KR101505435B1 - 풍력발전기 - Google Patents

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KR101505435B1
KR101505435B1 KR1020130135135A KR20130135135A KR101505435B1 KR 101505435 B1 KR101505435 B1 KR 101505435B1 KR 1020130135135 A KR1020130135135 A KR 1020130135135A KR 20130135135 A KR20130135135 A KR 20130135135A KR 101505435 B1 KR101505435 B1 KR 101505435B1
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yaw
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yaw bearing
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이방재
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삼성중공업 주식회사
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

풍력발전기가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기는, 타워에 결합되며, 내주치차와 외주치차가 형성되는 요베어링유닛(Yaw Bearing Unit); 요베어링유닛의 내주치차와 외주치차 중 적어도 하나에 결합되어 회전력을 제공하는 요드라이브유닛(Yaw Drive Unit); 및 요드라이브유닛이 안착되고 요베어링유닛에 결합되는 메인프레임을 포함한다.

Description

풍력발전기{WIND POWER GENERATOR}
본 발명은, 풍력발전기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 요베어링유닛의 외주치차에 손상이나 파손이 발생되는 경우, 요베어링유닛의 교체없이 내주치차를 통해 요베어링유닛의 계속적 사용이 가능한 풍력발전기에 관한 것이다.
일반적으로, 풍력발전기는 바람의 에너지를 전기 에너지로 변환하는 장치로서, 공기 역학적으로 설계된 형상의 블레이드를 이용하여 바람의 에너지에서 유용한 공력 토크(Torque)를 발생시키고 이 공력 토크를 이용하여 발전기를 회전시켜 전기를 발생시키는데, 최근, 화석연료의 고갈과 환경문제로 인해 점차 그 비중이 커지고 있는 실정이다.
이러한 풍력발전기는 다수의 블레이드(Blade)가 허브(Hub)에 연결되고, 허브는 회전축이 구비되는 로터(Rotor)에 연결되어 바람에 의해 회전하는 것을 통해 전기를 발생시키도록 마련된다.
여기서, 풍력발전기의 타워에는, 각종 기계 및 전기 기기가 수용되는 나셀이 결합되며, 나셀은 바람의 방향 변화에 따라 최대 전력을 얻기 위해 바람이 불어오는 방향으로 향하도록 회전, 즉, 요잉(Yawing)을 하게 된다.
한편, 나셀의 요잉(Yawing)을 위해, 풍력발전기에는 요 시스템(Yaw System)이 설치되는데, 여기서, 요 시스템은 회전하는 나셀을 타워에 연결하고 지지하는 요 베어링(Yaw Bearing), 나셀의 요잉을 수행하는 요 드라이브(Yaw Drive) 및 나셀의 요잉을 제동하는 요 브레이크(Yaw Brake)를 포함하여 구성될 수 있다.
그런데, 종래 풍력발전기의 경우, 요 베어링의 외주면에 형성된 치차가 요 드라이브에 형성된 치차에 결합된 후, 요 드라이브에서 제공되는 동력에 의해 요 드라이브에 결합된 프레임이 회전하게 되면, 프레임의 하중에 의해 요 베어링 외주면에 형성된 치차에 손상 또는 파손이 발생될 수 있었다.
하지만, 요 베어링의 치차가 손상 또는 파손되면, 요 베어링의 치차만 교체하거나 수리할 수 있는 것이 아니므로, 터빈을 분해하고 나셀을 지상으로 이동시킨 후 크레인을 이용하여 요 베어링 전체를 교체하게 되는데, 이 경우, 요 베어링 교체에 따른 비용이 증가하게 되고, 터빈을 모두 분해 후 요 베어링을 교체하므로 교체를 위한 작업시간이 증대되며, 풍력발전기의 크기로 인해 요 베어링의 교체작업이 용이하지 않다는 문제점이 있었다.
대한민국공개특허 공개번호:제10-2011-0068600호(공개일자:2011년06월22일)
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 요베어링유닛의 외주치차에 손상이나 파손이 발생되는 경우, 요베어링유닛의 교체없이 내주치차를 통해 요베어링유닛의 계속적 사용이 가능하며, 이를 통해, 교체비용 및 교체시간을 감소시킬 수 있는 풍력발전기를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 타워에 결합되며, 내주치차와 외주치차가 형성되는 요베어링유닛(Yaw Bearing Unit); 상기 요베어링유닛의 상기 내주치차와 상기 외주치차 중 적어도 하나에 결합되어 회전력을 제공하는 요드라이브유닛(Yaw Drive Unit); 및 상기 요드라이브유닛이 안착되고 상기 요베어링유닛에 결합되는 메인프레임을 포함하는, 풍력발전기가 제공될 수 있다.
또한, 상기 요베어링유닛은, 상기 내주치차가 형성되는 내주부; 상기 내주부로부터 단차가 형성되도록 연장되고 상기 메인프레임에 결합되는 메인프레임결합부; 및 상기 메인프레임결합부와의 사이에 단차가 형성되며, 상기 외주치차가 형성되는 외주부를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 메인프레임결합부는, 상기 내주부와 상기 외주부에 비해 상측으로 돌출되도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 내주부 및 상기 외주부 중 적어도 하나는 타워에 결합되어 고정될 수 있다.
그리고, 상기 메인프레임결합부는 상기 내주부 또는 상기 외주부에 대해 상대회전가능하도록 마련될 수 있다.
또한, 상기 요드라이브유닛은, 상기 내주치차와 상기 외주치차 중 적어도 하나에 결합되는 구동치차부; 상기 구동치차부에 연결되어 회전력을 제공하는 구동력제공부를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 구동력제공부에 연결되어 상기 구동력제공부의 회전방향을 제어하는 제어유닛을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 메인프레임은, 상기 요베어링유닛에 결합되는 회전프레임; 상기 회전프레임으로부터 상기 내주치차에 대응되는 위치로 연장형성되는 내주안착부; 및 상기 내주안착부에 대해 이격되어 배치되며, 상기 회전프레임으로부터 상기 외주치차에 대응되는 위치로 연장형성되는 외주안착부를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 내주안착부 및 상기 외주안착부 각각은, 적어도 하나의 안착부재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 요베어링유닛에서 제1내주치차와, 상기 제1내주치차에 이웃하는 제2내주치차 사이의 거리인 내주치차간격이, 상기 요베어링유닛에서 제1외주치차와, 상기 제1외주치차에 이웃하는 제2외주치차 사이의 거리인 외주치차간격과 동일하게 마련될 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 요베어링유닛의 외주치차에 손상이나 파손이 발생되는 경우, 요베어링유닛의 교체없이 내주치차를 통해 요베어링유닛의 계속적 사용이 가능하며, 이를 통해, 교체비용 및 교체시간을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 풍력발전기의 개략적인 부분 절개 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 풍력발전기에서 요베어링유닛과, 요드라이브유닛과, 메인프레임의 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 풍력발전기에서 요드라이브유닛이 요베어링유닛의 외주치차에 결합된 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 풍력발전기에서 요드라이브유닛이 요베어링유닛의 내주치차에 결합된 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 풍력발전기에서 요드라이브유닛이 요베어링유닛의 외주치차에 결합된 부분 단면 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 풍력발전기에서 요드라이브유닛이 요베어링유닛의 내주치차에 결합된 부분 단면 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 풍력발전기에서 요베어링유닛의 평면도이다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 풍력발전기에서 요드라이브유닛이 요베어링유닛의 내주치차와 외주치차에 결합된 사시도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
본 명세서에서 사용되는 '일측'과 '타측'의 용어는 특정된 측면을 의미하는 것은 아니며, 복수의 측면 중 임의의 측면을 일측이라 지칭하면, 이에 대응되는 다른 측면이 타측을 지칭하는 것으로 이해되어져야 함을 밝혀 둔다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 '연결' 또는 '결합'이라는 용어는, 하나의 부재와 다른 부재를 직접 연결 또는 결합하는 경우뿐만 아니라 하나의 부재가 이음부재를 통해 다른 부재에 간접적으로 연결 또는 결합되는 경우도 포함됨을 밝혀 둔다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 풍력발전기의 개략적인 부분 절개 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 풍력발전기에서 요베어링유닛과, 요드라이브유닛과, 메인프레임의 분해사시도이며, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 풍력발전기에서 요드라이브유닛이 요베어링유닛의 외주치차에 결합된 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 풍력발전기에서 요드라이브유닛이 요베어링유닛의 내주치차에 결합된 사시도이며, 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 풍력발전기에서 요드라이브유닛이 요베어링유닛의 외주치차에 결합된 부분 단면 사시도이고, 도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 풍력발전기에서 요드라이브유닛이 요베어링유닛의 내주치차에 결합된 부분 단면 사시도이며, 도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 풍력발전기에서 요베어링유닛의 평면도이다.
도 1을 참조하면, 풍력발전기(100)는 바람의 운동에너지를 이용하여 전력을 생산하는 것으로서, 타워(500)와, 타워(500)의 상부에 설치되는 나셀(nacelle,600)과, 나셀(600)의 전방에 설치되는 허브(700)와, 허브(700)에 결합되어 바람에 의해 회전하는 복수의 블레이드(800)를 포함한다.
여기서, 타워(500)는 나셀(600) 등을 지지하는 구조물로서, 나셀(600)은 타워(500)의 길이방향을 축으로하여 회전 가능하게, 즉, 요잉(Yawing) 가능하게 결합될 수 있다.
또한, 나셀(600)은 각종 장치를 제어하는 구성요소들이 포함되며, 나셀(600) 내부에서 생산된 전기 에너지는 외부 계통으로 전달된다.
이에 대해 설명하면, 나셀(600) 내부에는 발전을 위해 로터와, 로터에 근접하게 배치되는 스테이터가 설치된다.
여기서, 로터의 회전축이 허브(700)에 연결되고, 허브(700)에는 블레이드(800)가 결합되므로, 바람에 의해 블레이드(800)가 회전하게 되면, 블레이드(800)에 연결된 허브(700)를 통해 로터의 회전축이 연동되어 회전하게 되며, 회전축에 연결된 로터의 회전체도 회전하게 된다.
그리고, 로터에는 자성체가 구비되고, 스테이터에는 코일이 구비되므로, 로터가 스테이터에 근접하게 배치되어 회전하게 되면, 전기가 발생하게 된다.
즉, 바람으로부터의 운동 에너지가 회전축의 기계적 에너지로 전환되고, 나셀(600) 내부에 배치된 발전 장치를 통해 전기 에너지로 전환되어 최종적으로 외부 계통에 전력을 공급하게 된다.
그리고, 나셀(600)은 요베어링유닛(Yaw Bearing Unit,200)에 의해 타워(500)에 연결되어 요드라이브유닛(Yaw Drive Unit,300)으로부터 제공되는 회전력에 의해 요잉하게 된다.
여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기(100)는 요베어링유닛(200)의 외주치차(231)에 손상이나 파손이 발생되는 경우, 내주치차(211)에 요드라이브유닛(300)을 연결하여 요잉하거나 또는, 요베어링유닛(200)의 내주치차(211)에 손상이나 파손이 발생되는 경우, 외주치차(231)에 요드라이브유닛(300)을 연결하여 요잉할 수 있는 데, 이하, 이에 대해 상세히 설명한다.
전술한 도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기(100)는, 타워(500)에 결합되며, 내주치차(211)와 외주치차(231)가 형성되는 요베어링유닛(200)과, 요베어링유닛(200)의 내주치차(211)와 외주치차(231) 중 적어도 하나에 결합되어 회전력을 제공하는 요드라이브유닛(300)과, 요드라이브유닛(300)이 안착되고 요베어링유닛(200)에 결합되는 메인프레임(400)을 포함한다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 요베어링유닛(200)은 타워(500)에 결합되며, 내주치차(211)와 외주치차(231)가 형성되도록 마련된다.
여기서, 요베어링유닛(200)은 내주부(210)와, 메인프레임결합부(220)와, 외주부(230)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 7을 참조하면, 내주부(210)는 원형의 단면으로 형성될 수 있으며, 원형 단면 내부의 둘레를 따라 내주치차(211)가 형상되도록 마련될 수 있다.
여기서, 도 6을 참조하면, 내주부(210)에 형성되는 내주치차(211)는 요드라이브유닛(300)의 구동치차부(310)에 결합되고, 내주부(210)는 타워(500)에 결합되어 고정될 수 있다.
그리고, 도 2 및 도 3을 참조하면, 메인프레임결합부(220)는 내주부(210)로부터 상측으로 단차가 형성되도록 연장될 수 있으며, 메인프레임결합부(220)는 메인프레임(400)에 결합된다.
여기서, 도 2를 참조하면, 메인프레임결합부(220)에는 볼팅홀(221)이 형성될 수 있으며, 볼팅홀(221)을 통해 메인프레임결합부(220)는 메인프레임(400)에 볼트결합될 수 있다.
그리고, 메인프레임결합부(220)는 내주부(210)에 대해 상대회전가능하도록 마련될 수 있다.
즉, 메인프레임결합부(220)와 내주부(210) 사이에는 회전볼(미도시)이 삽입될 수 있는데, 전술한 바와 같이, 내주부(210)가 타워(500)에 고정결합되는 경우, 메인프레임결합부(220)는 고정된 내주부(210)에 대해 회전볼을 통해 상대 회전할 수 있게 된다.
여기서, 메인프레임(400)은 나셀(600)에 결합될 수 있는데, 메인프레임(400)이 메인프레임결합부(220)에 결합되고, 메인프레임결합부(220)가 요베어링유닛(200)의 내주부(210)에 대해 상대회전하게 되면, 메인프레임결합부(220)에 결합된 메인프레임(400)도 회전하게 되므로, 메인프레임(400)에 결합된 나셀(600)도 연동되어 회전하게 되는 바, 이를 통해, 나셀(600)의 요잉이 가능해진다.
또한, 도 7을 참조하면, 외주부(230)는 내주부(210)와 마찬가지로 원형의 단면으로 형성될 수 있으며, 원형 단면 외부의 둘레를 따라 외주치차(231)가 형상되도록 마련될 수 있다.
여기서, 외주부(230)와 메인프레임결합부(220)와 사이에는 단차가 형성될 수 있는데, 도 2, 도 5 및 도 6을 참조하면, 메인프레임결합부(220)는 내주부(210)와 외주부(230)에 비해 상측으로 돌출되도록 형성되어 메인프레임(400)에 결합될 수 있다.
그리고, 도 5를 참조하면, 외주부(230)에 형성되는 외주치차(231)는 요드라이브유닛(300)의 구동치차부(310)에 결합되고, 외주부(230)는 타워(500)에 결합되어 고정될 수 있다.
여기서, 전술한 바와 같이, 메인프레임결합부(220)가 내주부(210)에 대해 상대회전가능하도록 메인프레임결합부(220)와 내주부(210) 사이에는 회전볼이 삽입될 수 있는 데, 이와 마찬가지로, 메인프레임결합부(220)가 외주부(230)에 대해 상대회전가능하도록 메인프레임결합부(220)와 외주부(230) 사이에도 회전볼이 삽입될 수 있다.
그리고, 외주부(230)가 타워(500)에 고정결합되는 경우, 메인프레임결합부(220)는 고정된 외주부(230)에 대해 회전볼을 통해 상대 회전할 수 있게 된다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 요드라이브유닛(300)은 요베어링유닛(200)의 내주치차(211)에 결합되어 회전력을 제공하거나, 또는, 요베어링유닛(200)의 외주치차(231)에 결합되어 회전력을 제공하도록 마련될 수 있다.
여기서, 요드라이브유닛(300)은 요베어링유닛(200)의 내주치차(211)와 외주치차(231) 모두에 결합가능하도록 마련될 수 있다.
즉, 요베어링유닛(200)의 외주치차(231)에 요드라이브유닛(300)을 결합하여 사용하는 중 외주치차(231)에 손상 또는 파손이 발생하는 경우, 요드라이브유닛(300)을 요베어링유닛(200)의 내주치차(211)측으로 옮겨 요드라이브유닛(300)을 요베어링유닛(200)의 내주치차(211)에 결합하여 사용할 수 있다.
그리고, 요베어링유닛(200)의 내주치차(211)에 요드라이브유닛(300)을 결합하여 사용하는 중 내주치차(211)에 손상 또는 파손이 발생하는 경우, 전술한 바와 마찬가지로, 요드라이브유닛(300)을 요베어링유닛(200)의 외주치차(231)측으로 옮겨 요드라이브유닛(300)을 요베어링유닛(200)의 외주치차(231)에 결합하여 사용할 수 있다.
이를 통해, 내주치차(211)와 외주치차(231) 중 하나에 손상 또는 파손이 발생하더라도 요베어링유닛(200) 전체의 교체없이 요드라이브유닛(300)의 이동을 통해 요베어링유닛(200)의 계속적 사용이 가능한 효과가 있다.
여기서, 요드라이브유닛(300)은 구동치차부(310)와, 구동력제공부(320)를 포함하여 구성될 수 있으며, 도 2 내지 도 4를 참조하면, 요베어링유닛(200)의 내주치차(211)에 결합될 수도 있고, 또는, 외주치차(231)에 결합될 수도 있다.
구동치차부(310)는 요베어링유닛(200)의 내주치차(211) 또는 외주치차(231)에 결합되어 회전하게 된다.
도 1, 도 3 및 도 5를 참조하여 예를 들어 설명하면, 요베어링유닛(200)의 외주부(230)는 타워(500)에 고정되어 있으므로, 구동치차부(310)가 요베어링유닛(200)의 외주치차(231)에 결합되어 시계방향으로 회전하는 경우, 구동치차부(310)는 요베어링유닛(200)의 외주치차(231)의 둘레를 따라 시계방향으로 회전하게 되며, 구동치차부(310)가 안착되는 메인프레임(400)도 이에 연동되어 시계방향으로 회전하게 된다.
여기서, 구동치차부(310)가 반시계방향으로 회전하는 경우, 동일한 원리로, 구동치차부(310)가 안착되는 메인프레임(400)은 반시계방향으로 회전하게 된다.
그리고, 도 1, 도 4 및 도 6을 참조하여 예를 들어 설명하면, 요베어링유닛(200)의 내주부(210)는 타워(500)에 고정되어 있으므로, 구동치차부(310)가 요베어링유닛(200)의 내주치차(211)에 결합되어 시계방향으로 회전하는 경우, 구동치차부(310)는 요베어링유닛(200)의 내주치차(211)의 둘레를 따라 반시계방향으로 회전하게 되며, 구동치차부(310)가 안착되는 메인프레임(400)도 이에 연동되어 반시계방향으로 회전하게 된다.
여기서, 구동치차부(310)가 반시계방향으로 회전하는 경우, 동일한 원리로, 구동치차부(310)가 안착되는 메인프레임(400)은 시계방향으로 회전하게 된다.
또한, 구동력제공부(320)는 구동치차부(310)에 연결되어 회전력을 제공하도록 마련될 수 있다. 즉, 구동력제공부(320)가 다양한 모터 등으로 마련되어 구동치차부(310)에 연결되며, 구동치차부(310)가 시계방향 또는 반시계방향으로 회전할 수 있는 회전력을 제공한다.
한편, 구동력제공부(320)는 제어유닛(미도시)에 연결될 수 있는데, 여기서, 제어유닛(미도시)은 나셀(600)의 요잉을 위해 구동력제공부(320)의 회전방향을 제어한다.
또한, 전술한 바와 같이, 구동치차부(310)가 요베어링유닛(200)의 외주치차(231)에 결합되는 경우, 구동치차부(310)가 시계방향으로 회전하면 메인프레임(400)도 시계방향으로 회전하지만, 구동치차부(310)가 내주치차(211)에 결합되는 경우, 구동치차부(310)가 시계방향으로 회전하면 메인프레임(400)은 반시계방향으로 회전하게 된다.
즉, 구동치차부(310)가 요베어링유닛(200)의 외주치차(231)에 결합되어 회전하는 경우와 구동치차부(310)가 요베어링유닛(200)의 내주치차(211)에 결합되어 회전하는 경우, 메인프레임(400)의 회전방향이 각각 달라진다.
따라서, 제어유닛(미도시)이 구동력제어부의 회전방향을 제어하여 최종적으로 메인프레임(400)의 회전방향을 정확하게 제어할 수 있다.
도 2 내지 도 6을 참조하면, 메인프레임(400)은 요베어링유닛(200)의 메인프레임결합부(220)에 결합되며, 메인프레임결합부(220)가 내주부(210) 또는 외주부(230)에 대해 상대 회전하는 경우, 메인프레임결합부(220)와 연동하여 회전하게 된다.
그리고, 메인프레임(400)에는 요드라이브유닛(300)이 안착되는데, 요드라이브유닛(300)이 시계방향 또는 반시계방향으로 회전하게 되면, 요드라이브유닛(300)이 안착되는 메인프레임(400) 역시 시계방향 또는 반시계방향으로 회전하게 된다.
여기서, 메인프레임(400)은 회전프레임(410)과, 내주안착부(420)와, 외주안착부(430)를 포함하여 구성될 수 있다.
회전프레임(410)은 요베어링유닛(200)의 메인프레임결합부(220)에 결합되어 메인프레임결합부(220)의 회전에 따라 회전하게 된다.
그리고, 내주안착부(420)는 회전프레임(410)으로부터 내주치차(211)에 대응되는 위치로 연장형성된다. 즉, 내주안착부(420)는, 요드라이브유닛(300)이 내주안착부(420)에 안착되는 경우, 요드라이브유닛(300)의 구동치차부(310)가 요베어링유닛(200)의 내주치차(211)에 결합되도록 마련된다.
또한, 외주안착부(430)는 내주안착부(420)에 대해 이격되어 배치되며, 회전프레임(410)으로부터 외주치차(231)에 대응되는 위치로 연장형성된다. 즉, 외주안착부(430)는, 요드라이브유닛(300)이 외주안착부(430)에 안착되는 경우, 요드라이브유닛(300)의 구동치차부(310)가 요베어링유닛(200)의 외주치차(231)에 결합되도록 마련된다.
그리고, 도 2 내지 도 6을 참조하면, 내주안착부(420)는 복수로 마련될 수 있다. 즉, 메인프레임(400)의 하중에 따라 요드라이브의 개수가 달라질 수 있으므로, 요드라이브가 복수로 마련되는 경우, 복수의 요드라이브가 내주안착부(420)에 안착가능하도록 내주안착부(420)도 복수로 마련될 수 있다.
여기서, 내주안착부(420)는 복수로 마련되는 요드라이브 각각에 회전력을 균등하게 분배하기 위해 적어도 한 쌍의 안착부재(421)가 상호 대향되는 위치에 배치되도록 마련될 수 있다.
또한, 외주안착부(430) 역시 복수로 마련될 수 있으며, 이 경우, 외주안착부(430)는 전술한 내주안착부(420)와 마찬가지의 이유로, 적어도 한 쌍의 안착부재(431)가 상호 대향되는 위치에 배치되도록 마련될 수 있다.
한편, 도 7을 참조하면, 요베어링유닛(200)의 내주치차간격(L1)이 외주치차간격(L2)과 동일하게 마련될 수 있다.
여기서, 내주치차간격(L1)은 요베어링유닛(200)에서 제1내주치차(211a)와, 제1내주치차(211a)에 이웃하는 제2내주치차(211b) 사이의 거리를 의미하고, 외주치차간격(L2)은 요베어링유닛(200)에서 제1외주치차(231a)와, 제1외주치차(231a)에 이웃하는 제2외주치차(231b) 사이의 거리를 의미한다.
전술한 바와 같이, 요드라이브유닛(300)이 메인프레임(400)의 외주안착부(430)에 안착되고 요드라이브유닛(300)의 구동치차부(310)가 요베어링유닛(200)의 외주치차(231)에 결합되어 사용 중 요베어링유닛(200)의 외주치차(231)에 손상이나 파손이 발생되는 경우, 요드라이브유닛(300)은 메인프레임(400)의 외주안착부(430)로부터 메인프레임(400)의 내주안착부(420)로 이동되어지며, 이후, 요드라이브유닛(300)의 구동치차부(310)는 요베어링유닛(200)의 내주치차(211)에 결합되어 요베어링유닛(200)을 계속 사용할 수 있게 된다.
물론, 요드라이브유닛(300)이 메인프레임(400)의 내주안착부(420)에 안착되고 요베어링유닛(200)의 내주치차(211)에 결합되어 사용 중 요베어링유닛(200)의 내주치차(211)에 손상이나 파손이 발생되는 경우에도 마찬가지로, 요드라이브유닛(300)이 메인프레임(400)의 외주안착부(430)에 안착되어 요베어링유닛(200)의 외주치차(231)에 결합되도록 한 후, 요베어링유닛(200)을 계속하여 사용할 수 있다.
여기서, 요드라이브유닛(300)은 메인프레임(400)의 외주안착부(430)와 내주안착부(420)를 이동하면서 안착되며, 요드라이브유닛(300)의 구동치차부(310)는 요베어링유닛(200)의 외주치차(231)와 내주치차(211) 모두에 결합되어 회전될 수 있어야 한다.
즉, 요드라이브유닛(300)의 구동치차부(310)는 요베어링유닛(200)의 외주치차(231)에도 맞물려 회전할 수 있어야 하며, 또한, 요베어링유닛(200)의 내주치차(211)에도 맞물려 회전할 수 있어야 한다.
이를 위해, 요베어링유닛(200)의 외주치차간격(L2)과 내주치차간격(L1)이 동일하게 마련될 수 있다.
다만, 요베어링유닛(200)의 외주치차간격(L2)과 내주치차간격(L1)이 반드시 동일해야 하는 것은 아니며, 외주치차간격(L2)과 내주치차간격(L1)은 요드라이브유닛(300)의 구동치차부(310)가 요베어링유닛(200)의 외주치차(231)와 내주치차(211) 모두에 결합되어 회전할 수 있는 범위에서 조절가능하다.
이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 풍력발전기(100)에서 요베어링유닛(200)의 외주치차(231)에 손상이나 파손이 발생되어도 요베어링유닛(200)의 교체없이 내주치차(211)를 통해 요베어링유닛(200)의 계속적 사용이 가능한 작용 및 효과에 대해 설명한다.
도 3을 참조하면, 요드라이브유닛(300)이 메임프레임의 외주안착부(430)에 안착되며, 요드라이브유닛(300)의 구동치차부(310)가 요베어링유닛(200)의 외주치차(231)에 결합되어 회전하게 된다.
여기서, 요베어링유닛(200)의 외주부(230)는 타워(500)에 결합되어 있으므로, 요드라이브유닛(300)이 요베어링유닛(200)의 외주치차(231)을 따라 회전하게 되는데, 요드라이브유닛(300)은 메인프레임(400)에 안착되어 있으므로, 요드라이브유닛(300)이 회전하게 되면 메인프레임(400)도 회전하게 된다.
그리고, 메인프레임(400)은 나셀(600)에 결합되므로 메인프레임(400)이 회전하면 나셀(600)도 회전하는데, 이에 의해, 나셀(600)의 요잉이 가능해진다.
하지만, 메인프레임(400)의 하중에 의해 요베어링유닛(200)의 외주부(230)에 형성된 외주치차(231)에 손상 또는 파손이 발생될 수 있다.
이 경우, 터빈을 분해하고 나셀(600)을 지상으로 이동시킨 후 요베어링유닛(200) 전체를 교체할 필요없이, 요드라이브유닛(300)을 메인프레임(400)의 외주안착부(430)에서 메인프레임(400)의 내주안착부(420)로 이동하게 된다. 이후, 도 4에 도시된 바와 같이, 요드라이브유닛(300)이 메인프레임(400)의 내주안착부(420)에 안착되고, 요드라이브유닛(300)의 구동치차부(310)가 요베어링유닛(200)의 내주치차(211)에 결합되어 회전하게 된다.
이를 통해, 요베어링유닛(200)의 외주치차(231)에 손상이나 파손이 발생되는 경우, 요베어링유닛(200)의 교체없이 내주치차(211)를 통해 요베어링유닛(200)의 계속적 사용이 가능하며, 이를 통해, 교체비용 및 교체시간을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
한편, 요드라이브유닛(300)이 메인프레임(400)의 내주안착부(420)에 먼저 안착되어 사용되는 중 요베어링유닛(200)의 내주치차(211)에 손상 또는 파손이 발생될 수 있으며, 이 경우, 요드라이브유닛(300)을 메인프레임(400)의 외주안착부(430)에 안착하여 요베어링유닛(200)을 계속하여 사용할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 풍력발전기에서 요드라이브유닛이 요베어링유닛의 내주치차와 외주치차에 결합된 사시도이다.
이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 풍력발전기(100)에서 요베어링유닛(200)의 외주치차(231)에 손상이나 파손이 발생되어도 요베어링유닛(200)의 교체없이 내주치차(211)를 통해 요베어링유닛(200)의 계속적 사용이 가능한 작용 및 효과에 대해 설명하되, 본 발명의 제1실시예에 따른 풍력발전기(100)에서 설명한 내용과 공통되는 부분은 전술한 설명으로 대체한다.
제2실시예는 제1실시예와 대비시, 최초부터 메인프레임(400)의 외주안착부(430)와 내주안착부(420) 모두에 요드라이브유닛(300)을 안착시켜 사용한다는 점에서 제1실시예와 차이가 있다.
즉, 제1실시예의 경우, 전술한 바와 같이, 요드라이브유닛(300)이 메인프레임(400)의 외주안착부(430)와 내주안착부(420) 중 어느 하나에 안착되어 사용 중 요베어링유닛(200)의 외주치차(231)와 내주치차(211) 중 하나에 파손이 발생되는 경우, 파손이 발생되지 않은 치차(외주치차(231)와 내주치차(211) 중 파손이 발생되지 않은 치차)측으로 요드라이브유닛(300)을 이동하여 요베어링유닛(200)을 계속하여 사용할 수 있다.
하지만, 제2실시예의 경우, 도 8을 참조하면, 최초부터 메인프레임(400)의 외주안착부(430)와 내주안착부(420) 모두에 요드라이브유닛(300)을 안착시켜 사용하되, 요베어링유닛(200)의 외주치차(231)와 내주치차(211) 중 하나에 파손이 발생되는 경우, 파손이 발생된 치차(외주치차(231)와 내주치차(211) 중 파손이 발생된 치차)측에 결합되는 요드라이브유닛(300)을 제거하고 남은 치차(외주치차(231)와 내주치차(211) 중 파손이 발생되지 않은 치차)측에 결합되는 요드라이브유닛(300)을 통해 요베어링유닛(200)을 계속하여 사용할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 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 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100 : 풍력발전기 200 : 요베어링유닛
210 : 내주부 211 : 내주치차
220 : 메인프레임결합부 230 : 외주부
231 : 외주치차 300 : 요드라이브유닛
310 : 구동치차부 320 : 구동력제공부
400 : 메인프레임 410 : 회전프레임
420 : 내주안착부 421 : 안착부재
430 : 외주안착부 431 : 안착부재
500 : 타워 600 : 나셀
700 : 허브 800 : 블레이드

Claims (10)

  1. 타워에 결합되며, 내주치차와 외주치차가 형성되는 요베어링유닛(Yaw Bearing Unit);
    상기 요베어링유닛의 상기 내주치차와 상기 외주치차 중 적어도 하나에 결합되어 회전력을 제공하는 요드라이브유닛(Yaw Drive Unit); 및
    상기 요드라이브유닛이 안착되고 상기 요베어링유닛에 결합되는 메인프레임을 포함하며,
    상기 요베어링유닛은,
    상기 내주치차가 형성되는 내주부;
    상기 내주부로부터 단차가 형성되도록 연장되고 상기 메인프레임에 결합되는 메인프레임결합부; 및
    상기 메인프레임결합부와의 사이에 단차가 형성되며, 상기 외주치차가 형성되는 외주부를 포함하는, 풍력발전기.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 메인프레임결합부는, 상기 내주부와 상기 외주부에 비해 상측으로 돌출되도록 형성되는, 풍력발전기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 내주부 및 상기 외주부 중 적어도 하나는 타워에 결합되어 고정되는, 풍력발전기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 메인프레임결합부는 상기 내주부 또는 상기 외주부에 대해 상대회전가능하도록 마련되는, 풍력발전기.
  6. 타워에 결합되며, 내주치차와 외주치차가 형성되는 요베어링유닛(Yaw Bearing Unit);
    상기 요베어링유닛의 상기 내주치차와 상기 외주치차 중 적어도 하나에 결합되어 회전력을 제공하는 요드라이브유닛(Yaw Drive Unit); 및
    상기 요드라이브유닛이 안착되고 상기 요베어링유닛에 결합되는 메인프레임을 포함하며,
    상기 요드라이브유닛은,
    상기 내주치차와 상기 외주치차 중 적어도 하나에 결합되는 구동치차부; 및
    상기 구동치차부에 연결되어 회전력을 제공하는 구동력제공부를 포함하는, 풍력발전기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 구동력제공부에 연결되어 상기 구동력제공부의 회전방향을 제어하는 제어유닛을 더 포함하는, 풍력발전기.
  8. 타워에 결합되며, 내주치차와 외주치차가 형성되는 요베어링유닛(Yaw Bearing Unit);
    상기 요베어링유닛의 상기 내주치차와 상기 외주치차 중 적어도 하나에 결합되어 회전력을 제공하는 요드라이브유닛(Yaw Drive Unit); 및
    상기 요드라이브유닛이 안착되고 상기 요베어링유닛에 결합되는 메인프레임을 포함하며,
    상기 메인프레임은,
    상기 요베어링유닛에 결합되는 회전프레임;
    상기 회전프레임으로부터 상기 내주치차에 대응되는 위치로 연장형성되는 내주안착부; 및
    상기 내주안착부에 대해 이격되어 배치되며, 상기 회전프레임으로부터 상기 외주치차에 대응되는 위치로 연장형성되는 외주안착부를 포함하는, 풍력발전기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 내주안착부 및 상기 외주안착부 각각은, 적어도 하나의 안착부재를 포함하는, 풍력발전기.
  10. 제1항 및 제3항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 요베어링유닛에서 제1내주치차와, 상기 제1내주치차에 이웃하는 제2내주치차 사이의 거리인 내주치차간격이, 상기 요베어링유닛에서 제1외주치차와, 상기 제1외주치차에 이웃하는 제2외주치차 사이의 거리인 외주치차간격과 동일하게 마련되는, 풍력발전기.

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110886681A (zh) * 2019-12-13 2020-03-17 北京三力新能科技有限公司 一种基于时间分区和偏航扇区的偏航角度定位控制方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110140439A1 (en) 2010-08-04 2011-06-16 Saravanan Ramanujam Yaw assembly for use in wind turbines
KR20120008487A (ko) * 2010-05-31 2012-01-30 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 풍력 발전 장치의 구름 베어링 및 풍력 발전 장치
US20130272842A1 (en) 2012-04-11 2013-10-17 Flodesign Wind Turbine Corp. Fluid turbine with hybrid yaw

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120008487A (ko) * 2010-05-31 2012-01-30 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 풍력 발전 장치의 구름 베어링 및 풍력 발전 장치
US20110140439A1 (en) 2010-08-04 2011-06-16 Saravanan Ramanujam Yaw assembly for use in wind turbines
US20130272842A1 (en) 2012-04-11 2013-10-17 Flodesign Wind Turbine Corp. Fluid turbine with hybrid yaw

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110886681A (zh) * 2019-12-13 2020-03-17 北京三力新能科技有限公司 一种基于时间分区和偏航扇区的偏航角度定位控制方法
CN110886681B (zh) * 2019-12-13 2021-04-27 北京三力新能科技有限公司 一种基于时间分区和偏航扇区的偏航角度定位控制方法

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