KR101161788B1 - aerogenerator having coaxial shaft - Google Patents

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KR101161788B1 KR1020100091151A KR20100091151A KR101161788B1 KR 101161788 B1 KR101161788 B1 KR 101161788B1 KR 1020100091151 A KR1020100091151 A KR 1020100091151A KR 20100091151 A KR20100091151 A KR 20100091151A KR 101161788 B1 KR101161788 B1 KR 101161788B1
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Abstract

본 발명은 풍력 발전장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 동일축 풍력장치는 풍력에 의해 회전하는 회전체와; 상기 회전체와 연결되는 중공의 입력축과, 상기 입력축을 통해 상기 회전체로부터 입력되는 회전속도를 증가시켜 출력하며 상기 입력축과 동축상으로 정렬되는 중공의 출력축을 구비하는 기어트레인과; 상기 기어트레인의 출력축과 동축으로 연결된 중공의 회전축과, 상기 회전축에 결합되어 회전축의 회전에 의해 전기를 생산하는 회전자를 구비한 발전기 및; 상기 기어트레인의 입력축과 출력축 및 발전기 회전축의 중공을 통해 상기 발전기와 회전체를 전기적으로 연결하여 전원을 공급하는 전선을 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a wind power generator, the coaxial wind power device according to the present invention includes a rotating body that is rotated by the wind; A gear train including a hollow input shaft connected to the rotating body and a hollow output shaft which increases and outputs a rotational speed input from the rotating body through the input shaft and is coaxially aligned with the input shaft; A generator having a hollow rotating shaft connected coaxially with the output shaft of the gear train and a rotor coupled to the rotating shaft to produce electricity by rotation of the rotating shaft; It characterized in that it comprises a wire for supplying power by electrically connecting the generator and the rotating body through the hollow of the input shaft and output shaft of the gear train and the generator rotation shaft.

Description

동일축 풍력 발전장치{aerogenerator having coaxial shaft}Coaxial Wind Power Generator {aerogenerator having coaxial shaft}

본 발명은 발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 풍력 발전장치에 관한 것이다.The present invention relates to a generator, and more particularly to a wind turbine.

풍력 발전은 자연의 바람으로 풍차를 돌리고 이 풍차의 회전력을 이용하여 발전장치의 축을 돌려 발전을 하는 것으로 가장 경제적이고 환경친화적인 발전 방법으로 여겨진다.Wind power is considered to be the most economical and environmentally friendly way of generating wind by turning windmills into natural winds and rotating the shaft of the generator using the rotational force of the windmills.

이러한 풍력발전을 위한 풍력발전장치는 다양한 형태로 소개되고 있는데 가장 일반적인 형태로는 맞바람 형식의 수평축 풍력 발전장치를 들 수 있다.Wind power generators for such wind power generation is introduced in various forms, the most common type is the wind turbine of the horizontal axis in the form of wind.

맞바람 형식의 수평축 풍력 발전장치는, 날개의 회전축이 바람의 흐름에 평행인 수평축 풍력 발전장치(HAWT: Horizontal-Axis Wind Turbine)의 가장 일반적인 형태 중 하나로서, 날개가 동체의 후미에 배치되어 지나가는 바람을 맞이하는 뒷바람 형식(Downwind type)에 비하여 날개가 동체의 선단에 배치되어 불어오는 바람을 맞이하는 형식(Upwind type)의 발전장치이다.The upwind wind turbine is one of the most common types of Horizontal-Axis Wind Turbine (HAWT), where the axis of rotation of the wing is parallel to the wind flow, and the wing is placed at the rear of the fuselage. Compared to the downwind type, it is an upwind type generator that receives the wind blowing from the wings.

이러한 맞바람 형식의 수평축 풍력 발전장치는, 보통 타워(tower)의 상단에 동체(nacelle)가 수직축을 중심으로 수평으로 회전가능하게 설치되고, 동체 선단의 허브(hub)에 하나 이상의 날개(blade)가 설치되고, 허브의 후방으로 즉, 동체의 내부로 회전축(rotor)이 설치되고, 상기 회전축 단부에 증속 기어트레인과 발전기가 순차 연결되는 형태로 구성된다.This upwind type horizontal axis wind turbine is usually installed at a top of a tower such that a nacelle can be rotated horizontally about a vertical axis, and one or more blades are provided at a hub of the body end. It is installed, the rotation shaft (rotor) is installed to the rear of the hub, that is, the inside of the body, it is configured in such a form that the speed gear train and the generator is sequentially connected to the end of the rotation shaft.

첨부된 도면의 도 1은 종래의 풍력 발전장치의 구성의 일례를 나타낸 것으로, 풍력 발전장치의 회전축은 주축(15), 저속축(16), 출력축(17)으로 구성되는데, 이와 같은 회전축들은 도 1에 도시된 바와 같이 통상 평행축(Biaxial Type) 타입으로 연결된다.1 of the accompanying drawings shows an example of the configuration of a conventional wind turbine, the rotary shaft of the wind turbine is composed of a main shaft 15, a low speed shaft 16, the output shaft 17, such a rotating shaft As shown in Fig. 1, they are usually connected in a biaxial type.

이와 같이 회전축이 평행한 형태로 놓이는 가장 큰 이유로는 생산되는 전기 일부를 상기 허브(12) 내부로 공급하기 위함이다.The biggest reason for the parallel axis of rotation is to supply some of the electricity produced into the hub 12.

즉, 상기 풍력 발전장치의 초기 구동 등을 위해 상기 허브(12)와 발전기(14)를 전선(19)으로 연결하여 전기를 공급하여야 하는데, 이 때 상기 전선(19)은 기어트레인(13)의 저속축(16)과 주축(15) 부분에서는 코어부(core part)를 관통하여 연결하는 것이 가능하지만 상기 발전기(14) 부분에서는 외부로 연결해야하기 때문에 상기 풍력 발전장치의 회전축은 평행축 타입으로 구성되는 것이다. That is, for the initial driving of the wind turbine, etc., the hub 12 and the generator 14 should be connected to the electric wire 19 to supply electricity. In this case, the electric wire 19 is connected to the gear train 13. The low speed shaft 16 and the main shaft 15 can be connected through the core part, but since the generator 14 needs to be connected to the outside, the rotating shaft of the wind turbine is a parallel shaft type. It is composed.

상기 기어트레인(13)은 저속, 고토크, 고신뢰성, 그리고 고증속비와 고동력밀도를 요구하는 기술집약적 장치이다. 따라서 기어트레인(13)은 이에 유리한 유성기어유닛을 사용하고 있는 것이 통례이다. The gear train 13 is a technology intensive device requiring low speed, high torque, high reliability, high speed ratio and high power density. Therefore, it is common that the gear train 13 uses a planetary gear unit which is advantageous for this.

그러나 상기와 같은 이유로 인해 평행축 타입으로 연결하는 경우 마지막 기어단에는 고증속비와 고동력밀도에 불리한 헬리컬기어유닛을 사용할 수밖에 없어 상기 풍력 발전장치의 동력밀도를 저해하는 문제점을 일으킨다. However, when connected in parallel shaft type due to the above reason, the helical gear unit, which is disadvantageous to the high speed ratio and the high power density, cannot be used for the last gear stage, which causes a problem of inhibiting the power density of the wind turbine.

또한 상기 기어트레인(13)과 발전기(14)가 별도의 구속수단으로 고정되어 있어서 외부 횡하중 및 토크 하중에 축 정렬오차가 심하게 발생하는 문제점을 가지고 있다. In addition, since the geartrain 13 and the generator 14 are fixed by separate restraining means, there is a problem in that an axial alignment error occurs severely in external lateral load and torque load.

또한 이와 같은 축정렬오차의 발생은 기어트레인 내부의 기어의 치면손상에 직접적인 영향을 주기 때문에 상기 풍력 발전장치의 신뢰성 저하의 주요인이 된다.In addition, the occurrence of such an axis alignment error directly affects the tooth surface damage of the gear inside the gear train, which is a major cause of the decrease in reliability of the wind turbine.

그리고 이와 같은 풍력 발전장치에 구비되는 기어트레인은 1~3단의 유성기어유닛들의 조합으로 이루어지며, 각각의 유성기어유닛은 유성기어 및 상기 유성기어의 연결요소인 선기어, 링기어, 캐리어로 구성된다. And the gear train provided in the wind turbine is composed of a combination of planetary gear units of 1 to 3 stages, each planetary gear unit is composed of a planetary gear and the sun gear, ring gear, carrier, which are the connecting elements of the planetary gear do.

하지만, 종래의 기어트레인에 구성되는 단순한 유성기어유닛들의 조합은 기어트레인은 높은 증속비를 요구하는 풍력발전용 기어트레인에 적합하지 않을 뿐만 아니라 기어트레인의 중량을 지나치게 가중시켜 풍력 발전장치의 신뢰성에 큰 문제점을 일으킬 수 있을 뿐만 아니라, 부피도 크고, 기대수명 또한 풍력 발전장치의 기대치에 미치지 못하는 문제점이 있다.However, the combination of simple planetary gear units constructed in the conventional gear train is not only suitable for the gear train for wind power generation that requires a high speed ratio, but also adds to the weight of the gear train so as to increase the reliability of the wind turbine. Not only can cause a big problem, but also bulky, life expectancy also has a problem that does not meet the expectations of the wind turbine.

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 풍력 발전장치의 기어트레인과 발전장치의 회전축을 동일 축선상으로 연결할 수 있는 동일축 풍력 발전장치를 제공함에 있다. The present invention is to solve the above problems, the present invention is to provide a coaxial wind turbine generator that can connect the rotational axis of the gear train and the generator of the wind turbine generator on the same axis.

본 발명의 다른 목적은 고동력, 저속, 고토크의 운전조건 아래 신뢰성을 보장할 수 있으며 기대수명 또한 충족할 수 있는 기어트레인을 갖는 동일축 풍력 발전장치를 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide a coaxial wind power generator having a gear train that can ensure reliability under operating conditions of high power, low speed, and high torque, and can also meet life expectancy.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 동일축 풍력장치는 풍력에 의해 회전하는 회전체와; 상기 회전체와 연결되는 중공의 입력축과, 상기 입력축을 통해 상기 회전체로부터 입력되는 회전속도를 증가시켜 출력하며 상기 입력축과 동축상으로 정렬되는 중공의 출력축을 구비하는 기어트레인과; 상기 기어트레인의 출력축과 동축으로 연결된 중공의 회전축과, 상기 회전축에 결합되어 회전축의 회전에 의해 전기를 생산하는 회전자를 구비한 발전기 및; 상기 기어트레인의 입력축과 출력축 및 발전기 회전축의 중공을 통해 상기 발전기와 회전체를 전기적으로 연결하여 전원을 공급하는 전선을 포함하는 것을 특징으로 한다.
In order to achieve the above object, a coaxial wind power device according to the present invention includes a rotating body rotating by wind power; A gear train including a hollow input shaft connected to the rotating body and a hollow output shaft which increases and outputs a rotational speed input from the rotating body through the input shaft and is coaxially aligned with the input shaft; A generator having a hollow rotating shaft connected coaxially with the output shaft of the gear train and a rotor coupled to the rotating shaft to produce electricity by rotation of the rotating shaft; It characterized in that it comprises a wire for supplying power by electrically connecting the generator and the rotating body through the hollow of the input shaft and output shaft of the gear train and the generator rotation shaft.

본 발명에 따른 동일축 풍력 발전장치는 기어트레인과 발전기를 동일축으로 연결하여 줌으로써 풍력 발전장치의 총 중량을 감량할 수 있으며, 기어트레인과 발전기 간의 축정렬오차를 줄일 수 있어서 기어 치면 손상으로 인한 고장 확률을 줄일 수 있다. Coaxial wind power generator according to the present invention can reduce the total weight of the wind power generator by connecting the gear train and the generator in the same axis, and can reduce the shaft alignment error between the gear train and the generator caused by damage to the gear The probability of failure can be reduced.

또한, 풍력 발전장치 허브와 발전기와의 배선 연결을 기어트레인의 회전축 및 발전기의 회전축 관통공을 관통하는 배선파이프를 통해 연결하여 줌으로써 전선의 배선을 용이하게 할 수 있는 이점도 있다.In addition, by connecting the connection between the wind turbine hub and the generator through the wiring pipe through the rotating shaft of the gear train and the rotating shaft through hole of the generator there is an advantage that can facilitate the wiring of the wire.

그리고, 풍력 발전장치의 기어트레인과 발전기를 일체형으로 형성할 경우, 풍력 발전장치의 제작 및 보수에 용이성을 얻을 수 있으며 제작 및 보수 비용을 절감할 수 있는 효과 또한 얻을 수 있다.In addition, when the gear train and the generator of the wind turbine are integrally formed, the wind turbine can be easily manufactured and repaired, and the manufacturing and maintenance costs can be reduced.

이와 더불어 풍력 발전장치의 기어트레인의 마지막 기어단에 헬리컬기어유닛 대신 유성기어유닛을 사용함으로써 속도비를 효과적으로 높이며, 유성기어유닛 2개 내지 3개를 다양하게 연성시켜 동력분기를 극대화하여 풍력 발전장치의 동력밀도를 크게 개선시킬 수 있으며, 고동력, 저속, 고토크의 운전조건 아래 99% 이상의 신뢰성을 보장할 수 있고, 기대수명 또한 20년 이상을 충족할 수 있다.
In addition, the speed ratio is effectively increased by using planetary gear units instead of helical gear units at the last gear stage of the gear train of the wind turbine. Wind turbines are maximized by maximizing the power branch by varying two to three planetary gear units. It can greatly improve the power density, and can guarantee the reliability of 99% or more under the operation condition of high power, low speed, and high torque, and can also meet the life expectancy of 20 years or more.

도 1은 종래의 풍력 발전장치의 구성의 일례를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 풍력 발전장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 풍력 발전장치의 기어트레인의 구성 중 직렬형 결합방식을 나타낸 개념도이다.
도 5 내지 도 8은 본 발명에 따른 기어트레인의 구성 중 도 4의 직렬형 결합방식으로 된 기어트레인의 구성의 실시예들을 나타낸다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 풍력 발전장치의 기어트레인의 구성 중 후방연성형 결합방식을 나타낸 개념도이다.
도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 기어트레인의 구성 중 도 9의 후방연성형 결합방식으로 된 기어트레인의 구성의 실시예들을 나타낸다.
도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 풍력 발전장치의 기어트레인의 구성 중 전방연성형 결합방식을 나타낸 개념도이다.
도 13 내지 도 16은 본 발명에 따른 기어트레인의 구성 중 도 12의 전방연성형 결합방식으로 된 기어트레인의 구성의 실시예들을 나타낸다.
도 17은 종래의 평행축 풍력 발전장치의 기어트레인 중 직렬형 기어트레인의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 18은 종래의 평행축 풍력 발전장치의 기어트레인 중 연성형 기어트레인의 구조를 나타낸 단면도이다.
1 is a view showing an example of the configuration of a conventional wind power generator.
2 is a view schematically showing the configuration of a wind turbine generator according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing the configuration of a wind power generator according to another embodiment of the present invention.
4 is a conceptual diagram illustrating a series coupling method of the gear train of the wind turbine generator according to the preferred embodiment of the present invention.
5 to 8 show embodiments of the configuration of the gear train of the series coupling method of Figure 4 of the configuration of the gear train according to the present invention.
9 is a conceptual diagram illustrating a rear coupling forming method of the gear train of the wind turbine generator according to the preferred embodiment of the present invention.
10 and 11 show embodiments of the configuration of the gear train of the rear coupling coupling method of Figure 9 of the configuration of the gear train according to the present invention.
12 is a conceptual diagram illustrating a forward coupling forming method of the gear train of the wind turbine generator according to the preferred embodiment of the present invention.
13 to 16 show embodiments of the configuration of the gear train of the front coupling coupling method of Figure 12 of the configuration of the gear train according to the present invention.
17 is a cross-sectional view illustrating a structure of a series gear train in a gear train of a conventional parallel shaft wind turbine generator.
18 is a cross-sectional view showing the structure of a flexible gear train of the gear train of a conventional parallel shaft wind turbine generator.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 바람직한 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 바람직한 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 바람직한 실시예는 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.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the preferred embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the preferred embodiments disclosed below, but can be implemented in various forms, and only the present preferred embodiments make the disclosure of the present invention complete, and are common in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully inform those skilled in the art of the scope of the invention, which is to be defined only by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 풍력 발전장치의 구성을 나타낸 것으로, 본 발명의 풍력 발전장치(100)는 크게 회전체와 동체로 구성된다.First, Figure 2 shows the configuration of a wind turbine generator according to a preferred embodiment of the present invention, the wind turbine generator 100 of the present invention is largely composed of a rotor and the body.

상기 회전체는 허브(120)와 상기 허브(120)에 방사상으로 연장되게 설치되는 복수개의 날개(110)로 구성된다. 여기서 상기 날개(110) 및 허브(120)는 통상의 풍력 발전장치에 사용되는 형태 그대로 적용할 수 있다. 상기 날개(110) 및 허브(120)의 구성 및 작동에 대해서는 이미 다양한 문헌을 통해 소개되어 있으므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.The rotating body is composed of a hub 120 and a plurality of wings 110 installed radially extending to the hub 120. Here, the wing 110 and the hub 120 may be applied as it is used in the conventional wind power generator. The configuration and operation of the wing 110 and the hub 120 has already been introduced through various documents, so detailed description thereof will be omitted.

상기 동체는 크게 기어트레인(200)과 발전기(300) 그리고 케이스(미도시)로 구성된다. The body is largely composed of a gear train 200, a generator 300 and a case (not shown).

상기 기어트레인(200)은 상기 회전체로부터 입력되는 회전속도를 고속으로 증속하기 위한 것이며, 상기 발전기(300)는 상기 기어트레인(200)에 의해 고속으로 증속된 회전력을 이용하여 회전자(310)(도 5참조)를 회전시킴으로써 전기를 생산하는 장치이다.The gear train 200 is for increasing the rotational speed input from the rotating body at high speed, and the generator 300 is a rotor 310 by using the rotational speed increased at a high speed by the gear train 200. It is an apparatus which produces electricity by rotating (refer FIG. 5).

상기 발전기(300)는 발전기 회전축(320) 및 회전자(310)로 크게 구성된다. 상기 회전축(320)은 기어트레인(200)의 출력축(220)과 동축으로 연결되어 회전력을 전달받아 고속으로 회전한다. 그리고, 상기 회전자(310)는 상기 회전축(320)의 외측에 배치되며, 상기 회전축(320)이 고속으로 회전함에 따라 전기를 생산한다. The generator 300 is largely composed of a generator rotating shaft 320 and the rotor 310. The rotary shaft 320 is coaxially connected to the output shaft 220 of the gear train 200 is rotated at high speed by receiving a rotational force. In addition, the rotor 310 is disposed outside the rotation shaft 320, and generates electricity as the rotation shaft 320 rotates at a high speed.

상기 기어트레인(200)은 상기 날개(110)의 저속 회전력을 고속으로 증속하기 위하여 상기 허브(120)의 중심부와 연결되어 회전하는 입력축(210)과, 상기 입력축(210)으로 입력된 회전력을 고속으로 증속하기 위한 유성기어유닛 및 상기 유성기어유닛에 의해 고속으로 증속된 회전력을 출력하는 출력단인 출력축(220)으로 구성된다.The gear train 200 is connected to the central portion of the hub 120 and rotates to increase the low speed rotational force of the blade 110 at high speed, and the rotational force input to the input shaft 210 at high speed It is composed of a planetary gear unit for increasing the speed and the output shaft 220 which is an output terminal for outputting the rotational force is increased at high speed by the planetary gear unit.

상기 기어트레인(200)의 입력축(210)과 저속축(212), 중속축(215), 출력축(220)은 동축상으로 연결되며, 상기 출력축(220)는 커플러(420)에 의해 발전기(300)의 회전자(310)(도 5참조)와 결합되어 있는 발전기 회전축(320)과 동축상으로 연결된다. 여기서, 상기 입력축(210)과 저속축(212), 중속축(215), 출력축(220), 발전기 회전축(320)은 중심 축부분(Core Part)에 중공이 형성되어 축방향으로 관통하는 구조로 이루어지며 각각의 축들은 동축선 상에서 순차적으로 연결된다.The input shaft 210, the low speed shaft 212, the middle speed shaft 215, and the output shaft 220 of the gear train 200 are coaxially connected, and the output shaft 220 is connected to the generator 300 by the coupler 420. It is connected coaxially with the generator rotary shaft 320 which is coupled to the rotor 310 (see FIG. 5). Here, the input shaft 210, the low speed shaft 212, the middle speed shaft 215, the output shaft 220, the generator rotation shaft 320 has a structure in which a hollow is formed in the central shaft portion (Core Part) to penetrate in the axial direction Each axis is connected sequentially on the coaxial line.

그리고, 상기 허브(120)에 발전기(300)의 전원을 공급하기 위한 전선(400)이 상기 입력축(210)과 저속축(212), 중속축(215), 출력축(220), 발전기 회전축(320)의 중공부를 통해 허브(120)와 발전기(300)를 상호 전기적으로 연결한다. 상기 전선(400)은 입력축(210)과 저속축(212), 중속축(215), 출력축(220), 발전기 회전축(320)의 중공부를 직접 관통하여 허브(120)와 발전기(300)를 연결할 수도 있지만, 입력축(210)과 저속축(212), 중속축(215), 출력축(220), 발전기 회전축(320)의 중공부 내에 전선파이프(410)를 설치하고 이 전선파이프(410)를 통해 전선(400)을 연결함으로써 축들로부터 발생할 수 있는 회전 간섭을 미연에 방지하는 것이 바람직하다. In addition, the wire 400 for supplying the power of the generator 300 to the hub 120 is the input shaft 210 and the low speed shaft 212, the intermediate speed shaft 215, the output shaft 220, generator rotation shaft 320 The hub 120 and the generator 300 are electrically connected to each other through the hollow portion of the). The wire 400 directly connects the hub 120 and the generator 300 by directly passing through the hollow of the input shaft 210, the low speed shaft 212, the middle speed shaft 215, the output shaft 220, and the generator rotation shaft 320. Although, the wire pipe 410 may be installed in the hollow of the input shaft 210, the low speed shaft 212, the intermediate speed shaft 215, the output shaft 220, and the generator rotation shaft 320, and then through the wire pipe 410. By connecting the wires 400, it is desirable to prevent rotational interference that may occur from the axes.

한편, 전술한 실시예의 풍력 발전장치는 기어트레인(200)과 발전기(300)가 서로 이격되게 설치된 구조로 이루어지지만, 도 3에 도시한 것과 같이 기어트레인(200)의 후방면에 발전기(300)를 일체로 고정시켜 구성할 수도 있다. 이 경우, 상기 발전기(300)의 회전축(320)은 기어트레인(200)의 출력축(220)에 커플러(미도시)와 같은 수단에 의해 서로 연결될 수도 있지만, 이와 다르게 출력축(220)과 발전기 회전축(320)이 일체형으로 만들어질 수도 있다. 물론, 이 두번째 실시예의 풍력 발전장치 역시 기어트레인(200)의 입력축(210)과 저속축(212), 중속축(215), 출력축(220)이 발전기(300)의 회전축(320)이 중공의 샤프트로 이루어져 서로 동축상으로 연결되고, 발전기(300)에 연결된 전선(400)이 각 축의 중공부를 통해 허브(120)에 연결되어 전원을 공급하여 허브(120)를 회동시킨다. On the other hand, the wind turbine generator of the above embodiment is made of a structure in which the gear train 200 and the generator 300 are spaced apart from each other, as shown in Figure 3 the generator 300 on the rear surface of the gear train 200 It can also be configured to be integrally fixed. In this case, the rotation shaft 320 of the generator 300 may be connected to each other by means such as a coupler (not shown) to the output shaft 220 of the gear train 200, but the output shaft 220 and the generator rotation shaft ( 320 may be made in one piece. Of course, the wind turbine generator of this second embodiment also has an input shaft 210 and a low speed shaft 212, a middle speed shaft 215, and an output shaft 220 of the gear train 200. Consists of a shaft is connected coaxially to each other, the wire 400 connected to the generator 300 is connected to the hub 120 through the hollow portion of each shaft to supply power to rotate the hub 120.

이와 같이 본 발명의 풍력 발전장치는 기어트레인(200)의 축과 발전기(300)의 회전축(320)이 동일 축선상으로 연결되고, 이렇게 연결된 축들을 통해 허브(120)와 발전기(300)를 연결하는 전선(400)이 설치되므로 풍력 발전장치의 총 중량을 감량할 수 있으며, 기어트레인과 발전기 간의 축정렬오차를 줄일 수 있어서 기어 치면 손상으로 인한 고장 확률을 줄일 수 있는 이점이 있다. As described above, in the wind turbine generator of the present invention, the shaft of the gear train 200 and the rotating shaft 320 of the generator 300 are connected on the same axis, and the hub 120 and the generator 300 are connected through the connected shafts. Since the wire 400 is installed, it is possible to reduce the total weight of the wind turbine, and reduce the shaft alignment error between the gear train and the generator, thereby reducing the probability of failure due to damage to the gear.

또한, 본 발명의 풍력 발전장치는 기어트레인(200)의 축들과 발전기(300)의 축들이 동일 축선상에서 직접 연결되기 때문에 종래의 헬리컬 기어단(미도시)이 불필요하며 이를 통해 풍력 발전장치의 중량을 감소할 수 있으며 동력밀도 또한 개선할 수 있는 이점이 있다. 이에 대해서는 아래의 기어트레인(200)의 구성에 대한 설명에서 더욱 상세히 설명될 것이다.  In addition, since the shafts of the gear train 200 and the shafts of the generator 300 are directly connected on the same axis, the wind turbine generator of the present invention does not require a conventional helical gear stage (not shown), and thus the weight of the wind turbine generator. This can reduce the power consumption and improve the power density. This will be described in more detail in the description of the configuration of the gear train 200 below.

한편, 본 발명의 풍력 발전장치를 구성하는 기어트레인(200)은 선기어, 캐리어, 유성기어, 링기어로 이루어진 유성기어유닛들이 3단으로 구성된 구조로 이루어져 저속의 회전력을 고속으로 증속시킨다.On the other hand, the gear train 200 constituting the wind power generator of the present invention has a planetary gear unit consisting of a sun gear, a carrier, a planetary gear, a ring gear is composed of three stages to increase the low-speed rotational force at high speed.

풍력발전기용 기어트레인은 통상적으로 고동력, 저속, 고토크의 운전조건 아래서 99% 신뢰성으로 20여년간의 수명시간이 요구된다. 설계 조건은 중형에서 대형에 이르기까지 매우 다양한데 통상의 유성기어유닛 조합으로는 이러한 조건에 부합시키는 것은 쉽지 않다.Gear trains for wind turbines typically require 20 years of service life with 99% reliability under high power, low speed and high torque operating conditions. Design conditions vary from medium to large, and it is not easy to meet these conditions with conventional planetary gear unit combinations.

따라서 본 발명은 3개의 유성기어유닛들을 적절히 조합하여 설계요구조건에 적합한 풍력발전기용 기어트레인의 구성들을 제시한다. 3개의 유성기어유닛으로 결합시키는 방식은 크게 3가지로 나눌 수 있는데, 유성기어유닛 3개를 직렬로 결합하는 직렬형(series) 결합방식, 두 번째와 세 번째 유성기어유닛을 연성시키어 결합하는 후방연성형(rear coupled) 결합방식, 첫 번째와 두 번째 유성기어유닛을 연성시키어 결합하는 전방연성형(front coupled) 결합방식이다.
Accordingly, the present invention proposes a configuration of a gear train for a wind turbine suitable for design requirements by combining three planetary gear units properly. Three planetary gear units can be combined into three types. A series coupling method in which three planetary gear units are connected in series, and the second and third planetary gear units are connected rearwards. Rear coupled coupling method, this is a front coupled coupling method that combines the first and second planetary gear units and combines them.

(1) 직렬형 기어트레인(1) Serial Gear Train

도 4는 직렬형 결합방식을 나타낸 개념도로서, 직렬형 기어트레인은 유성기어유닛 3개(PGU1, PGU2, PGU3)를 차례로 직렬로 연결시키는 방식이다. 즉, 직렬형 결합방식은 입력 주축(i)과 제1유성기어유닛(PGU1)의 세 요소인 캐리어, 선기어, 링기어중 어느 하나(3 요소중 임의로 하나를 택함)를 연결하고, 다른 하나(이미 택한 어느 하나를 제외한 나머지 두 요소 중 임의의 하나를 의미함)는 케이스 고정 구조물과 연결하고, 나머지 하나(세 요소중 마지막 남은 하나를 의미함)는 제2유성기어유닛의 각각의 3 연결요소(캐리어, 선기어, 링기어) 중 어느 하나와 연결하며, 제2유성기어유닛의 다른 하나는 케이스 고정 구조물과 연결하고 나머지 하나는 제3유성기어유닛의 각각의 3 연결요소(캐리어, 선기어, 링기어) 중 어느 하나와 연결한다. 그리고, 제3유성기어유닛의 다른 하나는 케이스 고정 구조물과 연결하고 나머지 하나는 출력축(o)에 연결하여 전체를 구성하는 것이다. 4 is a conceptual diagram illustrating a series coupling method, wherein a series gear train is a method of connecting three planetary gear units (PGU1, PGU2, PGU3) in series. That is, in the series coupling method, one of the three elements of the primary spindle (i) and the first planetary gear unit (PGU1), a carrier, a sun gear, and a ring gear (optionally selected from three elements) is connected, and the other ( Means any one of the other two elements except the one already selected) and the case fixing structure, and the other one (the last remaining one of the three elements) connects each of the three connecting elements of the second planetary gear unit. (Carrier, sun gear, ring gear), the other of the second planetary gear unit is connected to the case fixing structure and the other one of each of the three connecting elements of the third planetary gear unit (carrier, sun gear, ring Gear). And, the other one of the third planetary gear unit is connected to the case fixing structure and the other is connected to the output shaft (o) to constitute the whole.

하지만 이러한 구성 모두가, 총속도비(overall speed ratio ; 입력속도에 대한 출력속도의 비율)가 50 ~ 200 정도가 되는 높은 증속비를 갖는 풍력발전용 기어트레인으로서 유용한 것은 아니며 도 5 내지 도 8에 도시된 실시예들과 같은 구조들로 이루어지는 것이 바람직하다.
However, not all of these configurations are useful as wind power gear trains having a high speed ratio such that the overall speed ratio is 50 to 200. FIG. 5 to FIG. It is preferred to have the same structures as the illustrated embodiments.

1) 직렬형 A타입1) Serial Type A

도 5는 직렬형 기어트레인의 첫번째 실시예로서, 제1유성기어유닛은 제1캐리어(231)와 제1유성기어(232), 제1링기어(233), 제1선기어(234)로 구성되며, 제2유성기어유닛은 제2캐리어(241)와 제2유성기어(242), 제2링기어(243), 제2선기어(244)로 구성된다. 그리고, 제3유성기어유닛은 제3캐리어(251)와 제3유성기어(252), 제3링기어(253), 제3선기어(254)로 구성된다.FIG. 5 is a first embodiment of the in-line gear train, wherein the first planetary gear unit includes a first carrier 231, a first planetary gear 232, a first ring gear 233, and a first sun gear 234. The second planetary gear unit includes a second carrier 241, a second planetary gear 242, a second ring gear 243, and a second sun gear 244. The third planetary gear unit includes a third carrier 251, a third planetary gear 252, a third ring gear 253, and a third sun gear 254.

상기 제1,2,3유성기어유닛들의 연결 관계를 살펴보면, 먼저 제1유성기어유닛은 제1캐리어(231)의 중심부가 입력축(210)과 고정되게 결합되며 제1캐리어(231)의 주변부에 형성된 복수개(예를 들어 3개)의 캐리어축(235)에 상기 제1유성기어(232)가 회전 가능하게 연결된다. 그리고, 상기 제1링기어(233)는 케이스(201)에 고정되며, 제1선기어(234)는 저속축(212)을 매개로 제2유성기어유닛의 제2캐리어(241)의 중심부와 연결된다. 상기 제1유성기어(232)는 상기 제1링기어(233)와 제1선기어(234)에 치합되어 제1선기어(234)에 회전력을 전달한다. Looking at the connection relationship between the first, second, and third planetary gear units, first, the center of the first planetary gear unit is fixedly coupled to the input shaft 210 and the peripheral portion of the first carrier 231 The first planetary gear 232 is rotatably connected to a plurality of formed carrier shafts 235 (for example, three). The first ring gear 233 is fixed to the case 201, and the first sun gear 234 is connected to the center of the second carrier 241 of the second planetary gear unit via the low speed shaft 212. do. The first planetary gear 232 is engaged with the first ring gear 233 and the first sun gear 234 to transmit rotational force to the first sun gear 234.

그리고, 제2유성기어유닛은 상기 제2캐리어(241)의 캐리어축(245)에 연결되어 있는 제2유성기어(242)들이 상기 케이스(201)에 고정되는 제2링기어(243)와 상기 제2선기어(244) 사이에서 치합되어 제2선기어(244)에 회전력을 전달하며, 상기 제2선기어(244)는 중속축(215)을 매개로 제3유성기어유닛의 제3캐리어(251)에 연결되어 회전력을 전달한다. In addition, the second planetary gear unit may include a second ring gear 243 and the second planetary gears 242 connected to the carrier shaft 245 of the second carrier 241 and the case 201. The second sun gear 244 is engaged between the second sun gear 244 to transmit rotational force, and the second sun gear 244 is a third carrier 251 of the third planetary gear unit via the medium speed shaft 215. Connected to transmit torque.

상기 제3유성기어유닛은 상기 제3캐리어(251)의 캐리어축(255)에 연결되어 있는 제3유성기어(252)들이 상기 케이스(201)에 고정되는 제3링기어(253)와 상기 제3선기어(254) 사이에서 치합되어 제3선기어(254)에 회전력을 전달하며, 상기 제3선기어(254)는 출력축(220)과 연결되어 출력축(220)을 회전시킨다. The third planetary gear unit includes a third ring gear 253 and a third ring gear in which the third planetary gears 252 connected to the carrier shaft 255 of the third carrier 251 are fixed to the case 201. The third sun gear 254 is engaged between the three sun gears 254 to transmit rotational force to the third sun gear 254, and the third sun gear 254 is connected to the output shaft 220 to rotate the output shaft 220.

상기 출력축(220)은 발전기(300)의 회전축(320)에 커플러(420)에 의해 연결되어 회전력을 전달한다. The output shaft 220 is connected to the rotating shaft 320 of the generator 300 by a coupler 420 to transmit a rotational force.

이와 같이 구성된 직렬형 기어트레인은 다음과 같이 작동한다. 먼저, 입력축(210)이 회전하게 되면, 입력축(210)에 연결된 제1캐리어(231)가 회전하게 되고, 이에 따라 제1유성기어(232)들을 제1링기어(233)를 따라 회전하면서 제1선기어(234)에 회전력을 전달하게 되고, 제1선기어(234)와 저속축(212)과 제2캐리어(241)가 함께 회전하게 된다. 상기 제2캐리어(241)가 회전함에 따라 제2유성기어(242)들이 제2링기어(243)를 따라 회전하면서 제2선기어(244)를 회전시키게 된다. 상기 제2선기어(244)가 회전함에 따라 중속축(215) 및 이에 결합된 제3캐리어(251)가 회전하게 되고, 이에 따라 제3유성기어(252)가 제3링기어(253)를 따라 회전하면서 제3선기어(254) 및 출력축(220)에 회전력을 전달하게 된다. The serial gear train thus configured operates as follows. First, when the input shaft 210 rotates, the first carrier 231 connected to the input shaft 210 rotates, thereby rotating the first planetary gears 232 along the first ring gear 233. The rotation force is transmitted to the first sun gear 234, and the first sun gear 234, the low speed shaft 212, and the second carrier 241 rotate together. As the second carrier 241 rotates, the second planetary gears 242 rotate along the second ring gear 243 to rotate the second sun gear 244. As the second sun gear 244 rotates, the intermediate speed shaft 215 and the third carrier 251 coupled thereto rotate, so that the third planetary gear 252 follows the third ring gear 253. While rotating, the rotational force is transmitted to the third sun gear 254 and the output shaft 220.

상술한 것과 같이, 기어트레인(200)은 유성기어유닛들이 3단으로 구성되어 저속으로 입력되는 회전력을 고속으로 증속하여 상기 출력축(220)으로 출력한다.
As described above, the gear train 200 is composed of three stages of planetary gear units to increase the rotational force input at a low speed to output to the output shaft 220 at a high speed.

2)직렬형 B타입2) Serial Type B

다음으로 도 6을 참조하여 직렬형 기어트레인의 두번째 실시예를 설명한다.Next, a second embodiment of the in-line gear train will be described with reference to FIG. 6.

이 두번째 실시예의 직렬형 기어트레인은 전술한 첫번째 실시예의 직렬형 기어트레인과 비교하여 제1유성기어유닛과 제2유성기어유닛의 연결 구조는 동일하지만, 제3유성기어유닛의 제3링기어(253)가 케이스(201)에 고정되지 않고 중속축(215)에 결합되어 회전하는 링기어 연결부재(256)의 외주부에 고정되어 링기어 연결부재(256)와 함께 회전하며, 제3유성기어(252)가 케이스(201)에 고정된 캐리어축(255)에 결합되어 회전하고, 제3유성기어(252)가 제3링기어(253) 및 제3선기어(254)에 치합된 구조로 이루어진다. The series gear train of this second embodiment has the same connection structure as the first planetary gear unit and the second planetary gear unit compared to the series gear train of the first embodiment described above, but the third ring gear of the third planetary gear unit ( 253 is fixed to the outer periphery of the ring gear connecting member 256, which is coupled to the medium speed shaft 215 and is not fixed to the case 201, rotates together with the ring gear connecting member 256, and the third planetary gear ( 252 is coupled to the carrier shaft 255 fixed to the case 201 and rotates, and the third planetary gear 252 is configured to mesh with the third ring gear 253 and the third sun gear 254.

따라서, 제2선기어(244)의 회전에 의해 중속축(215) 및 링기어 연결부재(256)가 회전하면, 링기어 연결부재(256)에 고정된 제3링기어(253)가 제3유성기어(252)들의 외측에서 회전하면서 제3유성기어(252)들을 회전시키고, 제3유성기어(252)들의 회전에 의해 제3선기어(254)가 회전하여 출력축(220)에 회전력이 전달된다.
Therefore, when the intermediate speed shaft 215 and the ring gear connecting member 256 rotate by the rotation of the second sun gear 244, the third ring gear 253 fixed to the ring gear connecting member 256 becomes the third planetary planet. The third planetary gears 252 are rotated while rotating outside the gears 252, and the third sun gear 254 is rotated by the rotation of the third planetary gears 252 to transmit a rotational force to the output shaft 220.

3) 직렬형 C타입3) Serial Type C

그리고, 도 7은 직렬형 기어트레인의 세번째 실시예를 나타낸 것으로, 이 세번째 실시예의 직렬형 기어트레인은 전술한 첫번째 실시예의 직렬형 기어트레인과 비교하여 제1,3유성기어유닛의 구성은 동일하나 제2유성기어유닛의 제2링기어(243)가 케이스(201)에 고정되지 않고 링기어 연결부재(246)의 외주부에 고정되어 링기어 연결부재(246)와 함께 회전하며, 제2유성기어(242)가 케이스(201)에 고정된 캐리어플레이트(203)의 캐리어축(245)에 연결되어 회전하고, 제2유성기어(242)가 제2링기어(243) 및 제2선기어(244)에 치합된 구조로 이루어진다. 7 shows a third embodiment of the in-line gear train. The in-line gear train of the third embodiment has the same configuration as that of the first and third planetary gear units compared to the in-line gear train of the first embodiment. The second ring gear 243 of the second planetary gear unit is fixed to the outer circumference of the ring gear connecting member 246 without being fixed to the case 201 and rotates together with the ring gear connecting member 246, and the second planetary gear 242 is connected to the carrier shaft 245 of the carrier plate 203 fixed to the case 201, the second planetary gear 242 is the second ring gear 243 and the second sun gear 244 It is made of a structure fitted to the.

따라서, 제1선기어(234)의 회전에 의해 링기어 연결부재(246)가 회전하면, 링기어 연결부재(246)에 고정된 제2링기어(243)가 제2유성기어(242)들의 외측에서 회전하면서 제2유성기어(242)들을 회전시키고, 제2유성기어(242)들의 회전에 의해 제2선기어(244)에 회전력이 전달되어 중속축(215) 및 제3캐리어(251)가 회전하게 된다.
Therefore, when the ring gear connecting member 246 is rotated by the rotation of the first sun gear 234, the second ring gear 243 fixed to the ring gear connecting member 246 is outside the second planetary gears 242. The second planetary gear 242 is rotated while rotating at, and the rotational force is transmitted to the second sun gear 244 by the rotation of the second planetary gear 242 to rotate the intermediate speed shaft 215 and the third carrier 251. Done.

4) 직렬형 D타입4) Serial Type D

도 8에 도시한 네번째 실시예의 직렬형 기어트레인은 도 6과 도 7에 도시된 두번째 및 세번째 직렬형 기어트레인 실시예들을 혼합한 형태로, 제1유성기어유닛의 제1링기어(233)만 케이스(201)에 결합되고, 제2유성기어유닛의 제2링기어(243)와 제3유성기어유닛의 제3링기어(253)는 각각 저속축(212)에 연결된 링기어 연결부재(246) 및 중속축(215)에 연결된 링기어 연결부재(256)의 외주부에 결합되어 링기어 연결부재(246, 256)들과 함께 회전하며, 제2유성기어(242) 및 제3유성기어(252)는 케이스(201) 내부에 고정된 캐리어플레이트(203)의 캐리어축(245) 및 케이스(201) 후방면의 캐리어축(255)에 각각 회전 가능하게 연결된 구조로 이루어진다.
The in-line gear train of the fourth embodiment shown in FIG. 8 is a mixture of the second and third in-line gear train embodiments shown in FIGS. 6 and 7, and only the first ring gear 233 of the first planetary gear unit. A ring gear connecting member 246 coupled to the case 201 and connected to the low speed shaft 212 may be connected to the second ring gear 243 of the second planetary gear unit and the third ring gear 253 of the third planetary gear unit, respectively. And is coupled to the outer circumference of the ring gear connecting member 256 connected to the medium speed shaft 215 to rotate together with the ring gear connecting members 246 and 256, and the second planetary gear 242 and the third planetary gear 252. ) Is rotatably connected to the carrier shaft 245 of the carrier plate 203 fixed inside the case 201 and the carrier shaft 255 of the rear surface of the case 201.

(2) 후방연성형 기어트레인(2) Rear Formed Gear Train

도 9는 후방연성형 결합방식을 나타낸 개념도로서, 후방연성형 기어트레인은 유성기어유닛 3개 중 제1유성기어유닛(PGU1)을 입력축(i)과 연결하고, 제2,3유성기어유닛(PGU2, PGU3)을 서로 연성시키며, 제2유성기어유닛(PGU2)을 출력축(o)과 연결하여 결합시킨 방식이다. 좀 더 구체적으로는, 입력 주축(i)을 제1유성기어유닛(PGU1)의 세 연결요소(선기어, 링기어, 캐리어)중 어느 하나와 연결하고(선기어, 링기어, 캐리어) 제1유성기어유닛의 다른 하나는 케이스 고정 구조물과 연결한다. 그리고, 제2유성기어유닛(PGU2)의 세 연결요소(선기어, 링기어, 캐리어)중 어느 하나와 제3유성기어유닛의 세 연결요소(선기어, 링기어, 캐리어)중 어느 하나를 서로 연결하고(결합1), 제2유성기어유닛(PGU2)의 세 연결요소(선기어, 링기어, 캐리어)중 다른 하나와 제3유성기어유닛(PGU3)의 세 연결요소(선기어, 링기어, 캐리어)중 다른 하나를 서로 연결하고(결합2), 제1유성기어유닛(PGU1)의 세 연결요소(선기어, 링기어, 캐리어) 중 나머지 하나를 상기 결합1에 연결하며(결합3), 제3유성기어유닛(PGU3)의 세 연결요소(선기어, 링기어, 캐리어) 중 나머지 하나를 케이스 고정구조물과 연결하고 제2유성기어유닛(PGU2)의 세 연결요소(선기어, 링기어, 캐리어) 중 나머지 하나를 출력축(o)과 연결하여 전체를 구성하는 것이다.9 is a conceptual view illustrating a rear coupling coupling method, in which a rear coupling gear train connects a first planetary gear unit PGU1 to an input shaft i of three planetary gear units, and a second and third planetary gear units ( PGU2 and PGU3) are connected to each other, and the second planetary gear unit PGU2 is coupled to the output shaft o. More specifically, the input spindle i is connected to any one of the three connecting elements (sun gear, ring gear, carrier) of the first planetary gear unit PGU1 (sun gear, ring gear, carrier) and the first planetary gear. The other of the unit connects with the case fixing structure. Then, any one of the three connecting elements (sun gear, ring gear, carrier) of the second planetary gear unit (PGU2) and one of the three connecting elements (sun gear, ring gear, carrier) of the third planetary gear unit, (Combination 1), of the other three connection elements (sun gear, ring gear, carrier) of the second planetary gear unit (PGU2) and of the three connection elements (sun gear, ring gear, carrier) of the third planetary gear unit (PGU3) The other one is connected to each other (coupling 2), the other one of the three connecting elements (sun gear, ring gear, carrier) of the first planetary gear unit (PGU1) is connected to the coupling 1 (coupling 3), the third planetary gear Connect the other one of the three connecting elements (sun gear, ring gear, carrier) of the unit PGU3 with the case fixing structure, and connect the other one of the three connecting elements (sun gear, ring gear, carrier) of the second planetary gear unit PGU2. It is connected to the output shaft (o) to form the whole.

하지만 이러한 구성 모두가, 총속도비(overall speed ratio ; 입력속도에 대한 출력속도의 비율)가 50 ~ 200 정도가 되는 높은 증속비를 갖는 풍력발전용 기어트레인으로서 유용한 것은 아니며 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같은 형태로 구비되는 것이 바람직하다.
However, not all of these configurations are useful as wind turbine gear trains having a high speed ratio such that the overall speed ratio (output ratio to the input speed) is about 50 to 200. It is preferred to be provided in the form as shown.

1) 후방연성형 A타입1) Rear Flexible Forming Type A

도 10은 후방연성형 기어트레인의 첫번째 실시예를 나타낸다. 이하에서 설명하는 기어트레인들의 실시예(전방연성형 기어트레인의 실시예들도 마찬가지임)들에서도 제1선기어(234)와 제1유성기어(232), 제1링기어(233), 제1캐리어(231)들은 제1유성기어유닛의 구성요소이며, 제2선기어(244)와 제2유성기어(242), 제2링기어(243), 제2캐리어(241)는 제2유성기어유닛의 구성요소이고, 제3선기어(254)와 제3유성기어(252), 제3링기어(253), 캐리어축(255)은 제3유성기어유닛의 구성요소이다.FIG. 10 shows a first embodiment of a rear soft gear train. The first sun gear 234, the first planetary gear 232, the first ring gear 233, and the first gear in the embodiments of the gear train described below (the same applies to the embodiments of the front-molded gear train). The carriers 231 are components of the first planetary gear unit, and the second sun gear 244, the second planetary gear 242, the second ring gear 243, and the second carrier 241 are the second planetary gear unit. The third sun gear 254, the third planetary gear 252, the third ring gear 253, and the carrier shaft 255 are components of the third planetary gear unit.

도 10에 도시된 후방연성형 기어트레인은 제1유성기어유닛의 제1캐리어(231)가 입력축(210)과 연결되고, 제1캐리어(231)에 형성된 복수개의 캐리어축(235)에 제1유성기어(232)들이 회전 가능하게 연결되며, 제1링기어(233)가 케이스(201)에 고정되고, 제1선기어(234)가 저속축(212)을 매개로 링기어 연결부재(246)와 결합된다. 그리고, 상기 링기어 연결부재(246)의 외주면에 제2링기어(243)와 제3유성기어유닛의 제3링기어(253)가 함께 고정된다. 상기 제3링기어(253)는 상기 케이스(201)의 캐리어축(255)에 연결된 제3유성기어(252)들과 치합되며, 제3유성기어(252)들은 중속축(215)을 매개로 제2캐리어(241)에 연결된 제3선기어(254)들과 치합된다. 그리고, 상기 제2링기어(243)는 상기 제2캐리어(241)의 캐리어축(245)에 연결된 제2유성기어(242)들과 치합되며, 상기 제2유성기어(242)들은 출력축(220)과 결합되어 있는 제2선기어(244)에 치합된다. In the rear flexible gear train illustrated in FIG. 10, a first carrier 231 of the first planetary gear unit is connected to an input shaft 210, and a first carrier shaft 235 is formed on the first carrier 231. The planetary gears 232 are rotatably connected, the first ring gear 233 is fixed to the case 201, and the first sun gear 234 is a ring gear connecting member 246 via the low speed shaft 212. Combined with. The second ring gear 243 and the third ring gear 253 of the third planetary gear unit are fixed to the outer circumferential surface of the ring gear connecting member 246 together. The third ring gear 253 is engaged with the third planetary gears 252 connected to the carrier shaft 255 of the case 201, and the third planetary gears 252 are connected to the intermediate speed shaft 215. The third sun gears 254 connected to the second carrier 241 are engaged with each other. The second ring gear 243 is engaged with the second planetary gears 242 connected to the carrier shaft 245 of the second carrier 241, and the second planetary gears 242 are output shafts 220. ) Is meshed with the second sun gear 244 coupled with

이와 같이 구성된 후방연성형 기어트레인은 다음과 같이 작동한다.The rear forming gear train configured as described above operates as follows.

입력축(210)이 회전하면, 이에 연결된 제1캐리어(231)가 회전하게 되고, 이에 따라 제1유성기어(232)가 제1링기어(233)의 내주부를 따라 공전 및 자전하면서 제1선기어(234)에 회전력을 전달한다. 상기 제1선기어(234)가 회전함에 따라 저속축(212) 및 링기어 연결부재(246)가 회전하게 되고, 링기어 연결부재(246)에 고정된 제2링기어(243) 및 제3링기어(253)가 회전하게 된다. When the input shaft 210 rotates, the first carrier 231 connected thereto rotates, whereby the first planetary gear 232 revolves and rotates along the inner circumference of the first ring gear 233, thereby forming the first sun gear. And transmits a rotational force to 234. As the first sun gear 234 rotates, the low speed shaft 212 and the ring gear connecting member 246 rotate, and the second ring gear 243 and the third ring fixed to the ring gear connecting member 246 are rotated. The gear 253 rotates.

이 때, 제3링기어(253)는 제3유성기어(252)를 회전시켜 제3선기어(254)에 회전력을 전달하고, 제3선기어(254)의 회전에 의해 중속축(215) 및 제2캐리어(241)가 회전하게 된다. 이와 동시에 제2링기어(243)는 제2유성기어(242)들을 회전시키게 되고, 제2유성기어(242)는 제2선기어(244)에 회전력을 전달하여 출력축(220)을 회전시키게 된다.
At this time, the third ring gear 253 rotates the third planetary gear 252 to transmit the rotational force to the third sun gear 254, and the intermediate speed shaft 215 and the first by the rotation of the third sun gear 254. The two carriers 241 rotate. At the same time, the second ring gear 243 rotates the second planetary gears 242, and the second planetary gear 242 transmits a rotational force to the second sun gear 244 to rotate the output shaft 220.

2) 후방연성형 B타입2) Rear Flexible Forming B Type

도 11은 후방연성형 기어트레인의 두번째 실시예를 나타낸 것으로, 이 두번째 실시예에 따른 후방연성형 기어트레인은 전술한 첫번째 실시예의 후방연성형 기어트레인과 비교하여 제1,3유성기어유닛의 구성은 유사하나, 저속축(212)에 제2유성기어(242)가 연결된 제2캐리어(241)가 결합되고, 제2링기어(243)가 중속축(215)에 연결된 링기어 연결부재(256)의 외주부에 결합되어 회전하며, 제2유성기어(242)는 상기 제2링기어(243) 및 제2선기어(244)에 치합된 구조로 이루어지고, 제3링기어(253)는 상기 제2캐리어(241)의 외주부에 고정된 연장부(247)에 결합되어 회전하는 구조로 이루어진다는 점에서 차이가 있다. Fig. 11 shows a second embodiment of the rear flexible gear train, and the rear flexible gear train according to the second embodiment is configured of the first and third planetary gear units in comparison with the rear soft gear train of the first embodiment described above. Is similar, but the second gear 241 is connected to the low speed shaft 212, the second carrier 241 is coupled, the ring gear connecting member 256, the second ring gear 243 is connected to the intermediate speed shaft 215 Rotation is coupled to the outer peripheral portion of the), the second planetary gear 242 is made of a structure engaged with the second ring gear 243 and the second sun gear 244, the third ring gear 253 is the first There is a difference in that the structure is coupled to the extension portion 247 fixed to the outer peripheral portion of the two carriers 241 to rotate.

따라서, 제1선기어(234)가 회전하여 저속축(212) 및 제2캐리어(241)가 회전하게 되면, 제2유성기어(242) 및 제3링기어(253)가 제2캐리어(241)와 함께 회전하게 되고, 제3링기어(253)의 회전에 의해 제3유성기어(252)가 회전하여 제3선기어(254)에 회전력이 전달된다. 상기 제3선기어(254)에 회전력이 전달되면, 링기어 연결부재(256)가 회전하게 되고, 링기어 연결부재(256)에 결합되어 있는 제2링기어(243)가 회전하면서 제2유성기어(242)를 회전시키게 된다. 상기 제2유성기어(242)가 회전함에 따라 제2선기어(244)에 회전력이 전달되고, 출력축(220)이 회전하게 된다.
Therefore, when the first sun gear 234 rotates and the low speed shaft 212 and the second carrier 241 rotate, the second planetary gear 242 and the third ring gear 253 become the second carrier 241. And the third planetary gear 252 is rotated by the rotation of the third ring gear 253 to transmit the rotational force to the third sun gear 254. When the rotational force is transmitted to the third sun gear 254, the ring gear connecting member 256 rotates, and the second ring gear 243 coupled to the ring gear connecting member 256 rotates to form the second planetary gear. 242 is rotated. As the second planetary gear 242 rotates, a rotational force is transmitted to the second sun gear 244, and the output shaft 220 rotates.

(3) 전방연성형 기어트레인(3) Forward Formed Gear Train

도 12는 전방연성형 결합방식을 나타낸 개념도로서, 전방연성형 기어트레인은 유성기어유닛 3개 중 제1,2유성기어유닛(PGU1,PGU2)을 서로 연성시키고, 제3유성기어유닛(PGU3)을 출력축(o)과 연결하여 결합시킨 방식이다.12 is a conceptual view illustrating a front coupling forming method, wherein the front forming gear train softens the first and second planetary gear units PGU1 and PGU2 among the three planetary gear units and the third planetary gear unit PGU3. Is coupled to the output shaft (o).

구체적으로는, 제1유성기어유닛(PGU1)의 세 연결요소(링기어, 선기어, 캐리어)중 어느 하나와 제2유성기어유닛(PGU2)의 세 연결요소(링기어, 선기어, 캐리어)중 어느 하나를 서로 연결하고(결합1), 제1유성기어유닛(PGU1)의 세 연결요소(링기어, 선기어, 캐리어)중 다른 하나와 제2유성기어유닛의 세 연결요소(링기어, 선기어, 캐리어)중 다른 하나를 서로 연결하고(결합2), 입력 주축(i)을 결합1과 연결한다. 그리고, 제1유성기어유닛(PGU1)의 세 연결요소(링기어, 선기어, 캐리어)중 나머지 하나를 케이스 고정 구조물과 연결하고, 제2유성기어유닛(PGU2)의 나머지 하나를 제3유성기어유닛(PGU3)의 세 연결요소(링기어, 선기어, 캐리어) 중 어느 하나와 연결하고, 제3유성기어유닛(PGU3)의 세 연결요소(링기어, 선기어, 캐리어) 중 다른 하나를 케이스 고정 구조물에 연결하고, 제3유성기어유닛의 세 연결요소(링기어, 선기어, 캐리어) 중 나머지 하나를 출력축과 연결하여 전체를 구성한다.Specifically, any one of the three connecting elements (ring gear, sun gear, carrier) of the first planetary gear unit PGU1 and any of the three connecting elements (ring gear, sun gear, carrier) of the second planetary gear unit PGU2 One is connected to each other (coupling 1), the other of the three connecting elements (ring gear, sun gear, carrier) of the first planetary gear unit (PGU1) and the three connecting elements of the second planetary gear unit (ring gear, sun gear, carrier ) Connect the other of the two to each other (coupling 2) and the input spindle (i) to coupling 1. Then, the other one of the three connecting elements (ring gear, sun gear, carrier) of the first planetary gear unit (PGU1) and the case fixing structure, and the other one of the second planetary gear unit (PGU2) to the third planetary gear unit Connect one of the three connecting elements (ring gear, sun gear, carrier) of (PGU3), and the other of the three connecting elements (ring gear, sun gear, carrier) of the third planetary gear unit (PGU3) to the case fixing structure The other one of the three connecting elements (ring gear, sun gear, carrier) of the third planetary gear unit is connected to the output shaft to form a whole.

하지만 이러한 구성 모두가, 총속도비(overall speed ratio ; 입력속도에 대한 출력속도의 비율)가 50 ~ 200 정도가 되는 높은 증속비를 갖는 풍력발전용 기어트레인으로서 유용한 것은 아니며 도 13 내지 16에 도시된 바와 같은 형태로 구비되는 것이 바람직하다.
However, not all of these configurations are useful as wind turbine gear trains having a high speed ratio such that the overall speed ratio (output ratio to the input speed) is about 50 to 200 and is shown in FIGS. 13 to 16. It is preferably provided in the form as shown.

1) 전방연성형 A타입1) Front Flexible Forming Type A

먼저 도 13에 도시된 전방연성형 기어트레인의 첫번째 실시예를 설명한다.First, a first embodiment of the front-molded gear train shown in FIG. 13 will be described.

도 13에 도시된 전방연성형 기어트레인은 제1유성기어유닛의 제1캐리어(231)의 중심부가 입력축(210)과 연결되고, 제1캐리어(231)의 외주부에 결합된 연장부(237)에 제2유성기어유닛의 제2링기어(243)가 결합된다. 상기 제1캐리어(231)의 중간부분에 형성된 캐리어축(235)에 제1유성기어(232)들이 회전 가능하게 연결되고, 상기 제1유성기어(232)들은 저속축(212)에 연결된 링기어 연결부재(246)의 외주부에 결합된 제1링기어(233) 및 중속축(215)에 연결된 제1선기어(234)에 각각 치합된다. 그리고, 상기 제2링기어(243)는 케이스(201)에 고정된 캐리어플레이트(203)의 캐리어축(245)에 연결된 제2유성기어(242)들과 치합하여 제2유성기어(242)들을 회전시키며, 상기 제2유성기어(242)들은 링기어 연결부재(246)의 중심부에 저속축(212)을 매개로 결합되어 있는 제2선기어(244)와 치합된다. In the front flexible gear train illustrated in FIG. 13, an extension 237 coupled to an input shaft 210 of a central portion of the first carrier 231 of the first planetary gear unit and coupled to an outer circumferential portion of the first carrier 231. The second ring gear 243 of the second planetary gear unit is coupled thereto. First planetary gears 232 are rotatably connected to a carrier shaft 235 formed at an intermediate portion of the first carrier 231, and the first planetary gears 232 are ring gears connected to the low speed shaft 212. The first ring gear 233 coupled to the outer circumference of the connecting member 246 and the first sun gear 234 connected to the medium speed shaft 215 are respectively engaged. The second ring gear 243 is engaged with the second planetary gears 242 connected to the carrier shaft 245 of the carrier plate 203 fixed to the case 201 to form the second planetary gears 242. The second planetary gear 242 is engaged with the second sun gear 244 coupled to the center of the ring gear connecting member 246 via the low speed shaft 212.

상기 제1선기어(234)와 결합되어 있는 중속축(215)의 후단부는 링기어 연결부재(256)와 연결되고, 링기어 연결부재(256)의 외주부에 제3링기어(253)가 결합된다. 상기 제3링기어(253)는 케이스(201)의 후방면에 형성된 캐리어축(255)에 연결된 제3유성기어(252)들과 치합된다. 상기 제3유성기어(252)들은 출력축(220)과 결합되어 있는 제3선기어(254)와 치합되어 회전력을 전달한다. The rear end of the intermediate speed shaft 215 coupled to the first sun gear 234 is connected to the ring gear connecting member 256, and the third ring gear 253 is coupled to the outer circumference of the ring gear connecting member 256. . The third ring gear 253 is engaged with the third planetary gears 252 connected to the carrier shaft 255 formed on the rear surface of the case 201. The third planetary gears 252 are engaged with the third sun gear 254 coupled with the output shaft 220 to transmit rotational force.

상기와 같이 구성된 첫번째 실시예에 따른 전방연성형 기어트레인은 다음과 같이 작동한다. The forward forming gear train according to the first embodiment configured as described above operates as follows.

입력축(210)이 회전하면, 이에 연결된 제1캐리어(231)가 회전하게 되고, 이에 따라 제1유성기어(232) 및 제2링기어(243)가 회전하게 된다. 상기 제2링기어(243)는 제2유성기어(242)를 회전시켜 제3선기어(254)에 회전력을 전달하고, 제3선기어(254)의 회전에 의해 저속축(212) 및 링기어 연결부재(246)가 회전하게 된다. 상기 링기어 연결부재(246)의 회전에 의해 제1링기어(233)는 제1유성기어(232)들에 회전력을 전달하게 되고, 제1유성기어(232)는 제1선기어(234)에 회전력을 전달하여 중속축(215)을 회전시키게 된다. When the input shaft 210 rotates, the first carrier 231 connected thereto rotates, thereby rotating the first planetary gear 232 and the second ring gear 243. The second ring gear 243 rotates the second planetary gear 242 to transmit rotational force to the third sun gear 254, and the low speed shaft 212 and the ring gear are connected by the rotation of the third sun gear 254. Member 246 is rotated. The first ring gear 233 transmits rotational force to the first planetary gears 232 by the rotation of the ring gear connecting member 246, and the first planetary gear 232 is connected to the first sun gear 234. By transmitting a rotational force to rotate the intermediate speed shaft 215.

상기 중속축(215)이 회전함에 따라 중속축(215)과 고정된 링기어 연결부재(256)가 회전하게 되고, 이에 따라 제3링기어(253)가 제3유성기어(252)를 회전시키고, 제3유성기어(252)의 회전력이 제3선기어(254)에 전달되어 출력축(220)이 회전하게 된다.
As the medium speed shaft 215 rotates, the ring gear connecting member 256 fixed to the medium speed shaft 215 rotates, and accordingly, the third ring gear 253 rotates the third planetary gear 252. The rotational force of the third planetary gear 252 is transmitted to the third sun gear 254 so that the output shaft 220 rotates.

2) 전방연성형 B타입2) Front Flexible Forming B Type

도 14는 전방연성형 기어트레인의 두번째 실시예를 나타낸 것으로, 이 두번째 실시예에 따른 전방연성형 기어트레인은 전술한 첫번째 실시예의 전방연성형 기어트레인과 비교하여 제1,2유성기어유닛의 연결구조는 유사하나, 중속축(215)이 제3유성기어유닛의 제3캐리어(251)와 결합되고, 제3링기어(253)는 케이스(201)에 고정되며, 제3캐리어(251)에 연결된 제3유성기어(252)들이 상기 제3링기어(253) 및 제3선기어(254)와 치합되는 구조로 이루어진 점에서 차이가 있다. Fig. 14 shows a second embodiment of the front flexible gear train, wherein the front flexible gear train according to the second embodiment is connected to the first and second planetary gear units in comparison with the front flexible gear train of the first embodiment described above. The structure is similar, but the intermediate speed shaft 215 is coupled to the third carrier 251 of the third planetary gear unit, the third ring gear 253 is fixed to the case 201, the third carrier 251 There is a difference in that the connected third planetary gears 252 are configured to engage with the third ring gear 253 and the third sun gear 254.

따라서, 제1선기어(234) 및 중속축(215)의 회전에 의해 제3캐리어(251)가 회전하게 되면, 제3유성기어(252)들이 제3링기어(253)의 내주부를 따라 공전 및 자전하면서 제3선기어(254)에 회전력을 전달하여 출력축(220)을 회전시키게 된다.
Therefore, when the third carrier 251 is rotated by the rotation of the first sun gear 234 and the middle speed shaft 215, the third planetary gears 252 revolve along the inner circumference of the third ring gear 253. And rotates the output shaft 220 by transmitting rotational force to the third sun gear 254 while rotating.

3) 전방연성형 C타입3) Forward Flexible Forming C Type

도 15는 전방연성형 기어트레인의 세번째 실시예를 나타낸 것으로, 이 세번째 실시예의 전방연성형 기어트레인은 입력축(210)에 링기어 연결부재(236)가 결합되고, 상기 링기어 연결부재(236)의 외주부에 제1링기어(233) 및 제2링기어(243)가 함께 결합되어 회전하는 구조로 이루어진다. 상기 제1링기어(233)는 제1캐리어(231)의 외주부에 회전 가능하게 연결된 제1유성기어(232)들과 치합되며, 제2링기어(243)는 케이스(201)의 캐리어플레이트(203)의 캐리어축(245)에 연결된 제2유성기어(242)에 치합되어 회전력을 전달한다. 상기 제1선기어(234)가 중속축(215)을 매개로 링기어 연결부재(256)와 연결되며, 링기어 연결부재(256)의 외주부에 제3링기어(253)가 고정되고, 케이스(201)에 고정된 캐리어축(255)에 연결된 제3유성기어(252)가 제3링기어(253) 및 제3선기어(254)와 치합되어 출력축(220)에 회전력을 전달한다.
FIG. 15 illustrates a third embodiment of the front-molded gear train, in which the front-geared gear train of the third embodiment is coupled with a ring gear connecting member 236 to the input shaft 210, and the ring gear connecting member 236. FIG. The outer ring portion of the first ring gear 233 and the second ring gear 243 is coupled together to form a structure that rotates. The first ring gear 233 is meshed with the first planetary gears 232 rotatably connected to an outer circumference of the first carrier 231, and the second ring gear 243 is a carrier plate of the case 201. It is engaged with the second planetary gear 242 connected to the carrier shaft 245 of 203 transmits a rotational force. The first sun gear 234 is connected to the ring gear connecting member 256 via the medium speed shaft 215, the third ring gear 253 is fixed to the outer peripheral portion of the ring gear connecting member 256, the case ( The third planetary gear 252 connected to the carrier shaft 255 fixed to 201 is engaged with the third ring gear 253 and the third sun gear 254 to transmit rotational force to the output shaft 220.

4) 전방연성형 D타입4) Forward Forming D Type

도 16은 전방연성형 기어트레인의 네번째 실시예를 나타낸 것으로, 제1,2유성기어유닛의 연결 구조는 전술한 세번째 실시예의 전방연성형 기어트레인과 동일하며, 제3유성기어유닛의 연결 구조는 전술한 두번째 실시예의 전방연성형 기어트레인과 동일하다. 16 shows a fourth embodiment of the front flexible gear train, in which the connection structure of the first and second planetary gear units is the same as that of the front flexible gear train of the third embodiment, and the connection structure of the third planetary gear unit is It is the same as the front-molded gear train of the second embodiment described above.

즉, 이 실시예의 기어트레인은, 케이스(201)와, 상기 입력축(210)과 결합되어 회전력을 전달받는 링기어 연결부재(236)와, 상기 링기어 연결부재(236)의 외주면에 결합된 함께 회전하는 제1링기어(233) 및 제2링기어(243)와, 상기 케이스(201)에 고정된 캐리어플레이트(203)의 캐리어축(245)에 연결되어 회전하며 상기 제2링기어(243)와 치합되어 회전하는 제2유성기어(242)와, 상기 케이스(201)의 중심부에서 상기 제2유성기어(242)와 치합되어 회전력을 전달받는 제2선기어(244)와, 후단부가 상기 제2선기어(244)와 결합되어 회전하는 중공의 저속축(212)과, 상기 저속축(212)의 전단부에 결합되어 저속축(212)과 함께 회전하는 제1캐리어(231)와, 상기 제1캐리어(231)에 형성된 복수개의 캐리어축(235)에 회전 가능하게 연결되며 상기 제1링기어(233)와 치합되어 회전하는 복수개의 제1유성기어(232)와, 상기 케이스(201)의 중심부에서 상기 제1유성기어(232)들과 치합되어 회전력을 전달받는 제1선기어(234)와, 전단부가 상기 제1선기어(234)와 연결되어 제1선기어(234)와 함께 회전하는 중공의 중속축(215)과, 상기 중속축(215)의 후단부에 고정되게 결합되어 중속축(215)과 함께 회전하는 제3캐리어(251)와, 상기 제3캐리어(251)에 형성된 복수개의 캐리어축(255)에 회전 가능하게 연결되는 복수개의 제3유성기어(252)와, 상기 케이스(201)에 고정되어 상기 제3유성기어(252)들과 치합되는 제3링기어(253)와, 상기 케이스(201)의 중심에서 상기 제3유성기어(252)들과 치합되어 회전력을 전달받으며 상기 출력축(220)과 고정되게 결합되는 제3선기어(254)로 구성된다.
That is, the gear train of this embodiment is coupled to the case 201, the ring gear connecting member 236 coupled to the input shaft 210 to receive the rotational force, and the outer peripheral surface of the ring gear connecting member 236 together. The second ring gear 243 is rotated by being connected to the first ring gear 233 and the second ring gear 243 that rotate, and the carrier shaft 245 of the carrier plate 203 fixed to the case 201. ) Second planetary gear 242 meshed with and rotated, a second sun gear 244 meshed with the second planetary gear 242 at the center of the case 201 to receive rotational force, and a rear end of the second planetary gear 242; A hollow low speed shaft 212 coupled to the two-wire gear 244 and rotating; a first carrier 231 coupled to the front end of the low speed shaft 212 and rotating together with the low speed shaft 212; A plurality of first rotatably connected to the plurality of carrier shafts 235 formed on one carrier 231 and engaged with the first ring gear 233 to rotate; The first gear 234 and the first sun gear 234 that are engaged with the first planetary gears 232 at the center of the case 201 to receive rotational force, and a front end portion is connected to the first sun gear 234. A hollow intermediate speed shaft 215 rotating together with the first sun gear 234, and a third carrier 251 coupled to the rear end of the middle speed shaft 215 and rotating together with the middle speed shaft 215. And a plurality of third planetary gears 252 rotatably connected to the plurality of carrier shafts 255 formed on the third carrier 251, and fixed to the case 201 and the third planetary gears 252. A third ring gear 253 that is engaged with each other, and a third sun gear that is engaged with the third planetary gears 252 at the center of the case 201 to receive rotational force and is fixed to the output shaft 220. 254.

(4) 성능비교(4) Performance comparison

이하에서는 전술한 것과 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 동일축 풍력 발전장치(100)와 종래의 평행축 풍력 발전장치의 구성 및 성능을 비교한 결과에 대하여 설명하기로 한다. 종래의 평행축 풍력 발전장치 중 직렬형은 도 17에 도시한 것과 같이 유성기어유닛(13a, 13b) 2개를 직렬로 연결하고 마직막 단을 헬리컬기어유닛(13c)으로 연결한 타입을 적용하고, 연성형은 도 18에 도시한 것과 같이 유성기어유닛(13a, 13b) 2개를 서로 연성시키고, 마지막 단에 헬리컬기어유닛(13c)을 연결한 타입을 적용하였다. 도 17 및 도 18에서 미설명부호 14 및 17은 각각 발전기 및 출력축을 나타낸다. Hereinafter, a result of comparing the configuration and performance of the coaxial wind turbine 100 and the conventional parallel shaft wind turbine according to an embodiment of the present invention as described above will be described. In the conventional parallel shaft wind turbine generator type, as shown in FIG. 17, two planetary gear units 13a and 13b are connected in series, and the last stage is connected to the helical gear unit 13c. In the flexible molding, as shown in FIG. 18, two planetary gear units 13a and 13b are connected to each other, and a type in which a helical gear unit 13c is connected to the last stage is applied. In FIGS. 17 and 18, reference numerals 14 and 17 denote generators and output shafts, respectively.

표 1,2,3은 AGMA2001 과 ISO281 기준으로 기어박스 경량화 최적설계한 결과이다. 기어의 재질은 브릿넬 경도 700으로 사용하였고 기어치 굽힘/면압강도의 수명계수는 신뢰도 99.99%에서 20년으로 정하였다. 유성기어유닛 한 개당 수명시간은 99.9%에서 20년이상이 되도록 설계한 것이다.Tables 1, 2 and 3 show the results of the optimum design of gearbox weight reduction based on AGMA2001 and ISO281 standards. The material of the gear was Britnel hardness 700 and the life factor of gear tooth bending / surface pressure strength was set to 20 years at 99.99% reliability. The lifetime of each planetary gear unit is designed to be over 9 years at 99.9%.

평행축 및 동일축 풍력발전장치 예측중량 비교Comparison of predicted weight of parallel and coaxial wind turbines 기어트레인 총중량(톤)Gear Train Gross Weight (Ton) 동력(MW)Power (MW) 1One 22 33 44 55 66 77 88 평행축Parallel axis 직렬형 Serial 8.88.8 20.120.1 36.436.4 59.759.7 97.797.7 161.3161.3 287.8287.8 -- 연성형Soft molding 9.39.3 20.920.9 38.438.4 63.963.9 105.1105.1 174.8174.8 340.0340.0 -- 동일축Coaxial 직렬형-ASerial Type-A 9.49.4 17.617.6 28.028.0 43.143.1 64.364.3 98.298.2 165.5165.5 385.7385.7 직렬형-BSerial Type-B 8.18.1 16.816.8 28.828.8 44.044.0 67.367.3 104.7104.7 180.3180.3 419.2419.2 직렬형-CSerial Type-C 8.88.8 18.318.3 29.829.8 46.446.4 72.672.6 115.3115.3 194.4194.4 433.9433.9 직렬형-DSerial Type-D 8.48.4 18.018.0 31.331.3 49.349.3 78.978.9 123.4123.4 210.8210.8 523.2523.2 후방연성형-APosterior Formings-A 8.78.7 17.517.5 28.628.6 43.243.2 64.464.4 100.3100.3 169.9169.9 386.7386.7 후방연성형-BPosterior Formings-B 7.97.9 16.316.3 27.727.7 42.342.3 64.964.9 100.9100.9 175.4175.4 416.9416.9 전방연성형-AForward Flexible Molding-A 7.67.6 16.416.4 28.628.6 45.545.5 70.770.7 114.9114.9 195.5195.5 437.1437.1 전방연성형-BForward Flexible Molding-B 7.07.0 16.616.6 30.830.8 49.149.1 71.071.0 100.9100.9 131.9131.9 166.2166.2 전방연성형-CForward Flexible Molding-C 8.28.2 17.417.4 29.929.9 46.646.6 72.272.2 112.3112.3 189.3189.3 408.0408.0 전방연성형-DForward Flexible Molding-D 8.98.9 18.118.1 30.030.0 45.345.3 68.768.7 105.7105.7 177.3177.3 390.1390.1

표 1은 종래의 평행축 형태로 구성되는 풍력발전장치와 본 발명의 바람직한 실시예 10가지에 대한 동일축 풍력 발전장치(100)의 총중량을 설계 모의 실험을 통해 비교한 결과로서 본 실험에 따르면 표 1에 나타난 바와 같이 본 발명에 따른 동일축 풍력 발전장치(100)의 총중량이 종래의 풍력발전 장치에 비해 총 중량 감량 효과가 15~30% 정도 있는 것으로 나타났다. 특히 동력이 높을수록 더 효과적임을 알 수 있다.Table 1 is a table according to the present experiment as a result of comparing the total weight of the wind turbine generator having a conventional parallel shaft form and the coaxial wind turbine generator 100 for the ten preferred embodiments of the present invention through a design simulation As shown in FIG. 1, the total weight of the coaxial wind power generator 100 according to the present invention has a total weight reduction effect of about 15 to 30% compared to the conventional wind power generator. In particular, the higher the power it can be seen that more effective.

평행축 및 동일축 풍력발전장치 동력밀도 비교Comparison of Power Density for Parallel and Coaxial Wind Power Plants 동력밀도 (KW/ton)Power density (KW / ton) 동력(MW)Power (MW) 1One 22 33 44 55 66 77 88 평행축Parallel axis 직렬형 Serial 113.1113.1 99.799.7 82.582.5 67.067.0 51.251.2 37.237.2 24.324.3 연성형Soft molding 107.6107.6 95.895.8 78.178.1 62.662.6 47.647.6 34.334.3 20.620.6 동일축Coaxial 직렬형-ASerial Type-A 106.6106.6 113.8113.8 107.1107.1 92.792.7 77.777.7 61.161.1 42.342.3 20.720.7 직렬형-BSerial Type-B 124.0124.0 119.2119.2 104.3104.3 90.990.9 74.374.3 57.357.3 38.838.8 19.119.1 직렬형-CSerial Type-C 113.6113.6 109.5109.5 100.5100.5 86.286.2 68.968.9 52.052.0 36.036.0 18.418.4 직렬형-DSerial Type-D 119.3119.3 111.3111.3 95.795.7 81.281.2 63.463.4 48.648.6 33.233.2 15.315.3 후방연성형-APosterior Formings-A 114.6114.6 114.2114.2 104.9104.9 92.792.7 77.777.7 59.859.8 41.241.2 20.720.7 후방연성형-BPosterior Formings-B 126.1126.1 122.3122.3 108.5108.5 94.694.6 77.077.0 59.559.5 39.939.9 19.219.2 전방연성형-AForward Flexible Molding-A 131.3131.3 122.1122.1 104.9104.9 87.987.9 70.770.7 52.252.2 35.835.8 18.318.3 전방연성형-BForward Flexible Molding-B 143.8143.8 120.5120.5 97.597.5 81.481.4 70.570.5 59.559.5 53.153.1 48.148.1 전방연성형-CForward Flexible Molding-C 121.5121.5 114.7114.7 100.3100.3 85.985.9 69.369.3 53.453.4 37.037.0 19.619.6 전방연성형-DForward Flexible Molding-D 111.9111.9 110.3110.3 99.999.9 88.388.3 72.872.8 56.756.7 39.539.5 20.520.5

표 2는 종래의 평행축 형태로 구성되는 풍력발전장치와 본 발명의 바람직한 실시예 10가지에 대한 동일축 풍력 발전장치(100)의 동력밀도를 설계 모의 실험을 통해 비교한 결과로서, 본 실험에 따르면 표에 나타난 바와 같이 본 발명에 따른 동일축 풍력 발전장치(100)의 동력밀도가 종래의 풍력발전 장치에 비해 동력 2MW 이상의 경우에 동력밀도가 26.0~42% 로 향상된 것으로 나타난다. 동력이 높을수록 동력밀도는 상대적으로 더 증가함을 알 수 있다.Table 2 is a result of comparing the power density of the wind power generator having a conventional parallel axis form and the coaxial wind power generator 100 for the ten preferred embodiments of the present invention through a design simulation, According to the table, when the power density of the coaxial wind turbine 100 according to the present invention is more than 2MW power compared to the conventional wind turbine, the power density appears to be improved to 26.0 ~ 42%. It can be seen that the higher the power, the more the power density increases.

평행축 및 동일축 풍력발전장치 수명시간 비교Comparison of the life time of parallel and coaxial wind turbines 수명시간 (yr)Life time (yr) 동력(MW)Power (MW) 1One 22 33 44 55 66 77 88 평행축Parallel axis 직렬형 Serial 21.721.7 20.620.6 19.619.6 18.818.8 24.424.4 22.222.2 20.820.8 -- 연성형Soft molding 21.321.3 20.120.1 19.319.3 18.418.4 24.024.0 22.222.2 20.320.3 -- 동일축Coaxial 직렬형-ASerial Type-A 46.746.7 24.424.4 22.622.6 25.025.0 25.425.4 27.727.7 20.820.8 19.119.1 직렬형-BSerial Type-B 24.624.6 28.828.8 21.821.8 25.025.0 22.822.8 24.024.0 19.819.8 19.019.0 직렬형-CSerial Type-C 21.921.9 26.026.0 27.327.3 26.826.8 21.921.9 20.320.3 19.519.5 19.019.0 직렬형-DSerial Type-D 28.228.2 23.123.1 25.325.3 23.423.4 22.922.9 21.421.4 19.219.2 20.220.2 후방연성형-APosterior Formings-A 46.746.7 38.938.9 37.837.8 23.023.0 28.028.0 23.823.8 20.220.2 19.319.3 후방연성형-BPosterior Formings-B 26.826.8 25.125.1 25.125.1 21.621.6 27.327.3 21.821.8 20.320.3 19.019.0 전방연성형-AForward Flexible Molding-A 19.019.0 22.422.4 21.821.8 20.320.3 20.820.8 21.321.3 19.819.8 20.820.8 전방연성형-BForward Flexible Molding-B 27.827.8 24.524.5 21.521.5 21.321.3 20.820.8 21.121.1 20.320.3 20.320.3 전방연성형-CForward Flexible Molding-C 24.424.4 19.919.9 19.619.6 21.821.8 21.321.3 23.223.2 19.819.8 19.119.1 전방연성형-DForward Flexible Molding-D 46.546.5 25.925.9 22.822.8 22.322.3 21.621.6 21.521.5 20.220.2 19.119.1

표 3에 수록된 수명시간은 99.0% 신뢰도에서 얻어진 기어트레인 전체에 대한 수명시간이다. 이것은 상기 설계 모의실험에서 미리 설정된 설계기준인 유성기어유닛 한 개당 수명시간을 99.9%에서 20년이상이 되도록 한 것에 대한 결과로서 평행축 모델과 동일축 모델이 모두 20년 기준을 만족하는 것을 알 수 있다. 따라서 표 1과 표2의 상대비교는 공정하다.The life time listed in Table 3 is the life time for the entire geartrain obtained at 99.0% reliability. This is the result of setting the life time for each planetary gear unit, which is a preset design standard, from 99.9% to more than 20 years in the design simulation. It can be seen that both the parallel axis model and the coaxial model satisfy the 20 year standard. have. Therefore, the relative comparison of Table 1 and Table 2 is fair.

평행축 및 동일축 풍력발전장치 외곽직경 비교Outer Diameter Comparison of Parallel and Coaxial Wind Power Generators 외곽직경 (m)Outer diameter (m) 동력(MW)Power (MW) 1One 22 33 44 55 66 77 88 평행축Parallel axis 직렬형 Serial 1.51.5 1.91.9 2.32.3 2.62.6 3.03.0 3.63.6 4.94.9 연성형Soft molding 1.41.4 1.91.9 2.22.2 2.52.5 2.92.9 3.93.9 5.65.6 동일축Coaxial 직렬형-ASerial Type-A 1.51.5 1.91.9 2.12.1 2.52.5 2.82.8 3.13.1 3.63.6 5.45.4 직렬형-BSerial Type-B 1.51.5 1.81.8 2.12.1 2.52.5 2.82.8 3.23.2 3.63.6 5.75.7 직렬형-CSerial Type-C 1.51.5 1.81.8 2.12.1 2.52.5 2.82.8 3.23.2 3.63.6 5.75.7 직렬형-DSerial Type-D 1.41.4 1.81.8 2.12.1 2.52.5 2.82.8 3.23.2 4.04.0 6.56.5 후방연성형-APosterior Formings-A 1.51.5 1.81.8 2.12.1 2.52.5 2.82.8 3.13.1 3.63.6 5.45.4 후방연성형-BPosterior Formings-B 1.51.5 1.81.8 2.12.1 2.52.5 2.72.7 3.23.2 3.63.6 5.75.7 전방연성형-AForward Flexible Molding-A 1.41.4 1.81.8 2.12.1 2.42.4 2.72.7 3.13.1 3.83.8 5.75.7 전방연성형-BForward Flexible Molding-B 1.41.4 1.81.8 2.12.1 2.52.5 2.72.7 3.03.0 3.23.2 3.53.5 전방연성형-CForward Flexible Molding-C 1.51.5 1.81.8 2.22.2 2.52.5 2.92.9 3.23.2 3.63.6 5.55.5 전방연성형-DForward Flexible Molding-D 1.61.6 1.91.9 2.22.2 2.52.5 2.92.9 3.23.2 3.73.7 5.35.3

표 4는 종래의 평행축 형태로 구성되는 풍력발전장치와 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 동일축 풍력 발전장치(100)의 외곽직경을 설계 모의 실험을 통해 비교한 결과로서 본 실험에 따르면 표 4에 나타난 바와 같이 동력에 따라 편차가 있긴 하지만 본 발명에 따른 동일축 풍력 발전장치(100)가 종래의 풍력발전 장치에 비해 외곽직경이 10%에서 17%까지 감소되는 것으로 나타난다.Table 4 is a result of comparing the outer diameter of the conventional wind turbine in the form of a parallel shaft and the coaxial wind turbine 100 according to a preferred embodiment of the present invention through a design simulation test according to the present table Although there is a deviation depending on the power as shown in the coaxial wind turbine 100 according to the present invention appears to reduce the outer diameter by 10% to 17% compared to the conventional wind turbine.

본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.As those skilled in the art to which the present invention pertains may implement the present invention in other specific forms without changing the technical spirit or essential features, the embodiments described above should be understood as illustrative and not restrictive in all respects. Should be.

그러므로 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 특정되는 것이며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. Therefore, the scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the foregoing description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts are included in the scope of the present invention. Should be interpreted.

100: 동일축 풍력 발전장치 110: 날개 120: 허브
200: 기어트레인 201: 케이스 203: 캐리어플레이트
210: 입력축 212: 저속축 215: 중속축
220: 출력축 231: 제1캐리어 232: 제1유성기어
233: 제1링기어 234: 제1선기어 235: 캐리어축
236: 링기어 연결부재 241: 제2캐리어 242: 제2유성기어
243: 제2링기어 244: 제2선기어 245: 캐리어축
246: 링기어 연결부재 251: 제3캐리어 252: 제3유성기어
253: 제3링기어 254: 제3선기어 255 : 캐리어축
256 : 링기어 연결부재 300: 발전기 310: 발전기 회전축
400: 전선 410: 전선파이프
100: coaxial wind power generator 110: wing 120: hub
200: gear train 201: case 203: carrier plate
210: input shaft 212: low speed axis 215: medium speed axis
220: output shaft 231: first carrier 232: first planetary gear
233: first ring gear 234: first sun gear 235: carrier shaft
236: ring gear connecting member 241: second carrier 242: second planetary gear
243: second ring gear 244: second sun gear 245: carrier shaft
246: ring gear connecting member 251: third carrier 252: third planetary gear
253: third ring gear 254: third sun gear 255: carrier shaft
256: ring gear connecting member 300: generator 310: generator rotary shaft
400: wire 410: wire pipe

Claims (15)

풍력에 의해 회전하는 회전체(110, 120)와;
상기 회전체와 연결되는 중공의 입력축(210)과, 상기 입력축을 통해 상기 회전체로부터 입력되는 회전속도를 증가시켜 출력하며 상기 입력축과 동축상으로 정렬되는 중공의 출력축(220)을 구비하는 기어트레인(200)과;
상기 기어트레인의 출력축과 동축으로 연결된 중공의 회전축(320)과, 상기 회전축에 결합되어 회전축의 회전에 의해 전기를 생산하는 회전자(310)를 구비한 발전기(300)및;
상기 기어트레인의 입력축과 출력축 및 발전기 회전축의 중공을 통해 상기 발전기와 회전체를 전기적으로 연결하여 전원을 공급하는 전선(400)을 포함하는 동일축 풍력 발전장치.
Rotors 110 and 120 rotated by the wind power;
A gear train comprising a hollow input shaft 210 connected to the rotating body, and a hollow output shaft 220 that is coaxially aligned with the input shaft while increasing and outputting a rotational speed input from the rotating body through the input shaft. 200;
A generator (300) having a hollow rotary shaft (320) coaxially connected with the output shaft of the gear train and a rotor (310) coupled to the rotary shaft to produce electricity by rotation of the rotary shaft;
And an electric wire (400) for electrically connecting the generator and the rotating body through the hollow of the input shaft and the output shaft of the gear train and the generator rotating shaft.
제1항에 있어서, 상기 발전기(300)는 기어트레인(200)의 후방면에 일체로 고정되는 것을 특징으로 하는 동일축 풍력 발전장치.
The coaxial wind power generator according to claim 1, wherein the generator (300) is integrally fixed to the rear surface of the gear train (200).
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기어트레인은 선기어와 링기어 및 캐리어를 구성요소로 갖는 제1유성기어유닛(PGU1)과 제2유성기어유닛(PGU2) 및 제3유성기어유닛(PGU3)을 차례로 직렬로 연결시킨 직렬형 기어트레인으로서, 입력축(210)을 제1유성기어유닛(PGU1)의 세 구성요소중 어느 하나와 연결하고 제1유성기어유닛(PGU1)의 다른 한 구성요소를 기어트레인의 케이스에 고정된 고정구조물과 연결하며 제1유성기어유닛(PGU1)의 나머지 한 구성요소를 제2유성기어유닛(PGU2)의 구성요소 중 어느 하나와 연결하며, 제2유성기어유닛(PGU2)의 다른 한 구성요소를 케이스의 고정구조물과 연결하고 나머지 한 구성요소는 제3유성기어유닛(PGU3)의 구성요소 중 어느 하나와 연결하고, 제3유성기어유닛(PGU3)의 다른 한 구성요소를 케이스 고정 구조물과 연결하고 나머지 한 구성요소를 출력축(220)에 연결한 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 동일축 풍력 발전장치.
The gear train according to claim 1 or 2, wherein the gear train comprises a first planetary gear unit (PGU1), a second planetary gear unit (PGU2), and a third planetary gear unit (PGU3) having a sun gear, a ring gear, and a carrier as components. ) Is a serial gear train connected in series, in which the input shaft 210 is connected to any one of the three components of the first planetary gear unit PGU1 and the other component of the first planetary gear unit PGU1 is connected. It connects to the fixed structure fixed to the case of the gear train and connects the other component of the first planetary gear unit (PGU1) with any one of the components of the second planetary gear unit (PGU2), the second planetary gear unit ( The other component of PGU2) is connected to the fixed structure of the case, and the other component is connected to any one of the components of the third planetary gear unit PGU3, and the other component of the third planetary gear unit PGU3 is Connect the element with the case fixing structure and the other sphere Coaxial wind turbines, characterized in that consisting of a component connected to the output shaft 220.
제3항에 있어서, 상기 기어트레인은,
케이스(201)와, 상기 입력축(210)과 결합되어 회전력을 전달받는 제1캐리어(231)와, 상기 제1캐리어(231)에 형성된 복수개의 캐리어축(235)에 회전가능하게 연결되는 제1유성기어(232)와, 상기 케이스(201)에 고정되며 상기 제1유성기어(232)와 치합되는 제1링기어(233)와, 상기 케이스(201)의 중심부에서 상기 제1유성기어(232)와 치합하여 회전력을 전달받는 제1선기어(234)와, 전단부가 상기 제1선기어(234)와 고정되게 결합되며 상기 입력축(210)과 동축선상에 배치되는 중공의 저속축(212)과, 상기 저속축(212)의 후단부에 고정되게 결합되어 저속축(212)과 함께 회전하는 제2캐리어(241)와, 상기 제2캐리어(241)의 일측에 형성된 복수개의 축(257)에 회전 가능하게 연결되는 복수개의 제2유성기어(242)와, 상기 케이스(201)에 고정되며 상기 제2유성기어(242)들과 치합되는 제2링기어(243)와, 상기 케이스(201)의 중심부에서 상기 제2유성기어(242)와 치합하여 회전력을 전달받는 제2선기어(244)와, 전단부가 상기 제2선기어(244)와 고정되게 결합되며 상기 저속축(212)과 동축선상에 배치되는 중공의 중속축(215)과, 상기 중속축(215)의 후단부에 고정되게 결합되어 중속축(215)과 함께 회전하는 제3캐리어(251)와, 상기 제3캐리어(251)에 형성된 복수개의 캐리어축(255)에 회전 가능하게 연결되는 복수개의 제3유성기어(252)와, 상기 케이스(201)에 고정되어 상기 제3유성기어(252)들과 치합되는 제3링기어(253)와, 상기 케이스(201)의 중심에서 상기 제3유성기어(252)들과 치합되어 회전력을 전달받으며 상기 출력축(220)과 고정되게 결합되는 제3선기어(254)를 포함하는 것을 특징으로 하는 동일축 풍력 발전장치.
The method of claim 3, wherein the gear train,
A first carrier 231 coupled to the case 201, the first shaft 231 coupled to the input shaft 210, and a plurality of carrier shafts 235 formed on the first carrier 231. A planetary gear 232, a first ring gear 233 fixed to the case 201 and engaged with the first planetary gear 232, and the first planetary gear 232 at the center of the case 201. And a first sun gear 234 that is coupled to the first sun gear 234 to receive the rotational force, a front end portion is fixedly coupled to the first sun gear 234, and a hollow low speed shaft 212 disposed coaxially with the input shaft 210; The second carrier 241 is fixedly coupled to the rear end of the low speed shaft 212 and rotates together with the low speed shaft 212, and rotates on a plurality of shafts 257 formed on one side of the second carrier 241. A plurality of second planetary gears 242 connected to each other and a second ring gear fixed to the case 201 and meshed with the second planetary gears 242 ( 243, a second sun gear 244 that is engaged with the second planetary gear 242 at the center of the case 201, and receives a rotational force, and a front end part is fixedly coupled to the second sun gear 244. A hollow intermediate speed shaft 215 disposed coaxially with the low speed shaft 212, and a third carrier 251 fixedly coupled to the rear end of the middle speed shaft 215 and rotating together with the middle speed shaft 215; And a plurality of third planetary gears 252 rotatably connected to the plurality of carrier shafts 255 formed on the third carrier 251, and fixed to the case 201 and the third planetary gears 252. A third ring gear 253 that is engaged with each other, and a third sun gear that is engaged with the third planetary gears 252 at the center of the case 201 to receive rotational force and is fixed to the output shaft 220. A coaxial wind turbine comprising: (254).
제3항에 있어서, 상기 기어트레인은,
케이스(201)와, 상기 입력축(210)과 결합되어 회전력을 전달받는 제1캐리어(231)와, 상기 제1캐리어(231)에 형성된 복수개의 캐리어축(235)에 회전가능하게 연결되는 제1유성기어(232)와, 상기 케이스(201)에 고정되며 상기 제1유성기어(232)와 치합되는 제1링기어(233)와, 상기 케이스(201)의 중심부에서 상기 제1유성기어(232)와 치합하여 회전력을 전달받는 제1선기어(234)와, 전단부가 상기 제1선기어(234)와 고정되게 결합되며 상기 입력축(210)과 동축선상에 배치되는 중공의 저속축(212)과, 상기 저속축(212)의 후단부에 고정되게 결합되어 저속축(212)과 함께 회전하는 제2캐리어(241)와, 상기 제2캐리어(241)의 일측에 형성된 복수개의 축(257)에 회전 가능하게 연결되는 복수개의 제2유성기어(242)와, 상기 케이스(201)에 고정되며 상기 제2유성기어(242)들과 치합되는 제2링기어(243)와, 상기 케이스(201)의 중심부에서 상기 제2유성기어(242)와 치합하여 회전력을 전달받는 제2선기어(244)와, 전단부가 상기 제2선기어(244)와 고정되게 결합되며 상기 저속축(212)과 동축선상에 배치되는 중공의 중속축(215)과, 상기 중속축(215)의 후단부에 고정되게 결합되어 중속축(215)과 함께 회전하는 링기어 연결부재(256)와, 상기 링기어 연결부재(256)의 외주부에 결합되는 제3링기어(253)와, 상기 케이스(201)에 형성된 복수개의 캐리어축(255)에 회전 가능하게 연결되며 상기 제3링기어(253)와 치합되어 회전하는 복수개의 제3유성기어(252)와, 상기 케이스(201)의 중심에서 상기 제3유성기어(252)들과 치합되어 회전력을 전달받으며 상기 출력축(220)과 고정되게 결합되는 제3선기어(254)를 포함하는 것을 특징으로 하는 동일축 풍력 발전장치.
The method of claim 3, wherein the gear train,
A first carrier 231 coupled to the case 201, the first shaft 231 coupled to the input shaft 210, and a plurality of carrier shafts 235 formed on the first carrier 231. A planetary gear 232, a first ring gear 233 fixed to the case 201 and engaged with the first planetary gear 232, and the first planetary gear 232 at the center of the case 201. And a first sun gear 234 that is coupled to the first sun gear 234 to receive the rotational force, a front end portion is fixedly coupled to the first sun gear 234, and a hollow low speed shaft 212 disposed coaxially with the input shaft 210; The second carrier 241 is fixedly coupled to the rear end of the low speed shaft 212 and rotates together with the low speed shaft 212, and rotates on a plurality of shafts 257 formed on one side of the second carrier 241. A plurality of second planetary gears 242 connected to each other and a second ring gear fixed to the case 201 and meshed with the second planetary gears 242 ( 243, a second sun gear 244 that is engaged with the second planetary gear 242 at the center of the case 201, and receives a rotational force, and a front end part is fixedly coupled to the second sun gear 244. A hollow middle speed shaft 215 disposed coaxially with the low speed shaft 212 and a ring gear connecting member 256 that is fixedly coupled to the rear end of the middle speed shaft 215 and rotates together with the middle speed shaft 215. And a third ring gear 253 coupled to an outer circumference of the ring gear connecting member 256, and rotatably connected to a plurality of carrier shafts 255 formed in the case 201. 253 and a plurality of third planetary gears 252 rotated to be engaged with the third planetary gears 252 at the center of the case 201 to receive rotational force and to be fixed to the output shaft 220. A coaxial wind turbine comprising a third sun gear 254 coupled thereto.
제3항에 있어서, 상기 기어트레인은,
케이스(201)와, 상기 입력축(210)과 결합되어 회전력을 전달받는 제1캐리어(231)와, 상기 제1캐리어(231)에 형성된 복수개의 캐리어축(235)에 회전가능하게 연결되는 제1유성기어(232)와, 상기 케이스(201)에 고정되며 상기 제1유성기어(232)와 치합되는 제1링기어(233)와, 상기 케이스(201)의 중심부에서 상기 제1유성기어(232)와 치합하여 회전력을 전달받는 제1선기어(234)와, 전단부가 상기 제1선기어(234)와 고정되게 결합되며 상기 입력축(210)과 동축선상에 배치되는 중공의 저속축(212)과, 상기 저속축(212)의 후단부에 고정되게 결합되어 저속축(212)과 함께 회전하는 링기어 연결부재(246)와, 상기 링기어 연결부재(246)의 외주부에 고정되는 제2링기어(243)와, 상기 케이스(201)에 고정된 캐리어플레이트(203)의 복수개의 캐리어축(245)에 회전 가능하게 연결되며 상기 제2링기어(243)와 치합되어 회전하는 복수개의 제2유성기어(242)와, 상기 케이스(201)의 중심부에서 상기 제2유성기어(242)와 치합하여 회전력을 전달받는 제2선기어(244)와, 전단부가 상기 제2선기어(244)와 고정되게 결합되며 상기 저속축(212)과 동축선상에 배치되는 중공의 중속축(215)과, 상기 중속축(215)의 후단부에 고정되게 결합되어 중속축(215)과 함께 회전하는 제3캐리어(251)와, 상기 제3캐리어(251)에 형성된 복수개의 캐리어축(255)에 회전 가능하게 연결되는 복수개의 제3유성기어(252)와, 상기 케이스(201)에 고정되어 상기 제3유성기어(252)들과 치합되는 제3링기어(253)와, 상기 케이스(201)의 중심에서 상기 제3유성기어(252)들과 치합되어 회전력을 전달받으며 상기 출력축(220)과 고정되게 결합되는 제3선기어(254)를 포함하는 것을 특징으로 하는 동일축 풍력 발전장치.
The method of claim 3, wherein the gear train,
A first carrier 231 coupled to the case 201, the first shaft 231 coupled to the input shaft 210, and a plurality of carrier shafts 235 formed on the first carrier 231. A planetary gear 232, a first ring gear 233 fixed to the case 201 and engaged with the first planetary gear 232, and the first planetary gear 232 at the center of the case 201. And a first sun gear 234 that is coupled to the first sun gear 234 to receive the rotational force, a front end portion is fixedly coupled to the first sun gear 234, and a hollow low speed shaft 212 disposed coaxially with the input shaft 210; A ring gear connecting member 246 fixedly coupled to the rear end of the low speed shaft 212 and rotating together with the low speed shaft 212, and a second ring gear fixed to an outer circumference of the ring gear connecting member 246 ( 243 and the second ringer rotatably connected to the plurality of carrier shafts 245 of the carrier plate 203 fixed to the case 201. A plurality of second planetary gears 242 meshed with the second gears 243 and a second sun gear 244 meshed with the second planetary gears 242 at the center of the case 201 to receive rotational force; A front end portion is fixedly coupled to the second sun gear 244 and is fixed to the rear end of the hollow middle speed shaft 215 disposed coaxially with the low speed shaft 212 and the middle speed shaft 215. A third carrier 251 rotating together with the shaft 215, a plurality of third planetary gears 252 rotatably connected to a plurality of carrier shafts 255 formed on the third carrier 251, and A third ring gear 253 fixed to the case 201 and engaged with the third planetary gears 252, and engaged with the third planetary gears 252 at the center of the case 201 to provide rotational force. Coaxial wind power generator, characterized in that it comprises a third sun gear (254) that is received and fixedly coupled to the output shaft (220).
제3항에 있어서, 상기 기어트레인은,
케이스(201)와, 상기 입력축(210)과 결합되어 회전력을 전달받는 제1캐리어(231)와, 상기 제1캐리어(231)에 형성된 복수개의 캐리어축(235)에 회전가능하게 연결되는 제1유성기어(232)와, 상기 케이스(201)에 고정되며 상기 제1유성기어(232)와 치합되는 제1링기어(233)와, 상기 케이스(201)의 중심부에서 상기 제1유성기어(232)와 치합하여 회전력을 전달받는 제1선기어(234)와, 전단부가 상기 제1선기어(234)와 고정되게 결합되며 상기 입력축(210)과 동축선상에 배치되는 중공의 저속축(212)과, 상기 저속축(212)의 후단부에 고정되게 결합되어 저속축(212)과 함께 회전하는 링기어 연결부재(246)와, 상기 링기어 연결부재(246)의 외주부에 고정되는 제2링기어(243)와, 상기 케이스(201)에 고정된 캐리어플레이트(203)의 복수개의 캐리어축(245)에 회전 가능하게 연결되며 상기 제2링기어(243)와 치합되어 회전하는 복수개의 제2유성기어(242)와, 상기 케이스(201)의 중심부에서 상기 제2유성기어(242)와 치합하여 회전력을 전달받는 제2선기어(244)와, 전단부가 상기 제2선기어(244)와 고정되게 결합되며 상기 저속축(212)과 동축선상에 배치되는 중공의 중속축(215)과, 상기 중속축(215)의 후단부에 고정되게 결합되어 중속축(215)과 함께 회전하는 링기어 연결부재(256)와, 상기 링기어 연결부재(256)의 외주부에 고정되는 제3링기어(253)와, 상기 케이스(201)에 형성된 복수개의 캐리어축(255)에 회전 가능하게 연결되며 상기 제3링기어(253)와 치합되어 회전하는 복수개의 제3유성기어(252)와,상기 케이스(201)의 중심에서 상기 제3유성기어(252)들과 치합되어 회전력을 전달받으며 상기 출력축(220)과 고정되게 결합되는 제3선기어(254)를 포함하는 것을 특징으로 하는 동일축 풍력 발전장치.
The method of claim 3, wherein the gear train,
A first carrier 231 coupled to the case 201, the first shaft 231 coupled to the input shaft 210, and a plurality of carrier shafts 235 formed on the first carrier 231. A planetary gear 232, a first ring gear 233 fixed to the case 201 and engaged with the first planetary gear 232, and the first planetary gear 232 at the center of the case 201. And a first sun gear 234 that is coupled to the first sun gear 234 to receive the rotational force, a front end portion is fixedly coupled to the first sun gear 234, and a hollow low speed shaft 212 disposed coaxially with the input shaft 210; A ring gear connecting member 246 fixedly coupled to the rear end of the low speed shaft 212 and rotating together with the low speed shaft 212, and a second ring gear fixed to an outer circumference of the ring gear connecting member 246 ( 243 and the second ringer rotatably connected to the plurality of carrier shafts 245 of the carrier plate 203 fixed to the case 201. A plurality of second planetary gears 242 meshed with the second gears 243 and a second sun gear 244 meshed with the second planetary gears 242 at the center of the case 201 to receive rotational force; A front end portion is fixedly coupled to the second sun gear 244 and is fixed to the rear end of the hollow middle speed shaft 215 disposed coaxially with the low speed shaft 212 and the middle speed shaft 215. A ring gear connecting member 256 rotating together with the shaft 215, a third ring gear 253 fixed to an outer circumference of the ring gear connecting member 256, and a plurality of carrier shafts formed in the case 201. A plurality of third planetary gears 252 rotatably connected to 255 and engaged with the third ring gear 253 and rotated, and the third planetary gears 252 at the center of the case 201. And a third sun gear 254 that is engaged with and receives rotational force and is fixedly coupled to the output shaft 220. The same axis wind turbine generator.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기어트레인은 선기어와 링기어 및 캐리어를 구성요소로 갖는 제1유성기어유닛(PGU1)과 제2유성기어유닛(PGU2) 및 제3유성기어유닛(PGU3) 중 제1유성기어유닛(PGU1)을 입력축과 연결하고, 제2,3유성기어유닛(PGU2, PGU3)을 서로 연성시키며, 제2유성기어유닛(PGU2)을 출력축과 연결하여 결합시킨 후방연성형 기어트레인으로서, 입력축(210)을 제1유성기어유닛(PGU1)의 구성요소 중 어느 하나와 연결하고 제1유성기어유닛(PGU1)의 다른 한 구성요소를 기어트레인의 케이스의 고정구조물과 연결하며, 제2유성기어유닛(PGU2)의 구성요소 중 어느 하나를 제3유성기어유닛의 구성요소 중 어느 하나와 서로 연결시키고(결합1), 제2유성기어유닛(PGU2)의 구성요소 중 다른 하나와 제3유성기어유닛(PGU3)의 구성요소 중 다른 하나를 서로 연결하며(결합2), 제1유성기어유닛(PGU1)의 구성요소 중 나머지 하나를 결합1과 연결하며, 제3유성기어유닛(PGU3)의 구성요소 중 나머지 하나를 케이스와 연결하고 제2유성기어유닛(PGU2)의 구성요소 중 나머지 하나를 출력축과 연결한 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 동일축 풍력 발전장치.
The gear train according to claim 1 or 2, wherein the gear train comprises a first planetary gear unit (PGU1), a second planetary gear unit (PGU2), and a third planetary gear unit (PGU3) having a sun gear, a ring gear, and a carrier as components. The first planetary gear unit PGU1 is connected to the input shaft, the second and third planetary gear units PGU2 and PGU3 are connected to each other, and the second planetary gear unit PGU2 is connected to the output shaft. As a forming gear train, the input shaft 210 is connected to any one of the components of the first planetary gear unit PGU1 and the other component of the first planetary gear unit PGU1 is connected to the fixed structure of the case of the gear train. And connect any one of the components of the second planetary gear unit PGU2 with any one of the components of the third planetary gear unit (combination 1) and the other of the components of the second planetary gear unit PGU2. One and the other of the components of the third planetary gear unit (PGU3) are connected to each other (combination 2) , Connecting the other one of the components of the first planetary gear unit (PGU1) with the coupling 1, and connecting the other one of the components of the third planetary gear unit (PGU3) with the case and the second planetary gear unit (PGU2) A coaxial wind turbine, characterized in that consisting of a configuration in which the other one of the components connected to the output shaft.
제8항에 있어서, 상기 기어트레인은,
케이스(201)와, 상기 입력축(210)과 결합되어 회전력을 전달받는 제1캐리어(231)와, 상기 제1캐리어(231)에 형성된 복수개의 캐리어축(235)에 회전가능하게 연결되는 제1유성기어(232)와, 상기 케이스(201)에 고정되며 상기 제1유성기어(232)와 치합되는 제1링기어(233)와, 상기 케이스(201)의 중심부에서 상기 제1유성기어(232)와 치합하여 회전력을 전달받는 제1선기어(234)와, 전단부가 상기 제1선기어(234)와 고정되게 결합되며 상기 입력축(210)과 동축선상에 배치되는 중공의 저속축(212)과, 상기 저속축(212)의 후단부에 고정되게 결합되어 저속축(212)과 함께 회전하는 링기어 연결부재(246)와, 상기 링기어 연결부재(246)의 외주부에 결합되는 제2링기어(243) 및 제3링기어(253)와, 상기 케이스(201)에 형성되는 복수개의 캐리어축(255)에 회전 가능하게 연결되며 상기 제3링기어(253)와 치합되어 회전하는 제3유성기어(252)와, 상기 케이스(201)의 중심부에서 상기 제3유성기어(252)와 치합되어 회전력을 전달받는 제3선기어(254)와, 후단부가 상기 제3선기어(254)와 결합되어 회전하는 중공의 중속축(215)과, 상기 중속축(215)의 전단부에 결합되어 중속축(215)과 함께 회전하는 제2캐리어(241)와, 상기 제2캐리어(241)에 형성된 복수개의 캐리어축(245)에 회전 가능하게 연결되며 상기 제2링기어(243)와 치합되어 회전하는 복수개의 제2유성기어(242)와, 상기 케이스(201)의 중심부에서 상기 제2유성기어(242)와 치합되어 회전력을 전달받으며 상기 출력축(220)과 고정되게 결합되는 제2선기어(244)를 포함하는 것을 특징으로 하는 동일축 풍력 발전장치.
The method of claim 8, wherein the gear train,
A first carrier 231 coupled to the case 201, the first shaft 231 coupled to the input shaft 210, and a plurality of carrier shafts 235 formed on the first carrier 231. A planetary gear 232, a first ring gear 233 fixed to the case 201 and engaged with the first planetary gear 232, and the first planetary gear 232 at the center of the case 201. And a first sun gear 234 that is coupled to the first sun gear 234 to receive the rotational force, a front end portion is fixedly coupled to the first sun gear 234, and a hollow low speed shaft 212 disposed coaxially with the input shaft 210; A ring gear connecting member 246 fixedly coupled to the rear end of the low speed shaft 212 and rotating together with the low speed shaft 212, and a second ring gear coupled to an outer circumference of the ring gear connecting member 246. 243 and the third ring gear 253 and the third ring gear 2 rotatably connected to the plurality of carrier shafts 255 formed in the case 201. 53 and the third planetary gear 252 rotated in engagement with the third planetary gear, the third sun gear 254 engaged with the third planetary gear 252 at the center of the case 201 to receive the rotational force, and the rear end of the third planetary gear 252. A hollow intermediate speed shaft 215 coupled to the third sun gear 254 to rotate, a second carrier 241 coupled to the front end of the middle speed shaft 215 to rotate together with the middle speed shaft 215, and A plurality of second planetary gears 242 rotatably connected to the plurality of carrier shafts 245 formed on the second carrier 241 and engaged with the second ring gear 243 and the case 201. Coaxial wind power generator comprising a second sun gear (244) is engaged with the second planetary gear (242) in the center of the rotational force and is fixedly coupled to the output shaft (220).
제8항에 있어서, 상기 기어트레인은,
케이스(201)와, 상기 입력축(210)과 결합되어 회전력을 전달받는 제1캐리어(231)와, 상기 제1캐리어(231)에 형성된 복수개의 캐리어축(235)에 회전가능하게 연결되는 제1유성기어(232)와, 상기 케이스(201)에 고정되며 상기 제1유성기어(232)와 치합되는 제1링기어(233)와, 상기 케이스(201)의 중심부에서 상기 제1유성기어(232)와 치합하여 회전력을 전달받는 제1선기어(234)와, 전단부가 상기 제1선기어(234)와 고정되게 결합되며 상기 입력축(210)과 동축선상에 배치되는 중공의 저속축(212)과, 상기 저속축(212)의 후단부에 고정되게 결합되어 저속축(212)과 함께 회전하는 제2캐리어(241)와, 상기 제2캐리어(241)의 외주부에 결합되는 제3링기어(253)와, 상기 케이스(201)에 형성되는 복수개의 캐리어축(255)에 회전 가능하게 연결되며 상기 제3링기어(253)와 치합되어 회전하는 제3유성기어(252)와, 상기 케이스(201)의 중심부에서 상기 제3유성기어(252)와 치합되어 회전력을 전달받는 제3선기어(254)와, 후단부가 상기 제3선기어(254)와 결합되어 회전하는 중공의 중속축(215)과, 상기 중속축(215)의 전단부에 결합되어 중속축(215)과 함께 회전하는 링기어 연결부재(256)와, 상기 링기어 연결부재(256)의 외주부에 결합되어 제3캐리어(251)와 함께 회전하는 제2링기어(243)와, 상기 제2캐리어(241)에 형성된 복수개의 캐리어축(245)에 회전 가능하게 연결되며 상기 제2링기어(243)에 치합되어 회전하는 복수개의 제2유성기어(242)와, 상기 케이스(201)의 중심부에서 상기 제2유성기어(242)와 치합되어 회전력을 전달받으며 상기 출력축(220)과 고정되게 결합되는 제2선기어(244)를 포함하는 것을 특징으로 하는 동일축 풍력 발전장치.
The method of claim 8, wherein the gear train,
A first carrier 231 coupled to the case 201, the first shaft 231 coupled to the input shaft 210, and a plurality of carrier shafts 235 formed on the first carrier 231. A planetary gear 232, a first ring gear 233 fixed to the case 201 and engaged with the first planetary gear 232, and the first planetary gear 232 at the center of the case 201. And a first sun gear 234 that is coupled to the first sun gear 234 to receive the rotational force, a front end portion is fixedly coupled to the first sun gear 234, and a hollow low speed shaft 212 disposed coaxially with the input shaft 210; A second carrier 241 fixedly coupled to a rear end of the low speed shaft 212 and rotating together with the low speed shaft 212, and a third ring gear 253 coupled to an outer circumference of the second carrier 241. And a third oil rotatably connected to the plurality of carrier shafts 255 formed in the case 201 and engaged with the third ring gear 253 to rotate. Gear 252, the third sun gear 254 is meshed with the third planetary gear 252 at the center of the case 201 and receives a rotational force, and the rear end is coupled to the third sun gear 254 to rotate A hollow middle speed shaft 215, a ring gear connecting member 256 coupled to the front end of the middle speed shaft 215 and rotating together with the middle speed shaft 215, and an outer peripheral portion of the ring gear connecting member 256. A second ring gear 243 coupled to the third carrier 251 and rotating together with the third carrier 251, and rotatably connected to a plurality of carrier shafts 245 formed on the second carrier 241. A plurality of second planetary gears 242 meshed with the second planetary gear 242 and rotated with the second planetary gear 242 at the center of the case 201 to receive a rotational force and to be fixed to the output shaft 220. A coaxial wind turbine comprising a second sun gear (244).
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기어트레인은 선기어와 링기어 및 캐리어를 구성요소로 갖는 제1유성기어유닛(PGU1)과 제2유성기어유닛(PGU2) 및 제3유성기어유닛(PGU3) 중 제1,2유성기어유닛(PGU1, PGU2)을 서로 연성시키고, 제3유성기어유닛(PGU3)을 출력축과 연결하여 결합시킨 전방연성형 기어트레인으로서, 제1유성기어유닛(PGU1)의 구성요소 중 어느 하나와 제2유성기어유닛(PGU2)의 구성요소중 어느 하나를 서로 연결하고(결합1), 제1유성기어유닛(PGU1)의 구성요소중 다른 하나와 제2유성기어유닛(PGU2)의 구성요소 중 다른 하나를 서로 연결하고(결합2), 입력축(210)을 결합1과 연결하며, 제1유성기어유닛(PGU1)의 구성요소중 나머지 하나를 기어트레인의 케이스의 고정구조물과 연결하고, 제2유성기어유닛(PGU2)의 나머지 하나를 제3유성기어유닛(PGU3)의 구성요소 중 어느 하나와 연결하고, 제3유성기어유닛(PGU3)의 구성요소 중 다른 하나를 케이스와 연결하고, 제3유성기어유닛(PGU3)의 구성요소 중 나머지 하나를 출력축과 연결한 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 동일축 풍력 발전장치.
The gear train according to claim 1 or 2, wherein the gear train comprises a first planetary gear unit (PGU1), a second planetary gear unit (PGU2), and a third planetary gear unit (PGU3) having a sun gear, a ring gear, and a carrier as components. Among the first planetary gear unit (PGU1) of the first planetary gear unit (PGU1) of the first planetary gear unit (PGU1, PGU2) and the third planetary gear unit (PGU3) coupled to the output shaft One of the components and one of the components of the second planetary gear unit PGU2 are connected to each other (combination 1), and the other of the components of the first planetary gear unit PGU1 and the second planetary gear unit ( The other one of the components of the PGU2 is connected to each other (combination 2), the input shaft 210 is connected to the coupling 1, and the other of the components of the first planetary gear unit (PGU1) fixed structure of the case of the gear train And the other one of the second planetary gear units PGU2 is connected to one of the components of the third planetary gear units PGU3. And any one of the components of the third planetary gear unit PGU3 to the case, and the other one of the components of the third planetary gear unit PGU3 to the output shaft. Coaxial wind power generator.
제11항에 있어서, 상기 기어트레인은,
케이스(201)와, 상기 입력축(210)과 결합되어 회전력을 전달받는 제1캐리어(231)와, 상기 제1캐리어(231)의 외주면에 결합된 제2링기어(243)와, 상기 케이스(201)에 고정된 캐리어플레이트(203)의 복수개의 캐리어축(245)에 연결되며 상기 제2링기어(243)와 치합되어 회전하는 제2유성기어(242)와, 상기 케이스(201)의 중심부에서 상기 제2유성기어(242)와 치합되어 회전력을 전달받는 제2선기어(244)와, 후단부가 상기 제2선기어(244)와 결합되어 회전하는 중공의 저속축(212)과, 상기 저속축(212)의 전단부에 결합되어 저속축(212)과 함께 회전하는 링기어 연결부재(246)와, 상기 링기어 연결부재(246)의 외주부에 결합되어 함께 회전하는 제1링기어(233)와, 상기 제1캐리어(231)의 중간부분에 형성된 복수개의 캐리어축(235)에 회전 가능하게 연결되며 상기 제1링기어(233)와 치합되어 회전력을 전달받는 복수개의 제1유성기어(232)와, 상기 케이스(201)의 중심부에서 상기 제1유성기어(232)들과 치합되어 회전력을 전달받는 제1선기어(234)와, 전단부가 상기 제1선기어(234)와 연결되어 제1선기어(234)와 함께 회전하는 중공의 중속축(215)과, 상기 중속축(215)의 후단부에 결합되어 중속축(215)과 함께 회전하는 링기어 연결부재(256)와, 상기 링기어 연결부재(256)의 외주부에 결합되어 함께 회전하는 제3링기어(253)와, 상기 케이스(201)의 후방면에 형성된 복수개의 캐리어축(255)에 회전 가능하게 연결되며 상기 제3링기어(253)에 치합되어 회전하는 복수개의 제3유성기어(252)와, 상기 케이스(201)의 중심부에서 상기 제3유성기어(252)와 치합되어 회전력을 전달받으며 상기 출력축(220)과 고정되게 결합되는 제3선기어(254)를 포함하는 것을 특징으로 하는 동일축 풍력 발전장치.
The method of claim 11, wherein the gear train,
A case 201, a first carrier 231 coupled to the input shaft 210 to receive rotational force, a second ring gear 243 coupled to an outer circumferential surface of the first carrier 231, and the case ( A second planetary gear 242 connected to the plurality of carrier shafts 245 of the carrier plate 203 fixed to 201 and engaged with the second ring gear 243 and rotating, and a center portion of the case 201. A second sun gear 244 meshed with the second planetary gear 242 to receive rotational force, a hollow low speed shaft 212 having a rear end coupled to the second sun gear 244 to rotate, and the low speed shaft A ring gear connecting member 246 coupled to the front end of the 212 and rotated together with the low speed shaft 212, and a first ring gear 233 coupled to the outer circumference of the ring gear connecting member 246 and rotated together. And rotatably connected to a plurality of carrier shafts 235 formed at an intermediate portion of the first carrier 231 and meshed with the first ring gear 233. A plurality of first planetary gears 232 receiving electric power, a first sun gear 234 engaged with the first planetary gears 232 at the center of the case 201, and receiving a rotational force, and a front end of the first planetary gear 232; A hollow middle speed shaft 215 connected to the first sun gear 234 and rotating together with the first sun gear 234, and a ring coupled to the rear end of the middle speed shaft 215 to rotate together with the middle speed shaft 215. A gear connecting member 256, a third ring gear 253 coupled to the outer circumference of the ring gear connecting member 256 and rotating together, and a plurality of carrier shafts 255 formed on the rear surface of the case 201; A plurality of third planetary gears 252 rotatably connected to the third ring gear 253 and engaged with the third planetary gears 252 at a central portion of the case 201 to rotate; Receiving the same and the third, characterized in that it comprises a third sun gear 254 is fixedly coupled to the output shaft 220 Wind power generation equipment.
제11항에 있어서, 상기 기어트레인은,
케이스(201)와, 상기 입력축(210)과 결합되어 회전력을 전달받는 제1캐리어(231)와, 상기 제1캐리어(231)의 외주면에 결합된 제2링기어(243)와, 상기 케이스(201)에 고정된 캐리어플레이트(203)의 복수개의 캐리어축(245)에 연결되며 상기 제2링기어(243)와 치합되어 회전하는 제2유성기어(242)와, 상기 케이스(201)의 중심부에서 상기 제2유성기어(242)와 치합되어 회전력을 전달받는 제2선기어(244)와, 후단부가 상기 제2선기어(244)와 결합되어 회전하는 중공의 저속축(212)과, 상기 저속축(212)의 전단부에 결합되어 저속축(212)과 함께 회전하는 링기어 연결부재(246)와, 상기 링기어 연결부재(246)의 외주부에 결합되어 함께 회전하는 제1링기어(233)와, 상기 제1캐리어(231)의 중간부분에 형성된 복수개의 캐리어축(235)에 회전 가능하게 연결되며 상기 제1링기어(233)와 치합되어 회전력을 전달받는 복수개의 제1유성기어(232)와, 상기 케이스(201)의 중심부에서 상기 제1유성기어(232)들과 치합되어 회전력을 전달받는 제1선기어(234)와, 전단부가 상기 제1선기어(234)와 연결되어 제1선기어(234)와 함께 회전하는 중공의 중속축(215)과, 상기 중속축(215)의 후단부에 고정되게 결합되어 중속축(215)과 함께 회전하는 제3캐리어(251)와, 상기 제3캐리어(251)에 형성된 복수개의 캐리어축(255)에 회전 가능하게 연결되는 복수개의 제3유성기어(252)와, 상기 케이스(201)에 고정되어 상기 제3유성기어(252)들과 치합되는 제3링기어(253)와, 상기 케이스(201)의 중심에서 상기 제3유성기어(252)들과 치합되어 회전력을 전달받으며 상기 출력축(220)과 고정되게 결합되는 제3선기어(254)를 포함하는 것을 특징으로 하는 동일축 풍력 발전장치.
The method of claim 11, wherein the gear train,
A case 201, a first carrier 231 coupled to the input shaft 210 to receive rotational force, a second ring gear 243 coupled to an outer circumferential surface of the first carrier 231, and the case ( A second planetary gear 242 connected to the plurality of carrier shafts 245 of the carrier plate 203 fixed to 201 and engaged with the second ring gear 243 and rotating, and a center portion of the case 201. A second sun gear 244 meshed with the second planetary gear 242 to receive rotational force, a hollow low speed shaft 212 having a rear end coupled to the second sun gear 244 to rotate, and the low speed shaft A ring gear connecting member 246 coupled to the front end of the 212 and rotated together with the low speed shaft 212, and a first ring gear 233 coupled to the outer circumference of the ring gear connecting member 246 and rotated together. And rotatably connected to a plurality of carrier shafts 235 formed at an intermediate portion of the first carrier 231 and meshed with the first ring gear 233. A plurality of first planetary gears 232 receiving electric power, a first sun gear 234 engaged with the first planetary gears 232 at the center of the case 201, and receiving a rotational force, and a front end of the first planetary gear 232; The hollow medium speed shaft 215 connected to the first sun gear 234 and rotating together with the first sun gear 234 is fixedly coupled to the rear end of the middle speed shaft 215 to rotate together with the middle speed shaft 215. A third carrier 251, a plurality of third planetary gears 252 rotatably connected to a plurality of carrier shafts 255 formed in the third carrier 251, and fixed to the case 201. The third ring gear 253 meshed with the third planetary gears 252 and the third planetary gears 252 are engaged with the third planetary gears 252 at the center of the case 201 to receive a rotational force and the output shaft 220. And a third sun gear 254 fixedly coupled to the same axis wind turbine.
제11항에 있어서, 상기 기어트레인은,
케이스(201)와, 상기 입력축(210)과 결합되어 회전력을 전달받는 링기어 연결부재(236)와, 상기 링기어 연결부재(236)의 외주면에 결합된 함께 회전하는 제1링기어(233) 및 제2링기어(243)와, 상기 케이스(201)에 고정된 캐리어플레이트(203)의 복수개의 캐리어축(245)에 연결되며 상기 제2링기어(243)와 치합되어 회전하는 제2유성기어(242)와, 상기 케이스(201)의 중심부에서 상기 제2유성기어(242)와 치합되어 회전력을 전달받는 제2선기어(244)와, 후단부가 상기 제2선기어(244)와 결합되어 회전하는 중공의 저속축(212)과, 상기 저속축(212)의 전단부에 결합되어 저속축(212)과 함께 회전하는 제1캐리어(231)와, 상기 제1캐리어(231)에 형성된 복수개의 캐리어축(235)에 회전 가능하게 연결되며 상기 제1링기어(233)와 치합되어 회전하는 복수개의 제1유성기어(232)와, 상기 케이스(201)의 중심부에서 상기 제1유성기어(232)들과 치합되어 회전력을 전달받는 제1선기어(234)와, 전단부가 상기 제1선기어(234)와 연결되어 제1선기어(234)와 함께 회전하는 중공의 중속축(215)과, 상기 중속축(215)의 후단부에 결합되어 중속축(215)과 함께 회전하는 링기어 연결부재(256)와, 상기 링기어 연결부재(256)의 외주부에 결합되어 링기어 연결부재(256)와 함께 회전하는 제3링기어(253)와, 상기 케이스(201)의 후방면에 형성된 복수개의 캐리어축(255)에 회전 가능하게 연결되며 상기 제3링기어(253)에 치합되어 회전하는 복수개의 제3유성기어(252)와, 상기 케이스(201)의 중심부에서 상기 제3유성기어(252)와 치합되어 회전력을 전달받으며 상기 출력축(220)과 고정되게 결합되는 제3선기어(254)를 포함하는 것을 특징으로 하는 동일축 풍력 발전장치.
The method of claim 11, wherein the gear train,
A case 201, a ring gear connecting member 236 coupled to the input shaft 210 to receive a rotational force, and a first ring gear 233 rotated together coupled to an outer circumferential surface of the ring gear connecting member 236. And a second planetary gear connected to the second ring gear 243 and the plurality of carrier shafts 245 of the carrier plate 203 fixed to the case 201 and engaged with the second ring gear 243 to rotate. Gear 242, the second sun gear 244 is meshed with the second planetary gear 242 at the center of the case 201 and receives a rotational force, and the rear end is coupled to the second sun gear 244 to rotate A hollow low speed shaft 212, a first carrier 231 coupled to a front end of the low speed shaft 212 and rotating together with the low speed shaft 212, and a plurality of first carriers 231 formed in the first carrier 231. A plurality of first planetary gears 232 rotatably connected to the carrier shaft 235 and engaged with the first ring gear 233 and the case 201 A first sun gear 234 engaged with the first planetary gears 232 at the center of the first gear 234 to receive a rotational force, and a front end connected to the first sun gear 234 to rotate together with the first sun gear 234. A middle gear shaft 215, a ring gear connecting member 256 coupled to a rear end of the middle shaft 215, and rotating together with the middle speed shaft 215, and an outer peripheral portion of the ring gear connecting member 256. And a third ring gear 253 rotating together with the ring gear connecting member 256 and a plurality of carrier shafts 255 formed on the rear surface of the case 201 and rotatably connected to the third ring gear ( 253 and a plurality of third planetary gear 252 is rotated to be engaged with the third planetary gear 252 in the center of the case 201 receives a rotational force and is fixedly coupled to the output shaft 220 A coaxial wind turbine comprising: a third sun gear (254).
제11항에 있어서, 상기 기어트레인은,
케이스(201)와, 상기 입력축(210)과 결합되어 회전력을 전달받는 링기어 연결부재(236)와, 상기 링기어 연결부재(236)의 외주면에 결합되어 함께 회전하는 제1링기어(233) 및 제2링기어(243)와, 상기 케이스(201)에 고정된 캐리어플레이트(203)의 복수개의 캐리어축(245)에 연결되며 상기 제2링기어(243)와 치합되어 회전하는 제2유성기어(242)와, 상기 케이스(201)의 중심부에서 상기 제2유성기어(242)와 치합되어 회전력을 전달받는 제2선기어(244)와, 후단부가 상기 제2선기어(244)와 결합되어 회전하는 중공의 저속축(212)과, 상기 저속축(212)의 전단부에 결합되어 저속축(212)과 함께 회전하는 제1캐리어(231)와, 상기 제1캐리어(231)에 형성된 복수개의 캐리어축(235)에 회전 가능하게 연결되며 상기 제1링기어(233)와 치합되어 회전하는 복수개의 제1유성기어(232)와, 상기 케이스(201)의 중심부에서 상기 제1유성기어(232)들과 치합되어 회전력을 전달받는 제1선기어(234)와, 전단부가 상기 제1선기어(234)와 연결되어 제1선기어(234)와 함께 회전하는 중공의 중속축(215)과, 상기 중속축(215)의 후단부에 고정되게 결합되어 중속축(215)과 함께 회전하는 제3캐리어(251)와, 상기 제3캐리어(251)에 형성된 복수개의 캐리어축(255)에 회전 가능하게 연결되는 복수개의 제3유성기어(252)와, 상기 케이스(201)에 고정되어 상기 제3유성기어(252)들과 치합되는 제3링기어(253)와, 상기 케이스(201)의 중심에서 상기 제3유성기어(252)들과 치합되어 회전력을 전달받으며 상기 출력축(220)과 고정되게 결합되는 제3선기어(254)를 포함하는 것을 특징으로 하는 동일축 풍력 발전장치.
The method of claim 11, wherein the gear train,
A ring gear connecting member 236 coupled to the case 201, the input shaft 210 to receive rotational force, and a first ring gear 233 coupled to the outer circumferential surface of the ring gear connecting member 236 to rotate together. And a second planetary gear connected to the second ring gear 243 and the plurality of carrier shafts 245 of the carrier plate 203 fixed to the case 201 and engaged with the second ring gear 243 to rotate. Gear 242, the second sun gear 244 is meshed with the second planetary gear 242 at the center of the case 201 and receives a rotational force, and the rear end is coupled to the second sun gear 244 to rotate A hollow low speed shaft 212, a first carrier 231 coupled to a front end of the low speed shaft 212 and rotating together with the low speed shaft 212, and a plurality of first carriers 231 formed in the first carrier 231. A plurality of first planetary gears 232 rotatably connected to the carrier shaft 235 and engaged with the first ring gear 233 and the case 2 The first sun gear 234 is engaged with the first planetary gears 232 at the center of the first gear 232 to receive the rotational force, and the front end portion is connected to the first sun gear 234 to rotate together with the first sun gear 234. A hollow intermediate speed shaft 215, a third carrier 251 fixedly coupled to the rear end of the intermediate speed shaft 215, and rotating together with the intermediate speed shaft 215, and formed in the third carrier 251. A plurality of third planetary gears 252 rotatably connected to a plurality of carrier shafts 255 and third ring gears 253 fixed to the case 201 and engaged with the third planetary gears 252. And a third sun gear 254 that is engaged with the third planetary gears 252 at the center of the case 201 to receive a rotational force and is fixedly coupled to the output shaft 220. Coaxial wind turbines.
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