KR20050019104A - 로터 블레이드 운반 장치 - Google Patents

로터 블레이드 운반 장치

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KR20050019104A KR10-2004-7019580A KR20047019580A KR20050019104A KR 20050019104 A KR20050019104 A KR 20050019104A KR 20047019580 A KR20047019580 A KR 20047019580A KR 20050019104 A KR20050019104 A KR 20050019104A
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Abstract

본 발명은 풍력 발전 장치(Wind Power Installation)의 로터 블레이드 운반 장치에 관한 것이다. 견고한 운반 부재와 이 운반 부재에 고정되게 연결된 적어도 하나의 로터 블레이드 수납 수단에 의해 로터 블레이드를 간단하게 운반하는 장치가 제공된다. 이러한 측면에서, 본 발명에 따른 장치에 수납된 로터 블레이드의 경우 특히 바람의 영향과 질량 관성의 영향이 감소될 수 있다는 인식에 기초한 것이다.

Description

로터 블레이드 운반 장치{DEVICE FOR HANDLING ROTOR BLADES}
본 발명은 풍력 발전 장치(wind power installation)의 로터 블레이드(rotor blade) 운반 장치에 대한 것이다.
로터 허브(rotor hub)와 로터 블레이드들은 그 크기가 상당히 크기 때문에 개별적으로 풍력 발전 장치의 조립을 위해 조립 장소로 운반된다. 조립 장소에서 이것들은 로터 유닛을 구성하기 위하여 조립된다. 이러한 목적을 위해 여러가지 조립 방법이 고려될 수 있다. 그 한 가지 방법으로서, 로터 블레이드들은 지상에서 로터 허브에 장착되며, 이어서 전체 로터 유닛이 크레인에 의해 조립 위치로 운반되고 거기에서 결합된다.
또 다른 방법으로서는 우선 로터 허브가 풍력 발전 장치의 두부(head)에 장착된다. 이후에 로터 블레이드들은 개별적으로 로터 허브로 들어올려져서, 거기에서 제 위치에 조립된다. 그러나, 전술한 양자의 방법의 경우 수 톤에 이르는 커다란 로터 블레이드를 다루고 각각의 설치 위치로 정확하게 이동시키고 이들을 유지시키는 것이 필요하다.
이러한 작업은 스트랩(strap) 혹은 체인을 구비한 크레인에 의해 로터 블레이드를 들어올리고 설치 장소로 이동시키고 거기에 유지하는 작업이 진행된다. 이를 위해, 스트랩은 정해진 위치에서 로터 블레이드 둘레에 감겨지며, 이어서 로터 블레이드가 들어올려지고 운반된다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.
도1은 본 발명에 따른 장치의 제1 실시예를 간략히 나타낸 도면이다.
도2는 본 발명에 따른 장치의 측면도를 도시한 도면이다.
도3은 본 발명의 제2 실시예를 도시한 도면이다.
도4는 본 발명의 제3 실시예를 도시한 도면이다.
도5는 본 발명의 제4 실시예를 도시한 도면이다.
본 발명의 목적은 풍력 발전 장치의 로터 블레이드를 간단히 운반시킬 수 있는 운반 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 목적은 본 명세서의 서두 부분에서 설명한 종류의 장치에서 고정 연결된 적어도 하나의 로터 블레이드 수납 수단을 구비한 견고한 운반 부재(rigid carrier element)에 의해 달성된다.
이러한 측면에서, 본 발명에 따른 장치에 수납되는 로터 블레이드의 경우, 본 발명은 특히 로터 블레이드 고정 과정에서의 바람의 영향과 질량 관성(mass inertia)의 영향이 감소된다는 사실의 인식에 기초한다.
운반 부재에 설치된 볼 로터리 조인트(ball rotary joint)에 의해 소정 회전 평면에서 로터 블레이드가 장착된 본 발명의 장치는 회전 운동을 할 수 있게 된다. 이러한 회전 운동을 기계에 의해 수행하기 위해서 볼 로터리 조인트에 회전 기구 구동 수단(rotary mechanism drive)이 제공될 수 있다.
예컨대, 고정 케이블 및/또는 안내 케이블의 고정과 같은 여러 작업을 위하여 상호 간격 틈새에 작은 구멍(eyes)이 제공될 수 있다. 예컨대, 지상에서 회전 구동 기구를 대신하거나 혹은 회전 구동 기구의 작동이 실패할 경우 안내 케이블을 이용해서 수동으로 로터 블레이드의 방향을 조정할 수 있게 된다.
로터 블레이드를 위하여 특별히 간단한 수납 구조를 구현하기 위하여, 로터 블레이드 수납 수단은 적어도 세 측면에서 로터 블레이드를 둘러싸는 프레임의 형태일 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예로서 로터 블레이드 수납 수단의 일 측면에 잠금 부재(locking member)가 피봇 회전 가능하도록 설치될 수 있다. 이 잠금 부재에 의해 로터 블레이드 수납 수단은 제4 측면에서 닫혀질 수 있으며, 이로써 로터 블레이드 수납 수단으로부터 예상치 않게 로터 블레이드가 이탈하는 것을 확실히 방지할 수 있다.
로터 블레이드가 로터 블레이드 수납 수단에 확실히 유지되는 것을 보장하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 로터 블레이드 수납 수단은 로터 블레이드를 양의 방향으로 고정하도록 둘러싼다. 로터 블레이드 수납 수단의 특히 바람직한 특징은, 로터 블레이드를 손상시키지 않도록 로터 블레이드 수납 수단과 로터 블레이드 사이에 완충재(cushion)를 설치하는 구조에 있다.
바람직한 실시예로서 이러한 완충재는 팽창 가능하다. 이와 같이, 완충재가 초기에는 팽창하지 않은 상태에서 로터 블레이드는 로터 블레이드 수납 수단에 수용된다. 로터 블레이드가 정해진 위치에 자리 잡으면, 완충재는 정해진 압력으로 팽창하게 된다. 그 결과, 로터 블레이드는 한편으로는 정해진 위치에 고정되고, 또 다른 한편으로는 로터 블레이드에 대한 손상이 신뢰성 있게 방지된다.
본 발명에 따른 장치로 로터 블레이드를 운반할 수 있기 위해서는, 특히 바람직한 특징으로서 팽창 가능한 완충재를 채우거나 및/또는 비우기 위한 밸브들이 제공되는 구조인 것이 요구된다. 또한, 에너지 저장 수단 및/또는 압력 저장 수단 및/또는 전기 및/또는 유압의 및/또는 공압 라인을 연결하기 위한 적어도 하나의 플러그 커넥터가 제공된다. 본 발명에 따른 장치의 구조에서 팽창 가능한 완충재와 에너지 저장 수단과 압력 저장 수단은 채워질 수 있다.
이어서, 이것들은 라인으로부터 분리되고 본 발명의 장치가 로터 블레이드와 같이 운반될 수 있으며, 여기에서 완충재에서 발생할 수 있는 압력 손실은 저장 수단에 의해 보충될 수 있다. 예컨대, 에너지 저장 수단, 즉 적당한 크기의 캐패시터 혹은 축전지(accumulator)와 같은 화학적 저장 수단은, 이러한 경우에 제어 시스템용 에너지 혹은 밸브와 같은 적당한 제어 기구를 작동시키기 위해 필요한 에너지를 제공한다. 이러한 측면에서 적절한 센서들이 구비된다.
본 발명의 다른 실시예에서 본 발명의 장치는 적어도 하나의 운반 바(carrier bar)와 운반판(carrier plate)을 구비하며, 운반 바는 로터 블레이드에 형성되어 운반판에서 종료하는 관통공에 결합한다. 이러한 배치에 의해 운반판은 로터 블레이드의 접촉면을 형성하고 적당하게 커다란 크기이며 적당하게 완충성을 지니게 된다. 운반 바는 로터 블레이드를 관통하여 연장되며 운반 기구와 로터 블레이드 사이에 고정적인 연결을 형성한다.
도1에 운반 부재(carrier element; 10)가 도시된다. 운반 부재(10)는 장방형 형상(rectangular shape)이다. 운반 부재(10)의 중심에는 볼 로타리 조인트가 구비된다. 본 발명에 따른 장치가 예컨대 크레인의 롤러 헤드에 볼트 결합되어 견고하게 걸려지는 경우에도 볼 로타리 조인트에 의해 전체 장치는 수직축 둘레로 회전 운동을 할 수 있다.
운반 부재(10)의 반대측에는 바닥 부재(16)가 설치된다. 바닥 부재(bottom element; 16)는 운반 부재(10)와 실질적으로 크기가 같고 형상이 같다. 운반 부재(10)와 바닥 부재(16) 사이에는 측면 부재(14)가 설치된다. 측면 부재(14)에는 작은 구멍(eyes; 26)이 설치된다. 이 구멍(26)을 관통하여 케이블이 통과할 수 있으며 예컨대, 이로써 전체 장치는 크레인에 의해 이미 들어올려졌어도 수직축 둘레로 회전될 수 있다.
운반 부재(10), 바닥 부재(16) 및 측면 부재(14)의 구조에 의해 본 발명에 따라 로터 블레이드를 수용하는 개방된 장치가 구성된다. 본 발명의 장치가 네 측면에서 로터 블레이드를 둘러싸도록 다른 측면 부재(18)가 구비된다. 그러나, 제2 측면 부재(18)는 힌지(hinge; 22)에 의해 운반 부재(10)에 피봇 회전 가능하게 장착된다. 따라서, 제2 측면 부재(18)의 피봇 운동에 의해 로터 블레이드가 그것을 통해 본 발명의 장치에 수용되거나 분리될 수 있는 개구를 개방한다.
소위 콘테이너의 모서리들(20)이 또한 운반 부재(10)와 바닥 부재(16)의 정해진 위치들에 도시된다. 이러한 콘테이너의 모서리들(20)에 의해 본 발명의 장치는 동일한 구조의 다른 장치에 연결되고 예컨대, 로터 블레이드의 운반 중에 수송 수단으로 이 기술분야에서 이미 알려진 간단한 방식으로 연결될 수 있다.
제2 측면 부재(18)를 작동시키기 위해 각각의 적당한 구동 수단이 볼 로타리 조인트(12)를 작동시키기 위해 제공될 수 있다. 볼 로타리 조인트(12)의 경우 제2 측면 부재(18)의 작동을 위해 구동 모터로서 예컨대 전기적인, 유압 혹은 공압 기구가 적용될 수 있다.
도2에는 로터 블레이드(29)를 수용한 본 발명에 따른 장치의 측면도가 도시된다. 이 도면에는 운반 부재(10), 바닥 부재(16) 및 운반 부재(10)에 피봇 가능하게 장착된 제1 측면 부재(14)와 제2 측면 부재(18)로 이루어진 본 발명에 따른 장치의 내부에 완충재들(24)이 제공되고, 이 완충재들은 로터 블레이드(29)를 제 위치에 확실히 유지하고 본 발명의 장치에 의해 손상되는 것을 방지한다.
이러한 완충재들(24)은 팽창 가능(가스나 액체로)하다. 이와 같이, 별다른 문제없이 로터 블레이드(29)는 본 발명의 장치 내부에 수용되고 분리될 수 있으며 로터 블레이드(29)는 간단한 방식으로 유지될 수 있다. 이러한 측면에서 완충재들 (24)은 소정 압력으로 팽창될 수 있으며 이러한 상태에서 로터 블레이드(29)는 확실히 유지되지만 손상되지는 않는다.
도3은 본 발명에 따른 다른 실시예의 장치를 도시한다. 이 실시예에서 운반 부재(10)는 더 작지만 다시 볼 로타리 조인트(12)를 구비한다. 이 경우, 볼 로타리 조인트(12)에는 적당한 구동 기구가 제공될 수 있다.
운반 부재(10)의 두 대향 측면에는 길다란 지지 부재들(28)이 배치된다. 운반 부재(10)의 두 대향 측면의 길다란 지지 부재(28)에는 상부 부재(11), 측면 부재(14) 및 바닥 부재(16)로 이루어진 로터 블레이드 수납 수단이 장착된다. 여기에서 로터 블레이드 수납 수단은 일측면이 개방된 것으로 도시되고 있다. 내부에 수용된 로터 블레이드가 다시 네 측면들로 둘러싸이도록 로터 블레이드 수납 수단을 개방 측에서 닫을 수 있게 하는 밀폐 부재가 피봇 회전 가능하게 장착될 수 있다. 이 경우, 콘테이너 모서리들(도1의 부호 20 참조)과 작은 구멍(도1의 부호 26 참조)은 생략된다.
본 발명에 따른 장치의 다른 실시예는 더 작은 내부 중량을 특징으로 한다. 그러나, 이러한 구조에서 각각의 부재들은 관련된 강도가 적절하게 구성된다.
도4는 본 발명에 따른 장치의 또 다른 실시예를 도시한다. 이 장치는 상부측과 하부측 사이(즉, 인양 이론에 기초하여 작동하는 로터 블레이드의 경우 압력감소 측면과 압력 증가 측면)에 관통 구멍을 가지는 로터 블레이드와 관련하여 특수한 효과를 발생하도록 사용될 수 있다. 본 발명의 이러한 실시예에서 볼 로타리 조인트(12)는 운반 부재(10) 위에 제공된다. 운반 부재(10)에 인접하여 운반 바(carrier bar; 30)가 운반 부재(10)에 고정되게 연결된다. 운반판(32)은 운반 부재(10)에 대향된 관계인 운반 바(30)의 단부에 제공된다. 운반판(32)은 운반 바(30)에 분리 가능하게 고정되므로 운반 바(30)는 운반판(32)을 제거한 후에 로터 블레이드의 관통 구멍을 관통하여 통과될 수 있다. 이어서, 운반판(32)은 운반 바(30)의 단부에 제공된 단부에 고정되어 로터 블레이드(도시하지 않음)를 제 위치에 고정한다.
운반 작업 중에 불필요한 간격이 존재할 경우, 운반 바(30)가 로터 블레이드(도시하지 않음)의 관통 구멍을 통하여 특히 간단한 방식으로 통과될 수 있으므로 운반 바에 예컨대 팽창 가능한 벨로우즈와 같은 변형부를 형성할 수 있는데, 이 변형부는 운반 바(30)와 로터 블레이드(도시하지 않음) 사이의 중간의 공간을 채워 요동을 방지한다.
도5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 장치를 나타낸 도면이다. 이 장치는 또한 볼 로타리 조인트(12)를 구비한 운반 부재(10)를 가진다. 더욱이, 운반 바(30)는 운반 부재(10)에 장착되며 운반판(32)은 그 대향단부에 배치된다. 이 실시예에서 운반 바(30)는 그 길이 방향축에 대해 회전 가능하게 운반 부재(10)에 연결된다. 운반 바(30)의 중심부에는 잠금 부재(36)가 구비된다.
잠금 부재(36)의 구조에 대해서는 많은 상이한 변형이 가능하다. 이러한 변형들은 로터 블레이드에 삽입후 운반 바(30)와 같이 회전되어 로터 블레이드에 형성된 상응하는 개구에 결합하여 로터 블레이드와 분리가능하나 견고한 결합을 형성하는 고정된 잠금 부재를 포함한다.
이상 설명한 본 발명에 의하면 풍력 발전 장치의 로터 블레이드를 간단히 운반할 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면 로터 블레이드와 본 발명 장치의 연결을 형성하도록 조립 장소에서 잠금 위치로 이동되는 이동 가능한 부재들을 제공할 수도 있음을 이해해야 한다.

Claims (16)

  1. 적어도 하나의 로터 블레이드 수납 수단들(11, 14, 16, 18, 30)이 부착 연결된 견고한 운반 부재(10)를 구비한 것을 특징으로 하는 풍력 발전 장치용 로터 블레이드 운반 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 운반 부재(10) 위에 볼 로타리 조인트(12)가 배치된 를 특징으로 하는 풍력 발전 장치용 로터 블레이드 운반 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 볼 로타리 조인트(12)에 회전 구동 기구가 제공되는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 장치용 로터 블레이드 운반 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 케이블을 잡아 끌도록 상기 운반 부재(10)의 길이 방향으로 작은 구멍들(eyes; 26)이 서로 이격 배치된 것을 특징으로 하는 풍력 발전 장치용 로터 블레이드 운반 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 로터 블레이드 수납 수단(11, 14, 16, 18, 30)은 세 측면에서 상기 로터 블레이드(29)를 둘러싸는 운반 프레임(11, 14, 16, 18) 형태인 것을 특징으로 하는 풍력 발전 장치용 로터 블레이드 운반 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 잠금 부재(18)가 상기 로터 블레이드 수납 수단(10, 11, 14, 16)의 일측면에 피봇 회전 가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 장치용 로터 블레이드 운반 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 로터 블레이드 수납 수단(10, 11, 14, 16, 18)은 상기 로터 블레이드(29)를 양의 방향으로 고정하도록 둘러싸는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 장치용 로터 블레이드 운반 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 로터 블레이드 수납 수단(10, 11, 14, 16, 18, 30)과 상기 로터 블레이드(29) 사이에 완충재(24, 34)가 설치되는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 장치용 로터 블레이드 운반 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 완충재는 팽창 가능한 완충재(24, 34)인 것을 특징으로 하는 풍력 발전 장치용 로터 블레이드 운반 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 팽창 가능한 완충재(24)를 채우거나 및/또는 비우기 위한 밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 장치용 로터 블레이드 운반 장치.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 전기적 및/또는 유압의 및/또는 공압 라인의 연결용 에너지 저장 수단 및/또는 압력 저장 수단 및/또는 적어도 하나의 플러그 커넥터가 제공되는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 장치용 로터 블레이드 운반 장치.
  12. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 로터 블레이드 수납 수단은 상기 운반 부재(10)에 대해 수직으로 연장하는 적어도 하나의 운반 바(30)를 구비하는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 장치용 로터 블레이드 운반 장치.
  13. 제12항에 있어서, 운반판(32)이 상기 운반 부재(10)로부터 떨어진 상기 운반 바(30) 측에 분리 가능하게 고정되는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 장치용 로터 블레이드 운반 장치.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 운반 바(30)의 단면은 적어도 한 부분에서 변형 가능한 것을 특징으로 하는 풍력 발전 장치용 로터 블레이드 운반 장치.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 크레인의 롤러 헤드에 상기 로터 블레이드 운반 장치를 볼트 결합하기 위한 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 장치용 로터 블레이드 운반 장치.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 로터 블레이드 운반 장치의 상부측 및/또는 하부측에 콘테이너 모서리들(20)이 설치된 것을 특징으로 하는 풍력 발전 장치용 로터 블레이드 운반 장치.
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