KR20140061297A - 풍력 터빈 로터 및 장착 방법 - Google Patents

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KR20140061297A
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에위스테인 보르겐
비에르게 세텐
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스웨이 터빈 에이에스
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Abstract

본 발명에 의하면 로터 지지부, 상기 로터 지지부에 회전가능하게 장착된 로터, 및 베이스 지지부를 포함하는 풍력 터빈 로터 조립체가 제공되는바,
상기 로터 지지부와 베이스 지지부에는, 상기 로터 지지부와 베이스 지지부가 합쳐지게 움직여지는 때에 로터 지지부와 베이스 지지부 사이에 힌지 연결부(hinged connection)가 형성되도록, 상기 로터 지지부와 베이스 지지부가 서로 결합됨을 가능하게 하는 결합 수단(engagement means)이 제공되고,
상기 힌지 연결부는 로터의 설치 또는 해체(decommissioning) 중에 상기 로터 지지부가 상기 베이스 지지부에 대해 회전함을 허용한다.

Description

풍력 터빈 로터 및 장착 방법{Wind turbine rotor and method of mounting}
본 발명은 풍력 터빈 로터, 및 풍력 터빈 로터를 장착 및 설치하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 해상 및 육상 적용예 둘 다의 경우에 적용될 수 있다.
풍력 에너지를 전기 에너지와 같은 다른 형태의 에너지로 변환하기 위한 목적으로, 육상 및 해상에 풍력 터빈을 배치하는 것은 공지되어 있다. 풍력 터빈 로터를 설치하는 전형적인 방법은 다음 중 하나에 해당된다:
1) 단일의 크레인으로 한 번에 하나의 블레이드를 설치.
2) 단일의 크레인을 이용하여, "토끼 모양" 자세("bunny" position)에서 허브와 2개의 블레이드들을 설치하고, 그 다음에 마지막 블레이드를 설치.
3) 로터와 허브 전체(허브에 3개의 블레이드들이 미리 설치되어 있음)를 한 번의 들어올림에 의해 설치. 이 때에는 로터를 수평 자세로 지면으로부터 들어올리기 위해서 메인 크레인(main crane)이 사용되고, 그 다음에 로터 조립체를 풍력 터빈에 설치하기 전에 로터 조립체를 공중에서 직립시키기 위해 보조 크레인이 사용됨.
모든 현존하는 방법들은, 다수회의 해상 들어올림(lift)을 수행하거나, 또는 로터를 설치하기 위해서 메인 크레인뿐만 아니라 보조 크레인을 사용해야 한다는 단점을 가지고 있다.
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하는 풍력 터빈 로터 및 장착 방법을 제공함을 목적으로 한다.
본 발명은 첨부된 청구범위에 기재된 바와 같이, 풍력 터빈 로터 조립체와 풍력 터빈 로터를 장착하는 방법을 제공한다.
아래에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명하는바, 상기 실시예들은 예시적으로서만 제공된 것이다.
도 1 에는 지지 타워(supporting tower)에 풍력 터빈 로터를 장착하는 방법의 단계 1 이 도시되어 있다.
도 2 에는 상기 방법의 단계 2 가 도시되어 있다.
도 3 에는 상기 방법의 단계 3 이 도시되어 있는데, 여기에서는 로터에 있는 후크들이 상기 타워 상의 지지 구조부(supporting structure)와 결합된다.
도 4 에는 상기 방법의 단계 4 가 도시되어 있는데, 여기에서는 로터가 상기 후크에서 회전된다.
도 5 에는 상기 방법의 단계 5 가 도시되어 있는데, 여기에서는 로터가 최종 자세에 도달한다.
도 6 에는 베이스 지지부의 구조가 도시되어 있다.
도 7 에는 로터 지지부의 구조가 도시되어 있다.
도 8 에는 도 3 에 해당되는 자세에서 로터 지지부에 결합된 베이스 지지부의 모습이 도시되어 있다.
도 9 에는 도 5 에 해당되는 최종 자세에서 베이스 지지부와 결합된 로터 지지부의 모습이 도시되어 있다.
도 10 에는 베이스 지지부와 로터 지지부 간의 힌지 연결된 부분이 상세히 도시되어 있다.
도 1 에는 지지 타워(4) 상에 로터(2)를 장착하는 방법의 단계 1 이 도시되어 있다. 이 예에서, 로터(2)는 세 개의 블레이드(6)들을 구비하며, 로터의 하중은 통상적으로 50 내지 400 톤(즉, 50,000 내지 400,000 Kg)의 범위 내에 있다. 도 1 에서, 로터는 크레인(10)의 크레인 와이어(8)에 의해 전체적으로 수평인 자세로 매달려 있다. 이 자세에서, 로터(2)의 블레이드(6)들은 실질적으로 수평인 평면에 놓여 있으며, 로터(2)의 의도된 회전축(12)은 실질적으로 수직을 이루는바, 이는 도 1 에 도시된 바와 같다. 크레인 와이어(crane wire; 8)는 크레인(10)의 팁(tip)에서 바퀴(14)에 걸쳐진 채 구동된다. 로터(2)와 바퀴(14) 사이의 크레인 와이어(8)의 부분은 수직을 이루며, 대략적으로는 로터(2)의 의도된 회전축(12)과 전체적으로 이룬다.
로터(2)의 하측부에는 로터 지지부(16)가 제공되는데, 이것은 로터(2)의 나머지 부분에 회전가능하게 장착되는 지지 구조부이다. 로터 지지부(16)에는 두 개의 후크 또는 후크 구조부(21)들이 제공된다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 지지 타워(4)의 상부에는 베이스 지지부 구조 (18)가 제공되는바, 이것은 볼트(20)들에 의하여 지지 타워(4)에 볼트 결합된다. 베이스 지지부(18)에는 후크 수용 구조부(hook receiving structure; 22)(이에 대하여는 아래에서 더 상세히 설명합니다)가 제공되는데, 이것은 베이스 지지부(18)와 로터 지지부(16) 사이에 힌지 연결부를 형성하기 위하여 후크 구조부(21)들을 수용하고 후크 구조부들과 결합되도록 구성된다.
도 2 에는 상기 방법의 단계 2 가 도시되어 있는데, 여기에서는 예를 들어 상기 크레인 와이어(8)를 바퀴(14)에 걸쳐서 연장시킴에 의하여 로터(2)가 하강되는데, 상기 연장은 후크(21)들이 베이스 지지부(18) 상의 수용 구조부(22)와 대략적으로 같은 높이에 인접하게 있게 될 때까지 행해진다.
도 3 에서는, 로터 지지부(16) 상의 후크(21)들이 베이스 지지부(18) 상의 수용 구조부(22)와 결합하여 베이스 지지부(18)와 로터 지지부(16) 사이에 힌지 연결부가 형성될 때까지, 로터(2)가 크레인(10)에 의해 옆으로 이동된다. 그 결과, 지지 타워(4)와 로터(2) 사이에도 힌지 연결부가 형성된다.
도 4 를 참조하면, 이제 로터(2)가 하강되도록 크레인(10) 및/또는 크레인 와이어(8)가 움직여지는바, 이 때 로터는 후크(21)들이 수용 구조부(22)에 결합됨으로써 형성된 힌지를 중심으로 회전하게 된다. 도 4 에서, 로터(2)는 중간 자세에 도달해 있으며, 도 3 에 도시된 수평의 시작 위치로부터 대략 45°의 각도만큼 돌려져 있다.
로터(2)는, 도 5 에 도시되어 있는 실질적으로 수직인 자세에 도달할 때까지, 실질적으로 수평인 축을 중심으로 계속하여 회전한다. 도 5 에는 해상 실시예가 도시되어 있는데, 여기에서 타워(4)는 해저(seabed; 24)에 설치되어 있고, 크레인(10)은 보트(26)에 장착되어 있다. 육상 실시예도 가능하다.
상기 방법은, 로터 전체가 육상에서 수평의 자세로 미리 조립되고, 풍력 터빈까지 운송되며, 그 다음에 단 하나의 크레인을 이용하여 일체로서 풍력 터빈 상에 설치될 수 있게 된다는 장점을 갖는다.
도 6 에는 베이스 지지부(18)가 더 상세히 도시되어 있다. 베이스 지지부(18)에는 전체적으로 원형인 플랜지(28)가 제공되어 있으며, 이 플랜지에는 도 1 에 도시된 바와 같이 베이스 지지부(18)가 지지 타워(4)에 볼트 체결됨을 가능케하는 통공(29)들이 제공되어 있다. 베이스 지지부(18)의 다른 단부에는 베이스 지지부 플랜지(base support flange; 30)가 제공되어 있는바, 이것은 제1 플랜지(28)가 속하는 평면에 대해 대략 45°를 이루는 평면에 놓여 있다.
도 6 에는 수용 구조부(22)도 상세히 도시되어 있다. 수용 구조부(22)는 베이스 지지부 플랜지(30)에 인접하여 위치되고, 수용 구조부에는 두 개의 절반 원통형(semi-cylindrical) 또는 부분 원통형인 요부(32)들이 형성되어 있는데, 상기 요부들 각각은 사용시 실질적으로 수평인 축을 따라서 연장되고 또한 베이스 지지부 플랜지(30)가 속하는 평면과 평행하게 배치된다. 각각의 절반 원통형 요부(32)의 내측 단부에는 전체적으로 원형 또는 부분 원형인 요부(34)가 형성된다.
도 7 에는 로터 지지부(16)가 더 상세히 도시되어 있다. 도 7 에서, 로터 지지부(16)는 로터(2)의 굴대(axle; 36)에 회전가능하게 장착되어 있는 것으로 도시되어 있다. 굴대(36)에는 베어링 섹션(38)이 제공된다.
로터 지지부(16)에는 전체적으로 원형인 로터 지지부 플랜지(42)가 제공되는데, 이것은 로터 굴대(36), 그리고 이에 따라 로터(2)의 회전축(44)과 대략 45°의 각도로 교차하는 평면에 놓여 있다. 로터 지지부 플랜지(42)에는 도 6 에 도시되어 있는 베이스 지지부 플랜지(30)에 있는 통공(48)들과 정렬되도록 설계되어 있는 일련의 통공(46)들이 제공된다. 이것은 로터가 도 5 에 도시된 최종 자세에 도달한 때에, 상기 로터 지지부 플랜지(42)가 상기 베이스 지지부 플랜지(30)에 볼트 체결됨을 가능하게 한다.
또한 도 7 에는 로터 지지부(16)의 후크 구조부(21)들이 상세히 도시되어 있다. 각각의 후크 구조부(21)에는 전체적으로 원통형인 부분(48)이 제공되는데, 상기 전체적으로 원통형인 부분은 로터 지지부(16)와 베이스 지지부(18) 사이에 힌지 연결부를 형성하기 위하여 상기 절반-원통형의 요부(32)들 각각 안에 꼭맞제 끼워지도록 구성된다. 각각의 원통형 부분(48)의 내측 단부에는 원형 돌출부(50)가 제공되는바, 원형 돌출부는 수용 구조부(22) 안에 형성된 상기 원형의 요부(34)들 각각 안에 꼭맞게 끼워지도록 구성된다. 일단 각각의 원형 돌출부(50)가 개별의 원형 요부(34)와 결합된 후에는, 로터가 수평 자세로부터 도 4 에 도시된 수직 자세로 하강되는 때에 후크 구조부(21)들이 상기 수용 구조부(22)로부터 미끄러져 빠져나올 수 없다.
도 8 에는 도 3 에 도시된 초기 자세에서 베이스 지지부(18)와 결합된 로터 지지부(16)가 도시되어 있다. 또한, 도 8 에는 베이스 지지부(18) 상에 제공된 1차 수평 안내 시스템(primary horizontal guiding system; 52)이 도시되어 있다. 이 안내 시스템(52)은, 로터 지지부(16)가 베이스 지지부(18)를 향하여 움직여짐에 따라서 후크 구조부(21)들을 수용 구조부(22) 안으로 안내하는 두 개의 만곡된 튜브형 안내부들을 포함한다. 상기 구조부들이 최초로 접촉하는 때에 로터 지지부(16)와 베이스 지지부(18) 사이에 큰 수직 충격 하중이 발생함을 방지하기 위하여, (도시되지 않은) 유압 댐핑 실린더가 수직 방향으로 장착되기도 한다.
도 9 에는 도 5 에 도시된 최종 자세에서 베이스 지지부(18)과 결합되어 있는 로터 지지부(16)가 도시되어 있다.
도 10 에는 수용 구조부(22)에 결합되어 있는 후크 구조부(21)들 중 하나가 도시되어 있다. 이 도면으로부터, 후크 구조부(21)가 베이스 지지부(18)의 베이스 지지부 플랜지(30)로부터 미끄러져 이탈함을 방지하기 위하여, 원형 돌출부(50)가 원형 요부(34) 안에 어떻게 꼭맞게 끼워지는지를 보다 명확히 알 수 있다.
도 7 을 참조하면, 예를 들어, 로터 지지부 플랜지(42)가 로터의 회전축(44)에 대해 45°의 각도로 경사를 이루는 평면에 놓여 있음을 알 수 있을 것이다. 도 9 에 도시된 바와 같이, 로터 지지부 플랜지(42)는, 로터 지지부(16)의 힌지에 의한 움직임을 제한하고 따라서 도 9 에 도시된 로터 지지부(16)의 최종 자세를 한정하기 위하여, 베이스 지지부 플랜지(30)에 맞닿는다. 이 최종 자세에서, 베이스 지지부 플랜지(30)도 로터의 축(44)에 대해 45°의 각도로 놓인 평면 내에 놓인다. 상기 플랜지들(30, 42)을 기울어지게 함으로써, 플랜지들의 면적이 증가되고, 따라서 강도가 증가된다는 장점이 있다.
상기 플랜지들(30, 42)은 다른 각도로 기울어져 있게 될 수 있다는 점이 이해되어야 할 것이다. 상기 플랜지들(30, 42)이 로터의 축(44) 또는 타워 자체의 중앙 종축에 대해 직각을 이루지 않는 평면에 배치됨이 이상적이며, 일반적으로는 로터의 축(44)에 대해 10 내지 80도의 각도 범위가 가능하다. 상기 플랜지들(30, 42)이 완전히 편평할 필요가 없으며, 예를 들어 약간 파도형이거나 또는 다른 윤곽을 가질 수 있다는 점도 이해되어야 할 것이다. 이 경우, 플랜지들(30, 42)은 완전히 편평하지는 않지만, 전체적으로는 어떤 평면 내에 놓이게 된다.
직접 구동식 발전기(direct drive generator)를 구비한 풍력 터빈에 있어서는, 로터를 위한 고정식 샤프트(로터 지지부(16))가 선호되는 것이 보통이다. 이것은, 회전식 샤프트와는 달리, 샤프트가 로터의 하중으로부터의 주기적인 중력 부하를 겪지 않기 때문에 피로 부하가 적다는 장점을 갖는다. 그러한 구조를 위한 로터는 보통, 하나 또는 두 개의 메인 베어링(main bearings)을 거쳐서 고정식 샤프트(로터 지지부(16))에 장착된다. 그 다음에 상기 고정식 샤프트(로터 지지부(16))는 로터의 설치 중에 나셀 메인 프레임(베이스 지지부(18))에 볼트 체결되는 것이 보통이다. 나셀 메인 프레임은, 대략 80 내지 90 도의 굽힘부를 거쳐서 상기 고정식 샤프트로부터의 부하를 지탱하여, 지지하고 있는 풍력 터빈 타워의 상부에서 요오 베어링(yaw bearing)에 연결되도록 한다. 베어링의 비용을 저감시키기 위하여, 베어링 수명 자체가 충족되는 한, 가능한 작은 베어링이 사용되어야 한다. 베어링의 최소 크기가 상기 샤프트(로터 지지부(16))의 직경의 치수를 결정할 것이다. 상기 고정식 샤프트(로터 지지부(16))의 구조적 완전성에 가장 중요한 부분은 볼트 체결된 플랜지 연결부인 것이 보통이다. 그러므로, 상기 고정식 샤프트의 직경은 종종 상기 플랜지의 필요한 치수에 의해 결정되며, (베어링의 피로 수명이 충족된다는 가정 하에) 그것은 다시 베어링의 내측 직경, 그리고 그에 따라 베어링의 비용을 결정할 수 있다. 이러한 경우, 상기 고정식 샤프트(로터 지지부(16)의 직경을 증가시켜서 로터 베어링의 치수를 증가시키지 않고서, 메인 프레임(베이스 지지부(18))와 고정식 샤프트(로터 지지부(16)) 사이에 더 많은 볼트들이 구비된 더 큰 플랜지를 사용할 수 있는 해결안을 찾는 것이 바람직하다.
설명된 실시예에서는, 베이스 지지부(18)와 로터 지지부(16) 사이에 있는 플랜지들(30, 42)이 타워의 축과 고정식 샤프트의 종축 사이에 있는 굽힘부 내에 배치된다. 로터의 회전축과 로터 지지부(16)에 90도가 아닌 각도를 이루는 플랜지 면들을 제공함으로서, 베어링 직경과 로터 지지부(16)의 직경을 증가시키지 않고서 더 큰 플랜지 직경이 제공된다. 바람직한 플랜지 면 평면은 로터의 회전축에 대해 45도를 이루며, 따라서 플랜지의 직경이 대략 루트(root) 2 만큼 증가하고, 볼트 직경이 상이하지 않다는 전제하에서 모멘트 저항력이 2배(100% 증가)의 굽힘 모멘트를 견딜 수 있게 된다.
도 9 에 도시된 실시예에서, 로터 지지부 플랜지(42) 및 베이스 지지부 플랜지(30) 둘 다는 원형이다. 베어링 장치(38) 및 플랜지(28)도 원형이고, 따라서 로터 지지부(16)와 베이스 지지부(18) 둘다는 각 지지부(16, 18)의 양 단부들이 원형으로 됨을 허용하도록 된 형상을 갖는다. 플랜지가 원형으로 됨으로써, 기계가공이 용이하게 되며, 또한 플랜지의 원주 둘레에서 임의의 특정 볼트에서 과도한 변형(strain)이 일어남이 방지될 수 있다는 장점이 있다. 그러나, 로터 지지부 플랜지(42)와 베이스 지지부 플랜지(30)가 타원이거나 또는 다른 형상을 갖게 되는 다른 실시예도 가능하다.
위에서 설명된 플랜지들은 로터 지지부(16)가 베이스 지지부(18)에 힌지 방식으로 연결되는지의 여부에 관계없이 이용될 수 있다는 점도 이해되어야 할 것이다.
본 발명은 본원이 우선권을 주장하는 출원의 청구범위에 대응되는 하기의 번호가 붙여진 문단들 중 어떤 하나에 의하여 정의될 수도 있다.
1. 로터 지지부(rotor support); 상기 로터 지지부에 회전가능하게 장착된 로터; 및 베이스 지지부(base support);를 포함하는 풍력 터빈 로터 조립체(wind turbine rotor assembly)로서,
상기 로터 지지부와 베이스 지지부에는, 상기 로터 지지부와 베이스 지지부가 합쳐지게 움직여지는 때에 로터 지지부와 베이스 지지부 사이에 결합부(joint)가 형성되도록, 상기 로터 지지부와 베이스 지지부가 서로 결합됨을 가능하게 하는 결합 수단(engagement means)이 제공되고, 상기 결합부는 설치 또는 해체(decommissioning) 중에 상기 로터 지지부가 상기 베이스 지지부에 대해 회전함을 허용하는, 풍력 터빈 로터 조립체.
2. 문단 1 에 정의된 풍력 터빈 로터 조립체로서, 상기 로터 지지부와 베이스 지지부는, 상기 로터 지지부와 베이스 지지부가 합쳐지게 움직여지는 때에 서로에 대해 분리가능하게 연결되도록 구성된, 풍력 터빈 로터 조립체.
3. 문단 1 또는 문단 2 에 정의된 풍력 터빈 로터 조립체로서, 상기 로터 지지부와 베이스 지지부 사이의 상기 결합부는 힌지 연결부인, 풍력 터빈 로터 조립체.
4. 문단 3 에 정의된 풍력 터빈 로터 조립체로서, 상기 힌지 연결부는 상기 로터와 로터 지지부가 사용시 실질적으로 수평인 축을 중심으로 힌지작용함을 허용하도록 구성된, 풍력 터빈 로터 조립체.
5. 앞선 문단들 중 어느 한 문단에 정의된 풍력 터빈 로터 조립체로서, 상기 결합 수단은 적어도 하나의 수-짝맞춤 부분(male mating portion)을 포함하고, 상기 수-짝맞춤 부분은 상기 로터 지지부와 상기 베이스 지지부 중 적어도 하나에 제공되는, 풍력 터빈 로터 조립체.
6. 문단 5 에 정의된 풍력 터빈 로터 조립체로서, 상기 수-짝맞춤 부분은 적어도 하나의 후크(hook)를 포함하는, 풍력 터빈 로터 조립체.
7. 문단 5 또는 문단 6 에 정의된 풍력 터빈 로터 조립체로서, 상기 수-짝맞춤 부분은 적어도 하나의 원통형 부분(cylindrical portion)을 포함하고, 상기 원통형 부분은 원통형, 절반-원통형(semi-cylindrical), 또는 부분-원통형(part-cylindrical)의 형상을 가지며, 상기 원통형 부분은, 사용시 상기 로터 지지부와 베이스 지지부 사이에 힌지 연결부의 회전축을 형성하는 종축(longitudinal axis)을 갖는, 풍력 터빈 로터 조립체.
8. 문단 5, 6, 또는 7 에 정의된 풍력 터빈 로터 조립체로서, 상기 수-짝맞춤 부분에는 전체적 원형 돌출부(generally circular protrusion)가 제공되는, 풍력 터빈 로터 조립체.
9. 문단 8 에 정의된 풍력 터빈으로서, 상기 전체적 원형 돌출부는 상기 원통형 부분의 단부에 제공되는, 풍력 터빈.
10. 문단 5 내지 9 중 어느 한 문단에 정의된 풍력 터빈 로터 조립체로서, 상기 결합 수단은 적어도 하나의 요부(recess)를 포함하고, 상기 요부는 상기 로터 지지부와 상기 베이스 지지부 중의 적어도 하나에 제공되며, 상기 요부는 상기 로터 지지부와 베이스 지지부 사이에 상기 결합부(joint)를 형성하도록 상기 수-짝맞춤 부분을 수용하게끔 구성된, 풍력 터빈 로터 조립체.
11. 문단 10 이 문단 7 을 직접 또는 간접적으로 인용하는 경우의 풍력 터빈 로터 조립체에 있어서, 상기 요부는 적어도 하나의 원통형 요부를 포함하고, 상기 원통형 요부는 원통형, 절반-원통형, 또는 부분 원통형의 형상을 가질 수 있으며, 상기 원통형 요부는, 상기 로터 지지부와 베이스 지지부 사이에 상기 결합부를 형성하기 위하여 상기 수-짝맞춤 부재의 상기 원통형 부분을 수용하도록 구성된, 풍력 터빈 로터 조립체.
12. 문단 10 또는 11이 문단 8 또는 9 를 직접 또는 간접적으로 인용하는 경우의 풍력 터빈 로터 조립체에 있어서, 상기 결합 수단은, 사용시 상기 로터 지지부가 베이스 지지부에 대해 회전되는 때에 상기 수-짝맞춤 부분이 상기 적어도 하나의 요부로부터 이탈함을 방지하도록, 상기 전체적 원형 돌출부를 수용하도록 구성된 적어도 하나의 전체적 원형 요부를 포함하는, 풍력 터빈 로터 조립체.
13. 앞선 문단들 중 어느 한 문단에 정의된 풍력 터빈 로터 조립체에 있어서, 상기 결합부는, 상기 로터 지지부가 상기 베이스 지지부에 대해 대략 90도의 각도만큼 회전함을 허용하도록 구성된, 풍력 터빈 로터 조립체.
14. 앞선 문단들 중 어느 한 문단에 정의된 풍력 터빈 로터 조립체에 있어서, 상기 로터 지지부와 베이스 지지부가 상기 결합부를 형성하도록 합쳐지게 움직여지는 때에 상기 로터 지지부와 베이스 지지부가 서로 결합되도록 안내하는 안내 구조부(guiding structure)가 제공된, 풍력 터빈 로터 조립체.
15. 문단 14 에 정의된 풍력 터빈 로터 조립체로서, 상기 안내 구조부는 적어도 두 개의 안내 부재들을 포함하고, 상기 두 개의 안내 부재들 사이의 거리는 상기 베이스 지지부로부터의 거리가 감소함에 따라서 감소하는, 풍력 터빈 로터 조립체.
16. 앞선 문단들 중 어느 한 문단에 정의된 풍력 터빈 로터 조립체에 있어서, 상기 풍력 터빈 로터 조립체는, 상기 로터 지지부와 베이스 지지부가 서로 결합되게 움직여짐에 따라서 상기 로터 지지부와 베이스 지지부 간의 충격을 댐핑(damping)시키기 위한 유압식 댐핑 수단(hydraulic damping means)을 더 포함하는, 풍력 터빈 로터 조립체.
17. 앞선 문단들 중 어느 한 문단에 정의된 풍력 터빈 로터 조립체에 있어서,
상기 로터는 로터의 축을 중심으로 상기 로터 지지부에 회전가능하게 장착되고,
상기 로터 지지부에는 전체적으로 제1 평면에 놓인 로터 지지 표면(rotor support surface)이 제공되며,
상기 베이스 지지부에는 전체적으로 제2 평면에 놓인 베이스 지지 표면(base support surface)이 제공되고,
상기 로터 지지 표면과 베이스 지지 표면은, 로터 지지부의 회전을 제한하여 상기 로터 지지부의 최종 자세를 결정하도록 서로 맞닿게끔 구성되며,
상기 제1 평면은, 상기 로터의 축에 대해 직각을 이루지 않도록 소정의 각도로 배치되는, 풍력 터빈 로터 조립체.
18. 문단 17 에 정의된 풍력 터빈 로터 조립체로서, 상기 제1 평면은 상기 로터의 축에 대해 10도 내지 80도 사이의 각도로 배치되는, 풍력 터빈 로터 조립체.
19. 문단 17 에 정의된 풍력 터빈 로터 조립체로서, 상기 제1 평면은 상기 로터의 축에 대해 20도 내지 70 도 사이의 각도로 배치되는, 풍력 터빈 로터 조립체.
20. 문단 17 에 정의된 풍력 터빈 로터 조립체로서, 상기 제1 평면은 상기 로터의 축에 대해 30도 내지 60 도 사이의 각도로 배치되는, 풍력 터빈 로터 조립체.
21. 문단 17 에 정의된 풍력 터빈 로터 조립체로서, 상기 제1 평면은 상기 로터의 축에 대해 40도 내지 50 도 사이의 각도로 배치되는, 풍력 터빈 로터 조립체.
22. 문단 17 내지 21 중 어느 한 문단에 따른 풍력 터빈 로터 조립체로서, 상기 로터 지지 표면은 상기 로터 지지부 상의 플랜지로부터 형성된, 풍력 터빈 로터 조립체.
23. 문단 17 내지 문단 22 중 어느 한 문단에 따른 풍력 터빈 로터 조립체로서, 상기 베이스 지지 표면은 상기 베이스 지지부 상의 플랜지로부터 형성된, 풍력 터빈 로터 조립체.
24. 로터 지지부에 회전가능하게 장착된 풍력 터빈 로터를 베이스 지지부에 장착하는 방법으로서,
상기 로터를 전체적으로 수평한 자세로 떠 있게 하는 단계;
상기 로터 지지부와 베이스 지지부 사이에 결합부가 형성되도록 하기 위하여, 상기 로터 지지부를 움직여 상기 베이스 지지부와 결합시키는 단계; 및
상기 결합부를 중심으로 하여 상기 로터를 상기 전체적으로 수평한 자세로부터 전체적으로 수직인 자세로 회전시키는 단계;를 포함하는, 풍력 터빈 로터 장착 방법.
25. 문단 24 에 정의된 풍력 터빈 로터 장착 방법으로서, 상기 로터 지지부와 베이스 지지부 사이의 상기 결합부는 힌지 연결부인, 풍력 터빈 로터 장착 방법.
26. 문단 24 또는 25 에 정의된 풍력 터빈 로터 장착 방법으로서, 상기 베이스 지지부는, 상기 로터를 지지하도록 구성된 지지 타워에 제공된 것이거나 상기 지지 타워의 부분인, 풍력 터빈 로터 장착 방법.
27. 문단 24 내지 26 중 어느 한 문단에 정의된 풍력 터빈 로터 장착 방법으로서, 상기 로터를 떠 있게 하는 단계는 크레인에 의해 수행되는, 풍력 터빈 로터 장착 방법.
28. 문단 27 에 정의된 풍력 터빈 로터 장착 방법으로서, 상기 로터를 움직이는 단계는 상기 크레인에 의해 수행되는, 풍력 터빈 로터 장착 방법.
29. 로터 지지부; 로터의 축을 중심으로 상기 로터 지지부에 회전가능하게 장착된 로터; 및 베이스 지지부;를 포함하는 풍력 터빈 로터 조립체로서,
상기 로터 지지부에는 전체적으로 제1 평면에 놓인 로터 지지 표면이 제공되고,
상기 베이스 지지부에는 전체적으로 제2 평면에 놓인 베이스 지지 표면이 제공되며,
상기 로터 지지 표면 및 베이스 지지 표면은 상기 로터를 지지하기 위하여 서로 맞닿도록 구성되고,
상기 제1 평면은 상기 로터의 축에 평행하지도 않고 직각을 이루지도 않게끔 각도를 이루어 배치된, 풍력 터빈 로터 조립체.
30. 문단 29 에 정의된 풍력 터빈 로터 조립체로서, 상기 제1 평면은 상기 로터의 축에 대해 10 내지 80 도 사이의 각도로 배치된, 풍력 터빈 로터 조립체.
31. 문단 29 에 정의된 풍력 터빈 로터 조립체로서, 상기 제1 평면은 상기 로터의 축에 대해 20 내지 70 도 사이의 각도로 배치된, 풍력 터빈 로터 조립체.
32. 문단 29 에 정의된 풍력 터빈 로터 조립체로서, 상기 제1 평면은 상기 로터의 축에 대해 30 내지 60 도 사이의 각도로 배치된, 풍력 터빈 로터 조립체.
33. 문단 29 에 정의된 풍력 터빈 로터 조립체로서, 상기 제1 평면은 상기 로터의 축에 대해 40 내지 50 도 사이의 각도로 배치된, 풍력 터빈 로터 조립체.
34. 문단 29 내지 문단 33 중 어느 한 문단에 정의된 풍력 터빈 로터 조립체로서, 상기 로터 지지 표면은 상기 로터 지지부 상의 플랜지로부터 형성된, 풍력 터빈 로터 조립체.
35. 문단 29 내지 문단 34 중 어느 한 문단에 정의된 풍력 터빈 로터 조립체로서, 상기 베이스 지지 표면은 상기 베이스 지지부 상의 플랜지로부터 형성된, 풍력 터빈 로터 조립체.
36. 문단 29 내지 문단 35 중 어느 한 문단에 정의된 풍력 터빈 로터 조립체로서, 상기 로터 지지 표면은 전체적으로 원형인, 풍력 터빈 로터 조립체.
37. 문단 29 내지 문단 35 중 어느 한 문단에 정의된 풍력 터빈 로터 조립체로서, 상기 로터 지지 표면은 전체적으로 타원형인, 풍력 터빈 로터 조립체.
38. 문단 29 내지 문단 37 중 어느 한 문단에 정의된 풍력 터빈 로터 조립체로서, 상기 베이스 지지부는 풍력 터빈의 나셀 메인 프레임이거나 또는 나셀 메인 프레임의 부분인, 풍력 터빈 로터 조립체.
39. 문단 29 내지 문단 38 중 어느 한 문단에 정의된 풍력 터빈 로터 조립체로서, 문단 1 내지 문단 16 중 어느 한 문단의 특징들을 포함하는, 풍력 터빈 로터 조립체.

Claims (33)

  1. 로터 지지부(rotor support);
    상기 로터 지지부에 회전가능하게 장착된 로터; 및
    베이스 지지부(base support);를 포함하는 풍력 터빈 로터 조립체(wind turbine rotor assembly)로서,
    상기 로터 지지부와 베이스 지지부에는, 상기 로터 지지부와 베이스 지지부가 합쳐지게 움직여지는 때에 로터 지지부와 베이스 지지부 사이에 힌지 연결부(hinged connection)가 형성되도록, 상기 로터 지지부와 베이스 지지부가 서로 결합됨을 가능하게 하는 결합 수단(engagement means)이 제공되고,
    상기 힌지 연결부는 로터의 설치 또는 해체(decommissioning) 중에 상기 로터 지지부가 상기 베이스 지지부에 대해 회전함을 허용하는, 풍력 터빈 로터 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 로터 지지부와 베이스 지지부는, 상기 로터 지지부와 베이스 지지부가 합쳐지게 움직여지는 때에 서로에 대해 분리가능하게 연결되도록 구성된, 풍력 터빈 로터 조립체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 로터 지지부와 베이스 지지부는 상기 힌지 연결부를 형성하도록 서로에 대해 직접 결합되도록 구성된, 풍력 터빈 로터 조립체.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 힌지 연결부는 상기 로터와 로터 지지부가 사용시 실질적으로 수평인 축을 중심으로 힌지작용함을 허용하도록 구성된, 풍력 터빈 로터 조립체.
  5. 앞선 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 결합 수단은 적어도 하나의 수-짝맞춤 부분(male mating portion)을 포함하고, 상기 수-짝맞춤 부분은 상기 로터 지지부와 상기 베이스 지지부 중 적어도 하나에 제공되는, 풍력 터빈 로터 조립체.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 수-짝맞춤 부분은 적어도 하나의 후크(hook)를 포함하는, 풍력 터빈 로터 조립체.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 수-짝맞춤 부분은 적어도 하나의 원통형 부분(cylindrical portion)을 포함하고, 상기 원통형 부분은 원통형, 절반-원통형(semi-cylindrical), 또는 부분-원통형(part-cylindrical)의 형상을 가지며,
    상기 원통형 부분은, 사용시 상기 로터 지지부와 베이스 지지부 사이에 힌지 연결부의 회전축을 형성하는 종축(longitudinal axis)을 갖는, 풍력 터빈 로터 조립체.
  8. 제5항, 제6항, 또는 제7항에 있어서,
    상기 수-짝맞춤 부분에는 전체적 원형 돌출부(generally circular protrusion)가 제공되는, 풍력 터빈 로터 조립체.
  9. 제8항이 제7항을 인용하는 경우에 있어서,
    상기 전체적 원형 돌출부는 상기 원통형 부분의 단부에 제공되는, 풍력 터빈.
  10. 제5항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 결합 수단은 적어도 하나의 요부(recess)를 포함하고, 상기 요부는 상기 로터 지지부와 상기 베이스 지지부 중의 적어도 하나에 제공되며, 상기 요부는 상기 로터 지지부와 베이스 지지부 사이에 상기 결합부(joint)를 형성하도록 상기 수-짝맞춤 부분을 수용하게끔 구성된, 풍력 터빈 로터 조립체.
  11. 제10항이 제7항을 직접 또는 간접적으로 인용하는 경우에 있어서,
    상기 요부는 적어도 하나의 원통형 요부를 포함하고, 상기 원통형 요부는 원통형, 절반-원통형, 또는 부분 원통형의 형상을 가질 수 있으며,
    상기 원통형 요부는, 상기 로터 지지부와 베이스 지지부 사이에 상기 결합부를 형성하기 위하여 상기 수-짝맞춤 부재의 상기 원통형 부분을 수용하도록 구성된, 풍력 터빈 로터 조립체.
  12. 제10항 또는 제11항이 제8항 또는 제9항을 직접 또는 간접적으로 인용하는 경우에 있어서,
    상기 결합 수단은, 사용시 상기 로터 지지부가 베이스 지지부에 대해 회전되는 때에 상기 수-짝맞춤 부분이 상기 적어도 하나의 요부로부터 이탈함을 방지하도록, 상기 전체적 원형 돌출부를 수용하도록 구성된 적어도 하나의 전체적 원형 요부를 포함하는, 풍력 터빈 로터 조립체.
  13. 앞선 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 결합부는, 상기 로터 지지부가 상기 베이스 지지부에 대해 대략 90도의 각도만큼 회전함을 허용하도록 구성된, 풍력 터빈 로터 조립체.
  14. 앞선 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 로터 지지부와 베이스 지지부가 상기 결합부를 형성하도록 합쳐지게 움직여지는 때에 상기 로터 지지부와 베이스 지지부가 서로 결합되도록 안내하는 안내 구조부(guiding structure)가 제공된, 풍력 터빈 로터 조립체.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 안내 구조부는 적어도 두 개의 안내 부재들을 포함하고, 상기 두 개의 안내 부재들 사이의 거리는 상기 베이스 지지부로부터의 거리가 감소함에 따라서 감소하는, 풍력 터빈 로터 조립체.
  16. 앞선 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 풍력 터빈 로터 조립체는, 상기 로터 지지부와 베이스 지지부가 서로 결합되게 움직여짐에 따라서 상기 로터 지지부와 베이스 지지부 간의 충격을 댐핑(damping)시키기 위한 유압식 댐핑 수단(hydraulic damping means)을 더 포함하는, 풍력 터빈 로터 조립체.
  17. 앞선 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 로터는 로터의 축을 중심으로 상기 로터 지지부에 회전가능하게 장착되고,
    상기 로터 지지부에는 전체적으로 제1 평면에 놓인 로터 지지 표면(rotor support surface)이 제공되며,
    상기 베이스 지지부에는 전체적으로 제2 평면에 놓인 베이스 지지 표면(base support surface)이 제공되고,
    상기 로터 지지 표면과 베이스 지지 표면은, 로터 지지부의 회전을 제한하여 상기 로터 지지부의 최종 자세를 결정하도록 서로 맞닿게끔 구성되며,
    상기 제1 평면은, 상기 로터의 축에 대해 직각을 이루지 않도록 소정의 각도로 배치되는, 풍력 터빈 로터 조립체.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1 평면은 상기 로터의 축에 대해 10도 내지 80도 사이의 각도로 배치되는, 풍력 터빈 로터 조립체.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 제1 평면은 상기 로터의 축에 대해 20도 내지 70 도 사이의 각도로 배치되는, 풍력 터빈 로터 조립체.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 제1 평면은 상기 로터의 축에 대해 30도 내지 60 도 사이의 각도로 배치되는, 풍력 터빈 로터 조립체.
  21. 제17항에 있어서,
    상기 제1 평면은 상기 로터의 축에 대해 40도 내지 50 도 사이의 각도로 배치되는, 풍력 터빈 로터 조립체.
  22. 제17항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 로터 지지 표면은 상기 로터 지지부 상의 플랜지로부터 형성된, 풍력 터빈 로터 조립체.
  23. 제17항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 베이스 지지 표면은 상기 베이스 지지부 상의 플랜지로부터 형성된, 풍력 터빈 로터 조립체.
  24. 제17항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 로터 지지 표면은 전체적으로 원형인, 풍력 터빈 로터 조립체.
  25. 제17항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 로터 지지 표면은 전체적으로 타원형인, 풍력 터빈 로터 조립체.
  26. 제17항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 베이스 지지부는 풍력 터빈의 나셀 메인 프레임(nacelle main frame) 또는 나셀 메인 프레임의 부분인, 풍력 터빈 로터 조립체.
  27. 로터 지지부에 회전가능하게 장착된 풍력 터빈 로터를 베이스 지지부에 장착하는 방법으로서,
    상기 로터를 전체적으로 수평한 자세로 떠 있게 하는 단계;
    상기 로터 지지부와 베이스 지지부 사이에 힌지 연결부가 형성되도록 하기 위하여, 상기 로터 지지부를 움직여 상기 베이스 지지부와 결합시키는 단계; 및
    상기 로터를 상기 전체적으로 수평한 자세로부터 전체적으로 수직인 자세로 회전시키기 위하여, 상기 로터 지지부를 상기 힌지 연결부를 중심으로 상기 베이스 지지부에 대해 회전시키는 단계;를 포함하는, 풍력 터빈 로터 장착 방법.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 로터, 로터 지지부, 및 베이스 지지부는, 제1항 내지 제26항 중 어느 한 항의 특징들을 갖는 풍력 터빈 로터 조립체의 부분인, 풍력 터빈 로터 장착 방법.
  29. 제27항 또는 제28항에 있어서,
    상기 베이스 지지부는, 상기 로터를 지지하도록 구성된 지지 타워에 제공된 것이거나 상기 지지 타워의 부분인, 풍력 터빈 로터 장착 방법.
  30. 제27항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 로터를 떠 있게 하는 단계는 크레인에 의해 수행되는, 풍력 터빈 로터 장착 방법.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 로터를 움직이는 단계는 상기 크레인에 의해 수행되는, 풍력 터빈 로터 장착 방법.
  32. 제27항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 로터를 떠 있게 하는 단계는, 상기 로터를 유연성 케이블을 이용하여 상기 베이스 지지부 위에 떠 있게 함을 포함하는, 풍력 터빈 로터 장착 방법.
  33. 제27항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 로터 지지부를 회전시키는 단계는, 상기 로터가 떠 있는 높이를 낮춤으로써 상기 로터 지지부를 회전시킴을 포함하는, 풍력 터빈 로터 장착 방법.
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