KR20050007542A - 풍력 발전 설비의 부품을 조립 또는 분해하는 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 풍력 발전 설비 및 풍력 발전 설비의 부품을 조립 또는 분해하는 방법에 관한 것이다. 크레인이 풍력 발전 설비의 부품을 조립 또는 분해하는데 보다 적게 결부되도록 본 발명에 따른 풍력 발전 설비에서 권양기로부터 견인 케이블을 통과시키기 위한 파일론 헤드 구역에서의 적어도 하나의 케이블 통과 수단이 제공된다. 상기 목적은 또한 권양기로부터 파일론 헤드 구역에서의 적어도 하나의 편향 롤러까지, 더 나아가 조립 또는 분해되는 부품까지 견인 케이블을 배치하는 단계; 견인 케이블을 상기 부품에 부착하는 단계; 및 상기 부품을 떼어내어 내려놓는 단계 또는 끌어올려 고정시키는 단계를 포함하는 풍력 발전 설비의 부품을 조립 또는 분해하는 방법에 의해 달성된다. 그러한 관점에서 본 발명은 적어도 풍력 발전 설비 부품의 일부가 적절한 기중 장치를 사용할 수 있다면 크레인 없이 조립되거나 교체될 수 있다는 발견에 기초한다. 본 발명에 따르면 풍력 발전 설비에서 고가이거나 복잡한 추가 설비를 필요로 하지 않는다. 그럼에도 불구하고 다기능의 기중 장치를 적은 비용 및 시간 투자로 신속하게 사용할 수 있다.

Description

풍력 발전 설비의 부품을 조립 또는 분해하는 방법{Method of Assembling/Dismounting Components of a Wind Power Plant}
풍력 발전 설비는 오랫동안 알려져 왔다. 한편으로 최신 설비는 상당히 큰 용적과 중량을 지니므로 부품은 건물 부지에 개별적으로 운송되어야 하며 그곳에서 부품들이 서로 조립된다. 이 때 50톤 이상의 화물까지도 기중되어야 한다.
다른 한편으로 화물은 또한 100미터 이상의 상당히 높은 높이로 운송되어야 한다. 일반적으로 풍력 발전 설비에 권양기(winch)가 있고, 특히 풍력 발전 설비 내의 포드(pod)에서의 권양기가 알려져 있지만, 상기 권양기가 주로 배치되는 곳은 풍력 발전 설비의 후방부이다.
또한 WO 96/10130호에서는 풍력 발전 설비 상의 화물 운송 장치를 개시하고 있다. 상기 공지된 화물 운송 장치에서 권양기가 장비 프레임(machine frame)에 배치된다. 견인 케이블이 상기 권양기로부터 추축 결합을 경유하여 통과한다. 상기 화물 운송 장치는 모든 풍력 발전 설비에 구비된다. 이 때 모든 풍력 발전 설비에 구비된 화물 운송 장치의 크기는 요구되는 운반 능력에 의해 좌우되고, 따라서 풍력 발전 설비의 크기 또는 그 부품의 중량에 따라 함께 증가한다.
선택적으로 적절한 화물 보유 용량을 갖는 적절하게 큰 크레인을 사용하여 운송 작업을 수행할 수 있는데, 그것은 또한 많은 시간을 소요함으로써 가능하다. 상기 크레인을 작동하는 데 드는 시간 및 비용, 즉 크레인을 분해하고, 작동하고, 다시 설정하는 데 드는 시간 및 비용이 상당하기 때문에 상기 크레인은 보통 풍력 발전 설비에 남아 있게 되고, 다만 설치작업이 어느 정도 진행되어 크레인이 더 이상 필요하지 않을 때에 비로소 인접 건물 부지로 운반된다. 따라서 그러한 건물 부지간 거리는 크레인이 수백 미터 혹은 수백 킬로미터 이전되는지 여부와는 무관하게 크레인의 이전에 요구되는 작업 공정이 항상 수행되어야 하므로 중요하지 않다.
예컨대 로터 블레이드(rotor blade)와 같은 풍력 발전 설비 부품의 교체에 있어서도 크레인이 필요하며 이는 많은 시간이 소요되어 운반된다.
본 발명은 풍력 발전 설비 및 풍력 발전 설비의 부품을 조립 또는 분해하는 방법에 관한 것이다.
도 1은 파일론의 기저부에 배치된 권양기를 갖는 풍력 발전 설비를 나타내는 도,
도 2는 본 발명의 제 1 실시예를 갖는 포드의 횡단면을 나타내는 도,
도 2는 본 발명의 제 2 실시예를 갖는 포드의 횡단면을 나타내는 도이다.
따라서 본 발명의 목적은 크레인이 풍력 발전 설비의 부품을 조립 또는 분해하는데 보다 적게 결부되도록 본 명세서의 도입부에 개시된 유형의 방법 및 풍력 발전 설비를 개선하는 데 있다.
본 명세서의 도입부에 개시된 유형의 풍력 발전 설비에서 상기 목적은 권양기로부터 견인 케이블을 통과시키기 위한 파일론 헤드(pylon head) 구역에서의 적어도 하나의 편향 롤러 및 적어도 하나의 케이블 통과 수단에 의해 달성된다.
또한 본 발명의 목적은 권양기로부터 파일론 헤드 구역에서의 적어도 하나의 편향 롤러까지, 더 나아가 조립 또는 분해되는 부품까지 견인 케이블을 배치하는 단계; 견인 케이블을 상기 부품에 부착하는 단계; 및 상기 부품을 떼어내어 내려놓는 단계 또는 끌어올려 고정시키는 단계를 포함하는 풍력 발전 설비의 부품을 조립 또는 분해하는 방법에 의해 달성된다.
그러한 관점에서 본 발명은 적어도 풍력 발전 설비 부품의 일부가 적절한 기중 장치를 사용할 수 있다면 크레인 없이 조립되거나 교체될 수 있다는 발견에 기초한다. 본 발명에 따르면 풍력 발전 설비에서 고가이고 복잡한 추가 설비를 필요로 하지 않는다. 그럼에도 불구하고 다기능의 기중 장치를 저렴한 비용 및 시간 투자로 신속하게 사용할 수 있다.
이로 인해 포드의 후방부에 이미 존재하는 권양기가 포드 내 권양기의 위치의 변화 없이 포드의 전방부에서도 사용될 수 있다.
본 발명의 바람직한 양태로 풍력 발전 설비의 기저부에 위치한 권양기로부터 견인 케이블을 통과시키기 위한 포드에서의 케이블 통과 수단이 제공된다. 상기 방법으로 무거운 부품을 들어올리거나 내려놓기 위해 충분히 화물을 운송할 수 있는 견인 케이블을 갖는 충분히 강한 권양기를 사용할 수 있어 상기 부품이 크레인의 사용 없이 조립 또는 교체될 수 있다. 따라서 상기 권양기가 풍력 발전 설비에 운반되고 그 견인 케이블이 풍력 발전 설비에 존재하는 권양기를 갖는 포드 내로끌어올려지고, 거기에서 견인 케이블이 편향 롤러에 배치되며, 그에 대응하여 조립 또는 분해 공정이 충분히 수행된다. 그러한 관점에서 권양기를 운반하는 데 수반되는 시간 및 비용은 당연히 충분히 강력하고 특히 충분히 큰 크레인을 운반하는 데 수반되는 시간 및 비용에 비해 크게 절감된다.
본 발명의 특히 바람직한 양태로 추가 권양기를 위한 기초부에 고정되어 연결된 홀딩 장치(holding arrangement)가 제공된다. 그것에 의해 간단한 방식으로 상기 권양기를 신뢰할 만한 수준으로 고정시키려는 목적이 이미 달성되어 상기 권양기는 목적지에 도달한 때 그에 대응하여 신속하게 사용될 수 있다.
본 발명의 더욱 바람직한 실시예가 특허 청구 범위의 종속항에 기재되어 있다.
본 발명은 이하 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세하게 기술된다.
도 1에서 풍력 발전 설비의 파일론(10)이 기초부(12)에 고정되어 있다. 제1 로터 블레이드(16)가 고정되어 있는 포드(14)가 파일론(10)의 첨단(tip)에 배치된다.
파일론(10)의 기저부에서 권양기(18)가 기초부에 고정되어 있다. 견인 케이블(20)이 파일론(10)(여기에서 파일론(10)의 전방면 및 후방면이 포드(14)의 대응 부위가 배치되는 면이다)의 후방면에서 권양기(18)로부터 포드(14)까지 뻗어 나와 있고, 그것은 포드를 통과하여 포드로부터 제 2 로터 블레이드(17)에 설치된 조립 개구(fitting opening)에서 다시 나오고, 견인 케이블에 고정되어 있고 권양기에 의해 끌어올려지거나 지면 방향으로 내려놓여지는 로터 블레이드(17)의 아래 방향으로 뻗어 나간다. 제 2 로터 블레이드(17)에 화살표(21)가 도시되어 있는데 이는 인도 케이블(guide cable)(21)의 사용을 상징한다. 인도 케이블(21)의 사용에 의해 로터 블레이드(17)가 적절한 방식으로 인도되어 의도하지 않게 파일론(10)과 충돌하는 것을 방지할 수 있다. 또한 상기 인도 케이블(21)에 의해 로터 블레이드(17)를 내려놓을 때 화살표 방향으로 당겨져 수평 위치로 인도될 수 있어 로터 블레이드의 첨단이 지면상에 닿지 않아 손상을 입는 것을 방지할 수 있다.
도 2는 포드(14)의 간단한 단면도를 나타낸다. 도 2는 파일론(10)의 헤드부(head portion)를 나타낸다. 상기 파일론(10)의 헤드부에 고정자(30)를 갖는 고정자 캐리어(28)를 지지하는 기계 캐리어(26)가 배치된다. 상기 기계 캐리어(26)는 또한 샤프트 이축(shaft trunnion)(32)을 운반한다. 로터 블레이드(16, 17)를 갖는 로터 및 제너레이터의 로터 부재(30)가 샤프트 이축(32)에 회전가능하게 설치된다.
고정자 캐리어(28)에서 떨어져 있는 기계 캐리어(26)의 측면에 대부분의 풍력 발전 설비에서 이미 표준으로 제공되어 있는 권양기(22)가 배치된다. 또한 기계 캐리어(26)와 떨어진 위치에 홀딩 바(holding bar)(25)가 제공되며 제 1 편향 롤러가 홀딩 바의 말단에 제공된다. 제 2 편향 롤러(34)가 샤프트 이축(32) 내에 배치된다.
도면은 또한 후방면에서 포드(14) 후방면에 도입되어 통과하는 견인 케이블(20)을 도시하고 있다. 이 경우 상기 견인 케이블(20)에 대한 통과 개구(passage opening)가 포드(14)의 기저부에서 상기 권양기(22)의 아래에 이미 설치된 폐쇄가능한 개구일 수 있다.
포드(14)로 통과한 후 견인 케이블(20)이 제 2 케이블 통과 수단(36)(제 1 케이블 통과 수단은 포드의 기저부에서의 개구이다)을 통해 제 1 편향 롤러를 지나가고, 제 3 통과 수단(37)을 통과하여 편향 롤러(34)로, 그리고 그곳에서부터 샤프트 이축(32)에서의 제 4 케이블 통과 수단(38)까지, 예컨대 움직일 수 있는 로터 블레이드(17)까지 지나간다.
포드(14)와 파일론(10)의 기초부(12)에서의 권양기(18) 간의 경로에서 견인 케이블(20)을 들어올리거나 내려놓는 것이 상기 권양기(22)에 의해 보조될 수 있다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예를 나타낸다. 도 3에서의 구성요소는 도 2에서와 동일한 참조번호로 표시되어 있다. 도 2에 표시된 본 발명의 제 1 실시예와 관련해서 본질적인 차이점은 여기에서 풍력 발전 설비에서 이미 제공되어 있는 권양기(22)의 케이블이 견인 케이블(20)로서 사용된다는 것이다. 상기 권양기의 운반 용량은 명백히 제한적이지만 상대적으로 낮은 중량의 부품을 예컨대 로터 블레이드 개구를 통해 포드의 전방부까지 운송할 수 있다. 여기에서는 피치 모터(pitch motor), 즉 로터 블레이드를 조정하는 데 사용되는 모터를 예로 들 수 있다. 그렇지 않은 경우 상기 모터는 포드(14)의 후방부로 들어올려야 하고 그곳에서 복잡한 과정을 통해 전방부로 운송되어야 할 것이다. 이는 로터 블레이드 개구가 개방되고 로터 블레이드에 의해 폐쇄되지 않음을 전제로 한다.
도면으로부터 명확하게 알 수 있는 바와 같이 케이블은 권양기로부터 제 1 편향 롤러(24)를 경유하고, 제 2 케이블 통과 수단(36), 제 3 케이블 통과 수단(37)을 통과하며, 제 2 편향 롤러(34)를 경유하고 제 4 케이블 통과 수단(38)을 통과하여 나아간다.
상술되고 도시된 예 뿐만 아니라, 도시되지 않은 다른 방식에 대해서도 주의를 기울일 필요가 있다. 이 경우 케이블 인도 수단 또는 편향 롤러가 파일론 헤드 위에 배치되어 상기 케이블이 파일론의 내부로 내려지거나 또는 그로부터 들어올려질 수 있다. 그러한 방법으로 파일론 내의, 특히 파일론의 기저부 구역에서의 전원 캐비넷(power cabinet) 또는 변압기와 같은 화물은 필요하다면 케이블을 경유하여 들어올리거나 내려놓을 수 있는데 이는 그러한 부분이 파일론의 기저부 구역으로부터 이동되어야 할 때 유리하고, 이는 교체될 부품이 파일론 측면문을 경유하여 보통 수행된다.
케이블과 같은 단순 편향 롤러 대신에 케이블이 기계 캐리어(26)를 통해 파일론으로 인도될 수 있는 다른 종류의 케이블 인도 수단을 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 태양으로 상기 권양기 자체가 파일론의 외부에 배치되지 않고 그 기저부 구역에서 파일론 내에 배치될 수 있다. 이 때 상기 견인 케이블은 항상 풍력 발전 설비 내에 보호된 상태로 배치되고, (편향 롤러(24)를 경유하여) 포드의 후방 구역 한쪽에서, 그리고 (롤러(38)를 경유하여) 허브(hub) 구역에서 화물을 들어올리고 내려놓는 것이 가능하며, 파일론 내에 부품을 내려놓는 것도 가능한 것처럼 다양한 장소에서 화물을 들어올리고 내려놓는 것이 가능하다.
또한 케이블이 풍력 발전 설비의 허브로부터 로터 블레이드를 지나 인도될 수 있도록 허브 첨단(40) 구역에 또 다른 편향 롤러(롤러(38)의 방식)가 구비될 수 있다. 그러한 방법으로 화물을 지면으로부터 로터 허브 구역으로 들어올릴 수 있고, 더욱 특별하게는 로터 블레이드를 지나갈 수도 있다. 상기 화물이 예컨대 작업 플랫폼인 경우 로터 블레이드를 검사 또는 필요한 경우 서비스를 수행하거나 청소를 하기 위해 서비스 요원이 로터 블레이드의 외부에서 직접 상하로 움직일 수 있다.
필요한 부분에서 특별히 언급할 필요도 없이 또 다른 케이블 가이드 또는 편향 롤러가 기계 캐리어, 파일론, 포드 또는 허브 내에 구비될 수 있다는 것은 당연하다.
풍력 발전 설비의 기저부에 배치된 권양기를 사용할 때 이는 풍력 발전 설비의 기초부에 반드시 고정되어야 하는 것은 아니고 개방된 운송 차량에 설치될 수 있어 그곳에 연결시킴으로써 상기 권양기를 탄력성 있게 사용할 수 있다. 또한 권양기를 지지 프레임 구조에 고정시킴으로써 믿을만하게 충분히 큰 평형추의 역할을 보장할 수 있다.

Claims (7)

  1. 풍력 발전 설비에 있어서, 권양기(18, 22)로부터 견인 케이블(20)을 통과시키기 위한 파일론 헤드 구역에서의 적어도 하나의 편향 롤러(24, 34) 및 적어도 하나의 케이블 통과 수단(35, 36, 37, 38)을 갖는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 설비.
  2. 제1항에 있어서,
    풍력 발전 설비의 기저부에 위치한 권양기(18)로부터 견인 케이블(20)을 통과시키기 위한 포드(14)에서의 케이블 통과 수단(35)을 갖는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 설비.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 권양기(18)를 위한 기초부(12)에 고정되어 연결된 홀딩 장치를 갖는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 설비.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    파일론 헤드의 위에 배치된 제 2 케이블 통과 수단이 구비되어 있고 그것에 의해 풍력 발전 설비의 부품을 파일론 내에서 들어올리거나 내려놓을 수 있는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 설비.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    풍력 발전 설비의 기저부의 권양기가 풍력 발전 설비의 파일론 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 설비.
  6. 권양기(18, 22)로부터 파일론 헤드 구역에서의 적어도 하나의 편향 롤러(24, 34)까지, 더 나아가 조립 또는 분해되는 부품(17)까지 견인 케이블(20)을 배치하는 단계;
    견인 케이블(20)을 상기 부품(17)에 부착하는 단계; 및
    상기 부품을 떼어내어 내려놓는 단계 또는 끌어올려 고정시키는 단계를 포함하는 풍력 발전 설비의 부품(17)을 조립 또는 분해하는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    풍력 발전 설비의 기저부에 권양기(18)를 배치하는 것을 특징으로 하는 방법.
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