KR20150053023A - Rotor Rotating Device using Main gearbox - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a rotor rotating device of an accelerating wind power generator using a gearbox (25) interposed between an input shaft (21) and an output shaft (22). A turning unit (30) is connected to the gearbox (25) to provide rotatory power, wherein the turning unit (30) includes a turning shaft (34) engaged with the gearbox (25) around a gear train (32) interposed between them. Therefore, the rotor rotating device is easy to install in a wind power generator in a small size and allows a rotor to be safely and conveniently rotated during the maintenance of a power transmission part.

Description

메인 기어박스를 이용한 로터 회전기구{Rotor Rotating Device using Main gearbox}[0001] The present invention relates to a rotor rotating device using a main gearbox,

본 발명은 메인 기어박스를 이용한 로터 회전기구에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 풍력발전기의 유지보수 과정에서 로터를 안전하고 편리하게 회전시킬 수 있는 메인 기어박스를 이용한 로터 회전기구에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotor rotating mechanism using a main gear box, and more particularly, to a rotor rotating mechanism using a main gear box capable of safely and conveniently rotating the rotor during maintenance of a wind turbine generator.

풍력발전기의 유지보수를 위해 로터 록 디스크(Rotor lock disc)에 로크핀(lock pin)을 삽입하려면 별도의 로터 회전장치가 없어 작업자가 손으로 로터 록 디스크를 회전시키면서 로크핀의 결합 위치가 나타나기까지 기다리는 과정으로 진행된다. 이 과정에서 작업자의 안전사고를 유발할 우려가 있지만 별다른 보조기구를 구성하기에 어려움이 수반된다.In order to insert the lock pin into the rotor lock disc for maintenance of the wind turbine generator, there is no separate rotor rotating device, so that the worker rotates the rotor lock disk by hand, It proceeds to the waiting process. In this process, there is a possibility of causing safety accidents of workers, but it is difficult to construct a special auxiliary mechanism.

이와 관련하여 한국 등록특허공보 제0443302호(선행기술 문헌 1), 한국 등록실용신안공보 제0381654호(선행기술 문헌 2) 등을 참조할 수 있다.In this connection, reference may be made to Korean Patent Registration No. 0443302 (Prior Art Document 1), Korean Registered Utility Model No. 0381654 (Prior Art Document 2), and the like.

선행기술 문헌 1에 의하면 터닝기어 오일펌프에 의해 펌핑되는 터닝기어 오일이 공급되는 배관과; 공급펌프에 의해 베어링 리프팅오일이 공급되는 배관과; 승압된 오일을 공기압 구동모터를 구비한 터빈로터 각각의 베어링 하부로 공급하는 배관과; 승압된 오일을 발전기의 양측 베어링 하부로 공급하는 배관으로 구성된다. 이에 따라, 안전사고의 우려 없이 안전하게 터빈로터를 터닝하여 점검할 수 있는 효과를 기대한다.According to the prior art document 1, there are provided a pipe to which a turning gear oil pumped by a turning gear oil pump is supplied; A pipe for supplying bearing lifting oil by a supply pump; A pipe for supplying the boosted oil to a lower portion of a bearing of each turbine rotor having an air pressure drive motor; And a piping for supplying the boosted oil to the lower portions of the bearings on both sides of the generator. Accordingly, it is expected that the turbine rotor can be safely turned and checked without fear of a safety accident.

선행기술 문헌 2는 터닝 기어 모터를 회전하여 상기 터빈 로터의 회전 또는 정지 동작을 수행하는 터빈 로터 디바이스; 상기 터빈 로터 디바이스를 구동하기 위해 압축 공기를 공급하는 압축 공기 공급 장치; 상기 압축 공기의 조절 및 단속 기능을 하는 밸브 수단; 및 상기 밸브 수단의 동작 여부를 제어하는 스위칭 수단을 포함한다. 이에 따라, 저속으로 회전시키면서 작업자가 필요한 각도를 쉽고 편리하게 조절할 수 있는 효과를 기대한다.Prior Art Document 2 discloses a turbine rotor device that rotates a turning gear motor to perform a rotation or stop operation of the turbine rotor; A compressed air supply device for supplying compressed air to drive the turbine rotor device; Valve means for controlling and interrupting the compressed air; And switching means for controlling whether or not the valve means is operated. Accordingly, it is expected that the operator can easily and conveniently adjust the required angle while rotating at low speed.

그러나, 상기한 선행기술 문헌에 의하면 원자력이나 화력 발전을 대상으로 하므로 풍력발전기에서 타워 상단의 나셀에 탑재되는 로터를 터닝하는 용도로 활용하기에 적합하지 않다.However, according to the above-mentioned prior art documents, it is not suitable to be used for turning a rotor mounted on a nacelle at the top of a tower in a wind turbine because it is targeted for nuclear power or thermal power generation.

1. 한국 등록특허공보 제0443302호 "원자력 터빈 발전기의 터빈로터 터닝장치"(공개일자 : 2009. 1. 23.)1. Korean Patent Registration No. 0443302 entitled "Turbine Rotor Turning Device of Nuclear Turbine Generator" (Published on Jan. 23, 2009) 2. 한국 등록실용신안공보 제0381654호 "발전소 터빈 설비의 터빈 로터를 제어하는 터빈 로터회전 장치"(공개일자 : 2005. 4. 14.)2. Korean Registered Utility Model No. 0381654 entitled "Turbine Rotor Rotation Device for Controlling Turbine Rotor of a Power Plant Turbine Plant" (Open date: April 14, 2005)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 풍력발전기에 소규모로 설치하기 용이하고 동력전달부의 유지보수 과정에서 로터를 안전하고 편리하게 회전시킬 수 있는 메인 기어박스를 이용한 로터 회전기구를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to overcome the above-mentioned problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a rotor rotating device using a main gear box which is easy to install on a small scale in a wind turbine, .

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 입력축과 출력축 사이에 기어박스를 개재하여 증속하는 풍력발전기의 로터를 회전시키는 기구에 있어서: 상기 기어박스에 터닝수단을 연결하여 회전력을 제공하되, 상기 터닝수단은 기어박스에 기어트레인을 개재하여 맞물리도록 설치되는 터닝축을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a mechanism for rotating a rotor of a wind turbine that increases speed via a gear box between an input shaft and an output shaft, the mechanism comprising: turning means connected to the gear box to provide a turning force, And a turning shaft installed to be engaged with the gear box via a gear train.

또, 본 발명에 따르면 상기 터닝수단은 기어박스에서 저토크로 고회전하는 출력축에 연결되는 것을 특징으로 한다.According to the present invention, the turning means is connected to an output shaft which rotates at a high torque in the gear box.

이때, 상기 터닝수단은 기어박스와의 맞물림 단속이 가능하도록 연결되는 것을 특징으로 한다.In this case, the turning means is connected so as to interlock with the gear box.

또, 본 발명에 따르면 상기 터닝수단은 터닝축의 단부에 수동펌프를 구비하는 것을 특징으로 한다.According to the present invention, the turning means includes a manual pump at an end of the turning shaft.

본 발명의 변형예에 따르면 상기 터닝축의 단부에 연장되는 보조축에 커플링을 개재하여 모터를 더 연결하는 것을 특징으로 한다.According to a modification of the present invention, the motor is further connected to the auxiliary shaft extending at the end of the turning shaft via a coupling.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 풍력발전기에 소규모로 설치하기 용이하고 동력전달부의 유지보수 과정에서 로터를 안전하고 편리하게 회전시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, it is easy to install the wind turbine on a small scale, and the rotor can be safely and conveniently rotated during maintenance of the power transmission unit.

도 1은 본 발명에 따른 로터 회전기구의 주요를 나타내는 모식도
도 2는 본 발명의 변형예에 따른 로터 회전기구를 나타내는 모식도1 is a schematic view showing a main part of a rotor rotating mechanism according to the present invention;
2 is a schematic view showing a rotor rotating mechanism according to a modified example of the present invention.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 입력축(21)과 출력축(22) 사이에 기어박스(25)를 개재하여 증속하는 풍력발전기의 로터를 회전시키는 기구에 관하여 제안한다. 수평축 풍력발전기는 타워의 상단에 위치한 나셀(10)에 동력전달부와 발전기(16)를 포함하고 나셀(10)의 전방으로 블레이드(14)가 허브(12)를 개재하여 연결된다. 동력전달부는 허브(12)에 연결되는 입력축(21), 저속의 회전속도를 발전기의 정격 회전속도로 증속시키는 기어박스(25), 발전기(16)에 직접 연결되는 출력축(22)으로 구성된다. 로터는 협의로 발전기(16)의 회전축에 한정되지만 광으로 기어박스(25)의 입력축(21)과 출력축(22)을 포함한다.The present invention proposes a mechanism for rotating a rotor of a wind power generator that increases speed via an input shaft (21) and an output shaft (22) via a gear box (25). The horizontal axis wind power generator includes a power transmission unit and a generator 16 in a nacelle 10 located at the top of the tower and the blade 14 is connected to the front of the nacelle 10 via a hub 12. The power transmitting portion is composed of an input shaft 21 connected to the hub 12, a gear box 25 for increasing the speed of rotation of the generator at a rated rotation speed of the generator, and an output shaft 22 connected directly to the generator 16. The rotor is narrowly limited to the rotation axis of the generator 16 but includes the input shaft 21 and the output shaft 22 of the gear box 25 by light.

본 발명에 따르면 상기 기어박스(25)에 터닝수단(30)을 연결하여 회전력을 제공한다. 평상시 허브(12), 동력전달부, 발전기(16)는 CMS(Condition Monitoring System)를 통하여 실시간으로 모니터링되고 있으며, 이상발생시 또는 주기적으로 작동을 정지하고 터닝수단(30)을 이용하여 점검을 수행한다. 본 발명의 터닝수단(30)은 기어박스(25)에 연결되어 회전력을 인가함에 따라 전술한 주요부의 동시 터닝을 유발한다.According to the present invention, the turning means 30 is connected to the gear box 25 to provide rotational force. The hub 12, the power transmission unit, and the generator 16 are normally monitored in real time through a Condition Monitoring System (CMS). When the abnormality occurs or periodically, the operation is stopped and the inspection is performed using the turning unit 30 . The turning means 30 of the present invention is connected to the gear box 25 and applies rotational force to cause simultaneous turning of the aforementioned main portion.

이때, 상기 터닝수단(30)은 기어박스(25)에 기어트레인(32)을 개재하여 맞물리도록 설치되는 터닝축(34)을 포함한다. 터닝축(34)은 일단에서 기어박스(25)의 내부로 연결되고 타단에서 외부로 노출된다. 기어박스(25)의 내부에서 터닝축(34)은 기어트레인(32)을 개재하여 후술하는 특정부와 맞물린다. 풍력발전기의 특성상 기어박스(25)의 외부로 노출된 터닝축(34)에 연결되는 동력원은 크기가 작으면서 충분한 토크를 발생하는 것이 좋다. 터닝축(34)으로 출력축(22)을 터닝할 때 기어트레인(32)은 감속기능을 수행하여 구동토크(저항)를 감소한다.The turning means 30 includes a turning shaft 34 installed to be engaged with the gear box 25 via a gear train 32. The turning shaft 34 is connected to the inside of the gear box 25 at one end and is exposed to the outside at the other end. Inside the gear box 25, the turning shaft 34 engages with a specific portion to be described later via the gear train 32. It is preferable that the power source connected to the turning shaft 34 exposed to the outside of the gear box 25 generates a sufficient torque while being small in size. When turning the output shaft 22 to the turning shaft 34, the gear train 32 performs a deceleration function to reduce the driving torque (resistance).

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 터닝수단(30)은 기어박스(25)에서 저토크로 고회전하는 출력축(22)에 연결되는 것을 특징으로 한다. 입력축(21)은 저속축(low speed shaft)으로 명명되고 출력축(22)은 고속축(high speed shaft)으로 명명되기도 한다. 출력축(22)은 고속으로 회전하는 반면 구동토크가 낮으므로 터닝수단(30)의 동력원을 소규모로 설계하는 측면에서 유리하다.According to the detailed configuration of the present invention, the turning means (30) is connected to the output shaft (22) rotating at a high torque in the gear box (25). The input shaft 21 is referred to as a low speed shaft and the output shaft 22 is also referred to as a high speed shaft. Since the output shaft 22 rotates at a high speed while the drive torque is low, the power source of the turning means 30 is advantageously designed in a small scale.

이때, 상기 터닝수단(30)은 기어박스(25)와의 맞물림 단속이 가능하도록 연결되는 것을 특징으로 한다. 터닝축(34)이 기어트레인(32)을 통하여 출력축(22)에 상시 맞물려 있으면 발전 효율을 저하시키므로 터닝수단(30) 상에 맞물림을 단속하는 구성을 부가한다. 일예로 터닝축(34)과 기어트레인(32) 사이에 원웨이클러치(one way clutch)를 설치할 수도 있다.In this case, the turning means 30 is connected to the gear box 25 so as to engage and disengage. When the turning shaft 34 is constantly engaged with the output shaft 22 through the gear train 32, the power generation efficiency is lowered, so that the engagement is interrupted on the turning means 30. For example, a one-way clutch may be provided between the turning shaft 34 and the gear train 32.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 터닝수단(30)은 터닝축(34)의 단부에 수동펌프(36)를 구비하는 것을 특징으로 한다. 수동펌프(36)는 전원의 공급이 없이 작업자의 힘으로 작동 가능한 형식을 의미한다. 수동펌프(36)는 기어박스(25)의 인접하도록 터닝축(34) 상에 연결한다.According to the detailed construction of the present invention, the turning means (30) is characterized in that a manual pump (36) is provided at the end of the turning shaft (34). The manual pump 36 means a type that can be operated by the operator's power without supplying power. A manual pump (36) is connected on the turning shaft (34) adjacent to the gear box (25).

본 발명의 변형예로서, 상기 터닝축(34)의 단부에 연장되는 보조축(44)에 커플링(42)을 개재하여 모터(46)를 더 연결하는 것을 특징으로 한다. 도 2를 참조하면, 터닝축(34)을 길게 연장하여 수동펌프(36)의 외측으로 노출시키고 단부에 커플링(42)과 모터(46)를 설치한다. 커플링(42)은 조커플링(jaw coupling)을 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 구성은 수동펌프(36)의 고장이나 터닝 토크의 부족시 모터(46)에 전원을 인가하여 로터를 터닝하기 위함이다. 물론 모터(46)는 반드시 보조축(44)에 직결하지 않고 적절한 위치에 이격시켜 설치한 후 벨트나 체인으로 연결할 수도 있다.The motor 46 is further connected to the auxiliary shaft 44 extending to the end portion of the turning shaft 34 via the coupling 42. [ Referring to FIG. 2, the turning shaft 34 is elongated and exposed to the outside of the manual pump 36, and the coupling 42 and the motor 46 are installed at the ends. Coupling 42 may use jaw coupling, but is not limited thereto. This configuration is for powering the motor 46 to turn the rotor when the manual pump 36 fails or when the turning torque is insufficient. Of course, the motor 46 may not necessarily be directly connected to the auxiliary shaft 44 but may be installed at a proper position and then connected by a belt or a chain.

한편, 본 발명의 변형예에서 모터(46)가 수동펌프(36)와 동축상으로 설치되는 것을 예시하였으나 브레이크디스크(23) 상에 치형을 가공하고 모터(46)와 피니언기어(도시 생략)를 연결하는 구성을 배제하는 것은 아니다.In the modified example of the present invention, the motor 46 is installed coaxially with the manual pump 36. However, the motor 46 and the pinion gear It does not exclude the connection configuration.

작동에 있어서, 종래와 같이 출력축(22)에 설치되는 브레이크디스크(23)를 회전시키지 않고, 수동펌프(36)를 작동하여 로터를 서서히 터닝하면서 점검하기 용이하다. 즉, 로터 록 디스크(Rotor lock disc)에 로크핀(lock pin)을 삽입하는 작업을 편리하고 안전하게 수행할 수 있다.In operation, it is easy to check the rotor by slowly turning the rotor by operating the manual pump 36 without rotating the brake disk 23 provided on the output shaft 22 as in the conventional art. That is, the operation of inserting the lock pin into the rotor lock disc can be carried out conveniently and safely.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It is therefore intended that such variations and modifications fall within the scope of the appended claims.

10: 나셀 12: 허브
14: 블레이드 16: 발전기
20: 동력전달부 21: 입력축
22: 출력축 23: 브레이크디스크
25: 기어박스 30: 터닝수단
32: 기어트레인 34: 터닝축
36: 수동펌프 42: 커플링
44: 보조축 46: 모터10: Nacelle 12: Hub
14: Blade 16: Generator
20: power transmission portion 21: input shaft
22: output shaft 23: brake disc
25: gear box 30: turning means
32: gear train 34: turning shaft
36: Manual pump 42: Coupling
44: auxiliary shaft 46: motor

Claims (5)

입력축(21)과 출력축(22) 사이에 기어박스(25)를 개재하여 증속하는 풍력발전기의 로터를 회전시키는 기구에 있어서:
상기 기어박스(25)에 터닝수단(30)을 연결하여 회전력을 제공하되,
상기 터닝수단(30)은 기어박스(25)에 기어트레인(32)을 개재하여 맞물리도록 설치되는 터닝축(34)을 포함하는 것을 특징으로 하는 메인 기어박스를 이용한 로터 회전기구.A mechanism for rotating a rotor of a wind power generator that increases speed via a gear box (25) between an input shaft (21) and an output shaft (22)
Connecting the turning means (30) to the gear box (25) to provide a turning force,
Wherein the turning means includes a turning shaft which is installed to be engaged with the gear box via a gear train. 청구항 1에 있어서,
상기 터닝수단(30)은 기어박스(25)에서 저토크로 고회전하는 출력축(22)에 연결되는 것을 특징으로 하는 메인 기어박스를 이용한 로터 회전기구.The method according to claim 1,
Wherein the turning means (30) is connected to an output shaft (22) rotating at a high torque in the gear box (25). 청구항 2에 있어서,
상기 터닝수단(30)은 기어박스(25)와의 맞물림 단속이 가능하도록 연결되는 것을 특징으로 하는 메인 기어박스를 이용한 로터 회전기구.The method of claim 2,
Wherein the turning means (30) is connected to the gear box (25) so as to be engaged and disengaged. 청구항 1에 있어서,
상기 터닝수단(30)은 터닝축(34)의 단부에 수동펌프(36)를 구비하는 것을 특징으로 하는 메인 기어박스를 이용한 로터 회전기구.The method according to claim 1,
Wherein the turning means (30) comprises a manual pump (36) at an end of the turning shaft (34). 청구항 1에 있어서,
상기 터닝축(34)의 단부에 연장되는 보조축(44)에 커플링(42)을 개재하여 모터(46)를 더 연결하는 것을 특징으로 하는 메인 기어박스를 이용한 로터 회전기구.The method according to claim 1,
And a motor (46) is further connected to the auxiliary shaft (44) extending to the end of the turning shaft (34) via a coupling (42).
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