KR20160074989A - 로터 락 디스크 및 이 로터 락 디스크의 락킹 홀 보수 방법 - Google Patents

로터 락 디스크 및 이 로터 락 디스크의 락킹 홀 보수 방법 Download PDF

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KR20160074989A
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정성훈
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이해구
주좌삼
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

본 발명은 로터 락 디스크 및 이 로터락 디스크의 보수 방법에 관한 것으로서, 로터 락 디스크는 풍력 발전 장치 내의 로터와 메인 샤프트 사이에 마련되는 것으로서, 둘레 측에 일정 간격을 두고 복수 개의 삽입공이 형성되고, 상기 삽입공에 삽입되어 고정,결합되되, 몸체의 중앙 부위에 락킹 홀이 형성된 체결용 부싱을 포함하는 구성으로 이루어질 수 있고, 로터 락 디스크의 보수 방법은 로터 락 디스크의 둘레 측에 형성된 복수 개의 락킹 홀들 중, 손상 또는 변형된 락킹 홀을 설정된 직경으로 천공하여 삽입공을 형성시키는 단계; 상기 천공된 삽입공에 상기 체결용 부싱을 삽입하여 고정,결합시키는 단계를 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.

Description

로터 락 디스크 및 이 로터 락 디스크의 락킹 홀 보수 방법{Roter lock disk and method for repair of that}
본 발명은 로터 락 디스크 및 이 로터 락 디스크의 락킹 홀 보수 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 로터 락 디스크에 형성된 복수의 락킹 홀들 중, 일부의 락킹 홀이 손상된 경우 로터 락 디스크 전체를 교체하지 않고 손상된 락킹 홀만 보수할 수 있는 로터 락 디스크 및 이 로터 락 디스크의 락킹 홀 보수 방법에 관한 것이다.
최근에는, 연료 원으로 사용되던 화석 연료의 고갈 및 환경 오염 등의 문제로 인하여 대체 에너지원으로서 태양열, 풍력 등을 이용한 발전(發電) 방법이 각광받고 있다.
풍력 발전은 바람에 의해 회전하는 블레이드(Blade)의 회전력을 전기 에너지로 변환하는 풍력 발전 장치를 이용하는 것으로서, 종래의 풍력 발전 장치를 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 풍력 발전 장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 종래의 풍력 발전 장치에서, 로터와 나셀 내의 일부 구조를 개략적으로 도시한 단면도이며, 도 3은 종래의 로터 락 디스크를 도시한 사시도이다.
도시된 바와 같이, 종래의 통상적인 풍력 발전 장치(10)는, 복수의 블레이드(50)와, 복수의 블레이드(50)가 연결되는 로터(Rotor)(40)와, 로터(40)가 회전 가능하게 연결되는 나셀(Nacelle)(30) 및 나셀(30)을 지지하는 타워(Tower)(20)를 포함하는 구성으로 이루어져 있다.
복수의 블레이드(40)는 로터(40)를 중심으로 배치되어 바람에 의해 회전하게 되며, 이에 따라 블레이드(40)의 회전력은 로터(40)를 통해 나셀(30) 내에 장착되는 제네레이터(Generator)(미도시됨)로 전달되어 전기 에너지로 전환된다.
나셀(30)의 내부에는 로터(40)와 연결되는 메인 샤프트(60)와, 이 메인 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 메인 프레임(62)이 구비된다.
메인 샤프트(60)는 나셀(30)과 함께 회전하며, 나셀(30)의 회전력을 제네레이터로 전달하게 된다.
이러한 구성으로 이루어지는 풍력 발전 장치(10)는, 유지 보수를 위하여 작업자가 로터(40) 또는 나셀(30) 내부로 진입하여 작업을 수행하여야 하는 경우가 있는데, 이 경우 작업자의 안전을 위하여 로터(40)가 외부의 강풍 등에 의해 회전하지 않도록 고정할 필요가 있다.
이와 같이, 로터(40)를 고정시키기 위하여 풍력 발전 장치(10)에는 로터 락 디스크(Rotor lock disk)(64)와 로터 락킹 유닛(rotor locking unit)(70)이 마련된다.
로터 락 디스크(64)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 링 형상의 플레이트로 이루어지며, 그 둘레 측에 일정 간격을 두고 복수 개의 락킹 홀(66)과 복수 개의 결합공(68)이 형성된다.
이러한 로터 락 디스크(64)는 로터(40)와 메인 샤프트(60) 사이에 설치된다. 즉, 로터 락 디스크(64)는 복수 개의 결합공(68)을 통과하는 볼트(80)와 로터(40) 측에서 볼트(80)에 조립되는 너트(82)에 의해 로터(40) 및 메인 샤프트(60)에 동시에 고정되며, 이에 따라 로터 락 디스크(64)는 메인 샤프트(60) 및 로터(40)와 함께 회전하게 된다.
한편, 로터 락킹 유닛(70)은, 메인 프레임(60) 상에 고정 설치된다. 따라서, 로터 락 디스크(64), 메인 샤프트(60) 및 로터(40)는 회전 가능하게 구비되지만, 로터 락킹 유닛(70)은 고정되도록 구비된다.
이러한 로터 락킹 유닛(70)은 락킹 핀(72)을 포함하는데, 락킹 핀(72)은 전후로 슬라이딩 가능한 구조로서, 로터(40) 등이 회전하는 경우에는 후퇴한 상태로 위치되고, 로터(40)가 고정될 필요가 있는 경우에는 전진하여 로터 락 디스크(64)의 락킹 홀(66)로 삽입된다.
이와 같이, 로터 락킹 유닛(70)의 락킹 핀(72)이 로터 락 디스크(64)의 락킹 홀(66)로 삽입되는 경우, 로터 락 디스크(64)는 회전이 방지됨에 따라 로터(40)가 강풍 등에 의해서도 회전되지 않고 고정된 상태를 유지하게 된다.
그러나, 상기와 같은 구성으로 이루어진 풍력 발전 장치(10)를 유지 보수하기 위하여 로터(40)의 회전을 제한하고자, 로터 락킹 유닛(70)의 락킹 핀(72)을 로터 락 디스크(64)의 어느 락킹 홀(66)로 삽입시킨 경우, 로터(40)가 강풍 등에 의해 회전하는 힘을 지속적으로 부여받음에 따라 로터 락킹 유닛(70)의 락킹 핀(72)은 로터 락 디스크(64)의 락킹 홀(66) 둘레 면과 마찰을 일으키고 집중 하중을 가하게 된다.
따라서, 도 4에 도시된 바와 같이 로터 락 디스크(64)의 락킹 홀(66) 둘레 면은 손상 또는 변형이 이루어질 수 있게 된다.
그런데, 종래의 풍력 발전 장치(10)에 적용되는 로터 락 디스크(64)는, 도 3 및 도에 4에 도시된 바와 같이 하나의 바디로 이루어짐으로써, 락킹 홀(66) 중 일부가 파손 또는 변형(C)되는 경우에 로터 락 디스크(64) 전체를 교체해야 하는 문제점이 있었다.
즉, 로터 락 디스크(64) 전체를 교체하기 위하여 로터(40)와 나셀(30) 등을 분리하여야 하는 등의 대규모 작업이 요구됨에 따라, 로터 락 디스크(64) 교체에는 상당한 시간 및 비용이 소요되는 문제점이 있었다.
한국공개특허 제2014-0072561호 한국공개특허 제2014-0038614호
본 발명은 상기와 같은 제반 문제점에 착안하여 안출된 것으로서, 본 발명의 이루고자 하는 기술적 과제는 로터 락 디스크에 형성된 복수의 락킹 홀들 중, 일부의 락킹 홀이 손상된 경우 로터 락 디스크 전체를 교체하지 않고 손상된 락킹 홀만 보수할 수 있는 로터 락 디스크 및 이 로터 락 디스크의 락킹 홀 보수 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 로터 락 디스크는, 풍력 발전 장치 내의 로터와 메인 샤프트 사이에 마련되는 것으로서, 둘레 측에 일정 간격을 두고 복수 개의 삽입공이 형성되고, 상기 삽입공에 삽입되어 고정,결합되되, 몸체의 중앙 부위에 락킹 홀이 형성된 체결용 부싱을 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 로터 락 디스크의 삽입공 일측 둘레 면에는 체결 구멍이 될 수 있고, 상기 체결용 부싱의 몸체 일측 둘레에는 플랜지가 형성될 수 있으며, 상기 플랜지에는 상기 로터 락 디스크의 체결 구멍과 대응하는 관통공이 형성될 수 있다.
또한, 상기 플랜지의 관통공을 통하여 상기 로터 락 디스크의 체결 구멍으로 삽입되어 체결되는 체결부재를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 로터 락 디스크의 락킹 홀 보수 방법은, 로터 락 디스크의 둘레 측에 형성된 복수 개의 락킹 홀들 중, 손상 또는 변형된 락킹 홀을 설정된 직경으로 천공하여 삽입공을 형성시키는 단계; 상기 천공된 삽입공에 상기 체결용 부싱을 삽입하여 고정,결합시키는 단계를 포함하는 구성일 수 있다.
이 경우, 상기 삽입공은, 상기 손상 또는 변형된 락킹 홀에서 손상 또는 변형된 부위를 제거하는 크기로 천공되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 삽입공은, 상기 체결용 부싱의 몸체 직경과 동일 또는 미세한 공차를 갖는 크기로 천공되어 형성될 수 있다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
이상에서와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 로터 락 디스크 및 이 로터 락 디스크의 락킹 홀 보수 방법에 의하면, 로터 락 디스크의 둘레 측에 형성되는 복수 개의 락킹 홀들 중, 일부의 락킹 홀이 손상 또는 변형된 경우 로터 락 디스크 전체를 교체하지 않아도 되고, 손상 또는 변형된 일부의 락킹 홀만 보수하여 사용할 수 있게 됨으로써, 유지 보수에 따른 시간과 비용이 줄어들게 되는 효과가 제공될 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 종래의 풍력 발전 장치를 도시한 사시도.
도 2는 종래의 풍력 발전 장치에서, 로터와 나셀 내의 일부 구조를 개략적으로 도시한 단면도.
도 3은 종래의 로터 락 디스크를 도시한 사시도.
도 4는 종래의 로터 락 디스크에 형성된 복수 개의 락킹 홀들 중, 일부의 락킹 홀이 손상 또는 변형된 상태를 도시한 사시도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 로터 락 디스크의 사시도.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 로터 락 디스크에서 체결용 부싱이 분리된 상태의 분리 사시도.
도 7은 도 5의 A-A선 단면도로서, 로터 락 디스크의 락킹 홀에 체결용 부싱이 장착된 상태를 도시한 도면.
도 8은 도 5의 A-A선 단면도로서, 로터 락 디스크의 락킹 홀에 체결용 부싱이 분리된 상태를 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 로터 락 디스크의 보수 방법을 도시한 순서도.
도 10 및 도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따라 로터 락 디스크의 일부 락킹 홀이 유지 보수되는 과정을 도시한 사시도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 또한 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명에 따른 로터 락 디스크 및 이 로터 락 디스크의 보수 방법에 대한 바람직한 실시 예들을 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 로터 락 디스크의 사시도이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 로터 락 디스크에서 체결용 부싱이 분리된 상태의 분리 사시도이며, 도 7은 도 5의 A-A선 단면도로서, 로터 락 디스크의 락킹 홀에 체결용 부싱이 장착된 상태를 도시한 도면, 도 8은 도 5의 A-A선 단면도로서, 로터 락 디스크의 락킹 홀에 체결용 부싱이 분리된 상태를 도시한 도면이다.
참고로, 본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서, 종래에 있어서와 동일한 부분에 대한 반복 설명은 생략하여 설명하기로 한다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 로터 락 디스크(100)는, 둘레 측에 일정 간격을 두고 복수 개의 삽입공(102)이 형성되고, 이 삽입공(102)에 체결용 부싱(110)이 착탈 가능하게 설치될 수 있다.
체결용 부싱(110)은, 중앙 부위에 락킹 홀(114)이 형성된 몸체(112)를 포함하고, 이 몸체(112)의 일측 둘레에 플랜지(116)가 형성될 수 있다.
로터 락 디스크(100)의 일측 면에는 삽입공(102) 주변으로 체결 구멍(104)이 형성되고, 체결용 부싱(110)의 플렌지(116)에는 체결 구멍(104)과 대응되는 관통공(118)이 형성될 수 있다.
따라서, 체결용 부싱(110)의 몸체(112)를 로터 락 디스크(100)의 삽입공(102)에 삽입시킨 상태에서, 체결용 부싱(110)의 플랜지(116)에 형성된 관통공(118)과 로터 락 디스크(100)의 체결 구멍(104)을 동일 선상으로 일치시킨 후, 볼트 등의 체결부재(120)를 이용하여 체결시키게 되면, 로터 락 디스크(100)에 대하여 체결용 부싱(110)을 고정,결합시킬 수 있게 된다.
즉, 체결부재(120)를 플랜지(116)의 관통공(118)에 삽입시키고, 로터 락 디스크(100)의 체결 구멍(104)에 삽입시키면서 체결시킴에 따라 체결용 부싱(110)을 로터 락 디스크(100)에 대하여 고정,결합시킬 수 있게 된다.
이와 같이, 로터 락 디스크(100)의 삽입공(102)에 대하여 체결용 부싱(110)이 장착된 상태에서, 로터의 회전을 제한하고자 하는 경우, 로터 락킹 유닛을 작동시켜서 락킹 핀을 전진시키면 되며, 이에 따라 락킹 핀이 체결용 부싱(110)의 락킹 홀(114)에 삽입되어 강풍 등에도 로터가 회전하는 것을 제한하게 된다.
이 때, 로터 락킹 유닛의 락킹 핀이 로터 락 디스크(100)의 체결용 부싱(110) 중, 어느 하나의 체결용 부싱의 락킹 홀(114)에 삽입되어, 로터의 회전을 제한한 상태에서 강풍 등이 발생하는 경우, 로터는 어느 한쪽 방향으로 회전하려는 힘을 부여받게 된다.
따라서, 로터 락킹 유닛의 락킹 핀과 밀착되는 체결용 부싱(110)의 락킹 홀(114) 둘레 면은 마찰과 집중 하중에 의해 일부 면이 손상되거나 변형이 이루어질 수 있다.
이와 같이, 체결용 부싱(110)의 락킹 홀(114)이 손상되거나 변형된 경우, 작업자는 손상되거나 변형된 락킹 홀이 형성된 해당 체결용 부싱만 교체하면 된다.
즉, 락킹 홀(114)이 손상되거나 변형된 체결용 부싱(110)을 로터 락 디스크(100)의 삽입공(102)으로부터 분리시킨 후, 새로운 체결용 부싱을 분리된 로터 락 디스크(100)의 삽입공(102)에 장착시키면 된다.
이에 따라, 종래에서와 같이 복수의 락킹 홀들 중, 일부의 락킹 홀이 손상 또는 변형되었다고 로터 락 디스크 전체를 교체하지 않아도 됨으로써, 유지 보수에 따른 시간과 비용을 줄일 수 있게 된다.
한편, 도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 로터 락 디스크의 보수 방법을 도시한 순서도이고, 도 10 및 도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따라 로터 락 디스크의 일부 락킹 홀이 유지 보수되는 과정을 도시한 사시도이다.
참고로, 본 발명의 다른 실시 예를 설명함에 있어서, 앞서 설명한 실시 예에서와 동일한 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하여 설명하고, 그 반복되는 설명은 생략하여 설명하기로 한다.
도시된 바와 같이, 로터 락 디스크(100)의 둘레 측에 락킹 홀(101)이 형성된 상태에서, 일부의 락킹 홀이 로터 락킹 유닛의 락킹 핀과 마찰 또는 집중 하중에 의하여 손상되거나 변형된 경우, 손상 또는 변형된 해당 락킹 홀만을 보수할 수 있다.
예를 들어, 로터 락 디스크(100)의 둘레 측에 복수 개의 락킹 홀(101)이 형성된 상태에서, 어느 하나 또는 어느 하나 이상의 락킹 홀이 손상되거나 변형된 경우, 손상 또는 변형된 락킹 홀을 락킹 홀보다 직경이 큰 크기로 천공하여 삽입공(102-1)을 형성시킬 수 있다.
락킹 홀(101) 보다 직경이 큰 삽입공(102-1)이 형성되도록 천공을 할 때, 처음의 락킹 홀 주변 둘레에 생성된 손상 부위나 변형 부위가 제거되도록 천공을 하는 것이 바람직하다.
이 때, 천공되어 형성되는 삽입공(102-1)의 직경은 앞선 실시 예에서 설명한 체결용 부싱(110)의 몸체 직경과 동일 또는 미세한 공차를 갖는 크기로 천공하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 락킹 홀(101) 보다 직경이 큰 삽입공(102-1)이 형성되도록 천공이 이루어지면, 삽입공(102-1)에 앞선 실시 예에서와 같은 체결용 부싱(110)을 고정,결합시킴으로써, 보수를 완료하면 된다.
이에 따라, 종래에서와 같이 복수의 락킹 홀들 중, 일부의 락킹 홀이 손상 또는 변형되었다고 로터 락 디스크 전체를 교체하지 않아도 됨으로써, 유지 보수에 따른 시간과 비용을 줄일 수 있게 된다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 풍력 발전 장치 20 : 타워
30 : 나셀 40 : 로터
50 : 블레이드 60: 메인 샤프트
100 : 로터 락 디스크 101 : 락킹 홀
102, 102-1 : 삽입공 110 : 체결용 부싱
112 : 몸체 114 : 락킹 홀
116 : 플랜지 118 : 관통공
120 : 체결부재

Claims (7)

  1. 풍력 발전 장치 내의 로터와 메인 샤프트 사이에 마련되는 것으로서,
    둘레 측에 일정 간격을 두고 복수 개의 삽입공이 형성되고,
    상기 삽입공에 삽입되어 고정,결합되되, 몸체의 중앙 부위에 락킹 홀이 형성된 체결용 부싱을 포함하는 로터 락 디스크.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 로터 락 디스크의 삽입공 일측 둘레 면에는 체결 구멍이 형성되는 로터 락 디스크.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 체결용 부싱의 몸체 일측 둘레에는 플랜지가 형성되고, 상기 플랜지에는 상기 로터 락 디스크의 체결 구멍과 대응하는 관통공이 형성되는 로터 락 디스크.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 플랜지의 관통공을 통하여 상기 로터 락 디스크의 체결 구멍으로 삽입되어 체결되는 체결부재를 더 포함하는 로터 락 디스크.
  5. 로터 락 디스크를 보수하는 방법에 있어서,
    (a) 로터 락 디스크의 둘레 측에 형성된 복수 개의 락킹 홀들 중, 손상 또는 변형된 락킹 홀을 설정된 직경으로 천공하여 삽입공을 형성시키는 단계;
    (b) 상기 천공된 삽입공에 청구항 1 내지 청구항 4 중, 어느 하나의 청구항에 기재된 체결용 부싱을 삽입하여 고정,결합시키는 단계를 포함하는 로터 락 디스크의 보수 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 삽입공은, 상기 손상 또는 변형된 락킹 홀에서 손상 또는 변형된 부위를 제거하는 크기로 천공되어 형성되는 로터 락 디스크의 보수 방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 삽입공은, 상기 체결용 부싱의 몸체 직경과 동일 또는 미세한 공차를 갖는 크기로 천공되어 형성되는 로터 락 디스크의 보수 방법.
KR1020140184329A 2014-12-19 2014-12-19 로터 락 디스크 및 이 로터 락 디스크의 락킹 홀 보수 방법 KR20160074989A (ko)

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KR20140038614A (ko) 2012-09-21 2014-03-31 삼성중공업 주식회사 풍력발전기 및 풍력발전기의 유지 보수 방법
KR20140072561A (ko) 2012-12-05 2014-06-13 대우조선해양 주식회사 풍력발전기의 회전축 잠금장치

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