KR101189948B1 - 풍력 발전 장치용 링크 핀 교환 장치 및 링크 핀 교환 방법 - Google Patents

풍력 발전 장치용 링크 핀 교환 장치 및 링크 핀 교환 방법 Download PDF

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미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
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Abstract

로터 허브 내에서의 링크 핀의 교환 작업을 효율적으로 행할 수 있는 풍력 발전 장치용 링크 핀 교환 장치 및 링크 핀 교환 방법을 제공한다. 링크 핀 교환 장치(50)는, 링크 핀(46)이 링크 기구(40)로부터 빠지도록 링크 핀(46)을 움직이는 액추에이터(52)와, 액추에이터(52)의 동작 방향과 교차하는 로터 허브(6A)의 벽면(7)과는 독립적으로, 액추에이터(52)에 작용하는 반력을 받는 반력 수용부(54)를 구비한다.

Description

풍력 발전 장치용 링크 핀 교환 장치 및 링크 핀 교환 방법{LINK PIN EXCHANGING DEVICE FOR WIND TURBINE GENERATOR AND LINK PIN EXCHANGING METHOD}
본 발명은, 풍력 발전 장치용 링크 핀 교환 장치 및 링크 핀 교환 방법에 관한 것으로, 특히 풍력 발전 장치의 로터 허브 내의 링크 기구의 링크 핀을 교환하기 위한 링크 핀 교환 장치 및 링크 핀 교환 방법에 관한 것이다.
최근, 지구 환경의 보전의 관점에서, 재생 가능 에너지 중 하나인 풍력을 이용한 풍력 발전 장치의 보급이 진행되고 있다.
풍력 발전 장치는, 일반적으로 회전 날개가 장착된 로터 헤드와, 드라이브 트레인 및 발전기를 수납하는 너셀과, 너셀을 지지하는 지지 기둥으로 구성되어 있다. 드라이브 트레인은, 로터 헤드측으로부터 발전기측으로 토크를 전달하기 위한 것으로, 통상은 증속기가 내장되어 있고, 로터 헤드의 회전을 증속하여 발전기에 입력하도록 되어 있다. 이러한 풍력 발전 장치에서는, 통상 강풍시의 안전 대책이나 메인터넌스시에 회전축을 정지시킬 목적으로, 회전 날개의 피치각을 변경하기 위한 피치 제어 기구가 로터 헤드 내에 설치되어 있다.
여기서, 각 회전 날개에 장착되는 피치 제어 기구는, 각 회전 날개의 피치각을 연동하여 조절하기 위해, 서로 링크 기구에 의해 연결되는 경우가 있다. 예를 들어, 특허 문헌 1에는, 로터 헤드의 로터 허브 내에 설치되고, 각 회전 날개의 피치각을 연동하여 조절하는 링크 기구가 기재되어 있다.
[특허 문헌 1] 일본 특허 출원 공개 평3-189374호 공보
그런데, 특허 문헌 1에 기재되어 있는 바와 같은 링크 기구에서는, 링크 레버가, 플레인 베어링(미끄럼 베어링)을 통하여, 링크 핀을 지지점으로 하여 회전 가능하게 지지점 브래킷에 지지되어 있다. 이 링크 핀은, 윤활용 그리스가 링크 핀과 플레인 베어링의 사이에 충분히 공급되지 않은 경우나, 링크 핀 또는 플레인 베어링의 마모 분말이 경년적으로 축적된 경우 등에, 지지점 브래킷 또는 링크 레버에 고착되어 버리는 경우가 있어, 무언가의 방법에 의해 링크 핀을 정기적으로 교환할 필요가 있다.
링크 핀의 교환 방법으로서는, 유압 잭을 사용하여 링크 핀을 링크 기구로부터 압출하는 것을 생각할 수 있다.
도 12는, 로터 허브 내의 링크 기구의 링크 핀을 유압 잭에 의해 압출하는 모습을 도시하는 도면이다. 도 12에 도시하는 바와 같이, 링크 기구(40)는 지지점 브래킷(42), 링크 레버(44), 링크 핀(46)으로 이루어지고, 지지점 브래킷(42)은 로터 허브(6A)의 바닥면에 고정되어 있고, 링크 레버(44)는 링크 핀(46)을 통하여 지지점 브래킷(42)에 지지되어 있다. 이 링크 기구(40)로부터 링크 핀(46)을 압출하기 위해서는, 링크 핀(46)의 압출 방향의 연장선과 교차하는 로터 허브의 벽면(7)과 링크 기구(40)의 링크 핀(46)의 사이에 유압 잭(90)을 장착하고, 유압 잭(90)에 의해 링크 핀(46)을 화살표 방향으로 압출한다. 여기서, 유압 잭(90)을 로터 허브(6A)의 벽면(7)에 맞대고 있는 것은, 유압 잭(90)에 작용하는 반력을 로터 허브(6A)의 벽면(7)에 의해 받기 위함이다. 또한, 유압 잭(90)의 압출력에 의한 지지점 브래킷(42)의 쓰러짐을 방지하기 위해, 링크 기구(40)의 반대측에는 반력 수용 잭(92)이 로터 허브(6A)의 벽면(7)과의 사이에 설치되어 있다.
그러나 이러한 방법에서는, 링크 기구(40)와 로터 허브(6A)의 벽면(7)과의 사이의 거리가 길고, 또한 링크 핀(46)의 축심의 연장선상에 있어서의 벽면(7)[즉, 유압 잭(90)의 맞댐 위치에 있어서의 벽면(7)]이 평탄하지 않은 경우가 있어, 링크 핀(46)의 교환 작업 중에 유압 잭(90) 또는 반력 수용 잭(92)이 빠져 버리거나, 유압 잭(90)의 압출력의 작용선이 링크 핀(46)의 축심과 어긋나, 본래보다도 큰 압출력이 필요하게 되어 버리는 경우가 있다.
본 발명은 상술한 사정에 비추어 이루어진 것으로, 로터 허브 내에서의 링크 핀의 교환 작업을 효율적으로 행할 수 있는 풍력 발전 장치용 링크 핀 교환 장치 및 링크 핀 교환 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 관한 풍력 발전 장치용 링크 핀 교환 장치는, 풍력 발전 장치의 로터 허브 내의 링크 기구의 링크 핀의 교환 장치이며, 상기 링크 핀이 상기 링크 기구로부터 빠지도록, 상기 링크 핀을 움직이는 액추에이터와, 상기 액추에이터의 동작 방향과 교차하는 상기 로터 허브의 벽면과는 독립적으로 상기 액추에이터에 작용하는 반력을 받는 반력 수용부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 링크 기구의「링크 핀」이라 함은, 링크 기구에 사용되는 롱 핀이나 부시 등의 부재를 가리키고, 예를 들어 링크 기구의 링크 레버를 지지점 브래킷에 지지하기 위한 롱 핀을 들 수 있다. 또한,「액추에이터」는 링크 핀을 움직이는 것이 가능한 구성이면 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 유압 잭, 스크류 잭, 랙 잭, 에어 실린더, 유압 실린더 등을 사용할 수 있다.
또한, 상기 링크 핀 교환 장치의 반력 수용부는, 적어도 액추에이터의 동작 방향과 교차하는 로터 허브의 벽면으로부터 독립적으로 액추에이터의 반력을 받고 있으면 되고, 반드시 로터 허브의 모든 벽면으로부터 독립적으로 액추에이터의 반력을 받도록 되어 있을 필요는 없다. 또한, 여기서 말하는「액추에이터의 동작 방향과 교차하는 로터 허브의 벽면」은, 액추에이터에 의한 링크 핀의 압출 방향 또는 뽑아내는 방향의 연장선과 교차하는 로터 허브의 벽면을 의미한다.
예를 들어, 링크 핀이 링크 기구의 링크 레버를 지지점 브래킷에 지지하기 위한 롱 핀인 경우, 상기 링크 핀 교환 장치의 반력 수용부는, 롱 핀의 축심의 연장선과 교차하는 로터 허브의 벽면으로부터 독립적으로 반력을 받도록 되어 있는 한, 지지점 브래킷을 따라 로터 허브의 내면(바닥면)에 세워 설치된 지지 기둥에 의해 지지되어 있어도 좋다.
이러한 링크 핀 교환 장치에 따르면, 링크 핀을 움직이는 액추에이터에 작용하는 반력을 받는 반력 수용부가, 액추에이터의 동작 방향과 교차하는 로터 허브의 벽면과는 독립적으로 반력을 받도록 되어 있으므로, 링크 핀의 교환 작업 중에 액추에이터가 어긋나 버리거나, 액추에이터의 압출력 또는 뽑아내는 힘의 작용선이 링크 핀의 축심과 어긋나 버리는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 상기 링크 핀 교환 장치에 따르면, 로터 허브 내에서의 링크 핀의 교환 작업을 효율적으로 행할 수 있다.
상기 풍력 발전 장치용 링크 핀 교환 장치에 있어서, 상기 액추에이터는, 상기 링크 핀을 상기 링크 기구로부터 압출하는 잭이고, 상기 반력 수용부는, 상기 액추에이터의 배면을 지지하는 제1 부재와, 상기 액추에이터 및 상기 링크 기구를 사이에 두고 상기 제1 부재와는 반대측에 설치되고, 상기 링크 기구로부터 압출되는 상기 링크 핀이 통과하는 관통 구멍을 갖는 제2 부재와, 상기 제1 부재 및 상기 제2 부재를 연결하는 연결 부재를 포함하고 있어도 좋다.
이와 같이, 링크 핀 교환 장치의 반력 수용부를, 잭 및 링크 기구를 사이에 두고 양측에 배치되는 제1 부재 및 제2 부재를 연결 부재로 연결한 구성으로 함으로써, 링크 핀 교환 장치의 링크 기구에의 장착시에, 잭의 압출력의 작용선을 링크 핀의 축심에 용이하게 일치시킬 수 있다. 또한, 링크 핀 교환 장치를 콤팩트화할 수 있으므로, 작업성 및 안전성을 더욱 향상시키는 것이 가능해진다.
이 경우, 상기 반력 수용부는, 상기 제1 부재, 상기 제2 부재 및 상기 연결 부재가 각각 별도의 부재이고, 상기 연결 부재는 상기 액추에이터의 상기 동작 방향을 따라 배치되고, 상기 제1 부재 및 상기 제2 부재 중 적어도 한쪽을 관통하는 한 쌍의 타이 볼트와, 상기 타이 볼트에 나사 장착되고, 상기 타이 볼트가 관통하는 상기 제1 부재 및/또는 상기 제2 부재의 상기 타이 볼트로부터의 빠짐을 규제하는 너트를 포함하고 있어도 좋다.
이와 같이, 제1 부재, 제2 부재 및 연결 부재(타이 볼트와 너트)를 각각 별도의 부재로 함으로써, 좁은 로터 허브 내로의 반입을 용이하게 행할 수 있다.
혹은, 상기 반력 수용부는 상기 제1 부재, 상기 제2 부재 및 상기 연결 부재가 용접에 의해 일체화되어 있어도 좋다.
이와 같이, 제1 부재, 제2 부재 및 연결 부재를 용접에 의해 일체화함으로써, 링크 핀 교환 장치의 링크 기구에의 장착을 보다 신속하게 행할 수 있어, 작업 효율을 개선할 수 있다.
상기 풍력 발전 장치용 링크 핀 교환 장치에 있어서, 상기 액추에이터는, 상기 링크 핀을 상기 링크 기구로부터 뽑아내는 잭이고, 상기 반력 수용부는, 상기 액추에이터와 상기 링크 기구의 사이에 배치되는 스페이서라도 좋다.
이와 같이, 링크 핀 교환 장치의 반력 수용부를, 링크 핀을 뽑아내는 잭과 링크 기구의 사이에 배치되는 스페이서로 함으로써, 링크 핀 교환 장치의 링크 기구에의 장착시에, 잭의 뽑아내는 힘의 작용선을 링크 핀의 축심에 용이하게 일치시킬 수 있다. 또한, 링크 핀 교환 장치를 콤팩트화할 수 있으므로, 작업성 및 안전성을 더욱 향상시키는 것이 가능해진다.
이 경우, 상기 액추에이터는, 케이싱과, 상기 케이싱 내에 배치되는 원통 형상의 이너 실린더와, 상기 케이싱과 상기 이너 실린더의 사이에 미끄럼 이동 가능하게 설치되는 피스톤 로드와, 상기 이너 실린더의 내측에 배치되는 동시에, 일단부가 상기 피스톤 로드에 고정되고, 타단부가 상기 링크 핀에 나사 장착되는 텐션 바를 포함하는 센터 홀 잭이라도 좋다.
또한 본 발명에 관한 풍력 발전 장치의 링크 핀 교환 방법은, 상술한 링크 핀 교환 장치를 사용하여, 상기 링크 기구로부터 상기 링크 핀을 제거하는 공정과, 상기 링크 기구에 새로운 링크 핀을 삽입하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는, 링크 핀을 움직이는 액추에이터에 작용하는 반력을 받는 반력 수용부가, 액추에이터의 동작 방향과 교차하는 로터 허브의 벽면과는 독립적으로 반력을 받도록 되어 있으므로, 링크 핀의 교환 작업 중에 액추에이터가 어긋나 버리거나, 액추에이터의 압출력 또는 뽑아내는 힘의 작용선이 링크 핀의 축심과 어긋나 버리는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, 로터 허브 내에서의 링크 핀의 교환 작업을 효율적으로 행할 수 있다.
도 1은 풍력 발전 장치의 전체 구성예를 도시하는 도면이다.
도 2는 너셀 내의 드라이브 트레인 및 발전기를 도시하는 횡면도이다.
도 3은 피치 구동 장치의 구성예를 도시하는 도면이다.
도 4는 도 3의 피치 구동 장치를 로터 헤드의 중심점(O)으로부터 본 전개도이다.
도 5는 제1 실시 형태에 관한 링크 핀 교환 장치의 구성예를 도시하는 일부 단면 측면도이다.
도 6은 도 5의 링크 핀 교환 장치를 A방향으로부터 본 상면도이다.
도 7은 도 6의 I-I선을 따른 단면도이다.
도 8은 도 5의 링크 핀 교환 장치의 변형예를 도시하는 일부 단면 측면도이다.
도 9는 도 5의 링크 핀 교환 장치의 다른 변형예를 도시하는 일부 단면 측면도이다.
도 10은 제2 실시 형태에 관한 링크 핀 교환 장치의 구성예를 도시하는 일부 단면 측면도이다.
도 11은 도 10의 링크 핀 교환 장치의 주요부 확대도이다.
도 12는 링크 핀의 교환 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부 도면에 따라서 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다. 단, 이 실시 형태에 기재되어 있는 구성 부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대적 배치 등은, 특정적인 기재가 없는 한 본 발명의 범위를 이것에 한정하는 취지가 아닌, 단순한 설명예에 불과하다.
이하에서는, 우선 본 발명에 관한 링크 핀 교환 장치가 적용되는 풍력 발전 장치의 일례에 대해 설명한 후, 본 발명에 관한 링크 핀 교환 장치에 대해 상세하게 서술한다.
도 1은 풍력 발전 장치의 전체 구성예를 도시하는 도면이다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 풍력 발전 장치(1)는 주로 기초(B) 상에 세워 설치된 지지 기둥(2)과, 지지 기둥(2)의 상단부에 설치된 너셀(4)과, 너셀(4)에 장착된 로터 헤드(6)와, 로터 헤드(6)에 장착된 복수매의 회전 날개(8)로 구성되어 있다.
지지 기둥(2)은, 도 1에 도시하는 바와 같이, 기초(B)로부터 상방(도 1의 상방)으로 연장되는 기둥 형상으로, 예를 들어 1개의 기둥 형상 부재로 구성해도 좋고, 복수의 유닛을 상하 방향으로 연결하여 기둥 형상으로 구성해도 좋다. 지지 기둥(2)이 복수의 유닛으로 구성되어 있는 경우에는, 최상부에 설치된 유닛 상에 너셀(4)이 설치된다.
너셀(4)은, 로터 헤드(6)를 지지하는 동시에, 그 내부에 드라이브 트레인(10)이나 발전기(18)를 수납하고 있다.
도 2는 너셀(4)의 내부의 드라이브 트레인(10) 및 발전기(18)의 상세를 도시하는 도면이다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 드라이브 트레인(10)은 로터 헤드(6)의 로터 허브(6A)에 연결된 주축(12)과, 주축(12)에 연결된 증속기(14)와, 증속기(14)를 발전기(18)에 연결하는 커플링(16)을 갖는다.
도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 로터 헤드(6)는 대략 수평인 축선 주위로 회전 가능하게 너셀(4)에 고정되는 동시에, 회전 날개(8)가 장착된 로터 허브(6A)와, 이 로터 허브(6A)를 덮는 헤드부 캡슐(6B)을 포함하여 구성된다.
또한 로터 허브(6A)에는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 회전 날개(8)의 길이 방향을 따른 축선 주위(도 2의 화살표 방향)로 회전 날개(8)를 회전시켜 회전 날개(8)의 피치각을 변경하는 피치 구동 장치(30)가 설치되어 있다.
도 3은, 피치 구동 장치(30)의 구성예를 도시하는 도면이다. 도 4는, 도 3에 도시하는 피치 구동 장치(30)의 링크 기구를 로터 헤드의 중심점(O)으로부터 본 전개도이다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 피치 구동 장치(30)는 실린더(32)와, 회전 날개(8)에 연결된 축부(34)로 구성된다. 또한 회전 날개(8)는, 베어링(36)에 의해 피치 방향으로 회전 가능하게 지지되어 있다. 이로 인해 회전 날개(8)는, 피치 구동 장치(30)의 실린더(32)에 의해 축부(34)가 회전하면, 축부(34)와 함께 피치 방향으로 회전하도록 되어 있다.
또한, 각 회전 날개(8)마다 설치되는 피치 구동 장치(30)는, 도 3 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 링크 기구(40)에 의해 서로 연결되어 있고, 각 회전 날개(8)의 피치각 제어를 연동하여 행하도록 되어 있다. 이 링크 기구(40)는, 로터 허브(6A)의 벽면(바닥면)에 고정된 지지점 브래킷(42)과, 링크 핀(46)에 의해 지지점 브래킷(42)에 지지되는 링크 레버(44)를 포함하고 있다. 이에 의해, 링크 기구(40)는, 링크 레버(44)가 링크 핀(46)을 지지점으로 하여 회전함으로써, 하나의 피치 구동 장치(30)의 동작을 다른 피치 구동 장치(30)로 전달한다.
이러한 구성의 풍력 발전 장치(1)에서는, 링크 기구(40)의 링크 핀(46)이, 그리스 공급 불량이나 경년적인 마모 분말[링크 핀(46) 또는 이것을 지지하는 도시하지 않은 플레인 베어링의 마모 분말]의 축적 등에 의해, 지지점 브래킷(42) 또는 링크 레버(44)에 고착되어 버리는 경우가 있다. 이 경우, 다음과 같은 링크 핀 교환 장치를 사용하여, 링크 핀(46)을 링크 기구(40)로부터 제거하여, 새로운 링크 핀으로 교환할 필요가 있다.
[제1 실시 형태]
도 5는, 제1 실시 형태에 관한 링크 핀 교환 장치의 구성예를 도시하는 일부 단면 측면도이다. 도 6은, 도 5의 링크 핀 교환 장치를 화살표 A방향으로부터 본 상면도이다. 도 7은, 도 6에 있어서의 I-I선을 따른 단면도이다.
도 5 및 도 6에 도시하는 바와 같이, 링크 핀 교환 장치(50)는 주로 링크 핀(46)을 압출하는 액추에이터(52)와, 액추에이터(52)에 작용하는 반력을 받는 반력 수용부(54)로 구성된다.
액추에이터(52)는, 링크 핀(46)을 압출하는 것이 가능한 구성이면 특별히 한정되지 않고, 유압 잭, 스크류 잭, 랙 잭, 에어 실린더, 유압 실린더 등을 사용할 수 있다. 도 5 및 도 6에는, 액추에이터(52)의 일례로서, 가압된 작동유에 의해 신축되는 피스톤(53)을 갖는 유압 잭을 도시하고 있다.
또한 도 5 및 도 6에는, 액추에이터(유압 잭)(52)의 피스톤(53)에 의해 직접 링크 핀(46)을 압출하는 예를 나타냈지만, 피스톤(53)의 가동 거리에 따라서, 링크 핀(46)과 피스톤(53)의 사이에 스페이서를 개재시켜도 좋다. 이에 의해, 장척(長尺)의 링크 핀(46)이라도, 링크 핀 교환 장치(50)에 의해 링크 기구(40)로부터 완전히 압출할 수 있다.
반력 수용부(54)는, 로터 헤드(6)의 로터 허브(6A)의 전체 벽면으로부터 독립적으로 링크 기구(40)에 장착된다. 이에 의해, 반력 수용부(54)는, 액추에이터(52)의 동작 방향의 연장선과 교차하는 로터 허브(6A)의 벽면(7)과는 독립적으로, 액추에이터(52)에 작용하는 반력을 받도록 되어 있다. 반력 수용부(54)는, 예를 들어 도 5 및 도 6에 도시하는 바와 같이, 별도의 부재로서 형성된 제1 부재(56), 제2 부재(58) 및 연결 부재(60)로 구성해도 좋다.
제1 부재(56)는, 액추에이터(52)의 배면을 지지하는 부재로, 액추에이터(52)의 배면에 접촉하도록 설치되어 있어도 좋고, 스페이서를 개재하여 액추에이터(52)의 배면을 지지하도록 설치되어 있어도 좋다.
제2 부재(58)는, 액추에이터(52) 및 링크 기구(40)를 사이에 두고 제1 부재(56)와는 반대측에 설치되어 있고, 중앙 근방에 관통 구멍(59)이 형성되어 있다. 이 관통 구멍(59)은, 링크 핀(46)보다도 대직경이며, 링크 핀(46)이 통과 가능하게 되어 있다.
연결 부재(60)는, 제1 부재(56) 및 제2 부재(58)를 연결하는 부재로, 도 5 및 도 6에 도시하는 예에서는, 링크 핀(46)을 따라 배치되는 한 쌍의 타이 볼트[62(62A, 62B)]와, 타이 볼트[62(62A, 62B)]에 나사 장착되는 너트(64)로 구성되어 있다. 이 타이 볼트(62)는, 적어도 일부에 나사가 형성된 막대 형상 부재(바람직하게는, 전체가 모두 나사 가공된 막대 형상 부재)이고, 제1 부재(56) 및 제2 부재(58)를 관통하고 있고, 너트(64)에 의해 제1 부재(56) 및 제2 부재(58)의 타이 볼트(62)로부터의 빠짐이 규제되어 있다.
이와 같이, 반력 수용부(54)는, 제1 부재(56)가 액추에이터(유압 잭)(52)의 배면을 지지하도록 설치되고, 액추에이터(52) 및 링크 기구(40)를 사이에 두고 제1 부재(56)와는 반대측에 제2 부재(58)가 설치되는 동시에, 제1 부재(56) 및 제2 부재(58)가 타이 볼트(62)와 너트(64)로 이루어지는 연결 부재(60)에 의해 연결되어 있다. 따라서, 액추에이터(52)의 동작시에 발생하는 반력이 제1 부재(56), 제2 부재(58) 및 연결 부재(60)에 의해 받아지므로, 액추에이터(52)의 압출력을 확실하게 링크 핀(46)에 전달할 수 있다. 또한, 제2 부재(58)에는 관통 구멍(59)이 형성되어 있고, 액추에이터(52)에 의해 압출되는 링크 핀(46)이 관통 구멍(59)을 통과하므로, 링크 핀(46)이 제2 부재(58)와 간섭하지 않고 매끄럽게 제거된다.
또한, 액추에이터(52)의 동작 중에 있어서의 어긋남을 방지하는 관점에서, 도 5 및 도 6에 도시하는 바와 같이, 액추에이터(52)가 관통하는 관통 구멍을 갖는 액추에이터 받침판(55)을 설치해도 좋다. 이에 의해, 액추에이터(52)가 액추에이터 받침판(55)의 관통 구멍에 의해 보유 지지되므로, 액추에이터(52)의 동작 중의 어긋남을 확실하게 방지할 수 있다. 또한, 도 5 및 도 6에 도시하는 예에서는, 액추에이터 받침판(55)은 타이 볼트[62(62A, 62B)]에 의해 지지되어 있다.
상기 구성의 링크 핀 교환 장치(50)는, 도 7에 도시하는 바와 같이, 반력 수용부(54)의 한 쌍의 타이 볼트[62(62A, 62B)]가 링크 레버(44) 및 링크 핀(46)을 사이에 끼운 상태로 링크 기구(40)에 장착된다.
그로 인해, 우선 제1 부재(56) 및 제2 부재(58)를 링크 기구(40)의 양측에 배치하고, 링크 레버(44)의 양측에 있어서 제1 부재(56) 및 제2 부재(58)를 타이 볼트[62(62A, 62B)] 및 너트(64)로 임시 고정한다. 이후, 제1 부재(56)와 링크 기구(40)의 사이에 액추에이터(52)를 배치하고, 액추에이터(유압 잭)(52)의 피스톤(53)의 축심과, 링크 핀(46)의 축심과, 제2 부재(58)의 관통 구멍(59)의 중심이 일치하도록 위치 정렬을 행한다. 그리고 너트(64)를 체결하여, 링크 핀 교환 장치(50)를 링크 기구(40)에 완전히 고정한다.
또한, 도 7에 도시하는 바와 같이, 타이 볼트[62(62A, 62B)]의 간격(D)을 링크 레버(44)의 폭(W)보다도 충분히 크게 해 두면, 지지점 브래킷(42)과 링크 레버(44)가 조립 부착된 상태라도, 액추에이터(52)의 피스톤(53)의 축심과, 링크 핀(46)의 축심과 제2 부재(58)의 관통 구멍(59)의 중심의 위치 정렬을 높은 자유도로 행할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 링크 핀(46)을 압출하는 액추에이터(52)에 작용하는 반력을 받는 반력 수용부(54)가, 액추에이터(52)의 동작 방향의 연장선과 교차하는 로터 허브(6A)의 벽면(7)과는 독립적으로, 액추에이터(52)에 작용하는 반력을 받도록 되어 있으므로, 링크 핀(46)의 교환 작업 중에 액추에이터(52)가 어긋나 버리거나, 액추에이터(52)의 압출력의 작용선이 링크 핀(46)의 축심과 어긋나 버리는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 로터 허브(6A) 내에서의 링크 핀(46)의 교환 작업을 효율적으로 행할 수 있다.
또한 상술한 바와 같이, 액추에이터(52)로서, 링크 핀(46)을 압출하는 잭을 사용하는 동시에, 액추에이터(52)의 배면을 지지하는 제1 부재(56)와, 액추에이터(52) 및 링크 기구(40)를 사이에 두고 제1 부재(56)와는 반대측에 설치되고, 링크 핀(46)이 통과하는 관통 구멍(59)을 갖는 제2 부재(58)와, 제1 부재(56) 및 제2 부재(58)를 연결하는 연결 부재(60)로 반력 수용부(54)를 구성하면, 링크 핀 교환 장치(50)의 링크 기구(40)에의 장착시에, 액추에이터(잭)(52)의 압출력의 작용선을 링크 핀(46)의 축심에 용이하게 일치시킬 수 있다. 또한, 링크 핀 교환 장치(50)를 콤팩트화할 수 있으므로, 작업성 및 안전성을 더욱 향상시키는 것이 가능해진다.
이 경우, 반력 수용부(54)는, 제1 부재(56), 제2 부재(58) 및 연결 부재(60)가 각각 별도의 부재이고, 연결 부재(60)는 액추에이터(52)의 동작 방향을 따라 배치되고, 제1 부재(56) 및 제2 부재(58)를 관통하는 한 쌍의 타이 볼트[62(62A, 62B)]와, 타이 볼트(62)에 나사 장착되고, 제1 부재(56) 및 제2 부재(58)의 타이 볼트(62)로부터의 빠짐을 규제하는 너트(64)를 포함하고 있어도 좋다.
이와 같이, 제1 부재(56), 제2 부재(58) 및 연결 부재(60)[타이 볼트(62)와 너트(64)]를 각각 별도의 부재로 함으로써, 좁은 로터 허브(6A) 내로의 반입을 용이하게 행할 수 있다.
또한, 상술한 실시 형태에서는, 타이 볼트[62(62A, 62B)]가 제1 부재(56) 및 제2 부재(58)의 양쪽을 관통하고 있는 예에 대해 설명하였지만, 타이 볼트[62(62A, 62B)]는 제1 부재(56) 및 제2 부재(58) 중 어느 한쪽만을 관통하고 있어도 좋다. 예를 들어, 타이 볼트(62A)가 제1 부재(56)만을 관통하는 동시에 제2 부재(58)에 형성된 비관통 구멍에 나사 장착되어 있는 한편, 타이 볼트(62B)가 제2 부재(58)만을 관통하는 동시에 제1 부재에 형성된 비관통 구멍에 나사 장착되어 있어도 좋다.
또한, 상술한 실시 형태에서는, 제1 부재(56) 및 제2 부재(58)의 형상이 서로 다른 예에 대해 설명하였지만, 도 8에 도시하는 바와 같이, 제1 부재(56) 및 제2 부재(58)의 형상을 공통화해도 좋다. 즉, 제1 부재(56) 및 제2 부재(58)의 양쪽이, 관통 구멍(59)을 갖는 동시에, 액추에이터(52)의 배면을 지지할 수 있도록 되어 있어도 좋다. 이와 같이 제1 부재(56) 및 제2 부재(58)의 형상을 공통화함으로써, 링크 핀(46)의 교환을 행하는 작업자가, 제1 부재(56) 및 제2 부재를 구분지어 사용할 필요가 없어져 작업 효율이 향상된다.
또한, 상술한 실시 형태에서는, 반력 수용부(54)의 제1 부재(56), 제2 부재(58) 및 연결 부재(60)가 각각 별도의 부재인 예에 대해 설명하였지만, 이들 부재를 서로 용접에 의해 고정해도 좋다.
도 9는, 반력 수용부(54)의 각 부재를 서로 용접에 의해 고정한 링크 핀 교환 장치의 구성예를 도시하는 일부 단면 측면도이다. 또한 도 9에 있어서, 상술한 실시 형태와 공통되는 구성 요소에 대해서는 공통되는 번호를 부여하고, 여기서는 그 설명을 생략한다.
도 9에 도시하는 바와 같이, 링크 핀 교환 장치(50')는, 제1 부재(56) 및 제2 부재(58)를 연결하는 연결 부재(60')가, 측면판(66) 및 저면판(68)에 의해 구성되어 있다. 측면판(66)은, 제1 부재(56), 제2 부재(58) 및 액추에이터(52)를 둘러싸도록, 링크 핀(46)의 양측에 배치되어 있다. 또한 저면판(68)은, 제1 부재(56), 제2 부재(58) 및 액추에이터(52)를 하방으로부터 지지하는 판상 부재로, 링크 기구(40)와 간섭하지 않도록 개구부가 형성되어 있다.
링크 핀 교환 장치(50')는, 지지 기둥(69A, 69B, 69C)에 의해 로터 허브(6A)의 바닥면에 고정되도록 되어 있다. 단, 링크 핀 교환 장치(50')는, 반력 수용부(54)[제1 부재(56), 제2 부재(58) 및 연결 부재(60')]가, 액추에이터(52)의 동작 방향의 연장선과 교차하는 로터 허브(6A)의 벽면(7)과는 독립적으로, 액추에이터(52)에 작용하는 반력을 받도록 되어 있는 점은 상술한 실시 형태에서 설명한 바와 같다.
또한, 연결 부재(60')의 저면판(68)을 지지하는 지지 기둥(69A 및 69B)은, 지지점 브래킷(42)을 로터 허브(6A)의 바닥면에 장착하기 위한 장착 구멍(43)에 나사 장착되어 있다. 이로 인해, 지지 기둥(69A 및 69B)을 고정하기 위한 장착 구멍을 신설할 필요가 없다.
이러한 구성의 연결 부재(60')는, 제1 부재(56), 제2 부재(58) 및 연결 부재(60')[측면판(66)과 저면판(68)]가 용접에 의해 고정되어 있다. 이와 같이, 제1 부재(56), 제2 부재(58) 및 연결 부재(60')를 용접에 의해 일체화함으로써, 링크 핀 교환 장치(50')의 링크 기구(40)에의 장착을 보다 신속하게 행할 수 있어, 작업 효율을 개선할 수 있다.
[제2 실시 형태]
다음에, 제2 실시 형태에 관한 링크 핀 교환 장치에 대해 설명한다. 도 10은, 제2 실시 형태에 관한 링크 핀 교환 장치의 구성예를 도시하는 일부 단면 측면도이다. 도 11은, 도 10에 도시하는 링크 교환 장치의 주요부 확대도이다.
도 10에 도시하는 바와 같이, 링크 핀 교환 장치(70)는 링크 핀(46)을 링크 기구(40)로부터 뽑아내는 액추에이터(72)와, 액추에이터(72)의 동작 방향의 연장선과 교차하는 로터 허브(6A)의 벽면(7)과는 독립적으로, 액추에이터(72)에 작용하는 반력을 받는 반력 수용부(74)로 구성된다.
액추에이터(72)는, 예를 들어 도 11에 도시하는 바와 같이, 케이싱(76), 이너 실린더(78), 피스톤 로드(80), 텐션 바(82)를 포함하여 구성되는 센터 홀 잭이라도 좋다.
케이싱(76)에는 급유 구멍(77)이 형성되어 있어, 도시하지 않은 유압 펌프로부터 작동유가 공급되도록 되어 있다. 이너 실린더(78)는, 케이싱(76) 내에 배치되어 있고 원통 형상을 갖는다. 케이싱(76)과 이너 실린더(78)의 사이에는, 피스톤 로드(80)가 미끄럼 이동 가능하게 설치되어 있다. 또한, 피스톤 로드(80)에는, 전산 볼트(all screw bolt)로 이루어지는 텐션 바(82)의 일단부가 와셔(83)를 개재하여 너트(84)에 의해 고정되어 있다. 이 텐션 바(82)의 타단부는, 링크 핀(46)에 형성된 나사 구멍(46A)에 나사 장착되고, 와셔(83)를 개재하여 너트(84)에 의해 고정되어 있다.
이러한 액추에이터(72)에 따르면, 급유 구멍(77)으로 작동유가 공급되면, 이 작동유에 의해 피스톤 로드(80)가 도 11의 화살표 방향으로 미끄럼 이동한다. 이때, 피스톤 로드(80)에 고정된 텐션 바(82)도 피스톤 로드(80)와 함께 이동하므로, 텐션 바(82)에 나사 장착된 링크 핀(46)이 링크 기구(40)로부터 빼내진다.
또한, 케이싱(76)에는 로드 커버(86)가 설치되어 있고, 이 로드 커버(86)는 피스톤 로드(80)가 한계까지 미끄럼 이동하였을 때에 피스톤 로드(80)와 접촉하도록 되어 있다. 즉, 로드 커버(86)에 의해 피스톤 로드(80)의 한계 미끄럼 이동 위치가 결정된다. 이로 인해, 링크 핀(46)이 장척인 경우, 피스톤 로드(80)가 한계 미끄럼 이동 위치까지 미끄럼 이동해도, 링크 핀(46)을 도중까지밖에 뽑아낼 수 없다. 이러한 경우, 길이가 다른 복수 세트의 텐션 바(82)를 사용하여, 단계적으로 링크 핀(46)을 빼내면, 장척의 링크 핀(46)을 링크 기구(40)로부터 완전히 빼낼 수 있다.
도 10에 도시하는 반력 수용부(74)는, 액추에이터(72)와 링크 기구(40)의 사이에 배치되는 스페이서로, 액추에이터(72)에 작용하는 반력을 균등하게 받는 관점에서, 액추에이터(72)의 텐션 바(82)를 둘러싸는 원통 형상인 것이 바람직하다. 반력 수용부(스페이서)(74)의 길이는, 링크 핀(46)의 길이에 따라서 결정하면 좋지만, 길이가 다른 반력 수용부(스페이서)(74)를 링크 핀(46)의 인출량에 따라서 적절하게 교환하도록 해도 좋다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에서는 링크 핀(46)을 뽑아내는 액추에이터(72)에 작용하는 반력을 받는 반력 수용부(74)가, 액추에이터(72)의 동작 방향의 연장선과 교차하는 로터 허브(6A)의 벽면(7)과는 독립적으로 반력을 받도록 되어 있으므로, 링크 핀(46)의 교환 작업 중에 액추에이터(72)가 어긋나 버리거나, 액추에이터(72)의 뽑아내는 힘의 작용선이 링크 핀(46)의 축심과 어긋나 버리는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 로터 허브(6A) 내에서의 링크 핀(46)의 교환 작업을 효율적으로 행할 수 있다.
또한 액추에이터(72)로서, 링크 핀(46)을 링크 기구(40)로부터 뽑아내는 잭을 사용하는 동시에, 반력 수용부(74)로서, 액추에이터(72)와 링크 기구(40)의 사이에 배치되는 스페이서를 사용함으로써, 링크 핀 교환 장치(70)의 링크 기구(40)에의 장착시에, 액추에이터(72)의 뽑아내는 힘의 작용선을 링크 핀(46)의 축심에 용이하게 일치시킬 수 있다. 또한, 링크 핀 교환 장치(70)를 콤팩트화할 수 있으므로, 작업성 및 안전성을 더욱 향상시키는 것이 가능해진다.

Claims (7)

  1. 풍력 발전 장치의 로터 허브 내의 링크 기구의 링크 핀의 교환 장치이며,
    상기 링크 핀이 상기 링크 기구로부터 빠지도록, 상기 링크 핀을 움직이는 액추에이터와,
    상기 액추에이터의 동작 방향과 교차하는 상기 로터 허브의 벽면과는 독립적으로 상기 액추에이터에 작용하는 반력을 받는 반력 수용부를 구비하고,
    상기 액추에이터는, 상기 링크 핀을 상기 링크 기구로부터 압출하는 잭이고,
    상기 반력 수용부는, 상기 액추에이터의 배면을 지지하는 제1 부재와, 상기 액추에이터 및 상기 링크 기구를 사이에 두고 상기 제1 부재와는 반대측에 설치되고, 상기 링크 기구로부터 압출되는 상기 링크 핀이 통과하는 관통 구멍을 갖는 제2 부재와, 상기 제1 부재 및 상기 제2 부재를 연결하는 연결 부재를 포함하고,
    상기 반력 수용부는, 상기 제1 부재, 상기 제2 부재 및 상기 연결 부재가 각각 별도의 부재이며,
    상기 연결 부재는, 상기 액추에이터의 상기 동작 방향을 따라 배치되고, 상기 제1 부재 및 상기 제2 부재 중 적어도 한쪽을 관통하는 한 쌍의 타이 볼트와, 상기 타이 볼트에 나사 장착되고, 상기 타이 볼트가 관통하는 상기 제1 부재와 상기 제2 부재 중 적어도 한쪽의 상기 타이 볼트로부터의 빠짐을 규제하는 너트를 포함하는 것을 특징으로 하는, 풍력 발전 장치용 링크 핀 교환 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 링크 기구는, 상기 링크 핀과, 상기 링크 핀이 삽입되는 구멍이 중앙부에 형성되고, 해당 중앙부의 양측에 각각 레버부를 갖는 링크 레버와, 상기 링크 핀을 통해 상기 링크 레버를 회전 가능하게 지지하는 지지점 브래킷을 포함하고,
    상기 한 쌍의 타이 볼트는, 상기 지지점 브래킷에 상기 링크 레버가 조립 부착된 상태에 있어서, 상기 한 쌍의 타이 볼트 중 제1 타이 볼트가 한쪽의 상기 레버부의 하방, 또한 상기 지지점 브래킷의 상방에 위치하고, 상기 한 쌍의 타이 볼트 중 제2 타이 볼트가 다른 쪽의 상기 레버부의 상방에 위치하여, 상기 중앙부 및 상기 링크 핀을 사이에 두도록 구성된 것을 특징으로 하는, 풍력 발전 장치용 링크 핀 교환 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 한 쌍의 타이 볼트에 의해 지지되고, 상기 액추에이터가 관통하는 관통 구멍을 갖는 액추에이터 받침판을 설치하고,
    상기 액추에이터 받침판의 상기 관통 구멍에 의해 상기 액추에이터를 보유 지지하도록 한 것을 특징으로 하는, 풍력 발전 장치용 링크 핀 교환 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 한 쌍의 타이 볼트의 간격(D)은, 상기 레버부의 폭(W)보다 큰 것을 특징으로 하는, 풍력 발전 장치용 링크 핀 교환 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 부재 및 상기 제2 부재는 형상이 공통화되어 있고,
    상기 제1 부재 및 상기 제2 부재 양자는, 상기 링크 핀이 통과 가능한 관통 구멍을 갖는 동시에, 상기 액추에이터의 배면을 지지 가능한 것을 특징으로 하는, 풍력 발전 장치용 링크 핀 교환 장치.
  6. 제1항에 기재된 링크 핀 교환 장치를 사용하여, 상기 링크 기구로부터 상기 링크 핀을 제거하는 공정과,
    상기 링크 기구에 새로운 링크 핀을 삽입하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는, 풍력 발전 장치의 링크 핀 교환 방법.
  7. 삭제
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