KR20120139668A

KR20120139668A - 재생 에너지형 발전 장치 및 유압 펌프의 장착 방법

Info

Publication number: KR20120139668A
Application number: KR1020127010771A
Authority: KR
Inventors: 가즈히사 츠츠미; 다쿠 이치류우
Original assignee: 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
Priority date: 2011-04-05
Filing date: 2011-04-05
Publication date: 2012-12-27
Also published as: EP2530306A4; US8181455B2; EP2530306A1; IN2012DN03060A; US20120047886A1; CN102822512A; JP4969708B1; WO2012137312A1; AU2011310937A1; JPWO2012137312A1

Abstract

본 발명은 큰 토크의 전달이 가능해서, 주축이 대경의 경우라도, 용이하게 또한 저비용으로 가공이 가능한 유압 펌프의 고정 구조를 갖는 재생 에너지형 발전 장치 및 유압 펌프의 장착 방법을 제공한다. 주축(4)의 외주에 설치된 원통 부재(10)와 결합하도록, 주축(4)의 외주에 결합 부재(20)가 설치되어 있다. 결합 부재(20)는 고정부(21)와, 제 1 스플라인부(22)와, 제 1 핀(23)으로 구성되어 있다. 고정부(21)는 주축(4)의 둘레 방향을 따라 설치한 복수의 제 1 핀(23)에 의해, 주축(4)의 외주면에 고정되어 있다. 고정부(21)의 후단부측의 타단부에 연장설치된 제 1 스플라인부(22)는 주축(4)의 외주면과의 사이에 간극(S)을 갖고, 상기 간극(S)에 면하는 내주면에 제 1 스플라인 톱니(24)가 형성되어 있다. 이 간극(S)은 고정부(21)의 후단부측의 단부에 개구를 갖고 있다.

Description

재생 에너지형 발전 장치 및 유압 펌프의 장착 방법{RENEWABLE ENERGY TYPE GENERATING APPARATUS AND MOUNTING METHOD OF HYDRAULIC PRESSURE PUMP}

본 발명은, 유압 펌프 및 유압 모터를 조합한 유압 트랜스미션을 통해서, 로터의 회전 에너지를 발전기에 전달하는 재생 에너지형 발전 장치 및 그 유압 펌프의 장착 방법에 관한 것이다. 또한, 재생 에너지형 발전 장치는 바람, 조류, 해류, 하류 등의 재생가능한 에너지를 이용한 발전 장치이며, 예를 들어 풍력 발전 장치, 조류 발전 장치, 해류 발전 장치, 하류 발전 장치 등을 들 수 있다.

최근에, 지구 환경의 보전의 관점으로부터, 풍력을 이용한 풍력 발전 장치나, 조류, 해류 또는 하류를 이용한 발전 장치를 포함하는 재생 에너지형 발전 장치의 보급이 진행하고 있다. 재생 에너지형 발전 장치로는 바람, 조류, 해류 또는 하류의 운동 에너지를 로터의 회전 에너지로 변환하고, 또한 로터의 회전 에너지를 발전기에 의해 전력으로 변환한다.

이러한 종류의 재생 에너지형 발전 장치에서는, 종래에 로터의 회전수가 발전기의 정격 회전수에 비교해서 작기 때문에, 로터와 발전기 사이에 기계식(기어식)의 증속기를 설치하고 있었다. 즉, 로터의 회전수는 증속기에서 발전기의 정격 회전수까지 증속된 후, 발전기에 입력되도록 되어 있었다.

그런데, 발전 효율의 향상을 목적으로 해서 재생 에너지형 발전 장치의 대형화가 진행함에 따라, 증속기의 중량 및 비용이 증가하는 경향에 있다. 이 때문에, 기계식의 증속기에 대체해서, 유압 펌프 및 유압 모터를 조합한 유압 트랜스미션을 채용한 재생 에너지형 발전 장치가 주목을 받고 있다.

예를 들어, 특허문헌 1 및 2에는, 주축의 주위에 설치된 유압 펌프와, 유압 펌프의 압유에 의해 구동되는 유압 모터로 이루어지는 유압 트랜스미션을 구비한 풍력 발전 장치가 개시되어 있다. 이 풍력 발전 장치는 주축의 회전에 의해 유압 펌프를 구동시켜, 그 유압 펌프로부터 송급된 압유로 유압 모터를 회전시켜서 당해 유압 모터의 회전에 의해 발전기를 구동시키는 것이다.

미국 특허 출원 공개 제 2010/0032959 호 명세서 유럽 특허 출원 공개 제 09166576 호 명세서

그러나, 풍력 발전 장치의 주축의 토크는 매우 크고, 이 대 토크를 주축으로부터 유압 펌프에 어떻게 해서 전달할지가 문제가 된다. 일반적으로, 큰 토크를 전달하는 방법의 하나로서 스플라인을 사용한 것이 알려져 있다. 그런데, 풍력 발전 장치의 주축에는, 예를 들어 직경 1.5m 정도의 대경의 것이 있고, 이러한 대경의 주축에 스플라인을 가공하는 것은 곤란하고, 또한 비용도 부피가 커진다.

이 점, 특허문헌 1 및 2에는, 주축에의 유압 펌프의 구체적인 고정 구조가 개시되어 있지 않고, 유압 트랜스미션을 사용한 풍력 발전 장치에 있어서의 상기 문제의 해결책이 전혀 나타나 있지 않다.

또한, 풍력 발전 장치 이외의 재생 에너지형 발전 장치에 있어서도, 유압 트랜스미션을 사용하는 이상, 상기 문제를 해결할 필요가 발생한다.

따라서, 본 발명은 큰 토크의 전달이 가능하고, 주축이 대경의 경우라도, 용이하게 또한 저비용으로 가공이 가능한 유압 펌프의 고정 구조를 갖는 재생 에너지형 발전 장치 및 그 유압 펌프의 장착 방법을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

상술한 과제를 해결하는 본 발명에 관한 재생 에너지형 발전 장치는, 회전 블레이드가 설치된 허브와, 상기 허브에 일단부가 연결된 주축과, 제 1 스플라인 톱니를 갖고, 상기 주축과는 별체이며 상기 주축에 고정된 결합 부재와, 상기 제 1 스플라인 톱니에 맞물리는 제 2 스플라인 톱니를 갖고, 상기 주축의 주위에 설치된 원통 부재와, 상기 원통 부재를 통해서 상기 주축에 설치되는 유압 펌프와, 상기 유압 펌프로부터 공급되는 압유에 의해 구동되는 유압 모터와, 상기 유압 모터에 연결된 발전기를 구비하는 재생 에너지형 발전 장치이며,

상기 결합 부재의 제 1 스플라인 톱니와 상기 원통 부재의 제 2 스플라인 톱니를 맞물리게 하는 것에 의해, 상기 결합 부재를 통해서 상기 원통 부재를 상기 주축에 결합하는 것을 특징으로 한다.

상기 재생 에너지형 발전 장치에 따르면, 주축에 고정된 결합 부재의 제 1 스플라인 톱니와 유압 펌프가 고정된 원통 부재의 제 2 스플라인 톱니를 맞물리게 하도록 했으므로, 결합 부재 및 원통 부재를 통해서 큰 토크를 주축으로부터 유압 펌프에 전달할 수 있다.

또한, 상기 결합 부재 및 상기 원통 부재는 주축과는 별체이므로, 주축이 대경의 경우라도, 결합 부재 및 원통 부재를 각각 용이하게 또한 저비용으로 스플라인 가공할 수 있다.

또한, 상기 결합 부재는,

상기 주축의 외주면에 고정되는 고정부와,

상기 주축의 외주면과의 사이에 간극을 갖고 상기 간극에 면하는 내주면에 상기 제 1 스플라인 톱니가 형성된 제 1 스플라인부를 포함하고,

상기 원통 부재는 외주면의 일부에 상기 제 2 스플라인 톱니가 형성된 제 2 스플라인부를 갖고,

상기 주축과 상기 제 1 스플라인부 사이의 상기 간극에 상기 제 2 스플라인부가 삽입되어, 상기 제 1 스플라인 톱니와 상기 제 2 스플라인 톱니가 맞물려서 있어도 된다.

이와 같이, 원통 부재의 외주에 제 2 스플라인 톱니를 형성함으로써, 주축의 외주면과의 사이에 간극을 갖도록 원통 부재의 내주에 제 2 스플라인 톱니를 형성하는 경우에 비해, 원통 부재(특히 제 2 스플라인부)를 얇게 할 수 있다. 그 때문에, 원통 부재에 설치되는 유압 펌프의 외경을 작게 할 수 있고, 유압 펌프를 콤팩트화 할 수 있다.

또한, 상기 주축과 상기 제 1 스플라인부 사이의 상기 간극은 상기 주축의 축방향에 있어서의 상기 허브로부터 먼 측의 단부에 있어서 개구되어 있고,

상기 제 2 스플라인부는 상기 간극의 개구된 상기 단부측으로부터 상기 간극내에 삽입되어 있어도 된다.

이와 같이, 결합 부재의 제 1 스플라인부의 개구를 허브로부터 먼 측의 단부에 설치하고, 상기 제 1 스플라인부의 개구로부터 주축과 제 1 스플라인부와의 간극에 원통 부재의 제 2 스플라인부를 삽입할 경우, 원통 부재 및 이것에 설치되는 유압 펌프는 결합 부재보다도 허브의 멀리 위치하게 된다.

그 때문에, 허브와는 반대측의 축방향으로 원통 부재를 이동시킴으로써, 원통 부재 및 이것에 설치된 유압 펌프를 주축으로부터 제거할 수 있다. 또한, 결합 부재를 주축에 설치한 상태에서, 원통 부재를 허브측으로 이동시킴으로써, 제 2 스플라인부를 간극내에 삽입해서 제 1 스플라인부와 결합시킬 수 있다.

즉, 결합 부재를 주축에 설치한 채, 메인터넌스 빈도가 높은 유압 펌프를 주축에 대하여 탈착할 수 있다.

또한, 상기 결합 부재의 상기 고정부는 상기 주축의 둘레 방향을 따라 설치한 복수의 핀에 의해 상기 주축의 외주면에 고정되어 있어도 된다.

이와 같이 복수의 핀으로 결합 부재의 고정부를 주축에 고정함으로써, 큰 토크를 결합 부재에 전달할 수 있다.

또한, 상기 결합 부재는, 상기 주축의 상기 허브에 연결된 상기 일단부와는 반대측의 타단부에 고정되는 고정부와, 외주면에 상기 제 1 스플라인 톱니가 형성된 제 1 스플라인부를 포함하는 상기 주축의 직경 이하의 외경을 갖는 원통 형상 또는 원기둥 형상이며,

상기 원통 부재는 내주면에 상기 제 2 스플라인 톱니가 형성된 제 2 스플라인부를 갖는 것으로서도 좋다.

이와 같이, 주축의 직경 이하의 외경을 갖는 결합 부재를, 주축의 허브와는 반대측의 단부(주축의 타단부)에 고정함으로써, 원통 부재를 허브와는 반대측의 축방향으로 이동시키는 것에 의해, 원통 부재 및 이것에 설치되는 유압 펌프를 주축으로부터 제거하는 것이 가능하게 된다. 또한, 주축에 결합 부재를 설치한 상태에서, 원통 부재를 허브측으로 이동시킴으로써, 원통 부재의 제 2 스플라인부를 제 1 스플라인부와 결합시킬 수 있다.

또한, 상기 결합 부재의 상기 고정부는, 상기 고정부와 상기 주축의 상기 타단부와의 접합면에 있어서 상기 주축의 둘레 방향을 따라 설치된 복수의 핀과, 상기 결합 부재를 관통하도록 상기 주축의 축방향으로 연장되는 체결 부재에 의해, 상기 주축의 상기 타단부에 고정되어 있어도 된다.

이와 같이, 결합 부재의 고정부와 주축의 타단부와의 접합면에 복수의 핀을 설치함으로써, 큰 토크를 주축으로부터 결합 부재에 확실하게 전달할 수 있다.

또한, 주축의 회전에 의해 토크가 핀에 작용하면, 주축의 축방향을 따른 성분을 갖는 힘이 결합 부재에 작용하고, 결합 부재는 핀에 의해 허브와는 반대측으로 압출된다. 따라서, 상기 체결 부재를 설치함으로써, 결합 부재를 주축의 타단부에 확실하게 고정할 수 있다.

또한, 상기 접합면은, 상기 주축으로부터 상기 결합 부재를 향해서 상기 주축의 축방향으로 돌출하는 볼록부와, 상기 결합 부재로부터 상기 주축을 향해서 상기 주축의 축방향으로 함몰하는 오목부가 상기 주축의 둘레 방향에 교대로 설치된 요철 형상을 갖고,

상기 복수의 핀은 상기 주축의 회전 방향을 따라서 상기 볼록부로부터 상기 오목부로 이행하는 상기 볼록부와 상기 오목부와의 경계선에 설치되어 있어도 된다.

이와 같이, 상기 핀을 상기 볼록부와 상기 오목부와의 경계선에 설치하고, 핀이 주축 또는 결합 부재에 대하여 다시 밀치는 면압의 합력 벡터를 주축의 둘레 방향을 향해서 기울이는 것에 의해, 핀이 주축과 결합 부재를 분리하려고 하는 주축 축방향의 분력을 작게 할 수 있다.

또한, 상기 접합면은 상기 볼록부와 상기 오목부가 주축의 둘레 방향에 교대로 설치된 요철 형상을 갖고 있고, 상기 볼록부와 상기 오목부가 끼워맞춰져 있기 때문에, 주축의 토크의 일부를 그 끼워맞춤 개소를 통해서 전달할 수 있다. 이에 의해, 핀에서 부담해야 할 토크를 저감할 수 있다.

또한, 상기 결합 부재 및 상기 원통 부재에 또한 걸쳐서, 상기 제 1 스플라인 톱니와 상기 제 2 스플라인 톱니의 맞물림부를 덮도록 상기 결합 부재 및 상기 원통 부재의 상기 허브로부터 먼 측의 단부에 설치되는 환상 가압판을 더 구비하고,

상기 환상 가압판에 의해, 상기 결합 부재에 대한 상기 원통 부재의 상기 주축의 축방향의 빠져나감을 방지해도 좋다.

이에 의해, 원통 부재 및 이것에 설치된 유압 펌프의 빠져나감을 방지할 수 있다.

또한, 상기 주축을 장치 본체측에 회전 가능하게 지지하는 한쌍의 주축 베어링을 더 구비하고, 상기 결합 부재, 상기 원통 부재 및 상기 유압 펌프는 상기 한쌍의 주축 베어링 사이에 배치되어 있어도 된다.

이와 같이, 결합 부재, 원통 부재 및 유압 펌프를 한쌍의 주축 베어링 사이에 배치함으로써, 허브에 가까운 측의 주축 베어링을 주축에 접촉시킨 채의 상태에서, 주축 베어링보다도 메인터넌스 빈도가 높은 유압 펌프의 탈착이 가능하게 된다. 허브에 가까운 측의 주축 베어링을 제거하는 수고를 생략하는 것에 의해 유압 펌프의 탈착 작업을 단시간에 용이하게 실시할 수 있다.

또한, 상기 주축을 장치 본체측에 회전 가능하게 지지하는 한쌍의 주축 베어링을 더 구비하고, 상기 결합 부재, 상기 원통 부재 및 상기 유압 펌프는 상기 한쌍의 주축 베어링보다도 상기 허브로부터 먼 측에 배치되어 있어도 된다.

이와 같이, 결합 부재, 원통 부재 및 유압 펌프를 한쌍의 주축 베어링보다도 허브로부터 먼 측에 배치함으로써, 한쌍의 주축 베어링을 주축에 접촉시킨 채의 상태에서, 주축 베어링보다도 메인터넌스 빈도가 높은 유압 펌프의 탈착이 가능하게 된다. 주축 베어링을 제거하는 수고를 생략하는 것에 의해 유압 펌프의 탈착 작업을 단시간에 용이하게 실시할 수 있다.

또한, 상기 재생 에너지형 발전 장치는, 상기 회전 블레이드에서 바람을 받아서 상기 주축을 회전시킴으로써 상기 발전기를 구동하는 풍력 발전 장치이라도 좋다.

또한, 본 발명에 관한 유압 펌프의 장착 방법은, 회전 블레이드가 설치된 허브와, 상기 허브에 연결된 주축과, 상기 주축의 주위에 설치되는 유압 펌프와, 상기 유압 펌프로부터 공급되는 압유에 의해 구동되는 유압 모터와, 상기 유압 모터에 연결된 발전기를 구비하는 재생 에너지형 발전 장치의 유압 펌프의 장착 방법이며,

상기 주축과는 별체이며, 제 1 스플라인 톱니를 갖는 결합 부재를 상기 주축에 고정하는 공정과,

상기 제 1 스플라인 톱니에 맞물리는 제 2 스플라인 톱니를 갖는 원통 부재의 외주에 상기 유압 펌프를 조립하는 공정과,

상기 결합 부재의 제 1 스플라인 톱니와 상기 원통 부재의 제 2 스플라인 톱니를 맞물리게 하고, 상기 결합 부재를 통해서, 상기 유압 펌프가 외주에 조립된 상기 원통 부재를 상기 주축에 결합하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 유압 펌프의 장착 방법에 따르면, 주축에 고정된 결합 부재의 제 1 스플라인 톱니와 유압 펌프가 고정된 원통 부재의 제 2 스플라인 톱니를 맞물리게 하도록 했으므로, 결합 부재 및 원통 부재를 통해서 큰 토크를 주축으로부터 유압 펌프에 전달할 수 있다.

또한, 상기 결합 부재 및 상기 원통 부재는 주축과는 별체이므로, 결합 부재 및 원통 부재를 각각 용이하게 또한 저비용으로 스플라인 가공할 수 있다. 또한, 유압 펌프를 원통 부재의 외주에 미리 조립해 두고, 이 원통 부재를 결합 부재를 통해서 주축에 결합함으로써, 유압 펌프의 주축에 대한 탈착 작업을 용이하게 행할 수 있다.

또한, 상기 결합 부재는,

상기 주축의 외주면에 고정되는 고정부와,

상기 주축의 외주면과의 사이에 간극을 갖고 상기 간극에 접하는 내주면에 상기 제 1 스플라인 톱니가 형성된 제 1 스플라인부를 포함하고,

상기 원통 부재를 상기 주축에 결합하는 공정에서는, 상기 주축과 상기 제 1 스플라인부 사이의 상기 간극에 상기 원통 부재의 상기 제 2 스플라인부를 삽입해서, 상기 제 1 스플라인 톱니와 상기 제 2 스플라인 톱니를 맞물리게 해도 좋다.

또한, 상기 결합 부재는, 상기 주축의 상기 허브에 연결된 상기 일단부와는 반대측의 타단부에 고정되는 고정부와, 외주면에 상기 제 1 스플라인 톱니가 형성된 제 1 스플라인부를 포함하는 상기 주축의 직경 이하의 외경을 갖는 원기둥 형상이며,

상기 원통 부재는 내주면에 상기 제 2 스플라인 톱니가 형성된 제 2 스플라인부를 갖고,

상기 원통 부재를 상기 주축에 결합하는 공정에서는, 상기 유압 펌프가 외주에 조립된 상기 원통 부재를 상기 결합 부재로부터 상기 주축을 향해서 상기 주축의 축방향을 따라서 움직여서, 상기 원통 부재를 상기 결합 부재의 주위에 끼워넣어, 상기 제 1 스플라인 톱니와 상기 제 2 스플라인 톱니를 맞물리게 해도 좋다.

상기 결합 부재는 주축의 일단부와는 반대측의 타단부에 고정되어서, 주축의 직경 이하의 외경을 갖고 있으므로, 원통 부재를 허브와는 반대측의 축방향으로 이동시키는 것에 의해, 원통 부재 및 이것에 설치되는 유압 펌프를 주축으로부터 제거할 수 있다. 또한, 주축에 결합 부재를 설치한 상태에서, 원통 부재를 허브측으로 이동시킴으로써, 원통 부재의 제 2 스플라인부를 제 1 스플라인부와 결합시킬 수 있다. 즉, 결합 부재를 주축에 설치한 채, 메인터넌스 빈도가 높은 유압 펌프를 주축에 대하여 탈착할 수 있다.

본 발명에 따르면, 큰 토크의 전달이 가능해서, 주축이 대경의 경우라도, 용이하게 또한 저비용으로 가공이 가능한 유압 펌프의 고정 구조를 실현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 풍력 발전 장치의 정상부를 확대해서 도시하는 개략 단면도이다.
도 2는 주축에 설치된 유압 펌프의 주변을 도시하는 확대도이다.
도 3은 도 2의 A-A 단면도이다.
도 4는 한쌍의 주축 베어링 사이에서도 후단부측의 주축의 외주에 설치된 유압 펌프, 원통 부재 및 결합 부재를 도시하는 개략 단면도이다.
도 5는 제 2 실시형태에 관한 풍력 발전 장치의 유압 펌프의 주변 구조를 도시하는 확대도이다.
도 6은 도 5의 B 화살표 도면이다.
도 7은 도 5의 C 화살표 도면이며, 고정부와 주축의 후단부측의 단부와의 접합면을 도시하고 있다.
도 8은 도 7의 D부 확대도이다.
도 9는 주축의 접합면을 주축의 후방으로부터의 화살표 도면이다.
도 10은 주축과 결합 부재와의 평탄한 접합면에 설치한 제 2 핀의 면압 분포를 도시하는 도면이다.
도 11은 주축의 회전 방향을 따라서 볼록부로부터 오목부로 이행하는 경계선에 설치한 제 2 핀의 면압 분포를 도시하는 도면이다.
도 12는 한쌍의 주축 베어링 사이의 주축의 외주에 설치된 유압 펌프, 원통 부재 및 결합 부재를 도시하는 개략 단면도이다.

이하, 본 발명에 관한 재생 에너지형 발전 장치의 실시형태에 대해서 도면을 사용해서 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는, 본 발명을 풍력 발전 장치에 적용했을 경우에 대해서 설명하지만, 이것에 한정되는 것이 아니고, 본 발명은 조류, 해류 또는 하류를 이용한 발전 장치를 포함하는 다른 종류의 재생 에너지형 발전 장치에도 적용할 수 있다.

또한, 이하의 실시예에 기재되어 있는 구성 부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대 배치 등은 특히 특정적인 기재가 없는 한, 본 발명의 범위를 그것만으로 한정하는 취지가 아니고, 단순한 설명 예에 지나지 않는다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 풍력 발전 장치의 정상부를 확대해서 도시하는 개략 단면도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시형태에 관한 풍력 발전 장치(1)는, 회전 블레이드(2)가 설치된 허브(3)와, 허브(3)에 일단부가 연결된 주축(4)과, 주축(4)의 주위에 설치된 유압 펌프(5)와, 유압 펌프(5)로부터 공급되는 압유에 의해 구동되는 유압 모터(6)와, 유압 모터(6)에 연결된 발전기(7)를 구비하고 있다. 또한, 주축(4), 유압 펌프(5), 유압 모터(6) 및 발전기(7)는 타워(15) 위에 설치된 나셀(16) 내에 설치된다. 유압 펌프(5)는 주축(4)을 나셀(16)측에 회전 가능하게 지지하는 한쌍의 주축 베어링(8, 9) 사이에 배치되어 있다. 또한, 유압 펌프(5)는 주축(4)의 외주에 설치된 원통 부재(10)를 통해서 주축(4)에 설치되어 있다.

또한, 유압 펌프(5)는 고압유 유로(17A) 및 저압유 유로(17B)를 통해서 유압 모터(6)에 접속되어 있다. 고압유 유로(17A)는 유압 펌프(5)의 토출측과 유압 모터(6)의 흡입측 사이에 설치되고, 유압 펌프(5)에서 생성된 고압유가 흐른다. 한편, 저압유 유로(17B)는 유압 모터(6)의 토출측과 유압 펌프(5)의 흡입측 사이에 설치되고, 유압 모터(6)에서 임무를 한 후의 저압유가 흐른다.

도 2는 주축(4)에 설치된 유압 펌프(5)의 주변을 도시하는 확대도이다. 도 3은 도 2의 A-A 단면도이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 주축(4)의 외주에 설치된 원통 부재(10)와 결합하도록, 주축(4)의 외주에 결합 부재(20)가 설치되어 있다.

결합 부재(20)는 주축(4)의 주위에 환상에 설치되어 있고, 일단부에 설치된 고정부(21)와, 타단부에 설치된 제 1 스플라인부(22)로 구성되어 있다.

고정부(21)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 주축(4)의 둘레 방향을 따라 설치한 복수의 제 1 핀(23)에 의해, 주축(4)의 외주면에 고정되어 있다. 복수의 제 1 핀(23)으로 결합 부재(20)의 고정부(21)를 주축(4)에 고정하고 있으므로, 큰 토크를 주축(4)으로부터 결합 부재(20)에 전달할 수 있다.

또한, 주축(4)에는 제 1 핀(23) 주변으로 단차가 설치되어 있고, 고정부(21)도 주축(4)에 대응하는 단차 형상으로 이뤄져 있다. 주축(4)의 단차와 고정부(21)의 단차가 결합함으로써, 결합 부재(20)의 허브(3)측에의 움직임이 규제되어 있다.

고정부(21)의 허브(3)와는 반대측(이하, 후단부측이라고 한다)의 단부에 연장설치된 제 1 스플라인부(22)는 주축(4)의 외주면과의 사이에 간극(S)을 갖고, 상기 간극(S)에 면하는 내주면에 제 1 스플라인 톱니(내부 톱니)(24)가 형성되어 있다. 이 간극(S)은 허브(3)와는 반대측의 단부에 있어서 개구되어 있다.

결합 부재(20)와 결합하는 원통 부재(10)는 본체부(11)와, 제 2 스플라인부(12)로 구성되어 있다.

본체부(11)는 그 외주에 유압 펌프(5)가 설치되어 있다. 또한, 본체부(11)의 후단부측에는 환상의 스토퍼(13)가 설치되어 있고, 원통 부재(10)의 후단부측을 향하는 움직임이 규제되어 있다(즉, 원통 부재(10)의 빠져나감이 방지되어 있다). 이 스토퍼(13)는 주축(4)의 단차와 고정부(21)의 단차와의 상기 결합부와 더불어, 결합 부재(20) 및 원통 부재(10)의 주축(4)의 축방향의 움직임을 규제한다. 그 때문에, 원통 부재(10)에 설치된 유압 펌프(5)는 주축(4)의 축방향으로 부동이다.

본체부(11)의 허브측의 단부에 연장설치된 제 2 스플라인부(12)는 그 외주면에 제 2 스플라인 톱니(외부 톱니)(14)가 형성되어 있다.

제 2 스플라인부(12)는 그 제 2 스플라인 톱니(14)와 제 1 스플라인부(22)의 제 1 스플라인 톱니(24)가 맞물리도록 간극(S)내에 삽입되어 있다. 그리고, 제 2 스플라인 톱니(14)와 제 1 스플라인 톱니(24)를 맞물리게 하는 것에 의해, 원통 부재(10)는 결합 부재(20)를 통해서 주축(4)에 결합된다.

상술한 유압 펌프(5)의 고정 구조의 경우, 유압 펌프(5)의 주축(4)에의 설치는 이하의 수순으로 행한다.

우선, 제 1 스플라인 톱니(24)를 갖는 결합 부재(20)를 주축(4)의 외주에 배치하고, 제 1 핀(23)으로 주축(4)에 고정한다. 또한, 한쌍의 주축 베어링(8, 9)중 허브(3)측에 배치하는 주축 베어링(8)은 결합 부재(20)를 주축(4)의 외주에 장착하기 전에 주축(4)에 설치해 둔다.

한편, 원통 부재(10)의 외주에 유압 펌프(5)를 미리 조립하고, 원통 부재(10)와 유압 펌프(5)가 일체로 된 유압 펌프 유닛(18)으로 해서 둔다.

다음에, 유압 펌프 유닛(18)[원통 부재(10) 및 유압 펌프(5)]을 주축(4)의 후단부측으로부터 주축(4)의 외주에 배치한다. 계속해서, 유압 펌프 유닛(18)[원통 부재(10) 및 유압 펌프(5)]을 허브측으로 이동시키고, 원통 부재(10)의 제 2 스플라인부(12)를 간극(S)내에 삽입하고, 제 2 스플라인 톱니(14)와 제 1 스플라인 톱니(24)를 맞물리게 한다.

그 후, 유압 펌프 유닛(18)[원통 부재(10) 및 유압 펌프(5)]이 후단부측으로 빠져 나오지 않도록, 스토퍼(13)를 주축(4)의 외주에 설치한다.

마지막으로, 한쌍의 주축 베어링(8, 9)중 후단부측에 배치하는 주축 베어링(9)을 주축(4)의 외주에 설치한다.

그런데, 유압 펌프(5)에는, 도 2에 도시한 바와 같이, 원통 부재(10)의 본체부(11)의 외주에 설치된 링 캠(25)이나, 이 링 캠(25)에 의해 작동하는 피스톤(26)이나, 링 캠(25) 및 피스톤(26)을 수납하는 케이싱(27), 케이싱(27)과 원통 부재(10) 사이에 설치되는 펌프 베어링(28) 등의 다수의 부품으로 구성되는 것도 있다. 이와 같이 다수의 부품으로 구성되는 유압 펌프(5)는 주축 베어링(8, 9)에 비해 빈번히 메인터넌스를 행할 필요가 있다.

따라서, 원통 부재(10) 및 유압 펌프(5)를 한쌍의 주축 베어링(8, 9) 사이에 설치함으로써, 메인터넌스 빈도가 높은 유압 펌프(5)를 포함하는 유압 펌프 유닛(18)을 탈착할 때, 후단부측에 배치된 주축 베어링(9)만을 제거하는 것 만으로, 그 탈착을 행하는 것이 가능하게 된다. 즉, 주축 베어링(8) 및 결합 부재(20)를 접촉시킨 채 유압 펌프 유닛(18)의 탈착을 행하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 실시형태에서는, 한쌍의 주축 베어링(8, 9) 사이에 유압 펌프(5), 원통 부재(10) 및 결합 부재(20)를 설치했을 경우에 대해서 설명했지만, 이것에 한정되는 것이 아니고, 도 4에 도시한 바와 같이, 한쌍의 주축 베어링(8, 9) 사이에서도 후단부측의 주축(4)의 단부에 유압 펌프(5), 원통 부재(10) 및 결합 부재(20)를 설치해도 좋다. 또한, 도 4에 있어서, 도 2와 동일 부분에는 동일한 도면부호를 부여해서 설명을 생략한다.

이러한 경우에 있어서, 원통 부재(10) 및 유압 펌프(5)는 한쌍의 주축 베어링(8, 9)보다도 후단부측에 설치되어 있으므로, 한쌍의 주축 베어링(8, 9)을 제거하는 일이 없고, 원통 부재(10) 및 유압 펌프(5)를 제거할 수 있다. 그 때문에, 메인터넌스 빈도가 높은 유압 펌프(5)를 포함하는 유압 펌프 유닛(18)의 탈착 작업을 단시간에 용이하게 실시할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 실시형태에 있어서의 풍력 발전 장치(1)에 따르면, 주축(4)과는 별체의 결합 부재(20)를 설치함으로써, 주축(4)이 대경의 경우라도, 큰 토크를 원통 부재(10)를 통해서 유압 펌프(5)에 전달할 수 있다.

또한, 결합 부재(20) 및 원통 부재(10)는 주축(4)과는 별체이므로, 결합 부재(20) 및 원통 부재(10)를 각각 용이하게 또한 저비용으로 스플라인 가공할 수 있다.

그리고, 원통 부재(10)의 외주에 외부 톱니의 제 2 스플라인 톱니(14)가 형성되어 있으므로, 주축(4)의 외주면과의 사이에 간극을 갖도록 원통 부재(10)의 내주에 내부 톱니의 제 2 스플라인 톱니(14)를 형성하는 경우보다도, 제 2 스플라인부(12)를 얇게 할 수 있다. 그리고, 제 2 스플라인부(12)를 얇게 함으로써 원통 부재(10)에 설치된 상태의 유압 펌프(5)의 높이를 낮게 할 수 있다.

또한, 제 2 스플라인부(12)는 간극(S)의 후단부측의 개구로부터 간극(S)내에 삽입되어 있으므로, 제 2 스플라인부(12)를 갖는 원통 부재(10)를 후단부측으로 이동시킴으로써, 유압 펌프(5)를 주축(4)으로부터 제거할 수 있다. 또한, 유압 펌프(5)가 조립된 원통 부재(10)를 주축(4)의 후단부측으로부터 주축(4)의 외주에 설치한 후, 허브(3)측으로 이동시킴으로써, 제 2 스플라인부(12)를 간극(S)내에 삽입해서 제 1 스플라인부(22)와 결합시킬 수 있다. 즉, 결합 부재(20)를 주축(4)에 설치한 채, 메인터넌스 빈도가 높은 유압 펌프(5)를 주축(4)에 탈착할 수 있다.

다음에, 본 발명의 제 2 실시형태에 대해서 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 상기의 실시형태에 대응하는 부분에는 동일한 도면부호를 부여해서 설명을 생략하고, 주로 차이점에 대해서 설명한다.

도 5는 제 2 실시형태에 관한 풍력 발전 장치의 유압 펌프(5)의 주변 구조를 도시하는 확대도이다. 도 6은 도 5의 B 화살표 도면이다. 또한, 도 6에 있어서는, 설명을 쉽게 하기 위해서, 유압 펌프(5)를 생략하고 있다.

도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 본 실시형태에 관한 풍력 발전 장치(31)는 주축(4)의 후단부측의 단부에 설치된 원통 형상의 결합 부재(50)와, 이 결합 부재(50) 및 주축(4)의 외주에 설치된 원통 부재(40)와, 원통 부재(40)에 조립된 유압 펌프(5)를 구비하고 있다.

원통 부재(40)는 본체부(11)와, 내주면에 제 2 스플라인 톱니(내부 톱니)(44)가 형성된 제 2 스플라인부(42)로 구성되어 있다.

또한, 결합 부재(50)는 외주면에 제 1 스플라인 톱니(외부 톱니)(54)가 형성된 제 1 스플라인부(52)와, 주축(4)의 후단부측의 단부에 고정되는 고정부(51)로 구성되어 있다.

제 1 스플라인 톱니(54)는 원통 부재(40)의 제 2 스플라인 톱니(44)와 맞물리도록 설치되어 있다. 또한, 제 1 스플라인 톱니(54)와 제 2 스플라인 톱니(44)의 맞물림부를 덮도록 환상의 가압판(55)이, 결합 부재(50)의 후단부측의 단부면에, 결합 부재(50) 및 원통 부재(40)에 걸치도록 설치되어 있다. 이 가압판(55)에 의해, 원통 부재(40)의 후단부측으로의 빠져나감을 방지한다.

결합 부재(50)의 고정부(51)는, 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 주축(4)의 축방향을 따라서 설치된 복수의 체결 부재(56)와, 주축(4)의 둘레 방향을 따라 설치된 복수의 제 2 핀(53)에 의해, 주축(4)에 고정되어 있다.

체결 부재(56)는 결합 부재(50)를 관통하고, 주축(4)의 후단부측의 단부에 나사 결합하고 있다.

또한, 제 2 핀(53)은 고정부(51)와 주축(4)의 후단부측의 단부와의 접합면에 있어서 주축(4)의 둘레 방향에 소정의 간격으로 설치되어 있다.

원통 형상의 결합 부재(50)는, 그 외경이 주축(4)의 직경 이하가 되도록 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 5에 도시한 바와 같이, 결합 부재(50)의 외경은 주축(4)의 직경과 동일하여도 좋다.

도 7은 도 5의 C 화살표 도면이며, 고정부(51)와 주축(4)의 후단부측의 단부와의 접합면을 도시하고 있다. 또한, 도 8은 도 7의 D부 확대도이다. 도 9는 주축(4)의 접합면을 주축(4)의 후방으로부터 화살표 도면이다.

도 7 내지 도 9에 도시한 바와 같이, 고정부(51)와 주축(4)의 후단부측의 단부와의 접합면은 주축(4)으로부터 결합 부재(50)를 향해서 주축(4)의 축방향(도 7 및 도 8의 상하 방향)으로 돌출하는 볼록부(57)와, 결합 부재(50)로부터 주축(4)을 향해서 주축(4)의 축방향으로 함몰하는 오목부(58)가 주축(4)의 둘레 방향에 교대로 설치되어 이뤄지는 요철 형상을 갖고 있다.

제 2 핀(53)은 주축(4)의 회전 방향을 따라서 볼록부(57)로부터 오목부(58)로 이행하는 볼록부(57)와 오목부(58)의 경계선에 설치되어 있다. 이와 같이, 제 2 핀(53)을 볼록부(57)와 오목부(58)의 상기 경계선에 설치하는 것의 이유는 이하와 같다.

도 10은 주축(4)과 결합 부재(50)의 평탄한 접합면에 설치한 제 2 핀(53)의 면압 분포를 도시하는 도면이다. 도 11은 주축(4)의 회전 방향을 따라서 볼록부(57)로부터 오목부(58)로 이행하는 경계선에 설치한 제 2 핀(53)의 면압 분포를 도시하는 도면이다.

도 10에 도시한 바와 같이, 접합면(FL)이 평탄할 경우, 주축(4)의 회전에 의해 제 2 핀(53)은 주축(4)의 둘레 방향의 힘(F1)을 받고, 이 힘(F1)에 저항하기 위해서 제 2 핀(53)의 외주면의 법선 방향에 면압이 발생한다. 이 면압의 합력 벡터(F3)는 주축(4)의 둘레 방향의 분력이 힘(F1)으로 균형이 잡히고 있어, 주축(4)의 축방향의 분력에서 결합 부재(50)로부터 분리하는 방향으로 주축(4)을 누른다. 또한, 결합 부재(50)로부터 받는 반력(F2)에 의해도 마찬가지의 면압이 발생하고, 이 면압의 합력 벡터(F4)는 주축(4)의 둘레 방향의 분력이 반력(F2)으로 균형이 잡히고 있어, 주축(4)의 축방향의 분력에서 주축(4)으로부터 분리하는 방향으로 결합 부재(50)를 누른다.

결과적으로, 합력 벡터(F3)의 축방향 성분과 합력 벡터(F4)의 축방향 성분이 주축(4)과 결합 부재(50)를 분리하려고 한다. 물론, 예를 들어 체결 부재(56)에 의해 결합 부재(50)를 주축(4)에 고정함으로써, 주축(4)과 결합 부재(50)의 접합을 유지하는 것은 가능하지만, 체결 부재(56)의 개수가 증가해 버린다.

한편, 요철 형상의 접합면의 볼록부(57)와 오목부(58)의 상기 경계선에 제 2 핀(53)을 설치할 경우, 도 11에 도시한 바와 같이, 도 10에 도시한 면압 분포에 가해서 X 및 Y로 도시한 영역의 면압이 발생한다. 영역(X)의 면압은 모두 축방향 성분이 결합 부재(50)를 향하는 분력이기 때문에, 모든 면압의 합력 벡터(F30)는 합력 벡터(F3)(도 10 참조)에 비해 주축(4)의 둘레 방향을 향해서 기운다. 바꾸어 말하면, 합력 벡터(F30)의 축방향 성분은 합력 벡터(F3)에 비교해서 작아진다. 마찬가지로, 영역(Y)의 면압은 모두 축방향 성분이 주축(4)을 향하는 분력이기 때문에, 모든 면압의 합력 벡터(F40)는 합력 벡터(F4)(도 10 참조)에 비해 주축(4)의 둘레 방향을 향해서 기운다. 바꾸어 말하면, 합력 벡터(F40)의 축방향 성분은 합력 벡터(F4)에 비교해서 작아진다.

따라서, 요철 형상의 접합면의 볼록부(57)와 오목부(58)의 상기 경계선에 제 2 핀(53)을 설치함으로써, 주축(4)과 결합 부재(50)를 분리하려고 하는 축방향 성분의 힘을 작게 하고, 체결 부재(56)의 개수를 줄일 수 있다.

또한, 도 11에 도시한 바와 같이, 각도(θ)에 있어서의 면압을 P₀cosθ로 하면, 합력 벡터(F30)의 각도(β)는 다음과 같이 나타낸다.

여기서, f(x): 주축(4)의 둘레 방향의 분력, f(y): 주축(4)의 축방향의 분력이다.

이들 f(x), f(y)는 (2) 수학식, (3) 수학식으로 나타낸다.

상기 식을 사용하면, 예를 들어, α=0°의 경우(즉, 도 10의 경우)에는 β=32.5°로 되는 것에 대해, α=5°의 경우에서 β=29.6°으로 되고, α=10°의 경우에서 β=26.8°로 되는 것을 알았다.

우선, 결합 부재(50)를 제 2 핀(53) 및 체결 부재(56)로 주축(4)의 후단부측의 단부에 고정한다(도 5 참조). 또한, 한쌍의 주축 베어링(8, 9)은 결합 부재(50)를 주축(4)에 고정하기 전에 주축(4)의 외주에 설치해 둔다.

한편, 원통 부재(40)의 외주에 유압 펌프(5)를 미리 조립하고, 원통 부재(40)와 유압 펌프(5)가 일체가 된 유압 펌프 유닛(18)으로 해서 둔다.

다음에, 유압 펌프 유닛(18)[원통 부재(40) 및 유압 펌프(5)]을 주축(4)의 후단부측에서 주축(4)의 외주에 설치한다. 이때, 원통 부재(40)의 제 2 스플라인 톱니(44)를 결합 부재(50)의 제 1 스플라인 톱니(54)에 맞물리게 하면서 원통 부재(40)를 주축(4)의 외주에 설치한다.

마지막으로, 유압 펌프 유닛(18)[원통 부재(10) 및 유압 펌프(5)]이 후단부측으로 빠져 나오지 않도록, 가압판(55)을 설치한다.

또한, 유압 펌프 유닛(18)[원통 부재(40) 및 유압 펌프(5)]은 한쌍의 주축 베어링(8, 9)보다도 후단부측에 설치되어 있으므로, 유압 펌프 유닛(18)을 탈착할 때, 한쌍의 주축 베어링(8, 9)을 제거할 필요가 없다.

또한, 결합 부재(50)의 외경이 주축(4)의 직경 이하이기 때문에, 결합 부재(50)를 주축(4)에 설치한 채의 상태에서, 주축(4)에 설치되는 주축 베어링(8, 9)을 탈착할 수 있다. 따라서, 주축 베어링(8, 9)의 메인터넌스시라도, 결합 부재(50)는 주축(4)으로부터 제거할 필요가 없다.

또한, 본 실시형태에서는, 한쌍의 주축 베어링(8, 9)보다도 후단부측에 유압 펌프(5), 원통 부재(40) 및 결합 부재(50)를 설치했을 경우에 대해서 설명했지만, 이것에 한정되는 것이 아니고, 도 12에 도시한 바와 같이, 한쌍의 주축 베어링(8, 9) 사이에 유압 펌프(5), 원통 부재(40) 및 결합 부재(50)를 설치해도 좋다. 또한, 도 12에 있어서, 도 5와 동일한 부분에는 동일한 도면부호를 부여해서 설명을 생략한다. 이 경우에 있어서, 원통 부재(40) 및 유압 펌프(5)는 한쌍의 주축 베어링(8, 9) 사이에 설치되어 있으므로, 원통 부재(40) 및 유압 펌프(5)를 제거할 때는 후단부측에 배치된 주축 베어링(9)만을 제거하는 것 만으로, 이들의 제거가 가능하게 된다.

상술한 바와 같이, 본 실시형태에 있어서의 풍력 발전 장치(31)에 따르면, 주축(4)과는 별체의 결합 부재(50)를 설치함으로써, 주축(4)이 대경의 경우라도, 큰 토크를 원통 부재(40)를 통해서 유압 펌프(5)에 전달할 수 있다.

또한, 결합 부재(50) 및 원통 부재(40)는 주축(4)과는 별체이므로, 결합 부재(50) 및 원통 부재(40)를 각각 용이하게 또한 저비용으로 스플라인 가공할 수 있다.

그리고, 결합 부재(50)는 주축(4)의 후단부측의 단부에 고정되어서, 주축(4)의 직경 이하의 직경을 갖고 있으므로, 원통 부재(40)를 후단부측으로 이동시킴으로써, 유압 펌프(5)를 주축(4)으로부터 제거할 수 있다. 또한, 유압 펌프(5)가 조립된 원통 부재(40)를 주축(4) 및 결합 부재(50)의 외주에 설치함으로써, 원통 부재(40)의 제 2 스플라인 톱니(44)를 결합 부재(50)의 제 1 스플라인 톱니(54)에 맞물리게 할 수 있다. 즉, 결합 부재(50)를 주축(4)에 설치한 채, 메인터넌스 빈도가 높은 유압 펌프(5)를 주축(4)에 탈착할 수 있다.

또한, 복수의 제 2 핀(53)이, 결합 부재(50)와 주축(4)과의 접합면에 설치되어 있으므로, 큰 토크를 결합 부재(50)에 전달하고, 그 결합 부재(50)를 주축(4)과 일체화해서 회전시킬 수 있다.

주축(4)의 회전에 의해 토크가 제 2 핀(53)에 작용하면, 이 제 2 핀(53)이 결합 부재(50)에 압박할 수 있는 위치(즉, 결합 부재(50)로부터 제 2 핀(53)에 대하여 반력이 작용하는 위치)에 제 2 핀(53)을 통해서 주축(4)의 축방향으로의 힘이 작용하기 때문에, 제 2 핀(53)이 결합 부재(50)를 압출하는 것으로 되고, 제 2 핀(53)을 설치한 것 만으로는 결합 부재(50)가 주축(4)으로부터 분리되어 버린다. 그러나, 체결 부재(56)를 설치하고 있으므로, 결합 부재(50)를 주축(4)에 고정할 수 있다.

또한, 제 2 핀(53)을 볼록부(57)와 오목부(58)의 경계선에 설치하고, 주축(4)으로부터 제 2 핀(53)에 작용하는 힘과 결합 부재(50)로부터 제 2 핀(53)에 작용하는 반력과의 작용 위치를 주축(4)의 축방향으로 어긋나게 하는 것에 의해, 제 2 핀(53)이 결합 부재(50)에 압박할 수 있는 위치에 작용하는 주축(4)의 축방향으로의 힘의 방향을 주축(4)의 둘레 방향으로 기울일 수 있다. 이에 의해, 주축(4)의 축방향으로 작용하는 힘을 저감하고, 제 2 핀(53)이 결합 부재(50)를 압출하는 힘을 작게 할 수 있다.

그리고, 접합면은 볼록부(57)와 오목부(58)가 주축(4)의 둘레 방향에 교대로 설치된 요철 형상을 갖고 있고, 볼록부(57)와 오목부(58)가 끼워맞춰져 있기 때문에, 주축(4)의 토크의 일부를 그 끼워맞춤 개소를 통해서 전달할 수 있다. 이에 의해, 제 2 핀(53)에 작용하는 토크를 저감할 수 있다.

또한, 환상의 가압판(55)을 구비하고 있으므로, 원통 부재(40)의 빠져나감을 방지할 수 있다. 이에 의해, 유압 펌프(5)의 빠져나감을 방지할 수 있다.

또한, 상술한 실시형태에서는, 재생 에너지형 발전 장치의 구체예로서 풍력 발전 장치(1, 31)에 대해서 설명했지만, 본 발명은, 풍력 발전 장치(1, 31) 이외의 재생 에너지형 발전 장치에도 적용할 수 있다.

예를 들어, 조류, 해류 또는 하류를 이용한 발전 장치이며, 타워(15)가 해중 또는 수중에 가라앉혀져 있고, 회전 블레이드(2)에 의해 조류, 해류 또는 하류를 받는 것에 의해 주축(4)이 회전하는 것과 같은 발전 장치에 본 발명을 적용해도 좋다.

1 : 풍력 발전 장치 2 : 회전 블레이드
3 : 허브 4 : 주축
5 : 유압 펌프 6 : 유압 모터
7 : 발전기 8 : 주축 베어링
9 : 주축 베어링 10 : 원통 부재
11 : 본체부 12 : 제 2 스플라인부
13 : 스토퍼 14 : 제 2 스플라인 톱니
15 : 타워 16 : 나셀
17A : 고압유 유로 17B : 저압유 유로
18 : 유압 펌프 유닛 20 : 결합 부재
21 : 고정부 22 : 제 1 스플라인부
23 : 제 1 핀 24 : 제 1 스플라인 톱니
25 : 링 캠 26 : 피스톤
27 : 케이싱 28 : 펌프 베어링
31 : 풍력 발전 장치 40 : 원통 부재
42 : 제 2 스플라인부 44 : 제 2 스플라인 톱니
50 : 결합 부재 51 : 고정부
52 : 제 1 스플라인부 53 : 제 2 핀
54 : 제 1 스플라인 톱니 55 : 가압판
56 : 체결 부재 57 : 볼록부
58 : 오목부 S : 간극
FL : 접합면

Claims

회전 블레이드가 설치된 허브와,
상기 허브에 일단부가 연결된 주축과,
제 1 스플라인 톱니를 갖고, 상기 주축과는 별체이며 상기 주축에 고정된 결합 부재와,
상기 제 1 스플라인 톱니에 맞물리는 제 2 스플라인 톱니를 갖고, 상기 주축의 주위에 설치된 원통 부재와,
상기 원통 부재를 통해서 상기 주축에 설치되는 유압 펌프와,
상기 유압 펌프로부터 공급되는 압유에 의해 구동되는 유압 모터와,
상기 유압 모터에 연결된 발전기를 구비하는 재생 에너지형 발전 장치에 있어서,
상기 결합 부재의 제 1 스플라인 톱니와 상기 원통 부재의 제 2 스플라인 톱니를 맞물리게 하는 것에 의해, 상기 결합 부재를 통해서 상기 원통 부재를 상기 주축에 결합하는 것을 특징으로 하는
재생 에너지형 발전 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 결합 부재는,
상기 주축의 외주면에 고정되는 고정부와,
상기 주축의 외주면과의 사이에 간극을 갖고 상기 간극에 면하는 내주면에 상기 제 1 스플라인 톱니가 형성된 제 1 스플라인부를 포함하고,
상기 원통 부재는 외주면의 일부에 상기 제 2 스플라인 톱니가 형성된 제 2 스플라인부를 갖고,
상기 주축과 상기 제 1 스플라인부 사이의 상기 간극에 상기 제 2 스플라인부가 삽입되어, 상기 제 1 스플라인 톱니와 상기 제 2 스플라인 톱니가 맞물리고 있는 것을 특징으로 하는
재생 에너지형 발전 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 주축과 상기 제 1 스플라인부 사이의 상기 간극은 상기 주축의 축방향에 있어서의 상기 허브로부터 먼 측의 단부에 있어서 개구되어 있고,
상기 제 2 스플라인부는 상기 간극이 개구된 상기 단부측으로부터 상기 간극내에 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는
재생 에너지형 발전 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 결합 부재의 상기 고정부는, 상기 주축의 둘레 방향을 따라 설치한 복수의 핀에 의해, 상기 주축의 외주면에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는
재생 에너지형 발전 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 결합 부재는, 상기 주축의 상기 허브에 연결된 상기 일단부와는 반대측의 타단부에 고정되는 고정부와, 외주면에 상기 제 1 스플라인 톱니가 형성된 제 1 스플라인부를 포함하는 상기 주축의 직경 이하의 직경을 갖는 원통 형상 또는 원기둥 형상이며,
상기 원통 부재는 내주면에 상기 제 2 스플라인 톱니가 형성된 제 2 스플라인부를 갖는 것을 특징으로 하는
재생 에너지형 발전 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 결합 부재의 상기 고정부는, 상기 고정부와 상기 주축의 상기 타단부와의 접합면에 있어서 상기 주축의 둘레 방향을 따라 설치된 복수의 핀과, 상기 결합 부재를 관통하도록 상기 주축의 축방향으로 연장되는 체결 부재에 의해, 상기 주축의 상기 타단부에 고정되는 것을 특징으로 하는
재생 에너지형 발전 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 접합면은, 상기 주축으로부터 상기 결합 부재를 향해서 상기 주축의 축방향으로 돌출하는 볼록부와, 상기 결합 부재로부터 상기 주축을 향해서 상기 주축의 축방향으로 함몰하는 오목부가 상기 주축의 둘레 방향에 교대로 설치된 요철 형상을 갖고,
상기 복수의 핀은 상기 주축의 회전 방향을 따라서 상기 볼록부로부터 상기 오목부로 이행하는 상기 볼록부와 상기 오목부와의 경계선에 설치되는 것을 특징으로 하는
재생 에너지형 발전 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 결합 부재 및 상기 원통 부재에 걸쳐서, 상기 제 1 스플라인 톱니와 상기 제 2 스플라인 톱니의 맞물림부를 덮도록 상기 결합 부재 및 상기 원통 부재의 상기 허브로부터 먼 측의 단부에 설치되는 환상 가압판을 더 구비하고,
상기 환상 가압판에 의해, 상기 결합 부재에 대한 상기 원통 부재의 상기 주축의 축방향의 빠져나감을 방지하는 것을 특징으로 하는
재생 에너지형 발전 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 주축을 장치 본체측에 회전 가능하게 지지하는 한쌍의 주축 베어링을 더 구비하고,
상기 결합 부재, 상기 원통 부재 및 상기 유압 펌프는 상기 한쌍의 주축 베어링 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는
재생 에너지형 발전 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 주축을 장치 본체측에 회전 가능하게 지지하는 한쌍의 주축 베어링을 더 구비하고,
상기 결합 부재, 상기 원통 부재 및 상기 유압 펌프는 상기 한쌍의 주축 베어링보다도 상기 허브로부터 먼 측에 배치되는 것을 특징으로 하는
재생 에너지형 발전 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 재생 에너지형 발전 장치는,
상기 회전 블레이드에서 바람을 받아서 상기 주축을 회전시킴으로써 상기 발전기를 구동하는 풍력 발전 장치인 것을 특징으로 하는
재생 에너지형 발전 장치.
회전 블레이드가 설치된 허브와, 상기 허브에 연결된 주축과, 상기 주축의 주위에 설치되는 유압 펌프와, 상기 유압 펌프에서 공급되는 압유에 의해 구동되는 유압 모터와, 상기 유압 모터에 연결된 발전기를 구비하는 재생 에너지형 발전 장치의 유압 펌프의 장착 방법에 있어서,
상기 주축과는 별체이며, 제 1 스플라인 톱니를 갖는 결합 부재를 상기 주축에 고정하는 공정과,
상기 제 1 스플라인 톱니에 맞물리는 제 2 스플라인 톱니를 갖는 원통 부재의 외주에 상기 유압 펌프를 조립하는 공정과,
상기 결합 부재의 제 1 스플라인 톱니와 상기 원통 부재의 제 2 스플라인 톱니를 맞물리게 하고, 상기 결합 부재를 통해서, 상기 유압 펌프가 외주에 조립된 상기 원통 부재를 상기 주축에 결합하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는
유압 펌프의 장착 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 결합 부재는,
상기 주축의 외주면에 고정되는 고정부와,
상기 주축의 외주면과의 사이에 간극을 갖고 상기 간극에 접하는 내주면에 상기 제 1 스플라인 톱니가 형성된 제 1 스플라인부를 포함하고,
상기 원통 부재는 외주면의 일부에 상기 제 2 스플라인 톱니가 형성된 제 2 스플라인부를 갖고,
상기 원통 부재를 상기 주축에 결합하는 공정에서는, 상기 주축과 상기 제 1 스플라인부 사이의 상기 간극에 상기 원통 부재의 상기 제 2 스플라인부를 삽입하고, 상기 제 1 스플라인 톱니와 상기 제 2 스플라인 톱니를 맞물리게 하는 것을 특징으로 하는
유압 펌프의 장착 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 결합 부재는, 상기 주축의 상기 허브에 연결된 상기 일단부와는 반대측의 타단부에 고정되는 고정부와, 외주면에 상기 제 1 스플라인 톱니가 형성된 제 1 스플라인부를 포함하는 상기 주축의 직경 이하의 직경을 갖는 원통 형상 또는 원기둥 형상이며,
상기 원통 부재는 내주면에 상기 제 2 스플라인 톱니가 형성된 제 2 스플라인부를 갖고,
상기 원통 부재를 상기 주축에 결합하는 공정에서는, 상기 유압 펌프가 외주에 조립된 상기 원통 부재를 상기 결합 부재로부터 상기 주축을 향해서 상기 주축의 축방향을 따라서 움직여서, 상기 원통 부재를 상기 결합 부재의 주위에 끼워넣어, 상기 제 1 스플라인 톱니와 상기 제 2 스플라인 톱니를 맞물리게 하는 것을 특징으로 하는
유압 펌프의 장착 방법.