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CN106536919B - 用于运输风力涡轮机叶片的模块系统 - Google Patents

用于运输风力涡轮机叶片的模块系统 Download PDF

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CN106536919B
CN106536919B CN201480080681.5A CN201480080681A CN106536919B CN 106536919 B CN106536919 B CN 106536919B CN 201480080681 A CN201480080681 A CN 201480080681A CN 106536919 B CN106536919 B CN 106536919B
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Abstract

提出了一种用于以至少两个不同的空间布置来运输风力涡轮机叶片的模块系统。各个叶片均具有末梢端和根部端，各个叶片还具有所述根部端处的螺栓圆直径D。该系统包括两个或多个根部端运输框架，它们各自具有高度H来用于支承风力涡轮机叶片的根部端，其中H＜D，且两个或多个第一末梢端运输框架各自具有高度h1来用于朝所述叶片的末梢端而支承风力涡轮机叶片的一部分，各个第一末梢端运输框架均包括底座框架和设在所述底座框架的顶部上来收纳风力涡轮机叶片的一部分的支承支架，其中各个第一末梢端运输框架可堆叠在根部端运输框架的顶部上，且反之亦然，使得模块系统可操作成以交错的根部端对末梢端布置来堆叠连续的风力涡轮机叶片。第一末梢端运输框架可由第二端运输框架来替换，其增大叶片间间距，或带有末梢端间隔件，或带有根部端间隔件。

Description

用于运输风力涡轮机叶片的模块系统
技术领域
本发明涉及一种用于运输风力涡轮机叶片的模块系统，且涉及一种系统的使用，该系统用于提供至少两个风力涡轮机叶片的适合的空间布置来用于运输。本发明还涉及一种运输系统，该运输系统用于运输在至少两个不同空间布置下的风力涡轮机叶片。
背景技术
用于从风产生电力能量的水平轴风力涡轮机的风力涡轮机叶片可为相当大的，且可在长度上超过70米，并且在宽度上超过4米。叶片典型地由纤维增强的聚合物材料制成，且包括逆风壳部分和顺风壳部分。由于这些大转子叶片的尺寸和脆弱性，故叶片在运输期间以及在装载和卸载期间可受到破坏。此类破坏可严重地降低叶片的性能。因此，叶片需要小心地包装，以便确保它们不会受破坏。
然而，由于现代风力涡轮机叶片的增大的长度，故运输叶片逐渐变得更复杂且昂贵。并非不常见的是运输成本达到用于制造、运输和安装风力涡轮机叶片在风力涡轮机叶片的转子上的总成本的百分之20。另外，一些叶片经由不同的运输模式(如，通过卡车、火车或船只)运输至架设地点。这些运输模式中的一些可在大负载、最大高度、最大宽度、运输框架或支承物之间的最大距离(例如，由当地法规规定)上具有限制。因此，存在提供适用于各种类型的运输的运输解决方案的物流问题。
总之，存在对于使运输解决方案更简单、更安全且更廉价的需求。具体而言，存在对于使此类系统更灵活的需求，使得对某些运输状况的适应成为可能。例如，这应用于从陆地运输转换成海上运输。尽管高度限制需要最低可能的叶片间间距，但海上运输可能需要增大的叶片间间距来避免海面扰动期间叶片之间的接触。现有技术示出了用于使用单个集装箱或其它包装系统来运输一个以上的转子叶片的各种解决方案，这是降低运输成本的显著方式。然而，上文提到的局限性和限制可增大使用相同的包装系统来运输多个叶片的难度。
WO 2014/064247描述了一种用于至少两个风力涡轮机叶片的运输和储存系统。该系统适于以交错的根部端至末梢端布置来堆叠叶片。当第一风力涡轮机叶片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末梢端可延伸超过第一风力涡轮机叶片的根部端，且第一风力涡轮机叶片的末梢端可延伸超过第二风力涡轮机叶片的根部端。
EP1387802公开了一种用于运输两个直风力涡轮机叶片的方法和系统，其中第一叶片的根部端布置在第一包装框架中，且相邻的第二叶片的末梢端布置在第二包装框架中，第二包装框架布置在第一包装框架旁边且连接到其上，其中效果在于叶片以“末梢对根部”的布置紧凑地储存在彼此旁边。然而，在该运输系统中，末梢端框架在叶片的最末梢处支承叶片，此处它们在机械上是最脆弱的。此外，包装框架布置在根部端面和叶片末梢处。因此，包装框架之间的距离大致等于叶片的长度。对于45米或更长的非常长的叶片，这由于当地法规和运输上的局限性而是不可能的。
因此，本发明的目的在于获得一种用于储存和运输多个风力涡轮机叶片的新方法和系统，其克服或改善现有技术的至少一个缺点，或其提供有用的备选方案。
具体而言，本发明的目的在于提供一种更灵活的运输解决方案，其能够适应不同运输情形和法规要求。
发明内容
在第一方面中，本发明涉及一种用于以至少两个不同空间布置来运输风力涡轮机叶片的模块系统，各个叶片均具有末梢端和根部端，各个叶片还具有在所述根部端处的螺栓圆直径D，该系统包括：两个或多个根部端运输框架，各自具有高度H来用于支承风力涡轮机叶片的根部端，其中H＜D；两个或多个第一末梢端运输框架，各自具有高度h1来用于朝所述叶片的末梢端支承风力涡轮机叶片的一部分，各个第一末梢端运输框架均包括底座框架和设在所述底座框架的顶部上来用于收纳风力涡轮机叶片的一部分的支承支架，其中各个第一末梢端运输框架可堆叠在根部端运输框架的顶部上，且反之亦然，使得模块系统可操作成以交错的根部端对末梢端的布置来堆叠连续的风力涡轮机叶片，以及其中，模块系统还包括部分(i)、(ii)和(iii)中的至少一者：
(i)两个或多个第二末梢端运输框架，各自具有超过h1的高度h2，以用于朝所述叶片的末梢端支承风力涡轮机叶片的一部分，各个第二末梢端运输框架包括底座框架和设在所述底座框架的顶部上来用于收纳风力涡轮机叶片的一部分的支承支架；其中各个第二末梢端运输框架均可堆叠在根部端运输框架的顶部上，且反之亦然，以替换第一末梢端运输框架，使得模块系统可操作成以交错的根部端对末梢端布置来堆叠连续的风力涡轮机叶片，其中两个交错的叶片间间距由第一末梢端运输框架或第二末梢端运输框架的分别使用而引起；
(ii)各自可附接在第一末梢端运输框架的顶部或下方的两个或多个末梢端间隔件，其中第一末梢端运输框架和附接的末梢端间隔件可堆叠在根部端运输框架的顶部上，且反之亦然，使得模块系统可操作成以交错的根部端对末梢端布置来堆叠连续的风力涡轮机叶片，其中两个交错的叶片间间距由具有或没有末梢端间隔件的第一末梢端运输框架的分别使用来引起；以及
(iii)至少一个根部端间隔件，其具有高度h3，且可附接在两个垂直地堆叠的根部端运输框架之间，其中(H＋h3)≥D，使得模块系统可操作成通过堆叠一端处的两个或多个第一或第二末梢端运输框架和在相对端处的具有插入的根部端间隔件的两个或多个根部端运输框架，来以作为根部端对末梢端布置的备选方案的根部端对根部端布置而堆叠连续的风力涡轮机叶片。
已经发现的是，此模块系统廉价且提供高度灵活性，允许了以各种空间布置来运输两个或多个风力涡轮机叶片。例如，以堆叠的根部端对末梢端布置的陆地运输可在最小叶片间间距下执行，以通过连同具有高度h1的一组第一末梢端运输框架一起使用根部端运输框架来最小化总体叠层的高度。当货物再装载来用于随后的海上运输时，具有增大的叶片间间距和增大的总体堆叠高度的堆叠的根部端对末梢端布置可通过以具有超过h1的高度h2的部分(i)的第二末梢端框架来替换第一末梢端运输框架。减小总体高度在海上运输中相比于道路运输不那么受关注。替代地，海上运输潜在地是更湍急的，这需要较高的叶片间间距。在使用部分(ii)的末梢端间隔件时，获得了相似的效果。
典型地，增大的高度h2将由各个第二末梢端运输框架相比于第一末梢端运输框架增大的底座框架高度来提供。
尽管本发明已经描述为通过变为具有增大高度的新末梢端框架或使用末梢端间隔件来增大叶片间间距而增大高度，但还认识到的是，对应的技术效果可通过改为变成具有较低高度的末梢端框架或向末梢端框架提供可除去的末梢端间隔件来达成。
在一个空间布置中，第一风力涡轮机叶片可放置成使得第一风力涡轮机叶片的末梢端指向第一方向，且第二风力涡轮机叶片放置成使得第二风力涡轮机叶片的末梢端指向第二方向，第二方向与第一方向大致相反。当第一风力涡轮机叶片和第二风力涡轮机叶片以该布置垂直地堆叠时，第二风力涡轮机叶片的末梢端可延伸超过第一风力涡轮机叶片的根部端，且第一风力涡轮机叶片的末梢端可延伸超过第二风力涡轮机叶片的根部端。因此，将清楚的是，该系统适于将第一风力涡轮机叶片和第二风力涡轮机叶片布置成大致平行于彼此，且以悬垂方式来使末梢指向根部。
此布置的缺点在于叠层的增大的总长度。本发明的模块系统还可通过提供备选的空间布置来解决该问题。使用部分(iii)，根部端对根部端的叠层可通过将根部端间隔件布置在垂直地堆叠的两个根部端运输框架之间来提供。因此，叠层的总长度以有效且简单的方式减小。
典型地，框架布置成使得根部端运输框架和连续地堆叠的末梢端运输框架的至少一部分将与由所述根部端运输框架所支承的风力涡轮机叶片的根部端直径重叠，且其中末梢端运输框架布置成使得支承的预弯曲或扫掠叶片的末梢端将与地面间隔开。
优选地，模块系统包括部分(i)。在另一个实施例中，模块系统包括部分(ii)。在又一个实施例中，模块系统包括部分(iii)。模块系统还可包括部分(i)-(iii)中的两个，如，部分(i)和(ii)、部分(i)和(iii)或部分(ii)和(iii)。在另一个实施例中，模块系统包括所有三个部分(i)、(ii)和(iii)。
优选地，风力涡轮机叶片垂直地堆叠。在一个实施例中，(H＋h3)在h2的0.95到1.05倍内；最优选地，(H＋h3)等于h2。在此类实施例中，在根部端对根部端的叠层处处可通过使用一端处的带有插入的根部端延伸件的堆叠的根部端运输框架和相对端处的第二末梢端运输框架来提供，而相比于根部端对末梢端叠层大致没有改变风力涡轮机叠层的倾斜。
在模块系统的优选实施例中，h1小于h2的0.9倍。有利地，h1小于h2的0.8倍，优选地小于0.7倍，更优选地小于0.6倍，且最优选地小于0.5倍。
在模块系统的另一个实施例中，(H＋h3)为D的至少1.05倍，如，D的至少1.1倍、D的至少1.15倍、D的至少1.2倍、或D的至少1.25倍。
在模块系统的另一个实施例中，(0.5D)＜H＜(0.9D)，优选地(0.5D)＜H＜(0.75D)。
在模块系统的另一个实施例中，各个根部端运输框架均具有高度、宽度和深度，其中所述根部端运输框架的宽度等于或大于将由所述根部端运输框架支承的风力涡轮机叶片的螺栓圆直径。
在模块系统的另一个实施例中，各个根部端运输框架均具有高度、宽度和深度，其中所述根部端运输框架的深度等于或大于根部端运输框架的宽度的四分之一。
在模块系统的另一个实施例中，各个根部端运输框架包括：框架本体和联接到所述框架本体上的根部端板，所述根部端板布置成与风力涡轮机叶片的根部端联接，其中所述根部端板布置成与风力涡轮机叶片的根部端的螺栓圆的小于2/3联接，以将所述风力涡轮机叶片支承在所述根部端运输框架上。
在模块系统的另一个实施例中，所述根部端板包括大致C形本体，其布置成与风力涡轮机叶片的根部端的螺栓圆的一部分联接。
在模块系统的另一个实施例中，各个根部端运输框架均包括：框架本体和用于联接到风力涡轮机叶片的根部端上的根部端板，其中所述根部端板铰接地联接到所述框架本体上。
在模块系统的另一个实施例中，所述根部端板沿水平轴线铰接地联接到所述根部端运输框架的框架本体上。
在模块系统的另一个实施例中，所述根部端板沿垂直轴线铰接地联接到所述根部端运输框架的框架本体上。
在模块系统的另一个实施例中，所述根部端板安装在至少一个支架臂上，所述至少一个臂经由铰接接头联接到所述根部端运输框架上。
在模块系统的另一个实施例中，所述至少一个支架臂包括铰接支架。
在模块系统的另一个实施例中，所述根部端运输框架包括至少第一支架臂和第二支架臂，其中所述第一支架臂和第二支架臂定位在将安装到所述根部端板上的风力涡轮机叶片的假想中心纵轴线的相对侧上。
在模块系统的另一个实施例中，所述第一末梢端运输框架和所述第二末梢端运输框架各自包括框架本体、用于朝所述叶片的末梢端支承风力涡轮机叶片的一部分的至少一个末梢端支承支架，其中所述末梢端支承支架的第一端沿水平轴线铰接地联接到所述末梢端运输框架上，以及其中前缘支承唇部设在所述支架上，所述前缘支承唇部布置成收纳由所述支承支架支承的风力涡轮机叶片的前缘的一部分，使得风力涡轮机叶片可在支承在所述支架上的同时关于所述末梢端运输框架围绕所述铰接联接可枢转地移动。
在模块系统的另一个实施例中，在所述支承支架收纳在所述框架本体中时，所述支承支架的第二端可释放地装固到所述第一末梢端运输框架和第二末梢端运输框架的相应框架本体上。
在模块系统的另一个实施例中，所述末梢端支承支架包括柔性带，柔性带具有设在所述柔性带上的支承表面。
在模块系统的另一个实施例中，第一末梢端运输框架和第二末梢端运输框架还包括装固带，装固带围绕收纳在所述末梢端运输框架中的风力涡轮机叶片适配。
在模块系统的另一个实施例中，第一末梢端运输框架和第二末梢端运输框架布置成定位在朝向将由模块系统支承的风力涡轮机叶片的末梢端的位置处，使得风力涡轮机叶片从所述末梢端运输框架的位置到支承叶片的末梢端的扫掠或弯曲小于第一末梢端运输框架和第二末梢端运输框架的底座框架的相应高度。
在模块系统的另一个实施例中，将由模块系统支承的风力涡轮机叶片具有纵向长度L，且其中第一末梢端运输框架和第二末梢端运输框架布置为定位在离所述叶片的根部端的距离F处，其中(0.5 L) < F < (0.95 L)，优选地(0.6 L) < F < (0.85 L)。
另一方面，本发明涉及通过在以下选择，使用本发明的模块系统来用于提供至少两个风力涡轮机叶片的适合的空间布置以用于运输，各个叶片均具有末梢端和根部端：
a)交错的根部端对末梢端的叠层，其带有第一叶片间间距，使用至少两个根部端运输框架和至少两个第一末梢端运输框架，使得第一风力涡轮机叶片的末梢端指向第一方向，且第二风力涡轮机叶片的末梢端指向相反方向；
b)交错的根部端对末梢端的叠层，其带有超过第一叶片间间距的第二叶片间间距，使用至少两个根部端运输框架和至少两个第二末梢端运输框架，使得第一风力涡轮机叶片的末梢端指向第一方向，且第二风力涡轮机叶片的末梢端指向相反方向；
c)交错的根部端对末梢端叠层，其使用至少两个根部端运输框架和至少两个第一末梢端运输框架，其中末梢端间隔件附接在各个末梢端运输框架的顶部或下方，使得第一风力涡轮机叶片的末梢端指向第一方向，且第二风力涡轮机叶片的末梢端指向相反方向；
d)使用至少两个根部端运输框架和至少两个第一或第二末梢端运输框架的根部端对根部端叠层，其中根部端间隔件附接在两个垂直地堆叠的根部端运输框架之间，使得第一风力涡轮机叶片的末梢端指向与第二风力涡轮机叶片的末梢端的相同方向。
优选地，第一叶片间间距小于第二叶片间间距的0.9倍，如，小于第二叶片间间距的0.8倍或小于第二叶片间间距的0.7倍。利用多种可能的形状、弯曲表面和堆叠布置，叶片间间距典型地将在甚至单个叠层内的叶片的长度上改变。当在本文中使用时，用语“叶片间间距”是指两个垂直地堆叠的风力涡轮机叶片之间的最小垂直间距。
在又一方面中，本发明涉及一种用于以至少两个不同空间布置来运输风力涡轮机叶片的运输系统，各个叶片均具有末梢端和根部端，各个叶片还具有所述根部端处的螺栓圆直径D，该系统包括：两个或多个根部端运输框架，各自具有高度H来用于支承风力涡轮机叶片的根部端，其中H＜D；两个或多个可延伸的末梢端运输框架，用于朝所述叶片的末梢端支承风力涡轮机叶片的一部分，各个可延伸的末梢端运输框架均包括：底座框架、用于延伸末梢端运输框架的高度的至少一个垂直延伸器件和设在所述底座框架的顶部上来用于收纳风力涡轮机叶片的一部分的支承支架，其中各个可延伸的末梢端运输框架可堆叠在根部端运输框架的顶部上，且反之亦然，使得模块系统可操作成以具有通过经由垂直延伸器件改变的可延伸的末梢端运输框架的高度而产生的至少两个交错的叶片间间距的交错根部端对末梢端布置来堆叠连续的风力涡轮机叶片。
此类运输系统提供了提供需要不同叶片间间距的运输情形(如，陆地运输与海上运输)中的灵活性的优点。通过使用垂直延伸器件来延伸末梢端运输框架的高度，增大的叶片间间距可用有效、简单且成本效益合算的方式来达成。
优选地，垂直延伸器件适用于无级地延伸末梢端运输框架的高度。
在优选实施例中，垂直延伸器件使末梢端运输框架的总体高度增大至少5%，更优选地至少10%，且最优选地至少20%。将理解的是，垂直延伸器件是可延伸的末梢端运输框架的整体结合的部分。因此，框架的总高度可由底座框架的高度、支承支架和延伸超过底座框架的延伸器件的高度构成。
在运输系统的优选实施例中，垂直延伸器件由适用于连续高度调整且至少部分地收纳在可延伸的末梢端运输框架的底座框架中的一个或多个螺纹腿部构成。此类腿部可适合地包括外螺纹，外螺纹收纳在固定装置中，固定装置包括开孔，开孔带有在可延伸的末梢端运输框架的底座框架内的匹配的内螺纹的。
在其它实施例中，延伸器件可包括可延伸的元件，可延伸的元件形成底座框架的一部分，例如，设在底座框架的各个角落中的伸缩柱。在这些实施例中，因此，底座框架的高度可由垂直延伸器件增大。
备选地，用于支承叶片的末梢端的支承部分可在末梢端框架内移动，使得叶片间间距可通过改变所述支承部分的位置来改变。
用于使用本发明的模块系统或运输系统来运输或储存至少两个风力涡轮机叶片的典型方法包括以下步骤：a)将第一风力涡轮机叶片放置成使得第一风力涡轮机叶片的末梢端指向第一方向，b)将第二风力涡轮机叶片放置在第一风力涡轮机叶片附近且紧邻，以便第二风力涡轮机叶片的末梢端指向第二方向，其与第一方向大致相反。典型地，第二风力涡轮机叶片在步骤b)中布置成以便第二风力涡轮机叶片的末梢端延伸超过第一风力涡轮机叶片的根部端。第一风力涡轮机叶片的末梢端还可延伸超过第二风力涡轮机叶片的根部端。如果第一风力涡轮机叶片和第二风力涡轮机叶片为相同长度，则不可避免地将是此情况。
因此，两个风力涡轮机叶片可大致平行于彼此布置且定向在相反方向上。由于叶片的厚度典型地从根部端朝末梢端减小，故叶片可利用新的“末梢对根部”的布局来经由具有相对小的组合横截面的框架来布置在彼此的顶部上。
根据有利实施例，第一风力涡轮机叶片和第二风力涡轮机叶片在步骤a)和b)中堆叠在彼此顶部上，即，以便第二风力涡轮机叶片布置在第一风力涡轮机叶片上方。有利地，第一风力涡轮机叶片和第二风力涡轮机叶片布置成以便他们相应的末梢端的翼弦平面大致水平地布置。“大致水平”意思是翼弦平面可变为与水平线高达＋/-25度。
在优选实施例中，叶片布置成以便叶片的逆风侧(或压力侧)大致面向下。
在用于储存两个以上的叶片的堆叠系统中，还有可能水平地和垂直地堆叠叶片，即，成堆叠阵列。
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。叶片可预弯曲，以便在以无负载状态下安装在逆风构造的水平风力涡轮机上时，它们将向前弯出转子平面，以便增大末梢至塔架的空隙。
第一风力涡轮机叶片和第二风力涡轮机叶片可预弯曲。此类预弯曲叶片可布置在末梢端框架和根部端框架中，以便它们在运输期间略微或完全变直，例如，如由本申请人在WO05005286中所示出。然而，叶片并不需要受力地变直。由于叶片支承在端部附近且叶片布置成逆风侧面向下，故叶片的自身重量可由于作用于叶片的中部上的重力而使叶片变直。
根据优选实施例，第一风力涡轮机叶片的根部端布置在第一根部端框架中，第二风力涡轮机叶片的根部端布置在第二根部端框架中，第一风力涡轮机叶片的末梢端布置在第一末梢端框架中，且第二风力涡轮机叶片的末梢端布置在第二末梢端框架中。
末梢端框架典型地包括用于支承末梢端区段的容置部。因此，第一末梢端框架包括第一末梢端容置部，且第二末梢端框架包括第二末梢端容置部。取决于具体解决方案，容置部例如可支承叶片的压力侧，或备选地，支承叶片的前缘。然而，原则上，容置部还可支承叶片的吸力侧或甚至叶片的后缘。框架自身可用作升降工具，以便两个或多个叶片可在一次通过中(in one go)升高，且不施加应力到叶片上。
在模块系统的典型实施例中，带有高度h1的一个第一末梢端框架连接(可选地，可分离地连接)到根部端框架上，且带有高度h1的另一个第一末梢端框架连接(可选地，可分离地连接)到另一个根部端框架上。在以第二末梢端框架替换第一末梢端框架来增大叶片间间距之后，带有高度h2的一个第二末梢端框架连接(可选地，可分离地连接)到根部端框架上，且带有高度h2的另一个第二末梢端框架连接(可选地，可分离地连接)到另一个根部端框架上。
在模块系统的另一个实施例中，带有高度h1的一个第一末梢端框架连接(可选地，可分离地连接)到根部端框架上，且带有高度h1的另一个第一末梢端框架连接(可选地，可分离地连接)到另一个根部端框架上。叶片间间距然后可通过将相应的末梢端间隔件附接到各个第一末梢端框架上来增大。
在模块系统的又一个实施例中，带有高度h1的一个第一末梢端框架连接(可选地，可分离地连接)到根部端框架上，且带有高度h1的另一个第一末梢端框架连接(可选地，可分离地连接)到另一个根部端框架上。为了减小叠层长度，两个根部端框架附接在彼此的顶部上，由带有高度h3的根部端间隔件来分离。叶片的相应根部端收纳在相应的根部端框架中。同样地，两个第一末梢端框架在相对侧上堆叠在彼此的顶部上，以收纳叶片的相应末梢端。
优选地，连接到或固定在框架中的叶片上的根部端框架和末梢端框架的连接部分可铰接到框架自身上。例如，对于根部，这可通过将板连接到叶片的根部上来达成，叶片的根部铰接地连接到框架上。类似地，这可通过让末梢端容置部铰接地连接到末梢端框架上来达成。一些实施例具有减轻在其它情况下将由于运输期间的叶片偏转等而引入框架或叶片中的负载的优点。
在另一个有利实施例中，各个根部端框架为根部端支架，根部端支架适于附接到风力涡轮机叶片的根部端面上。这提供了特别简单的解决方案，其中框架或支架例如可附接到叶片的根部端板上，且不必支承叶片的外部。因此，对叶片的外表面的外部破坏可更容易地避免。末梢端框架(带有容置部)可附接到支架上，使得在叶片插入末梢端框架(和容置部)时，末梢端延伸超过支架。
在又一个有利实施例中，根部端框架与末梢端框架之间的连接为L形或T形构造，以便L形或T形构造的底座附接到第一风力涡轮机叶片的根部端上，且L形或T形构造的横向延伸框架部分(或末端)支承第二风力涡轮机叶片的末梢端的纵向区段。有利地，L形或T形构造形成为以便底座为附接到第一叶片的根部端面上的根部端面支架，且横向延伸的框架部分支承第二叶片的末梢端区段。
有利地，框架连接布置成以便L形构造或T形构造的底座垂直地布置。横向延伸的框架部分可布置成使得其从底座的顶部或底部延伸。在该构造中，第二风力涡轮机叶片布置在第一风力涡轮机叶片的顶部上。末端或横向延伸的框架部分因此可支承在面向上的容置部中的叶片的吸力侧的一部分或压力侧的一部分。备选地，末端可从底座的侧面延伸。在此构造中，叶片并排布置，且末端或横向延伸的框架部分可支承在面向上的容置部中的叶片的前缘的一部分或后缘的一部分。
如果叶片布置成以便两个叶片面向成前缘向下(在并排布置中)，或逆风壳部分面向下(在垂直堆叠布置中)，则清楚的是，两个框架组件的横向延伸的框架部分相比于底座框架必须相反地布置。因此，两个框架组件具有略微不同的构造。
L形或T形框架组件具有的优点在于横向延伸的框架支承末梢区段的更大部分，因此更好地减轻负载，且可能还最小化延伸超过末梢端框架的末梢部分的必需的悬垂。
在一个实施例中，横向延伸的框架部分的纵向范围为至少1米，有利的是至少1.5米，更有利的是至少2米。叶片的末梢端的纵向区段可沿整个区段支承，或其可支承在L形或T形框架组件的末端内的多个离散区段中。
作为L形或T形框架组件的备选方案，根部端框架和末梢端框架可大致布置在相同平面中。
有利地，多个第一风力涡轮机叶片和多个第二风力涡轮机叶片放置成阵列，且其中风力涡轮机叶片各自包括限定叶片的最大翼弦的肩部，且其中叶片布置成以便最大翼弦与水平面形成20到75度之间的角，有利的是在22到73度之间。甚至更有利的是，最大翼弦与水平面成15到35度之间的角，有利的是在20到30度之间。将清楚的是，该堆叠方法可对于并排叶片堆叠的任何构造有利，其中根部端和末梢端在同一方向上布置。在优选实施例中，叶片的根部端向水平面转动15到35度之间，有利的是在20到30度之间。例如，角可由在叶片的根部端处的逆风壳部分与顺风壳部分之间的联结线来限定。在此设置中，堆叠的阵列中的叶片可布置成以便它们在相邻叶片之上与部分地延伸的一个叶片的肩部略微重叠，以便肩部附近的一个叶片的逆风侧朝相邻叶片的前缘附近的顺风侧面向下。因此，有可能在具有对应于该根部的直径或仅略微更大的宽度的框架中堆叠叶片，即使肩部的翼弦长度超过此直径。
在另一个实施例中，中间保护部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，中间保护部件布置在末梢端框架附近，以便向风力涡轮机叶片的末梢端区段提供附加的支承。保护器件防止叶片免受由于弯曲或叶片影响彼此而造成的破坏。在叶片堆叠在彼此的顶部上时，中间保护部件是特别有利的。在此设置中，中间保护部件可用作用于支承一个叶片的附加末梢端区段的支承，且可将负载从上部叶片的末梢端传递至下部叶片的机械上更强的根部区域。附加的保护部件可布置在堆叠阵列中的最下方叶片和支承平台或地面的下方。附加保护部件有利地布置成支承最下方叶片的附加末梢端区段，例如，最下方叶片的末梢端框架附近。这与其中叶片间间距低的实施例特别相关，因此特别适于用于陆地运输和储存的实施例。
中间保护部件可由泡沫聚合物制成。
在另一个实施例中，第一风力涡轮机叶片的根部端面布置在第二风力涡轮机叶片的根部端面的45米内，有利的是在42米内。因此，根部端支架或框架也应当布置在离彼此最大45米或42米处。
典型地，一个第一末梢端框架可连接(可选地，可分离地连接)到一个根部端框架上，且另一个第一末梢端框架可连接(可选地，可分离地连接)到另一个根部端框架上。
在一个有利实施例中，根部端框架为根部端支架，其适于分别附接到第一风力涡轮机叶片和第二风力涡轮机叶片的根部端面上。这提供了特别简单的解决方案，其中框架或支架例如可附接到叶片的根部端板上，且不必支承叶片的外部。因此，可更容易避免对外表面的外部破坏。第一末梢端框架或第二末梢端框架或可延伸的末梢端框架(带有容置部)可附接到支架上，以便在叶片插入相应的末梢端框架(和容置部)中时，末梢端延伸超过支架。
典型地，在布置在其末梢端框架中时，第一风力涡轮机叶片的末梢端以第一纵向范围来延伸超过末梢端框架，且在布置在其末梢端框架中时，第二风力涡轮机叶片的末梢端以第二纵向范围来延伸超过末梢端框架。换言之，末梢端框架适于在离末梢的第一距离处包装风力涡轮机叶片的末梢端。该距离将典型地为大致相同的。第一纵向范围和第二纵向范围可为至少2米，有利的是至少3.5米，且更有利地是至少5米。叶片末梢甚至可延伸超过末梢端框架至少6、7或8米。
在特别有利的实施例中，模块系统或运输系统适于将第一和第二风力涡轮机叶片堆叠在彼此的顶部上。例如，一个末梢端框架可附接到一个根部端框架的顶部上，且另一个末梢端框架附接到另一个根部端框架的底部上。在此设置中，叶片布置成以便叶片的末梢端的翼弦平面大致水平地布置。该设置可适于将叶片布置成其中逆风壳部分大致朝下。
在另一个实施例中，至少第一中间保护部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。第一中间保护部件可有利地布置在第一风力涡轮机叶片和第二风力涡轮机叶片的上部布置的叶片的末梢端附近。此外，第二保护部件可布置在两个风力涡轮机叶片中的较低者的下方。在堆叠阵列中，此叶片然后也将为布置在两个叶片之间的中间保护部件。此外，保护部件可布置在堆叠阵列中的最下方叶片的下方。中间保护部件可由泡沫聚合物制成。
将清楚的是，一些提供的解决方案还可用于运输和储存叶片的其它构造，例如，没有末梢悬垂。
用于以本发明的模块系统或运输系统来运输或储存至少两个风力涡轮机叶片的典型方法包括以下步骤：
a)将第一风力涡轮机叶片的根部端放置在根部端框架中，
b)将第一风力涡轮机叶片的末梢端区段放置在末梢端框架中，
c)将第二风力涡轮机叶片的根部端放置在另一个根部端框架中，
d)将第二风力涡轮机叶片的末梢端区段放置在另一个末梢端框架中，其中
- 步骤a)的根部端框架和步骤d)的末梢端框架以及步骤b)的末梢端框架和步骤c)的根部端框架连接为L形或T形框架组件，以便框架组件的底座附接到第一和第二风力涡轮机叶片的根部端上，且框架组件的末端支承第一风力涡轮机叶片和第二风力涡轮机叶片的末梢端的纵向区段。
有利地，第一风力涡轮机叶片和第二风力涡轮机叶片布置成使得叶片的最大翼弦与水平面形成15度到35度之间的角，有利的是在20到30度之间，更有利的是大约25度。
将清楚的是，管于本发明的一个方面所喵述的所有实施例还应用于本发明的任何其它方面。
有利地，通过提供带有底座高度h的末梢端框架(支承支架位于末梢端框架的顶部上)，这允许了底座框架堆叠在前一个根部端框架的顶部上，使得根部端框架和末梢端框架的底座框架的垂直高度大致等于支承的叶片的根部端直径。末梢端底座框架的高度明显小于末梢端运输框架的整个高度h1或h2。
优选地，(0.5 D) < H < (0.9 D)。
还提供了用于风力涡轮机叶片的根部端运输框架，叶片具有末梢端和根部端，运输框架具有高度、宽度和深度，其中运输框架的高度小于将由所述运输框架支承的风力涡轮机叶片的根部端的螺栓圆直径。
减小高度的运输框架允许运输框架的相对容易的装卸，且降低了框架在未用于支承风力涡轮机叶片时的运输和装卸成本。
优选地，所述运输框架的宽度等于或大于将由所述运输框架支承的风力涡轮机叶片的螺栓圆直径。
优选地，所述运输框架的深度等于或大于运输框架的宽度的四分之一。
提供带有此类大小的运输框架导致了带有低质心的稳定结构，且这能够支承风力涡轮机叶片。
优选地，根部端运输框架包括：
框架本体；
联接到所述框架本体上的根部端板，所述根部端板布置成与风力涡轮机叶片的根部端联接，
其中所述根部端板布置成与风力涡轮机叶片的根部端的螺栓圆的小于2/3联接，以将所述风力涡轮机叶片支承在所述运输框架上。
由于根部端板设计成仅通过与风力涡轮机叶片的根部端的一部分联接来支承风力涡轮机叶片，因此可减小根部端板相对于风力涡轮机叶片的根部端的螺栓圆直径的高度，导致了根部端运输框架的减小的总高度。
优选地，所述根部端板包括大致C形本体，C形本体布置成与风力涡轮机叶片的根部端的螺栓圆的一部分联接。
还提供了一种用于风力涡轮机叶片的根部端运输框架，叶片具有末梢端和根部端，运输框架包括：
框架本体；以及
用于联接到风力涡轮机叶片的根部端上的根部端板，其中所述根部端板铰接地联接到所述框架本体上。
通过提供铰接的根部板，防止了由叶片偏转或弯曲引起的任何弯矩传递至框架本体。因此，框架本体可为相对较轻的构造，因为其不必承载此类相对大的力。
优选地，所述根部板沿水平轴线铰接地联接到所述框架本体上。
由于叶片的根部端所造成的至垂线的角可取决于诸如叶片的重心和叶片的弯曲性质的因素，故根部板沿水平轴线铰接的能力允许了叶片根部端的不同角由运输框架适应。
另外地或备选地，所述根部板沿垂直轴线铰接地联接到所述框架本体上。
根部板围绕垂线的铰接防止了由于失准或装卸问题引起的对运输框架的破坏。
优选地，所述根部端板安装到至少一个支架臂上，所述至少一个臂经由铰接接头联接到所述运输框架上。
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了根部板的操纵的更大自由度，以更容易地收纳和适应在运输框架上的风力涡轮机叶片的根部端。
优选地，所述运输框架包括至少第一支架臂和第二支架臂，其中所述第一支架臂和第二支架臂定位在将安装到所述根部端板上的风力涡轮机叶片的假想中心纵轴线的相对侧上。
通过将支架臂定位在叶片根部端的中心点的任一侧上，来自叶片的根部端的力的承受在运输框架中平衡。
还提供了用于风力涡轮机叶片的带有高度h1的第一末梢端运输框架，叶片具有末梢端和根部端，运输框架包括：
框架本体；
用于朝所述叶片的末梢端支承风力涡轮机叶片的一部分的末梢端支承支架，其中所述末梢端支承支架的第一端沿水平轴线铰接地联接到所述运输框架上；以及
其中前缘支承唇部设在所述支架上，所述前缘支承唇部布置成收纳由所述支承支架支承的风力涡轮机叶片的前缘的一部分，使得风力涡轮机叶片可在支承于所述支架上时围绕所述铰接联接关于所述运输框架可枢转地移动。
还提供了用于风力涡轮机叶片的带有高度h2的第二末梢端运输框架，叶片具有末梢端和根部端，运输框架包括：
框架本体；
用于朝所述叶片的末梢端来支承风力涡轮机叶片的一部分的末梢端支承支架，其中所述末梢端支承支架的第一端沿水平轴线铰接地联接到所述运输框架上；并且
其中，前缘支承唇部设在所述支架上，所述前缘支承唇部布置成收纳由所述支承支架支承的风力涡轮机叶片的前缘的一部分，使得风力涡轮机叶片可在支承于所述支架上时围绕所述铰接联接关于所述运输框架可枢转地移动。
通过提供用于支承支架的铰接联接，风力涡轮机叶片可关于框架本体调整，以允许风力涡轮机在运输框架中的正确定位。设在支架上的前缘支承唇部允许风力涡轮机叶片的部分支承，防止了任何此类枢转或随后运输期间的风力涡轮机叶片的不想要的移动。
优选地，所述支承支架的第二端可在所述支承支架收纳在所述框架本体中时可释放地装固到所述框架本体上。
优选地，所述末梢端支承支架包括柔性带，柔性带具有设在所述柔性带上的支承表面。
柔性带用作支架的一部分允许了受支承的风力涡轮机叶片的微小调整或移动通过带的适当扭转或扭曲来吸收，而不传递至相对刚性的框架本体。因此，框架本体相比于现有技术的系统可为重量更轻的构造。
优选地，第一和/或第二末梢端运输框架还包括围绕收纳在所述运输框架中的风力涡轮机叶片适配的装固带。
优选地，末梢端运输框架布置成定位在朝将由运输系统支承的风力涡轮机叶片的末梢端的位置处，使得从所述末梢端运输框架的位置到支承叶片的末梢端的风力涡轮机叶片的扫掠或弯曲小于末梢端运输框架的底座框架的高度h。
运输系统优选地用于具有预弯曲Δy的叶片和/或扫掠叶片的运输。因此，将末梢端框架的支承支架以高度h来定位在水平表面上方允许了此弯曲叶片支承在地面上，而叶片的末梢端不会撞击地面。
优选地，末梢端运输框架布置为定位成与叶片的末梢端间隔开。
优选地，将由运输系统支承的风力涡轮机叶片具有纵向长度L，其中第一或第二末梢端运输框架布置为定位成离所述叶片的根部端的距离F处，其中(0.5 L) < F < (0.95L)，优选地，(0.6 L) < F < (0.85 L)。
在与末梢端间隔开的叶片的外侧部分中的此位置处支承风力涡轮机叶片的末梢部分提供了有效地结构地支承叶片之间的平衡，同时减小了支承整个运输系统所需的最小有效轴距或支承表面。
将理解的是，任何上述特征都可组合在如所描述的运输系统的任何实施例中。
附图说明
下文参照附图中所示的实施例来详细阐释本发明，在附图中：
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示出了从上方和从侧部看的根据本发明的实施例的风力涡轮机叶片的示意图，
图5示出了根据本发明的实施例的根部端运输框架的实施例，
图6示出了根据本发明的实施例的末梢端运输框架的实施例，
图7示出了由根据本发明的模块系统的一个实施例来支承的风力涡轮机叶片的布置的侧视图，
图8示出了由根据本发明的模块系统的另一个实施例来支承的风力涡轮机叶片的布置的侧视图，
图9示出了由根据本发明的模块系统的另一个实施例来支承的风力涡轮机叶片的布置的侧视图，以及
图10示出了由根据本发明的运输系统的实施例来支承的风力涡轮机叶片的布置的横截面视图。
具体实施方式
本发明涉及应用于水平轴风力涡轮机(HAWTs)的风力涡轮机叶片的运输和储存。
图1图示了根据所谓“丹麦概念”的常规现代逆风风力涡轮机，其带有塔架4、机舱6和转子，该转子带有大致水平的转子轴。转子包括毂8和三个叶片10，三个叶片10从毂8径向地延伸，各自具有最接近毂的叶根部16和最远离毂8的叶片末梢14。转子具有标识为R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具有常规风力涡轮机叶片的形状，且包括最接近毂的根部区域30、最远离毂的轮廓或翼型区域34，以及在根部区域30与翼型区域34之间的过渡区域32。叶片10包括叶片安装在毂上时面对叶片10的旋转方向的前缘18，以及面对前缘18的相反方向的后缘20。
翼型区域34(也称为轮廓区域)具有关于生成升力的理想或几乎理想的叶片形状，而由于结构考虑，根部区域30具有大致圆形或椭圆形横截面，这例如使得更容易和安全地将叶片10安装到毂上。根部区域30的直径(或翼弦)可沿整个根部区域30为恒定的。过渡区域32具有过渡轮廓，其从根部区域30的圆形或椭圆形形状逐渐地变为翼型区域34的翼型轮廓。过渡区域32的弦长典型地随离毂的增大的距离r而增大。翼型区域34具有翼型轮廓，翼型轮廓带有在叶片10的前缘18与后缘20之间延伸的翼弦。翼弦的宽度随离毂的距离r增大而减小。
叶片10的肩部40限定为叶片10具有其最大弦长的位置。肩部40典型地设在过渡区域32与翼型区域34之间的边界处。
应当注意的是，叶片的不同区段的翼弦一般并不位于共同平面中，因为叶片可扭曲和/或弯曲(即，预弯曲)，因此向翼弦平面提供了对应扭曲和/或弯曲的路线，这是最常见的情况，以便补偿取决于距毂的半径的叶片的局部速度。
风力涡轮机叶片10包括由纤维增强的聚合物制成的壳，且典型地制造为压力侧或逆风壳部分24和吸力侧或顺风壳部分26，它们沿联结线28胶合在一起，联结线28沿叶片10的后缘20和前缘18延伸。
图3和4绘出了用于阐释将根据本发明来储存和运输的风力涡轮机叶片的几何形状的参数。
图3示出了以各种参数绘出的风力涡轮机的典型叶片的翼型轮廓50的示意图，其典型地用于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，它们在使用期间——即，转子的旋转期间——一般分别面朝迎风(或逆风)侧和背风(或顺风)侧。翼型50具有翼弦60，翼弦60带有在叶片的前缘56与后缘58之间延伸的弦长c。翼型50具有厚度t，厚度t限定为压力侧52与吸力侧54之间的距离。翼型的厚度t沿翼弦60变化。距对称轮廓的偏离由弧高线62给出，弧高线62为穿过翼型轮廓50的中线。中线可通过从前缘56到后缘58绘制内切圆来找出。中线跟随这些内切圆的中心，且离翼弦60的偏离或距离称为弧高f。非对称也可通过使用称为上弧高(或吸力侧弧高)或下弧高(或压力侧弧高)的参数来限定，它们分别限定为离翼弦60和吸力侧54和压力侧52的距离。
翼型轮廓常通过以下参数来特征化：弦长c、最大弧高f、最大弧高f的位置d f 、最大翼型厚度t(其为沿中间弧高线62的内切圆的最大直径)、最大厚度t的位置d t 、以及鼻部半径(未示出)。这些参数典型地限定为与弦长c的比。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。此外，最大压力侧弧高的位置d p 可用作设计参数，且当然，也是最大吸力侧弧高的位置。
图4示出了叶片的其它几何参数。叶片具有总叶片长度L。如图3中所示，根部端位于位置r=0处，且末梢端位于r=L处。叶片的肩部40位于位置r=L w 处，且具有肩部宽度W，其等于肩部40处的弦长。根部的直径限定为X。此外，叶片设有预弯，其限定为Δy，其对应于从叶片的桨距轴线22的平面外偏转。
叶片随着时间过去而变得越来越长，且现在可能超过70米的长度。关于肩部、扭曲和预弯的叶片的长度以及叶片的形状使得运输叶片日益困难，特别是如果多个叶片一起运输和储存的话。叶片的形状和尺寸还对叶片可多紧密地在堆叠阵列中储存提出了限制。
参考图5，根据本发明的方面的根部端运输框架的实施例大体上在100处指出。根部端运输框架100包括框架本体102和联接到框架本体102上的根部端板104。图5(a)图示了运输框架100的前部透视图，图5(b)图示了运输框架的根部端板104的平面视图，图5(c)图示了运输框架100的后部透视图，且图5(d)图示了图5(c)的框架的根部端板的后部透视图。
运输框架100布置成以由运输框架支承的风力涡轮机叶片的螺栓圆的小于整个圆周来联接，因为这提供了在稳定性和运输及装卸问题方面的若干优点。
运输框架100设计成具有比将由运输框架支承的风力涡轮机叶片的根部端的螺栓圆直径更小的高度H，且优选地具有大于或等于所述螺栓圆直径的宽度W。框架100的深度Df设计成充分地支承框架100，优选地为螺栓圆直径距离的至少四分之一。此构造提供了运输框架100的相对较低的质心，且在支承风力涡轮机叶片的根部端时或在未支承叶片时降低了框架100容易倾覆的可能性。
根部端板104经由一对突出的支架臂106来铰接地联接到框架本体102上。在图5的实施例中，支架臂106围绕水平轴线铰接到框架本体102上，但将理解的是，可提供任何适合的铰接接头，且/或可提供铰接支架。根部端板104与框架本体102之间的铰接连接的使用意味着板104可提供成与垂线成任何适合的角，以适应风力涡轮机叶片的根部端的任何弯曲或偏转，而不将此类弯矩传递至框架本体102。结果，框架本体102可为相对轻量的构造，因为其不必承载来自叶片根部端的此类相对大的弯矩。
优选地，提供了至少两个支架臂106，其中臂106布置成围绕由所述运输框架100支承的叶片的根部端的中心点来间隔开，使得与所述风力涡轮机叶片相关联的力均匀地传递至支承框架本体102。
根部端板104优选地布置成与风力涡轮机叶片根部端的螺栓圆的子区段联接，导致了运输框架100的整个结构的高度减小。图5的实施例示出了具有大致C形结构的端板104，其中板104可操作成与风力涡轮机叶片根部端的螺栓圆的大约2/3联接。根部端板104的形状和联接选择成以便充分地支承风力涡轮机叶片的根部端，同时保持运输框架100结构的高度最小。
将理解的是，可使用根部端板104的任何其它适合形状，其布置成与风力涡轮机叶片的螺栓圆的一部分联接，例如，U形板、大致正方形板，等。
将理解的是，根部端板104可设有沿在端板104上的单独的假想螺栓圆来布置的多个联接孔口，以适应根部端板104与具有不同螺栓圆直径的不同风力涡轮机叶片的根部端的联接。这允许了根部端运输框架100与不同大小的风力涡轮机叶片的可互换使用。还将理解的是，联接孔口可定形成比风力涡轮机叶片的螺栓圆中的对应孔口更宽和/或更长，以允许根部端板104与叶片根部端之间的联接的调整，例如，在失准、根部端椭圆化等的情况下。
参考图6(a)，根据本发明的方面的末梢端运输框架的实施例大体上在108处指出。运输框架108包括底座框架110和设在底座框架110的顶部处的支承部分112。支承部分112包括至少一个末梢端支承支架114，其铰接地联接到运输框架108上。支承支架114收纳由末梢端运输框架108支承的风力涡轮机叶片的一部分(由区段116标识)，其中叶片部分与叶片的末梢端间隔开。
参考图6(b)，示出了末梢端支承支架114的示例的放大视图。支架114包括布置成与末梢端运输框架108的支承部分112联接的第一端118a和第二端118b。支架114还包括布置成支承风力涡轮机叶片的表面的缓冲或衬垫材料120。前缘支承唇部122设在支架114上，优选地从缓冲或衬垫材料120突出。前缘支承唇部122布置成收纳支承在支架114上的风力涡轮机叶片的前缘，以在支架114上时防止叶片移动。
在使用中，支架114的第一端118a可附接到支承部分112上，且第二端118b突出到框架外。风力涡轮机叶片的部分116可放置在支架114上，其中叶片的前缘适配为邻近所述唇部122。支架然后可关于运输框架本体枢转，以将叶片定位在运输框架108内，在该点处，支架114的第二端118b可装固到框架108上。副支承带124然后可定位在与支承支架114相对的叶片区段116的表面之上，且装固到支承部分112上，以将风力涡轮机叶片牢固地固持在运输框架108内。
将理解的是，支承支架114可由相对柔性的带形成，相对柔性的带具有缓冲或衬垫材料120和模制在带上的前缘支承唇部122。
末梢端运输框架108的底座框架110具有高度h。这确保了风力涡轮机叶片的部分116支承在离地面或下覆表面的距离h处。参考图13，用于风力涡轮机叶片的运输系统的该构造在用于预弯曲的风力涡轮机叶片的运输或储存时提供了附加优点，其中风力涡轮机叶片制造成具有在大致逆风方向上的曲度或弯曲，如欧洲专利号EP1019631中所描述。
图7为根据本发明的模块系统200的第一实施例的示意性侧视图。模块系统包括：各自具有高度H的两个根部端运输框架171、271；各自具有高度h1的两个第一末梢端运输框架172、272；以及各自具有超过h1的高度h2的两个第二末梢端运输框架372、472。在图7(a)中，第一端运输框架172在一端处附接在根部端运输框架171的顶部上，且根部端运输框架271在相对端处附接到另一末梢端运输框架272的顶部上。因此，两个风力涡轮机叶片10以根部端到末梢端布置来垂直地堆叠，各自由一个根部端运输框架和一个末梢端运输框架来支承。两个第二末梢端运输框架372、472也是该实施例的模块系统的部分，但未在图7(a)中在使用中展示。
图7(b)示出了与图7(a)中相同的模块系统200，然而，这里使用了第二末梢端运输框架372、472来替代第一末梢端运输框架172、272，以在运输期间增大叶片间间距。
具有较低叶片间间距的构造例如可在陆地运输或储存期间使用。此外，中间支承器件(未示出)可布置在叶片之间，以便提供缓冲效果且保护叶片。带有较大叶片间间距的构造例如可用于海上运输，其中框架系统和叶片可经历来自海洋的湍流。
图8为根据本发明的模块系统200的另一个实施例的示意性侧视图。模块系统包括：各自具有高度H的两个根部端运输框架171、271；合作具有高度h1的两个第一末梢端运输框架172、272；以及两个末梢端延伸件201、202。在图8(a)中，第一末梢端运输框架172在一端处附接在根部端运输框架171的顶部上，而根部端运输框架271在相对端处附接到另一末梢端运输框架272的顶部上。在图8(a)中，未使用末梢端延伸件。相比之下，在图8(b)中，延伸件201附接在第一末梢端运输框架172下方，且延伸件202附接在第一末梢端运输框架272下方，以相比于图8(a)的布置来增大叶片间间距。
尽管模块系统200已描述为其中延伸件201、202附接到末梢端运输框架172、272上的系统，但还将认识到的是，相似的技术效果可通过提供具有可除去的延伸件的末梢端框架来达成。这在图8c和8d中图示，其中图8c示出了末梢端运输框架172和可除去的延伸件或间隔件201(对应于图8b中所示的运输或储存)，而图8d示出了除去了可除去的延伸件201(对应于图8a中的运输或储存)的末梢端运输框架172。例如，可除去的延伸件201可具有20到40cm的高度。
图9为根据本发明的模块系统200的又一个实施例的示意性侧视图。再次地，模块系统200包括：各自具有高度H的两个根部端运输框架171、271；各自具有高度h1的两个第一末梢端运输框架172、272；以及两个末梢端延伸件201、202。在图9(a)中，第一末梢端运输框架172在一端处附接在根部端运输框架171的顶部上，而根部端运输框架271在相对端处附接在另一末梢端运输框架272的顶部上。图9(a)中还示出了具有高度h3的根部端延伸件203。在图9(b)中，根部端延伸件通过将其附接在两个垂直地堆叠的根部端运输框架171、271之间来插在叠层中。这使得备选的空间布置成为可能，在其中，叶片10现在可按根部端对根部端方式来堆叠，因此减小了总体堆叠长度且同时使叶片间间距最小化。
图10为根据本发明的运输系统300的横截面视图。运输系统300包括：各自具有高度H的两个根部端运输框架171、271；以及两个可延伸的末梢端运输框架572、672。两个风力涡轮机叶片10由运输框架支承在根部端对末梢端垂直叠层中。各个可延伸的末梢端运输框架572、672包含螺纹腿部204、205，螺纹腿部204、205收纳在带有在相应运输框架内的匹配内螺纹的开孔或夹具中。在图10(a)中，腿部204、205示出为在用于减小叶片间间距的收缩位置中。在图10(b)中，腿部204、205示出为在延伸位置中，以增大末梢端运输框架572、672的总体高度，从而增大叶片间间距，例如，用于海上运输。
本发明已经参考优选实施例来描述。然而，本发明的范围不限于图示的实施例，且可执行变型和改型，而不脱离由以下权利要求所限定的本发明的范围。
本发明不限于本文中所描述的实施例，且可改变或变化，而不脱离本发明的范围。
参考标号列表
2 风力涡轮机
4 塔架
6 机舱
8 毂
10 叶片
14 叶片末梢
15 末梢端区段
16 叶片根部
17 根部端面
18 前缘
20 后缘
22 桨距轴线
24 压力侧壳部分/逆风壳部分
26 吸力侧壳部分/顺风壳部分
28 联结线
29 水平
30 根部区域
32 过渡区域
34 翼型区域
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 翼弦
62 弧高线/中线
100 根部端运输框架
102 框架本体
104 根部端板
106 支架臂
108 末梢端运输框架
110 底座框架
112 支承部分
114 支承支架
116 风力涡轮机叶片部分
118 支承支架端
120 缓冲支承材料
122 前缘支承唇部
124 固持带
171 根部端运输框架
172 第一末梢端运输框架
200 模块系统
201 末梢端延伸件
202 末梢端延伸件
203 根部端延伸件
204 螺纹腿部
205 螺纹腿部
271 根部端运输框架
272 第一末梢端运输框架
300 运输系统
372 第二末梢端运输框架
472 第二末梢端运输框架
572 可延伸的末梢端运输框架
672 可延伸的末梢端运输框架
c 弦长
d t 最大厚度的位置
d f 最大弧高的位置
d p 最大压力侧弧高的位置
f 弧高
L 叶片长度
r 局部半径，离叶片根部的径向距离
t 厚度
D 叶片根部直径
Δy 预弯曲
H 根部端运输框架高度
W 根部端运输框架宽度
Df 根部端运输框架深度
h 末梢端底座框架高度
h1 第一末梢端运输框架的高度
h2 第二末梢端运输框架的高度
h3 根部端间隔件的高度

Claims (34)

1.一种模块系统，其用于以至少两个不同的空间布置来运输风力涡轮机叶片，各个风力涡轮机叶片均具有末梢端和根部端，各个风力涡轮机叶片还具有在所述根部端处的螺栓圆直径D，所述模块系统包括：
两个或多个根部端运输框架，它们各自具有高度H，用于支承风力涡轮机叶片的根部端，其中H＜D；
两个或多个第一末梢端运输框架，它们各自具有高度h1，用于朝所述风力涡轮机叶片的末梢端来支承风力涡轮机叶片的一部分，各个第一末梢端运输框架均包括底座框架和设在所述底座框架的顶部上来用于收纳风力涡轮机叶片的一部分的支承支架；
其中，各个第一末梢端运输框架可堆叠在根部端运输框架的顶部上，且反之亦然，使得所述模块系统可操作成以交错的根部端对末梢端布置来堆叠连续的风力涡轮机叶片；
其中，所述模块系统还包括部分(i)、(ii)和(iii)中的至少一者：
(i)两个或多个第二末梢端运输框架，它们各自具有超过高度h1的高度h2，以用于朝所述风力涡轮机叶片的末梢端来支承风力涡轮机叶片的一部分，各个第二末梢端运输框架包括底座框架和设在所述底座框架的顶部上来用于收纳风力涡轮机叶片的一部分的支承支架；其中各个第二末梢端运输框架均可堆叠在根部端运输框架的顶部上，且反之亦然，以替换所述第一末梢端运输框架，使得所述模块系统可操作成以交错的根部端对末梢端布置来堆叠连续的风力涡轮机叶片，其中两个交错的风力涡轮机叶片间间距来自于所述第一末梢端运输框架或所述第二末梢端运输框架的分别使用；
(ii)两个或多个末梢端间隔件，它们各自可附接在第一末梢端运输框架的顶部上或下方，其中所述第一末梢端运输框架和附接的末梢端间隔件可堆叠在所述根部端运输框架的顶部上，且反之亦然，使得所述模块系统可操作成以交错的根部端对末梢端布置来堆叠连续的风力涡轮机叶片，其中两个交错的风力涡轮机叶片间间距来自于带有或没有所述末梢端间隔件的所述第一末梢端运输框架的分别使用；以及
(iii)至少一个根部端间隔件，其具有高度h3，且可附接在两个垂直地堆叠的根部端运输框架之间，其中(H＋h3)≥D，使得所述模块系统可操作成：通过将两个或多个第一或第二末梢端运输框架堆叠在一端处，并且通过将带有插入的根部端间隔件的两个或多个根部端运输框架堆叠在相对端处，以作为根部端对末梢端布置的备选方案的根部端对根部端布置来堆叠连续的风力涡轮机叶片。
2.根据权利要求1所述的模块系统，其中，h1小于h2的0.9倍。
3.根据权利要求1所述的模块系统，其中，(H＋h3)为D的至少1.05倍。
4.根据权利要求2所述的模块系统，其中，(H＋h3)为D的至少1.05倍。
5.根据前述权利要求1-4中任一项所述的模块系统，其中，(0.5 D) < H < (0.9 D)。
6.根据权利要求5所述的模块系统，其中，(0.5 D) < H < (0.75 D)。
7.根据前述权利要求1-4中任一项所述的模块系统，其中，各个根部端运输框架均具有高度、宽度和深度，其中所述根部端运输框架的宽度等于或大于将由所述根部端运输框架来支承的风力涡轮机叶片的螺栓圆直径。
8.根据前述权利要求1-4中任一项所述的模块系统，其中，各个根部端运输框架均具有高度、宽度和深度，其中所述根部端运输框架的深度等于或大于所述根部端运输框架的宽度的四分之一。
9.根据前述权利要求1-4中任一项所述的模块系统，其中，各个根部端运输框架包括：
框架本体；以及
联接到所述框架本体上的根部端板，所述根部端板布置成与风力涡轮机叶片的根部端联接，
其中所述根部端板布置成与风力涡轮机叶片的根部端的螺栓圆的小于2/3联接，以将所述风力涡轮机叶片支承在所述根部端运输框架上。
10.根据权利要求9所述的模块系统，其中，所述根部端板包括布置成与风力涡轮机叶片的根部端的螺栓圆的一部分联接的大致C形本体。
11.根据前述权利要求1-4中任一项所述的模块系统，其中，各个根部端运输框架包括：
框架本体；以及
用于联接到风力涡轮机叶片的根部端上的根部端板，其中所述根部端板铰接地联接到所述框架本体上。
12.根据权利要求11所述的模块系统，其中，所述根部端板沿水平轴线来铰接地联接到所述根部端运输框架的框架本体上。
13.根据权利要求11所述的模块系统，其中，所述根部端板沿垂直轴线来铰接地联接到所述根部端运输框架的框架本体上。
14.根据权利要求12所述的模块系统，其中，所述根部端板沿垂直轴线来铰接地联接到所述根部端运输框架的框架本体上。
15.根据权利要求11所述的模块系统，其中，所述根部端板安装在至少一个支架臂上，所述至少一个臂经由铰接接头来联接到所述根部端运输框架上。
16.根据权利要求12所述的模块系统，其中，所述根部端板安装在至少一个支架臂上，所述至少一个臂经由铰接接头来联接到所述根部端运输框架上。
17.根据权利要求13所述的模块系统，其中，所述根部端板安装在至少一个支架臂上，所述至少一个臂经由铰接接头来联接到所述根部端运输框架上。
18.根据权利要求14所述的模块系统，其中，所述根部端板安装在至少一个支架臂上，所述至少一个臂经由铰接接头来联接到所述根部端运输框架上。
19.根据权利要求15所述的模块系统，其中，所述至少一个支架臂包括铰接支架。
20.根据权利要求15所述的模块系统，其中，所述根部端运输框架包括至少第一支架臂和第二支架臂，其中所述第一支架臂和所述第二支架臂定位在将安装到所述根部端板上的风力涡轮机叶片的假想中心纵轴线的相对的侧上。
21.根据权利要求19所述的模块系统，其中，所述根部端运输框架包括至少第一支架臂和第二支架臂，其中所述第一支架臂和所述第二支架臂定位在将安装到所述根部端板上的风力涡轮机叶片的假想中心纵轴线的相对的侧上。
22.根据前述权利要求1-4中任一项所述的模块系统，其中，所述第一末梢端运输框架和所述第二末梢端运输框架各自包括：
框架本体；
用于朝所述风力涡轮机叶片的末梢端来支承风力涡轮机叶片的一部分的至少一个末梢端支承支架，其中所述末梢端支承支架的第一端沿水平轴线来铰接地联接到所述末梢端运输框架上；并且
其中前缘支承唇部设在所述支架上，所述前缘支承唇部布置成收纳由所述支承支架来支承的风力涡轮机叶片的前缘的一部分，使得所述风力涡轮机叶片可在支承于所述支架上时围绕所述铰接联接关于所述末梢端运输框架可枢转地移动。
23.根据权利要求22所述的模块系统，其中，当所述支承支架收纳在所述框架本体中时，所述支承支架的第二端可为可释放地装固到所述第一末梢端运输框架和所述第二末梢端运输框架的相应框架本体上。
24.根据权利要求22所述的模块系统，其中，所述末梢端支承支架包括柔性带，所述柔性带具有设在所述柔性带上的支承表面。
25.根据权利要求23所述的模块系统，其中，所述末梢端支承支架包括柔性带，所述柔性带具有设在所述柔性带上的支承表面。
26.根据权利要求22所述的模块系统，其中，所述第一末梢端运输框架和所述第二末梢端运输框架还包括将围绕收纳在所述末梢端运输框架中的风力涡轮机叶片来适配的装固带。
27.根据权利要求23所述的模块系统，其中，所述第一末梢端运输框架和所述第二末梢端运输框架还包括将围绕收纳在所述末梢端运输框架中的风力涡轮机叶片来适配的装固带。
28.根据权利要求24所述的模块系统，其中，所述第一末梢端运输框架和所述第二末梢端运输框架还包括将围绕收纳在所述末梢端运输框架中的风力涡轮机叶片来适配的装固带。
29.根据权利要求25所述的模块系统，其中，所述第一末梢端运输框架和所述第二末梢端运输框架还包括将围绕收纳在所述末梢端运输框架中的风力涡轮机叶片来适配的装固带。
30.根据前述权利要求1-4中任一项所述的模块系统，其中，所述第一末梢端运输框架和所述第二末梢端运输框架布置成定位在朝将由所述模块系统支承的风力涡轮机叶片的末梢端的位置处，使得风力涡轮机叶片从所述末梢端运输框架的位置到受支承的风力涡轮机叶片的末梢端的扫掠或弯曲小于所述第一末梢端运输框架和所述第二末梢端运输框架的底座框架的相应高度。
31.根据前述权利要求1-4中任一项所述的模块系统，其中，将由所述模块系统支承的风力涡轮机叶片具有纵向长度L，且其中所述第一末梢端运输框架和所述第二末梢端运输框架布置为定位在离所述风力涡轮机叶片的根部端的距离F处，其中(0.5 L) < F < (0.95L)。
32.根据权利要求31所述的模块系统，其中，(0.6 L) < F < (0.85 L)。
33.一种使用前述权利要求1-32中任一项所述的模块系统的方法，用于提供至少两个风力涡轮机叶片的适合的空间布置来用于运输，各个风力涡轮机叶片均具有末梢端和根部端，通过在以下之中选择：
a)使用至少两个根部端运输框架和至少两个第一末梢端运输框架的带有第一风力涡轮机叶片间间距的交错的根部端对末梢端叠层，使得第一风力涡轮机叶片的末梢端指向第一方向，且第二风力涡轮机叶片的末梢端指向相反方向；
b)使用至少两个根部端运输框架和至少两个第二末梢端运输框架的带有超过所述第一风力涡轮机叶片间间距的第二风力涡轮机叶片间间距的交错的根部端对末梢端叠层，使得所述第一风力涡轮机叶片的末梢端指向第一方向，且所述第二风力涡轮机叶片的末梢端指向相反方向；
c)使用至少两个根部端运输框架和至少两个第一末梢端运输框架的交错的根部端对末梢端叠层，其中末梢端间隔件附接在各个末梢端运输框架的顶部或下方，使得所述第一风力涡轮机叶片的末梢端指向第一方向，且所述第二风力涡轮机叶片的末梢端指向相反方向；
d)使用至少两个根部端运输框架和至少两个第一或第二末梢端运输框架的根部端对根部端叠层，其中根部端间隔件附接在两个垂直地堆叠的根部端运输框架之间，使得所述第一风力涡轮机叶片的末梢端指向与所述第二风力涡轮机叶片的末梢端相同的方向。
34.根据权利要求33所述的方法，其中，所述第一风力涡轮机叶片间间距小于所述第二风力涡轮机叶片间间距的0.9倍。
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