CN104066672A - 用于安装风能设备的转子毂的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种风能设备的转子毂(1)，具有：操纵装置，所述操纵装置用于借助于起重机抬起所述转子毂(1)以将所述转子毂(1)安装在设置在风能设备塔上的吊舱(104)上，其中所述操纵装置设置为，使得当在所述操纵装置的固定部段(14)处抬起时，所述转子毂(1)从具有基本上竖直的毂轴线(28)的竖直定向旋转到具有基本上水平的毂轴线(28)的水平定向中。

Description

用于安装风能设备的转子毂的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种风能设备的转子毂以及一种用于操纵转子毂的操纵装置，并且本发明涉及一种用于操纵特别是安装风能设备的转子毂的方法。

背景技术

风能设备的转子毂是已知的，所述转子毂承载一个或多个特别是三个转子叶片并且基本上与所述转子叶片一起形成风能设备的转子。转子毂进而这样组装的转子围绕旋转轴线能旋转地安装在吊舱上。根据构造，转子毂能够理解为吊舱的部件并且相应地能旋转地安装在吊舱部分上。特别地，本发明涉及所谓的水平轴线的风能设备，其中转子轴线基本上水平地设置。在此所述转子轴线相对于水平线的轻微的倾斜是不重要的。这样的风能设备示意性地在图1中示出。

这种类型的风能设备的安装、特别是在较大的构造类型中的安装，包含下述步骤：将转子毂安装在已经安装在塔或者塔筒上的吊舱或者吊舱部分上。对此通常具有竖直的毂轴线的转子毂被送到风能设备的安装地点处。毂例如能够在低车架运货车(Tieflader)上被运送。

为了安装，毂或者转子毂，这在下文中能够视为等同的表示，被抬起并且随后必须被旋转为，使得毂轴线从其竖直定向改变为大致水平的定向。应当指出的是，现代的风能设备的这样的毂能够重数吨，通常超过30t或者超过50t。这种旋转因此不是简单的工作。假如毂的旋转在地面或者低车架运货车的附近进行，那么产生如下危险，即由于旋转会出现损伤特别是对毂的覆盖元件的损伤。

为了避免这样的损伤，提供完全或者部分地不具有覆盖元件的毂。另一种可能性或者补充的可能性在于，运送已经具有水平定向的毂轴线的毂。但是对此需要高的费用，以将毂在这样的定向中安全地放置并且固定在运输车辆上。在此毂通常不设计为，当毂不安装在吊舱上而是放置在车辆或类似物上时，在具有水平地定向的毂轴线的位置中自己承载其自身的重量。

原则上也能够将具有已安装的毂的吊舱运输到安装地点。但是这样的解决方案对于较大的风能设备例如具有1兆瓦或者更大的额定功率的风能设备而言几乎是不切实可行的或者甚至是不可能的。特别地，在这里具有毂进而也具有发电机的吊舱的总重量大至，使得其难以运输的并且也特别是难以通过起重机举高到所期望的高度中。此外，在道路运输中这样制成的吊舱的尺寸也形成问题。特别地，在无传动装置的风能设备中并且在这里特别是在上述尺寸中，通常产生不适合道路运输的构造尺寸。

德国专利商标局在优先权申请中检索了下述现有技术：DE 10 2007062 428 A1。

发明内容

因此本发明的目的是，解决所提到的问题中的至少一个。特别地，应实现如下解决方案，所述解决方案改进了风能设备的构建，特别是改进了风能设备的毂的操纵。至少应实现一个替选解决方案。

因此根据本发明提出一种根据权利要求1的转子毂。这样的设置用于风能设备的转子毂装配有用于借助于起重机抬起转子毂的操纵装置。操纵装置在此设置为用于将转子毂抬起并且安装在设置在风能设备塔上的吊舱处。在此，该装置设置用于，使得转子毂在被抬起时，当其在操纵装置的固定部段处被抬起时，从竖直定向进入水平的定向。在这里竖直定向涉及如下定向，其中毂轴线基本上是竖直的，并且水平的定向是如下定向，其中毂轴线基本上是水平的。

特别地，转子毂在从地面、低车架运货车或者其它的底座被抬起时从其竖直定向旋转到水平定向中。在此旋转进行为，使得转子毂在此不受到任何损伤。

操纵装置在此与转子毂固定地连接，以至于在其上、也就是说在操纵装置的固定部段上能够将转子毂抬起，并且因此引导、也就是说通过操纵装置引导所描述的旋转。

优选转子毂具有至少一个用于将转子叶片固定在其上的叶片接口。转子叶片的固定在此能够直接地或者间接地例如经由连接在中间的叶片适配器实行。对此叶片接口具有环形法兰，并且操纵装置的固定部段因此设置在转子毂中或者其上，使得为了抬起转子毂并且使转子毂从竖直定向旋转到水平定向中，起重机的升降装置穿过转子叶片开口固定在固定部段上。对此固定部段相应地借助于操纵装置固定在转子毂上，特别地，固定部段固定在叶片接口上。在最简单的情况中能够是具有相应的起重机钢绳或者起重机链的起重机吊钩的升降工具相应竖直地从起重机到达升降部段并且在此除此之外不接触转子毂或者不实质上接触转子毂。在抬起时，当转子毂从竖直定向旋转到水平定向中时，升降工具基本上同样很少接触转子毂，以至于旋转运动不受阻碍并且避免了转子毂经由与升降工具接触而受到损伤。特别地，升降工具从固定部段离开不被转子毂的其它元件转向特别是不被环形法兰转向。在这样的情况下，也就是说毂的重力经由起重机的升降工具至少部分地传递到环形法兰上的相应的部位上，这可能导致损伤。

就此而言，转子毂优选具有毂覆盖件，所述毂覆盖件具有至少一个用于使转子叶片穿过的转子叶片开口。特别地，对于具有三个转子叶片的风能设备的三个转子叶片设置三个转子叶片开口。相应地，毂覆盖件的这样的转子叶片开口分别配属于叶片接口进而配属于相应的环形法兰。相应地，转子叶片开口设置为，使得转子叶片或者叶片适配器穿过所述转子叶片开口被引导到叶片接口并且固定在该处。为了单独抬起转子毂，也就是说不具有转子叶片的转子毂而提出：将操纵装置的一部分，即其固定部段，固定在叶片接口中的一个上并且在所述固定部段处抬起转子毂。在这里固定部段能够穿过毂覆盖件的有关的转子叶片开口伸出或者起重机的升降工具至少部分地穿过转子叶片开口到达固定部段。无论如何，最终在起重机和转子毂之间产生穿过所述转子叶片开口的连接。在此当转子毂从竖直定向旋转到水平定向中时，升降工具既不在转子毂的水平定向中接触毂覆盖件也不在转子毂的竖直定向中接触毂覆盖件并且也不在位于其间的过渡区域中接触毂覆盖件。

优选的是，用于承载位于其上的处于竖直定向中的转子毂的预安装支架设置有用于引导转子毂从竖直定向旋转到水平定向中的铰链部段。所述预安装支架特别是设置为操纵装置的一部分。铰链部段作用为枢转轴或者提供这样的枢转轴，以至于毂能够在其被抬起期间围绕铰链部段的所述枢转轴旋转。同时，在固定部段上的旋转开始。同时，转子毂在在铰链部段上旋转时支撑到底座上，所述底座能够是预安装支架的部分和/或能够经由铰链部段与预安装支架连接。一旦转子毂在抬起时已到达其水平的定向并且完全地或者近似完全地悬挂在起重机上，那么操纵装置的一部分就适当地从转子毂处脱离。

优选的是，预安装支架固定在与毂轴线同心地设置的环形法兰上，在所述环形法兰上在吊舱上进行安装时，毂与发电机的电枢连接。由于所述原因，所述环形的法兰接下来被称为电枢法兰。所述电枢法兰因此在其在风能设备中的常规使用中设置为，使得毂包括固定在其上的转子叶片与电枢连接，以至于电枢在其上承载具有已安装的转子叶片的毂的重量，也就是说整个转子的重量。因此预安装支架能够在所述电枢法兰上承载毂并因此固定在所述电枢法兰上。

优选的是，转子毂被提供为用于与无传动装置的风能设备的发电机的电枢固定地连接。也就是说转子毂匹配于无传动装置的风能设备。相应地，毂不在与转子轴的连接中设置为用于与传动装置连接，而是设置为用于与发电机的电枢直接连接。这对于毂的设计方案有影响，特别地，已经描述过的电枢法兰反映了在无传动装置的风能设备中的这样的连接。此外特别是对于这样的转子毂，以水平的转子轴线进行的运输是困难的并且替代于此竖直的运输是有利的，其中毂的重量加载在电枢法兰上。这样的毂相应地在安装时从其竖直定向中旋转到所期望的水平定向中。

优选的是，转子毂设置有毂覆盖件并且操纵装置设计为，使得毂覆盖件在从竖直定向旋转到水平定向中时不受损伤。特别地，操纵装置设置为，使得在转子毂从其竖直定向中旋转到水平定向中时，毂覆盖件不与其所放置于的地面接触，并且不与固定在固定部段上的升降工具接触。特别地，固定部段设计为，使得起重机的升降工具能够不仅在水平定向中而且在竖直定向中并且在这两个定向之间的过渡区域中直接到达所述固定部段。此外操纵装置设计为，使得转子毂在从竖直定向旋转到水平定向中时借助于操纵装置的一部分压到地面上，使得确保毂覆盖件和地面之间的相应的距离。在这种情况下，地面也能够形成在运输车辆上或者就地提供转子毂的另一个支架上的支承面。

优选的是，转子毂除了操纵装置还包括用于传递转子毂和吊舱之间的电信号的滑环体和/或导流罩帽。滑环体和/或导流罩帽因此是预安装的。它们同时与操纵装置安装在转子毂上进而在转子毂旋转时已经存在。具有操纵装置的转子毂的使用实现这种预安装，因为特别是转子毂的从竖直定向到水平定向中的困难的旋转被非常好地提供，并且预先确定这样的预安装的元件不冒受到损伤的危险。

除此之外因此也可能的是，转子毂设置有完整的覆盖件，也就是说包括导流罩帽即覆盖的最前方部分的转子毂覆盖件，所述导流罩帽设置在转子毂的尖端处。借助于转子毂的这样的完全预安装的覆盖件，所述转子毂在运送之前已经被保护免受天气影响，以至于其它的元件，包括所提到的滑环体，能够被预安装，而不经受天气影响。

同样提出，提供一种根据权利要求8所述的操纵装置。这样的操纵装置设置为用于与转子毂一起使用，以至于操纵装置可安装在转子毂上，从而由此得到如在上文中在所述实施方式的至少一个中所描述的转子毂。

此外提出一种运输车辆，所述运输车辆具有操纵装置，如在上文中所描述的那样。操纵装置在这里能够以负载的形式设置在运输车辆上，或者它能够是运输车辆的部件。特别提出，运输车辆具有运输铰链部段，所述运输铰链部段与用于引导转子毂的旋转的操纵装置的铰链部段共同作用。因此实现了，在运输车辆例如低车架运货车上，转子毂与其操纵装置一起提供并且在抬起时存在枢转铰链，所述枢转铰链实现了操纵装置和运输车辆之间的被引导的枢转运动进而实现了转子毂和运输车辆之间的被引导的枢转运动。运输车辆不仅能够是适于道路的运输车辆而且能够是特殊运输车辆，所述特殊运输车辆仅用于将转子毂——并且必要时将风能设备的其它元件——从附近的临时的最终制造地点运输到竖立地点。这样的运输车辆根据实施方式是轨道车辆或者履带式车辆。

同样提出一种根据权利要求11所述的用于安装风能设备的转子毂的方法。所述方法包括如下步骤：

-以具有竖直的毂轴线的竖直定向提供转子毂，

-将起重机的升降工具固定在转子毂的操纵装置的固定部段上，

-直接从竖直定向中抬起转子毂，使得转子毂在抬起时从竖直定向旋转到具有水平的毂轴线的水平定向中，以及

-将转子毂安装在设置在塔或者塔筒上的吊舱上。

由此提供了能够良好操纵的安装解决方案。

优选地，这样的用于安装转子毂的方法使用如上文中在所述实施方式的至少一个中所描述的转子毂。优选的是，在此滑环体、导流罩帽和/或毂覆盖件被预安装。

附图说明

接下来示例性地根据实施方式参考附图详细阐述本发明。

图1在立体视图中示出风能设备。

图2示出在预安装支架上的并且具有起重机的固定的升降工具的竖直定向的转子毂。

图3示出水水平定向的转子毂，所述转子毂相对于在图2中示出的转子毂已旋转。

图4示出根据图3的水平定向的转子毂，但是是以另一个视角示出。

在下文中相同的附图标记能够表示类似的但是不相同的元件，以便增加对功能性的理解。附图能够以不同的比例尺示出相同的元件。

具体实施方式

图1示出具有塔102和吊舱104的风能设备100。在吊舱104上设置有转子106，所述转子具有三个转子叶片108和导流罩110。转子106在运行中通过风进行旋转运动并且因此驱动吊舱104中的发电机。

图2示出转子毂1，所述转子毂安装在预安装支架2上，所述预安装支架形成用于操纵转子毂1的操纵装置的一部分。转子毂1在此设置有毂覆盖件或者说转子毂覆盖件4。转子毂1设置为用于与具有三个转子叶片的风能设备一起使用。相应地，毂覆盖件4也具有三个转子叶片开口6，可清楚地看到其中一个。通过另一个转子叶片开口6在侧面的视图中可看到开口外罩8。此外每个转子叶片开口6和每个开口外罩8配设有转子叶片附件10。所述转子叶片附件10是毂覆盖件的部分并且应是常规的但是应与***的转子叶片相对应。

转子毂1此外已经具有已放置的导流罩帽12，所述导流罩帽使毂覆盖件4完整。

固定部段14基本上在所述转子叶片开口6的一个中可见。固定部段14具有用于固定升降工具18的承载撑杆16。升降工具18挂在起重机吊钩20上并且环绕承载撑杆16。

固定部段14进而承载撑杆16也经由固定结构22固定在毂1的环形法兰24上。固定部段14从环形法兰24处借助于基本上具有四个固定撑杆26的固定结构22延伸穿过毂覆盖件4的转子叶片开口6，以至于承载撑杆16恰好设置在毂覆盖件之外，即所述一个转子叶片开口6之外，其中所述环形法兰是用于固定转子叶片的叶片接口。升降工具18直接固定在该位置中，所述升降工具从起重机吊钩竖直地延伸到承载撑杆16。升降工具18在这里不接触或者不实质上接触毂覆盖件4并且因此避免了在该部段中的覆盖件由于起重机特别是由于升降工具18而受到损伤。

在图2中示出的位置示出转子毂1的竖直定向进而示出其毂轴线28的竖直定向。所述位置基本上形成在运送转子毂1之后在通过起重机抬起转子毂1之前的起始位置。接下来的伴随着转子毂1的旋转的抬起因此通过固定部段14和预安装支架2来提供。预安装支架2在很大程度上引导接下来的旋转运动进而也能够被称为升降装置。就此而言，预安装支架也能够被称为定向装置或者形成定向装置的一部分。

图3示出在通过安装用起重机抬起的定向中的转子毂1。毂轴线28在这里大致水平地构成。毂轴线28的水平的或者说水平取向的定向的偏差小至，使得所示出的定向总是能够被称为具有基本上水平的毂轴线28的定向。需注意的是，图3的毂轴线28的表面上的倾斜位置一方面也是因为所选择的视角，或者也是因为设备的预设的轴间角。

在图3中可看出，固定部段14以其承载撑杆16完全地从毂覆盖件4中伸出进而从转子叶片开口6中伸出。转子毂8因此从根据图2的竖直定向中旋转到根据图3的水平定向中，而升降工具18不接触毂覆盖件4。

图3清楚地示出，安装支架2具有毂支架30和承载框架32。毂支架30借助于铰链部段34能枢转地安装在承载框架32上。铰链部段34在此具有两个单独的铰链。在从根据图2的竖直定向中抬起时，转子毂1借助于预安装支架2通过如下方式支撑在地面上：毂支架30固定在转子毂1上并且借助于铰链部段34引导枢转运动。

所描述的实施方式包含固定部段16和具有毂支架30和承载框架32的预安装支架2。原则上，固定部段也能够是转子毂的部件。承载框架32在一个实施方式中能够设置为独立的元件，毂支架30或者类似的毂支架承载在所述独立的元件上。承载框架32例如能够是运输车辆的部件，特别是特殊运输车辆的部件，所述特殊运输车辆基本上不设置用于在公共道路上行驶。

从根据图2的竖直定向到根据图3的水平定向中的旋转运动使用铰链部段34。在此毂支架30进而预安装支架2进而操纵装置整体上具有进行卸货的结构36，所述结构具有两个侧臂38。这些侧臂38进而进行卸货的结构36横向于毂轴线28伸出超过毂覆盖件4。因此从根据图2的竖直定向到图3的水平定向中的旋转运动仅通过在固定部段14上抬起转子毂1来实现，而已安装的毂覆盖件4在此不受到损伤。

毂支架30固定在电枢法兰40上并且在根据图3的部分地抬起的情况中脱离。然后电枢法兰40是空闲的并且能够用于将转子毂1固定在待安装的风能设备的吊舱中的相应的配对法兰上。一旦转子毂1牢固地固定在待构建的风能设备上、特别是固定在发电机的相应的电枢上，就能够去除固定部段14。固定部段14也能够理解为独立于操纵装置的元件。

图4最后示出在根据图3的定向中的转子毂1。所述定向也能够被称为安装位置。

因此提出一种操纵装置，所述操纵装置也能够被称为定向装置，所述定向装置导致，转子毂在抬起时从竖直定向或者位置中旋转到具有基本上水平的毂轴线的安装位置中。对此固定部段固定在叶片接口的环形法兰上或者叶片法兰支承部上，其中所述固定部段也能够被称为升降装置。操纵装置因此包括具有承载框架32并且具有铰接的毂支架30的支架，所述承载框架例如能够放置在低车架运货车上，所述毂支架固定在转子毂1上。特别地，转子毂1在临时的生产车间中在用于计划的风电场的地区上生产，所述生产车间也能够被称为小型工厂。这种生产包含毂覆盖件的设置。以如下方式进行准备，将毂发送给每个待构建的风能设备。然后，在抬起升降装置时，将毂直接旋转到其安装位置中。

因此实现了如下解决方案，所述解决方案简化了风能设备的安装、特别是转子毂的安装。特别地，能够将转子毂预安装在支架上，包括覆盖部分。将安装支架或者毂支架与支承框架连接，特别是经由铰链连接部与支承框架连接。将升降装置安装在固定部段上和/或安装在叶片法兰支承部上。安装用起重机在升降装置处抬起转子毂并且转子毂在此借助于定向装置旋转到安装位置中。

在到达安装位置后，预安装支架脱离并且安装用起重机随后能够进一步抬起转子毂。在实现转子毂的安装之后，总是拆除升降装置。

特别的优点在于，转子毂能够完全地预安装，总是能够预安装非常多的元件。因此降低了起重行程。例如取消了另外的具有相应的起重行程的用于安装毂覆盖件或者毂覆盖件的一部分或者滑环体的安装步骤。相应地，也能够通过相应的节省降低借助于安装用起重机的安装时间。此外能够通过在地面上的预安装改进质量。

Claims (12)

1.一种风能设备(100)的转子毂(1)，具有：

-操纵装置，所述操纵装置用于借助于起重机抬起所述转子毂(1)，以将所述转子毂(1)安装在设置在风能设备塔上的吊舱(104)上，其中

-所述操纵装置设置为，使得当在所述操纵装置的固定部段(14)处抬起时，所述转子毂(1)从具有基本上竖直的毂轴线(28)的竖直定向旋转到具有基本上水平的毂轴线(28)的水平定向中。

2.根据权利要求1所述的转子毂(1)，

其特征在于，所述转子毂设有至少一个叶片接口和/或毂覆盖件(4)，所述叶片接口具有用于将转子叶片(108)直接或者间接固定在其上的环形法兰，所述毂覆盖件具有用于使转子叶片(108)穿过的至少一个转子叶片开口(6)，其中所述操纵装置的所述固定部段(14)固定在所述环形法兰(24)上，和/或设置在所述转子毂(1)中，使得所述固定部段穿过所述转子叶片开口(6)伸出，或者为了抬起所述转子毂(1)并且将所述转子毂从所述竖直定向旋转到所述水平定向中，起重机的升降工具(18)穿过所述转子叶片开口(6)固定在所述固定部段(14)上。

3.根据权利要求1或2所述的转子毂(1)，

其特征在于，所述操纵装置包括

-预安装支架(2)，用于将所述转子毂(1)以竖直定向承载在其上，

所述预安装支架具有

-铰链部段(34)，所述铰链部段用于引导所述转子毂(1)从所述竖直定向到所述水平定向中的旋转。

4.根据权利要求3所述的转子毂(1)，

其特征在于，所述预安装支架(2)固定在与所述毂轴线(28)同心地设置的电枢法兰上。

5.根据上述权利要求中任一项所述的转子毂(1)，

其特征在于，所述转子毂(1)设置为用于与无传动装置的风能设备(100)的发电机的电枢固定地连接。

6.根据上述权利要求中任一项所述的转子毂(1)，

其特征在于，所述转子毂(1)设置有毂覆盖件(4)并且所述操纵装置设计为，使得所述毂覆盖件(4)在从所述竖直定向旋转到所述水平定向时不受到损伤，特别地，在此所述毂覆盖件不接触其所放置于的地面并且不接触所述升降工具(18)，所述升降工具固定在所述固定部段(14)上。

7.根据上述权利要求中任一项所述的转子毂(1)，

其特征在于，滑环体预安装在所述转子毂(1)中以用于传输所述转子毂(1)和所述吊舱之间的电信号，和/或导流罩帽被预安装。

8.一种操纵装置，所述操纵装置用于借助于起重机抬起转子毂(1)，以将所述转子毂(1)安装在设置在风能设备(102)上的吊舱(104)上，其中

-所述操纵装置设置为，使得当在所述操纵装置的固定部段(14)处抬起时，所述转子毂(1)从具有基本上竖直的毂轴线的竖直定向旋转到具有基本上水平的毂轴线的水平定向中。

9.根据权利要求8所述的操纵装置，其中所述操纵装置设置为用于与根据权利要求1至7中任一项所述的转子毂(1)一起使用，特别是具有在权利要求1至7中所要求保护的操纵装置的特征。

10.一种用于提供转子毂的运输车辆，其中所述运输车辆具有根据权利要求8或9所述的操纵装置。

11.一种用于安装风能设备(100)的转子毂(1)的方法，包括下述步骤：

-以具有竖直的毂轴线的竖直定向提供转子毂(1)，

-将起重机的升降工具(18)固定在所述转子毂的操纵装置的固定部段(14)上，

-直接从所述竖直定向中抬起所述转子毂(1)，使得所述转子毂(1)在抬起时从所述竖直定向旋转到具有水平的毂轴线(28)的水平定向中，以及

-将所述转子毂(1)安装在设置塔(102)或者塔筒上的吊舱(104)上。

12.根据权利要求11所述的方法，其中使用根据权利要求1至7中任一项所述的转子毂(1)，和/或预安装滑环体、导流罩帽和/或毂覆盖件(4)。