KR101684754B1 - 풍력 터빈에 회전자 허브의 장착 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

풍력 터빈의 회전자 허브(1)는 풍력 터빈 타워(102)에 배치된 포드(104)에 회전자 허브(1)를 장착하기 위한 크레인에 의해 회전자 허브(1)를 리프팅하는 핸들링 장치를 포함하고, 상기 핸들링 장치는, 핸들링 장치의 고정 섹션(14)에서 리프팅될 때 회전자 허브(1)가 실질적으로 수직의 허브 축(28)을 가진 수직 정렬로부터 실질적으로 수평의 허브 축(28)을 가진 수평 정렬로 회전되게 하도록 마련된다.

Description

풍력 터빈에 회전자 허브의 장착 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR MOUNTING A ROTOR HUB ON A WIND TURBINE}
본 발명은 풍력 터빈의 회전자 허브, 및 회전자 허브의 핸들링을 위한 핸들링 장치에 관한 것이다. 본 발명은 풍력 터빈의 회전자 허브의 핸들링, 특히 장착하는 방법에 관한 것이다.
풍력 터빈의 회전자 허브들이 하나 또는 다수의, 특히 3개의 회전자 블레이드를 지지하고, 회전자 블레이드들과 함께 실질적으로 풍력 터빈의 회전자를 형성하는 것은 공지되어 있다. 회전자 허브 및 그에 따라 회전자는 하나의 회전 축을중심으로 회전 가능하게 포드에 설치된다. 구성에 따라 회전자 허브는 포드의 일부로서 이해될 수 있고, 따라서 포드 부분에 회전 가능하게 설치된다. 특히, 본 발명은 회전자 축이 실질적으로 수평으로 배치된 소위 수평축 풍력 터빈에 관한 것이다. 이 경우, 상기 회전 축이 수평선에 대해 약간 기울어지는 것은 중요하지 않다. 이러한 풍력 터빈은 도 1에 개략적으로 도시된다.
이러한 타입의, 특히 대형 풍력 터빈의 장착은 타워 또는 마스트에 이미 장착된 포드 또는 포드 부분에 회전자 허브를 장착하는 단계를 포함한다. 이를 위해, 회전자 허브는 통상 수직의 허브 축으로 풍력 터빈의 설치 장소에 인도된다. 예를 들면, 허브가 저하대 트럭에 인도될 수 있다.
장착을 위해 허브 또는 회전자 허브(이는 이하에서 동일한 표현으로 간주될 수 있다)가 리프팅된 다음, 허브 축이 그 수직 정렬로부터 대략 수평 정렬로 바뀌도록 회전되어야 한다. 이 경우, 최신 풍력 터빈의 상기 허브는 수 톤, 종종 30 t 이상 또는 50 t 이상의 중량을 가질 수 있다는 것에 주의해야 한다. 따라서, 상기 회전은 간단한 과제가 아니다. 허브의 회전이 바닥 또는 저하대 트럭의 근처에서 이루어지면, 상기 회전에 의해 특히 허브의 케이싱 부재에서 손상이 나타날 수 있는 위험이 있다.
상기 손상을 피하기 위해, 허브가 완전히 또는 부분적으로 케이싱 부재 없이 제공된다. 다른 또는 보완적 가능성은 허브를 이미 수평으로 정렬된 허브 축으로 인도하는 것이다.
그러나, 허브를 상기 정렬로 운반 차량 상에 확실하게 배치하고 고정하는 것은 많은 비용을 필요로 한다. 허브가 포드에 장착되지 않고 차량 또는 그와 같은 것 상에 놓인 경우, 허브는 종종 수평으로 정렬된 허브 축을 가진 위치에서 그 고유 중량을 지지하도록 설계되지 않는다.
기본적으로 허브를 구비한 포드가 설치 장소로 운반될 수 있다. 이러한 해결책들은 1 메가와트 이상의 공칭 출력을 갖는 대형 풍력 터빈에 대해서는 실용적이지 않거나 불가능하다. 특히, 종종 허브 및 그에 따라 제너레이터를 구비한 포드의 총 중량은 운반하기 어렵고 특히 크레인에 의해 소정 높이로 리프팅하기 어려울 정도로 크다. 게다가, 이러한 완전한 포드의 크기는 도로 운반시 문제를 일으킨다. 특히, 기어리스(gearless) 풍력 터빈에서 그리고 특히 상기 크기에서, 도로 운반에 부적합한 크기가 주어진다.
독일 특허 및 상표 청에서 선행 출원에서 하기 선행 기술을 찾아냈다: DE 10 2007 062 428 A1.
본 발명의 과제는 상기 문제들 중 적어도 하나를 해결하는 것이다. 특히, 풍력 터빈의 설치, 특히 풍력 터빈의 허브의 핸들링을 개선하는 해결책이 주어져야 한다. 적어도 대안적 해결책이 주어져야 한다.
상기 과제는 청구항 제 1 항의 회전자 허브, 청구항 제 8 항의 핸들링 장치, 청구항 제 10 항에 따른 운반 차량 및 청구항 제 11 항에 따른 장착 방법에 의해 달성된다.
본 발명에 따라 청구항 제 1 항에 따른 회전자 허브가 제공된다. 풍력 터빈을 위해 제공된 상기 회전자 허브는 크레인에 의해 회전자 허브를 리프팅하는 핸들링 장치를 포함한다. 핸들링 장치는 풍력 터빈 타워에 배치된 포드에 회전자 허브를 리프팅 및 장착하기 위해 제공된다. 이 경우, 핸들링 장치는, 핸들링 장치의 고정 섹션에서 리프팅될 때 회전자 허브가 수직 정렬로부터 수평 정렬로 회전되게 하도록 마련된다. 이 경우, 수직 정렬은 허브 축이 실질적으로 수직으로 놓이는 정렬이며, 수평 정렬은 허브 축이 실질적으로 수평으로 놓이는 정렬이다.
특히, 회전자 허브는 바닥, 저하대 트럭 또는 다른 베이스로부터 리프팅될 때 그 수직 정렬로부터 수평 정렬로 회전된다. 이 경우, 회전은 회전자 허브가 손상을 입지 않도록 이루어진다.
핸들링 장치는 이 경우 회전자 허브와 견고하게 연결됨으로써, 거기에서, 즉 핸들링 장치의 고정 섹션에서 회전자 허브가 리프팅될 수 있고, 그로 인해 전술한 회전이 안내된다. 즉, 핸들링 장치에 의해 안내된다.
바람직하게는 회전자 허브가 그것에 회전자 블레이드를 고정하기 위한 적어도 하나의 블레이드 접속부를 포함한다. 이 경우, 회전자 블레이드의 고정은 직접 또는 간접적으로, 예를 들면 사이에 접속된 블레이드 어댑터를 통해 이루어질 수 있다. 이를 위해, 블레이드 접속부는 링 플랜지를 포함하고, 핸들링 장치의 고정 섹션은 회전자 허브의 리프팅 및 수직 정렬로부터 수평 정렬로 회전을 위해 크레인의 호이스트가 회전자 블레이드 개구를 통해 고정 섹션에 고정되도록, 회전자 허브 내에 또는 상에 배치된다. 이를 위해, 고정 섹션은 핸들링 장치에 의해 회전자 허브에 고정되고, 특히 고정 섹션은 블레이드 접속부에 고정된다. 가장 간단한 경우 적합한 크레인 로프 또는 적합한 크레인 체인을 구비한 크레인 후크일 수 있는 호이스트는 적합하게 수직으로 크레인에 의해 리프팅 섹션에 이르고, 이 경우 회전자 허브와 접촉하지 않거나 또는 실질적으로 접촉하지 않는다. 리프팅될 때, 회전자 허브가 수직 정렬로부터 수평 정렬로 회전되면, 호이스트가 회전자 허브와 실질적으로 거의 접촉하지 않아서, 회전 운동이 방해받지 않고, 호이스트와의 접촉을 통한 회전자 허브의 손상이 방지된다. 특히, 호이스트는 고정 섹션으로부터, 회전자 허브의 다른 부재에 의해, 특히 링 플랜지에 의해 우회되지 않는다. 이러한 경우, 허브의 중량이 크레인의 호이스트를 통해 링 플랜지 상의 상응하는 장소로 적어도 부분적으로 전달되며, 이는 손상을 야기할 수 있다.
이러한 점에서, 회전자 허브는 바람직하게 허브 케이싱을 포함하고, 상기 허브 케이싱은 회전자 블레이드의 통과를 위한 적어도 하나의 회전자 블레이드 개구를 포함한다. 특히, 3개의 회전자 블레이드를 포함하는 풍력 터빈의 3개의 회전자 블레이드용 3개의 회전자 블레이드 개구가 제공된다. 따라서, 허브 케이싱의 회전자 블레이드 개구가 각각 하나의 블레이드 접속부 및 그에 따라 각각의 링 플랜지에 할당된다. 따라서, 회전자 블레이드 개구는, 회전자 블레이드 또는 블레이드 어댑터가 상기 회전자 블레이드 개구를 통해 블레이드 접속부로 안내되고 거기에 고정되도록, 제공된다. 회전자 허브만의, 즉 회전자 블레이드 없는 회전자 허브의 리프팅을 위해, 핸들링 장치의 일부, 즉 그 고정 섹션을 블레이드 접속부들 중 하나에 고정하고 그것에서 회전자 허브를 리프팅하는 것이 제안된다. 이 경우, 고정 섹션이 허브 케이싱의 관련 회전자 블레이드 개구를 통해 돌출하거나 또는 크레인의 호이스트가 회전자 블레이드 개구를 적어도 부분적으로 통해 고정 섹션에 이를 수 있다. 어쨋든, 크레인과 회전자 허브 사이의 연결은 회전자 블레이드 개구를 통해 이루어진다. 이 경우, 호이스트는 회전자 허브의 수평 정렬 및 수직 정렬에서 허브 케이싱과 접촉하지 않고, 회전자 허브가 수직 정렬로부터 수평 정렬로 회전되는 경우, 그 사이의 이행 영역에서도 허브 케이싱과 접촉하지 않는다.
바람직하게는, 수직 정렬된 회전자 허브를 지지하기 위한 예비 장착 프레임이 수직 정렬로부터 수평 정렬로 회전자 허브의 회전을 안내하기 위한 조인트 섹션을 포함한다. 상기 예비 장착 프레임은 특히 핸들링 장치의 부분으로서 제공된다. 조인트 섹션은 선회 축으로서 작용하거나 또는 선회 축을 제공함으로써, 허브가 리프팅 동안, 상기 조인트 섹션의 상기 선회 축을 중심으로 회전될 수 있다. 동시에, 회전은 고정 섹션에서 이루어진다. 동시에 회전자 허브는 조인트 섹션에서 회전시 예비 장착 프레임의 부분일 수 있는 베이스에 지지되고 및/또는 조인트 섹션을 통해 예비 장착 프레임과 연결될 수 있다. 바람직하게는 회전자 허브가 리프팅될 때 그 수평 정렬 상태에 도달하였고 완전히 또는 거의 완전히 크레인에 매달리면, 핸들링 장치의 일부가 회전자 허브로부터 분리된다.
바람직하게는 예비 장착 프레임이 허브 축에 대해 동심으로 배치된 링 플랜지에 고정되고, 상기 링 플랜지에서 포드에 장착시 허브는 제너레이터의 회전자와 연결된다. 이러한 이유로, 상기 링형 플랜지를 이하에서 회전자 플랜지라고 한다. 상기 링형 플랜지는 그 적절한 사용시, 고정된 회전자 블레이드를 포함하는 허브가 회전자와 연결됨으로써, 회전자가 회전자 블레이드를 구비한 허브의 중량을, 즉 전체 회전자의 중량을 지지하도록, 풍력 터빈에 제공된다. 따라서, 예비 장착 프레임은 허브를 상기 회전자 플랜지에 지지할 수 있고, 그에 따라 회전자 플랜지에 고정된다.
바람직하게는 회전자 허브가 기어리스 풍력 터빈의 제너레이터의 회전자와 견고한 연결을 이루도록 마련된다. 즉, 회전자 허브는 기어리스 풍력 터빈에 맞춰진다. 따라서, 허브는 기어박스와의 연결을 위해 회전자 샤프트와 연결되지 않고, 제너레이터의 회전자와 직접 연결된다. 이로 인해, 특히 전술한 회전자 플랜지가 기어리스 풍력 터빈에서의 상기 연결을 막는, 허브의 실시예가 주어진다. 또한, 특히 상기 회전자 허브에서는 수평의 허브 축으로의 운반이 어렵고, 그 대신, 허브의 중량이 회전자 플랜지에 가해지는 수직 운반이 바람직하다. 이러한 허브는 장착시 수직 정렬로부터 수평 정렬로 회전되어야 한다.
바람직하게는 회전자 허브가 허브 케이싱을 포함하고, 핸들링 장치는 수직 정렬로부터 수평 정렬로 회전시 허브 케이싱이 손상되지 않도록 형성된다. 특히, 핸들링 장치는, 회전자 허브가 그 수직 정렬로부터 수평 정렬로 회전되는 동안 허브 케이싱이 그것이 놓인 바닥과 접촉하지 않고, 고정 섹션에 고정된 호이스트와 접촉하지 않도록, 형성된다. 특히, 고정 섹션은 직접 크레인의 호이스트에 의해 수평 정렬 상태에서, 수직 정렬 상태에서 그리고 이들 두 정렬 사이의 이행 영역에서 도달될 수 있도록 형성된다. 또한 핸들링 장치는, 회전자 허브가 수직 정렬로부터 수평 정렬로 회전시 핸들링 장치의 일부에 의해 바닥에 압착됨으로써, 허브 케이싱과 바닥 사이의 적절한 간격이 보장되도록, 형성된다. 이 경우, 바닥은 운반 차량 상의 지지면일 수 있거나 또는 현장에서 회전자 허브가 제공되는 다른 프레임일 수 있다.
바람직하게는 회전자 허브가 핸들링 장치와 더불어, 회전자 허브와 포드 및/또는 스피너 캡 사이에 전기 신호를 전달하기 위한 슬립 링 바디를 포함한다. 따라서, 슬립 링 바디 및/또는 스피너 캡이 사전에 설치된다. 이들은 핸들링 장치와 동시에 회전자 허브에 설치되므로, 회전자 허브의 회전시 이미 존재한다. 핸들링 장치를 구비한 회전자 허브의 사용은 상기 사전 설치를 가능하게 하는데, 그 이유는 특히 수직 정렬로부터 수평 정렬로 회전자 허브의 어려운 회전이 양호하게 제공되어 미리 고정되므로 상기 사전에 설치된 부재들이 손상을 입을 위험이 없기 때문이다.
또한, 회전자 허브가 완전한 케이싱, 즉 회전자 허브의 피크에 배치된, 케이싱의 가장 전방 부분인 스피너 캡을 포함하는 회전자 케이싱을 포함하는 것도 가능하다. 회전자 허브의 이러한 완전히 사전 설치된 케이싱에 의해, 회전자 허브는 인도 시에 이미 기후 영향으로부터 보호됨으로써, 상기 슬립 링 바디를 포함하는 추가 부재들이 기후에 노출되지 않으면서 사전에 설치될 수 있다.
또한, 청구항 제 8 항에 따른 핸들링 장치가 제공된다. 상기 핸들링 장치는 회전자 허브와 함께 사용되므로, 핸들링 장치가 회전자 허브에 설치되고, 그 결과 상기 실시예들 중 적어도 하나에서 설명되었던 바와 같은 회전자 허브가 주어진다.
또한, 전술한 바와 같은 핸들링 장치를 포함하는 운반 차량이 제공된다. 핸들링 장치는 적재의 의미로 운반 차량에 배치될 수 있거나 또는 운반 차량의 부분일 수 있다. 특히, 운반 차량은 회전자 허브의 회전을 안내하기 위해 핸들링 장치의 조인트 섹션과 상호 작용하는 운반 조인트 섹션을 포함한다. 이로 인해, 회전자 허브의 핸들링 장치가 운반 차량, 예들 들면 저하대 트럭 상이 제공되고, 리프팅시 핸들링 장치와 운반 차량 사이에 안내된 선회 운동, 그에 따라 회전자 허브와 운반 차량 사이에 안내된 선회 운동을 형성하는 선회 조인트가 형성된다. 운반 차량은 도로 주행용 운반 차량일 수 있고, 가까운 임시 최종 제조 장소로부터 설치 장소로 회전자 허브만의 운반을 위해 그리고 경우에 따라 풍력 터빈의 다른 부재들의 운반을 위해 사용되는 특수 차량일 수 있다. 이러한 운반 차량은 일 실시예에 따라 레일 차량 또는 궤도 차량이다.
또한, 청구항 제 11 항에 따른 풍력 터빈에 회전자 허브의 장착 방법이 제공된다. 이 장착 방법은
- 수직 허브 축을 가진 수직 정렬로 회전자 허브를 제공하는 단계,
- 상기 회전자 허브의 핸들링 장치의 고정 섹션에 크레인의 호이스트를 고정하는 단계,
- 상기 수직 정렬로부터 직접 상기 회전자 허브를 리프팅하며, 리프팅 동안 상기 회전자 허브를 상기 수직 정렬로부터 수평 허브 축을 가진 수평 정렬로 회전하는 단계, 및
- 타워 또는 마스트 상에 배치된 포드에 상기 회전자 허브를 장착하는 단계를 포함한다.
이로 인해, 양호하게 핸들링 가능한 장착 해결책이 제공된다.
바람직하게, 회전자 허브의 상기 장착 방법은 상기 실시예들 중 적어도 하나에서 설명되었던 회전자 허브를 사용한다. 바람직하게는 슬립 링 바디, 스피너 캡 및/또는 허브 케이싱이 사전에 설치된다.
본 발명에 의해, 선행 기술의 문제들 중 적어도 하나가 해결된다.
이하, 본 발명의 실시예들이 첨부한 도면을 참고로 상세히 설명된다.
도 1은 풍력 터빈의 사시도.
도 2는 크레인의 고정된 호이스트를 구비하며, 예비 장착 프레임 상에 수직 정렬된 회전자 허브의 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 것에 비해 회전된, 수평 정렬 상태의 회전자 허브의 사시도.
도 4는 도 3에 따른 수평 정렬 상태의 회전자 허브의 다른 사시도.
이하에서, 동일한 도면 부호들은 기능의 이해를 높이기 위해 유사하지만, 동일하지 않은 부재를 표시할 수 있다. 도면들은 동일한 부재를 상이한 척도로 도시할 수 있다.
도 1은 타워(102) 및 포드(104)를 구비한 풍력 터빈(100)을 도시한다. 포드(104)에는 3개의 회전자 블레이드(108) 및 스피너(110)를 구비한 회전자(106)가 배치된다. 회전자(106)는 작동 중에 바람에 의해 회전 운동을 하고, 이로 인해 포드(104) 내의 제너레이터를 구동시킨다.
도 2는 회전자 허브(1)의 핸들링을 위한 핸들링 장치의 일부를 형성하는 예비 장착 프레임(2) 상에 설치된 회전자 허브(1)를 도시한다. 회전자 허브(1)는 허브 케이싱 또는 회전자 허브 케이싱(4)을 포함한다. 회전자 허브(1)는 3개의 회전자 블레이드를 구비한 풍력 터빈에 사용하기 위해 제공된다. 따라서, 허브 케이싱(4)은 3개의 회전자 블레이드 개구(6)를 포함하고, 상기 개구들 중 하나가 양호하게 나타난다. 추가의 회전자 블레이드 개구(6)의 개구 재킷(8)이 측면도로 나타난다. 또한, 각각의 회전자 블레이드 개구(6) 및 각각의 개구 샤프트(8)에 하나의 회전자 블레이드 넥(10)이 할당된다. 상기 회전자 블레이드 넥(10)은 허브 케이싱의 부분이고, 삽입된 회전자 블레이드에 부합한다.
회전자 허브(1)는 또한 장착된 스피너 캡(12)을 포함하고, 상기 캡은 허브 케이싱(4)을 완전하게 한다.
고정 섹션(14)은 실질적으로 회전자 블레이드 개구들(6) 중 하나에 나타난다. 고정 섹션(14)은 호이스트(18)를 고정하기 위한 지지 스트럿(16)을 포함한다. 호이스트(18)는 크레인 후크(20)에 걸리고 지지 스트럿(16)을 휘감는다.
고정 섹션(14) 및 그에 따라 지지 스트럿(16)은 고정 구조(22)를 통해 허브(1)의 링 플랜지(24)에 고정된다. 고정 섹션(14)은 회전자 블레이드를 고정하기 위한 블레이드 접속부인 링 플랜지(4)로부터, 실질적으로 4개의 고정 스트럿(26)을 포함하는 고정 구조(22)에 의해 허브 케이싱(4)의 회전자 블레이드 개구(6)를 통해 연장되므로, 지지 스트럿(16)은 허브 케이싱의 외부에, 즉 하나의 회전자 블레이드 개구(6)의 외부에 배치된다. 이 위치에 직접 호이스트(18)가 고정되고, 상기 호이스트는 크레인 후크로부터 수직으로 지지 스트럿(16)을 향해 연장된다. 이 경우, 호이스트(18)는 허브 케이싱(4)과 접촉하지 않거나 또는 실질적으로 접촉하지 않기 때문에, 이 부분에서 크레인, 특히 호이스트(18)에 의한 케이싱의 손상이 방지된다.
도 2에 도시된 위치는 회전자 허브(1) 및 그에 따라 허브 축(28)의 수직 정렬을 나타낸다. 이 위치는 기본적으로 회전자 허브(1)의 인도 후 크레인에 의한 회전자 허브(1)의 리프팅 전 출발 위치이다. 회전자 허브(1)의 후속하는 리프팅과 회전은 고정 섹션(14) 및 예비 장착 프레임(2)에 의해 준비된다. 예비 장착 프레임은 대개 후속하는 회전 운동을 일으키기 때문에 리프팅 장치라고도 할 수 있다. 이러한 점에서 예비 장착 프레임은 세움 장치라고도 할 수 있거나 세움 장치의 부분을 형성한다.
도 3은 장착 크레인에 의해 리프팅된 정렬 상태의 회전자 허브(1)를 도시한다. 이 경우, 허브 축(28)은 대략 수평으로 형성된다. 허브 축(28)의 수평 정렬과의 편차는 도시된 정렬이 항상 실질적으로 수평인 허브 축(28)을 가진 정렬이라고 할 수 있을 정도로 작다. 도 3에 나타나는 허브 축(28)의 경사 위치는 부분적으로 선택된 사시도에 의한 것이거나 또는 터빈의 미리 설정된 축 각도에 의한 것임에 주의해야 한다.
도 3에는 고정 섹션(14)의 지지 스트럿(16)이 허브 케이싱(4) 및 그에 따라 회전자 블레이드 개구(6)로부터 완전히 돌출하는 것이 나타난다. 따라서, 회전자 허브(8)는 도 2에 따른 수직 정렬로부터 도 3에 따른 수평 정렬로 회전되었고, 이때 호이스트(18)는 허브 케이싱(4)과 접촉하지 않는다.
도 3은 장착 프레임(2)이 허브 프레임(30) 및 지지 프레임(32)을 포함하는 것을 명확히 도시한다. 허브 프레임(30)은 조인트 섹션(34)에 의해 지지 프레임(32)에 선회 가능하게 설치된다. 조인트 섹션(34)은 2개의 개별 조인트를 포함한다. 도 2에 따른 수직 정렬로부터 리프팅시, 허브 프레임(30)이 회전자 허브(1)에 고정되며 선회 운동이 조인트 섹션(34)에 의해 안내됨으로써, 회전자 허브(1)가 예비 장착 프레임(2)에 의해 바닥에 지지된다.
도시된 실시예는 고정 섹션(16) 및 예비 장착 프레임(2)을 포함하고, 상기 예비 장착 프레임(2)은 허브 프레임(30) 및 지지 프레임(32)을 포함한다. 기본적으로 고정 섹션은 회전자 허브의 부분일 수 있다. 지지 프레임(32)은 일 실시예에서 별도의 부재로서 제공될 수 있고, 허브 프레임(30) 또는 유사한 허브 프레임이 상기 부재에 지지된다. 예를 들면, 지지 프레임(32)은 운반 차량의 부분일 수 있고, 특히 기본적으로 공공 도로에서의 주행을 위해 제공되지 않는 특수 운반 차량의 부분일 수 있다.
도 2에 따른 수직 정렬로부터 도 3에 따른 수평 정렬로의 회전 운동은 조인트 섹션(34)을 사용한다. 이 경우, 허브 프레임(30) 및 그에 따라 예비 장착 프레임(2) 및 그에 따라 핸들링 장치는 전체적으로 하나의 캔틸레버 구성(36)을 가지며, 상기 구성은 2개의 측면 암(38)을 포함한다. 상기 측면 암(38) 및 그에 따라 캔틸레버 구성(36)은 허브 축(28)에 대해 횡으로 허브 케이싱(4)을 지나 돌출한다. 이로 인해, 도 2의 수직 정렬로부터 도 3의 수평 정렬으로의 회전 운동은 고정 섹션(14)에서 회전자 허브(1)의 리프팅에 의해서만 이루어지고, 이때 장착된 허브 케이싱(4)이 손상되지 않는다.
허브 프레임(30)은 회전자 플랜지(40)에 고정되고, 도 3에 따른 부분적으로 리프팅된 상태에서 분리된다. 회전자 플랜지(40)는 자유로워지며, 회전자 허브(1)를 설치될 풍력 터빈의 포드 내의 대응 플랜지에 고정하기 위해 사용될 수 있다. 회전자 허브(1)가 설치될 풍력 터빈에, 특히 제너레이터의 대응 회전자에 고정되면, 고정 섹션(14)은 분리될 수 있다. 고정 섹션(14)은 핸들링 장치와는 별도의 부재로서 이해될 수 있다.
도 4는 도 3에 따른 정렬 상태의 회전자 허브(1)를 도시한다. 상기 정렬은 장착 위치라고도 할 수 있다.
따라서, 세움 장치라고도 할 수 있는 핸들링 장치가 제공되고, 상기 세움 장치는 회전자 허브가 리프팅 동안 수직 정렬 또는 위치로부터 실질적으로 수평인 허브 축을 가진 장착 위치로 회전되게 한다. 이를 위해, 고정 섹션은 블레이드 접속부의 링 플랜지에 또는 블레이드 플랜지 베어링에 고정되고, 상기 고정 섹션은 리프팅 장치라고 할 수 있다. 따라서, 핸들링 장치는 예를 들면 저하대 트럭 상에 배치될 수 있는 지지 프레임(32), 및 회전자 허브(1)에 고정된 허브 프레임(30)을 구비한 하나의 프레임을 포함한다. 특히, 회전자 허브(1)는 풍력 발전 지역에서 미니 공장이라고도 할 수 있는 임시 제조 홀에서 제조된다. 상기 제조는 허브 케이싱의 배치를 포함한다. 준비된 허브는 설치될 각각의 풍력 터빈에 인도된다. 리프팅 장치의 리프팅 동안, 허브가 직접 그 설치 위치로 회전된다.
따라서, 풍력 터빈의 설치, 특히 회전자 허브의 설치를 간단하게 하는 해결책이 주어진다. 특히, 회전자 허브는 케이싱 부분과 함께 프레임 상에 예비 장착될 수 있다. 장착 프레임 또는 허브 프레임은 지지 프레임과 특히 힌지 접합에 의해 연결된다. 리프팅 장치는 고정 섹션에 및/또는 블레이드 플랜지 베어링에 장착된다. 장착 크레인은 리프팅 장치에서 회전자 허브를 리프팅하고, 회전자 허브는 장착 위치에서 세움 장치에 의해 회전된다.
장착 위치에 도달 후, 예비 장착 프레임이 분리되고 장착 크레인은 회전자 허브를 더 리프팅할 수 있다. 회전자 허브의 장착 후 리프팅 장치는 분해된다.
특별한 장점은 회전자 허브가 완전히 예비 장착될 수 있고, 매우 많은 부재들이 예비 장착될 수 있다는 것이다. 이로 인해, 크레인 행정이 줄어든다. 예를 들면, 허브 케이싱 또는 그 일부 또는 슬립 링 바디의 장착을 위한 상응하는 크레인 행정을 가진 추가의 설치 단계가 생략된다. 따라서, 장착 크레인에 의한 장착 시간이 줄어들어, 상응하는 절감이 이루어진다. 또한, 바닥에 예비 장착에 의해 품질이 향상될 수 있다.
1 회전자 허브
4 허브 케이싱
6 회전자 블레이드 개구
14 고정 섹션
18 호이스트
24 링 플랜지
34 조인트 섹션
102 타워
104 포드

Claims (12)

  1. 풍력 터빈(100)의 회전자 허브(1)로서,
    상기 회전자 허브(1)는 적어도 하나의 블레이드 접속부를 포함하고,
    상기 블레이드 접속부는 회전자 블레이드(108)의 직접적인 또는 간접적인 고정을 위한 링 플랜지와, 회전자 블레이드(108)가 관통하는 적어도 하나의 회전자 블레이드 개구(6)를 가진 허브 케이싱(4)을 포함하고,
    - 상기 회전자 허브(1)는 상기 회전자 허브(1)에 고정적으로 연결되는 핸들링 장치를 더 포함하고, 상기 핸들링 장치는 풍력 터빈 타워에 배치된 포드(104)에 상기 회전자 허브(1)를 장착하기 위해 크레인에 의해 상기 회전자 허브(1)를 리프팅하며,
    - 상기 핸들링 장치는, 상기 회전자 허브(1)가 상기 핸들링 장치의 고정 섹션(14)에서 리프팅될 때, 상기 회전자 허브(1)의 허브 축(28)이 수직하게 놓인 수직 정렬로부터 상기 허브 축(28)이 수평하게 놓인 수평 정렬로 상기 회전자 허브(1)가 회전되게 하도록 마련되며,
    상기 핸들링 장치는,
    - 상기 수직 정렬된 회전자 허브(1)를 지지하기 위한 예비 장착 프레임(2)을 포함하고,
    상기 예비 장착 프레임(2)은,
    - 상기 수직 정렬로부터 상기 수평 정렬로 회전자 허브(1)의 회전을 안내하기 위한 조인트 섹션(34)을 포함하는 것인 회전자 허브.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 핸들링 장치의 상기 고정 섹션(14)은 상기 링 플랜지(24)에 고정되고, 상기 고정 섹션(14)은 이 고정 섹션(14)이 상기 회전자 블레이드 개구(6)를 통해 돌출하도록 상기 회전자 허브(1) 내에 배치되는 것인 회전자 허브.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 회전자 허브(1)를 리프팅 및 상기 수직 정렬로부터 상기 수평 정렬로 회전시키기 위해, 크레인의 호이스트(18)가 상기 회전자 블레이드 개구(6)를 통해 상기 고정 섹션(14)에 고정되는 것인 회전자 허브.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 예비 장착 프레임(2)은 상기 허브 축(28)에 대해 동심으로 배치된 회전자 플랜지에 고정되는 것인 회전자 허브.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 회전자 허브(1)는 기어리스(gearless) 풍력 터빈(100)의 제너레이터의 회전자와 견고한 연결을 이루도록 된 것인 회전자 허브.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 회전자 허브(1)는 허브 케이싱(4)을 포함하고,
    상기 허브 케이싱(4)은 상기 고정 섹션(14)에 고정된 호이스트(18)와 접촉하지 않는 것인 회전자 허브.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 회전자 허브(1)와 상기 포드 사이에 전기 신호를 전달하기 위한 슬립 링 바디가 상기 회전자 허브(1)에 사전 설치되거나, 스피너 캡이 사전 설치되는 것인 회전자 허브.
  8. 풍력 터빈 타워(102) 상에 배치된 포드(104)에 회전자 허브(1)를 장착하기 위해 크레인에 의해 회전자 허브(1)를 리프팅하는 핸들링 장치로서,
    - 상기 핸들링 장치는, 상기 회전자 허브(1)가 상기 핸들링 장치의 고정 섹션(14)에서 리프팅될 때, 상기 회전자 허브(1)의 허브 축(28)이 수직하게 놓인 수직 정렬로부터 상기 허브 축(28)이 수평하게 놓인 수평 정렬로 상기 회전자 허브(1)가 회전되게 하도록 마련되며,
    상기 핸들링 장치는,
    - 상기 수직 정렬된 회전자 허브(1)를 지지하기 위한 예비 장착 프레임(2)을 포함하고,
    상기 예비 장착 프레임(2)은,
    - 상기 수직 정렬로부터 상기 수평 정렬로 회전자 허브(1)의 회전을 안내하기 위한 조인트 섹션(34)을 포함하는 것인 핸들링 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 핸들링 장치는 회전자 허브(1)와 함께 사용하도록 되어있고,
    상기 회전자 허브(1)는 적어도 하나의 블레이드 접속부를 포함하고,
    상기 블레이드 접속부는 회전자 블레이드(108)의 직접적인 또는 간접적인 고정을 위한 링 플랜지와, 회전자 블레이드(108)가 관통하는 적어도 하나의 회전자 블레이드 개구(6)를 가진 허브 케이싱(4)을 포함하는 것인 핸들링 장치.
  10. 회전자 허브를 제공하기 위한 운반 차량으로서, 상기 운반 차량은 제 8 항 또는 제 9 항에 따른 핸들링 장치를 포함하는 것인 운반 차량.
  11. 풍력 터빈(100)의 회전자 허브(1)를 장착하는 방법에 있어서,
    - 상기 회전자 허브(1)의 허브 축(28)이 수직하게 놓이는 수직 정렬로 회전자 허브(1)를 제공하는 단계;
    - 상기 회전자 허브의 핸들링 장치의 고정 섹션(14)에 크레인의 호이스트(18)를 고정하는 단계;
    - 상기 수직 정렬로부터 직접 상기 회전자 허브(1)를 리프팅하며, 리프팅 동안 상기 회전자 허브(1)를 상기 수직 정렬로부터 상기 허브 축(28)이 수평하게 놓인 수평 정렬로 회전시키는 단계; 및
    - 타워(102) 또는 마스트 상에 배치된 포드(104)에 상기 회전자 허브(1)를 장착하는 단계
    를 포함하고,
    상기 핸들링 장치는,
    - 상기 수직 정렬된 회전자 허브(1)를 지지하기 위한 예비 장착 프레임(2)을 포함하고,
    상기 예비 장착 프레임(2)은,
    - 상기 수직 정렬로부터 상기 수평 정렬로 회전자 허브(1)의 회전을 안내하기 위한 조인트 섹션(34)을 포함하는 것인 장착 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 슬립 링 바디, 스피너 캡 또는 허브 케이싱(4)이 사전 설치되는 것인 장착 방법.
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