KR101346178B1 - 풍력발전기용 로터 회전장치 - Google Patents

풍력발전기용 로터 회전장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101346178B1
KR101346178B1 KR1020120067499A KR20120067499A KR101346178B1 KR 101346178 B1 KR101346178 B1 KR 101346178B1 KR 1020120067499 A KR1020120067499 A KR 1020120067499A KR 20120067499 A KR20120067499 A KR 20120067499A KR 101346178 B1 KR101346178 B1 KR 101346178B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
disk
rotor
nacelle cover
hub
rotating
Prior art date
Application number
KR1020120067499A
Other languages
English (en)
Inventor
이종환
김성준
김성진
김성훈
조기용
조영석
Original Assignee
삼성중공업 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성중공업 주식회사 filed Critical 삼성중공업 주식회사
Priority to KR1020120067499A priority Critical patent/KR101346178B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101346178B1 publication Critical patent/KR101346178B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D13/00—Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
    • F03D13/10—Assembly of wind motors; Arrangements for erecting wind motors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C23/00—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
    • B66C23/18—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes specially adapted for use in particular purposes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D13/00—Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
    • F03D13/20—Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/728—Onshore wind turbines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

풍력발전기용 로터 회전장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기용 로터 회전장치는, 로터의 허브에 연결된 회전샤프트가 관통 삽입되고, 허브와 연동하여 회전하는 로터 락 디스크; 및 로터 락 디스크에 연결되고, 작동유체의 공급 및 취출에 의해 신장 또는 수축되면서 로터 락 디스크를 회전시키는 회전구동력을 제공하는 유압식 디스크 메인구동부를 포함한다.

Description

풍력발전기용 로터 회전장치{ROTOR ROTATING APPARATUS FOR WIND TURBINE}
본 발명은, 풍력발전기용 로터 회전장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 로터의 허브를 회전시킬 수 있는 풍력발전기용 로터 회전장치에 관한 것이다.
일반적으로, 전기를 생산하기 위한 대표적인 발전 형태로는 화석연료를 에너지원으로 하는 화력발전 및 핵분열을 이용하는 원자력발전을 들 수 있다.
그러나, 화력발전은 화석연료의 연소에 의해 발생하는 에너지를 이용함에 따른 공해유발의 문제와 함께 막대한 건설비가 요구되는 문제점이 있다.
그리고, 원자력발전은 많은 양의 전기를 생산하는데 유리하지만 방사선 누출을 차단하기 위한 막대한 시설비가 요구됨은 물론 방사선 누출의 위험성 때문에 지역주민들의 강한 반발이 예상되며, 나아가 폐기물처리도 쉽지 않으며, 사소한 사고라할지라도 심각한 환경파괴를 초래할 수 있는 위험이 항상 존재하는 등 다양한 문제점이 있다.
이에, 화력이나 원자력 발전으로 인한 공해문제로부터 자유롭고 고갈될 염려없는 영구적인 에너지원으로서 풍력, 조력, 수력, 태양열 등과 같은 자연 에너지를 에너지원으로 활용하려는 연구들이 활발하게 진행되고 있다.
특히, 자연 에너지를 이용한 발전 가운데 청정 에너지원을 이용한다는 측면에서 풍력발전이 대안으로 부각되고 있으며, 풍력발전은 구조나 설치 등이 간단함과 동시에 운영 및 관리가 용이하고 무인화 및 자동화 운전이 가능하기 때문에 최근에 도입이 비약적으로 증가하고 있는 실정이다.
한편, 과거에는 풍력발전 구조물들이 주로 육상에서 이루어졌으나, 소음과 진동 등에 의한 환경피해가 속출하고 발전용량이 대형화되고, 미관, 장소의 제약 등의 여러문제로 인하여 최근에는 해상에 풍력발전단지를 집약적으로 집단화시켜 건설하는 것이 추세이다.
풍력발전기는 바람에 의한 회전에너지로부터 전기에너지를 생산하는 장치로서, 바람에 의해 회전되는 복수의 블레이드(blade)가 연결되는 허브(hub)를 구비한 로터(rotor)와, 로터와 연결되는 나셀(nacelle)을 지지하면서 보호하는 나셀커버(nacelle cover)와, 블레이드, 로터, 나셀 및 나셀커버를 지지하는 타워(tower)를 포함한다.
한편, 허브에 블레이드를 설치하는 작업은, 블레이드 그립핑 장치를 이용하여 블레이드를 그립핑하고, 크레인 등을 이용하여 블레이드 그립핑 장치 및 블레이드를 허브에 인접하게 이송한다.
예를 들어, 블레이드를 허브에 인접되게 이송하여 허브에 블레이드를 순차로 복수 개 설치하는 경우에 있어, 하나의 블레이드를 허브에 설치한 후, 두번째 블레이드를 허브에 설치될 수 있도록 허브를 회전시켜야 한다.
이와 같이, 종래에는 블레이드를 복수 개 순차로 설치함에 있어 허브를 블레이드가 집입되는 방향으로 회전시키는 데 있어, 허브에 연동하여 회전하는 회전샤프트가 연결된 기어박스와 기어박스에서 전달된 회전샤프트의 회전력에 의해 구동되는 발전기를 연결하는 고속 회전샤프트 상에 인칭기어를 연결한 후, 인칭기어를 강제로 회전시켜 역으로 허브를 회전시켰다. 여기서, 인칭기어는 회전샤프트를 강제로 회전시키기 위한 장비로서, 별도로 마련된 구동모터에 의해 회전될 수 있도록 회전샤프트 상에 장착된 기어이다.
즉, 기어박스와 발전기를 연결하는 고속 회전샤프트를 강제로 회전시켜 역으로 허브를 회전시켰다. 그러나, 고속 회전샤프트를 강제로 회전시키는 경우, 즉 기어박스 내부의 종동축에 연결된 종동기어를 회전시켜 주동축에 연결된 주동기어를 회전시키는 경우에 종동기어가 손상되는 등의 문제점이 발생할 수 있다.
[문헌1] 대한민국 등록특허 제10-0988920호 (에이펙스 주식회사, 2010.10.20.)
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 허브에 블레이드를 설치함에 있어, 정밀하고 안전하게 로터의 허브를 회전시킬 수 있는 풍력발전기용 로터 회전장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 로터의 허브에 연결된 회전샤프트가 관통 삽입되고, 상기 허브와 연동하여 회전하는 로터 락 디스크; 및 상기 로터 락 디스크에 연결되고, 작동유체의 공급 및 취출에 의해 신장 또는 수축되면서 상기 로터 락 디스크를 회전시키는 회전구동력을 제공하는 유압식 디스크 메인구동부를 포함하는 풍력발전기용 로터 회전장치가 제공될 수 있다.
상기 유압식 디스크 메인구동부는, 상기 로터 락 디스크의 원주방향으로 상호 이격되게 형성된 복수의 홀부 중 어느 하나에 삽입되는 회전바; 상기 회전바에 연결되어 신장 또는 수축됨에 따라 상기 회전바에 가압력을 제공하는 구동실린더; 및 상기 구동실린더의 실린더로드 선단부에 마련되고, 상기 회전바가 삽입 지지되는 클램프를 포함할 수 있다.
상기 회전바 상기 클램프가 안정적으로 지지될 수 있도록 지지홈부를 포함할 수 있다.
상기 유압식 디스크 메인구동부는, 상기 로터 락 디스크의 표면과의 마찰에 따른 손상을 방지하기 위하여 상기 실린더로드의 표면을 감싸는 완충패드를 더 포함할 수 있다.
상기 로터 락 디스크는, 상기 회전샤프트가 관통 삽입되는 제1 디스크; 및
상기 제1 디스크의 외주면에 삽입되고, 상기 제1 디스크와 연동하여 회전하는 제2 디스크를 포함하되, 상기 복수의 홀부는 상기 제2 디스크의 원주방향으로 상호 이격되게 형성될 수 있다.
상기 로터 락 디스크는, 상기 제1 디스크의 두께가 상기 제2 디스크의 두께보다 두껍도록 단차지게 형성되며, 풍력발전기용 나셀커버의 상부에 착탈가능하게 마련되고, 상기 제1 디스크의 외주면에 연결되어 상기 제1 디스크를 회전시키는 보조구동부를 더 포함할 수 있다.
상기 보조구동부는, 상기 나셀커버의 상부에 착탈가능하게 마련된 몸체부; 상기 몸체부에 마련되고, 회전구동력을 제공하는 구동기어; 및 상기 나셀커버의 상부를 관통하여 상기 구동기어 및 상기 제1 디스크의 외주면에 권취되고, 상기 구동기어의 회전구동력을 전달하는 구동력 전달부를 포함할 수 있다.
상기 보조구동부는, 상기 몸체부에 연결되고, 상기 몸체부를 상기 나셀커버의 길이방향으로 이송하는 몸체부 이송부를 더 포함할 수 있다.
상기 몸체부 이송부는, 상기 나셀커버의 상부에 상기 나셀커버의 길이방향을 따라 마련되고, 상기 몸체부가 슬라이딩 가능하게 연결된 가이드레일; 상기 나셀커버의 상부에 상기 나셀커버의 길이방향을 따라 마련된 랙기어; 및 상기 몸체부의 저면에 마련되고, 상기 랙기어와 치합되는 구동체를 포함할 수 있다.
상기 복수의 홀부 중 적어도 어느 하나에 삽입되어 상기 로터 락 디스크를 고정하는 락킹핀을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 로터 락 디스크에 연결되어 로터 락 디스크를 회전시키는 유압식 디스크 메인구동부를 구비함으로써, 허브에 블레이드를 설치함에 있어 허브를 정밀하고 안전하게 회전시킬 수 있다.
도 1은 풍력발전기의 정면도로서, 하나의 블레이드가 이송되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기용 로터 회전장치를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 A부분 확대도로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 회전바와 구동실린더의 결합상태를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기용 로터 회전장치를 나타내는 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기용 로터 회전장치를 나타내는 측면도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기용 로터 회전장치의 동작 전후 상태를 나타내는 정면도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 풍력발전기의 정면도로서, 하나의 블레이드가 이송되는 상태를 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기용 로터 회전장치를 나타내는 사시도이고, 도 3은 도 2의 A부분 확대도로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 회전바와 구동실린더의 결합상태를 나타내는 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기용 로터 회전장치를 나타내는 정면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기용 로터 회전장치를 나타내는 측면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 풍력발전기는 나셀(nacelle, 미도시)에 연결되고 바람에 의해 회전되는 복수의 블레이드(110, blade)와, 블레이드(110)의 회전에 따라 회전하되 블레이드(110)가 연결되는 허브(121)를 구비한 로터(120,rotor)와, 나셀, 로터(120) 및 블레이드(110)를 지지하는 타워(140)를 포함한다.
블레이드(110)는 바람에 의해 회전되어 회전운동을 발생시키는 일종의 날개이다. 로터(120)를 기준으로 방사상으로 배치되는 블레이드(110)는 바람에 의해 쉽게 회전될 수 있도록 유선형의 날개 형상을 가진다.
그리고, 본 실시예에 따른 풍력발전기는 바람의 특성을 최대한 활용하면서 안정성을 추구할 수 있도록 3개의 블레이드(110)를 구비하나, 이에 한정되지 않으며 블레이드(110)의 개수에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지 않는다.
로터(120)의 허브(121)는 복수의 블레이드(110)가 연결되는 장소이다.
허브(121)는 정면에서 바라볼 때 대략 원형의 형상을 가지며, 측면에서 바라볼 때는 돔(dome)형상을 가질 수 있다.
그리고, 허브(121)의 일측에는 블레이드(110)의 회전운동을 전달받아 전기에너지를 생산하는 나셀(nacelle, 미도시)이 연결되며, 나셀은 나셀커버(130, nacelle cover)에 의해 보호된다.
나셀은 블레이드(110)의 회전운동을 전달받아 전기에너지를 생산하는 등 풍력발전기를 구동시키는데 있어 중요한 역할을 담당하는 기계부품들, 예컨대 허브에 연결된 회전샤프트(160), 관통삽입된 회전샤프(160)트를 지지하는 베어링하우징(170), 베어링하우징(170)을 관통한 회전샤프트(160)가 연결되는 기어박스(180), 기어박스(180)의 일측에 마련되되 기어박스(180)에서 전달된 회전샤프트(160)의 회전력에 의해 구동되는 발전기(미도시)와, 베어링하우징(170)과 기어박스(180) 등을 지지하는 프레임부(190) 등이 결합되어 있는 구조체를 통틀어 일컫는다.
이처럼, 나셀커버(130)는 나셀의 외부에 결합되어 나셀을 보호하는 역할을 한다.
나셀커버(130)는 외기에 그대로 노출되어 눈, 비 혹은 햇볕 등에 상시 노출되기 때문에 어느 정도의 강성이 보장되어야 한다. 따라서 나셀커버(130)는 내구성이 우수한 비금속 혹은 금속 복합 재질로 제작된다.
한편, 타워(140)는 상하로 길게 배치되는 축으로서, 복수의 블레이드(110), 허브(121), 나셀 및 나셀커버(130) 등의 구조물에 대한 축 방향 하중을 지지한다.
타워(140)는 위치별로 아랫부분의 로워 타워(lower tower)와, 윗부분의 어퍼 타워(upper tower)로 구분될 수 있다.
타워(140)는 내부가 빈 파이프(pipe) 형의 구조물이며, 타워(140)의 내부 빈 공간을 통해 케이블(cable) 등이 통과된다. 케이블은 송전용 파워 케이블(power cable), 통신용 케이블(cable) 등을 포함한 다양한 종류의 케이블일 수 있다.
한편, 허브에 복수의 블레이드를 설치하는 작업은, 그립핑유닛(200)으로 블레이드(110)를 그립핑한 후, 하나의 블레이드(110)를 허브(121)에 인접하게 이송한다. 이때, 그립핑유닛(300)은 블레이드 루트부를 그립핑하는 루트그립퍼(310)와, 블레이드 팁부를 그립핑하는 팁그립퍼(350)를 포함한다.
그리고, 하나의 블레이드(110)를 허브(121)의 블레이드 접속부(123)에 설치한 후, 허브(121)의 블레이드 접속부(123)를 수평상태로 유지되게 허브(121)를 회전시킨다.
그러나, 허브(121)를 회전시킴에 있어, 종래와 같이 기어박스(180)와 발전기를 연결하는 회전샤프트(160) 상에 인칭기어(미도시)를 연결한 후, 인칭기어를 강제로 회전시켜 역으로 허브(121)를 회전시키는 경우에, 기어박스(180) 내부에 마련된 주동기어(미도시) 및 종동기어(미도시)가 손상될 수 있다. 여기서, 인칭기어는 회전샤프트(160)를 강제로 회전시키기 위한 장비로서, 별도로 마련된 구동모터(미도시)에 의해 회전될 수 있도록 회전샤프트(160) 상에 장착된 기어이다.
따라서, 기어박스(180) 내의 주동기어 및 종동기어가 손상되지 않으면서, 허브(121)를 정밀하고 안전하게 회전시킬 수 있는 풍력발전기용 로터 회전장치가 요구된다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기용 로터 회전장치는, 로터(120)의 허브(121)에 연결된 회전샤프트(160)가 관통 삽입되되 허브(121)와 연동하여 회전하는 로터 락 디스크(200)와, 로터 락 디스크(200)에 연결되되 작동유체의 공급 및 취출에 의해 신장 또는 수축되면서 로터 락 디스크(200)를 회전시키는 회전구동력을 제공하는 유압식 디스크 메인구동부(230)와, 나셀커버(130)의 상부에 착탈가능하게 마련되되 로터 락 디스크(200)를 회전시키는 보조구동부(250)와, 로터 락 디스크(200)를 고정하는 락킹핀(270)을 포함한다.
본 실시예에 따른 풍력발전기용 로터 회전장치는, 유압식 디스크 메인구동부(230)와, 보조구동부(250)를 이용하여 로터 락 디스크(200) 및 허브(121)를 회전시킨다.
허브(121)에 연결된 회전샤프트(160)는 나셀커버(130) 내부의 베어링하우징(170), 기어박스(180) 등에 순차로 연결되어 회전한다.
이때, 로터 락 디스크(200)는, 나셀커버(130) 내부에 마련되되, 회전샤프트(160)를 지지하는 베어링하우징(170)의 전면부에 배치된다.
로터 락 디스크(200)는 허브(121) 및 회전샤프트(160)와 연동하여 회전되며, 풍력발전기를 보수 시 또는 허브(121)에 블레이드(110)를 설치 및 교체 시 허브(121) 및 회전샤프트(160)를 고정하는 역할을 한다.
전술한 바와 같이, 허브(121)에 블레이드(110)를 설치하기 위해서는 허브(121)를 회전시켜야 하는데, 본 실시예에 따른 풍력발전기용 로터 회전장치는 로터 락 디스크(200)를 회전시켜 허브(121)를 회전시킨다.
로터 락 디스크(200)는, 회전샤프트(160)가 관통 삽입되는 제1 디스크(210)와, 제1 디스크(210)의 외주면에 삽입되되 제1 디스크(210)와 연동하여 회전하는 제2 디스크(211)를 포함한다.
즉, 로터 락 디스크(200)는, 회전샤프트(160)가 관통되는 제1 디스크(210)의 외주면에 제2 디스크(211)가 결합되어 구성된다.
그리고, 제1 디스크(210)의 두께를 제2 디스크(211)의 두게보다 두껍게 형성하여 제1 디스크(210)가 제2 디스크(211) 표면에서 돌출되게 결합한다.
따라서, 후술할 보조구동부(250)를 이용하여 제1 디스크(210)를 회전시킬 수 있으며, 이로써 로터 락 디스크(200) 전체를 회전시킬 수 있다.
또한, 제2 디스크(211)의 표면에는 원주방향으로 상호 이격되게 복수 개의 홀부(215)가 마련되다.
유압식 디스크 메인구동부(230)는, 로터 락 디스크(200)를 회전시키는 역할을 한다.
특히, 유압식 디스크 메인구동부(230)는 제2 디스크(211)의 홀부(215)에 연결되어 신장 또는 수축되면서 제2 디스크(211)를 회전시켜 로터 락 디스크(200) 전체를 회전시킨다.
유압식 디스크 메인구동부(230)는, 로터 락 디스크(200)의 원주방향으로 상호 이격되게 형성된 복수의 홀부(215) 중 어느 하나에 삽입되는 회전바(231)와, 회전바(231)에 연결되어 신장 또는 수축됨에 따라 회전바(231)에 가압력을 제공하는 구동실린더(233)와, 구동실린더(233)의 실린더로드(234) 선단부에 마련되되 회전바(231)가 삽입 지지되는 클램프(235)와, 로터 락 디스크(200)의 표면과의 마찰에 따른 손상을 방지하기 위하여 실린더로드(234)의 표면을 감싸는 완충패드(237)를 포함한다.
회전바(231)는 로터 락 디스크(200)의 제2 디스크(211)에 마련된 복수의 홀부(215) 중 어느 하나에 삽입되는 핀부재로 형성된다.
허브(121) 및 로터 락 디스크(200)를 회전시키고자 하는 경우에 회전바(231)를 제2 디스크(211)에 형성된 홀부(215)에 삽입하고, 구동실린더(233)의 실린더로드(234)가 신장 또는 수축되는 거리만큼 제2 디스크(211)를 회전시킨다.
한편, 허브(121) 및 로터 락 디스크(200)를 고정하고자 하는 경우에는 회전바(231)를 제2 디스크(211)에 형성된 홀부(215)에서 삽입 해제한 후, 후술할 락킹핀(270)을 복수의 홀부(215) 중 어느 하나에 삽입하여 허브(121) 및 로터 락 디스크(200)를 고정한다.
구동실린더(233)는 로터 락 디스크(200), 특히 제2 디스크(211)가 회전되게 하는 구동력을 제공하는 역할을 한다. 구동실린더(233)는 프레임부(190)의 전단부에 회동가능하게 힌지결합된다.
도 1에서 도시한 바와 같이, 블레이드(110)가 삽입되는 블레이드 접속부(123)는 타워(140)를 기준으로 시계방향으로 90도(P1), 210도(P2), 330도(P3)에 위치한다.
따라서, 본 실시예에서는 210도(P2)에 있는 블레이드 접속부(123)를 시계방향으로 60도 회전시키고, 330도(P3)에 있는 블레이드 접속부(123)를 반시계방향으로 60도 회전시켜 수평상태에 위치시킬 수 있게, 로터 락 디스크(200)를 시계 또는 반시계방향으로 60도 회전시킨다.
따라서, 실린더로드(234)의 길이는 제2 디스크(211)가 시계 또는 반시계방향으로 60도 회전될 수 있는 길이를 갖도록 설계되어야 한다.
그리고, 클램프(235)는 실린더로드(234)와 회전바(231)를 결합하는 역할을 한다.
도 3에서 도시한 바와 같이, 클램프(235)는 실린더로드(234)의 선단부에 결합되며, 집게모양으로 형성되어 회전바(231)를 삽입 지지할 수 있도록 구성된다.
또한, 회전바(231)에는 클램프(235)가 안정적으로 지지될 수 있도록 원주방향을 따라 지지홈부(232)가 형성되며, 지지홈부(232)에 클램프(235)가 삽입 설치되어 클램프(235)와 회전바(231)의 결합강도를 높일 수 있다.
그리고, 도 3을 참조하면, 완충패드(237)는 실린더로드(234)가 신장 또는 수축하여 로터 락 디스크(200), 특히 제2 디스크(211)가 회전하는 경우에, 로터 락 디스크(200)의 표면과 실린더로드(234)가 접촉되어 로터 락 디스크(200)가 손상되는 것을 방지하는 역할을 한다.
완충패드(237)는 우레탄, 고무재질 등 유연성 있는 부드러운 탄성재질로 제작될 수 있으며, 실린더로드(234)를 감싸는 형태로 구성된다. 완충패드(237)는 실린더로드(234)의 신장 또는 수축에 따라 그 길이가 가변되어 항상 실린더로드(234)를 감싸도록 형성된다.
한편, 본 실시예에 따른 풍력발전기용 로터 회전장치는, 유압식 디스크 메인구동부(230)를 보조하여 로터 락 디스크(200)를 회전시키는 보조구동부(250)가 더 마련된다.
보조구동부(250)는, 나셀커버(130)의 상부에 착탈가능하게 마련되어 제1 디스크(210)를 회전시키는 역할을 한다. 즉, 보조구동부(250)는 제2 디스크(211)의 표면에서 돌출된 제1 디스크(210)를 회전시킴으로써, 전체적으로 로터 락 디스크(200)를 회전시키는 역할을 한다.
보조구동부(250)는, 나셀커버(130)의 상부에 착탈가능하게 마련된 몸체부(251)와, 몸체부(251)에 마련되되 회전구동력을 제공하는 구동기어(252)와, 나셀커버(130)의 상부를 관통하여 구동기어(252) 및 제1 디스크(210)의 외주면에 권취되되 구동기어의 회전구동력을 전달하는 구동력 전달부(253)와, 몸체부(251)에 연결되되 몸체부(251)를 나셀커버(130)의 길이방향으로 이송하는 몸체부 이송부(255)를 포함한다.
몸체부(251)는, 나셀커버(130)의 상부에 착탈가능하게 결합되어 구동기어(252)를 지지하는 역할을 한다.
그리고, 몸체부(251)는 후술할 몸체부 이송부(255)에 의해 나셀커버(130)의 길이방향으로 이송되며, 제1 디스크(210)를 회전시키는 것 외에 필요에 따라 구조물을 이송하는 호이스트 기능을 수행할 수 있다.
구동기어(252)는 몸체부(251)의 전단부 측에 연결되어 제1 디스크(210)를 회전시키는 구동력을 제공하는 역할을 한다.
도 2 및 도 4에서는 구동기어(252)가 한 쌍의 기어로 도시되어 있으나, 본 발명의 권리범위는 구동기어(252)의 결합형태에 의해 영향을 받지 않는다.
그리고, 구동기어(252)의 구동력은 구동력 전달부(253)에 의해 제1 디스크(210)에 전달된다.
구동력 전달부(253)는 나셀커버(130)의 상부에 마련된 관통홀부(131)에 삽입되고 구동기어(252) 및 제1 디스크(210)의 외주면에 권취되어 구동기어(252)의 회전방향으로 회전되면서, 구동기어(252)의 구동력을 제1 디스크(210)에 전달한다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 구동기어(252) 및 제1 디스크(210)의 외주면에는 기어치(214)가 형성되고 구동력 전달부(253)는 구동기어(252) 및 제1 디스크(210)의 기어치(214)에 맞물려 회전되는 타이밍 벨트로 형성되어 있으나, 구동기어(252) 및 제1 디스크(210)의 외주면에 각각 스프라켓이 형성되고 구동력 전달부(253)가 스프라켓에 걸려 회전되는 체인으로 구성될 수 도 있다.
그리고, 몸체부 이송부(255)는, 몸체부(251)를 나셀커버(130)의 상부에서 길이방향으로 이송하는 역할을 한다.
몸체부 이송부(255)는, 나셀커버(130)의 상부에 나셀커버(130)의 길이방향을 따라 마련되되 몸체부(251)가 슬라이딩 가능하게 연결된 가이드레일(256)과, 나셀커버(130)의 상부에 나셀커버(130)의 길이방향을 따라 마련된 랙기어(257)와, 몸체부(251)의 저면에 마련되되 랙기어(257)와 치합되는 구동체(미도시)를 포함한다.
몸체부(251)가 나셀커버(130)의 상부에서 길이방향으로 슬라이딩되어 이송되도록 가이드레일(256)이 나셀커버(130)의 상부에 길이방향으로 배치된다.
그리고, 가이드레일(256)로부터 이격되며 나셀커버(130)의 상부에서 나셀커버(130)의 길이방향을 따라 랙기어(257)가 마련된다.
즉, 몸체부(251)는 저면에 마련된 구동체(미도시)가 랙기어(257)에 치합되어 회전되면, 몸체부(251)는 가이드레일(256)을 따라 나셀커버(130)의 상부에서 왕복운동된다.
여기서, 구동체(미도시)는 랙기어(257)와 맞물려 회전하는 피니언기어를 포함한다.
한편, 도 2 및 도 5를 참조하면, 로터 락 디스크(200)와 허브(121) 및 회전샤프트(160)는 상호 연동하여 회전되므로, 풍력발전기를 보수 시 또는 허브(121)에 블레이드(110)를 설치 및 교체 시 허브(121) 및 회전샤프트(160)를 고정하기 위해 락킹핀(270)을 로터 락 디스크(200)에 삽입하여 고정한다.
락킹핀(270)은 로터 락 디스크(200)의 복수의 홀부(215) 중 어느 하나에 삽입될 수 있도록 프레임부(190)의 상부에서 왕복운동 가능하게 설치된다.
이때, 로터 락 디스크(200)의 홀부(215)는 로터 락 디스크(200)의 표면에 원주방향으로 상호 이격되게 복수 개 마련된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기용 로터 회전장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기용 로터 회전장치의 동작 전후 상태를 나타내는 정면도이다.
허브(121)에 복수 개의 블레이드(110)를 설치함에 있어, 블레이드(110) 접속부(123)를 수평상태로 유지하기 위해 허브(121)를 회전시켜야 한다.
따라서, 본 실시예에 따른 풍력발전기용 로터 회전장치에는, 허브(121)와 연동하여 회전하는 로터 락 디스크(200)를 회전시키는 유압식 디스크 메인구동부(230)와 보조구동부(250)가 마련된다.
먼저, 로터 락 디스크(200)를 회전시키기 전의 상태를 설명하면 다음과 같다.
도 6은 로터 락 디스크(200)를 회전시키기 전의 상태를 나타내는 것으로서, 로터 락 디스크(200)의 양측에 유압식 디스크 메인구동부(230)를 마련한다.
즉, 프레임부(190)의 전단부에 구동실린더(233)를 마련하고, 구동실린더(233)의 실린더로드(234) 선단부에 클램프(235)를 설치하며, 클램부(235)에 삽입 결합되는 회전바(231)를 마련한다.
또한, 나셀커버(130) 상부에 보조구동부(250)를 설치하여, 구동력 전달부(253)를 제1 디스크(210)에 권취한다.
그리고, 도 5에서 도시한 바와 같이, 제2 디스크(211)의 홀부(215)에 락킹핀(270)을 삽입하여 로터 락 디스크(200)가 회전되는 것을 방지한다.
다음으로, 로터 락 디스크(200)를 회전시키는 동작을 설명하면 다음과 같다.
도 7에서 도시한 바와 같이, 구동실린더(233)를 회동시켜 회전바(231)를 제2 디스크(211)의 홀부(215)에 삽입한다.
그리고, 로터 락 디스크(200)의 홀부(215)에서 락킹핀(270)을 삽입 해제한 후, 유압식 디스크 메인구동부(230)의 실린더로드(234)를 신장 또는 수축하여 제2 디스크(211)를 회전시킨다. 또한, 보조구동부(250)의 구동기어(252)로 제1 디스크(210)를 회전시킨다.
이때, 제1 디스크(210)와 제2 디스크(211)가 동일한 각속도로 회전될 수 있도록, 실린더로드(234)의 신장 또는 수축에 따른 제2 디스크(211)의 각속도와 구동기어(252)의 각속도를 조절한다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
110: 블레이드 121: 허브
130: 나셀커버 140: 타워
160: 회전샤프트 170: 베어링하우징
180: 기어박스 190: 프레임부
200: 로터 락 디스크 210: 제1 디스크
211: 제2 디스크 215: 홀부
230: 유압식 디스크 메인구동부 231: 회전바
232: 지지홈부 233: 구동실린더
235: 클램프 237: 완충패드
250: 보조구동부 251: 몸체부
252: 구동기어 253: 구동력 전달부
255: 몸체부 이송부 256: 가이드레일
257: 랙기어 270: 락킹핀

Claims (10)

  1. 로터의 허브에 연결된 회전샤프트가 관통 삽입되고, 상기 허브와 연동하여 회전하는 로터 락 디스크; 및
    상기 로터 락 디스크에 연결되고, 작동유체의 공급 및 취출에 의해 신장 또는 수축되면서 상기 로터 락 디스크를 회전시키는 회전구동력을 제공하는 유압식 디스크 메인구동부를 포함하며,
    상기 유압식 디스크 메인구동부는,
    상기 로터 락 디스크의 원주방향으로 상호 이격되게 형성된 복수의 홀부 중 어느 하나에 삽입되는 회전바;
    상기 회전바에 연결되어 신장 또는 수축됨에 따라 상기 회전바에 가압력을 제공하는 구동실린더;
    상기 구동실린더의 실린더로드 선단부에 마련되고, 상기 회전바가 삽입 지지되는 클램프; 및
    상기 로터 락 디스크의 표면과의 마찰에 따른 손상을 방지하기 위하여 상기 실린더로드의 표면을 감싸는 완충패드를 포함하는 풍력발전기용 로터 회전장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 회전바에는,
    상기 클램프가 안정적으로 지지될 수 있도록 지지홈부가 형성되는 풍력발전기용 로터 회전장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 로터 락 디스크는,
    상기 회전샤프트가 관통 삽입되는 제1 디스크; 및
    상기 제1 디스크의 외주면에 삽입되고, 상기 제1 디스크와 연동하여 회전하는 제2 디스크를 포함하되,
    상기 복수의 홀부는 상기 제2 디스크의 원주방향으로 상호 이격되게 형성되는 풍력발전기용 로터 회전장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 로터 락 디스크는, 상기 제1 디스크의 두께가 상기 제2 디스크의 두께보다 두껍도록 단차지게 형성되며,
    풍력발전기용 나셀커버의 상부에 착탈가능하게 마련되고, 상기 제1 디스크의 외주면에 연결되어 상기 제1 디스크를 회전시키는 보조구동부를 더 포함하는 풍력발전기용 로터 회전장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 보조구동부는,
    상기 나셀커버의 상부에 착탈가능하게 마련된 몸체부;
    상기 몸체부에 마련되고, 회전구동력을 제공하는 구동기어; 및
    상기 나셀커버의 상부를 관통하여 상기 구동기어 및 상기 제1 디스크의 외주면에 권취되고, 상기 구동기어의 회전구동력을 전달하는 구동력 전달부를 포함하는 풍력발전기용 로터 회전장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 보조구동부는,
    상기 몸체부에 연결되고, 상기 몸체부를 상기 나셀커버의 길이방향으로 이송하는 몸체부 이송부를 더 포함하는 풍력발전기용 로터 회전장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 몸체부 이송부는,
    상기 나셀커버의 상부에 상기 나셀커버의 길이방향을 따라 마련되고, 상기 몸체부가 슬라이딩 가능하게 연결된 가이드레일;
    상기 나셀커버의 상부에 상기 나셀커버의 길이방향을 따라 마련된 랙기어; 및
    상기 몸체부의 저면에 마련되고, 상기 랙기어와 치합되는 구동체를 포함하는 풍력발전기용 로터 회전장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 홀부 중 적어도 어느 하나에 삽입되어 상기 로터 락 디스크를 고정하는 락킹핀을 더 포함하는 풍력발전기용 로터 회전장치.
KR1020120067499A 2012-06-22 2012-06-22 풍력발전기용 로터 회전장치 KR101346178B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120067499A KR101346178B1 (ko) 2012-06-22 2012-06-22 풍력발전기용 로터 회전장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120067499A KR101346178B1 (ko) 2012-06-22 2012-06-22 풍력발전기용 로터 회전장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101346178B1 true KR101346178B1 (ko) 2013-12-31

Family

ID=49989345

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120067499A KR101346178B1 (ko) 2012-06-22 2012-06-22 풍력발전기용 로터 회전장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101346178B1 (ko)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015169605A1 (de) * 2014-05-06 2015-11-12 Wobben Properties Gmbh Azimutverstellung einer windenergieanlage
WO2018065018A1 (en) * 2016-10-07 2018-04-12 Vestas Wind Systems A/S Rotor lock system for a wind turbine
KR20190118719A (ko) * 2018-04-11 2019-10-21 엄재광 풍력발전기 블레이드 조립용 로터 회전 장치
WO2020135908A1 (en) * 2018-12-28 2020-07-02 Vestas Wind Systems A/S Wind turbine arrangement and method
US10746159B2 (en) 2016-10-20 2020-08-18 Vestas Wind Systems A/S Rotor restraining and rotating apparatus and method for wind turbines
US10989170B2 (en) * 2016-08-29 2021-04-27 Jiangsu Goldwind Science & Technology Co., Ltd. Control method for rotor turning device, computer program product, computer readable storage medium, control device, and rotor turning system
US11795913B2 (en) 2020-03-23 2023-10-24 Vestas Wind Systems A/S Turner gear assembly for wind turbines and method of using same

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070187954A1 (en) * 2004-03-19 2007-08-16 Jan Struve Automatic braking and locking of a wind turbine
JP2011163324A (ja) * 2010-02-15 2011-08-25 Japan Steel Works Ltd:The 回転位置調整機構および回転位置調整方法
US20120308398A1 (en) * 2010-02-23 2012-12-06 Emb Systems Ag Positioning device for a wind power station and wind power station

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070187954A1 (en) * 2004-03-19 2007-08-16 Jan Struve Automatic braking and locking of a wind turbine
JP2011163324A (ja) * 2010-02-15 2011-08-25 Japan Steel Works Ltd:The 回転位置調整機構および回転位置調整方法
US20120308398A1 (en) * 2010-02-23 2012-12-06 Emb Systems Ag Positioning device for a wind power station and wind power station

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015169605A1 (de) * 2014-05-06 2015-11-12 Wobben Properties Gmbh Azimutverstellung einer windenergieanlage
CN106460781A (zh) * 2014-05-06 2017-02-22 乌本产权有限公司 风能设施的方位角调节
CN106460781B (zh) * 2014-05-06 2019-06-18 乌本产权有限公司 风能设施的方位角调节
US10378511B2 (en) 2014-05-06 2019-08-13 Wobben Properties Gmbh Yaw adjustment of a wind turbine
US10989170B2 (en) * 2016-08-29 2021-04-27 Jiangsu Goldwind Science & Technology Co., Ltd. Control method for rotor turning device, computer program product, computer readable storage medium, control device, and rotor turning system
WO2018065018A1 (en) * 2016-10-07 2018-04-12 Vestas Wind Systems A/S Rotor lock system for a wind turbine
US11028833B2 (en) 2016-10-07 2021-06-08 Vestas Wind Systems A/S Rotor lock system for a wind turbine
US10746159B2 (en) 2016-10-20 2020-08-18 Vestas Wind Systems A/S Rotor restraining and rotating apparatus and method for wind turbines
KR20190118719A (ko) * 2018-04-11 2019-10-21 엄재광 풍력발전기 블레이드 조립용 로터 회전 장치
KR102051561B1 (ko) 2018-04-11 2019-12-03 엄재광 풍력발전기 블레이드 조립용 로터 회전 장치
WO2020135908A1 (en) * 2018-12-28 2020-07-02 Vestas Wind Systems A/S Wind turbine arrangement and method
US11795913B2 (en) 2020-03-23 2023-10-24 Vestas Wind Systems A/S Turner gear assembly for wind turbines and method of using same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101346178B1 (ko) 풍력발전기용 로터 회전장치
JP5134738B2 (ja) 風力発電装置
US8476782B2 (en) WEC with improved power take off apparatus
KR101346180B1 (ko) 풍력발전기용 블레이드 설치 시스템
KR101334339B1 (ko) 풍력발전기용 블레이드 그립핑 장치
EP2525090B1 (en) Wind turbine nacelle
CN204357630U (zh) 一种桩基立轴直驱式潮流能发电装置
CN102762856A (zh) 风车叶片的间距驱动装置、具备该装置的风车旋转叶片及风力发电装置
KR101323801B1 (ko) 풍력발전기용 로터 회전장치
EP2474736A1 (en) Wind driven generator
CN102792014A (zh) 风力***
KR101379727B1 (ko) 풍력발전기용 로터 회전장치
KR101358231B1 (ko) 풍력발전기용 블레이드 설치방법 및 그 방법에 적용되는 블레이드 설치용 로봇
KR101346177B1 (ko) 풍력발전기용 로터 회전장치
CN204283729U (zh) 一种风力发电机组叶片变桨机构
KR20140000581A (ko) 풍력발전기용 블레이드 그립핑 장치
KR101334334B1 (ko) 풍력발전기용 블레이드의 그립핑 장치
KR101378961B1 (ko) 풍력발전기용 블레이드 그립핑 장치
KR101346179B1 (ko) 풍력발전기용 블레이드 그립핑 장치
CN104595107A (zh) 一种风力发电机组叶片变桨机构
KR20140000965A (ko) 풍력발전기용 블레이드 설치 시스템
KR20140000039A (ko) 풍력발전기
KR101334338B1 (ko) 풍력발전기용 블레이드의 그립핑 장치
KR20120131333A (ko) 풍력발전장치
KR101379724B1 (ko) 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant