KR20140096183A - 풍력발전기용 요 브레이크 - Google Patents

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Abstract

풍렬발전용 요 브레이크가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 풍력발전기용 요 브레이크는 브레이크 패드로 디스크 판을 가압하여 타워에 대한 나셀의 회전을 조절하며, 실린더 홈이 형성된 몸체와 압력 유체의 공급에 따라 상기 실린더 홈에서 운동하는 피스톤을 포함하되, 상기 브레이크 패드에 가압력을 제공하는 유압 실린더부; 상기 몸체로부터 상기 디스크 판 측으로 일부 돌출되도록 상기 몸체의 일 측을 지지하는 제1사이드 클램프; 상기 몸체로부터 상기 디스크 판 측으로 일부 돌출되도록 상기 몸체의 타 측을 지지하며, 상기 제1사이드 클램프와 마주하는 제2사이드 클램프; 상기 피스톤과 상기 브레이크 패드 사이에 개재되고, 상기 제1사이드 클램프와 상기 제2사이드 클램프 사이에 배치되며, 상기 제2사이드 클램프와 대향하는 측부에는 베이스 빗면이 형성된 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트와 상기 제2사이드 클램프 사이에 배치되고, 상기 베이스 플레이트와 대향하는 측부에는 상기 베이스 빗면에 대응하는 웨지 빗면이 형성된 웨지; 및 상기 웨지 빗면이 상기 베이스 빗면을 따라 이동하기 위한 구동력을 제공함으로써, 상기 베이스 플레이트 및 상기 웨지를 각각 상기 제1사이드 클램프 및 상기 제2사이드 클램프에 접촉시키는 웨지 구동부를 포함한다.

Description

풍력발전기용 요 브레이크{YAW-BRAKE FOR WIND POWER GENERATOR}
본 발명은 요 브레이크에 관한 것으로, 보다 상세하게는 풍력발전기용 요 브레이크에 관한 것이다.
최근 들어 지구온난화, 고유가 등의 문제를 해결하기 위해 석유 자원을 대체할 대체 에너지 개발이 한창이다. 이러한 대체 에너지 중에서 풍력발전은 오염물질의 배출이 전혀 없고 환경을 훼손할 우려가 없다는 점에서 해당 기술에 대한 연구와 개발이 활발히 진행되고 있다.
풍력 발전기는 지면에 설치된 타워 상단에 나셀이 설치되고, 나셀에 설치된 허브가 전방에서 불어오는 바람에 의해 블레이드와 함께 회전하면서 전기에너지를 생성한다.
나셀은 타워에 대해 회전가능하며, 요 브레이크가 예를 들어 타워의 상단에 결합된 디스크 판을 가압하면서 나셀의 회전을 제동시킨다. 나셀의 회전을 제동하는 과정에서 요브레이크의 패드가 디스크에 밀착되기 때문에 요 브레이크에는 나셀의 회전 방향으로 힘이 전달된다.
이와 같이 요 브레이크에 나셀의 회전 방향으로 힘이 전달되면, 패드에 가압력을 제공하는 피스톤이 실린더 내부에서 한 쪽으로 치우치는 현상이 발생할 수 있다. 이 경우, 피스톤이 실린더 내벽을 손상시키거나 피스톤과 실린더 사이에 개재된 실링 부재가 파손되어 실린더에서 압력 유체가 누설되는 문제가 발생한다.
본 발명의 실시예는, 요 브레이크가 작동하는 과정에서 피스톤이 실린더 내에서 한 쪽으로 치우치는 것을 방지하도록 구성된 풍력발전기용 요 브레이크를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 브레이크 패드로 디스크 판을 가압하여 타워에 대한 나셀의 회전을 조절하는 풍력발전기용 요 브레이크에 있어서, 실린더 홈이 형성된 몸체와 압력 유체의 공급에 따라 상기 실린더 홈에서 운동하는 피스톤을 포함하되, 상기 브레이크 패드에 가압력을 제공하는 유압 실린더부; 상기 몸체로부터 상기 디스크 판 측으로 일부 돌출되도록 상기 몸체의 일 측을 지지하는 제1사이드 클램프; 상기 몸체로부터 상기 디스크 판 측으로 일부 돌출되도록 상기 몸체의 타 측을 지지하며, 상기 제1사이드 클램프와 마주하는 제2사이드 클램프; 상기 피스톤과 상기 브레이크 패드 사이에 개재되고, 상기 제1사이드 클램프와 상기 제2사이드 클램프 사이에 배치되며, 상기 제2사이드 클램프와 대향하는 측부에는 베이스 빗면이 형성된 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트와 상기 제2사이드 클램프 사이에 배치되고, 상기 베이스 플레이트와 대향하는 측부에는 상기 베이스 빗면에 대응하는 웨지 빗면이 형성된 웨지; 및 상기 웨지 빗면이 상기 베이스 빗면을 따라 이동하기 위한 구동력을 제공함으로써, 상기 베이스 플레이트 및 상기 웨지를 각각 상기 제1사이드 클램프 및 상기 제2사이드 클램프에 접촉시키는 웨지 구동부를 포함하는, 풍력발전기용 요 브레이크가 제공될 수 있다.
이때, 상기 웨지 구동부는, 상기 제2사이드 클램프에 결합하며, 상기 웨지의 일단과 마주하는 받침부를 가지는 받침 클램프; 및 상기 웨지와 상기 받침부 사이에 개재되는 스프링을 포함할 수 있다.
또한, 상기 웨지 빗면과 상기 베이스 빗면 중 어느 하나에는 길이방향을 따라 가이드 홈이 형성되고, 상기 웨지 빗면과 상기 베이스 빗면 중 다른 하나에는 상기 가이드 홈에 삽입되는 가이드 돌기가 형성될 수 있다.
또한, 상기 베이스 빗면은, 상기 제2사이드 클램프에 대해 경사진 제1베이스 빗면과 상기 제2사이드 클램프에 대해 상기 제1베이스 빗면과 반대 방향으로 경사진 제2베이스 빗면을 포함하고, 상기 웨지는, 상기 제1베이스 빗면에 대응하는 제1웨지 빗면을 가지는 제1웨지와, 상기 제2베이스 빗면에 대응하는 제2웨지 빗면을 가지는 제2웨지를 포함할 수 있다.
이때, 상기 웨지 구동부는, 상기 제1웨지 빗면이 상기 제1베이스 빗면을 따라 이동하기 위한 구동력을 제공하는 제1웨지 구동부와, 상기 제2웨지 빗면이 상기 제2베이스 빗면을 따라 이동하기 위한 구동력을 제공하는 제2웨지 구동부를 포함하고, 상기 제1웨지 구동부는, 상기 제2사이드 클램프에 결합하며, 상기 제1웨지의 일단과 마주하는 제1받침부를 가지는 제1받침 클램프; 및 상기 제1웨지와 상기 제1받침부 사이에 개재되는 제1스프링을 포함하고, 상기 제2웨지 구동부는, 상기 제2사이드 클램프에 결합하며, 상기 제2웨지의 일단과 마주하는 제2받침부를 가지는 제2받침 클램프; 및 상기 제2웨지와 상기 제2받침부 사이에 개재되는 제2스프링을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1웨지에는 관통홀이 형성되고, 상기 웨지 구동부는, 상기 제1웨지에 결합하며, 내부에 공간이 형성된 웨지 구동 실린더; 상기 웨지 구동 실린더 내부에 공급된 압력 유체의 유압으로 상기 웨지 구동 실린더 내부에서 이동하는 이동판; 및 일단이 상기 제2웨지에 고정 결합하고, 타단이 상기 관통홀을 통과하여 상기 이동판에 결합하는 연결 로드를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 나셀의 회전을 제동하는 과정에서 피스톤이 실린더 홈 내에서 한 쪽으로 치우치는 것을 방지함으로써, 피스톤과 실린더 홈 상호 간의 충격에 의한 손상을 방지할 수 있고, 실링 부재의 손상 및 압력 유체의 누설을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 A-A'선에 따른 단면도이고,
도 3은 도 2의 요 브레이크를 나타내는 저면도이다.
도 4는 도 2의 요 브레이크와 비교하기 위한 비교예에 따른 요 브레이크 일부를 나타내는 도면이다.
도 5 및 도 6은 도 4의 요 브레이크의 일부를 확대한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 요 브레이크를 나타내는 저면도이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 요 브레이크를 나타내는 저면도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 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 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 풍력발전기(1)는 산의 능선, 해상 또는 건물의 옥상과 같이 기류의 간섭이 최소화될 수 있는 장소에 설치될 수 있다. 풍력 발전기(1)의 타워(10)는 바닥면에 고정 설치된다.
타워(10)의 상단에는 나셀(30)이 회전 가능하게 설치된다. 타워(10)와 나셀(30) 사이에는 요 베어링(20)이 개재되어 나셀(30)이 타워(10)에 대해 회전할 수 있다.
요 베어링(20)은 외륜(21), 내륜(22) 및 볼(23)을 포함한다. 외륜(21)은 도 1에 도시된 바와 같이 타워(10)에 고정 결합될 수 있다. 또는 외륜(21)은 도시되지 않았으나 나셀(30)에 고정 결합될 수 있다.
내륜(22)은 도 1에 도시된 바와 같이 나셀(30)에 고정 결합될 수 있다. 또는 내륜(21)은 도시되지 않았으나 타워(10)에 고정 결합될 수 있다. 외륜(21)과 내륜(22) 사이에 볼(23)이 개재될 수 있다. 볼(23)은 외륜(21)과 내륜(22) 사이의 상대적인 회전 운동을 유도한다.
이와 같이 구성된 요 베어링(20)은 외륜(21)에 대해 내륜(22)이 회전하도록 작동하고, 이에 따라 나셀(30)은 타워(10)에 대해 회전할 수 있다.
타워(10)에는 링 형상의 디스크 판(11)이 고정 설치될 수 있다. 디스크 판(11)은 타워(10)의 상단보다 큰 외경을 가지며, 타워(10)의 외측으로 돌출될 수 있다. 이와 달리, 디스크 판(11)은 타워(10)의 상단보다 작은 내경을 가지며 타워(10)의 내측으로 돌출될 수도 있다.
나셀(30)의 전단부에는 허브(40)가 회전 가능하게 결합한다. 블레이드(50)들은 익형 단면을 가지며, 전방으로부터 불어오는 바람에 대해 일정한 받음각(angle of attack)을 갖도록 허브(40)에 결합된다. 풍력 발전기(1)의 전방에서 불어오는 바람은 블레이드(50)들의 표면을 스쳐 지나면서 양력을 발생시킨다. 발생된 양력은 블레이드(50)들과 허브(40)를 회전시키고, 회전력은 나셀(30)에 전달되어 전기 에너지로 변환된다.
요 브레이크(100)는 연결부재(60)를 통해 나셀(30)과 결합하며, 타워(10)에 대한 나셀(30)의 회전을 조절한다. 도 2는 도 1의 A-A'선에 따른 단면도이고, 도 3은 도 2의 요 브레이크를 나타내는 저면도이다. 참고로, 설명의 편의를 위해 도 3에서는 도 2에 도시된 브레이크 패드(160)를 생략하였다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 요 브레이크(100)는 디스크 판(11)을 사이에 두고 상하로 대향하여 설치될 수 있다. 디스크 판(11)의 상부 및 하부에 제공되는 요 브레이크들(100a, 100b)은 체결부재(미도시)에 의해 체결되며, 동일한 구조로 제공될 수 있다. 이하에서는 상부에 제공되는 요 브레이크(100a)를 중심으로 구성을 설명한다. 디스크 판(11)의 하부에 제공되는 요 브레이크(100b)는 상부에 제공되는 요 브레이크(100a)와 구성이 대칭될 수 있다.
본 실시예에 따른 요 브레이크(100a)는 유압 실린더부(110), 제1사이드 클램프(141), 제2사이드 클램프(142), 베이스 플레이트(150), 브레이크 패드(160), 웨지(171) 및 웨지 구동부(175)를 포함한다.
유압 실린더부(110)는 브레이크 패드(160)에 가압력을 제공한다. 유압 실린더부(110)는 몸체(111)와 피스톤(121)을 포함한다. 몸체(111)는 직육면체 형상의 블록으로, 실린더 홈(112)이 형성된다.
실린더 홈(112)은 예를 들어 원통 형상으로 이루어질 수 있고, 압력 유체 공급유로(113)와 연결된다. 압력 유체 공급유로(113)는 실린더 홈(112)의 상단과 연결될 수 있다. 압력 유체 공급유로(113)는 압력 유체 공급라인(130)을 통해 공급된 압력 유체를 실린더 홈(112)으로 공급하거나, 실린더 홈(112)에 공급된 압력 유체를 회수한다.
실린더 홈(112)에는 피스톤(121)이 삽입된다. 피스톤(121)은 실린더 홈(112)에 대한 압력 유체의 공급에 따라 실린더 홈(112)에서 운동할 수 있다. 실린더 홈(112)에 압력 유체가 공급되는 경우, 피스톤(121)은 압력 유체의 유압으로 실린더 홈(112)을 따라 하강하여 디스크 판(11)을 가압한다.
피스톤(121)의 외주면에는 홈(122)이 형성된다. 홈(122)은 피스톤(121)의 둘레를 따라 링 형상으로 형성된다. 홈(122)은 서로 이격하여 복수 개 형성될 수 있다.
홈(122)에는 실링 부재(123)가 삽입된다. 실링 부재(123)는 실린더 홈(112)의 내측면과 접촉되며, 실린더 홈(112)으로 공급된 압력 유체가 피스톤(121)의 하부로 누설되는 것을 방지한다. 실링 부재(123)는 오링(O-ring)을 포함할 수 있다.
몸체(111)의 일 측에는 제1사이드 클램프(141)가 고정 설치되고, 타 측에는 제2사이드 클램프(142)가 고정 설치될 수 있다. 제1사이드 클램프(141)와 제2사이드 클램프(142)는 몸체(111)로부터 디스크 판(11) 측으로 일부 돌출되도록 몸체(111)에 결합할 수 있다. 제1사이드 클램프(141)와 제2사이드 클램프(142)는 서로 마주하며, 하단이 몸체(111)의 저면보다 낮게 위치한다.
베이스 플레이트(150)는 도 2에서 알 수 있는 바와 같이 피스톤(121)과 브레이크 패드(160) 사이에 개재된다. 베이스 플레이트(150)는 피스톤(120)과 고정 결합하며, 피스톤(120)과 함께 이동한다.
베이스 플레이트(150)는 도 3에서 알 수 있는 바와 같이 제1사이드 클램프(141)와 제2사이드 클램프(142) 사이에 배치된다. 제1사이드 클램프(141)와 웨지(171)는 상호 접촉한다. 이 경우, 제1사이드 클램프(141)와 웨지(171)는 도 3에 도시된 바와 같이 면접촉할 수 있다. 대안적으로 도시되지 않았으나 제1사이드 클램프(141)와 웨지(171)는 일점 접촉 또는 다점 접촉 할 수 있음은 물론이다.
베이스 플레이트(150)는 베이스 빗면(152)을 가진다. 베이스 빗면(152)은 제2사이드 클램프(142)와 대향하는 베이스 플레이트(150)의 측부에 형성된다. 베이스 빗면(152)은 제2사이드 클램프(142)에 대해 경사지게 배치된다. 베이스 빗면(152)에는 가이드 홈(153)이 형성될 수 있다. 가이드 홈(153)은 베이스 빗면(152)의 길이 방향을 따라 연장될 수 있다.
대안적으로 도시되지 않았으나 후술하는 가이드 돌기가 베이스 빗면(152)에 형성된 경우 가이드 홈은 후술하는 웨지 빗면(172)에 형성될 수 있다.
디스크 판(11)과 대향하는 베이스 플레이트(150)의 일면에는 브레이크 패드(160)가 부착된다. 브레이크 패드(160)는 마찰력이 높은 재질로 제공될 수 있다. 브레이크 패드(160)는 탄성 재질로 제공될 수 있다.
요 브레이크(100a)가 나셀(30)의 회전을 제동할 때, 실린더 홈(112)에 공급된 압력 유체의 유압은 피스톤(121)과 베이스 플레이트(150), 그리고 브레이크 패드(160)를 통해 디스크 판(11)으로 전달되어 디스크 판(11)을 가압한다. 이와 같이 요 브레이크(100a)가 나셀(30)의 회전을 제동하는 과정에서 요 브레이크(100a)에는 나셀(30)의 회전 방향으로 힘이 전달된다.
예를 들어 도 4와 같이, 베이스 플레이트(150)와 제1사이드 클램프(141) 사이에 소정 간격(d)이 존재하는 경우, 베이스 플레이트(150)는 나셀(30)의 회전력에 의해 제1사이드 클램프(141) 쪽으로 밀리게 된다.
이 과정에서 피스톤(121)이 실린더 홈(112) 내에서 한 쪽으로 치우쳐 도 5와 같이 피스톤(121)의 외주면과 실린더 홈(112)의 내측면 사이 간격이 g1만큼 좁아질 수 있다.
베이스 플레이트(150)와 제1사이드 클램프(141) 사이의 간격(d)이 클수록, 피스톤(121)의 외주면과 실린더 홈(112)의 내측면 사이 간격이 좁아지게 되는데, 극단적으로 피스톤(121)이 실린더 홈(112)에 접촉하여 상호 손상될 수도 있다.
한편, 피스톤(121)이 실린더 홈(112) 내에서 한 쪽으로 치우치는 경우, 도 5에 도시된 피스톤(121)의 반대 측부에서는 도 6과 같이 피스톤(121)의 외주면과 실린더 홈(112)의 내측면 사이 간격이 g2만큼 넓어질 수 있다.
이 경우, 실링 부재(123)가 홈(122)에서 이탈되어 파손될 수 있고, 이로 인해, 실링 부재(123)의 실링력이 약화되어 실린더 홈(112)에 제공된 압력 유체가 외부로 누설될 수 있다.
도 3을 참조하면, 웨지(171)는 베이스 플레이트(150)와 제2사이드 클램프(142) 사이에 위치한다. 베이스 플레이트(150)와 대향하는 웨지(171)의 측부에는 웨지 빗면(172)이 형성된다. 웨지 빗면(172)은 베이스 플레이트(150)의 베이스 빗면(152)에 대응하는 각도로 경사진다.
제2사이드 클램프(142)와 웨지(171)는 상호 접촉한다. 이 경우, 제2사이드 클램프(142)와 웨지(171)는 도 3에 도시된 바와 같이 면접촉할 수 있다. 대안적으로 도시되지 않았으나 제2사이드 클램프(142)와 웨지(171)는 일점 접촉 또는 다점 접촉할 수 있음은 물론이다.
웨지 빗면(172)에는 가이드 돌기(173)가 형성될 수 있다. 가이드 돌기(173)는 베이스 플레이트(150)의 가이드 홈(153)에 삽입된다. 가이드 돌기(173)는 웨지(171)의 이동과 함께 가이드 홈(153)을 따라 이동하며, 웨지(171)가 베이스 플레이트(150)로부터 이탈하는 것을 방지한다.
대안적으로 도시되지 않았으나 가이드 홈이 웨지 빗면(172)에 형성된 경우 가이드 돌기는 베이스 빗면(152)에 형성될 수 있다.
웨지 구동부(175)는 웨지(171)가 베이스 빗면(152)을 따라 이동하기 위한 구동력을 제공함으로써 베이스 플레이트(150)를 제1사이드 클램프(141)에 접촉시키고, 웨지(171)를 제2사이드 클램프(142)에 접촉시킨다.
웨지 구동부(175)는 받침 클램프(176)와 스프링(177)을 포함하여 구성될 수 있다.
받침 클램프(176)는 제2사이드 클램프(142)에 결합하며, 받침부(176a)를 가진다. 받침부(176a)는 웨지(171)의 일단과 마주하여 배치된다. 스프링(177)은 압축된 상태에서 웨지(171)의 일단과 받침부(176a) 사이에 재재되고, 미는 힘을 웨지(171)에 제공한다.
웨지 구동부(175)가 웨지(171)에 구동력을 제공하면 웨지(171)는 베이스 빗면(152)을 따라 이동할 수 있다. 이 과정에서 베이스 플레이트(150)는 제1사이드 클램프(141) 측으로 밀려 제1사이드 클램프(141)와 접촉될 수 있고, 웨지(171)는 제2사이드 클램프(142) 측으로 밀려 제2사이드 클램프(142)와 접촉될 수 있다.
이 경우, 베이스 플레이트(150)와 제1사이드 클램프(141) 사이 그리고 웨지(171)와 제2사이드 클램프(142) 사이에는 간격이 형성되지 않으므로, 요 브레이크(100a)가 나셀(30)을 제동하는 과정에서 베이스 플레이트(150)와 결합된 피스톤(120)은 항상 실린더 홈(112) 내에서 치우침 없이 피스톤(121)의 외주면과 실린더 홈(112)의 내측면 사이 간격이 유지될 수 있으므로, 피스톤(121)과 실린더 홈(112) 상호 간의 충격에 의한 손상이 방지되고, 실링 부재(123)의 손상 및 압력 유체의 누설이 방지될 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 요 브레이크를 나타내는 저면도이다.
도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 요 브레이크(200a)는 앞선 실시예에 따른 요 브레이크(100a)와 베이스 플레이트(250), 웨지(271) 및 웨지 구동부(275) 등에서 차이가 있다. 이하, 본 실시예에 따른 요 브레이크(200a)를 앞선 실시예에 따른 요 브레이크(100a)와의 차이점을 중심으로 설명한다.
요 브레이크(200a)의 베이스 플레이트(250)는 제2사이드 클램프(142)와 대향하는 측부에 베이스 빗면(252)를 가진다. 베이스 빗면(252)은 제1베이스 빗면(252a)과 제2베이스 빗면(252b)을 포함할 수 있다. 제1베이스 빗면(252a)은 제2사이드 클램프(142)에 대해 경사지게 배치되며, 제2베이스 빗면(252b)은 제1베이스 빗면(252a)과 반대방향으로 제2사이드 클램프(142)에 대해 경사지게 배치된다. 제1베이스 빗면(252a)과 제2베이스 빗면(252b) 각각에는 가이드 홈(미도시)이 형성될 수 있다. 가이드 홈은 제1베이스 빗면(252a)과 제2베이스 빗면(252b)의 길이방향을 따라 형성될 수 있다.
베이스 플레이트(250)와 제2사이드 클램프(142) 사이에 웨지(271)가 배치될 수 있다. 웨지(271)는 제1웨지(271a)와 제2웨지(271b)를 포함할 수 있다.
제1웨지(271a)는 제1베이스 빗면(252a)과 제2사이드 클램프(142) 사이에 위치한다. 제1웨지(271a)는 제1베이스 빗면(252a)에 대응하는 제1웨지 빗면(272a)을 가진다. 제1웨지 빗면(272a)에는 가이드 돌기(173)가 형성될 수 있다. 가이드 돌기(173)는 제1베이스 빗면(252a)에 형성된 가이드 홈(미도시)에 삽입된다.
제2웨지(271b)는 제2베이스 빗면(252b)과 제2사이드 클램프(142) 사이에 위치한다. 제2웨지(271b)는 예를 들어 제1웨지(271a)와 동일한 형상을 가질 수 있고, 제1웨지(271a)에 대해 대칭되도록 배치될 수 있다.
제2웨지(271b)는 제2베이스 빗면(252b)에 대응하는 제2웨지 빗면(272b)을 가진다. 제2웨지 빗면(272b)에는 가이드 돌기(173)가 형성될 수 있다. 가이드 돌기(173)는 제2베이스 빗면(252b)에 형성된 가이드 홈(미도시)에 삽입된다.
웨지 구동부(275)는 제1웨지 구동부(291)과 제2웨지 구동부(294)를 포함할 수있다. 제1웨지 구동부(291)는 제1웨지(271a)가 제1베이스 빗면(252a)을 따라 이동하기 위한 구동력을 제공한다. 제1웨지 구동부(291)는 제1받침 클램프(292)와 제1스프링(293)을 포함한다.
제1받침 클램프(292)는 제2사이드 클램프(142)와 결합하며, 제1받침부(292a)를 가진다. 제1받침부(292a)는 제1웨지(271a)의 일단과 마주하여 배치된다. 제1스프링(293)은 압축된 상태에서 제1웨지(271a)의 일단과 제1받침부(292a) 사이에 개재되며, 미는 힘을 제1웨지(271a)에 제공한다.
제2웨지 구동부(294)는 제2웨지(271b)가 제2베이스 빗면(252b)을 따라 이동하기 위한 구동력을 제공한다. 제2웨지 구동부(294)는 제2받침 클램프(295)와 제2스프링(296)을 포함한다.
제2받침 클램프(295)는 제2사이드 클램프(142)와 결합하며, 제2받침부(295a)를 가진다. 제2받침부(295a)는 제2웨지(271b)의 일단과 마주하여 배치된다. 제2스프링(296)은 압축된 상태에서 제2웨지(271b)의 일단과 제2받침부(295a) 사이에 개재되며, 미는 힘을 제2웨지(271b)에 제공한다.
제1웨지 구동부(291)와 제2웨지 구동부(294)는 각각 제1웨지(271a)와 제2웨지(271b)의 사이 거리가 가까워지는 방향으로 미는 힘을 제공한다. 이때, 베이스 플레이트(250)는 제1사이드 클램프(141) 측으로 밀려 제1사이드 클램프(141)와 접촉될 수 있고, 제1웨지(271a)와 제2웨지(271b)는 제2사이드 클램프(142) 측으로 밀려 제2사이드 클램프(142)와 접촉될 수 있다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 요 브레이크를 나타내는 저면도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 요 브레이크(300a)는 앞선 실시예에 따른 요 브레이크(200a)와 웨지 구동부(375) 등에서 차이가 있다. 이하, 본 실시예에 따른 요 브레이크(300a)를 앞선 실시예에 따른 요 브레이크(200a)와의 차이점을 중심으로 설명한다.
웨지 구동부(375)는 웨지 구동 실린더(391), 이동판(392) 및 연결 로드(393)를 포함할 수 있다. 웨지 구동 실린더(391)는 제1웨지(271a)의 일단에 고정 결합하며, 내부에 공간(391a)이 형성된다.
이동판(392)은 웨지 구동 실린더(391)의 내부에 위치한다. 이동판(392)은 압력 유체(PL)의 공급에 따라 웨지 구동 실린더(391)의 내부에서 이동한다. 연결 로드(393)는 일단이 제2웨지(271b)에 고정 결합하고, 타단이 제1웨지(271a)의 관통홀(380)을 통과하여 이동판(392)에 고정 결합한다.
압력 유체 공급라인(394)은 웨지 구동 실린더(391)의 내부에 압력 유체(PL)를 공급한다. 압력 유체 공급라인(394)은 웨지 구동 실린더(391)의 내부 영역의 공간(391a) 중 제1웨지(271a)와 이동판(392)의 사이 공간으로 압력 유체(PL)를 공급한다.
압력 유체 공급라인(394)을 통해 압력 유체(PL)가 공급되는 경우, 이동판(392)은 제1웨지(271a)로부터 멀어지는 방향으로 이동한다. 이 과정에서 제2웨지(271b)는 연결 로드(393)에 함께 일 방향으로 이동하고, 제1웨지(271a)는 웨지 구동 실린더(391)에 밀려 제2웨지(271b)와 반대 방향으로 이동한다. 즉, 제1웨지(271a)와 제2웨지(271b)는 상호 거리가 가까워지도록 이동하며, 이 과정에서 베이스 플레이트(250)는 제1사이드 클램프(141) 측으로 밀려 제1사이드 클램프(141)와 접촉될 수 있고, 제1웨지(271a)와 제2웨지(271b)는 제2사이드 클램프(142) 측으로 밀려 제2사이드 클램프(142)와 접촉될 수 있다.
상기 실시예들에서는, 디스크 판(11)이 타워(10)에 고정 설치되고, 요 브레이크(100)가 나셀(30)에 고정 연결되어 나셀(30))의 회전을 조절하는 것으로 설명하였으나, 이와 달리 디스크 판(11)이 나셀(30)에 고정되어 나셀(30)과 함께 회전하고, 요 브레이크(100)가 타워(10)에 고정 설치되어 디스크 판(11)의 회전을 조절할 수 있음은 물론이다.
이상, 본 발명의 실시예들에 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: 타워 11: 디스크 판
30: 나셀 100: 요 브레이크
110: 유압 실린더부 111: 몸체
112 : 실린더 홈 121: 피스톤
130: 작동 유체 공급라인 141 : 제 1 사이드 클램프
142: 제 2 사이드 클램프 150: 베이스 플레이트
160: 브레이크 패드 171, 271: 웨지
175, 275, 375: 웨지 구동부 391: 웨지 구동 실린더
392: 이동판 393: 연결 로드

Claims (6)

  1. 브레이크 패드로 디스크 판을 가압하여 타워에 대한 나셀의 회전을 조절하는 풍력발전기용 요 브레이크에 있어서,
    실린더 홈이 형성된 몸체와 압력 유체의 공급에 따라 상기 실린더 홈에서 운동하는 피스톤을 포함하되, 상기 브레이크 패드에 가압력을 제공하는 유압 실린더부;
    상기 몸체로부터 상기 디스크 판 측으로 일부 돌출되도록 상기 몸체의 일 측을 지지하는 제1사이드 클램프;
    상기 몸체로부터 상기 디스크 판 측으로 일부 돌출되도록 상기 몸체의 타 측을 지지하며, 상기 제1사이드 클램프와 마주하는 제2사이드 클램프;
    상기 피스톤과 상기 브레이크 패드 사이에 개재되고, 상기 제1사이드 클램프와 상기 제2사이드 클램프 사이에 배치되며, 상기 제2사이드 클램프와 대향하는 측부에는 베이스 빗면이 형성된 베이스 플레이트;
    상기 베이스 플레이트와 상기 제2사이드 클램프 사이에 배치되고, 상기 베이스 플레이트와 대향하는 측부에는 상기 베이스 빗면에 대응하는 웨지 빗면이 형성된 웨지; 및
    상기 웨지 빗면이 상기 베이스 빗면을 따라 이동하기 위한 구동력을 제공함으로써, 상기 베이스 플레이트 및 상기 웨지를 각각 상기 제1사이드 클램프 및 상기 제2사이드 클램프에 접촉시키는 웨지 구동부를 포함하는, 풍력발전기용 요 브레이크.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 웨지 구동부는,
    상기 제2사이드 클램프에 결합하며, 상기 웨지의 일단과 마주하는 받침부를 가지는 받침 클램프; 및
    상기 웨지와 상기 받침부 사이에 개재되는 스프링을 포함하는, 풍력발전기용 요 브레이크.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 웨지 빗면과 상기 베이스 빗면 중 어느 하나에는 길이방향을 따라 가이드 홈이 형성되고,
    상기 웨지 빗면과 상기 베이스 빗면 중 다른 하나에는 상기 가이드 홈에 삽입되는 가이드 돌기가 형성되는, 풍력발전기용 요 브레이크.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이스 빗면은,
    상기 제2사이드 클램프에 대해 경사진 제1베이스 빗면과 상기 제2사이드 클램프에 대해 상기 제1베이스 빗면과 반대 방향으로 경사진 제2베이스 빗면을 포함하고,
    상기 웨지는,
    상기 제1베이스 빗면에 대응하는 제1웨지 빗면을 가지는 제1웨지와,
    상기 제2베이스 빗면에 대응하는 제2웨지 빗면을 가지는 제2웨지를 포함하는, 풍력발전기용 요 브레이크.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 웨지 구동부는,
    상기 제1웨지 빗면이 상기 제1베이스 빗면을 따라 이동하기 위한 구동력을 제공하는 제1웨지 구동부와,
    상기 제2웨지 빗면이 상기 제2베이스 빗면을 따라 이동하기 위한 구동력을 제공하는 제2웨지 구동부를 포함하고,
    상기 제1웨지 구동부는,
    상기 제2사이드 클램프에 결합하며, 상기 제1웨지의 일단과 마주하는 제1받침부를 가지는 제1받침 클램프; 및
    상기 제1웨지와 상기 제1받침부 사이에 개재되는 제1스프링을 포함하고,
    상기 제2웨지 구동부는,
    상기 제2사이드 클램프에 결합하며, 상기 제2웨지의 일단과 마주하는 제2받침부를 가지는 제2받침 클램프; 및
    상기 제2웨지와 상기 제2받침부 사이에 개재되는 제2스프링을 포함하는, 풍력발전기용 요 브레이크.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1웨지에는 관통홀이 형성되고,
    상기 웨지 구동부는,
    상기 제1웨지에 결합하며, 내부에 공간이 형성된 웨지 구동 실린더;
    상기 웨지 구동 실린더 내부에 공급된 압력 유체의 유압으로 상기 웨지 구동 실린더 내부에서 이동하는 이동판; 및
    일단이 상기 제2웨지에 고정 결합하고, 타단이 상기 관통홀을 통과하여 상기 이동판에 결합하는 연결 로드를 포함하는, 풍력발전기용 요 브레이크.
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