KR20070037660A - 로터 블레이드 장착 방법 및 풍력 터빈용 로터 블레이드 - Google Patents

로터 블레이드 장착 방법 및 풍력 터빈용 로터 블레이드 Download PDF

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Abstract

풍력 발전 설비의 포드에 연결되는 로터 허브에 로터 블레이드를 장착하는 방법으로서, 로터 허브를 소정의 제1 위치로 회전하는 단계, 로터 블레이드(21)를 끼워 맞춤하는 단계, 제1 로터 블레이드(21)에 의해 로터 허브를 소정의 제2 위치로 회전하는 단계, 및 제2 로터 블레이드(22)를 장착하는 단계를 구비하며, 상기 로터 허브의 회전이 이미 장착된 제1 로터 블레이드(21)의 중력의 효과의 방향으로 작용된다.
이러한 식으로 비교적 높은 위치의 허브를 포함하는 풍력 발전 설비에 로터 블레이드를 장착할때 로터 허브 자체 또는 포드를 장착하기에 충분한 크레인을 이용하는 것이 또한 가능하다.
또한 풍력 발전 설비에 장착되는 로터 블레이드가 도시되어 있고, 이 로터 블레이드는 적어도 하나의 관통구멍을 가진다.

Description

로터 블레이드 장착 방법 및 풍력 터빈용 로터 블레이드{METHOD FOR MOUNTING ROTOR BLADES AND A ROTOR BLADE FOR A WIND TURBINE}
도 1은 본 발명에 따른 로터 블레이드의 제1 실시형태의 측면도를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 로터 블레이드의 변형 실시형태의 측면도를 도시한다.
도 3은 관통구멍을 갖는 로터 블레이드부의 간략화된 단면도를 도시한다.
도 4는 관통구멍의 변형 실시형태에 따른 본 발명의 로터 블레이드부의 간략화된 단면도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 로터 블레이드 장착 방법에 따른 시작 상황을 도시한다.
도 6은 본 발명의 방법의 제1 단계를 도시한다.
도 7은 본 발명의 방법의 제2 단계를 도시한다.
도 8은 본 발명의 방법의 제3 단계를 도시한다.
도 9는 본 발명의 방법의 제4 단계를 도시한다.
도 10은 본 발명의 방법의 제5 단계를 도시한다.
도 11은 본 발명의 방법의 제6 단계를 도시한다.
도 12는 본 발명의 방법의 제7 단계를 도시한다.
도 13은 본 발명의 방법의 제8 단계를 도시한다.
본 발명은 풍력 발전 설비용 포드(pod)에 연결되는 로터 허브(hub)에 로터 블레이드를 장착하는 방법, 및 풍력 발전 설비용 로터 블레이드에 관한 것이다.
풍력 발전 설비용 로터 블레이드는 일반적으로 주지되어 있다. 풍력 발전 설비의 크기 증가와 출력의 증가에 의해, 로터 블레이드의 크기와 그 고유 중량이 또한 증가하고 있다. 따라서, 증가된 고유 중량의 하중을 보다 높은 곳으로 운반할 수 있는 구성을 장착하기 위해 크레인(crane)이 필요하다. 이에 따라 요구되는 크레인도 더 커지고 있다.
본 발명의 목적은 로터 블레이드의 장착을 간단히 하고 로터 블레이드의 취급성을 향상하는 데에 있다.
본 발명의 목적은 청구항 1에 개시된 로터 블레이드 장착 방법과 청구항 6에 개시된 로터 블레이드에 의해 달성된다.
풍력 발전 설비의 포드에 연결되는 로터 허브에 로터 블레이드를 장착하는 방법은, 로터 허브를 소정의 제1 위치로 회전하고, 로터 블레이드를 끼워 맞춤하고, 로터 블레이드에 의해 로터 허브를 소정의 제2 위치로 회전함으로써 실행되는데, 로터 허브의 회전은 이미 장착된 제1 로터 블레이드의 중력 효과의 방향으로 작용된다.
따라서, 허브가 비교적 높게 위치하는 풍력 발전 설비에 로터 블레이드를 장착할 때에도, 로터 허브 자체 또는 포드를 장착하기에 충분한 크레인을 이용할 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 특히 바람직한 실시형태에서, 제2 로터 블레이드를 끼워 맞춤하기 이전에 포드를 180도 회전한다. 이 과정은, 포드의 회전이 크레인이 설치된 풍력 발전 설비측에 다시 로터 블레이드의 끼워 맞춤 위치가 놓이는 것을 의미하게 되므로, 크레인의 위치 변화 없이 제2 로터 블레이드의 장착을 허용한다.
본 방법의 더 바람직한 실시형태에서, 로터 허브는 제2 로터 블레이드에 의해 다른 소정의 위치로 회전되고, 포드가 다시 180도로 회전되며, 제3 로터 블레이드가 끼워 맞춤된다.
제3 로터 블레이드의 장착 방법은 크레인 위치의 변화 없이도 가능하고, 크레인의 위치를 변경하는 복잡하고 고비용의 작업을 절약함으로써 시간 절약 방식으로 로터 블레이드를 끼워 맞춤할 수 있다.
특히 간단하고 효과적인 방법으로 허브의 회전운동을 촉진하기 위해서, 크레인은 로터 블레이드, 특히 바람직하게는 로터 블레이드의 관통구멍에 맞물릴 수 있고 이에 따라 반대 방향으로 향하는 힘에 의해 중력 방향으로의 로터 블레이드의 회전 운동을 저하시킨다. 이 방법으로 회전이 간단한 방법으로 안전하게 제어되고 영향을 받게 된다.
본 발명은 또한 풍력 발전 설비용 로터 블레이드에 관한 것이다.
로터 블레이드의 취급성을 향상하기 위해서, 로터 블레이드는 로터 블레이드의 소정 위치에 적어도 하나의 관통구멍을 가진다. 스트랩(strap)과 밧줄을 이용한 공지된 취급 과정보다, 로터 블레이드를 통해 맞물릴 수 있는 취급수단의 사용이 보다 신속하고 안정적인 장점을 갖는다.
바람직한 실시형태에서, 로터 블레이드는 로터 블레이드의 길이방향 축에 대략 수직으로 연장하는 관통구멍을 가진다. 이에 의해, 로터 블레이드의 관통구멍의 방향에 따라, 로터 블레이드는 대략 수평위치 또는 대략 수직위치로 취급될 수 있다.
특히 바람직한 특징으로, 관통구멍이 로터 블레이드의 흡입측과 가압측 사이를 연장하고 이로써 날개 위치(feathered position)에 상당하는 대략 수평위치에서 로터 블레이드를 취급할 수 있다. 이러한 경우에 로터 블레이드가 그 위에 작용하는 바람에 대해 가능한 가장 작은 표면적을 허용하게 되므로 당연히 바람의 영향에 최소한의 정도로 노출된다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서 로터 블레이드는, 그 길이방향 축상의 적어도 하나의 소정 위치에서, 로터 블레이드의 길이방향 축에 수직으로 연장하고, 예컨대 지역적 인자(local factor)에 의존하는 로터 블레이드의 유연한 취급을 허용하는, 두 개의 상호 교차하는 관통구멍을 가진다.
더 유리한 실시형태가 첨부된 특허청구범위에 기재되어 있다.
본 발명을 도면을 참조로 이하에 상세히 설명한다.
도 1의 평면도는 로터 블레이드(21)의 간략도이다. 로터 블레이드(21)는 로터 블레이드 루트(root)(25)와 로터 블레이드 팁(tip)(26) 사이에 길이방향으로 두 개의 관통구멍(30, 32)을 가진다. 관통구멍(30)은 로터 블레이드 루트(25) 부근 영역에 배치되고 관통구멍(32)은 로터 블레이드 팁(26) 영역에 제공된다. 이 관점에서 그 위치는 풍력 발전 설비의 로터 허브에 로터 블레이드를 장착할때 로터 블레이드의 안전하고 안정적 취급이 확보되도록 설정된다. 구멍(30, 32)의 위치는 로터 블레이드(21)의 하중-지지 구조에 관한 연결부와 관련하여 설정된다.
도 2는 하나만의 관통구멍(30)을 가진 로터 블레이드(21)의 변형 실시형태를 도시한다. 이 단일 관통구멍(30)은, 블레이드가 취급수단에 의해 안전하게 취급될 수 있도록 로터 블레이드의 무게 중심에 적절하게 배열된다. 이 경우에도 하중-지지 구조에 대한 연결부가 자연스럽게 고려된다.
둘 이상의 관통구멍을 갖는 다른 실시형태가 또한 가능하다.
도 3 및 도 4는 관통구멍의 변형 실시형태를 도시한다.
도 3은 적절한 커버부재로 폐쇄될 수 있는 원통형 관통구멍(30, 32)을 도시한다.
도 4는 중앙부에 또한 원통형인 관통구멍(30, 32)을 도시하지만, 로터 블레이드(21)의 표면에 인접한 관통구멍(30, 32)의 단부가 확대되어 있다. 이 확대부는 먼지와 습기의 유입을 방지하는 한편, 커버부재가 표면에 삽입됨으로써 로터 블레이드에서의 흐름이 구멍에 의해 영향을 받지 않도록 하기 위해서, 관통구멍(30, 32)을 폐쇄하는 커버부재의 향상된 끼워 맞춤을 허용한다. 예컨대 언더 컷(undercut) 구성, 나사산 등과 같은 지금까지 알려진 다른 가능한 방법이 커버부재(도시생략) 등의 끼워 맞춤을 위해 고려될 수 있다.
도 5는 로터 블레이드를 풍력 발전 설비의 로터 허브에 끼워 맞춤하는 본 발명에 따른 방법의 시작 상황을 도시한다. 이는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 관통구멍을 가진 로터 블레이드를 이용하는 것을 바람직하게 포함한다. 하기의 도 5 내지 도 13에서 본 발명을 기술하는데 필요한 구성이 상당히 간략하게 도시되어 있다. 이 관점에서 참조번호 10은 풍력 발전 설비의 파일런(pylon)을 지시하고, 12는 포드의 방향을 지시하고, 14는 로터 서클(rotor circle)을 나타내고, 16, 17 및 18은 로터 블레이드 연결부의 방향을 지시하며, 21, 22 및 23은 끼움 장착된 로터 블레이드를 지시한다.
풍력 발전 설비의 포드의 로터 허브에 로터 블레이드를 장착하기 위해서, 취급수단이, 로터 허브와 크레인에 의해 로터 허브 상방으로 안전하게 로터 블레이드를 운반할 수 있도록, 관통구멍(30, 32)에 끼워 맞춤된다. 관통구멍이 로터 블레이드의 흡입측과 가압측 사이를 연장할때, 로터 블레이드는 수평위치에서 안전하게 취급될 수 있다. 로터 블레이드에서의 상술한 관통구멍의 설치는 이하에 기술되는 이들 로터 블레이드의 장착 방법을 상당히 간략화한다.
도 5에서 로터 서클(14)은, 투시방향에서, 풍력 발전 설비의 파일런(10) 뒤에 배치되고, 로터 블레이드 연결부(16, 17, 18)는 12시, 4시 및 8시방향 위치에 배열되어 있다.
제1 단계에서 로터 허브가 소정 위치로 이동된다. 이는 도 6에 도시된다. 이 관점에서 중요한 것은 로터 블레이드 연결부(17)가 이제 9시방향으로 위치하는 것이다. 따라서 로터 블레이드(16)는 1시 방향으로 위치하고 로터 블레이드 연결부(18)는 5시방향으로 위치한다.
이러한 방식으로 달성되는 로터 블레이드 연결부(17)의 방향은 로터 블레이드(21)를 수평방향으로 로터 블레이드 연결부에 끼워 맞추는 것을 가능하게 한다. 그 때문에 로터 블레이드가 바람직한 위치에 구속된다. 이러한 구속 작용은 이하의 추가 설명에서도 전제되는 것이므로 추가의 설명을 하지 않는다.
제1 로터 블레이드(21)의 장착후의 상황은 도 7에 도시된다. 로터 블레이드(21)가 9시방향으로 위치하는 반면 로터 블레이드 연결부(16, 18)는 1시방향 및 5시방향으로 각각 위치하고 있다.
다음 단계는 도 8에 도시한다. 로터 블레이드(21)가 7시방향으로 하강한다. 하강 이동은 중력의 작용으로 달성될 수 있다. 동시에 로터 블레이드(21)를 장착 위치로 상승시킨 크레인(도시생략)은 회전운동에 반대 관계로 작용하고, 따라서 제어된 회전운동을 부여할 수 있다.
로터 블레이드 연결부(18)는 이제 3시방향에 위치하고 로터 블레이드 연결부(16)는 11시방향에 위치하는 것을 이 도면에서 알 수 있다.
도 9는, 로터 허브의 위치가 불변인 상태로, 포드(12)가 파일런의 축에 대하여 180도 회전하여, 로터 서클(14)이 투시방향에서 파일런(10) 전방에 위치하는 것을 명료하게 도시한다. 포드(12)의 회전 운동에 의해 로터 블레이드(21)는 이제 5시방향에 위치하고, 로터 블레이드 연결부(16)는 1시방향에 위치하며, 로터 블레이 드(18)는 9시방향에 위치한다. 따라서 크레인에 의해 수평위치로 상승된 다른 로터 블레이드는 크레인의 위치를 변경하지 않고도 로터 블레이드 연결부(18)에 끼워 맞춤될 수 있다.
그 결과의 상황이 도 10에 도시된다. 로터 블레이드 연결부(16)는 여전히 1시방향에 위치하고, 제1 로터 블레이드(21)는 5시방향에 위치하면서 제2 로터 블레이드(22)는 9시방향에 위치한다.
제3 로터 블레이드 장착을 준비하기 위해서, 도 11에 도시한 바와 같이, 로터 블레이드(21)는 크레인에 의해 5시방향에서 7시방향으로 선회된다. 그 결과 제2 로터 블레이드(22)는 11시방향으로 이동하고 로터 블레이드 연결부(16)는 3시방향을 통과한다. 이어서 포드(12)는 다시 180도 회전된다.
회전운동의 결과가 도 12에 도시되어 있다. 관찰자의 관점에서 로터 서클(14)은 다시 파일런(10) 뒤에 배치된다. 그 결과, 로터 허브 위치가 불변한 상태로, 제1 로터 블레이드(21)가 5시방향에 위치하고, 제2 로터 블레이드(22)가 1시방향에 위치하고, 로터 블레이드 연결부(16)가 9시방향에 위치된다. 이와 같이 제3 로터 블레이드는 크레인의 위치를 변경하지 않고도 로터 블레이드 연결부(16)에 다시 끼워 맞춤될 수 있다. 이는 도 13에 도시된다. 제1 로터 블레이드(21)는 5시방향에 위치하고, 제2 로터 블레이드(22)는 1시방향에 위치하고, 제3 로터 블레이드(23)는 9시방향에 위치한다. 본 발명에 따른 방법은 세 개의 모든 로터 블레이드가 풍력 발전 장치에 끼워맞춤되는 것으로 종료된다.
본 발명에 의하면 로터 블레이드의 장착을 간단히 하고 로터 블레이드의 취급성을 향상할 수 있다. 즉, 허브가 비교적 높게 위치하는 풍력 발전 설비에 로터 블레이드를 장착할 때에도, 로터 허브 자체 또는 포드를 장착하기에 충분한 크레인을 이용할 수 있다.

Claims (6)

  1. 로터 블레이드 루트(25), 로터 블레이드 팁(26), 및 상기 로터 블레이드 루트(25)와 로터 블레이드 팁(26) 사이의 중앙 로터 블레이드 영역을 구비한 풍력 발전 설비용 로터 블레이드에 있어서,
    로터 블레이드의 취급을 위한 상기 중앙 로터 블레이드 영역에서의 적어도 하나의 관통구멍(30, 32)을 특징으로 하는 로터 블레이드.
  2. 제1항에 있어서,
    로터 블레이드의 길이방향 축에 대해 실질적으로 수직으로 연장하는 관통구멍(30, 32)을 특징으로 하는 로터 블레이드.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    로터 블레이드(21, 22, 23)의 흡입측과 가압측 사이를 연장하는 관통구멍(30, 32)을 특징으로 하는 로터 블레이드.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 로터의 길이방향 축에 대해 실질적으로 수직으로 연장하는 두 개의 상호 교차하는 관통구멍(30, 32)을 특징으로 하는 로터 블레이드.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 관통구멍(30, 32)은 실질적으로 원통형 형상이고 확대된 단부를 갖는 것인 로터 블레이드.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 관통구멍(30, 32)을 폐쇄하는 해제가능한 커버부재를 특징으로 하는 로터 블레이드.
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