KR20130095656A

KR20130095656A - 풍력 터빈

Info

Publication number: KR20130095656A
Application number: KR1020127034023A
Authority: KR
Inventors: 마티아스 체어
Original assignee: 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
Priority date: 2011-11-22
Filing date: 2011-11-22
Publication date: 2013-08-28
Also published as: JP2014503730A; US20130177419A1; EP2630368B1; CN103221683A; JP5546625B2; EP2630368A1; WO2013076754A1

Abstract

본 발명은, 허브와; 적어도 1개의 블레이드로서, 블레이드는 허브에 피벗 가능하게 설치되는, 적어도 1개의 블레이드와; 적어도 1개의 피치 베어링으로서, 피치 베어링은 내부 베어링 링 및 외부 베어링 링을 갖고, 내부 베어링 링은 반경 방향으로의 내벽 그리고 축 방향으로의 제1 단부 및 제2 단부를 갖는, 적어도 1개의 피치 베어링과; 피치 베어링의 강성을 향상시키는 적어도 1개의 보강 요소를 포함하고, 보강 요소는 내부 베어링 링의 내벽에 인접하게 배열되는, 풍력 터빈에 관한 것이다.

Description

풍력 터빈{WIND TURBINE}

본 발명은 피치 베어링(pitch bearing)의 변형을 감소시키는 보강 요소(reinforcing element)를 포함하는 풍력 터빈에 관한 것이다.

당업계에 공지되어 있는 풍력 터빈은 적어도 1개의 블레이드(blade)가 장착되는 허브(hub)를 포함한다. 풍력 터빈의 회전자 블레이드 상에 작용하는 부하를 제어할 수 있게 하기 위해, 허브로의 블레이드의 장착은 종종 블레이드가 유입풍에 대해 피치 제어될 수 있도록 내부 베어링 링(inner bearing ring) 및 외부 베어링 링(outer bearing ring)을 포함하는 피치 베어링에 의해 수행된다. 이러한 경우에, 회전자 블레이드는 피치 베어링의 내부 베어링 링에 연결되고, 한편 외부 베어링 링은 허브에 연결된다.

회전자 블레이드 상에 작용하는 바람으로부터 기인하는 힘 및 모멘트는 풍력 터빈 발전기의 허브로 전달되어야 하므로, 피치 베어링에는 피치 베어링의 손상 및 비틀림으로 이어지는 극단의 변형률 및 부하가 적용된다. 풍력 터빈 개발의 트렌드가 풍력 터빈의 크기 증가이므로, 블레이드의 크기 그리고 또한 전달될 부하가 그에 따라 증가된다. 이러한 개발로 인해, 블레이드와 허브 사이에서의 부하 전달의 중간 요소로서의 피치 베어링은 손상 및 비틀림에 훨씬 더 취약하다.

피치 베어링의 내구성 및 기능성을 보증하기 위해, 베어링 링을 위한 보강 요소를 사용하는 것이 공지되어 있다. 미국 제20080213095 A1호에서, 외부 베어링 링의 축 방향 단부에 위치되는 보강 요소가 개시되어 있다. 추가로, 추가의 보강 요소가 내부 베어링 링의 축 방향 하부 단부에 위치될 수 있다. 그러나, 베어링 링의 축 방향 단부에서의 배열은 베어링 링 상에 작용하는 부하로 인해 그 강도가 축 방향 위치에 의존하는 반경 방향 힘이 초래되므로 불리하다. 베어링 링에 축 방향으로 위치되는 보강 요소가 다른 힘을 경험할 수 있고, 그러면 베어링 링 자체가 보강 요소 및 베어링 링 그리고 또한 서로에 대한 그 연결부에 대한 불리한 부하 분포로 이어진다.

본 발명의 목적은 향상된 피치 베어링 강화 기능을 갖는 개선된 풍력 터빈을 제공하는 것이다. 본 발명의 추가의 목적은 피치 베어링의 내구성 및 기능성을 개선시키는 것이다.

본 발명에 따른 풍력 터빈은 허브, 적어도 1개의 블레이드 그리고 적어도 1개의 피치 베어링을 포함한다. 풍력 터빈의 적어도 1개의 블레이드는 내부 베어링 링 및 외부 베어링 링을 포함하는 피치 베어링에 의해 허브에 피벗 가능하게 설치된다. 블레이드는 바람직하게는 구체적으로 볼트 연결부에 의해 피치 베어링의 내부 베어링 링에 장착되고, 한편 허브는 바람직하게는 외부 베어링 링에 장착된다. 2개의 베어링 링 사이에, 내부 베어링 링에 장착되는 블레이드가 그 길이 방향 축에 대해 피벗될 수 있도록 서로에 대한 베어링 링의 회전을 가능케 하는 회전 요소(rolling element)가 배치된다.

나아가, 풍력 터빈은 피치 베어링의 내부 베어링 링의 강성을 향상시키는 보강 요소를 포함한다. 내부 베어링 링은 반경 방향으로의 내벽 그리고 축 방향으로의 제1 단부 및 제2 단부를 갖는다. 보강 요소는 보강 요소가 내부 베어링 링의 내벽에 인접하는 방식으로 배열된다. 즉, 보강 요소는 내부 베어링 링의 내벽과 접촉되도록 배열된다. 보강 요소의 사용에 의해, 베어링 링의 축 방향 및 반경 방향 변형이 감소된다.

본 발명의 양호한 실시예에서, 보강 요소는 내부 베어링 링의 내벽에 장착된다. 특히 양호한 실시예에서, 보강 요소는 블레이드와 피치 베어링 사이에 배치되지 않고, 그에 따라 블레이드와 피치 베어링 사이의 배열에 비해 블레이드의 길이 방향으로의 교차 표면의 개수를 감소시킨다.

또 다른 양호한 실시예에서, 내부 베어링 링의 내벽 그리고 보강 요소는 그 사이에 접촉 영역을 갖는다. 추가로, 내부 베어링 링의 내벽은 피치 회전을 위해 사용되는 내부 링 기어를 포함한다. 내부 링 기어 그리고 내부 베어링 링의 내벽과 보강 요소 사이의 접촉 영역은 내부 베어링 링의 축 방향으로 서로에 인접하게 배치된다. 이와 관련하여, 내부 베어링 링 및 보강 요소는 이들이 서로에 인접하는 방식으로 또는 대체예에서 내부 베어링 링의 내벽의 일부가 내부 링 기어를 포함하지 않고 또한 보강 요소에 인접되지 않는 방식으로 차례대로 내부 베어링 링의 축 방향을 따라 배열될 수 있다.

추가의 양호한 실시예에서, 내부 링 기어 그리고 내부 베어링 링의 내벽과 보강 요소 사이의 접촉 영역은 서로에 인접하게 배열되고, 이들이 그 제1 축 방향 단부로부터 제2 축 방향 단부까지 전체적으로 내부 베어링 링의 반경 방향 내벽을 덮도록 반경 방향 내벽의 전체 축 방향 길이를 따라 연장된다.

본 발명의 또 다른 양호한 실시예에서, 보강 요소는 각각 내부 베어링 링의 제1 단부 및 제2 단부를 넘어 축 방향으로 연장되지 않는다. 보강 요소는 그에 따라 축 방향으로 내부 베어링 링의 제1 단부와 제2 단부 사이의 거리에 제한된다. 바람직하게는, 보강 요소는 내부 베어링 링의 축 방향 단부들 중 적어도 1개와 동일한 높이에서 종료된다.

본 발명의 양호한 실시예에서, 보강 요소는 블레이드의 반경 방향 내벽에 부분적으로 인접하고 내부 베어링 링의 내벽에 부분적으로 인접하는 내부 베어링 링의 반경 방향으로의 외부 표면을 갖는다. 바람직하게는, 보강 요소의 일부가 블레이드의 내벽에 장착될 수 있고, 한편 보강 요소의 또 다른 부분이 내부 베어링 링의 내벽에 장착될 수 있다. 나아가, 외부 표면이 연속적으로 형성될 때가 유리하다.

본 발명의 또 다른 양호한 실시예에 따르면, 보강 요소의 일부가 바람직하게는 그 외부 표면이 블레이드의 반경 방향 외벽과 동일한 높이에서 종료되는 상태로 블레이드와 내부 베어링 링 사이에 배치된다. 블레이드와 내부 베어링 링 사이로의 보강 요소의 부분 배열로 인해, 보강 요소가 내부 베어링 링의 내벽으로의 있을 수 있는 설치에 추가하여 고정된다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 보강 요소는 링 또는 원형 판의 형상을 갖고, 바람직하게는 축 방향으로 적어도 1개의 개구를 갖는다. 대체예에서, 보강 요소는 적어도 1개의 보강 웨브(web) 또는 바(bar)일 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 보강 요소의 반경 방향 외벽은 계단부를 포함한다. 바람직하게는, 계단부는 상이한 직경을 갖는 축 방향으로의 보강 요소의 제1 부분 및 제2 부분을 한정한다. 바꿔 말하면, 보강 요소는 2개-단계의 환형 부분으로서 형성된다. 제1 부분은 제2 부분보다 작은 외경을 갖고, 내부 베어링 링의 내벽에 인접하게 배열되고, 한편 더 큰 외경을 갖는 제2 부분은 블레이드와 내부 베어링 링 사이에 부분적으로 배열된다. 바람직하게는, 제1 부분 및 제2 부분은 동일한 내경을 갖는다.

본 발명의 또 다른 양호한 실시예에서, 내부 링 기어는 내부 링 기어가 보강 요소를 위한 지지 표면을 제공하는 방식으로 내부 베어링 링의 내벽에 배치되고, 지지 표면은 내부 베어링 링의 반경 방향으로 연장된다. 이러한 방식으로, 내부 베어링 링의 기하 구조는 보강 요소를 위치 설정 및 지지하는 데 사용될 수 있다. 바람직하게는, 보강 요소는 일단부가 지지 표면과 동일한 높이에 있는 상태에서 종료되고, 구체적으로 보강 요소는 또한 타단부가 내부 베어링 링의 적어도 1개의 축 방향 단부와 동일한 높이에 있는 상태에서 종료된다.

또 다른 양호한 실시예에서, 보강 요소는 예컨대 유도 가열 등의 가열에 의해 내부 베어링 링 바람직하게는 그 반경 방향 내벽에 장착된다. 보강 요소는 또한 냉각에 의해 장착될 수 있다. 보강 요소와 내부 베어링 링 사이의 연결은 또한 용접, 접착 또는 압입에 의해 형성될 수 있다. 구체적으로, 보강 요소는 보강 요소의 확실한 보유 그러나 동시에 필요하다면 그 분해를 가능케 하는 내부 베어링 링과의 접속 끼움부(transition fit)를 가질 수 있다.

대체의 양호한 실시예에서, 보강 요소는 내부 베어링 링과 일체로 형성된다. 이것은 증가된 벽 두께를 갖는 내부 베어링 링을 제공함으로써 성취될 수 있고, 증가된 벽 두께부는 내부 베어링 링의 내부측까지 반경 방향으로 연장된다. 바꿔 말하면, 대개 원통형의 내부 베어링 링은 일정한 반경 방향 외경을 갖고, 한편 내경은 증가된 두께를 갖는 섹션에서 감소된다. 바람직하게는, 증가된 벽 두께부는 내부 베어링 링의 축 방향 단부들 중 1개에서 그 최대치를 갖고, 축 방향으로 통상적으로 원통형의 내부 베어링 링의 내벽을 향해 감소된다.

바람직하게는, 보강 요소의 재료는 섬유 강화 플라스틱 등의 섬유 강화 재료의 주조 금속 및 판 금속을 포함한다. 구체적으로, 보강 요소는 전체적으로 위의 재료들 중 1개로 형성된다.

본 발명의 추가의 양호한 실시예에서, 내부 베어링 링과 블레이드 사이의 연결부의 강성은 허브와 외부 베어링 링 사이의 연결부의 강성에 대응한다. 구체적으로, 이것은 내부 베어링 링의 강성 그에 따라 내부 베어링 링과 블레이드 사이의 연결부의 강성에 영향을 미치는 보강 요소의 사용에 의해 성취된다. 피치 베어링의 2개의 연결부의 대응 강성은 피치 베어링 상에 작용하는 부하 결국 그 내구성에 긍정적인 영향을 미친다. 대조적으로, 강성의 차이가 피치 베어링 내에서의 부하의 불균일한 분포를 초래할 것이다. 이러한 불균일한 부하 분포는 손상 그리고 베어링 링의 타원화 등의 베어링 링의 치명적인 변형을 초래할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예는 허브 접속 튜브(hub transition tube) 그리고 풍력 터빈의 발전기로 허브의 토크를 전달하는 토크 전달 수단을 포함한다. 허브 접속 튜브는 각각 외경을 갖는 제1 단부 및 제2 단부를 갖는다. 허브 접속 튜브는 그 제1 단부가 허브에 설치되고 그 제2 단부에 토크 전달 수단이 장착되는 방식으로 허브와 토크 전달 수단 사이에 배열된다. 허브 접속 튜브는 그 제1 단부와 그 제2 단부 사이에 그 제2 단부에서의 허브 접속 튜브의 외경보다 작은 적어도 1개의 외경을 갖는다.

토크 전달 수단 바람직하게는 풍력 터빈의 주 샤프트(main shaft)는 바람직하게는 나셀(nacelle) 내에 수납되고, 블레이드와 함께 회전된다. 바람직하게는, 허브 접속 튜브는 토크 전달 수단의 플랜지 그리고 대개 허브 및 토크 전달 수단을 연결하는 허브의 플랜지를 연결한다.

위의 실시예는 허브가 필요한 어떤 구성에서보다 작게 설계될 수 있다는 장점을 초래한다. 통상적으로, 허브의 치수는 허브가 각각 피치 베어링 및 토크 전달 수단으로의 연결을 위한 정합 플랜지(matching flange)를 포함하는 방식으로 피치 베어링의 플랜지의 외경 그리고 토크 전달 수단의 플랜지의 외경에 의해 결정된다. 허브가 토크 전달 수단의 플랜지의 직경에 따른 치수로 형성되면, 허브는 대개 그 플랜지가 토크 전달 수단의 플랜지에 정합되어 이들 2개의 사이의 연결을 가능케 하도록 확대되어야 할 것이다. 이러한 치수 제한으로 인해, 허브는 불필요하게 커지고 무거워질 수 있고 그에 의해 특히 취급 문제 그리고 엄청나게 증가된 구성 요소 비용 및 운반 비용으로 이어진다. 본 발명의 위의 실시예는 특히 허브의 플랜지의 직경이 토크 전달 수단의 미리 설정된 직경보다 작은 치수로 형성되어야 하는 위에서 설명된 경우에 허브 및 토크 전달 수단의 상이한 크기의 플랜지들 사이의 어댑터(adapter)로서 기능할 수 있는 허브 접속 튜브를 제공한다. 그러므로, 허브 접속 튜브는 대개 있을 수 있는 것보다 작게 허브를 유지하는 것을 가능케 한다.

또 다른 양호한 실시예에서, 허브 접속 튜브는 그 제2 단부의 직경 그리고 그 제1 단부의 직경의 양쪽 모두보다 작은 1개의 직경을 갖는다. 바람직하게는, 허브 접속 튜브의 직경은 허브 접속 튜브의 제1 단부로부터 제2 단부까지 연속적으로 변화되고, 2개의 단부 사이에서 최소치를 갖는다.

본 발명의 또 다른 양호한 실시예에서, 허브 접속 튜브의 외부 표면은 허브 접속 튜브의 길이 방향 단면도에서의 곡선을 따른다. 바람직하게는, 길이 방향 섹션에서 관찰될 때에 허브 접속 튜브의 외부 표면에 의해 한정되는 2개의 곡선은 연속 함수이다. 구체적으로, 곡선의 양쪽 모두는 구배가 그 부호를 바꾸는 정지 지점(stationary point)을 갖는다.

본 발명의 또 다른 양호한 실시예에 따르면, 토크 전달 수단 및 허브 접속 튜브는 연결 수단에 의해 연결된다. 바람직하게는, 토크 전달 수단 및 허브 접속 튜브는 볼트 연결부에 의해 연결되고, 볼트 연결부는 볼트의 삽입을 위한 관통 구멍 또는 블라인드 구멍(blind hole) 중 어느 한쪽을 포함한다.

또 다른 양호한 실시예에서, 허브 접속 튜브는 허브의 일체형 부분으로서 형성되고, 바람직하게는 나셀 내에 위치되는 토크 전달 수단으로의 허브의 연결이 가능하도록 그로부터 멀어지게 돌출된다.

또 다른 양호한 실시예에서, 허브 접속 튜브의 일부가 적어도 1개의 피치 베어링의 외부 베어링 링 바람직하게는 외부 베어링 링의 축 방향 단부에 인접한다. 허브 접속 튜브의 이러한 배열은 구체적으로 길이 방향 단면도에서 관찰될 때의 허브 접속 튜브의 곡선에 의해 그 축 방향으로의 피치 베어링의 외부 베어링 링의 강성을 향상시킨다. 바람직하게는, 풍력 터빈은 다수개의 피치 베어링을 사용하여 허브에 장착되는 다수개의 블레이드를 포함한다. 이러한 경우에, 허브 접속 튜브는 각각의 피치 베어링의 외부 베어링 링으로의 인접한 배열을 위한 1개의 부분을 포함한다. 바람직하게는, 허브 접속 튜브의 부분은 외부 베어링 링에 연결된다. 구체적으로, 외부 베어링 링에 인접한 허브 접속 튜브의 부분은 외부 베어링 링의 외부 표면의 의해 한정되는 곡선과 연속되는 길이 방향 섹션에서 관찰될 때의 곡선형 형태를 갖는다.

본 발명은 개략적으로 도시되어 있는 다음의 도면을 참조하여 아래에서 설명될 것이다.
도1은 블레이드, 피치 베어링, 허브 및 보강 요소의 단면의 사시도이다.
도2는 블레이드, 피치 베어링, 허브 및 보강 요소의 단면의 사시도이다.
도3은 블레이드, 피치 베어링, 허브 및 보강 요소의 단면의 사시도이다.
도4는 허브 접속 튜브의 길이 방향 단면의 사시도이다.
도5는 허브의 측면도이다.
도6은 허브의 측면도이다.

도1은 사시도로 풍력 터빈의 블레이드(11), 피치 베어링(14) 및 허브(13) 사이의 연결 영역의 단면을 도시하고 있다. 블레이드(11)는 내벽(12)을 포함한다. 블레이드(11)는 외부 베어링 링(15), 내부 베어링 링(16) 그리고 이들 링(15, 16) 사이에 위치되는 회전 요소(17)를 포함하는 피치 베어링(14)을 거쳐 허브(13)에 연결된다. 내부 베어링 링(16)은 반경 방향으로의 내벽(18) 그리고 축 방향으로의 제1 단부(19) 및 제2 단부(20)를 포함한다.

블레이드(11)는 내부 베어링 링(16) 및 블레이드(11) 내에 배치되는 길이 방향 볼트(28)를 이용하는 볼트 연결부에 의해 내부 베어링 링(16)에 장착된다. 외부 베어링 링(15)은 또한 길이 방향 볼트(28)를 갖는 볼트 연결부에 의해 허브(13)에 장착된다. 회전 요소(17)로 인해, 내부 베어링 링(16) 및 외부 베어링 링(15)은 내부 베어링 링(16)에 장착되는 블레이드(11)가 그 길이 방향 축에 대해 피벗될 수 있도록 서로에 대해 회전될 수 있다.

링 판의 형태의 보강 요소(23)가 내부 베어링 링(16)의 반경 방향 내벽(18)에 인접하게 배열되고 그에 의해 보강 요소(23)와 내부 베어링 링(16)의 반경 방향 내벽(18) 사이에 접촉 영역(27)을 형성한다. 이러한 실시예에서, 보강 요소(23)는 유도 가열에 의해 내부 베어링 링(16)의 반경 방향 내벽(18)에 견고하게 장착되고, 블레이드(11)와 피치 베어링(14) 사이의 그 부분들 중 어떠한 부분에도 배치되지 않는다. 보강 요소(23)는 내부 베어링 링(16)의 제1 축 방향 단부(19)를 넘어 연장되지 않는다.

내부 베어링 링(16)의 반경 방향 내벽(18)은 내부 베어링 링(16)의 축 방향으로 접촉 영역(27)에 인접하게(즉, 아래에) 배치되는 내부 링 기어(21)를 추가로 포함한다. 접촉 영역(27) 및 내부 링 기어(21)는 제1 축 방향 단부(19)로부터 그 제2 축 방향 단부(20)까지 내부 베어링 링(16)의 반경 방향 내벽(18)의 전체 축 방향 길이를 덮는다. 내부 링 기어(21)의 배열로 인해, 내부 베어링 링(16)의 반경 방향 내벽(18)은 계단형으로 형성된다. 내부 링 기어(21)는 그에 따라 보강 요소(23)를 지지하도록 내부 베어링 링(16)의 반경 방향으로 연장되는 지지 표면(22)을 제공한다. 보강 요소(23)는 또한 내부 베어링 링(16)의 반경 방향 내벽(18)으로의 장착에 추가하여 또는 그 대신에 중 어느 한쪽의 방식으로 지지 표면(22)에 견고하게 장착될 수 있다.

도2는 블레이드(11), 피치 베어링(14) 및 허브(13) 사이의 연결 영역의 단면의 사시도이고, 본 발명의 또 다른 실시예와 관련된다. 링-형상의 보강 요소(23)에서, 그 외부 표면(24)이 내부 베어링 링(16)의 반경 방향 내벽(18)에 인접하게 배열된다. 보강 요소(23)는 축 방향으로 연속적으로 배치되고 서로에 인접하게 배열되는 제1 부분(25) 및 제2 부분(26)을 포함한다. 제1 부분(25) 및 제2 부분(26)은 일체로 형성된다. 보강 요소(23)의 제1 부분(25)은 보강 요소(23)의 외부 표면(24)이 계단형으로 형성되도록 보강 요소(23)의 제2 부분(26)보다 작은 외경을 갖는다. 보강 요소(23)의 제1 부분(25)은 내부 베어링 링(16)의 내벽(18)에 인접하게 배열되고, 보강 요소(23)의 제2 부분(26)의 외부 섹션(26a)은 블레이드(11)와 내부 베어링 링(16) 사이에 배치된다. 보강 요소(23)는 내부 베어링 링의 반경 방향 내벽(18)에 제1 부분(25)을 접착함으로써 내부 베어링 링(16)에 견고하게 장착된다. 추가로, 보강 요소(23)의 제2 부분(26)의 외부 섹션(26a)은 내부 베어링 링(16)에 블레이드(11)를 동시에 장착하는 볼트(28)에 의해 견고하게 장착된다.

도3은 본 발명의 또 다른 실시예의 블레이드(11), 피치 베어링(14) 및 허브(13)의 단면의 사시도이다. 보강 요소(23)가 내부 베어링 링(16)의 반경 방향 내벽(18)에 인접하게 배열되고, 보강 요소(23)는 내부 베어링 링(16)의 제1 축 방향 단부(19)를 넘어 연장된다. 보강 요소(23)의 외부 표면(24)은 그에 따라 블레이드(11)의 반경 방향 내벽(12)에 인접하게 배열되는 제1 부분(24a) 그리고 내부 베어링 링(16)의 반경 방향 내벽(18)에 인접하게 배열되는 제2 부분(24b)을 포함한다. 보강 요소(23)는 블레이드(11)와 피치 베어링(14) 사이에서 연장되지 않는다. 보강 요소(23)는 내부 베어링 링(16)의 반경 방향 내벽(18)에 보강 요소(23)의 외부 표면(24)의 제2 부분(24b)을 접착함으로써 견고하게 장착된다. 추가로, 보강 요소(23)의 외부 표면(24)의 제1 부분(24a)은 블레이드(11)의 내벽(12)에 접착될 수 있다.

도4는 허브 접속 튜브(29)의 길이 방향 단면의 사시도이다. 이러한 실시예에서의 허브 접속 튜브(29)는 허브 접속 튜브(29)가 허브(13)의 외부측으로 멀어지게 돌출되는 허브(13)와 일체로 형성된다. 나아가, 허브 접속 튜브(29)는 외경(32)을 갖는 제2 단부(31)를 포함한다. 허브 접속 튜브(29)의 제2 단부(31)에, 토크 전달 수단(34) 즉 회전자 샤프트가 장착된다.

허브측에서, 허브 접속 튜브(29)는 외부 베어링 링(15)의 축 방향 단부에 인접하게 배열된다. 이러한 단부로부터 출발하여 그 제2 단부(31)를 향해, 허브 접속 튜브(29)는 실질적으로 허브(13)로부터 약간 멀어지게 돌출되는 외부 베어링 링(15)의 축 방향으로 연장된다. 허브 접속 튜브(29)의 직경은 허브 접속 튜브(29)의 직경이 플랜지(42)가 토크 전달 수단(34)으로의 연결을 위해 형성되는 그 제2 단부(31)를 향해 재차 증가되는 정지 지점(41)에 도달될 때까지 감소된다. 허브 접속 튜브(29)의 이러한 배열로 인해, 그 외부 표면(37)은 길이 방향 단면에서 관찰되는 것과 같이 곡선형으로 형성된다. 허브측으로부터 출발하여 허브 접속 튜브(29)의 제2 단부(31)를 향해, 그 외부 표면(37)은 정지 지점(41)에 도달될 때까지 높은 구배를 갖는다. 이러한 정지 지점(41)으로부터, 허브 접속 튜브(29)의 외부 표면(37)은 반대 부호를 갖는 더 작은 구배를 갖는다.

허브 접속 튜브의 곡선형 형태로 인해, 허브 접속 튜브는 허브 접속 튜브의 외경이 그 제2 단부(31)의 외경(32)보다 작은 부분을 포함한다. 예컨대, 제2 단부(31)의 외경(32)보다 작은 정지 지점(41)에서의 외경(33)이 도4에 도시되어 있다.

도5는 허브(13)의 개략 측면도이다. 허브는 3개의 피치 베어링의 외부 베어링 링으로의 연결을 위한 3개의 플랜지(38)를 포함한다. 원은 토크 전달 수단(34)으로의 허브(13)의 연결을 위한 요구된 외경(39)을 나타낸다. 도면에서 관찰될 수 있는 것과 같이, 토크 전달 수단(34)으로의 연결을 위한 요구된 외경(39) 그리고 외부 베어링 링으로의 연결을 위한 플랜지(38)가 간섭된다. 요구된 외경(39)을 갖는 토크 전달 수단(34)에 도시된 치수 구체적으로 높이(40a)를 갖는 허브(13)를 연결할 수 있게 하기 위해, 허브 접속 튜브(29)가 사용된다. 허브 접속 튜브(29)는 토크 전달 수단(34) 및 허브(13)로의 연결 영역이 국부적으로 분리되는 방식으로 허브(13)로부터 멀어지게 돌출된다. 이러한 방식으로, 허브의 치수 특히 그 높이(40a)와 토크 전달 수단으로의 연결 요건 사이의 간섭이 방지될 수 있다. 그러므로, 허브(13)의 높이(40a)는 통상적으로 있을 수 있는 것보다 작을 수 있다.

대조적으로, 도6은 높이(40b)를 갖는 종래 기술로부터의 허브(13)의 개략 측면도이다. 허브(13)는 재차 3개의 피치 베어링의 외부 베어링 링으로의 연결을 위한 3개의 플랜지(38)를 포함한다. 원은 도5의 요구된 외경(39)과 동일한 크기인 토크 전달 수단(34)으로의 연결을 위한 요구된 외경(39)을 나타낸다. 토크 전달 수단(34)에 허브(13)를 연결하기 위해, 허브(13)는 토크 전달 수단(34)으로의 연결을 위한 요구된 외경(39)이 외부 베어링 링으로의 연결을 위한 플랜지(38)를 간섭하지 않도록 도5의 허브와 대조적으로 확대되어야 할 것이다. 그러므로, 도6의 종래 기술로부터의 허브의 높이(40b)는 도5의 허브의 높이(40a)보다 충분히 크다.

Claims

풍력 터빈이며,
허브와;
적어도 1개의 블레이드로서, 블레이드는 허브에 피벗 가능하게 설치되는, 적어도 1개의 블레이드와;
적어도 1개의 피치 베어링으로서,
피치 베어링은 내부 베어링 링 및 외부 베어링 링을 갖고, 내부 베어링 링은 반경 방향으로의 내벽 그리고 축 방향으로의 제1 단부 및 제2 단부를 갖는,
적어도 1개의 피치 베어링과;
피치 베어링의 강성을 향상시키는 적어도 1개의 보강 요소
를 포함하고,
보강 요소는 내부 베어링 링의 내벽에 인접하게 배열되는,
풍력 터빈.
제1항에 있어서, 보강 요소는 내부 베어링 링의 내벽에 장착되는 풍력 터빈.
제1항에 있어서, 내부 베어링 링의 내벽 그리고 보강 요소는 그 사이에 접촉 영역을 갖고,
피치 회전을 위해 사용되는 내부 링 기어가 내부 베어링 링의 반경 방향 내벽에 배치되고,
내부 링 기어 및 접촉 영역은 내부 베어링 링의 축 방향으로 서로에 인접하게 배치되는,
풍력 터빈.
제3항에 있어서, 접촉 영역 및 내부 링 기어는 그 제1 단부로부터 그 제2 단부까지 내부 베어링 링의 반경 방향 내벽의 전체 축 방향 길이를 덮는 풍력 터빈.
제1항에 있어서, 보강 요소는 각각 내부 베어링 링의 제1 단부 및 제2 단부를 넘어 내부 베어링 링의 축 방향으로 연장되지 않는 풍력 터빈.
제1항에 있어서, 블레이드는 내벽을 갖고,
보강 요소는 외부 표면을 갖고,
외부 표면의 일부가 블레이드의 내벽에 인접하게 배열되고,
외부 표면의 일부가 내부 베어링 링의 내벽에 인접하게 배열되는,
풍력 터빈.
제1항에 있어서, 보강 요소의 일부가 블레이드와 내부 베어링 링 사이에 배치되는 풍력 터빈.
제1항에 있어서, 보강 요소는 링 또는 원형 판으로서 형성되는 풍력 터빈.
제8항에 있어서, 보강 요소는 축 방향으로 적어도 1개의 개구를 갖는 풍력 터빈.
제8항에 있어서, 보강 요소는 반경 방향 외벽을 갖고,
보강 요소의 반경 방향 외벽은 계단형으로 형성되는,
풍력 터빈.
제10항에 있어서, 보강 요소는 축 방향으로 연속적으로 배치되는 제1 부분 및 제2 부분을 포함하고,
제1 부분은 제2 부분보다 작은 외경을 갖고,
제1 부분 및 제2 부분은 서로에 인접하게 배열되고,
제1 부분은 내부 베어링 링의 반경 방향 내벽에 인접하게 배열되고,
제2 부분의 일부가 블레이드와 내부 베어링 링 사이에 배치되는,
풍력 터빈.
제3항에 있어서, 내부 링 기어는 보강 요소를 위한 지지 표면을 제공하도록 구성되고, 지지 표면은 내부 베어링 링의 반경 방향으로 연장되는, 풍력 터빈.
제1항에 있어서, 보강 요소는 가열, 냉각, 용접, 접착 또는 압입에 의해 내부 베어링 링에 장착되고,
보강 요소는 내부 베어링 링과 일체로 형성되는,
풍력 터빈.
제1항에 있어서, 내부 베어링 링과 블레이드 사이의 연결부는 허브와 외부 베어링 링 사이의 연결부의 강성에 대응하는 강성을 갖는 풍력 터빈.
제1항에 있어서, 발전기로 허브의 토크를 전달하는 토크 전달 수단과;
허브 접속 튜브로서, 허브 접속 튜브는 제1 단부 및 제2 단부를 갖는, 허브 접속 튜브
를 포함하고,
제1 단부 및 제2 단부는 각각 외경을 갖고,
허브 접속 튜브에는 그 제1 단부가 허브에서 설치되고,
토크 전달 수단은 허브 접속 튜브의 제2 단부에 장착되고,
허브 접속 튜브는 그 제1 단부와 그 제2 단부 사이에 적어도 1개의 외경을 갖고, 적어도 1개의 외경은 그 제2 단부에서의 허브 접속 튜브의 외경보다 작은,
풍력 터빈.
제15항에 있어서, 허브 접속 튜브는 그 제1 단부와 그 제2 단부 사이에 그 제1 단부에서의 허브 접속 튜브의 외경보다 작은 적어도 1개의 외경을 갖는 풍력 터빈.
제15항에 있어서, 길이 방향 섹션에서 관찰될 때의 허브 접속 튜브의 외부 표면은 곡선형으로 형성되는 풍력 터빈.
제15항에 있어서, 토크 전달 수단 및 허브 접속 튜브는 연결 수단에 의해 연결되는 풍력 터빈.
제15항에 있어서, 허브 접속 튜브는 허브와 일체로 형성되고, 허브로부터 멀어지게 돌출되는, 풍력 터빈.
제15항에 있어서, 허브 접속 튜브의 일부가 적어도 1개의 베어링의 외부 베어링 링에 인접하게 배열되고 그에 의해 피치 베어링의 강성을 향상시키는 풍력 터빈.