JP2023537639A - Wind propulsion system and ship equipped with it - Google Patents
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Abstract
本発明は風力推進システム及びそれを備えた船舶に関するものであり、本発明の風力推進システムは、甲板に垂直に設けられる固定子と、上記固定子の外側を覆うように円柱状に設けられる回転子と、上記回転子に連結されるディスクを介して上記回転子に回転動力を伝達する駆動部と、上記回転子の下部に設けられて上記回転子の横方向の運動を抑える下部ベアリング部と、を含み、上記下部ベアリング部は、ベアリングユニットの集合体からなり、少なくとも一部が上記固定子の内側において上記ベアリングユニットが設けられる位置に一定間隔を置いて設けられる窓の縁に沿って設けられ、上記回転子の回転をガイドするガイドベアリングを上記固定子に支持するジョイント部を含んでもよい。The present invention relates to a wind propulsion system and a vessel equipped with the same. a drive unit that transmits rotational power to the rotor via a disk connected to the rotor; and a lower bearing unit that is provided at a lower part of the rotor and suppresses lateral movement of the rotor. , the lower bearing part is composed of an assembly of bearing units, and at least a part of the lower bearing part is provided along the edge of a window provided at a certain interval inside the stator at a position where the bearing unit is provided. The rotor may include a joint portion that supports the stator with a guide bearing that guides the rotation of the rotor.
Description
本発明は風力推進システム及びそれを備えた船舶に関する。 The present invention relates to a wind propulsion system and a ship equipped with the same.
船舶は通常化石燃料を使用して推進力を得ている。船舶にはスラスターなどを駆動するための大出力のエンジンが装着されており、長距離運航時に大型船舶が消費する燃料の量は数百トンに達すると知られている。これらの船舶を運用するには膨大な費用がかかり、燃料消費による汚染物質の排出も非常に深刻な問題となっている。 Ships typically use fossil fuels for propulsion. Ships are equipped with high-output engines to drive thrusters, etc., and it is known that large ships consume hundreds of tons of fuel during long-distance navigation. The cost of operating these vessels is enormous, and pollutant emissions from fuel consumption are also a very serious problem.
このような問題を解決するためには船舶の動力源を多様化することが望ましい。例えば、推進力の一部を電気モータから得る電気推進船舶技術が開発され適用されており、他にも船舶が海上で経験する多様な環境条件を利用して電気を得る技術が開発されている。 In order to solve these problems, it is desirable to diversify the power sources of ships. For example, electric propulsion ship technology, which obtains some of the propulsion power from electric motors, has been developed and applied, and other technologies have been developed to obtain electricity by taking advantage of the various environmental conditions that ships experience at sea. .
さらに、排気を全く発生させない自然エネルギーとして太陽光、風力などの活用も注目を浴びている。特に風力の場合、甲板上に帆(Sail)などの設備を設けて風力を容易に推進力に変えられるという点で、構造が簡単で維持費用が安いという利点がある。 Furthermore, the use of solar power, wind power, and the like is attracting attention as natural energy that does not generate exhaust at all. In particular, in the case of wind power, it is possible to easily convert wind power into propulsion by installing facilities such as a sail on the deck, which has the advantage of simple structure and low maintenance cost.
また、最近では一般的に知られている帆とは異なり、動力を利用して直接回転しながら風力を所望する方向の推進力に変換できるローター設備(例えば、magnus rotor)が実船に搭載されている。このようなローター設備は甲板に固定される固定子(stator)と、固定子の表面と上面を覆うように円柱状に設けられ、回転速度や方向が調整される回転子(rotor)と、からなる。 In addition, recently, unlike the generally known sail, a rotor device (e.g., magnus rotor) that can convert wind power into a desired direction of propulsion while rotating directly using power is installed on actual ships. ing. Such a rotor equipment consists of a stator fixed to the deck, and a rotor provided in a columnar shape so as to cover the surface and top surface of the stator and whose rotational speed and direction are adjusted. Become.
このようなローター設備は帆とは違って風力を所望する推進力に加工できることから、最近多くの研究開発が行われている。ただし、ローター設備は数メートルの直径を有し、数十メートルの高さからなる大型柱状であるため、甲板内における設置、船舶の動きによる耐久性、前方視野干渉、制御などの観点から解決及び改善すべき問題がまだ相当の数残っている。 Recently, much research and development has been carried out on such rotor equipment because, unlike sails, it is possible to process wind power into a desired propulsion force. However, since the rotor equipment is a large column with a diameter of several meters and a height of several tens of meters, it is difficult to solve problems from the viewpoint of installation on the deck, durability due to movement of ships, forward vision interference, control, etc. There are still quite a few issues to improve.
本発明は上記のような従来技術の問題点を解決するために創出されたものであり、本発明の目的は、回転子の構造的性能の向上及び製作を容易にし、回転子を駆動させる駆動部の構造的安定性を確保し、回転子と固定子との間に設けられる下部ベアリング部の構造的安定性の確保及びメンテナンスを容易にし、エンドプレートの軽量化による構造的安定性が確保できるようにする風力推進システム及びそれを備えた船舶を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention was created to solve the problems of the prior art as described above. Ensures the structural stability of the part, ensures the structural stability of the lower bearing part installed between the rotor and the stator, and facilitates maintenance. Structural stability can be ensured by reducing the weight of the end plate. It is to provide a wind propulsion system and a ship equipped with the same.
本発明の一側面による風力推進システムは、甲板に垂直に設けられる固定子と、上記固定子の外側を覆うように円柱状に設けられる回転子と、上記回転子に連結されるディスクを介して上記回転子に回転動力を伝達する駆動部と、上記回転子の下部に設けられて上記回転子の横方向の運動を抑える下部ベアリング部と、を含み、上記下部ベアリング部は、ベアリングユニットの集合体からなり、少なくとも一部が上記固定子の内側において上記ベアリングユニットが設けられる位置に一定間隔を置いて設けられる窓の縁に沿って設けられ、上記回転子の回転をガイドするガイドベアリングを上記固定子に支持するジョイント部を含んでもよい。 A wind propulsion system according to one aspect of the present invention includes a stator vertically installed on a deck, a rotor provided in a columnar shape so as to cover the outside of the stator, and a disc connected to the rotor. a driving part for transmitting rotational power to the rotor; and a lower bearing part provided under the rotor to suppress lateral movement of the rotor, wherein the lower bearing part is a set of bearing units. At least a part of the guide bearing is provided along the edge of the window provided at a fixed interval inside the stator at the position where the bearing unit is provided, and guides the rotation of the rotor. A joint portion may be included that supports the stator.
具体的に、上記ジョイント部は1対からなり、上記ガイドベアリングのベアリング軸の両端に結合される第1ジョイントプレートと、上記固定子の内側において上記窓の縁に沿って設けられ、上記第1ジョイントプレートと結合する第2ジョイントプレートと、を含んでもよい。 More specifically, the joint part comprises a pair of first joint plates coupled to both ends of the bearing shaft of the guide bearing, and a first joint plate provided along the edge of the window inside the stator. a second joint plate coupled with the joint plate.
具体的に、上記第1ジョイントプレートは、上記ベアリング軸に結合された状態で上記ガイドベアリングの一側に水平に延長し、延長した端部で垂直に折り曲げられた形状を有し、上記第2ジョイントプレートとボルト結合するための第1ボルト孔が複数個設けられ、上記第2ジョイントプレートは、少なくとも上記ガイドベアリングの半径またはそれ以下の大きさで突出した形状を有し、上記第1ボルト孔に対応する第2ボルト孔が複数個設けられてもよい。 Specifically, the first joint plate has a shape in which the first joint plate is horizontally extended to one side of the guide bearing while being coupled to the bearing shaft, and the extended end is vertically bent. A plurality of first bolt holes are provided for bolting with the joint plate, the second joint plate has a shape protruding at least by a radius of the guide bearing or smaller, and the first bolt holes are provided. A plurality of second bolt holes corresponding to may be provided.
具体的に、上記ジョイント部は、上記固定子の内側において上記窓の縁に沿って設けられ、上記ガイドベアリングの一部が外部に突出した状態で上記ガイドベアリングを固定するジョイントボックスを含んでもよい。 Specifically, the joint part may include a joint box provided along the edge of the window inside the stator and fixing the guide bearing with a part of the guide bearing protruding to the outside. .
具体的に、上記駆動部は、モータによって回転する駆動軸と、上記駆動軸に設けられる駆動ギヤと、上記駆動ギヤと噛み合って回る被動ギヤと、上記被動ギヤと結合されて上記被動ギヤの回転を支持する第1被動軸と、が内蔵され、上記固定子の内側に設けられるギヤボックスと、カップリング部材によって上記第1被動軸と連結されて上記ディスクに回転力を伝達する第2被動軸を支えるベアリングハウジングと、を含んでもよい。 Specifically, the drive unit includes a drive shaft rotated by a motor, a drive gear provided on the drive shaft, a driven gear that meshes with the drive gear and rotates, and a driven gear coupled to rotate the driven gear. a gear box provided inside the stator; and a second driven shaft connected to the first driven shaft by a coupling member to transmit rotational force to the disc. and a bearing housing that supports the
具体的に、上記ベアリングハウジングは上記固定子の上面の内側に設けられるか、または上記固定子の上面の外側に設けられてもよい。 Specifically, the bearing housing may be provided inside the top surface of the stator or outside the top surface of the stator.
具体的に、上記駆動軸は、第1ベアリングによって上部が上記ギヤボックスの上面に回転可能に結合され、第2ベアリングによって下部が上記ギヤボックスの下面に回転可能に結合され、上記第1、2ベアリングは、上記駆動軸の横力または上記駆動軸の横進を防げるベアリングであってもよい。 Specifically, the driving shaft has an upper portion rotatably coupled to the upper surface of the gearbox by a first bearing, a lower portion rotatably coupled to the lower surface of the gearbox by a second bearing, and the first and second bearings. The bearing may be a bearing capable of preventing lateral force of the drive shaft or lateral movement of the drive shaft.
具体的に、上記第1被動軸は、第3ベアリングによって上部が上記ギヤボックスの上面に回転可能に結合され、第4ベアリングによって下部が上記ギヤボックスの下面に回転可能に結合され、上記第3、4ベアリングは、上記第1被動軸の横力を防げるベアリングであってもよい。 Specifically, the first driven shaft has an upper portion rotatably coupled to the upper surface of the gearbox by a third bearing, a lower portion rotatably coupled to the lower surface of the gearbox by a fourth bearing, and the third driven shaft. , 4 bearings may be bearings capable of preventing lateral force of the first driven shaft.
具体的に、上記第2被動軸は直列に配置される第5ベアリング及び第6ベアリングによって上記固定子の上面に回転可能に結合され、上記第5ベアリングは上記第2被動軸の軸力を防げるベアリングであり、上記第6ベアリングは上記第2被動軸の横力を防げるベアリングであってもよい。 Specifically, the second driven shaft is rotatably coupled to the upper surface of the stator by a fifth bearing and a sixth bearing arranged in series, and the fifth bearing can prevent an axial force of the second driven shaft. A bearing, wherein the sixth bearing may be a bearing capable of preventing a lateral force of the second driven shaft.
具体的に、上記回転子は、上端に内側に一定の長さ延長し、上記ディスクを収容する空間を有するリング状の第1エッジパネルが設けられる下部回転子と、下端に内側に一定の長さ延長し、上記ディスクを収容する空間を有するリング状の第2エッジパネルが設けられる上部回転子と、上記下部回転子、上記上部回転子、上記ディスクを結合する結合部材と、を含んでもよい。 Specifically, the rotor includes a lower rotor provided with a ring-shaped first edge panel extending inwardly at its upper end and having a space for accommodating the disk, and a lower rotor with a fixed inner length at its lower end. an upper rotor provided with a ring-shaped second edge panel having a space for accommodating the disk; and a connecting member for connecting the lower rotor, the upper rotor, and the disk. .
具体的に、上記結合部材は、上記第1エッジパネルの下面と上記ディスクの下面を支える第1クランププレートと、上記第1エッジパネルの上面と上記ディスクの上面を支える第2クランププレートと、上記第1、2クランププレートと上記ディスクを固定する第1ボルト部材と、上記第1エッジパネルと上記第2エッジパネルを固定する第2ボルト部材と、を含んでもよい。 Specifically, the coupling member includes a first clamp plate supporting the bottom surface of the first edge panel and the bottom surface of the disk, a second clamp plate supporting the top surface of the first edge panel and the top surface of the disk, and the A first bolt member securing the disc to the first and second clamp plates and a second bolt member securing the first edge panel and the second edge panel may be included.
具体的に、上記結合部材は、上記第1エッジパネルと上記第2クランププレートの間に設けられる第1ボンディング部材と、上記第2エッジパネルと上記第2クランププレートの間に設けられる第2ボンディング部材と、をさらに含んでもよい。 Specifically, the coupling member includes a first bonding member provided between the first edge panel and the second clamping plate, and a second bonding member provided between the second edge panel and the second clamping plate. and a member.
具体的に、陸上の上記基礎構造物をリフティング装置を用いて上記甲板上に搭載し、陸上において上記固定子の上部に上記ディスクと上記駆動部を設置し、上記下部回転子を上記リフティング装置でリフトして内部に上記固定子を収容させ、上記結合部材を利用して上記下部回転子と上記ディスクを結合させ、上記固定子が収容された上記下部回転子を上記リフティング装置を用いて上記基礎構造物上に搭載し、陸上の上部回転子を上記リフティング装置を用いて上記基礎構造物上に搭載された上記下部回転子の上部に整列させ、上記結合部材を利用して上記下部回転子と上記上部回転子を結合してもよい。 Specifically, the foundation structure on land is mounted on the deck using a lifting device, the disk and the drive unit are installed on the upper part of the stator on land, and the lower rotor is moved by the lifting device. The rotor is lifted to receive the stator inside, the lower rotor and the disk are connected using the connecting member, and the lower rotor containing the stator is moved to the foundation using the lifting device. The upper rotor mounted on the structure is aligned with the upper part of the lower rotor mounted on the substructure using the lifting device, and the connecting member is used to align the upper rotor on land with the lower rotor. The upper rotor may be combined.
本発明の他の側面による船舶は上記した風力推進システムを含んでもよい。 A marine vessel according to another aspect of the invention may include a wind propulsion system as described above.
本発明による風力推進システムは、回転子の構造的性能の向上及び製作を容易にし、回転子を駆動させる駆動部の構造的安定性を確保し、回転子と固定子との間に設けられる下部ベアリング部の構造的安定性の確保及びメンテナンスを容易にし、エンドプレートの軽量化による構造的安定性を確保することができる。 The wind power propulsion system according to the present invention improves the structural performance of the rotor, facilitates manufacturing, secures the structural stability of the driving part that drives the rotor, and provides a lower part provided between the rotor and the stator. It is possible to secure the structural stability of the bearing portion and facilitate maintenance, and to secure the structural stability by reducing the weight of the end plate.
本発明の目的、特定の利点及び新規な特徴は添付の図面に関する以下の詳細な説明及び好ましい実施例からより明らかになるであろう。なお、本明細書では、各図面の構成要素に参照番号を付するにおいて、同じ構成要素に限ってはたとえ他の図面上に表示されても、可能な限り同じ番号を付したことに留意されたい。また、本発明を説明するに当たり、関連する公知技術に対する具体的な説明が本発明の要旨を不要に不明確にすると判断される場合は、その詳細な説明を省略する。 Objects, particular advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings. It should be noted that in this specification, in assigning reference numbers to constituent elements in each drawing, it should be noted that the same constituent elements are given the same numbers as much as possible even if they are displayed on other drawings. sea bream. In addition, in describing the present invention, if a detailed description of related known technologies is deemed to unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.
以下、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。 Preferred embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は本発明の一実施例による風力推進システム1を備えた船舶Sを示す図であり、図2は本発明の一実施例による風力推進システム1を説明するための図である。
FIG. 1 is a diagram showing a ship S equipped with a wind
図1及び図2に示すように、本発明の一実施例による風力推進システム1は、船舶Sの甲板に少なくとも1つ以上設けられ、動力を利用して直接回転しながら風力を所望する方向の推進力に変換することができ、基礎構造物10、固定子20、回転子30、エンドプレート40、ディスク50、駆動部60、下部ベアリング部70を含んでもよい。
As shown in FIGS. 1 and 2, at least one wind
基礎構造物10は甲板上に固定設置され、上部に固定子20が設けられてもよい。
The
固定子20は甲板上に固定される基礎構造物10上に垂直に設けられてもよく、回転子30の軸をなすことができる。
The
このような固定子20は内部が空いている円柱状の構造物であってもよく、上部に駆動部60が搭載されてもよい。
The
回転子30は固定子20の外側を覆うように円柱状に設けられた構造物であって、船舶Sの甲板に設置/固定される固定子20を軸とし、駆動部60により動力が付加されて360度回転することができる。このとき、船舶S周辺の風と円柱状の回転子30の間の流体力学的干渉により、風が船舶Sの推進力に切り替わることができる。
The
即ち、回転子30は駆動部60の動力がディスク50を介して伝達されて回転することができる。このとき、回転子30は、垂直方向の中心軸である固定子20を基準として回転しながら一側では増加した圧力が発生し、反対側では減少した圧力/吸引が発生して、回転子30の一側と反対側のそれぞれに正圧と負圧が発生して船舶100を移動させる力である推進力を発生させることができる。
That is, the
また、回転子30の方向によって正圧と負圧が形成される方向は異なってもよいため、回転子30の方向が時計回りまたは反時計回りに回転する変換を介して船舶Sの運航方向を制御することもできる。
In addition, since the direction in which the positive pressure and the negative pressure are formed may be different depending on the direction of the
本実施例の船舶は、回転子30の駆動によって推進力が形成されることに限定されず、従来の実施例と組み合わせてもよいことは言うまでもない。例えば、メインエンジン(不図示)とラダーなどによる船舶Sの運航がメインとなる場合、回転子30が補助役割をすることができる。これとは異なり、回転子30による作動がメインで行われ、メインエンジンとラダーによる船舶Sの運航が補助になることもでき、回転子30の駆動は様々な状況で必要に応じて行われることができる。
Needless to say, the ship of this embodiment is not limited to generating propulsive force by driving the
上記の回転子30は下部に設けられる下部ベアリング部70に回転可能に連結され、固定子20の上部に設けられる駆動部60の動力の伝達を受けて回転力を付与するディスク50に連結されてもよい。
The
このような回転子30は上端部が開口されてもよく、開口された部分にエンドプレート40が設けられてもよい。
The
ディスク50は回転子30の内周面に対応する形状、例えば、円板状であってもよく、外周面が回転子30の内周面に固定連結されてもよい。このようなディスク50は駆動部60に連結されて駆動部60の動力の伝達を受けて回転子30に回転力を付与することができる。
The
駆動部60は固定子20の上部に設けられ、ディスク50に連結されてもよい。このような駆動部60は回転子30を回転させることができる動力を発生させてディスク50を介して回転子30に回転力を伝達することができる。
The driving
下部ベアリング部70は回転子30の下部に設けられてもよい。下部ベアリング部70は回転子30が駆動部60の動力により回転するとき、横方向の運動を抑制することができるように構成されてもよい。
The
上記のように、本実施例の風力推進システム1は固定子20、回転子30、エンドプレート40、ディスク50、駆動部60、下部ベアリング部70を含み、以下において、当該風力推進システム1の各構成について図3~図27を参照して具体的に説明する。
As described above, the
上記した図2に示す回転子30は内部が空いている円柱状の構造物であり、様々な実施例で具現することができ、以下では、第1実施例の回転子30aを図3~図4を参照して説明し、第2実施例の回転子30aを図5~図7を参照して説明する。
The
図3は図2に示す回転子30の第1実施例を説明するための図であり、図4は第1実施例の回転子30aを構成する単位パネル31aを説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining the first embodiment of the
図3~図4に示すように、第1実施例の回転子30aは複数の単位パネル31aの結合で構成されてもよい。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
単位パネル31aはガラス繊維、炭素繊維、または様々な複合素材を用いた引き抜き成形で、一定の幅、長さ、厚さを有するように形成されることができる。
The
単位パネル31aは隣接する他の単位パネル31aと締り嵌め結合ができるように構成されてもよい。
A
単位パネル31aは、図4に示すように、幅方向に曲面形状を有して長手方向に延長する曲面板31a1と、曲面板31a1の一側の縁に沿って設けられる雌コネクタ31a2と、曲面板31a1の他方の縁に沿って設けられる雄コネクタ31a3と、からなってもよい。単位パネル31aをなす曲面板31a1、雌コネクタ31a2、雄コネクタ31a3のそれぞれの厚さは同じまたは類似することができる。
As shown in FIG. 4, the
曲面板31a1は回転子30aの半径に対応する曲面を有することができる。
The curved plate 31a1 can have a curved surface corresponding to the radius of the
雌コネクタ31a2と雄コネクタ31a3は、隣接する単位パネル31a同士を締り嵌め結合できる様々な構造を有することができる。
The female connector 31a2 and the male connector 31a3 can have various structures that allow for an interference fit connection between the
例えば、雌コネクタ31a2は曲面板31a1の一側端部から回転子30aの内側方向に折り曲げられて延長する第1板31a21と、第1板31a21の延長した端部から曲面板31a1の外側方向に折り曲げられて延長する第2板31a22と、第2板31a22の延長した端部から回転子30aの外側方向に折り曲げられて延長する第3板31a23と、第3板31a23の延長した端部から曲面板31a1の内側方向に折り曲げられて延長する第4板31a24と、からなってもよく、第1~第4板31a24により雄コネクタ31a3の形状に対応する「L」字型の嵌合空間31a4が形成されることができる。このとき、雄コネクタ31a3は雌コネクタ31a2の「L」字型の嵌合空間31a4に対応するように、曲面板31a1の他方の端部から回転子30aの内側方向に折り曲げられて延長する第5板31a31と、第5板31a31の延長した端部から曲面板31a1の内側方向に折り曲げられて延長する第6板31a32と、からなってもよい。
For example, the female connector 31a2 includes a first plate 31a21 bent and extending inwardly of the
このため、本実施例の回転子30aは、上記のように構成される単位パネル31aを利用した締り嵌め結合方式により内部が空いている円柱状に形成することができるため、接着剤結合方式やボルティング結合方式に比べて結合工程を簡素化することができる。
For this reason, the
また、本実施例の回転子30aは、単位パネル31aをガラス繊維、炭素繊維、または様々な複合素材を用いて引き抜き成形で製作することにより、製作工程の簡素化による製作費の削減だけでなく、軽量化することができる。
In addition, the
また、本実施例の回転子30aは雌コネクタ31a2と雄コネクタ31a3の締り嵌め結合部分が曲面板31a1より厚くなり、自然に長手方向の補強剤の役割をすることができるため、補強のために内部に樹脂などを注入する従来のサンドイッチ製作方式より経済的であることができる。
In addition, in the
図5は図2に示す回転子30の第2実施例を説明するための図であり、図6は第2実施例の回転子30bを構成する下部回転子31bと上部回転子32bを連結する結合部材33bを説明するための図であり、図7の(a)~(d)は第2実施例の回転子30bの搭載工程を説明するための図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining a second embodiment of the
図5~図7に示すように、第2実施例の回転子30bは下部回転子31bと上部回転子32bが結合部材33bによって組み立てられる2段組み立て構造で構成されてもよい。
As shown in FIGS. 5 to 7, the
下部回転子31bと上部回転子32bのそれぞれは内部が空いている円柱状の構造物であってもよく、同じ材質及び形状に形成されてもよい。
Each of the
下部回転子31bは固定子20、ディスク50、駆動部60、下部ベアリング部70が収容できる大きさに形成されることができる。
The
下部回転子31bの上端には内側に一定の長さ延長されディスク50を収容する空間を有するリング状の第1エッジパネル31b1が設けられ、上部回転子32bの下端には内側に一定の長さ延長されディスク50を収容する空間を有するリング状の第2エッジパネル32b1が設けられてもよい。
A ring-shaped first edge panel 31b1 is provided at the upper end of the
結合部材33bは、上部にディスク50と駆動部60が設けられた固定子20を下部回転子31bの内部に収容して第1エッジパネル31b1とディスク50を一致させた状態で下部回転子31bとディスク50を結合させすることができ、下部回転子31bとディスク50が結合された状態で下部回転子31bの第1エッジパネル31b1と上部回転子32bの第2エッジパネル32b1を結合させることができる。
The
具体的には、結合部材33bは、第1エッジパネル31b1の下面とディスク50の下面を支える第1クランププレート33b1と、第1エッジパネル31b1の上面とディスク50の上面を支える第2クランププレート33b2と、第1、2クランププレート33b1、33b2とディスク50を固定する第1ボルト部材33b3と、下部回転子31bの第1エッジパネル31b1上に上部回転子32bの第2エッジパネル32b1を固定する第2ボルト部材33b4と、を含んでもよい。
Specifically, the
上記において、第1ボルト部材33b3は、第1クランププレート33b1、ディスク50、第2クランププレート33b2を固定して下部回転子31bとディスク50を結合させることができ、第2ボルト部材33b4は、第1クランププレート33b1、第1エッジパネル31b1、第2クランププレート33b2、第2エッジパネル32b1を固定して下部回転子31bと上部回転子32bを結合させることができる。
In the above, the first bolt member 33b3 can fix the first clamp plate 33b1, the
また、結合部材33bは、下部回転子31bの第1エッジパネル31b1と第2クランププレート33b2との間に設けられる第1ボンディング部材33b5と、上部回転子32bの第2エッジパネル32b1と第2クランププレート33b2との間に設けられる第2ボンディング部材33b6と、をさらに含んでもよい。ここで、第1、2ボンディング部材33b5、33b6は塗布方式または付着方式の様々な接着剤または接着フィルムであってもよい。
The
上記のように結合部材33bを利用して組み立てる下部回転子31bと上部回転子32bの搭載工程は、図7の(a)~(d)を参照して説明する。
A process of mounting the
まず、図7の(a)に示すように、陸上の基礎構造物10をリフティング装置Lを用いて船舶Sの甲板上に搭載する。ここで、リフティング装置Lはタワークレーン、ガントリークレーンまたは当業者に公知の任意の適切なリフティング手段であってもよい。
First, as shown in (a) of FIG. 7, the
図7の(b)に示すように、陸上で固定子20の上部にディスク50と駆動部60を設置し、下部回転子31bをリフティング装置Lでリフトして内部に固定子20を収容し、結合部材33bを利用して下部回転子31bとディスク50を結合させる。
As shown in (b) of FIG. 7, the
図7の(c)に示すように、固定子20の収容された下部回転子31bをリフティング装置Lを用いて甲板に固定設置された基礎構造物10上に搭載する。
As shown in FIG. 7(c), the
図7の(d)に示すように、陸上の上部回転子32bをリフティング装置Lを用いて基礎構造物10上に搭載された下部回転子31bの上部に整列させ、結合部材33bを利用して下部回転子31bと上部回転子32bを結合させる。
As shown in (d) of FIG. 7, the
これにより、本実施例の回転子30bは下部回転子31bと上部回転子32bが結合部材33bによって組み立てられる2段組み立て構造で構成することで、2段連結構造の具現による組み立て工程の簡素化だけでなく、クレーンの重量及び高さ要求を改善することができる。
Accordingly, the
上記した図2に示すエンドプレート40は、回転子30の開口された上端部に設けられるものであり、様々な実施例で具現することができ、以下では、第1実施例のエンドプレート40aを図8を参照して説明する。
The
図8は図2に示すエンドプレート40の第1実施例を説明するための図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining a first embodiment of the
図8に示すように、第1実施例のエンドプレート40aは円板41aとスチフナー42aからなってもよく、ガラス繊維強化プラスチック(GFRP)または炭素繊維強化プラスチック(CFRP)で形成されてもよい。
As shown in FIG. 8, the
円板41aは中央領域43aと外郭領域44aに分けられてもよい。中央領域43aは回転子30の開口された上端部に対応する領域であり、外郭領域44aは回転子30の外側に延長する領域であってもよいが、これに限定されない。
The
円板41aの中央領域43aと外郭領域44aは同一でなくてもよい。例えば、円板41aの中央領域43aは半径方向GFRP-2AXIS 10tであり、円板41aの外郭領域44aは半径方向GFRP-UD 30tであってもよい。
The
スチフナー42aは円板41aの中央領域43aを補強するためのものであり、円板41aの中心から中央領域43aの縁まで複数個が放射状に延長して形成されてもよい。長手方向GFRP-UD 10tであってもよい。
The
上記において、円板41aとスチフナー42aの繊維方向及び厚さ数値は例示に過ぎず、様々な積層パターン及び厚さが適用できることは言うまでもない。
In the above, the fiber directions and thickness values of the
これにより、本実施例のエンドプレート40aはガラス繊維強化プラスチック(GFRP)または炭素繊維強化プラスチック(CFRP)で製作することにより、エンドプレート40aの軽量化による風力推進システム1の構造的性能を向上させることができる。
Accordingly, the
上記の図2に示す駆動部60は固定子20の上部に設けられて回転子30を回転させることができる動力を発生させるものであり、様々な実施例で具現することができるが、以下では第1実施例の駆動部60aを図9を参照して説明し、第2実施例の駆動部60bを図10を参照して説明し、第3実施例の駆動部60cを図11を参照して説明する。
The driving
図9は図2に示す駆動部60の第1実施例を説明するための図である。
FIG. 9 is a diagram for explaining a first embodiment of the driving
図9に示すように、第1実施例の駆動部60aはモータ61a、ギヤボックス62a、駆動軸63a、駆動ギヤ64a、被動ギヤ65a、被動軸66a、ベアリングハウジング67aを含んでもよい。
As shown in FIG. 9, the driving
モータ61aは駆動力を発生させてギヤボックス62aに伝達し、固定子20の内側に設けられてもよい。
The
ギヤボックス62aはモータ61aと結合し、駆動軸63aを回転させるのに必要な駆動力を伝達するための各種ギヤが内蔵されており、固定子20の内側に設けられてもよい。ギヤボックス62aは減速機であってもよい。
The
本実施例のギヤボックス62aの内部にはモータ61aに結合されてモータ61aによって回転する駆動軸63aと、駆動軸63aに設けられる駆動ギヤ64aと、駆動ギヤ64aと噛み合って回る被動ギヤ65aと、被動ギヤ65aと結合されて被動ギヤ65aの回転を支持する被動軸66aと、が設けられてもよい。
Inside the
駆動ギヤ64aと被動ギヤ65aは減速比が6:1の減速ギヤであってもよいが、これに限定されず、様々な減速比を有する減速ギヤを適用することができることは言うまでもない。
The
被動軸66aは第1被動軸66a1と第2被動軸66a2からなってもよい。
The driven
この場合、第1被動軸66a1はギヤボックス62aの内部に設けられ、下部がギヤボックス62aの下面に回転可能に結合され、上部がギヤボックス62aの上面を貫通し外部に突出して第2被動軸66a2と結合されるように設けられてもよい。
In this case, the first driven shaft 66a1 is provided inside the
第2被動軸66a2はギヤボックス62aの外部に設けられ、下部が第1被動軸66a1の上部とカップリング部材68aによって結合され、上部が固定子20の上面を貫通してディスク50に結合されるように設けられてもよい。第2被動軸66a2は第1被動軸66a1と連結されてディスク50に回転力を伝達することができる。
The second driven shaft 66a2 is installed outside the
上記した駆動軸63a、第1被動軸66a1、第2被動軸66a2のそれぞれは様々なベアリングによって回転することができる。
Each of the
具体的には、駆動軸63aは第1ベアリングB1によって上部がギヤボックス62aの上面に回転可能に結合され、第2ベアリングB2によって下部がギヤボックス62aの下面に回転可能に結合されてもよい。
Specifically, the
本実施例では、駆動軸63aはモータ61aの駆動力で回転する軸であって軸力(axial force)が多く加わる軸ではなく、この場合、第1、2ベアリングB1、B2は駆動軸63aの横力(lateral force)または駆動軸63aの横進を防けるベアリング、例えば、自動調心ベアリングを適用することができる。
In this embodiment, the driving
第1被動軸66a1は第3ベアリングB3により上部がギヤボックス62aの上面に回転可能に結合され、第4ベアリングB4により下部がギヤボックス62aの下面に回転可能に結合されてもよい。
An upper portion of the first driven shaft 66a1 may be rotatably coupled to the upper surface of the
本実施例では、第1被動軸66a1はモータ61aから直接駆動力が伝達されたり、ディスク50に直接駆動力が伝達されず、軸力(axial force)が多く加わる軸ではなく、この場合、第3、4ベアリングB3、B4は第1被動軸66a1の横力(lateral force)を防げるベアリング、例えば、自動調心ベアリングを適用することができる。
In this embodiment, the first driven shaft 66a1 is not a shaft to which the driving force is directly transmitted from the
第2被動軸66a2は直列に配置される第5ベアリングB5及び第6ベアリングB6によって固定子20の上面に回転可能に結合されてもよい。
The second driven shaft 66a2 may be rotatably coupled to the upper surface of the
本実施例において、第2被動軸66a2はディスク50に直接駆動力を伝達する軸であって、軸力(axial force)と横力(lateral force)が多く加わる軸ではなく、この場合、第5ベアリングB5は第2被動軸66a2の軸力を防げるベアリング、例えば、スラストベアリング(thrust bearing)を適用することができ、第6ベアリングB6は第2被動軸66a2の横力(lateral force)を防げるベアリング、例えば、球面ローラーベアリング(SRB)などの自動調心ベアリングを適用することができる。
In this embodiment, the second driven shaft 66a2 is a shaft that directly transmits the driving force to the
上述のように、第2被動軸66a2は軸力及び横力が多く加わるため、直列に配置される第5ベアリングB5及び第6ベアリングB6を軸力及び横力に耐えられるように固定子20に強固に結合することには困難がある。 As described above, the second driven shaft 66a2 receives a large amount of axial force and lateral force. There are difficulties in making a strong bond.
このため、本実施例は、第2被動軸66a2を支える手段としてベアリングハウジング67aを固定子20の上面内側に固定設置することができる。ベアリングハウジング67aは第2被動軸66a2が貫通し第5、6ベアリングB5、B6を収容することができる。ベアリングハウジング67aを固定子20の上面内側に固定設置することで、ベアリングハウジング67aにより第2被動軸66a2が軸力及び横力に耐えられる。
Therefore, in this embodiment, the bearing
図10は図2に示す駆動部60の第2実施例を説明するための図である。
FIG. 10 is a diagram for explaining a second embodiment of the driving
図10に示すように、第2実施例の駆動部60bはモータ61a、ギヤボックス62a、駆動軸63a、駆動ギヤ64a、被動ギヤ65a、第1、2被動軸66a1、66a2からなる被動軸66a、ベアリングハウジング67b、カップリング部材68aを含んでもよい。
As shown in FIG. 10, the
第2実施例の駆動部60bは上記の第1実施例の駆動部60aと比較すると、ベアリングハウジング67bの設置位置が異なる。
The driving
即ち、本実施例のベアリングハウジング67bは固定子20の上面外側に設けられ、上記の第1実施例のベアリングハウジング67aは固定子20の上面内側に設けられる点が異なり、その他の構成要素は構成的に同じである。
That is, the bearing
その他の構成要素は第1実施例と構成的に同じであるため、同じ図面符号を使用している。そのため、重複する説明を避けるべくここでは同じ構成に対する説明を省略する。 Since other constituent elements are structurally the same as those of the first embodiment, the same reference numerals are used. Therefore, in order to avoid duplication of description, the description of the same configuration is omitted here.
図11は図2に示す駆動部60の第3実施例を説明するための図である。
FIG. 11 is a diagram for explaining a third embodiment of the driving
図11に示すように、第3実施例の駆動部60cはモータ61c、ギヤボックス62c、駆動軸63c、駆動ギヤ64c、被動ギヤ65c、被動軸66cを含んでもよい。
As shown in FIG. 11, the driving
モータ61cは駆動力を発生させてギヤボックス62cに伝達し、固定子20の上面内側に設けられてもよい。
The
ギヤボックス62cはモータ61cと結合し、駆動軸63cを回転させるのに必要な駆動力を伝達するための各種ギヤが内蔵されており、固定子20の上面外側に設けられてもよい。ギヤボックス62cは減速機であってもよい。
The
本実施例のギヤボックス62cの内部にはモータ61cに結合されてモータ61cによって回転する駆動軸63cと、駆動軸63cに設けられる駆動ギヤ64cと、駆動ギヤ64cと噛み合って回る被動ギヤ65cと、被動ギヤ65cと結合されて被動ギヤ65cの回転を支持し、ディスク50に回転力を伝達する被動軸66cと、が設けられてもよい。
Inside the
駆動ギヤ64cと被動ギヤ65cは減速比が6:1の減速ギヤであってもよいが、これに限定されず、様々な減速比を有する減速ギヤを適用することができることは言うまでもない。
The
上記した駆動軸63c、被動軸66cのそれぞれは様々なベアリングによって回転することができる。
Each of the
具体的には、駆動軸63cは第7ベアリングB7によって上部がギヤボックス62cの上面に回転可能に結合され、第8ベアリングB8によって下部がギヤボックス62cの下面に回転可能に結合されてもよい。
Specifically, the driving
本実施例では、駆動軸63cはモータ61cの駆動力で回転する軸であって軸力(axial force)が多く加わる軸ではなく、この場合、第7、8ベアリングB7、B8は駆動軸63cの横力(lateral force)または駆動軸63cの横進を防げるベアリング、例えば、自動調心ベアリングを適用することができる。
In this embodiment, the
被動軸66cは第9ベアリングB9によって上部がギヤボックス62cの上面に回転可能に結合され、直列に配置される第10ベアリングB10及び第11ベアリングB11によって下部がギヤボックス62cの下面に回転可能に結合されてもよい。
The driven
本実施例において、被動軸66cはディスク50に直接駆動力を伝達する軸であって軸力(axial force)と横力(lateral force)が多く加わる軸であり、この場合、第10ベアリングB10は被動軸66cの軸力を防げるベアリング、例えば、スラストベアリング(thrust bearing)を適用することができ、第11ベアリングB11は被動軸66cの横力(lateral force)を防げるベアリング、例えば、自動調心ベアリングを適用することができる。
In this embodiment, the driven
また、第10、11ベアリングB10、B11はギヤボックス62cの下面において被動軸66cに直列に配置されるため、ギヤボックス62cの下面の厚さを他の面より相対的に厚くして第10、11ベアリングB10、B11が設けられるようにすることができる。ギヤボックス62cの下面の厚さを従来と同じ厚さにする場合、上記の第1実施例のベアリングハウジング67aをギヤボックス62cの内部に固定設置して第10、11ベアリングB10、B11を設置することもできる。
The tenth and eleventh bearings B10 and B11 are arranged in series with the driven
上述のように、本実施例における被動軸66cはディスク50に直接駆動力を伝達する軸であって軸力と横力が多く加わるが、第10、11ベアリングB10、B11によって軸力及び横力を防げるだけでなく、被動軸66cそのものの長さが短いため、第9ベアリングB9に被動軸66cの横力を防げるベアリング、例えば、自動調心ベアリングを適用することができる。
As described above, the driven
上記の図2に示す下部ベアリング部70は駆動部60の動力により回転する回転子30の横方向運動を抑えるものであり、様々な実施例で具現することができるが、以下では第1実施例の下部ベアリング部70aを図12~図14を参照して説明し、第2実施例の下部ベアリング部70bを図15~図17を参照して説明し、第3実施例の下部ベアリング部70cを図18~図20を参照して説明し、第4実施例の下部ベアリング部70dを図21~図22を参照して説明し、第5実施例の下部ベアリング部70eを図23~図25を参照して説明し、第6実施例の下部ベアリング部70fを図26~図27を参照して説明する。
The
図12は図2に示す下部ベアリング部70の第1実施例を説明するための風力推進システム1の一部図であり、図13は図12のA-A’線に沿って切断した図であり、図14は図13のB-B’線に沿って切断した図である。
FIG. 12 is a partial view of the wind
図12~図14に示すように、第1実施例の下部ベアリング部70aはベアリングユニット71aの集合体からなってもよく、基礎構造物10に設けられてもよい。
As shown in FIGS. 12 to 14, the
ベアリングユニット71aは基礎構造物10に設けられてもよく、ガイドベアリング71a1、ベアリング支持台71a2からなってもよい。
The
ガイドベアリング71a1はベアリング支持台71a2の上端に設けられ、回転子30の回転をガイドすることができる。
The guide bearing 71a1 is installed on the upper end of the bearing supporter 71a2 and can guide the rotation of the
ベアリング支持台71a2は上端に設けられるガイドベアリング71a1を支持し、基礎構造物10に設けられてもよい。
The bearing supporter 71a2 supports the guide bearing 71a1 provided on the upper end and may be provided on the
上記したベアリングユニット71aは、回転子30の内周面に沿って一定間隔を置いて複数個配置されて下部ベアリング部70aをなすが、このとき、ガイドベアリング71a1は回転子30の内周面に密着し、ベアリング支持台71a2は回転子30及び固定子20に重畳せずに基礎構造物10上に設けられてもよい。
A plurality of bearing
本実施例では、ベアリングユニット71aのメンテナンスが容易に行えるように、下部ベアリング部70aと固定子20との間に通行路81が設けられてもよい。
In this embodiment, a
通行路81は固定子20の直径を既存対比で小さくすることで確保することができる。例えば、既存の固定子の直径が4~4.5mである場合、本実施例の固定子20は直径を2~2.5m水準に小さくすることで通行路81を確保することができる。
The
固定子20は全体的に直径を小さくすることができるが、上部に駆動部60が設置される空間が設けられるように、図12に示すように駆動部60が設置される上部の直径は既存の直径のように大きくすることが好ましい。
Although the diameter of the
これにより、本実施例の下部ベアリング部70aはベアリングユニット71aの製作が容易であり、ベアリング支持台71a2を基礎構造物10に直接設置することで設置工数を削減することができ、通行路81を確保することでメンテナンスを容易にすることができ、固定子20を軽量化することができる。
As a result, the
図15は図2に示す下部ベアリング部70の第2実施例を説明するための風力推進システム1の一部図であり、図16は図15のA-A’線に沿って切断した図であり、図17は図16のB-B’線に沿って切断した図である。
FIG. 15 is a partial view of the wind
図15~図17に示すように、第2実施例の下部ベアリング部70bはベアリングユニット71bの集合体からなってもよく、基礎構造物10に設けられてもよい。
As shown in FIGS. 15 to 17, the
ベアリングユニット71bは基礎構造物10に設けられてもよく、ガイドベアリング71b1、ベアリング支持台71b2からなってもよい。
The
ガイドベアリング71b1はベアリング支持台71b2の上端に設けられ、回転子30の回転をガイドすることができる。
The guide bearing 71b1 is installed on the upper end of the bearing supporter 71b2 and can guide the rotation of the
ベアリング支持台71b2は上端に設けられるガイドベアリング71b1を支持し、基礎構造物10に設けられてもよい。
The bearing support 71b2 supports the guide bearing 71b1 provided on the upper end and may be provided on the
上記のベアリングユニット71bは回転子30の内周面に沿って一定間隔を置いて複数個配置されて下部ベアリング部70bをなすが、このとき、ガイドベアリング71b1は回転子30の内周面に密着し、ベアリング支持台71b2は固定子20に重畳するように基礎構造物10上に設けられてもよい。
A plurality of bearing
本実施例の固定子20は下端部に一定間隔の開放部82が形成され、開放部82にベアリングユニット71bを設けることで、ベアリングユニット71bが固定子20に重畳するように設けられてもよい。
The
これにより、本実施例の下部ベアリング部70bはベアリングユニット71bの製作が容易であり、ベアリング支持台71b2を基礎構造物10に直接設けることで設置工数を削減することができ、開放部82を介してベアリングユニット71bのメンテナンスを容易にすることができる。
As a result, the
図18は図2に示す下部ベアリング部70の第3実施例を説明するための風力推進システム1の一部図であり、図19は第3実施例の下部ベアリング部70cを構成するベアリングユニット71cを説明するための図であり、図20の(a)~(c)は図19のベアリングユニット71cが固定子20に設けられた状態を示す図であり、ここで、(a)は平面図、(b)は正面図、(c)は背面図である。
FIG. 18 is a partial view of the wind
図18~図20に示すように、第3実施例の下部ベアリング部70cはベアリングユニット71cの集合体からなってもよく、固定子20に設けられてもよい。
As shown in FIGS. 18 to 20, the
ベアリングユニット71cは固定子20に設けられ、ガイドベアリング71c1、第1ジョイントプレート71c2、第2ジョイントプレート71c3からなってもよい。本実施例では、固定子20はベアリングユニット71cが設けられる位置に一定間隔を置いて窓83が設けられてもよい。
The bearing
ガイドベアリング71c1は第1ジョイントプレート71c2に設けられてもよく、回転子30の回転をガイドすることができる。
The guide bearing 71c1 may be provided on the first joint plate 71c2 and can guide the rotation of the
第1ジョイントプレート71c2は1対からなり、ガイドベアリング71c1のベアリング軸71c11の両端に結合されてもよい。1対の第1ジョイントプレート71c2はベアリング軸71c11に結合された状態でガイドベアリング71c1の一側に水平に延長し、延長した端部で垂直に折り曲げられた形状を有することができる。1対の第1ジョイントプレート71c2には第2ジョイントプレート71c3とボルト結合するための第1ボルト孔71c21が複数個設けられてもよい。 A pair of first joint plates 71c2 may be coupled to both ends of the bearing shaft 71c11 of the guide bearing 71c1. The pair of first joint plates 71c2 may extend horizontally to one side of the guide bearing 71c1 while being coupled to the bearing shaft 71c11, and may have a shape in which the extended ends are vertically bent. A pair of first joint plates 71c2 may be provided with a plurality of first bolt holes 71c21 for bolting to the second joint plate 71c3.
第2ジョイントプレート71c3は固定子20の内側において窓83の縁に沿って設けられてもよく、1対の第1ジョイントプレート71c2と結合するために第1ボルト孔71c21に対応する第2ボルト孔71c31が複数個設けられてもよい。第2ジョイントプレート71c3は少なくともガイドベアリング71c1の半径またはそれ以下の大きさに突出した形状を有することができる。
The second joint plate 71c3 may be provided along the edge of the
上記のベアリングユニット71cは第1、2ジョイントプレート71c2、71c3のボルト結合により固定子20に設けられ、回転子30の内周面に沿って一定間隔を置いて複数個配置されて下部ベアリング部70cをなすが、このとき、ガイドベアリング71c1は図20の(a)~(c)に示すように、第1、2ジョイントプレート71c2、71c3により固定された状態で一部が固定子20の窓83を介して外側に突出して回転子30の内周面に密着することができる。
The bearing
これにより、本実施例の下部ベアリング部70cはベアリングユニット71cをモジュール化して製作するため、製作が容易なだけでなく、設置工数を削減することができ、固定子20に設けられることで構造的安全性を確保することができる。
Accordingly, since the
図21は図2に示す下部ベアリング部70の第4実施例を説明するための風力推進システム1の一部図であり、図22は第4実施例の下部ベアリング部70dを構成するベアリングユニット71dを説明するための図である。
FIG. 21 is a partial view of the wind
図21~図22に示すように、第4実施例の下部ベアリング部70dはベアリングユニット71dの集合体からなってもよく、固定子20に設けられてもよい。
As shown in FIGS. 21 and 22, the
ベアリングユニット71dは固定子20に設けられ、ガイドベアリング71d1、ジョイントボックス71d2からなってもよい。本実施例では、固定子20はベアリングユニット71dが設けられる位置に一定間隔を置いて窓84が設けられてもよい。
The
ガイドベアリング71d1はジョイントボックス71d2に設けられてもよく、回転子30の回転をガイドすることができる。
The guide bearing 71d1 may be provided in the joint box 71d2 and can guide the rotation of the
ジョイントボックス71d2は固定子20の内側において窓84の縁に沿って設けられてもよく、ガイドベアリング71d1の一部が外部に突出した状態でガイドベアリング71d1を固定することができる。ジョイントボックス71d2には固定子20とのボルト結合のための第1ボルト孔71d21が複数個設けられてもよい。
The joint box 71d2 may be provided along the edge of the
固定子20はベアリングユニット71dが設けられる位置に一定間隔を置いて窓84が設けられてもよく、ジョイントボックス71d2とのボルト結合のために窓84の縁に沿って第1ボルト孔71d21に対応する第2ボルト孔71d22が設けられてもよい。
The
上記のベアリングユニット71dはジョイントボックス71d2のボルト結合により固定子20に設けられ、回転子30の内周面に沿って一定間隔を置いて複数個配置されて下部ベアリング部70dをなすが、このとき、ガイドベアリング71d1はジョイントボックス71d2が固定子20に固定された状態で一部が固定子20の窓84を介して外側に突出して回転子30の内周面に密着することができる。
The
これにより、本実施例の下部ベアリング部70dはベアリングユニット71dをモジュール化して製作するため、製作が容易なだけでなく、設置工数を削減することができ、固定子20に設けられることで構造的安全性を確保することができる。
Accordingly, since the
図23は図2に示す下部ベアリング部70の第5実施例を説明するための風力推進システム1の一部図であり、図24は図23のA-A’線に沿って切断した図であり、図25は図24のB-B’線に沿って切断した図である。
FIG. 23 is a partial view of the wind
図23~図25に示すように、第5実施例の下部ベアリング部70eはベアリングユニット71eの単一体で構成されてもよく、固定子20に設けられてもよい。
As shown in FIGS. 23 to 25, the
ベアリングユニット71eは固定子20に設けられ、ガイドベアリング71e1、ガイドレール71e2からなってもよい。
The
ガイドベアリング71e1は固定子20の外周面に沿って設けられてもよく、回転子30の回転をガイドすることができる。
The guide bearing 71
ガイドベアリング71e1は環状の単一ベアリングであってもよく、例えば、ジャーナル型(journal type)またはボール/ローラー型ベアリング(ball/roller type)であってもよい。 The guide bearing 71e1 may be an annular single bearing, for example a journal type or ball/roller type bearing.
環状のガイドベアリング71e1は直径2.5mの構造物に設置できるものが現在の最大サイズのベアリングであることを考慮して、固定子20は少なくとも2.5mの直径より小さくてもよい。当該固定子20は全体的に2.5m以下の直径であることができるが、上部に駆動部60が設置される空間が設けられるように、図23に示すように駆動部60が設けられる上部の直径は既存の直径(例えば、4~4.5m)のように大きくすることが好ましい。
Considering that the annular guide bearing 71e1 is currently the largest size bearing that can be installed in a 2.5m diameter structure, the
ガイドレール71e2は環状のガイドベアリング71e1に対応する位置の回転子30の内周面に沿って形成されてもよく、ガイドベアリング71e1をガイドすることができる。このとき、ガイドレール71e2は突出する高さを多様に具現することができ、突出高さは回転子30の直径に応じて決められてもよい。
The guide rail 71e2 may be formed along the inner peripheral surface of the
即ち、固定子20の直径が2.5mの場合、回転子30の最小直径は固定子20の外周面に設けられるガイドベアリング71e1の直径に対応することができ、ガイドレール71e2の突出高さに応じて回転子30の最大直径が決められてもよい。
That is, when the diameter of the
通常、回転子30は直径が大きいほど風力推進能力が向上するため、本実施例は回転子30の直径を所望する分だけ大きくしてもガイドレール71e2の突出高さを調整することによって下部ベアリング部70eの機能を行えるようにする。
Normally, the larger the diameter of the
このようなガイドレール71e2は別途製作して回転子30の内周面に設けられるか、回転子30と一体型に製造されてもよい。
Such a guide rail 71e2 may be separately manufactured and installed on the inner peripheral surface of the
これにより、本実施例の下部ベアリング部70eは、ガイドベアリング71e1に環状の単一ベアリングを適用して固定子20に設けることにより構造的安全性を確保することができ、ガイドレール71e2の高さを調整することにより回転子30の大きさを所望する大きさに変更製作できるため、風力推進性能を容易に向上させることができる。
Accordingly, the
図26は図2に示す下部ベアリング部70の第6実施例を説明するための風力推進システム1の一部図であり、図27は図26のA-A’線に沿って切断した図である。
FIG. 26 is a partial view of the wind
図26~図27に示すように、第6実施例の下部ベアリング部70fはベアリングユニット71fの集合体からなってもよく、回転子30に設けられてもよい。
As shown in FIGS. 26 and 27, the
ベアリングユニット71fは回転子30に設けられてもよく、ガイドベアリング71f1、アーム71f2、ガイドレール71f3からなってもよい。
The
ガイドベアリング71f1はアーム71f2が一側に設けられてもよく、回転子30の回転をガイドすることができる。
The guide bearing 71f1 may be provided with an arm 71f2 on one side and can guide the rotation of the
アーム71f2は回転子30の内周面に設けられてもよい。アーム71f2は長さ可変式、折り畳み式または固定式であってもよい。アーム71f2は長さ可変式である場合、テレスコピックまたはテントポールのように手動で長さを調整することができる。
Arm 71f2 may be provided on the inner peripheral surface of
ガイドレール71f3は固定子20の外周面に沿って形成されてもよく、ガイドベアリング71f1をガイドすることができる。このとき、ガイドレール71f3は突出する高さを多様に具現することができ、突出高さは固定子20または回転子30の直径に応じて決められてもよい。
The guide rail 71f3 may be formed along the outer peripheral surface of the
例えば、回転子30の直径が決まった状態で、固定子20の直径を変更するとき、変更される直径に応じてガイドレール71f3の突出高さを調整することにより下部ベアリング部70fの機能を行うことができるようにする。また、固定子20の直径が決まった状態で、回転子30の直径を変更する場合も同様である。
For example, when the diameter of the
このようなガイドレール71f3は別途製作して固定子20の外周面に設けられるか、固定子20と一体型に製造されてもよい。
Such a guide rail 71f3 may be separately manufactured and installed on the outer peripheral surface of the
これにより、本実施例の下部ベアリング部70fはガイドレール71f3の高さを調整することにより回転子30または固定子20の大きさを所望する大きさに製作することができるため、風力推進性能を容易に向上させることができる。
Accordingly, the
本発明の風力推進システム1は、上記のように、図2に示す固定子20、回転子30、エンドプレート40、ディスク50、駆動部60、下部ベアリング部70のそれぞれに対して図3~図27を参照して多様な実施例で説明したが、各構成に対する実施例に限定されず、上記実施例の組み合わせまたは上記実施例のうち少なくとも何れか1つと公知技術の組み合わせをさらに他の実施例として含むことができる。
As described above, the
以上、本発明の実施例を中心に本発明を説明したが、これは単なる例示に過ぎず、本発明を限定するものではなく、本発明が属する分野の通常の知識を有する者であれば本実施例の本質的な技術内容から外れない範囲内で実施例に例示されていない様々な組み合わせまたは変形と応用が可能であることが理解できるであろう。従って、本発明の実施例から容易に導出できる変形と応用に関する技術内容は本発明に含まれると解釈すべきである。 Although the present invention has been described above with a focus on the embodiments of the present invention, this is merely an example and does not limit the present invention. It will be understood that various combinations, modifications and applications not illustrated in the examples are possible without departing from the essential technical contents of the examples. Therefore, it should be construed that the present invention includes the technical contents of variations and applications that can be easily derived from the embodiments of the present invention.
1 風力推進システム
10 基礎構造物
20 固定子
30、30a、30b 回転子
31a 単位パネル
31a1 曲面板
31a2 雌コネクタ
31a21 第1板
31a22 第2板
31a23 第3板
31a21 第4板
31a3 雄コネクタ
31a31 第5板
31a32 第6板
31a4 嵌合空間
31b 下部回転子
31b1 第1エッジパネル
32b 上部回転子
32b1 第2エッジパネル
33b 結合部材
33b1 第1クランププレート
33b2 第2クランププレート
33b3 第1ボルト部材
33b4 第2ボルト部材
33b5 第1ボンディング部材
33b6 第2ボンディング部材
40、40a エンドプレート
41a 円板
42a スチフナー
43a 中央領域
44a 外郭領域
50 ディスク
60、60a、60b、60c 駆動部
61a、61c モータ
62a、62c ギヤボックス
63a、63c 駆動軸
64a、64c 駆動ギヤ
65a、65c 被動ギヤ
66a、66c 被動軸
66a1 第1被動軸
66a2 第2被動軸
67a、67b ベアリングハウジング
68a カップリング部材
70、70a、70b、70c、70d、70e、70f 下部ベアリング部
71a、71b、71c、71d、71e、71f ベアリングユニット
71a1、71b1、71c1、71d1、71e1、71f1 ガイドベアリング
71c11 ベアリング軸
71a2、71b2 ベアリング支持台
71c2 第1ジョイントプレート
71c21 第1ボルト孔
71c3 第2ジョイントプレート
71c31 第2ボルト孔
71d2 ジョイントボックス
71d21 第1ボルト孔
71d22 第2ボルト孔
71e2 ガイドレール
71f2 アーム
71f3ガイドレール
81 通行路
82 開放部
83、84 窓
B1~B11 第1~第11ベアリング
S 船舶
L リフティング装置
1 Wind propulsion system 10 Foundation structure 20 Stator 30, 30a, 30b Rotor 31a Unit panel 31a1 Curved plate 31a2 Female connector 31a21 First plate 31a22 Second plate 31a23 Third plate 31a21 Fourth plate 31a3 Male connector 31a31 Fifth plate 31a32 Sixth plate 31a4 Fitting space 31b Lower rotor 31b1 First edge panel 32b Upper rotor 32b1 Second edge panel 33b Coupling member 33b1 First clamp plate 33b2 Second clamp plate 33b3 First bolt member 33b4 Second bolt member 33b5 First bonding member 33b6 Second bonding member 40, 40a End plate 41a Disc 42a Stiffener 43a Central region 44a Outer region 50 Discs 60, 60a, 60b, 60c Drive units 61a, 61c Motors 62a, 62c Gearboxes 63a, 63c Drive shaft 64a, 64c driving gears 65a, 65c driven gears 66a, 66c driven shaft 66a1 first driven shaft 66a2 second driven shafts 67a, 67b bearing housing 68a coupling members 70, 70a, 70b, 70c, 70d, 70e, 70f lower bearing portion 71a, 71b, 71c, 71d, 71e, 71f Bearing units 71a1, 71b1, 71c1, 71d1, 71e1, 71f1 Guide bearing 71c11 Bearing shafts 71a2, 71b2 Bearing support base 71c2 First joint plate 71c21 First bolt hole 71c3 Second joint plate 71c31 Second bolt hole 71d2 Joint box 71d21 First bolt hole 71d22 Second bolt hole 71e2 Guide rail 71f2 Arm 71f3 Guide rail 81 Passageway 82 Openings 83, 84 Windows B1 to B11 First to eleventh bearings S Vessel L Lifting device
Claims (14)
上記固定子の外側を覆うように円柱状に設けられる回転子と、
上記回転子に連結されるディスクを介して上記回転子に回転動力を伝達する駆動部と、
上記回転子の下部に設けられて上記回転子の横方向の運動を抑える下部ベアリング部と、を含み、
上記下部ベアリング部は、
ベアリングユニットの集合体からなり、少なくとも一部が上記固定子の内側において上記ベアリングユニットが設けられる位置に一定間隔を置いて設けられる窓の縁に沿って設けられ、上記回転子の回転をガイドするガイドベアリングを上記固定子に支持するジョイント部を含むことを特徴とする風力推進システム。 a stator provided vertically on the deck;
a rotor provided in a columnar shape so as to cover the outside of the stator;
a driving unit for transmitting rotational power to the rotor through a disc connected to the rotor;
a lower bearing portion provided at the bottom of the rotor to restrain lateral movement of the rotor;
The lower bearing part is
It consists of a group of bearing units, at least a part of which is provided along the edges of windows provided at regular intervals inside the stator at positions where the bearing units are provided, and guides the rotation of the rotor. A wind propulsion system comprising a joint supporting a guide bearing to the stator.
1対からなり、上記ガイドベアリングのベアリング軸の両端に結合される第1ジョイントプレートと、
上記固定子の内側において上記窓の縁に沿って設けられ、上記第1ジョイントプレートと結合する第2ジョイントプレートと、を含むことを特徴とする請求項1に記載の風力推進システム。 The above joint is
a pair of first joint plates coupled to both ends of the bearing shaft of the guide bearing;
The wind propulsion system of claim 1, further comprising a second joint plate provided along the edge of the window inside the stator and coupled with the first joint plate.
上記ベアリング軸に結合された状態で上記ガイドベアリングの一側に水平に延長し、延長した端部で垂直に折り曲げられた形状を有し、上記第2ジョイントプレートとボルト結合するための第1ボルト孔が複数個設けられ、
上記第2ジョイントプレートは、
少なくとも上記ガイドベアリングの半径またはそれ以下の大きさで突出した形状を有し、上記第1ボルト孔に対応する第2ボルト孔が複数個設けられることを特徴とする請求項2に記載の風力推進システム。 The first joint plate is
A first bolt that extends horizontally to one side of the guide bearing while being coupled to the bearing shaft, has a shape that is bent vertically at the extended end, and is for bolting to the second joint plate. A plurality of holes are provided,
The second joint plate is
3. The wind power propulsion system according to claim 2, wherein a plurality of second bolt holes are provided, each having a shape protruding with a radius of at least the guide bearing or smaller and corresponding to the first bolt holes. system.
上記固定子の内側において上記窓の縁に沿って設けられ、上記ガイドベアリングの一部が外部に突出した状態で上記ガイドベアリングを固定するジョイントボックスを含むことを特徴とする請求項1に記載の風力推進システム。 The above joint is
2. The stator according to claim 1, further comprising a joint box provided along the edge of the window inside the stator and fixing the guide bearing with a part of the guide bearing protruding outside. Wind propulsion system.
モータによって回転する駆動軸と、上記駆動軸に設けられる駆動ギヤと、上記駆動ギヤと噛み合って回る被動ギヤと、上記被動ギヤと結合されて上記被動ギヤの回転を支持する第1被動軸と、が内蔵され、上記固定子の内側に設けられるギヤボックスと、
カップリング部材によって上記第1被動軸と連結されて上記ディスクに回転力を伝達する第2被動軸を支えるベアリングハウジングと、を含むことを特徴とする請求項1に記載の風力推進システム。 The drive unit is
a drive shaft rotated by a motor, a drive gear provided on the drive shaft, a driven gear meshing with the drive gear to rotate, a first driven shaft coupled to the driven gear to support rotation of the driven gear, and a gear box provided inside the stator,
The wind propulsion system of claim 1, further comprising a bearing housing supporting a second driven shaft coupled to the first driven shaft by a coupling member to transmit rotational force to the disc.
上記固定子の上面の内側に設けられるか、または上記固定子の上面の外側に設けられることを特徴とする請求項5に記載の風力推進システム。 The above bearing housing is
The wind propulsion system according to claim 5, wherein the wind propulsion system is provided inside the top surface of the stator or outside the top surface of the stator.
第1ベアリングによって上部が上記ギヤボックスの上面に回転可能に結合され、
第2ベアリングによって下部が上記ギヤボックスの下面に回転可能に結合され、
上記第1、2ベアリングは、
上記駆動軸の横力または上記駆動軸の横進を防げるベアリングであることを特徴とする請求項5に記載の風力推進システム。 The drive shaft
an upper portion rotatably coupled to the upper surface of the gearbox by a first bearing;
a lower portion is rotatably coupled to the lower surface of the gearbox by a second bearing;
The first and second bearings are
6. The wind power propulsion system according to claim 5, wherein the bearing is capable of preventing lateral force of the drive shaft or lateral movement of the drive shaft.
第3ベアリングによって上部が上記ギヤボックスの上面に回転可能に結合され、
第4ベアリングによって下部が上記ギヤボックスの下面に回転可能に結合され、
上記第3、4ベアリングは、
上記第1被動軸の横力を防げるベアリングであることを特徴とする請求項5に記載の風力推進システム。 The first driven shaft is
a third bearing rotatably couples the top to the top of the gearbox;
The lower part is rotatably coupled to the lower surface of the gearbox by a fourth bearing,
The third and fourth bearings are
6. The wind power propulsion system according to claim 5, wherein the bearing is capable of preventing lateral force on the first driven shaft.
直列に配置される第5ベアリング及び第6ベアリングによって上記固定子の上面に回転可能に結合され、
上記第5ベアリングは、
上記第2被動軸の軸力を防げるベアリングであり、
上記第6ベアリングは、
上記第2被動軸の横力を防げるベアリングであることを特徴とする請求項5に記載の風力推進システム。 The second driven shaft is
rotatably coupled to the upper surface of the stator by fifth and sixth bearings arranged in series;
The fifth bearing is
A bearing capable of preventing the axial force of the second driven shaft,
The sixth bearing is
6. The wind power propulsion system according to claim 5, wherein the bearing is capable of preventing lateral force on the second driven shaft.
上端に内側に一定の長さ延長し、上記ディスクを収容する空間を有するリング状の第1エッジパネルが設けられる下部回転子と、
下端に内側に一定の長さ延長し、上記ディスクを収容する空間を有するリング状の第2エッジパネルが設けられる上部回転子と、
上記下部回転子、上記上部回転子、上記ディスクを結合する結合部材と、を含むことを特徴とする請求項1に記載の風力推進システム。 The rotor is
a lower rotor provided with a ring-shaped first edge panel extending inwardly at its upper end for a certain length and having a space for accommodating the disc;
an upper rotor provided with a ring-shaped second edge panel extending inwardly at a lower end for a certain length and having a space for accommodating the disk;
The wind propulsion system of claim 1, comprising a coupling member coupling the lower rotor, the upper rotor and the disk.
上記第1エッジパネルの下面と上記ディスクの下面を支える第1クランププレートと、
上記第1エッジパネルの上面と上記ディスクの上面を支える第2クランププレートと、
上記第1、2クランププレートと上記ディスクを固定する第1ボルト部材と、
上記第1エッジパネルと上記第2エッジパネルを固定する第2ボルト部材と、を含むことを特徴とする請求項10に記載の風力推進システム。 The connecting member is
a first clamp plate supporting the lower surface of the first edge panel and the lower surface of the disk;
a second clamp plate supporting the top surface of the first edge panel and the top surface of the disk;
a first bolt member that fixes the first and second clamp plates and the disk;
11. The wind propulsion system of claim 10, including a second bolt member securing said first edge panel and said second edge panel.
上記第1エッジパネルと上記第2クランププレートの間に設けられる第1ボンディング部材と、
上記第2エッジパネルと上記第2クランププレートの間に設けられる第2ボンディング部材と、をさらに含むことを特徴とする請求項11に記載の風力推進システム。 The connecting member is
a first bonding member disposed between the first edge panel and the second clamp plate;
12. The wind propulsion system of claim 11, further comprising a second bonding member provided between said second edge panel and said second clamp plate.
陸上において上記固定子の上部に上記ディスクと上記駆動部を設置し、
上記下部回転子を上記リフティング装置でリフトして内部に上記固定子を収容させ、
上記結合部材を利用して上記下部回転子と上記ディスクを結合させ、
上記固定子が収容された上記下部回転子を上記リフティング装置を用いて上記基礎構造物上に搭載し、
陸上の上部回転子を上記リフティング装置を用いて上記基礎構造物上に搭載された上記下部回転子の上部に整列させ、
上記結合部材を利用して上記下部回転子と上記上部回転子を結合することを特徴とする請求項10に記載の風力推進システム。 Loading the ground foundation structure on the deck using a lifting device,
On land, the disk and the drive unit are installed above the stator,
The lower rotor is lifted by the lifting device to accommodate the stator inside,
connecting the lower rotor and the disk using the connecting member;
mounting the lower rotor housing the stator on the foundation structure using the lifting device;
aligning an upper rotor on land with the lifting device on top of the lower rotor mounted on the substructure;
The wind power propulsion system of claim 10, wherein the connecting member is used to connect the lower rotor and the upper rotor.
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