KR100915434B1 - 풍력 발전기의 너셀 커버 - Google Patents

Abstract

본 발명은 풍력 발전기에 관한 것으로써, 더욱 구체적으로는 낙뢰로부터 안전하도록 구성한 새로운 형태의 풍력 발전기의 너셀 커버에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은 서로 간이 결합되는 복수의 단위 커버로 분할 형성되며, 상기 각 단위 커버는 외벽을 이루는 외부 커버와, 복수로 제공되면서 상기 외부 커버의 내벽면을 따라 밀착 고정되며, 적어도 하나 이상은 접지선과 연결되는 금속재질의 도체 플레이트와 상기 각 도체 플레이트의 양 끝단을 제외한 나머지 부분을 각각 감싸면서 상기 외부 커버의 내벽면에 고정되는 고정 시트를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 풍력 발전기의 너셀 커버가 제공된다.

Description

풍력 발전기의 너셀 커버{nacelle cover of a wind generator}

본 발명은 풍력 발전기에 관한 것으로써, 더욱 구체적으로는 낙뢰로부터 안전하도록 구성한 새로운 형태의 풍력 발전기용 너셀 구조에 관한 것이다.

일반적으로 풍력 발전기는 공기의 운동 에너지 즉, 바람 자원으로부터 얻어진 에너지를 회전 운동 에너지로 변환한 후 전기 에너지로 변환하는 전력 변환 장치이다.

상기한 풍력 발전기는 첨부된 도 1과 같이 크게 로터(rotor)(1)와 너셀(nacelle)(2) 및 타워부(3)로 구성된다.

이때, 상기 로터(1)는 바람 자원에 의해 회전되는 날개이고, 상기 너셀(2)은 상기 로터(1)의 회전에 의해 얻어지는 회전 운동 에너지를 전기 에너지로 변환시키기 위한 각종 부품들을 포함하는 부위이며, 상기 타워부(3)는 지면에 설치되면서 상기한 로터(1) 및 너셀(2)을 지지하기 위한 구성이다.

상기한 풍력 발전기는 주로 바람이 풍부하고 민가에서 멀리 떨어진 지역에 설치되기 때문에 주변 구조물에 비해 상기 풍력 발전기의 높이가 높고 접지 구조는 취약하다.

특히, 상기 풍력 발전기의 각 구성 중 로터(1)에 의해 회전되는 블레이드(11)와, 너셀(2)의 외관을 이루는 너셀 커버(21)는 유리섬유강화플라스틱(FRP;Fiber glass Reinforced Plastic)과 같은 복합재료로 구성되기 때문에 낙뢰에 취약할 뿐 아니라 최근에는 풍력 발전기의 대형화 추세로 인해 상기한 낙뢰에 대한 위험 가능성은 더욱 높아지고 있다.

물론, 종래 풍력 발전기는 상기한 낙뢰의 위험으로부터 너셀(2) 내부의 각종 장치를 보호하기 위해 너셀 커버(21)의 상부 후면에 피뢰침(22)이 설치되어 있으나 상기 너셀(2)의 전체 크기가 상당히 큼을 고려할 때 상기 피뢰침(22)은 너셀(2)의 각 부위 중 그 설치가 이루어진 부위만을 낙뢰로부터 보호할 뿐 상기 피뢰침(22)이 설치된 부위와는 상대적으로 떨어진 측의 부위는 낙뢰로부터 보호하지는 못하였다.

본 발명은 전술한 종래 기술이 갖는 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 낙뢰로부터 안전하도록 구성함과 더불어 전체적인 조립 작업이 편리하게 진행될 수 있도록 한 새로운 형태의 풍력 발전기의 너셀 커버를 제공하고자 한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 풍력 발전기의 너셀 커버는 서로 간이 결합되는 복수의 단위 커버로 분할 형성되며, 상기 각 단위 커버는 외벽을 이루는 외부 커버와, 복수로 제공되면서 상기 외부 커버의 내벽면을 따라 밀착 고정되며, 적어도 하나 이상은 접지선과 연결되는 금속재질의 도체 플레이트와, 상기 각 도체 플레이트의 양 끝단을 제외한 나머지 부분을 각각 감싸면서 상기 외부 커버의 내벽면에 고정되는 고정 시트를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

여기서, 상기 고정 시트는 시트(sheet)형의 유리섬유강화플라스틱(FRP;Fiber glass Reinforced Plastic) 재질로 형성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 도체 플레이트는 상기 고정 시트 및 상기 외부 커버의 내벽면 사이에 액상 레진을 이용하여 부착 고정됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 외부 커버는 끝단이 내향 절곡되어 결합 부위를 제공하도록 형성되고, 상기 각 도체 플레이트의 양 끝단은 상기 외부 커버의 끝단과 대응되게 절곡되면서 볼트로 관통 체결 가능하게 형성됨을 특징으로 한다.

이상에서와 같은 본 발명에 따른 풍력 발전기의 너셀 커버는 낙뢰로부터 너셀을 보호하기 위한 평판형의 도체 플레이트가 각 외부 커버의 내벽면을 따라 격자형으로 형성됨과 더불어 상기 각 도체 플레이트는 고정 시트에 의해 외부 노출이 방지된 상태로 고정되도록 구성됨으로써 각 단위 커버의 제조시 너셀 보호를 위한 구조가 일체형으로 제조된다는 효과를 가진다.

이에 따라, 풍력 발전기의 설치를 위한 작업 도중 너셀을 낙뢰로부터 보호하는 구조를 별도로 설치하는 작업은 생략될 수 있게 되고, 이로 인해 풍력 발전기의 설치 작업에 대한 작업 시간을 최대한 단축시킬 수 있게 된 효과를 추가로 가진다.

또한, 본 발명에 따른 풍력 발전기의 너셀 커버는 각 도체 플레이트 간의 결합 및 각 도체 플레이트와 외부 커버 간의 결합이 볼트 결합에 의해 동시에 이루어질 수 있게 되어 작업 시간을 최소화할 수 있고, 특히 상기 볼트가 전도체의 역할을 수행함으로써 각 도체 플레이트 간의 통전이 원활히 이루어질 수 있다는 효과를 동시에 가진다.

도 1은 종래 일반적인 풍력 발전기의 외관 구조를 설명하기 위해 나타낸 개략적인 상태도

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 풍력 발전기의 너셀 커버를 설명하기 위해 나타낸 분해 사시도

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 풍력 발전기의 너셀 커버의 결합 관계를 설명하기 위해 나타낸 요부 사시도

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 풍력 발전기의 너셀 커버의 결합 관계를 설명하기 위해 나타낸 요부 단면도

이하, 본 발명의 실시예에 따른 풍력 발전기의 너셀 커버를 첨부된 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명한다.

먼저, 첨부된 도 1과 같이 본 발명의 실시예에 따른 풍력 발전기의 너셀 커버는 복수의 단위 커버로 분할 형성되며, 상기한 각 단위 커버는 크게 외부 커버(110,120)와, 도체 플레이트(200)와, 고정 시트(300)를 포함하여 구성됨을 특징으로 제시한다.

이를 각 구성별로 상세히 설명하면 다음과 같다.

우선, 상기 외부 커버(110,120)에 대하여 설명한다.

상기 외부 커버(110,120)는 각 단위 커버의 외벽(혹은, 외관)을 이루는 부위로써, 풍력 발전기용 너셀의 전체 형상에 맞게 각각의 부위별로 구분되어 형성된다.

본 발명의 실시예에서는 상기 각 외부 커버(110,120)가 너셀 커버의 상부 외관을 이루는 제1외부 커버(110) 및 하부 외관을 이루는 제2외부 커버(120)로 각각 제공됨을 그 예로 한다. 물론, 필요에 따라 혹은, 너셀의 크기에 따라 상기한 각 외부 커버(110,120)는 셋 이상으로 구성될 수도 있다.

특히, 상기 각 외부 커버(110,120)는 그 끝단을 이루는 테두리 부위(111,121)가 내향 절곡되어 각 외부 커버(110,120) 서로 간의 결합 부위를 제공하도록 형성된다.

다음으로, 상기 도체 플레이트(200)에 대하여 설명한다.

상기 도체 플레이트(200)는 상기 각 외부 커버(110,120)로 낙뢰가 떨어졌을 경우 상기 낙뢰가 접지선(도시는 생략됨)을 통해 지면으로 제공되도록 함으로써 풍력 발전기의 너셀을 낙뢰로부터 보호될 수 있도록 하는 일련의 구성이다.

이때, 상기 도체 플레이트(200)는 금속재질의 평판형으로 형성됨과 더불어 복수로 제공되면서 상기 각 외부 커버(110,120)의 내벽면을 따라 밀착되며, 상기 각 외부 커버(110,120)의 내벽면에는 액상 레진(510)을 이용하여 부착 고정된다. 특히, 상기 각 도체 플레이트(200)는 서로 격자형을 이루도록 구성됨이 더욱 바람직하다.

이와 함께, 상기한 각 도체 플레이트(200) 중 적어도 하나 이상은 각 단위 커버의 외관을 이루는 각각의 외부 커버(110,120) 중 어느 한 외부 커버에 연결된 접지선(도시는 생략됨)과 연결된다.

특히, 상기 각 도체 플레이트(200)의 양 끝단(210)은 상기 각 외부 커버(110,120)의 절곡된 테두리 부위(111,121)의 형상과 대응되도록 절곡 형성되며, 서로 대응되는 각 도체 플레이트(200) 간은 볼트(400)로 관통 체결되도록 구성됨으로써 상호 간의 전류 흐름이 가능하게 연결된다.

다음으로, 상기 고정 시트(300)에 대하여 설명한다.

상기 고정 시트(300)는 상기 각 도체 플레이트(200)의 양 끝단(210)을 제외한 나머지 부분을 각각 감싸면서 상기 각 외부 커버(110,120)의 내벽면에 고정되는 일련의 구성으로써, 상기 각 도체 플레이트(200)와 대응되는 개수로 제공된다.

본 발명의 실시예에서는 상기한 고정 시트(300)가 시트(sheet)형의 유리섬유강화플라스틱(FRP;Fiber glass Reinforced Plastic) 재질로 형성됨을 제시한다.

이때, 상기한 고정 시트(300)는 상기 도체 플레이트(200)를 사이에 두고 외부 커버(110,120)의 내벽면에 액상 레진(520)을 이용하여 부착 고정된다.

하기에서는, 전술한 본 발명의 실시예에 따른 풍력 발전기의 너셀 커버에 대한 조립 과정 및 이로 인해 제조된 너셀 커버의 작용을 설명하도록 한다.

우선, 각 단위 커버를 이루는 각각의 외부 커버(110,120)를 형성한다.

그리고, 상기와 같이 형성된 각 외부 커버(110,120)의 내벽면에 복수의 도체 플레이트(200)를 장착한다.

이때, 상기 각 도체 플레이트(200)는 해당 외부 커버(110,120)의 내벽면에 밀착될 수 있도록 절곡 형성되면서 상기 외부 커버(110,120)의 내벽면을 따라 각각 격자형을 이루도록 교차 설치한다.

상기와 같이 외부 커버(110,120)에 도체 플레이트(200)를 설치하는 일련의 과정이 완료되면 상기 각 외부 커버(110,120)의 내벽면에 고정 시트(300)를 부착한다.

이때, 상기 고정 시트(300)는 상기 각 외부 커버(110,120)의 내벽면 전부를 감싸도록 형성될 수도 있지만, 본 발명의 실시예에서는 상기 각 도체 플레이트(200)가 설치된 부위만을 각각 감싸도록 형성함으로써 상기 각 도체 플레이트(200)가 외부로 노출됨이 방지되도록 구성됨을 제시한다.

즉, 상기한 고정 시트(300)는 상기 각 도체 플레이트(200)가 설치된 부위를 따라 상기 각 도체 플레이트(200)를 각각 감싸는 형태로 상기 외부 커버(110,120)의 내벽면에 고정되며, 이때 상기 고정 시트(300)는 액상 레진(520)을 이용하여 부착 고정한다.

특히, 상기 각 고정 시트(300)를 상기 각 도체 플레이트(200)에 감싸는 과정에 있어서, 상기 각 도체 플레이트(200)의 각 부위 중 외부 커버(110,120)의 절곡된 테두리 부위(111,121)와 대응되도록 절곡된 양 끝단(210)은 외부로 노출될 수 있도록 한다. 이는, 상기 각 도체 플레이트(200)의 양 끝단(210)을 통해 상기 각 도체 플레이트(210) 간의 연결 및 상기 각 도체 플레이트(200)를 외부 커버(110,120)에 고정할 수 있도록 하기 위함이다.

따라서, 전술한 각 고정 시트(300)의 부착이 완료되면 각 도체 플레이트(200)는 양 끝단(210)만이 노출된 상태로 유지되며, 이러한 과정에 의해 각 단위 커버의 제조가 완료된다.

그리고, 전술한 일련의 과정에 의해 제조된 각 단위 커버는 해당 풍력 발전기의 설치 위치로 각각 개별 운반된 후 상기 풍력 발전기의 타워부 상단에 서로 결합함으로써 너셀 커버를 형성하게 된다.

상기 각 단위 커버 간의 결합은 각 외부 커버(110,120) 간을 서로 대응되게 겹친 후 이 겹쳐진 테두리 부위(111,121)로 볼트(400)를 관통시켜 체결함으로써 이루어진다.

이때, 상기 각 외부 커버(110,120) 간을 서로 겹치게 되면 두 외부 커버(110,120)의 테두리 부위(111,121)를 사이에 두고 서로 대응되는 두 도체 플레이트(200) 간은 대응되게 위치되며, 이러한 상태에서 상기 볼트(400)를 상기 두 도체 플레이트(200) 및 두 외부 커버(110,120)의 테두리 부위(111,121)에 관통 체결함으로써 서로 간을 결합하게 된다.

특히, 전술한 바와 같은 볼트(400) 체결이 이루어지게 되면 서로 대응되는 각 도체 플레이트(200) 간은 상기 볼트(400)를 매개로 하여 통전 가능한 상태를 이루게 된다.

이때, 상기 각 도체 플레이트(200)는 평판형으로 형성되기 때문에 서로 간의 볼트(400) 체결은 용이하게 이루어질 수 있게 되고, 이로 인해 작업성이 향상될 수 있게 된다.

또한, 상기 각 도체 플레이트(200) 중 적어도 하나 이상의 도체 플레이트는 풍력 발전기의 너셀 및 지면을 연결하는 접지선(도시는 생략됨)에 연결된다.

결국, 전술한 일련의 작업에 의해 모든 도체 플레이트들은 서로 통전 가능한 상태를 이루게 됨과 더불어 상기 접지선과도 통전 가능한 상태를 이루게 되고, 각 외부 커버(110,120)들은 상기한 볼트(400) 체결에 의해 서로 일체형을 이룸으로써 전체적인 너셀 커버가 완성된다.

다음으로, 전술한 바와 같이 제조된 너셀 커버의 작용에 대하여 설명한다.

우선, 낙뢰가 발생되면 통상적으로 너셀에 구비된 피뢰침으로 제공된다.

이의 경우, 상기 피뢰침과 연결된 어느 한 도체 플레이트(200)를 통해 상기 낙뢰에 따른 전류가 흐르게 되고, 계속해서 상기 도체 플레이트(200)와 연결된 여타의 도체 플레이트들을 통해 접지선으로 전달된 후 지면으로 제공된다.

만일, 상기한 낙뢰가 피뢰침으로 제공되는 것이 아니라 상기 너셀로 직접 제공될 경우라면 해당 부위의 외부 커버(110,120) 내에 설치되어 있던 각 도체 플레이트(200)로 상기 낙뢰에 따른 전류가 흐르게 되고, 계속해서 전술한 바와 같이 해당 도체 플레이트(200)와 연결된 여타의 도체 플레이트들을 통해 접지선으로 전달된 후 지면으로 제공된다.

결국, 전술한 본 발명에 따른 풍력 발전기의 너셀 커버에 대한 구조로 인해 너셀은 낙뢰로부터 안전하게 된다.

Claims (5)

1. 서로 간이 결합되는 복수의 단위 커버로 분할 형성되며,

   상기 각 단위 커버는

   외벽을 이루는 외부 커버와,

   복수로 제공되면서 상기 외부 커버의 내벽면을 따라 밀착 고정되며, 적어도 하나 이상은 접지선과 연결되는 금속재질의 도체 플레이트와,

   상기 각 도체 플레이트의 양 끝단을 제외한 나머지 부분을 각각 감싸면서 상기 외부 커버의 내벽면에 고정되는 고정 시트를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 풍력 발전기의 너셀 커버.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 고정 시트는 시트(sheet)형의 유리섬유강화플라스틱(FRP;Fiber glass Reinforced Plastic) 재질로 형성됨을 특징으로 하는 풍력 발전기의 너셀 커버.
3. 제 1 항 또는, 제 2 항에 있어서,

   상기 도체 플레이트는 상기 고정 시트 및 상기 외부 커버의 내벽면 사이에 액상 레진을 이용하여 부착 고정됨을 특징으로 하는 풍력 발전기의 너셀 커버.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 외부 커버는 끝단이 내향 절곡되어 결합 부위를 제공하도록 형성되고,

   상기 각 도체 플레이트의 양 끝단은 상기 외부 커버의 끝단과 대응되게 절곡되면서 볼트로 관통 체결 가능하게 형성됨을 특징으로 하는 풍력 발전기의 너셀 커버.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 각 외부 커버 중 어느 한 외부 커버에는 피뢰침이 설치되고,

   상기 피뢰침의 끝단은 상기 외부 커버를 관통하여 해당 외부 커버의 내벽면에 고정된 각 도체 플레이트 중 어느 한 도체 플레이트와 통전 가능하게 연결됨을 특징으로 하는 풍력 발전기의 너셀 커버.