KR20210111844A - 풍력 터빈 발전기의 체결기구 - Google Patents

Abstract

풍력 터빈(1)용 발전기(24)는 회전축, 스테이터 및 반경방향 및/또는 축방향 체결 기구를 갖는 로터(32)를 포함한다. 반경방향 체결 기구는 스테이터에 결합된 고정부(70)와 상기 고정부(70)에 대해 그리고 반경방향으로 스테이터를 체결하도록 회전축에 대해 반경방향으로 이동하도록 구성된 이동가능한 장형 부분(72)을 갖는 복수의 반경방향 체결부(60)를 포함한다. 상기 로터(32)는 그 단부면에 배치된 적어도 하나의 체결 맞물림 특징부(86)와 축방향 외측으로 그리고 적어도 부분적으로 단부면에 인접하게 위치된 단부 쉴드(90)를 포함한다. 상기 단부 쉴드(90)는 로터(32)의 단부 표면에 대한 접근을 가능하게 하는 적어도 하나의 개구를 포함한다. 상기 축방향 체결 기구는 단부 쉴드(90)의 적어도 하나의 개구를 부분적으로 덮도록 구성된 제거 가능한 블록(82) 및 적어도 하나의 체결 맞물림 특징부(86)에 제거가능한 블록(82)을 결합하기 위한 로터 맞물림 도구(84)를 포함하는 적어도 하나의 축방향 체결부(80)를 포함한다.

Description

풍력 터빈 발전기의 체결기구

본 발명은 풍력 터빈 발전기 및 풍력 터빈 발전기용 로터 조립체에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 발전기에 사용되는 체결 기구 및 풍력 터빈에 배치된 로터 조립체에 관한 것이다.

풍력 터빈은 다수의 로터 블레이드가 있는 대형 로터를 사용하여 바람의 운동 에너지를 전기 에너지로 변환한다. 일반적인 수평 축 풍력 터빈(HAWT: Horizontal Axis Wind Turbine)은 타워, 타워 상단의 나셀, 나셀에 장착된 로터 허브 및 로터 허브에 결합된 복수의 풍력 터빈 로터 블레이드를 포함한다. 바람의 방향에 따라, 상기 나셀을 회전시키는 요(yaw) 시스템과 블레이드를 회전시키는 피치 시스템에 의해 나셀과 로터 블레이드는 최적의 방향으로 회전죈다.

상기 나셀에는 발전기, 기어박스, 구동 트레인 및 로터 브레이크 조립체와 같은 풍력 터빈의 많은 기능적 구성 요소와 로터의 기계적 에너지를 그리드에 공급하기 위하여 전기 에너지로 변환하는 컨버터 장비가 포함된다. 기어박스는 저속 메인 샤프트의 회전 속도를 높이고 기어박스 출력 샤프트를 구동한다. 그 다음에 기어박스 출력 샤프트는 발전기를 구동하여 기어박스 출력 샤프트의 회전을 전기로 변환한다. 상기 발전기에 의해 생성된 전기는 적절한 소비처, 예를 들어, 전기 그리드 분배 시스템에 공급되기 전에 필요에 따라 변환될 수 있다. 기어박스를 사용하지 않는 소위 "직접 구동" 풍력 터빈도 알려져 있다. 직접 구동 풍력 터빈에서, 상기 발전기는 로터에 연결된 샤프트에 의해 직접 구동된다.

풍력 터빈은 일반적으로 오랜 기간 동안 사용하도록 되어 있으며, 풍력 터빈의 작동 수명은 수십 년에 이르는 경우가 많다. 결과적으로, 풍력 터빈의 구성 요소는 사용을 통해 성능이 저하되기 때문에 작동 수명 동안 유지 관리 또는 교체될 필요가 있다. 이것은 발전기의 전기 및 자기 구성요소와 발전기의 기계적 구성요소에 특히 해당된다.

풍력 터빈의 나셀은 지면에서 약 100m 떨어진 곳에 위치하는 경우가 많으므로, 나셀에 하우징된 임의의 요소(예: 발전기 또는 기어박스)에 대한 유지 관리를 수행하려면 많은 시간, 노력 및 전문성이 필요할 수 있다. 또한, 풍력 터빈이 유지 보수를 받는 동안에는 작동하지 않아야 하고 이러한 유지 보수 시간은 풍력 터빈의 작동에 비효율적인 원인이 된다.

일반적으로, 발전기 또는 기어박스의 내부 구성요소에 대한 유지보수가 필요할 때, 수리나 교체되어야 하는 내부 구성요소에 접근하기 위해 발전기 및/또는 기어박스의 전체 또는 적어도 상당한 부분을 분해해야 한다. 그러나 발전기 및 기어박스의 각 내부 구성요소의 성능 저하율은 일반적으로 다양하며, 결과적으로 모든 내부 구성요소가 동시에 유지보수를 필요로 하지는 않을 것으로 예상된다. 따라서, 전체 분해 또는 실질적인 분해가 의미하는 것은 유지 보수가 필요하지 않은 내부 구성 요소에 대한 접근(access)을 가능하게 하는 것이다. 그렇지 않으면, 수리할 수 있는 구성 요소가 우발적으로 손상될 수 있다.

또한, 발전기 및/또는 기어박스의 전체 분해 또는 실질적인 분해는 필연적으로 많은 시간이 걸리고 결과적으로 풍력 터빈이 작동하지 않는 긴 기간으로 이어지게 된다. 이는 특히 발전기 또는 기어박스의 내부 구성요소의 실제 유지보수 또는 교체가 비교적 빠르게 수행되는 경우에 특히 비효율적일 수 있다.

따라서, 발전기 및/또는 기어박스의 전체 구조를 유지하면서 발전기 및/또는 기어박스의 부품을 분해할 수 있는 것이 유리한 상황이 있다. 위와 같이 분해된 부품을 유지보수 또는 교체해야 하는 경우가 있으나 나머지 부품은 그대로 둘 수 있다.

또한, 발전기와 기어박스는 완전히 조립된 후 운송해야 하는 경우가 있다. 이것은 풍력 터빈이 처음 작동되고 완전히 조립된 발전기와 기어박스를 타워의 상단으로 들어 올려야 하는 경우일 수 있다. 발전기와 기어박스에는 운송 중에 손상될 수 있는 위에서 식별된 여러 내부 구성요소가 포함되어 있다. 따라서, 운송 중 이러한 내부 구성요소의 손상 위험을 최소화하는 시스템을 제공할 필요가 있다. 이를 보장하는 한 가지 방법은 발전기와 기어박스를 완전히 분해 또는 실질적으로 분해하고 각 요소를 개별적으로 운반하는 것이다. 그러나 위에서 논의한 바와 같이 이러한 분해는 시간이 많이 걸리고 비효율적일 수 있다. 따라서, 발전기와 기어박스를 완전히 분해하지 않고도 나셀의 구성요소에 대한 손상 위험을 최소화할 수 있는 시스템을 제공할 필요가 있다.

본 발명의 목적은 전술한 문제 중 하나 이상을 극복하는 것이다.

본 발명의 제1 양태에 따르면, 풍력 터빈용 발전기가 제공된다. 발전기는 로터 조립체, 스테이터 및 반경방향 체결 기구를 포함하고, 로터 조립체는 회전축과 로터의 축방향 단부에 위치된 단부 표면을 갖는 로터를 포함하고, 로터는 단부 표면에 배치된 적어도 하나의 체결 맞물림 특징부를 포함한다. 로터 조립체는 축방향 외측에 위치되고 단부 표면에 적어도 부분적으로 인접하게 위치된 단부 쉴드를 추가로 포함하고, 상기 단부 쉴드는 로터의 단부 표면에 대한 접근을 가능하게 하는 적어도 하나의 개구를 포함한다. 상기 로터 조립체는 단부 쉴드(90)의 적어도 하나의 개구를 부분적으로 덮도록 구성된 제거 가능한 블록을 포함하는 적어도 하나의 축방향 체결부 및 상기 제거 가능한 블록을 적어도 하나이 체결부 연결 특징부에 결합하기 위한 로터 맞물림 도구를 추가로 포함하는 축방향 체결 기구를 포함한다. 축방향 체결 기구는 축방향으로 체결된 구성과 축방향으로 체결 해제된 구성 사이에서 로터 조립체를 전환시키도록 배치된다. 축방향으로 체굘된 체결 구성에서, 적어도 하나의 축방향 체결부의 제거 가능한 블록은 단부 쉴드에 대해 배치되어, 이로 인해 적어도 하나의 개구를 적어도 부분적으로 덮고, 상기 로터 맞물림 도구는 제거 가능한 블록을 적어도 하나의 체결 맞물림 특징부와 맞물리게 하여, 축방향 체결부가 로터의 축방향 움직임에 저항하도록 한다. 축방향으로 체결 해제된 구성에서, 제거 가능한 블록 및 로터 맞물림 도구는 로터가 적어도 하나의 축방향으로 이동 가능하도록 단부 쉴드의 개구로부터 제거된다. 반경방향 체결 기구는 복수의 반경방향 체결부를 포함한다. 반경방향 체결부는 스테이터에 결합된 고정부과 상기 고정부에 대해 그리고 회전 축에 대해 반경방향으로 이동하도록 구성된 이동가능한 장형 부분(elongate portion)을 포함한다. 반경방향 체결부는 반경방향으로 체결된 구성과 반경방향으로 체결 해제된 구성 사이에서 발전기를 전환(shift)시키도록 배치된다. 반경방향으로 체결된 구성에서, 반경방향 체결부의 이동 가능한 장형 부분은 로터의 외부 표면과 접촉하고 이동 가능한 장형 부분이 로터의 반경방향 이동에 저항하도록 각각의 고정부에 결합된다. 반경방향으로 체결 해제된 구성에서, 반경방향 체결부 중 적어도 하나의 이동 가능한 장형 부분은 로터가 하나 이상의 반경방향으로 이동 가능하도록 로터의 외부 표면과 접촉하지 않는다.

반경방향 체결부가 결합되면, 스테이터 및 발전기의 다른 고정 부품에 대한 로터의 반경방향 움직임이 차단된다. 반경방향 체결부의 맞물림은 로터의 외부 표면을 향해 장형 부분을 이동함으로써 편리하게 구현될 수 있다. 반경방향 체결부가 결합된 상태에서, 상기 로터는 발전기를 운반하는 동안 손상되지 않도록 보호된다. 또한, 로터를 반경방향으로 체결함으로써, 예를 들어 기어박스 출력 샤프트를 지지하는 베어링 카세트 또는 로터의 부품이 수리되거나 일시적으로 제거되는 동안 유지보수 작업이 가능하게 된다. 축방향 체결부가 결합되면, 발전기의 스테이터 및 기타 고정 부품에 대한 로터의 축방향 움직임이 차단된다. 축방향 체결부의 결합은 단부 쉴드에 대해 제거 가능한 블록을 배치하고 로터의 단부 표면에 있는 결합 형상과 체결부의 결합 도구를 결합함으로써 편리하게 구현된다. 축방향 체결부가 결합된 상태에서 로터는 발전기를 운반하는 동안 손상되지 않도록 보호된다. 또한, 로터를 축방향으로 체결함으로써, 예를 들어, 기어박스 출력 샤프트를 지지하는 베어링 카세트 또는 로터의 부품이 일시적으로 제거되는 동안 유지보수 작업이 가능하게 된다.

본 발명의 이러한 양태의 실시예에서, 발전기는 체결 및 체결 해제 구성 사이에서 이동하도록 구성된다. 체결된 구성에서, 상기 발전기는 반경방향으로 체결된 구성 및 반경방향으로 체결 해제된 구성에 있게 된다. 체결 해제된 구성에서, 상기 발전기는 반경방향으로 체결 해제된 구성 및/또는 축방향으로 체결 해제된 구성에 있게 된다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 풍력 터빈을 위한 대안적인 발전기가 제공된다. 상기 발전기는 회전축을 갖는 로터, 스테이터 및 반경방향 체결 기구를 포함하고, 상기 반경방향 체결 기구는 복수의 반경방향 체결부를 포함한다. 반경방향 체결부는 스테이터에 결합된 고정부과 고정부에 대해 그리고 회전 축에 대해 반경방향으로 이동하도록 구성된 이동가능한 장형 부분을 포함한다. 반경방향 체결부는 반경방향으로 체결된 구성과 반경방향으로 체결 해제된 구성 사이에서 발전기를 전환시키도록 배치된다. 반경방향으로 체결된 구성에서, 반경방향 체결부의 이동 가능한 장형 부분은 로터의 외부 표면과 접촉하고 이동 가능한 장형 부분이 로터의 반경방향 이동에 저항하도록 각각의 고정부에 결합된다. 반경방향으로 체결 해제된 구성에서, 반경방향 체결부 중 적어도 하나의 이동 가능한 장형 부분은 로터가 하나 이상의 반경방향으로 이동 가능하도록 로터의 외부 표면과 접촉하지 않는다.

반경방향 체결부가 결합되면, 스테이터 및 발전기의 다른 고정 부품에 대한 로터의 반경방향 움직임이 차단된다. 반경방향 체결부의 맞물림은 로터의 외부 표면을 향해 장형 부분을 이동함으로써 편리하게 구현된다. 반경방향 체결부가 결합된 상태에서, 상기 로터는 발전기를 운반하는 동안 손상되지 않도록 보호된다. 또한, 로터를 반경방향으로 체결하면, 예를 들어 기어박스 출력 샤프트를 지지하는 베어링 카세트 또는 로터의 부품이 일시적으로 제거되는 동안 유지보수 작업을 할 수 있게 된다.

바람직하게는, 복수의 반경방향 체결부는 적어도 발전기가 반경방향으로 체결된 구성에 있을 때, 반경방향 체결부의 이동 가능한 장형 부분이 스테이터의 2개의 인접한 권선 사이에서 연장되도록 위치된다. 이러한 구성에서, 상기 장형 부분은 발전기의 외부에서 접근 가능하게 만들어질 수 있으며, 이는 로터가 스테이터에 의해 완전히 둘러싸인 경우에도 반경방향 체결부를 쉽게 결합하고 분리할 수 있게 한다. 스테이터의 손상을 방지하고 스테이터 권선에 의한 체결부의 막힘(예: 열팽창 또는 마모로 인한)을 방지하기 위해, 반경방향 체결부의 이동가능한 장형 부분이 스테이터의 인접한 두 권선 중 하나와 접촉하지 않고서 스테이터의 인접한 두 권선 사이에서 연장되는 것이 바람직하다.

일 실시예에서, 복수의 반경방향 체결부는 대향 쌍으로 배열되고, 대향 쌍 중 하나의 반경방향 체결부는 실질적으로 동일한 축방향 위치에 위치되며 로터의 회전 축에 대해 서로 실질적으로 직경방향으로 대향하여 배치된다. 이러한 2개의 쌍으로써, 모든 반경방향으로의 이동이 방지될 수 있다.

간편한 설치를 위해 그리고 스테이터 코어와의 간섭을 피하기 위해, 복수의 반경방향 체결부 중 적어도 하나는 로터의 구동 단부에 위치할 수 있고, 복수의 반경방향 체결부 중 적어도 하나는 로터의 비-구동 단부에 위치할 수 있으며, 상기 비-구동 단부는 사용시에 풍력 터빈 파워트레인으로부터 반대쪽을 향한다. 양단부에 반경방향 체결부를 제공하면 로터의 반경방향 움직임과 로터의 틸팅이 훨씬 더 양호하게 방지된다.

발전기의 하우징이 실질적으로 직육면체 형상일 때, 복수의 반경방향 체결부는 반경방향 체결부에 대한 접근이 반경방향으로 체결된 구조 및 반경방향으로 체결 해제된 구조 사이에서 각각의 반경방향 체결부를 전환시키도록 축방향을 따라 연장된 하우징의 적어도 하나의 면을 통하여 가능하게 되도록 배치된다. 예를 들어, 상기 하우징에는 복수개의 체결부 접근 캐비티가 구비되되, 상기 체결부 접근 캐비티는 하우징 외측으로부터 각각의 반경방향 체결부의 장형 부분에 접근할 수 있게 배치된다.

바람직한 실시예에서, 복수의 반경방향 체결부는 실질적으로 동일한 축방향 위치에서 인접한 반경방향 체결부의 쌍으로 배열되고, 인접한 반경방향 체결부 쌍의 두개의 인접한 반경방향 체결부는 하우징의 동일한 면으로부터 접근 가능하다. 또한, 인접한 반경방향 체결부의 복수개의 쌍이 직육면체 하우징의 동일한 면에서 접근할 수 있도록 배치될 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 로터 조립체를 포함하는 풍력 터빈의 대안적인 발전기가 제공된다. 로터 조립체는 로터, 엔드 쉴드 및 축방향 체결 기구를 포함한다. 로터는 회전축과 로터의 축방향 단부에 위치한 단부 표면을 가지고 있다. 상기 로터는 단부 표면에 배치된 적어도 하나의 체결 맞물림 특징부를 추가로 포함한다. 상기 단부 쉴드는 축방향 외측으로 그리고 적어도 부분적으로 단부 표면에 인접하여 위치되며, 로터의 단부 표면에 접근할 수 있게 하는 적어도 하나의 개구를 포함한다. 축방향 체결 기구는 단부 쉴드의 적어도 하나의 개구를 부분적으로 덮도록 구성된 제거 가능한 블록을 포함하는 적어도 하나의 축방향 체결부 및 제거 가능한 블록을 적어도 하나의 체결 맞물림 특징부와 결합시키기 위한 로터 맞물림 도구를 포함한다. 축방향 체결 기구는 축방향으로 체결된 구성과 축방향으로 체결 해제된 구성 사이에서 로터 조립체를 전환시키도록 배치된다. 축방향으로 체결된 체결 구성에서, 적어도 하나의 축방향 체결부의 제거 가능한 블록은 단부 쉴드에 대해 배치되어, 이로 인해 적어도 하나의 개구를 적어도 부분적으로 덮고, 상기 로터 맞물림 도구는 제거 가능한 블록을 적어도 하나의 체결 맞물림 특징부와 맞물리게 하여, 축방향 체결부가 로터의 축방향 움직임에 저항하도록 한다. 축방향으로 체결 해제된 구성에서, 제거 가능한 블록 및 로터 맞물림 도구는 로터가 적어도 하나의 축방향으로 이동 가능하도록 단부 쉴드의 개구로부터 제거된다.

본 발명의 설명에서, 용어 "로터 조립체"는 발전기 로터와 하나 이상의 축방향 체결 기구의 조합에 사용된다. 로터를 체결하는 것은 몇가지 정적 기준 프레임에 대해 수행되어야 하므로 단부 쉴드도 로터 조립체의 일부로 간주된다. 완전히 조립된 발전기에서, 단부 쉴드는 발전기 하우징 자체의 일부이거나 그 안에 포함되어 고정적으로 부착된 별도의 정적 부품일 수 있다.

축방향 체결부가 결합되면, 발전기의 스테이터 및 기타 고정 부품에 대한 로터의 축방향 움직임이 차단된다. 축방향 체결부의 결합은 단부 쉴드에 대해 제거 가능한 블록을 배치하고 로터의 단부 표면에 있는 결합 형상과 체결부의 맞물림 도구를 맞물리게 함으로써 편리하게 구현된다. 축방향 체결부가 결합된 상태에서 로터는 발전기를 운반하는 동안 손상되지 않도록 보호된다. 또한, 로터를 축방향으로 체결함으로써, 예를 들어, 기어박스 출력 샤프트를 지지하는 베어링 카세트 또는 로터의 부품이 일시적으로 제거되는 동안 유지보수 작업이 가능하게 된다.

바람직하게는, 로터에 대한 접근을 가능하게 하는 개구는 로터 조립체의 비-구동 단부에 위치되며, 비-구동 단부는 사용시 풍력 터빈 파워트레인으로부터 멀어지는 방향을 향한다. 발전기는 풍력 터빈 파워트레인의 마지막 장치이기 때문에 비-구동 단부로부터 개구부에 쉽게 접근할 수 있으므로 축방향 체결부를 쉽게 결합할 수 있게 한다.

바람직하게는, 로터는 복수의 체결 맞물림 특징부를 포함한다. 또한, 단부 쉴드는 로터의 단부 표면에 접근할 수 있게 하는 복수의 개구를 포함할 수 있다. 다수의 체결 맞물림 특징부 및/또는 로터 하우징 개구부를 갖는 것은 체결 맞물림 특징부가 로터의 회전 위치에 관계없이 개구부를 통해 접근할 수 있는 기회를 증가시킨다. 매 2개의 인접한 체결 맞물림 특징부 사이의 거리가 단부 쉴드의 개구부 또는 개구부의 폭보다 작을 때, 각 개구부에는 항상 적어도 하나의 접근 가능한 체결 맞물림 특징부가 있게 된다.

체결 맞물림 특징부 및 개구부가 로터 조립체의 하나 이상의 내부 구성요소로부터 반경방향 바깥쪽으로 위치할 때, 로터 조립체가 축방향으로 체결된 구성에 있을 때, 로터의 일부 내부 구성요소는 접근 가능하고 로터 조립체의 외부에서 제거 가능하게 된다. 유사하게, 기어박스의 베어링 카세트 및 스테이 전류 모듈과 같은 다른 중앙에 위치한 부품은 로터 조립체가 축방향으로 체결된 구성에 있을 때 로터 조립체의 외부에서 접근 가능하고 제거가능하게 될 수 있다. 단부 쉴드의 중앙 개구부를 통해 정비 부품에 접근하거나 이를 제거할 수 있게 된다.

일 실시예에서, 상기 단부 쉴드는 4개의 개구를 포함하고 2개의 연속적인 개구의 중심은 90°의 각도로 회전축에 대해 각을 이루어 분리되어 있다.

적어도 하나의 체결 맞물림 특징부는 나사산이 형성된 타이 로드 단부를 포함하고, 축방향으로 체결된 구성에서 축방향 체결부의 로터 맞물림 도구는 타이 로드 단부에 나사 체결된다. 상기 타이 로드는 로터의 코어 구조의 일부일 수 있다. 이러한 구성에서 축방향 체결부는 로터의 코어 구조와 직접 맞물릴 수 있고, 강력하고 안정적인 연결을 제공하여 축방향으로 체결된 구성에 있을 때, 로터가 축방향으로 이동할 수 없도록 한다.

일부 실시예에서, 상기 축방향 체결부는 단부 쉴드에 대해 그리고 로터의 회전 축에 대해 축방향으로 이동하도록 구성된 푸시 핀을 추가로 포함할 수 있다. 로터 조립체의 축방향으로 체결된 구성에서, 푸시 핀은 로터의 단부 표면과 접촉하도록 구성되고, 단부 쉴드 방향으로의 로터의 축방향 이동에 추가로 저항하도록 축방향 체결부에 결합된다.

푸시 핀과 로터 맞물림 도구를 모두 제공함으로써 두 벡터 축방향에서의 로터의 완전한 축 체결이 보장된다. 이들 실시예에서, 로터 맞물림 도구는 로터의 체결 맞물림 특징부와 맞물리고, 로터를 단부 쉴드를 향해 효과적으로 "당기고", 단부 쉴드로부터 멀어지는 로터의 축방향 이동에 저항한다. 동시에 푸시 핀은 로터의 단부 표면과 접촉하고 로터를 단부 쉴드에서 축방향으로 효과적으로 "밀어주어" 단부 쉴드를 향한 로터의 축방향 이동을 저지한다. 위에서 설명한 두 개의 축방향 저항의 조합은 로터를 단일 축방향 위치에 효과적으로 고정한다.

위에서 설명된 다양한 양태의 실시예에 포함된 특징은 적절한 경우 다른 양태의 실시예와 결합될 수 있음을 이해해야 한다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 상기 양태 및 실시예에서 설명된 바와 같은 발전기를 포함하는 풍력 터빈이 제공된다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 풍력 터빈의 파워트레인으로부터 하나 이상의 파워트레인 구성요소를 제거하거나 정비하기 위한 방법이 제공되며, 상기 파워트레인은 전술한 바와 같은 발전기를 포함한다. 이 방법은 반경방향 체결 기구을 결합하는 단계, 축방향 체결 기구을 결합하는 단계 및 단부 쉴드의 중앙 개구를 통해 하나 이상의 파워트레인 구성요소를 제거하거나 정비하는 단계를 포함한다.

일부 실시예에서, 하나 이상의 파워트레인 구성요소는 로터 조립체의 하나 이상의 내부 구성요소를 포함한다.

일 실시예에서, 하나 이상의 파워트레인 구성요소는 사용시 로터 조립체에 연결되어 작동하는 기어박스의 베어링 카세트를 포함한다.

추가 실시예에서, 하나 이상의 파워트레인 구성요소는 스테이 전류 보호 모듈을 포함한다.

본 발명이 보다 쉽게 이해될 수 있도록, 이제 예를 들어 다음과 같은 첨부 도면을 참조할 것이다.
도 1은 수평축 풍력발전기의 정면도이다.
도 2는 전형적인 수평축 풍력 터빈의 나셀 내에 수용된 주요 기능 구성요소의 개략도 및 사시도이다.
도 3은 기어박스에 결합된 도 2의 나셀 발전기의 등각사시도이다.
도 4는 도 3의 발전기의 단면도이다.
도 5는 축방향으로 체결되고 반경방향 체결 해제된 구성에 있는 도 2의 발전기의 절단 등각사시도이다.
도 6은 축방향으로 체결되고 반경방향으로 체결 해제된 구성의 도 2의 발전기의 측면도이다.
도 7은 축방향 및 반경방향으로 체결된 구성에서 도 2의 발전기의 절단 등각사시도이다.
도 8은 축방향 및 반경방향 체결 구성의 도 2의 발전기의 측면도이다.
도 9는 축방향으로 체결된 구성에 있는 도 2의 발전기의 일 실시예의 절개 등각사시도이다.

이제 청구범위에 정의된 본 발명의 개념의 완전한 이해를 제공하기 위해 다수의 특징이 상세하게 논의될 본 발명의 특정 실시예가 설명될 것이다. 그러나, 본 발명은 특정 세부 구성 없이도 실시될 수 있고 일부 경우에 있어서는 본 발명을 불필요하게 모호하게 하지 않기 위해 잘 알려진 방법, 기술 및 구조가 상세히 설명되지 않았다는 것이 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다.

적절한 설명으로 본 발명의 실시예를 배치하기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 체결 기구가 구현될 수 있는 전형적인 수평 축 풍력 터빈(HAWT)을 예시하는 도 1을 먼저 참조할 것이다. 이 특정 도면는 육상 풍력 터빈을 도시하지만, 해상 풍력 터빈에서도 동등한 기능을 찾을 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 풍력 터빈을 "수평 축" 타입이라고 하지만 실제적인 목적을 위해 축이 일반적으로 약간 기울어져, 강한 바람에서도 회전 날개와 풍력 터빈 타워 사이의 접촉을 방지된다는 것을 통상의 기술자는 이해할 수 있을 것이다.

풍력 터빈(1)은 타워(2), 요 시스템에 의해 상기 타워(2)의 상부에 회전 가능하게 결합된 나셀(4), 상기 나셀(4)에 장착된 로터 허브(8) 및 로터 허브(8)에 연결된 복수의 풍력 터빈 로터 블레이드(10)를 포함한다. 상기 나셀(4) 및 상기 로터 블레이드(10)는 요 시스템에 의해 회전되고 바람 방향으로 지향된다.

도 2를 참조하면, 상기 나셀(4)은 기어박스(22) 및 발전기(24)를 포함하는 전력 발생 조립체(20)를 포함할 수 있다. 메인 샤프트(26)는 메인 베어링 하우징(25)에 의해 지지되고 로터 허브(8)에 연결되고 이에 의해 구동되며 기어박스(22)에 입력 구동을 제공하게 된다. 상기 기어박스(22)는 내부 기어(미도시)를 통해 저속 메인 샤프트(26)의 회전 속도를 높이고 기어박스 출력 샤프트(미도시)를 구동한다. 상기 기어박스 출력 샤프트는 차례로 기어박스 출력 샤프트의 회전을 전기로 변환하는 발전기(24)를 구동한다. 상기 발전기(24)에 의해 생성된 전기는 적절한 소비처, 예를 들어 전기 그리드 분배 시스템에 공급되기 전에 필요에 따라 다른 구성요소(미도시)에 의해 변환될 수 있다. 기어박스를 사용하지 않는 소위 "직접 구동" 풍력 터빈도 알려져 있다. 직접 구동 풍력 터빈에서, 발전기(24)는 로터에 연결된 샤프트에 의해 직접 구동된다. 로터 허브(8)에 유압 및/또는 전기 서비스를 제공하기 위해 소위 "피치 튜브(27)"가 발전기(24) 및 기어박스(22)의 중심을 따라 통과하도록 배치될 수 있다. 상기 기어박스(22)와 발전기(24)는 통합된 유닛으로 서로 결합될 수 있다. 도 3은 발전기(24)를 보다 상세하게 도시한다. 도 3에서, 상기 기어박스(22)의 마지막 스테이지의 하우징도 발전기(24)의 하우징에 결합된 상태로 도시되어 있다.

먼저 기어박스(22)를 참조하면, 기어박스 하우징은 일반적으로 형태가 원통형이고 그 주 회전축이 실질적으로 수평이 되도록 배향된다. 상기 기어박스 하우징의 원통형 구성은 유성 기어박스(epicyclic gearbox)인 예시된 실시예에서 사용되는 특정 유형의 기어박스로 인한 것이다. 통상의 기술자가 알고 있는 바와 같이, 유성 기어박스는 중심 선기어(sun gear) 주위에 배치되고 둘러싸는 링기어(ring gear) 내에 집합적으로 배열되는 일련의 유성기어(planet gear)를 포함한다. 링기어, 유성기어 및 선기어 간의 기어치형 수의 비율은 기어박스의 기어비를 결정한다. 명확성을 위해, 기어박스가 본 발명의 주요 주제가 아니기 때문에 기어박스의 세부 사항은 여기에서 더 상세하게 설명되지 않을 것이다. 유성 기어박스가 선호되는 것으로 현재 예상되지만 다른 기어박스 구성도 사용될 수 있다.

상기 기어박스(22)의 출력 샤프트는 발전기(24)의 로터(32)와 인터페이스한다. 이와 같이, 상기 기어박스 출력 샤프트의 장축은 발전기(24)의 회전축을 정의한다. 도 4에서는 발전기(24)에 대한 단면도만 제공된다. 도시된 실시예의 발전기(24)는 로터(32)를 둘러싸는 외부 스테이터를 갖는 IPM(내부 영구 자석) 전기 기계이다. 상기 스테이터는 스테이터 권선(38), 스테이터 코어(40) 및 스테이터 권선(38) 및 스테이터 코어(40)를 둘러싸고 지지하는 스테이터 프레임을 포함한다. 그러나, 본 발명은 특정 유형의 로터 또는 스테이터로 제한되지 않는다.

본 발명의 일 실시예에서, 발전기(24)의 일부로서 포함되도록 각각 구성될 수 있는 반경방향 및 축방향 체결 기구가 제공된다. 반경방향 및 축방향 체결 기구는 발전기(24)가 반경방향으로 체결된 구성과 반경방향으로 체결 해제된 구성, 그리고 축방향으로 체결된 구성과 축방향으로 체결 해제된 구성 사이를 각각 이동할 수 있도록 하기 위해 제공된다. 반경방향으로 체결된 구성에서 발전기(24)의 회전 축에 대한 로터(32)의 반경방향 이동은 저지되고 반경방향으로 체결 해제된 구성에서 로터(32)는 적어도 하나의 반경방향으로 이동 가능하다. 유사하게, 축방향으로 체결된 구성에서 발전기(24)의 회전축에 대한 로터(32)의 축방향 이동은 저지되고, 축방향으로 체결 해제된 구성에서 로터(32)는 적어도 하나의 축방향으로 이동 가능하다. 사용시에 배치되는 반경방향 및 축방향 체결 기구의 예시적인 실시예는 도 5 내지 도 8을 참조하여 아래에서 더 상세히 설명된다.

일부 실시예에서, 상기 발전기(24)는 또한 전체 체결 및 체결 해제 구성 사이에서 이동하도록 구성된다. 체결된 구성에서, 발전기(24)는 반경방향 및 축방향으로 체결된 구성 모두에 있도록 배치된다. 체결 해제된 구성에서, 상기 발전기(24)는 반경방향 및/또는 축방향으로 체결 해제된 구성이 되도록 배치된다.

상기 발전기(24)가 체결된 구성 및 체결해제된 구성(반경방향, 축방향 또는 둘의 조합)을 모두 갖는 것이 유리하다. 사용시, 로터(32)는 축방향 및 반경방향 모두에서 운동할 수 있다. 사용시에 그러한 움직임을 제한하는 것은 상기 발전기(24)가 최대 효율로 작동하지 않는다는 것을 의미할 수 있는데, 그 결과 로터(32)의 회전도 제한되어 더 적은 전기가 생성될 수 있기 때문이다. 그러나 축방향 및 반경방향으로의 이동 제한이 유리한 시나리오도 있다. 일단 그러한 상황은 발전기(24) 및/또는 나셀(4) 전체가 위치들 사이에서 수송되는 경우이다. 이러한 경우에, 로터(32)의 임의의 반경방향 또는 축방향 이동은 로터(32) 자체 또는 외부 스테이터와 같은 발전기(24)의 구성요소에 손상을 일으킬 수 있다. 따라서, 이러한 상황에서 로터(32)의 축방향 및 반경방향 운동을 제한할 수 있는 것이 유용하다. 체결된 구성과 체결 해제된 구성 사이를 전환할 수 있기 때문에 발전기(24)가 사용 중일 때 로터(32)의 회전을 제한하지 않으면서 운송 중 발전기(24)의 손상을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 일부 실시예에서, 반경방향 및/또는 축방향 체결은 발전기(24)가 체결된 구성(반경방향, 축방향 또는 둘의 조합)에 있을 때, 발전기(24)의 구성요소에 접근하는 것이 가능하게 된다. 그런 다음, 이러한 접근 가능한 구성요소는 제거되거나 그렇지 않으면 발전기(24)의 전체 구조를 여전히 유지하면서 유지보수될 수 있다. 따라서 발전기(24)는 이들 구성요소를 정비하기 위해 실질적으로 분해될 필요가 없다. 단부 쉴드의 중앙 개구부를 통해 정비 부품에 접근하거나 이를 제거할 수 있게 된다. 이러한 실시예에서 제거될 수 있는 구성요소의 예는 스테이 전류 보호 모듈, 와셔 디스크 및 로터 연장부를 포함한다. 또한, 반경방향 및/또는 축방향 체결부는 발전기(24)가 체결된 구성(반경방향, 축방향 또는 둘의 조합)에 있을 때 체결된 발전기(24)를 통하여 기어 박스의 구성요소에 접근하는 것이 가능하게 되도록 배치된다. 이러한 구성 요소에는 기어박스의 일부인 베어링 카세트, 온도 및 진동 센서가 포함될 수 있다. 이러한 방식으로, 발전기(24)를 먼저 제거할 필요 없이 기어박스의 요소를 제거 및/또는 수리하는 것이 가능하게 된다.

도 5 내지 도 8을 참조하면, 반경방향 및 축방향 체결 기구가 제공된 발전기(24)의 실시예에서 발전기(24)의 일부의 도에 대한 도면이 도시된다. 도 5 및 도 6은 반경방향 체결 해제되고 축방향으로 체결된 구성의 발전기(24)를 도시한다. 도 7 및 도 8은 반경방향 체결되고 축방향으로 체결된 구성의 발전기(24)를 도시한다.

도 5 내지 도 8에 도시된 반경방향 체결 기구는 발전기(24) 주위의 다양한 위치에 배치된 복수의 반경방향 체결부(60)을 포함한다. 도 5에는 하나의 반경방향 체결부(60)만이 도시되어 있고, 도 6 내지 8에는 2개의 반경방향 체결부(60)가 도시되어 있다. 도 6 내지 도 8에서, 하나의 반경방향 체결부(60)는 로터(32)의 구동 단부(62)에 배치되고 하나의 반경방향 체결부(60)는 로터(32)의 비-구동 단부(64)에 배치된다. 발전기(24)의 비-구동 단부(64)는 사용 중일 때 풍력 터빈 구동 트레인(파워트레인)으로부터 멀어지는 쪽을 향하는 단부인 것으로 정의되고 상기 발전기(24)의 구동 단부(62)는 풍력 터빈 구동 트래인을 향하는 단부인 것으로 정의된다.

도 6 내지 도 8에서, 2개의 반경방향 체결부(60)는 2개의 상이한 축방향 위치에 위치되지만 로터(32)의 회전축에 대해 동일한 각도 위치를 갖는다. 본 발명의 일부 실시예에서, 회전축에 대해 서로 다른 각도 위치에 배치된 복수의 반경방향 체결부(60)가 제공될 수 있으며, 각각의 반경방향 체결부(60)는 두 개의 다른 축방향 위치 중 하나에 배치된다. 복수의 상이한 각도 위치에 반경방향 체결부(60)를 포함함으로써 로터(32)의 반경방향 이동이 더 많은 수의 반경방향으로 제한될 수 있다. 반경방향 체결부(60)의 축방향 위치가 로터(32)의 구동 단부(62) 및 비-구동 단부(64)에 있는 것으로 도시되어 있지만, 다른 축방향 위치가 반경방향 체결부(60)의 동일하거나 유사한 형태를 사용하는 실시예에서 사용될 수도 있다.

도 5 내지 도 8에 도시된 각각의 반경방향 체결부(60)는 고정부(70) 및 이동가능한 장형 부분(72)을 포함한다. 이들 도면에서, 고정부(70)은 스테이터 프레임의 단부에 볼트로 고정된 플레이트 또는 블록을 포함한다. 상기 블록에는 이동 가능한 장형 부분(72)이 배치되고 통과하도록 구성된 캐비티가 제공된다. 이동가능한 장형 부분(72)은 플레이트 또는 블록에 대해 이동하도록 구성된 푸시 핀을 포함한다. 상기 푸시 핀은 또한 발전기(24)의 회전축에 대해 반경방향으로 이동한다. 일부 실시예에서, 상기 장형 부분(72)은 고정부(70)를 통해 나사 결합되도록 구성된 볼트를 포함한다.

이러한 실시예에서, 상기 발전기가 반경방향 체결 구성으로 배치되도록 하기 위해, 반경방향 체결부(60)의 푸시 핀 각각은 각각의 반경방향 체결부(60)의 블록을 통해 로터(32)의 외부 표면과 접촉하는 위치로 이동되도록 구성된다. 각각의 푸시 핀이 외부 표면과 접촉하게 되면, 각각의 푸시 핀이 특정 반경방향으로 로터(32)의 반경방향 이동에 저항하도록 각각의 반경방향 체결부의 블록에 각각 추가로 결합된다. 이러한 커플링은 푸시 핀이 로터(32)의 외부 표면과 접촉하게 될 때 푸시 핀이 스프링 기구을 통해 푸쉬되고 블록에 대해 소정 위치에 체결되도록 구성된 스프링 장착 기구을 포함하는 블록에 의해 달성될 수 있다. 이러한 스프링 장착 기구는 발전기(24)가 반경방향으로 체결 해제된 구성으로 이동되어야 할 때 해제될 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 푸시 핀은 나사산 볼트를 포함할 수 있고, 상기 블록에는 상보적인 방식으로 나사산이 형성될 수 있다. 상기 나사산 볼트는 로터(32)의 외부 표면과 접촉하도록 하기 위해 블록을 통해 나사로 고정될 수 있다. 이것은 스크류 드라이버, 토크 렌치 또는 기타 적절한 휴대용 도구를 사용하여 수행할 수 있다. 그런 다음, 상기 나사산은 나사산 볼트를 상기 블록에 결합하도록 작용하고 특정 반경방향으로의 로터(32)의 움직임에 저항한다. 또다른 실시예에서, 상기 푸시 핀은 그 직경을 관통하는 구멍을 포함할 수 있고, 그것이 로터(32)의 외부 표면과 접촉하게 될 때, 키가 구멍 및 고정부(70)을 통해 삽입되도록 구성되어, 고정부(70)에 대해 소정의 위치에 푸시 핀을 지지하게 된다.

복수의 반경방향 체결부(60)는 반경방향 체결 기구가 반경방향으로 체결된 구성에 있을 때 로터의 움직임이 모든 반경방향 방향으로 저항되도록 회전축에 대해 각도 및 축방향으로 위치된다. 이러한 실시예는 바람직하게는 로터(32)의 구동 단부(62)에 위치된 적어도 3개의 반경방향 체결부(60) 및 로터(32)의 비-구동 단부(64)에 위치된 적어도 3개의 반경방향 체결부(60)를 포함하며, 상기 발전기(24)의 각 단부의 3개의 반경방향 체결부(60) 각각은 회전축에 대해 120도 각도로 분리된다. 대안적인 실시예에서, 상기 발전기(24)의 각 단부에 추가의 반경방향 체결부(60)가 제공될 수 있으며, 여기서 각각의 반경방향 체결부(60) 사이의 각도 간격은 120도 미만이다. 그러한 실시예에서, 각각의 연속적인 반경방향 체결부(60) 사이의 각도 분리는 동일하지 않을 수 있다.

도 7 및 도 8은 상기 푸시 핀이 로터(32)의 외부 표면과 접촉하지 않으며 로터(32)가 적어도 하나의 반경방향으로 이동 가능한, 발전기(24)의 반경방향 체결 해제 구성을 도시한다. 도 7 및 도 8은 도시된 반경방향 체결부(60)의 상기 푸시 핀이 로터(32)의 외부 표면과 접촉되고 각각의 반경방향 체결부(60)의 블록에 결합되는 발전기(24)의 구성을 도시한다. 도 7 및 도 8은 발전기(24)의 일부만을 도시하되, 따라서 단지 2개의 반경방향 체결부(60)만이 도시되어 있으며, 이는 반경방향 이동이 일부 반경방향에 대해 저항될 수 있도록 할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 전체 발전기(24)를 도시하는 완전한 예시에서, 모든 반경방향으로 로터(32)의 움직임에 대한 저항을 가능하게 하는 추가의 반경방향 체결부(60)가 도시될 것으로 예상된다.

작동시, 본 발명의 반경방향 체결 기구는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같은 반경방향으로 체결 해제된 구성으로부터 도 7 및 8에 도시된 반경방향 체결된 구성 및, 각 구성의 필요시시에 그 반대로 변화될 수 있다. 전형적으로, 반경방향 체결 기구는 로터(32)의 내부 구성요소에 대한 접근이 요구될 때 반경방향으로 체결된 구성으로 이동될 것이다. 이러한 접근은 로터(32)의 내부 구성요소가 유지보수를 필요로 할 때 필요할 수 있으며, 로터(32)를 반경방향으로 체결하면 사용자가 이러한 구성요소에 보다 쉽게 접근할 수 있어 완전히 로터를 제거하지 않고서도 제거되거나 수리될 수 있다. 설치된 풍력 터빈의 경우, 발전기(24)는 로터(32)가 정지 상태로 감속될 때 체결 해제된 구성과 체결된 구성 사이에서 변화된다. 추가적으로, 상기 반경방향 체결 기구는 또한 발전기(24) 및/또는 기어박스가 한 위치에서 다른 위치로 운송될 때 반경방향으로 체결된 구성으로 변화하게 될 것이다. 운송 중에 로터를 반경방향으로 체결함으로써, 로터가 반경방향으로 자유롭게 움직일 수 있는 경우 발생할 수 있는 발전기(24) 및/또는 기어박스의 구성요소에 대한 손상을 방지할 수 있게 된다. 복수의 반경방향 체결부(60)가 복수의 상이한 각도 위치에 제공되는 실시예에서, 이러한 배열로 복수의 반경방향 체결부(60)의 제공하면, 발전기(24) 및/또는 기어박스는 로터의 반경방향 움직임에 기인하여 발전기(24) 및/또는 기어박스에 야기되는 손상의 위험을 최소화하면서 복수의 위치로 이송될 수 있게 된다.

이 실시예에서, 반경방향 체결 기구는 로터의 회전 위치에 관계없이 반경방향으로 체결 해제된 구성과 반경방향으로 체결된 구성 사이에서 전화하도록 구성된다. 결과적으로, 이는 체결 해제된 구성과 체결된 구성 사이의 전환이 필요할 때, 상기 로터(32)가 임의의 회전 위치에서 단순히 정지될 수 있고 반경방향 체결부(60)의 위치에 특별히 정렬될 필요가 없다는 것을 의미한다.

상기 스테이터는 전기 에너지를 생성하기 위해 로터(32)의 회전과 함께 사용되는 다중 권선(38)을 포함한다. 본 발명의 일부 실시예에서, 반경방향 체결 기구의 반경방향 체결부(60) 중 적어도 일부는, 발전기(24)가 반경방향으로 고정된 구성에 있을 때, 채용된 반경방향 체결부의 이동가능한 장형 부분(72)이 스테이터의 2개의 인접한 권선(38) 사이에서 연장되도록 위치된다. 이러한 실시예는 하나의 이러한 스테이터 권선(38) 앞에서 로터(32)를 향해 연장되고 접촉하는 이동가능한 장형 부분(72)을 도시하는 도 7의 절개 도면에서 명확하게 도시되어 있다. 그 다음, 이동가능한 장형 부분(72)이 2개의 인접한 스테이터 권선 사이에서 연장되도록 이동가능한 장형 부분(72)의 전방에 위치된 추가의 스테이터 권선(38)(절개 도면에서는 미도시)이 있을 것이다. 일부 실시예에서, 반경방향 체결부(60)는 상기 발전기(24)가 반경방향으로 체결된 구성에 있을 때 반경방향 체결부(60)의 이동가능한 장형 부분(72)과 스테이터 권선 사이에 접촉이 없도록 위치될 수 있다.

본 발명의 도시되지 않은 일부 실시예에서, 복수의 반경방향 체결부(60)가 대향하는 쌍으로 배열될 수 있다. 이러한 실시예에서, 반경방향 체결부의 반대편 쌍 중 각각의 반경방향 체결부(60)는 그들이 발전기(24)를 따라 실질적으로 동일한 축방향 위치에 위치되지만 로터(32)에 대해 서로 직경 방향에서 반대편에 위치하도록 배치된다. 이들 실시예에서, 대향 쌍의 각각의 반경방향 체결부(60)의 위치는 서로에 대해 반대 벡터 방향으로 로터(32)의 반경방향 이동을 방지하도록 작용한다. 상기 발생기(24)에 제공되는 복수의 반대 쌍의 반경방향 체결부(60)가 있을 수 있으며, 각각의 대향 쌍은 다른 반대 쌍에 대한 상이한 벡터 방향으로의 로터(32)의 반경방향 이동을 방지한다.

상기 발전기(24)에는 대략 직육면체 형상의 하우징(100)이 제공될 수 있다. 이것은 도 5와 도 7에 부분적으로 도시되어 있지만 도 3과 도 4에 더 명확하게 도시되어 있다. 이러한 하우징(100)이 제공되는 경우, 반경방향 체결부(60)는 각각의 반경방향 체결부(60)에 대한 접근이 하우징(100)의 적어도 하나의 면을 통해 가능하도록 발전기(24) 내에 위치될 수 있다. 특히, 반경방향 체결부는상기 발전기(24)의 축방향을 따라 연장되는 면 중 적어도 하나를 통해 접근이 가능하도록 배치될 수 있다. 하우징(100)의 면을 통한 반경방향 체결부(60)에 대한 접근은 사용자가 각각의 반경방향 체결부(60)의 이동 가능한 장형 부분(72)을 이동하게 하여, 전술한 실시예에 따라 발전기(24)가 반경방향으로 체결된 구성과 반경방향으로 체결 해제된 구성 사이에서 이동될 수 있도록 한다.

다른 실시예에서, 복수의 반경방향 체결부(60)는 또한 인접한 쌍으로 배열될 수 있으며, 인접한 쌍의 각각의 반경방향 체결부(60)는 실질적으로 동일한 축방향 위치에 배치되고, 인접한 쌍의 반경방향 체결부(60) 둘 모두가 전술한 실시예에 따르 하우징의 동일한 면으로부터 접근가능하게 된다. 복수의 반경방향 체결부(60)는 본 명세서에서 설명된 바와 같이 인접한 쌍으로, 그리고 상기 실시예에서 설명된 바와 같이 대향하는 쌍으로 동시에 배열될 수 있다. 또한, 복수의 인접한 쌍의 반경방향 체결부(60)가 있는 실시예에서, 두 개의 인접한 쌍의 반경방향 체결부(60)가 추가로 배열되어, 전술한 두 개의 인접한 쌍의 각 반경방향 체결부(60)는 하우징(100)의 동일한 면으로부터 접근 가능하게 된다. 이러한 배열은 두 쌍의 인접한 체결부가 지구 표면에 가장 가까운 하우징(100)의 면으로부터 접근되도록 배열되는 경우에 특히 유리할 수 있다. 이는 중력의 영향으로 이 면 방향의 반경방향 이동이 다른 면보다 클 것으로 예상되기 때문입니다. 따라서 이 방향으로의 이동에 제한하는 추가적인 반경방향 체결부를 제공하면, 추가적인 반경방향 이동을 생성할 때 중력의 영향을 상쇄하는 데 도움이 된다.

도 5 및 도 7에 도시된 것과 같은 일부 실시예에서, 하우징(100)에는 제거될 때 사용자가 복수의 반경방향 체결부(60)에 접근할 수 있게 하는 제거 가능한 접근 커버(102)가 제공될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 상기 하우징(100)에는 캐비티가 하우징(100) 외부로부터 복수의 반경방향 체결부(60)에 대한 접근을 가능하게 하도록 위치된 복수의 접근 캐비티(반경방향 체결부(60) 각각에 대해 하나씩)가 구비될 수 있다. 이러한 캐비티의 제공은 하우징(100)의 임의의 부분이 제거될 필요 없이 반경방향으로 체결된 구성 및 반경방향으로 체결 해제된 구성 사이에서 발전기(24)가 전환될 수 있게 한다.

도 5 내지 도 8의 실시예를 참고하면, 축방향으로 로터(32)의 이동을 제한하기 위해 사용되는 축방향 체결 기구가 도시되어 있다. 로터(32)를 체결하는 것이 일부 정적 기준 프레임에 대해 수행되어야 하므로, 단부 쉴드(90)도 정의된다. 그러나, 완전히 조립된 발전기(24)에서, 상기 단부 쉴드(90)는 발전기 하우징(100) 자체의 일부일 수도 있고, 그 안에 포함되어 고정적으로 부착되는 별도의 고정 부품일 수도 있다. 상기 단부 쉴드(90)는 축방향 외측으로 그리고 단부 표면에 적어도 부분적으로 인접하여 위치된다. 이것은 정비 대상 부품에 도달하거나 제거할 수 있는 중앙 개구부를 포함할 수 있다. 축방향 체결 기구는 축방향 체결부(80)를 포함한다. 상기 축방향 체결부(80)는 각각의 도면에서 로터(32)의 비-구동 단부(64)에 도시되어 있으며, 여기서 비-구동 단부(64)는 사용 시 풍력 터빈 구동 트레인(파워트레인)으로부터 멀어지는 쪽을 향하는 단부로서 정의된다. 비-구동 단부(64)에서, 체결 및 체결 해제를 위해 체결부에 더 잘 접근할 수 있을 것이다. 그러나 다른 파워트레인에서는 하나 이상의 축방향 체결부가 구동 단부(62)에 설치될 수 있다. 손으로 접근할 수 없는 경우, 축방향 체결부는 전기 또는 기계적인 액튜에이터를 사용하여 원격으로 전환될 수 있다. 하나의 축방향 체결부(80)가 도면에 도시되어 있지만, 일부 실시예에서 로터(32)에는 복수의 축방향 체결부(80)가 제공될 수 있음을 이해해야 한다.

축방향 체결부(80)는 블록(82) 및 상기 블록(82)이 결합되는 로터 맞물림 도구(84)를 포함한다. 상기 로터 맞물림 도구(84)는 로터(32)의 체결 맞물림 특징부(86)와 맞물릴 수 있도록 구성되며, 여기서 체결부 맞물림 특징부(86)는 로터(32)의 축방향 단부 상의 단부면에 배치된다. 도 5 내지 도 8에서, 체결 맞물림 특징부(86)는 타이 로드의 축방향 단부이다. 상기 타이 로드는 로터(32)의 복수의 마그네틱 링 각각을 관통하여 결합되어 로터(32)의 회전에 따라 회전한다. 상기 타이 로드는 일반적으로 로터(32)를 구조적으로 지지하는 데 사용된다. 이 실시예의 로터(32)는 복수의 타이 로드를 포함하고, 이들 각각은 체결 맞물림 특징부(86)로서 사용될 수 있다.

로터 맞물림 도구(84)와 체결 맞물림 특징부(86) 사이의 결합은 임의의 적절한 커플링 기구에 의해 가능해질 수 있다. 예를 들어, 도 5 내지 도 8에 도시된 타이 로드의 축방향 단부에는 나사산이 형성될 수 있고, 로터 맞물림 도구(84)의 일부는 타이로드의 축방향 단부의 나사산에 상보적인 방식으로 나사산이 형성된 캐비티을 포함할 수 있다. 이러한 예에서, 로터 맞물림 도구(84)와 체결 맞물림 특징부(86) 사이의 맞물림은 두 특징부를 서로 나사 결합함으로써 가능한다. 마찬가지로, 두 특징부는 나사를 풀면 분리가 가능하다.

다른 실시예에서, 로터 맞물림 도구(84)와 체결부 맞물림 특징부(86) 사이의 맞물림은 로터 맞물림 도구(84)와 체결부 맞물림 특징부(86) 각각에 2개의 상보적인 형상의 정합 부분을 제공함으로써 가능해질 수 있고, 로터가 맞물림 도구를 돌려서 두 부분을 체결된 구성으로 만들 수 있다. 맞물림이 가능하게 될 때, 두 부분은 접촉하게 되고 로터 맞물림 도구(84)는 두 부분을 함께 체결하도록 회전된다. 분리가 요구될 때, 로터 맞물림 도구(84)는 두 부분을 분리하기 위해 반대 방향으로 회전된다.

도 5 내지 도 8의 로터(32)는 단부 쉴드(90)를 포함한다. 상기 단부 쉴드(90)는 전술한 바와 같이 로터(32)의 단부 표면으로부터 부분적으로 인접하여 축방향 외측으로 연장되도록 배치된다. 상기 단부 쉴드(90)는 로터(32)를 수용하고 로터(32)가 회전하는 동안 정지 상태를 유지하도록 구성된다.

상기 단부 쉴드(90)는 적어도 하나의 개구를 포함하고, 상기 개구는 단부 쉴드(90)를 제거할 필요 없이 단부 쉴드(90)의 외부로부터 로터(32)의 단부 표면으로의 접근을 가능하게 한다. 일부 실시예에서, 상기 로터(32)의 단부 표면에 대한 접근이 필요하지 않을 때, 상기 개구는 제거 가능한 커버로 덮일 수 있다. 이것은 작동 중에 로터(32)에 먼지 또는 다른 이물질이 들어가는 것을 방지하기 위해 제공될 수 있다. 로터(32)의 단부 표면에 접근해야 하는 경우 이러한 커버를 제거할 필요가 있다. 개구는 로터 맞물림 도구(84)의 체결 맞물림 특징부(86)가 개구를 통해 축방향으로 통과하도록 하기에 충분히 크게 되어, 로터 맞물림 도구(84)의 블록(82) 부분이 단부 쉴드에 대해 견고하게 배치되게 된다. 일부 실시예에서, 이것은 블록(82)이 개구를 통과할 수 없도록 개구가 블록(82)보다 작게 구성된다는 것을 의미한다. 다른 실시예에서, 상기 단부 쉴드(90) 및 블록에는 블록(82)을 단부 쉴드(90)에 견고하게 부착하기 위해, (서로를 끌어당겨 부착하도록 구성된 자석 부분이 제공되는 것과 같은) 상보적 부착 수단이 제공될 수 있다. 전술한 바와 같은 개구를 포함하는 것은 체결 맞물림 특징부(86)가 축방향 체결부(80)에 의해 결합되는 것을 가능하게 하는 동시에 축방향 체결부(80)가 단부 쉴드(90)에 대해 배치되고 이에 부착되도록 허용한다.

일부 실시예에서, 상기 블록 부분(82)은 로터 맞물림 도구(84)가 개구를 축방향으로 통과할 때 단부 쉴드(90)의 개구를 덮도록 구성된 플레이트를 포함할 수 있다. 이것은 축방향 체결부(80)가 로터(32)의 체결부 맞물림 특징부(86)와 맞물릴 때 먼지 또는 다른 이물질이 로터(32)에 들어가는 것을 방지하기 위해 제공될 수 있다. 상기 블록 부분(82)의 임의의 구성은 사용시 축방향 체결부(80)가 단부 쉴드(90)에 견고하게 부착되는 한 사용될 수 있다.

도 5 내지 도 8의 실시예에서, 상기 로터(32)가 축방향으로 체결된 구성으로 배치되도록 하기 위해, 축방향 체결부(80)의 로터 맞물림 도구(84)는 단부 쉴드(90)의 개구를 통해 축방향으로 삽입된다. 그 다음, 상기 로터 맞물림 도구(84)는 전술한 실시예에 따라 로터(32)의 단부면 상의 체결 맞물림 특징부(86)와 맞물린다. 동시에, 상기 축방향 체결부(80)의 블록 부분(82)은 전술한 실시예에 따라 단부 쉴드(90)에 대해 고정된다. 일단 축방향 체결부(80)가 설명된 바와 같이 위치되면, 상기 로터(32)는 단부 쉴드(90)에 대해 실질적으로 동일한 상대적 축방향 위치에 유지되고 결과적으로 로터(32)의 축방향 이동은 양방향으로 저항된다.

로터(32)가 축방향으로 체결 해제된 구성으로 배치되기 위해, 로터 맞물림 도구(84)는 로터 맞물림 도구(84)가 체결 맞물림 특징부(86)로부터 분리되고 블록(82)과 로터 맞물림 도구(84)가 둘 다 단부 쉴드(90)늬 개구로부터 체결부로부터 제거되도록 배치된다.

도 5 내지 도 8은 각각 로터 결합 도구(84)가 로터(32)의 체결 맞물림 특징부(86)와 맞물리게 되고 블록(82)이 볼트 기구를 통해 단부 쉴드(90)에 견고하게 부착되는 로터(32)의 축방향으로 체결된 구성을 도시한다. 상기 축방향 체결부(80)가 개구를 통해 연장되어 개구를 완전히 덮는 것으로 도시되어 있기 때문에 단부 쉴드(90)의 개구는 도 5 내지 도 8에서 완전히 보이지는 않는다는 것을 이해해야 한다. 축방향으로 체결 해제된 구성은 도면에 도시되어 있지 않지만, 이러한 구성은 축방향 체결부와 단부 쉴드(90) 또는 체결 맞물림 특징부(86) 사이의 맞물림 없이 위에서 설명된 축방향 체결부의 부재에 의해 단부 쉴드(90)의 개구를 덮지 않는다는 것을 이해해야 한다.

대안적인 실시예에서, 축방향 체결부(80)는 단부 쉴드(90)에 영구적으로 부착되도록 구성될 수 있으며, 로터 맞물림 도구(84)는 개구를 통해 연장되고 개구는 축방향 체결부(80)의 블록 부분(82)에 의해 덮인다. 이러한 실시예에서, 로터 맞물림 도구(84)는 맞물림 상태 및 해제 상태 모두를 갖도록 구성될 수 있다. 맞물림 상태에서, 로터 맞물림 도구(84)는 전술한 실시예에 따라 체결 맞물림 특징부(86)와 결합된다. 해제된 상태에서, 로터 맞물림 도구(84)는 더 이상 체결 맞물림 특징부(86)와 맞물리지 않고 단부 쉴드(90)의 개구를 통해 계속 연장된다. 해제된 상태에서, 로터 맞물림 도구(84)는 사용 중인 로터(32)의 회전을 방해하지 않도록 로터(32)로부터 충분히 해제되도록 구성된다.

작동시, 도 5 내지 도 8의 실시예의 축방향 체결 기구는 각각의 구성이 필요하게 될 때 축방향으로 체결 해제된 구성에서 축방향으로 체결된 구성으로 또는 그 반대로 전환할 수 있도록 구성된다. 전형적으로, 축방향 체결 기구는 로터(32)의 내부 구성요소에 대한 접근이 요구될 때 축방향으로 체결된 구성으로 전환될 것이다. 이러한 접근은 로터(32)의 내부 구성요소가 유지보수를 필요로 할 때에 필요할 수 있으며, 상기 로터(32)를 축방향으로 체결하면 사용자가 이러한 구성요소에 보다 쉽게 접근할 수 있으므로 로터(32)를 완전히 제거하지 않고도 제거되거나 수리될 수 있다. 로터(32)가 체결 해제된 구성과 체결된 구성 사이에서 전환될 때, 로터(32)는 정지 상태로 감속된다. 추가로, 축방향 체결 기구는 발전기(24) 및/또는 기어박스가 한 위치에서 다른 위치로 운송되어야 할 때 축방향으로 체결된 구성으로 전환될 것이다. 운송 중에 로터(32)를 축방향으로 체결하면 로터(32)가 축방향으로 자유롭게 움직일 수 있는 경우 발생할 수 있는 발전기(24) 및/또는 기어박스의 구성요소에 대한 손상을 방지할 수 있다.

축방향 체결 기구는 로터(32)의 회전 위치와 관계없이, 따라서 체결 맞물림 특징부(86)의 회전 위치와 관계없이 체결 맞물림 특징부(86)에 부착가능하도록 구성된다. 이것은 개구, 축방향 체결부(80) 및 체결부 맞물림 특징부(86)의 임의의 적절한 배열을 사용하여 달성될 수 있다. 도 5 내지 도 8의 실시예에서, 로터(32)에는 로터(32)의 길이 전체에 걸쳐 축방향으로 동일하게 연장되는 복수의 타이 로드가 제공되며, 각각의 타이 로드는 로터(32)의 회전축으로부터 실질적으로 동일한 반경방향 거리에 위치된다. 각각의 타이 로드는 로터(32)의 비-구동 단부(64)에 체결 맞물림 특징부(86)를 포함한다. 도 5 내지 도 8의 단부 쉴드(90)는 복수의 개구를 포함하며, 각각은 복수의 타이 로드와 로터(32)의 회전축으로부터 동일한 반경방향 거리에 부분적으로 위치된다. 일부 실시예에서, 단부 쉴드(90)는 도 5 내지 도 8의 실시예에서의 복수의 로드처럼 로터(32)의 회전축으로부터 복수의 타이 로드와 동일한 반경방향 거리에 부분적으로 위치된 단일 개구를 포함하며, 복수의 개구는 축방향으로 체결 해제된 구성과 축방향으로 체결된 구성 간에 전환하기 위해 정지될 때 로터(32)의 회전 위치에 관계없이 단부 쉴드(90)의 개구를 통하여 타이 로드 중 적어도 하나에 대하여 접근하는 것이 가능하게 되도록 단부 쉴드(90) 주위에 배치되는 방식으로 형성된다. 일부 실시예에서, 이것은 각각의 개구가 각각의 연속적인 체결 맞물림 특징부(86) 사이의 각도 간격보다 큰 각도 범위를 적어도 덮도록 하나 이상의 개구를 제공함으로써 달성된다. 이것은 로터(32)의 회전 위치와 무관하게, 적어도 하나의 체결 맞물림 특징부(86)가 개구를 통해 접근 가능함을 보장한다. 도 5 내지 도 8의 실시예에서, 단부 쉴드(90)의 개구 수와 동일한 복수의 축방향 체결부가 제공되고, 로터(32)를 축방향으로 체결된 구성으로 전환시키는 것은 전술한 실시예에 따라 단부 쉴드(90)의 별도의 개구를 통하여 개별 타이 로드에 각각의 축방향 체결부를 부착하는 것을 포함한다.

일부 실시예에서, 축방향 체결 기구는 전술한 실시예에 따른 4개의 축방향 체결부(80)를 포함하고, 단부 쉴드(90)에는 4개의 개구가 제공된다. 4개의 개구부 각각은 로터(32)의 회전축으로부터 실질적으로 동일한 반경방향 거리에 위치된다. 또한, 각각의 개구는 2개의 연속적인 개구의 중심이 회전축에 대히여 90만큼 각도 분리되도록 구성된다. 개구 및 체결 맞물림 특징부(86)의 형상은 로터(32)의 회전 위치에 관계없이 단부 쉴드(90)의 별도의 개구를 통해 각각의 축방향 체결이 체결부 결합 특징부(86)에 부착될 수 있도록 배치된다는 것이 이해되어야 한다.

다른 실시예에서, 로터(32)의 회전 위치에 관계없이 체결 맞물림 특징부(86)와 결합할 수 있는 단일 개구 및 단일 축방향 체결을 제공하는 것이 가능하다는 것을 이해해야 한다. 이것은 모든 회전 위치에서 체결 맞물림 특징부(86)에 대한 접근을 허용하는 단일 개구를 제공하는 것을 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 로터(32)의 적어도 하나의 체결 맞물림 특징부(86) 및 단부 쉴드(90)의 개구는 제거될 수 있거나 그렇지 않으면 전체 로터(32)를 제거할 필요없이 수리될 수 있도록 접근될 수 있는 전술한 로터(32)의 내부 구성요소로부터 반경방향 외측으로 각각 배치된다. 이러한 구성요소는 나셀(4)의 베어링 카세트를 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 로터(32)의 적어도 하나의 체결 맞물림 특징부(86) 및 개구를 위치 설정하면, 내부 구성요소가 제거 또는 수리되어야 할 때 내부 구성요소에 보다 쉽게 접근할 수 있다.

일부 실시예에서, 축방향 체결부(80)에는 도 9에 도시된 바와 같이 하나 이상의 푸시 핀(110)이 추가로 제공된다. 푸시 핀(110)은 단부 쉴드(90)에 대해 그리고 로터(32)의 회전 축에 대해 축방향으로 이동하도록 구성되며, 여기서 로터(32)의 축방향으로 체결된 구성에서, 푸시 핀(110)은 로터(32)의 단부 표면과 접촉하며 로터(32)의 축방향 움직임에 추가로 저항하도록 축방향 헤결부에 연결된다. 이 실시예에서, 푸시 핀(110)은 단부 쉴드(90)의 개구를 통해 이동하도록 구성된다. 푸시 핀(110)의 제공은 로터(32)의 축방향 이동에 대한 추가 저항을 제공할 수 있고, 특히 로터 맞물림 도구(84)의 방향과 반대 방향의 벡터 방향으로의 축방향 이동에 대한 저항을 제공할 수 있다. 그렇게 함으로써, 푸시 핀(110) 및 로터 맞물림 도구(84) 둘 모두의 제공은 두 벡터 축방향으로 로터(32)의 완전한 축방향 체결을 보장할 수 있다. 도 9에 도시된 실시예에서, 로터 맞물림 도구(84)는 로터(32)의 체결 맞물림 특징부(86)와 맞물리고 로터(32)를 단부 쉴드(90)를 향해 효과적으로 "당기고", 단부 쉴드(90)로부터 로터(32)의 축방향 이동에 저항한다. 동시에, 푸시 핀(110)은 로터(32)의 단부 표면과 접촉하게 되며, 로터(32)를 엔드 쉴드(90)로부터 축방향으로 멀리 효과적으로 "밀어주고", 단부 쉴드(90)를 향한 로터(32)의 축방향 이동을 저지한다. 위에서 설명한 두 개의 축방향 저항의 조합은 로터를 단일 축방향 위치에 효과적으로 고정한다.

일부 실시예에서, 푸시 핀(110)은 단부 쉴드(90)의 나사 구멍과 맞물리는 나사 볼트를 포함한다. 나사형 볼트는 로터(32)의 축방향 외부 표면과 접촉하게 하기 위해 단부 쉴드(90)를 통해 나사로 조여질 수 있다. 그 다음, 나사산은 나사산 볼트를 단부 쉴드(90)에 결합하도록 작용하고 축방향으로 로터(32)의 이동을 저지한다. 푸시 핀(110)은 스크류 드라이버, 토크 렌치 또는 임의의 다른 적절한 휴대용 도구를 사용하여 로터(32)의 외부 표면과 결합 및 분리될 수 있다. 대안적으로, 푸시 핀(110)의 단부는 손으로 푸시 핀(110)을 결합 및 해제하기 위한 그립을 포함한다. 축방향 체결부(80)가 볼팅 기구(영구적으로 또는 일시적으로)에 의해 단부 쉴드(90)에 견고하게 부착되는 일부 실시예에서, 축방향 체결부(80)를 단부 쉴드(90)에 고정하는 데 사용되는 볼트는 푸시 핀(110)으로도 사용될 수 있다. 축방향 체결부(80)가 단부 쉴드(90)에 영구적으로 부착되는 실시예에서, 나사형 볼트는 단부 쉴드(90)에 축방향 체결부(80)를 고정하기 위해 단부 쉴드(90)를 통해 부분적으로 나사로 조여질 수 있고, 볼트가 로터(32)와 접촉하도록(즉, 위에서 설명된 실시예에 따라 축방향으로 잠긴 구성이 될 수 있음) 추가로 나사 조여질 수 있다. 볼트가 로터(32)와 접촉하지 않는 경우, 본 실시예의 축방향 체결부(80)는 축방향 체결 해제된 구성에 있게 된다. 이러한 구성에서, 볼트는 로터(32)의 회전이 방해받지 않는 방식으로 위치 설정되도록 구성된다.

도 5 내지 도 8의 실시예에서, 발전기(24)에는 반경방향 및 축방향 체결 기구가 모두 제공된다. 이러한 실시예에서, 발전기(24)에는 체결된 구성 및 체결 해제된 구성이 추가로 제공된다. 체결된 구성에서, 발전기(24)는 반경방향 및 축방향으로 체결된 구성 모두에 있도록 구성된다. 체결 해제된 구성에서, 발전기(24)는 반경방향 및/또는 축방향으로 체결 해제된 구성으로 구성된다. 작동시, 본 발명의 반경방향 및 축방향 체결 기구는 각각의 구성이 필요할 때 체결 해제된 구성에서 체결된 구성으로 또는 그 반대로 전환되도록 구성된다.

첨부된 특허청구범위에 정의된 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 상술한 특정예에 대해 많은 수정이 이루어질 수 있다. 일 실시예의 특징은 또한 그러한 실시예에 대한 추가로서 또는 그 대체물로서 다른 실시예에서 사용될 수 있다.

1: 풍력 터빈 24: 발전기
32: 로터 60: 반경방향 체결부
70: 고정부 72: 장형 부분
82: 제거 가능한 블록 84: 로터 맞물림 도구
90: 단부 쉴드

Claims (27)

1. 풍력 터빈(1)을 위한 발전기(24)로서, 상기 발전기(24)는 로터 조립체, 스테이터 및 반경방향 체결 기구를 포함하되, 상기 로터 조립체는:
   - 회전축 및 축방향 단부에 위치된 단부 표면을 갖는 로터(32)로서, 상기 로터(32)는 상기 단부 표면에 배치된 적어도 하나의 체결 맞물림 특징부(86)를 포함하는, 로터(32);
   - 축방향 외측으로 그리고 적어도 부분적으로 상기 단부 표면에 인접하게 위치된 단부 쉴드(90)로서, 상기 단부 쉴드(90)는 로터(32)의 단부 표면에 대한 접근을 가능하게 하는 적어도 하나의 개구를 포함하는, 단부 쉴드(90); 및
   - 상기 단부 쉴드(90)의 적어도 하나의 개구를 부분적으로 덮도록 된 제거 가능한 블록(82)을 포함하는 적어도 하나의 축방향 체결부(80) 및 제거 가능한 상기 블록을 적어도 하나의 체결 맞물림 특징부(86)에 맞물리게 하는 로터 맞물림 도구(84)를 포함하는 축방향 체결 기구(82);를 포함하되,
   상기 축방향 체결 기구는 축방향으로 체결된 구성과 축방향 체결 해제된 구성 사이에서 로터 조립체를 전환시키도록 배치되고:
   - 축방향으로 체결된 구성에서, 적어도 하나의 축방향 체결부(80)의 제거 가능한 블록(82)은 단부 쉴드(90)에 대해 배치되고, 이에 의해 적어도 하나의 개구를 적어도 부분적으로 덮고, 로터 맞물림 도구(84)는 축방향 체결부(80)가 로터(32)의 축방향 이동에 저항하도록 제거 가능한 블록(82)을 적어도 하나의 체결 맞물림 특징부(86)와 결합하고;
   - 축방향으로 체결 해제된 구성에서, 상기 로터(32)가 적어도 하나의 축방향으로 이동 가능하도록 제거 가능한 블록(82) 및 로터 맞물림 도구(84)는 상기 단부 쉴드(90)의 개구로부터 제거되고;
   상기 반경방향 체결 기구는 복수의 반경방향 체결부(60)를 포함하되, 상기 반경방향 체결부(60)는,
   - 스테이터에 결합되는 고정부(70); 및
   - 상기 고정부(70)에 대해 그리고 회전 축에 대해 반경방향으로 이동하도록 된 이동가능한 장형 부분(72);을 포함하며,
   상기 반경방향 체결부(60)는 반경방향으로 체결된 구성과 반경방향으로 체결 해제된 구성 사이에서 발전기(24)를 전환시키도록 배열되고,
   - 반경방향으로 체결된 구성에서, 상기 반경방향 체결부(60)의 이동가능한 장형 부분(72)은 로터(32)의 외부 표면과 접촉하고 각각의 고정부(70)에 결합되어, 이동가능한 장형 부분(72)은 상기 로터(32)의 반경방향 움직임에 저항하며,
   - 반경방향으로 체결 해제된 구성에서, 상기 반경방향 체결부(60) 중 적어도 하나의 이동 가능한 장형 부분(72)은 상기 로터(32)가 적어도 하나의 반경방향으로 이동 가능하도록 로터(32)의 외부 표면과 접촉하지 않는 것을 특징으로 하는 풍력 터빈용 발전기(24).
2. 제1항에 있어서,
   상기 발전기(24)는 체결된 구성과 체결 해제된 구성 사이에서 전환되도록 되고,
   - 체결된 구성에서, 상기 발전기(24)는 반경방향으로 체결된 구성 및 축방향으로 체결된 구성에 있게 되며;
   - 체결 해제된 구성에서, 상기 발전기(24)는 반경방향으로 체결 해제된 구성 및/또는 축방향으로 체결 해제된 구성에 있게 되는 것을 특징으로 하는 풍력 터빈용 발전기(24).
3. 풍력 터빈(1)용 발전기(24)로서, 상기 발전기(24)는 회전축을 갖는 로터(32), 스테이터 및 반경방향 체결 기구를 포함하고, 상기 반경방향 체결 기구는 복수의 반경방향 체결부(60)를 포함하되, 상기 반경방향 체결부(60는,
   - 스테이터에 결합되는 고정부(70); 및
   - 상기 고정부(70)에 대해 그리고 회전축에 대해 반경방향으로 이동하도록 된 이동가능한 장형 부분(72);을 포함하며,
   상기 반경방향 체결부(60)는 반경방향으로 체결된 구성과 반경방향으로 체결 해제된 구성 사이에서 발전기(24)를 전환시키도록 배열되고,
   - 반경방향으로 체결된 구성에서, 상기 반경방향 체결부(60)의 이동가능한 장형 부분(72)은 로터(32)의 외부 표면과 접촉하고 각각의 고정부(70)에 결합되어, 이동가능한 장형 부분(72)은 상기 로터(32)의 반경방향 움직임에 저항하며,
   - 반경방향으로 체결 해제된 구성에서, 상기 반경방향 체결부(60) 중 적어도 하나의 이동 가능한 장형 부분(72)은 상기 로터(32)가 적어도 하나의 반경방향으로 이동 가능하도록 로터(32)의 외부 표면과 접촉하지 않는 것을 특징으로 하는 풍력 터빈용 발전기(24).
4. 제3항에 있어서,
   복수의 상기 반경방향 체결부(60)는 적어도 상기 발전기(24)가 반경방향으로 체결된 구성에 있을 때, 상기 반경방향 체결부(60)의 이동가능한 장형 부분(72)이 스테이터의 인접한 두 권선(38) 사이에서 연장되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 풍력 터빈용 발전기(24).
5. 제4항에 있어서,
   적어도 상기 발전기(24)가 반경방향으로 체결된 구성에 있을 때, 상기 반경방향 체결부(60)의 이동가능한 장형 부분(72)은 스테이터의 인접한 두 권선(38) 중 하나와 접촉하지 않고서 상기 스테이터의 인접한 두 권선(38) 사이에서 연장되는 것을 특징으로 하는 풍력 터빈용 발전기(24).
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   복수의 반경방향 체결부(60)는 대향하는 쌍으로 배열되고, 대향하는 쌍 중 하나의 반경방향 체결부(60)는 실질적으로 동일한 축방향 위치에 있고 상기 로터(32)의 회전축에 대하여 실질적으로 서로 직경 반대방행에 배치되는 것을 특징으로 하는 풍력 터빈용 발번기(24).
7. 제1항에 있어서,
   복수의 반경방향 체결부(60) 중 적어도 하나는 로터(32)의 구동 단부(62)에 배치되고, 복수의 반경방향 체결부(60) 중 적어도 하나는 상기 로터(32)의 비-구동 단부(64)에 배치되며, 상기 비-구동 단부(64)는 사용시 풍력 터빈 파워트레인에서 반대 방향을 향하는 것을 특징으로 하는 풍력 터빈용 발전기(24).
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 발전기(24)의 하우징(100)은 실질적으로 직육면체 형상이고, 복수의 반경방향 체결부(60)는 반경방향 체결부(60)에 대한 접근이 반경방향으로 체결된 구조와 반경방향으로 체결 해제된 구조 사이에서 각각의 반경방향 체결부(60)를 전환하도록 축방향으로 따라 연장되는 하우징(100)의 적어도 하나의 면을 통해서 가능하게 되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 풍혁 터빈용 발전기(24).
9. 제8항에 있어서,
   상기 하우징(100)에는 복수의 체결부 접근 캐비티가 제공되고, 상기 체결부 접근 캐비티는 하우징(100)의 외부로부터 각각의 반경방향 체결부(60)의 장형 부분(72)에 접근할 수 있도록 배치되는 것을 특징으로 하는 풍력 터빈용 발전기(24).
10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    복수의 상기 반경방향 체결부(60)는 실질적으로 동일한 축방향 위치에서 인접한 반경방향 체결부(60)의 쌍으로 배열되고, 인접한 반경방향 체결부(60)의 쌍 중 인접한 반경방향 체결부(60) 모두는 하우징(100)의 동일한 면에서 접근할 수 있눈 것을 특징으로 하는 풍력 터빈용 발전기(24).
11. 제10항에 있어서,
    인접한 반경방향 체결부(60)의 2개의 인접한 쌍은 인접한 반경방향 체결부(60)의 두 인접한 쌍이 직육면체 하우징(100)의 동일한 면으로부터 접근 가능하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 풍력 터빈용 발전기(24).
12. 풍력 터빈(1)용 발전기(24)로서, 상기 발전기는 로터 조립체를 포함하고, 상기 로터 조립체는,
    - 회전축 및 축방향 단부에 위치된 단부 표면을 갖는 로터(32)로서, 상기 로터(32)는 상기 단부 표면에 배치된 적어도 하나의 체결 맞물림 특징부(86)를 포함하는, 로터(32);
    - 축방향 외측으로 그리고 적어도 부분적으로 상기 단부 표면에 인접하게 위치된 단부 쉴드(90)로서, 상기 단부 쉴드(90)는 로터(32)의 단부 표면에 대한 접근을 가능하게 하는 적어도 하나의 개구를 포함하는, 단부 쉴드(90); 및
    - 상기 단부 쉴드(90)의 적어도 하나의 개구를 부분적으로 덮도록 된 제거 가능한 블록(82)을 포함하는 적어도 하나의 축방향 체결부(80) 및 제거 가능한 상기 블록을 적어도 하나의 체결 맞물림 특징부(86)에 맞물리게 하는 로터 맞물림 도구(84)를 포함하는 축방향 체결 기구 (82);를 포함하되,
    상기 축방향 체결 기구는 축방향으로 체결된 구성과 축방향 체결 해제된 구성 사이에서 상기 로터 조립체를 전환시키도록 배치되고:
    - 축방향으로 체결된 구성에서, 적어도 하나의 축방향 체결부(80)의 제거 가능한 블록(82)은 단부 쉴드(90)에 대해 배치되고, 이에 의해 적어도 하나의 개구를 적어도 부분적으로 덮고, 로터 맞물림 도구(84)는 축방향 체결부(80)가 로터(32)의 축방향 이동에 저항하도록 제거 가능한 블록(82)을 적어도 하나의 체결 맞물림 특징부(86)와 결합하고;
    - 축방향으로 체결 해제된 구성에서, 로터(32)가 적어도 하나의 축방향으로 이동 가능하도록 제거 가능한 블록(82) 및 로터 맞물림 도구(84)가 단부 쉴드(90)의 개구로부터 제거되는 것을 특징으로 하는 풍력 터빈용 발전기(24).
13. 제12항에 있어서,
    상기 로터(32)에 대한 접근을 가능하게 하는 개구가 상기 로터 조립체의 비-구동 단부(64)에 위치되고, 상기 비-구동 단부(64)는 사용시에 풍력 터빈 파워트레인으로부터 멀어지는 방향을 향하는 것을 특징으로 하는 풍력 터빈용 발전기(24).
14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 로터(32)는 복수의 체결 맞물림 특징부(86)를 포함하는 풍력 터빈용 발전기(24).
15. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단부 쉴드(90)는 상기 로터(32)의 단부 표면에 접근할 수 있게 하는 복수의 개구를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력 터빈용 발전기(24).
16. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    - 상기 로터(32)는 복수의 체결 맞물림 특징부(86)를 포함하고, 상기 단부 쉴드(90)는 상기 로터(32)의 단부 표면에 접근할 수 있게 하는 복수의 개구를 포함하되, 상기 축방향 체결 기구는 복수의 축방향 체결부(80)를 포함하며,
    - 축방향으로 체결된 구성에서, 각각의 축방향 체결부(80)의 제거 가능한 블록(82)은 단부 쉴드(90)에 대해 배치되고, 이에 의해 복수의 개구 중 각각의 개구를 적어도 부분적으로 덮고, 각각의 로터 맞물림 도구(84)는 축방향 체결부(80)가 로터(32)의 축방향 이동에 대해 저항하도록 제거 가능한 블록(82)을 복수의 체결 맞물림 특징부(86) 중 각각의 하나와 결합하는 것을 특징으로 하는 풍력 터빈용 발전기(24).
17. 제16항에 있어서,
    복수의 체결 맞물림 특징부(86) 및 복수의 개구는 상기 로터 조립체의 하나 이상의 내부 구성요소로부터 반경방향 외측에 위치되어, 상기 로터 조립체가 축방향으로 체결된 구성에 있을 때, 상기 내부 구성요소는 로터(23)의 조립체의 외부로부터 접근가능하도록 된 것을 특징으로 하는 풍력 터빈용 발전기(24).
18. 제16항에 있어서,
    복수의 상기 체결 맞물림 특징부(86) 및 복수의 상기 개구는 연결 지점으로부터 사용시 상기 로터 조립체에 연결되어 작동하는 기어박스 내의 베어링 카세트로 반경방향 외측으로 배치되어, 상기 베어링 카세트는 상기 로터 조립체가 축방향으로 체결된 구성에 있을 때 상기 로터 조립체의 외부로부터 접근가능한 것을 특징으로 하는 풍력 터빈용 발전기(24).
19. 제16항에 있어서,
    상기 단부 쉴드(90)는 4개의 개구를 포함하고, 2개의 연속적인 개구의 중심은 90°의 각도으로 회전축에 대해 각지게 분리되어 있는 것을 특징으로 하는 풍력 터빈용 발전기(24).
20. 제12항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 체결 맞물림 특징부(86)는 나사산이 형성된 타이 로드 단부를 포함하고, 축방향으로 체결 구성에 있을 때, 축방향 체결부(80)의 로터 맞물림 도구(84)는 로드 단부에 나사 체결되는 것을 특징으로 하는 풍력 터빈용 발전기(24).
21. 제12항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 축방향 체결부(80)는 상기 단부 쉴드(90)에 대해 그리고 로터(32)의 회전축에 대해 축방향으로 이동하도록 된 푸시 핀(110)을 추가로 포함하며, 상기 로터 조립체의 축방향으로 체결된 구성에서, 상기 단부 쉴드(90)의 방향으로 상기 로터(32)의 축방향 움직임에 저항하기 위하여, 상기 푸시 핀(110)은 상기 로터(32)의 단부 표면에 접촉하도록 되고 축방향 체결부(80)에 연결된 것을 특징으로 하는 풍력 터빈용 발전기(24).
22. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제4항 내지 제11항의 반경방향 체결 기구의 특징 중 하나 또는 제13항 내지 제21항의 축방향 체결 기구의 특징이 결합된 것을 특징으로 하는 풍력 터빈용 발전기(24).
23. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 따른 발전기(24)를 포함하는 풍력 터빈(1).
24. 풍력 터빈(1)의 파워트레인으로부터 하나 이상의 파워트레인 구성요소를 제거하거나 정비하는 방법으로서, 상기 파워트레인은 제1항에 따른 발전기(24)를 포함하며, 상기 방법은,
    반경방향 체결 기구을 결합하는 단계;
    축방향 체결 기구을 결합하는 단계; 및
    상기 단부 쉴드(90)의 중앙 개구를 통해 하나 이상의 파워트레인 구성요소를 제거하거나 정비하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력 터빈(1)의 파워트레인으로부터 하나 이상의 파워트레인 구성요소를 제거하거나 정비하는 방법.
25. 제24항에 있어서, 하나 이상의 상기 파워트레인 구성요소는 상기 로터 조립체의 하나 이상의 내부 구성요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력 터빈(1)의 파워트레인으로부터 하나 이상의 파워트레인 구성요소를 제거하거나 정비하는 방법.
26. 제24항에 있어서, 하나 이상의 상기 파워트레인 구성요소는 사용시 상기 로터 조립체에 결합되어 작동하는 기어박스의 베어링 카세트를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력 터빈(1)의 파워트레인으로부터 하나 이상의 파워트레인 구성요소를 제거하거나 정비하는 방법.
27. 제24항에 있어서, 하나 이상의 상기 파워트레인 구성요소는 스테이 전류 보호 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력 터빈(1)의 파워트레인으로부터 하나 이상의 파워트레인 구성요소를 제거하거나 정비하는 방법.
    
    

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