KR102036128B1 - 멀티형 풍력 발전기의 요잉 시스템 및 이를 포함하는 멀티형 풍력 발전기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구조적인 강도가 향상된 요잉 시스템 및 이를 포함하는 멀티형 풍력 발전기를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따른 타워와 상기 타워에 설치된 서포트 아암과 상기 서포트 아암에 설치된 멀티 로터를 갖는 멀티형 풍력 발전기의 요잉 시스템은, 상기 타워에 연결 설치되며 제1 고정부와 제1 회전부를 갖는 제1 요 베어링, 상기 제1 요 베어링에서 상하 방향으로 이격 배치되되 제2 고정부와 제2 회전부를 갖는 제2 요 베어링, 상기 제1 고정부와 상기 제2 고정부에 연결 설치된 고정 지지관, 상기 제1 회전부와 상기 제2 회전부에 연결 설치되되 상기 고정 지지관과 중첩 배치된 회전 지지관, 및 상기 제1 요 베어링에 연결 설치되어 상기 제1 회전부를 회전시키는 제1 요 드라이브를 포함한다.

Description

멀티형 풍력 발전기의 요잉 시스템 및 이를 포함하는 멀티형 풍력 발전기{YAWING SYSTEM OF MULTI TYPE WIND TURBINE AND MULTI TYPE WIND TURBINE HAVING THE SAME}

본 발명은 멀티형 풍력 발전기의 요잉 시스템 및 멀티형 풍력 발전기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하나의 타워에 복수의 단위 발전 유닛을 갖는 멀티형 풍력 발전기의 요잉 시스템 및 멀티형 풍력 발전기에 관한 것이다.

풍력발전(風力發電)이란 풍차를 이용해 바람이 가진 에너지를 기계적인 에너지(회전력)로 변환시키고, 이 기계적 에너지가 발전기를 구동함으로써 전기적인 에너지로 변환되어 전력을 얻는 발전 방식을 말한다.

풍력발전은 현재까지 개발된 신재생 에너지원 중에서 가장 경제성이 높을 뿐 아니라 무한정, 무비용의 청정에너지원인 바람을 이용하여 발전할 수 있는 장점 때문에 유럽은 물론 미주와 아시아 등지에서도 적극적인 투자가 이뤄지고 있는 실정이다.

이러한 풍력발전을 위한 풍력 발전기는 회전축의 방향에 따라 수직축 풍력 발전기와 수평축 풍력 발전기로 구분될 수 있다. 현재까지는 수직축에 비해 수평축 풍력 발전기의 효율이 높고 안정적이어서 상업용 풍력발전단지에는 대부분 수평축 풍력 발전기가 적용되고 있다.

통상적인 수평축 풍력발전기는 많은 동력을 얻기 위해서는 블레이드의 크기를 키우거나 블레이드 크기에 상응하는 용량을 갖는 발전기를 장착해야 한다. 하지만, 블레이드가 커지거나 발전기의 용량이 커질수록 블레이드와 발전기의 무게가 증가하게 되어 무거운 블레이드와 발전기를 지지할 타워와 구조물의 규모가 같이 커져야 하며, 블레이드와 발전기를 포함한 발전시설이 무거워지면 그 무게의 지지를 위한 베어링과 같은 부품도 증가해야 하고, 바람의 방향에 따라 회전날개부의 방향을 돌려주는 요(yaw) 동작을 위해 별도의 특수 장치가 설치되어야 한다.

이로 인해 설치 및 유지비용이 기하급수적으로 증가하게 되며, 이러한 기술적인 난이도와 비용의 증가로 인하여 풍력 발전기의 폭넓은 보급에 막대한 장애를 초래하는 문제점이 있었다.

최근에는 하나의 타워 주변에 원주방향을 따라 복수의 단위 발전 유닛을 배치하는 멀티형 풍력 발전기가 알려져 있다. 멀티형 풍력 발전기는, 한 개의 타워에 한 개의 메인 나셀을 설치하고, 메인 나셀에 복수의 서포트 아암을 방사상으로 결합하며, 각 서포트 아암에 단위 발전 유닛을 각각 설치하고 있다. 단위 발전 유닛은 발전기를 포함한 서브 나셀, 서브 나셀에 회전 가능하게 결합되는 로터 및 그 로터에 결합되어 함께 회전하는 소형 블레이드를 포함하고 있다.

멀티형 풍력 발전기는, 메인 나셀에 복수의 단위 발전 유닛이 서포트 암을 매개로 고정 설치되므로 메인 나셀에 상대적으로 큰 모멘트가 작용한다. 특히 메인 나셀과 타워를 지지하는 요 베어링에 큰 하중이 인가되어 요 베어링의 파손 위험이 증가하는 문제가 있다.

대한민국 등록특허 제10-1388494호(2014.04.23)

본 발명은 구조적인 강도가 향상된 요잉 시스템 및 이를 포함하는 멀티형 풍력 발전기를 제공한다.

본 발명의 일 측면에 따른 타워와 상기 타워에 설치된 서포트 아암과 상기 서포트 아암에 설치된 멀티 로터를 갖는 멀티형 풍력 발전기의 요잉 시스템은, 상기 타워에 연결 설치되며 제1 고정부와 제1 회전부를 갖는 제1 요 베어링, 상기 제1 요 베어링에서 상하 방향으로 이격 배치되되 제2 고정부와 제2 회전부를 갖는 제2 요 베어링, 상기 제1 고정부와 상기 제2 고정부에 연결 설치된 고정 지지관, 상기 제1 회전부와 상기 제2 회전부에 연결 설치되되 상기 고정 지지관과 중첩 배치된 회전 지지관, 및 상기 제1 요 베어링에 연결 설치되어 상기 제1 회전부를 회전시키는 제1 요 드라이브를 포함한다.

여기서, 상기 제1 요 베어링과 상기 제2 요 베어링에는 서로 상이한 종류의 하중을 지지하도록 설치될 수 있다.

또한, 상기 고정 지지관은 상기 회전 지지관 내에 삽입 설치되고, 상기 제1 고정부는 상기 제1 회전부 내측에 배치되며, 상기 제1 고정부의 내주면에는 치열이 형성되어 상기 제1 요 드라이브와 결합될 수 있다.

또한, 상기 요잉 시스템은 상기 제2 요 베어링에 연결 설치되어 상기 제2 회전부를 회전시키는 제2 요 드라이브를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 회전 지지관은 상기 고정 지지관에서 간격을 두고 이격 배치되고, 상기 회전 지지관에는 상기 고정 지지관의 표면과 맞닿는 롤러를 갖는 지지 롤러가 설치될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따른 멀티형 풍력 발전기는, 세워져 설치된 타워, 상기 타워에 고정 설치된 복수의 서포트 아암, 및 상기 서포트 아암에 고정 설치되며 로터와 발전기를 갖는 단위 발전 유닛을 포함하고, 상기 타워는 상기 서포터 아암을 요잉(yawing)시키는 요잉 시스템을 포함하고, 상기 요잉 시스템은, 상하 방향으로 이격 배치된 제1 요 베어링과 제2 요 베어링, 상기 제1 요 베어링에 연결 설치된 제1 요 드라이브, 상기 타워와 상기 제1 요 베어링 및 상기 제2 요 베어링에 고정 설치된 고정 지지관을 포함하고, 상기 제1 요 베어링과 상기 제2 요 베어링에는 서로 상이한 종류의 하중을 지지하도록 설치된다.

여기서, 상기 고정 지지관에 대하여 회전 가능하게 설치되되, 상기 제1 요 베어링 및 상기 제2 요 베어링에 연결 설치된 회전 지지관을 포함하고, 상기 회전 지지관은 상기 고정 지지관과 중첩 배치될 수 있다.

또한, 상기 회전 지지관의 외면에 복수의 상기 서포트 아암이 고정 설치되되, 상기 회전 지지관에서 상기 서포트 아암과 연결된 부분은 상기 제1 요 베어링과 상기 제2 요 베어링 사이에 위치할 수 있다.

또한, 상기 고정 지지관은 상기 회전 지지관 내에 삽입 설치되고, 상기 제1 요 베어링은 상기 고정 지지관에 연결 설치된 제1 고정부와 상기 회전 지지관에 연결 설치된 제1 회전부를 포함하되, 상기 제1 고정부는 상기 제1 회전부 내측에 배치되며, 상기 제1 고정부의 내주면에는 치열이 형성되어 상기 제1 요 드라이브와 결합될 수 있다.

또한, 상기 회전 지지관은 상기 고정 지지관 내에 삽입 설치되고, 상기 회전 지지관과 상기 고정 지지관은 상자 형상의 메인 나셀의 내부에 설치되며, 상기 제1 요 베어링은 상기 고정 지지관에 연결 설치된 제1 고정부와 상기 회전 지지관에 연결 설치된 제1 회전부를 포함하되, 상기 제1 고정부는 상기 제1 회전부 외측에 배치되며, 상기 제1 고정부의 외주면에는 치열이 형성되어 상기 제1 요 드라이브와 결합되고, 상기 메인 나셀의 외면에 복수의 상기 서포트 아암이 고정 설치될 수 있다.

또한, 상기 회전 지지관은 기둥 형상으로 이루어지고, 상기 회전 지지관에는 상하로 이격 배치된 서포트 아암이 고정 설치되되, 상기 회전 지지관에는 제1 지지 고리가 설치되고, 상기 서포트 아암에는 제2 지지 고리가 설치되며, 상기 제1 지지 고리와 상기 제2 지지 고리에는 지지 와이어가 고정 설치될 수 있다.

또한, 상기 회전 지지관의 외주면에는 상기 제1 요 베어링의 외측을 덮는 보호 덮개가 설치될 수 있다.

또한, 상기 회전 지지관은 상기 고정 지지관에서 간격을 두고 이격 배치되고, 상기 회전 지지관에는 상기 고정 지지관의 표면과 맞닿는 롤러를 갖는 지지 롤러가 설치될 수 있다.

또한, 상기 제1 요 베어링은 인장 하중을 지지하도록 설치되고, 상기 제2 요 베어링은 압축 하중을 지지하도록 설치될 수 있다.

상기한 바와 같이 본 발명의 일 측면에 따르면, 제1 요 베어링과 제2 요 베어링이 상하 방향으로 이격 배치되고, 회전 지지관과 고정 지지관이 중첩 배치되므로 멀티형 풍력 발전기의 구조적 강도가 향상된다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기를 도시한 정면도이다.
도 3은 도 1의 단위 발전 유닛의 내부를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기의 메인 나셀을 잘라 본 종단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기의 메인 나셀을 잘라 본 종단면도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기를 도시한 정면도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기의 메인 나셀을 잘라 본 종단면도이다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기의 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기의 메인 나셀을 잘라 본 종단면도이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.

이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기를 도시한 정면도이며, 도 3은 도 1의 단위 발전 유닛의 내부를 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 제1 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기(10)는, 타워(100), 서포트 아암(500) 및 복수의 단위 발전 유닛(700)을 포함한다. 본 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기(10)에는, 로터(710)의 회전에 의해 전기를 개별적으로 생산하는 단위 발전 유닛(700)이 복수로 배치되고, 복수의 단위 발전 유닛(700) 각각은 서포트 아암(500)을 통해 메인 나셀(300)에 고정 결합될 수 있다.

타워(100)는 지면 또는 해면으로부터 일정한 높이로 세워져 설치되며, 복수의 단위 발전 유닛(700) 등을 지지할 수 있다. 타워(100)는 상단에서 하단으로 갈수록 직경이 증가하는 관형 형상을 가질 수 있다. 이때, 타워(100)는 복수의 관형 부재가 적층된 다단 형태로 이루어질 수 있다. 한편, 타워(100) 내부에는 단위 발전 유닛(700)의 유지 보수를 위해 작업자나 작업도구를 이송시키는 계단, 컨베이어 또는 승강기가 설치될 수 있다.

타워(100)는 회전 가능하게 설치된 메인 나셀(main nacelle, 300)과 메인 나셀을 회전 가능하게 지지하는 요잉 시스템(yawing system, 200)을 포함할 수 있다.

메인 나셀(300)은 타워(100)의 상부에 위치하며 타워(100) 하부에 대하여 회전 가능하게 결합될 수 있다. 메인 나셀(300)에는 복수의 서포트 아암(support arm, 500)이 방사상으로 결합되며, 복수의 서포트 아암(500) 각각의 단부에는 단위 발전 유닛(700)이 결합될 수 있다. 즉, 메인 나셀(300)이 타워(100)에 대해 회전하는 경우, 메인 나셀(300)과 함께 복수의 단위 발전 유닛(700)도 회전할 수 있다. 이때, 메인 나셀(300)은 원기둥 형상으로 이루어질 수도 있다.

서포트 아암(500)은 메인 나셀(300)과 단위 발전 유닛(700)을 서로 연결하는 부재로서, 메인 나셀(300)에서 멀어질수록 직경이 작아지거나, 또는 직경이 균일한 관형 형상일 수 있다. 이때, 서포트 아암(500)에는 단위 발전 유닛(700)의 유지 보수를 위해 계단 또는 컨베이어가 설치될 수도 있다.

한편, 메인 나셀(300)에는 복수의 서포트 아암(500)이 결합되는데, 메인 나셀(300)을 정면으로 바라볼 때 타워(100)를 기준으로 타워(100)의 좌측 및 우측에 동일한 개수의 서포트 아암(500)이 배치된다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 타워(100)의 좌측에는 2개의 서포트 아암(500)이 배치되고, 타워(100)의 우측에는 2개의 서포트 아암(500)이 배치된다.

서포트 아암(500)의 단부에 결합되는 단위 발전 유닛(700)은 바람을 이용하여 전기를 생산하는 것으로, 로터(710), 서브 나셀(sub nacelle, 730), 메인 샤프트(740), 증속기(gearbox, 750), 브레이크(760) 및 발전기(770)를 포함한다.

로터(710)는 서브 나셀(730)의 전방에 회전 가능하게 설치되는 것으로, 로터(710)에서 발생된 회전력이 메인 샤프트(740)를 통해 증속기(750)에 전달된다. 로터(710)는 허브(713)와 복수의 블레이드(711)로 이루어지는데, 허브(713)는 메인 샤프트(740)의 일단에 결합되어 서브 나셀(730)의 전면에 회전 가능하게 설치된다. 그리고, 복수의 블레이드(711)는 허브(713)의 외주면에 원주 방향을 따라 미리 정해진 간격으로 이격되어 결합된다.

허브(713)는 바람의 저항을 감소시키기 위해 전방으로 볼록하게 돌출된 원추형으로 이루어질 수 있다. 블레이드(711)는 바람에 의해 허브(713)의 중심축을 중심으로 회전한다. 블레이드(711)는 폭 방향으로 유선형 단면을 가지며, 내부에는 공간부가 형성될 수 있다.

서브 나셀(730)는 증속기(750), 발전기(770) 등을 수용하는 하우징으로, 통상적으로 육면체 형상으로 이루어질 수 있다. 그러나, 서브 나셀(730)의 형상은 반드시 이에 한정되지 않고, 원기둥 형상 등으로 이루어질 수도 있다.

메인 샤프트(740)는 로터(710)의 회전력을 증속기(750)로 전달하는데, 고속으로 회전하는 메인 샤프트(740)는 메인 베어링(미도시)에 의해 회전 가능하게 지지된다.

증속기(750)는 기어를 이용해 블레이드(711)에 의해 회전하는 메인 샤프트(740)의 회전속도를 발전에 적합한 회전속도로 변환하는 장치로, 증속기(750) 내부에는 다수의 기어를 포함하는 증속기어부(미도시)가 마련되어 있다. 한편, 증속기어부 내의 다수의 기어의 윤활 및 냉각을 위해 증속기(750) 내에는 증속기용 오일(미도시)이 구비될 수 있다.

브레이크(760)는 증속기(750)와 인접한 위치에 배치되어, 메인 샤프트(740)의 회전력을 제어할 수 있다. 이때, 브레이크(760)는 디스크 방식이 주로 사용될 수 있다.

발전기(770)는 입력되는 회전에너지를 이용하여 전기를 생산하는 장치로, 그 내부에 회전축에 연결 고정된 회전자(미도시) 및 고정자(미도시)가 구비된다. 회전자가 고정자 주위로 고속 회전함으로써 전기를 발생시키게 된다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기의 메인 나셀을 잘라 본 종단면도이다.

도 4를 참조하면, 메인 나셀(300)의 내부에는 요잉 시스템(200)이 설치되며, 요잉 시스템(200)은 단위 발전 유닛(700)의 블레이드(711)가 바람과 마주하도록 단위 발전 유닛(700)이 결합된 메인 나셀(300)을 회전시킬 수 있다. 이에 따라 요잉 시스템(200)은 서포트 아암(500)과 단위 발전 유닛(700)을 요잉시킬 수 있다.

요잉 시스템(200)은 제1 요 베어링(220), 제2 요 베어링(210), 회전 지지관(270), 고정 지지관(260), 요 드라이브(230)를 포함할 수 있다.

고정 지지관(260)은 타워(100) 상에 고정 설치되며 대략 원형의 관으로 이루어질 수 있다. 고정 지지관(260)은 타워(100)에 용접 등으로 고정되어 회전하지 않는다. 회전 지지관(270)은 고정 지지관(260)을 감싸도록 고정 지지관(260)과 중첩 배치되는데, 회전 지지관(270)과 고정 지지관(260)은 동축 구조로 이루어질 수 있다. 회전 지지관(270) 내부에 고정 지지관(260)이 삽입 배치되며 회전 지지관(270)은 고정 지지관(260)의 외주면에서 간격을 두고 이격 배치된다.

한편, 회전 지지관(270)의 외측면에는 복수의 서포트 아암(500)이 고정 설치될 수 있다. 회전 지지관(270)에서 서포트 아암(500)이 고정된 부분은 제1 요 베어링(220)과 제2 요 베어링(210) 사이에 위치한다. 서포트 아암(500)에 의하여 요잉 시스템(300)에는 굽힘 모멘트가 작용한다. 이에 따라 제1 요 베어링(220)은 축방향 하중뿐만 아니라 인장 하중을 지지하고, 제2 요 베어링(210)은 축방향 하중뿐만 아니라, 압축 하중을 지지할 수 있다. 이와 같이 본 제1 실시예에 따르면 제1 요 베어링(220)과 제2 요 베어링(210)은 서로 상이한 하중을 지지하도록 설치될 수 있다.

회전 지지관(270)의 상단에는 회전 지지관(270)을 덮는 상부 커버(252)가 설치되는데, 회전 지지관(270)과 상부 커버(252)가 메인 나셀(300)을 이룬다. 회전 지지관(270)의 하부에는 제2 요 베어링(210)의 외면을 덮는 보호 덮개(290)가 설치될 수 있다. 보호 덮개(290)는 회전 지지관(270)의 외주면에 고정 설치될 수 있다.

제1 요 베어링(220)은 제2 요 베어링(210)에서 상하방향으로 이격 배치되되, 제2 요 베어링(210)의 상부에 위치한다. 여기서 제1 요 베어링(220)은 회전 지지관(270) 및 고정 지지관(260)의 상단에 결합되고, 제2 요 베어링(210)은 회전 지지관(270) 및 고정 지지관(260)의 하단에 결합될 수 있다.

제1 요 베어링(220)은 제1 고정부(221)와 제1 회전부(223)와 롤링 유닛(225)을 포함할 수 있다. 여기서 제1 고정부(221)는 이너 레이스(inner race)로 이루어지며, 제1 회전부(223)는 아우터 레이스(outer race)로 이루어지고, 롤링 유닛(225)은 제1 고정부(221)와 제1 회전부(223) 사이에 삽입되는 볼(ball) 또는 롤러(roller)로 이루어질 수 있다. 여기서 제1 고정부(221)는 제1 회전부(223)의 내측에 위치하되 고정 지지관(260)에 볼트 또는 나사를 매개로 고정 설치된다. 제1 회전부(223)는 제1 고정부(221)의 외측에 위치하되 회전 지지관(270)에 볼트 또는 나사를 매개로 고정 설치된다.

제1 고정부(221)의 내주면에는 치열(227)이 형성되며, 치열(227)에는 요 드라이브(230)가 결합 설치될 수 있다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 치열에는 별개의 연결 기어가 연결 설치되고, 연결 기어가 요 드라이브와 연결 설치될 수 있다.

요 드라이브(230)는 회전 지지관(270)에 고정된 프레임(251)에 설치될 수 있으며, 드라이브 모터(231)와 드라이브 모터(231)에 고정 설치된 피니언 기어(232)를 포함할 수 있다. 피니언 기어(232)는 제1 고정부(221)에 형성된 치열(227)에 결합되며 드라이브 모터(231)에 의하여 회전할 수 있다.

피니언 기어(232)가 드라이브 모터(231)에 의하여 자전하면 피니언 기어(232)는 치열(227)을 따라 이동하게 되는데, 이에 따라 회전 지지관(270)도 함께 회전할 수 있다. 회전 지지관(270)이 회전하면 이에 고정 설치된 서포트 아암(500)과 단위 발전 유닛(700)도 함께 요잉할 수 있다.

한편, 프레임(251)은 회전 지지관(270)에 고정된 판 형상으로 이루어질 수 있으며, 프레임(251)에는 브레이크 캘리퍼(242)가 설치될 수 있다. 또한, 고정 지지관(260)에는 브레이크 캘리퍼(242)에 삽입되는 브레이크 디스크(241)가 고정 설치될 수 있다. 이에 따라 유압 또는 공압으로 브레이크 캘리퍼(242)가 브레이크 디스크(241)를 가압하도록 제어하면 요잉 시스템(200)이 정지될 수 있다.

한편, 제2 요 베어링(210)은 제1 요 베어링(220)에서 상하방향으로 이격 배치되되, 제1 요 베어링(220)의 하부에 위치한다. 제2 요 베어링(210)은 제2 고정부(211)와 제2 회전부(213)와 롤링 유닛(215)을 포함할 수 있다. 여기서 제2 고정부(211)는 이너 레이스로 이루어지며, 제2 회전부(213)는 아우터 레이스로 이루어지고, 롤링 유닛(215)은 제2 고정부(211)와 제2 회전부(213) 사이에 삽입되는 볼 또는 롤러로 이루어질 수 있다. 여기서 제2 고정부(211)는 제2 회전부(213)의 내측에 위치하되 고정 지지관(260)에 볼트 또는 나사를 매개로 고정 설치된다. 제2 회전부(213)는 제2 고정부(211)의 외측에 위치하되 회전 지지관(270)에 볼트 또는 나사를 매개로 고정 설치된다.

상기한 바와 같이 본 제1 실시예에 따르면 2개의 요 베어링이 상하방향으로 이격되어 배치되므로 모멘트를 분할하여 지지할 수 있다. 또한, 내측에 배치된 고정 지지관(260)이 제1 요 베어링(220)과 제2 요 베어링(210)에서 고정된 부분을 지지하고, 회전 지지관(270)이 제1 요 베어링(220)과 제2 요 베어링(210)에서 회전하는 부분을 지지하여 응력을 분산시키고 구조적인 강도를 향상시킬 수 있다.

이하에서는 본 발명의 제2 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기에 대해서 설명한다. 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기의 메인 나셀을 잘라 본 종단면도이다.

도 5를 참조하면, 본 제2 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기는 메인 나셀(1300)을 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기와 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.

메인 나셀(1300)의 내부에는 요잉 시스템(1200)이 설치되며, 메인 나셀(1300)을 타워(100)에 대하여 회전시킬 수 있다. 요잉 시스템(1200)은 제1 요 베어링(1220), 제2 요 베어링(1210), 회전 지지관(1270), 고정 지지관(1260), 제1 요 드라이브(1230), 제2 요 드라이브(1240)를 포함할 수 있다.

고정 지지관(1260)은 타워(100) 상에 고정 설치되며 대략 원형의 관으로 이루어질 수 있다. 고정 지지관(1260)은 타워(100)에 용접 등으로 고정되어 회전하지 않는다. 회전 지지관(1270)은 고정 지지관(1260)을 감싸도록 고정 지지관(1260)과 중첩 배치되는데, 회전 지지관(1270)과 고정 지지관(1260)은 동축 구조로 이루어질 수 있다. 회전 지지관(1270)은 하부로 갈수록 내경이 점진적으로 증가하는 원뿔대 형상으로 이루어질 수 있으며, 고정 지지관(1260)은 원기둥 형상으로 이루어질 수 있다. 회전 지지관(1270)의 내부에 고정 지지관(1260)이 삽입 배치되며 회전 지지관(1270)은 고정 지지관(1260)의 외주면에서 간격을 두고 이격 배치된다.

한편, 회전 지지관(1270)의 외측면에는 복수의 서포트 아암(500)이 고정 설치될 수 있다. 회전 지지관(1270)의 상단에는 회전 지지관(1270)을 덮는 상부 커버(1252)가 설치되는데, 회전 지지관(1270)과 상부 커버(1252)가 메인 나셀(1300)을 이룬다. 회전 지지관(1270)의 하부에는 제2 요 베어링(1210)의 외면을 덮는 보호 덮개(1290)가 설치될 수 있다. 보호 덮개(1290)는 회전 지지관(1270)의 외주면에 고정 설치될 수 있다.

제1 요 베어링(1220)은 제1 고정부(1221)와 제1 회전부(1223)와 롤링 유닛(1225)을 포함할 수 있다. 여기서 제1 고정부(1221)는 이너 레이스로 이루어지며, 제1 회전부(1223)는 아우터 레이스로 이루어지고, 롤링 유닛(1225)은 제1 고정부(1221)와 제1 회전부(1223) 사이에 삽입되는 볼로 이루어질 수 있다. 여기서 제1 고정부(1221)는 제1 회전부(1223)의 내측에 위치하되 고정 지지관(1260)에 볼트 또는 나사를 매개로 고정 설치된다. 제1 회전부(1223)는 제1 고정부(1221)의 외측에 위치하되 회전 지지관(1270)에 볼트 또는 나사를 매개로 고정 설치된다.

제1 고정부(1221)의 내주면에는 치열(1227)이 형성되며, 치열(1227)에는 제1 요 드라이브(1230)가 결합 설치될 수 있다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 치열에는 별개의 연결 기어가 연결 설치되고, 연결 기어가 요 드라이브와 연결 설치될 수 있다.

제1 요 드라이브(1230)는 회전 지지관(1270)에 고정된 상부 프레임(1251)에 설치될 수 있으며, 드라이브 모터(1231)와 드라이브 모터(1231)에 고정 설치된 피니언 기어(1232)를 포함할 수 있다. 피니언 기어(1232)는 제1 고정부(1221)에 형성된 치열(1227)에 결합되며 드라이브 모터(1231)에 의하여 회전할 수 있다.

제2 요 베어링(1210)은 제1 요 베어링(1220)에서 상하방향으로 이격 배치되되, 제1 요 베어링(1220)의 하부에 위치한다. 여기서 제1 요 베어링(1220)은 회전 지지관(1270) 및 고정 지지관(1260)의 상단에 결합되고, 제2 요 베어링(1210)은 회전 지지관(1270) 및 고정 지지관(1260)의 하단에 결합될 수 있다.

제2 요 베어링(1210)은 제2 고정부(1211)와 제2 회전부(1213)와 롤링 유닛(1215)을 포함할 수 있다. 여기서 제2 고정부(1211)는 이너 레이스로 이루어지며, 제2 회전부(1213)는 아우터 레이스로 이루어지고, 롤링 유닛(1215)은 제2 고정부(1211)와 제2 회전부(1213) 사이에 삽입되는 볼로 이루어질 수 있다. 여기서 제2 고정부(1211)는 제2 회전부(1213)의 내측에 위치하되 고정 지지관(1260)에 볼트 또는 나사를 매개로 고정 설치된다. 제2 회전부(1213)는 제2 고정부(1211)의 외측에 위치하되 회전 지지관(1270)에 볼트 또는 나사를 매개로 고정 설치된다.

제2 고정부(1211)의 내주면에는 치열(1217)이 형성되며, 치열(1217)에는 제2 요 드라이브(1240)가 결합 설치될 수 있다. 제2 요 드라이브(1240)는 회전 지지관(1270)에 고정된 하부 프레임(1253)에 설치될 수 있으며, 드라이브 모터(1241)와 드라이브 모터(1241)에 고정 설치된 피니언 기어(1242)를 포함할 수 있다. 피니언 기어(1242)는 제2 고정부(1211)에 형성된 치열(1217)에 결합되며 드라이브 모터(1241)에 의하여 회전할 수 있다.

2개의 드라이브 모터들(1231, 1241)은 동시에 회전하며, 이에 따라 피니언 기어(1232, 1242)도 동일한 속도로 회전한다. 피니언 기어(1232, 1242)가 드라이브 모터(1231, 1241)에 의하여 자전하면 피니언 기어(1232, 1242)는 치열(1217, 1227)을 따라 이동하게 되는데, 이에 따라 회전 지지관(1270)도 함께 회전할 수 있다. 회전 지지관(1270)이 회전하면 이에 고정 설치된 서포트 아암(500)과 단위 발전 유닛(700)도 함께 요잉할 수 있다.

한편, 상부 프레임(1251)은 회전 지지관(1270)에 고정된 판 형상으로 이루어질 수 있으며, 상부 프레임(1251)에는 브레이크 캘리퍼(1282)가 설치될 수 있다. 또한, 고정 지지관(1260)에는 브레이크 캘리퍼(1282)에 삽입되는 브레이크 디스크(1281)가 고정 설치될 수 있다. 이에 따라 유압 또는 공압으로 브레이크 캘리퍼(1282)가 브레이크 디스크(1281)를 가압하도록 제어하면 요잉 시스템(1200)이 정지될 수 있다.

상기한 바와 같이 본 제2 실시예에 따르면 제1 요 드라이브(1230)와 제2 요 드라이브(1240)가 동시에 작용하므로 회전 지지관(1270)을 용이하게 회동시킬 수 있다. 또한, 내측에 배치된 회전 지지관(1270)이 제1 요 베어링(1220)과 제2 요 베어링(1210)에 의하여 고정 지지관(1260)에 회동 가능하도록 지지되므로 응력을 분산시키고 구조적인 강도를 향상시킬 수 있다.

이하에서는 본 발명의 제3 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기에 대해서 설명한다.

도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기를 도시한 정면도이고, 도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기의 메인 나셀을 잘라 본 종단면도이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 제3 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기(20)는 타워(100), 서포트 아암(2500) 및 복수의 단위 발전 유닛(700)을 포함한다.

타워(100)는 지면으로부터 일정한 높이로 세워져 설치되며, 복수의 단위 발전 유닛(700) 등을 지지할 수 있다. 타워(100)는 회전 가능하게 설치된 메인 나셀(2300)과 메인 나셀(2300)을 지지하는 요잉 시스템(2200)을 포함할 수 있다.

메인 나셀(2300)은 타워(100)의 상부에 위치하며 타워(100)의 하부에 대하여 회전 가능하게 결합될 수 있다. 메인 나셀(2300)은 상하 방향으로 길게 이어진 기둥 형상으로 이루어질 수 있다.

메인 나셀(2300)에는 복수의 서포트 아암(2500)이 고정 설치되며, 동일한 높이에서 2개의 서포트 아암(2500)이 메인 나셀(2300)의 측방향으로 이어져 배치되고, 이의 상부에서 2개의 서포트 아암(2500)이 메인 나셀의 측방향으로 이어져 배치될 수 있다. 한편, 도 6을 기준으로 메인 나셀(2300)의 우측에 2개의 서포트 아암(2500)이 배치되며, 메인 나셀(2300)의 좌측에 2개의 서포트 아암(2500)이 배치될 수 있다. 서포트 아암(2500)은 지면에 대하여 평행하게 배치될 수 있으며, 서포트 아암(2500)의 길이 방향 단부로 갈수록 지면과의 거리가 멀어지도록 상부로 경사지게 배치될 수 있다.

서포트 아암(2500) 각각의 단부에는 단위 발전 유닛(700)이 결합될 수 있다. 즉, 메인 나셀(2300)이 타워(100)에 대해 회전하는 경우, 메인 나셀(2300)과 함께 복수의 단위 발전 유닛(700)도 회전할 수 있다.

메인 나셀(2300)의 외주면에는 복수의 제1 지지 고리(2271)가 형성되고, 하부에 배치된 서포트 아암(2500)에는 복수의 제2 지지 고리(2520)가 형성된다. 제1 지지 고리(2271)와 제2 지지 고리(2520)에는 이들을 연결하는 지지 와이어(2510)가 설치될 수 있다. 제1 지지 고리(2271)와 제2 지지 고리(2520)에는 지지 와이어(2510)가 삽입되는 홀이 형성될 수 있으며, 지지 와이어(2510)는 강선으로 이루어질 수 있다.

이에 따라 지지 와이어(2510)에 의하여 하부에 배치된 서포트 아암(2500)의 구조적 강성이 향상될 수 있다. 종래의 풍력 발전기는 타워 상에 설치된 기둥이 회전하지 않아 지지 와이어의 설치가 불가능하였으나, 본 제3 실시예에 따르면 메인 나셀(2300)이 회전 가능한 기둥 형상으로 이루어져서 지지 와이어(2510)가 설치될 수 있다.

서포트 아암(2500)의 단부에 결합되는 단위 발전 유닛(700)은 바람을 이용하여 전기를 생산하는 것으로, 상기한 제1 실시예에 따른 단위 발전 유닛과 동일한 구조로 이루어지므로 이에 대한 중복 설명은 생략한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 메인 나셀(2300) 내부에는 요잉 시스템(2200)이 배치되어, 메인 나셀(2300)을 타워(100)에 대하여 회전시킬 수 있다. 요잉 시스템(2200)은 제1 요 베어링(2220), 제2 요 베어링(2210), 회전 지지관(2270), 고정 지지관(2260), 요 드라이브(2230)를 포함할 수 있다.

고정 지지관(2260)은 타워(100) 상에 고정 설치되며 대략 원형의 관으로 이루어질 수 있다. 고정 지지관(2260)은 타워(100)에 용접 등으로 고정되어 회전하지 않는다. 회전 지지관(2270)은 고정 지지관(2260)을 감싸도록 고정 지지관(2260)과 중첩 배치되는데, 회전 지지관(2270)과 고정 지지관(2260)은 동축 구조로 이루어질 수 있다. 회전 지지관(2270)과 고정 지지관(2260)은 원기둥 형상으로 이루어질 수 있다. 회전 지지관(2270) 내부에 고정 지지관(2260)이 삽입 배치되며 회전 지지관(2270)은 고정 지지관(2260)의 외주면에서 간격을 두고 이격 배치된다.

한편, 회전 지지관(2270)의 외측면에는 복수의 서포트 아암(2500)이 고정 설치될 수 있다. 회전 지지관(2270)의 상단에는 회전 지지관(2270)을 덮는 상부 커버(2252)가 설치되는데, 회전 지지관(2270)과 상부 커버(2252)가 메인 나셀(2300)을 이룬다. 회전 지지관(2270)의 하부에는 제2 요 베어링(2210)의 외면을 덮는 보호 덮개(2290)가 설치될 수 있다. 보호 덮개(2290)는 회전 지지관(2270)의 외주면에 고정 설치될 수 있다.

제1 요 베어링(2220)은 제2 요 베어링(2210)에서 상하방향으로 이격 배치되되, 제2 요 베어링(2210)의 상부에 위치한다. 여기서 제2 요 베어링(2210)은 회전 지지관(2270) 및 고정 지지관(2260)의 하단에 결합되고, 제1 요 베어링(2220)은 회전 지지관(2270) 및 고정 지지관(2260)의 상단에 결합될 수 있다.

제1 요 베어링(2220)은 제1 고정부(2221)와 제1 회전부(2223)와 롤링 유닛(2225)을 포함할 수 있다. 여기서 제1 고정부(2221)는 이너 레이스로 이루어지며, 제1 회전부(2223)는 아우터 레이스로 이루어지고, 롤링 유닛(2225)은 볼 또는 롤러로 이루어질 수 있다. 여기서 제1 고정부(2221)는 제1 회전부(2223)의 내측에 위치하되 고정 지지관(2260)에 볼트 또는 나사를 매개로 고정 설치된다. 제1 회전부(2223)는 제1 고정부(2221)의 외측에 위치하되 회전 지지관(2270)에 볼트 또는 나사를 매개로 고정 설치된다.

제1 고정부(2221)의 내주면에는 치열(2227)이 형성되며, 치열(2227)에는 요 드라이브(2230)가 결합 설치될 수 있다. 요 드라이브(2230)는 회전 지지관(2270)에 고정된 상부 프레임(2251)에 설치될 수 있으며, 드라이브 모터(2231)와 드라이브 모터(2231)에 고정 설치된 피니언 기어(2232)를 포함할 수 있다. 피니언 기어(2232)는 제1 고정부(2221)에 형성된 치열(2227)에 결합되며 드라이브 모터(2231)에 의하여 회전할 수 있다.

피니언 기어(2232)가 드라이브 모터(2231)에 의하여 자전하면 피니언 기어(2232)는 치열(2227)을 따라 이동하게 되는데, 이에 따라 회전 지지관(2270)도 함께 회전할 수 있다. 회전 지지관(2270)이 회전하면 이에 고정 설치된 서포트 아암(2500)과 단위 발전 유닛(700)도 함께 요잉할 수 있다.

한편, 상부 프레임(2251)은 회전 지지관(2270)에 고정된 판 형상으로 이루어질 수 있으며, 상부 프레임(2251)에는 브레이크 캘리퍼(2282)가 설치될 수 있다. 또한, 고정 지지관(2260)에는 브레이크 캘리퍼(2282)에 삽입되는 브레이크 디스크(2281)가 고정 설치될 수 있다. 이에 따라 유압 또는 공압으로 브레이크 캘리퍼(2282)가 브레이크 디스크(2281)를 가압하도록 제어하면 요잉 시스템(2200)이 정지될 수 있다.

제2 요 베어링(2210)은 제2 고정부(2211)와 제2 회전부(2123)와 롤링 유닛(2215)을 포함할 수 있다. 여기서 제2 고정부(2211)는 이너 레이스로 이루어지며, 제2 회전부(2123)는 아우터 레이스로 이루어지고, 롤링 유닛(2215)은 볼 또는 롤러로 이루어질 수 있다. 여기서 제2 고정부(2211)는 제2 회전부(2123)의 내측에 위치하되 고정 지지관(2260)에 볼트 또는 나사를 매개로 고정 설치된다. 제2 회전부(2123)는 제2 고정부(2211)의 외측에 위치하되 회전 지지관(2270)에 볼트 또는 나사를 매개로 고정 설치된다.

상기한 바와 같이 본 제3 실시예에 따르면 메인 나셀(2300)이 기둥 형상으로 이루어지고, 내측에 배치된 회전 지지관(2270)이 제1 요 베어링(2220)과 제2 요 베어링(2210)에 의하여 고정 지지관(2260)에 회동 가능하도록 지지되므로 응력을 분산시키고 구조적인 강도를 향상시킬 수 있다.

이하에서는 본 발명의 제4 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기에 대해서 설명한다.

도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기의 사시도이고, 도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기의 메인 나셀을 잘라 본 종단면도이다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 본 제4 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기는 메인 나셀(3300)을 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기와 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.

메인 나셀(3300) 내부에는 요잉 시스템(3200)이 배치되어, 메인 나셀(3300)을 타워(100)의 하부에 대하여 회전시킬 수 있다. 메인 나셀(3300)에는 복수의 서포트 아암(500)이 방사상으로 결합된다. 이때, 메인 나셀(3300)은 외형만 통상의 나셀 모양과 유사하게 형성되고, 내부에는 기어박스나 발전기 등이 구비되지 않을 수 있다. 메인 나셀(3300)은 상자 형상으로 이루어지고, 회전 지지관(3270)에 고정 설치되어 회전 지지관(3270)과 함께 회전한다.

요잉 시스템(3200)은 제1 요 베어링(3220), 제2 요 베어링(3210), 회전 지지관(3270), 고정 지지관(3260), 요 드라이브(3230), 제1 지지 롤러(3410), 제2 지지 롤러(3420)를 포함할 수 있다.

고정 지지관(3260)은 타워(100) 상에 고정 설치되며 대략 원형의 관으로 이루어질 수 있다. 고정 지지관(3260)은 타워(100)에 용접 등으로 고정되어 회전하지 않는다. 회전 지지관(3270)은 고정 지지관(3260)의 내측에 삽입되어 고정 지지관(3260)과 중첩 배치되는데, 회전 지지관(3270)과 고정 지지관(3260)은 동축 구조로 이루어질 수 있다. 회전 지지관(3270)과 고정 지지관(3260)은 원기둥 형상으로 이루어질 수 있으며, 메인 나셀(3300)의 내부에 배치된다. 회전 지지관(3270)은 고정 지지관(3260)의 내주면에서 간격을 두고 이격 배치된다.

회전 지지관(3270)에는 제1 지지 롤러(3410)가 설치되는데, 제1 지지 롤러(3410)는 바퀴 프레임(3412)과 바퀴 프레임(3412)에 회전 가능하게 설치된 롤러(3414)를 포함한다. 바퀴 프레임(3412)은 회전 지지관(3270)에 고정 설치되어 롤러(3414)를 지지하며, 롤러(3414)는 고정 지지관(3260)의 내주면에 맞닿아 지지한다.

고정 지지관(3260)에는 제2 지지 롤러(3420)가 설치되는데, 제2 지지 롤러(3420)는 바퀴 프레임(3422)과 바퀴 프레임(3422)에 회전 가능하게 설치된 롤러(3424)를 포함한다. 바퀴 프레임(3422)은 고정 지지관(3260)에 고정 설치되어 롤러(3424)를 지지하며, 롤러(3424)는 회전 지지관(3270)의 외주면에 맞닿아 지지한다. 이와 같이 제1 지지 롤러(3410)와 제2 지지 롤러(3420)가 설치되면 제1 요 베어링(3220)과 제2 요 베어링(3210)에 작용하는 응력을 감소시킬 수 있다.

제1 요 베어링(3220)은 제2 요 베어링(3210)에서 상하방향으로 이격 배치되되, 제2 요 베어링(3210)의 상부에 위치한다. 여기서 제2 요 베어링(3210)은 회전 지지관(3270) 및 고정 지지관(3260)의 하단에 결합되고, 제1 요 베어링(3220)은 회전 지지관(3270) 및 고정 지지관(3260)의 상단에 결합될 수 있다.

제1 요 베어링(3220)은 제1 고정부(3221)와 제1 회전부(3223)와 롤링 유닛(3225)을 포함할 수 있다. 여기서 제1 고정부(3221)는 아우터 레이스로 이루어지며, 제1 회전부(3223)는 이너 레이스로 이루어지고, 롤링 유닛(3225)은 제1 고정부(3221)와 제1 회전부(3223) 사이에 삽입되는 볼 또는 롤러로 이루어질 수 있다.

여기서 제1 고정부(3221)는 제1 회전부(3223)의 외측에 위치하되 고정 지지관(3260)에 볼트 또는 나사를 매개로 고정 설치된다. 제1 회전부(3223)는 제1 고정부(3221)의 내측에 위치하되 회전 지지관(3270)에 볼트 또는 나사를 매개로 고정 설치된다. 이에 따라 내측에 위치하는 회전 지지관(3260)이 회동할 수 있다.

제1 고정부(3221)의 외주면에는 치열(3227)이 형성되며, 치열(3227)에는 요 드라이브(3230)가 결합 설치될 수 있다. 요 드라이브(3230)는 회전 지지관(3270)에 고정된 상부 프레임(3251)에 설치될 수 있으며, 드라이브 모터(3231)와 드라이브 모터(3231)에 고정 설치된 피니언 기어(3232)를 포함할 수 있다. 피니언 기어(3232)는 제1 고정부(3221)에 형성된 치열(3227)에 결합되며 드라이브 모터(3231)에 의하여 회전할 수 있다.

상부 프레임(3251)은 회전 지지관(3270)에 고정된 판 형상으로 이루어질 수 있으며, 상부 프레임(3251)에는 브레이크 캘리퍼(3282)가 설치될 수 있다. 또한, 고정 지지관(3260)에는 브레이크 캘리퍼(3282)에 삽입되는 브레이크 디스크(3281)가 고정 설치될 수 있다. 이에 따라 유압 또는 공압으로 브레이크 캘리퍼(3282)가 브레이크 디스크(3281)를 가압하도록 제어하면 요잉 시스템(3200)이 정지될 수 있다.

제2 요 베어링(3210)은 제2 고정부(3211)와 제2 회전부(3123)와 롤링 유닛(3215)을 포함할 수 있다. 여기서 제2 고정부(3211)는 외측에 배치된 아우터 레이스로 이루어지며, 제2 회전부(3123)는 내측에 배치된 이너 레이스로 이루어지고, 롤링 유닛(3215)은 제2 고정부(3211)와 제2 회전부(3123) 사이에 삽입된 볼 또는 롤러로 이루어질 수 있다.

제2 고정부(3211)는 고정 지지관(3260)에 볼트 또는 나사를 매개로 고정 설치되고, 제2 회전부(3123)는 회전 지지관(3270)에 볼트 또는 나사를 매개로 고정 설치된다.

상기한 바와 같이 본 제4 실시예에 따르면 내측에 배치된 회전 지지관(3270)이 외측에 배치된 고정 지지관(3260)에 대하여 회동할 수 있으며, 제1 지지 롤러(3410)와 제2 지지 롤러(3420)에 의하여 제1 요 베어링(3220)과 제2 요 베어링(3210)에 가해지는 모멘트를 감소시킬 수 있다.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

10, 20: 멀티형 풍력 발전기
100: 타워
200, 1200, 2200, 3200: 요잉 시스템
220, 1220, 2220, 3220: 제1 요 베어링
221, 1221, 2221, 3221: 제1 고정부
223, 1223, 2223, 3223: 제1 회전부
215, 225, 1215, 1225, 2215, 2225, 3215, 3225: 롤링 유닛
210, 1210, 2210, 3210: 제2 요 베어링
211, 1211, 2211, 3211: 제2 고정부
123, 1123, 2123, 3223: 제2 회전부
230, 2230, 3230: 요 드라이브
231, 1231, 1241, 2231, 3231: 드라이브 모터
232, 1232, 1242, 2232, 3232: 피니언 기어
260, 1260, 2260, 3260: 고정 지지관
270, 1270, 2270, 3270: 회전 지지관
300, 1300, 2300, 3300: 메인 나셀
500, 2500: 서포트 아암
700: 단위 발전 유닛
710: 로터
713: 허브
711: 블레이드
730: 서브 나셀
740: 메인 샤프트
750: 증속기
760: 브레이크
770: 발전기
1240: 제1 요 드라이브
1230: 제2 요 드라이브
3410: 제1 지지 롤러
3420: 제2 지지 롤러

Claims (14)

1. 타워와 상기 타워에 설치된 서포트 아암과 상기 서포트 아암에 설치된 멀티 로터를 갖는 멀티형 풍력 발전기의 요잉 시스템에 있어서,
   상기 타워에 연결 설치되며 제1 고정부와 제1 회전부를 갖는 제1 요 베어링;
   상기 제1 요 베어링에서 상하 방향으로 이격 배치되되 제2 고정부와 제2 회전부를 갖는 제2 요 베어링;
   상기 제1 고정부와 상기 제2 고정부에 연결 설치된 고정 지지관;
   상기 제1 회전부와 상기 제2 회전부에 연결 설치되되 상기 고정 지지관과 중첩 배치된 회전 지지관; 및
   상기 제1 요 베어링에 연결 설치되어 상기 제1 회전부를 회전시키는 제1 요 드라이브;
   를 포함하며,
   상기 회전 지지관은 상기 고정 지지관에서 간격을 두고 이격 배치되고, 상기 회전 지지관에는 상기 고정 지지관의 표면과 맞닿는 롤러를 갖는 지지 롤러가 설치되며,
   상기 지지 롤러는 상기 제1 요 베어링과 상기 제2 요 베어링 사이에 위치하고, 바퀴 프레임과 상기 바퀴 프레임에 회전 가능하게 설치된 롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티형 풍력 발전기의 요잉 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 요 베어링과 상기 제2 요 베어링은 서로 상이한 종류의 하중을 지지하도록 설치된 것을 특징으로 하는 멀티형 풍력 발전기의 요잉 시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 고정 지지관은 상기 회전 지지관 내에 삽입 설치되고, 상기 제1 고정부는 상기 제1 회전부 내측에 배치되며, 상기 제1 고정부의 내주면에는 치열이 형성되어 상기 제1 요 드라이브와 결합된 것을 특징으로 하는 멀티형 풍력 발전기의 요잉 시스템.
4. 제1항에 있어서,
   상기 요잉 시스템은 상기 제2 요 베어링에 연결 설치되어 상기 제2 회전부를 회전시키는 제2 요 드라이브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티형 풍력 발전기의 요잉 시스템.
5. 삭제
6. 타워;
   상기 타워에 고정 설치된 복수의 서포트 아암; 및
   상기 서포트 아암에 고정 설치되며 로터와 발전기를 갖는 단위 발전 유닛;
   을 포함하고,
   상기 타워는 상기 서포트 아암을 요잉(yawing)시키는 요잉 시스템을 포함하고,
   상기 요잉 시스템은,
   상하 방향으로 이격 배치된 제1 요 베어링과 제2 요 베어링,
   상기 제1 요 베어링에 연결 설치된 제1 요 드라이브,
   상기 타워와 상기 제1 요 베어링 및 상기 제2 요 베어링에 고정 설치된 고정 지지관, 및
   상기 고정 지지관에 대하여 회전 가능하게 설치되되, 상기 제1 요 베어링 및 상기 제2 요 베어링에 연결 설치된 회전 지지관을 포함하고,
   상기 제1 요 베어링과 상기 제2 요 베어링에는 서로 상이한 종류의 하중을 지지하도록 설치되며,
   상기 회전 지지관은 상기 고정 지지관과 중첩 배치되되, 상기 회전 지지관과 상기 고정 지지관은 상자 형상의 메인 나셀의 내부에 설치되며, 상기 메인 나셀의 외면에 복수의 상기 서포트 아암이 고정 설치된 것을 특징으로 하는 멀티형 풍력 발전기.
7. 삭제
8. 삭제
9. 제6항에 있어서,
   상기 고정 지지관은 상기 회전 지지관 내에 삽입 설치되고,
   상기 제1 요 베어링은 상기 고정 지지관에 연결 설치된 제1 고정부와 상기 회전 지지관에 연결 설치된 제1 회전부를 포함하되, 상기 제1 고정부는 상기 제1 회전부 내측에 배치되며, 상기 제1 고정부의 내주면에는 치열이 형성되어 상기 제1 요 드라이브와 결합된 것을 특징으로 하는 멀티형 풍력 발전기.
10. 제6항에 있어서,
    상기 회전 지지관은 상기 고정 지지관 내에 삽입 설치되고,
    상기 제1 요 베어링은 상기 고정 지지관에 연결 설치된 제1 고정부와 상기 회전 지지관에 연결 설치된 제1 회전부를 포함하되, 상기 제1 고정부는 상기 제1 회전부 외측에 배치되며, 상기 제1 고정부의 외주면에는 치열이 형성되어 상기 제1 요 드라이브와 결합된 것을 특징으로 하는 멀티형 풍력 발전기.
11. 제6항에 있어서,
    상기 회전 지지관은 기둥 형상으로 이루어지고, 상기 회전 지지관에는 상하로 이격 배치된 서포트 아암이 고정 설치되되,
    상기 회전 지지관에는 제1 지지 고리가 설치되고, 상기 서포트 아암에는 제2 지지 고리가 설치되며, 상기 제1 지지 고리와 상기 제2 지지 고리에는 지지 와이어가 고정 설치된 것을 특징으로 하는 멀티형 풍력 발전기.
12. 제6항에 있어서,
    상기 회전 지지관의 외주면에는 상기 제1 요 베어링의 외측을 덮는 보호 덮개가 설치된 것을 특징으로 하는 멀티형 풍력 발전기.
13. 타워;
    상기 타워에 고정 설치된 복수의 서포트 아암; 및
    상기 서포트 아암에 고정 설치되며 로터와 발전기를 갖는 단위 발전 유닛;
    을 포함하고,
    상기 타워는 상기 서포트 아암을 요잉(yawing)시키는 요잉 시스템을 포함하고,
    상기 요잉 시스템은,
    상하 방향으로 이격 배치된 제1 요 베어링과 제2 요 베어링,
    상기 제1 요 베어링에 연결 설치된 제1 요 드라이브,
    상기 타워와 상기 제1 요 베어링 및 상기 제2 요 베어링에 고정 설치된 고정 지지관, 및
    상기 고정 지지관에 대하여 회전 가능하게 설치되되, 상기 제1 요 베어링 및 상기 제2 요 베어링에 연결 설치된 회전 지지관을 포함하고,
    상기 회전 지지관은 상기 고정 지지관에서 간격을 두고 이격 배치되고, 상기 회전 지지관에는 상기 고정 지지관의 표면과 맞닿는 롤러를 갖는 지지 롤러가 설치되며,
    상기 지지 롤러는 상기 제1 요 베어링과 상기 제2 요 베어링 사이에 위치하고, 바퀴 프레임과 상기 바퀴 프레임에 회전 가능하게 설치된 롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티형 풍력 발전기.
14. 제6항에 있어서,
    상기 제1 요 베어링은 인장 하중을 지지하도록 설치되고, 상기 제2 요 베어링은 압축 하중을 지지하도록 설치된 것을 특징으로 하는 멀티형 풍력 발전기.

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