用于风轮机的转子轮毂的转动支架及转动转子轮毂的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于风轮机的转子轮毂的转动支架以及用于将转子轮毂从运输位置转动至取向成为附接至风轮机的转子轴做好准备的位置的方法。
【背景技术】
[0002]本领域中公知的风轮机包括锥形风轮机塔架以及定位在塔架顶部上的风轮机机舱。具有若干转子叶片的风轮机转子借助由转子轴承载的转子轮毂连接至机舱，该转子轴延伸出机舱前部。图1中示出了呈水平轴线风轮机构造的示例性风轮机。
[0003]转子的半径影响风轮机的性能。例如，具有增大的半径的风轮机即便在微风状况下也能输出功率。同样地，在任何给定风况下，具有增大半径的风轮机可以比给定的风轮机发更多的电。转子的半径基本上由转子叶片的长度确定。因此，近来架设的风轮机的转子叶片越来越长。然而，尽管使用轻量型的材料与结构，但是叶片因长度而变得更重，因而不仅杠杆作用增加而且离心力也增大。由转子轮毂接收转子叶片的重量、杠杆作用以及离心力。在操作过程中，转子轮毂额外接收来自越来越长的转子叶片的增大的转矩，并将转矩转换成旋转。转子轮毂适于将所有这些负荷传递至转子轴。
[0004]因此，转子轮毂提供大量结构以将转子轮毂连接至转子叶片并且连接至转子轴，并因而使转子叶片刚性连接至转子轴。所述大量结构包括:诸如叶片轴承以及转子轴连接件之类的结构，叶片轴承与转子轴连接件适于向转子轮毂提供分别用于转子叶片与转子轴的附接结构；以及将来自转子叶片的负荷传递至转子轴的结构。所述附接结构设计成允许转子轮毂即时附接至转子轴。所述附接结构还设计成允许在运输拆开的转子零件后在风轮机的架设场所组装转子，对于组装转子前附接至转子轴的转子轮毂而言更是这样。
[0005]转子轮毂还包括调节转子叶片的控制齿轮以便在广泛的风况及方向下获得最优的能量或者以便以任何期望的方式操作风轮机。具体地说，转子轮毂可以包括用于公共的或者个体的叶片桨距调节的转子叶片桨距控制齿轮驱动器。转子叶片的调节暗含:转子轮毂不仅包括保持转子叶片的结构，而且允许转子叶片绕各个转子叶片的相应的纵向轴线旋转。
[0006]因此，转子轮毂是相当重的结构，该结构由于风轮机的尺寸(尤其是风轮机的半径)而变得更重。转子轮毂还需要被非常谨慎地操控。转子轮毂可能被损坏并且可能在应用过程中遇到失衡，转子轴轴承可能遇到导致额外磨损的额外失衡负荷。在损害的一些情况下，要牺牲风轮机的最佳操作来维持风轮机设备及其部件的使用寿命。
[0007]在转子轮毂是相当重的结构的情况下，可能不允许转子轮毂以某种程度的不受控制的方式移动、转动或者从起重机悬挂地摆动，因为这些可能损害周围的物体以及伤害芳观的操作人员。
[0008]而且，转子轮毂不应该支撑在其外表面的任何任意部分上，而应该优选布置成支承在其附接结构之一上，优选支承在转子轴连接件上。通常，可以在转子轴连接件面向下并且靠置在某种专用支撑结构上的情况下储存及运输转子轮毂。
[0009]下文中，转子轴连接件面向下的转子轮毂的位置将被称作“运输位置”。在此位置中，转子轮毂的预期旋转轴线(即，转子轮毂将在风轮机处的操作过程中旋转所绕的轴线)相对于地面垂直延伸。
[0010]为了使转子轮毂从运输位置到用于安装的取向，转子轮毂被转动成使得预期旋转轴线平行于转子轴的旋转轴线。在一些实施方式中，在此位置中，预期旋转轴线相对于垂直方向倾斜或者横向于垂直方向取向。尤其在水平轴线风轮机中，呈安装取向的预期旋转轴线基本相对于地面平行地延伸，g卩，如本领域中常见的那样相对于地面平行或者以某些程度倾斜。在下文中，术语“地面”将指具有与重力矢量共线的法向矢量的平面。
[0011]然而，如果仅仅提升转子轮毂的一侧以便使转子轮毂倾斜，那么转子轮毂将仅被提升附接器以及位于转子轮毂的与提升附接器相对的一侧的某点支撑。这在转子轮毂的重心位于这两个支撑点之间的连线上方的情况下会是一种不稳定状态。因此，转子轮毂会向一侧倾倒并且可能在从起重机悬挂时开始回转。回转是有潜在危险的，并且可能难以控制。而且，试图将转子轮毂附接至转子轴之前需要减弱从起重机悬挂的转子轮毂的这种回转。
[0012]以前，转子轮毂附接有一个或者多个转子叶片，并且转子叶片用作杠杆以在转子轮毂提升至其最终位置时允许转子轮毂缓慢转动。然而，此方法同时需要两个起重机的协调，一个用于控制并提升转子轮毂，一个用于控制并提升转子叶片。
[0013]EP2 226 496 A2涉及调节用于安装在风轮机上的零件的取向，例如，调节用于安装的叶片轴承的取向。为此，提升装置具有倒U形承载框架，该框架保持位于其侧壁之间的倾斜框架。
[0014]EP2 434 141 Al公开了:在制造风轮机的过程中，部件安装在偏航机座的两侧上。为此，机座可能会翻转。具体地说，机座安装在具有提升装置和转动装置的偏航转动设备中。在提升装置提升机座后，转动装置可以转动机座。
[0015]因此，本发明的一个目的是提供转子轮毂从转子轴连接件面向下取向到预期旋转轴线取向成为附接至风轮机的转子轴做好准备的取向的受控转动。
【发明内容】
[0016]尽管独立权利要求限定了本发明，但是从属权利要求、下面的描述以及附图中阐明了本发明的其他方面。
[0017]根据第一方面，本发明提供一种转动支架，其用于使转子轮毂从运输位置转动到取向成为附接至风轮机的转子轴做好准备的位置的。该转动支架包括:基座框架，该基座框架具有支撑平面以及用于附接至所述转子轮毂的转子轴连接件的第一附接结构，所述第一附接结构布置成对准所述转子轮毂的预期旋转轴线，并且所述支撑平面布置成垂直于所述转子轮毂的所述预期旋转轴线延伸；弯曲支撑框架，该弯曲支撑框架包括分别具有弯曲支撑面部分及平直支撑面部分的弯曲框架部分及平直框架部分；以及供提升装置附接至所述转子轮毂用的第二附接结构;其中，具有所述平直支撑面部分的所述平直框架部分布置成在所述转子轮毂的所述预期旋转轴线的一侧，并且所述平直支撑面部分相对于所述支撑平面以非零度角取向；所述弯曲框架部分连接在所述基座框架与所述平直框架部分之间，使得所述弯曲支撑面部分从所述支撑平面弯曲到所述平直支撑面部分;并且所述第二附接结构适于侧向于所述转子轮毂的所述预期旋转轴线布置，并且适于布置在所述转子轮毂相对于所述平直框架部分的位置的相对侧。
[0018]优选的是，所述支撑平面与所述第一附接结构布置在所述基座框架的相对两侧。
[0019]优选的是，所述平直支撑面部分布置成取向成使得当所述转子轮毂转动至使其所述预期旋转轴线相对于所述垂直方位倾斜或者横向于垂直方位取向的位置时，所述平直支撑面部分水平。优选的是，所述平直支撑面部分布置成与所述转子轮毂的所述预期旋转轴线成角度以与相对于垂直方位的倾斜取向或横向取向匹配。优选的是，所述平直支撑面部分布置成与所述转子轮毂的所述预期旋转轴线成角度以匹配所述转子轴的倾斜角。优选的是，所述平直支撑面部分布置成与所述转子轮毂的所述预期旋转轴线成小于15度的角。
[0020]根据另一方面，本发明还提供一种用于使转子轮毂从运输位置转动到取向成为附接至风轮机的转子轴做好准备的位置的方法。该方法包括:将转子轮毂设置在根据第一方面的转动支架中，其中所述转子轮毂的转子轴连接件附接至所述第一附接结构，所述转动支架与所述转子轮毂在所述基座框架位于所述转子轮毂下方的情况下处于所述运输位置；将所述第二附接结构附接至所述转子轮毂;将提升装置附接至所述第二附接结构;并且提升所述第二附接结构，从而使所述转子轮毂在弯曲支撑面部分上滚动直到所述转子轮毂的所述预期旋转轴线相对于地面以与所述转子轴的旋转轴线相对于地面所成的角对应的角取向。
【附图说明】
[0021]借助实施例相对于附图阐明本发明的实施方式，在附图中:
[0022]图1示出了从前面看时根据现有技术的大型现代风轮机；
[0023]图2A示出了附接至根据本发明的转动支架的转子轮毂，该转子轮毂处于运输位置；
[0024]图2B示出了附接至根据本发明的转动支架的转子轮毂，该转子轮毂处于取向成为附接至风轮机用的转子轴做好准备的位置；
[0025]图3A示出了处于运输位置的、设置在根据本发明的转动支架中的转子轮毂；
[0026]图3B示出了位于根据本发明的转动支架中的转子轮毂，该转子轮毂由附接结构提升并在弯曲支撑面上滚动；
[0027]图3C示出了处于最终位置的转子轮毂以及根据本发明的转动支架，转子轮毂挂起到附接结构并被转动支架支撑；
[0028]图3D示出了处于最终位置的转子轮毂以及根据本发明的转动支架，转动支架被辅助支撑框架支撑;以及
[0029]图3E示出了被附接结构悬挂并脱离根据本发明的转动支架的转子轮毂。
【具体实施方式】
[0030]图1示出了风轮机102，该风轮机具有机舱104以及通过转子轴枢轴转动地安装至机舱104的转子轮毂106。转子轴从转子轮毂106背对观察者延伸，因而未示出。机舱104经由旋转接头安装在风轮机塔架108上。风轮机的转子轮毂106包括三个附接至转子轮毂106的风轮机叶片110。转子轮毂106适于绕其旋转轴线(该旋转轴线对准转子轴的旋转轴线)旋转，使得转子叶片110扫掠大致垂直于旋转轴线的旋转平面。旋转轴线相对于地面基本平行，即，相对于地面平行或相对于地面以些许倾斜角倾斜，所述倾斜角在一些实施例中小于15度，优选小于10度，在一些实施例中为6度。倾斜角是风轮机的转子轴的旋转轴线相对于地面所成的角。
[0031]在继续进一步详细描述本发明的实施方式之前，论述转动支架的一些一般方面。一种转动支架，该转动支架用于使转子轮毂从使其预期旋转轴线垂直取向的位置转动到使其预期旋转轴线关于垂直方位倾斜或者横向于垂直方位取向的位置，该转动支架包括基座框架，该基座框架具有支撑