CN104847598A - 风力发电机组及变桨驱动部件的更换装置和更换方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及风力发电机组及变桨驱动部件的更换装置和更换方法，变桨驱动部件的更换装置包括使用时置于待维修变桨驱动部件上方的第一葫芦，还包括使用时置于所述待维修变桨驱动部件下方的用于承接所述待维修变桨驱动部件的滑动支架，滑动支架具有与所述待维修变桨驱动部件滑动摩擦配合以将所述待维修变桨驱动部件由风轮中移出的滑动支撑面或者滑动支架包括固定架和导向移动装配于所述固定架上的用于将所述待维修变桨驱动部件由所述风轮内移出的移动架。本发明解决了现有技术中在将变桨驱动部件由风轮内移出过程中更换装置的操作臂因需回转而需要较大操作空间的问题。

Description

风力发电机组及变桨驱动部件的更换装置和更换方法

技术领域

本发明涉及风力发电领域中的风力发电机组及变桨驱动部件的更换装置和更换方法。

背景技术

随着人类社会的发展，对再生能源的需求愈加强烈，作为清洁能源的风能为当今社会带来了新的契机，风力发电机组可以实现风能与电能之间的转换。现有的风力发电机组包括机舱及设置于机舱前端的风轮，风轮前端通过导流罩安装支架安装有导流罩，风轮上设置有叶片，风轮内设置有驱动叶片绕自身转动轴线旋转的变桨驱动部件，变桨驱动部件包括变桨电机和变桨齿轮箱，变桨齿轮箱通过输出小齿轮与变桨轴承齿圈啮合传动来实现驱动叶片绕自身轴线转动。变桨驱动部件是风力发电机组的关键部件，由于风力发电机组受载荷复杂、工作环境恶劣，在风机20年的使用寿命中，可能需要多次对风轮内的变桨驱动部件进行拆卸、更换。

而随着单台机组功率的增大，风机的叶片直径也随之越来越大，风轮内的变桨驱动部件的重量也会随之增加，已经到了无法依靠人力进行拆卸、搬运和更换的程度，现有技术中由于风轮内空间有限，机舱内维护小吊车无法进入风轮内，因此就需要特殊的更换装置对变桨驱动部件进行更换。现有变桨驱动部件的更换装置如中国专利CN103807108A公开的“变桨系统零部件的维护更换装置及风力发电机组”，该维护更换装置包括相互连接的旋转驱动装置和操作臂，旋转驱动装置可以驱动操作臂旋转。使用时将旋转驱动装置固定在机舱的顶部，拆掉变桨驱动部件，旋转驱动装置驱动操作臂转动至风轮内，将变桨驱动部件连接在操作臂上，然后旋转驱动装置驱动操作臂转动至机舱内，然后通过机舱内的自维护系统将变桨驱动部件送到地面进行更换。现有的这种更换装置存在的问题在于：操作臂必需转动才能将变桨驱动部件移动至机舱内，操作臂转动需要较大的回转空间，然而在实际使用受操作空间限制，并不是所有的风轮都能适用，比如说变桨驱动部件设置于远离风轮远离机舱的一端时，便不能采用现有的更换装置对变桨驱动部件进行维护；整个更换装置都设置于机舱内，对机舱内部的改动较大，且在实际使用操作过程中，为了安装更换装置需要将机舱的顶盖和导流罩拆掉，而机舱的顶盖和导流罩的拆卸存在很多困难；操作臂为悬臂结构，悬臂过长也存在强度不足或重量过大的问题，增加风机的制作成本；此外机舱内设置有发电机等重要部件，由机舱通过的变桨驱动部件存在与这些重要部件擦碰的风险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种变桨驱动部件的更换装置，以解决现有技术中在将变桨驱动部件由风轮内移出过程中更换装置的操作臂因需回转而需要较大操作空间的问题；本发明的目的还在于提供一种使用该更换装置的风力发电机组和使用该更换装置的变桨驱动部件的更换方法。

为了解决上述问题，本发明中变桨驱动部件的更换装置的技术方案为：

变桨驱动部件的更换装置，包括使用时置于待维修变桨驱动部件上方的第一葫芦，还包括使用时置于所述待维修变桨驱动部件下方的用于承接所述待维修变桨驱动部件的滑动支架，滑动支架具有与所述待维修变桨驱动部件滑动摩擦配合以将所述待维修变桨驱动部件由风轮中移出的滑动支撑面或者滑动支架包括固定架和导向移动装配于所述固定架上的用于将所述待维修变桨驱动部件由所述风轮内移出的移动架。

更换装置还包括实现将所述第一葫芦固定于所述待维修变桨驱动部件上方的维护支架，维护支架上设置有与所述第一葫芦连接的第一葫芦连接结构和用于与风轮可拆连接的螺栓连接结构。

所述第一葫芦连接结构为吊环。

更换装置还包括使用时置于相应导流罩安装支架上的用于将滑动支架移出的待维修变桨驱动部件吊运至地面的第二葫芦，第二葫芦位于导流罩上设置的吊物口的正上方。

本发明中风力发电机组的技术方案为：

风力发电机组，包括内设置有变桨驱动部件的风轮，还包括用于对待维修变桨驱动部件进行更换的的更换装置，更换装置包括使用时置于所述待维修变桨驱动部件上方的第一葫芦，更换装置还包括使用时置于所述待维修变桨驱动部件下方的用于承接所述待维修变桨驱动部件的滑动支架，滑动支架具有与所述待维修变桨驱动部件滑动摩擦配合以将所述待维修变桨驱动部件由风轮中移出的滑动支撑面或者滑动支架包括固定架和导向移动装配于所述固定架上的用于将所述待维修变桨驱动部件由所述风轮内移出的移动架。

更换装置还包括实现将所述第一葫芦固定于所述待维修变桨驱动部件上方的维护支架，维护支架上设置有与所述第一葫芦连接的第一葫芦连接结构和用于与风轮可拆连接的螺栓连接结构。

所述第一葫芦连接结构为吊环。

风轮前端通过导流罩安装支架设置有导流罩，导流罩上设置有吊物口，更换装置还包括使用时置于所述导流罩安装支架上的用于将滑动支架移出的待维修变桨驱动部件吊运至地面的第二葫芦，第二葫芦位于导流罩上设置的吊物口的正上方。

变桨驱动部件的更换方法的技术方案为：

变桨驱动部件的更换方法，该更换方法包括以下步骤，第一步，通过置于待维修变桨驱动部件上方的第一葫芦将所述待维修变桨驱动部件吊运至待维修变桨驱动部件下方的滑动支架上；第二步，利用滑动支架上的滑动支撑面或移动架将所述待维修变桨驱动部件由风轮移出至导流罩或机舱；第三步，通过设置于导流罩上的吊物口正上方的第二葫芦将所述待维修变桨驱动部件吊运至地面或者通过机舱内的自维护系统将所述待维修变桨驱动部件吊运至地面。

在所述第二步中，通过使滑动支架倾斜，所述待维修变桨驱动部件与滑动支撑面滑动配合而由所述风轮内移出。

本发明的有益效果为：通过置于待维修变桨驱动部件上方的第一葫芦将所述待维修变桨驱动部件吊运至待维修变桨驱动部件下方的滑动支架上，利用滑动支架上的滑动支撑面或移动架将所述待维修变桨驱动部件由风轮移出，整个待维修变桨驱动部件由风轮内移出的过程中所使用到的第一葫芦和滑动支架均没有回转动作，因此这个部件不会需要较大的回转空间，比较适用于对操作空间有限制的场合中使用。

附图说明

图1是本发明中风力发电机组的一个实施例的结构示意图；

图2是图1中导流罩、风轮和变桨驱动部件的更换装置的配合示意图。

具体实施方式

风力发电机组的实施例如图1~2所示：包括前后设置的导流罩8、风轮12和机舱11，风轮上绕周向间隔设置有三个叶片14，风轮内设置有分别驱动各叶片绕自身轴线旋转的变桨驱动部件，导流罩8通过导流罩安装支架6置于风轮上，导流罩安装支架包括三根绕周向均匀间隔布置的支撑梁10，导流罩上还绕周向间隔开设有分别与各支撑梁相对应的吊物口9，吊物口上设置有活动门，各支撑梁上分别设置有与对应吊物口相对应的第二葫芦吊环。风力发电机组还包括用于对待维修变桨驱动部件进行更换的更换装置，更换装置包括使用时通过维护支架1置于待维修变桨驱动部件5上方的第一葫芦2，维护支架1上设置有与风轮可拆连接的螺栓连接结构，维护支架上还设置有实现第一葫芦连接的第一葫芦连接结构，本实施例中第一葫芦连接结构为第一葫芦吊环，维护支架可以提高第一葫芦的高度，从而方便待维修变桨驱动部件的吊运。更换装置还包括使用时置于待维修变桨驱动部件下方的用于承接待维修变桨驱动部件的滑动支架7，滑动支架具有与待维修变桨驱动部件滑动摩擦配合以将待维修变桨驱动部件由风轮中移出得滑动支撑面。更换装置还包括用于设置于第二葫芦吊环上的第二葫芦4，第二葫芦在使用时位于对应吊物口9的正上方。由于空间的限制，本实施例中第一葫芦为手动葫芦，第二葫芦为电动葫芦，由于第一葫芦的操作位于风轮内，因此使用手动葫芦也可以更好的控制葫芦的起停，防止待维修驱动部件与风轮之间有擦碰。

在需要对变桨驱动部件进行维修更换时，维护人员带着第一葫芦、第二葫芦、滑动支架和维护支架进入风轮中，通过螺栓将维护支架置于待维修变桨驱动部件的上方，如果待维修变桨驱动部件没有在竖直状态，可事先转动风轮使待维修变桨驱动部件处于竖直状态，将待维修变桨驱动部件连接于第一葫芦上，然后将待维修变桨驱动部件由风轮上拆掉，第一葫芦将待维修变桨驱动部件下放至滑动支架上，然后使滑动支架的前端向下倾斜，待维修变桨驱动部件就会沿着滑动支撑面由后至前滑动，直至滑动至吊物口附近，然后将待维修变桨驱动部件连接于第二葫芦上，第二葫芦将待维修变桨驱动部件吊起后通过吊物口将待维修变桨驱动部件吊运至地面，维修后或更换后的变桨驱动部件依着相反的步骤可以被重新安装到风轮上。

本实施例中采用的第一葫芦、第二葫芦和滑动支架均不会产生回转动作，因此整个维护装置所占用的空间较小，同时第一葫芦、第二葫芦和滑动支架本身占用空间小，不需要对风力发电机进行拆卸，维护人员可以直接将这些工具拿进风轮中；滑动支架可以撑在风轮上，因此保证了滑动支架的强度；而待维修变桨驱动部件由导流罩的吊物口吊运至地面，不需经过机舱，因此可以避免对机舱内重要部件的擦碰，该方案简单可靠，不需要对机舱的设计产生任何影响，节约了大量生产、运输和吊装成本。

在本风力发电机组的其它实施例中，维护支架还可以设，此时可以直接在风轮上各变桨驱动部件的上方焊接固设吊环，哪个变桨驱动部件需要维修更换，就将第一葫芦安装于与对应变桨驱动部件相对应的吊环上；当然实现第一、第二葫芦安装的结构也可以不是吊环结构，比如说吊钩或其它能够实现第一、第二吊环安装的结构；也可以不通过使滑动支架倾斜来移动待维修变桨驱动部件，比如说通过拉绳直接拉着待维修变桨驱动部件沿滑动支架的滑动支撑面移动即可；滑动支架上的滑动支撑面也可以不设，此时滑动支架为如下结构，滑动支架包括固定架和沿前后方向导向移动装配于固定架上的移动架，第一葫芦将待维修变桨驱动部件吊放至移动架上，维护人员通过推动或拉动移动架移动，移动架带着待维修变桨驱动部件由风轮内移出；第一葫芦也可以为电动葫芦，第二葫芦也可以为手动葫芦。

变桨驱动部件的更换装置的实施例如图2所示：更换装置的实施例与上述各风力发电机组实施例中所述的更换装置相同，在此不再详述。

变桨驱动部件的更换方法的实施例，该更换方法包括以下步骤，第一步，通过置于待维修变桨驱动部件上方的第一葫芦将所述待维修变桨驱动部件吊运至待维修变桨驱动部件下方的滑动支架上；第二步，利用滑动支架上的滑动支撑面将所述待维修变桨驱动部件由风轮移出至导流罩舱，在此过过程中待维修变桨驱动部件可以依靠自身重力沿滑动支撑面滑动或者通过拉绳拉着待维修变桨驱动部件沿滑动支撑面滑动；第三步，通过设置于导流罩上的吊物口正上方的第二葫芦将所述待维修变桨驱动部件吊运至地面。

在所述第二步中，通过使滑动支架倾斜，所述待维修变桨驱动部件与滑动支撑面滑动配合而由所述风轮内移出。本实施例中的第一葫芦、滑动支架和第二葫芦属于变桨驱动部件的维护装置，维护装置的具体结构与上述各风力发电机组实施例中所述的维护装置相同，在此不再详述。

在本更换方法的其它实施例中：在第二步中也可以利用滑动支架上的滑动支撑面将待维修变桨驱动部件由风轮移出至机舱，然后第三步中通过机舱内的自维护系统将所述待维修变桨驱动部件吊运至地面，自维护系统属于现有技术，其具体结构不再详述；在第二步中滑动支架上也可以不具有滑动支撑面，此时滑动支架包括固定架和移动架，当待维修变桨驱动部件落在移动架上时，维护人员拉动或推动移动架，移动架将待维修变桨驱动部件带出风轮。

Claims (10)

1.变桨驱动部件的更换装置，其特征在于：包括使用时置于待维修变桨驱动部件上方的第一葫芦，还包括使用时置于所述待维修变桨驱动部件下方的用于承接所述待维修变桨驱动部件的滑动支架，滑动支架具有与所述待维修变桨驱动部件滑动摩擦配合以将所述待维修变桨驱动部件由风轮中移出的滑动支撑面或者滑动支架包括固定架和导向移动装配于所述固定架上的用于将所述待维修变桨驱动部件由所述风轮内移出的移动架。

2.根据权利要求1所述的更换装置，其特征在于：更换装置还包括实现将所述第一葫芦固定于所述待维修变桨驱动部件上方的维护支架，维护支架上设置有与所述第一葫芦连接的第一葫芦连接结构和用于与风轮可拆连接的螺栓连接结构。

3.根据权利要求2所述的更换装置，其特征在于：所述第一葫芦连接结构为吊环。

4.根据权利要求1~3任意一项所述的更换装置，其特征在于：更换装置还包括使用时置于相应导流罩安装支架上的用于将滑动支架移出的待维修变桨驱动部件吊运至地面的第二葫芦，第二葫芦位于导流罩上设置的吊物口的正上方。

5.风力发电机组，包括内设置有变桨驱动部件的风轮，其特征在于：还包括用于对待维修变桨驱动部件进行更换的的更换装置，更换装置包括使用时置于所述待维修变桨驱动部件上方的第一葫芦，更换装置还包括使用时置于所述待维修变桨驱动部件下方的用于承接所述待维修变桨驱动部件的滑动支架，滑动支架具有与所述待维修变桨驱动部件滑动摩擦配合以将所述待维修变桨驱动部件由风轮中移出的滑动支撑面或者滑动支架包括固定架和导向移动装配于所述固定架上的用于将所述待维修变桨驱动部件由所述风轮内移出的移动架。

6.根据权利要求5所述的风力发电机组，其特征在于：更换装置还包括实现将所述第一葫芦固定于所述待维修变桨驱动部件上方的维护支架，维护支架上设置有与所述第一葫芦连接的第一葫芦连接结构和用于与风轮可拆连接的螺栓连接结构。

7.根据权利要求6所述的风力发电机组，其特征在于：所述第一葫芦连接结构为吊环。

8.根据权利要求5~7任意一项所述的风力发电机组，其特征在于：风轮前端通过导流罩安装支架设置有导流罩，导流罩上设置有吊物口，更换装置还包括使用时置于所述导流罩安装支架上的用于将滑动支架移出的待维修变桨驱动部件吊运至地面的第二葫芦，第二葫芦位于导流罩上设置的吊物口的正上方。

9.变桨驱动部件的更换方法，其特征在于：该更换方法包括以下步骤，第一步，通过置于待维修变桨驱动部件上方的第一葫芦将所述待维修变桨驱动部件吊运至待维修变桨驱动部件下方的滑动支架上；第二步，利用滑动支架上的滑动支撑面或移动架将所述待维修变桨驱动部件由风轮移出至导流罩或机舱；第三步，通过设置于导流罩上的吊物口正上方的第二葫芦将所述待维修变桨驱动部件吊运至地面或者通过机舱内的自维护系统将所述待维修变桨驱动部件吊运至地面。

10.根据权利要求9所述的变桨驱动部件的更换方法，其特征在于：在所述第二步中，通过使滑动支架倾斜，所述待维修变桨驱动部件与滑动支撑面滑动配合而由所述风轮内移出。