KR102387775B1 - 터빈의 블레이드들을 배향하는 방법 - Google Patents

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알랭 마티유
앙투앙 봄벵거
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Abstract

본 방법은, 발전소(2) 내의 도달 불가능한 위치들의 범위(α1, α2)를 지나 터빈(4)의 블레이드들(40)을 배향하기 위한 것으로, 상기 블레이드들(40)은 터빈(4)의 회전축(X)과 구별되는 배향축들(X40)을 중심으로 회전 가능하고, 터빈(4)은 블레이드들(40)을 배향시키기 위한 수단(42, 44, 46)을 포함하며, 상기 수단은 블레이드들(40) 상에 조절 가능한 토크를 가하도록 구성된다. 방법은, a) 터빈(4)의 에너지 생산을 정지시키는 단계, b) 터빈(4)을 구동하는 물 유동을 정상 에너지 생산 값보다 낮은 값으로 설정하는 단계, c) 전력망으로부터의 에너지를 사용하여 모터 모드에서 터빈(4)을 회전시키는 단계, d) 블레이드들(40)이, 도달 불가능한 위치들의 범위를 지나, 물에 의해 가해지는 수력 토크의 작용 하에서, 해당 배향축들(X40)을 중심으로 자유롭게 회전하도록, 터빈(4)이 여전히 회전하고 있는 동안에, 블레이드들(40)을 배향시키기 위한 수단에 의해 전달되는 토크를 감소된 값으로 조절하는 단계, e) 일단 블레이드들(40)이 상기 도달 불가능한 위치들의 범위를 극복하면, 해당 배향축(X40)을 중심으로 하는 블레이드들(40)의 회전이 결정된 위치에서 정지되도록, 블레이드들(40)을 배향시키기 위한 수단에 의해 전달되는 토크를 상기 감소된 값보다 높은 정상 값으로 조절하는 단계를 포함한다.

Description

터빈의 블레이드들을 배향하는 방법
본 발명은, 발전소 내의 도달 불가능한 위치들의 범위를 지나, 터빈의 블레이드들을 배향하는 방법에 관한 것이다.
조력 발전소와 같은 발전소의 터빈의 생산을 최적화하고 증가시키기 위해, 작동 도중에 블레이드들의 배향을 조절할 가능성 및 블레이드들을 반전시킬 가능성을 유지하는 것에 큰 이점이 있다.
AU-A-2014/259522로부터 공지되는 바와 같이, 터빈들은 종종, 작동 파라미터들을 조절하기 위해 그리고 성능을 향상시키기 위해 블레이드들의 배향 각도를 변경하도록 구성되는, 트랜스미션 시스템 및 서보 모터를 구비하게 된다. 그러나, 트랜스미션 시스템들은 종종, 결과적으로 블레이드들에 대한 도달 불가능한 위치들의 범위 및 사점들(dead centers)을 생성하는, 터빈의 회전축을 따라 압력 힘을 가하는 서보 모터들 및 레버들을 포함한다. 에너지 생산의 최적화는 그에 따라 만족스럽지 않다.
동일한 참조문헌으로부터, 1차적 서보 모터를 사용하여 도달 불가능한 위치들의 범위들에서 블레이드들을 구동하도록 구성되는 보조 서보 모터를 부가함에 의해, 사점들을 극복하는 것이 공지된다. 그러나, 그러한 해법들은, 터빈의 구조 상에서 요구되는 무거운 기계적 변화로 인해 많은 비용이 든다. 더불어, 부가되는 구성요소들은, 터빈의 수력적 성능을 감소시킨다.
사점 문제점을 극복하기 위한 추가의 보조 장치를 개시하는 다른 참조문헌이, GB 750,951이다.
본 발명의 목적은, 터빈의 표준 구조물 상에서 가능한 한 최소의 변화를 필요로 하는, 터빈의 임의의 개수의 블레이드를 배향하는 새로운 방법을 제공하는 것이다.
이를 위해, 본 발명은, 발전소 내의 도달 불가능한 위치들의 범위를 지나 터빈의 블레이드들을 배향하는 방법으로서, 상기 블레이드들은 터빈의 회전축과 구별되는 배향축들을 중심으로 회전 가능하고, 터빈은 블레이드들을 배향시키기 위한 수단을 포함하며, 상기 수단은 블레이드들 상에 조절 가능한 토크를 가하도록 구성되는 것인, 터빈의 블레이드들을 배향하는 방법에 있어서, 뒤따르는 단계들 중 하나 이상을 포함하는 것인, 터빈의 블레이드들을 배향하는 방법에 관한 것이다:
- a) 터빈의 에너지 생산을 정지시키는 단계;
- b) 터빈을 구동하는 물 유동을 정상 에너지 생산 값보다 낮은 값으로 설정하는 단계;
- c) 전력망으로부터의 에너지를 사용하여 모터 모드에서 터빈을 회전시키는 단계;
- d) 블레이드들이, 도달 불가능한 위치들의 범위를 지나, 물에 의해 가해지는 수력 토크의 작용 하에서, 해당 배향축들을 중심으로 자유롭게 회전하도록, 터빈이 여전히 회전하고 있는 동안에, 블레이드들을 배향시키기 위한 수단에 의해 전달되는 토크를 감소된 값으로 조절하는 단계; 및/또는
- e) 일단 블레이드들이 상기 도달 불가능한 위치들의 범위를 극복하면, 해당 배향축을 중심으로 하는 블레이드들의 회전이 결정된 위치에서 정지되도록, 블레이드들을 배향시키기 위한 수단에 의해 전달되는 토크를 상기 감소된 값보다 높은 정상 값으로 조절하는 단계.
본 발명 덕분에, 블레이드들은, 물 유동의 작용 하에서 블레이드들의 자기-반전 속성(self-reversing property)을 사용하여, 도달 불가능한 위치들을 지나도록 배향될 수 있다. 그에 따라, 부가적인 서보 모터들 및 기계적인 트랜스미션 시스템들에 대한 필요성이 존재하지 않는다. 그에 따라, 터빈의 비용은, 증가되지 않으며, 그리고 터빈의 수력적 성능은, 부가적인 구성요소들에 의해 손상되지 않는다. 또한, 블레이드들을 배향시키기 위한 수단은, 압력 힘을 가하는 서보 모터와 상이한 것일 수 있을 것이다.
본 발명은 특히, 본 발명이 블레이드들을 회전시키기 위해 터빈을 정지시켜야만 하는 문제점을 극복한다는 점에서, GB 750,951 보다 유리하다.
유리하지만 필수적이지는 않은 본 발명의 다른 양태들에 따르면, 그러한 방법은, 뒤따르는 특징들 중의 하나 이상을 통합할 수 있을 것이다:
- 단계 b)에서, 물 유동은, 정상 에너지 생산 값의 0 내지 10 % 사이에 포함되는 값으로 설정된다.
- 단계 b)에서, 터빈이 그 내부에 위치하게 되는 수로(water channel)의 물 유동 조정 시스템이, 부분적으로 또는 전체적으로 폐쇄된다.
- 단계 d)에서, 서보 모터의 챔버 내의 제어 압력이, 수정될 수 있으며, 이는 바람직한 실시예에서 감소될 수 있을 것이다. 바람직한 실시예에서, 블레이드들의 배향은, 서보 모터 챔버 내부의 제어 압력의 수정에 의해 제어 및 동기화될 수 있을 것이다. 바람직하게, 상기 제어 압력은, 해당 배향축들을 중심으로 블레이드들의 회전을 구동하는 레버들에 연결되는 너트들 또는 유사한 수단들의 각도 방향 위치를 제어하고, 상기 서보 모터, 상기 너트들 및 상기 레버들은, 블레이드들을 배향시키기 위한 수단을 형성한다.
- 방법은, 단계 c) 이전에, 바람직하게 서보 모터를 사용하여, 블레이드들의 도달 불가능한 위치들의 범위의 하나의 한계에 대응하는 결정된 위치에서 너트들을 구동하는 것으로 구성되는 단계를 더 포함할 수 있을 것이다.
- 단계 e)에서, 너트들은, 블레이드들의 도달 불가능한 위치들의 범위의 반대편 한계에 대응하는 각도 방향 위치들에서, 서보 모터를 사용하여 안정화될 수 있을 것이다.
- 단계 e)에서, 제어 압력은, 저항성 토크가, 물에 의해 가해지는 수력 토크의 작용 하에서, 해당 배향축들을 중심으로 하는 블레이드들의 회전에 대해 가해지도록, 서보 모터의 챔버 내에서 증가될 수 있을 것이다.
- 방법은, 단계 e) 이전에, 터빈에 전달되는 전력을 변화시키는 것으로서, 그로 인해 바람직하게 수력 토크를 제어하여, 블레이드들의 위치가, 도달 불가능한 위치들의 범위 내에 포함되는 블레이드들을 배향시키기 위한 수단의 사점을 극복할 수 있도록 하는 것인, 터빈에 전달되는 전력을 변화시키는 것으로 구성되는 단계를 더 포함할 수 있을 것이다.
- 방법은 또한, 터빈을 통한 물의 유동을 제어하기 위해 가이드 베인들을 제어하는 것으로서, 그로 인해 바람직하게 물에 의해 제공되는 수력 토크를 바람직하게 제어하도록 하는 것인, 가이드 베인들을 제어하는 것을 포함할 수 있을 것이다.
- 방법은, 단계 e) 이후에, 모터 모드에서의 터빈의 회전을 정지시키는 것으로 구성되는 단계를 더 포함할 수 있을 것이다.
- 방법은, 모터 모드에서의 터빈의 회전을 정지시키는 것 이후에, 블레이드들을 배향시키기 위한 수단을 사용하여, 블레이드들을 에너지 생산 위치로 배향하는 것 및 물 유동을 정상 에너지 생산 값으로 다시 설정하는 것으로 구성되는 단계를 더 포함할 수 있을 것이다.
- 방법은, 터빈으로의 물의 유동을 제어하도록 배열되는 가이드 베인들을 조절함에 의해 물에 의해 가해지는 수력 토크를 조절하는 것을 포함할 수 있을 것이다. 이러한 방식으로, 물의 유동 그리고 그에 따른 수력 토크는, 가이드 베인들의 개방도를 증가시킴에 의해 증가될 수 있으며; 역으로, 물의 유동 그리고 그에 따른 수력 토크는, 가이드 베인들의 개방도를 감소시킴에 의해 감소될 수 있을 것이다. 수력 토크는, 도달 불가능한 위치들의 범위 지나 극복하도록 또는 이동하도록 블레이드들을 회전시키기 위해, 가이드 베인들을 개방함에 의해 증가될 수 있을 것이다.
다른 양태에 따르면, 본 발명은, 물로부터 전력을 생성하기 위한 수력 터빈에 관한 것으로, 중심 회전축을 중심으로 회전 가능하며 그리고 적어도 하나의 블레이드를 포함하는 것인, 수력 터빈에 관련된다. 바람직하게, 각 블레이드는, 배향축을 중심으로 회전 가능하다. 터빈 및/또는 각 블레이드는, 바람직하게 물에 의해 제공되는 수력 토크의 작용 하에서, 바람직하게 직접적인 구성과 간접적인 구성 사이에서, 바람직하게 각 블레이드를 회전시키도록 배열된다.
각각의 블레이드는, 중심축과 연관될 수 있을 것이다. 각 블레이드는, 바람직하게 물에 의해 제공되는, 바람직하게 수력 토크의 작용 하에서, 직접적인 구성과 간접적인 구성 사이에서 자체의 연관된 중심축을 중심으로 회전 가능할 수 있을 것이다.
바람직한 실시예에서, 터빈의 적어도 하나의 블레이드는, 수력 토크의 영향 하에서 발전소 내의 도달 불가능한 위치들의 범위를 지나 회전하도록 배열될 수 있을 것이다.
터빈은, 적어도 하나의 블레이드를 배향시키기 위한 배향 수단을 포함할 수 있을 것이다. 바람직하게, 상기 배향 수단은, 제어 압력 하의 유체로 충전될 수 있는 서보 모터 챔버를 포함할 수 있는, 서보 모터를 포함할 수 있을 것이다. 제어 압력은, 적어도 하나의 블레이드의 위치를 제어하기 위해 조절 가능할 수 있을 것이다. 서보 모터는, 바람직하게 자체의 배향축을 중심으로 하는, 적어도 하나의 블레이드의 회전을 구동할 수 있는, 이동 가능한 하우징을 포함할 수 있을 것이다.
다른 양태에 따르면, 본 발명은, 터빈의 적어도 하나의 블레이드를 배향하기 위해, 이상에 개시된 수력 터빈을 사용하는 방법에 관련된다.
본 발명의 이상의 양태들, 실시예들 그리고, 본 발명의 이상의 양태들 및 실시예들 중의 임의의 것의 특징들 중의 임의의 것이, 당업자에게 즉시 명백할 것임에 따라, 쉽게 조합될 수 있다는 것이 인식되어야 한다.
본 발명은 지금부터, 본 발명의 범위를 제한하지 않는 가운데, 첨부된 도면들과 관련하여 그리고 예시적인 예로서 설명될 것이다. 첨부된 도면들에서:
- 도 1은, 본 발명의 방법이 그와 더불어 구현될 수 있는 것인, 터빈을 포함하는 발전소의 개략적 도면이고;
- 도 2는 도 1의 터빈의 부분 절단 개략도이며;
- 도 3은 도 2의 터빈의 일부분에 대한 사시도이고;
- 도 4 내지 도 7은, 본 발명의 방법에 의해 작동 가능한, 블레이드 배향들의 다양한 배치형태에 대한 개략적 도면들이다.
발전소(2)가 도 1에 도시된다. 더욱 정확하게, 발전소(2)는, 터빈들을 구동하기 위해 그리고 전기 에너지를 생성하기 위해 조수(tides)의 에너지를 사용하는, 조력 발전소이다.
발전소(2)는, 터빈(4), 에너지 생산 시스템(6) 및, 에너지 생산 시스템(6)에 연결되며 그리고 그로부터 전력선들(80)이 출발하는 것인, 전력망(8)을 포함한다. 터빈(4)은, 중심 회전축(X)을 중심으로 한다. 에너지 생산 시스템(6)은, 터빈(4)에 의해 구동된다. 에너지 생산 시스템(6)은, 선택적으로, 전력망(8)에 급송할 전기 에너지를 생성하기 위한 발전기 모드에서 터빈(4)에 의해 구동될 수 있으며, 또는 전력망(8)으로부터의 전기 에너지를 소모함으로써 모터 모드에서 터빈(4)을 구동할 수 있도록, 가역적이다. 모터 모드에서, 에너지 생산 시스템(6)은, 가변 회전 속도로 터빈(4)을 구동할 수 있다.
터빈(4)은, 유입 포트(12) 및 배출 포트(14)를 구비하는 수로(10) 내에 위치하게 된다. 발전소(2)는, 고수위측(16) 및 저수위측(18)을 구비한다. 도 1의 배치형태에서, 수로(10)는, 유입 포트(12)에 의해 고수위측(16)과 소통하는 가운데, 수로(10)는, 배출 포트(14)에 의해 저수위측(18)과 소통한다. 조수 형태에 의존하여, 고수위측(16) 및 저수위측(18)은, 반전될 수 있으며 그리고 발전소(2)의 상류측 또는 하류측에 대응할 수 있다.
본 발명의 도시되지 않은 실시예에 따르면, 조력 발전소 대신에, 발전소(2)는 상이한 유형의 것일 수 있을 것이다.
터빈(4)을 통한 물의 유동은, 가이드 베인들(미도시)을 사용하여 제어될 수 있을 것이다.
터빈(4)은 도 2 및 도 3에 더욱 정확하게 나타난다. 터빈(4)은, 터빈(4)의 회전축(X)과 구별되는, 배향축들(X40)을 중심으로 회전 가능한 블레이드들(40)을 포함한다. 제시된 경우에, 배향축들(X40)은, 터빈(4)의 회전축(X)에 수직이다. 터빈(4)은, 블레이드들(40) 상에 조절 가능한 토크를 가하도록 구성되는, 블레이드들(40)을 배향시키기 위한 수단을 더 포함한다. 이러한 수단은, 이동 가능한 하우징(420) 및 고정된 피스톤(422)을 포함하는, 서보 모터(42)를 포함한다. 하우징(420) 및 피스톤(422)은, 회전축(X)을 따라 서로에 대해 이동 가능하다. 하우징(420) 및 피스톤(422)은, 고정된 피스톤(422)에 대한 이동 가능한 하우징(420)의 병진을 구동하기 위해, 유압 유체로 채워지거나 비워지도록 구성되는, 2개의 챔버(42A 및 42B)를 한정한다. 제1 챔버(42A)는 전체적인 원통형 형상을 갖는 반면, 제2 챔버(42B)는 축(X)에 중심을 둔 환형 형상을 갖는다.
이동 가능한 하우징(420)은, 축(X)에 대해 수직으로 배향되는 직선형 홈들(420A)을 구비하며, 그리고 직선형 홈들 내부에, 해당 배향축들(X40)을 중심으로 하는 블레이드들(40)의 회전을 구동하는 레버들(46)에 연결되는 너트들(44)이 수용된다. 하우징(420)의 병진의 작용 하에서, 너트들(44)은, 홈들(420A) 내로 슬라이딩되며 그리고, 블레이드들(40) 상에 토크를 가하도록, 시계 방향 또는 시계 반대 방향으로 레버들(46)을 구동한다. 그러한 원리는, 잘 알려져 있으며 그리고 추가로 상세히 설명되지 않을 것이다. 서보 모터(42), 너트들(44) 및 레버들(46)은, 블레이드들(40)을 배향시키기 위한 수단을 형성한다.
그러한 설계는, 레버들(46)로 인한 사점을 포함하는 도달 불가능한 위치들의 범위 주변의, 도달 가능한 위치들의 범위 내에서 블레이드들(40)을 배향하는 것을 허용한다. 부가적인 보조 서보 모터들 및 트랜스미션들 없이, 이러한 도달 불가능한 범위 내에서 그리고 사점을 지나 블레이드들(40)을 구동하기 위해, 터빈(4)은, 뒤따르는 단계들을 포함하는 방법을 사용하여 제어된다.
제1 단계가, 터빈(4)의 에너지 생산을 정지시키는 것으로 구성된다. 자체의 회전축(X)을 중심으로 하는 터빈(4)의 회전은 정지되며, 그리고 더 이상 전력은 생성되지 않는다.
제2 단계에서, 수로(10) 내의 물 유동은, 정상 에너지 생산 값보다 낮은 값으로 설정된다. 예를 들어, 물 유동은, 정상 에너지 생산 값의 0 내지 10 % 사이의 값, 또는 정상 에너지 생산 값의 100% 미만의 상이한 비율로 설정될 수 있을 것이다. 물 유동은, 완전히 정지될 수 있다. 예를 들어, 물 유동은, 터빈(4)이 직접적인 모드에서 구동될 때 또는 터빈(4)이 간접적인 모드에서 구동될 때, 말하자면 물 유동이 배출 포트(14)로부터 유입 포트(12)로 진행할 때, 물 유동의 조정 메커니즘을 전체적으로 또는 부분적으로 폐쇄함에 의해 감소될 수 있다.
선택적인 제3 단계가, 서보 모터(42)를 사용하여, 블레이드들(40)의 도달 불가능한 위치들의 범위의 하나의 한계에 대응하는 결정된 위치에서 너트들(44)을 구동하는 것으로 구성된다. 레버들(46)은, 너트들(44) 내에 회전 가능하게 장착되는 샤프트(460)를 포함한다. 사점은, 샤프트(460)의 중심축(X460)이 중심축(X)을 가로지를 때의 위치에 대응한다. 사점 주변에서의 블레이드들(40)의 이동은, 기계적으로 가능하지만, 서보 모터(42)로부터의 바람직하지 않은 응력 및 유압적 노력을 암시한다. 블레이드들(40)을 배향시키기 위한 수단을 사용하여 도달 불가능한 위치들의 범위는, 사점의 일측의, 축(X)에 수직이며 그리고 축들(X40)을 포함하는 평면(P1)과의 사이에 한정되는, 제1 각도(α1)와, 사점의 타측의 제2 각도(α2) 사이에 놓인다. α1 및 α2의 값들은, 터빈(4)의 설계에 의존하여 변경될 수 있다.
너트들(44)의 위치는, 챔버들(42A 및 42B) 내의 제어 압력을 변화시킴에 의해 조절된다.
제4 단계가, 전력망(8)으로부터의 에너지를 사용하여, 모터 모드에서 그리고 시계 방향 또는 시계 반대 방향으로, 터빈(4)을 회전시키는 것으로 구성된다. 에너지 생산 시스템(6)은, 그에 따라, 터빈(4)으로 전달되는 토크를 생성하기 위해 에너지를 소모한다.
제5 단계에서, 블레이드들(40)을 배향시키기 위한 수단에 의해 전달되는 토크는, 블레이드들(40)이, 도달 불가능한 위치들의 범위를 지나, 물에 의해 가해지는 수력 토크의 작용 하에서, 해당 배향축들을 중심으로 자유롭게 회전하도록, 터빈(4)이 여전히 회전하고 있는 동안에, 감소된 값으로 설정된다. 유체에 의해 가해지는 수력 토크의 레벨은, 가이드 베인들이 개방되는 양을 제어함에 의해, 제어된다. 구체적으로, 수력 토크는, 가이드 베인들이 개방되는 양을 감소시킴에 의해 감소되며, 그리고 수력 토크는, 가이드 베인들이 개방되는 양을 증가시킴에 의해 증가된다.
챔버들(42A 및 42B) 중의 하나 내의 제어 압력은 감소되며, 따라서 유압은, 터빈(4) 상의 회전의 작용 하에서 물에 의해 가해지는 토크에 의해 유도되는 블레이드들(40)의 자기 회전(self-rotation)에 저항하지 않는다. 다른 챔버(42A 또는 42B) 내의 제어 압력 또한, 블레이드들(40)의 자기 회전이 블레이드(40)를 원치 않은 방향으로 구동하지 않도록, 제어된다. 도달 불가능한 범위 내에서의 블레이드들(40)의 배향은, 그에 따라, 터빈(4) 상의 어떠한 부가적인 구성요소들 없이, 달성된다.
선택적인 제6 단계에서, 발전소(2)에 의해 터빈(4)에 전달되는 전력은, 블레이드들(40)의 위치가, 평면(P1)에 대해 90°의 각도에 위치하게 되는 사점을 극복하도록, 그리고 궁극적으로 도달 불가능한 위치들의 범위를 극복하도록, 조절된다.
일단 블레이드들(40)이 상기 도달 불가능한 위치들의 범위를 극복하면, 제7 단계에서, 블레이드들(40)을 배향시키기 위한 수단에 의해 전달되는 토크는, 해당 배향축(X40)을 중심으로 하는 블레이드들(40)의 회전이 결정된 위치에서 정지되도록, 다시 상기 감소된 값보다 높은 정상 값으로 조절된다. 이는, 저항성 토크가 해당 배향축들(X40)을 중심으로 하는 블레이드들(40)의 회전에 대해 가해지도록, 챔버들(42A 및 42B) 중의 하나 내의 제어 압력을 증가시킴에 의해 실행된다.
너트들(44)은, 자기-회전이 일어나기 이전의 너트들(44)의 위치에 대한, 블레이드들(40)의 도달 불가능한 위치들의 범위의 반대편 한계에 대응하는 각도 방향 위치들에서, 서보 모터(42)를 사용하여 안정화된다.
제8 단계에서, 모터 모드에서의 터빈(4)의 회전이 정지된다. 모터 모드에서의 터빈(4)의 회전을 정지시키는 것 이후에, 추가의 단계가, 서보 모터(42)를 사용하여, 블레이드들(40)을 에너지 생산 배향으로 배향시키는 것 및, 터빈(4)이 다시 전력을 생산하기 시작할 수 있도록, 물 유동을 정상 에너지 생산 값으로 다시 설정하는 것으로 구성된다.
도 4 내지 도 7은, 하나의 블레이드(40)의 배향 및 요구되는 배향에 의존하는 서보 모터(42) 내의, 챔버들(42A 및 42B) 내에 해칭선들에 의해 나타나는, 제어 압력의 관리에 대한, 다양한 경우들을 도시한다.
도 4 및 도 5에서, 블레이드(40)는, 직접적인 구성으로부터 간접적인 구성으로 통과한다. 도 4에서, 너트(44)는, 초기에 각도(α1)에 배치되며, 그리고 정상 제어 압력이, 너트(44)가 화살표(R1)를 따라 시계 반대 방향으로 회전하는 것을 방지하는 저항력(F1)을 생성하도록, 원통형 챔버(42A) 내에 설정된다. 회전을 허용하기 위해, 도 5에 도시된 바와 같이, 챔버(42A) 내의 제어 압력은 감소되며 그리고 챔버(42B) 내의 제어 압력은 증가된다. 회전(R1)이 일어나며, 그리고 너트(44)는, 하우징(420)이 추가로 하방으로 이동하는 것을 방지하는, 환형 챔버(42B) 내의 제어 압력에 의해 가해지는 저항력(F2)에 의해, 각도(α2)에서 안정화된다.
도 6 및 도 7에서, 블레이드(40)는, 간접적인 구성으로부터 직접적인 구성으로 통과한다. 도 6에서, 너트(44)는, 초기에 각도(α2)에 배치되며, 그리고 원통형 챔버(42A) 내의 제어 압력은, 너트(44)가 화살표(R2)의 방향으로 시계 방향으로 회전하는 것을 방지하도록, 저항력(F3)을 가한다. 회전을 허용하기 위해, 제어 압력은, 원통형 챔버(42A)로부터 환형 챔버(42B)로 전환된다. 회전(R2)이 일어나며, 그리고 일단 너트(44)가 각도(α1)에 도달하면, 저항력(F4)이, 하우징(420)이 추가로 하방으로 이동하는 것을 방지한다.

Claims (17)

  1. 발전소(2) 내의 도달 불가능한 위치들의 범위(α1, α2)를 지나 터빈(4)의 블레이드들(40)을 배향하기 위한 방법으로서, 상기 블레이드들(40)은 터빈(4)의 회전축(X)과 구별되는 배향축들(X40)을 중심으로 회전 가능하고, 터빈(4)은 블레이드들(40)을 배향시키기 위한 수단(42, 44, 46)을 포함하며, 상기 수단은 블레이드들(40) 상에 조절 가능한 토크를 가하도록 구성되는 것인, 터빈의 블레이드들을 배향하기 위한 방법에 있어서:
    a) 터빈(4)의 에너지 생산을 정지시키는 단계;
    b) 터빈(4)을 구동하는 물 유동을 정상 에너지 생산 값보다 낮은 값으로 설정하는 단계;
    c) 전력망으로부터의 에너지를 사용하여 모터 모드에서 터빈(4)을 회전시키는 단계;
    d) 블레이드들(40)이, 도달 불가능한 위치들의 범위를 지나, 물에 의해 가해지는 수력 토크의 작용 하에서, 해당 배향축들(X40)을 중심으로 자유롭게 회전하도록, 터빈(4)이 여전히 회전하고 있는 동안에, 블레이드들(40)을 배향시키기 위한 수단에 의해 전달되는 토크를 감소된 값으로 조절하는 단계;
    e) 일단 블레이드들(40)이 상기 도달 불가능한 위치들의 범위를 극복하면, 해당 배향축(X40)을 중심으로 하는 블레이드들(40)의 회전이 결정된 위치에서 정지되도록, 블레이드들(40)을 배향시키기 위한 수단에 의해 전달되는 토크를 상기 감소된 값보다 높은 정상 값으로 조절하는 단계
    를 포함하는 것인, 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    단계 b)에서, 물 유동은, 정상 에너지 생산 값의 0 내지 10 % 사이에 포함되는 값으로 설정되는 것인, 방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    단계 b)에서, 터빈(4)이 그 내부에 위치하게 되는 수로(10)의 물 유동 조정 시스템이, 부분적으로 또는 전체적으로 폐쇄되는 것인, 방법.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    단계 d)에서, 서보 모터(42)의 챔버(42A, 42B) 내의 제어 압력이 감소되고, 상기 제어 압력은, 해당 배향축들(X40)을 중심으로 블레이드들의 회전을 구동하는 레버들(46)에 연결되는 너트들(44)의 각도 방향 위치를 제어하고, 상기 서보 모터(42), 상기 너트들(44) 및 상기 레버들(46)은, 블레이드들(40)을 배향시키기 위한 수단(42, 44, 46)을 형성하는 것인, 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    단계 c) 이전에, 서보 모터(42)를 사용하여, 블레이드들(40)의 도달 불가능한 위치들의 범위(α1, α2)의 하나의 한계에 대응하는 결정된 위치에서 너트들(44)을 구동하는 것으로 구성되는 단계를 더 포함하는 것인, 방법.
  6. 제 4항에 있어서,
    단계 e)에서, 너트들(44)은, 블레이드들(40)의 도달 불가능한 위치들의 범위(α1, α2)의 반대편 한계에 대응하는 각도 방향 위치들에서, 서보 모터(42)를 사용하여 안정화되는 것인, 방법.
  7. 제 4항에 있어서,
    단계 e)에서, 제어 압력은, 저항성 토크가, 물에 의해 가해지는 수력 토크의 작용 하에서, 해당 배향축들(X40)을 중심으로 하는 블레이드들(40)의 회전에 대해 가해지도록, 서보 모터(42)의 챔버(42A, 42B) 내에서 증가되는 것인, 방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    단계 e) 이전에, 블레이드들(40)의 위치가, 도달 불가능한 위치들의 범위(α1, α2) 내에 포함되는 블레이드들(10)을 배향시키기 위한 수단(42, 44, 46)의 사점을 극복하도록, 터빈(4)에 전달되는 전력을 변화시키는 것으로 구성되는 단계를 더 포함하는 것인, 방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    단계 e) 이후에, 모터 모드에서의 터빈(4)의 회전을 정지시키는 것으로 구성되는 단계를 더 포함하는 것인, 방법.
  10. 제 1항에 있어서,
    모터 모드에서의 터빈(4)의 회전을 정지시키는 것 이후에, 블레이드들(40)을 배향시키기 위한 수단을 사용하여, 블레이드들을 에너지 생산 위치로 배향하는 것 및 물 유동을 정상 에너지 생산 값으로 다시 설정하는 것으로 구성되는 단계를 더 포함하는 것인, 방법.
  11. 제 1항에 있어서,
    터빈(4)으로의 물의 유동을 제어하도록 배열되는 가이드 베인들을 조절함에 의해 물에 의해 가해지는 수력 토크를 조절하는 것을 포함하는 것인, 방법.
  12. 물로부터 전력을 생성하는 수력 터빈(4)으로서, 중심 회전축(X)을 중심으로 회전 가능한 수력 터빈(4)에 있어서:
    배향축(X40)을 중심으로 회전 가능한 적어도 하나의 블레이드(40); 및
    적어도 하나의 블레이드(40)를 배향시키기 위한 배향 수단(42)으로서, 상기 배향 수단은 적어도 하나의 블레이드 상에 조절 가능한 토크를 가하도록 구성되며, 상기 배향 수단(42)은 제어 압력을 갖는 서보 모터 챔버(42A, 42B)를 구비하는 서보 모터(42)를 포함하고, 제어 압력은 적어도 하나의 블레이드(40)의 위치를 제어하기 위해 조절 가능한 것인, 배향 수단(42)
    을 포함하고,
    상기 제어 압력의 감소에 의해, 상기 적어도 하나의 블레이드(40)는 상기 배향축(X40)을 중심으로, 그리고 물에 의해 가해지는 수력 토크를 통해 도달 불가능한 위치들의 범위를 지나 자기-회전하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 수력 터빈.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 블레이드(40)는, 물에 의해 제공되는 수력 토크를 통해 연관된 중심축(X460)을 중심으로 회전 가능한 것인, 수력 터빈.
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