СПОСОБ СООРУЖЕНИЯ ВЕТРЯНОЙ ТУРБИНЫ И ГРУЗОПОДЪЕМНАЯ ТРАВЕРСА ДЛЯ МОНТАЖА ЛОПАСТИ РОТОРА ВЕТРЯНОЙ ТУРБИНЫ Российский патент 2020 года по МПК F03D1/06 F03D13/10 B66C13/06 

Данное изобретение касается способа сооружения ветроэнергетической установки и грузоподъемной траверсы для монтажа лопасти ротора ветроэнергетической установки.

При монтаже лопастей ротора ветроэнергетической установки, лопасти ротора подвергаются воздействию погодных условий, будучи незащищенными. В соответствии со стандартом EN 13000, монтаж лопастей ротора ветроэнергетической установки допустим только до некоторой заданной скорости ветра. Если эта скорость ветра обязательно будет превышена, то монтировать лопасть ротора нельзя.

В связи с германской заявкой на патент, в соответствии с которой выдвигаются притязания на приоритет, Германское ведомство по патентам и товарным знакам провело поиск по следующему документу: Prospekt Pomop Blatt Traverse Ematec, 1014.

Соответственно, задача данного изобретения состоит в том, чтобы разработать способ сооружения ветроэнергетической установки, который может быть осуществлен даже при повышенных скоростях ветра.

Эта задача решается посредством способа сооружения ветроэнергетической установки по п.1 формулы изобретения и посредством грузоподъемной траверсы по п.4 формулы изобретения.

Таким образом, предложен способ сооружения ветроэнергетической установки, которая имеет аэродинамический ротор, имеющий соединения лопастей ротора. Грузоподъемная траверса имеет балластный блок, и ее крепят к крановому крюку крана. Лопасть ротора крепят ко второму крановому крюку на нижней стороне балластного блока посредством грузоподъемных тросов. Грузоподъемную траверсу и лопасть ротора поднимают краном для монтажа лопасти ротора в одном из соединений лопастей ротора. Балластный блок служит для увеличения общего веса грузоподъемной траверсы с тем, чтобы монтировать лопасть ротора можно было даже при повышенных скоростях ветра.

В соответствии с одним аспектом данного изобретения, балластный блок имеет, по меньшей мере, один балластный груз, а выбирают этот балластный груз так, чтобы отношение между площадью лопасти ротора и суммой веса балластного груза и веса лопасти ротора было≤1.

В соответствии с одним аспектом данного изобретения, предложен брашпиль-лебедка на роторе ветроэнергетической установки. Комель рабочей лопасти ротора, принадлежащий лопасти ротора, подлежащей монтажу, крепится к крюку брашпиля-лебедки. Лопасть ротора поднимают посредством брашпиля-лебедки и крана.

Данное изобретение также касается грузоподъемной траверсы для монтажа лопасти ротора ветроэнергетической установки. Грузоподъемная траверса имеет балластный блок и, по меньшей мере, одну точку подвески для приема кранового крюка на верхней стороне балластного блока. Грузоподъемная траверса дополнительно имеет крюк на нижней стороне балластного блока и балластный груз.

В соответствии с одним аспектом данного изобретения лопасть ротора ветроэнергетической установки крепят к крановому крюку посредством грузоподъемной траверсы, чтобы впоследствии поднять лопасть ротора. Грузоподъемная траверса имеет балластный блок, имеющий, по меньшей мере, один балластный груз. Использование балластных грузов в грузоподъемной траверсе при монтаже лопастей ротора служит для увеличения общего веса (лопасти ротора+грузоподъемной траверсы). Увеличение веса, подлежащего транспортировке краном, сначала кажется контрпродуктивным, но имеет преимущество, заключающееся в том, что отношение между площадью лопастей ротора нагрузкой лопастей ротора увеличивается.

Формула для расчета максимальных допустимых скоростей ветра при монтаже лопастей ротора зависит от используемого подвижного крана и выясняется в соответствии со стандартом EN 13000. В частности, отношение площади компонента, подлежащего монтажу, к нагрузке компонента имеет первостепенное значение. При максимальной допустимой скорости ветра упомянутое отношение площади к нагрузке не может быть больше 1. Вместе с тем, при использовании современных лопастей ротора ветроэнергетических установок это отношение может быть существенно больше 1.

Дополнительные конфигурации согласно изобретению являются объектом предлагаемой формулы изобретения.

Преимущества и варианты осуществления подробнее описываются ниже в качестве примера со ссылками на чертежи.

На фиг.1 показан схематический вид ветроэнергетической установки в соответствии с изобретением;

на фиг.2 показан схематический вид ветроэнергетической установки при монтаже лопасти ротора в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения;

на фиг.3 показан схематический вид грузоподъемной траверсы в соответствии с изобретением; и

на фиг.4 показан схематический вид части ветроэнергетической установки в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения.

На фиг.1 показан схематический вид ветроэнергетической установки. На фиг.1 показана ветроэнергетическая установка 100, имеющая башню 102 и гондолу 104. В гондоле 104 расположен ротор 106, имеющий три лопасти 200 ротора и обтекатель 110. При эксплуатации, ветер вызывает вращение ротора 106 и тем самым возбуждает генератор в гондоле 104.

На фиг.2 показан схематический вид ветроэнергетической установки при монтаже лопасти ротора в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения. Ветроэнергетическая установка 100 имеет башню 102, гондолу 104 и обтекатель 110. На обтекателе предусмотрены соединения 111 лопастей ротора. Лопасть 200 ротора имеет комель 210 лопасти ротора и законцовку 220 лопасти ротора. Посредством крана 400 и первого крюка (кранового крюка) 410, грузоподъемная траверса 300, имеющая второй крюк 340, поднимает лопасть 200 ротора, чтобы можно было прикрепить лопасть 200 ротора к обтекателю 110 ветроэнергетической установки 100. Крановый крюк 410 связан с грузоподъемной траверсой 300, которая имеет второй крановый крюк 340, с помощью которого лопасть 200 ротора поднимают посредством грузоподъемных тросов 360. Следовательно, крану 400 приходится поднимать и лопасть 200 ротора, и балластный блок или грузоподъемную траверсу 300.

В соответствии с изобретением, грузоподъемную траверсу, имеющую балластный блок 300, используют, чтобы увеличить вес, который надо поднять краном 400. Изобретение основано на том принципе, что путем увеличения веса, который надо поднять краном 400, уменьшают отношение между площадью компонента, подлежащего монтажу (в данном случае - лопасти ротора), к составляющей веса посредством увеличения веса, подлежащего подъему, за счет балластного груза балластного блока 300. Таким образом, можно гарантировать, что монтаж лопасти ротора окажется возможным даже при повышенных скоростях ветра.

На фиг.3 показан схематический вид грузоподъемной траверсы в соответствии с изобретением. На своей верхней стороне грузоподъемная траверса 300 имеет, по меньшей мере, одну, а предпочтительно - две точки 310 подвески, посредством которых грузоподъемную траверсу следует крепить к крановому крюку 410. По выбору, грузоподъемная траверса 300 может иметь каркас 320 для приема балластных грузов 330. На нижней стороне грузоподъемной траверсы 300 предусмотрен второй крановый крюк 340, на который можно крепить грузоподъемные тросы 360 для лопасти 200 ротора. Этот второй крановый крюк 340 может быть поворотным. На каркасе 320 можно предусмотреть точки 321 опоры для направляющих тросов. В соответствии с одним аспектом данного изобретения, можно предусмотреть защитное средство 350, которое защищает балластные грузы 330 в состоянии монтажа.

Балластные грузы 330 можно крепить в пределах каркаса.

В соответствии с одним аспектом данного изобретения, можно предусмотреть парковочное средство или парковочный блок 322, посредством которого грузоподъемную траверсу можно класть на землю даже тогда, когда смонтирован второй крановый крюк 340.

Ниже приводится пояснение расчета допустимой скорости ветра для подъема лопасти ротора.

Формула для расчета парусности

A_W = A_P × c_W;

A_W = 135 м² × 1,1;

A_W = 18,5 м².

Формула для расчета допустимой скорости ветра

.

Максимальная допустимая скорость ветра

для ступицы лопасти ротора

.

;

.

Расчет допустимой скорости ветра для подъема лопасти ротора и увеличения массы путем использования дополнительной грузоподъемной траверсы с балластными грузами монтажного крана проводят следующим образом:

A_W = 18,5 м²

(в предположении, что парусность не изменяется, хотя между вспомогательной лебедкой и монтажным краном есть некоторое распределение);

;

.

На фиг.4 показан схематический вид части ветроэнергетической установки в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения. На фиг.4 показан обтекатель 110 ветроэнергетической установки 100 вместе с брашпилем-лебедкой 500. Брашпиль-лебедка 500 может быть прикреплена к обтекателю 110 и имеет каркас 510, лебедку 520 и два изменяющих направление ролика 531, 532. Брашпиль-лебедка 500 дополнительно имеет крюк 540. Комель 210 лопасти ротора, принадлежащий лопасти 200 ротора, подлежащей монтажу, может быть прикреплен к крюку 540, например, посредством стропа 550. В соответствии с первым вариантом осуществления, кран может своим крановым крюком 410 поднимать грузоподъемную траверсу 300, которая, в свою очередь, соединена посредством грузоподъемного троса с лопастью 200 ротора, а в частности - с точкой 201 подхвата. Таким образом, лопасть 200 ротора поднимают посредством крана и брашпиля-лебедки 500. Это выгодно, потому что таким образом появляется возможность обойтись без направляющих средств с канатными лебедками. Обнаружено, что это выгодно, в частности, для лесорастительных условий.

Расчет допустимой скорости ветра для подъема лопасти ротора и увеличения массы путем использования дополнительной грузоподъемной траверсы, имеющей балластные грузы монтажного крана, проводимый с учетом распределения нагрузки между вспомогательным устройством и монтажным краном, осуществляют следующим образом:

A_W1 = 135 м² × 1,1;

A_W = 99 м²

(в предположении, что на кран действуют 2/3 площади);

A_W2 = 5 м² × 1,6;

A_W = 8 м²

(площадь грузоподъемной траверсы

с дополнительным балластом);

;

.

В соответствии с изобретением, допустимую максимальную скорость можно значительно увеличить посредством грузоподъемной траверсы при монтаже лопастей ротора. За счет использования грузоподъемной траверсы с балластным блоком, допустимую максимальную скорость можно увеличить с 4,4 м/с до 7,2 м/с. Если используют брашпиль-лебедку в соответствии с одним аспектом данного изобретения, допустимую скорость ветра можно увеличить до 8,5 м/с. Это выгодно, в частности, потому, что таким образом лопасть ротора можно монтировать даже при относительно высоких скоростях ветра.

Изобретение относится к способу сооружения ветроэнергетической установки (100), которая имеет аэродинамический ротор (110), имеющий соединения (111) лопастей ротора. Способ сооружения ветроэнергетической установки (100), имеющей аэродинамический ротор (110), который имеет соединения (111) лопастей ротора, включающий в себя этапы, на которых: крепят балластный блок (300) к грузоподъемной траверсе (300), крепят грузоподъемную траверсу (300) с балластным блоком (300) к крановому крюку (410) крана (400), крепят лопасть (200) ротора посредством грузоподъемных тросов (360) ко второму крановому крюку (340) на нижней стороне балластного блока (300) и поднимают грузоподъемную траверсу (300) с балластным блоком и лопастью (200) ротора краном (400) для монтажа лопасти (200) ротора в одном из соединений (111) лопастей ротора. Балластный блок (300) имеет по меньшей мере один балластный груз (330), причем балластный груз выбирают так, чтобы отношение между площадью лопасти (200) ротора и суммой веса балластного груза (330) и веса лопасти (200) ротора было ≤ 1 м²/т. Изобретение направлено на монтаж ветроэнергетической установки при высокой скорости ветра. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ сооружения ветроэнергетической установки (100), имеющей аэродинамический ротор (110), который имеет соединения (111) лопастей ротора, включающий в себя этапы, на которых:

крепят балластный блок (300) к грузоподъемной траверсе (300),

крепят грузоподъемную траверсу (300) с балластным блоком (300) к крановому крюку (410) крана (400),

крепят лопасть (200) ротора посредством грузоподъемных тросов (360) ко второму крановому крюку (340) на нижней стороне балластного блока (300), и

поднимают грузоподъемную траверсу (300) с балластным блоком и лопастью (200) ротора краном (400) для монтажа лопасти (200) ротора в одном из соединений (111) лопастей ротора,

при этом балластный блок (300) имеет по меньшей мере один балластный груз (330), причем балластный груз выбирают так, чтобы отношение между площадью лопасти (200) ротора и суммой веса балластного груза (330) и веса лопасти (200) ротора было ≤ 1 м²/т.

2. Способ по п.1, дополнительно предусматривающий этапы, на которых:

обеспечивают узел (500) брашпиль-лебедки на роторе (110) ветроэнергетической установки (100);

крепят комель (210) лопасти (200) ротора, подлежащей монтажу, на крюк (540) узла (500) брашпиль-лебедки и

поднимают лопасть (200) ротора посредством узла (500) брашпиль-лебедки и крана (400).

3. Грузоподъемная траверса (300) для монтажа лопасти (200) ротора ветроэнергетической установки (100), содержащая:

балластный блок (300), имеющий по меньшей мере одну точку (310) подвески для приема кранового крюка (410) на верхней стороне балластного блока (300), крюк (340) на нижней стороне балластного блока (300) и балластный груз (330),

при этом балластный груз (300) выбирают так, чтобы отношение между площадью лопасти (200) ротора и суммой веса балластного груза (330) и веса (200) ротора было ≤ 1 м²/т.