CN111742140A - 用于确定风力涡轮机叶片在运输到安装地点期间的移动的支撑框架和方法 - Google Patents

Abstract

本文描述了一种用于在运输到安装地点期间将风力涡轮机叶片(22)支撑在车辆上的支撑框架(44)和方法。当使用支撑框架(44)时，负载指示器(46)设置成邻近一个或多个支撑垫(52)，其中负载指示器(46)被构造成确定并传达在初始装载到支撑框架(44)中期间和在运输期间风力涡轮机叶片(22)相对于支撑框架(44)的移动量。为此，负载指示器(46)有助于确保风力涡轮机叶片(22)在期望的运输位置被正确地装载到支撑框架(44)中，同时还确认在运输期间是否发生了可能导致叶片(22)处的内部或外部损坏的更高的可能性的显著的冲击或其他移动。

Description

用于确定风力涡轮机叶片在运输到安装地点期间的移动的支 撑框架和方法

技术领域

本发明通常涉及风力涡轮机叶片，并且更具体而言，涉及在将风力涡轮机叶片运输到安装的地点时使用的***和方法。

背景技术

风力涡轮机用于使用风流动的可再生资源并且在不燃烧化石燃料的情况下产生电能。通常，风力涡轮机将动能转换成机械能，然后随后将机械能转换成电能。一种水平轴线风力涡轮机包括塔架、位于塔架的顶点的舱室以及支撑在舱室中的转子。转子直接或间接地与容纳在舱室内的发电机联接。转子包括中心轮毂和安装到转子并从转子径向延伸的多个叶片。

通常，来自风力涡轮机的电能产量随着风力涡轮机的尺寸而增加。因此，现代多兆瓦风力涡轮机是大型结构，并且朝向更大结构的趋势继续。这些大型结构由组成部件组装而成。因此，许多风力涡轮机将它们的各种组成部件以单独的零件的形式运送到风力涡轮机安装的地点。例如，可由若干塔架区段形成的风力涡轮机塔架可被运送到安装地点。舱室可被运送到安装地点并在其组装之后被安装在塔架上。最后，本身尺寸相当大的叶片通常被单独地运输到安装地点。通常经由变桨轴承将每个风力涡轮机叶片升高并固定到转子轮毂，由此将来自风力涡轮机叶片的负载传递到转子轮毂。

大型风力涡轮机叶片本身是复杂的结构。它们通常由壳体、翼梁帽以及一个或多个剪切腹板构成。壳体通常是层状复合物，并且形成叶片的外表面，该外表面具有空气动力学翼片形状，并且包围剪切腹板和翼梁帽，剪切腹板和翼梁帽提供叶片的结构方面。剪切腹板和翼梁帽可以采取内部翼梁的形式，该内部翼梁使得壳体能够在叶片的使用期间抵抗襟翼负载和边缘向负载。传统的风力涡轮机叶片通常通过在集中制造设施处执行的复杂生产过程来生产。然后，将这些大型涡轮机叶片从制造设施运输到安装地点，安装地点可能相距数百至数千公里。运输过程在逻辑上是复杂的，特别是在风力涡轮机的安装地点很远的情况下。此外，叶片在火车、轮船、车辆等上运输期间可能经受振动、冲击和其他损坏，并且从运输中修理这种损坏显著地增加了安装风力涡轮机的成本。在一些情况下，直到在风力涡轮机处安装之后才检测或校正来自运输的这种损坏，这通过进一步增加修理过程的复杂性和风力涡轮机的操作停机时间而进一步加剧了这种问题的潜在成本。在一些情况下，必须提供整个新的替换叶片，这是非常昂贵的并且在运输到风力涡轮机期间经受相同的损坏风险。

已经开发了几种传统***来解决叶片的运输，但是进一步的改进仍然是可能的。在这点上，叶片运输***的一个实施例在授予通用电气公司(General Electric Company)的欧洲专利申请公开No.1956234中描述。在该公开的申请中，支撑框架设有骨架和多个支撑垫，在运输期间，例如通过如图3和图7所示的轨道车，多个支撑垫将风力涡轮机叶片保持在骨架内并对其进行缓冲。多个支撑框架(2)位于沿叶片的跨度长度的不同位置处。使用支撑框架的已知叶片运输***的另一实施例在授予巴西的Tecsis Technologia E.SistemasAvancados公司的美国专利申请公开No.2012/0043250中提供。如该参考文献的图1和图2所示，一个支撑框架通常定位在叶片的根部端处或根部端附近，而另一个支撑框架位于所谓的中间尖端区域中，并且比根部端更靠近叶片的尖端。当运输这种构造的叶片时，损坏似乎更经常发生在中间尖端区域而不是根部端。然而，这些和其他传统的运输设计都不能消除在中间尖端区域引起的损坏的风险，这些设计也不能提供一种检测在运输期间发生的较高损坏风险的方法。因此，叶片运输领域的进一步改进仍然是可能的。

因此，希望限制在移动风力涡轮机叶片时发生的运输中的损坏量。此外，还期望在安装风力涡轮机叶片之前更可靠地检测损坏，以避免风力涡轮机停机时间和叶片修理和/或更换的增加的成本。

发明内容

本文描述了一种用于在运输到安装地点期间将风力涡轮机叶片支撑在车辆上的支撑框架和方法。当使用本发明的支撑框架时，负载指示器设置成邻近一个或多个支撑垫，其中负载指示器被构造成确定并传达在初始装载到支撑框架期间和在运输期间风力涡轮机叶片相对于支撑框架的移动量。为此，负载指示器有助于确保风力涡轮机叶片在期望位置被正确地装载到支撑框架中，同时还确认在运输期间是否发生了可能导致叶片处的内部或外部损坏的更高的可能性的显著的冲击或其他移动。因此，本发明解决了传统风力涡轮机叶片运输***和实践中的上述许多缺点。

在一个实施方式中，根据本发明，提供了一种用于在运输到安装地点期间将风力涡轮机叶片保持在车辆上的支撑框架。支撑框架包括外骨架和多个支撑垫，该多个支撑垫可操作地连接到外骨架并且被构造成当叶片定位在外骨架内时接合风力涡轮机叶片。支撑框架还包括负载指示器，该负载指示器可操作地连接到外骨架并且邻近支撑垫中的至少一个。负载指示器包括接触元件、基部、支撑元件和偏置构件，该接触元件被构造成当叶片定位成与多个支撑垫接合时邻接叶片，该支撑元件从接触元件延伸到基部，该偏置构件被构造成使接触元件偏置远离基部。接触元件和支撑元件可相对于基部移动，使得负载指示器被构造成确定并传达在将叶片装载到外骨架中期间以及在运输期间风力涡轮机叶片相对于支撑垫和外骨架的移动量。因此，支撑框架确认了风力涡轮机叶片的适当的负载以便运输，以及在运输期间是否发生了过度的冲击、振动或其他移动，这将指示对叶片的潜在损坏。

在一个方面，负载指示器的接触元件包括板状构件，该板状构件具有平坦邻接表面，当支撑框架在使用中时，该平坦邻接表面邻接叶片。支撑元件包括延伸穿过安装在基部上的容器的细长杆。接触元件的移动通过细长杆相对于容器的移动量来检测，该移动量可以使用如下所述的移动指示器来识别。此外，偏置构件包括夹在接触元件和基部之间的弹簧。

在另一方面，负载指示器还包括位于支撑元件上的移动指示器。移动指示器相对于基部的位置对用户可见，这允许移动指示器确认风力涡轮机叶片相对于支撑垫和外骨架的移动量。在一些实施方式中，移动指示器包括支撑元件的不同颜色节段。不同颜色节段相对于基部的位置提供了指示风力涡轮机叶片相对于支撑框架的移动量的信息。不同颜色节段可进一步限定第一部分和第二部分，该第一部分被构造成指示是否一将叶片初始装载到外骨架中风力涡轮机叶片就已经移动到期望的运输位置，该第二部分被构造成指示在运输操作期间风力涡轮机叶片是否已经移动超过期望的量。在其他实施方式中，移动指示器包括设置在支撑元件上的距离标记，使得风力涡轮机叶片相对于支撑框架的移动量的精确测量对于用户是可见的。

在另一方面，支撑框架包括定位在外骨架的不同部分处的多个负载指示器。多个负载指示器被构造成确定并传达风力涡轮机叶片的不同部分相对于支撑垫和外骨架的移动量。根据最终用户将叶片运输到安装的地点的期望，可以提供任何数量的负载指示器。支撑框架被设计成用于在叶片的中间尖端区域处安装和使用，其中负载指示器中的一个沿着叶片的前边缘，该前边缘是运输期间最可能损坏的区域。

在本发明的另一实施方式中，提供了一种用于在运输到安装地点期间将风力涡轮机叶片支撑在车辆上的方法。该方法包括将风力涡轮机叶片***到支撑框架中，该支撑框架包括外骨架、多个支撑垫和邻近支撑垫中的至少一个的负载指示器。风力涡轮机叶片接合多个支撑垫以被保持在外骨架内。该方法还包括在将风力涡轮机叶片***到支撑框架中期间使风力涡轮机叶片与负载指示器接触。负载指示器被构造成确定并传达风力涡轮机叶片是否已经移动到支撑框架内的期望的运输位置。然后，负载指示器测量在运输到安装地点期间风力涡轮机叶片相对于外骨架和支撑垫的移动量。在运输期间的这种移动的测量可以指示在运输过程中是否已经发生对叶片的损坏。

在一个方面，该方法还包括在***叶片之后并且当负载指示器传达叶片尚未移动到期望的运输位置时，将风力涡轮机叶片重新定位在支撑框架内。负载指示器的这种确定可以基于在将叶片初始装载到支撑框架中期间检测到的负载指示器的移动量而发生。该方法还可包括当负载指示器测量到风力涡轮机叶片相对于外骨架和支撑垫的移动量超过预定阈值时，检查风力涡轮机叶片在运输期间造成的损坏。

在所述方法的另一方面，负载指示器还包括被构造成邻接叶片的接触元件、基部、从接触元件延伸到基部的支撑元件、以及被构造成使接触元件偏置远离基部的偏置构件。该方法还包括利用支撑元件上的移动指示器传达风力涡轮机叶片相对于外骨架和支撑垫的移动量。移动指示器显示接触元件已经克服来自偏置元件的偏置而相对于基部移动的距离。在一些实施方式中，移动指示器包括支撑元件的不同颜色节段。然后，该方法包括在将叶片装载到支撑框架中之后或在运输叶片之后，视觉地验证不同颜色节段中的哪个定位成邻近基部，以识别叶片的移动量。在其他实施方式中，移动指示器包括设置在支撑元件上的距离标记。该方法还包括在将叶片装载到支撑框架中之后或在运输叶片之后，通过读取定位成邻近基部的距离标记来进行视觉地验证，以提供对风力涡轮机叶片的移动量的精确测量。

在又一方面，该方法包括仅在风力涡轮机叶片被运输到安装地点并从支撑框架移除之后，利用偏置构件使负载指示器的接触元件返回到与基部间隔开的原始位置。支撑框架可以包括定位在外骨架的不同部分处的多个负载指示器。在这些实施方式中，该方法包括在将风力涡轮机叶片***到支撑框架中期间使风力涡轮机叶片与多个负载指示器接触，以及在运输到安装地点期间测量风力涡轮机叶片在多个方向上相对于外骨架和支撑垫的移动量。使用多个负载指示器来执行测量。

附图说明

一经结合附图阅读了以下对一个或多个说明性实施方式的详细描述，本发明的各种附加特征和优点对本领域的普通技术人员将变得更加显而易见。并入本说明书并构成本说明书一部分的附图示出了本发明的一个或多个实施方式，并且与上面给出的一般描述和下面给出的详细描述一起用于解释本发明的一个或多个实施方式。

图1是根据本发明的一个实施方式的包括多个叶片的风力涡轮机的立体图，叶片被运输到安装的地点；

图2是根据本发明的装载到支撑框架中的图1的风力涡轮机叶片中的一个的立体图，其中支撑框架位于中间尖端区域处；

图3是已经用于图2的运输构造中的传统支撑框架的正视图，该传统支撑框架包括多个支撑垫并且可以根据本发明的原理进行修改；

图4是根据本发明的支撑框架的一个实施方式的示意性正视图，该支撑框架包括在叶片前端处的负载指示器；

图5是根据本发明的支撑框架的另一实施方式的示意性正视图，该支撑框架被构造成以与图4所示的角度不同的角度定向风力涡轮机叶片，但是该支撑框架实施方式继续包括负载指示器；

图6是根据本发明的支撑框架的另一实施方式的示意性正视图，其中该支撑框架包括位于叶片的不同部分处的多个负载指示器；

图7A是与根据本发明的一个实施方式的支撑框架一起使用的负载指示器的详细正视图，示出的负载指示器处于将风力涡轮机叶片装载到支撑框架中之前的初始位置；

图7B是图7A的负载指示器的详细正视图，其中负载指示器在初始装载到支撑框架中之后由风力涡轮机叶片移动到另一位置，并且负载指示器上的不同颜色节段形式的移动指示器示出风力涡轮机叶片是否正确地定位；

图7C是图7B的负载指示器的详细正视图，其中负载指示器在运输期间由风力涡轮机叶片进一步移动，并且负载指示器上的移动指示器示出在运输期间的进一步移动是否指示对叶片的潜在损坏；以及

图8是类似于图7A至图7C的详细正视图，但示出了与支撑框架一起使用的负载指示器的替代实施方式，其中该负载指示器具有包括距离标记的移动指示器。

具体实施方式

参照图1至图8，详细示出了根据本发明原理的具有多个叶片22的风力涡轮机10以及用于在运输到安装地点期间将叶片22支撑在车辆上的支撑框架和方法的示例性实施方式。有利地，使用支撑框架将风力涡轮机叶片22运输到风力涡轮机10的安装地点，其中至少一个负载指示器包括在支撑框架上。负载指示器被构造成确定并传达在初始定位到支撑框架中期间以及然后还在车辆上运输期间叶片22的移动量。为此，负载指示器提供关于风力涡轮机叶片22是否正确地装载在支撑框架内的期望位置中的信息，并且还提供关于在运输期间施加到叶片22的冲击、振动和其他力是否引起叶片22在支撑框架内的可能已经导致叶片22损坏的移动的信息。当运输期间的移动超过预定阈值时，可以扫描风力涡轮机叶片22的内部或外部损坏，使得在叶片22安装在风力涡轮机10处之前，可以更可靠地识别和修理或以其他方式解决任何损坏。因此，当使用根据本文提供的描述的具有负载指示器(一个或多个)的支撑框架时，避免了成品风力涡轮机叶片的长距离运输的各种问题以及在运输期间导致的检测和/或校正损坏的失败。下面将进一步详细描述本发明实现的这些和其他技术效果。

参照图1，风力涡轮机10包括塔架12、设置在塔架12的顶点处的舱室14、以及可操作地联接到容纳在舱室14内的发电机的转子16。风力涡轮机10的转子16包括中心轮毂20和多个风力涡轮机叶片22，所述多个风力涡轮机叶片在围绕轮毂20周向分布的位置处从中心轮毂20向外突出。如图所示，转子16包括三个风力涡轮机叶片22，但是叶片的数量可从一个风力涡轮机到另一个风力涡轮机而变化。风力涡轮机叶片22被构造成与气流相互作用以产生升力，该升力导致转子16大致在由风力涡轮机叶片22限定的平面内旋转。如下文更详细地描述的那样，叶片22通常在集中的地点单独地制造，然后运输到风力涡轮机10的安装地点，在该地点，叶片22然后被提升并安装到中心轮毂20上而成为图1中所示的构造。

继续参照图1，除了发电机之外，舱室14还容纳将风能转换成电能所需的各种部件以及操作、控制和优化风力涡轮机10的性能所需的各种部件。塔架12支撑由舱室14、转子16以及风力涡轮机10的容纳在舱室14内的其他部件所呈现的负载，并且还操作以将舱室14和转子16升高到地平面或海平面上方的高度，这可能是通常发现较低湍流的较快移动气流的情况。被表示为水平轴线风力涡轮机的风力涡轮机10的转子16用作机电***的原动机。超过最低水平的风将经由作用于叶片22上的风来启动转子16，并由此引起在与风向基本垂直的方向上的旋转。该旋转启动舱室14内的发电机，该发电机然后产生电能。

风力涡轮机10可包括在属于风力农场或风电场(未示出)的类似风力涡轮机的集合中，风力农场或风电场用作通过传输线与诸如三相交流(AC)电网的电网连接的发电厂。电网通常包括由传输线的网络耦合的发电站、传输电路和变电站的网络，传输线的网络将电力传输到以电力公司的最终用户和其他客户的形式的负载。在正常情况下，如本领域已知的，电能从发电机18供应到电网。

如上所述，当处于图1所示的安装构造时，局部风流动使叶片22启动转子16的旋转。为此，在风力涡轮机叶片22上流动的空气在风力涡轮机叶片22的抽吸表面和压力表面之间产生升力，以使转子16旋转。如在流体动力学中理解的，在风力涡轮机叶片22上流动的空气形成边界层，取决于空气速度、几何形状(例如，攻角)或其他因素，该边界层可在风力涡轮机叶片22的前边缘24与风力涡轮机叶片22的后边缘26之间从风力涡轮机叶片22的外表面分开。典型的风力涡轮机叶片22的这些和其他特征在图2中以运输构造示出。前边缘24和后边缘26可从包括根部端30的风力涡轮机叶片22的根部区域28延伸到包括风力涡轮机叶片22的尖端34的尖端区域32，风力涡轮机叶片22在根部端位置处被构造成固定到转子16。中间跨度区域36在根部区域28与顶部区域32之间延伸。图2还示出了沿其跨度长度延伸的叶片22的纵向轴线38。

继续参照图2，风力涡轮机叶片22显示为处于运输构造，其中两个支撑框架就位以将叶片22支撑在车辆(未显示)上，例如火车、轮船或卡车。更具体而言，叶片22的根部端30***到第一支撑框架42中，该第一支撑框架42可具有类似于上文在背景技术部分中所述的那些的传统设计，并且第二支撑框架44沿所谓的“中间尖端区域”接收叶片22，该“中间尖端区域”沿叶片22的尖端区域32和中间跨度区域36限定。尽管在图2中未详细示出，但第二支撑框架44包括根据本发明原理的负载指示器46。尽管至少如果损坏发生在叶片22的运输期间，则损坏在中间尖端区域处比在根部区域28处明显更常见，但本发明的替代实施方式也可在第一支撑框架42处包括一个或多个负载指示器46，而不会脱离本公开的范围。然而，为了清楚和简单起见，在示例性实施方式的以下描述中，将集中在位于中间尖端区域的支撑框架44上。

在其他实施方式中，可沿风力涡轮机叶片22的纵向跨度长度提供更多或更少的支撑框架42、44。然而，对于所有的运输操作，通常需要最少两个支撑框架42、44。在中间尖端区域处的支撑框架44通常位于远离尖端34的跨度长度的25％到35％处，例如，比根部区域28更靠近尖端区域32。风力涡轮机叶片22可以在支撑框架42、44内在各种方向上定向，这取决于用于运输叶片22的车辆和最终用户的需要。在图2中，风力涡轮机叶片22被定向成使得前边缘24在支撑框架42、44内大致向下定向。然而，在本发明的其他实施方式中，在支撑框架42、44内的替代定向是可能的。

支撑框架44通常包括外骨架50和多个支撑垫52，用于接合和支撑风力涡轮机叶片22，并且支撑框架44中的这种布置的一个实施例在图3中示出。图3中的支撑框架44的具体布置类似于EP 1 956 234中示出和描述的一个布置，如上文在背景技术部分中讨论的，但是将理解的是，支撑框架44还包括在一个或多个位置中添加的负载指示器46，如在以下附图中进一步描述的。还将理解的是，在其他实施方式中，例如当待运输的风力涡轮机叶片22的形状在替代风力涡轮机设计中变化时，可修改支撑垫52在外骨架50内的具体形状和布局。例如，支撑垫52可被调节到不同的构造以便处于适当位置，用于支撑和运输具有不同形状和轮廓的叶片22，当支撑框架44将被重新用于多个运输操作时，这可能是必要的。

继续参照图3，示出了当在前边缘24大致面向下方(并且在该实施例中朝向由外骨架50限定的下拐角)的情况下风力涡轮机叶片22待被运输时，支撑垫52在外骨架50内的一个典型布置。外骨架50通常由刚性结构材料例如钢形成，并且该外骨架50被示出为设置在上部分50a和下部分50b中。支撑垫52可设置在上部分50a和下部分50b中的一者或两者上。一旦叶片22被***成与下部分50b上的支撑垫52接合，上部分50a和下部分50b就被带到一起以接合以包围叶片22(以虚线示出)。可以理解，在与本发明一致的其他实施方式中，外骨架50可由不同数量的部分限定，并以不同方式组装成如图3所示的最终运输构造。

支撑垫52均包括任何合适的材料，其为风力涡轮机叶片22的外表面提供支撑，以及在车辆上的正常运输功能期间对可能施加到外骨架50的冲击和振动力提供阻尼。在一个实施例中，支撑垫52包括诸如具有乳胶的压缩天然纤维或在通过支撑风力涡轮机叶片22而引起的压缩之后恢复到原始形状的记忆泡沫的材料。支撑垫52通常还包括由诸如聚氨酯或EPDM橡胶的材料形成的保护盖或外部片材。根据最终用户的偏好，其他已知的材料可以用于支撑垫52，只要在支撑框架44处继续提供支撑和减少冲击/振动的功能。如上所述，支撑垫52接合风力涡轮机叶片22，并且大体符合叶片22的形状，以在车辆(一个或多个)上运输到风力涡轮机10的最终安装地点期间将叶片22维持就位。因此，支撑垫52的选择的材料和尺寸及定位被定制成横跨相对大的支撑表面分散风力涡轮机叶片22的重量负载，从而降低施加的可能导致对叶片22损坏的高的局部压力或力的风险。

有利地，支撑框架44包括一个或多个负载指示器46，以在初始装载期间和运输操作期间测量风力涡轮机叶片22在支撑框架44内的移动。图4至图6中示意性地示出了支撑框架44的几个实施方式，以有助于说明本发明的这个特征。

如图3所示的实施例，图4的支撑框架44被构造成在前边缘24向下指向外骨架50的底部的定向上运输风力涡轮机叶片22。多个支撑垫52可操作地连接到外骨架50，并延伸成与沿着叶片22的外表面的不同区域接合。图4的该实施方式的负载指示器46还可操作地连接到邻近支撑垫52的外骨架50，该支撑垫在前边缘24处或附近接合叶片22。更具体地说，在该布置中，负载指示器46定位成在前边缘24处接合叶片22。尤其是当在该定向上运输风力涡轮机叶片22时，尽管设计了支撑垫52来最小化这种集中，但沿前边缘24发生的任何负载或力集中比在叶片22的其他部分处更典型。因此，通过将负载指示器46定位在前边缘24处，可在最可能负载集中和潜在损坏的位置处检测并传达叶片22在支撑框架44内的任何显著的意外的移动。应当理解，在本发明的不同实施方式中，负载指示器46可直接连接到相邻的支撑垫52或直接连接到外骨架50，因为负载指示器46必须简单地以这样的方式被支撑，即能够检测叶片22相对于所提供的大致固定的支撑的移动。下面参照图7A至图7C更详细地描述负载指示器46的具体元件及其检测这种移动的操作。

在描述这些细节之前，图5和图6中示出了支撑框架和负载指示器(一个或多个)的两种替代布置。在图5中，支撑框架144与图4中所示的支撑框架大体相同，但是外骨架50和支撑垫52定位成使得叶片22支撑在水平而不是竖直地定向上。在这点上，在支撑框架144的该实施方式中，前边缘24和后边缘26两者都横向面向侧面。然而，负载指示器46再次定位成在叶片22的前边缘24处邻近支撑垫52，以由此检测并传达叶片22在前边缘24处的移动。

在图6中，支撑框架244也包括外骨架50和支撑垫52，它们的构造与图4中的构造大致相同，包括叶片22的大致竖直定向。然而，图6的支撑框架244包括多个负载指示器46，该多个负载指示器46定位成在外骨架50的不同部分处和风力涡轮机叶片22的外表面的不同部分处邻近支撑垫52。例如，对于该实施方式，在图6的示意图中示出了三个总负载指示器46，每个负载指示器直接安装在两个支撑垫52之间。应当理解，在与本公开的范围一致的其他实施方式中，可设置更多或更少的负载指示器46，包括在不同位置处，例如沿着后边缘26。不管是将多个负载指示器46还是一个负载指示器设置在负载集中和损坏的最可能的区域，根据本发明的原理使用的支撑框架44、144、244有助于提供关于在初始装载到框架期间和运输期间叶片22的移动的信息。该信息有助于降低在运输之前的不正确装载期间引起的损坏的可能性，并且以更高的可靠性识别何时可能已经发生损坏，从而克服如本文所述的常规设计的若干缺陷。

图6的实施方式中的支撑框架244所包括的负载指示器46也可操作地连接到控制器254。如下文更详细地描述，图中所示的实施方式的负载指示器46设计为可由用户读取以提供关于风力涡轮机叶片22的定位和移动的信息的模拟装置，并且这种装置对支撑框架44、144、244的总成本增加最小成本。然而，在本发明的其他实施方式中，负载指示器46(无论是一个还是多个)也可以包括某种类型的数字负载传感器或其他数字测量部件，该数字测量部件可以将该信息传达到控制器254，如图6中示意性地示出的。任何类型的已知数字传感器等可以用于这样的实施方式中。例如，负载指示器46的读数可被实时收集并传达到运输物流中心或执行运输操作的车辆的驾驶室，以便提供关于在运输到最终安装地点的特定部分期间在叶片22处发生的移动的反馈。这样的实施方式可以提供增强的传达和以下益处，包括但不限于，在发生显著振动或冲击的情况下运输操作的精确区域的潜在识别，使得未来的运输操作可以避免或校正这些问题。这些实施方式继续提供检测并传达风力涡轮机叶片22在支撑框架244内的移动以识别在运输中何时已经发生损坏风险的优点。

现在参照图7A至图7C，更详细地示出了操作期间支撑框架44的负载指示器46的示例性实施方式。在这些附图中，示出了附加的元件和功能细节，其中负载指示器46在几个位置之间移动。在这点上，负载指示器46包括在其最上端处的接触元件60，接触元件60被构造成当叶片22被装载到支撑框架44中时邻接风力涡轮机叶片22。负载指示器46还包括连接到支撑垫52或外骨架50的基部62，以及从接触元件60延伸到基部62的支撑元件64。接触元件60和支撑元件64可相对于基部62移动，使得风力涡轮机叶片22(与接触元件60邻接)相对于支撑框架44的移动可被测量并传达。为此，接触元件60和支撑元件64相对于基部62的移动量与叶片22相对于外骨架50和/或支撑垫52的移动量相似。负载指示器46还包括偏置构件66，该偏置构件66使接触元件60远离基部62并朝向图7A所示的初始位置向上偏置。

继续参照图7A，在该实施方式中，负载指示器46的接触元件60形成为板状构件，而支撑元件64包括在该图中所示的视图中在向下方向上从接触元件60延伸的细长杆68。接触元件60限定了平坦邻接表面70，该平坦邻接表面70被构造成邻接叶片22上的前边缘24或一些其他外表面。通过形成具有扩大的邻接表面70的接触元件60，当将叶片22装载到支撑框架44中时，可以更可靠地确保叶片22和负载指示器46之间的接合。此外，接触元件60的板状构件将负载展开以避免在负载指示器46邻接叶片22的区域处对叶片22的任何潜在损坏。在该实施方式中，接触元件60和细长杆68两者都具有圆形横截面，但是应当理解，也可以提供这些元件的其他形状。接触元件60被构造成在相邻的支撑垫52之间自由地移动，使得叶片22的移动被适当地检测并传达。

负载指示器46的基部62设置为连接到外骨架50和/或支撑垫52的细长构件或板，并且在该实施方式中，容器72安装在基部62上。容器72从基部62向下延伸，并包围细长杆68的一部分，该部分限定支撑元件64的一部分。容器72的尺寸确定为与细长杆68的形状和尺寸匹配，例如在图7A所示的实施方式中，两个元件都是大致圆柱形的。在其他实施方式中，可以修改这些元件之间限定的特定形状和摩擦配合，以满足最终用户的需要。支撑元件64还包括端部件74，该端部件74通过螺纹接合等在与接触元件60相对的端部处连接到细长杆68。端部件74的尺寸大于细长杆68，以便提供抵靠容器72的邻接或止动，从而保持接触元件60和支撑元件64以免移动超过图7A所示的初始位置(例如，如可由偏置构件66施加的偏置以其他方式引起的)。应当理解，在负载指示器46的一些实施方式中，只要保持限制以保持支撑元件64以免与基部62脱离，并且只要支撑元件64相对于基部62的移动仍然可以被检测并传达，则容器72可以被重新定位或省略。此外，如上所述，在使用将移动信息传达到控制器254的替代实施方式中，数字传感器或测量装置可包括在负载指示器46的这些区域中，但这些元件在此示例性实施方式中未示出。

负载指示器46的该实施方式的偏置构件66由弹簧66限定，该弹簧夹在接触元件60的底侧和基部62的顶侧之间。弹簧66可以是标准压缩弹簧，该标准压缩弹簧设计成在没有由风力涡轮机叶片22施加的任何相反力的情况下提供足够的偏置以将接触元件60移动到图7A中所示的初始位置。然而，当叶片22初始地装载到支撑框架44中时以及当在运输操作期间发生进一步的移动时，由弹簧66提供的偏置力不足以抵抗叶片22的移动。为此，偏置构件66被构造成在使用之间适当地定位负载指示器46，但是在使用期间对接触元件60和支撑元件64的移动没有显著影响，这导致风力涡轮机叶片22的移动由接触元件60和支撑元件64相对于基部62的对应移动精确地确定。应当理解，在本发明的其他实施方式中可以使用其他类型的偏置构件66而不偏离本发明的范围。

负载指示器46还包括位于支撑元件64上的移动指示器76。在图7A至图7C所示的实施例中，移动指示器76由设置在细长杆68上的不同颜色节段78、80限定。通过观察不同颜色节段78、80相对于基部62和容器72的位置，可以视觉上检测支撑元件64的移动，并因此检测接触元件60和叶片22的移动。因此，移动指示器76有助于确认并传达风力涡轮机叶片22相对于支撑框架44的移动量。在该实施方式中，不同颜色节段78、80可由高对比色的涂料或涂层提供，以便在风力涡轮机叶片22的运输之前和之后，使移动指示器76和支撑元件64的位置对观察负载指示器46的用户清楚地可见。在一个实施例中，颜色的节段78的颜色是绿色，而颜色的节段80的颜色是红色，但是也可以使用其他颜色选择或区分因素。对于负载指示器46的该实施方式，不同颜色节段78、80在图7C中最清楚可见。

现在将更详细地描述如图7A至图7C所示的负载指示器46的操作和使用。负载指示器46的初始位置如图7A所示，该初始位置在风力涡轮机叶片22被装载到支撑框架44中之前被限定。在该初始位置，由于来自偏置构件66的偏置，接触元件60大致定位在相邻的支撑垫52上方。然后叶片22被装载到支撑框架44中以便与支撑垫52接触。在该装载期间，接触元件60变为与前边缘24或叶片22的面向负载指示器46的某个其他表面邻接。为此，叶片22克服来自偏置构件66的偏置在箭头82的方向上向下推动接触元件60和支撑元件64到图7B所示的中间位置。基于移动指示器76相对于基部62的位置，接触元件60的移动量可以被可视化。

例如，图7B所示的中间位置具有被推动穿过容器72底端的绿色节段78的一部分，以便在容器72下方可见。绿色节段78的这种可视性指示叶片22在支撑框架44内的正确初始定位。如果绿色节段78未被向下推动足够的量以便在容器72下方可见，例如，仅红色节段80在容器72下方可见，则用户将知道叶片22未正确地装载在支撑框架44内的期望的运输位置。因此，移动指示器76的第一部分76a是不同颜色节段78、80之间的下部过渡，并且该第一部分76a的特定位置提供了风力涡轮机叶片22是否已正确地装载到支撑框架44中以用于运输操作的指示。如果负载指示器46检测并传达风力涡轮机叶片22未正确地装载到期望的运输位置，则用户可在运输开始之前将风力涡轮机叶片22重新定位在支撑框架44内，以便以叶片22处于期望的运输位置开始。因此，负载指示器46有利地确保叶片22正确地装载到支撑框架44中。

在运输期间，风力涡轮机叶片22将可能相对于支撑垫52和外骨架50进一步向下移动。这些进一步的移动将继续向下移动负载指示器46的接触元件60和支撑元件64。为此，叶片22克服来自偏置构件66的偏置在箭头84的方向上向下推动接触元件60和支撑元件64到图7C所示的另一位置。在该实施方式中，移动指示器76的不同颜色节段78、80还限定了位于不同颜色节段78、80之间的上部过渡处的第二部分76b。该第二部分76b相对于容器72的位置确定并传达在运输期间风力涡轮机叶片22的移动量是否超过预定阈值，该预定阈值将指示在运输期间已经发生的对叶片22造成损坏的较高风险。在这方面，如图7C的位置所示，当接触元件60和支撑元件64在风力涡轮机叶片22的运输期间经受显著的额外移动时，移动指示器76的顶部处的红色节段80在容器72下方再次可见。用户可识别移动指示器76的第二部分76b的这个红色节段80定位在容器72下方，以知道过度的冲击或振动已经推动叶片22在支撑框架44内的不期望的移动量。然后，在将叶片22安装在风力涡轮机10处之前，应当对风力涡轮机叶片22的损坏进行全面检查。

相反，如果绿色节段78仍然是容器72下方唯一可见的东西，则在运输期间引起的叶片22的进一步移动不超过预定阈值，并且不太可能损坏叶片22。因此，移动指示器76的第二部分76b被构造成在内部或外部检测并传达风力涡轮机叶片22是否在运输期间移动到将指示对叶片22的潜在损坏的程度。这种潜在损坏可以利用已知的扫描设备手动地检测，然后在将叶片22安装在风力涡轮机10处之前以成本有效的方式进行修理或以其他方式解决。

因此，图7A至图7C所示的实施方式的负载指示器46提供了改进使用支撑框架44运输风力涡轮机叶片22的过程的多个功能。负载指示器46接触叶片22，并且在将叶片22初始装载到支撑框架44中期间以及在运输到最终安装地点期间保持与叶片22接触。因此，负载指示器46在接触元件60和支撑元件64处与叶片22一起移动，并且这种布置允许通过指示(利用移动指示器76)接触元件60和支撑元件64相对于基部62的移动量来检测叶片22相对于支撑垫52和外骨架50的移动量。负载指示器46传达叶片22是否在叶片22的初始装载之后移动到支撑框架44内的期望的运输位置，并且这可以由用户容易地视觉识别，例如通过在不同颜色节段78、80之间的过渡中提供移动指示器76的第一部分76a以及这些不同颜色节段相对于基部62如何定位。此外，负载指示器46传达在运输期间叶片22随后是否移动超过预定阈值(指示由振动、冲击等造成的潜在损坏)，并且这可以由用户容易地视觉识别，例如通过在不同颜色节段78、80之间的过渡中提供移动指示器76的第二部分76b以及这些不同颜色节段相对于基部62如何定位。这两种功能都有助于避免可能由支撑框架44中的不适当装载和由运输过程引起的损坏问题，并且在支撑框架44(一个或多个)中使用负载指示器46因此改进并使在风力涡轮机10处运输和安装处于未损坏状态的风力涡轮机叶片22的过程更可靠。

可以理解，可以修改移动指示器76在支撑元件64上的特定定位以匹配运输用户的需要。例如，如果在运输期间可接受的移动的阈值被减小，则不同颜色节段78、80的尺寸可以被调节以反映可允许的移动量的这些差异。同样，虽然定位在风力涡轮机叶片22的底部处(例如，在图4和图6的构造中的前边缘24处)的负载指示器46在运输期间保持由叶片22偏转，但由弹簧66提供的偏置以及容器72和细长杆68的摩擦接合可重新被构造成通过由叶片22在该负载指示器46处引起的最大偏转或移动的位置处的摩擦来保持负载指示器46。为此，对于叶片22的可朝向负载指示器46移动且然后远离负载指示器46向后移动的其他部分，负载指示器46的这种修改的实施方式仍将提供关于叶片22相对于邻近该负载指示器46的对应的支撑垫52和外骨架50所经历的最大移动量的可靠且准确的信息。在其他实施方式中，其他变型是可能的，只要负载指示器46继续提供如本文详细阐述的叶片移动的检测和传达。

图8示出了负载指示器346的一个具体的替代实施方式。负载指示器346在运输期间在叶片22进一步移动之后示出在类似的位置，以便进一步详细示出在该实施方式中的修改的移动指示器376。在所有其他方面，负载指示器346与图7A至图7C所示的和上述的负载指示器46相同，例如包括接触元件60、基部62、支撑元件64和偏置构件66的元件，该实施方式的移动指示器376包括距离标记388，该距离标记388形式为以与测量装置例如标尺上的标记类似的方式印刷在支撑元件64上的刻度标记。距离标记388可基于相对于基部62或容器72的定位而被读取，以识别风力涡轮机叶片22相对于支撑框架44的精确移动量。然后可将该移动量的精确测量与阈值对比，以确定叶片22是否被正确地初始装载到支撑框架44中，和/或确定叶片22是否移动超过指示在叶片22的运输期间所造成的潜在损坏的预定阈值。将理解的是，在符合本发明范围的其他实施方式中可提供另外类型的移动指示器76、376(模拟的或数字的)。

根据本发明的实施方式的具有负载指示器46的支撑框架44的使用允许叶片22更可靠地运输到安装地点。为此，负载指示器46测量并传达叶片22相对于支撑框架44的移动量，并且这允许确认初始装载位置以及在运输期间是否发生过度冲击和移动。通过减少在运输期间对叶片22造成的损坏，并且通过可靠地检测潜在损坏以允许在安装之前进行修理，本文所述的支撑框架44和方法的使用减小了风力涡轮机安装的总成本。因此，本发明改进了风力涡轮机叶片运输和风力涡轮机安装的领域。

尽管已经通过对本发明的各种实施方式的描述对本发明进行了说明，并且尽管已经相当详细地描述了这些实施方式，但是这不是要将所附权利要求的范围限制或以任何方式限制到这些细节。因此，本文所讨论的各种特征可单独使用或以任何组合使用，包括与任何类型的单转子或多转子风力涡轮机一起使用。本领域技术人员将容易地想到附加的优点和修改。因此，本发明在其更广泛的方面不限于所示出和描述的具体细节和说明性实施例。因此，在不脱离本发明总体构思的范围的情况下，可以偏离这些细节。

Claims (17)

1.一种用于在运输到安装地点期间将风力涡轮机叶片(22)保持在车辆上的支撑框架(44)，所述支撑框架(44)包括：

外骨架(50)；

多个支撑垫(52)，所述多个支撑垫(52)以可操作的方式连接到所述外骨架(50)并且被构造成当所述叶片(22)定位在所述外骨架(50)内时接合所述风力涡轮机叶片(22)；以及

负载指示器(46)，所述负载指示器(46)以可操作的方式连接到所述外骨架(50)并且邻近所述支撑垫(52)中的至少一个，所述负载指示器(46)包括接触元件(60)、基部(62)、支撑元件(64)和偏置构件(66)，所述接触元件被构造成当所述叶片(22)定位成与所述多个支撑垫(52)接合时邻接所述叶片(22)，所述支撑元件从所述接触元件(60)延伸到所述基部(62)，所述偏置构件被构造成使所述接触元件(60)偏置远离所述基部(62)，

其中，所述接触元件(60)和所述支撑元件(64)能够相对于所述基部(62)移动，使得所述负载指示器(46)被构造成确定并传达在将所述叶片(22)装载到所述外骨架(50)中期间和在运输期间所述风力涡轮机叶片(22)相对于所述支撑垫(52)和所述外骨架(50)的移动量。

2.根据权利要求1所述的支撑框架，其中，所述负载指示器的所述接触元件包括板状构件，所述板状构件具有被构造成邻接所述叶片的平坦邻接表面。

3.根据权利要求1或2所述的支撑框架，其中，所述负载指示器的所述支撑元件包括延伸穿过安装在所述基部上的容器的细长杆，并且其中，所述接触元件的移动通过所述细长杆相对于所述容器的移动量来检测。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的支撑框架，其中，所述负载指示器的所述偏置构件包括夹在所述接触元件和所述基部之间的弹簧。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的支撑框架，其中，所述负载指示器还包括：

移动指示器，所述移动指示器位于所述支撑元件上，其中，所述移动指示器相对于所述基部的位置是可见的，使得所述移动指示器确认所述风力涡轮机叶片相对于所述支撑垫和所述外骨架的移动量。

6.根据权利要求5所述的支撑框架，其中，所述移动指示器包括所述支撑元件的不同颜色节段，并且所述不同颜色节段相对于所述基部的位置提供了指示所述风力涡轮机叶片相对于所述支撑垫和所述外骨架的移动量的信息。

7.根据权利要求6所述的支撑框架，其中，所述支撑元件的所述不同颜色节段包括第一部分和第二部分，所述第一部分被构造成指示是否一将所述风力涡轮机叶片初始装载到所述外骨架中所述风力涡轮机叶片就已经移动到期望的运输位置，所述第二部分被构造成指示在运输期间所述风力涡轮机叶片是否已经移动超过期望的量。

8.根据权利要求5所述的支撑框架，其中，所述移动指示器包括距离标记，所述距离标记设置在所述支撑元件上，使得所述风力涡轮机叶片相对于所述支撑垫和所述外骨架的移动量的精确测量是可见的。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的支撑框架，其中，所述支撑框架包括多个负载指示器，所述多个负载指示器定位在所述外骨架的不同部分处，并且被构造成确定并传达所述风力涡轮机叶片的不同部分相对于所述支撑垫和所述外骨架的移动量。

10.一种用于在运输到安装地点期间将风力涡轮机叶片(22)支撑在车辆上的方法，所述方法包括：

将所述风力涡轮机叶片(22)***到支撑框架(44)中，所述支撑框架包括外骨架(50)、多个支撑垫(52)以及邻近所述支撑垫(52)中的至少一个的负载指示器(46)，使得所述风力涡轮机叶片(22)接合所述多个支撑垫(52)以被保持在所述外骨架(50)内；

在将所述风力涡轮机叶片(22)***到所述支撑框架(44)中期间，使所述风力涡轮机叶片(22)与所述负载指示器(46)接触，所述负载指示器(46)被构造成确定并传达所述风力涡轮机叶片(22)是否已经移动到所述支撑框架(44)内的期望的运输位置；以及

在运输到所述安装地点期间，使用所述负载指示器(46)测量所述风力涡轮机叶片(22)相对于所述外骨架(50)和所述支撑垫(52)的移动量。

11.根据权利要求10所述的方法，所述方法还包括：

当所述负载指示器传达所述风力涡轮机叶片尚未移动到所述期望的运输位置时，在将所述风力涡轮机叶片***到所述支撑框架中之后将所述风力涡轮机叶片在所述支撑框架内重新定位。

12.根据权利要求10或11所述的方法，所述方法还包括：

当所述负载指示器测量到所述风力涡轮机叶片相对于所述外骨架和所述支撑垫的移动量超过预定阈值时，检查所述风力涡轮机叶片在运输期间造成的损坏。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的方法，其中，所述负载指示器还包括被构造成接触所述叶片的接触元件、基部、从所述接触元件延伸到所述基部的支撑元件、以及被构造成使所述接触元件偏置远离所述基部的偏置构件，所述方法还包括：

利用所述支撑元件上的移动指示器传达所述风力涡轮机叶片相对于所述外骨架和所述支撑垫的移动量，所述移动指示器显示所述接触元件已经克服来自所述偏置构件的偏置而相对于所述基部移动的距离。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述移动指示器包括所述支撑元件的不同颜色节段，并且传达所述风力涡轮机叶片的移动量还包括：

在将叶片装载到所述支撑框架中之后或在运输所述叶片之后，视觉地验证所述不同颜色节段中的哪个颜色节段被定位成邻近所述基部，以识别所述风力涡轮机叶片的移动量。

15.根据权利要求13所述的方法，其中，所述移动指示器包括设置在所述支撑元件上的距离标记，并且传达所述风力涡轮机叶片的移动量还包括：

在将叶片装载到所述支撑框架中之后或在运输所述叶片之后，通过读取被定位成邻近所述基部的所述距离标记来进行视觉地验证，以提供对所述风力涡轮机叶片的移动量的精确测量。

16.根据权利要求13至15中任一项所述的方法，所述方法还包括：

仅在所述风力涡轮机叶片被运输到所述安装地点并从所述支撑框架移除之后，才利用所述偏置构件使所述接触元件返回到与所述基部间隔开的原始位置。

17.根据权利要求10至16中任一项所述的方法，其中，所述支撑框架包括定位在所述外骨架的不同部分处的多个负载指示器，并且所述方法还包括：

在将所述风力涡轮机叶片***到所述支撑框架中期间，使所述风力涡轮机叶片与所述多个负载指示器接触；以及

使用所述多个负载指示器来测量在运输到所述安装地点期间所述风力涡轮机叶片在多个方向上相对于所述外骨架和所述支撑垫的移动量。

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