用于建造风力涡轮机塔的起吊系统和设备技术方案

本公开的发明专利技术用于将风力涡轮机和叶片组件安装在风力涡轮机塔的上端上。本发明专利技术通常包括枢转地固定到塔的顶节组件上的构架或桁架。横梁被连接到构架或桁架上，并且当构架或桁架处于第一位置时在塔的前部延伸，而当处于第二位置时通常在塔的上方延伸。当处于第一位置时，风力涡轮机或叶片组件能被吊起到塔的顶部。当构架或桁架枢转到第二位置时，风力涡轮机或叶片组件然后被运动到用于安装到塔上的位置。当涡轮机和叶片组件被固定到塔上时，构架或桁架则与塔脱开并下降到地面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请本申请要求享有2005年12月30日提交的、标题为“涡轮机和叶片起吊设备和方法”的美国临时专利申请No.60/755,615和2006年10月2日提交的、标题为“用于风力涡轮机和结构塔的起吊系统”的美国临时专利申请No.60/848,725的优先权。
本专利技术涉及风力涡轮机和结构塔，并且更具体地说，涉及组装用于风力涡轮机的高位结构塔时使用的并且用于将风力涡轮机和叶片安装在高位结构塔上的设备和方法。
技术介绍
风力涡轮机在美国和欧洲以及全球的许多其它国家是愈来愈普及的能源。为了从风中捕获能量时实现规模效果，开发者正在建立使风力涡轮机的数量日益增多、其较大涡轮机置于较大高度处的风力涡轮机场地。在巨大风力涡轮机场地项目中，例如，开发者通常采用具有设在五十米或更高处的大约1.2MW的涡轮机的二十五个或更多个风力涡轮机。这些数量在使项目对于开发者有益的同时达到降低能量成本的规模效果。将较大涡轮机置于较大高度处使每个涡轮机能运转，基本上免除由于风的切变和与地形中近地不规则物，例如岩石和树木的相互作用产生的边界层效应。较大涡轮机高度还导致在较高持续风速下更稳定的运转条件，由此平均每单位时间产生更多能量。因此，对较大涡轮机设置在较大高度处具有经济和工程刺激作用。然而，将较大涡轮机设置在较大高度处产生成本问题。成本与较大和较重塔相关联，该塔需要承受较大涡轮机的附加重量和承受结构-->置于较大高度处而产生的风荷载，高度越高，风速也越大且更持续。附加成本涉及安装风力涡轮机所需的设备。例如用于风力涡轮机的传统管式塔，譬如具有用钢或混凝土建造的分段管状构造的塔的重量与自乘到5/3次幂的塔高度成比例地增加。因此，在标准65米高度处典型称量为176,000lbs的1.5MW塔在85米高度处称重将大约为275,000lbs，增量为大约56％。然而，超过250,000lbs、或高于100米的塔通常需要专用和昂贵的吊车来组装塔段和将涡轮机和叶片安装在组装的塔上。对于典型的1.5MW涡轮机来说，仅运输和组装这些吊车中的一个的成本就可超过＄250,000。为了偿还与这种大型吊车相关联的费用，风力涡轮机场地的开发者希望将尽可能多的风力涡轮机运送到项目安装点(footprint)，由此将吊车成本分散到许多风力涡轮机上。然而，由于具有有限安装点的场地，迫使开发者偿还使用较少涡轮机的吊车的运输和组装成本，这在经济上可能是不可行的。而且，建立在不平地面上的项目需要重复地组装和拆卸吊车，这在经济上同样可能是不可行的。位于山顶脊梁或其它后勤困难场地的项目，除了与吊车设置在这样的场地相关联的工程困难之外，由于经济上不可行可能同样几乎被取消。因此有利的是，能够组装高位结构塔和将重型风力涡轮机安装在这样的塔的顶部上，而不依赖于比较巨大和过高昂贵的吊车设备。因此，本专利技术的主要目的是提供一种用于组装高位结构塔和将风力涡轮机安装在这种组装塔的顶部上且无需巨大和过高昂贵的吊车设备的设备和方法。本专利技术的这个和其它目的、特征及优点将参照下面说明变得更加清楚。
技术实现思路
本专利技术公开了一种用于将风力涡轮机组件起吊到高位结构塔的顶部上的设备和方法。设备的一个实施例包括紧接结构塔的上端而被设置和连接的枢轴。第一起吊桁架枢转地连接到轴上，第一起吊桁架具有离开轴延伸的第一远端和在离开第一远端的方向上延伸的第二远-->端。第二起吊桁架枢转地连接到轴上，第二起吊桁架具有离开轴延伸的第一远端和在离开第一远端的方向上延伸的第二远端。第一横梁连接第一和第二起吊桁架的第一远端，并且索具组件(rigging assembly)连接到横梁上且构造用于将涡轮机吊起到塔的上端上。连接到第一起吊桁架上的枢转控制缆索靠近第二远端，用于控制第一和第二起吊桁架围绕枢轴的枢转运动。在另外的实施例中，第一起吊桁架的形状是三角形并且包括枢转地连接到枢轴上的第一和第二部件。第一部件相对于第二部件设置成一定角度，使枢轴的一部分靠近角的顶点，并且使角从大约95度至大约180度。在又一个实施例中，第一起吊桁架包括枢转地连接到枢轴上的第三和第四部件。在另一个的实施例中，索具组件可以包括滑轮和滑车组件；第一起吊桁架可以利用轴承枢转地连接到枢轴上；而第二横梁可以设置在第二远端之间并连接到第二远端上，使枢转控制缆索连接到第二横轴上。在又一个实施例中，一种用于将把风力涡轮机组件起吊到高位结构塔的顶部的设备包括连接到塔上的支撑构架和枢转地连接到支撑构架上的第一起吊桁架，第一起吊桁架具有延伸离开支撑构架的远端。索具组件紧接远端而被连接并且被构造用于将涡轮机吊起到塔的上端上，而具有连接到支撑构架上的第一端和连接到第一起吊桁架上的第二端的液压缸控制起吊桁架的枢转运动。第二起吊桁架也可以枢转地连接到支撑构架上，使第二起吊桁架具有延伸离开支撑构架的远端。横梁可以在第一和第二起吊桁架的远端之间延伸，并且具有连接到梁上的索具组件。第二液压缸可以具有连接到支撑构架上的第一端和连接到第二起吊桁架上的第二端。起吊桁架的形状可以是三角形的，可以是直的整体部件，或者具有各种其它形状，包括正方形、半圆形或圆形。此外还公开一种用于将高位多节(multiple-bay)结构塔和相关风力涡轮机设备架设在基础上的方法，该方法包括步骤；将基座节组件固定到基础上；使用吊车或起重架将中间节组件设置在基座节组件的顶部上；使用吊车或起重架将顶节组件设置在第一中间节组件的顶部-->上；使用吊车或起重架紧接顶节组件将本文公开的用于起吊风力涡轮机的设备中的一个设置；和使用本文公开的用于起吊风力涡轮机的设备中的一个将风力涡轮机和叶片吊起和设置到顶节组件的顶部上。按照本专利技术可以彼此组合地使用来自上述实施例的任一个的特征。另外，本专利技术的其它特征和优点对于本领域的技术人员通过考虑随后的描述、附图和附属权利要求书将变得更加清楚。附图说明图1表示多节结构塔的透视图，该多节结构塔具有安装在其上的风力涡轮机组件；图2表示将组件吊起在结构塔的顶部上的吊车，本专利技术的起吊设备的实施例；图3表示本专利技术的起吊设备的实施例；图4表示图3中所示的本专利技术的实施例的前视图；图5表示图3中所示的本专利技术的实施例的侧视图；图6表示图3中所示的设置用于将涡轮机吊起到塔顶部的本专利技术的实施例；图7表示在将涡轮机吊起到塔顶部上之后图3中所示的本专利技术的实施例；图8表示图3中所示的本专利技术的实施例，枢转以使涡轮机进入用于附接到结构塔的位置；图9表示在将涡轮机往下放到用于附接到结构塔的位置之后图3中所示的本专利技术的实施例；图10表示图3中所示的设置用于将叶片组件吊起到塔顶部的本专利技术的实施例；图11表示在将叶片组件吊起到塔顶部上之后图3中所示的本专利技术的实施例；图12表示图3中所示的本专利技术的实施例，枢转以使叶片组件进入用于附接到涡轮机的从动轴的位置；-->图13表示本专利技术的起吊设备的另一实施例；图14表示为将起吊构架安装到支撑构架部件上使用的轴承组件的特写图；图15表示本专利技术的起吊构架和为将起吊构架固定到空间构架塔上而使用的构架的实施例；图16表示固定到空间构架塔的纵向部件上的涡轮机安装结构；图17表示本专利技术的起吊构架的另一实施例；图18表示在将涡轮机吊起到塔顶部上之后图17中所示的本专利技术的实施例；图19表示在将涡轮机吊本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将风力涡轮机组件起吊到高位结构塔的顶部的设备，其包括：　枢轴，其紧接结构塔的上端而被设置；　第一起吊桁架，其枢转地连接到轴上，第一起吊桁架具有离开轴延伸的第一远端和在离开第一远端的方向上延伸的第二远端；　第二起吊桁 架，其枢转地连接到轴上，第二起吊桁架具有离开轴延伸的第一远端和在离开第一远端的方向上延伸的第二远端；　第一横梁，其连接第一和第二起吊桁架的第一远端；　索具组件，其连接到横梁上，并且构造用于将涡轮机吊起到塔的上端；和　枢转控 制缆索，其连接到第一起吊桁架上，用于控制第一和第二起吊桁架围绕所述枢轴的枢转运动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-12-30 60/755,615;US 2006-10-2 60/848,7251.一种用于将风力涡轮机组件起吊到高位结构塔的顶部的设备，其包括：枢轴，其紧接结构塔的上端而被设置；第一起吊桁架，其枢转地连接到轴上，第一起吊桁架具有离开轴延伸的第一远端和在离开第一远端的方向上延伸的第二远端；第二起吊桁架，其枢转地连接到轴上，第二起吊桁架具有离开轴延伸的第一远端和在离开第一远端的方向上延伸的第二远端；第一横梁，其连接第一和第二起吊桁架的第一远端；索具组件，其连接到横梁上，并且构造用于将涡轮机吊起到塔的上端；和枢转控制缆索，其连接到第一起吊桁架上，用于控制第一和第二起吊桁架围绕所述枢轴的枢转运动。2.根据权利要求1所述的设备，其中，第一起吊桁架是三角形的，并且包括枢转地连接到枢轴上的第一和第二部件。3.根据权利要求2所述的设备，其中，第一部件相对于第二部件以一定角度设置，使枢轴的一部分紧接角的顶点，并且其中，角度为大约95度到大约180度。4.根据权利要求2所述的设备，其中，第一起吊桁架包括枢转地连接到所述枢轴上的第三和第四部件。5.根据权利要求1所述的设备，其中，索具组件包括滑轮和滑车组件。6.根据权利要求1所述的设备，其中，第一起吊桁架使用轴承枢转地连接到枢轴上。7.根据权利要求1所述的设备，其中，第二横梁设置在第二远端之间并连接到该第二远端上。8.根据权利要求7所述的设备，其中，枢转控制缆索连接到第二横轴上。9.一种用于将风力涡轮机组件起吊到高位结构塔的顶部的设备，其包括：支撑构架，其连接到塔上；第一起吊桁架，其枢转地连接到支撑构架上，第一起吊桁架具有离开支撑构架延伸的远端；索具组件，其紧接远端而被连接，并且构造用于将涡轮机吊起到塔的上端，和液压缸，其具有连接到支撑构架上的第一端和连接到第一起吊桁架上的第二端。10.根据权利要求9所述的设备，其还包括：第二起吊桁架，其枢转地连接到支撑构架上，第二起吊桁架具有延伸离开支撑构架的远端；和横梁，其在第一和第二起吊桁架的远端之间延伸。11.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：特雷西利文斯顿，詹姆斯戈德哈德特，詹姆斯洛特，特里施拉德尔，
申请(专利权)人：特雷西利文斯顿，詹姆斯戈德哈德特，詹姆斯洛特，特里施拉德尔，
类型：发明
国别省市：US[美国]