KR101882122B1

KR101882122B1 - 길고 무거운 물체를 핸들링하기 위한 도구

Info

Publication number: KR101882122B1
Application number: KR1020167029860A
Authority: KR
Inventors: 마티아스 뮐러
Original assignee: 아레파 빈트 게엠베하
Priority date: 2014-03-26
Filing date: 2015-03-26
Publication date: 2018-07-26
Also published as: CN106460780B; EP2924278B1; EP2924278A1; BR112016022262A2; CN106460780A; JP2017508688A; US20170107085A1; KR20160138225A; WO2015144837A1; US10081519B2; CA2942449C; CA2942449A1; JP6321819B2

Abstract

길고 무거운 물체(12), 특히 풍력 터빈 모터 블레이드를 위한 도구(10)로서, 로터 블레이드에 고정될 수 있는 클램핑 유닛을 포함한다. 상기 클램핑 유닛은 제1 클램프(14)와, 상기 물체의 종방향에 대하여 상기 제1 클램프(14)로부터 이격된 제2 클램프(16)를 포함한다. 제1 로드 유닛(20)은 제1 결합 자리에서 상기 클램핑 유닛의 제1 클램프(14)에 회전가능하게 결합되고 트래버스(32)에 결합된다. 제2 로드 유닛(22)은 제2 결합 자리에서 상기 클램핑 유닛의 제2 클램프(16)에 회전가능하게 결합되고 로프(34)에 의해 상기 트래버스(32)에 결합된다. 제2 로드 유닛(22)와 트래버스(32) 간의 로프 부분의 길이는 윈치(36)에 의해 조절가능하다.

Description

길고 무거운 물체를 핸들링하기 위한 도구 {TOOL FOR HANDLING A LONG AND HEAVY OBJECT}

본 발명은 길고 무거운 물체, 특히 풍력 터빈 로터 블레이드를 핸들링하기 위한 도구에 관한 것이다.

최근 풍력 터빈 타워 상에 이미 탑재된 허브에 풍력 터빈의 로터 블레이드들을 개별적으로, 즉 차례로 설치하는 것이 더욱더 일반적으로 되었다. 이러한 소위 단일 블레이드 설치 과정은 특히 풍력 터빈들이 해상 단지, 산악 또는 숲속 영역, 또는 공간이 제한된 다른 자리들에 설치될 때 많은 장점을 제공한다. 또한, 적어도 하나의 상당히 큰 크레인을 요구하는 전체 로터 구성을 먼저 끌어내려야만 하는 것에 대신하여, 단일 블레이드가 즉석에서 바로 교체될 수 있을 때 유지가 보다 경제적이다.

그러나, 일반적으로 풍력 터빈의 구동트레인은 어느 로터 블레이드도 설치되지 않았거나 모든 로터블레이드가 설치되었을 때에만 회전할 수 있다는 것이 고려되어야만 한다. 이것은 제1 블레이드의 설치 이후에 추가의 로터 블레이들의 설치 위치가 고정되어 있다는 것을 의미한다. 이하에서, 어떠한 블레이드 설치 위치는 도 1에 도시된 바와 같이 허브의 회전축에 표시되어 지고, 0° 위치는 각각의 블레이드의 팁이 가능한 최고점 위치를 갖는 위치가 된다. 예를 들어, 3개의 블레이드 로터들 중에서 제1 블레이드가 180° 위치에 설치된다면, 다른 2개의 블레이드는 60° 위치 및 300° 위치에 각각 설치되어야만 한다.

단일 블레이드 설치의 다른 중요한 양태는 설치 위치들을 향한 블레이드들의 리프팅 및 틸팅에 사용되는 크레인의 수이다. 이것은 2개의 분리된 크레인들을 가지고 동시에 블레이드를 핸들링하는 것에는 더 쉬운 반면, 이 방법은 해상이나 공간이 제한된 자리에서 실행하기 어려우며, 따라서 이러한 영역들에서는 경제적이지 못하다. 이러한 이유로, 단일 블레이드 설치 방법은 단일 크레인을 가지고 블레이드를 핸들링하는 것이 가능한 적절한 도구들이 있는 경우에 바람직할 것이다.

종래 기술에 풍력 터빈 로터 블레이드들과 같은 길고 무거운 물체들을 핸들링하기 위한 몇몇 구성들이 알려져 있다. 예를 들어, EP　2　623　768　A1은 단일 크레인으로 풍력 터빈 로터 블레이드를 리프팅하고 틸팅하기 위한 리프팅 프레임이 나타나 있다. 일 실시예에서 로터 블레이드에 고정되는 메인 프레임은 로프 또는 이와 유사한 것에 의해 서브 프레임에 대하여 틸트될 수 있다. 텐셔닝(tensioning) 윈치를 구동하는 것에 의해, 블레이드 팁과 마주보는 프레임 단부에 있는 풀리로부터 크레인 후크 이어지는 로프 부분이 짧아질 수 있고, 동시에 블레이드 루트와 마주보는 프레임 단부에 있는 풀리로부터 크레인 후크까지 이어지는 로프 부분은 길어진다. 이에 의해 메인 프레임은 서브-프레임에 정렬되고, 따라서 60° 또는 300° 위치에서 풍력 터빈의 로터 허브에 로터 블레이드가 탑재되는 것을 가능하게 한다. 이러한 구조는 메인 프레임과, 여기에 피봇가능하게 연결되는 서브 프레임을 요구한다. 삼각 로프 경로에 기인하여, 틸팅 운동이 제한된다. 특히, 180° 설치를 가능하게 하는 로터 블레이드의 수직 오리엔테이션에 이를 수 없다.

WO　2012/0062352　A1에서 풍력 터빈 블레이드를 끌어올리는데 사용하기 위한 리프팅 빔이 나타나 있다. 2개의 케이블을 사용하는 크레인에 매달려 있는 리프팅 빔은 일 단부에서 윈치에 연결되고 다른 단부에서 블레이드의 루트를 지지하는 슬링(sling)에 결합되는 케이블이 있는 루트 조정 시스템을 포함한다. 윈치의 가동에 의해, 블레이드 루트를 지지하는 슬링의 높이는 조정될 수 있고, 이에 의해 블레이드의 오리엔테이션을 변화시킨다. 블레이드의 팁을 승강 또는 하강시키기 위한 유사한 팁 조정 시스템이 또한 제공된다. 그러나, 빔의 맨 끝단부들에 위치하는 분리된 루트 및 팁 조정 시스템들에도 불구하고, 이 구조는 작은 각도 범위 내에서만 블레이드의 오리엔테이션을 조절하는 것을 가능하게 한다. 블레이드를 180° 설치 위치로 회전시키는 것은 가능하지 않다.

US　8191721　B2는 풍력 터빈 블레이드에 연결될 수 있는 크레인 빔 및 리프팅 장치(프레임)가 있는 풍력 터빈 블레이드 리프팅 시스템에 관한 것이다. 이 시스템은 2개의 제어 와이어들에 연결되는 2개의 개별적으로 제어가능한 윈치들 및 고정된 터빈 블레이드와 함께 리프팅 장치를 리프팅하도록 작동되는 별개의 윈치에 연결되는 베어링을 추가로 포함한다. 이 베어링 와이어는 리프팅 장치의 중앙 영역에 고정되는 한편 제어 와이어들은 그것의 먼쪽 단부들에서 프레임에 고정된다. 제어 와이어들은 크레인 붐을 따라 이동할 수 있는 슬라이딩 캐리지 상에 탑재되는 풀리를 통하여 이어진다. 터빈 블레이드는 실질적으로 수평 상태로 리프트되는 한편 풀리들이 있는 슬라이딩 캐리지는 상부쪽으로 향하는 블레이드를 따른다. 제어 와이어들을 다르게 프리-텐셔닝함으로써, 터빈 블레이드의 수평 오리엔테이션이 변화된다. 아직, 터빈 블레이드를 수직 상태로 회전시키는 것은 가능하지 않다.

WO　03/100249　A1은 요크(yoke)-형상의 그리핑(gripping) 유닛을 가지고 풍력 터빈 블레이드를 핸들링하기 위한 시스템을 나타낸다. 설치될 블레이드는 그것의 루트 단부에 인접하여 그리핑 유닛 내에 위치한다. 그것의 자유 단부에 무게추를 갖는 레버 암을 포함하는 그립 유닛은 2개의 크레인 와이어들에 매달려 있다. 제1 와이어는 그리핑 유닛의 배면에서 레버 암의 자유 단부에 연결되고 블레이드 위의 크레인 바 상의 크레인에 연결된다. 제2 와이어는 블레이드의 루트와 마주보는 그리핑 유닛의 전면에 연결되고, 동일한 크레인 바 상의 다른 위치에 연결된다. 또한 제3 와이어는 레버 암의 자유 단부에 연결되고 크레인의 메인 바디에 연결된다. 크레인 모터와 제1 및 제2 와이어들이 있음에 따라 수평 상태로부터 수직 상태로 블레이드를 회전시키는 것이 가능하다. 블레이드를 리프팅하는 동안 제3 와이어 및 무게추를 갖는 레버 암은 블레이드를 제어하는 것을 가능하게 한다. 이 구조는 180° 블레이드 설치를 위해서만 구성된다. 크레인 바와 그리핑 유닛의 자유 암의 특정한 구조는 크레인과 어떤 와이어도 터빈 허브와 간섭하지 않는 것을 확실하게 한다.

WO　2012/095112　A1으로부터 풍력 터빈 블레이드를 핸들링하기 위한 도구가 알려져 있는데, 이는 프레임과 프레임을 크레인 와이어에 연결하기 위한 연결 구성을 포함한다. 프레임은 블레이드의 맞물림을 위해 유압 구동 엑추에이터와 함께 작동하는 2세트의 그리핑 기관(gripping organ)을 포함한다. 연결 구성과 프레임 사이에 있는 유압 구동되는 요(yaw)와 함께 블레이드는 블레이드 앵커 상에서 블레이드의 리프팅 및 탑재 동안 실질적으로 수평 오리엔테이션으로부터 사실상 임의의 바람직한 위치로 회전될 수 있다. 그러나, 이 구조는 상당히 복잡하고 실제 사용에 관련하여 몇가지 단점을 갖는다. 우선, 유압 엑추에이터, 오일 공급 시스템 및 많은 유압 라인들을 포함하는 유압 시스템은 도구 내에서 중요한 설치 공간을 차지하고 비싼 유지보수를 요구한다. 유압 시스템들의 몇몇 서브-유닛들은 서로 매치될 것이 필요하고 과다하게 이용가능해야만 한다. 또한, 무게 중심에 대하여 블레이드를 틸팅시키기 위한 도구의 회전 암의 베어링이 매우 복잡하다. 영구적으로 보장되어야만 하는 그리핑 기관들의 유압적 및 전기적 공급은 기술적으로 어려운 구성을 요구한다. 결국, 공급 장비 및 평형추 부분이 도구의 배면에 있는 컨테이너 내에 수용된다. 컨테이너가 리프팅 동안 크레인 붐과 마주보기 때문에, 블레이드를 잡고 있는 도구와 클레인 붐 간의 안전 유격(safety clearance)이 감소되고, 따라서 가혹한 풍력 조건 하에서 작동성이 제한된다.

리프트된 로터 블레이드의 제어된 회전을 가능하게 하는 간단한 구조의 도구를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.

본 발명에 따르면, 길고 무거운 물체, 특히 풍력 터빈 로터 블레이드를 핸들링하기 위한 도구는 물체에 고정될 수 있는 클램핑 유닛을 포함한다. 클램핑 유닛은 제1 클램프 및 물체의 종방향에 대하여 제1 클램프로부터 이격된 제2 클램프를 갖는다. 제1 로드(rod) 유닛은 제1 결합 자리에서 클램핑 유닛의 제1 클램프에 회전가능하게 결합되고 트래버스에 결합된다. 제2 로드 유닛은 제2 결합 자리에서 클램핑 유닛의 제2 클램프에 회전가능하게 결합되고 로프에 의해 트래버스(traverse)에 결합된다. 제2 로드 유닛과 트래버스 사이의 로프 부분의 길이는 윈치(winch)에 의해 조절가능하다.

본 발명에 따른 도구를 갖는 것에 따라, 로터 블레이드는 클램핑 유닛에 의해 그립되고 단일 크레인으로 리프트될 수 있다. 도구의 윈치의 가동에 의해 리프트된 로터 블레이드는 회전할 수 있어, 로터 블레이드가 다양한 위치에서 풍력 터빈의 허브에 탑재되는 것을 가능하게 한다. 어떠한 유압 솔루션들과 비교하여서도, 윈치는 상당히 작고, 간단하며 비싸지 않으며, 유지보수 수고를 단지 약간 요구는 장치이다.

본 발명에 따르면, 용어 "로프"는 케이블, (섬유) 밴드, 체인 또는 인장 강도를 전달하기에 적합한 임의의 다른 유연한 수단을 아우를 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 도구의 클램프 유닛의 제1 및 제2 클램프는 바람직하게는 적어도 하나의 스트러트(strut)에 의해 서로 연결된다. 따라서 스트러트(들)이 있는 클램프들은 단단한 프레임 구조를 형성한다.

본 발명에 따른 도구, 특히 풍력 터빈 로터 블레이드의 존재하는 모델에 적합한 도구를 만들기 위해, 풍력 터빈 로터 블레이드의 이러한 특정한 모델의 2개의 주어진 그래빙 영역(grabbing zone) 간의 거리에 적합한 미리 정해진 길이를 갖는 스트러트가 구비될 수 있다.

특히 본 발명의 바람직한 적용에 관하여, 승강된 풍력 터빈 허브에 탑재되도록 하는 로터 블레이드의 핸들링에 있어서, 제1 및 제2 클램프가 물체의 윤곽에 적합화된 성형된 셀들을 포함하는 것이 편리하다. 특히, 제1 클램프의 성형된 쉘은 블레이드 루트에 인접한 자리에서 로터 블레이드의 윤곽에 적합화될 수 있고, 제2 클램프의 성형된 쉘은 블레이드 팁에 더 인접한 자리에서 로터 블레이드의 윤곽에 적합화될 수 있다.

제2 로드 유닛과 트래버스 간의 로프 부분의 길이를 변화시키는 것에 의해 클램프된 물체의 회전을 유효하게 하기 위해, 본 발명에 따른 도구의 유리한 디자인은 제1 결합 자리와 트래버스 간의 거리가 제2 결합 자리와 트래버스 간의 거리보다 더 작은 것을 제공한다.

리프트된 물체의 방해받지 않는 회전을 위하여, 제1 및 제2 로드 유닛의 로드들은 반대쪽 방향으로 바깥쪽으로 각각 돌출하는 피봇 베어링들에 의해 제1 및 제2 클램프에 각각 결합된다. 이는 회전 동안 대응하는 로드 단부들이 물체와 충돌하는 것을 방지한다.

180° 위치에서 로터 블레이드 설치의 관점에서, 다음의 본 발명의 3가지 양태들이 특히 유효한 것을 입증한다:

제1 양태에 따르면, 제1 로드 유닛은 한 쌍의 로드들을 포함하여야만 하고, 이들 로드들 간의 횡방향 유격은 제2 결합 자리로부터 멀어지는 방향으로 제1 결합 자리로부터 연장되는 물체의 부분의 최대 직경보다 더 크다. 즉, 제1 로드 유닛의 로드들 간의 거리는 로터 블레이드의 회전동안 로터 블레이드의 루트가 거기를 관통할 수 있도록 충분히 커야만 한다.

제2 양태에 따르면, 제1 로드 유닛의 로드들의 길이는 제2 결합 자리로부터 멀어지는 방향으로 제1 결합 자리로부터 연장되는 물체의 부분보다 더 커야만 한다. 이것은 블레이드 루트가 트래버스와 접촉없이 트래버스 아래에 위치할 수 있음에 따라 로터 블레이드가 180°위치로 완전히 회전하는 것을 가능하게 만든다.

제3 양태에 따르면, 제1 로드 유닛의 로드들 간의 횡방향 유격은 제1 결합 자리로부터 보여질 때 트래버스를 향하여 더 증가하여야만 한다. 특히, 허브를 트래버스와 블레이드 루트 사이를 접촉되지 않게 통과시키면서 트래버스가 로드들과 함께 허브의 위에 위치할 수 있도록 로드들 간의 거리는 풍력 터빈의 허브의 직경보다 더 크게 되어야만 한다. 이후 블레이드 루트가 직접 허브의 하부면에 마주함에 따라 로터 블레이드는 쉽게 허브에 부착될 수 있다.

제2 로드 유닛에 로프의 결합에 관련하여, 하나의 실시예에 따르면 제2 로드 유닛은 로드의 하나의 단부가 부착되는 연결 지점에 수렴하는 한 쌍의 로드들을 포함한다.

본 발명에 따른 도구의 윈치는 트래버스 상에 탑재될 수 있다. 관점의 기능주의로부터, 이는 제2 로드 유닛과 트래버스 간의 거리를 조정하는 데에 로프의 방향을 바꾸는 어떠한 풀리나 다른 수단이 필요없기 때문에 윈치에 대한 가장 효과적인 위치이다.

본 발명의 바람직한 실시예에서 트래버스는 예를 들어 슬링을 통하여 크레인 후크에 결합되는데 적합하게 된다.

윈치는 트래버스 상에, 클램핑 유닛 상에 또는 도구의 로드 유닛들 중 하나 상에 직접적으로 또는 간접적으로 탑재될 수 있다. 그러나, 윈치가 클램프 유닛을 리프트할 수 있는 크레인의 일부이거나 크레인 상에 탑재되는 것 또한 가능하다. 후자의 윈치의 외부 배치에 따르면, 윈치는 크레인의 분리된 2차 윈치가 될 수 있다. 대안적으로, 도구의 윈치는 1차 윈치의 로프에 적절히 연결되거나 결합되는 도구의 로프를 가지면서, 크레인의 1차 윈치가 될 수 있다.

또한, 본 발명은 여기에 설명된 양태들 및 실시예들에 따른 도구를 이용한 풍력 발전소 제조 방법을 제공한다.

본 발명의 추가의 특징들 및 장점들은 후술하는 설명으로부터 그리고 참조가 만들어지는 첨부된 도면으로부터 분명해질 것이다.
도 1은 3개의 로터 블레이드를 갖는 풍력 터빈의 일반적인 단일 블레이드 설치 위치들을 나타낸다.
도 2는 수평 상태에 있는 길고 무거운 물체와 함께 본 발명에 따른 도구의 측면도를 나타낸다.
도 3은 물체를 잡고 있는 도구의 클램핑의 상세한 단면도를 나타낸다.
도 4는 도구 및 경사진 상태에 있는 도 2의 물체의 측면도를 나타낸다.
도 5는 도구 및 추가의 경사진 상태에 있는 도 2의 물체의 전면도를 나타낸다.

이미 언급된 바와 같이, 도 1은 로터 블레이드가 풍력 터빈의 허브에 탑재될 수 있는 3개의 일반적인 위치들을 나타낸다. 설치 위치들의 각각의 각도는 12시 위치에서 0°로 출발하는 허브의 회전축과 관련이 있다.

도 2 에서 길고 무거운 물체(12)를 핸들링하기 위한 도구(10)가 개략적으로 도시되어 있다. 도구(10)는 서로 이격된 제1 및 제2 클램프(14, 16)를 갖는 클램핑 유닛이 특징점이다. 단단한 프레임 구조를 형성하기 위한 하나 이상의 스트러트(들)에 의해 서로 연결되는 두 클램프들(14, 16)은 핸들링될 물체(12)의 윤곽에 적합한 성형된 쉘들로서 디자인될 수 있다. 단순성을 위해 직사각형 단면을 갖는 물체(12)가 도시되었으나, 도구(10), 특히 클램프 유닛의 클램프들(14, 16)은 단부들 중 하나를 향하여 테이퍼져 있으면서, 라운드 또는 커브형 단면을 갖는 풍력 터빈 로터 블레이드에 특히 적합하게 될 수 있다.

클램프들(14, 16)은 물체 주위에 고정될 수 있고 락킹될 수 있어, 클램프들(14, 16)에 의해 물체(12)가 견고히 잡혀 있게 된다. 이 목적을 위하여, 도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 클램프의 개구를 닫기 위하여 클램프들(14, 16) 중 하나 또는 양자에는 벨트(17)나 이와 유사한 것이 구비될 수 있다.

핸들링되는 물체(12)가 로터 블레이드인 경우, 제1 클램프(14)는 로터 블레이드의 루트(root)에 더 가깝고 제2 클램프(16)는 로터 블레이드의 팁(tip)에 더 가깝도록 로터 블레이드는 클램프 유닛에 위치할 것이다.

제1 및 제2 로드 유닛(20, 22)은 클램핑 유닛의 제1 및 제2 클램프(14, 16)에 각각 회전가능하게 결합되고, 이에 의해 제1 및 제2 결합 자리를 정의한다. 특히, 제1 로드 유닛(20)은 한 쌍의 로드들을 포함하는데(원근법에 기인하여 단지 하나의 로드가 도 2 및 도 4에서 보여질 수 있다), 하나의 로드는 제1 클램프(14)의 일 측면에 제1 단부(24)를 가지고 결합되고, 다른 로드는 제1 클램프(14)의 반대쪽 측면에 제1 단부(24)를 가지고 결합된다. 제1 로드 단부들(24)을 제1 클램프(14)에 결합시키는 피봇 베어링들은 반대쪽 방향으로 바깥쪽으로 돌출한다. 이에 따라, 제1 로드 단부들(24) 간의 거리는 클램프되는 물체(12)의 국부적인 직경보다 약간 크다. 그들의 반대쪽 제2 단부들(26)을 향하여, 로드들 간의 거리는 규모가 로터 블레이드가 탑재되는 허브의 직경보다 더 크도록 더 증가한다.

제2 로드 유닛(22)은 기본적으로 유사한 구조를 갖는데, 즉 제2 로드 유닛(22)은 한 쌍의 로드들을 포함하는데(원근법에 기인하여 도 2 및 도 4에서는 단지 하나의 로드만 보일 수 있다), 하나의 로드는 제2 클램프(16)의 일 측면에 제2 단부(28)를 가지고 결합되고, 다른 로드는 제2 클램프의 반대쪽 측면에 제1 단부(28)를 가지고 결합된다. 제1 로드 단부들(28)을 제2 클램프(16)에 결합시키는 피봇 베어링들은 반대쪽 방향으로 바깥쪽으로 돌출한다. 이에 따라, 제1 로드 단부들(28) 사이의 제1 거리는 크램프되는 물체(12)의 국부적인 직경보다 약간 크다.

도 5는 제1 로드 단부들(24 및 28)을 클램프들(14 및 16)에 각각 결합시키는 베어링들이 클램프들(14, 16)의 반대쪽의 횡방향 측면들에 위치하는 것이 아니라 클램프들(14, 16)의 하나의 상부측 상에 위치하는 변형예를 나타낸다.

제1 로드 유닛(20)의 로드들의 제2 단부들(26)이 트래버스(32)에 회전가능하게 결합되는 동안, 제2 로드 유닛(22)의 로드들의 제2 단부들(30)은 직접적으로 또는 간접적으로 로프(34)에 연결된다. 로프(34)는 트래버스(32) 상에 탑재되는 윈치(36)로 연장된다. 윈치(36)를 가동하는 것에 의해, 제2 로드 유닛(22)과 트래버스(32) 간의 로프 부분의 길이는 변화될 수 있다.

도 2 및 도 4에서 보일 수 있는 바와 같이, 제1 결합 자리(제1 로드 유닛(20)이 제1 클램프(14)에 연결되는 자리)와 트래버스(32) 간의 거리는 제2 결합 자리(제2 로드 유닛(22)이 제2 클램프(16)에 연결되는 자리)와 트래버스(32) 간의 거리보다 항상 작고, 제2 로드 유닛(22)과 트래버스(32) 간의 로프 부분이 얼마나 길게 또는 짧게 설정되는지는 문제되지 않는다. 또한, 제1 로드 유닛(20)의 로드들의 길이는 제2 결합 자리로부터 멀어지는 방향으로 제1 결합 자리로부터 돌출하는 물체(12)의 부분(12a)보다 더 크다.

이하에서 도구(10)의 작동은 180° 설치 위치에서 풍력 터빈 타워 상의 허브에 탑재되는 로터 블레이드의 예시를 이용하여 설명된다.

우선, 로터 블레이드는 로터 블레이드의 루트가 제1 클램프(14)에 매우 근접하고 로터 블레이드의 팁이 제2 클램프(16)에 더 근접해 있도록 클램프 유닛에 위치한다. 특히, 로터 블레이드는 로터 블레이드의 리딩 에지(12b)로 출발하면서(도 3 참조), 클램프들(14, 16)에 삽입된다.

로터 블레이드의 외곽 윤곽에 매치되도록 성형되는 클램프들(14, 16)은 로터 블레이드가 클램프 유닛 내에 고정되고 특별히 로터 블레이드의 종방향에 대하여 그안에서 움직일 수 없도록 조여지고 락킹된다. 여기에 더하여 혹은 대안으로서, 로터 블레이드의 트레일링 에지(12c)에서 클램프들(14, 16)의 열린 부분들은 벨트(17) 또는 이와 유사한 것 가까이에 있게 된다.

클램프 유닛은 풍력 터빈으로의 로터 블레이드의 수송 전에도 로터 블레이드에 고정되어 있을 수 있는데, 즉 클램프 유닛 또는 전체 도구(10)는 또한 수송 유닛으로 작용할 수 있다.

설치 자리에서 트래버스(32)는 슬링(40)을 통하여 크레인 붐(crane boom)의 후크(38)에 결합된다. 후크(38)가 리프트될 때 회전가능하게 결합된 로드 유닛들(20, 22)이 로터 블레이드와 함께 클램프 유닛이 도 2에 도시된 바와 같은 수평오리엔테이션을 유지하는 상태를 취하도록, 제2 로드 유닛(22)과 트래버스(32) 사이의 로프 부분의 길이가 조절된다.

만약 로터 블레이드가 90° 설치 위치에서 설치되도록 하였다면, 로터 블레이드의 틸트가 필요하지 않을 것이다. 그러나, 로터 블레이드를 요구되는 180° 설치 위치로 회전시키기 위해서는, 리프트된 로터 블레이드를 잡고 있는 클램프 유닛은 90° 각도로 회전되어야만 한다. 이것은 제2 로드 유닛(22)과 트래버스(32) 사이의 로프 부분의 길이를 증가시키는 것에 의해 달성된다. 윈치(36)의 대응하는 동작은 원격 제어 유닛에 의해 수행될 수 있다. 윈치(36)라 릴리스하는 로프(34)가 더 많아지면, 로터 블레이드가 있는 더 많은 클램프 유닛이 시계 방향으로 경사질 것이다(도 4 참조). 반대의 방식으로 윈치(36)의 동작에 의해, 즉 제2 로드 유닛(22)과 트래버스(32) 사이의 로프 부분의 길이를 감소시키는 것에 의해, 로터 블레이드는 시계 반대방향으로 회전할 것이다.

도 2 및 도 4에서 보일 수 있는 바와 같이, 로터 블레이드의 회전축(A)은 수직 방향으로 크레인 후크(38) 및 트래버스(32) 아래에 위치한다. 이것은 회전축(A)이 로터 블레이드의 무게 중심 근처에서 교차하거나 뻗어나갈 수 있도록 클램프 유닛에 로터 블레이드를 위치시키는 것에 유리하다.

제1 로드 유닛(20), 특히 로드들 사이의 횡방향 유격은 로터 블레이드가 로드들과 충돌하는 것을 방지하도록 구성되는 것이 이해되어야 한다. 마찬가지로, 바깥쪽으로 돌출하는 베어링들에 기인하여, 제2 로드 유닛(22)의 로드들의 제1 단부 부분은 로터 블레이드의 회전을 방해하지 않는다.

로터 블레이드의 루트부가 제1 로드 유닛(20)의 로드들 사이를 통과할 수 있기 때문에, 180° 위치에 도달할 때까지 로터 블레이드를 회전시키는 것이 가능하고 윈치(36)의 동작은 정지될 수 있다. 이 상황은 도 5에 도시되어 있다. 180° 위치에서 제2 로드 유닛(22)의 로드들의 제2 단부들(30)(또는 각각의 결합 자리들) 뿐만 아니라 로프(34)의 부분이 로터 블레이드에 대하여 느슨하게 놓일 수 있다.

더욱이, 제2 단부들(26)에서 제1 로드 유닛(20)의 로드들 간의 횡방향 유격이 풍력 터빈의 허브의 직경보다 더 크기 때문에, 트래버스(32)는 크레인에 의해 허브 위로 직접 이동할 수 있다(도 5 참조). 그 위치에서, 로터 브레이드의 루트는 허브의 하부면과 직접 마주보며, 이후 로터 블레이드는 클램프들(14, 16)이 언락되고 도구(10)가 로터 블레이드로부터 제거되기 전에 허브에 탑재된다.

전체 리프팅 및 회전 프로세스 동안, 크레인 후크(38)는 항상 트래버스(32) 및 로터 블레이드의 회전축(무게 중심) 위에 위치한다.

리프팅 및 로터 블레이드의 180°설치 위치로의 회전이 설명되었지만, 로터 블레이드 또는 어떠한 다른 길고 무거운 물체(12)를 도구(10)와 함께 다른 위치로로 회전시키는 것도 물론 가능하다.

10 도구
12 물체
12a 물체(12)의 부분
12b 리딩 에지
12c 트레일링 에지
14 제1 클램프
16 제2 클램프
17 벨트
18 스트러트(s)
20 제1 로드 유닛
22 제2 로드 유닛
24 제1 로드 단부 (제1 로드 유닛)
26 제2 로드 단부 (제1 로드 유닛)
28 제1 로드 단부 (제2 로드 유닛)
30 제2 로드 단부 (제2 로드 유닛)
32 트래버스
34 로프
36 윈치
38 후크
40 슬링

Claims

풍력 터빈 로터 블레이드(12)를 핸들링하기 위한 도구(10)로서, 상기 도구(10)는 상기 로터 블레이드에 고정될 수 있는 클램핑 유닛을 포함하고, 상기 클램핑 유닛은 제1 클램프(14)와 상기 풍력 터빈 로터 블레이드(12)의 종방향에 대하여 상기 제1 클램프(14)로부터 이격된 제2 클램프(16)를 가지며,
제1 결합 자리에서 상기 클램핑 유닛의 제1 클램프(14)에 회전가능하게 결합되고 트래버스(32)에 결합되는 제1 로드 유닛(20), 제2 결합 자리에서 상기 클램핑 유닛의 제2 클램프(16)에 회전가능하게 결합되고 로프(34)에 의해 상기 트래버스(32)에 결합되는 제2 로드 유닛(22)을 포함하며, 상기 제2 로드 유닛(22)과 상기 트래버스(32) 간의 로프 부분의 길이는 윈치(36)에 의해 조절가능하며,
상기 제1 결합 자리와 트래버스(32) 간의 거리는 상기 제2 결합 자리와 트래버스(32) 간의 거리보다 작은 것을 특징으로 하는 도구(10).
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 클램프(14, 16)는 적어도 하나의 스트러트(18)에 의해 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 도구(10).
제2항에 있어서,
상기 스트러트(18)는 상기 풍력 터빈 로터 블레이드의 2개의 그래빙 영역 간의 거리에 대응하는 미리 정해진 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 도구(10).
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 클램프(14, 16)는 상기 풍력 터빈 로터 블레이드(12)의 윤곽에 대응하는 성형된 쉘을 포함하는 것을 특징으로 하는 도구(10).
삭제
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 로드 유닛(20, 22)의 로드들은 반대쪽 방향으로 각각 바깥쪽으로 돌출하는 피봇 베어링에 의해 상기 제1 및 제2 클램프(14, 16)에 각각 결합되는 것을 특징으로 하는 도구(10).
제1항에 있어서,
상기 제1 로드 유닛(20)은 한 쌍의 로드들을 포함하고, 한 쌍의 상기 로드들 간의 횡방향 유격은 상기 제2 결합 자리로부터 멀어지는 방향으로 상기 제1 결합 자리로부터 연장되는 상기 풍력 터빈 로터 블레이드(12)의 부분(12a)의 최대 직경보다 더 큰 것을 특징으로 하는 도구(10).
제7항에 있어서,
상기 제1 로드 유닛(20)의 로드들의 길이는 상기 제2 결합 자리로부터 멀어지는 방향으로 제1 결합 자리로부터 연장되는 상기 풍력 터빈 로터 블레이드(12)의 부분(12a)보다 더 큰 것을 특징으로 하는 도구(10).
제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 제1 로드 유닛(20)의 로드들 간의 횡방향 유격은 상기 제1 결합 자리로부터 상기 트래버스(32)를 향하여 증가되는 것을 특징으로 하는 도구(10).
제1항에 있어서,
상기 제2 로드 유닛(22)은 상기 로프(34)의 일 단부가 부착되는 연결 지점에서 수렴하는 한 쌍의 로드들을 포함하는 것을 특징으로 하는 도구(10).
제1항에 있어서,
상기 윈치(36)는 상기 트래버스(32) 상에 탑재되는 것을 특징으로 하는 도구(10).
제1항에 있어서,
상기 트래버스(32)는 크레인 후크(38)에 결합되는 것을 특징으로 하는 도구(10).
제1항에 있어서,
상기 윈치(36)는 상기 클램핑 유닛을 리프팅할 수 있는 크레인의 일부이거나 상기 크레인에 탑재된 것을 특징으로 하는 도구(10).
풍력 터빈 로터 블레이드(12)를 핸들링하기 위한 도구(10)를 이용한 풍력 발전소 제조 방법으로서, 상기 도구(10)는 상기 로터 블레이드에 고정될 수 있는 클램핑 유닛을 포함하고, 상기 클램핑 유닛은 제1 클램프(14)와 상기 풍력 터빈 로터 블레이드(12)의 종방향에 대하여 상기 제1 클램프(14)로부터 이격된 제2 클램프(16)를 가지며, 상기 도구(10)는 제1 결합 자리에서 상기 클램핑 유닛의 제1 클램프(14)에 회전가능하게 결합되고 트래버스(32)에 결합되는 제1 로드 유닛(20)과, 제2 결합 자리에서 상기 클램핑 유닛의 제2 클램프(16)에 회전가능하게 결합되고 로프(34)에 의해 상기 트래버스(32)에 결합되는 제2 로드 유닛(22)을 추가로 포함하며, 상기 제2 로드 유닛(22)과 상기 트래버스(32) 간의 로프 부분의 길이는 윈치(36)에 의해 조절가능하며, 상기 제1 결합 자리와 트래버스(32) 간의 거리는 상기 제2 결합 자리와 트래버스(32) 간의 거리보다 작으며,
상기 풍력 발전소 제조 방법은,
상기 클램핑 유닛에 의해 상기 풍력 터빈 로터 블레이드를 그립하는 단계와,
단일 크레인으로 상기 풍력 터빈 로터 블레이드를 리프트하는 단계와,
상기 풍력 터빈 로터 블레이드(12)를 회전시키기 위해, 상기 윈치(36)에 의해 상기 제2 로드 유닛(22)과 상기 트래버스(32) 간의 로프 부분의 길이를 조절하는 단계와,
풍력 발전소의 승강된 풍력 터빈 허브에 상기 풍력 터빈 로터 블레이드(12)를 탑재하는 단계를 포함하는, 풍력 발전소 제조 방법.