KR20110089293A - 풍력 발전 장치 - Google Patents

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KR20110089293A
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yaw
bearing
nacelle
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요시토모 노다
도모히로 누마지리
아키히코 야노
히데아키 니시다
다카후미 요시다
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미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
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Abstract

타워(2)와 나셀을 연결하는 베어링에 생기는 제문제를 해소하여 풍력 발전 장치의 대형화를 용이하게 한다. 타워(2)의 상부에 설치된 나셀이 요 미끄럼 베어링(30)을 거쳐서 선회 가능하게 지지되는 풍력 발전 장치에 있어서, 요 미끄럼 베어링(30)의 미끄럼 베어링재(33)를 타워(2)의 내주측 및 외주측중 적어도 한쪽에 구비하고, 미끄럼 베어링재(33)의 측면부 길이(H)는 미끄럼 베어링재 수평방향 길이(L)의 적어도 2배로 설정되어 있다.

Description

풍력 발전 장치{WIND-DRIVEN GENERATOR}
본 발명은, 풍력을 받아서 회전하는 주축이 발전기를 구동하여 발전하는 풍력 발전 장치에 관한 것이고, 특히 풍력 발전 장치의 요(YAW) 선회륜(旋回輪) 베어링 구조에 관한 것이다.
풍력 발전 장치는, 풍차 날개를 구비한 로터 헤드가 풍력을 받아서 회전하고, 이 회전을 증속기에 의해 증속하여 발전기를 구동하는 것에 의해 발전하는 장치이다. 또한, 풍차 날개를 구비한 로터 헤드는, 타워(지주)의 상부에 설치된 나셀(nacelle)내의 증속기 및 발전기와 연결되어 있으므로, 로터 헤드의 방향을 항상 변동하는 풍향에 맞추기 위해서, 나셀을 타워상에서 선회시키기 위한 요 선회 장치가 필요하게 된다.
도 18은 종래의 요 선회 장치의 구성예를 도시하고 있다.
도 18에 도시하는 요 선회 장치(10)는, 타워상을 선회하는 나셀측의 베이스 부재[나셀 대판(臺板)](11)에 고정된 내륜(12a)과, 부동(不動)의 타워측에 고정된 외륜(12b) 사이에 구형상 베어링(12c) 등을 개재시킨 구름 베어링(12)이 채용되고 있다. 즉, 도시의 요 선회 장치(10)에서는, 요 선회륜 베어링으로서 구름 베어링(12)이 채용되고 있다.
이 경우의 요 선회 장치(10)는, 외륜(12b)의 외주면에 형성된 고정 기어(13)와, 나셀측에 고정 설치된 요 모터(14)에 의해 회동하는 구동 기어(15)를 구비하고 있다. 그리고, 구동 기어(15)를 고정 기어(13)와 맞물리게 하는 것에 의해, 구동 기어(15)가 요 모터(14)의 회전방향에 따라서 고정 기어(13) 주위를 선회 이동하므로, 베이스 부재(11) 및 요 모터(14)는 구동 기어(15)와 일체로 부동의 타워에 대하여 시계 회전방향 또는 반시계 회전방향으로 선회한다.
또한, 도면중의 도면부호(16)는 브레이크 디스크, 도면부호(17)는 브레이크 패드, 도면부호(18)는 브레이크 브래킷이다.
또, 종래의 풍력 발전 장치에 있어서는, 상술한 요 선회륜 베어링으로서, 미끄럼 베어링을 채용한 것이 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
이 경우의 미끄럼 베어링은 주로 타워 상부에 형성된 상면 및 하면의 평면부에서 모멘트 하중을 담당하는 것이며, 이 평면부와 접촉하는 미끄럼 베어링재는 나셀측에 고정되어 있다. 또한, 이 경우의 평면부는 타워의 내측 또는 외측중 어느 한쪽에만 형성되어 있다.
일본 공표 특허 제 2003-518594 호 공보
최근, 풍력 발전 장치는 점점 대형화하는 경향에 있어, 대형화에 따라 하기와 같은 문제가 지적되고 있다.
즉, 풍력 발전 장치의 대형화는 필연적으로 타워와 나셀을 연결하는 베어링의 대형화를 수반하게 된다. 이 때문에, 특히 요 선회륜 베어링에 구름 베어링을 채용할 경우, 베어링 직경이나 베어링 볼 직경의 대형화에 따라 특별 주문품이 되므로, 베어링의 비용 상승이 문제가 된다. 또한, 구름 베어링을 채용할 경우에는, 베어링 자체를 분할한 반송이 곤란하고, 따라서 베어링의 대형화에 따라 육송(陸送) 가능 한계를 초과하는 문제나, 육송 비용의 문제가 생기게 된다.
한편, 요 선회륜 베어링에 미끄럼 베어링을 채용했을 경우, 조심성(調心性)(편마모)의 문제가 생기게 된다. 즉, 바람 하중에 의해, 풍력 발전 장치에는, 풍력 발전 장치를 전도시키는 방향의 모멘트가 작용하기 때문에, 미끄럼 베어링을 채용한 종래의 요 선회륜 베어링에서는, 평면 지지 때문에 편접촉에 의한 편마모 발생의 우려가 있고, 편마모가 발생하면, 타워 상단에 헐거움이 생겨서, 타워 상단 부분이 불안정해진다는 문제를 갖고 있다.
또, 풍력 발전 장치의 대형화에 따라, 현지에 있어서의 조립 간이성의 문제도 생기게 된다. 즉, 타워가 높아지는 동시에 회전 날개나 나셀 등도 대형화하므로, 사용하는 크레인의 대형화에 의해 크레인 비용(건설비)도 증가한다. 게다가, 종래에는 나셀을 크레인으로 매단 상태로, 타워측과 나셀측 사이에 베어링을 접속하기 때문에, 공수(工數)가 들어서, 건설 비용 증가의 원인이 되고 있다.
또, 요 선회륜 베어링과 타워 상부를 결합하는 볼트, 요 선회륜 베어링과 나셀을 연결하는 볼트는, 전술한 전도(轉倒)방향 모멘트 때문에, 연직방향으로 배치되어 인장 또는 압축 하중을 담당한다. 그리고, 이러한 볼트 강도의 관점에서 볼트 개수가 결정되고, 더욱이 볼트 개수(배치)에 의해 타워 상부의 직경이 결정되므로, 풍력 발전 장치를 대형화하고자 하면, 타워 상부의 직경이 커지는 동시에, 타워 상부의 직경에 의해 나셀 대판의 사이즈가 결정되기 때문에, 나셀 대판의 중량도 증대한다.
이러한 배경으로부터, 풍력 발전 장치의 대형화에 따라, 타워와 나셀을 연결하는 베어링에 생기는 제문제를 해소하여 풍력 발전 장치의 대형화를 용이하게 하는 것이 요망된다.
본 발명은, 상기의 사정에 비추어 이루어진 것으로서, 그 목적으로 하는 것은 타워와 나셀을 연결하는 베어링에 생기는 제문제를 해소하여 대형화를 용이하게 한 풍력 발전 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위해서 이하의 수단을 채용했다.
청구항 1에 따른 풍력 발전 장치는, 타워상에 설치되는 나셀을 요 미끄럼 베어링을 거쳐서 선회 가능하게 지지하는 풍력 발전 장치로서, 상기 요 미끄럼 베어링의 미끄럼 베어링재를 타워의 내주측 및 외주측중 적어도 한쪽에 구비하는 동시에, 상기 미끄럼 베어링재의 측면부 길이(H)는 미끄럼 베어링재 수평방향 길이(L)의 적어도 2배로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
이러한 청구항 1에 기재된 풍력 발전 장치에 따르면, 상기 요 미끄럼 베어링의 미끄럼 베어링재를 타워 내주측 및 외주측중 적어도 한쪽에 구비하고 있으므로, 분할 구조가 가능한 미끄럼 베어링 구조를 채용하여, 타워 상부로부터 나셀측 미끄럼운동 부분을 끼워넣는 작업에 의해 용이하게 조립할 수 있게 된다. 또한, 상기 미끄럼 베어링재의 측면부 길이(H)는 미끄럼 베어링재 수평방향 길이(L)의 적어도 2배로 설정되어 있으므로, 자중과 비교하여 대폭적으로 커지는 타워의 전도방향 모멘트 하중을 확실하게 담당할 수 있다.
청구항 2에 따른 풍력 발전 장치는, 타워상에 설치된 나셀이, 주로 상하의 평면부에서 전도방향 모멘트 하중을 담당하는 요 미끄럼 베어링을 거쳐서 선회 가능하게 지지되고, 상기 요 미끄럼 베어링의 미끄럼 베어링재를 상기 타워의 내주측 및 외주측중 적어도 한쪽에 구비하고, 상기 미끄럼 베어링재가 상기 타워측에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
이러한 청구항 2에 기재된 풍력 발전 장치에 따르면, 타워상에 설치된 나셀이, 주로 상하의 평면부에서 전도방향 모멘트 하중을 담당하는 요 미끄럼 베어링을 거쳐서 선회 가능하게 지지되고, 요 미끄럼 베어링의 미끄럼 베어링재를 타워의 내주측 및 외주측중 적어도 한쪽에 구비하고, 미끄럼 베어링재가 타워측에 고정되어 있으므로, 분할 구조가 가능한 미끄럼 베어링 구조를 채용할 수 있다.
특히, 요 미끄럼 베어링의 미끄럼 베어링재를 타워의 내주측 및 외주측중 적어도 한쪽에 구비하고, 미끄럼 베어링재가 타워측에 고정되어 있으므로, 풍력 발전 장치에 조립된 요 미끄럼 베어링에 대하여 타워의 내측으로부터 액세스할 수 있게 되어, 양호한 유지보수성을 얻을 수 있다.
청구항 3에 따른 풍력 발전 장치는, 타워상에 설치된 나셀이, 주로 상하의 평면부에서 전도방향 모멘트 하중을 담당하는 요 미끄럼 베어링을 거쳐서 선회 가능하게 지지되고, 상기 요 미끄럼 베어링의 미끄럼 베어링재를 상기 타워의 내주측 및 외주측의 양쪽에 구비하고, 상기 미끄럼 베어링재가 상기 나셀측에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
이러한 청구항 3에 기재된 풍력 발전 장치에 따르면, 타워상에 설치된 나셀이, 주로 상하의 평면부에서 전도방향 모멘트 하중을 담당하는 요 미끄럼 베어링을 거쳐서 선회 가능하게 지지되고, 요 미끄럼 베어링의 미끄럼 베어링재를 타워의 내주측 및 외주측의 양쪽에 구비하고, 미끄럼 베어링재를 나셀측에 고정하고 있으므로, 분할 구조가 가능한 미끄럼 베어링 구조를 채용하여, 타워 상부의 직경을 작게 할 수 있다.
즉, 타워 상부를 T자형상으로 하여 미끄럼 베어링재를 타워의 내주측 및 외주측의 양쪽에 배치하면, 타워 상부와 요 미끄럼 베어링, 또 나셀과 요 미끄럼 베어링을 연결하는 볼트를, 타워(2)의 벽면을 사이에 두고 타워 내주측과 외주측에 대칭으로 배치하는 것이 가능해진다. 이 때문에, 볼트 1개당 작용하는 하중을 작게 할 수 있다 . 따라서, 타워 내주측당, 외주측당의 볼트 개수를 저감하여 타워 상부의 직경을 작게 할 수 있다.
상술한 청구항 1 내지 3중 어느 한 항에 기재된 풍력 발전 장치에 있어서, 상기 미끄럼 베어링재의 수평방향 접촉면은 상기 타워의 축선상에 중심을 갖는 곡면 또는 경사면인 것이 바람직하고, 이에 의해 양호한 조심성을 얻을 수 있다.
상술한 청구항 1 내지 4중 어느 한 항에 기재된 풍력 발전 장치에 있어서, 상기 미끄럼 베어링재를 접촉면 방향으로 가압하는 탄성 부재를 마련하고, 상기 탄성 부재의 베이스 부재는 피봇 지지되어 있는 것이 바람직하고, 이에 의해 양호한 조심성을 얻을 수 있다.
본 발명의 풍력 발전 장치에 따르면, 타워와 나셀을 연결하는 베어링에 분할 가능한 구조의 요 미끄럼 베어링을 채용하여, 대형화에 따라 선회 베어링에 생기는 제문제를 해결하여 풍력 발전 장치의 대형화를 용이하게 한다는 현저한 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 풍력 발전 장치에 대해서, 제 1 실시형태로서 나셀의 선회를 지지하는 요 미끄럼 베어링 구조의 주요부를 도시하는 종단면도,
도 2a는 도 1에 도시한 요 미끄럼 베어링 구조의 개요를 도시하는 종단면도,
도 2b는 도 1에 도시한 요 미끄럼 베어링 구조의 개요를 도시하는 평면도,
도 3은 풍력 발전 장치의 개요를 도시하는 측면도,
도 4는 도 2a의 요 미끄럼 베어링 구조에 대해서, 제 1 변형예를 도시하는 종단면도,
도 5는 도 2a의 요 미끄럼 베어링 구조에 대해서, 제 2 변형예를 도시하는 종단면도,
도 6은 도 2a의 요 미끄럼 베어링 구조에 대해서, 제 3 변형예를 도시하는 종단면도,
도 7은 도 2a의 요 미끄럼 베어링 구조에 대해서, 제 4 변형예를 도시하는 종단면도,
도 8은 도 2a의 요 미끄럼 베어링 구조에 대해서, 제 5 변형예를 도시하는 종단면도,
도 9는 도 2a의 요 미끄럼 베어링 구조에 대해서, 제 6 변형예를 도시하는 종단면도,
도 10은 도 2a의 요 미끄럼 베어링 구조에 대해서, 제 7 변형예를 도시하는 종단면도,
도 11a는 요 미끄럼 베어링 구조에 있어서의 미끄럼 베어링재의 지지 구조를 도시하는 주요부 단면도로서, 스프링에 의한 가압을 부여하는 구조예를 도시하는 도면,
도 11b는 요 미끄럼 베어링 구조에 있어서의 미끄럼 베어링재의 지지 구조를 도시하는 주요부 단면도로서, 스프링의 가압과 피봇 지지를 조합시킨 구조예를 도시하는 도면,
도 12는 본 발명에 따른 풍력 발전 장치에 대해서, 제 2 실시형태로서 나셀의 선회를 지지하는 요 미끄럼 베어링 구조의 개요를 도시하는 종단면도,
도 13은 도 12의 요 미끄럼 베어링 구조에 대해서, 제 1 변형예를 도시하는 종단면도,
도 14는 도 12의 요 미끄럼 베어링 구조에 대해서, 제 2 변형예를 도시하는 종단면도,
도 15는 본 발명에 따른 풍력 발전 장치에 대해서, 제 3 실시형태로서 나셀의 선회를 지지하는 요 미끄럼 베어링 구조의 개요를 도시하는 종단면도,
도 16은 본 발명에 따른 풍력 발전 장치에 대해서, 제 4 실시형태로서 나셀의 선회를 지지하는 요 미끄럼 베어링 구조의 개요를 도시하는 종단면도,
도 17a는 본 발명에 따른 풍력 발전 장치에 대해서, 제 5 실시형태로서 나셀의 선회를 지지하는 요 미끄럼 베어링 구조의 개요를 도시하는 종단면도,
도 17b는 도 17a의 요 미끄럼 베어링 구조에 적용되는 미끄럼 베어링재의 지지 구조를 도시하는 단면도,
도 18은 풍력 발전 장치의 종래 구조로서, 나셀의 선회를 지지하는 요 구름 베어링 구조의 주요부를 도시하는 종단면도.
이하, 본 발명에 따른 풍력 발전 장치의 일 실시형태를 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한다.
도 3에 도시하는 풍력 발전 장치(1)는, 기초(B)상에 입설되는 타워(「지주」라고도 함)(2)와, 타워(2)의 상단에 설치되는 나셀(3)과, 대략 수평인 횡방향의 회전축선 주위에 회전 가능하게 지지되어 나셀(3)에 마련되는 로터 헤드(4)를 갖고 있다.
로터 헤드(4)에는, 그 회전축선 주위에 방사상으로 하여 복수매(예를 들면, 3매)의 풍차 회전 날개(5)가 장착되어 있다. 이것에 의해, 로터 헤드(4)의 회전축선 방향으로부터 풍차 회전 날개(5)에 부딪치는 바람의 힘이 로터 헤드(4)를 회전축선 주위로 회전시키는 동력으로 변환되도록 되어 있다.
<제 1 실시형태>
상술한 풍력 발전 장치(1)는, 로터 헤드(4)의 방향을 항상 변동하는 풍향에 맞추기 위해서, 타워(2)의 상단부에 설치되어 있는 나셀(3)을 선회시키기 위한 요 선회 장치(20)를 구비하고 있다.
이 요 선회 장치(20)는 타워(2)의 상단부에 설치된 나셀(3)을 선회 가능하게 지지하기 위해서, 주로 상하방향의 측면부에서 타워(2)의 전도방향 모멘트 하중(이하, 「모멘트 하중」이라고 칭함)을 담당하는 요 미끄럼 베어링(30)을 구비하고 있다.
이 경우의 요 선회 장치(20)는, 예를 들어 도 1에 도시하는 바와 같이, 타워(2)의 상단부 외주면에 형성된 고정 기어(21)와, 나셀측의 베이스 부재(나셀 대판)(22)에 고정 설치된 요 모터(23)에 의해 회동하는 구동 기어(24)를 구비하고 있다. 그리고, 구동 기어(24)를 고정 기어(21)와 맞물리게 하는 것에 의해, 구동 기어(24)가 요 모터(23)의 회전방향에 따라서 고정 기어(21) 주위를 선회 이동하므로, 베이스 부재(22) 및 요 모터(23)는 요 미끄럼 베어링(30)을 거쳐서 지지하는 부동의 타워(2)에 대하여 시계 회전방향 또는 반시계 회전방향으로 선회한다.
상술한 요 선회 장치(20)의 요 미끄럼 베어링(30)은, 도 1 및 도 2a, 도 2b에 도시하는 바와 같이, 타워(2)의 상단부에 형성된 고정부(31)와, 베이스 부재(22)의 하면에 수하(垂下)된 선회부(32) 사이에, 주된 미끄럼 베어링재로서, 상하방향의 미끄럼운동면을 형성하는 연직 미끄럼 베어링재(이하, 「연직 베어링재」라고 칭함)(33)를 배치한 구성으로 되어 있다.
또한, 도시의 구성예에서는, 타워(2)의 상단부와 베이스 부재(22)의 하면 사이에도 수평 미끄럼 베어링재(이하, 「수평 베어링재」라고 칭함)(34)를 구비하고 있고, 따라서 연직방향 및 수평방향의 2면을 지지하는 구성으로 되어 있다.
고정부(31)는 타워(2)의 상단에 고정한 원통 부재(2a)의 내주면이며, 원통 부재(2a)의 외주면에는 고정 기어(21)가 형성되어 있다. 이 원통 부재(2a)는, 내주면을 연직 베어링재(33)의 미끄럼운동면과 접하는 면으로 마무리할 뿐만 아니라, 외주면에 고정 기어(21)를 형성하기 위해서, 통상은 하부의 타워 본체(2b)와 별체(別體)의 부재가 된다.
선회부(32)는 베이스 부재(22)의 하면에 고정된 대략 L자형 단면의 부재이며, 고정부(31)의 원주방향을 복수로 분할하여 등피치로 배치되어 있다. 즉, 도시의 구성예에서는, 예를 들어 도 2b에 도시하는 바와 같이, 12개의 선회부(32)가 30° 피치로 배치되어 있고, 각 선회부(32)에는, 상하방향의 연직 베어링재(33)와 좌우방향의 수평 베어링재(34)가 고정되어 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시형태의 풍력 발전 장치(1)는, 타워(2)의 상부에 설치된 나셀(3)이, 주로 상하방향의 측면부에 배치한 연직 베어링재(33)에 의해 모멘트 하중을 담당하는 요 미끄럼 베어링(30)을 거쳐서 선회 가능하게 지지되어 있고, 요 미끄럼 베어링(30)의 연직 베어링재(33)는 타워(2)의 내주측에 배치되어 있다. 이 때문에, 원주방향을 복수로 분할 가능한 미끄럼 베어링 구조를 채용하여, 타워(2)의 상부로부터 크레인 등에 의해 매달아 올린 나셀(3)측의 미끄럼운동 부분인 선회부(32)를 끼워넣는 작업에 의해, 나셀(3)을 타워(2)에 용이하게 장착하여 조립할 수 있게 된다. 즉, 입설한 타워(2)의 상단부에 고정되어 있는 원통 부재(2a)의 내부에 대하여, 하면에 선회부(32)가 고정되어 있는 나셀(3)을 매달아 올려서 상방으로부터 삽입하는 것에 의해, 선회부(32)에 고정된 연직 베어링재(33) 및 수평 베어링재(34)가 고정부(31)에 대하여 미끄럼운동 가능하게 연결되므로, 요 미끄럼 베어링(30)의 조립은 나셀(3)의 조립과 동시에 완료된다.
이러한 미끄럼 베어링(30)을 채용하면, 나셀(3)의 선회시에는, 고정부(31)와 연직 베어링재(33) 및 수평 베어링재(34)의 접촉면에는, 구름 베어링을 채용한 종래 구조보다도 큰 마찰력이 생기게 된다. 이 때문에, 미끄럼 베어링(30)은 나셀(3)의 회전에 필요한 토크를 증가시키므로, 요 모터(23)의 출력을 크게 할 필요가 있다.
그러나, 미끄럼 베어링(30)은 모터 출력을 증대시키는 원인인 마찰력과, 출력을 증대시킨 요 모터(23)의 부하를 브레이크력(brake force)으로서 사용할 수도 있다. 이 때문에, 요 미끄럼 베어링(30)을 구비한 요 선회 장치(20)에서는, 나셀(3)의 선회 정지에 필요한 브레이크 기구[도 18에 도시하는 브레이크 디스크(16)나 브레이크 패드(17) 등]가 불필요해지고, 따라서 나셀(3)의 경량화나 비용 절감에 유효하게 된다. 또한, 브레이크 기구의 동작에 필요한 유압 회로도 불필요해지므로, 유압 펌프의 배관이나 밸브류를 저감하여 간소화할 수 있다.
또, 상술한 미끄럼 베어링(30)의 채용은, 연직 베어링재(33) 및 수평 베어링재(34)를 분할하는 구조가 가능하기 때문에, 베어링의 대형화에 따른 베어링 비용의 증가를 억제하고, 또한 수송시의 부품 사이즈를 소형화하여 수송 한계의 문제를 해소할 수 있다.
그런데, 본 실시형태의 요 미끄럼 베어링(30)은, 상술한 구성에 한정되지는 않고, 이하에 설명하는 바와 같은 각종의 변형예가 가능하다. 또한, 이하의 변형예에서는, 상술한 실시형태와 동일한 부분에는 동일한 부호를 부여하고, 그 상세한 설명은 생략한다.
도 4에 도시하는 제 1 변형예는, 타워(2)의 상단부에 형성된 고정부(31)와, 베이스 부재(22)의 하면에 수하된 선회부(32) 사이에, 주된 미끄럼 베어링재로서, 상하방향의 미끄럼운동면을 형성하는 연직 베어링재(33)를 배치한 구성으로 한다. 이 경우의 고정부(31)는 타워(2)의 상단에 고정한 원통 부재(2a)의 외주면이며, 연직 베어링재(33)를 고정한 선회부(32)는 타워(2)의 외측에 배치되어 있다.
또한, 도시의 구성예에서는, 타워(2)의 상단부와 베이스 부재(22)의 하면 사이에도 수평 베어링재(34)를 구비하고 있고, 따라서 상술한 실시형태와 마찬가지로, 연직방향 및 수평방향의 2면을 지지하는 구성으로 되어 있다.
이러한 제 1 변형예의 구성에서는, 요 미끄럼 베어링(30)의 연직 베어링재(33)가 선회부(32)에 고정되어 타워(2)의 외주측에 배치되어 있고, 따라서 상술한 실시형태와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.
또한, 이 경우의 요 모터(도시하지 않음)는 예를 들어 타워(2)의 적소에 고정 설치되어 구동 기어(도시하지 않음)를 회동시키고, 이 구동 기어와 맞물리는 고정 기어(도시하지 않음)가 원통 부재(2a)의 내주면에 형성되어 있다.
도 5에 도시하는 제 2 변형예는, 타워(2)의 상단부에 형성된 고정부(31)와, 베이스 부재(22)의 하면에 수하된 내외 한쌍의 선회부(32) 사이에, 주된 미끄럼 베어링재로서, 상하방향의 미끄럼운동면을 형성하는 내외의 연직 베어링재(33)를 배치한 구성으로 한다. 이 경우의 고정부(31)는 타워(2)의 상단에 고정한 원통 부재(2a)의 내주면 및 외주면이며, 연직 베어링재(33)를 고정한 선회부(32)는 타워(2)의 내측 및 외측에 배치되어 있다.
또한, 도시의 구성예에서는, 타워(2)의 상단부와 베이스 부재(22)의 하면 사이에도 수평 베어링재(34)를 구비하고 있고, 따라서 상술한 실시형태와 마찬가지로, 연직방향의 내외 2면 및 수평방향의 3면을 지지하는 구성으로 되어 있다.
이러한 제 2 변형예의 구성에서는, 요 미끄럼 베어링(30)의 연직 베어링재(33)가 선회부(32)에 고정되어 타워(2)의 내주측 및 외주측에 배치되어 있고, 따라서 상술한 실시형태와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.
또한, 이 경우의 요 모터(도시하지 않음)에 대해서는, 예를 들어 타워(2)의 내부 등 적소에 설치하면 좋다.
도 6에 도시하는 제 3 변형예는, 연직 베어링재(33)를 선회부(32)측에 고정한 지금까지의 실시형태 및 변형예와 달리, 연직 베어링재(33)가 고정부(31)측에 고정되어 있다.
도시의 구성예에서는, 타워(2)의 상단부에 타워 본체(2b)보다 작은 직경의 원통 부재(2a)를 고정하여 장착하고, 이 원통 부재(2a)를 고정부(31)로 하여 외주면에 연직 베어링재(33)를 고정하고 있다. 즉, 요 미끄럼 베어링(30)의 연직 베어링재(33)는 고정부(31)에 고정되어 타워(2)의 내주측에 배치되어 있다. 이 경우의 원통 부재(2a)는 하단부에 형성한 플랜지부(2c)를 거쳐서 타워 본체(2b)의 상단부에 고정되어 있다.
또, 도시의 구성예에서는, 상술한 연직 베어링재(33)에 부가하여, 타워 본체(2)의 상단부[구체적으로는 플랜지부(2c)의 상면]와 선회부(32)의 하단면 사이에도 수평 베어링재(34)를 구비하고 있다.
따라서, 도 6에 도시하는 제 3 변형예는, 상술한 도 1 및 도 2a, 도 2b의 실시형태와 마찬가지로, 연직방향의 타워 내면 및 수평방향의 2면을 지지하는 구성으로 되어 있으므로, 상술한 실시형태와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.
도 7에 도시하는 제 4 변형예는 상술한 제 3 변형예와 마찬가지로 연직 베어링재(33)가 고정부(31)측에 고정되어 있다.
도시의 구성예는, 타워(2)의 상단부에 타워 본체(2b)보다 큰 직경의 원통 부재(2a)를 고정하여 장착하고, 이 원통 부재(2a)를 고정부(31)로 하여 내주면에 연직 베어링재(33)를 고정하고 있다. 즉, 제 4 변형예의 연직 베어링재(33)는, 타워(2)의 내주측에 배치한 제 3 변형예와는 달리, 고정부(31)에 고정되어 타워(2)의 외주측에 배치되어 있다. 이 경우의 원통 부재(2a)는 하단부에 형성한 플랜지부(2c)를 거쳐서 타워 본체(2b)의 상단부에 고정되어 있다.
또, 도시의 구성예에서는, 상술한 연직 베어링재(33)에 부가하여, 타워 본체(2)의 상단부[구체적으로는 플랜지부(2c)의 상면]와 선회부(32)의 하단면 사이에도 수평 베어링재(34)를 구비하고 있다.
따라서, 도 7에 도시하는 제 4 변형예는, 상술한 도 4의 제 1 변형예와 마찬가지로 연직방향의 타워 외면 및 수평방향의 2면을 지지하는 구성으로 되므로, 상술한 실시형태와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.
도 8에 도시하는 제 5 변형예는 상술한 제 3 변형예 및 제 4 변형예와 마찬가지로 연직 베어링재(33)가 고정부(31)측에 고정되어 있다.
도시의 구성예는, 타워(2)의 상단부에 타워 본체(2b)보다 작은 직경 및 큰 직경의 이중 원통 부재(2a')를 고정하여 장착하고, 이 이중 원통 부재(2a')를 고정부(31)로 하여 이중 원통의 대향면에 연직 베어링재(33)를 고정하고 있다. 즉, 제 5 변형예의 연직 베어링재(33)는 타워(2)의 내주측에 배치한 제 3 변형예 및 타워(2)의 외주측에 배치한 제 4 변형예를 조합시킨 구성으로 되고, 고정부(31)에 고정되어 타워(2)의 내주측 및 외주측에 배치되어 있다. 이 경우의 이중 원통 부재(2a')는 하단부에 형성한 플랜지부(2c)를 거쳐서 타워 본체(2b)의 상단부에 고정되어 있다.
또, 도시의 구성예에서는, 상술한 연직 베어링재(33)에 부가하여, 타워 본체(2)의 상단부[구체적으로는 플랜지부(2c)의 상면]와 선회부(32)의 하단면 사이에도 수평 베어링재(34)를 구비하고 있다.
따라서, 도 8에 도시하는 제 5 변형예는, 상술한 도 5의 제 2 변형예와 마찬가지로 연직방향의 내외 2면 및 수평방향의 3면을 지지하는 구성으로 되어 있으므로, 상술한 실시형태와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.
이와 같이, 상술한 본 실시형태의 풍력 발전 장치(1)는, 타워(2)의 상부에 설치된 나셀(3)이, 주로 상하방향의 측면부에 배치한 연직 베어링재(33)에 의해 모멘트 하중을 담당하는 요 미끄럼 베어링(30)을 거쳐서 선회 가능하게 지지되고, 요 미끄럼 베어링(30)의 연직 베어링재(33)를 타워(2)의 내주측 및 외주측중 적어도 한쪽에 구비하고 있으므로, 분할 구조가 가능한 요 미끄럼 베어링(30)을 채용하여, 타워(2)의 상부로부터 나셀(3)측의 미끄럼운동 부분을 끼워넣는 작업에 의해, 용이하게 조립할 수 있게 된다.
그런데, 상술한 실시형태 및 각 변형예의 미끄럼 베어링(30)은, 연직 베어링재(33)의 측면부 길이(H)에 대해서, 주로 평면부에서 모멘트 하중을 담당하는 미끄럼 베어링재 수평방향 길이(L)의 적어도 2배로 설정되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우의 측면부 길이(H)는 고정부(31)의 면과 접하여 미끄럼운동하는 연직 베어링재(33)의 상하방향 길이(도 2a 참조)이며, 미끄럼 베어링재 수평방향 길이(L)는, 도 2a 및 제 2 실시형태로서 도 12 등에 근거하여 후술하는 미끄럼 베어링(30A)과 같이, 주로 평면부에서 모멘트 하중을 담당하는 수평 베어링재(34) 좌우방향 길이(도 12 참조)이다.
이와 같이, 연직 베어링재(33)의 측면부 길이(H)를 충분히 확보한 미끄럼 베어링(30)은 나셀(3)측으로부터의 입력이 나셀(3)의 자중과 비교하여 대폭적으로 커지는 모멘트 하중을 확실하게 담당할 수 있다. 즉, 연직 베어링재(33)의 측면부 길이(H)를 충분히 확보하는 것에 의해 미끄럼운동면의 면적을 증대시켜, 나셀(3)측으로부터 큰 모멘트 하중이 작용해도 면압(面壓)을 억제하여 스무스한 선회를 가능하게 한다.
또, 상술한 실시형태 및 그 변형예에 있어서는, 예를 들어 도 9에 도시하는 제 6 변형예나 도 10에 도시하는 제 7 변형예와 같이, 미끄럼 베어링재의 수평방향 접촉면을 경사면이나 곡면으로 하는 것이 바람직하다.
도 9에 도시하는 제 6 변형예에서는, 연직 베어링재(33)의 상단부에 경사 베어링재(35)가 마련되어 있다. 이 경사 베어링재(35)는 상술한 수평 베어링재(34)를 경사면으로 한 것이며, 타워(2)의 외주측으로부터 나셀(3)의 선회 중심방향을 향해서 내려가는 경사면으로 한 것이다. 이러한 경사면을 갖는 경사 베어링재(35)는, 주로 나셀(3)의 자중을 받는 수평 베어링재(34)의 기능에 부가하여, 모멘트 하중을 받을 수도 있다. 이 때문에, 이 변형예에 도시한 경사 베어링재(35)는 주로 모멘트 하중을 받는 연직 베어링재(33)의 기능을 보조하는 것이 된다. 즉, 경사 베어링재(35)는 모멘트 하중을 경사면에서 받을 수 있기 때문에, 타워(2)의 측면부에 걸리는 모멘트 하중을 감소시킬 수 있다.
또한, 상술한 경사 베어링재(35)는 나셀(3)의 선회 중심을 타워(2)의 축 중심에 맞추는 조심성을 갖고 있다. 즉, 나셀(3)의 선회 중심을 타워(2)측의 축 중심 방향으로 움직이는 힘이 작용하기 때문에, 나셀(3)의 선회 중심과 타워(2)의 축 중심의 어긋남이 적어지고, 맞물리는 고정·구동 기어 사이의 백래시(backlash)를 일정하게 유지할 수 있다.
이 때문에, 평면 지지를 행하는 종래의 미끄럼 베어링에서 문제가 되고 있던 편접촉이 생기기 어려워져, 미끄럼 베어링재에 생기는 편마모를 방지 또는 억제할 수 있다. 따라서, 타워(2)의 상단부에 헐거움이 생기지 않기 때문에, 타워(2)의 상단부에 설치되어 있는 나셀(3)의 선회 동작은 안정되게 된다.
또한, 경사 베어링면(35)과 접하는 원통 부재(2a)의 상단부에 대해서도, 경사 베어링면(35)에 맞춘 경사면으로 하는 것은 말할 필요도 없다.
또, 도 10에 도시하는 제 7 변형예와 같이, 상술한 경사 베어링재(35) 대신에 곡면 베어링재(36)를 채용해도 좋다. 이 곡면 베어링재(36)는 상술한 수평 베어링재(34)를 곡면으로 한 것이며, 타워(2)의 외주측으로부터 축 중심측을 향하여 하향의 경사면을 오목 곡면으로 형성한 것이다. 이러한 오목 곡면을 갖는 곡면 베어링재(36)는, 주로 나셀(3)의 자중을 받는 수평 베어링재(34)의 기능에 부가하여, 모멘트 하중을 받을 수도 있다. 이 때문에, 곡면 베어링재(36)는 주로 모멘트 하중을 받는 연직 베어링재(33)의 기능을 보조하는 것이 된다.
또한, 상술한 곡면 베어링재(36)는, 상술한 경사 베어링재(35)와 마찬가지로 선회축을 타워(2)의 축 중심에 맞추는 조심성을 갖고 있으므로, 미끄럼 베어링재에 생기는 편마모를 방지 또는 억제하여, 타워(2)의 상단부에 설치되는 나셀(3)의 선회 동작을 안정시킬 수 있다.
또한, 곡면 베어링면(36)과 접하는 원통 부재(2a)의 상단부에 대해서도, 곡면 베어링면(36)에 맞춘 경사면(볼록 곡면)으로 하는 것은 말할 필요도 없다.
또, 상술한 경사 베어링재(35) 및 곡면 베어링재(36)는 모두 타워(2)의 축 중심측을 향해서 내려가는 것이지만, 타워(2)의 축 중심측으로부터 외주면측을 향해서 내려가는 역방향의 경사면 또는 곡면으로 해도 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.
또한, 곡면 베어링재(36)는 상술한 오목 곡면에 한정되지는 않고, 예를 들어 볼록 곡면으로 해도 좋다.
그런데, 상술한 실시형태 및 그 변형예에 있어서는, 예를 들어 도 11a에 도시하는 바와 같이, 연직 베어링재(33)를 접촉면 방향으로 가압하는 코일 스프링 등의 탄성 부재(37)를 마련하는 것에 의해, 면압의 균일화를 도모한 스프링 예압 구조예가 도시되어 있다.
이 구성예에 있어서, 도면중의 도면부호(33a)는 연직 베어링재(33)의 베이스 부재이며, 예를 들어 연직 베어링재(33)를 고정하는 선회부(32)에 오목부(32a)를 마련하여 두고, 연직 베어링재(33) 및 탄성 부재(37)를 소정 위치에 설치한 후, 반대측의 개구부에 볼록부(38a)를 갖는 뚜껑형상의 누름판(38)을 볼트 고정하고 있다.
그리고, 본 발명에서는, 예를 들어 도 11b에 도시하는 바와 같이, 상술한 탄성 부재(37)의 반대측 단부를 지지하는 판형상의 보지 부재(37a)를 마련하고, 이 보지 부재(37a)에 대하여 피봇부(37b)를 형성하고 있다. 이 결과, 탄성 부재(37)의 보지 부재(37a)는, 연직 베어링재(33) 및 탄성 부재(37)가 오목부(32a)내의 소정 위치에 수납 설치된 상태에 있어서, 누름판(38)의 볼록부(38a)에 대하여 피봇 지지되어 있다.
그 결과, 타워(2)에 대한 나셀(3)의 경사량이, 탄성 부재(37)의 흡수 가능 범위를 초과하여 연직 베어링재(33)와 편접촉할 우려가 있을 경우에도, 연직 베어링재(33)에 의한 측면부의 누름을 피봇 지지에 의해 조정하여 접촉 면압을 균일하게 할 수 있다. 따라서, 편접촉을 한층더 확실하게 방지할 수 있게 되고, 미끄럼 베어링재에 생기는 편마모를 방지 또는 억제하여 나셀(3)의 선회 동작을 안정시킬 수 있다.
<제 2 실시형태>
다음에, 본 발명에 따른 풍력 발전 장치에 대해서, 제 2 실시형태를 도 12 내지 도 14에 근거하여 설명한다. 또한, 상술한 실시형태와 동일한 부분에는 동일한 부호를 부여하고, 그 상세한 설명은 생략한다.
이 실시형태에서는, 도 12에 도시하는 실시형태와 같이, 타워(2)의 상부에 설치된 나셀(3)이 주로 상하의 평면부에서 모멘트 하중을 담당하는 요 미끄럼 베어링(30A)을 거쳐서 선회 가능하게 지지되어 있다.
도시의 요 미끄럼 베어링(30A)은 수평 베어링재(34)가 타워(2)의 내주측에 배치되어 있다. 이 수평 베어링재(34)는, 같이 타워(2)의 내주측에 배치된 연직 베어링재(33)와 함께, 타워(2)측의 고정부(31A)에 고정되어 있다.
이 경우의 고정부(31A)는 원통 부재(2a)의 내주측에 마련한 상하 한쌍의 수평 대향판(39)이 이용되고, 양쪽 수평 대향판(39)의 대향면에 상하 한쌍의 수평 베어링재(34)가 고정되어 있다. 또한, 원통 부재(2a)의 내주면에는, 연직 베어링재(33)가 고정되어 있다.
한편, 나셀(3)측의 선회부(32A)는 대판(22)의 하면으로부터 수하된 부재가 타워(2)의 외주방향으로 절곡되어 수평 플랜지부(40)를 형성하는 대략 L자형의 단면 형상을 갖고 있다. 이러한 수평 플랜지부(40)는 상하 양면이 상술한 수평 베어링재(34)에 접하고, 또한 외주측 선단부가 상술한 연직 베어링재(33)에 접한 상태로 미끄럼운동한다.
이와 같이 구성된 요 미끄럼 베어링(30A)을 구비하고 있으므로, 분할 구조가 가능한 미끄럼 베어링 구조를 채용하여, 대형화에 따른 비용이나 육송 문제를 해결할 수 있다.
도 13에 도시하는 요 미끄럼 베어링(30A)의 제 1 변형예는, 상술한 실시형태와 달리, 수평 베어링재(34)가 타워(2)의 외주측에 배치되어 있다. 이 수평 베어링재(34)는, 같이 타워(2)의 외주측에 배치된 연직 베어링재(33)와 함께, 타워(2)측의 고정부(31A)에 고정되어 있다.
이 경우의 고정부(31A)는 원통 부재(2a)의 외주측에 마련한 상하 한쌍의 수평 대향판(39)이 이용되고, 양쪽 수평 대향판(39)의 대향면에 상하 한쌍의 수평 베어링재(34)가 고정되어 있다. 또한, 원통 부재(2a)의 외주면에는, 연직 베어링재(33)가 고정되어 있다.
한편, 나셀(3)측의 선회부(32A)는, 대판(22)의 하면으로부터 수하된 부재가 타워(2)의 축 중심 방향으로 절곡되어 수평 플랜지부(40)를 갖는 대략 L자형의 단면 형상으로 되고, 수평 플랜지부(40)의 상하 양면이 상술한 수평 베어링재(34)에 접하고, 또한 내주측 선단부가 상술한 연직 베어링재(33)에 접한 상태로 미끄럼운동한다.
이러한 구성의 요 미끄럼 베어링(30A)은 상술한 도 12의 실시형태와 마찬가지로 분할 구조가 가능한 미끄럼 베어링 구조로서, 대형화에 따른 비용이나 육송 문제를 해결할 수 있다.
도 14에 도시하는 요 미끄럼 베어링(30A)의 제 2 변형예는, 상술한 실시형태와 달리, 수평 베어링재(34)가 타워(2)의 내주측 및 외주측의 양쪽에 배치되어 있다. 이 수평 베어링재(34)는, 같이 타워(2)의 내주측 및 외주측에 배치된 연직 베어링재(33)와 함께, 타워(2)측의 고정부(31A)에 고정되어 있다.
이 경우의 고정부(31A)는 이중 원통 부재(2a')에 마련한 상하 한쌍의 수평 대향판(39)이 이용되고, 양쪽 수평 대향판(39)의 대향면에는, 타워(2)의 내외에 걸쳐서 상하 한쌍의 수평 베어링재(34)가 고정되어 있다. 또한, 이중 원통 부재(2a')의 내주면에는, 한쌍의 연직 베어링재(33)가 대향하여 고정되어 있다.
한편, 나셀(3)측의 선회부(32A)는, 대판(22)의 하면으로부터 수하된 부재가 수평 플랜지부(40)를 갖는 대략 T자형의 단면 형상으로 되고, 수평 플랜지부(40)의 상하 양면이 상술한 수평 베어링재(34)에 접하고, 또한 내주측 및 외주측의 선단부가 상술한 연직 베어링재(33)에 접한 상태로 미끄럼운동한다.
이러한 구성의 요 미끄럼 베어링(30A)은 상술한 도 12의 실시형태와 마찬가지로 분할 구조가 가능한 미끄럼 베어링 구조로서, 대형화에 따른 비용이나 육송 문제를 해결할 수 있다.
이와 같이, 본 실시형태에서는, 요 미끄럼 베어링(30A)의 연직 베어링재(33) 및 수평 베어링재(34)를 타워(2)의 내주측 및 외주측중 적어도 한쪽에 구비하고, 게다가, 연직 베어링재(33) 및 수평 베어링재(34)가 타워(2)측에 고정되어 있으므로, 풍력 발전 장치(1)에 조립된 요 미끄럼 베어링(30A)에 대하여, 특히 타워(2)의 내측으로부터 액세스할 수 있다는 이점이 있다. 이 때문에, 본 실시형태의 요 미끄럼 베어링(30A)에 대해서는, 양호한 유지보수성을 얻을 수 있다.
구체적으로 설명하면, 도 12, 도 13 및 도 14에 도시한 요 미끄럼 베어링(30A)은, 도 2b에 도시하는 요 미끄럼 베어링(30)과 마찬가지로, 원주방향을 복수로 분할하여 배치되어 있다. 이 때문에, 도 12의 내주 배치에서는, 타워(2)의 내부로부터 수평 베어링재(34), 연직 베어링재(33)에 액세스하여 유지보수가 가능하다. 또한, 수평 베어링재(34)의 상부측 및 안쪽의 연직 베어링재(33)는 인접하는 요 미끄럼 베어링(30A)과의 간극으로부터 액세스 가능하다.
또한, 도 13의 구조에 있어서도, 유지보수시에는, 타워(2)의 내부로부터 인접하는 요 미끄럼 베어링(30A)의 간극을 이용하여, 대상 개소에 액세스하는 것이 가능하다.
또한, 도 14의 구조에 있어서도, 유지보수시에는 마찬가지로 타워(2)의 내부로부터 대상 개소에 액세스 가능하다. 더욱이, 도 14의 구성에서는, 타워(2)의 양쪽 사이드에 베어링재가 있으므로, 결합 볼트로의 전도 모멘트가 완화되어, 최종적으로 타워 직경을 보다 작게 할 수 있는 이점이 있다.
<제 3 실시형태>
다음에, 본 발명에 따른 풍력 발전 장치에 대해서, 제 3 실시형태를 도 15에 근거하여 설명한다. 또한, 상술한 실시형태와 동일한 부분에는 동일한 부호를 부여하는 것으로 하여, 그 상세한 설명은 생략한다.
이 실시형태에서는, 타워(2)의 상부에 설치된 나셀(3)이, 주로 상하의 평면부에서 모멘트 하중을 담당하는 요 미끄럼 베어링(30B)을 거쳐서 선회 가능하게 지지되어 있다. 도 15에 도시하는 요 선회 미끄럼 베어링(30B)은 수평 베어링재(34)가 타워(2)의 내주측 및 외주측의 양쪽에 마련되어 있다. 이 수평 베어링재(34)는 연직 베어링재(33)와 함께 나셀(3)측에 고정되어 있다.
구체적으로는, 타워(2)의 상부에 마련한 고정부(31B)가 T자형으로 되고, 고정부(31B)를 둘러싸도록 배치한 선회부(32B)의 내주면에 연직 베어링재(33) 및 수평 베어링재(34)를 고정하는 것에 의해, 연직 베어링재(33) 및 수평 베어링재(34)가 타워(2)의 내주측 및 외주측의 양쪽에 배치되어 있다.
이러한 요 미끄럼 베어링(30B)을 구비한 풍력 발전 장치(1)는 분할 구조가 가능한 미끄럼 베어링 구조를 채용하는 동시에, 타워(2)의 상부 직경을 작게 하는 것이 가능해진다.
즉, 타워(2)의 상부에 T자형의 고정부(31B)를 마련하고, 선회부(32B)의 내주면에 연직 베어링재(33) 및 수평 베어링재(34)를 고정하여 타워(2)의 내주측 및 외주측의 양쪽에 배치하면, 타워(2)의 상부와 나셀(3)을 연결하는 볼트를 좌우 대칭으로 배치하는 것이 가능해진다. 따라서, 볼트에 작용하는 굽힘 모멘트가 작아져서 인발력(引拔力)을 저감할 수 있으므로, 볼트 개수를 적게 해서 타워(2)의 상부 직경을 작게 할 수 있다.
<제 4 실시형태>
다음에, 본 발명에 따른 풍력 발전 장치에 대해서, 제 4 실시형태를 도 16에 근거하여 설명한다. 또한, 상술한 실시형태와 동일한 부분에는 동일한 부호를 부여하는 것으로 하여, 그 상세한 설명은 생략한다.
이 실시형태에서는, 타워(2)의 상부에 설치된 나셀(3)이, 주로 상하의 평면부에서 모멘트 하중을 담당하는 요 미끄럼 베어링(30C)을 거쳐서 선회 가능하게 지지되어 있다. 도 16에 도시하는 요 선회 미끄럼 베어링(30C)은 수평 베어링재(34)가 타워(2)의 내주측에 배치되어 있다. 이 수평 베어링재(34)는 연직 베어링재(33)와 함께 나셀(3)측의 선회부(32C)에 고정되어 있다.
도시의 실시형태에서는, 고정부(31C) 및 수평 베어링재(34)를 곡면 형상으로 하여, 요 미끄럼 베어링(30C)에 조심성을 갖게 하고 있다. 도시의 곡면은 타워(2)의 축 중심 방향으로 내려가는 오목 곡면이지만, 볼록 곡면이나 경사면을 채용해도 좋다.
이와 같이 하여 조심성을 갖는 요 미끄럼 베어링(30C)은, 나셀(3)의 선회시에 미끄럼 베어링 부분이 편접촉하는 것에 의한 편마모를 방지 또는 억제할 수 있기 때문에, 나셀(3)의 선회 동작을 안정시킬 수 있다.
<제 5 실시형태>
다음에, 본 발명에 따른 풍력 발전 장치에 대해서, 제 5 실시형태를 도 17a, 도 17b에 근거하여 설명한다. 또한, 상술한 실시형태와 동일한 부분에는 동일한 부호를 부여하는 것으로 하여, 그 상세한 설명은 생략한다.
본 실시형태의 요 미끄럼 베어링(30D)에는, 스프링 예압 구조를 구비한 볼록 곡면의 연직 베어링재(33A)가 채용되어 있다. 도시의 요 미끄럼 베어링(30D)은 나셀(3)측의 선회부(32)에 고정되고, 타워(2)측의 고정부(31A)에는 볼록 곡면의 연직 베어링재(33A)와 접하는 오목 곡면부가 형성되어 있다.
연직 베어링재(33A)의 스프링 예압 기구는, 상술한 도 11a, 도 11b의 스프링 예압 구조와 실질적으로 동일하고, 도면중의 도면부호(32a)가 오목부, 도면부호(33a)가 베이스 부재, 도면부호(37)가 탄성 부재, 도면부호(38)가 누름판, 도면부호(38a)가 볼록부, 도면부호(33b)가 연직 베어링재(33A)를 볼록 곡면에 보지하는 볼록부 기재이다.
이러한 스프링 예압 기구를 채용하면, 상술한 피봇 지지와 대략 동일한 작용 효과가 얻어지고, 타워(2)에 대한 나셀(3)의 경사량이 탄성 부재(37)의 흡수 가능 범위를 초과해도, 접촉 면압을 균일하게 조정하여 편접촉을 방지할 수 있다. 따라서, 편접촉을 확실하게 방지하는 조심성이 얻어지므로, 미끄럼 베어링재에 생기는 편마모를 방지 또는 억제하여 나셀(3)의 선회 동작을 안정시킬 수 있다.
이와 같이, 상술한 본 발명의 풍력 발전 장치(1)는, 타워(2)와 나셀(3)을 연결하는 베어링에 분할 가능한 구조의 요 미끄럼 베어링을 채용하는 것에 의해, 대형화에 따라 선회 베어링에 생기게 되는 제문제, 즉 베어링 비용의 문제, 육송 문제, 편마모의 문제, 조립성의 문제 및 볼트 강도의 문제에 대해서, 적어도 하나를 해결하여 용이하게 대형화할 수 있다.
또 상술한 각 실시형태 및 그 변형예에 대해서는, 도시에 근거하여 설명한 것에 한정되지는 않고, 예를 들어 스프링 예압 기구를 수평 베어링재(34)에 채용하는 등 적절하게 조합시킨 구성이 가능하다.
또한, 본 발명은 상술한 실시형태에 한정되지는 않고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위내에서 적절하게 변경할 수 있다.
1 : 풍력 발전 장치 2 : 타워(지주)
2a : 원통 부재 2a' : 이중 원통 부재
2b : 타워 본체 2c : 플랜지부
3 : 나셀 20 : 요 선회 장치
21 : 고정 기어 22 : 베이스 부재(나셀 대판)
23 : 요 모터 24 : 구동 기어
30, 30A, 30B, 30C, 30D : 요 미끄럼 베어링
31, 31A, 31B : 고정부 32, 32A, 32B : 선회부
33, 33A : 연직 미끄럼 베어링재(연직 베어링재)
34 : 수평 미끄럼 베어링재(수평 베어링재)
35 : 경사 베어링재 36 : 곡면 베어링재
37 : 탄성 부재 38 : 누름판
38a : 볼록부 39 : 수평 대향판
40 : 수평 플랜지부

Claims (5)

  1. 타워상에 설치되는 나셀을 요 미끄럼 베어링을 거쳐서 선회 가능하게 지지하는 풍력 발전 장치에 있어서,
    상기 요 미끄럼 베어링의 미끄럼 베어링재를 타워의 내주측 및 외주측중 적어도 한쪽에 구비하는 동시에, 상기 미끄럼 베어링재의 측면부 길이(H)는 미끄럼 베어링재 수평방향 길이(L)의 적어도 2배로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는
    풍력 발전 장치.
  2. 타워상에 설치된 나셀이, 주로 상하의 평면부에서 전도방향 모멘트 하중을 담당하는 요 미끄럼 베어링을 거쳐서 선회 가능하게 지지되고, 상기 요 미끄럼 베어링의 미끄럼 베어링재를 상기 타워의 내주측 및 외주측중 적어도 한쪽에 구비하고, 상기 미끄럼 베어링재가 상기 타워측에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는
    풍력 발전 장치.
  3. 타워상에 설치된 나셀이, 주로 상하의 평면부에서 전도방향 모멘트 하중을 담당하는 요 미끄럼 베어링을 거쳐서 선회 가능하게 지지되고, 상기 요 미끄럼 베어링의 미끄럼 베어링재를 상기 타워의 내주측 및 외주측의 양쪽에 구비하고, 상기 미끄럼 베어링재가 상기 나셀측에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는
    풍력 발전 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 미끄럼 베어링재의 수평방향 접촉면은 상기 타워의 축선상에 중심을 갖는 곡면 또는 경사면인 것을 특징으로 하는
    풍력 발전 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 미끄럼 베어링재를 접촉면 방향으로 가압하는 탄성 부재를 마련하고, 상기 탄성 부재의 베이스 부재가 피봇 지지되어 있는 것을 특징으로 하는
    풍력 발전 장치.
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