KR101276303B1 - Wind turbine - Google Patents

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KR101276303B1 KR1020110080274A KR20110080274A KR101276303B1 KR 101276303 B1 KR101276303 B1 KR 101276303B1 KR 1020110080274 A KR1020110080274 A KR 1020110080274A KR 20110080274 A KR20110080274 A KR 20110080274A KR 101276303 B1 KR101276303 B1 KR 101276303B1
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Abstract

풍력발전기가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기는, 복수의 블레이드, 상기 블레이드가 연결되어 회전하는 로터 허브, 및 상기 로터 허브의 회전축 방향으로 상기 로터 허브에 연결되는 메인 샤프트를 포함하되, 상기 로터 허브에 결합구멍이 형성되고, 상기 결합구멍에 결합되도록 상기 메인 샤프트에 결합돌기가 형성되며, 상기 결합구멍과 결합돌기는 상기 회전축 방향에 수직하는 단면이 다각형이다.A wind turbine generator is disclosed. Wind turbine according to an embodiment of the present invention includes a plurality of blades, the rotor hub to which the blade is connected to rotate, and the main shaft connected to the rotor hub in the direction of the rotation axis of the rotor hub, the rotor hub A coupling hole is formed, and a coupling protrusion is formed in the main shaft to be coupled to the coupling hole, and the coupling hole and the coupling protrusion are polygonal in cross section perpendicular to the direction of the rotation axis.

Description

풍력발전기 {WIND TURBINE}Wind Power Generator {WIND TURBINE}

본 발명은 풍력발전기에 관한 것이다.The present invention relates to a wind power generator.

풍력발전기(wind turbine)는 공기의 유동이 가지는 운동에너지의 공기역학적(aerodynamic) 특성을 이용하여 블레이드와 허브로 이루어지는 회전자(rotor)를 회전시킴으로써 공기 유동의 운동에너지를 기계적 에너지로 변환시키고, 기계적 에너지를 이용하여 전기에너지를 생산한다.A wind turbine converts the kinetic energy of air flow into mechanical energy by rotating a rotor composed of blades and hubs by using the aerodynamic properties of the kinetic energy of the air flow. Produce electrical energy using energy.

일례를 들어 설명하면, 수평축 풍력발전기는 바람이 가진 운동에너지를 회전하는 동력으로 변환시키는 블레이드, 블레이드를 연결하는 로터 허브, 로터 허브에 연결되는 메인 샤프트, 메인 샤프트에 연결되어 전기에너지를 출력하는 발전기, 발전기를 수용하는 나셀, 및 요 시스템(yaw system)을 개재하여 나셀(nacelle)을 지지하는 타워를 포함한다.As an example, the horizontal axis wind turbine is a blade for converting the kinetic energy of the wind into a rotating power, a rotor hub connecting the blades, a main shaft connected to the rotor hub, a generator connected to the main shaft to output electrical energy , A nacelle containing a generator, and a tower supporting the nacelle through a yaw system.

즉, 로터 허브는 블레이드로부터 전달되는 공기 유동의 운동에너지를 메인 샤프트의 회전에너지로 전달하기 위하여, 메인 샤프트와 견고하게 연결되어야 한다. 일례를 들면, 로터 허브와 메인 샤프트는 서로 마주하도록 축 방향에 수직하는 방향으로 플랜지를 형성하고, 플랜지에 축 방향의 볼트 구멍을 형성하여, 볼트 구멍으로 볼트를 삽입하여 너트를 체결함으로써 플랜지를 통하여 상호 연결되어 토크를 전달한다. 이때, 양측 플랜지는 서로 마찰력을 받고, 볼트는 양측 플랜지에 의하여 전단하중을 받는다.That is, the rotor hub must be firmly connected to the main shaft in order to transfer the kinetic energy of the air flow delivered from the blade to the rotational energy of the main shaft. For example, the rotor hub and the main shaft form a flange in a direction perpendicular to the axial direction so as to face each other, an axial bolt hole is formed in the flange, and a bolt is inserted into the bolt hole to tighten the nut. Are interconnected to transmit torque. At this time, both flanges are subjected to friction with each other, and the bolts are sheared by both flanges.

이와 같은 연결 구조는, 로터 허브에서 메인 샤프트로 안정적인 토크 전달을 위하여, 즉 양측 플랜지의 마찰력을 증가시키고 볼트가 받는 전단하중을 분산시키기 위하여, 플랜지에 형성되는 볼트 구멍의 필요 수량을 증가시키고, 이에 따라 전단하중을 받는 볼트 및 이에 결합되는 너트의 필요 수량을 증가시킨다.This connection structure increases the required number of bolt holes formed in the flange for stable torque transmission from the rotor hub to the main shaft, ie to increase the frictional force of both flanges and to distribute the shear load the bolt receives. This increases the required quantity of bolts and shearing nuts that are subjected to shear loads.

특허문헌 1 : 일본공개특허 제2005-524020호Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-524020 특허문헌 2 : 한국공개특허 제2006-0031281호Patent Document 2: Korean Patent Publication No. 2006-0031281

본 발명의 일 실시예는 로터 허브와 메인 샤프트의 연결 구조를 단순하게 하고, 로터 허브와 메인 샤프트의 토크 전달을 안정적으로 구현하는 풍력발전기를 제공하고자 한다.One embodiment of the present invention is to provide a wind power generator that simplifies the connection structure between the rotor hub and the main shaft, and stably implements torque transmission between the rotor hub and the main shaft.

본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기는, 복수의 블레이드; 상기 블레이드가 연결되어 회전하는 로터 허브; 및 상기 로터 허브의 회전축 방향으로 상기 로터 허브에 연결되는 메인 샤프트를 포함하되, 상기 로터 허브에 결합구멍이 형성되고, 상기 결합구멍에 결합되도록 상기 메인 샤프트에 결합돌기가 형성되며, 상기 결합구멍과 결합돌기는 상기 회전축 방향에 수직하는 단면이 다각형인 것을 특징으로 한다.Wind turbine according to an embodiment of the present invention, a plurality of blades; A rotor hub to which the blade is connected and rotates; And a main shaft connected to the rotor hub in a rotation axis direction of the rotor hub, wherein a coupling hole is formed in the rotor hub, and a coupling protrusion is formed in the main shaft to be coupled to the coupling hole, The engaging projection is characterized in that the cross section perpendicular to the direction of the rotation axis is a polygon.

상기 결합구멍은, 상기 로터 허브에서, 내측에 위치하는 제1 결합구멍과 상기 제1 결합구멍보다 크게 형성되어 외측에 위치하는 제2 결합구멍을 포함할 수 있다. The coupling hole may include a first coupling hole located at an inner side of the rotor hub and a second coupling hole formed at an outer side of the rotor hub to be larger than the first coupling hole.

상기 결합돌기는, 상기 제1 결합구멍에 대응하여 결합되는 제1 결합돌기와 상기 제1 결합돌기보다 크게 형성되어 상기 제2 결합구멍에 대응하여 결합되는 제2 결합돌기를 포함할 수 있다. The coupling protrusion may include a first coupling protrusion coupled to the first coupling hole and a second coupling protrusion formed larger than the first coupling protrusion and coupled to the second coupling hole.

상기 제1 결합구멍과 제1 결합돌기는 상기 회전축 방향에 수직하는 단면이 다각형이고, 상기 제2 결합구멍과 제2 결합돌기는 상기 회전축 방향에 수직하는 단면이 원형일 수 있다. The first coupling hole and the first coupling protrusion may have a polygonal cross section perpendicular to the rotation axis direction, and the second coupling hole and the second coupling protrusion may have a circular cross section perpendicular to the rotation axis direction.

상기 결합구멍과 상기 결합돌기는, 상기 로터 허브에서 상기 메인 샤프트로 토크를 전달하고 상기 로터 허브와 상기 메인 샤프트를 상기 회전축 방향으로 결합할 수 있다. The coupling hole and the coupling protrusion may transmit torque from the rotor hub to the main shaft and couple the rotor hub and the main shaft in the rotation axis direction.

상기 로터 허브는, 상기 제1 결합구멍을 형성하여 상기 회전축 방향으로 연장되는 제1 결합부, 및 상기 제2 결합구멍을 형성하여 상기 회전축 방향에서 상기 제1 결합부의 반대 측으로 연장되는 제2 결합부를 포함할 수 있다. The rotor hub may include a first coupling part that forms the first coupling hole and extends in the rotation axis direction, and a second coupling part that forms the second coupling hole and extends to the opposite side of the first coupling part in the rotation axis direction. It may include.

상기 제1 결합부와 상기 제1 결합돌기에 각각 형성되는 제1 관통구멍과 제1 나사구멍에 고정볼트가 체결되고, 상기 제2 결합부와 상기 제2 결합돌기에 각각 형성되는 제2 관통구멍과 제2 나사구멍에 고정볼트가 체결될 수 있다. Fixing bolts are fastened to the first through holes and the first screw holes respectively formed in the first coupling part and the first coupling protrusion, and second through holes respectively formed in the second coupling part and the second coupling protrusion. The fixing bolt may be fastened to the second screw hole.

상기 제1 결합부를 지지하고 상기 제1 결합돌기의 단부에 고정볼트로 고정되는 플레이트를 더 포함할 수 있다.It may further include a plate supporting the first coupling portion and fixed to the end of the first coupling protrusion with a fixing bolt.

상기 로터 허브는, 상기 결합구멍을 형성하여 상기 회전축 방향으로 연장되는 결합부를 포함하고, 상기 결합부를 지지하고 상기 결합돌기의 단부에 고정볼트로 고정되는 플레이트를 더 포함할 수 있다.The rotor hub may further include a plate forming the coupling hole and including a coupling portion extending in the rotation axis direction, and supporting the coupling portion and fixed to the end of the coupling protrusion with a fixing bolt.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 로터 허브와 메인 샤프트의 연결 구조를 단순하게 하고, 로터 허브와 메인 샤프트의 토크 전달을 안정적으로 구현하는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, the connection structure between the rotor hub and the main shaft is simplified, and the torque transmission between the rotor hub and the main shaft is stably implemented.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 풍력발전기의 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1의 로터 허브와 메인 샤프트의 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 로터 허브와 메인 샤프트의 조립 상태의 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ 선 및 Ⅳ'-Ⅳ'선을 따라 자른 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 풍력발전기의 로터 허브와 메인 샤프트의 분해 사시도이다.
도 6은 도 5의 로터 허브와 메인 샤프트의 조립 상태의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 풍력발전기의 로터 허브와 메인 샤프트의 분해 사시도이다.
도 8은 도 7의 로터 허브와 메인 샤프트의 조립 상태의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 풍력발전기의 로터 허브와 메인 샤프트의 조립 상태의 단면도이다.1 is a schematic configuration diagram of a wind power generator according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view of the rotor hub and main shaft of FIG. 1. FIG.
3 is a cross-sectional view of an assembled state of the rotor hub and the main shaft of FIG.
4A and 4B are cross-sectional views taken along lines IV-IV and IV'-IV 'of FIG. 3.
5 is an exploded perspective view of the rotor hub and the main shaft of the wind power generator according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view of an assembled state of the rotor hub and the main shaft of FIG. 5. FIG.
7 is an exploded perspective view of the rotor hub and the main shaft of the wind power generator according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view of an assembled state of the rotor hub and the main shaft of FIG. 7.
9 is a cross-sectional view of the assembled state of the rotor hub and the main shaft of the wind power generator according to the fourth embodiment of the present invention.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 풍력발전기의 개략적인 구성도이다. 도 1을 참조하면, 제1 실시예의 풍력발전기는 타워(1)에 요 시스템(미도시)을 개재하여 나셀(2)을 장착하는 구조로 이루어진다.Hereinafter, a wind power generator according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a schematic configuration diagram of a wind power generator according to a first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the wind power generator of the first embodiment has a structure in which a nacelle 2 is mounted on a tower 1 via a yaw system (not shown).

풍력발전기는 바람의 유동에 따른 운동에너지를 기계적 에너지로 변환시키는 블레이드(3), 블레이드(3)를 연결하는 로터 허브(4), 로터 허브(4)에 연결되는 메인 샤프트(5), 메인 샤프트(5)에 연결되는 증속기(6) 및 증속기(6)에 연결되는 발전기(7)를 포함한다.The wind power generator includes a blade (3) for converting kinetic energy according to wind flow into mechanical energy, a rotor hub (4) connecting the blades (3), a main shaft (5) connected to the rotor hub (4), and a main shaft. A speed reducer 6 connected to the speed reducer 6 and a generator 7 connected to the speed increaser 6.

로터 허브(4)는 나셀(2)에 회전 가능하게 장착되고, 메인 샤프트(5), 증속기(6) 및 발전기(7)는 나셀(2)에 내장된다. 타워(1)에 나셀(2)을 설치한 상태에서 블레이드(3)를 연결한 로터 허브(4)와 나셀(2)에서 돌출되는 메인 샤프트(5)를 조립함으로써 풍력발전기가 구성된다.The rotor hub 4 is rotatably mounted to the nacelle 2, and the main shaft 5, the speed increaser 6 and the generator 7 are embedded in the nacelle 2. The wind turbine is constructed by assembling the rotor hub 4 connecting the blades 3 and the main shaft 5 protruding from the nacelle 2 in the state where the nacelle 2 is installed in the tower 1.

블레이드(3)는 복수로 구비되어 로터 허브(4)에 원주 방향을 따라 등각으로 배치되어 장착되고, 불어오는 바람의 운동에너지에 의하여 토크를 발생시킨다. 블레이드(3)는 일체로 형성되는 본체부(31)와 연결부(32)를 가진다.The blade 3 is provided with a plurality, and is mounted to the rotor hub 4 at a right angle along the circumferential direction, and generates torque by the kinetic energy of the blowing wind. The blade 3 has a body portion 31 and a connection portion 32 formed integrally.

본체부(31)는 바람을 받아 토크로 변환시키도록 유선형의 넓은 면적으로 형성된다. 연결부(32)는 바람을 통과시키도록 본체부(31)의 면적보다 좁은 면적으로 형성되어, 로터 허브(4)에 장착된다.The main body 31 is formed in a streamlined large area to receive wind and convert it into torque. The connecting portion 32 is formed in a smaller area than the area of the main body portion 31 so as to allow the wind to pass through, and is mounted to the rotor hub 4.

따라서 로터 허브(4)는 블레이드들(3)의 회전 중심을 형성하여 블레이드들(3)의 토크에 따라 회전 운동한다. 나셀(2)의 요잉 제어에 의하여, 로터 허브(4)의 선단과 블레이드들(3)은 바람이 불어오는 방향을 향하게 된다.The rotor hub 4 thus forms a center of rotation of the blades 3 and rotates in accordance with the torque of the blades 3. By yawing control of the nacelle 2, the tip of the rotor hub 4 and the blades 3 face the direction in which the wind blows.

메인 샤프트(5)는 일측으로 로터 허브(4)에 연결되고 다른 일측으로 증속기(6)에 연결된다. 따라서 메인 샤프트(5)는 로터 허브(4)의 회전 중심에 결합되어, 로터 허브(4)의 토크를 증속기(6)로 전달한다.The main shaft 5 is connected to the rotor hub 4 on one side and to the speed reducer 6 on the other side. The main shaft 5 is thus coupled to the center of rotation of the rotor hub 4, transmitting the torque of the rotor hub 4 to the speed increaser 6.

증속기(6)는 로터 허브(4) 및 메인 샤프트(5)을 통하여 전달되는 블레이드(3)의 저속 회전수를 발전기(7)를 구동하는 고속 회전수로 증속시킨다. 발전기(7)는 증속기(6)에 연결되어 증속기(6)의 고속 회전으로 전기에너지를 출력한다.The speed increaser 6 speeds up the low speed rotation of the blade 3 transmitted through the rotor hub 4 and the main shaft 5 to the high speed rotation which drives the generator 7. The generator 7 is connected to the speed increaser 6 to output electrical energy at high speed of the speed increaser 6.

도 2는 도 1의 로터 허브(4)와 메인 샤프트(5)의 분해 사시도이고, 도 3은 도 2의 로터 허브(4)와 메인 샤프트(5)의 조립 상태의 단면도이다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 로터 허브(4)와 메인 샤프트(5)는 결합구멍(41)과 결합돌기(51)의 결합 구조로 연결된다.FIG. 2 is an exploded perspective view of the rotor hub 4 and the main shaft 5 of FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the assembled state of the rotor hub 4 and the main shaft 5 of FIG. 2. 2 and 3, the rotor hub 4 and the main shaft 5 are connected in a coupling structure of the coupling hole 41 and the coupling protrusion 51.

또한, 로터 허브(4)는 회전축 방향(메인 샤프트(5)의 길이 방향)에 교차하는 방향으로 로터 허브(4)의 원주 방향을 따라 등 간격으로 연결구멍(45)이 형성된다. 블레이드(3)의 연결부(32)는 연결구멍(45)에 연결된다.In addition, the rotor hub 4 is provided with connection holes 45 at equal intervals along the circumferential direction of the rotor hub 4 in the direction crossing the rotation axis direction (the longitudinal direction of the main shaft 5). The connecting portion 32 of the blade 3 is connected to the connecting hole 45.

한편, 로터 허브(4)는 회전 중심에 회전축 방향으로 관통된 결합구멍(41)이 형성된다. 메인 샤프트(5)는 결합구멍(41)에 결합될 수 있도록 회전축 방향으로 돌출하여 결합돌기(51)가 형성된다. 따라서 결합돌기(51)가 결합구멍(41)에 회전축 방향으로 삽입됨에 따라, 로터 허브(4)와 메인 샤프트(5)는 서로 연결된다. 즉 로터 허브(4)와 메인 샤프트(5)는 단순한 연결 구조로 연결된다.On the other hand, the rotor hub 4 is formed with a coupling hole 41 penetrated in the rotation axis direction at the rotation center. The main shaft 5 protrudes in the rotational axis direction so that the main shaft 5 can be coupled to the coupling hole 41 to form a coupling protrusion 51. Therefore, as the coupling protrusion 51 is inserted into the coupling hole 41 in the rotation axis direction, the rotor hub 4 and the main shaft 5 are connected to each other. That is, the rotor hub 4 and the main shaft 5 are connected by a simple connection structure.

도 4a 및 도 4b는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ 선 및 Ⅳ'-Ⅳ' 선을 따라 자른 단면도이다. 도 2 및 도 4a, 도 4b를 참조하면, 로터 허브(4)의 토크를 메인 샤프트(5)로 전달할 수 있도록, 로터 허브(4)와 메인 샤프트(5)는 다각형 결합 구조를 형성된다.4A and 4B are cross-sectional views taken along lines IV-IV and IV'-IV 'of FIG. 3. 2, 4A and 4B, the rotor hub 4 and the main shaft 5 are formed in a polygonal coupling structure so that the torque of the rotor hub 4 can be transmitted to the main shaft 5.

예를 들면, 로터 허브(4)의 결합구멍(41)과 메인 샤프트(5)의 결합돌기(51)는 서로 대응하여 결합되도록 회전축 방향에 수직하는 단면의 결합 구조가 삼각형으로 형성된다. 따라서 블레이드(3)를 통하여 로터 허브(4)로 전달되는 토크는 기계적으로 상호 결합되는 결합구멍(41)과 결합돌기(51)를 통하여 메인 샤프트(5)로 안정적으로 전달될 수 있다.For example, the coupling hole 41 of the rotor hub 4 and the coupling protrusion 51 of the main shaft 5 have a triangular coupling structure having a cross section perpendicular to the rotation axis direction so as to correspond to each other. Therefore, the torque transmitted to the rotor hub 4 through the blade 3 can be stably transmitted to the main shaft 5 through the coupling hole 41 and the coupling protrusion 51 which are mechanically mutually coupled.

다시 도 2 및 도 3을 참조하면, 결합구멍(41)과 결합돌기(51)는 회전축 방향을 따라 계단 구조로 결합된다. 편의상, 본 실시예에서 계단 구조는 2단 구조로 형성된다.2 and 3 again, the coupling hole 41 and the coupling protrusion 51 are coupled in a stepped structure along the rotation axis direction. For convenience, the staircase structure in this embodiment is formed in a two-stage structure.

로터 허브(4)에서, 결합구멍(41)은 직경 방향의 내측에 위치하는 제1 결합구멍(411)과, 제1 결합구멍(411)보다 크게 형성되어 외측에 위치하는 제2 결합구멍(412)을 포함한다.In the rotor hub 4, the engaging hole 41 is formed with a first engaging hole 411 located in the radially inner side, and a second engaging hole 412 that is formed larger than the first engaging hole 411 and located outward. ).

메인 샤프트(5)에서, 결합돌기(51)는 제1 결합구멍(411)에 대응하여 결합되는 제1 결합돌기(511)와, 제1 결합돌기(511)보다 크게 형성되어 제2 결합구멍(412)에 대응하여 결합되는 제2 결합돌기(512)를 포함한다.In the main shaft 5, the coupling protrusion 51 is formed to be larger than the first coupling protrusion 511 and the first coupling protrusion 511 corresponding to the first coupling hole 411. 412 includes a second coupling protrusion 512 coupled correspondingly.

제1, 제2 결합구멍(411, 412)과 제1, 제2 결합돌기(511, 512)는 제1 실시예에서와 같이, 2결합으로 함께 형성될 수 있다. 2결합은 로터 허브(4)에서 메인 샤프트(5)의 축 처짐을 방지하여 결합을 안정적으로 유지할 수 있도록 한다.The first and second coupling holes 411 and 412 and the first and second coupling protrusions 511 and 512 may be formed together in two couplings, as in the first embodiment. The two couplings prevent the shaft sag of the main shaft 5 from the rotor hub 4 so that the coupling can be kept stable.

도시하지 않았지만, 메인 샤프트가 제2 결합돌기 없이 제1 결합돌기만을 가지는 경우, 제1 결합구멍과 제1 결합돌기만이 결합될 수 있다.Although not shown, when the main shaft has only the first coupling protrusion without the second coupling protrusion, only the first coupling hole and the first coupling protrusion may be coupled.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 제1 결합구멍(411)과 제1 결합돌기(511)는 회전축 방향에 직교하는 방향으로 절단한 단면에서, 삼각형 구조로 형성되어 결합된다. 따라서 삼각형 구조는 로터 허브(4)에서 메인 샤프트(5)로 토크를 안정적으로 전달할 수 있도록 한다(도 4a).2 to 4, the first coupling hole 411 and the first coupling protrusion 511 are formed in a triangular structure in a cross section cut in a direction orthogonal to the rotation axis direction, and are coupled to each other. The triangular structure thus enables a stable transmission of torque from the rotor hub 4 to the main shaft 5 (FIG. 4A).

제2 결합구멍(412)과 제2 결합돌기(512)는 회전축 방향에 직교하는 방향으로 절단한 단면에서, 단면 원형 구조로 형성될 수 있다(도 4b). 또한, 제2 결합구멍과 제2 결합돌기는 단면 삼각형 구조로 형성되어 로터 허브와 메인 샤프트 사이에서 토크를 전달하고 로터 허브와 메인 샤프트를 회전축 방향으로 결합할 수 있도록 한다(미도시).The second coupling hole 412 and the second coupling protrusion 512 may be formed in a cross-sectional circular structure in a cross section cut in a direction orthogonal to the rotation axis direction (FIG. 4B). In addition, the second coupling hole and the second coupling protrusion has a triangular cross-sectional structure to transmit torque between the rotor hub and the main shaft and to couple the rotor hub and the main shaft in the rotation axis direction (not shown).

도 3 및 도 4a, 도 4b를 참조하면, 로터 허브(4)는 제1 결합구멍(411)이 형성되어 회전축 방향으로 연장되는 제1 결합부(421), 제2 결합구멍(412)이 형성되어 회전축 방향에서 제1 결합부(421)의 반대 측으로 연장되는 제2 결합부(422)를 포함한다. 이에 대응하여, 결합돌기(51)는 제1 결합부(421)에 제1 결합돌기(511)로 결합되고, 제2 결합부(422)에 제2 결합돌기(512)로 결합된다.3, 4A, and 4B, the rotor hub 4 includes a first coupling part 421 and a second coupling hole 412 which are formed in the first coupling hole 411 and extend in the rotational axis direction. And a second coupling part 422 extending to the opposite side of the first coupling part 421 in the rotation axis direction. Correspondingly, the coupling protrusion 51 is coupled to the first coupling portion 421 by the first coupling protrusion 511 and coupled to the second coupling portion 422 by the second coupling protrusion 512.

따라서 제1 결합부(421)와 제1 결합돌기(511)는 제1 고정부(F1)를 형성하고, 제2 결합부(422)와 제2 결합돌기(512)는 제2 고정부(F2)를 형성한다. 제1 실시예에서와 같이, 제1, 제2 고정부(F1, F2)는 함께 구비될 수도 있고, 어느 하나만 선택적으로 구비될 수 있다.Accordingly, the first coupling part 421 and the first coupling protrusion 511 form the first fixing part F1, and the second coupling part 422 and the second coupling protrusion 512 are the second fixing part F2. ). As in the first embodiment, the first and second fixing parts F1 and F2 may be provided together, or only one of them may be selectively provided.

제1 고정부(F1)는 제1 결합부(421)와 제1 결합돌기(511)에 각각 형성되는 제1 관통구멍(H1)과 제1 나사구멍(S1)에 체결되는 고정볼트(8)로 형성된다.The first fixing part F1 is a fixing bolt 8 fastened to the first through hole H1 and the first screw hole S1 respectively formed in the first coupling part 421 and the first coupling protrusion 511. Is formed.

제2 고정부(F2)는 제2 결합부(422)와 제2 결합돌기(512)에 각각 형성되는 제2 관통구멍(H2)과 제2 나사구멍(S2)에 체결되는 고정볼트(8)로 형성된다.The second fixing part F2 is fastened to the second through hole H2 and the second screw hole S2 formed in the second coupling part 422 and the second coupling protrusion 512, respectively. Is formed.

제1, 제2 고정부(F1, F2)에서 고정볼트(8)는 토크를 받지 않고, 단순히 메인 샤프트(5)에서 로터 허브(4)의 축 방향 이탈을 방지한다. 또한, 제1, 제2 고정부(F1, F2)는 로터 허브(4)와 메인 샤프트(5)의 상호 축 방향 삽입 범위를 설정한다.The fixing bolts 8 in the first and second fixing parts F1 and F2 do not receive torque, and simply prevent the axial deviation of the rotor hub 4 from the main shaft 5. In addition, the 1st, 2nd fixing parts F1 and F2 set the mutual axial insertion range of the rotor hub 4 and the main shaft 5, respectively.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 풍력발전기의 로터 허브(24)와 메인 샤프트(25)의 분해 사시도이고, 도 6은 도 5의 로터 허브(24)와 메인 샤프트(25)의 조립 상태의 단면도이다.5 is an exploded perspective view of the rotor hub 24 and the main shaft 25 of the wind power generator according to the second embodiment of the present invention, Figure 6 is an assembly of the rotor hub 24 and the main shaft 25 of FIG. It is a cross section of the condition.

제2 실시예에서, 결합구멍(241)과 결합돌기(251)는 서로 대응하여 결합되도록 회전축 방향에 수직하는 단면의 결합 구조가 오각형으로 형성된다.In the second embodiment, the coupling hole 241 and the coupling protrusion 251 are formed in a pentagon with a coupling structure having a cross section perpendicular to the direction of the rotation axis so as to correspond to each other.

도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 풍력발전기의 로터 허브(34)와 메인 샤프트(35)의 분해 사시도이고, 도 8은 도 7의 로터 허브(34)와 메인 샤프트(35)의 조립 상태의 단면도이다.FIG. 7 is an exploded perspective view of the rotor hub 34 and the main shaft 35 of the wind power generator according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 8 is an assembly of the rotor hub 34 and the main shaft 35 of FIG. 7. It is a cross section of the condition.

제3 실시예에서, 결합구멍(341)과 결합돌기(351)는 서로 대응하여 결합되도록 회전축 방향에 수직하는 단면의 결합 구조가 칠각형으로 형성된다.In the third embodiment, the coupling hole 341 and the coupling protrusion 351 are formed in the coupling structure of the cross section perpendicular to the direction of the rotation axis so as to correspond to each other.

제2, 제3 실시예는 결합구멍과 결합돌기의 결합구조가 다양한 다각형으로 형성될 수 있음을 예시한다. 또한, 더 이상 도시하지는 않았지만, 결합구멍과 결합돌기는 서로 대응하여 결합되도록 회전축 방향에 수직하는 단면의 결합 구조가 사각형, 육각형 및 팔각형 등으로 형성될 수도 있다.The second and third embodiments illustrate that the coupling structure of the coupling hole and the coupling protrusion can be formed in various polygons. In addition, although not shown anymore, the coupling structure of the cross section perpendicular to the direction of the rotation axis may be formed in a square, hexagon, and octagonal shape such that the coupling hole and the coupling protrusion correspond to each other.

도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 풍력발전기의 로터 허브(4)와 메인 샤프트(5)의 조립 상태의 단면도이다. 도 9를 참조하면, 제1 결합부(421)와 제1 결합돌기(511) 및 플레이트(431)는 제3 고정부(F3)를 형성한다. 제3 고정부(F3)는 제1, 제2 고정부(F1, F2) 중 어느 하나와 함께 구비되거나, 도시된 바와 같이, 제1, 제2 고정부(F1, F2)와 함께 구비될 수 있다.9 is a cross-sectional view of the assembled state of the rotor hub 4 and the main shaft 5 of the wind power generator according to the fourth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 9, the first coupling part 421, the first coupling protrusion 511, and the plate 431 form a third fixing part F3. The third fixing part F3 may be provided together with any one of the first and second fixing parts F1 and F2, or may be provided together with the first and second fixing parts F1 and F2 as shown. have.

제3 고정부(F3)는 플레이트(431)가 제1 결합부(421)의 단부에 지지되고, 플레이트(431)가 제1 결합돌기(511)의 단부에 고정볼트(8)로 고정되어 형성된다. 따라서 제3 고정부(F3)에서 플레이트(431) 및 고정볼트(8)는 메인 샤프트(5)가 로터 허브(4)의 회전축 방향으로 이탈하는 것을 더 방지한다.The third fixing part F3 is formed by fixing the plate 431 to the end of the first coupling part 421 and fixing the plate 431 to the end of the first coupling protrusion 511 with the fixing bolt 8. do. Accordingly, the plate 431 and the fixing bolt 8 in the third fixing part F3 further prevent the main shaft 5 from escaping in the rotation axis direction of the rotor hub 4.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기의 구조에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.Although the structure of the wind power generator according to an embodiment of the present invention has been described above, the spirit of the present invention is not limited to the embodiments presented herein, and those skilled in the art to understand the spirit of the present invention are within the scope of the same idea. In the above, other embodiments may be easily proposed by adding, changing, deleting, or adding a component, but this is also within the scope of the present invention.

1 : 타워 2 : 나셀
3 : 블레이드 4, 24, 34 : 로터 허브
5, 25, 35 : 메인 샤프트 6 : 증속기
7 : 발전기 8 : 고정볼트
31 : 본체부 32 : 연결부
41, 241, 341 : 결합구멍 45 : 연결구멍
51, 251, 351 : 결합돌기 411, 412 : 제1, 제2 결합구멍
421, 422 : 제1, 제2 결합부 511, 512 : 제1, 제2 결합돌기
431 : 플레이트 F1, F2, F3 : 제1, 제2, 제3 고정부
H1, H2 : 제1, 제2 관통구멍 S1, S2 : 제1, 제2 나사구멍1: Tower 2: Nacelle
3: blade 4, 24, 34: rotor hub
5, 25, 35: main shaft 6: gearbox
7 generator 8 fixed bolt
31: main body portion 32: connection portion
41, 241, 341: engagement hole 45: connection hole
51, 251, and 351: engaging projections 411 and 412: first and second engaging holes
421 and 422: first and second coupling parts 511 and 512: first and second coupling protrusions
431: plate F1, F2, F3: first, second, third fixing portion
H1, H2: first and second through holes S1, S2: first and second screw holes

Claims (9)

복수의 블레이드;
상기 블레이드가 연결되어 회전하는 로터 허브; 및
상기 로터 허브의 회전축 방향으로 상기 로터 허브에 연결되는 메인 샤프트
를 포함하되,
상기 로터 허브에 결합구멍이 형성되고, 상기 결합구멍에 결합되도록 상기 메인 샤프트에 결합돌기가 형성되며,
상기 결합구멍과 결합돌기는 상기 회전축 방향에 수직하는 단면이 다각형이고,
상기 결합구멍은,
상기 로터 허브에서, 내측에 위치하는 제1 결합구멍과 외측에 위치하는 제2 결합구멍을 포함하고,
상기 결합돌기는,
상기 제1 결합구멍에 대응하여 결합되는 제1 결합돌기와 상기 제2 결합구멍에 대응하여 결합되는 제2 결합돌기를 포함하며,
상기 제1 결합구멍과 제1 결합돌기는 상기 회전축 방향에 수직하는 단면이 다각형이고,
상기 제2 결합구멍과 제2 결합돌기는 상기 회전축 방향에 수직하는 단면이 원형인 것을 특징으로 하는 풍력발전기.A plurality of blades;
A rotor hub to which the blade is connected and rotates; And
A main shaft connected to the rotor hub in a rotation axis direction of the rotor hub
Including but not limited to:
A coupling hole is formed in the rotor hub, and a coupling protrusion is formed in the main shaft to be coupled to the coupling hole.
The engaging hole and the engaging projection is a polygonal cross section perpendicular to the rotation axis direction,
The coupling hole,
In the rotor hub, the first coupling hole located on the inside and the second coupling hole located on the outside,
The engaging projection
A first coupling protrusion coupled to the first coupling hole and a second coupling protrusion coupled to the second coupling hole,
The first coupling hole and the first coupling projection has a polygonal cross section perpendicular to the direction of the rotation axis,
And the second coupling hole and the second coupling protrusion have a circular cross section perpendicular to the rotation axis direction. 제1 항에 있어서,
상기 제2 결합구멍은,
상기 제1 결합구멍보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 풍력발전기.The method according to claim 1,
The second coupling hole,
The wind power generator, characterized in that formed larger than the first coupling hole. 제2 항에 있어서,
상기 제2 결합돌기는,
상기 제1 결합돌기보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 풍력발전기.The method of claim 2,
The second coupling protrusion,
A wind generator, characterized in that formed larger than the first coupling projection. 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 결합구멍과 상기 결합돌기는,
상기 로터 허브에서 상기 메인 샤프트로 토크를 전달하고 상기 로터 허브와 상기 메인 샤프트를 상기 회전축 방향으로 결합하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기.The method according to claim 1,
The engaging hole and the engaging projection,
And a torque transmission from the rotor hub to the main shaft, and coupling the rotor hub and the main shaft in the direction of the rotation axis. 제3 항에 있어서,
상기 로터 허브는,
상기 제1 결합구멍을 형성하여 상기 회전축 방향으로 연장되는 제1 결합부, 및
상기 제2 결합구멍을 형성하여 상기 회전축 방향에서 상기 제1 결합부의 반대 측으로 연장되는 제2 결합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기.The method of claim 3,
The rotor hub,
A first coupling part which forms the first coupling hole and extends in the rotation axis direction, and
And a second coupling part which forms the second coupling hole and extends to the opposite side of the first coupling part in the rotation axis direction. 제6 항에 있어서,
상기 제1 결합부와 상기 제1 결합돌기에 각각 형성되는 제1 관통구멍과 제1 나사구멍에 고정볼트가 체결되고,
상기 제2 결합부와 상기 제2 결합돌기에 각각 형성되는 제2 관통구멍과 제2 나사구멍에 고정볼트가 체결되는 것을 특징으로 하는 풍력발전기.The method of claim 6,
Fixing bolts are fastened to the first through hole and the first screw hole respectively formed in the first coupling part and the first coupling protrusion,
The wind turbine, characterized in that the fixing bolt is fastened to the second through hole and the second screw hole respectively formed in the second coupling portion and the second coupling projection. 제6 항에 있어서,
상기 제1 결합부를 지지하고 상기 제1 결합돌기의 단부에 고정볼트로 고정되는 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기.The method of claim 6,
And a plate which supports the first coupling part and is fixed to the end of the first coupling protrusion by a fixing bolt. 복수의 블레이드;
상기 블레이드가 연결되어 회전하는 로터 허브; 및
상기 로터 허브의 회전축 방향으로 상기 로터 허브에 연결되는 메인 샤프트
를 포함하되,
상기 로터 허브에 결합구멍이 형성되고, 상기 결합구멍에 결합되도록 상기 메인 샤프트에 결합돌기가 형성되며,
상기 결합구멍과 결합돌기는 상기 회전축 방향에 수직하는 단면이 다각형이고,
상기 로터 허브는, 상기 결합구멍을 형성하여 상기 회전축 방향으로 연장되는 결합부를 포함하고,
상기 결합부를 지지하고 상기 결합돌기의 단부에 고정볼트로 고정되는 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기. A plurality of blades;
A rotor hub to which the blade is connected and rotates; And
A main shaft connected to the rotor hub in a rotation axis direction of the rotor hub
Including but not limited to:
A coupling hole is formed in the rotor hub, and a coupling protrusion is formed in the main shaft to be coupled to the coupling hole.
The engaging hole and the engaging projection is a polygonal cross section perpendicular to the rotation axis direction,
The rotor hub includes a coupling part which forms the coupling hole and extends in the direction of the rotation axis,
And a plate supporting the coupling part and fixed to the end of the coupling protrusion with a fixing bolt.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101487511B1 (en) * 2013-11-26 2015-01-28 삼성중공업 주식회사 Wind power generator
KR20190083320A (en) 2019-06-26 2019-07-11 박선우 A new wind turbine generator using a new self-generation electric material for high power efficiency
US11963933B2 (en) 2017-05-11 2024-04-23 Scalpal Llc Torque enhancer device for grasping and tooling, and assemblies and uses thereof
US11969864B2 (en) 2022-08-23 2024-04-30 Scalpal Llc Multi-tier torque enhancer driver and/or receiver and method of using same

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200335236Y1 (en) * 2003-08-30 2003-12-03 (주)씨에스이 A vane pump
KR100538964B1 (en) * 1997-09-19 2006-02-28 에이비비 슈바이쯔 아게 Compressor impeller fastening for high speed turboengine
KR20060027679A (en) * 2004-09-23 2006-03-28 삼성전자주식회사 Clothes washing machine
JP2008128135A (en) * 2006-11-22 2008-06-05 Fuji Heavy Ind Ltd Hub of horizontal axis wind turbine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100538964B1 (en) * 1997-09-19 2006-02-28 에이비비 슈바이쯔 아게 Compressor impeller fastening for high speed turboengine
KR200335236Y1 (en) * 2003-08-30 2003-12-03 (주)씨에스이 A vane pump
KR20060027679A (en) * 2004-09-23 2006-03-28 삼성전자주식회사 Clothes washing machine
JP2008128135A (en) * 2006-11-22 2008-06-05 Fuji Heavy Ind Ltd Hub of horizontal axis wind turbine

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101487511B1 (en) * 2013-11-26 2015-01-28 삼성중공업 주식회사 Wind power generator
US11963933B2 (en) 2017-05-11 2024-04-23 Scalpal Llc Torque enhancer device for grasping and tooling, and assemblies and uses thereof
KR20190083320A (en) 2019-06-26 2019-07-11 박선우 A new wind turbine generator using a new self-generation electric material for high power efficiency
US11969864B2 (en) 2022-08-23 2024-04-30 Scalpal Llc Multi-tier torque enhancer driver and/or receiver and method of using same

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