KR101466098B1 - Wind power generator - Google Patents
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Abstract
풍력 발전기가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 풍력 발전기는, 허브와, 허브에 결합되는 복수 개의 블레이드를 포함하는 로터; 타워; 타워에 고정되고, 슬릿 형상의 개구부가 형성된 나셀 커버; 나셀 커버의 내측에 제공되며, 타워의 길이 방향을 향하는 축(Axis)을 중심으로 회전 가능한 베이스 플레이트; 베이스 플레이트에 결합되는 메인 베어링; 메인 베어링에 의해 회전 가능하게 지지되고, 개구부를 통해 허브에 연결되는 메인 샤프트; 및 메인 베어링에 의해 회전 가능하게 지지되고, 개구부를 통해 허브에 연결되는 메인 샤프트; 및 나셀 커버의 강도를 보강하는 보강 부재를 포함하고, 보강 부재는, 베이스 플레이트로부터 나셀 커버의 상부 벽을 향해 연장되는 보강 플레이트; 및 보강 플레이트의 상단에 제공되고, 상부 벽과 접촉하여 구름 작용을 하면서 상부 벽을 지지하는 롤러를 포함한다.A wind turbine generator is disclosed. A wind turbine according to an embodiment of the present invention includes: a rotor including a hub and a plurality of blades coupled to the hub; tower; A nacelle cover fixed to the tower and formed with a slit-shaped opening; A base plate provided on the inside of the nacelle cover and rotatable about an axis Axis facing the longitudinal direction of the tower; A main bearing coupled to the base plate; A main shaft rotatably supported by the main bearing and connected to the hub through an opening; A main shaft rotatably supported by the main bearing and connected to the hub through an opening; And a reinforcing member for reinforcing the strength of the nacelle cover, wherein the reinforcing member comprises: a reinforcing plate extending from the base plate toward the upper wall of the nacelle cover; And a roller provided on the top of the reinforcing plate and supporting the top wall in contact with the top wall and rolling.
Description
본 발명은 풍력 발전기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 바람의 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 풍력 발전기에 관한 것이다.The present invention relates to a wind turbine generator, and more particularly, to a wind turbine generator that converts kinetic energy of wind into electric energy.
풍력은, 자연 상태의 무공해 에너지원으로서, 대체 에너지원 중 경제성이 높은 에너지원의 하나이다. 이러한 풍력을 이용한 풍력 발전기는 바람의 에너지를 회전 운동 에너지로 변환한 후, 다시 이를 전기 에너지로 변환하는 전력 변환 장치를 말한다.Wind power is a non-polluting energy source in a natural state, and is one of the most economical energy sources among alternative energy sources. A wind turbine using such wind power is a power conversion device that converts wind energy into rotational kinetic energy and then converts it into electrical energy.
풍력 발전기는 바람에 의해 회전하는 로터와, 각종 기계 및 전기 기기를 수용하는 나셀, 그리고 로터 및 나셀을 지지하는 타워를 포함하며, 나셀에는 로터의 회전 에너지를 전기 에너지로 변환하기 위한 에너지 변환 장치, 예를 들어 메인 샤프트, 기어 박스, 발전기, 컨버터 등이 수용된다.The wind turbine includes a rotor rotating by wind, a nacelle for receiving various mechanical and electrical devices, and a tower for supporting rotors and nacelles. The nacelle includes an energy conversion device for converting the rotational energy of the rotor into electric energy, For example, a main shaft, a gear box, a generator, and a converter.
로터 및 나셀은 바람의 방향 변화에 따라 최대 전력을 얻기 위해 회전(Yawing)되며, 나셀을 회전(Yawing)시키는 나셀 요 시스템(Nacelle Yaw System)은 요 베어링, 요 드라이브 및 요 브레이크 등의 요소를 포함한다.The rotor and the nacelle are rotated to obtain the maximum power according to the direction of the wind, and the nacelle yaw system for yawing the nacelle includes elements such as yaw bearings, yaw drive, and yaw brakes do.
그런데, 종래의 풍력 발전기의 경우, 요잉 대상물, 즉 로터, 나셀 및 에너지 변환 장치의 전체 중량이 수십 톤 이상이기 때문에, 요 드라이브 모터에 과도한 하중이 걸릴 뿐만 아니라, 요잉 대상물의 회전(Yawing)을 위해 요 드라이브 모터가 많은 전력을 소모하는 문제점이 있었다.However, in the case of a conventional wind turbine, since the total weight of the objects to be yaw, that is, the rotor, the nacelle, and the energy conversion device is tens of tons or more, not only an excessive load is applied to the yaw drive motor but also yawing There is a problem that the drive motor consumes a lot of power.
본 발명의 실시 예는, 요잉 대상물의 전체 중량을 줄임으로써, 요잉에 필요한 소모 전력을 최소화하는 풍력 발전기를 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a wind power generator that minimizes the power consumption required for yawing by reducing the total weight of a yawing object.
본 발명의 일 측면에 따르면, 허브와, 상기 허브에 결합되는 복수 개의 블레이드를 포함하는 로터; 타워; 상기 타워에 고정되고, 슬릿 형상의 개구부가 형성된 나셀 커버; 상기 나셀 커버의 내측에 제공되며, 상기 타워의 길이 방향을 향하는 축(Axis)을 중심으로 회전 가능한 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트에 결합되는 메인 베어링; 상기 메인 베어링에 의해 회전 가능하게 지지되고, 상기 개구부를 통해 상기 허브에 연결되는 메인 샤프트를 포함하는, 발전기가 제공될 수 있다.According to an aspect of the invention, there is provided a rotor comprising: a hub; and a plurality of blades coupled to the hub; tower; A nacelle cover fixed to the tower and having a slit-shaped opening portion; A base plate provided on the inside of the nacelle cover and rotatable about an axis Axis of the tower; A main bearing coupled to the base plate; And a main shaft rotatably supported by the main bearing, the main shaft being connected to the hub through the opening.
상기 나셀 커버는 속이 빈 원통 형상을 가지고, 상기 개구부는 상기 나셀 커버의 측벽에 원주 방향을 따라 형성될 수 있다.The nacelle cover may have a hollow cylindrical shape, and the opening may be formed along the circumferential direction on the side wall of the nacelle cover.
상기 풍력 발전기는, 원호 형상을 가지고 상기 메인 샤프트가 관통 삽입되는 관통 홀이 형성되며, 상기 메인 샤프트 및 상기 베이스 플레이트와 함께 회전하면서 상기 개구부를 차폐하는 차폐 부재를 더 포함할 수 있다.The wind power generator may further include a shield member having an arc shape and formed with a through hole through which the main shaft is inserted and shielding the opening while being rotated together with the main shaft and the base plate.
상기 풍력 발전기는, 상기 베이스 플레이트를 회전시키는 회전 구동 부재를 더 포함하되, 상기 회전 구동 부재는, 상기 베이스 플레이트에 결합되고, 내주 면에 치형이 형성된 링 형상의 종동 기어; 상기 종동 기어와 맞물리는 구동 기어; 및 상기 구동 기어에 회전력을 제공하는 구동기를 포함할 수 있다.The wind turbine further includes a rotation drive member for rotating the base plate, wherein the rotation drive member includes: a ring-shaped driven gear coupled to the base plate and having a tooth on an inner peripheral surface; A driving gear engaged with the driven gear; And a driver for providing a rotational force to the driving gear.
상기 풍력 발전기는, 상기 나셀 커버의 강도를 보강하는 보강 부재를 더 포함하되, 상기 보강 부재는, 상기 베이스 플레이트로부터 상기 나셀 커버의 상부 벽을 향해 연장되는 보강 플레이트; 및 상기 보강 플레이트의 상단에 제공되고, 상기 상부 벽과 접촉하여 구름 작용을 하면서 상기 상부 벽을 지지하는 롤러를 포함할 수 있다.The wind turbine further includes a reinforcing member for reinforcing the strength of the nacelle cover, wherein the reinforcing member includes: a reinforcing plate extending from the base plate toward the upper wall of the nacelle cover; And a roller provided at an upper end of the reinforcing plate and supporting the upper wall in contact with the upper wall and rolling.
상기 보강 플레이트는, 상기 베이스 플레이트 상에서, 상기 메인 베어링을 기준으로 상기 로터의 반대쪽에 위치할 수 있다.The reinforcing plate may be located on the base plate opposite to the rotor with respect to the main bearing.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 풍력 발전기는, 상기 메인 샤프트의 회전 에너지를 전기 에너지로 변환하는 에너지 변환 부재를 더 포함하되, 상기 에너지 변환 부재는, 상기 메인 샤프트에 결합되는 제 1 베벨 기어; 상기 메인 샤프트에 수직하게 배치되고, 상기 베이스 플레이트의 중심에 형성된 홀을 관통하는 수직 축; 상기 수직 축에 결합되고, 상기 제 1 베벨 기어와 맞물리는 제 2 베벨 기어; 상기 타워에 제공되고, 상기 수직 축에 연결되는 기어 박스; 및 상기 타워에 제공되고, 상기 기어 박스에 연결되는 발전기를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the wind turbine further includes an energy conversion member for converting rotational energy of the main shaft into electric energy, wherein the energy conversion member includes a first bevel gear ; A vertical axis disposed perpendicularly to the main shaft and passing through a hole formed at the center of the base plate; A second bevel gear coupled to the vertical shaft and meshing with the first bevel gear; A gear box provided in the tower and connected to the vertical shaft; And a generator provided in the tower and connected to the gear box.
상기 풍력 발전기는, 상기 메인 샤프트 상에서, 상기 제 1 베벨 기어를 중심으로 상기 로터의 반대쪽에 제공되는 밸런스 웨이트(Balance Weight)를 더 포함할 수 있다.The wind power generator may further include a balance weight provided on a side of the main shaft opposite to the rotor about the first bevel gear.
상기 밸런스 웨이트는, 원판 형상을 가지고, 회전 관성에 의해 상기 로터 및 상기 메인 샤프트의 회전 속도를 일정하게 유지시킬 수 있다.The balance weight has a disk shape and can maintain a constant rotation speed of the rotor and the main shaft by rotational inertia.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 풍력 발전기는, 상기 메인 샤프트의 회전 에너지를 전기 에너지로 변환하는 에너지 변환 부재를 더 포함하되, 상기 에너지 변환 부재는, 상기 베이스 플레이트 상에 배치되고, 상기 메인 샤프트에 연결되는 기어 박스; 및 상기 베이스 플레이트 상에 배치되고, 상기 기어 박스에 연결되는 발전기를 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the wind turbine further includes an energy conversion member for converting rotational energy of the main shaft into electric energy, wherein the energy conversion member is disposed on the base plate, A gear box connected to the shaft; And a generator disposed on the base plate and connected to the gear box.
본 발명의 실시 예에 따르면, 요잉 대상물의 전체 중량을 감소시킬 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the total weight of the yawing object can be reduced.
그리고, 본 발명의 실시 예에 따르면, 종래의 풍력 발전기와 비교하여, 요 드라이브 모터의 소모 전력을 감소시킬 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the consumed electric power of the yaw drive motor can be reduced as compared with the conventional wind power generator.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 요잉 대상물의 요잉 속도를 증대시킬 수 있다.Further, according to the embodiment of the present invention, the yawing speed of the yawing object can be increased.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 풍력 발전기를 보여주는 측면도이다.
도 2는 도 1의 나셀 커버 및 타워의 내부 구성을 보여주는 사시도이다.
도 3은 도 2의 나셀 커버 및 타워의 내부 구성을 보여주는 종단면도이다.
도 4는 도 3의 A-A'선에 따른 횡단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 풍력 발전기의 요잉 동작을 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 나셀 커버 및 타워의 내부 구성을 보여주는 단면도이다.1 is a side view showing a wind turbine according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing the internal construction of the nacelle cover and the tower of FIG. 1. FIG.
3 is a longitudinal sectional view showing the internal construction of the nacelle cover and the tower of FIG.
4 is a cross-sectional view taken along line A-A 'in Fig.
5 is a view showing yaw operation of a wind turbine according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating an inner configuration of a nacelle cover and a tower according to another embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 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.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.The terminology used herein is for the purpose of illustrating embodiments and is not intended to be limiting of the present invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Referring to the accompanying drawings, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals, do.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 풍력 발전기를 보여주는 측면도이다.1 is a side view showing a wind turbine according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 풍력 발전기(1)는 로터(10), 나셀 커버(20) 및 타워(30)를 포함한다. 로터(10)는 나셀 커버(20)의 전방에 회전 가능하게 결합되고, 나셀 커버(20)는 타워(30)에 의해 지지된다.1, a
로터(10)는 허브(12), 허브 커버(14) 및 블레이드(16)를 포함한다. 허브(12)는 후술할 메인 샤프트(220)에 연결되고, 내부가 빈 중공 형상을 가질 수 있다. 허브(12)의 내부에는 피치 시스템(미도시), 윤활 시스템(미도시) 및 각종 센서(미도시) 등이 제공될 수 있다.The
허브 커버(14)는 허브(12)와 기설정된 간격을 유지하면서 허브(12)를 감싼다. 허브 커버(14)는 비전도성 재질, 예컨대, 섬유 강화 플라스틱(Fiber Reinforced Plastics, FRP) 재질로 제공될 수 있다.The hub cover (14) surrounds the hub (12) while maintaining a predetermined gap with the hub (12). The
블레이드(16)는 복수 개 제공되며, 허브(12)를 중심으로 방사상으로 배치된다. 블레이드(16)는 익형 단면을 가지며, 전방으로부터 불어오는 바람에 대해 일정한 받음각을 갖도록 허브(12)에 결합된다. 풍력 발전기(1)의 전방에서 불어오는 바람은 블레이드(16)의 표면을 스쳐 지나면서 양력을 발생시키고, 양력은 블레이드(16)와 허브(12)를 회전시킨다.A plurality of
나셀 커버(20)는 속이 빈 원통 형상을 가질 수 있고, 타워(30)의 상단에 고정된다. 나셀 커버(20)의 측벽에는 원주 방향을 따라 슬릿 형상의 개구부(22)가 형성되고, 허브(12)에 연결되는 메인 샤프트(220)가 개구부(22)를 통해 나셀 커버(20) 내측으로 연장된다. 개구부(22)는 후술할 차폐 부재(500)에 의해 차폐될 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.The
타워(30)는 중공 원통 형상을 가지고, 나셀 커버(20)를 지지한다. 타워(30)의 내측에는 복수 개의 플랫폼(미도시)이 제공될 수 있다. 플랫폼(미도시)은 타워(30)의 내벽에 상하 방향으로 이격되도록 설치될 수 있고, 설비들의 설치 및 유지 보수를 위한 작업 공간을 제공할 수 있다. The
도 2는 도 1의 나셀 커버 및 타워의 내부 구성을 보여주는 사시도이고, 도 3은 도 2의 나셀 커버 및 타워의 내부 구성을 보여주는 종단면도이며, 도 4는 도 3의 A-A'선에 따른 횡단면도이다. 그리고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 풍력 발전기의 요잉 동작을 보여주는 도면이다.FIG. 2 is a perspective view showing the internal construction of the nacelle cover and the tower of FIG. 1, FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing the internal structure of the nacelle cover and the tower of FIG. 2, Sectional view. 5 is a view showing yaw operation of the wind turbine according to the embodiment of the present invention.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 베이스 플레이트(100)가 나셀 커버(20)의 내측에 제공된다. 베이스 플레이트(100)는 원판 형상을 가질 수 있고, 그 중심 영역에는 홀(110)이 형성된다. 베이스 플레이트(100)는 타워(30)의 길이 방향에 수직하게 수평 방향으로 배치되고, 나셀 커버(20)의 내측에서 개구부(22)보다 아래에 위치할 수 있다. 베이스 플레이트(100)는, 후술할 회전 구동 부재(400)에 의해, 타워(30)의 길이 방향을 향하는 축(Axis)을 중심으로 회전될 수 있다.2 to 5, a
베이스 플레이트(100)의 상면에는 메인 베어링(210)이 결합되고, 메인 베어링(210)은, 개구부(22)를 통해 나셀 커버(20) 내측으로 연장되는, 메인 샤프트(220)를 회전 가능하게 지지한다.The
메인 샤프트(220)를 통해 전달되는 회전 에너지는, 에너지 변환 부재(300)에 의해, 전기 에너지로 변환된다. 에너지 변환 부재(300)는 수직 축(310), 제 1 베벨 기어(320), 제 2 베벨 기어(330), 기어 박스(340) 및 발전기(350)를 포함할 수 있다.The rotational energy transmitted through the
수직 축(310)은 메인 샤프트(220)에 수직하게 배치될 수 있다. 수직 축(310)은 베이스 플레이트(100)의 상부로부터 중심 영역의 홀(110)을 관통하여 타워(30)로 연장될 수 있다.The
제 1 베벨 기어(320)는 메인 샤프트(220) 상에 결합되고, 제 2 베벨 기어(330)는 수직 축(310)의 상단에 결합된다. 제 1 베벨 기어(320)와 제 2 베벨 기어(330)는 서로 맞물리고, 메인 샤프트(220)의 회전력을 수직 축(310)으로 전달한다.The
기어 박스(340)와 발전기(350)는 타워(30)의 상부 공간에 배치될 수 있다. 기어 박스(340)는 수직 축(310)의 하단에 연결되고, 수직 축(310)에서 입력되는 회전 속도를 발전기의 정격 회전 속도로 증가시켜 발전기(350)로 전달한다. 발전기(350)는 기어 박스(340)에서 출력되는 회전 에너지를 전기 에너지로 변환한다.The
풍력 발전기(1, 도 1 참조)로 불어오는 바람의 방향이 바뀌면, 로터(10, 도 1 참조) 및 메인 샤프트(220)는 최대 전력을 얻기 위해 바람이 불어오는 방향으로 회전(Yawing)될 수 있다. 회전 구동 부재(400)는, 로터(10, 도 1 참조) 및 메인 샤프트(220)를 회전(Yawing)시키기 위한 것으로, 종동 기어(410), 구동 기어(420) 및 구동기(430)를 포함할 수 있다.The rotor 10 (see FIG. 1) and the
종동 기어(410)는 내주 면에 치형이 형성된 링 형상으로 제공되고, 베이스 플레이트(100)의 하면에 결합될 수 있다. 구동 기어(420)는 구동기(430)의 회전 축에 결합되고, 종동 기어(410)와 맞물린다.The driven
구동기(430)의 회전력이 구동 기어(420)와 종동 기어(410)에 의해 베이스 플레이트(100)로 전달되면, 도 5에 도시된 바와 같이 베이스 플레이트(100) 상에서 메인 베어링(210)에 의해 지지된 메인 샤프트(220)가 회전되고, 이에 의해 로터(10, 도 1 참조)가 회전된다. 이때, 나셀 커버(20)의 개구부(22)는 메인 샤프트(220)의 이동 경로를 제공한다.When the rotational force of the
나셀 커버(20)의 개구부(22)를 통해서는, 새와 같은 동물이나 빗물이 침투될 수 있다. 이를 방지하기 위해, 개구부(22)를 차폐하는 차폐 부재(500)가 제공될 수 있다.Through the
차폐 부재(500)는 원호 형상으로 굴곡된 플레이트로 구비될 수 있다. 차폐 부재(500)의 중심에는 메인 샤프트(220)가 관통 삽입되도록 관통 홀이 형성되고, 관통 홀에는 메인 샤프트(220)를 회전 가능하게 지지하기 위한 베어링(510)이 설치될 수 있다. 차폐 부재(500)는 개구부(22)를 형성하는 나셀 커버(20) 측벽의 내면에 접촉되고, 결합 부재(520)에 의해 베이스 플레이트(100)에 연결될 수 있다.The shielding
차폐 부재(500)는 개구부(22)의 원주 방향 길이보다 2 배 이상 긴 길이를 가질 수 있고, 메인 샤프트(220) 및 베이스 플레이트(100)와 함께 회전하면서, 개구부(22)를 차폐한다. The
한편, 메인 샤프트(220)에는 밸런스 웨이트(Balance Weight, 600)가 제공될 수 있다. 밸런스 웨이트(600)는 메인 샤프트(220) 상에서, 제 1 베벨 기어(320)를 중심으로 로터(10, 도 1 참조)의 반대쪽에 결합될 수 있다.On the other hand, the
밸런스 웨이트(600)는 메인 베어링(210)에 의해 지지되는 메인 샤프트(220)의 무게 균형을 맞출 수 있다. 즉, 메인 샤프트(220)의 일단에는 로터(10, 도 1 참조)가 결합되고, 메인 샤프트(220)의 타단에는 밸런스 웨이트(600)가 결합되기 때문에, 밸런스 웨이트(600)가 로터(10, 도 1 참조)와의 무게 균형을 맞출 수 있다.The
밸런스 웨이트(600)는, 회전 관성에 의해 로터(10, 도 1 참조) 및 메인 샤프트(220)의 회전 속도를 일정하게 유지시키는 플라이 휠(Fly Wheel)로 작용하도록, 원판 형상을 가질 수 있다.The
또 다른 한편으로, 나셀 커버(20)에는 나셀 커버(20)의 강도 보강을 위한 보강 부재(700)가 제공될 수 있다. 보강 부재(700)는 보강 플레이트(710)와 롤러(720)를 포함할 수 있다.On the other hand, the
보강 플레이트(710)는 베이스 플레이트(100)로부터 나셀 커버(20)의 상부 벽(24)을 향해 위쪽으로 연장될 수 있다. 롤러(720)는 보강 플레이트(710)의 상단에 제공되고, 나셀 커버(20)의 상부 벽(24)과 접촉하여 구름 작용을 하면서 상부 벽(24)을 지지할 수 있다. 보강 플레이트(710)는 베이스 플레이트(100) 상에서 메인 베어링(210)을 기준으로 로터(10, 도 1 참조)의 반대쪽에 위치할 수 있고, 이외에도 메인 샤프트(220) 및 기타 다른 구성 요소들과 간섭되지 않는 범위에서 어디든지 위치할 수 있다.The reinforcing
이상에서는, 기어 박스(340)와 발전기(350)가 타워(30)에 제공되는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 이와 달리 기어 박스와 발전기는 나셀 커버(20)의 내측에 제공될 수도 있다. 이에 대해 설명하면 다음과 같다.In the above description, the
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 나셀 커버 및 타워의 내부 구성을 보여주는 단면도이다. 이하에서는, 도 3에 도시된 구성 요소와 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면 번호를 부여하고 이에 대한 설명은 생략한다.FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating an inner configuration of a nacelle cover and a tower according to another embodiment of the present invention. Hereinafter, the same or corresponding components as those shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and a description thereof will be omitted.
도 6을 참조하면, 기어 박스(340') 및 발전기(350')를 포함하는 에너지 변환 부재는 나셀 커버(20) 내측에 제공될 수 있다. 즉, 기어 박스(340')는 베이스 플레이트(100) 상에 배치되고, 메인 샤프트(220)에 연결될 수 있다. 또한, 발전기(350')도 베이스 플레이트(100) 상에 배치될 수 있고, 발전기(350')는 기어 박스에 연결될 수 있다.Referring to FIG. 6, the energy conversion member including the gear box 340 'and the generator 350' may be provided inside the
상기와 같은 구성에 의하면, 나셀 커버(20)는 타워(30)에 고정되고, 베이스 플레이트(100) 상에 제공되는 메인 샤프트(220), 기어 박스(340') 및 발전기(350')가 회전(Yawing)될 수 있고, 메인 샤프트(220)의 회전(Yawing)에 의해 로터(10, 도 1 참조)가 회전(Yawing)될 수 있다.The
앞서 살펴본 바와 같은 구성에 의해, 본 발명의 실시 예에 따른 풍력 발전기는, 회전(Yawing) 대상물의 전체 중량을 감소시킬 수 있으며, 이를 통해 구동기(즉, 요 드라이브 모터)의 소모 전력을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 회전(Yawing) 대상물의 회전 속도를 증대시킴으로써 풍향 변화에 기민하게 대응하여 발전 효율을 높일 수 있다.According to the construction as described above, the wind power generator according to the embodiment of the present invention can reduce the total weight of the yawing object, thereby reducing the power consumption of the actuator (i.e., yaw drive motor) In addition, by increasing the rotation speed of the yawing object, it is possible to promptly respond to the change in the wind direction to increase the power generation efficiency.
이상, 본 발명의 실시 예들에 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.While the present invention has been described in connection with certain exemplary embodiments thereof, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the present invention as defined in the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
1: 풍력 발전기 10: 로터
20: 나셀 커버 30: 타워
100: 베이스 플레이트 210: 메인 베어링
220: 메인 샤프트 300: 에너지 변환 부재
310: 수직 축 320: 제 1 베벨 기어
330: 제 2 베벨 기어 340: 기어 박스
350: 발전기 400: 회전 구동 부재
410: 종동 기어 420: 구동 기어
430: 구동기 500: 차폐 부재
600: 밸런스 웨이트 700: 보강 부재1: Wind generator 10: Rotor
20: Nacelle cover 30: Tower
100: base plate 210: main bearing
220: main shaft 300: energy conversion member
310: vertical axis 320: first bevel gear
330: second bevel gear 340: gear box
350: Generator 400: Rotary drive member
410: driven gear 420: drive gear
430: actuator 500: shielding member
600: balance weight 700: reinforcing member
Claims (10)
타워;
상기 타워에 고정되고, 슬릿 형상의 개구부가 형성된 나셀 커버;
상기 나셀 커버의 내측에 제공되며, 상기 타워의 길이 방향을 향하는 축(Axis)을 중심으로 회전 가능한 베이스 플레이트;
상기 베이스 플레이트에 결합되는 메인 베어링;
상기 메인 베어링에 의해 회전 가능하게 지지되고, 상기 개구부를 통해 상기 허브에 연결되는 메인 샤프트; 및
상기 나셀 커버의 강도를 보강하는 보강 부재를 포함하고,
상기 보강 부재는,
상기 베이스 플레이트로부터 상기 나셀 커버의 상부 벽을 향해 연장되는 보강 플레이트; 및
상기 보강 플레이트의 상단에 제공되고, 상기 상부 벽과 접촉하여 구름 작용을 하면서 상기 상부 벽을 지지하는 롤러를 포함하는, 풍력 발전기.A rotor including a hub and a plurality of blades coupled to the hub;
tower;
A nacelle cover fixed to the tower and having a slit-shaped opening portion;
A base plate provided on the inside of the nacelle cover and rotatable about an axis Axis of the tower;
A main bearing coupled to the base plate;
A main shaft rotatably supported by the main bearing and connected to the hub through the opening; And
And a reinforcing member for reinforcing the strength of the nacelle cover,
The reinforcing member
A reinforcing plate extending from the base plate toward an upper wall of the nacelle cover; And
And a roller provided on an upper end of the reinforcing plate and supporting the upper wall in contact with the upper wall and rolling.
상기 나셀 커버는 속이 빈 원통 형상을 가지고,
상기 개구부는 상기 나셀 커버의 측벽에 원주 방향을 따라 형성되는, 풍력 발전기.The method according to claim 1,
Wherein the nacelle cover has a hollow cylindrical shape,
And the opening is formed along the circumferential direction on the side wall of the nacelle cover.
원호 형상을 가지고, 상기 메인 샤프트가 관통 삽입되는 관통 홀이 형성되며, 상기 메인 샤프트 및 상기 베이스 플레이트와 함께 회전하면서 상기 개구부를 차폐하는 차폐 부재를 더 포함하는, 풍력 발전기.3. The method of claim 2,
And a shielding member having an arc shape and formed with a through hole through which the main shaft is inserted and shielding the opening while rotating together with the main shaft and the base plate.
상기 베이스 플레이트를 회전시키는 회전 구동 부재를 더 포함하되,
상기 회전 구동 부재는,
상기 베이스 플레이트에 결합되고, 내주 면에 치형이 형성된 링 형상의 종동 기어;
상기 종동 기어와 맞물리는 구동 기어; 및
상기 구동 기어에 회전력을 제공하는 구동기를 포함하는, 풍력 발전기.The method according to claim 1,
And a rotation driving member for rotating the base plate,
The rotation drive member includes:
A ring-shaped driven gear coupled to the base plate and having a tooth on an inner peripheral surface thereof;
A driving gear engaged with the driven gear; And
And a driver for providing rotational force to the drive gear.
상기 보강 플레이트는, 상기 베이스 플레이트 상에서, 상기 메인 베어링을 기준으로 상기 로터의 반대쪽에 위치하는, 풍력 발전기.The method according to claim 1,
Wherein the reinforcing plate is located on the base plate opposite to the rotor with respect to the main bearing.
상기 메인 샤프트의 회전 에너지를 전기 에너지로 변환하는 에너지 변환 부재를 더 포함하되,
상기 에너지 변환 부재는,
상기 메인 샤프트에 결합되는 제 1 베벨 기어;
상기 메인 샤프트에 수직하게 배치되고, 상기 베이스 플레이트의 중심에 형성된 홀을 관통하는 수직 축;
상기 수직 축에 결합되고, 상기 제 1 베벨 기어와 맞물리는 제 2 베벨 기어;
상기 타워에 제공되고, 상기 수직 축에 연결되는 기어 박스; 및
상기 타워에 제공되고, 상기 기어 박스에 연결되는 발전기를 포함하는, 풍력 발전기.The method according to any one of claims 1 to 4 and 6,
Further comprising an energy conversion member for converting rotational energy of the main shaft into electric energy,
Wherein the energy conversion member comprises:
A first bevel gear coupled to the main shaft;
A vertical axis disposed perpendicularly to the main shaft and passing through a hole formed at the center of the base plate;
A second bevel gear coupled to the vertical shaft and meshing with the first bevel gear;
A gear box provided in the tower and connected to the vertical shaft; And
And a generator provided in the tower and connected to the gearbox.
상기 메인 샤프트 상에서, 상기 제 1 베벨 기어를 중심으로 상기 로터의 반대쪽에 제공되는 밸런스 웨이트(Balance Weight)를 더 포함하는, 풍력 발전기.8. The method of claim 7,
Further comprising a balance weight provided on the main shaft opposite to the rotor about the first bevel gear.
상기 밸런스 웨이트는,
원판 형상을 가지고, 회전 관성에 의해 상기 로터 및 상기 메인 샤프트의 회전 속도를 일정하게 유지시키는, 풍력 발전기.9. The method of claim 8,
The balance weight,
And has a disk shape and maintains the rotational speed of the rotor and the main shaft at a constant level by rotational inertia.
상기 메인 샤프트의 회전 에너지를 전기 에너지로 변환하는 에너지 변환 부재를 더 포함하되,
상기 에너지 변환 부재는,
상기 베이스 플레이트 상에 배치되고, 상기 메인 샤프트에 연결되는 기어 박스; 및
상기 베이스 플레이트 상에 배치되고, 상기 기어 박스에 연결되는 발전기를 포함하는, 풍력 발전기.The method according to any one of claims 1 to 4 and 6,
Further comprising an energy conversion member for converting rotational energy of the main shaft into electric energy,
Wherein the energy conversion member comprises:
A gear box disposed on the base plate and connected to the main shaft; And
And a generator disposed on the base plate and connected to the gear box.
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