使該風輪機部件繞其旋轉軸線旋轉。
7.根據權利要求6所述的方法，其中，使所述風輪機部件旋轉還包括 a)利用所述運輸設備提升所述風輪機部件； b)將障礙物定位在所述風輪機部件的一部分之下； c)利用所述運輸設備降低所述風輪機部件，使得所述風輪機部件的該一部分接觸所述障礙物；以及 d)利用所述運輸設備進一歩降低所述風輪機部件以實現該風輪機部件繞所述旋轉軸線的旋轉。
8.根據權利要求7所述的方法，該方法還包括重複步驟a)至d)，步驟a)至d)使所述風輪機部件旋轉從所述第一取向到所述第二取向的路徑中的至少一部分路徑，所述重複步驟a)至d)使所述風輪機部件從所述第一取向旋轉到所述第二取向。
9.根據權利要求6所述的方法，其中，使所述風輪機部件旋轉還包括致動驅動系統以實現該風輪機部件繞所述旋轉軸線的旋轉。
10.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述第二取向表徵為當從前後視角觀察時使所述風輪機部件的最寬部位於最高豎向位置處。
11.根據權利要求I至9中任一項所述的方法，其中，所述道路包括工作寬度，並且所述風輪機部件包括小於所述工作寬度的至少ー個尺寸，所述第二取向使所述風輪機部件的該至少ー個尺寸大致平行於所述道路的所述工作寬度。
12.根據前述權利要求中任一項所述的方法，該方法還包括在所述風輪機部件安裝在所述運輸設備上期間，將所述風輪機部件重定向到第三取向。
13.根據前述權利要求中任一項所述的方法，該方法還包括利用所述運輸設備從該運輸設備卸載所述風輪機部件。
14.一種用於利用現有道路網運輸風輪機部件的運輸設備，該運輸設備包括 拖車，該拖車具有前拖車部和後拖車部，所述前拖車部和所述後拖車部均包括具有多個車輪的固定車架、聯接到所述固定車架的可動車架、用於相對於所述固定車架移動所述可動車架的提升致動器、以及聯接到所述可動車架並且構造成聯接到所述風輪機部件的連接構件；以及 驅動系統，該驅動系統用於在所述風輪機部件安裝在所述運輸設備上期間使該風輪機部件繞旋轉軸線旋轉。
15.根據權利要求14所述的運輸設備，該運輸設備還包括控制器，所述控制器與所述驅動系統操作聯接以控制所述風輪機部件的旋轉。
16.ー種利用現有道路網運輸風輪機部件的方法，該方法包括 獲得包括拖車的運輸設備，所述拖車具有前拖車部和後拖車部，所述前拖車部和所述後拖車部中均包括具有多個車輪的固定車架、聯接到所述固定車架的可動車架、用於相對於所述固定車架移動所述可動車架的第一提升致動器和第二提升致動器、以及聯接到所述可動車架並且構造成聯接到所述風輪機部件的連接構件； 致動所述第二提升致動器以將各所述連接構件移動到降低位置； 當處於所述降低位置時將各所述連接構件聯接到所述風輪機部件，當所述風輪機部件聯接到各所述連接構件時該風輪機部件具有第一取向； 致動所述第一提升致動器以將各所述連接構件及聯接到所述連接構件的所述風輪機部件移到提升位置； 在所述風輪機部件安裝在所述運輸設備上期間，使所述風輪機部件繞旋轉軸線旋轉到第二取向；以及 利用所述運輸設備經由所述現有道路網運輸所述風輪機部件。
17.根據權利要求16所述的方法，其中，所述旋轉步驟發生在運輸所述風輪機部件之前或運輸所述風輪機部件期間。
18.根據權利要求16或17所述的方法，其中，所述道路包括工作寬度，並且所述風輪機部件包括小於所述工作寬度的至少ー個尺寸，所述第二取向使所述風輪機部件的該至少一個尺寸大致平行於所述道路的所述工作寬度。
19.根據權利要求16至18中任一項所述的方法，該方法還包括在所述風輪機部件安裝在所述運輸設備上期間，使所述風輪機部件繞所述旋轉軸線旋轉到第三取向。
20.根據權利要求16至19中任一項所述的方法，該方法還包括 致動所述第一提升致動器以將各所述連接構件以及聯接到所述連接構件的所述風輪機部件移到所述降低位置；並且 當處於所述降低位置時解除所述風輪機部件與各所述連接構件的聯接。
全文摘要
本發明涉及用於風輪機部件的運輸設備及其使用方法。一種在現有道路上運輸風輪機部件的方法包括利用運輸設備將所述風輪機部件裝載到該運輸設備上處於第一取向；當將所述部件安裝在所述運輸設備上時將所述部件重定向到第二取向；以及利用所述運輸設備在所述道路上運輸所述部件。所述運輸設備包括具有前部和後部的拖車，所述前部和所述後部中的每個均包括固定車架、可動車架、提升致動器以及構造成聯接到所述部件的連接構件。提供驅動系統，用於當將所述部件安裝在所述運輸設備上時使該部件旋轉。
文檔編號B60P3/00GK102627085SQ20111045164
公開日2012年8月8日 申請日期2011年12月29日 優先權日2011年2月7日
發明者G·K·S·派得森 申請人:維斯塔斯風力系統有限公司