KR101369965B1 - Apparatus for lightening protection and wind power generator including the apparatus - Google Patents
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Abstract
낙뢰 보호 장치 및 이를 포함하는 풍력 발전기가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 풍력 발전기의 낙뢰 보호 장치는 블레이드가 결합되는 허브, 허브를 감싸는 허브 커버, 허브 커버의 후방에 배치된 나셀 커버 및 나셀 커버를 지지하는 타워를 포함하는 풍력 발전기로서, 블레이드의 내부로부터 허브와 허브 커버 사이 공간으로 제공되는 제1케이블; 나셀 커버 내부로부터 타워 내부를 거쳐 지면에 연결되는 제2케이블; 및 허브 커버와 나셀 커버를 상호 회전 가능하게 연결하고, 허브와 나셀 커버 사이 공간을 감싸며, 상기 제1케이블의 일단과 상기 제2케이블의 일단을 전기적으로 상호 연결하는 전도성 재질의 낙뢰 전달부를 포함하고, 상기 낙뢰 전달부는, 상호 상대 회전하는 내륜 및 외륜을 포함하는 베어링을 포함하고, 상기 내륜 및 외륜 중 어느 하나는 상기 허브 커버에 고정 연결되고, 나머지 하나는 상기 나셀 커버에 고정 연결되며, 상기 내륜 및 외륜 중 상기 허브 커버에 고정 연결된 것은 상기 제1케이블과 전기적으로 연결되고, 상기 나셀 커버에 고정 연결된 것은 상기 제2케이블과 전기적으로 연결된다.Disclosed are a lightning protection device and a wind generator including the same. Lightning protection device of a wind generator according to an embodiment of the present invention is a wind generator comprising a hub to which the blade is coupled, a hub cover surrounding the hub, a nacelle cover disposed behind the hub cover and a tower supporting the nacelle cover, the blade A first cable provided from the interior of the hub to the space between the hub and the hub cover; A second cable connected from the inside of the nacelle cover to the ground through the tower; And a lightning transmission unit of a conductive material rotatably connecting the hub cover and the nacelle cover to each other, surrounding a space between the hub and the nacelle cover, and electrically connecting one end of the first cable and one end of the second cable. The lightning transmission unit includes a bearing including an inner ring and an outer ring which rotate relative to each other, one of the inner ring and the outer ring is fixedly connected to the hub cover, and the other is fixedly connected to the nacelle cover, and the inner ring And one of the outer rings fixedly connected to the hub cover is electrically connected to the first cable, and the one fixedly connected to the nacelle cover is electrically connected to the second cable.
Description
본 발명은 풍력 발전기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 낙뢰 보호 장치를 구비하는 풍력 발전기에 관한 것이다.The present invention relates to a wind generator, and more particularly to a wind generator having a lightning protection device.
풍력 발전기는 낙뢰의 타격에서 발생된 낙뢰 전류가 풍력 발전기의 구성부품들을 손상시키지 않고 지면으로 전달될 수 있도록 낙뢰 보호 장치를 구비한다. 낙뢰에 주로 노출되는 부분은 블레이드이므로, 낙뢰 보호 장치는 블레이드로부터 지면으로 낙뢰 전류의 전도 경로를 제공한다.The wind generator is equipped with a lightning protection device so that the lightning current generated in the strike of the lightning can be transmitted to the ground without damaging the components of the wind generator. Since the part mainly exposed to the lightning is the blade, the lightning protection device provides a conduction path of the lightning current from the blade to the ground.
한국 공개특허 제2011-0135350호에는 내부 도선(11)과 연결되는 외부 도선(12)이 브러쉬(16)를 통해 수집 경로(17)와 전기적으로 연결되는 낙뢰 보호 시스템이 개시된다. 이 경우, 브러쉬(16)는 수집 경로(17)에 접촉된 상태에서 블레이드(5) 및 허브(4)와 함께 회전되므로 마모가 발생한다. 브러쉬(16)의 마모는 수집 경로(17)와의 접촉을 약화시키고 전기적 연결의 신뢰성을 떨어뜨린다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 2011-0135350 discloses a lightning protection system in which an outer lead 12 connected to an inner lead 11 is electrically connected to a collection path 17 through a brush 16. In this case, the brush 16 is rotated together with the blade 5 and the
또한, 허브(4)와 나셀(3) 사이는 이격되므로, 사이 공간을 통해 허브 내부 및 나셀 내부로 빗물이 용이하게 유입될 수 있다. 빗물 유입은 허브 및 나셀 내부에 제공된 부품들을 손상시킨다.In addition, since the
본 발명의 실시예는, 낙뢰로부터 풍력 발전기의 부품 손상을 방지할 수 있는 낙뢰 보호 장치를 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a lightning protection device that can prevent damage to parts of a wind generator from lightning.
또한, 본 발명의 실시예는 빗물 유입으로부터 풍력 발전기의 부품 손상을 방지할 수 있는 낙뢰 보호 장치를 제공하고자 한다.In addition, an embodiment of the present invention is to provide a lightning protection device that can prevent component damage of the wind generator from rainwater inflow.
본 발명의 일 측면에 따르면, 블레이드가 결합되는 허브, 상기 허브를 감싸는 허브 커버, 상기 허브 커버의 후방에 배치된 나셀 커버 및 상기 나셀 커버를 지지하는 타워를 포함하는 풍력 발전기의 낙뢰 보호 장치에 있어서, 상기 블레이드의 내부로부터 상기 허브와 상기 허브 커버 사이 공간으로 제공되는 제1케이블; 상기 나셀 커버 내부로부터 타워 내부를 거쳐 지면에 연결되는 제2케이블; 및 상기 허브 커버와 상기 나셀 커버를 상대 회전 가능하게 연결하고, 상기 허브와 상기 나셀 커버 사이 공간을 감싸며, 상기 제1케이블의 일단과 상기 제2케이블의 일단을 전기적으로 상호 연결하는 전도성 재질의 낙뢰 전달부를 포함하는, 낙뢰 보호 장치가 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, in the lightning protection device of a wind generator comprising a hub coupled to the blade, a hub cover surrounding the hub, a nacelle cover disposed behind the hub cover and a tower supporting the nacelle cover A first cable provided from a inside of the blade to a space between the hub and the hub cover; A second cable connected to the ground from inside the nacelle cover through the tower; And a lightning strike of a conductive material connecting the hub cover and the nacelle cover to be relatively rotatable, surrounding a space between the hub and the nacelle cover, and electrically connecting one end of the first cable and one end of the second cable. A lightning protection device may be provided, including a delivery unit.
이때, 상기 낙뢰 전달부는, 상호 상대 회전하는 내륜 및 외륜을 포함하는 베어링을 포함하고, 상기 내륜 및 외륜 중 어느 하나는 상기 허브 커버에 고정 연결되고, 나머지 하나는 상기 나셀 커버에 고정 연결되며, 상기 내륜 및 외륜 중 상기 허브 커버에 고정 연결된 것은 상기 제1케이블과 전기적으로 연결되고, 상기 나셀 커버에 고정 연결된 것은 상기 제2케이블과 전기적으로 연결될 수 있다.In this case, the lightning transmission unit includes a bearing including an inner ring and an outer ring which rotate relative to each other, one of the inner ring and the outer ring is fixedly connected to the hub cover, the other is fixedly connected to the nacelle cover, The inner ring and the outer ring may be electrically connected to the hub cover, and the first cable may be electrically connected to the hub cover, and the nacelle cover may be electrically connected to the second cable.
이때, 상기 낙뢰 전달부는 상기 내륜 및 외륜 중 어느 하나와 상기 허브 커버를 볼트 체결하는 제1체결부; 및 상기 내륜 및 외륜 중 나머지 하나와 상기 나셀 커버를 볼트 체결하는 제2체결부를 더 포함하며, 상기 제1케이블의 일단은 상기 제1체결부에 고정 연결되고, 상기 제2케이블의 일단은 상기 제2체결부에 고정 연결될 수 있다.At this time, the lightning transmission unit includes a first fastening portion for bolting any one of the inner ring and the outer ring and the hub cover; And a second fastening part for bolting the nacelle cover to the other one of the inner ring and the outer ring, wherein one end of the first cable is fixedly connected to the first fastening part, and one end of the second cable is the first fastening part. Can be fixedly connected to the two fasteners.
한편, 상기 낙뢰 전달부는 전단이 상기 허브 커버에 고정되고, 링 형상의 전도성 판재로 제공되는 낙뢰 전달 커버; 및, 상기 나셀 커버의 전방측에서 상기 낙뢰 전달 커버의 후단을 수용하도록 형성되고, 상기 낙뢰 전달 커버와 전기적으로 연결되는 수용부를 포함하되, 상기 제1케이블의 일단은 상기 낙뢰 전달 커버에 연결되고, 상기 제2케이블의 일단은 상기 수용부에 고정 연결될 수 있다.On the other hand, the lightning transmission unit is a front end fixed to the hub cover, the lightning transmission cover which is provided as a ring-shaped conductive plate; And a receiving part formed at the front side of the nacelle cover to receive a rear end of the lightning transmission cover and electrically connected to the lightning transmission cover, wherein one end of the first cable is connected to the lightning transmission cover, One end of the second cable may be fixedly connected to the accommodation portion.
이때, 상기 수용부는 상기 나셀 커버의 전단면에서 전방으로 돌출되고, 전도성 재질로 제공되며, 동심을 가지는 링 형상의 제1돌출부와 제2돌출부를 포함하며, 상기 낙뢰 전달 커버의 후단은 상기 제1돌출부와 상기 제2돌출부 사이에 위치하며, 상기 제1돌출부 및 상기 제2돌출부와 접촉할 수 있다.In this case, the receiving portion protrudes forward from the front end surface of the nacelle cover, is provided with a conductive material, and includes a ring-shaped first protrusion and a second protrusion, the rear end of the lightning transmission cover is the first Located between the protrusion and the second protrusion, it may contact the first protrusion and the second protrusion.
한편, 상기 제1케이블이 상기 허브와 접촉되지 않도록 상기 제1케이블을 지지하는 비전도성 재질의 케이블 서포터를 더 포함할 수 있다.On the other hand, the first cable may further include a cable supporter of a non-conductive material for supporting the first cable so as not to contact the hub.
한편, 상기 낙뢰 전달부는 상기 허브 커버의 내부와 상기 나셀 커버의 내부가 외부와 연통되지 않도록 상기 허브 커버와 상기 나셀 커버의 사이 공간을 밀폐시킬 수 있다. The lightning transmission unit may seal a space between the hub cover and the nacelle cover so that the inside of the hub cover and the inside of the nacelle cover do not communicate with the outside.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 전술한 낙뢰 보호 장치를 구비한 풍력 발전기가 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a wind generator having the above-described lightning protection device.
본 발명의 실시예에 따르면, 낙뢰의 타격으로 발생된 낙뢰 전류는 풍력 발전기의 주요 부품에 인가되지 않고 지면으로 전달되므로, 풍력 발전기의 부품 손상이 예방된다.According to the embodiment of the present invention, since the lightning current generated by the lightning strike is transmitted to the ground instead of being applied to the main components of the wind generator, the damage of the components of the wind generator is prevented.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 허브와 나셀 커버 사이 공간으로 빗물 유입을 차단하므로, 빗물 유입으로 인한 풍력 발전기의 부품 손상이 예방된다.In addition, according to an embodiment of the present invention, since rainwater is blocked into the space between the hub and the nacelle cover, damage to the wind generator parts due to rainwater is prevented.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 낙뢰 보호 장치를 구비한 풍력 발전기를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 낙뢰 보호 장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 낙뢰 보호 장치를 나타내는 도면이다.1 is a view showing a wind generator having a lightning protection device according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a lightning protection device according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a lightning protection device according to another embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Referring to the accompanying drawings, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals, do.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 낙뢰 보호 장치를 구비한 풍력 발전기를 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 낙뢰 보호 장치를 나타내는 도면이다.1 is a view showing a wind generator having a lightning protection device according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a view showing a lightning protection device according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 풍력 발전기(10)는 해상 또는 산의 능선과 같이 기류의 간섭이 최소화될 수 있는 장소에 설치될 수 있다. 풍력 발전기(10)는 타워(100), 나셀(200), 허브부(300), 블레이드(400) 및 낙뢰 보호 장치(500)를 포함한다.1 and 2, the
타워(100)는 예를 들어 지면 등에 고정 설치될 수 있다. 타워(100) 상단에는 나셀(200)이 설치된다.The
나셀(200)은 나셀 커버(210)와 에너지 변환 장치(220)를 포함한다. 나셀 커버(210)는 에너지 변환 장치(220)가 수용되는 공간을 제공한다. 나셀 커버(210)는 비전도성 재질로 제공될 수 있다. 예컨대, 나셀 커버(210)는 FRP(Fiber Reinforced Plastics) 재질로 제공될 수 있다.The
에너지 변환 장치(220)는 메인 샤프트(330)를 통해 허브부(300)에서 전달되는 회전 에너지를 전기 에너지로 변환시킨다. 에너지 변환 장치(220)는 발전기 및 증속기 등을 포함한다.The
나셀(200)의 전방에는 허브부(300)가 제공된다. 허브부(300)는 허브(310)와 허브 커버(320)를 포함한다.The
허브(310)는 나셀(200)의 전방으로 돌출된 메인 샤프트(330)와 결합하고, 메인 샤프트(330)를 통해 에너지 변환 장치(220)와 연결된다. 허브(310)의 회전 에너지는 메인 샤프트(330)를 통해 에너지 변환 장치(220)에 전달된다. 허브(310)는 강도가 우수한 재질, 예컨대 금속 재질로 제공될 수 있다. The
허브 커버(320)는 허브(310)와 소정 간격을 유지하여 허브(310)를 감싼다. 허브 커버(320)는 비전도성 재질로 제공될 수 있다. 예컨대, 허브 커버(320)는 나셀 커버(210)와 동일한 재질로 제공될 수 있다.The hub cover 320 surrounds the
블레이드(400)는 복수 개 제공되며, 허브(310)를 중심으로 방사상으로 배치된다. 블레이드(400)는 루트(root)가 허브(310)에 고정 결합한다. 블레이드(400)들은 익형 단면을 가지며, 전방으로부터 불어오는 바람에 대해 일정한 받음각(angle of attack)을 갖도록 배치된다. 풍력 발전기(10)의 전방에서 불어오는 바람은 블레이드(400)들의 표면을 스쳐 지나면서 양력을 발생시킨다. 발생된 양력은 블레이드(400)들과 허브(310)를 회전시키고, 회전력은 나셀(200)에 전달되어 전기 에너지로 변환된다. A plurality of
블레이드(400)의 루트와 허브(310) 사이에는 피치 베어링(410)이 개재될 수 있다. 피치 베어링(410)은 피치 제어부(미도시)의 제어에 의해, 블레이드(400)를 허브(310)에 대해 상대 회전시킴으로써 블레이드(400)의 피치각을 조절한다.A pitch bearing 410 may be interposed between the root of the
피치 제어부는 허브(310) 내부에 제공될 수 있다. 피치각은 풍속에 따라 조절될 수 있다. 예를 들어, 풍속이 느린 경우, 풍력이 최대한 이용될 수 있도록 블레이드(400)의 피치각은 작아질 수 있다. 그리고 풍속이 빠른 경우, 전방에서 불어오는 바람 일부가 블레이드(400)에 부딪히지 않고 흘러갈 수 있도록 피치각은 커질 수 있다.The pitch control unit may be provided inside the
낙뢰 보호 장치(500)는 낙뢰가 블레이드(400)를 타격함으로써 발생하는 낙뢰 전류를 지면으로 유도하여 낙뢰로부터 풍력 발전기(10)의 손상을 최소화한다. 낙뢰 보호 장치(500)는 제1케이블(510), 제2케이블(520) 및 낙뢰 전달부(530)를 포함한다.The
제1케이블(510)은 전도성 재질의 케이블로, 블레이드(400)의 팁(tip)으로부터 루트 측으로 연장되며, 허브(310)와 허브 커버(320) 사이 공간을 거쳐 후술하는 낙뢰 전달부(530)와 연결된다. 제1케이블(510)은 블레이드(400)들에 대응하는 개수로 제공되며, 각각 블레이드(400)의 내부 중심영역을 거쳐 제공될 수 있으나 이에 국한되지 않는다.The
제1케이블(510)은 허브(310), 피치 베어링(410) 및 피치 제어부(미도시)에 직접 접촉되지 않도록 케이블 서포터(511)에 지지될 수 있다. 케이블 서포터(511)는 비전도성 재질로 제공되며, 제1케이블(510)과 허브(310), 피치 베어링(410) 및 피치 제어부의 접촉을 방지한다.The
제2케이블(520)은 전도성 재질의 케이블로, 일단이 낙뢰 전달부(530)와 연결된다. 제2케이블(520)은 낙뢰 전달부(530)로부터 나셀 커버(210) 내부와 타워(100) 내부를 순차적으로 거쳐 지면으로 제공된다. The
낙뢰 전달부(530)는 허브(310)와 나셀 커버(210) 사이 공간에 위치하며, 허브 커버(320)와 나셀 커버(210)를 상대 회전 가능하게 연결한다. 낙뢰 전달부(530)는 허브(310)와 나셀 커버 (210)사이 공간을 감싸도록 제공된다. 낙뢰 전달부(530)는 전도성 재질로 제공되며, 제1케이블(510)과 제2케이블(520)을 상호 전기적으로 연결한다.The
본 실시예에 의하면, 낙뢰 전달부(530)는 베어링(531), 제1체결부(536)) 및 제2체결부(537)를 포함한다.According to the present embodiment, the
베어링(531)은 허브(310)와 나셀 커버(210) 사이에 제공된다. 베어링(531)은 볼 베어링 또는 구름 베어링 등 다양한 형태의 베어링이 사용될 수 있다.Bearing 531 is provided between
베어링(531)은 내륜(531a)과 외륜(531b)을 포함할 수 있다. 내륜(351a)과 외륜(351b)은 상호 상대 회전 가능하다.The
내륜(531a)은 내측에 메인 샤프트(330)가 위치하도록 배치되고, 메인 샤프트(330)의 직경보다 큰 반경을 가진다.The
도 2를 참조하면, 외륜(531b)은 제1체결부(536)를 통해 허브 커버(320)와 연결되고, 내륜(531a)은 제2체결부(537)를 통해 나셀 커버(210)와 연결될 수 있다. 대안적으로 도시되지 않았으나 내륜(351a)이 허브 커버(320)와 고정 연결되고, 외륜(351b)이 나셀 커버(210)와 고정 연결될 수 있음은 물론이다.2, the
외륜(531b)과 내륜(531a)에는 체결부(536, 537)의 체결을 용이하게 하기 위해 플랜지가 형성될 수 있다. 외륜(531b)에는 외측방향으로 플랜지가 형성되고, 내륜(531a)에는 내측 방향으로 플랜지가 형성된다.The
제1체결부(536)와 제2체결부(537)는 각각, 볼트와 너트 결합으로 외륜(531b)을 허브 커버(320)에 고정 연결하고, 내륜(531a)을 나셀 커버(210)에 고정 연결한다. 제1케이블(510)의 일단은 제1체결부(536)의 볼트에 삽입된 케이블 러그(538)에 고정 연결되고, 제2케이블(520)의 일단은 제2체결부(537)의 볼트에 삽입된 케이블 러그(539)에 고정 연결될 수 있다.The
상술한 낙뢰 보호 장치(500)에 의하여, 낙뢰가 블레이드(400)를 타격함으로써 발생하는 낙뢰 전류는 제1케이블(510)로 유도되고, 제1케이블(510), 낙뢰 전달부(530) 및 제2케이블(520)을 순차적으로 거쳐 지면으로 전달된다. 낙뢰 전류가 지면으로 전달되는 과정에서, 낙뢰 전류는 허브(310), 피치 베어링(410) 및 피치 제어부 등 주변 장치에 인가되지 않으므로, 구성 부품들이 낙뢰 전류로부터 보호될 수 있다.By the above-described
또한, 낙뢰 보호 장치(500)는 허브 커버(320)와 나셀 커버(210)의 사이 공간을 밀폐시키므로, 허브 커버(320)와 나셀 커버(210) 사이 공간으로 빗물이 유입되는 것이 방지될 수 있다. 때문에 빗물 유입으로 인한 메인 샤프트(330) 및 내부 구성 부품들의 손상이 예방될 수 있다.In addition, since the
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 낙뢰 보호 장치를 나타내는 도면이다.3 is a view showing a lightning protection device according to another embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 낙뢰 보호 장치(500')는 제1케이블(510), 제2케이블(520) 및 낙뢰 전달부(540)를 포함한다. 이와 같은 본 실시예에 따른 낙뢰 보호 장치(500')는 앞선 실시예에 따른 낙뢰 보호 장치(500)와 비교할 때 낙뢰 전달부(540) 등에서 차이가 있다. 이하, 본 실시예에 따른 낙뢰 보호 장치(500')를 설명함에 있어서 앞선 실시예와의 차이점을 중심으로 설명하고, 중복되는 설명은 생략한다.Referring to FIG. 3, the
낙뢰 전달부(540)는 낙뢰 전달 커버(541) 및 수용부(543)를 포함한다.The
낙뢰 전달 커버(541)는 전도성 재질의 판재로 제공되며, 링 형상을 가진다. 낙뢰 전달 커버(541)는 허브 커버(320)와 나셀 커버(210) 사이에 위치하며, 허브 커버(320)의 후단에 상응하는 반경을 가진다. 낙뢰 전달 커버(541)는 체결부(542)에 의해 허브 커버(320)의 후단에 고정 설치된다. 체결부(542)는 볼트와 너트의 결합으로 제공될 수 있다.The
수용부(543)는 나셀 커버(210)의 전방측에 형성된다. 수용부(543)는 낙뢰 전달 커버(541)의 후단을 수용하며, 낙뢰 전달 커버(541)와 전기적으로 연결된다. 수용부(543)는 제1돌출부(543a)와 제2돌출부(543b)를 포함한다. 제1돌출부(543a)와 제2돌출부(543b)는 전도성 재질로 제공되며, 링 형상을 가진다. 제1돌출부(543a)는 제2돌출부(543b)보다 작은 반경을 가진다. 제1 및 제2 돌출부(543a, 543b)는 동일한 중심을 갖도록 배치된다. 제1돌출부(543a)와 제2돌출부(543b)는 전기적으로 연결될 수 있다.The receiving
제1돌출부(543a)와 제2돌출부(543b)은 플랜지(544)에 결합된다. 플랜지(544)는 링 형상의 두께가 얇은 전도성 재질의 판으로 제공되며, 제1 및 제2 돌출부(543a, 543b)와 나셀 커버(210)의 연결을 보조한다.The
플랜지(544)는 체결부(545)에 의해 나셀 커버(210)에 결합될 수 있다. 체결부(545)는 볼트와 너트를 포함하고, 플랜지(544)를 나셀 커버(210)에 고정 연결한다.The
대안적으로 도시되지 않았으나 제1돌출부(543a)와 제2돌출부(543b)는 각각 별개의 플랜지를 가질 수 있고, 제1돌출부(543a)와 제2돌출부(543b)는 각각 나셀 커버(210)에 고정 연결될 수 있다.Alternatively, although not shown, each of the
낙뢰 전달 커버(541)의 후단은 제1 및 제2 돌출부(543a, 543b)의 사이 공간에 위치하며, 제1 및 제2 돌출부(543a, 543b)와 접촉한다. 낙뢰 전달 커버(541)는 허브(310) 및 허브 커버(320)의 회전과 함께 제1 및 제2 돌출부(543a, 543b) 사이 공간에서 회전한다.The rear end of the
제1케이블(510)은 블레이드(400)의 내부로부터 제공되어 허브(310)와 허브 커버(320) 사이 공간을 거치며, 일단이 체결부(542)에 고정되어 낙뢰 전달 커버(541)와 전기적으로 연결된다. 제1케이블(510)은 낙뢰 전달 커버(541)를 허브 커버(320)에 결합시키는 체결부(542)의 볼트에 연결될 수 있다. 이때, 제1케이블(510)은 체결부(542)의 볼트에 삽입된 러그(546)에 연결될 수 있다.The
제2케이블(520)은 플랜지(544)를 나셀 커버(210)에 결합시키는 체결부(545)의 볼트에 연결될 수 있다. 이때, 제2케이블(520)은 체결부(545)의 볼트에 삽입된 러그(547)에 연결될 수 있다.The
제2케이블(520)은 제1 및 제2돌출부(543a, 543b)와 연결되며, 나셀 커버(210) 내부와 타워(100) 내부를 순차적으로 거쳐 지면으로 제공된다.The
낙뢰가 블레이드(400)를 타격함으로써 발생하는 낙뢰 전류는 제1케이블(510)로 유도되고, 제1케이블(510), 체결부(542), 낙뢰 전달 커버(541), 제1 및 제2돌출부(543a, 543b), 체결부(545) 및 제2케이블(520)을 순차적으로 거쳐 지면으로 전달된다.The lightning current generated by the lightning strikes the
낙뢰 전류가 지면으로 전달되는 과정에서, 낙뢰 전류는 허브(310), 피치 베어링(410) 및 피치 제어부 등 주변 장치에 인가되지 않으므로, 구성 부품들이 낙뢰 전류로부터 보호될 수 있다.In the process of transmitting the lightning current to the ground, since the lightning current is not applied to the peripheral device such as the
또한, 낙뢰 전달 커버(541)와 수용부(543)의 결합은 허브 커버(320)와 나셀 커버(210)의 사이 공간을 감싸므로, 허브 커버(320)와 나셀 커버(210) 사이 공간으로 빗물이 유입되는 것이 방지될 수 있다. 때문에 빗물 유입으로 인한 메인 샤프트(330) 및 내부 부품들의 손상이 예방될 수 있다.In addition, since the combination of the
이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, many modifications and changes may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. The present invention can be variously modified and changed by those skilled in the art, and it is also within the scope of the present invention.
10: 풍력 발전기 100: 타워
200: 나셀 300: 허브부
310: 허브 320: 허브 커버
400: 블레이드 500, 500' 낙뢰 보호 장치
510: 제1케이블 520: 제2케이블
530: 낙뢰 전달부 531: 베어링
536: 제1체결부 537: 제2체결부
540: 낙뢰 전달부 541: 낙뢰 전달 커버
542: 체결부 543: 수용부10: Wind generator 100: Tower
200: nacelle 300: hub part
310: hub 320: hub cover
400:
510: first cable 520: second cable
530: lightning transmission unit 531: bearing
536: First Fastener 537: Second Fastener
540: lightning transmission unit 541: lightning transmission cover
542: fastening portion 543: receiving portion
Claims (8)
상기 블레이드의 내부로부터 상기 허브와 상기 허브 커버 사이 공간으로 제공되는 제1케이블;
상기 나셀 커버 내부로부터 타워 내부를 거쳐 지면에 연결되는 제2케이블; 및
상기 허브 커버와 상기 나셀 커버를 상대 회전 가능하게 연결하고, 상기 허브와 상기 나셀 커버 사이 공간을 감싸며, 상기 제1케이블의 일단과 상기 제2케이블의 일단을 전기적으로 상호 연결하는 전도성 재질의 낙뢰 전달부를 포함하고,
상기 낙뢰 전달부는,
상호 상대 회전하는 내륜 및 외륜을 포함하는 베어링을 포함하고,
상기 내륜 및 외륜 중 어느 하나는 상기 허브 커버에 고정 연결되고, 나머지 하나는 상기 나셀 커버에 고정 연결되며,
상기 내륜 및 외륜 중 상기 허브 커버에 고정 연결된 것은 상기 제1케이블과 전기적으로 연결되고, 상기 나셀 커버에 고정 연결된 것은 상기 제2케이블과 전기적으로 연결되는 낙뢰 보호 장치.In the lightning protection device of a wind generator comprising a hub coupled to the blade, a hub cover surrounding the hub, a nacelle cover disposed behind the hub cover and a tower supporting the nacelle cover,
A first cable provided from a interior of the blade to a space between the hub and the hub cover;
A second cable connected to the ground from inside the nacelle cover through the tower; And
The hub cover and the nacelle cover are connected to each other rotatable, surrounds the space between the hub and the nacelle cover, the lightning transfer of a conductive material electrically connecting one end of the first cable and one end of the second cable. Including wealth,
The lightning transmission unit,
A bearing including an inner ring and an outer ring which rotate relative to each other,
One of the inner ring and the outer ring is fixedly connected to the hub cover, and the other is fixedly connected to the nacelle cover,
The lightning protection device of the inner ring and the outer ring fixedly connected to the hub cover is electrically connected to the first cable, and the fixed connection to the nacelle cover is electrically connected to the second cable.
상기 낙뢰 전달부는
상기 내륜 및 외륜 중 어느 하나와 상기 허브 커버를 볼트 체결하는 제1체결부; 및
상기 내륜 및 외륜 중 나머지 하나와 상기 나셀 커버를 볼트 체결하는 제2체결부를 더 포함하며,
상기 제1케이블의 일단은 상기 제1체결부에 고정 연결되고, 상기 제2케이블의 일단은 상기 제2체결부에 고정 연결되는 낙뢰 보호 장치.3. The method of claim 2,
The lightning transmission unit
A first fastening part for bolting one of the inner and outer rings to the hub cover; And
Further comprising a second fastening portion for bolting the nacelle cover with the other one of the inner ring and outer ring,
One end of the first cable is fixedly connected to the first fastening portion, one end of the second cable is fixedly connected to the second fastening portion.
상기 블레이드의 내부로부터 상기 허브와 상기 허브 커버 사이 공간으로 제공되는 제1케이블;
상기 나셀 커버 내부로부터 타워 내부를 거쳐 지면에 연결되는 제2케이블; 및
상기 허브 커버와 상기 나셀 커버를 상대 회전 가능하게 연결하고, 상기 허브와 상기 나셀 커버 사이 공간을 감싸며, 상기 제1케이블의 일단과 상기 제2케이블의 일단을 전기적으로 상호 연결하는 전도성 재질의 낙뢰 전달부를 포함하고,
상기 낙뢰 전달부는
전단이 상기 허브 커버에 고정되고, 링 형상의 전도성 판재로 제공되는 낙뢰 전달 커버; 및,
상기 나셀 커버의 전방측에서 상기 낙뢰 전달 커버의 후단을 수용하도록 형성되고, 상기 낙뢰 전달 커버와 전기적으로 연결되는 수용부를 포함하되,
상기 제1케이블의 일단은 상기 낙뢰 전달 커버에 연결되고, 상기 제2케이블의 일단은 상기 수용부에 고정 연결되는 낙뢰 보호 장치.In the lightning protection device of a wind generator comprising a hub coupled to the blade, a hub cover surrounding the hub, a nacelle cover disposed behind the hub cover and a tower supporting the nacelle cover,
A first cable provided from a interior of the blade to a space between the hub and the hub cover;
A second cable connected to the ground from inside the nacelle cover through the tower; And
The hub cover and the nacelle cover are connected to each other rotatable, surrounds the space between the hub and the nacelle cover, the lightning transfer of a conductive material electrically connecting one end of the first cable and one end of the second cable. Including wealth,
The lightning transmission unit
A lightning transmission cover having a front end fixed to the hub cover and provided as a ring-shaped conductive plate; And
It is formed to accommodate the rear end of the lightning transmission cover at the front side of the nacelle cover, and includes a receiving portion electrically connected to the lightning transmission cover,
One end of the first cable is connected to the lightning transmission cover, one end of the second cable is fixedly connected to the receiving portion.
상기 수용부는
상기 나셀 커버의 전단면에서 전방으로 돌출되고, 전도성 재질로 제공되며, 동심을 가지는 링 형상의 제1돌출부와 제2돌출부를 포함하며,
상기 낙뢰 전달 커버의 후단은 상기 제1돌출부와 상기 제2돌출부 사이에 위치하며, 상기 제1돌출부 및 상기 제2돌출부와 접촉하는 낙뢰 보호 장치.5. The method of claim 4,
The receiving portion
Protruding forward from the front end surface of the nacelle cover, and provided with a conductive material, and includes a ring-shaped first protrusion and a second protrusion,
The rear end of the lightning transmission cover is located between the first projection and the second projection, the lightning protection device in contact with the first projection and the second projection.
상기 제1케이블이 상기 허브와 접촉되지 않도록 상기 제1케이블을 지지하는 비전도성 재질의 케이블 서포터를 더 포함하는 낙뢰 보호 장치.The method according to claim 2 or 4,
And a cable supporter made of a non-conductive material supporting the first cable so that the first cable does not come into contact with the hub.
상기 낙뢰 전달부는
상기 허브 커버의 내부와 상기 나셀 커버의 내부가 외부와 연통되지 않도록 상기 허브 커버와 상기 나셀 커버의 사이 공간을 밀폐시키는 낙뢰 보호 장치.The method according to claim 2 or 4,
The lightning transmission unit
And a space between the hub cover and the nacelle cover so that the inside of the hub cover and the inside of the nacelle cover do not communicate with the outside.
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