KR101294899B1 - 풍력 발전 장치의 피치 구동 장치 및 풍력 발전 장치 - Google Patents

풍력 발전 장치의 피치 구동 장치 및 풍력 발전 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101294899B1
KR101294899B1 KR1020107020826A KR20107020826A KR101294899B1 KR 101294899 B1 KR101294899 B1 KR 101294899B1 KR 1020107020826 A KR1020107020826 A KR 1020107020826A KR 20107020826 A KR20107020826 A KR 20107020826A KR 101294899 B1 KR101294899 B1 KR 101294899B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
output shaft
windmill
rotor head
pitch drive
lever
Prior art date
Application number
KR1020107020826A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110009088A (ko
Inventor
도모히로 누마지리
Original Assignee
미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 filed Critical 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
Publication of KR20110009088A publication Critical patent/KR20110009088A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101294899B1 publication Critical patent/KR101294899B1/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D7/00Controlling wind motors 
    • F03D7/02Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/022Adjusting aerodynamic properties of the blades
    • F03D7/0224Adjusting blade pitch
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00Function
    • F05B2260/70Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades
    • F05B2260/76Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades the adjusting mechanism using auxiliary power sources
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00Function
    • F05B2260/70Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades
    • F05B2260/79Bearing, support or actuation arrangements therefor
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction

Abstract

본 발명은 주축이나 증속기에 영향을 미치지 않는 구조로 하는 동시에 신뢰성이 손상되는 것을 방지할 수 있는 풍력 발전 장치의 피치 구동 장치 및 풍력 발전 장치를 제공한다. 기부(21)가 로터 헤드(4)에 대해 축선 중심(L) 주위로 회전 가능하게 설치된 풍차 날개(6)와, 출력축(19)이 축선 중심(L)을 따르는 방향으로 연장되도록 로터 헤드(4)에 설치된 전동 구동 부재와, 일단부가 출력축(19)에 고정하여 설치되어, 출력축(19)에 교차하는 방향으로 연장되는 레버(15)와, 출력축(19)에 교차하는 방향으로 연장되도록 배치되어, 그 일단부가 레버(15)의 자유단부에, 타단부가 풍차 날개(6)의 구동 위치(P)에 각각 회전 가능하게 설치되어 있는 연결 링크(17)를 구비하고 있다.

Description

풍력 발전 장치의 피치 구동 장치 및 풍력 발전 장치 {PITCH DRIVE DEVICE OF WIND-DRIVEN GENERATOR AND WIND-DRIVEN GENERATOR}
본 발명은 풍력 발전 장치의 피치 구동 장치 및 풍력 발전 장치에 관한 것이다.
풍력 발전 장치에 사용되는 풍차에는 풍차 날개의 피치각이 고정된 풍차와, 피치각이 가변인 풍차가 알려져 있다.
상술한 풍차 날개의 피치각을 변경시키는 기구로서는, 예를 들어, 특허 문헌 1에 개시된 바와 같이, 유압 실린더에 있어서의 로드의 직선 이동을, 풍차 날개의 축선 주위의 회전으로 변환하는 기구가 알려져 있다. 또한, 예를 들어, 특허 문헌 2에 개시된 바와 같이, 전동 조작기를 사용하여 로드를 축선 방향으로 직선 이동시키고, 그 이동에 의해 풍차 날개를 축선 주위로 회전시키는 것이 제안되어 있다.
그 밖에, 특허 문헌 3에 개시된 바와 같이, 날개 선회륜의 주위에 기어를 설치하여, 이 기어와 맞물리는 피니언 기어를 전동 모터로 회전시켜, 날개 선회륜을 회전시켜 풍차 날개의 축선 주위의 회전으로 변환하는 기구가 제안되어 있다. 이 경우, 기어를 사용하는 대신에 벨트를 사용하는 것도 제안되어 있다.
특허 문헌 1 : 일본 특허 출원 공개 제2003-148321호 공보 특허 문헌 2 : 일본 특허 출원 공개 소63-124874호 공보 특허 문헌 3 : 일본 특허 출원 공개 제2003-56448호 공보
그런데, 특허 문헌 1에 개시되어 있는 바와 같이 유압 실린더를 사용하는 것에서는, 유압 실린더의 제어 오일은, 통상 너셀에 배치된 유압 펌프로부터 주축이나 증속기 내를 경유하여 로터 헤드측으로 공급된다. 또한, 특허 문헌 2에 개시된 것에서는, 너셀에 배치된 전동 조작기의 동작을 전달하는 로드가 주축이나 증속기 내를 통과하도록 설치되어 있다. 이로 인해, 주축이나 증속기 내에 유압 배관 혹은 로드를 설치할 필요가 있어, 그들의 구조가 복잡해진다.
또한, 풍력 발전 장치를 현지에서 조립할 때, 별체로 조립한 너셀과 로터 헤드가 합체되게 된다. 이때, 유압 배관의 경우에는, 너셀측의 유압 배관과 로터 헤드측의 유압 배관을 접속하게 된다. 이 접속 작업 중에, 유압 배관 내에 이물질이 혼입되면, 예를 들어 유압 계통의 시일이 손상되는 등에 의해 피치 구동 기구의 장기간에 걸치는 신뢰성이 손상될 가능성이 있다.
또한, 접속 작업 중에, 오일이 누설되어 주위의 환경에 영향을 미칠 우려가 있다. 이로 인해, 유압 배관의 접속 작업은 세심하게 주의하여 행할 필요가 있다.
특허 문헌 3에 개시되는 기어식 피치 구동 기구에서는, 선회륜에 설치된 기어와 피니언 기어가 항상 맞물려 있다. 구조적으로 윤활유를 순환시킬 수 없으므로, 그리스를 도포한 윤활을 행하게 된다.
통상, 로터 헤드의 1회전 중에 있어서의 피치각의 조정량은 미소, 예를 들어 크더라도 ±0.5도 이내(통상 ±0.1 내지 0.2도 이내)이므로, 기어와 피니언 기어의 맞물림은 기어 1개끼리로 한정된다. 이와 같이, 미소 동작을 수반하는 접촉이 국소에 집중하므로, 치면의 오일막 끊김에 의한 프레팅 손상이 발생한 우려가 있다.
선회륜의 주위에 설치된 기어가 손상되면, 기어를 교환하기 위해 풍차 날개 및 로터 헤드를 제거할 필요가 있다. 이로 인해, 기어의 강도를 피니언 기어보다도 강하게 하여 손상이 피니언 기어측에 일어나도록 배려한 설계를 시도해 보지만, 프레팅 손상은 그 발생 시기 및 장소 등을 설계 시에 예측하는 것이 불가능하다.
이로 인해, 피치 구동 기구의 장기간에 걸치는 신뢰성이 손상될 가능성이 있다.
또한, 벨트식의 경우, 장력을 작용시키기 위해 벨트는 풍차 날개의 외측에 배치하게 되므로, 시스템이 대규모로 된다. 그리고, 벨트의 수명은 짧기 때문에, 빈번하게 교환을 행할 필요가 있다.
이로 인해, 충분한 메인터넌스 작업을 행하지 않으면, 피치 구동 기구의 장기간에 걸치는 신뢰성이 손상될 가능성이 있다.
본 발명은 상기한 과제를 감안하여, 주축이나 증속기에 영향을 미치지 않는 구조로 하는 동시에 신뢰성이 손상되는 것을 방지할 수 있는 풍력 발전 장치의 피치 구동 장치 및 풍력 발전 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 이하의 수단을 제공한다.
본 발명의 제1 형태는, 날개 근원부가 로터 헤드에 대해 날개 길이 방향 주위로 회전 가능하게 설치된 풍차 날개와, 출력축이 상기 날개 길이 방향으로 연장되도록 설치된 전동 구동 부재와, 상기 출력축에 고정하여 설치되어, 상기 출력축에 교차하는 방향으로 연장되는 레버와, 상기 출력축에 교차하는 방향으로 연장되도록 배치되어, 상기 풍차 날개의 구동 위치 및 상기 레버를 연결하도록, 그들에 대해 각각 상기 날개 길이 방향 주위로 회전 가능하게 설치되어 있는 연결 막대를 구비하고 있는 풍력 발전 장치의 피치 구동 장치이다.
본 실시 형태에 따르면, 전동 구동 부재가 작동되어, 출력축이 회전하면, 레버는 출력축에 설치된 부분을 중심으로 하여 출력축, 바꾸어 말하면, 날개 길이 방향과 교차하는 면 내를 회전한다. 즉, 레버는 회전축을 중심으로 하여 원을 그리도록 이동한다.
레버가 이동하면, 그곳에 설치되어 있는 연결 막대가 날개 길이 방향과 교차하는 면 내를 이동하므로, 그것에 수반하는 연결 막대가 풍차 날개의 축선과 교차하는 면 내를 이동한다.
연결 막대가 이동하면, 그것이 설치되어 있는 풍차 날개의 구동 위치가 이동하므로, 풍차 날개는 날개 길이 방향 주위로 회전된다. 따라서, 풍차 날개의 피치각을 조정할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 전동 구동 부재는 전기로 구동되므로, 그 전기 배선은 유압 배관에 비교하여 간소한 구조로 되고, 또한 이물질 혼입 및 오일 누설 등의 리스크가 없다. 또한, 미소 동작을 수반하는 접촉 부분이 존재하지 않으므로, 프레팅 손상을 고려하지 않아도 좋다. 또한, 벨트와 같은 수명이 짧은 부품이 존재하지 않으므로, 빈번하고, 번잡한 메인터넌스 작업을 생략할 수 있다.
이들에 의해, 피치 구동 장치의 장기적인 신뢰성이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
상기 형태에 있어서는, 상기 로터 헤드에 설치되어, 상기 출력축의 자유단부를 회전 가능하게 지지하는 지지 부재가 구비되어 있어도 좋다.
이와 같이, 로터 헤드에 설치되어, 출력축의 자유단부를 회전 가능하게 지지하는 지지 부재가 구비되어 있으므로, 출력축의 한쪽은 전동 모터로, 다른 쪽은 지지 부재로 지지되어 있다. 즉, 출력축은 양단부가 지지되어 있는 고정보이므로, 안정된 회전을 행할 수 있다.
본 발명의 제2 형태는, 풍력을 받는 복수의 풍차 날개와, 상기 풍차 날개를 상기 풍차 날개의 축선 주위로 회전 가능하게 지지하는 동시에, 상기 풍차 날개에 의해 회전 구동되는 로터 헤드와, 상기 제1 형태의 피치 구동 장치와, 상기 로터 헤드의 회전에 의해 발전을 행하는 발전 설비가 설치되어 있는 풍력 발전 장치이다.
본 실시 형태에 따르면, 상기 제1 형태의 피치 구동 장치를 사용함으로써, 피치 구동 장치의 신뢰성이 손상되는 것이 방지되므로, 피치 구동 장치에 기인하여 풍력 발전 장치로서의 신뢰성이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 따르면, 전동 모터는 전기로 구동되므로, 그 전기 배선은 유압 배관에 비교하여 간소한 구조로 되고, 또한 이물질 혼입 및 오일 누설 등의 리스크가 없다. 또한, 미소 동작을 수반하는 접촉 부분이 존재하지 않으므로, 프레팅 손상을 고려하지 않아도 된다. 또한, 벨트와 같은 수명의 짧은 부품이 존재하지 않으므로, 빈번하고, 번잡한 메인터넌스 작업을 생략할 수 있다.
이들에 의해, 피치 구동 장치의 장기적인 신뢰성이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 풍력 발전 장치의 전체 개략 구성을 도시하는 측면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 피치 구동 장치를 도시하는 도 1의 X방향에서 본 도면이다.
도 3은 도 2의 Y-Y 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 로터 헤드(4)를 상류측으로부터 본 경우의 피치 구동 장치의 배치를 도시하는 모식도이다.
본 발명의 일 실시 형태에 관한 풍력 발전 장치에 대해 도 1 내지 도 4에 기초하여 설명한다.
도 1은 본 실시 형태에 관한 풍력 발전 장치(1)의 전체 개략 구성을 도시하는 측면도이다.
풍력 발전 장치(1)에는 기초(B) 상에 세워 설치된 지주(2)와, 지주(2)의 상단부에 설치된 너셀(3)과, 대략 수평한 축선 주위로 회전 가능하게 하여 너셀(3)에 설치된 로터 헤드(4)와, 로터 헤드(4)를 덮는 헤드부 캡슐(5)과, 로터 헤드(4)의 회전 축선 주위에 방사상으로 설치되는 복수매의 풍차 날개(6)와, 로터 헤드(4)의 회전에 의해 발전을 행하는 발전 설비(7)가 설치되어 있다.
지주(2)는, 도 1에 도시한 바와 같이 기초(B)로부터 상방(도 1의 상방)으로 연장되는 기둥 형상의 구성으로 되어, 예를 들어 복수의 유닛을 상하 방향으로 연결한 구성으로 되어 있다.
지주(2)의 최상부에는 너셀(3)이 설치되어 있다. 지주(2)가 복수의 유닛으로 구성되어 있는 경우에는, 최상부에 설치된 유닛 상에 너셀(3)이 설치되어 있다.
너셀(3)은, 도 1에 도시한 바와 같이 주축(8)에 의해 로터 헤드(4)를 회전 가능하게 지지하는 동시에, 내부에 로터 헤드(4)[즉, 주축(8)]의 회전에 의해 발전을 행하는 발전 설비(7)가 수납되어 있다.
발전 설비(7)로서는, 주축(8)의 회전수를 증가시키는 증속기와, 로터 헤드(4)의 회전 구동력이 전달되어 발전을 행하는 발전기와, 발전기에 의해 발전된 전압을 소정의 전압으로 변환하는 트랜스가 설치되어 있는 것을 들 수 있다.
로터 헤드(4)에는 그 회전 축선 주위에 방사상으로 하여 복수매, 예를 들어 3매의 풍차 날개(6)가 설치되고, 그 주위는 헤드부 캡슐(5)에 의해 덮여 있다.
이에 의해, 풍차 날개(6)에 로터 헤드(4)의 회전 축선 방향으로부터 바람이 부딪치면, 풍차 날개(6)에 로터 헤드(4)를 회전 축선 주위로 회전시키는 힘이 발생하여, 로터 헤드(4)가 회전 구동된다.
또한, 본 실시 형태에서는 3매의 풍차 날개(6)가 설치된 예에 적용하여 설명하지만, 풍차 날개(6)의 수는 3매로 한정되지 않고, 3매보다 적은 경우나, 3매보다 많은 경우에 적용해도 좋고, 특별히 한정되는 것은 아니다.
도 2는 1개의 피치 구동 장치(11)를 도시하는 도 1의 X방향에서 본 도면이다. 도 3은 도 2의 Y-Y 단면도이다. 도 4는 도 1의 로터 헤드(4)를 상류측으로부터 본 경우의 피치 구동 장치(11)의 배치를 도시하는 모식도이다.
로터 헤드(4)에는 풍차 날개(6)의 축선 중심(축선)(L) 주위로 풍차 날개(6)를 회전시켜, 풍차 날개(6)의 피치각을 변경하는 피치 구동 장치(11)가 각 풍차 날개(6)에 대응하여 1 대 1로 설치되어 있다.
풍차 날개(6)의 날개 근원측에는, 로터 헤드(4)에 선회륜 베어링(23)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있는 기부(날개 근원부)(21)가 구비되어 있다.
선회륜 베어링(23)은 2열의 구름 베어링으로 구성되어 있다. 또한, 선회륜 베어링(23)은 구름 베어링으로 한정되는 것이 아니라, 슬라이딩 베어링이라도 좋다.
기부(21)는 선회륜 베어링(23)의 내륜(25)의 두께 방향의 양단부를 한 쌍의 구동판(29)으로 끼워서 형성되어 있다. 구동판(29)은 도넛 형상(원환상)을 이루고, 내륜(25)보다도 내측으로 돌출되도록 설치되어 있다. 즉, 구동판(29)의 내경은 내륜(25)의 내경 이하로 되도록 구성되어 있다.
선회륜 베어링(23)의 외륜(27)은 로터 헤드(4)에 고정하여 설치되어 있다.
풍차 날개(6)는 선회륜 베어링(23)의 내륜(25)에 고정되어 있으므로, 로터 헤드(4)에 대해 회전 가능해진다.
로터 헤드(4)에는 선회륜 베어링(23)의 로터 회전 중심측에 대략 반원 형상의 지지판(31)이 설치되어 있다. 지지판(31)의 대략 중앙 위치에는 관통 구멍(33)이 형성되어 있다.
피치 구동 장치(11)에는 감속기(14)와, 전동 모터(13)와, 레버(15)와, 연결 링크(연결 막대)(17)가 구비되어 있다. 여기서, 지지판(31)은 로터 헤드(4)와 동일 부재로 성형(형성)된 것이라도 좋고, 별도의 부재로 형성하여, 로터 헤드(4)에 볼트(4) 등으로 고정하도록 해도 좋다.
전동 모터(13)와 감속기(14)는 본 발명의 전동 구동 부재를 구성하고 있다. 전동 모터(13)의 출력은 감속기(14)에 의해 감속되어, 감속기(14)의 출력축(19)으로 전달된다.
전동 모터(13) 및 감속기(14)는 출력축(19)이 관통 구멍(33)을 통해 풍차 날개(6)측에 위치하도록, 또한 그 축선 중심(O)이 풍차 날개(6)의 축선 중심(L)과 이격된 위치에서 대략 평행이 되도록 배치되어, 지지판(31)의 관통 구멍(33)의 내주측에 고정되어 있다.
전동 모터(13)는 전기로 구동되므로, 그 전기 배선은 유압 배관에 비교하여 간소한 구조로 된다. 또한, 유압 배관의 접속 작업이 없으므로, 이물질 혼입 및 오일 누설 등의 리스크가 없다. 또한, 미소 동작을 수반하는 접촉 부분이 존재하지 않으므로, 프레팅 손상을 고려하지 않아도 좋다. 또한, 벨트와 같은 수명이 짧은 부품이 존재하지 않으므로, 빈번하고, 번잡한 메인터넌스 작업을 생략할 수 있다.
이들에 의해, 피치 구동 장치(11)의 장기적인 신뢰성이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
레버(15) 및 연결 링크(17)는 각각 축선 중심(O)에 대략 직교하는 방향, 바꾸어 말하면, 출력축(19)에 교차하는 방향으로 연장되도록 설치되어 있다. 즉, 레버(15) 및 연결 링크(17)는 구동판(29)이 연장되는 면을 따라서 설치되어 있다.
레버(15)의 일단부는 출력축(19)에 고정하여 설치되어 있다. 레버(15)의 타단부(자유단부)는 연결 링크(17)의 일단부에 핀(35)을 통해 서로 회전 가능하게 연결되어 있다. 레버(15)는 핀(35)의 중간부에 돌기되어 설치된 구면 시트에 결합되어, 절곡을 허용하고 있다.
한 쌍의 구동판(29) 사이에 링크 핀(37)이 장착되어 있다. 링크 핀(37)의 중간부에는 돌기되어 설치된 구면 시트가 설치되어 있다. 연결 링크(17)의 타단부는 링크 핀(37)의 구면 시트에 결합하여, 링크 핀(37)에 회전 및 경사 가능하게 연결되어 있다. 이 링크 핀(37)이 본 발명의 구동 위치(P)를 형성하고 있다.
출력축(19)의 선단(자유단부)은 베어링(지지 부재)(39)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 베어링(39)은 지지판(31)에 세워 설치된 브래킷(41)에 설치되어 있다.
출력축(19)의 한쪽은 전동 모터(13)에 의해 지지되고, 다른 쪽은 베어링(39)에 의해 지지되어 있다. 즉, 출력축(19)은 양단부가 지지되어 있는 고정보이므로, 안정된 회전을 행할 수 있다.
각 풍차 날개(6)에 대응하여 설치된 피치 구동 장치(11)는, 도 4에 도시된 바와 같이 로터 헤드(4)의 축선 중심, 즉 주축(8)의 주위에 배치할 수 있다. 따라서, 로터 헤드(4)의 축선 방향에 있어서의 그것과 교차하는 면에 설치할 수 있다.
다음에, 상기한 구성으로 이루어지는 풍력 발전 장치(1)에 있어서의 발전 방법에 대해 그 개략을 설명한다.
풍력 발전 장치(1)에 있어서는, 로터 헤드(4)의 회전 축선 방향으로부터 풍차 날개(6)에 부딪친 바람의 힘이, 로터 헤드(4)를 회전 축선 주위로 회전시키는 동력으로 변환된다.
이 로터 헤드(4)의 회전은 주축(8)을 경유하여 발전 설비(7)로 전달되어, 발전 설비(7)에 있어서, 전력의 공급 대상에 맞춘 전력, 예를 들어 주파수가 50㎐ 또는 60㎐인 교류 전력이 발전된다.
여기서, 적어도 발전을 행하고 있는 동안은, 바람의 힘을 풍차 날개(6)에 효과적으로 작용시키기 위해, 적절하게 너셀(3)을 수평면 상에서 회전시킴으로써, 로터 헤드(4)는 바람의 상류를 향하고 있다.
다음에, 피치 구동 장치(11)에 의한 풍차 날개(6)의 피치각의 제어에 대해 설명한다.
로터 헤드(4)에 설치된 전동 모터(13)가 작동되면, 출력축(19)이 회전한다.
출력축(19)이 회전하면, 레버(15)는 출력축(19)의 축선 중심(O)을 중심으로 하여 구동판(29)이 연장되는 면을 따라서 회전한다. 이때, 레버(15) 및 연결 링크(17)를 연결하는 핀의 축선 중심(P1)은, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 축선 중심(O)을 중심으로 하여 궤적(K1) 상을 이동한다. 즉, 축선 중심(P1)은 원을 그리는 것처럼 이동한다.
레버(15) 및 연결 링크(17)의 연결부인 축선 중심(P1)이 이동하면, 연결 링크(17)의 일단부가 풍차 날개의 축선과 교차하는 면 내를 이동하므로, 그것에 수반하여 링크 핀(37)에 결합되어 있는 연결 링크(17)의 타단부가 구동판(29)이 연장되는 면을 따라서 이동한다.
연결 링크(17)의 타단부가 이동하면, 그것이 링크 핀(37)을 통해 구동판(29)을 밀거나, 당기므로, 구동판(29)이 이동한다. 이때, 구동 위치(P)는 궤적(K2)을 따라서 이동한다.
구동판(29)의 구동 위치(P)가 이동하면, 구동판(29)과 일체인 풍차 날개(6)는 축선 중심(O) 주위로 회전된다. 따라서, 풍차 날개의 피치각을 조정할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 예를 들어 구동 위치(P)가 도 2에 도시되는 점 C에 위치할 때, 풍차 날개(6)는 파인이 되고, 점 A에 위치할 때, 풍차 날개(6)는 페더링이 되도록 되어 있다.
구동 위치(P)가 점 A에 위치할 때, 축선 중심(P1)은 점 B에 위치하고, 한편 점 C에 위치할 때, 축선 중심(P1)은 점 D에 위치한다.
이때, 풍차 날개(6)의 피치각의 조정 범위, 즉 구동판(29)이 회전하는 각도(ALC)는 대략 95도로 되어 있다. 레버(15)가 회전하는 각도(BOD)는 대략 180도로 되어 있다.
각도(AOC)가 대략 95도를 확보할 수 있도록, 축선 중심(O)의 위치, 레버(15)의 길이 및 연결 링크(17)의 길이는 선정된다.
또한, 본 발명은 상기 실시 형태로 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에 있어서 적절하게 변경할 수 있다.
1 : 풍력 발전 장치
4 : 로터 헤드
6 : 풍차 날개
7 : 발전 설비
11 : 피치 구동 장치
13 : 전동 모터
15 : 레버
17 : 연결 링크
19 : 출력축
21 : 기부
39 : 베어링
L : 축선 중심
P : 구동 위치

Claims (3)

  1. 날개 근원부가 로터 헤드에 대해 날개 길이 방향 주위로 회전 가능하게 설치된 풍차 날개를 움직이는 피치 구동 장치이며,
    출력축이 상기 날개 길이 방향으로 연장되도록 설치되어, 상기 출력축의 축선 중심이 상기 풍차 날개의 축선 중심과 이격된 위치에 배치된 전동 구동 부재와,
    상기 출력축에 고정하여 설치되어, 상기 출력축에 교차하는 방향으로 연장되는 레버와,
    상기 출력축에 교차하는 방향으로 연장되도록 배치되어, 상기 레버 및 상기 풍차 날개의 구동 위치를 연결하도록, 그들에 대해 각각 상기 날개 길이 방향 주위로 회전 가능하게 설치되어 있는 연결 막대를 구비하고 있는, 풍력 발전 장치의 피치 구동 장치.
  2. 날개 근원부가 로터 헤드에 대해 날개 길이 방향 주위로 회전 가능하게 설치된 풍차 날개를 움직이는 피치 구동 장치이며,
    출력축이 상기 날개 길이 방향으로 연장되도록 설치된 전동 구동 부재와,
    상기 출력축에 고정하여 설치되어, 상기 출력축에 교차하는 방향으로 연장되는 레버와,
    상기 출력축에 교차하는 방향으로 연장되도록 배치되어, 상기 레버 및 상기 풍차 날개의 구동 위치를 연결하도록, 그들에 대해 각각 상기 날개 길이 방향 주위로 회전 가능하게 설치되어 있는 연결 막대와,
    상기 로터 헤드에 설치되어, 상기 출력축의 자유단부를 회전 가능하게 지지하는 지지 부재가 구비되어 있는, 풍력 발전 장치의 피치 구동 장치.
  3. 풍력을 받는 복수의 풍차 날개와,
    상기 풍차 날개를 상기 풍차 날개의 축선 주위로 회전 가능하게 지지하는 동시에, 상기 풍차 날개에 의해 회전 구동되는 로터 헤드와,
    제1항 또는 제2항에 기재된 피치 구동 장치와,
    상기 로터 헤드의 회전에 의해 발전을 행하는 발전 설비가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 풍력 발전 장치.
KR1020107020826A 2009-04-17 2009-04-17 풍력 발전 장치의 피치 구동 장치 및 풍력 발전 장치 KR101294899B1 (ko)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2009/057753 WO2010119565A1 (ja) 2009-04-17 2009-04-17 風力発電装置のピッチ駆動装置および風力発電装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110009088A KR20110009088A (ko) 2011-01-27
KR101294899B1 true KR101294899B1 (ko) 2013-08-08

Family

ID=42982246

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020107020826A KR101294899B1 (ko) 2009-04-17 2009-04-17 풍력 발전 장치의 피치 구동 장치 및 풍력 발전 장치

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8568098B2 (ko)
EP (1) EP2420673A1 (ko)
JP (1) JP5156028B2 (ko)
KR (1) KR101294899B1 (ko)
CN (1) CN101981315B (ko)
BR (1) BRPI0910319A2 (ko)
CA (1) CA2714949A1 (ko)
WO (1) WO2010119565A1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102333962A (zh) * 2009-02-27 2012-01-25 斯奈克玛 带有循环设定的风机叶片
DK2562081T3 (en) * 2011-08-25 2015-07-20 Imo Holding Gmbh Hub for wind power plants and the device for adjusting the number of elements in relation to each other
DK177926B1 (en) * 2013-12-20 2015-01-12 Fritz Schur Energy As Pitch actuator arrangement
JP6701296B2 (ja) * 2017-10-16 2020-05-27 三菱重工業株式会社 風力発電装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11141453A (ja) * 1997-11-10 1999-05-25 Kaoru Nishimura 風力装置
JP2908906B2 (ja) * 1991-06-13 1999-06-23 ヤマハ発動機株式会社 風車のピッチ角制御装置
WO2008146557A1 (ja) * 2007-05-25 2008-12-04 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. 風力発電装置のピッチ駆動装置および風力発電装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2284521A (en) * 1940-04-01 1942-05-26 Insua Julio Nicanor Wind motor with variable pitch automatic speed control
JPS63124874A (ja) 1986-11-12 1988-05-28 Fuji Electric Co Ltd 風力発電装置
DE19948997B4 (de) * 1999-10-11 2005-04-14 Aerodyn Engineering Gmbh Einzelblattverstellung für Windenergieanlagen
JP2003056448A (ja) 2001-08-21 2003-02-26 Fuji Heavy Ind Ltd 水平軸型風車のピッチ制御機構
JP2003148321A (ja) 2001-11-16 2003-05-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 風力発電装置
DE10314757B3 (de) * 2003-03-31 2004-11-11 Voith Turbo Gmbh & Co. Kg Antriebsstrang zum Übertragen einer variablen Leistung
JP2005188456A (ja) * 2003-12-26 2005-07-14 Daiwa House Ind Co Ltd 可変ピッチプロペラ装置
JP2006083839A (ja) * 2004-09-18 2006-03-30 Moriwaki Seisakusho:Kk 水平軸風車用トルクアーム発電装置及びその制御方法
DE202005015774U1 (de) * 2005-10-07 2007-02-15 Liebherr-Werk Biberach Gmbh Stellantrieb zur Einstellung des Anstellwinkels eines Rotorblatts
DE202006012314U1 (de) * 2006-08-10 2007-12-13 Liebherr-Werk Biberach Gmbh Windkraftanlage sowie Rotorblattverstellantrieb hierfür

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2908906B2 (ja) * 1991-06-13 1999-06-23 ヤマハ発動機株式会社 風車のピッチ角制御装置
JPH11141453A (ja) * 1997-11-10 1999-05-25 Kaoru Nishimura 風力装置
WO2008146557A1 (ja) * 2007-05-25 2008-12-04 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. 風力発電装置のピッチ駆動装置および風力発電装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN101981315A (zh) 2011-02-23
BRPI0910319A2 (pt) 2015-09-29
WO2010119565A1 (ja) 2010-10-21
JPWO2010119565A1 (ja) 2012-10-22
KR20110009088A (ko) 2011-01-27
US8568098B2 (en) 2013-10-29
EP2420673A1 (en) 2012-02-22
US20120025525A1 (en) 2012-02-02
CA2714949A1 (en) 2010-10-17
CN101981315B (zh) 2014-04-16
JP5156028B2 (ja) 2013-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101204551B1 (ko) 풍력 발전 장치의 피치 구동 장치 및 풍력 발전 장치
US8092171B2 (en) Systems and methods for assembling a pitch assembly for use in a wind turbine
EP2613048A1 (en) Wind power generation apparatus
US20100143136A1 (en) Systems and methods for assembling a pitch assembly for use in a wind turbine
US20110131781A1 (en) Systems and methods for assembling a bore repair assembly for use in a wind turbine
JPWO2009150713A1 (ja) ブレードピッチ角制御装置及び風力発電装置
US20090317254A1 (en) Pitch actuator for wind turbine generator, and wind turbine generator
KR20140111021A (ko) 전동장치
KR101294899B1 (ko) 풍력 발전 장치의 피치 구동 장치 및 풍력 발전 장치
JP5894890B2 (ja) 風力発電システム、風力発電システムの組み立て方法、または風力発電システムの点検方法
AU2009337882A1 (en) Pitch drive apparatus of wind generator and wind generators
JP2012137093A (ja) 風力発電装置のピッチ駆動装置および風力発電装置
EP3922850A1 (en) Yaw bearings for a wind turbine
AU2009341257A1 (en) Pitch drive apparatus of wind generator and wind generator
TW201038820A (en) Inclination angle driving device for wind power generating device and wind power generating device
JP2013137032A (ja) 風力発電装置
TW201037154A (en) Elevation drive apparatus of wind generator and wind generator

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee