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本发明提供一种用于容纳或运输风力涡轮机构件的系统。该系统包括用于接收风力涡轮机构件(206a-i)的至少一部分的至少一个容器(52)，风力涡轮机构件以嵌套构造而布置于该容器内。

1.  一种用于容纳或运输风力涡轮机(100)构件的系统，其包括：
用于接收所述风力涡轮机构件的至少一部分的至少一个容器(520)，所述至少一个容器为标准尺寸的装运容器；以及
其中，所述风力涡轮机构件的至少一部分以嵌套构造布置于所述至少一个容器内。

2.  根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述风力涡轮机构件包括风力涡轮机的叶片(140)的部分，所述部分中的至少一些包括叶片面板(206a-i)。

3.  根据权利要求2所述的系统，其特征在于，多个所述叶片面板(206a-i)一起嵌套在单个标准尺寸的装运容器(520)内。

4.  根据权利要求2所述的系统，其特征在于，一个或多个连接板(320,330)布置于单个标准尺寸的装运容器(520)内。

5.  根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述叶片面板(206a-i)的至少一部分和至少一个或多个连接板(320，330)布置于单个标准尺寸的装运容器(520)内。

6.  根据权利要求2所述的系统，其特征在于，缓冲材料(510,710)放置于所述风力涡轮机构件之间。

7.  根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述缓冲材料(510,710)包括天然纤维、橡胶、乳胶、聚氨酯和记忆泡沫中的至少一种。

8.  一种用于容纳或运输风力涡轮机构件的系统，其包括：
用于接收所述风力涡轮机构件的至少一部分的至少一个容器(510)，所述至少一个容器为标准尺寸的装运容器，所述至少一个容器具有在大约二十英尺与大约五十三英尺之间的长度。

9.  如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述风力涡轮机的叶片的至少一个翼梁(310)或至少一个根部分段(220)容纳于所述标准尺寸的装运容器(520)内。

10.  如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
多个叶片面板(206a-i)，所述叶片面板以嵌套或堆叠构造布置于所述至少一个容器(520)内；以及
其中，同一容器还容纳至少一个连接板、至少一个翼梁和至少一个根部分段中的至少一种。

用于容纳和/或运输风力涡轮机构件的系统
技术领域
本发明大体涉及运输容器，更具体地涉及用于容纳和/或运输风力涡轮机构件的系统和方法。
背景技术
风力涡轮机可包括诸如转子叶片、轮毂、塔架和舱室的较大构件。风力涡轮机转子叶片用于利用风来发电，并且可能相当大(例如，某些转子叶片在长度方面高达200英尺或更多，或者在宽度方面高达12英尺或更多)。由于转子叶片的尺寸和/或脆弱性，某些已知的较大转子叶片可能会在从制造转子叶片的地点运输到使用转子叶片的地点的过程中损坏。转子叶片可能在从已知的运输容器或车辆上装载或卸载期间损坏。这些损坏可能会使叶片性能降低。
风力涡轮机构件可具有多种不同的尺寸和形状。因此，至少某些已知的运输容器在尺寸方面设置为适合最大的构件，这可能会增加运输较小构件的重量和总尺寸。使用在尺寸方面统一地设置为适合最大构件的容器的替代方法为提供不同容器用于不同尺寸的构件。然而，提供不同尺寸的容器可能会增加运输定制尺寸的容器的成本和/或难度。各种尺寸的容器可能产生物流难度，因为适当尺寸的容器可能提供给每个装运或制造过程，或者可能未提供给每个装运或制造过程。运输设备(例如，高架起重机、卡车等)可能未设计成处理非标准尺寸的装运容器。
可使用多种运输模式(例如，利用船只、卡车和/或铁路)来运输装运容器。许多运输模式对于较大负载具有一定限制，例如对负载的高度和/或宽度限制。例如，当在陆路上运输较大负载时，容器高度有时可能被限制为大约四米，或大约十二英尺。高度限制和宽度限制有助于确保容器顺利通过位于陆路运输路线上的桥梁、高架桥和其它障碍物。车辆总重量限制也可能是一个挑战。许多主要道路(在美国)具有大约40吨(或80,000磅)的最大重量限制，次级道路常常具有更低的重量限制。这些限制可能会增加在单个容器中运输多于一个构件的难度，这可能会增加运输某些构件的成本和/或增加在单个容器里运输多于一个构件的不可行性。某些风力涡轮机的位置在较远并难于到达的区域。通常，卡车用于最后一段运输，而且较大、较重、体积大的负载可能难于通过蜿蜒或陡峭的道路。例如，沿着蜿蜒、陡峭坡度的山路定位的风力涡轮机可能会由于过大尺寸和过重负载而难以到达。
因此，在本领域中需要更经济和在物流上更简单的方式来储存和运输风力涡轮机构件。
发明内容
在一方面，提供一种用于容纳或运输风力涡轮机构件的系统。至少一个容器可用于接收风力涡轮机构件的至少一部分。风力涡轮机构件的一部分能以嵌套构造而布置于容器内。
在另一方面，用于容纳或运输风力涡轮机构件的系统包括用于接收风力涡轮机构件的至少一部分的至少一个容器。该容器是标准尺寸的装运容器，该风力涡轮机构件的至少一部分以嵌套构造而布置于容器内。
在又一方面，提供一种用于容纳或运输风力涡轮机构件的系统，其具有用于接收风力涡轮机构件的至少一部分的至少一个容器。该容器是标准尺寸的装运容器，并且具有在大约二十英尺与大约五十三英尺之间的长度。
附图说明
图1是示例性风力涡轮机的透视图。
图2是模块化构造的叶片的侧面透视图，其可用于图1的风力涡轮机。
图3是模块化构造的叶片的侧面透视图，其示出了叶片的内部支承结构。
图4是构成风力涡轮机叶片的叶片面板的各种截面轮廓的一个实施例的示图。
图5是根据本发明的一个实施例的在其内储存有多个叶片面板的装运容器的截面图。
图6是根据本发明的一个实施例的在其内储存有多个叶片面板的装运容器的截面图。
图7是根据本发明的一个实施例的在其内储存有多个连接板的装运容器的截面图。
部件列表
100 风力涡轮机
110 塔架
120 舱室
130 轮毂
140 叶片
150 转子
160 旋转轴线
170 发电机
202 前缘
204 后缘
206 单独叶片面板
208 结合线
210 结合线
220 根部
310 翼梁(spar beam)
320 前缘连接板
330 后缘连接板
510 填充材料
520 装运容器
710 填充材料
具体实施方式
如本文所用，术语“构件”意图表示构成风力涡轮机的任何部件。如本文所用，术语“叶片”意图表示当相对于周围流体运动时提供反作用力的任何装置。如本文所用，术语“风力涡轮机”意图表示利用风能产生旋转能量且更具体而言将风的动能转换成机械能或电能的任何装置。
图1是示例性风力涡轮机100的透视图。本文所述和所示的风力涡轮机100可利用风能发电。此外，本文所述和所示的风力涡轮机100包括水平轴线构造。然而，在某些实施例中，除了水平轴线构造之外或作为水平轴线构造的替代，风力涡轮机100可包括垂直轴线构造(未示出)。风力涡轮机100可联接至电网(未示出)，用于从电网接收电力来驱动风力涡轮机100和/或其相关联构件的操作，和/或用于将风力涡轮机100所产生的电力供应至电网。尽管在图1中仅示出了一个风力涡轮机100，但在某些实施例中，多个风力涡轮机100可集合在一起，有时被称作“风电场”。
风力涡轮机100包括塔架110、舱室120、轮毂130和叶片140。塔架110的高度可在大约50米至大约100米之间，且该高度也可基于本领域中已知的因素和条件进行选择。塔架高度也可高于或低于此范围变化。风力涡轮机100包括转子(大体上由150表示)，其联接至舱室120以相对于舱室120绕旋转轴线160而旋转。转子150包括轮毂130和叶片140(有时被称作“翼型件”)，叶片140从轮毂130径向向外延伸以将风能转换成旋转能量。尽管在本文中将转子150描述和示出为具有三个叶片140，但转子150可具有任何数目的叶片。叶片140可各具有任何长度和/或宽度。例如，在某些实施例中，一个或多个叶片140在长度方面可在大约30米长至大约60米之间或更大。叶片宽度可在大约0.5米至大约10米之间变化或更大。叶片140的长度和宽度也可高于和/或低于这些范围变化。
虽然在图1中示出了叶片140，但转子150可具有任何形状、类型和/或构造的叶片，无论这些形状、类型和/或构造是否在本文中描述和/或示出。叶片140的另一种非限制性的类型、形状和/或构造的一个示例为管状转子(未示出)，其具有容纳于管(未示出)内的涡轮(未示出)。叶片的另一种非限制性的类型、形状和/或构造的另一示例为达里厄(darrieus)风力涡轮机，有时被称作“打蛋器型”涡轮。叶片的另一种非限制性的类型、形状和/或构造的又一示例是萨伏纽斯(savonious)风力涡轮机。叶片的另一种非限制性的类型、形状和/或构造的再一示例是用于抽水的传统风车，诸如但不限于，具有木制闸板和/或织物帆的装有四个或更多个叶片的转子。而且，在某些非限制性实施例中，风力涡轮机100可为转子150基本上朝向逆风以利用风能的涡轮，和/或可为转子基本上朝向顺风以利用能量的风力涡轮机。当然，在任何实施例中，转子150可能不精确地朝向逆风和/或顺风，而是可相对于风向基本上成任何角度(该角度可能是可变的)来从风中利用能量。
风力涡轮机100可包括发电机(大体上由170表示)，其联接到转子150用于利用转子150所产生的旋转能量来发电。发电机170可为任何适当类型的发电机，诸如但不限于，绕线转子感应发电机或永磁发电机。发电机利用转子150的旋转能量发电的一般操作是本领域中已知的，因此将不在本文中更详细地描述。在某些实施例中，风力涡轮机100可包括联接到风力涡轮机100的某些构件或所有构件上的一个或多个控制系统(未示出)、促动机构和/或传感器(未示出)，用于总体上控制风力涡轮机100和/或其某些构件或所有构件(无论这些构件是否在本文中描述和/或说明)的操作。例如，(多个)控制系统、(多个)促动机构和/或(多个)传感器可用于，但不限于总体系统监控和控制，其包括例如俯仰角(pitch)和速度调节、高速轴和偏航制动器应用、偏航和泵电机应用和/或故障监控。替代的分布式控制架构或中央控制架构可用于某些实施例中。风力涡轮机100的一般操作是本领域中已知的，因此在本文中将不再详细地描述。
参看图2，示出了模块化构造的叶片140的示例性实施例，该叶片140包括前缘202、后缘204和成结合关联的多个叶片面板206a-i。然而，本文所说明的面板数目只是示例性的，并非意图为限制性的。面板的任何数目都在本发明的范围内。至少一条结合线表示多个叶片面板结合的接缝或区域(即，发生结合关联的位置)，其中可使用所需最终目的所必需的任何粘性结合物质。至少一条结合线中的每一条可远离与叶片24的前缘202和/或后缘204的连续接触进行布置。通过远离与前缘或后缘的连续接触进行布置的至少一条结合线，在这些气动临界区中的表面异常(在结合过程期间由于两部分的失配造成)的机率较小，从而改进了现场性能。
尽管如果叶片仅仅包括远离与前缘202和/或后缘204的连续接触进行布置的单条结合线以结合两个叶片面板而改善叶片的现场性能，但是包括经由远离与前缘202和/或后缘204的连续接触进行布置的结合线而结合的至少三个或更多个叶片面板的叶片将在叶片构造能力、容纳性和运输方面提供额外的改善。
多个叶片面板被示出为面板206a-i，至少一条结合线被示出为结合线208和相交的结合线210a-g。通过将叶片140构造为包括超过两个的叶片面板(图示为九个)，减小了叶片分段长度，从而允许更容易地、更低成本地运输每个叶片，缩短单位叶片的模制时间，以及改进模制工具周转时间。可存在任何数目的叶片面板，并且可存在相等数目的前缘面板与后缘面板，或前缘面板的数目多于或少于后缘面板。在一个优选实施例中，每个面板各具有小于标准尺寸装运容器的长度的总长度。
装运容器具有各种标准尺寸，其中20英尺、40英尺和45英尺的容器是最常用的，还有48英尺和53英尺的容器。例如，40英尺的容器的长度为大约四十英尺，宽度为八英尺且高度为八英尺六英寸。标准尺寸的装运容器显著地改善了物流并降低了运输成本。大多数运输设备(例如，船只、海上装载/卸载吊车、卡车、铁路运输等)被设计成处理这些标准尺寸的装运容器。如本发明的方面所实施，提供一种系统以利用现在可提供的标准尺寸的装运容器来运输风力涡轮机构件。
参看图3，示出了叶片140的内部支承结构的一个实施例的说明。叶片140可包括纵向翼梁310和多个前缘连接板320以及多个后缘连接板330。图3示出了具体数目的翼梁和连接板，然而可根据需要使用任何数目的翼梁或连接板。翼梁和连接板可具有单件或多件构造。
前缘连接板320支承邻近的前缘面板之间(例如，面板206f与面板206g之间)的连接。同样，后缘连接板330支承邻近的后缘面板之间(例如，面板206a与面板206b之间)的连接。前缘面板和后缘面板可由石墨复合物、铝、金属合金或木层合板构成。
参看图4，叶片140的每个面板206a-i可具有不同的截面轮廓，且轮廓可沿着每个单独分段的长度成渐缩形。在一个实施例中，这些轮廓示于图4中。可以看出的是，前缘的第一面板206f具有比随后的面板206g更宽的轮廓。如在此实施例中所示，每个随后的面板，从根部分段220到顶部分段230具有逐渐变窄的轮廓。例如，在前缘面板中，最宽的是面板206f，之后是面板206g，然后是面板206h，且最窄的是面板206i。同样，在后缘面板中，最宽的是面板206a，之后是面板206b，然后是面板206c，之后是面板206d，且面板206e是后缘面板中最窄的。
对于单独面板构件，这种逐渐变窄的轮廓设计允许构成每个后缘和前缘的所有面板或面板的一部分以嵌套构造进行布置。例如，所有的前缘面板206f-i和/或所有的后缘面板206a-e可以以嵌套构造而堆叠在一起。嵌套可被定义为堆叠在一起的一组尺寸逐渐变化的物件，每个物件配合于紧邻的较大物件内。例如，一组尺寸逐渐变化的碗可使所有更小的碗堆叠或嵌套于最大的碗内。
图5示出了标准尺寸的装运容器520，在该容器内容纳所有的前缘面板206i-f。可能有利的是，在每个单独的面板之间或周围提供可选的填充或缓冲材料510。填充材料可保护单独面板避免在运输和装载或卸载期间损坏。填充材料可提供缓冲作用且可由天然纤维、橡胶、乳胶、聚氨酯或记忆泡沫材料组成。可以看出，面板是嵌套在一起的且以U形布置定向。然而，面板也可以以倒置的或颠倒的U形布置来放置。在旁侧定向面板可能不是最佳布置，因为在运输期间施加的应力可能会损坏面板，此外，也可在容器52内包括阻挡支承件(未示出)以进一步支承嵌套面板。
例如，40英尺的装运容器可用于运输前缘或后缘的所有面板。假定叶片50米长，五个面板前缘分段将容易地配合于一个40英尺的容器内。多个容器可用于运输整个叶片或叶片的部分。
图6示出了运输和容纳后缘分段的所有面板的一个实施例。标准尺寸的装运容器520以嵌套布置来容纳所有的后缘面板206a-206e。填充材料510可放置于单独面板之间和/或周围。图6示出用于运输的倒置U形布置。可能有利的是，以“U”形(图5)或倒U形(图6)来堆叠面板，以允许组装过程所需要的第一个面板为第一个可用的面板。例如，在图6中，在组装过程期间所需要的第一个面板可为面板206a，之后为面板206b。图6所示的布置通过直接暴露组装过程中所需要的第一个面板而允许更高效的组装过程。当每个面板移除时，下一个需要的面板可暴露出来并且可得到。
图7示出可用于容纳和运输前缘连接板320和/或后缘连接板330的标准装运容器520。填充材料710可放置于每个连接板下方和/或周围，以在运输和装载/卸载过程中保护连接板。
在其它实施例中，标准尺寸的装运容器可以能够容纳前缘面板/后缘面板的嵌套堆叠和某些连接板或所有连接板。例如，前缘面板可布置于容器520的一侧，而连接板布置于同一容器的相对侧。在其它实施例中，连接板可嵌套于面板内。一个或多个根部构件220也可容置于标准尺寸的装运容器内，且容置该根部的容器也可具有用于某些连接板或所有连接板的空间。一个或多个翼梁310也可容置于标准尺寸的装运容器内，且容置该翼梁的容器也可具有用于诸如叶片面板、连接板和/或根部构件的额外构件的空间。
上文所述和/或所示的系统具有成本效益的且有效地支承、容纳和/或运输风力涡轮机构件。更具体而言，在某些实施例中，该系统支承多于一个叶片或多于一个构件，同时还能容纳于标准尺寸的装运容器内，并且在尺寸、形状和/或重量方面设置为符合关于预定尺寸、形状和/或重量负载的至少某些限制。因此，与仅仅运输一个处于其最终完成形式的整体构件的至少某些已知的运输容器和/或方法相比，该系统可便于降低运输风力涡轮机构件的成本，因为这些已知的运输容器和/或方法可能不符合至少某些限制。符合关于预定尺寸和/或形状负载的至少某些限制的这种尺寸和/或形状也可便于使用多于一种的不同的运输模式进行运输。
通过提供可调整地适应多种不同尺寸和/或形状的构件的填充材料或一个或多个缓冲件，使得不同尺寸和/或形状的构件可不需要不同尺寸和/或形状的专用夹具，本文所描述和/或示出的系统也可有助于降低运输风力涡轮机构件的成本。而且，填充或缓冲材料可有助于例如在装载、卸载和/或运输期间减小或排除在一个或多个构件内产生的振动应力和/或其它力。因此，本文所描述和/或示出的系统可有助于例如在装载、卸载和/或运输期间减小或排除对风力涡轮机构件的损坏。填充材料、支承夹具或缓冲件可有助于一个或多个构件与容器之间的固定联接，以有助于在(多个)构件的运输和/或储存期间将(多个)构件保持在容器内并保持在适当位置。而且，在某些实施例中，本文所描述和/或示出的构件是可嵌套和/或可堆叠的，这由于更多的构件可在同一运输装置上运输而可有助于减小运输该构件的成本，和/或可有助于使用多于一种的不同的模式进行运输。
尽管关于风力涡轮机叶片描述和/或示出了本文所述和/或所示的系统，但本文所述和/或所示的系统的实践并不限于风力涡轮机叶片。相反，本文所述和/或所示的系统可适用于任何负载的运输和容纳。
虽然关于各种具体实施例描述了本发明，但本领域技术人员将认识到的是，在权利要求的精神和范围内可在做出修改的情况下实施本发明。