KR200460935Y1 - 풍력발전기용 로터 로크 - Google Patents

Abstract

본 고안은 풍력발전기의 블레이드에서 발생하는 회전력을 증속 기어박스에 제공하는 저속 샤프트에 설치되어 블레이드의 회전을 제어하는 풍력발전기용 로터 로크에 관한 것으로서, 작동부분을 완전 밀폐형으로 구성하여 누유가 없고 작동상태를 외부에서 쉽게 확인할 수 있는 안전성과 기존 제품들에 비해 월등히 강한 지지력을 제공할 수 있는 내구성이 우수한 풍력발전기용 로터 로크를 제공코자 하는 것이다.
즉, 본 고안은 요 드라이브(2)에 설치되는 증속 기어박스(3)에 블레이드(4)의 회전력을 전달하도록 베어링이 내장된 하우징(5)에 지지되게 설치한 저속 샤프트(6)를 잡아서 블레이드(4)가 회전되지 않게 하는 풍력발전기용 로터 로크(1)를 구성함에 있어서, 상기 하우징(5)에 작동구멍(10)을 형성하여 저속 샤프트(6)에 고정된 로터 로크 디스크(7)의 고정구멍(8)에 내입되도록 테이퍼형상의 결합부(11a)가 형성된 실린더(11)를 슬라이드 가능하게 결합하되, 상기 실린더(11)의 결합부(11a) 반대쪽을 밀폐커버(12)로 밀폐하며, 밀폐된 실린더 내부(11b)에는 밀폐커버(12)를 통해서 외부로 노출되는 피스톤로드(13)가 일체 형성된 피스톤(14)을 결합하고, 상기 피스톤로드(13)에는 단부에 걸림턱(13a)이 형성되게 나사부(13b)를 형성하여 하우징(5)에 볼트(9)로 고정되는 고정판(15)에 끼운 상태에서 로크너트(16)로 결합 고정하며, 상기 피스톤로드(13)에는 피스톤(14)을 관통하는 유로(17)와 피스톤로드(13)의 말미에서 실린더 내부(11b)로 연결되는 유로(18)를 형성하여 고정된 피스톤(14)을 따라서 실린더(11)가 왕복 운동할 수 있게 구성한 것이다.

Description

풍력발전기용 로터 로크{Rorter Lock for wind generator}

본 고안은 풍력발전기의 블레이드에서 발생하는 회전력을 증속 기어박스에 제공하는 저속 샤프트에 설치되어 블레이드의 회전을 제어하는 풍력발전기용 로터 로크에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 작동부분을 완전 밀폐형으로 구성하여 누유가 없고 작동상태를 외부에서 쉽게 확인할 수 있는 안전성과 기존 제품들에 비해 용이하고 월등히 강한 지지력을 제공할 수 있는 내구성이 우수한 풍력발전기용 로터 로크를 제공코자 하는 것이다.

바람을 이용하는 풍력발전기는 타워(tower) 상단에 블레이드를 통해 얻어진 회전력을 발전기로 전달 및 변환하는 로터 드라이브가 구성되어 있으며 이 장치의 주기적인 정비를 통해 효율적인 풍력발전 설비가 유지되게 된다.

상기 로터 드라이브에는 증속 기어박스 및 증속 기어박스와 고속 샤프트로 연결되는 발전기 등이 설치되며, 또는 증속 기어박스에 블레이드의 회전력을 전달하는 저속 샤프트를 지지하는 베어링이 내장된 하우징 등이 고정 설치된다.

상기한 풍력발전기에서 주기적인 정비를 위해 블레이드의 회전력이 증속 기어박스로 전달되는 것을 차단할 목적으로 저속 샤프트에는 로터 로크가 설치된다.

일반적인 로터 로크의 경우 하우징에 실린더를 고정하고, 실린더에서 출몰하는 피스톤을 저속 샤프트에 고정 설치되는 로터 로크 디스크에 형성된 고정구멍에 내입되게 하여 블레이드를 회전되지 않게 고정하는 구성으로 이루어져 있다.

그러나 상기한 종래 로터 로크는 피스톤이 외부 노출형으로 피스톤 표면을 통해서 오일이 누유될 염려가 있었다. 또한 블레이드의 강한 회전력을 지탱하지 못하고 피스톤이 파손되는 문제점이 있어 이를 해결하기 위해서 피스톤과 실린더의 직경을 과도하게 키워야하는 문제점도 있었다.

또한 피스톤의 작동 상태 확인이 어려우므로 보수작업자가 피스톤 상태를 확인하지 않고 작업하는 경우가 발생할 수 있어 안전성이 떨어지는 문제점도 있었다.

본 고안자는 상기한 종래 풍력발전기용 로터 로크가 갖는 제반 문제점을 일소코자 본 고안을 안출한 것으로서, 본 고안에서는 작동부분을 완전 밀폐형으로 구성하여 누유가 없게 하면서 작동상태를 외부에서 쉽게 확인할 수 있는 안전성과 기존 제품들에 비해 월등히 강한 지지력을 제공할 수 있는 내구성이 우수한 풍력발전기용 로터 로크를 제공함에 고안의 기술적 과제를 두고 본 고안을 완성한 것이다.

과제 해결 수단으로 본 고안에서는 하우징에 피스톤(Piston)을 고정하고 실린더 바디(Body)를 움직여 락킹핀 대용으로 사용함으로 해서 유체의 누유가 없이 작동이 가능하게 하였으며, 또한 실린더의 굵은 직경으로 블레이드에서 제공되는 강한 회전력을 지탱할 수 있는 내구성이 제공되게 하였다.

그리고 실린더와 연계 작동하는 가이드 바를 외부로 노출시키고 리미터스위치를 이용하여 작동상태를 육안으로 쉽게 확인할 수 있도록 하였다.

본 고안에서 제공하는 풍력발전기용 로터 로크를 사용할 경우 하기와 같은 효과가 있다.

- 실린더의 크기를 최소화 하면서도 강력한 지지력을 제공할 수 있다.

- 피스톤을 따라서 유체가 외부로 유출될 염려가 없다.

- 피스톤의 작동부가 밀폐된 구성이어서 이물질 등에 의한 작동 불량을 예방할 수 있다.

-가이드 바 및 리미터스위치에 의해 작동상태를 쉽게 확인할 수 있어서 유압력제어 및 전기제어에 의한 이중 제어장치를 마련하여 안전사고 우려를 최소화 할 수 있다.

도 1은 본 고안에서 제공하는 로터 로크를 풍력발전기에 설치된 상태도
도 2는 본 고안에서 제공하는 로터 로크의 바람직한 실시예를 보인 사시도
도 3은 본 고안에서 제공하는 로터 로크의 작동상태를 보인 단면도
도 4는 본 고안에서 제공하는 로터 로크의 측면도

이하에서 본 고안의 구성을 첨부 도면에 의거하여 설명한다.

본 고안에서 제공하는 풍력발전기용 로터 로크(1)는 도시된 바와 같이 요 드라이브(2)에 설치되어 있는 증속 기어박스(3)에 블레이드(4)의 회전력을 전달하도록 베어링이 내장된 하우징(5)에 지지되게 설치되어 있는 저속 샤프트(6)를 잡아서 블레이드(4)가 회전되지 않게 하는 것이다.

본 고안에서는 상기 하우징(5)에 작동구멍(10)을 형성하고, 작동구멍(10)에는 저속 샤프트(6)에 고정되며 방사상으로 수개의 고정구멍(8)이 형성된 로터 로크 디스크(7) 쪽으로 테이퍼형상의 결합부(11a)가 노출되어 고정구멍(8)에 내입되는 실린더(11)를 슬라이드 가능하게 결합한다.

상기 실린더(11)의 결합부(11a) 반대쪽을 밀폐커버(12)로 밀폐하며, 실린더 내부(11b)에는 밀폐커버(12)를 통해서 외부로 노출되는 피스톤로드(13)가 일체 형성된 피스톤(14)을 결합하고, 외부로 노출된 피스톤로드(13)의 단부에 걸림턱(13a)이 형성되게 나사부(13b)를 형성하여 하우징(5)에 볼트(9)로 고정되는 고정판(15)에 끼운 상태에서 로크너트(16)로 결합 고정한다.

그리고 실린더 내부(11b)로 유체를 공급하기 위한 수단으로 본 고안에서는 외부로 노출되어 있는 피스톤로드(13)에 2개의 유로(17)(18)를 축 방향으로 형성하되, 일측 유로(17)는 피스톤(14)을 관통하고, 다른 유로(18)는 피스톤로드(13)와 피스톤(14)의 경계부분인 피스톤로드(13)의 말미에서 실린더 내부(11b)로 연결되게 구성함으로 해서 고정된 피스톤(14)을 따라서 실린더(11)가 왕복 운동할 수 있게 구성한다. 상기한 본 고안은 실린더(11)와 피스톤로드(13)의 결합부위가 고정판(15)에 의해 완전히 밀폐되는 구성으로 이루어져 있어 이물질 유입 염려가 없다.

또한 상기 밀폐커버(12)에는 고정판(15)에 관통된 작동구멍(15a)을 통해서 외부로 노출되는 가이드 바(19)를 결합하며, 가이드 바(19)에는 걸림홈(19a)을 형성하고, 고정판(15)에 고정되며 상기 실린더(11)의 행정거리에 부합하는 간격으로 2개의 리미터스위치(20)(21)를 설치하여 실린더(11)의 작동을 제어할 수 있게 한다.

도면 중 미설명 부호 22는 실린더(11)와 피스톤로드(13) 및 피스톤(14)에 결합되는 패킹류 들을 도시한 것이다.

상기와 같이 구성되는 본 고안의 풍력발전기용 로터 로크(1)는 기상악화, 발전기 또는 증속 기어박스(3) 등의 유지보수, 블레이드(4)의 유지보수가 필요할 때 사용하는 것으로서,

본 고안의 로터 로크(1)가 도 2의 아래쪽과 같이 언로킹 상태에서 도 2의 위쪽과 같이 로킹코자 할 때에는 고정판(15)에 고정 설치되어 있는 피스톤로드(13)와 피스톤(14)을 관통하도록 형성되어 실린더 내부(11b)로 연결된 유로(17)를 통해서 유체를 공급하면 된다.

상기와 같이 유체가 공급되면 작동구멍(10) 내의 실린더(11)는 피스톤(14)을 기준으로 로터 로크 디스크(7)쪽으로 이동된다. 즉, 유로(17)를 통해서 공급되는 유체가 피스톤(14) 전방의 실린더 내부(11a)에 채워지면서 실린더(11)가 로터 로크 디스크(7)에 형성되어 있는 고정구멍(8) 쪽으로 인출되고, 실린더(11)에 일체 형성되어 있는 결합부(11a)가 고정구멍(8)에 내입되면서 블레이드(4)를 고정시키게 된다.

이때 실린더(11)에 고정되어 있는 밀폐커버(12)에 결합되어 있는 가이드 바(19)가 실린더(11) 쪽으로 내입되고, 가이드 바(19)에 형성된 걸림홈(19a)에 안쪽(고정판쪽) 리미터스위치(20)가 걸리면서 실린더(11) 작동이 정지된다.

그리고 상기와 같이 로킹(도 2의 위쪽) 상태에서 언로킹(도 2의 아래쪽) 시키고자 할 시에는 상기와는 반대로 피스톤로드(13)와 피스톤(14)의 경계부분인 피스톤로드(13)의 말미에서 실린더 내부(11b)로 연결되는 유로(18)를 통해서 유체를 공급하면 된다.

상기와 같이 유체가 공급되면 외부로 인출되어 있던 실린더(11)가 피스톤(14)을 기준으로 고정판(15)쪽인 작동구멍(10) 내측으로 인입되면서 로터 로크 디스크(7)에 형성되어 있는 고정구멍(8)에서 실린더(11)에 일체 형성되어 있는 결합부(11a)가 분리되면서 블레이드(4)의 고정이 해제되며, 밀폐커버(12)에 결합되어 있는 가이드 바(19)가 바깥쪽으로 인출되고, 가이드 바(19)에 형성된 걸림홈(19a)에 바깥쪽 리미터스위치(21)가 걸려 작동하면서 실린더(11) 작동이 정지된다.

1:(풍력발전기용) 로터 로크 2:요 드라이브
3:증속 기어박스 4:블레이드
5:하우징 6:저속 샤프트
7:로터 로크 디스크 8:고정구멍
9:볼트 10:작동구멍
11:실린더 11a:결합부
11b:실린더 내부 12:밀폐커버
13:피스톤로드 14:피스톤
13a:걸림턱 13b:나사부
15:고정판 15a작동구멍
16:로크너트 17,18:유로
19:가이드 바 19a:걸림홈
20,21:리미터스위치

Claims (2)

1. 요 드라이브(2)에 설치되는 증속 기어박스(3)에 블레이드(4)의 회전력을 전달하도록 베어링이 내장된 하우징(5)에 지지되게 설치한 저속 샤프트(6)를 잡아서 블레이드(4)가 회전되지 않게 하는 풍력발전기용 로터 로크(1)를 구성함에 있어서.
   상기 하우징(5)에 작동구멍(10)을 형성하여 저속 샤프트(6)에 고정된 로터 로크 디스크(7)의 고정구멍(8)에 내입되도록 테이퍼형상의 결합부(11a)가 형성된 실린더(11)를 슬라이드 가능하게 결합하되,
   상기 실린더(11)의 결합부(11a) 반대쪽을 밀폐커버(12)로 밀폐하며, 밀폐된 실린더 내부(11b)에는 밀폐커버(12)를 통해서 외부로 노출되는 피스톤로드(13)가 일체 형성된 피스톤(14)을 결합하고,
   상기 피스톤로드(13)에는 단부에 걸림턱(13a)이 형성되게 나사부(13b)를 형성하여 하우징(5)에 볼트(9)로 고정되는 고정판(15)에 끼운 상태에서 로크너트(16)로 결합 고정하며,
   상기 피스톤로드(13)에는 피스톤(14)을 관통하는 유로(17)와 피스톤로드(13)의 말미에서 실린더 내부(11b)로 연결되는 유로(18)를 형성하여 고정된 피스톤(14)을 따라서 실린더(11)가 왕복 운동할 수 있게 구성한 것을 특징으로 하는 풍력발전기용 로터 로크.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 밀폐커버(12)에는 고정판(15)에 관통된 작동구멍(15a)을 통해서 외부로 노출되는 가이드 바(19)를 결합하며,
   상기 가이드 바(19)에는 걸림홈(19a)을 형성하고, 고정판(15)에 고정되며 상기 실린더(11)의 행정거리에 부합하는 간격으로 2개의 리미터스위치(20)(21)를 설치하여 실린더(11)의 작동을 제어할 수 있게 한 것을 특징으로 하는 풍력발전기용 로터 로크.

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