NO327853B1 - Fremgangsmate for plassbygging av vindkraftanlegg. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for på anleggsplassen å anbringe rotorblader på et rotornav i et vindenergianlegg.

En slik fremgangsmåte er allerede kjent og unngår problemer som oppstår ved en montering av rotorblader på et rotornav på bakken og ved den etterfølgende håndteringen ved anbringelsen av rotoren på vindenergianlegget. En slik montering er f.eks. vist i Windkraft-Journal, utgave 1/2000, side 13.

I tegningen som er vist der fremgår det at først blir gondolen med rotornavet anbrakt på tårnspissen. Så blir et rotorblad løftet opp av en kran og festet på rotornavet, på anleggsplassen.

Men for denne kjente fremgangsmåten er det en ulempe at allerede etter monteringen av det første rotorbladet blir det en betraktelig ubalanse gjennom den ensidige vekten av rotorbladet som ved videre dreining av rotornavet til monteringsposisjonen for det neste bladet medfører at et betydelig dreiemoment må overvinnes i hele den mekaniske strengen og belaster i stor grad dens komponenter.

Denne belastningen øker videre etter monteringen av det andre bladet ved f.eks. en trebladet rotor. Momentene som opptrer her kan føre til skader h.h.v. forkortning av levetiden for komponentene spesielt i den mekaniske strengen.

Oppfinnelsens formål er det derfor å unngå høye dreiemomenter ved monteringen av rotorblader, på anleggsplassen.

Dette formål blir ifølge oppfinnelsen oppnådd med en fremgangsmåte med kjennetegnene i krav 1. Fordelaktige utførelsesformer er angitt i de uselvstendige krav. Videre blir dette formål oppnådd ved anvendelsen av en utligningsvekt med kjennetegnene ifølge krav 4. Videre blir formålet oppnådd ved en vekt utformet ifølge krav 5. Formålet blir også oppnådd ved et vindenergianlegg med kjennetegnene ifølge krav 12.

Gjennom fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen h.h.v. gjennom kjennetegnene ifølge oppfinnelsen blir en ubalanse i området ved rotornavet unngått eller redusert på forhånd også under byggingen av vindenergianlegget. Derigjennom opptrer under monteringen av rotorbladene på rotornavet og spesielt ved dreiningen av rotornavet som ennå ikke er fullstendig fylt med rotorblader maksimalt bare de momentene på rotornavet som det allerede er tatt hensyn til ved dimensjoneringen. En skade på komponentene i anlegget - f.eks. lågere, men også generator (som vanligvis sørger for dreiningen av rotornavet ved monteringen) - blir dermed sikkert forhindret.

For å unngå en utilsiktet dreining av rotornavet under monteringen av rotorbladet spesielt etter at vekten er fjernet og før anbringelsen av rotorbladet, blir rotornavet holdt i sin posisjon gjennom en stiv låseinnretning. Denne stive låseinnretningen tar også opp dreiemomentene som opptrer under utskiftingen. Her er de anvendte vektene spesielt utformet til festing på rotornavet i et vindenergianlegg og har maksimalt den massen som tilsvarer massen til ett enkelt rotorblad.

For å lage et dreiemoment som tilsvarer det som blir laget av et rotorblad må det være en vektarm hvis lengde tilsvarer avstanden av tyngdepunktet for rotorbladet fra rotornavet, når vekten har samme masse som rotorbladet.

Spesielt foretrukket omfatter vekten ifølge oppfinnelsen et masselegeme og en vektarm, hvor masselegemet kan forskyves langs vektarmen. Derved kan gjennom variasjon av den virksomme lengden av vektarmen, altså avstanden mellom rotornavet og masselegemet, dreiemomentet som virker på rotornavet fra vekten bli variert.

I en annet utforming av oppfinnelsen er masselegemet dannet av ett eller flere enkeltlegemer. Disse enkeltlegemene har hvert en forhåndsangitt masse og kan festes til hverandre. Gjennom denne utformingen av masselegemet kan dets masse bli variert på en enkel måte. Videre forskyver tyngdepunktet for masselegemet seg for hvert enkeltlegeme som blir festet og dermed forandrer lengden av vektarmen seg.

I en utvalgt videreutforming av oppfinnelsen er massen av vekten omtrent halvparten av massen av et rotorblad. Derigjennom kan momentene som opptrer under dreiningen av rotornavet stadig bli tilstrekkelig utlignet, mens vekten på den ene siden allikevel er bygget mindre og på den andre siden er enklere å transportere.

I en spesielt utvalgt videreutforming av oppfinnelsen har hver vekt minst en bærering som den kan bli håndtert med og spesielt bli holdt av en kran. Derigjennom kan vekten etter at den er løst fra rotornavet bli holdt sikkert og satt ned på marken før rotorbladet blir løftet opp for monteringen til rotornavet.

I det følgende blir en utforming av oppfinnelsen nærmere forklart ved hjelp av tegningene. Her viser figur 1 en øvre del av et vindenergianlegg sett forfra, figur 2 en forenklet fremstilling av en vekt ifølge oppfinnelsen, figurene 3a-3d forløpet av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, figur 4 en forenklet oversikt inn i en vekt som angår oppfinnelsen og figur 5 mange delvekter.

I figur 1 er det vist et øvre avsnitt av et tårn 10, hvor det på spissen er anordnet en gondol 12 som det er plassert en maskinbærer i som opptar samtlige mekanisk bevegede i vindenergianlegget. I sentrum av gondolen 12 (maskinbæreren) er det anordnet et rotornav 14 som rotorbladene 16 via flensforbindelser kan bli festet på navet med. Et rotorblad 16 i monteringsposisjonen er vist.

På de gjenværende flensforbindelsene er det anordnet vekter som på rotornavet 14 tilfører belastningsforhold slik de oppstår med tre monterte rotorblader 16. Her er det resulterende dreiemomentet null. På denne måten kan rotornavet 14 nå bli dreid til en ønsket posisjon. Slik kan en av vektene 20 bli fjernet og erstattet med et rotorblad 16. Derigjennom blir belastningsforholdene igjen uforandret, slik at også en videre dreining og en utskifting av den gjenstående vekten 20 med et rotorblad 16 er uproblematisk.

For å unngå en ufrivillig dreining av rotornavet 14 under utskiftingsforløpet og for å ta opp dreiemomenter som opptrer under utskiftingsforløpet, kan dette rotornavet bli låst i en forutbestemt posisjon med en (ikke vist) låseinnretning.

Figur 2 viser en vekt 20 ifølge oppfinnelsen. Denne vekten 20 har et i alt vesentlig sylindrisk tverrsnitt. På den ene siden av vekten 20 er det anordnet stålbolter 22 som tillater opprettelse av en forbindelse mellom rotornavet 20 og vekten 20. Videre er det på vekten 20 ifølge oppfinnelsen vist ringer 24 som på den ene siden tillater en håndtering av vekten 20 for transport og på den andre siden også ved anbringelsen på rotornavet 14 og også ved fjerningen fra rotornavet 14.

Etter dette blir rotornavet 14 ifølge oppfinnelsens fremgangsmåte påsatt tre vekter 20 allerede på marken. Rotornavet 14 blir så med en (ikke vist) kran transportert til innbyggingssituasjonen, slik at rotorbladene 16 så kan bli montert på anleggsplassen i bytte med vektene 20.

Figurene 3a-3d viser forenklet forløpet av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.

I figur 3a er rotornavet 14 vist med 3 vekter 20. Her befinner en av vektene 20 seg i en posisjon på siden (kl 3).

Tilsvarende fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen blir nå rotornavet 14 låst i sin posisjon, slik at en vridning ut av denne posisjonen er utelukket. Så blir vekten 20 i posisjonen på siden løsnet og fjernet, og på dette stedet blir et rotorblad 16 festet på rotornavet 14.

Dette er vist i figur 3b med et rotorblad 16 i posisjonen på siden istedenfor vekten 20. Blir nå låsen løsnet til forberedelse av monteringen av det neste rotorbladet 16 så er belastningsforholdene på rotornavet 14 uforandret. Rotornavet 14 kan dermed bli dreid videre inntil den neste vekten 20 står i posisjonen på siden (kl 3). Så blir rotornavet igjen låst fast og utvekslingen av vekten 20 med rotorbladet 16 blir gjentatt. Resultatet av dette andre utskiftingsforløpet er vist i figur 3 c.

Også nå er belastningsforholdene uforandret, slik at dette kan bli gjentatt enda en andre gang.

Figur 3d viser rotoren med alle rotorbladene 16 anbrakt på rotornavet 14 etter avslutningen av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.

Gjennom denne fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen opptrer det på navet hele tiden bare de momentene som det og hele den etterfølgende strengen et utformet for. Er alle tre momentene like store, så er det resulterende momentet hele tiden lik null.

Figur 4 viser forenklet innsiden av en vekt 20 ifølge oppfinnelsen. Til dette har vekten et ellipseformet snitt. Inne i denne vekten 20 befinner det seg en vektarm 26 som et masselegeme er anordnet forskyvbart på. Vekten 20 er utformet slik at festeinnretningene er anordnet på den venstre siden (men ikke vist i denne figuren).

Ifølge oppfinnelsen kan masselegemet 23 forskyves langs vektarmen 26, slik at den registrerte avstanden av tyngdepunktet fra den venstre enden av vekten 20, som i denne figuren er betegnet 21, kan bli forandret. Denne avstanden som er betegnet 21 er den virksomme vektarmen som masselegemet 23 virker på (ikke vist) rotornavet med og lager et moment.

Med uforandret masse for masselegemet 23 kan altså momentet som er dannet av vekten 20 bli variert.

For fagmannen er naturligvis innretninger til å fastlegge masselegemet 23 til en ønsket posisjon, f.eks. i form av stoppere eller andre egnede holdelelementer kjent og ikke vist utførlig i denne figuren.Men da denne vekten 20 ifølge oppfinnelsen blir dreid med rotornavet 14 må en forskyvning av masselegemet 23 langs vektarmen 26 bli forhindret på en sikker måte.

Figur 5 viser en variant av masselegemet. I denne figuren er det vist flere enkeltvekter 28 som ved å festes til hverandre kan bli forenet til ett masselegeme. Gjennom denne sammensettingen av enkeltvekter 28 kan den ønskede massen av masselegemet 23 bli tilpasset i forhåndsangitte trinn og gir dermed enda en mulighet til å variere dreiemomentet utøvet av vekten 20.

Claims (20)

1. Fremgangsmåte for montering på anleggsplassen av et vindenergianlegg som omfatter et tårn på hvilket en maskinbærer hviler, med en holder for en rotor, idet rotoren omfatter et nav som har minst en flens for mottak av minst ett rotorblad, karakterisert ved løsbar montering av en vekt (20) på minst en flens på rotornavet (14), anbringelse av rotornavet (14) på maskinbæreren, posisjonering av rotornavet (14) i en forhåndsangitt posisjon, ombytting av vektene (20) på rotornavets flenser med et rotorblad (16) ved demontering av vekten (20) og etterfølgende montering av rotorbladet (16) på rotornavet (14).

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det blir anordnet vekter (20) på samtlige flenser på rotornavet (14) som er innrettet til festing av rotorblader.

3. Fremgangsmåte ifølge foregående krav, karakterisert ved at rotornavet (14) i det minste under monteringen av et rotorblad (16) blir holdt i sin posisjon med en låseinnretning.

4. Utligningsvekt, karakterisert ved at den omfatter et masselegeme (23) og en vektarm (26), hvor utligningsvekten er innrettet til midlertidig feste på et vindenergianleggs rotornav (14) og er utskiftbar med et rotorblad (16) i vindenergianlegget.

5. Utligningsvekt ifølge krav 4, karakterisert ved at masselegemet (23) og vektarmen (26) er slik dimensjonert at utligningsvekten på navet (14) gir et forhåndsangitt moment som spesielt tilsvarer omtrent det momentet som et rotorblad (16) belaster navet med.

6. Utligningsvekt ifølge krav 4-5, karakterisert ved at den virksomme lengden av vektarmen (26) tilsvarer avstanden av tyngdepunktet for rotorbladet (16) fra navet (14) og/eller massen av masselegemet (23) tilsvarer massen av rotorbladet (16).

7. Utligningsvekt ifølge krav 4, karakterisert ved at masselegemet (23) og vektarmen (26) er utmålt slik at utligningsvekten belaster navet (14) med et forhåndsangitt moment som spesielt tilsvarer halvparten av momentet som et rotorblad (16) belaster navet (14) med.

8. Utligningsvekt ifølge krav 4-7, karakterisert ved at masselegemet (23) er dannet av ett eller flere enkeltlegemer (28).

9. Utligningsvekt ifølge krav 8, karakterisert ved at vektarmen (26) har egnede innretninger til feste på en flens på rotornavet (14).

10. Utligningsvekt ifølge krav 8, karakterisert ved at minst et av enkeltlegemene (28) har egnede innretninger til feste på en flens på rotornavet (14), og at det er anordnet forbindelsesmidler til å forbinde enkeltlegemene (28) med hverandre med.

11. Utligningsvekt ifølge krav 4-9, karakterisert ved at masselegemet (23) kan forskyves langs vektarmen (26).

12. Utligningsvekt ifølge krav 11, karakterisert ved at det mellom masselegemet (23) og vektarmen (26) er utformet et spindeldriwerk.

13. Utligningsvekt ifølge krav 12, karakterisert ved at vektarmen (26) som virker som driwerksspindel er lagret dreibar og kan dreies motorisert og/eller manuelt for å bevege masselegemet (23) langs vektarmen (26).

14. Utligningsvekt ifølge krav 4-13, karakterisert ved at utligningsvekten har minst en bærering (24) til transport av utligningsvekten.

15. Utligningsvekt ifølge krav 4-14, karakterisert ved at en kappe (30) omgir masselegemet (23) og vektarmen (26).

16. Utligningsvekt ifølge krav 15, karakterisert ved et gjennombrudd i kappen (30) som inspeksjonsåpning for å bestemme posisjonen av masselegemet (23).

17. Utligningsvekt ifølge krav 16, karakterisert ved at flere utboringer som inspeksjonsåpninger er anordnet med avstand fra hverandre i utligningsvektens lengderetning.

18. Utligningsvekt ifølge krav 16, karakterisert ved at inspeksjonsåpningen er utformet som et avlangt hull som strekker seg i utligningsvektens lengderetning.

19. Anvendelse av en vekt (20) som utligningsvekt for løsbar festing på et rotornav (14) før montering av et rotorblad for et vindenergianlegg på rotornavet.

20. Vindenergianlegg som består av et tårn, en maskinbærer lagret på tårnet og et nav (14) for en rotor anbrakt på maskinbæreren, hvor navet (14) har minst en flens for å holde et rotorblad (16), og anbrakt løsbar på flensen en vekt (20), fortrinnsvis en vekt ifølge krav 4-18 som kan byttes ut med et rotorblad (16).