KR20150045195A

KR20150045195A - 풍력발전기의 로터 샤프트

Info

Publication number: KR20150045195A
Application number: KR20130124582A
Authority: KR
Inventors: 천서현
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2013-10-18
Filing date: 2013-10-18
Publication date: 2015-04-28

Abstract

풍력발전기의 로터 샤프트에 관한 것으로,
외주의 허브 접속측에 제1접속플랜지가 일체로 형성된 본체; 상기 본체와 별도로 제작되어 상기 본체의 제1접속플랜지에 접속되는 제2접속플랜지; 상기 제2접속플랜지를 상기 본체의 제1접속플랜지에 체결 고정하는 체결볼트;를 포함하는 기술 구성을 통하여
기존 생산설비로도 간편하게 제작할 수 있게 되고, 제작원가를 크게 절감할 수 있게 되는 것이다.

Description

풍력발전기의 로터 샤프트 { ROTOR SHAFT FOR WIND POWER GENERATOR }

본 발명은 풍력발전기의 로터 샤프트에 관한 것으로, 더 자세하게는 본체의 외주 허브측에 로터 락 디스크 및 허브 접속을 위한 접속플랜지가 마련되는 것에 관한 것이다.

풍력발전기는 바람이 가지고 있는 에너지를 전기에너지로 바꾸어주는 장치이다.

상기 풍력발전기는 일반적으로 블레이드, 변속장치, 발전기를 포함한다.

풍력발전기의 블레이드는 바람에 의해 회전되어 풍력에너지를 기계적인 에너지로 변환시킨다.

풍력발전기의 변속장치는 블레이드에서 발생된 회전력을 로터 샤프트를 통해 변속기어로 전달하고 발전장치에서 요구되는 회전수로 높여서 발전기를 회전시키는 장치이다.

풍력발전기의 발전기는 상기 변속장치에서 공급되는 기계적인 에너지를 전기에너지로 변환하는 장치이다.

상기 풍력발전기는 날개의 회전축의 방향에 따라 회전축이 지면에 대해 수직으로 설치되어 있는 수직축 방식의 것과 회전축이 지면에 대해 수평으로 설치되어 있는 수평축 방식의 것이 있다.

수평축 방식의 풍력발전기는 간단한 구조로 이루어져 있어 설치하기 편리하나 바람의 방향에 영향을 받는다.

이에 비해 수직축 방식의 풍력발전기는 바람의 방향에 관계가 없어 사막이나 평원에 많이 설치하여 이용할 수 있지만 그 소재가 비싸고 수평축 풍차에 비해 효율이 떨어지는 단점이 있다.

하기의 특허문헌 1은 나셀 커버의 내부로 눈이나 빗물 등의 수분이 유입되는 것을 저지하기 위한 풍력발전기에 관한 것으로, 로터 샤프트와 로터 락 디스크를 포함하는 로터 샤프트 조립체가 개시되어 있다.

하기의 특허문헌 2에는 작업자의 안전을 위하여 풍력발전기를 설치하거나 유지보수 작업 등을 할 때 로터의 정지상태가 유지되도록 하는 풍력발전기의 브레이크 시스템이 개시되어 있다.

한편, 최근 력발전기의 발전용량이 대형화 추세로 되고 풍력발전기 주요 부품 역시 대형화되면서 부품 제작 문제가 이슈화되고 있다.

특히 블레이드의 회전력을 변속장치에 전달하는 로터 샤프트(Rotor Shaft)는 주로 단조품으로 제작이 되고 있으며, 단조비가 좋지 않고 생산설비의 한계로 인하여 로터 락 디스크 및 허브 접속을 위한 접속플랜지의 직경 부분을 일정 이상의 크기로 제작할 수 없다.

도 1은 종래 기술에 따른 풍력발전기의 로터 샤프트의 종단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 종래 기술에 따른 풍력발전기의 로터 샤프트(200)는 본체(210)의 외주 허브측에 로터 락 디스크 및 허브 접속을 위한 접속플랜지(211)가 일체로 형성된 형태이다.

대한민국 공개특허공보 제10-2012-0127013호(2012년 11월 21일 공개) 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0134740호(2012년 12월 12일 공개)

그러나 상기 종래 기술에 따른 풍력발전기의 로터 샤프트(200)는 전술한 바와 같이 발전용량에 맞추어 대형화하는 과정에서 본체(210)의 외주 허브측에 마련되는 접속플랜지(211)의 직경 부분을 크게 할 수 없게 되거나 제작비용이 많이 들게 되는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 허브 및 로터 락 디스크의 접속을 위한 접속플랜지의 직경 부분을 크게 설정할 수 있도록 하면서도 제작이 용이하도록 하는 풍력발전기의 로터 샤프트를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 풍력발전기의 로터 샤프트는 외주의 허브 접속측에 제1접속플랜지가 일체로 형성된 본체; 상기 본체와 별도로 제작되어 상기 본체의 제1접속플랜지에 접속되는 제2접속플랜지; 상기 제2접속플랜지를 상기 본체의 제1접속플랜지에 체결 고정하는 체결볼트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 풍력발전기의 로터 샤프트는 상기 제1접속플랜지의 직경이 제2접속플랜지를 견고하게 접속할 정도의 크기인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 풍력발전기의 로터 샤프트는 상기 제2접속플랜지가 본체 접속부, 본체 접속부에 일체로 형성되는 허브 접속부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 풍력발전기의 로터 샤프트는 상기 제2접속플랜지의 허브 접속부가 블레이드가 장착된 허브에 접속되고, 상기 제2접속플랜지의 허브 접속부에 유지보수나 정비시에 로터 샤프트 및 허브, 블레이드를 정지시킬 수 있도록 하는 브레이크 시스템의 로터 락 디스크가 접속되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 풍력발전기의 로터 샤프트는 상기 제2접속플랜지의 본체 접속부의 접속측에 제1접속플랜지와 대응되는 단턱부가 요입 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 풍력발전기의 로터 샤프트는 상기 본체의 제1접속플랜지의 허브 반대측에 제2접속플랜지가 밀착 설치된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 풍력발전기의 로터 샤프트에 의하면, 제1접속플랜지가 일체로 마련되는 본체와 제1접속플랜지에 체결되는 제2접속플랜지로 분리 제작되기 때문에 단조비가 좋아지게 되어 기존 생산설비로도 용이하게 제작할 수 있게 된다.

따라서 본 발명에 따른 풍력발전기에 로터 샤프트에 의하면, 비록 두 부품을 사후 조립해야 하지만 부품 제작비용이 크게 절감되므로 전체 원가를 절감할 수 있게 된다.

도 1은 종래 기술에 따른 풍력발전기의 로터 샤프트의 종단면도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 풍력발전기의 로터 샤프트의 종단면도,
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 풍력발전기의 로터 샤프트의 종단면도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 풍력발전기의 로터 샤프트를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.

이하에서, "상방", "하방", "전방" 및 "후방" 및 그 외 다른 방향성 용어들은 도면에 도시된 상태를 기준으로 정의한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 풍력발전기의 로터 샤프트의 종단면도이다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 풍력발전기의 로터 샤프트(100)는 본체(110), 제2접속플랜지(120), 체결볼트(130)를 포함한다.

본체(110)는 외주의 허브 접속측에 제1접속플랜지(111)가 일체로 형성된다.

상기 본체(110)의 제1접속플랜지(111)는 허브 및 로터 락 디스크의 접속을 위한 것이 아닌 후술할 제2접속플랜지(120)의 접속을 위한 것이다.

따라서 상기 제1접속플랜지(111)의 직경은 제2접속플랜지(120)를 견고하게 접속할 정도의 크기로 설정하면 된다.

제2접속플랜지(120)는 상기 본체(110)와 별도로 제작되어 상기 본체(110)의 제1접속플랜지(111)에 접속되는 것이다.

상기 제2접속플랜지(120)는 본체 접속부(121), 본체 접속부(121)에 일체로 형성되는 허브 접속부(122)를 포함한다.

체결볼트(130)는 상기 제2접속플랜지(120)를 상기 본체(110)의 제1접속플랜지(111)에 체결 고정하는 것이다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 풍력발전기의 로터 샤프트(100)는 본체(110)에 일체로 형성되는 제1접속플랜지(111)에 직접 허브 및 로터 락 디스크가 접속되지 않게 되므로 제1접속플랜지(111)의 직경을 크게 할 필요가 없게 된다.

따라서 현재의 생산설비를 가지고서도 대형화된 본체(111)를 용이하게 단조품으로 제작할 수 있게 된다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 풍력발전기의 로터 샤프트(100)에 있어서 제2접속플랜지(120)는 상기 본체(110)의 제1접속플랜지(111)에 체결볼트(130)를 통해 견고하게 고정 설치된다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 풍력발전기의 로터 샤프트(100)에 있어서 본체(110)에 견고하게 고정 설치된 제2접속플랜지(120)의 허브 접속부(122)는 블레이드가 장착된 허브에 접속된다.

또한, 상기 제2접속플랜지(120)의 허브 접속부(122)에는 유지보수나 정비시에 로터 샤프트(100) 및 허브, 블레이드를 정지시킬 수 있도록 하는 브레이크 시스템의 로터 락 디스크가 접속된다.

도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 풍력발전기의 로터 샤프트의 종단면도이다.

도 3에 도시된 본 발명의 다른 실시 예에 따른 풍력발전기의 로터 샤프트(100)는 제2접속플랜지(120)의 본체 접속부(121)의 접속측에 제1접속플랜지(111)와 대응되는 단턱부(124)가 요입 형성된 것이다.

도 3에 도시된 본 발명의 다른 실시 예에 따른 풍력발전기의 로터 샤프트(100)는 본체(110)의 제1접속플랜지(111)가 제2접속플랜지(120)의 탄턱부(123)에 삽입됨으로써 제2접속플랜지(120)가 더욱 견고하게 본체(110)의 제1접속플랜지(111)에 조립된다.

한편, 본 발명에 따른 풍력발전기의 로터 샤프트(100)는 본체(110)의 제1접속플랜지(111)의 허브 반대측에 제2접속플랜지(120)가 밀착 설치되는 형태로 변형 실시될 수 있다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

100 : 로터 샤프트
110 : 본체
111 : 제1접속플랜지
120 : 제2접속플랜지
121 : 본체 접속부
122 : 허브 접속부

Claims

외주의 허브 접속측에 제1접속플랜지(111)가 일체로 형성된 본체(110);
상기 본체(110)와 별도로 제작되어 상기 본체(110)의 제1접속플랜지(111)에 접속되는 제2접속플랜지(120);
상기 제2접속플랜지(120)를 상기 본체(110)의 제1접속플랜지(111)에 체결 고정하는 체결볼트(130);를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기의 로터 샤프트.
제1항에 있어서,
상기 제1접속플랜지(111)의 직경은 제2접속플랜지(120)를 견고하게 접속할 정도의 크기인 것을 특징으로 하는 풍력발전기의 로터 샤프트.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제2접속플랜지(120)는 본체 접속부(121), 본체 접속부(121)에 일체로 형성되는 허브 접속부(122)를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기의 로터 샤프트.
제3항에 있어서,
상기 제2접속플랜지(120)의 허브 접속부(122)는 블레이드가 장착된 허브에 접속되고,
상기 제2접속플랜지(120)의 허브 접속부(122)에 유지보수나 정비시에 로터 샤프트(100) 및 허브, 블레이드를 정지시킬 수 있도록 하는 브레이크 시스템의 로터 락 디스크가 접속되는 것을 특징으로 하는 풍력발전기의 로터 샤프트.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제2접속플랜지(120)의 본체 접속부(121)의 접속측에 제1접속플랜지(111)와 대응되는 단턱부(124)가 요입 형성된 것을 특징으로 하는 풍력발전기의 로터 샤프트.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 본체(110)의 제1접속플랜지(111)의 허브 반대측에 제2접속플랜지(120)가 밀착 설치된 것을 특징으로 하는 풍력발전기의 로터 샤프트.