KR20090064446A - 풍차 회전 날개의 서스펜션 장치, 풍차 회전 날개의 장착 방법, 및 풍력 발전 장치의 건설 방법 - Google Patents
풍차 회전 날개의 서스펜션 장치, 풍차 회전 날개의 장착 방법, 및 풍력 발전 장치의 건설 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 복수대의 중기를 이용하는 일이 없이 풍차 회전 날개의 장착, 및 분리를 가능하게 하는 동시에, 평지가 적은 복잡한 지형을 갖는 사이트에 있어서도 풍차 회전 날개의 장착, 및 분리가 가능한 풍차 회전 날개의 서스펜션 장치, 풍차 회전 날개의 장착 방법, 및 풍력 발전 장치의 건설 방법을 제공한다. 본 발명은 풍차 회전 날개(6)가 장착되는 로터 헤드(4)측으로부터 풍차 회전 날개(6)측으로 서스펜션 와이어(17)를 유도하는 동시에, 로터 헤드(4)의 회전 축선에 따르는 방향으로 이동 가능하게 배치된 활차(14)와, 풍차 회전 날개(6)의 장착 단측을 보지하는 동시에, 풍차 회전 날개(6)의 중심 및 서스펜션 와이어(17)가 연결되는 접속부를 연결하는 선이, 풍차 회전 날개(6)의 긴 축선에 대하여 교차하는 보지부(15)와, 지상에 배치되고, 서스펜션 와이어(17)를 견인하는 것에 의해, 보지부(15)를 감아 올리거나, 또는 감아 내리는 윈치(12)가 마련되어 있는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 특히, 풍차 회전 날개를 1날개씩 장착 및 분리하는 데에 적합한 풍차 회전 날개의 서스펜션 장치, 풍차 회전 날개의 장착 방법, 및 풍력 발전 장치의 건설 방법에 관한 것이다.
종래, 풍력 발전 장치에 있어서, 지주의 선단에 설치된 나셀(nacelle), 로터 헤드, 풍차 회전 날개, 그 외의 거물 부품인 증속기 등에 고장 및 손상이 발생하고, 이들의 부품을 교환하는 때는 대형 크레인(crane)이 이용되고 있다.
또는, 산악지 등과 같이, 평지의 확보가 곤란한 장소에 있어서의 풍력 발전 장치의 건설의 경우에는, 풍차 회전 날개를 1날개마다에 로터 헤드에 장착하는 것이 요구되고 있었다. 즉, 로터 헤드에의 풍차 회전 날개의 장착은 평지에서 실행할 필요가 있기 때문에, 평지의 확보가 곤란할 경우에는, 지주의 선단에 장착된 로터 헤드에 풍차 회전 날개를 1날개마다에 장착하는 것이 요구되고 있었다(예컨대, 특허문헌 1 참조).
[특허문헌 1] 일본 특허 공표 제 2005-531709 호 공보
상술의 풍력 발전 장치에는, 풍차 회전 날개와 지주와의 간섭을 피하기 위해서, 로터 헤드 등의 회전축의 틸트(tilt) 각이나 풍차 회전 날개의 콘(corn) 각이 마련되어 있다.
그 때문에, 특허문헌 1에 기재되어 있는 것과 같이 풍차 회전 날개를 1날개마다에 매달고, 풍차 회전 날개를 장착하고, 및 분리할 경우에는, 풍차 회전 날개의 자세를 상술의 틸트 각 및 콘 각에 합친 각도만큼 기울이는 필요가 있다. 구체적으로는, 풍차 회전 날개의 선단을 크레인 등의 중기로 보지하는 것에 의해, 풍차 회전 날개의 자세를 조정하고 있었다.
이와 같이, 풍차 회전 날개를 매달아 올리고, 및 매달아 내리는 중기의 이외에, 풍차 회전 날개의 자세를 조정하기 위해서만 이용하는 중기가 필요로 되기 때문에, 풍차 회전 날개의 장착 비용이 많아진다고 하는 문제가 있다.
본 발명은, 상기의 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것이며, 복수대의 중기를 이용하는 일이 없이 풍차 회전 날개의 장착, 및 분리를 가능하게 하는 동시에, 평지가 적은 복잡한 지형을 갖는 사이트에 있어서도 풍차 회전 날개의 장착, 및 분리를 가능하게 하는 풍차 회전 날개의 서스펜션 장치, 풍차 회전 날개의 장착 방법, 및 풍력 발전 장치의 건설 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 이하의 수단을 제공한다.
본 발명의 제 1 태양은, 풍차 회전 날개가 장착되는 로터 헤드측으로부터 상기 풍차 회전 날개측으로 서스펜션 와이어를 유도하는 동시에, 상기 로터 헤드의 회전 축선에 따르는 방향으로 이동 가능하게 배치된 활차와, 상기 풍차 회전 날개의 장착 단측을 보지하는 동시에, 상기 풍차 회전 날개의 중심 및 상기 서스펜션 와이어가 연결되는 접속부를 연결하는 선이, 상기 풍차 회전 날개의 긴 축선에 대하여 교차하는 보지부와, 상기 로터 헤드, 상기 로터 헤드가 장착된 나셀, 또는 지상의 어느 하나에 배치되고, 상기 서스펜션 와이어를 견인하는 것에 의해, 상기 보지부를 감아 올리거나, 또는 감아 내리는 윈치가 마련되어 있는 풍차 회전 날개의 서스펜션 장치를 제공한다.
본 발명의 제 1 태양에 의하면, 풍차 회전 날개는 보지부를 거쳐서 서스펜션 와이어에 의해 매달아 내릴 수 있다. 이 때, 풍차 회전 날개는, 풍차 회전 날개의 중심과 접속부를 연결하는 선이 연직 방향을 따라서 연장되는 자세로 된다. 즉, 풍차 회전 날개는 연직 방향에 대하여 긴 축선이 교차하는 자세로 매달아 내릴 수 있다.
예컨대, 연직 방향과 상술의 긴 축선 방향과의 사이가 하는 각이 로터 헤드의 틸트 각 및 풍차 회전 날개의 콘 각을 합친 각도와 대략 동일한 경우에는, 매달아 내린 풍차 회전 날개의 자세를 조절하는 일이 없이, 로터 헤드에 대하여 풍차 회전 날개를 장착하거나, 또는 분리하는 것이 가능하다. 그 때문에, 풍차 회전 날개의 자세를 조정하는 중기 등을 이용할 필요가 없다.
활차를 로터 헤드의 회전 축선에 따르는 방향으로 이동시키는 것에 의해, 풍차 회전 날개는 로터 헤드에 대하여 상술의 방향으로 상대적으로 이동된다. 그렇게 하면, 서스펜션 와이어의 감아 올리기 또는 감아 내리기에 맞춰서, 활차를 이동시키는 것에 의해, 로터 헤드에 대하여 풍차 회전 날개를 상술의 긴 축선 방향을 따라서 접근 또는 이간시킬 수 있다.
예컨대, 로터 헤드와 풍차 회전 날개가, 상술의 긴 축선 방향으로 연장되는 볼트 등에 의해 고정되어 있을 경우에는, 상술의 볼트와 상기 볼트가 삽통되는 관통 구멍과의 간섭을 방지하면서, 로터 헤드에 대하여 풍차 회전 날개를 접근 또는 이간시킬 수 있다. 그 때문에, 상술의 볼트와 관통 구멍과의 간섭을 방지하기 위해서, 중기 등을 사용할 필요가 없다.
보지부 및 보지부에 보지된 풍차 회전 날개의 감아 올리기, 또는 감아 내리기는 로터 헤드, 나셀, 또는 지상에 배치된 윈치에 의해 행하여지기 때문에, 종래의 풍차 회전 날개의 서스펜션과 비교해서, 사용되는 중기의 수를 감소시킬 수 있다.
상기 발명의 제 1 태양에 있어서는, 상기 보지부에는, 상기 풍차 회전 날개의 장착 단으로 개구하는 개구부의 내부에 장착되는 프레임체가 마련되고, 상기 프레임체에 상기 접속부가 마련되어 있는 구성이 바람직하다.
이렇게 하는 것에 의해, 상술의 장착 단으로 개구하는 개구부에 프레임체를 장착하고, 프레임체에 마련된 접속부를 거쳐서 풍차 회전 날개를 매달아 내리는 것이 가능하다. 그 때문에, 풍차 회전 날개의 중심과 접속부를 연결하는 선이, 상술의 개구부의 내부를 통과할 경우이라도, 서스펜션 와이어와 풍차 회전 날개와의 간섭을 방지하고, 풍차 회전 날개를 안정하게 매달아 내릴 수 있다.
예를 들면, 풍차 회전 날개의 중심과 접속부를 연결하는 선과, 풍차 회전 날개의 긴 축선이 이루는 각이 작을 경우에는, 풍차 회전 날개의 중심과 접속부를 연결하는 선이 상술의 개구부의 내부를 통과한다. 이러한 경우이라도 풍차 회전 날개를 안정하게 매달아 내릴 수 있다.
상기 구성에 있어서는, 상기 프레임체에는, 상기 접속부로부터 상기 활차를 향해서 연장되는 상기 서스펜션 와이어가 통과되는 삽통부가 마련되어 있는 것이 바람직하다.
이렇게 하는 것에 의해, 서스펜션 와이어를 삽통부에 통과시키는 것에 의해, 서스펜션 와이어와 보지부와의 상대적인 위치 관계가 안정된다. 그 때문에, 보지부를 거쳐서 서스펜션 와이어에 매달아 내려지는 풍차 회전 날개의 자세도 안정된다.
상기 발명의 제 1 태양에 있어서는, 상기 보지부에는, 상기 풍차 회전 날개의 직경 방향 외측에 배치된 상기 접속부로부터, 상기 풍차 회전 날개를 향해서 상기 장착 단측으로 경사해서 연장되는 경사부와, 상기 접속부로부터 연장되어서 상기 풍차 회전 날개의 외주면에 감기는 보지용 슬링(sling)이 마련되어 있는 것이 바람직하다.
이렇게 하는 것에 의해, 서스펜션 와이어가 접속된 접속부는, 경사부와 보지용 슬링에 의해, 풍차 회전 날개의 직경 방향 외측에 안정하게 배치된다. 그 때문에, 풍차 회전 날개의 중심과 접속부를 연결하는 선이, 상술의 장착 단으로부터 직경 방향 외측으로 뛰어 나갈 경우이라도, 풍차 회전 날개를 안정하게 매달아 내릴 수 있다.
예를 들면, 풍차 회전 날개의 중심과 접속부를 연결하는 선과, 풍차 회전 날개의 긴 축선이 이루는 각이 클 경우에는, 풍차 회전 날개의 중심과 접속부를 연결하는 선이, 상술의 장착 단으로부터 직경 방향 외측으로 뛰어 나간다. 이러한 경우이라도 풍차 회전 날개를 안정하게 매달아 내릴 수 있다.
상기 발명의 제 1 태양에 있어서는, 상기 보지부에는, 상기 풍차 회전 날개의 직경 방향 외측에 배치된 상기 접속부로부터, 상기 풍차 회전 날개를 향해서 상기 장착 단측으로 경사해서 연장되는 경사부와, 상기 접속부로부터 연장되어서 상기 풍차 회전 날개의 외주면에 감기는 보지용 슬링이 마련되고, 상기 경사부는 상기 풍차 회전 날개를 협지하도록 연장되어 분기하고, 상기 경사부의 단부로부터 연장되고, 상기 풍차 회전 날개에 있어서의 상기 접속부와 대향하는 외주면에 감기는 보조 슬링이 마련되어 있는 것이 바람직하다.
이렇게 하는 것에 의해, 경사부의 단부로부터 연장되는 보조 슬링은, 풍차 회전 날개에 있어서의 접속부와 대향하는 외주면에 감기고, 상기 외주면을 압압한다. 그 때문에, 보조 슬링은 풍차 회전 날개에 있어서의 중심 주위의 회전을 억제하고, 풍차 회전 날개의 자세를 안정시킬 수 있다.
본 발명의 제 2 태양은, 지상에 배치된 풍차 회전 날개 및 지주의 위에 설치된 로터 헤드에 청구항 1 내지 청구항 5중 어느 하나에 기재된 풍차 회전 날개의 서스펜션 장치를 장착하는 동시에, 상기 풍차 회전 날개의 선단에 서스펜션 보조 브래킷을 장착하는 준비 공정과, 상기 보지부에 장착된 상기 서스펜션 와이어, 및 상기 서스펜션 보조 브래킷에 장착된 서스펜션 보조 와이어를 인상하고, 상기 풍차 회전 날개를 지상에 배치된 자세대로 매달아 올리는 매달아 올림 공정과, 상기 풍차 회전 날개를 상기 서스펜션 장치에 의해 더욱 매달아 올리고, 상기 풍차 회전 날개의 자세를 회전시키는 회전 공정과, 상기 풍차 회전 날개를 상기 로터 헤드에 장착하는 장착 공정을 갖는 풍차 회전 날개의 장착 방법을 제공한다.
본 발명의 제 2 태양에 의하면, 상기 본 발명의 서스펜션 장치 및 서스펜션 보조 브래킷을 이용하여 풍차 회전 날개를 지상으로부터 그대로의 자세로 인상하고, 그 후에 보지부에서 풍차 회전 날개를 매달아 내리기 때문에, 풍차 회전 날개의 선단과 지면과의 간섭을 방지하는 것에 의해, 풍차 회전 날개의 파손을 방지할 수 있다.
또한, 풍차 회전 날개를 로터 헤드에 장착할 때에는, 보지부에서 풍차 회전 날개를 매달아 내리기 때문에, 연직 방향과 상술의 긴 축선 방향과의 사이가 이루는 각을 로터 헤드의 틸트 각 및 풍차 회전 날개의 콘 각을 합친 각도와 대략 동일하게 할 수 있다. 그 때문에, 풍차 회전 날개의 자세를 조정하는 중기 등을 이용할 필요가 없다.
상기 발명의 제 2 태양에 있어서는, 상기 장착 공정에 있어서, 상기 풍차 회전 날개를 인상하는 동시에, 상기 로터 헤드에 장착한 상기 활차의 위치를 상기 로터 헤드의 회전 축선에 따르는 방향으로 이동시키는 것이 바람직하다.
이와 같이 하는 것에 의해, 활차를 로터 헤드의 회전 축선에 따르는 방향으로 이동시키는 것에 의해, 풍차 회전 날개를 로터 헤드에 대하여 상술의 방향으로 상대적으로 이동시킨다. 그렇게 하면, 서스펜션 와이어의 감아 올리기 또는 감아 내리기에 맞춰서, 활차를 이동시키는 것에 의해, 로터 헤드에 대하여 풍차 회전 날개를 상술의 긴 축선 방향을 따라서 접근 또는 이간시킬 수 있다.
본 발명의 제 3 태양은, 본 발명의 제 2 태양의 풍차 회전 날개의 장착 방법을 이용하는 풍력 발전 장치의 건설 방법을 제공한다.
본 발명의 제 3 태양에 의하면, 상기 본 발명의 제 2 태양의 풍차 회전 날개의 장착 방법을 이용하고 있기 때문에, 복수대의 중기를 이용하는 일이 없이 풍차 회전 날개를 로터 헤드에 장착하고, 및 분리할 수 있다. 또한, 평지가 적은 복잡한 지형을 갖는 사이트에 있어서도 풍차 회전 날개를 장착하고, 및 분리할 수 있다.
본 발명의 제 1 태양에 따른 풍차 회전 날개의 서스펜션 장치, 제 2 태양에 따른 풍차 회전 날개 장착 방법, 및 제 3 태양에 따른 풍력 발전 장치의 건설 방법에 의하면, 풍차 회전 날개는, 보지부를 거쳐서 서스펜션 와이어에 의해 매달아 내리는 것에 의해, 연직 방향에 대하여 긴 축선이 교차하는 자세에서 매달아 내릴 수 있어, 복수대의 중기를 이용하는 일이 없이 풍차 회전 날개의 장착, 및 분리를 가능하게 하는 동시에, 평지가 적은 복잡한 지형을 갖는 사이트에 있어서도 풍차 회전 날개의 장착, 및 분리가 가능하다는 효과를 나타낸다.
활차를 로터 헤드의 회전 축선에 따르는 방향으로 이동시키는 것에 의해, 복수대의 중기를 이용하는 일이 없이 풍차 회전 날개의 장착, 및 분리를 가능하게 하는 동시에, 평지가 적은 복잡한 지형을 갖는 사이트에 있어서도 풍차 회전 날개의 장착, 및 분리가 가능하다는 효과를 나타낸다.
보지부 및 보지부에 보지된 풍차 회전 날개의 감아 올리기, 또는 감아 내리기는, 로터 헤드, 나셀, 또는 지상에 배치된 윈치에 의해 행하여지기 때문에, 복수대의 중기를 이용하는 일이 없이 풍차 회전 날개의 장착, 및 분리를 가능하게 하는 동시에, 평지가 적은 복잡한 지형을 갖는 사이트에 있어서도 풍차 회전 날개의 장착, 및 분리가 가능하다는 효과를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 있어서의 제 1 실시 형태에 따른 풍력 발전 장치의 구성을 설명하는 도면,
도 2는 도 1의 풍차 회전 날개의 장착 방법을 설명하는 흐름도,
도 3은 도 1의 풍차 회전 날개의 장착의 때에 있어서의, 활차 및 윈치의 배치를 설명하는 모식도,
도 4는 풍차 회전 날개에 서스펜션 지그, 및 보조 브래킷을 장착한 상태를 설명하는 모식도,
도 5는 도 3의 풀리 및 활차의 배치 위치를 설명하는 모식도,
도 6은 도 3의 활차의 구성을 설명하는 부분 사시도,
도 7은 도 4의 서스펜션 지그의 구성을 설명하는 사시도,
도 8은 도 7의 고정 플레이트 및 고정 블록의 구성을 설명하는 모식도,
도 9는 도 8의 T자 너트의 구성을 설명하는 모식도,
도 10은 풍차 회전 날개를 매달아 올릴 때의 풍차 회전 날개의 회전을 설명하는 모식도,
도 11은 풍차 회전 날개를 매달아 올릴 때의 풍차 회전 날개의 회전을 설명하는 모식도,
도 12는 로터 헤드에의 풍차 회전 날개의 장착을 설명하는 모식도,
도 13은 윈치의 배치 위치의 다른 실시예를 설명하는 모식도,
도 14는 윈치의 배치 위치의 다른 별도의 실시예를 설명하는 모식도,
도 15는 윈치의 배치 위치의 다른 별도의 실시예를 설명하는 모식도,
도 16은 도 8의 고정 블록의 다른 실시예를 설명하는 모식도,
도 17은 도 8의 고정 플레이트의 다른 고정 방법을 설명하는 모식도,
도 18은 본 발명의 제 2 실시 형태에 따른 서스펜션 장치에 있어서의 풀리 및 활차의 배치 위치를 설명하는 모식도,
도 19는 본 발명의 제 2 실시 형태에 따른 서스펜션 장치에 있어서의 서스펜션 지그의 설치 상태를 설명하는 모식도,
도 20은 도 19의 부착 지그의 구성을 설명하는 모식도,
도 21은 도 19의 풍차 회전 날개와 서스펜션 지그와의 접속부의 구성을 설명하는 모식도,
도 22는 도 20의 하부 프레임체의 구성을 설명하는 모식도,
도 23은 도 20의 서스펜션 지그를 이용하여 풍차 회전 날개를 매달아 내린 상태를 설명하는 모식도,
도 24는 도 23의 상태에 있어서의 서스펜션 지그의 구성을 설명하는 상면에서 본 도면.
도 25는 도 21의 풍차 회전 날개와 서스펜션 지그와의 접속부의 다른 구성을 설명하는 모식도,
도 26은 도 21의 풍차 회전 날개와 서스펜션 지그와의 접속부의 다른 별도의 구성을 설명하는 모식도.
[부호의 설명]
1 : 풍력 발전 장치 2 : 지주
3 : 나셀 4 : 로터 헤드
6 : 풍차 회전 날개 11, 111 : 서스펜션 장치
12 : 윈치 14, 114 : 활차부(활차)
15, 115 : 서스펜션 지그(보지부) 17 : 서스펜션 와이어
18 : 서스펜션 보조 와이어 24 : 정활차(활차)
31, 131 : 접속 플레이트(접속부) 32 : 지그 본체(경사부)
35 : 보지용 슬링 36 : 보조 슬링
132 : 상부 프레임체(프레임체) 134 : 센터 링(삽통부)
S1 : 준비 공정 S2 : 매달아 올림 공정
S3 : 회전 공정 S4 : 장착 공정
[제 1 실시 형태]
이하, 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 풍력 발전 장치 관하여 도 1 내지 도 17을 참조해서 설명한다.
도 1은 본 실시형태에 따른 풍력 발전 장치의 구성을 설명하는 도면이다.
풍력 발전 장치(1)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 풍력 발전을 실행하는 것이다. 풍력 발전 장치(1)에는, 기초(B)위에 입설된 지주(2)와, 지주(2)의 상단에 설치된 나셀(3)과, 대략 수평한 축선 주위에 회전 가능하게 해서 나셀(3)에 마련된 로터 헤드(4)와, 로터 헤드(4)를 덮는 머리부 캡슐(5)과, 로터 헤드(4)의 회전 축선 주위에 방사상으로 장착되는 복수개의 풍차 회전 날개(6)와, 로터 헤드(4)의 회전에 의해 발전을 실행하는 발전 설비(7)가 마련되어 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 3개의 풍차 회전 날개(6)가 마련된 예에 적용해서 설명하지만, 풍차 회전 날개(6)의 수는 3개로 한정되는 일이 없이, 2개의 경우나, 3개보다 많을 경우에 적용해도 좋고, 특히 한정하는 것은 아니다.
지주(2)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 기초(B)로부터 상방(도 1의 상방)으로 연장되는 기둥형상의 구성으로 되고, 예컨대 복수의 유닛을 상하 방향으로 연결한 구성으로 되어 있다. 지주(2)의 최상부에는 나셀(3)이 마련되어 있다. 지주(2)가 복수의 유닛으로 구성되어 있을 경우에는, 최상부에 마련된 유닛상에 나셀(3)이 설치되어 있다.
나셀(3)은, 도 1에 도시하는 바와 같이, 로터 헤드(4)를 회전 가능하게 지지하는 동시에, 내부에 로터 헤드(4)의 회전에 의해 발전을 실행하는 발전 설비(7)가 수납되어 있다.
로터 헤드(4)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 회전 축선(RL)이 수평 방향에 대하여 틸트 각(AT)만큼 상향으로 기운 자세에서 나셀(3)에 장착되어 있다.
로터 헤드(4)에는, 그 회전 축선(RL) 주위에 방사상으로 해서 복수개의 풍차 회전 날개(6)가 장착되고, 그 주위는 머리부 캡슐(5)에 의해 덮어져 있다. 풍차 회전 날개(6)에는, 그 선단을 향하고, 회전 축선(RL)에 대하여 수직한 면인 회전면(PR)으로부터 전방(도 1의 좌측)으로 경사하는 콘 각(AC)이 설정되어 있다.
머리부 캡슐(5)은, 도 1에 도시하는 바와 같이, 로터 헤드(4)를 덮고, 풍차 회전 날개(6) 및 로터 헤드(4)와 함께 대략 수평한 축선 주위로 회전하는 것이다.
발전 설비(7)로서는, 예컨대 도 1에 도시하는 바와 같이, 로터 헤드(4)의 회전 구동력이 전달되어 발전을 실행하는 발전기와, 발전기에 의해 발전된 전력을 소정의 주파수의 교류 전력(예컨대, 50㎐나 60㎐의 교류 전력)으로 변환하는 트랜스가 마련되어 있는 것을 들 수 있다.
다음에, 상기의 구성으로 이루어지는 풍력 발전 장치(1)에 있어서의 발전 방법에 대해서 그 개략을 설명한다.
풍력 발전 장치(1)에 있어서는, 로터 헤드(4)의 회전 축선 방향으로부터 풍차 회전 날개(6)에 접촉한 바람의 힘이 로터 헤드(4)를 회전 축선 주위로 회전시키는 동력으로 변환된다.
이 로터 헤드(4)의 회전은 발전 설비(7)에 전달되고, 발전 설비(7)에 있어서 전력의 공급 대상으로 합친 전력, 예컨대 주파수가 50㎐ 또는 60㎐의 교류 전력이 발전된다.
여기에서, 적어도 발전을 실행하고 있는 사이는, 바람의 힘을 풍차 회전 날개에 효과적으로 작용시키기 위해서, 적당히 나셀(3)을 수평면상에서 회전시키는 것에 의해, 로터 헤드(4)는 바람 위로 향해 있다.
다음에, 본 발명의 특징인 풍력 발전 장치(1)에 있어서의 풍차 회전 날개(6)의 장착, 및 분리 방법에 대해서 설명한다.
도 2는 도 1의 풍차 회전 날개의 장착 방법을 설명하는 흐름도이다. 도 3은 도 1의 풍차 회전 날개의 장착의 때에 있어서의, 활차 및 윈치의 배치를 설명하는 모식도이며, 도 4는 풍차 회전 날개에 서스펜션 지그, 및 보조 브래킷을 장착한 상태를 설명하는 모식도이다.
또한, 지주(2)의 설치, 나셀(3), 로터 헤드(4) 및 머리부 캡슐(5)의 장착 방법은 공지의 방법과 동일하므로, 그 설명을 생략한다.
우선, 도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 서스펜션 장치(11)를 장착한다(준비 공정(S1)). 여기에서, 서스펜션 장치(11)에는, 윈치(12)와, 풀리(13)와, 활차부(활차)(14)와, 서스펜션 지그(보지부)(15)와, 보조 브래킷(16)이 포함되어 있다.
구체적으로는, 지상에 윈치(12)가 설치되고, 머리부 캡슐(5) 및 나셀(3)내에 풀리(13) 및 활차부(14)가 장착된다. 또한, 도 4에 도시하는 바와 같이, 풍차 회전 날개(6)에 서스펜션 지그(15) 및 보조 브래킷(16)이 장착된다.
윈치(12)는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 서스펜션 와이어(17)를 권취하거나, 또는 권출하는 것에 의해, 풍차 회전 날개(6)를 매달아 올리거나, 또는 매달아 내리는 것이다. 서스펜션 와이어(17)는 윈치(12)로부터 나셀(3)을 향해서 연장되고, 풀리(13) 및 활차부(14)에 의해 풍차 회전 날개(6)에 장착된 서스펜션 지 그(15)로 유도되고 있다.
또한, 윈치(12)로서는, 공지의 것을 이용할 수 있고, 특히 한정하는 것은 아니다.
도 5는 도 3의 풀리 및 활차의 배치 위치를 설명하는 모식도이다.
풀리(13)는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 윈치(12)로부터 연장된 서스펜션 와이어(17)를 활차부(14)로 유도하는 것이다.
윈치(12)로부터 연장된 서스펜션 와이어(17)는 나셀(3)의 후방부에 배치된 후방부 풀리(13A)에 감기고, 나셀(3)의 전방부에 배치된 전방부 풀리(13B)에 유도되고 있다. 전방부 풀리(13B)에 감긴 서스펜션 와이어(17)는 로터 헤드(4)내에 배치된 헤드내 풀리(13C)로 유도되고, 헤드내 풀리(13C)로부터 활차부(14)로 유도되고 있다.
이 때, 서스펜션 와이어(17)는 로터 헤드(4)에 형성된 제 1 및 제 2 유지보수 홀(4A, 4B)을 통과시켜서 배치되어 있다. 제 1 유지보수 홀(4A)은 로터 헤드(4)의 측면에 형성된 개구부이며, 제 2 유지보수 홀(4B)은 로터 헤드(4)의 전면에 형성된 개구부이다. 제 1 및 제 2 유지보수 홀(4A, 4B)은 로터 헤드(4)내에 배치된 기기, 예를 들면 풍차 회전 날개(6)의 피치 구동 장치 등의 유지보수를 실행할 때의 출입구로서 사용되는 것이다.
도 6은 도 3의 활차의 구성을 설명하는 부분 사시도이다.
활차부(14)는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 로터 헤드(4)의 선단에 착탈 가능하게 배치되어, 풀리(13)에 의해 유도되어 온 서스펜션 와이어(17)를 서스펜션 지그(15)로 유도하는 것이다.
활차부(14)에는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 로터 헤드(4)에 장착되는 프레임 가이드(21)와, 프레임 가이드(21)에 장착되는 활차 프레임(22)과, 활차 프레임(22)내에 배치되어 정활차(定滑車)(활차)(24)를 보지하는 활차 가이드(23)가 마련되어 있다.
이들 프레임 가이드(21), 활차 프레임(22), 및 활차 가이드(23)는 각각 분할 가능하게 구성되어 있다.
프레임 가이드(21)는 활차 프레임(22) 및 활차 가이드(23)를 나셀(3)의 좌우 방향(도 6의 Y축 방향)으로 이동 가능하게 지지하는 것이다. 프레임 가이드(21)에는 Y축 방향으로 연장되는 홈이 마련되고, 이 홈에 활차 프레임(22)이 상대 이동 가능하게 끼워맞춰질 수 있다.
활차 프레임(22)은 활차 가이드(23)를 로터 헤드(4)의 회전 축선(RL) 방향, 즉 나셀(3)의 전후 방향(도 6의 X축 방향)으로 이동 가능하게 지지하는 것이다.
활차 프레임(22)에는, 프레임 가이드(21)와 상대 이동 가능하게 끼워맞춰지는 프레임부(25)와, 내부에 활차 가이드(23)를 수납하는 X축 방향으로 이동 가능하게 지지하는 박스부(26)가 마련되어 있다.
활차 가이드(23)는 정활차(24)를 내부에 수용한 상자형의 구조물이며, 활차 프레임(22)에 대하여 X축 방향에 상대 이동 가능하게 배치되어 있다. 본 실시형태에서는, 정활차(24)는 회전 축선이 X축 방향과 대략 평행한 자세에서 활차 가이드(23)내에 수용된 구성으로 적용해서 설명한다.
또한, 정활차(24)의 자세는 상술의 자세에 한정되는 일이 없이, 회전 축선이 Y축 방향과 대략 평행한 자세이라도 좋고, 특히 한정하는 것은 아니다.
또한, 본 실시형태에서는, 활차 가이드(23)의 내부에 3개의 정활차(24)를 수용한 구성에 적용해서 설명하지만, 정활차(24)의 수는 3개보다 적어도 좋고, 3개보다 많아도 좋고, 특히 한정하는 것은 아니다.
또한, 활차부(14)는, 윈치(12)의 용량이 낮을 경우에는, 서스펜션 지그(15)에 동활차를 마련해도 좋고, 특히 한정하는 것은 아니다.
도 7은 도 4의 서스펜션 지그의 구성을 설명하는 사시도이다.
서스펜션 지그(15)는, 도 7에 도시하는 바와 같이, 풍차 회전 날개(6)의 장착 단(6E)의 근방의 외주면을 보지하는 것이다.
서스펜션 지그(15)에는, 접속 플레이트(접속부)(31)와, 지그 본체(경사부)(32)와, 고정 플레이트(33)와, 고정 블록(34)과, 보지용 슬링(35)과, 보조 슬링(36)이 마련되어 있다.
접속 플레이트(31)는 판형상의 부재이며, 섀클(shackle)(37)을 거쳐서, 서스펜션 와이어(17) 및 보지용 슬링(35)이 양 단부에 장착되어 있다. 접속 플레이트(31)의 대략 중앙에는, 장착 단(6E)을 향해서 연장되는 지그 본체(32)가 고정되어 있다.
또한, 접속 플레이트(31)와 섀클(37)과의 연결부는, 도 7에 도시하는 바와 같이, 직접 연결되어 있어도 좋고, 동활차와 조합되어 있어도 좋고, 특히 한정하는 것은 아니다. 또한, 매다는 점은, 도 7에 도시하는 바와 같이, 1점이라도 좋고, 2 점으로 구성되어 있어도 좋고, 특히 한정하는 것은 아니다.
지그 본체(32)는 접속 플레이트(31)로부터 장착 단(6E)을 향해서 서로 분리되는 한쌍의 막대 형상 부재로 구성되는 것이다. 지그 본체(32)의 선단에는, 한쌍의 고정 플레이트(33)가 각각 풍차 회전 날개(6)의 외주면에 접하도록 마련되어 있다.
도 8은 도 7의 고정 플레이트 및 고정 블록의 구성을 설명하는 모식도이다.
고정 플레이트(33)는 판형상의 부재이며, 고정 블록(34) 및 보지용 슬링(35)과 함께 서스펜션 지그(15)를 풍차 회전 날개(6)에 장착하는 것이다.
고정 플레이트(33)는, 도 8에 도시하는 바와 같이, 고정 블록(34) 및 풍차 회전 날개(6)와의 사이에 형성된 오목부(41)에 끼워맞춰져 있는 것이다. 고정 플레이트(33) 및 고정 블록(34)의 사이에는 고정 핀(43)이 삽통되는 관통 구멍(42)이 형성되어 있다. 이 고정 핀(43)을 관통 구멍(42)에 삽통시키는 것에 의해, 고정 플레이트(33)가 고정 블록(34) 및 풍차 회전 날개(6)의 사이에 고정된다. 그 때문에, 고정 블록(34)은 풍차 회전 날개(6)의 긴 축선에 따르는 방향으로 작용하는 힘을 지지한다(도 10 및 도 11의 F1 참조).
또한, 상술한 바와 같이, 고정 핀(43) 및 관통 구멍(42)을 이용하여, 고정 플레이트(33)를 고정 블록(34) 및 풍차 회전 날개(6)의 사이에 고정해도 좋고, 고정 핀(43) 및 관통 구멍(42)을 이용하지 않고 고정 플레이트(33)를 고정 블록(34) 및 풍차 회전 날개(6)의 사이에 계합 배치하는 것만으로도 좋고, 특히 한정하는 것은 아니다.
고정 블록(34)은, 도 7에 도시하는 바와 같이, 풍차 회전 날개(6)의 장착 단(6E)의 근방에 등간격으로 배치된 T자 너트(45)에 볼트(46)를 이용해서 고정되는 것이다. 고정 블록(34)에는, 도 8에 도시하는 바와 같이, 풍차 회전 날개(6)와 함께, 고정 플레이트(33)가 배치되는 오목부(41)를 형성하는 볼록부(44)가 형성되어 있다. 볼록부(44)에는 고정 핀(43)이 삽통되는 관통 구멍(42)이 형성되어 있다.
또한, 고정 블록(34)은 풍차 회전 날개(6)의 장착, 및 분리시에만 풍차 회전 날개(6)에 장착되어 있는 것이라도 좋고, 항상 풍차 회전 날개(6)의 외주면에 장착되어 있는 것이라도 좋고, 특히 한정하는 것은 아니다.
도 9는 도 8의 T자 너트의 구성을 설명하는 모식도이다.
T자 너트(45)는, 도 9에 도시하는 바와 같이, 대략 원주형상으로 형성된 부재이며, 그 대략 중앙에 T자 볼트(48)가 돌려 넣어지는 나사 구멍(47)이 형성된 것이다. T자 너트(45)는, 도 7 및 도 8에 도시하는 바와 같이, 풍차 회전 날개(6)의 FRP(섬유 강화 플라스틱)로 이루어지는 벽면에 주위 방향으로 등간격으로 늘어서서 매설되어 있다.
T자 너트(45)에 장착되는 T자 볼트(48)는 풍차 회전 날개(6)를 로터 헤드(4)에 고정하는 볼트이다. T자 볼트(48)는 풍차 회전 날개(6)의 축선에 따라 연장되는 볼트이며, 풍차 회전 날개(6)의 장착 단(6E)으로부터 돌출해서 배치되어 있다.
보지용 슬링(35)은, 도 7에 도시하는 바와 같이, 접속 플레이트(31)와 섀클(37)을 거쳐서 장착되는 슬링이며, 풍차 회전 날개(6)의 외주면에 감기는 것이다.
보조 슬링(36)은 한쌍의 고정 플레이트(33)에 장착되고, 풍차 회전 날개(6)에 있어서의 접속 플레이트(31)와 대향하는 외주면에 감기는 것이다. 그 때문에, 보조 슬링(36)은 풍차 회전 날개(6)의 직경 방향에 따르는 방향으로 작용하는 힘을 지지한다(도 10 및 도 11의 F2 참조).
또한, 상술한 바와 같이, 고정 블록(34) 및 보조 슬링(36)을 이용해서 고정 플레이트(33)를 풍차 회전 날개(6)에 고정해도 좋고, 고정 블록(34)만으로 고정 플레이트(33)를 풍차 회전 날개(6)에 고정해도 좋고, 특히 한정하는 것은 아니다. 이 경우, 고정 블록(34)은, 도 10 및 도 11에 있어서의 F1 및 F2로 나타내고 있는 힘을 지지하는 구성으로 되어 있다.
보조 브래킷(16)은 풍차 회전 날개(6)의 선단을 보지하는 브래킷이며, 서스펜션 보조 와이어(18)를 장착하는 것이다. 보조 브래킷(16)을 이용하는 것에 의해, 풍차 회전 날개(6)를 매달아 올릴 때에, 풍차 회전 날개의 파손을 방지할 수 있다.
서스펜션 장치(11)가 장착되면, 도 2 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 풍차 회전 날개(6)의 매달아 올림 행하여진다(매달아 올림 공정(S2)).
매달아 올림은, 서스펜션 지그(15)에 장착된 서스펜션 와이어(17), 및 보조 브래킷(16)에 장착된 서스펜션 보조 와이어(18)를 동시에 감아 올리는 것에 의해 행하여진다. 구체적으로는, 서스펜션 와이어(17)는 활차부(14) 및 풀리(13)를 거쳐서, 지상에 배치된 윈치(12)에 의해 감아 올릴 수 있다. 한편, 서스펜션 보조 와이어(18)는 중기(도시하지 않음)에 의해 감아 올릴 수 있다.
이와 같이, 서스펜션 와이어(17) 및 서스펜션 보조 와이어(18)를 동시에 감아 올리는 것에 의해, 풍차 회전 날개(6)는 지상에 배치된 상태와 동일한 자세, 즉 풍차 회전 날개(6)의 긴 축선이 대략 수평한 자세로 매달아 올려진다.
풍차 회전 날개(6)가 수평한 자세의 경우에는, 서스펜션 지그(15)는 대략 보지용 슬링(35)만으로 풍차 회전 날개(6)를 보지하고 있다.
도 10 및 도 11은 풍차 회전 날개를 매달아 올릴때의 풍차 회전 날개의 회전을 설명하는 모식도이다.
풍차 회전 날개(6)가 상방으로 밀어 올려지면, 도 2, 도 10 및 도 11에 도시하는 바와 같이, 풍차 회전 날개의 회전이 행하여진다(회전 공정(S3)).
구체적으로는, 풍차 회전 날개(6)의 선단이 지면과 간섭하지 않는 높이까지 풍차 회전 날개(6)를 매달아 올리면, 서스펜션 보조 와이어(18)의 감아 올림이 정지되고, 서스펜션 와이어(17)만이 감아 올릴 수 있다. 이렇게 하면, 도 10에 도시하는 바와 같이, 풍차 회전 날개(6)의 장착 단(6E)이 상방에 매달아 올려지고, 풍차 회전 날개(6)의 자세가 회전하기 시작한다. 이 때, 접속 플레이트(31) 및 고정 플레이트(33)에 작용하는 힘의 방향이 도면중의 화살표로 나타내고 있다.
또한, 서스펜션 와이어(17)를 감아 올리면, 도 11에 도시하는 바와 같이, 서스펜션 와이어(17) 및 서스펜션 지그(15)만으로 풍차 회전 날개(6)가 매달아 내려진다. 이 때, 보조 브래킷(16)은, 도 11에 도시하는 바와 같이, 풍차 회전 날개(6)의 선단으로부터 분리되어 있어도 좋고, 서스펜션 보조 와이어(18)에 이러한 하중이 완전히 릴리스되어 있으면, 또한 이후의 공정에서 풍차 회전 날개(6)의 선 단으로부터 분리되어 있어도 좋고, 특히 한정하는 것은 아니다.
도 11에 도시하는 바와 같이, 서스펜션 와이어(17)의 연장선상에는 풍차 회전 날개(6)의 중심이 위치하고 있다. 그 때문에, 풍차 회전 날개(6)는 긴 축선이 연직 방향에 대하여 각도(θ)만큼 기운 자세로 안정된다.
이 각도(θ)는 상술의 틸트 각(AT) 및 콘 각(AC)을 합친 각도와 대략 동일하게 되도록 설정되어 있다. 구체적으로는, 서스펜션 지그(15)의 지그 본체(32)의 길이나, 보지용 슬링(35)의 길이나, 보조 슬링(36)의 길이가 조정되어 있다.
또한, 설명을 쉽게 하기 위해서, 도 11에 있어서는, 풍차 회전 날개(6)의 중심을 선단 근방에 위치시키고 있지만, 실제로는 장착 단(6E)으로부터 풍차 회전 날개(6)의 전장의 약 1/3만 선단측의 위치에 중심이 위치할 경우가 많다.
도 12는 로터 헤드에의 풍차 회전 날개의 장착을 설명하는 모식도이다.
그 후, 도 2 및 도 12에 도시하는 바와 같이, 풍차 회전 날개(6)가 로터 헤드(4)에 장착되어 있다(장착 공정(S4)).
우선, 활차부(14)의 정활차(24)가 로터 헤드(4)로부터 분리된 위치에 배치된 상태에서 풍차 회전 날개(6)를 인상할 수 있다. 이에 의해, T자 볼트(48)의 선단이 로터 헤드(4)에 형성된 T자 볼트(48)가 삽통되는 장착 구멍(51)의 개구부에 끼워넣어진다.
T자 볼트(48) 및 장착 구멍(51)은 함께 콘 각(AC) 및 틸트 각(AT)을 합친 각도만큼 연직 방향으로부터 기운 방향으로 연장되어 있다. 그 때문에, T자 볼트(48)의 선단이 장착 구멍(51)의 개구부에 끼워넣어진 후는, 풍차 회전 날개(6)를 인상하는 동시에, 정활차(24)를 로터 헤드(4)에 근접시키고, 장착 구멍(51)에 따라 T자 볼트(48)를 삽입한다.
풍차 회전 날개(6)의 장착 단(6E)과 로터 헤드(4)가 접촉하면, T자 볼트(48)를 이용해서 풍차 회전 날개(6)를 로터 헤드(4)에 고정한다. 그리고, 서스펜션 지그(15)를 풍차 회전 날개(6)로부터 분리하는 동시에, 활차부(14)를 로터 헤드(4)로부터 분리한다.
그 후, 다음의 풍차 회전 날개(6)를 로터 헤드(4)에 장착하기 위해서, 로터 헤드(4)를 회전 축선(RL) 주위에 약 120° 회전시키고, 다시 상술의 풍차 회전 날개의 장착 공정을 반복한다.
또한, 활차부(14)는, 상술한 바와 같이 로터 헤드(4)에 대하여 착탈시키는 것에 의해, 활차부(14)를 회전 축선(RL) 주위에 약 120° 회전시켜도 좋고, 활차부(14)에 회전 기능이 마련되어 있으면, 활차부(14)를 로터 헤드(4)로부터 분리하는 일이 없이, 활차부(14)를 회전 축선(RL) 주위에 약 120° 회전시켜도 좋고, 특히 한정하는 것은 아니다.
로터 헤드(4)에 모든 풍차 회전 날개(6)가 장착된다면, 활차부(14) 및 풀리(13)를 분리하고, 다음의 풍력 발전 장치(1)의 건설 공정으로 이동한다.
이후의 풍력 발전 장치(1)의 건설 공정은 공지의 공정이기 때문에, 그 설명을 생략한다.
풍차 회전 날개(6)를 로터 헤드(4)로부터 분리할 경우는, 상술의 공정을 역의 순서로 행한다.
도 13은 윈치의 배치 위치의 다른 실시예를 설명하는 모식도이다.
또한, 상술의 실시 형태와 마찬가지로, 지상에 윈치(12)를 배치해도 좋고, 도 13에 도시하는 바와 같이, 나셀(3)내이며, 후방부 풀리(13A) 및 전방부 풀리(13B)와의 사이에 왕복 운동 윈치(12A)를 배치해도 좋다. 이 경우, 왕복 운동 윈치(12A)는 나셀(3)내의 구조물 등에 고정되고, 서스펜션 와이어(17)를 견인한다. 한편, 지상에는 서스펜션 와이어(17)를 권취하는 드럼(도시하지 않음)이 배치된다. 이 드럼에는 풍차 회전 날개(6)의 서스펜션에 의한 하중은 작용하지 않는다.
도 14는 윈치의 배치 위치의 다른 별도의 실시예를 설명하는 모식도이다.
도 14에 도시하는 바와 같이, 왕복 운동 윈치(12A)가 헤드내 풀리(13C) 및 활차부(14)의 사이에 배치되어 있다. 이 경우도 도 13의 경우와 마찬가지로, 지상에 서스펜션 와이어(17)를 권취하는 드럼(도시하지 않음)이 배치되어 있다.
도 15는 윈치의 배치 위치의 다른 별도의 실시예를 설명하는 모식도이다.
또한, 도 15에 도시하는 바와 같이, 헤드내 풀리(13C)를 로터 헤드(4)의 전방에 배치해서 헤드외 풀리(13D)로 하고, 헤드외 풀리(13D) 및 활차부(14)의 사이에 왕복 운동 윈치(12A)를 배치해도 좋고, 특히 한정하는 것은 아니다.
도 16은 도 8의 고정 블록의 다른 실시예를 설명하는 모식도이다.
상술의 실시 형태에서는, 도 8에 도시하는 바와 같이, 고정 블록(34)을 T자 너트(45)에 고정하는 실시 형태에 적용해서 설명했지만, 도 16에 도시하는 바와 같이, 장착 단(6E)에 장착하는 링 판형상의 고정 블록(34A)을 이용하여도 좋고, 특히 한정하는 것은 아니다.
도 17은 도 8의 고정 플레이트의 다른 고정 방법을 설명하는 모식도이다.
상술의 실시 형태에서는, 도 8에 도시하는 바와 같이, 고정 블록(34)과 풍차 회전 날개(6)와의 사이에 고정 플레이트(33)를 협지하는 실시 형태에 적용해서 설명했지만, 도 17에 도시하는 바와 같이, 고정 플레이트(33)를 직접 T자 너트(45)에 고정해도 좋고, 특히 한정하는 것은 아니다.
상기의 구성에 의하면, 풍차 회전 날개(6)는 서스펜션 지그(15)를 통해 서스펜션 와이어(17)에 의해 매달아 내릴 수 있다. 이 때, 풍차 회전 날개(6)는 풍차 회전 날개(6)의 중심과 접속 플레이트(31)를 연결하는 선이 연직 방향을 따라서 연장되는 자세가 된다. 즉, 풍차 회전 날개(6)는 연직 방향에 대하여 긴 축선이 교차하는 자세로 매달아 내릴 수 있다.
구체적으로는, 연직 방향과 상술의 긴 축선 방향과의 사이가 이루는 각(θ)이 로터 헤드(4)의 틸트 각(AT) 및 풍차 회전 날개(6)의 콘 각(AC)을 합친 각도와 대략 동일할 경우에는, 매달아 내려진 풍차 회전 날개(6)의 자세를 조절하는 일이 없이, 로터 헤드(4)에 대하여 풍차 회전 날개(6)를 장착하거나, 또는 분리하는 것이 가능하다. 그 때문에, 풍차 회전 날개(6)의 자세를 조정하는 중기 등을 이용할 필요가 없다.
그 때문에, 복수대의 중기를 이용하는 일이 없이 로터 헤드(4)의 장착, 및 분리를 가능하게 하는 동시에, 평지가 적은 복잡한 지형을 갖는 사이트에 있어서도 로터 헤드(4)의 장착, 및 분리를 가능하게 할 수 있다.
정활차(24)를 로터 헤드(4)의 회전 축선(RL)에 따르는 방향으로 이동시키는 것에 의해, 풍차 회전 날개(6)를 로터 헤드(4)에 대하여 상술의 방향으로 상대적으로 이동시킬 수 있다. 그러면, 서스펜션 와이어(17)의 감아 올리기 또는 감아 내리기에 맞춰서, 정활차(24)를 이동시키는 것에 의해, 로터 헤드(4)에 대하여 풍차 회전 날개(6)를 상술의 긴 축선 방향을 따라서 접근 또는 이간시킬 수 있다.
구체적으로는, 로터 헤드(4)와 풍차 회전 날개(6)가 상술의 긴 축선 방향으로 연장되는 T자 볼트(48) 등에 의해 고정되어 있을 경우에는, T자 볼트(48)와 T자 볼트(48)가 삽통되는 장착 구멍(51)과의 간섭을 방지하면서, 로터 헤드(4)에 대하여 풍차 회전 날개(6)를 접근 또는 이간시킬 수 있다. 그 때문에, T자 볼트(48)와 장착 구멍(51)과의 간섭을 방지하기 위해서, 중기 등을 사용할 필요가 없다.
서스펜션 지그(15) 및 서스펜션 지그(15)에 보지된 풍차 회전 날개(6)의 감아 올리기, 또는 감아 내리기는 지상에 배치된 윈치(12)에 의해 행하여지기 때문에, 또는 로터 헤드(4), 나셀(3) 등의 내부에 배치된 왕복 운동 윈치(12A)에 의해 행하여지기 때문에, 종래의 풍차 회전 날개의 서스펜션과 비교하여, 사용되는 중기의 수를 감소시킬 수 있다.
서스펜션 와이어(17)가 접속된 접속 플레이트(31)는, 지그 본체(32)와 보지용 슬링(35)에 의해, 풍차 회전 날개(6)의 직경 방향 외측에 안정하게 배치된다. 그 때문에, 풍차 회전 날개(6)의 중심과 접속 플레이트(31)를 연결하는 선이, 장착 단(6E)으로부터 직경 방향 외측으로 뛰어 나갈 경우이라도, 풍차 회전 날개(6)를 안정하게 매달아 내릴 수 있다.
지그 본체(32)의 단부로부터 연장되는 보조 슬링(36)은 풍차 회전 날개(6)에 있어서의 접속 플레이트(31)와 대향하는 외주면에 감기고, 상기 외주면을 압압한다. 그 때문에, 보조 슬링(36)은 풍차 회전 날개(6)에 있어서의 중심 주위의 회전을 억제하고, 풍차 회전 날개(6)의 자세를 안정시키는 것이 가능하다.
상기 본 실시형태의 서스펜션 장치(11) 및 보조 브래킷(16)을 이용해서 풍차 회전 날개(6)를 지상으로부터 그대로의 자세로 인상한 후에, 서스펜션 지그(15)로 풍차 회전 날개(6)를 매달아 내리기 위해서, 풍차 회전 날개(6)의 선단과 지면과의 간섭을 방지함으로써, 풍차 회전 날개(6)의 파손을 방지할 수 있다.
[제 2 실시 형태]
다음에, 본 발명의 제 2 실시 형태에 따른 서스펜션 장치 관하여 도 18 내지 도 26을 참조해서 설명한다.
본 실시형태의 서스펜션 장치의 기본 구성은 제 1 실시 형태와 동일하지만, 제 1 실시 형태와는 서스펜션 지그의 구성이 상이하다. 따라서, 본 실시형태에 있어서는, 도 18 내지 도 26을 이용해서 서스펜션 지그의 구성을 설명하고, 풍력 발전 장치의 구성 등의 설명을 생략한다.
도 18은 본 실시형태의 서스펜션 장치에 있어서의 풀리 및 활차의 배치 위치를 설명하는 모식도이며, 도 19는 본 실시형태의 서스펜션 장치에 있어서의 서스펜션 지그의 설치 상태를 설명하는 모식도이다.
또한, 제 1 실시 형태와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략한다.
본 실시형태에 있어서의 서스펜션 장치(111)는, 도 18 및 도 19에 도시하는 바와 같이, 윈치(12)와, 풀리(113)와, 활차부(활차)(114)와, 서스펜션 지그(보지부)(115)가 포함되어 있다(도 2 참조).
풀리(113)는, 도 18에 도시하는 바와 같이, 윈치(12)로부터 연장되어 온 서스펜션 와이어(17)를 활차부(114)로 유도하는 것이다.
윈치(12)로부터 연장되어 온 서스펜션 와이어(17)는 나셀(3)의 후방부에 배치된 후방부 풀리(113A)에 감기고, 나셀(3)의 전방부에 배치된 전방부 풀리(113B)로 유도되어 있다. 전방부 풀리(113B)에 감긴 서스펜션 와이어(17)는 로터 헤드(4)내에 배치된 활차부(114)로 유도되어 있다.
활차부(114)는 로터 헤드(4)의 내부에 배치되어, 전방부 풀리(113B)에 의해 유도되어 온 서스펜션 와이어(17)를 서스펜션 지그(115)로 유도하는 것이다.
활차부(114)의 구체적 구성은 제 1 실시 형태에 있어서의 활차부(14)의 구성과 대략 동일하기 때문에 그 설명을 생략한다.
도 20은 도 19의 부착 지그의 구성을 설명하는 모식도이다.
서스펜션 지그(115)는, 도 19에 도시하는 바와 같이, 풍차 회전 날개(6)의 장착 단(6E)에 형성된 개구부(106)의 내부에 장착되는 것이다.
서스펜션 지그(115)에는, 도 20에 도시하는 바와 같이, 서스펜션 와이어(17)를 장착되는 접속 플레이트(접속부)(131)와, 개구부(106)의 내주면에 장착되는 상부 프레임체(프레임체)(132)와, 상부 프레임체(132) 및 접속 플레이트(131)를 연결하는 하부 프레임체(133)와, 접속 플레이트(131)로부터 연장되는 서스펜션 와이어(17)의 자세를 보지하는 센터 링(삽통부)(134) 및 지지부(135)가 마련되어 있다.
센터 링(134) 및 지지부(135)는 상부 프레임체(132)에 대하여 착탈 가능하게 구성되어 있다.
상부 프레임체(132)는 막대 형상의 부재를 삼각형상으로 접속한 부재이며, 삼각형상에 있어서의 각 정점의 외측에는 풍차 회전 날개(6)에 장착할 때에 사용할 수 있는 아이 플레이트(136)가 마련되어 있다. 각 정점의 내측에는, 센터 링(134)을 지지하는 지지부(135)가 마련되어 있다. 또한, 상부 프레임체(132)의 각 정점에는 접속 플레이트(131)를 향해서 연장되는 하부 프레임체(133)가 마련되어 있다.
도 21은 도 19의 풍차 회전 날개와 서스펜션 지그와의 접속부의 구성을 설명하는 모식도이다.
상부 프레임체(132)의 아이 플레이트(136)는, 도 21에 도시하는 바와 같이, 풍차 회전 날개(6)에 마련된 T자 너트(45)로 대하여 볼트(46)를 이용해서 내주측으로부터 고정되어 있다.
도 22는 도 20의 하부 프레임체의 구성을 설명하는 모식도이다.
하부 프레임체(133)는 접속 플레이트(131)와 상부 프레임체(132)와의 사이에 배치되는 막대 형상의 부재이며, 그 길이가 조절 가능하게 된 것이다.
하부 프레임체(133)는, 도 22에 도시하는 바와 같이, 동축으로 마련된 통형상의 외측 부재(133A)와, 그 내부에 배치되는 내측 부재(133B)와, 외측 부재(133A) 및 내측 부재(133B)에 형성된 관통 구멍(133C)에 삽통되는 로크 핀(도시하지 않음)으로 구성되어 있다. 또한, 하부 프레임체(133)와 상부 프레임체(132)와의 접속부, 및 하부 프레임체(133)와 접속 플레이트(131)와의 접속부에는 힌지 등이 배치 되어, 하부 프레임체(133)와 상부 프레임체(132)와의 상대 각도, 및 하부 프레임체(133)와 접속 플레이트(131)와의 상대 각도가 변경 가능하게 구성되어 있다.
외측 부재(133A)와 내측 부재(133B)를 상대적으로 슬라이드시키는 것에 의해 하부 프레임체(133)의 길이가 조절되고, 로크 핀을 관통 구멍(133C)에 삽통시킴으로써, 하부 프레임체(133)의 길이가 소정의 길이로 고정된다.
이와 같이, 각 하부 프레임체(133)에 대해서 그 길이를 조절하는 것에 의해, 상부 프레임체(132)에 관한 접속 플레이트(131)의 상대 위치가 조절된다.
또한, 하부 프레임체(133)는, 상술한 바와 같이 외측 부재(133A)와 내측 부재(133B)를 슬라이드시키는 것에 의해, 그 길이를 조절하는 구성이라도 좋고, 나사를 이용하여 길이를 조절하는 구성이나, 피스톤을 이용하여 길이를 조절하는 구성이라도 좋고, 특히 한정하는 것은 아니다.
또한, 하부 프레임체(133)는 상술한 바와 같이 길이가 조절 가능하게 구성되어 있어도 좋고, 소정의 길이에 고정된 막대 형상의 부재로 구성되어 있어도 좋고, 특히 한정하는 것은 아니다.
지지부(135)는 도 20에 도시하는 바와 같이 센터 링(134)을 지지하는 것이다. 본 실시형태에 있어서는, 지지부(135)를 턴버클에 적용해서 설명한다. 턴버클에 적용했을 경우에는, 지지부(135)는 인장 하중을 지지하는 것이다.
또한, 지지부(135)로서는 턴버클에 적용한 것에 한정되는 일이 없이, 그 밖의 길이 조정 기능을 갖는 것이라도 좋고, 특히 한정하는 것은 아니다. 또한, 지지부(135)는 인장 하중 뿐만 아니라 압축 하중을 지지하는 것이라도 좋다.
센터 링(134)은 원환상의 부재이며, 그 내부에 서스펜션 와이어(17)가 삽통되는 것이다. 센터 링(134)의 외주측에는 지지부(135)가 장착되어 있다.
센터 링(134)과 상부 프레임체(132)와의 상대 위치의 결정은 각 지지부(135)의 길이를 조절하는 것에 의해 행하여진다.
도 23은 도 20의 서스펜션 지그를 이용하여 풍차 회전 날개를 매달아 내린 상태를 설명하는 모식도이다. 도 24는 도 23의 상태에 있어서의 서스펜션 지그의 구성을 설명하는 상면에서 본 도면이다.
상술한 바와 같이, 상부 프레임체(132)에 관한 접속 플레이트(131) 및 센터 링(134)의 상대 위치를 조절한 서스펜션 지그(115)를 이용하여 풍차 회전 날개(6)를 매달아 내린 상태가 도 23에 도시되어 있다. 이 때 풍차 회전 날개(6)는 제 1 실시 형태와 마찬가지로 연직 방향과 풍차 회전 날개(6)의 긴 축선 방향이 이루는 각(θ)이 틸트 각(AT) 및 콘 각(AC)을 합친 각도와 대략 동일한 자세가 된다.
서스펜션 지그(115)를 상방으로부터 보면, 도 24에 도시하는 바와 같이, 접속 플레이트와 센터 링(134)이 서스펜션 와이어(17)를 연직 방향에 대하여 소정의 각도로 유동하는 위치 관계에 배치되어 있다.
상기의 구성으로 이뤄지는 서스펜션 장치(111)를 이용한 풍차 회전 날개(6)의 장착, 및 분리 방법은 제 1 실시 형태로 동일하므로, 그 설명을 생략한다.
도 25는 도 21의 풍차 회전 날개와 서스펜션 지그와의 접속부의 다른 구성을 설명하는 모식도이다.
또한, 상술의 실시 형태와 마찬가지로, 아이 플레이트(136)를 T자 너트(45) 에 고정해도 좋고, 풍차 회전 날개(6)에 매설된 원통형의 링 플랜지(145)에 아이 플레이트(136)를 볼트(46)에 의해 고정해도 좋고, 특히 한정하는 것은 아니다.
링 플랜지(145)는 금속으로 형성된 원통형의 부재이며, 세그먼트 형상으로 분할해서 구성되어 있어도 좋고, 일체에 형성되어 있어도 좋고, 특히 한정하는 것은 아니다.
도 26은 도 21의 풍차 회전 날개와 서스펜션 지그와의 접속부의 다른 별도의 구성을 설명하는 모식도이다.
서스펜션 지그(115)는 또한, 도 26에 도시하는 바와 같이, 풍차 회전 날개(6)의 장착 단(6E)에 장착된 링판 형상의 플랜지(145A)의 내면에 볼트(46)에 의해 고정되어 있어도 좋다. 이 구성의 경우에는, 아이 플레이트(136)의 선단은 플랜지(145A)의 면에 따라 절곡된 형상으로 되어 있다.
상기의 구성에 의하면, 장착 단(6E)으로 개구하는 개구부(106)에 상부 프레임체(132)를 장착하고, 상부 프레임체(132)에 마련된 접속 플레이트(131)를 통해 풍차 회전 날개(6)를 매달아 내릴 수 있다. 그 때문에, 풍차 회전 날개(6)의 중심과 접속 플레이트(131)를 연결하는 선이 개구부(106)의 내부를 지날 경우이라도, 서스펜션 와이어(17)와 풍차 회전 날개(6)와의 간섭을 방지하고, 풍차 회전 날개(6)를 안정하게 매달아 내릴 수 있다.
서스펜션 와이어(17)를 센터 링(134)에 통과시키는 것에 의해, 서스펜션 와이어(17)와 서스펜션 지그(115)와의 상대적인 위치 관계가 안정된다. 그 때문에, 서스펜션 지그(115)를 통해 서스펜션 와이어(17)에 매달아 내리는 풍차 회전 날 개(6)의 자세도 안정된다.
Claims (8)
- 풍차 회전 날개가 장착되는 로터 헤드측으로부터 상기 풍차 회전 날개측으로 서스펜션 와이어를 유도하는 동시에, 상기 로터 헤드의 회전 축선에 따르는 방향으로 이동 가능하게 배치된 활차와,상기 풍차 회전 날개의 장착 단측을 보지하는 동시에, 상기 풍차 회전 날개의 중심 및 상기 서스펜션 와이어가 연결되는 접속부를 연결하는 선이, 상기 풍차 회전 날개의 긴 축선에 대하여 교차하는 보지부와,상기 로터 헤드, 상기 로터 헤드가 장착된 나셀, 또는 지상중 어느 하나에 배치되어, 상기 서스펜션 와이어를 견인하는 것에 의해, 상기 보지부를 감아 올리거나, 또는 감아 내리는 윈치가 마련되어 있는풍차 회전 날개의 서스펜션 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 보지부에는, 상기 풍차 회전 날개의 장착 단으로 개구하는 개구부의 내부에 장착되는 프레임체가 마련되고,상기 프레임체에 상기 접속부가 마련되어 있는풍차 회전 날개의 서스펜션 장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 프레임체에는, 상기 접속부로부터 상기 활차를 향해서 연장되는 상기 서스펜션 와이어가 통과되는 삽통부가 마련되어 있는풍차 회전 날개의 서스펜션 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 보지부에는, 상기 풍차 회전 날개의 직경 방향 외측에 배치된 상기 접속부로부터, 상기 풍차 회전 날개를 향해서 상기 장착 단측으로 경사해서 연장되는 경사부와, 상기 접속부로부터 연장되어서 상기 풍차 회전 날개의 외주면에 감기는 보지용 슬링이 마련되어 있는풍차 회전 날개의 서스펜션 장치.
- 제 4 항에 있어서,상기 경사부는 상기 풍차 회전 날개를 협지하도록 연장되어 분기하고,상기 경사부의 단부로부터 연장되고, 상기 풍차 회전 날개에 있어서의 상기 접속부와 대향하는 외주면에 감기는 보조 슬링이 마련되어 있는풍차 회전 날개의 서스펜션 장치.
- 지상에 배치된 풍차 회전 날개 및 지주의 위에 설치된 로터 헤드에 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 기재된 풍차 회전 날개의 서스펜션 장치를 장착하는 동시에, 상기 풍차 회전 날개의 선단에 서스펜션 보조 브래킷을 장착하는 준비 공 정과,상기 보지부에 장착된 상기 서스펜션 와이어, 및 상기 서스펜션 보조 브래킷에 장착된 서스펜션 보조 와이어를 인상하고, 상기 풍차 회전 날개를 지상에 배치된 자세대로 매달아 올리는 매달아 올림 공정과,상기 풍차 회전 날개를 상기 서스펜션 장치에 의해 또한 인상하고, 상기 풍차 회전 날개의 자세를 회전시키는 회전 공정과,상기 풍차 회전 날개를 상기 로터 헤드에 장착하는 장착 공정을 포함하는풍차 회전 날개의 장착 방법.
- 제 6 항에 있어서,상기 장착 공정에 있어서, 상기 풍차 회전 날개를 인상하는 동시에, 상기 로터 헤드에 장착된 상기 활차의 위치를 상기 로터 헤드의 회전 축선에 따르는 방향으로 이동시키는풍차 회전 날개의 장착 방법.
- 제 6 항 또는 제 7 항에 기재된 풍차 회전 날개의 장착 방법을 이용하는풍력 발전 장치의 건설 방법.
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