ЛОПАСТЬ РОТОРА ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ И СПОСОБ ДЛЯ МОНТАЖА ЛОПАСТИ РОТОРА ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ Российский патент 2015 года по МПК F03D1/00 F03D11/00 

Данное изобретение относится к лопасти ротора ветроэнергетической установки и способу монтажа лопасти ротора ветроэнергетической установки.

При монтаже и демонтаже лопастей ротора известны различные технические приемы. Обычно лопасть ротора монтируется и демонтируется при помощи подъемного крана. Для этого предусматриваются средства манипуляции или канаты в области рядом с хвостовиком лопасти ротора и в области вершины лопасти ротора. Затем эти канаты закрепляются на крюке подъемного крана для возможности транспортировки лопасти ротора. Альтернативно, для этого известен также способ монтажа лопастей ротора, причем лопасти ротора имеют одно или два сквозных отверстия, которые служат для приема средств манипуляции. При известных способах монтажа и демонтажа лопастей ротора ветроэнергетической установки лопасть ротора монтируется или демонтируется, будучи выровненной обычно вертикально.

DE 202010002679 U1 показывает лопасть ротора ветроэнергетической установки с поворотным дуговым отводом для поворачивания каната для монтажа лопасти ротора.

DE 10305543 A1 показывает лопасть ротора ветроэнергетической установки со сквозным отверстием для монтажа лопасти ротора.

Задачей данного изобретения является создание лопасти ротора ветроэнергетической установки, которая делает возможным усовершенствованный монтаж и демонтаж.

Эта задача решается посредством лопасти ротора ветроэнергетической установки согласно пункту 1 формулы изобретения и посредством способа согласно пункту 8 формулы изобретения.

Таким образом, предусматривается лопасть ротора ветроэнергетической установки с хвостовиком лопасти ротора, вершиной лопасти ротора, передней кромкой лопасти ротора, задней кромкой лопасти ротора, лицевой стороной, тыльной стороной. Кроме того, лопасть ротора имеет внешнюю оболочку лопасти ротора по меньшей мере с одним отверстием на лицевой и/или тыльной стороне для приема средств манипуляции для монтажа или демонтажа лопасти ротора. Кроме того, лопасть ротора имеет по меньшей мере один крепежный элемент для крепления средств манипуляции, введенных через по меньшей мере одно отверстие. Крепежный элемент расположен внутри внешней оболочки лопасти ротора между лицевой стороной и тыльной стороной.

Согласно одному из аспектов данного изобретения, первый конец введенного средства манипуляции закрепляется на первом конце крепежного элемента, например, при помощи болта. Первый конец крепежного элемента закреплен на находящейся напротив отверстия стороне лопасти ротора.

Согласно еще одному аспекту данного изобретения, предусмотрены по меньшей мере три отверстия во внешней оболочке лопасти ротора вокруг области центра тяжести лопасти ротора.

Согласно другому аспекту данного изобретения, средства манипуляции представляют собой гибкие канаты, например, из стеклопластика (GFK) или углепластика (CFK).

Согласно дальнейшему аспекту данного изобретения, отверстие выполнено закрывающимся изнутри после осуществленного монтажа лопасти ротора.

Согласно дальнейшему аспекту данного изобретения, в области по меньшей мере одного отверстия и крепежных элементов внешняя оболочка лопасти ротора выполнена настолько большой, что человек может проползать через нее.

Согласно дальнейшему аспекту данного изобретения, крепежный элемент имеет первый и второй концы, причем на первом конце и втором конце предусмотрена в каждом случае укрепительная пластина, которая клеится изнутри в или на лицевую сторону или тыльную сторону.

Согласно дальнейшему аспекту данного изобретения, крепежный элемент выполнен симметрично и имеет первое и второе отверстия, которые пригодны для размещения болта для крепления конца средства манипуляции.

Изобретение относится также к способу монтажа лопастей ротора ветроэнергетической установки. При этом первая лопасть ротора поднимается к гондоле ветроэнергетической установки при помощи подъемного крана, а также средства манипуляции, например трех средств манипуляции, которые закреплены согласно изобретению на крепежном элементе внутри лопасти ротора. Затем лопасть ротора монтируется на гондоле, и лопасть ротора опускается, причем три каната по-прежнему закреплены на крюке подъемного крана. В опущенном состоянии лопасть ротора удерживается по-прежнему посредством подъемного крана. Затем вторая лопасть ротора может подниматься при помощи второго подъемного крана к гондоле и там монтироваться. Только после того как вторая лопасть ротора была полностью смонтирована, в первой лопасти ротора удаляются средства манипуляции.

Изобретение относится к идее монтажа или демонтажа, в частности, больших лопастей ротора, выровненных более не вертикально, а горизонтально. Это предпочтительно, так как тем самым сокращается поверхность, подверженная воздействию ветра. Кроме того, изобретение относится к идее о возможности отделения средств манипуляции, необходимых для монтажа лопастей ротора, без необходимости при этом монтажнику совершать обход смонтированной лопасти ротора снаружи, что может производиться, например, посредством люльки с человеком на подъемном кране. Более того, изобретение относится к идее крепления средств манипуляции внутри лопасти ротора таким образом, что они также могут снова удаляться внутри лопасти ротора. Это может происходить, например, посредством болта, который может удаляться после произошедшего монтажа лопасти ротора. Затем через отверстие могут удаляться средства манипуляции (например, канаты). Для этого ни один из монтажников не требуется на внешнюю сторону лопасти ротора. Крепежный элемент для крепления введенных средств манипуляции сконструирован предпочтительно таким образом, что он тянется от лицевой стороны к тыльной стороне лопасти ротора.

Дальнейшие варианты осуществления изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.

Преимущества и примеры осуществления изобретения разъясняются, ссылаясь на чертеж, более детально ниже.

Фиг.1 показывает схематичный вид сверху на лопасть ротора ветроэнергетической установки согласно первому примеру осуществления,

фиг.2 показывает схематичный вид в разрезе лопасти ротора ветроэнергетической установки согласно первому примеру осуществления,

фиг.3 показывает дальнейший схематичный вид в разрезе лопасти ротора ветроэнергетической установки согласно первому примеру осуществления,

фиг.4 показывает схематичный вид в разрезе лопасти ротора согласно уровню техники,

фиг.5 показывает вид сверху на лопасть ротора ветроэнергетической установки согласно второму примеру осуществления,

фиг.6 показывает вид в перспективе крепежного элемента и элемента транспортировки согласно второму примеру осуществления,

фиг.7 показывает дальнейший вид в перспективе трех крепежных элементов в каждом случае с канатами согласно второму примеру осуществления,

фиг.8 показывает вид в перспективе крепежного элемента для лопасти ротора согласно второму примеру осуществления, и

фиг.9 показывает вид в перспективе укрепительной пластины для крепежного элемента в лопасти ротора ветроэнергетической установки согласно второму примеру осуществления.

Фиг.1 показывает схематичный вид сверху на лопасть ротора ветроэнергетической установки согласно первому примеру осуществления. Лопасть 100 ротора ветроэнергетической установки имеет хвостовик 110 лопасти ротора, вершину 120 лопасти ротора, переднюю кромку 160 лопасти ротора, заднюю кромку 170 лопасти ротора, тыльную сторону 130, лицевую сторону 140, внешнюю оболочку 180 лопасти ротора и отверстия 190 на тыльной стороне 130 и/или лицевой стороне 140. Опционально могут быть предусмотрены три отверстия 190.

Лопасть 100 ротора имеет продольное направление 500 лопасти ротора. Предпочтительно три отверстия 190 могут предусматриваться в или вокруг области центра тяжести 600. Тем самым лопасть ротора может монтироваться, будучи выровненной горизонтально. Таким образом, может сокращаться поверхность, подверженная воздействию ветра.

Фиг.2 показывает схематичный вид в разрезе лопасти ротора ветроэнергетической установки согласно первому примеру осуществления. Лопасть 100 ротора имеет хвостовик 110 лопасти ротора, вершину 120 лопасти ротора, тыльную сторону 130, лицевую сторону 140, переднюю кромку 160 лопасти ротора, а также, например, три отверстия 190 во внешней оболочке 180 на тыльной стороне или лицевой стороне, которые предусмотрены в или вокруг области центра тяжести 600. Дополнительно к этому могут иметься также три отверстия на лицевой стороне или тыльной стороне. Между тыльной стороной 130 и лицевой стороной 140 предусмотрены, например, три крепежных элемента 300. Через отверстия 190 средства манипуляции, например, в виде канатов 200 могут вводиться внутрь лопасти ротора и закрепляться при помощи крепежных элементов 300.

Средства 200 манипуляции на своих свободных концах имеют петли 210, которые могут надеваться на крюк 700 подъемного крана (см. фиг.3), чтобы лопасть ротора могла монтироваться или демонтироваться.

Фиг.4 показывает схематичный вид в разрезе лопасти ротора согласно уровню техники. Лопасть ротора имеет хвостовик 110 лопасти ротора и вершину 120 лопасти ротора. Средства манипуляции, например, в виде канатов 200 могут обвязываться вокруг лопасти ротора и затем закрепляться на крюке 700 подъемного крана.

При сравнении между лопастями ротора на фиг.3 и фиг.4 сразу можно увидеть, что соответствующая изобретению лопасть ротора может иметь средства манипуляции, например, в виде канатов 200, которые существенно короче, чем канаты, имеющиеся при лопасти ротора согласно уровню техники на фиг.4. Это также имеет последствие, что необходимый для монтажа или демонтажа подъемный кран может быть меньше.

Согласно изобретению закрепляемый конец средств манипуляции или канатов 200 закрепляется на находящейся напротив отверстий 190 стороне лопасти ротора. Это является особенно предпочтительным с точки зрения лучшего распределения нагрузки при монтаже и демонтаже лопасти ротора.

Фиг.5 показывает вид сверху на лопасть ротора ветроэнергетической установки согласно второму примеру осуществления. В частности, вид сверху фиг.5 изображает вид на область хвостовика лопасти ротора. Лопасть ротора имеет хвостовик 110 лопасти ротора, вершину 120 лопасти ротора, переднюю кромку 160 лопасти ротора, заднюю кромку 170 лопасти ротора, тыльную сторону 130, лицевую сторону 140, а также внешнюю оболочку 180. В своей внутренней части 150 лопасть ротора сконструирована, по меньшей мере, частично полой, так что крепежные элементы 300 могут закрепляться между тыльной стороной 130 и лицевой стороной 140 на внешней оболочке 180. Кроме того, на лицевой стороне 140 предусмотрены три отверстия 190, через которые канаты 200 могут вводиться внутрь 150 лопасти ротора. Затем канаты закрепляются на крепежном элементе 300 при помощи болта 400.

Крепежный элемент 300 имеет две укрепительные пластины 310 на своих обоих концах. При помощи укрепительных пластин 310 крепежный элемент закрепляется на внешней оболочке 180. Крепежные элементы 300 имеют на своих концах первое и второе отверстия 320, 340. В случае, показанном на фиг. 5, болт вводится в первое отверстие 320 для того, чтобы разъемно закреплять канаты 200. Тем самым инициируется или предусматривается распределение нагрузки или усилия в указывающую вниз сторону (на фиг. 5 тыльную сторону 130).

Крепежный элемент 300 имеет изгиб 330 в своей средней области.

Фиг. 6 показывает вид в перспективе крепежного элемента для лопасти ротора согласно второму примеру осуществления. Крепежный элемент имеет две укрепительные пластины 310, первое и второе отверстия 320, 340, а также изгиб 330 в средней области. Канат 200 имеет первую петлю 210 для приема крюка подъемного крана и вторую петлю 220, которая служит для закрепления на крепежном

элементе. Это происходит посредством вставки болта 400 в первое отверстие 320.

В средней области крепежного элемента между первым и вторым отверстием предусмотрен изгиб.

Фиг.7 показывает дальнейший вид в перспективе крепежных элементов 300 и канатов 200 лопасти ротора ветроэнергетической установки согласно второму примеру осуществления. Крепежные элементы имеют в каждом случае две укрепительные пластины 310, первое и второе отверстия 340, а также изгиб 330 на среднем участке. Канаты 200 вводятся через отверстие в укрепительной пластине 310 и при помощи болта 400 закрепляются на или в первом отверстии 320.

Фиг.8 показывает вид в перспективе крепежного элемента для лопасти ротора согласно второму примеру осуществления. Крепежный элемент 300 в поперечном сечении сконструирован, например, с U-образной формой и имеет, таким образом, два первых отверстия 320, два вторых отверстия 340, а также два изгиба 330 на среднем участке между первыми и вторыми отверстиями. Болт 400 может вводиться через оба первых отверстия 320. Это может служить для закрепления второй петли каната 200.

Фиг.9 показывает вид в перспективе укрепительной пластины крепежного элемента для лопасти ротора согласно второму примеру осуществления. Укрепительная пластина в своей центральной части имеет сквозное отверстие 311 для приема средств манипуляции, например, в виде канатов. Кроме того, укрепительная пластина имеет первую сторону 315 и вторую сторону 316. Кроме того, укрепительная пластина имеет три конца 312, 313, 314. Укрепительная пластина 310 наклеивается во или на внешнюю оболочку, например, при изготовлении лопасти ротора.

Согласно второму примеру осуществления канат 200 закрепляется при помощи болта 400 в или на первом отверстии 320. Это особенно предпочтительно, так как вследствие этого становится возможным лучший силовой поток. При этом второе отверстие 320 представляет собой отверстие, которое указывает вниз и находится напротив отверстия 190. Выемка 330 предназначена для уменьшения веса. Кроме того, вследствие этого может предотвращаться, что воздушный поток тормозится посредством внутренней части 150 лопасти ротора. Этот воздушный поток может использоваться, например, для обогрева лопасти ротора. Кроме того, посредством выемки может достигаться, что монтажник может вползать во внутреннюю часть лопасти ротора, например, для монтажа или демонтажа.

Предпочтительно внутренняя часть лопасти ротора в области отверстий 190 сконструирована настолько большой, что человек может проползать там насквозь для того, чтобы отсоединять болты 400 после произошедшего монтажа лопасти ротора. Кроме того, эта область сконструирована до того большой, что человек может проползать через нее для возможности осмотра внутренней части лопасти ротора.

Крепежный элемент 300 опционально изготовлен из неметаллического материала, как, например, стеклопластика (GFK) или углепластика (CFK). Только болт 400 может быть изготовлен из металла.

Согласно изобретению, средства манипуляции или канаты предпочтительно изготовлены из стекловолокна, а также являются гибкими для того, чтобы они не повреждали лопасть ротора. В области отверстия 190 может быть предусмотрена упругая эластичная втулка для того, чтобы канаты не повреждали внешнюю оболочку лопасти ротора в области отверстия 190. После монтажа лопасти ротора и удаления средств манипуляции отверстие 190 может опционально закупориваться изнутри при помощи заглушки. Опционально вокруг заглушки может быть предусмотрена прокладка.

Согласно аспекту данного изобретения в области отверстия 190 может быть предусмотрен, например, составной раструб, который монтируется изнутри наружу. Затем канаты вводятся через отверстие 190 и закрепляются на крепежном элементе 300. После монтажа составной раструб может демонтироваться в таком случае изнутри.

Согласно аспекту данного изобретения, например, три отверстия 190 расположены вокруг центра тяжести 600 лопасти ротора. Под отверстиями 190 предусмотрены три крепежных элемента между тыльной стороной 130 и лицевой стороной 140.

При монтаже лопасти ротора первая лопасть ротора монтируется, например, в положении 3-х часов при помощи первого подъемного крана. Для этого три петли 210 канатов подвешены на крюке 700 подъемного крана так, что подъемный кран удерживает лопасть ротора в положении 3-х часов для монтажа. После произошедшего монтажа лопасть ротора опускается. При этом может случиться, что лишь один из канатов натянут, в то время как оба других каната не натянуты. Это может привести к тому, что отверстие 190, а также крепежный элемент 300, на котором закреплен канат, должны воспринимать весь силовой поток для лопасти ротора. Таким образом, отверстия 190, а также укрепительные пластины 310 должны быть соответственно рассчитаны.

При монтаже лопасти ротора предпочтительно удалять канаты 200 только после произошедшего монтажа второй лопасти ротора. Для этого лопасть ротора поворачивается настолько, что ближайшая лопасть ротора может монтироваться, например, в положении 9-ти часов при помощи второго подъемного крана. Таким образом, может гарантироваться, что при повороте вниз лопасть ротора передвигается и отклоняется не бесконтрольно.

Согласно аспекту данного изобретения, вместо двух канатов может использоваться сплошной канат, один конец которого закрепляется на первом крепежном элементе, а второй конец которого закрепляется на втором крепежном элементе.

Согласно дальнейшему аспекту данного изобретения, вдоль продольного направления лопасти ротора предусмотрены ремни для восприятия соответствующих усилий. Предпочтительно укрепительные пластины 310 соединяются с этими ремнями для того, чтобы содействовать хорошему силовому потоку.

Укрепительные пластины имеют три конца 312, 313, 314, которые находятся по отношению друг к другу под углом в 60°. Это особенно предпочтительно ввиду силового потока.

Изобретение относится к лопасти ротора ветроэнергетической установки и способу монтажа лопасти ротора ветроэнергетической установки. Лопасть (100) ротора ветроэнергетической установки имеет хвостовик (110), вершину (120), переднюю кромку (160), заднюю кромку (170), лицевую сторону (140) и тыльную сторону (130). Кроме того, лопасть (100) ротора имеет внешнюю оболочку (180) с по меньшей мере одним отверстием (190) на лицевой и/или тыльной стороне для приема средств (200) манипуляции для монтажа или демонтажа лопасти (100) ротора. Кроме того, лопасть (100) ротора имеет по меньшей мере один крепежный элемент (300) для крепления средств (200) манипуляции, введенных через по меньшей мере одно отверстие. Крепежный элемент (300) расположен внутри (150) внешней оболочки лопасти (100) ротора между лицевой стороной (140) и тыльной стороной (130). Изобретение направлено на упрощение монтажа лопасти ротора ветроэнергетической установки. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Лопасть (100) ротора ветроэнергетической установки, содержащая:
- хвостовик (110) лопасти ротора, вершину (120) лопасти ротора, переднюю кромку (160) лопасти ротора, заднюю кромку (170) лопасти ротора, а также лицевую сторону (140) и тыльную сторону (130),
- внешнюю оболочку (180) лопасти ротора по меньшей мере с одним отверстием (190) на лицевой и/или тыльной стороне для приема средств (200) манипуляции для монтажа или демонтажа лопасти (100) ротора и
- по меньшей мере один крепежный элемент (300) для крепления средств (200) манипуляции, введенных через указанное по меньшей мере одно отверстие, причем крепежный элемент (300) расположен внутри (150) внешней оболочки (180) лопасти ротора между лицевой стороной (140) и тыльной стороной (130),
при этом первый конец (220) введенного средства (200) манипуляции закрепляется на первом конце (320) крепежного элемента (300), причем первый конец (320) крепежного элемента (300) закреплен на находящейся напротив отверстия (190) стороне лопасти (100) ротора.

2. Лопасть ротора по п. 1, отличающаяся тем, что предусмотрены три отверстия (190) во внешней оболочке (180) лопасти ротора вокруг области центра тяжести (600) лопасти ротора.

3. Лопасть ротора по п. 1, отличающаяся тем, что средства (200) манипуляции представляют собой гибкие канаты из стеклопластика или углепластика.

4. Лопасть ротора по п. 1, отличающаяся тем, что отверстие (190) выполнено закрывающимся изнутри после осуществленного монтажа лопасти ротора.

5. Лопасть ротора по п. 1, отличающаяся тем, что в области указанного по меньшей мере одного отверстия (190) и крепежных элементов (300) внешняя оболочка (180) лопасти ротора сконструирована настолько большой, что человек может через нее проползать.

6. Лопасть ротора по п. 1, отличающаяся тем, что крепежный элемент (300) имеет первый и второй концы, причем на первом конце и втором конце предусмотрена в каждом случае укрепительная пластина (310), которая наклеивается изнутри в или на лицевую сторону или тыльную сторону.

7. Лопасть ротора по п. 6, отличающаяся тем, что крепежный элемент (300) выполнен симметрично и имеет первое и второе отверстия (320, 340), которые пригодны для размещения болта (400) для крепления конца средств манипуляции.

8. Способ монтажа лопастей ротора ветроэнергетической установки, причем каждая лопасть ротора имеет внешнюю оболочку (180) лопасти ротора по меньшей мере с одним отверстием (190) для приема средств (200) манипуляции для монтажа или демонтажа лопасти (100) ротора, причем предусмотрен по меньшей мере один крепежный элемент (300) для крепления средств (200) манипуляции, введенных через указанное по меньшей мере одно отверстие (190), причем крепежный элемент предусмотрен внутри внешней оболочки лопасти ротора, включающий шаги:
- крепления первого конца по меньшей мере одного первого средства (200) манипуляции на первом конце (320) крепежного элемента (300) лопасти (100) ротора ветроэнергетической установки на находящейся напротив отверстия (190) стороне лопасти (100) ротора ветроэнергетической установки, причем первое средство манипуляции вводят через отверстие (190),
- поднятия лопасти ротора при помощи первого средства (200) манипуляции и первого подъемного крана,
- монтажа лопасти ротора на первом месте присоединения лопасти ротора в гондоле ветроэнергетической установки,
- опускания первой смонтированной лопасти ротора при помощи первого подъемного крана и первых закрепленных средств (200) манипуляции,
- удержания лопасти ротора в опущенном положении при помощи первого средства (200) манипуляции и первого подъемного крана,
- крепления вторых средств манипуляции на крепежном элементе второй лопасти ротора ветроэнергетической установки, причем второе средство (200) манипуляции вводят через отверстие (190),
- поднятия второй лопасти ротора при помощи вторых средств (200) манипуляции и второго подъемного крана,
- монтажа второй лопасти ротора на втором месте присоединения лопасти ротора на гондоле ветроэнергетической установки,
причем первую лопасть ротора удерживают посредством первых средств манипуляции и первого подъемного крана вплоть до монтажа второй лопасти ротора.