KR100722679B1 - 풍력증속기용 온도보상형 윤활시스템 - Google Patents

풍력증속기용 온도보상형 윤활시스템 Download PDF

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KR100722679B1
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조준행
박구하
최용혁
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주식회사 효성
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Abstract

본 발명은 풍력증속기용 온도보상형 윤활시스템에 관한 것으로써, 더욱 구체적으로는 기어오일의 온도가 높아지더라도 각 기어 및 베어링 부위로 제공되는 기어오일의 양은 항상 일정할 수 있도록 한 새로운 형태의 풍력증속기용 온도보상형 윤활시스템에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 각 기어 및 베어링 부위를 냉각 및 윤활시키도록 기어오일의 유동을 안내하며, 상기 기어오일의 토출측은 적어도 둘 이상의 유로로 분지되도록 형성된 윤활라인; 상기 윤활라인 상에 구비되며, 기어오일을 펌핑하여 상기 윤활라인으로 제공하는 유압펌프; 상기 윤활라인의 각 부위 중 분지된 유로 상에 각각 구비되어 기어오일의 토출유량을 결정하는 다수의 오리피스; 그리고, 상기 윤활라인을 유동하는 기어오일 온도에 따라서 상기 윤활라인의 유체압력을 일정하게 조절하는 온도보상 압력 밸브부:가 포함되어 구성된 풍력증속기용 온도보상형 윤활시스템이 제공된다.
풍력증속기, 온도보상, 윤활시스템, 기어오일, 압력 밸브부, 전기모터

Description

풍력증속기용 온도보상형 윤활시스템 {Temperature compensating type lubrication system of wind acceerator}
도 1은 종래 일반적인 기어드 타입의 풍력발전시스템을 개략적으로 나타낸 개념도
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 풍력증속기용 온도보상형 윤활시스템을 나타낸 구성도
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 풍력증속기용 온도보상형 윤활시스템의 제어 과정을 설명하기 위해 나타낸 순서도
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 풍력증속기용 온도보상형 윤활시스템을 나타낸 구성도
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 풍력증속기용 온도보상형 윤활시스템의 제어 과정을 설명하기 위해 나타낸 순서도
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 풍력증속기용 온도보상형 윤활시스템을 나타낸 구성도
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
30. 기어오일이 저장된 저장 공간 100. 윤활라인
110,120,130. 분지 유로 200. 유압펌프
210. 구동모터 220. 온도보상형 모터
310,320,330. 오리피스 410. 가변 오리피스
420. 밸브 제어부 430. 릴리프 밸브
510. 인라인 필터 520. 스트레이너
600. 오일쿨러
본 발명은 풍력증속기용 윤활시스템에 관한 것으로, 특히 기어오일의 온도 변화에 따라서 유체 압력과 토출 유량을 조절하여 각 베어링과 기어 부위에 유입되는 유량을 항상 일정한 수준으로 유지시켜줄 수 있도록 한 새로운 구조의 풍력증속기용 온도보상형 윤활시스템에 관한 것이다.
일반적으로 풍력발전시스템은 공기의 운동에너지를 이용하여 전기를 얻는 일련의 발전장치로써, 통상 기어드(geared) 타입 풍력발전시스템이 널리 사용되고 있다.
첨부된 도 1은 전술한 기어드 타입의 풍력발전시스템을 개략적으로 도시되고 있다.
즉, 종래 기어드 타입의 풍력발전시스템은 크게 풍차날개(blade)(1), 풍력증속기(high-speed gear box)(2), 발전기(3), 제어기(도시는 생략됨)로 이루어진다.
상기와 같이 구성되는 기어드 타입의 풍력발전시스템은 공기의 운동에너지를 상기 풍차날개(1)가 제공받아 회전되고, 상기 풍차날개의 회전에 의한 운동 에너지를 풍력증속기(2)에서 극대화한 후 발전기(3)를 통해 전기를 얻도록 구성되어 있다.
이때, 상기 풍력증속기(2)는 상기 풍차날개(1)와 발전기(3) 사이에 위치하여 풍력에 따른 풍차날개(1) 회전시 발생되는 약 30rpm 정도의 속도를 발전 가능한 1800rpm 정도로 증속시키는 역할을 하는 것으로, 이러한 풍력증속기(2)에는 베어링과 기어의 수명을 연장하고, 그 기능을 유지하기 위해 윤활 및 냉각 역할을 담당하는 윤활시스템(도시는 생략됨)이 포함되어 있다.
하지만, 전술한 종래의 윤활시스템은 풍력증속기(2)의 운전상태에 따라서 기어오일의 온도가 변화하게 되며, 윤활라인(베어링과 기어로 기어오일을 제공하는 관로)의 유체압력은 기어오일의 온도에 따른 점도 변화에 따라 그 크기가 달라짐을 고려할 때 만일, 풍력증속기의 내부온도 및 상기 윤활라인의 기어오일의 온도가 높아지게 되면, 기어오일의 동점성지수가 낮아지게 되어 유체압력도 낮아지게 된다.
이에 따라, 종래의 윤활시스템은 상기 각 오리피스를 통해 배출되는 기어오일량을 모두 일정한 수준 이상으로 유지시켜야 함에도 불구하고 기어오일의 온도변화에 따라 상기 각 오리피스 중에 압력이 낮은 오리피스 측으로 많은 유량이 흐르게 됨과 동시에 압력이 높은 오리피스 측으로는 기어오일이 배출되지 않게 되는 문제점이 있었다.
특히, 상기한 바와 같이 각 오리피스 중에 압력이 높은 오리피스 측으로는 기어오일이 배출되지 않게 될 경우 해당 오리피스로부터 기어오일을 제공받게 되는 각 기어는 그 윤활이 원활히 이루어지지 않게 되어 해당 기어의 미세 마모 등이 야기될 수 있다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 기어오일의 온도 변화에 따라서 각 베어링 및 기어에 유입되는 기어 오일량을 온도보상 압력 밸브부와 온도보상형 모터를 이용하여 항상 일정한 수준으로 유지시켜 줄 수 있는 풍력증속기용 온도보상형 윤활시스템 및 그 제어 방법을 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 형태에 따른 풍력증속기용 온도보상형 윤활시스템은 각 기어 및 베어링 부위를 냉각 및 윤활시키도록 기어오일의 유동을 안내하며, 상기 기어오일의 토출측은 적어도 둘 이상의 유로로 분지되도록 형성된 윤활라인; 상기 윤활라인 상에 구비되며, 기어오일을 펌핑하여 상기 윤활라인으로 제공하는 유압펌프; 상기 윤활라인의 각 부위 중 분지된 유로 상에 각각 구비되어 기어오일의 토출유량을 결정하는 다수의 오리피스; 그리고, 상기 윤활라인을 유동하는 기어오일 온도에 따라서 상기 윤활라인의 유체압력을 일정하게 조절하는 온도보상 압력 밸브부:가 포함되어 구성됨을 특징으로 한다.
여기서, 상기 온도보상 압력 밸브부는 상기 윤활라인 상에 설치되면서 상기 기어오일의 온도에 따라 관로가 가변되도록 구성된 가변 오리피스와, 상기 기어오일의 온도를 센싱하여 그 센싱 결과에 따라 상기 가변 오리피스의 동작을 제어하는 밸브 제어부와, 상기 밸브 제어부의 제어를 받아 기어오일의 압력을 일정하게 유지하도록 동작되는 릴리프 밸브(Relief valve)를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 윤활라인 상에는 상기 윤활라인을 따라 유동되는 기어오일로부터 이물질을 제거하는 필터부와, 상기 윤활라인을 따라 유동되는 기어오일을 냉각시키기 위한 오일쿨러가 더 구비됨을 특징으로 한다.
그리고, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 형태에 따른 풍력증속기용 온도보상형 윤활시스템은 각 기어 및 베어링 부위를 냉각 및 윤활시키도록 기어오일의 유동을 안내하며, 상기 기어오일의 토출측은 적어도 둘 이상의 유로로 분지되도록 형성된 윤활라인; 상기 윤활라인 상에 구비되고, 기어오일을 펌핑하여 상기 윤활라인으로 제공되도록 구성되며, 그 구동을 위한 구동모터를 가지는 유압펌프; 상기 윤활라인의 각 부위 중 분지된 유로 상에 각각 구비되어 기어오일의 토출유량을 결정하는 다수의 오리피스:를 포함하여 구성되고, 상기 유압펌프의 구동모터는 상기 윤활라인을 따라 유동되는 기어오일 온도에 따라 회전수가 가변되면서 상기 유압펌프의 토출 유량을 조절하는 온도보상형 모터로 구성됨을 특징으로 한다.
여기서, 상기 유압펌프의 구동모터인 온도보상형 모터는 상기 기어오일의 온도가 기준 온도에 비해 높을 경우 그 온도에 상응하는 만큼 그 회전수가 증가되면서 상기 유압펌프의 토출 유량이 증가되게 동작되도록 구성됨을 특징으로 한다.
그리고, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 형태에 따른 풍력증속기용 온도보상형 윤활시스템의 제어 방법은 유압펌프를 구동하여 윤활라인으로 기어 오일을 펌핑하는 제1단계; 상기 윤활라인을 따라 유동되는 기어오일의 온도를 센싱하는 제2단계; 그리고, 상기 제2단계를 통해 센싱된 기어오일의 온도에 따라 온도보상 압력 밸브부를 제어하여 기어오일의 유체압력을 조절하는 제3단계:가 포함되어 진행됨을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제3단계는 상기 제2단계를 통해 센싱된 기어오일의 온도가 기준 온도에 비해 높을 경우 상기 윤활라인을 따라 유동되는 유체압력이 높아질 수 있도록 제어됨으로써 진행됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2단계를 통해 센싱된 기어오일의 온도에 따라 유압펌프를 구성하는 온도보상형 모터를 제어하여 상기 유압펌프의 토출 유량을 조절하는 제4단계가 더 포함되어 진행됨을 특징으로 한다.
이때, 상기 제4단계에서 온도보상형 모터는 상기 제2단계를 통해 센싱된 기어오일의 온도가 기준 온도에 비해 높을 경우 그 온도에 상응하는 만큼 그 회전수가 증가되면서 상기 유압펌프의 토출 유량이 증가되게 동작되도록 제어함을 특징으로 한다.
그리고, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 형태에 따른 풍력증속기용 온도보상형 윤활시스템의 제어 방법은 유압펌프를 구동하여 윤활라인으로 기어오일을 펌핑하는 제1단계; 상기 윤활라인을 따라 유동되는 기어오일의 온도를 센싱하는 제2단계; 그리고, 상기 제2단계를 통해 센싱된 기어오일의 온도에 따라 유압펌프를 구성하는 온도보상형 모터를 제어하여 상기 유압펌프의 토출 유량을 조절하는 제3단계:가 포함되어 진행됨을 특징으로 한다.
이때, 상기 제3단계에서 온도보상형 모터는 상기 제2단계를 통해 센싱된 기어오일의 온도가 기준 온도에 비해 높을 경우 그 온도에 상응하는 만큼 그 회전수가 증가되면서 상기 유압펌프의 토출 유량이 증가되게 동작되도록 제어함을 특징으로 한다.
이하에서는, 첨부된 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 풍력증속기용 온도보상형 윤활시스템에 대한 구조 및 그 제어 방법의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 첨부된 도 2는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 풍력증속기용 온도보상형 윤활시스템의 개략적인 구조가 도시되고 있다.
즉, 본 발명의 제1실시예에 따른 풍력증속기용 온도보상 윤활시스템은 크게 윤활라인(100)과, 유압펌프(200)와, 다수의 오리피스(310,320,330) 및 온도보상 압력 밸브부를 포함하여 구성됨을 제시하며, 이를 각 구성별로 상세히 설명한다.
우선, 상기 윤활라인(100)은 기어오일의 유동을 위한 관로로써, 도시는 생략되어 있지만 각 기어 및 베어링 부위를 냉각 및 윤활시키도록 기어오일의 유동을 안내하도록 구성된다.
이때, 상기 기어오일이 토출되는 측은 적어도 둘 이상의 유로(110,120,130)로 분지되도록 형성되며, 상기한 각 유로(110,120,130)는 각각의 기어 및 베어링이 구비된 부위와 연통된다.
다음으로, 상기 유압펌프(200)는 상기 윤활라인(100) 상에 구비되며, 기어오일이 저장된 저장 공간(30) 및/혹은, 각 기어 및 베어링이 구비된 공간으로부터 상 기 기어오일을 펌핑하여 상기 윤활라인(100)으로 제공하는 펌프이다.
이때, 상기 유압펌프(200)는 그의 구동을 위한 구동모터(210)를 포함하여 구성된다.
다음으로, 상기 다수의 오리피스(310,320,330)는 기어오일의 토출 유량을 결정하는 관로이다.
이때, 상기한 각 오리피스(310,320,330)는 상기한 윤활라인(100)의 각 부위 중 다수로 분지된 유로(110,120,130) 상에 각각 구비되며, 상기 각각의 오리피스(310,320,330)들은 그 역할에 따라 그를 통과하는 기어오일의 토출유량이 서로 달리 이루어지도록 구성된다.
즉, 상기한 각 오리피스(310,320,330)는 각 기어의 윤활(혹은, 냉각)을 위해 제공되는 기어오일의 유량과 각 베어링의 윤활(혹은, 냉각)을 위해 제공되는 기어오일의 유량이 각기 달리 이루어지도록 구성됨으로써 상기 각 기어와 각 베어링의 윤활 및 냉각 효과가 극대화될 수 있도록 한다.
물론, 상기 각 기어로 제공되어야 하는 기어오일의 유량과 상기 각 베어링으로 제공되어야 하는 기어오일의 유량이 동일하다면 상기 각 오리피스(310,320,330)의 관로 역시 서로 동일하게 구성된다.
이때, 윤활라인(100)에서 상기 각 오리피스(310,320,330)를 통해서 배출되는 기어오일량은 [수학식 1]에 나타낸 바와 같이 오리피스 양단의 압력차이와 기어오일의 온도에 따른 점성지수 및 오리피스 면적(관경)에 따라서 결정된다.
Figure 112006047245024-pat00001
(Q: 오리피스 배출 유량, Cd: 유량계수, A: 오리피스 면적, ρ: 점성지수, P1: 오리피스 출구측 압력, P2: 오리피스 입구측 압력)
다음으로, 상기 온도보상 압력 밸브부는 상기 윤활라인(100)을 유동하는 기어온도에 따라 상기 윤활라인(100)의 유체압력을 일정하게 조절하도록 구성된 일련의 구성이다.
특히, 상기한 온도보상 압력 밸브부는 상기 기어오일의 온도가 기준 온도에 비해 높을 경우 그 온도에 상응하는 만큼 그를 통과하는 기어오일의 압력이 높아지게 동작되도록 구성된다.
이를 위해, 본 발명의 실시예에서는 상기한 온도보상 압력 밸브부가 상기 윤활라인(100) 상에 설치되면서 상기 기어오일의 온도에 따라 관로가 가변되도록 구성된 가변 오리피스(410)와, 상기 기어오일의 온도를 센싱하여 그 센싱 결과에 따라 상기 가변 오리피스의 동작을 제어하는 밸브 제어부(420)와, 상기 밸브 제어부(420)의 제어를 받아 기어오일의 압력을 일정하게 유지하도록 동작되는 릴리프 밸브(Relief valve)(430)를 포함하여 구성됨을 제시한다.
이때, 상기 가변 오리피스(410)는 상기 윤활라인(100) 중 상기 각 오리피스(310,320,330)가 설치된 분지 유로(110,120,130)의 유체 유입측에 설치됨이 가장 바람직하다.
한편, 본 발명의 제1실시예에서는 전술한 일련의 구성을 이루는 윤활시스템에 필터부가 더 포함되어 구성됨을 제시한다.
이때, 상기 필터부는 윤활라인(100)을 따라 유동하는 기어오일로부터 이물질을 제거하기 위한 일련의 구성으로써, 본 발명의 제1실시예에서는 상기 필터부가 인라인필터(Inline-filter)(510) 및 스트레이너(Strainer)(520)를 포함하여 구성된다.
또한, 본 발명의 제1실시예에서는 전술한 일련의 구성을 이루는 윤활시스템에 오일쿨러(600)가 더 포함되어 구성됨을 제시한다.
이때, 상기 오일쿨러(600)는 상기 윤활라인(100)을 따라 유동되는 기어오일을 냉각시키기 위한 구성이다.
하기에서는, 전술된 바와 같이 구성된 본 발명의 제1실시예에 따른 풍력증속기용 온도보상형 윤활시스템의 제어 과정에 대하여 첨부된 도 3의 순서도를 참조하여 설명한다.
먼저, 풍력발전시스템을 이용하여 발전 작업이 시작되면 풍력증속기가 구동됨과 더불어 윤활시스템의 동작 제어가 이루어진다.
이렇게 윤활시스템의 동작 제어가 이루어질 경우 유압펌프(200)의 구동모터(210)가 구동되면서 기어오일을 펌핑(S110)하게 된다.
이때, 상기 유압펌프(210)는 상기 풍력증속기 내의 각 기어 및 각 베어링이 구비된 공간 및/혹은, 별도의 기어오일이 저장된 공간(30)으로부터 상기 기어오일 을 펌핑하게 되며, 상기와 같이 펌핑되는 기어오일은 윤활라인(100)을 따라 유동하게 된다.
계속해서, 상기 윤활라인(100)을 따라 유동되는 기어오일은 각 오리피스(310,320,330)를 통과한 후 각 기어가 구비된 공간 및 각 베어링이 구비된 공간으로 각각 제공되어 상기 각 기어 및 각 베어링을 냉각시킴과 더불어 윤활시키게 된다.
한편, 전술한 일련의 과정이 진행되는 도중 기어오일의 온도가 높아지게 되면 상기 기어오일의 점도가 낮아지면서 윤활라인(100) 내부를 유동하는 기어오일의 유체압력도 함께 낮아지게 된다.
이로 인해, 상기 기어오일이 각 오리피스(310,320,330)를 통과하는 과정에서 상기한 각 오리피스(310,320,330) 중 압력이 낮은 오리피스(직경이 상대적으로 크게 형성된 오리피스) 측으로 많은 양의 기어오일이 흐르게 됨과 동시에 압력이 높은 오리피스(직경이 상대적으로 작게 형성된 오리피스) 측으로는 기어오일이 배출되지 않는 문제점이 야기될 수 있으며, 이의 경우 기어오일의 부족으로 인한 해당 부위의 기어가 미세하게 마모될 수 있다는 문제점이 야기될 수 있다.
따라서, 전술한 바와 같이 윤활 작업이 진행되는 도중에는 온도보상 압력 밸브부의 밸브 제어부(420)에 의해 상기 윤활라인(100)을 따라 유동되는 기어오일의 온도가 센싱(S120)되고, 상기 센싱된 기어오일의 온도에 따라 상기 온도보상 압력 밸브부를 이루는 가변 오리피스(410) 및/혹은, 릴리프 밸브(430)의 동작 제어가 이루어지면서 상기 윤활라인(100)을 따라 유동되는 기어오일의 유체 압력이 조절된 다.
예컨대, 상기 센싱된 기어오일의 온도가 기준 온도에 비해 높을 경우에는 상기 윤활라인(100)을 따라 유동되는 유체압력이 높아질 수 있도록 온도보상 압력 밸브부가 제어(S130)되는 것이다.
따라서, 상기 온도보상 압력 밸브부의 가변 오리피스(410)를 통과하게 되는 기어오일은 그의 유체압력이 모든 오리피스(특히, 압력이 높은 측의 오리피스)(310,320,330)로 충분히 제공될 수 있을 정도로 크기 때문에 상기 각 오리피스(310,320,330) 모두로 상기 기어오일이 원활히 제공되며, 상기 기어오일은 각 오리피스(310,320,330)를 통과하면서 해당 오리피스의 출구측과 연통된 각 기어 및 각 베어링으로 제공되어 상기 각 기어 및 각 베어링을 원활히 냉각시킴과 더불어 윤활시키게 된다.
한편, 첨부된 도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 풍력증속기용 온도보상형 윤활시스템이 도시되고 있다.
즉, 본 발명의 제2실시예에서는 전술한 본 발명의 제1실시예에서와는 달리 기어오일의 온도가 높아져 상기 기어오일의 점성이 낮아질 경우 상기 기어오일의 펌핑 유량이 더욱 많아지게 함으로써 모든 오리피스(특히, 압력이 높은 측의 오리피스)로 상기 기어오일이 충분히 제공될 수 있도록 함을 제시한다.
이러한 본 발명의 제2실시예에 대하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명의 제2실시예에 따른 풍력증속기용 온도보상형 윤활시스템은 유압펌프(200)를 구성하는 구동모터가 윤활라인(100)을 따라 유동되는 기어오일의 온도에 따라 회전수가 가변되면서 상기 유압펌프(210)의 토출 유량을 조절하는 온도보상형 모터(220)로 구성됨을 제시한다.
이때, 풍력증속기용 온도보상형 윤활시스템을 이루는 윤활라인(100)과, 다수의 오리피스(310,320,330)는 전술한 본 발명의 제1실시예에서 제시되는 구조와 동일하다. 뿐만 아니라 상기 윤활라인(100) 상에 기어오일로부터 이물질을 제거하기 위한 필터부(510,520)와, 상기 기어오일을 냉각시키기 위한 오일쿨러(600)가 더 구비될 수도 있다.
그리고, 상기 온도보상형 모터(220)는 상기 윤활라인(100)을 따라 유동되는 기어오일의 온도에 따라서 유압펌프(200)의 토출 유량을 조절하도록 구성된다.
여기서, 상기 온도보상형 모터(220)가 구동되는 시점은 상기 기어오일의 온도가 기준 온도에 비해 높을 경우 구동되며, 상기 온도에 상응하는 만큼 상기 유압펌프(200)의 토출 유량(윤활라인을 유동하는 기어오일의 전체 유량)이 증가되도록 구성된다.
물론, 도시되지는 않았지만 상기 유압펌프(200)를 둘 이상으로 구비하여 그의 필요에 따라(윤활라인 내를 유동하는 기어오일의 온도에 따라) 선택적으로 동작되면서 기어오일이 저장된 저장 공간 및/혹은, 각 기어 및 베어링이 구비된 공간으로부터 상기 기어오일을 펌핑하여 상기 윤활라인(100)으로 제공하도록 구성될 수도 있다.
이하, 전술한 본 발명의 제2실시예에 따른 풍력증속기용 온도보상형 윤활시 스템의 제어 과정에 대하여 첨부된 도 5의 순서도를 참조하여 설명한다.
먼저, 풍력발전시스템을 이용하여 발전 작업이 시작되면 풍력증속기가 구동됨과 더불어 윤활시스템의 동작 제어가 이루어진다.
이렇게 윤활시스템의 동작 제어가 이루어질 경우 유압펌프의 온도보상형 모터(220)가 구동되면서 기어오일을 펌핑(S210)하게 된다.
이때, 상기 유압펌프(200)는 상기 풍력증속기 내의 각 기어 및 각 베어링이 구비된 공간 및/혹은, 별도의 기어오일이 저장된 공간(30)으로부터 상기 기어오일을 펌핑하게 되며, 상기와 같이 펌핑되는 기어오일은 윤활라인(100)을 따라 유동하게 된다.
계속해서, 상기 윤활라인(100)을 따라 유동되는 기어오일은 각 오리피스(310,320,330)를 통과한 후 각 기어가 구비된 공간 및 각 베어링이 구비된 공간으로 각각 제공되어 상기 각 기어 및 각 베어링을 냉각시킴과 더불어 윤활시키게 된다.
한편, 전술한 일련의 과정이 진행되는 도중 상기 기어오일의 온도가 기준 온도에 비해 높아지게 되면 상기 기어오일의 점도가 낮아지면서 윤활라인(100)의 압력도 함께 낮아지게 된다.
하지만, 상기한 윤활 과정이 진행되는 도중에는 기어오일의 온도가 지속적으로 센싱(S220) 되고, 이렇게 센싱된 온도는 기준온도와 비교된다.
만일 기어오일의 온도가 상기 기준온도에 비해 높아지게 되면 유압펌프(200)를 구성하는 온도보상형 모터(220)의 회전수가 가변되면서 상기 유압펌프(200)에 의해 펌핑되는 기어오일의 펌핑량을 증가(S230)시키게 된다.
즉, 온도보상형 모터(220)의 회전수가 더욱 증가하면서 윤활라인(100)을 따라 유동되는 기어오일의 유동량을 더욱 증가시킴에 따라 모든 오리피스(특히, 압력이 높은 측의 오리피스)(310,320,330)로 충분한 량의 기어오일이 제공될 수 있도록 구동되는 것이다.
따라서, 상기 각 오리피스(310,320,330)를 통과하게 되는 기어오일은 해당 오리피스(310,320,330)의 출구측과 연통된 각 기어 및 각 베어링으로 제공되어 상기 각 기어 및 각 베어링을 원활히 냉각시킴과 더불어 윤활시키게 된다.
한편, 첨부된 도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 온도보상형 윤활시스템을 나타내고 있다.
즉, 본 발명의 제3실시예에 따른 온도보상형 윤활시스템은 윤활라인(100)과 유압펌프(200)와 다수의 오리피스(310,320,330)를 포함하여 구성되는 윤활시스템에 온도보상 압력 밸브부가 포함되어 구성되고, 상기 유압펌프(200)를 구동하는 구동모터는 온도보상형 모터(220)로 구성됨을 제시한다.
이때, 상기 온도보상 압력 밸브부는 상기 윤활라인(100) 상에 설치되면서 상기 기어오일의 온도에 따라 관로가 가변되도록 구성된 가변 오리피스(410)와, 상기 기어오일의 온도를 센싱하여 그 센싱 결과에 따라 상기 가변 오리피스의 동작을 제어하는 밸브 제어부(420)와, 상기 밸브 제어부(420)의 제어를 받아 기어오일의 압력을 일정하게 유지하도록 동작되는 릴리프 밸브(Relief valve)(430)를 포함하여 구성된다.
상기한 본 발명의 제3실시예는 전술한 본 발명의 제1실시예의 구성 및 제2실시예의 구성을 모두 통합한 것으로써, 기어오일의 온도가 높아지더라도 각 오리피스(310,320,330)로 항상 충분한 기어오일이 제공될 수 있도록 한 효과를 극대화시킨 구성이다.
즉, 기어오일의 온도에 따라 온도보상 압력 밸브부의 제어가 이루어짐과 동시에 온도보상형 모터(220)의 동작 제어가 이루어짐으로써 각 오리피스(310,320,330)로 항상 충분한 기어오일이 제공될 수 있도록 한 것이다.
이렇듯, 본 발명에 따른 풍력증속기용 온도보상형 윤활시스템은 필요에 따라서는 다양한 응용 설치가 가능하다.
이상에서 설명된 바와 같이 본 발명에 따른 풍력증속기용 온도보상형 윤활시스템은 윤활라인을 따라 유동되는 기어오일의 온도에 따라 윤활라인의 압력과 유압펌프에 의해 펌핑되는 기어오일의 펌핑량이 자동으로 조절되도록 구성됨으로써 각 베어링 및 기어에 윤활 조건을 일정하게 유지시켜 기어오일의 부족에 의한 기어의 미세마모 등을 방지할 수 있게 된 효과를 가진다.

Claims (12)

  1. 각 기어 및 베어링 부위를 냉각 및 윤활시키도록 기어오일의 유동을 안내하며, 상기 기어오일의 토출측은 적어도 둘 이상의 유로로 분지되도록 형성된 윤활라인;
    상기 윤활라인 상에 구비되며, 기어오일을 펌핑하여 상기 윤활라인으로 제공하는 유압펌프;
    상기 윤활라인의 각 부위 중 분지된 유로 상에 각각 구비되어 기어오일의 토출유량을 결정하는 다수의 오리피스; 그리고,
    상기 윤활라인을 유동하는 기어오일 온도에 따라서 상기 윤활라인의 유체압력을 일정하게 조절하는 온도보상 압력 밸브부:가 포함되어 구성됨을 특징으로 하는 풍력증속기용 온도보상형 윤활시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도보상 압력 밸브부는
    상기 윤활라인 상에 설치되면서 상기 기어오일의 온도에 따라 관로가 가변되도록 구성된 가변 오리피스와,
    상기 기어오일의 온도를 센싱하여 그 센싱 결과에 따라 상기 가변 오리피스의 동작을 제어하는 밸브 제어부와,
    상기 밸브 제어부의 제어를 받아 기어오일의 압력을 일정하게 유지하도록 동 작되는 릴리프 밸브(Relief valve)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 풍력증속기용 온도보상형 윤활시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 윤활라인 상에는
    상기 윤활라인을 따라 유동되는 기어오일로부터 이물질을 제거하는 필터부와,
    상기 윤활라인을 따라 유동되는 기어오일을 냉각시키기 위한 오일쿨러가 더 구비됨을 특징으로 하는 풍력증속기용 온도보상형 윤활시스템.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유압펌프는 그의 구동을 위한 구동모터를 포함하여 구성되고,
    상기 구동모터는 상기 윤활라인을 따라 유동되는 기어오일 온도에 따라 회전수가 가변되면서 상기 유압펌프의 토출 유량을 조절하는 온도보상형 모터로 구성됨을 특징으로 하는 풍력증속기용 온도보상형 윤활시스템.
  5. 각 기어 및 베어링 부위를 냉각 및 윤활시키도록 기어오일의 유동을 안내하며, 상기 기어오일의 토출측은 적어도 둘 이상의 유로로 분지되도록 형성된 윤활라인;
    상기 윤활라인 상에 구비되고, 기어오일을 펌핑하여 상기 윤활라인으로 제공 되도록 구성되며, 그 구동을 위한 구동모터를 가지는 유압펌프;
    상기 윤활라인의 각 부위 중 분지된 유로 상에 각각 구비되어 기어오일의 토출유량을 결정하는 다수의 오리피스:를 포함하여 구성되고,
    상기 유압펌프의 구동모터는 상기 윤활라인을 따라 유동되는 기어오일 온도에 따라 회전수가 가변되면서 상기 유압펌프의 토출 유량을 조절하는 온도보상형 모터로 구성됨을 특징으로 하는 풍력증속기용 온도보상형 윤활시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 윤활라인 상에는
    상기 윤활라인을 따라 유동되는 기어오일로부터 이물질을 제거하는 필터부와,
    상기 윤활라인을 따라 유동되는 기어오일을 냉각시키기 위한 오일쿨러가 더 구비됨을 특징으로 하는 풍력증속기용 온도보상형 윤활시스템.
  7. 유압펌프를 구동하여 윤활라인으로 기어오일을 펌핑하는 제1단계;
    상기 윤활라인을 따라 유동되는 기어오일의 온도를 센싱하는 제2단계; 그리고,
    상기 제2단계를 통해 센싱된 기어오일의 온도에 따라 온도보상 압력 밸브부를 제어하여 기어오일의 유체압력을 조절하는 제3단계:가 포함되어 진행됨을 특징으로 하는 풍력증속기용 온도보상형 윤활시스템의 제어 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제3단계는
    상기 제2단계를 통해 센싱된 기어오일의 온도가 기준 온도에 비해 높을 경우 상기 윤활라인을 따라 유동되는 유체압력이 높아질 수 있도록 제어됨으로써 진행됨을 특징으로 하는 풍력증속기용 온도보상형 윤활시스템의 제어 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제2단계를 통해 센싱된 기어오일의 온도에 따라 유압펌프를 구성하는 온도보상형 모터를 제어하여 상기 유압펌프의 토출 유량을 조절하는 제4단계가 더 포함되어 진행됨을 특징으로 하는 풍력증속기용 온도보상형 윤활시스템의 제어 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제4단계에서 온도보상형 모터는
    상기 제2단계를 통해 센싱된 기어오일의 온도가 기준 온도에 비해 높을 경우 그 온도에 상응하는 만큼 그 회전수가 증가되면서 상기 유압펌프의 토출 유량이 증가되게 동작되도록 제어함을 특징으로 하는 풍력증속기용 온도보상형 윤활시스템의 제어 방법.
  11. 유압펌프를 구동하여 윤활라인으로 기어오일을 펌핑하는 제1단계;
    상기 윤활라인을 따라 유동되는 기어오일의 온도를 센싱하는 제2단계; 그리고,
    상기 제2단계를 통해 센싱된 기어오일의 온도에 따라 유압펌프를 구성하는 온도보상형 모터를 제어하여 상기 유압펌프의 토출 유량을 조절하는 제3단계:가 포함되어 진행됨을 특징으로 하는 풍력증속기용 온도보상형 윤활시스템의 제어 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제3단계에서 온도보상형 모터는
    상기 제2단계를 통해 센싱된 기어오일의 온도가 기준 온도에 비해 높을 경우 그 온도에 상응하는 만큼 그 회전수가 증가되면서 상기 유압펌프의 토출 유량이 증가되게 동작되도록 제어함을 특징으로 하는 풍력증속기용 온도보상형 윤활시스템의 제어 방법.
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