用于风力涡轮机转子叶片的模块化运输和存储系统

用于风力涡轮机转子叶片的模块化运输和存储系统

技术领域

本发明涉及一种用于风力涡轮机转子叶片的模块化运输和存储系统。

背景技术

用于由风力产生电力的水平轴风力涡轮机的风力涡轮机叶片可以是相当大的，并 且可能长度超过70米宽度超过4米。典型地，叶片由纤维加强聚合物材料制成，并且包括逆 风壳体部件和顺风壳体部件。

通常，将风力涡轮机叶片从生产工厂运输到风力涡轮机或风力涡轮机发电厂的现 场需要许多运输步骤。典型地，叶片通过卡车、火车或轮船运输，再由卡车运输到风力发电 厂的现场。此外，需要在不同类型的运输工具之间重新装载。最后，叶片存储在生产工厂和 风力涡轮机发电厂的现场。

由于这些大型转子叶片的尺寸和易碎性，在运输过程中和在装卸过程中，叶片可 能损坏。这种损坏可能严重降低叶片的性能。因此，叶片需要仔细包装，以确保它们不被损 坏。

但是，由于现代风力涡轮机叶片的长度的增加，运输叶片变得越来越复杂和昂贵。 对于制造、运输和将风力涡轮机叶片安装在风力涡轮机叶片的转子上的总成本，运输成本 高达20%甚至更高的情况并不少见。此外，有些叶片通过不同的运输方式，例如通过卡车、火 车和轮船运输到安装现场。这些运输方式中的一些可能具有例如由当地法规规定的对大载 荷、最大高度、最大宽度、运输框架或支撑之间的最大距离的限制。因此，存在提供适合各种 运输方式的运输解决方案的物流问题。

总的来说，存在使运输解决方案更简单、更安全和更便宜的要求。特别是，存在使 这种系统更灵活以便适应某一可能的运输情况的要求。这适用于例如从陆地运输转向海上 运输。虽然高度限制要求尽可能低的叶片间间距，但是海上运输可能要求增加叶片间间距， 以避免在海面波动时产生叶片之间的接触。

现有技术示出了使用单个集装箱或其它包装系统运输多于一个的转子叶片的各 种解决方案，它们是明显降低运输成本的方法。但是，上述限制和限定可能增加使用同一包 装系统运输多个叶片的难度。还存在对根据叶片尺寸的不同在运输过程中或运输前改变叶 片的空间定向的需要。

公开了一种用于风力涡轮机叶片的运输和存储系统，其具有尖端框架组件和根端 框架组件。尖端框架组件包括框架和接收在框架中的尖端插座。当放在尖端插座中时，叶片 的弦与竖直方向形成锐角。

描述了一种用于至少两个风力涡轮机叶片的运输和存储系统。所述系统适合于以 根端到尖端交替布置的方式堆叠叶片。当第一和第二风力涡轮机叶片布置在包装系统中 时，第二风力涡轮机叶片的尖端可以延伸超出第一风力涡轮机叶片的根端，并且第一风力 涡轮机叶片的尖端可以延伸超出第二风力涡轮机叶片的根端。

公开了一种用于风力发电机叶片的有适应能力的包装装置。所述包装装置包括外 框架和内框架。内框架可在至少两个位置中相对于外框架选择性地定位，以允许接收叶片 的不同部分。所述包装装置进一步包括枢转地连接到框架并可选择性地定位的至少一个锚 臂。但是，所述系统需要可移动的部件，并且只能提供固定定向的单个支撑表面。因此，所述 装置在支撑不同叶片类型方面缺乏灵活性。

公开了一种用于运输转子叶片的装置。所述装置包括框架，所述框架具有接收转 子叶片的部件的空间。所述装置进一步包括可在至少两个不同位置中相对于框架选择性地 定位的一个垫。但是，所述装置需要可移动的部件，并且只能提供固定定向的支撑表面。因 此，所述装置在支撑不同叶片类型方面缺乏灵活性。

虽然上述运输和存储系统对许多运输情况是有用的，但存在对更灵活的解决方案 的需要。这特别适用于运输不同尺寸和具有不同长度和弦长的叶片。在此，发现现有技术系 统只能提供有限的灵活性。

因此，本发明的第一个目的是提供一种用于风力涡轮机叶片的运输和存储系统， 其克服或改善现有技术的至少一个缺点，或者其提供了一个有用的替代。

特别地，本发明的目的是提供一种更灵活的运输解决方案，其能够适应不同的运 输情况和法规要求。

本发明的另一目的是提供一种简单并成本有效的运输和存储解决方案。

发明内容

本发明涉及一种模块化运输和存储系统，用于风力涡轮机转子叶片，所述风力涡 轮机转子叶片具有纵向轴线，并包括根端、根部区域、具有尖端的翼型区域、压力侧、吸力侧 和在前缘与后缘之间延伸的弦线，所述系统包括

第一和第二尖端插座，每个尖端插座包括用于接收叶片的尖端的部分的向上打开的尖 端接收空间，并具有用于支撑叶片的支撑表面，

尖端框架，所述尖端框架包括用于接收第一和第二尖端插座中的任一个的向上打开的 插座接收空间，并设置有用于将第一和第二尖端插座中的任一个定位在尖端框架中的定位 装置，

其中，第一尖端插座适合于将叶片支撑在叶片的最大弦线与竖直方向形成0-40°的角 的位置中，并且其中，第二尖端插座适合于将叶片支撑在叶片的最大弦线与竖直方向形成 45-90°的角的位置中。

本发明人已经发现，这种模块化系统不昂贵并提供了高度的灵活性，允许用于以 各种空间布置安排的一个或多个风力涡轮机叶片的运输，并且进一步允许快速改变所述系 统，以在不必改变尖端框架的外框架的情况下运输不同类型的叶片。这特别适用于必须运 输或存储不同弦长的叶片的情况。如果给定的弦长太高，不允许大致竖直布置在第一尖端 插座中，则这种叶片可以大致水平地在第二尖端插座中运输或存储—使用同一尖端运输框 架和同一根端运输框架。

应该认识到，所述系统可以包括多个不同的第一尖端插座，例如，用于以大致竖直 定向运输的不同的叶片类型。还应该认识到，所述系统可以包括多个不同的第二尖端插座， 例如，用于以大致水平定向运输的不同的叶片类型。因此，所述系统的优点是，先前用于一 个或多个叶片类型的尖端框架可以被重新用于新的叶片类型，从而避免对新设备的投资。

有利地，第一尖端插座适合于支撑第一长度范围例如30-50米的叶片。有利地，第 二尖端插座适合于支撑第二长度范围例如40-70米的叶片。优选地，第二长度范围是比第一 长度范围大的长度范围。

有利地，尖端框架设计为以距尖端框架的下部分的距离，即，以一定间距，来布置 第一端插座和第二端插座。

术语尖端可以理解为当从根端看时叶片长度的远离根端的50%的点。但是，在大多 数情况下，尖端插座布置在叶片长度的远离根端的30%的点处。

因为模块化系统包括尖端框架和两个不同的尖端插座，所以有可能仅使用一个尖 端插座或通过接收在尖端框架中的一个尖端插座存储和运输叶片。因此，叶片可以仅借助 于尖端插座存储在生产工厂处和风力涡轮机发电厂处，从而便于叶片的搬运，因为尖端框 架比尖端插座更笨重。相应地，叶片可以仅通过使用尖端插座在卡车的平台上运输。另一方 面，当通过火车或轮船运输时，叶片可以通过使用尖端插座和尖端框架两者来运输。

应该进一步注意的是，尖端插座的支撑表面可以由能够至少部分地适合于叶片的 表面的柔性材料制成。替代地，支撑表面可以成形为符合叶片的表面，从而支撑叶片的大部 分并减轻载荷。尖端插座可以定制以支撑特定的叶片类型。

在优选实施例中，第一尖端插座具有允许第一尖端插座直立立在大致水平的表面 (如地上)的下表面。

在另一实施例中，第一尖端插座具有用于将叶片的尖端可拆除地保持在第一尖端 插座的接收空间中的可拆除保持装置。

根据模块化系统的优选实施例，尖端框架具有用于将叶片的尖端可拆除地保持在 第二尖端插座的接收空间中的保持装置。尖端框架的这种保持装置可以包括附接到尖端框 架的枢转臂，用于压在叶片的表面上，以将叶片紧固在第二尖端插座中。

因为系统是模块化的，所以清楚的是，第一和第二尖端插座可在尖端框架中互换。 还清楚的是，在尖端框架中一次仅使用第一和第二尖端插座中的一个。另外，有利地，尖端 插座可以定位在相对于尖端框架固定的位置中。

在另一实施例中，第一尖端插座适合于将叶片支撑在最大弦线与竖直方向形成0- 25°的角的位置中，并且其中，第二尖端插座适合于将叶片支撑在最大弦线与竖直方向形成 65-90°的角的位置中。优选地，第一尖端插座适合于将叶片支撑在最大弦线与竖直方向形 成10-25°的角的位置中。第二尖端插座可适合于将叶片支撑在最大弦线与竖直方向形成 70-85°的角的位置中。

有利地，尖端框架包括第一侧面框架部件和第二侧面框架部件，所述第一侧面框 架部件和所述第二侧面框架部件横向间隔开并借助于横向延伸并间隔开的横向框架部件 相互刚性连接，所述横向框架部件向上打开以便不干涉布置在接收在尖端框架的插座接收 空间中的尖端插座中的叶片；以及基底部件，所述基底部件限定允许第一尖端框架直立立 在大致水平的表面(如地上)的底部表面。

在优选实施例中，每个尖端插座的支撑表面成形为至少部分地符合叶片的表面轮 廓。由此，载荷可以分布在叶片上相对大的面积上。

在另一实施例中，第一尖端插座的支撑表面成形为支撑叶片的前缘和/或后缘的 一部分以及吸力侧的邻近部分和/或压力侧的邻近部分。因为风力涡轮机叶片在弦向 (edge-wise)方向，即前缘与后缘之间的方向上通常具有比在拍打(flap-wise)方向，即垂 直于弦向方向的方向上大的刚度，所以有利的是叶片至少部分地立在后缘或前缘上。换句 话说，有利的是第一尖端插座的支撑表面成形为叶片的弦向方向与竖直方向形成5-40°之 间的角，替代地，与竖直方向形成10-30°之间的角。

典型地，每个尖端插座的支撑表面由防止叶片的表面划伤的材料制成。无划伤支 撑表面可以由木质材料、橡胶材料、纺织材料或聚合物材料，例如，诸如泡沫聚氨酯的泡沫 聚合物形成。泡沫聚合物可以包括外涂层，如，颗粒橡胶层。这增加了泡沫块的强度，并进一 步确保了水可以被排出。

有利地，第一尖端插座具有矩形轮廓，所述矩形轮廓具有一对相对的侧面和一对 相对的横向延伸的横面。由此，第一尖端插座的所述侧面和横面的至少下部分形成定位装 置，所述定位装置适合于与尖端框架的插座接收空间的定位装置相互作用，以将第一插座 定位在尖端框架中。在这方面，应该注意的是，有利地，尖端框架的插座接收空间可以由限 定对应于第一尖端插座的矩形轮廓的形状的元件来限定。

在优选实施例中，第一尖端插座包括向上打开的盒状刚性结构，材料块容纳在所 述结构中，所述块形成尖端接收空间的尖端支撑表面。优选的是，块的支撑表面在盒状结构 的上边缘之上延伸或延伸超过所述盒状结构的上边缘，以保持接收在接收空间中的叶片的 表面远离所述边缘。

块可以是无划伤材料的块，如，橡胶材料、木质材料或聚合物材料，例如，诸如泡沫 聚氨酯的泡沫聚合物材料的块。块可以可拆卸地接收在盒状结构中。结果，有可能使用用于 具有不同形状支撑表面的块的盒状结构，所述形状适合于不同的叶片。

优选的是，第二尖端插座包括向上打开的楔形刚性结构，所述结构具有朝向下边 缘变窄的两个相对的面。两个相对的面和下边缘可以接收在尖端框架的接收空间内。第二 尖端插座可以被尖端框架的一个或多个斜杆支撑。有利地，块接收在第二尖端插座的楔形 结构的内部，并且块的上表面成形为形成向上打开的尖端接收空间，所述空间具有尖端支 撑表面，以至少部分地遵循大致水平位于所述表面上（即，在其中最大弦线与竖直方向形成 45-90°，如70-85°的角的位置中）的尖端的表面轮廓。第二尖端插座可以因此从尖端框架上 去除，并且转大约45度，以支撑在地上，并且例如沿前缘支撑叶片的尖端。

有利地，尖端框架包括在其基底部件中的下堆叠装置和在其顶部处的上堆叠装 置，所述下堆叠装置布置为借助于锁定装置与上堆叠装置连接，以允许第一尖端框架堆叠 在第二尖端框架的顶部上，所述下堆叠装置限定尖端框架的底部表面的至少一部分。当通 过轮船或火车进行运输时，堆叠尖端框架并由此堆叠接收在其中的叶片的能力是特别有用 的。但是，在缺乏空间的情况下，堆叠在生产工厂处也可以是有用的。

在优选实施例中，下堆叠装置和上堆叠装置是以对应于集装箱的运输和/或搬运 中所使用的标准的距离间隔的标准集装箱角。因此有可能将尖端框架连接到用于运输集装 箱的轮船和火车上的标准连接装置。优选地，堆叠装置，如标准集装箱角可以适合于借助于 扭锁或用在集装箱运输中的其他类型的锁进行互锁。

第一尖端插座可以包括带装置，所述带装置包括一个或多个带，并且在尖端插座 的侧面部分之间在叶片之上延伸。通过使用一个或多个带，叶片可以被紧紧地压在支撑表 面上并可靠地保持在尖端插座中。

带装置还可以包括U形构件，所述U形构件具有两个腿并适合于绕叶片的后缘或前 缘延伸，每个腿设置有接触构件，所述接触构件优选地设置有无划伤材料的表面，并适合于 与相对于尖端插座的接收空间的支撑表面的叶片的压力侧和吸力侧接触。

另外，带装置可以包括接触构件，所述接触构件具有大致遵循其后缘或前缘的表 面轮廓的表面轮廓。

有利地，带装置包括至少一个接触构件，所述接触构件优选地具有无划伤材料的 表面，并适合于与相对于第一尖端插座的接收空间的尖端支撑表面的叶片接触。

优选的是，尖端框架包括用于将尖端插座中的任一个与尖端框架可拆除地连接的 连接装置。连接装置可以包括连接尖端插座与尖端框架的至少一个带。

在优选实施例中，尖端框架的横向框架部件纵向间隔为其向内面对的表面为第一 尖端插座提供纵向定位装置，并且其中，横向框架部件借助于连接装置，如形成第一尖端插 座的下表面的支撑的间隔开并优选地平行的杆，并借助于具有为第一尖端插座提供横向定 位装置的向内面对的表面的间隔杆互相连接。形成用于尖端的支撑的连接装置也可以是连 接在横向框架部件之间的板。当尖端插座具有如上所述的矩形轮廓时，以上实施例是特别 有利的。

为了节省重量，尖端框架的侧面框架部件可以形成为杆的格状结构。相应地，尖端 框架的横向框架部件可以形成为杆的格状结构，所述杆可以在其之间形成三角形空间，以 提供尖端框架的横向刚度。

尖端框架可以包括适合于在侧面框架部件的上部分之间延伸的可附接和可去除 的顶杆，以为尖端框架提供额外的侧面刚度。

优选地，本发明的模块化系统还包括根端运输框架，所述根端运输框架包括框架 本体和用于连接到风力涡轮机叶片的根端的根端板。优选地，根端板铰接地连接到所述根 端运输框架的框架本体。

在特别优选的实施例中，根端板可以在多个旋转位置附接到框架本体。特别优选 的是，当叶片附接到根端板, 根端板进而附接到框架本体时，根端板可在第一旋转位置中 附接到框架本体，使得叶片的最大弦线与竖直方向形成0-40°的角，并且根端板可在第二旋 转位置中附接到框架本体，使得叶片的最大弦线与竖直方向形成45-90°的角。这允许通过 改变尖端插座和调整根端板的旋转位置来容易地改变定向。

在另一实施例中，根端板可以在多个旋转位置中附接到风力涡轮机叶片的根端。 特别优选的是，当叶片附接到根端板, 根端板进而附接到框架本体时，根端板可在第一旋 转位置中附接到根端，使得叶片的最大弦线与竖直方向形成0-40°的角，并且根端板可在第 二旋转位置中附接到根端，使得叶片的最大弦线与竖直方向形成45-90°的角。

在一个实施例中，根端运输框架可以包括根端固定装置和框架本体，所述根端固 定装置适合于暂时接收在框架本体中，并且包括用于使根端固定装置相对于叶片的根端纵 向定位的纵向定位装置、用于将根端固定装置可拆除地连接到叶片的根端的可拆除连接装 置、以及允许根端固定装置立在大致水平的表面(如地上)的下表面，所述框架本体包括用 于使根端固定装置相对于框架本体定位的定位装置、以及限定允许框架本体立在大致水平 的表面(如地上)的底部表面的下基底部件。这种根端运输框架可以对应于在WO 2012/ 019895 A1中在7-8、12-14页和图6-8中描述的根端框架组件，其通过引用结合在本文中。

优选地，根端固定装置允许在多个旋转位置中连接叶片的根端。特别是，当根端固 定装置接收在框架本体中时，根端固定装置可以允许在第一旋转位置中连接叶片的根端， 使得叶片的最大弦线与竖直方向形成0-40°的角，并且根端固定装置可以允许在第二旋转 位置中连接叶片的根端，在所述第二旋转位置中叶片的最大弦线与竖直方向形成45-90°的 角。

根端固定装置的纵向定位装置可以包括至少一个板，所述板具有至少两个穿通开 口，所述穿通开口适合于接收连接构件，所述连接构件适合于与根端中的配合连接元件连 接，例如是螺栓适合于与根端中的螺纹衬套连接。

在根端运输框架的优选实施例中，框架本体包括用于接收根端固定装置的下部分 的向上打开的根端固定装置接收空间，所述接收空间由侧面横向间隔的框架部件的相互面 对的表面和纵向间隔的框架部件的相互面对的表面限定，横向间隔的和纵向间隔的框架部 件的所述相互面对的表面分别形成与根端固定装置的相应外表面协作的框架本体的定位 装置，用于使根端固定装置相对于框架本体定位。因此，有可能将根端固定装置降低到根端 固定装置接收空间中并使根端固定装置在框架本体中定位。

在根端运输框架的另一实施例中，根端运输框架的框架本体包括在其底部表面处 的下堆叠装置和在其顶部处的上堆叠装置，所述下堆叠装置布置为与上堆叠装置连接，以 允许第一框架本体堆叠在第二框架本体的顶部上，所述下堆叠装置限定框架本体的底部表 面的至少一部分，允许框架本体立在大致水平的表面，如地上。如上面所指出的，当由轮船 或火车进行运输时或在生产工厂的存储空间有限的情况下，允许框架本体堆叠并由此允许 接收在其中的叶片堆叠是有利的。

应该认识到，在尖端插座的支撑表面上使用排水通道的想法在本质上是通用的。 因此，本发明在另一方面中提供一种尖端插座，所述尖端插座包括

第一和第二尖端插座(112, 160)，每个尖端插座包括用于接收叶片的尖端的部分的向 上打开的尖端接收空间，并具有用于支撑叶片的支撑表面(123,169)。

有利地，框架本体的下堆叠装置和上堆叠装置可以是以对应于集装箱的运输和/ 或搬运中所使用的标准的距离间隔的标准集装箱角。另外，有利地，框架本体的堆叠装置， 如标准集装箱角可以适合于借助于诸如扭锁或用在集装箱连接中的其他类型的锁的锁定 装置来互锁。

根端框架可以形成为杆的格状结构。相应地，根端固定装置可以形成为杆的格状 结构。

在另一实施例中，第一和第二尖端插座中的至少一个设置有形成在其支撑表面中 的一个或多个排水通道。由此，可能聚集在叶片与插座的支撑表面之间的水可以排出。由 此，确保在叶片与插座之间不形成水膜。另外，确保摩擦力仍然足以保持插座与叶片之间的 摩擦结合。排水通道可以例如形成在支撑表面的至多25%，或至多20%或至多15%中。由此，确 保在叶片与插座的支撑表面之间形成大的支撑和摩擦表面。一个或多个排水通道配置为与 排水孔连通。排水孔可以配置为将水排出到与支撑表面相对的表面。

应该认识到，在插座的支撑表面中设置排水通道的想法在本质上是通用的。因此， 本发明还提供一种尖端插座，所述尖端插座包括用于接收叶片的尖端的部分的向上打开的 尖端接收空间并具有用于支撑叶片的支撑表面，其中，所述尖端插座设置有形成在其支撑 表面中的一个或多个排水通道。尖端插座可以配置为安装在尖端框架中。可以根据前述或 后面的实施例中的任一个配置尖端插座。

在模块化系统的另一实施例中，每个根端运输框架具有高度、宽度和深度，其中， 所述根端运输框架的宽度等于或大于要被所述根端运输框架支撑的风力涡轮机叶片的螺 栓圆周直径。

在模块化系统的另一实施例中，每个根端运输框架具有高度、宽度和深度，其中， 所述根端运输框架的深度等于或大于根端运输框架的宽度的四分之一。

在模块化系统的另一实施例中，每个根端运输框架包括：框架本体和用于连接到 风力涡轮机叶片的根端的根端板，其中，所述根端板铰接地连接到所述框架本体。

在模块化系统的另一实施例中，所述根端板沿水平轴线铰接地连接到所述根端运 输框架的框架本体。

在模块化系统的另一实施例中，所述根端板沿竖直轴线铰接地连接到所述根端运 输框架的框架本体。在模块化系统的另一实施例中，所述根端板安装在至少一个支架臂上， 所述至少一个臂经由铰接头连接到所述根端运输框架。在模块化系统的另一实施例中，所 述至少一个支架臂包括铰接支架。

在模块化系统的另一实施例中，所述根端运输框架包括至少第一和第二支架臂， 其中，所述第一和第二支架臂定位在要安装在所述根端板上的风力涡轮机叶片的理论中心 纵向轴线的相对两侧上。

在模块化系统的另一实施例中，被模块化系统支撑的风力涡轮机叶片具有纵向长 度L，并且其中，尖端运输框架布置为定位在距所述叶片的根端距离F处，其中，(0.5 L) < F < (0.95 L)，优选地，(0.6 L) < F < (0.85 L)。

根据有利的实施例，第一风力涡轮机叶片和第二风力涡轮机叶片堆叠在彼此上， 即，使得第二风力涡轮机叶片布置在第一风力涡轮机叶片之上。在优选实施例中，叶片布置 为叶片的逆风侧（或压力侧）大致面向下。

根据替代实施例，第一风力涡轮机叶片和第二风力涡轮机叶片并排堆叠。在用于 存储多于两个叶片的堆叠系统中，还有可能既水平地又竖直地堆叠叶片，即，以堆叠阵列堆 叠叶片。

典型地，风力涡轮机叶片将具有至少40米，或至少45米或甚至至少50米的长度。叶 片可以预弯曲，使得当安装在处于空载状态下的迎风配置的水平风力涡轮机上时，叶片将 从转子平面向前弯曲，使得尖端到塔架的间隙增加。

第一和第二风力涡轮机叶片可以预弯曲。这种预弯曲的叶片可以布置在尖端框架 和根端框架中，使得它们在运输过程中稍微地或完全地拉直，例如，由本申请人在WO 05005286中示出的。但是，叶片不需要被强迫地拉直。因为叶片在端部附近被支撑，并且叶 片以逆风侧（或压力侧）面向下布置，所以由于作用在叶片中部上的重力，叶片自身的重量 可能拉直叶片。

第一尖端插座可以例如支撑叶片的压力侧或替代地支撑叶片的前缘。第二尖端插 座可以支撑叶片的吸力侧或甚至支撑叶片的后缘。框架本身可以用作抬起工具，使得两个 或更多个叶片可以一次抬起，而不对叶片施加应力。

在另一实施例中，中间保护构件布置在第一风力涡轮机叶片与第二风力涡轮机叶 片之间。有利地，中间保护构件布置在尖端框架附近，以便为风力涡轮机叶片的尖端区段提 供额外的支撑。保护装置防止叶片由于弯曲而被损坏或防止叶片彼此撞击。当叶片堆叠在 彼此上时，中间保护构件是特别有利的。中间保护构件可以由泡沫聚合物制成。

还提供一种用于风力涡轮机叶片的根端运输框架，叶片具有尖端和根端，所述运 输框架包括：

框架本体；以及

用于连接到风力涡轮机叶片的根端的根端板，其中，所述根端板铰接地连接到所述框 架本体。

通过提供铰接的根端板，防止任何由于叶片偏转或弯曲而产生的弯曲力矩转移到 框架本体。因此，框架本体可以是相对轻的结构，因为它不需要承受这种相对大的力。

优选地，所述根端板沿水平轴线铰接地连接到所述框架本体。由于叶片根端与竖 直方向形成的角可能取决于诸如叶片重心和叶片弯曲性能等因素，因此，根端板沿水平轴 线铰接的能力允许叶片根端的不同角度被框架容纳。

附加地或替代地，所述根端板沿竖直轴线铰接地连接到所述框架本体。根端板绕 竖直方向的铰接防止由于不对齐或操作问题产生的运输框架的损坏。

优选地，所述根端板安装在至少一个支架臂上，所述至少一个臂经由铰接头连接 到所述运输框架。优选地，所述至少一个支架臂包括铰接支架。铰接支架的使用允许更大程 度的自由操纵根端板，以更容易地将风力涡轮机叶片的根端接收和容纳在运输框架上。

优选地，所述运输框架包括至少第一和第二支架臂，其中，所述第一和第二支架臂 定位在要安装在所述根端板上的风力涡轮机叶片的理论中心纵向轴线的相对两侧上。

通过将支架臂定位在叶片根端的中心点的任一侧上，从叶片的根端受到的力在运 输框架中保持平衡。

优选地，被运输系统支撑的风力涡轮机叶片具有纵向长度L，其中，第一或第二尖 端运输框架布置为定位在距所述叶片的根端距离F处，其中，(0.5 L) < F < (0.95 L)，优 选地，(0.6 L) < F < (0.85 L)。

将风力涡轮机叶片的尖端部分支撑在叶片的外侧部分的这一位置处，其与尖端间 隔开，在有效地结构支撑叶片，同时减少支撑整个运输系统所需的最小有效轴距或支撑表 面之间提供平衡。

如本文所使用的，术语“弦线”是指连接翼型的前缘和后缘的直线。最大弦线是给 定风力涡轮机叶片的最长弦线。如果翼型具有多于一个的具有最大长度的弦线，则术语“最 大弦线”是指这种最大弦线中的任一个。

如本文所使用的，术语“竖直方向”是指垂直于诸如路面的地面的方向。“与竖直方 向的角”是指在叶片的最大弦线(即，弦向定向)与竖直轴线之间形成的最小角。因此，对于 运输和存储过程中的风力涡轮机叶片的所有可能的定向，这种角是在0-90°之间。

应该理解，上述特征中的任何一个特征可以被组合在如所描述的运输系统的任何 实施例中。

具体实施方式

下面将参考附图中所示的实施例详细解释本发明，其中

图1示出了风力涡轮机，

图2示出了根据本发明的风力涡轮机叶片的示意图，

图3示出了翼型轮廓的示意图，

图4示出了从上面和从侧面看的根据本发明实施例的风力涡轮机叶片的示意图，

图5是尖端框架的立体图，

图6是第一尖端插座的立体图，

图7是接收在第一尖端插座中的叶片尖端的立体图，

图8是接收在第一尖端插座中，进而接收在尖端框架中的尖端的立体图，

图9是接收在第二尖端插座中，进而接收在尖端框架中的叶片尖端的示意性横截面图，

图10是通过使用具有接收在其中的相应的第一尖端插座的尖端框架和具有接收在其 中的根端固定装置的根端框架将第一风力涡轮机叶片堆叠在第二风力涡轮机叶片的顶部 上的立体图，以及

图11是接收在尖端插座的替代实施例中，进而接收在尖端框架中的叶片尖端的示意性 横截面图。

本发明涉及用于水平轴风力涡轮机（HAWT）的风力涡轮机叶片的运输和存储。

图1示出了根据所谓的“丹麦概念”的常规的现代迎风式风力涡轮机，其具有塔架 4、机舱6以及具有大致水平的转子轴的转子。转子包括毂部8和从毂部8径向延伸的三个叶 片10，每个叶片具有最靠近毂部的叶片根部16和最远离毂部8的叶片尖端14。转子具有用R 表示的半径。

图2示出了风力涡轮机叶片10的第一实施例的示意图。风力涡轮机叶片10具有传 统的风力涡轮机叶片的形状，并且包括：最靠近毂部的根部区域30、最远离毂部的成型或翼 型区域34、以及位于根部区域30与翼型区域34之间的过渡区域32。叶片10包括前缘18和后 缘20，当叶片安装在毂部上时，前缘18面向叶片10的旋转方向，并且后缘20面向前缘18的相 反方向。

翼型区域34（也称为成型区域）具有关于产生升力方面的理想的或近乎理想的叶 片形状，而根部区域30由于结构方面的考虑具有大致圆形或椭圆形的横截面，例如使之更 容易和更安全地将叶片10安装到毂部上。根部区域30的直径（或弦）可以沿整个根部区域30 是恒定的。过渡区域32具有从根部区域30的圆形或椭圆形形状向翼型区域34的翼型轮廓逐 渐变化的过渡轮廓。过渡区域32的弦长一般随着距毂部的距离r的增加而增加。翼型区域34 具有翼型轮廓，所述翼型轮廓具有在叶片10的前缘18与后缘20之间延伸的弦。弦的宽度随 着距毂部的距离r的增加而减小。

叶片10的肩部40被限定为叶片10具有其最大弦长的位置。肩部40一般设置在过渡 区域32与翼型区域34之间的边界处。

应注意到，叶片的不同区段的弦通常不位于共同的平面中，因为叶片可能扭转和/ 或弯曲（即，预弯），从而提供具有相应地扭转和/或弯曲的线路的弦平面，这是最常见的情 况，以补偿取决于距毂部的半径的叶片的局部速度。

风力涡轮机叶片10包括由纤维加强的聚合物制成的壳体，并且一般制造为沿着结 合线28胶接在一起的压力侧或逆风侧壳体部件24和吸力侧或顺风侧壳体部件26，其中结合 线28沿着叶片10的后缘20和前缘18延伸。

图3和图4描绘了用于解释根据本发明存储和运输的风力涡轮机叶片的几何形状 的参数。

图3示出了以各个参数描绘的风力涡轮机的典型叶片的翼型轮廓50的示意图，这 些参数一般用来限定翼型的几何形状。翼型轮廓50具有压力侧52和吸力侧54，在使用过程 中，即在转子的旋转过程中，压力侧和吸力侧通常分别面向迎风（或逆风）侧和背风（或顺 风）侧。翼型50具有弦线60，弦线60具有在叶片的前缘56与后缘58之间延伸的弦长c。翼型50 具有厚度t，其定义为压力侧52与吸力侧54之间的距离。翼型的厚度t沿弦线60变化。与对称 式轮廓的偏离由拱形线62表示，拱形线62是穿过翼型轮廓50的中线。该中线能够通过绘制 从前缘56到后缘58的内接圆而得到。该中线遵循这些内接圆的中心，并且与弦线60的偏离 或距离称为拱高f。也可以通过使用称为上拱高（或吸力侧拱高）和下拱高（或压力侧拱高） 的参数来限定不对称性，其中上拱高和下拱高分别定义为从弦线60到吸力侧54和压力侧52 的距离。

翼型轮廓通常通过下列参数来表征：弦长c、最大拱高f、最大拱高f的位置d_f、最大 翼型厚度t（其为沿中位拱线62的内接圆的最大直径）、最大厚度t的位置d_t、以及鼻部半径 （未示出）。这些参数一般限定为与弦长c之比。因此，局部相对叶片厚度t/c给定为局部最大 厚度t与局部弦长c之间的比。另外，最大压力侧拱高的位置d_p可以用作设计参数，当然，最 大吸力侧拱高的位置也可以用作设计参数。

图4示出了叶片的其他几何参数。叶片具有总叶片长度L。如图3所示，根端位于位 置r = 0处，并且尖端位于r = L处。叶片的肩部40位于位置r = Lw处，并且具有肩宽W，其中 肩宽W等于肩部40处的弦长。根部的直径限定为X。另外，叶片设置有预弯曲，预弯曲限定为Δy，其对应于离开叶片的俯仰轴线22的平面外偏转。

随着时间的推移，叶片变得越来越长，现在可能超过了70米的长度。叶片的长度以 及叶片相对于肩部的形状，扭转和预弯曲使之越来越难以运输叶片，特别是如果多个叶片 要一起运输和存储。叶片的形状和大小也限制了叶片如何可以堆叠的阵列紧密地存储。

图5示出了尖端框架111，其包括第一侧面框架部件131和第二侧面框架部件132， 第一侧面框架部件131和第二侧面框架部件132横向间隔开。框架部件131、132借助于横向 延伸并间隔开的横向框架部件133、134相互刚性连接。尖端框架111进一步包括基底部件 135，所述基底部件限定允许尖端框架111直立立在地上的底部表面136。

每个侧面框架部件131、132具有矩形形状，并且包括直立间隔并相互平行的杆 137、138、137'、138'。在它们的下端和上端处，每个直立杆设置有标准集装箱角139、139'， 并且直立杆137、138、137'、138'经由上集装箱角139'借助于上杆140互相连接，并且经由下 集装箱角139借助于下杆190互相连接。

尖端框架的基底部件135包括经由其下标准集装箱角139连接到侧面框架部件 131、132的横向下杆141、142。

每个横向框架部件133、134包括第一斜杆143、143'，所述第一斜杆从直立杆138'、 137'的上部延伸到下杆141、141'邻近相对侧面框架部件132的下标准集装箱角139的部分。 第二斜杆144、144'从大约第一斜杆143的中点延伸到第一侧面框架部件131的直立杆的下 端的部分。最后，第三斜杆145、145'从第一斜杆的下端的部分延伸到大约第二侧面框架部 件132的直立杆的中点。第一斜杆143、143'借助于第一上连接杆146和第一下连接杆147连 接。相应地，第三斜杆145、145'借助于第二上连接杆148和第二下连接杆149互相连接。第一 上连接杆146和第二上连接杆148布置在相同水平处并相互平行。相应地，第一下连接杆147 和第二下连接杆149布置在相同水平处并相互平行。第一上连接杆146和第二上连接杆148 间隔为其内表面之间的距离基本对应盒状刚性结构114的一对侧面115、116之间的距离。第 一斜杆143、143'间隔为其向内面对的表面以基本对应于盒状刚性结构114的横面117、118 之间距离的距离相互间隔开。第一和第二下连接杆147、149的上面为尖端插座112的下表面 提供支撑。联合上连接杆146、148以及第一斜杆143、143'和第三斜杆145、145'的部分，下连 接杆147、149限定用于接收插座112的向上打开的插座接收空间150。

附加地，第一斜杆和第三斜杆以及上连接杆的内面形成适合于与尖端插座112的 盒状刚性结构114的外面115、116;117、118协作的定位装置，以便当插座向下进入尖端框架 的插座接收空间150中时使插座112定位。

另外，尖端框架111包括适合于在侧面框架部件131、132的上部分之间延伸的可附 接和可去除的顶杆151，以为尖端框架提供额外的侧面刚度。在插座已经接收在插座接收空 间150之后附接顶杆151。

应该进一步提到，尖端框架111包括用于将尖端插座可拆除地连接到尖端框架的 连接装置。

如在图6中所见，第一尖端插座112包括向上打开的盒状刚性结构114，所述结构由 金属板形成并具有矩形轮廓，所述矩形轮廓具有一对相对的侧面115、116和一对相对的横 向延伸的横面117、118，侧面116比侧面115高。盒状结构114进一步包括平面的底部119，所 述平面的底部具有允许盒状结构直立立在大致水平的表面(如地上)的下表面120。块121接 收在盒状结构的内部中，并且块121的上表面成形为形成由尖端支撑表面123限定的向上打 开的尖端接收空间122。尖端支撑表面123成形为在其点处至少部分遵循尖端的表面轮廓， 其中尖端意在被尖端支撑表面123支撑。

更具体地，尖端支撑表面123成形为支撑叶片10的前缘18并邻近叶片10的吸力侧 26和压力侧24的部分。支撑表面123的支撑吸力侧26的部分124比支撑表面123的支撑叶片 10的压力侧24的部分125大。

支撑表面123成形为支撑叶片10，以使叶片的弦或弦向方向与竖直方向形成锐角。 所述角在0-40°之间，优选地在10-30°之间。

块121或至少其支撑表面123由防止块的表面划伤的材料形成，如木质材料、橡胶 材料、纺织材料或聚合物材料，例如，诸如泡沫聚氨酯的泡沫聚合物。从总体上看，块121可 以由诸如泡沫聚氨酯的泡沫聚合物或橡胶材料形成。

第一尖端插座112进一步包括用于将叶片的尖端保持在接收空间122中的保持装 置。如在图7中所见，保持装置可以由包括U形构件127的带装置126形成，所述U形构件具有 两个腿，仅其一个腿128是可见的。U形构件还适合于绕叶片10的后缘20延伸。每个腿128设 置有接触构件，仅其一个接触构件129是可见的。每个接触构件129设置有无划伤材料的表 面，并且适合于与相对于支撑表面124的叶片10的压力侧24和吸力侧26接触。带装置126进 一步设置有在接触构件129与盒状刚性结构114的邻近外侧壁之间延伸的带130。通过拉紧 带130，叶片的尖端压在支撑表面123上，并因此可靠地保持在第一尖端插座112中。

如图8所示，连接装置可以由一个或多个在带装置126与尖端框架111的邻近上连 接杆146、148之间延伸的带152形成。

图9示出了安装在尖端框架111中并接收风力涡轮机叶片10的尖端的第二尖端插 座160。第二尖端插座160包括向上打开的楔形刚性结构，所述结构具有朝向下边缘166变窄 的两个相对的面162、164。两个相对的面162、164和下边缘166接收在由斜杆143、143’、145、 145’形成的尖端框架111的相应空间内。块168接收在楔形结构的内部，并且块168的上表面 成形为形成向上打开的尖端接收空间，所述空间具有尖端支撑表面169，以至少部分地遵循 大致水平位于所述表面上（即，在其中最大弦线与竖直方向形成45-90°的角的位置中）的尖 端的表面轮廓。在图9所示的实施例中，尖端框架111还包括铰接地附接到框架中的连接点 172的枢转臂170，用于压在叶片的相对的表面上，以将叶片紧固在第二尖端插座160中。

图10示出了风力涡轮机叶片附接到其上的根端框架和尖端框架可通过使用扭锁 189堆叠在彼此上，以将下根端框架的框架本体154的上标准集装箱角与上根端框架的框架 本体154’的下标准集装箱角连接，同样地将下尖端框架111与上尖端框架111’连接。在图10 中，两个尖端框架接收第一尖端插座，以大致竖直地，即，与竖直方向成小的锐角支撑叶片 10。虽然示出了两个堆叠的叶片，但是有可能堆叠多于两个的叶片。

图11示出了类似于图9所示的实施例的实施例。但是，图11的实施例由于具有多个 排水通道190而不同，所述排水通道形成在尖端插座的支撑表面中，并且配置为去除在叶片 与支撑表面之间形成的水。排水通道190可以沿纵向方向，即，大致平行于叶片定向。但是排 水通道190也可以沿横向方向或例如以与纵向方向相比所成的角布置。排水通道可以连接 到排水孔192，其可以更有效地将积聚的水排出例如到插座的相对的表面。

参考符号列表

2 风力涡轮机

4 塔架

6 机舱

8 毂部

10 叶片

14 叶片尖端

16 叶片根部

17 根端面

18 前缘

20 后缘

22 俯仰轴线

24 压力侧壳体部件/逆风壳体部件

26 吸力侧壳体部件/顺风壳体部件

28 结合线

30 根部区域

32 过渡区域

34 翼型区域

40 肩部

50 翼型轮廓

52 压力侧/逆风侧

54 吸力侧/顺风侧

56 前缘

58 后缘

60 弦线

62 拱形线/中线

111 尖端框架

112 第一尖端插座

114 盒状刚性结构

115-116 一对侧面

117-118 一对横面

119 平面的底部

120 下表面

121 块

122 尖端接收空间

123 尖端支撑表面

124 支撑表面的大部分

125 支撑表面的小部分

126 带装置

127 U形构件

128 腿

129 接触构件

130 带

131 第一侧面框架部件

132 第二侧面框架部件

133-134 横向框架部件

135 基底部件

136 底部表面

137,137' 直立杆

138,138' 直立杆

139,139' 标准集装箱角

140 上杆

141-142 横向下杆

143,143' 第一斜杆

144,144' 第二斜杆

145,145' 第三斜杆

146 第一上连接杆

147 第一下连接杆

148 第二上连接杆

149 第二下连接杆

150 插座接收空间

151 顶杆

152 带

154,154’根端框架本体

160 第二尖端插座

162 第一下面

164 第二下面

166 下边缘

168 块

169 支撑表面

170 枢转臂

172 连接点

189 扭锁

190 排水通道

192 排水孔

c弦长

d _t 最大厚度的位置

d _f 最大拱高的位置

d _p 最大压力侧拱高的位置

f拱高

L叶片长度

r局部半径，距叶片根部的半径距离

t厚度

D叶片根部直径

Δy预弯曲

W根端运输框架宽度