KR101394708B1 - Cooling System of Wind Generating Gearbox - Google Patents

Cooling System of Wind Generating Gearbox Download PDF

Info

Publication number
KR101394708B1
KR101394708B1 KR1020120010229A KR20120010229A KR101394708B1 KR 101394708 B1 KR101394708 B1 KR 101394708B1 KR 1020120010229 A KR1020120010229 A KR 1020120010229A KR 20120010229 A KR20120010229 A KR 20120010229A KR 101394708 B1 KR101394708 B1 KR 101394708B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
nacelle
cooling
booster
wind turbine
cooling system
Prior art date
Application number
KR1020120010229A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20130088964A (en
Inventor
백병준
이창근
정도균
Original Assignee
전북대학교산학협력단
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 전북대학교산학협력단 filed Critical 전북대학교산학협력단
Priority to KR1020120010229A priority Critical patent/KR101394708B1/en
Publication of KR20130088964A publication Critical patent/KR20130088964A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101394708B1 publication Critical patent/KR101394708B1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D80/00—Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F03D7/02—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F7/00—Ventilation
    • F24F7/04—Ventilation with ducting systems, e.g. by double walls; with natural circulation
    • F24F7/06—Ventilation with ducting systems, e.g. by double walls; with natural circulation with forced air circulation, e.g. by fan positioning of a ventilator in or against a conduit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/20—Heat transfer, e.g. cooling
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

본 발명은 풍력발전용 증속기의 냉각시스템에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 풍력발전기의 증속기 케이스에 방열부재를 구비하여 증속기 내부 오일의 냉각을 극대화하고 오일의 온도를 측정하여 일정온도 이상이 되면 냉각팬을 작동시켜 전력 사용을 최소화하여 효율적으로 냉각을 할 수 있는 풍력발전용 증속기의 냉각시스템에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 나셀 내에 증속기와 발전기가 구비된 풍력발전용 증속기의 냉각시스템에 있어서,
나셀 둘레의 외주면에 관통 형성된 통공부와, 상기 나셀 내부의 증속기 케이스에 돌출형성된 방열부와, 상기 증속기의 일측에 구비되어 증속기의 냉각작용을 하는 냉각팬과, 상기 증속기의 온도를 감지하는 온도센서의 감지결과에 따라 냉각팬의 가동신호를 인가하는 제어부로 구성되는 풍력발전용 증속기의 냉각시스템을 특징으로 한다.The present invention relates to a cooling system for a wind turbine generator, and more particularly, to a cooling system of a wind turbine generator, in which a heat dissipating member is provided in a turbine casing of a wind turbine generator to maximize cooling of the oil in the booster, And more particularly to a cooling system for a wind power generator for cooling a cooling fan by minimizing electric power consumption.
That is, the present invention provides a cooling system for a wind power generator for a wind turbine equipped with a speed reducer and a generator in a nacelle,
A heat dissipation unit protruding from the casing of the nacelle; a cooling fan provided at one side of the supercharger to perform a cooling function of the supercharger; And a control unit for applying a driving signal of the cooling fan according to the detection result of the temperature sensor for sensing the temperature of the wind turbine.

Description

풍력발전용 증속기의 냉각시스템{Cooling System of Wind Generating Gearbox}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cooling system for a wind turbine generator,

본 발명은 풍력발전용 증속기의 냉각시스템에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 풍력발전기의 증속기 케이스에 방열부재를 형성하여 증속기 내부 오일의 냉각을 극대화하고 오일의 온도를 측정하여 일정온도 이상이 되면 냉각팬을 작동시켜 전력 사용을 최소화하여 효율적으로 냉각을 할 수 있는 풍력발전용 증속기의 냉각시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a cooling system for a wind turbine power generator, and more particularly, to a cooling system for a wind turbine generator, in which a heat dissipating member is formed in a wind turbine generator case to maximize cooling of the oil in the booster, And more particularly to a cooling system for a wind power generator for cooling a cooling fan by minimizing electric power consumption.

일반적으로 풍력발전기는 자연적으로 발생하는 공기의 흐름으로 날개를 회전시키고 회전된 날개는 회전축을 회전시키고, 상기 회전축은 나셀 (nacelle)내부의 증속기를 통해 회전량을 증속한 다음 발전기를 구동시켜 전기를 생산한다.
Generally, a wind turbine rotates a wing by a naturally occurring air flow, a rotary wing rotates a rotary shaft, the rotary shaft increases a rotation amount through a speed reducer in a nacelle, Production.

상기 증속기는 내부에 태양기어, 유성기어, 링기어와 같은 증속기어들이 서로 맞물려 회전하여 기어비를 이용해 회전축의 회전을 증속한다.
The speed increasing gears, such as the sun gear, the planetary gear and the ring gear, meshes with each other and increases the rotation of the rotating shaft by using the gear ratio.

이러한 증속기의 내부는 상기 기어들이 원활하게 회전하도록 윤활작용을 하는 오일이 채워지게 되는데 고속으로 회전하는 증속기어들로 인해 내부에 마찰열이 많이 발생하게 되고, 이렇게 발생한 열은 내부의 오일까지 고온으로 상승시키게 된다.
The interior of the booster is filled with lubricating oil so that the gears rotate smoothly. Due to the high speed rotation of the speed increasing gears, a large amount of frictional heat is generated inside the booster. .

이와 같이 고온으로 상승한 오일은 점도나 물성변화가 이루어지고 윤활작용을 제대로 하지못해 증속기의 내구성에도 악영향을 끼치는 문제점이 있다.
The oil thus raised to a high temperature has a problem in that viscosity and physical properties are changed and the lubrication is not properly performed, thereby adversely affecting the durability of the shaking machine.

일반적으로 이렇게 가열된 증속기의 오일을 냉각시키기 위해 별도의 냉각 시스템이 구비되는데 대형풍력발전기는 구조적으로 이러한 냉각시스템이 별도로 설치가 가능하지만 소형풍력발전기 같은 경우에는 구조적으로 힘들뿐만 아니라 비용적인 측면에서 적합하지 않다.
Generally, a separate cooling system is provided to cool the oil in the heated boiler. The large wind turbine is structurally capable of installing the cooling system separately. However, in the case of small wind turbines, it is not only structurally difficult but also costly Inappropriate.

또한 자연적인 공기흐름으로 발전하는 풍력발전은 그 발전량이 일정하지 않아 증속기의 내부 온도 또한 시시각각 변하게 되는데, 상시 가동되는 종래의 냉각시스템은 상황에 맞지 않게 무분별하게 전력사용이 되는 문제점이 있다.
In addition, the wind power generated by the natural air flow has a constant amount of power generation, so that the internal temperature of the booster also varies instantaneously. However, the conventional cooling system, which is always in operation, has a problem in that power consumption is inconveniently inconvenient.

풍력발전의 증속기 냉각시스템에 관한 종래 기술로는 특허공개 제10-2012-0005295호(풍력발전기의 증속기용 오일 냉각장치 및 이를 구비한 풍력발전기)는 증속기용 오일을 유로를 통해 열교환기와 같은 장치로 냉각하는 구성으로, 그에는 도 1에 도시된 바와 같이, 증속기(136)를 냉각시키기 위해 증속기용 오일을 나셀(130)에 구비되는 공기 유입부(135)를 통해 유입되는 외부 공기를 이용하여 냉각시키기 위한 라디에이터(164); 상기 공기 유입부(135) 상측에서, 상기 라디에이터(164)의 하부에 장착되고,상기 외부 공기를 상기 라디에이터(164)로 안내하는 흡입덕트(162); 상기 라디에이터(164)의 상부에 장착되고, 상기 증속기용 오일과의 열교환을 통하여 가열된 상기 외부 공기를 상기 나셀(130)의 외부로 배출하는 냉각팬(166); 상기 증속기(136)와 상기 라디에이터(164) 사이에서의 상기 증속기용 오일의 순환을 위한 오일 유로(170); 및 상기 흡입덕트(162)와 상기 나셀(130)의 공기 유입부(135) 사이에 설치되어, 상기 흡입덕트(162)와 상기 나셀(130)의 공기 유입부(135) 사이를 통해 상기 나셀(130) 내로 이물질이 침입하는 것을 방지하기 위한 필터(180)로 구성되고 있다.
Prior art No. 10-2012-0005295 (wind turbine oil cooler for a wind turbine generator and a wind turbine generator having the same) relates to a turbine cooling system for a wind turbine, As shown in FIG. 1, the oil for accelerator is used to cool the supercharger 136 by using external air introduced through the air inlet 135 provided in the nacelle 130, A radiator (164) for cooling by cooling; A suction duct 162 mounted on a lower portion of the radiator 164 at an upper side of the air inlet 135 and guiding the outside air to the radiator 164; A cooling fan 166 mounted on the radiator 164 for discharging the heated external air through the heat exchange with the accelerator oil to the outside of the nacelle 130; An oil passage (170) for circulating the oil for the accelerator between the booster (136) and the radiator (164); And between the suction duct 162 and the air inlet 135 of the nacelle 130 so that the nacelle 130 is inserted between the suction duct 162 and the air inlet 135 of the nacelle 130. [ And a filter 180 for preventing foreign matter from intruding into the filter 130.

상기 특허공개 제10-2012-0005295호와 같은 구성은 나셀(130)내부에 라디에이터(164)와 흡입턱트(162), 오일 유로(170) 등과 같은 구성을 별도로 구성해야되기 때문에 나셀(130)의 부피가 커질 뿐만 아니라 구조가 복잡해지고 그에 따른 전력소모가 크기 때문에 소형 풍력발전기에는 적용하기에는 효율적이지 못한 문제점이 있다.
The structure of the nacelle 130 is different from that of the nacelle 130 because the structure such as the radiator 164, the suction tube 162, the oil passage 170, There is a problem in that it is not efficient to apply to a small wind turbine generator because the structure is complicated as well as bulky and the power consumption is large accordingly.

또한 상기 필터(180)나 오일 유로(170) 등과 같은 경우 지속적으로 교체 또는 정비가 필요한 구성이므로 관리에 항상 신경써야 되고 주의해야 되는 문제점이 있다.
Further, in the case of the filter 180, the oil passage 170, etc., it is necessary to constantly care for maintenance because maintenance or replacement is required.

또 다른 종래 기술로는 특허 제10-1021333호(풍력터빈의 나셀 냉각 시스템)는 냉각 블록을 이용하면서 제 1,2열교환기로 구성한 것으로, 그에는 도 2에서 보는 바와 같이, 나셀(110) 내부에 설치되는 적어도 하나 이상의 발열장치들을 각각 둘러싸도록 배치되며, 지그재그 형태의 채널이 형성되는 냉각 블럭(170)들; 상기 냉각 블럭(170)들에 연결되어 냉각제를 유동시킬 수 있는 유동 관로(160); 상기 유동 관로(160)와 연결되어 상기 나셀(110)의 외부 측면 또는 나셀(110) 후단에 배치되는 제1열교환기(162); 및 상기 나셀(110)의 상부 후단에 배치되며, 덕트(151,155 ), 발열부재(154), 열전달매체(152)를 구비하는 제2열교환기(150)를 포함하되, 상기 제1열교환기(162)와 제2열교환기(150)는 상기 나셀(110)이 외부로부터 밀폐되도록 구성되고, 상기 열전달매체(152)는 내부의 냉매를 통하여 상기 나셀(110) 내부의 열을 외부로 배출하는 구성이 제시되어 있다.
Another conventional technique is that the No. 10-1021333 (nacelle cooling system of a wind turbine) comprises a first and a second heat exchanger while using a cooling block. As shown in FIG. 2, A cooling block 170 arranged to surround at least one or more heating devices to be installed, in which zigzag channels are formed; A flow conduit 160 connected to the cooling blocks 170 to allow flow of coolant therethrough; A first heat exchanger 162 connected to the flow conduit 160 and disposed at an outer side of the nacelle 110 or at a rear end of the nacelle 110; And a second heat exchanger 150 disposed at an upper rear end of the nacelle 110 and having ducts 151 and 155, a heating member 154 and a heat transfer medium 152, And the second heat exchanger 150 are configured to seal the nacelle 110 from the outside and the heat transfer medium 152 discharges the heat inside the nacelle 110 to the outside through the internal coolant .

상기와 같은 기술 역시, 냉각 블럭(170), 유동 관로 (160), 제1,2 열교환기 (162,150)등 과 같은 구성이 나셀(110)내부에 구비됨으로써 나셀(110)의 부피가 커질 수밖에 없고, 냉각 블록(170)의 냉각을 담당하는 제1 열교환기(162)의 문제가 생겨 기능이 원활하지 못한 경우가 발생하게 되면, 상기 냉각 블럭(170) 내의 냉각제의 온도가 올라가게 되고 상기 냉각 블럭(170)이 발열장치를 감싸고 있는 형태이기 때문에 자연대류나 강제대류를 통해 냉각을 하더라도 냉각이 원활하지 못하고 오히려 냉각속도가 늦어지게 되는 문제점이 있다.
Also, since the nacelle 110 has the same structure as the cooling block 170, the flow channel 160, and the first and second heat exchangers 162 and 150, the volume of the nacelle 110 can be increased And the first heat exchanger 162 for cooling the cooling block 170 and the function of the first heat exchanger 162 is not smooth, the temperature of the coolant in the cooling block 170 is increased, (170) surrounds the heating device, cooling is not smooth even if it is cooled by natural convection or forced convection, and the cooling rate is rather slow.

이와 같이 종래의 풍력발전기는 나셀 내부에 열교환장치와 같은 구성을 별도로 구비하여 냉각하기 때문에 이에 따른 부피증가나 관리문제가 생길 뿐만 아니라 제작비용 또한 증가하기 때문에 규모가 작고 적은 양의 전기를 생산하는 소형풍력발전기에는 적용하기 어려운 실정이다.
As described above, since the conventional wind turbine is provided with the same structure as the heat exchanger inside the nacelle and thus cooled, the volume and the management problem of the nacelle are increased and the manufacturing cost is increased. Therefore, the small- It is difficult to apply to wind turbines.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 증속기 케이스 외부 표면에 방열부를 돌출 형성하여 자연대류만으로 가열된 증속기와 오일의 냉각효과를 높이고 증속기의 표면에 직접 냉각팬을 가동해 강제대류를 발생시켜 냉각효과를 더욱더 높이고, 증속기의 온도를 감지하여 온도에 따라서 냉각팬을 유동적으로 작동시켜 불필요한 전력소모가 없는 풍력발전용 증속기의 냉각시스템을 제공함에 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve these problems, and it is an object of the present invention to provide a heat exchanger having a heat radiating portion protruding from the outer surface of a speed reducer case to increase the cooling effect of the accelerator and oil heated only by natural convection, The present invention provides a cooling system for a wind turbine for a wind turbine, which is free from unnecessary power consumption by increasing the cooling effect and sensing the temperature of the booster and by flexibly operating the cooling fan according to the temperature.

또한 별도의 오일의 순환장치나 열교환기 등과 같은 별도의 냉각장치를 구비하지않고 냉각 효과를 얻기 때문에 구조가 간단해지고 나셀의 부피를 감소시켜 소형풍력발전에 적합한 풍력발전용 증속기의 냉각시스템을 제공함에 또 다른 목적이 있다.
In addition, since a cooling effect is obtained without a separate cooling device such as a circulation device or a heat exchanger, the structure is simplified and the volume of the nacelle is reduced to provide a cooling system for a wind turbine generator suitable for small wind power generation. There is another purpose in.

본 발명은 나셀 내에 증속기와 발전기가 구비된 풍력발전용 증속기의 냉각시스템에 있어서,The present invention provides a cooling system for a wind turbine for wind turbine equipped with a speed reducer and a generator in a nacelle,

나셀 둘레의 외주면에 관통 형성된 통공부와, 상기 나셀 내부에 증속기의 케이스에 돌출형성된 방열부와, 상기 증속기의 일측에 구비되어 증속기의 냉각작용을 하는 냉각팬과, 상기 증속기의 온도를 감지하는 온도센서의 감지결과에 따라 냉각팬의 가동신호를 인가하는 제어부로 이루어지는 풍력발전용 증속기의 냉각시스템을 특징으로 한다.
A heat dissipating unit formed inside the nacelle so as to protrude from the case of the supercharger, a cooling fan provided at one side of the supercharger for cooling the supercharger, And a control unit for applying the operation signal of the cooling fan according to the detection result of the temperature sensor for detecting the temperature of the wind turbine.

상기 통공부는 회전축을 중심으로 나셀 둘레의 외주면에 장공이 방사형으로 관통 형성되는 것을 특징으로 한다.
The passage is characterized in that a long hole is radially passed through the outer peripheral surface of the nacelle around the rotation axis.

상기 방열부는 증속기 케이스의 장방형의 금속판이 일정한 배열 간격으로 다수 형성되되, 상기 방열부의 중앙에 공기안내부가 관통 형성되는 것을 특징으로 한다.
The heat dissipation unit includes a plurality of rectangular metal plates arranged at regular intervals, and the air guide unit is formed at the center of the heat dissipation unit.

상기 제어부는 온도센서의 감지결과에 따라 냉각팬의 회전속도를 조절하는 것을 특징으로 한다.
And the controller controls the rotation speed of the cooling fan according to the detection result of the temperature sensor.

본 발명의 풍력발전용 증속기의 냉각시스템은 증속기 케이스 외부 표면에 방열부를 돌출 형성하여 자연대류만으로 가열된 증속기와 오일의 냉각효과를 높이고, 증속기의 표면에 직접 냉각팬을 가동해 강제대류를 발생시켜 냉각효과를 더욱더 높이고, 증속기의 온도를 감지하여 온도에 따라서 팬을 유동적으로 작동시켜 전력소모를 불필요한 전력낭비를 방지하는 효과가 있다.
A cooling system for a wind power generator for a wind turbine according to the present invention is characterized in that a heat dissipating portion is protruded on the outer surface of a booster casing to increase the cooling effect of the accelerator and the oil heated only by natural convection and the cooling fan is directly driven on the surface of the booster, So that the cooling effect is further enhanced, the temperature of the booster is sensed, and the fan is operated flexibly according to the temperature, thereby preventing unnecessary power wastage.

또한 상기와 같은 구성으로 나셀 내부에 별도의 열교환장치나 오일유로와 같은 냉각 장치를 구비하지 않기 때문에 나셀의 부피 또한 크게 줄일 수 있고, 제작 비용 또한 절감되는 효과가 있다.
In addition, since the cooling device such as the oil passage is not provided in the nacelle, the volume of the nacelle can be greatly reduced and the manufacturing cost can be reduced.


도 1은 종래기술의 풍력발전의 냉각 시스템을 나타낸 도면.
도 2는 또 다른 종래기술의 풍력발전의 냉각 시스템을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 풍력발전용 증속기의 냉각시스템의 전체 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 풍력발전용 증속기의 냉각시스템의 확대도.
도 5는 본 발명에 따른 증속기의 방열부재를 나타낸 사시도.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 shows a prior art wind turbine cooling system.
2 shows another prior art wind turbine cooling system.
3 is a general view of a cooling system of a wind power generator for a wind power generator according to the present invention.
4 is an enlarged view of a cooling system of a wind turbine for wind power generation according to the present invention.
5 is a perspective view showing a heat dissipating member of a booster according to the present invention.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

일반적으로 풍력발전기(40)는 공기의 흐름에 의해 회전되는 날개(10), 회전축(25), 증속기(30), 발전기(40)와 이를 수용하는 나셀(20)(nacelle)과 이를 지지하고 지면에 이격 되도록 한 타워(15)로 구성되어 있다.
Generally, the wind turbine generator 40 supports a wing 10, a rotary shaft 25, a speed reducer 30, a generator 40 and a nacelle 20, And a tower 15 spaced apart from the ground.

본 발명의 풍력발전용 증속기(30)의 냉각시스템은, 증속기(30)의 내부에서 빠르게 회전하는 증속기어부(미도시)에서 발생되는 마찰열로 인해 가열되는 오일을 보다 효율적으로 냉각시키는 것으로서 케이스 외부에 방열부(31)를 돌출형성하여 자연대류만으로도 냉각 효과를 극대화 하고, 증속기(30)의 온도를 감지하여 일정온도 이상 상승한 경우에 냉각팬(50)을 가동시켜 강제대류를 발생시킴으로써 증속기(30)와 내부의 오일을 냉각시켜 원활한 윤활작용을 할 수 있도록 하고, 나아가 증속기(30)의 내구성을 높이도록 함에 있다.
The cooling system of the wind power generator 30 according to the present invention is to cool the oil heated by the frictional heat generated in the speed increasing gear portion (not shown) that rotates rapidly inside the booster 30 more efficiently The heat radiating part 31 is protruded outside the case to maximize the cooling effect by natural convection alone and the forced fan is operated when the temperature of the speed increasing device 30 is sensed and the temperature rises above a predetermined temperature So that the lubricant can be smoothly lubricated by cooling the inner space of the booster 30 and the durability of the booster 30.

구체적으로 본 발명은 도 3 내지 5에 도시된 바와 같이,
나셀(20) 내에 증속기(30)와 발전기(40)가 구비된 풍력발전용 증속기의 냉각시스템에 있어서,
상기 나셀(20) 내부의 증속기(30) 케이스에 방열부(31)가 돌출형성되고, 나셀(20)둘레의 외주면에 관통 형성된 통공부(21)와,
상기 나셀(20) 내측에 설치되어 증속기(30)의 일측에서 증속기(30)의 냉각작용을 하는 냉각팬(50)과,
상기 증속기(30)의 온도를 감지하는 온도센서(55)의 감지결과에 따라 냉각팬(50)의 가동신호를 인가하는 제어부(60)로 구성되어 있다.
Specifically, as shown in FIGS. 3 to 5,
A cooling system for a wind turbine for wind power generation provided with a booster (30) and a generator (40) in a nacelle (20)
A heat dissipating unit 31 protruding from the casing of the booster 30 in the nacelle 20 and having a through hole 21 penetrating the outer peripheral surface of the nacelle 20,
A cooling fan 50 installed inside the nacelle 20 for cooling the booster 30 at one side of the booster 30,
And a control unit 60 for applying the operation signal of the cooling fan 50 according to the detection result of the temperature sensor 55 sensing the temperature of the speed-increasing unit 30. [

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

상기 통공부(21)는 나셀(20) 내부에서 발생되는 열을 쉽게 배출하고 외부의 찬공기를 나셀(20) 내부로 인입하기 위해 형성하는데, 원통형의 나셀(20)둘레의 외주면에 장공 또는 구멍을 다수형성하고, 나셀(20)중앙의 회전축(25)을 중심으로 방사형으로 형성하여 보다 원활히 외부와 공기순환을 유도하고 나셀(20)내부의 온도를 낮추도록 하고 있다.The passage 21 is formed to easily discharge the heat generated in the nacelle 20 and to draw the cool air from the outside into the nacelle 20. The nacelle 20 has a long hole or a hole And a radial shape is formed around the rotation axis 25 at the center of the nacelle 20 to induce the outer and air circulation more smoothly so as to lower the temperature inside the nacelle 20.

또한 증속기(30)를 냉각팬(50)으로 냉각할 때 뜨거워진 공기를 가급적 빨리 열을 배출하기 위함이다.
In addition, when the booster 30 is cooled by the cooling fan 50, the heat is discharged to the hot air as soon as possible.

상기 방열부(31)는 증속기(30) 내부의 오일을 보다 효율적으로 냉각시키기 위해 증속기(30)의 케이스에 돌출 형성되는데, 상기 방열부(31)는 열전도성이 높은 재질로 구비하고, 장방형의 금속판이 일정한 배열간격으로 다수 형성한다.
The heat dissipating unit 31 protrudes from the casing of the booster 30 to more efficiently cool the oil in the booster 30. The heat dissipating unit 31 is made of a material having high thermal conductivity, A large number of rectangular metal plates are formed at regular intervals.

이때 상기 방열부(31)는 냉각팬(50)의 강제대류에 의해 냉각 하였을시, 모든 금속판에 대해 고루 공기가 전달되어 최상의 냉각 효과를 얻기 위해 도 5에서 보는 바와 같이 횡방향으로 구성하는 것 바람직하다.
In this case, when the radiator 31 is cooled by the forced convection of the cooling fan 50, it is preferable to construct the radiator 31 in the lateral direction as shown in FIG. 5 in order to deliver the uniform air to all the metal plates and obtain the best cooling effect Do.

또한 방열부(31)의 금속판 내측 중앙에 공기안내부(31a)가 관통 형성되어 공기흐름을 좀더 원활히 하여 냉각 효율을 높이게 된다.
Further, the air guide portion 31a is formed at the center of the inside of the metal plate of the heat dissipating portion 31 to smooth the air flow more easily, thereby improving the cooling efficiency.

본 발명은 상기 증속기(30)에 온도를 측정하는 온도센서(55)가 설치되는데, 이는 외부공기의 흐름으로 회전하는 날개(10)와 회전축(25)은 항상 일정한 속도로 회전하지 않을 뿐만 아니라 날씨나 기타 요건에 따라 증속기(30)의 내부온도는 시시각각 다를 수 있기 때문에, 증속기(30)의 온도를 측정하여 측정신호를 받아 제어부(60)에서 냉각팬(50)을 작동시켜 무분별한 냉각팬(50)의 사용으로 인한 전력손실을 줄이고자 함이다.
The present invention is characterized in that a temperature sensor 55 for measuring the temperature is provided in the above-mentioned speed-increasing device 30 because the blades 10 and the rotating shaft 25 are not always rotated at a constant speed The internal temperature of the booster 30 may vary from time to time according to the weather or other requirements so that the temperature of the booster 30 is measured and the cooling fan 50 is operated by the control unit 60 in response to the measurement signal, And to reduce the power loss due to use of the fan 50.

상기 온도센서(55)는 증속기(30)의 어느 위치에 설치되든 관계없지만 가급적 방열부(31)의 영향을 받지 않고 냉각팬(50)에 의한 온도편차가 적은 증속기(30)의 후단에 설치되는 것이 바람직하다.
The temperature sensor 55 is provided at the rear end of the booster 30 regardless of the position of the booster 30, where the temperature sensor 55 is not influenced by the heat dissipating unit 31 as much as possible, .

본 발명의 상기 온도센서(55)는 위와 같이 증속기(30)의 온도를 측정하여 사용되는것을 예로 들었지만, 온도센서(55)를 증속기(30) 내부로 삽입하여 오일의 온도를 직접 측정하는 방법으로 변형실시가 가능함은 물론이다.
Although the temperature sensor 55 of the present invention is exemplified as being used by measuring the temperature of the booster 30 as described above, the temperature sensor 55 is inserted into the booster 30 to directly measure the temperature of the oil The present invention is not limited thereto.

상기 제어부(60)는 온도센서(55)의 측정신호를 인가받아 냉각팬(50)의 가동을 ON/OFF 할 뿐만 아니라 상기 온도센서(55)의 측정온도에 비례하여 냉각팬(50)의 회전속도 또한 조절함으로써 불필요한 전력낭비를 최소화한다.
The control unit 60 not only turns ON / OFF the operation of the cooling fan 50 by receiving the measurement signal from the temperature sensor 55, but also rotates the cooling fan 50 in proportion to the measured temperature of the temperature sensor 55 Speed is also adjusted to minimize unnecessary power dissipation.

아래에서는 본 발명의 작동과정을 설명한다.The operation of the present invention will be described below.

본 발명은 날개(10)의 회전운동으로 회전축(25)으로 동력이 전달되면 회전을 증속하는 증속기(30) 내부의 증속기어부(미도시)가 회전하면서 열을 발생하게 되면 후단의 구비된 온도센서(55)에 의해 증속기(30)의 온도를 측정하게 된다.
When power is transmitted to the rotary shaft 25 due to the rotation of the vane 10, when the speed increasing gear portion (not shown) in the speed increasing device 30 for increasing the speed of rotation generates heat while rotating, And the temperature of the booster 30 is measured by the temperature sensor 55.

상기 측정된 온도가 비교적 낮은 경우, 즉 발전량이 적은 경우를 말하는데 이 상태에는 증속기(30) 케이스에 돌출형성된 방열부(31)에 의해 자연대류만으로도 냉각이 가능하기 때문에 별도의 외부동력이나 전력소모 없이 냉각이 가능하다.
In this state, since it is possible to cool only by the natural convection by the heat radiating portion 31 protruding from the case of the booster 30, it is possible to use a separate external power or power consumption Without cooling.

상기 방열부(31)는 증속기(30)의 케이스에 돌출 형성되되, 열전도성이 높은 재질로 구비하고, 장방형의 금속판이 일정한 배열간격으로 다수 형성하여 자연대류또는 강제대류 모두 냉각효율을 높이게 된다.
The heat dissipating unit 31 is protruded from the casing of the booster 30 and is made of a material having a high thermal conductivity. A large number of rectangular metal plates are formed at regular intervals to improve the cooling efficiency of both natural convection and forced convection .

그리고 측정된 온도가 일정수치 이상 올라가게 되면, 온도센서(55)와 연결된 제어부(60)에서 냉각팬(50)을 가동함으로써 상황에 따라 증속기(30)의 냉각을 빠르고 효과적이게 할수있다.
When the measured temperature rises above a predetermined value, the cooling fan 50 is operated by the control unit 60 connected to the temperature sensor 55, so that the cooling of the booster 30 can be made fast and effective depending on the situation.

또한 상기 제어부(60)는 냉각팬(50)의 가동을 ON/OFF 할 뿐만 아니라 상기 온도센서(55)의 측정온도에 비례하여 냉각팬(50)의 회전속도 또한 조절함으로써 전력사용을 좀더 효과적으로 절약할 수 있는 것이다.
The control unit 60 not only turns ON / OFF the operation of the cooling fan 50 but also controls the rotational speed of the cooling fan 50 in proportion to the measured temperature of the temperature sensor 55, You can do it.

상기 냉각 과정에 있어서 나셀(20)의 내부가 증속기(30)나 발전기(40)에서 발생하는 열 때문에 온도가 올라가게 되는데, 상기 원통형의 나셀(20)둘레의 외주면에 장공 또는 구멍을 다수형성되되, 나셀(20)중앙의 회전축(25)을 중심으로 방사형으로 관통형성한 통공부(21)를 구비하여 나셀(20) 내/외부의 공기순환을 원활하게 하여 나셀(20)내부의 온도를 낮추도록 하고 있다.
The temperature of the inside of the nacelle 20 is increased due to the heat generated by the heater 30 and the generator 40. The nacelle 20 has a plurality of slots or holes formed on the outer circumferential surface of the cylindrical nacelle 20 And a cylinder 21 formed radially through the rotating shaft 25 at the center of the nacelle 20 to smooth the air circulation in and out of the nacelle 20, .

이와 같이 본 발명은 낮은 발전량이나 날씨와 같은 외부요건 등, 으로 인해 증속기(30)의 온도가 그리 높지 않을 때에는 자연대류에 의해 냉각하고, 일정온도 이상일 때 강제대류를 발생시켜 전력소모를 최소화하면서 나셀(20) 내의 증속기(30)를 냉각할뿐만 아니라 발전기(40)에서 발생한 열을 외부로 배출할 수 있게 되는 것이다.
As described above, according to the present invention, when the temperature of the speed-increasing device 30 is not so high due to low power generation or external requirements such as weather, the device is cooled by natural convection, and forced convection occurs when the temperature is higher than a predetermined temperature, It is possible not only to cool the booster 30 in the nacelle 20 but also to discharge the heat generated in the generator 40 to the outside.

본 발명은 상기와 같은 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명의 권리는 적시된 실시예에 한하지 않고 본 발명의 기술사상을 벗어나지 아니하는 범위 내에서 얼마든지 다양하게 변형된 실시예가 있을 수 있다고 본다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. .

10 : 날개 15 : 타워
20 : 나셀 21 : 통공부
25 : 회전축 30 : 증속기
31 : 방열부 31a : 공기안내부
40 : 발전기 50 : 냉각팬
55 : 온도센서 60 : 제어부10: Wings 15: Tower
20: Nacelle 21: Tong Hwa
25: rotary shaft 30:
31: Heat dissipation part 31a: Air guide part
40: generator 50: cooling fan
55: temperature sensor 60:

Claims (5)

나셀(20) 내에 증속기(30)와 발전기(40)가 구비된 풍력발전용 증속기의 냉각시스템에 있어서,
상기 나셀(20)은 원통형으로 형성되고, 나셀(20) 내부의 증속기(30) 케이스에 방열부(31)가 횡방향으로 장방형의 금속판이 일정한 배열 간격으로 다수 돌출형성되되, 상기 방열부(31)의 금속판 내측 중앙에 공기안내부(31a)가 관통 형성되고, 나셀(20)둘레의 외주면에 관통 형성된 통공부(21)와,
상기 나셀(20) 내측에 설치되어 증속기(30)의 일측에서 증속기(30)의 냉각작용을 하는 냉각팬(50)과,
상기 증속기(30)의 후단에 설치되어 온도를 감지하는 온도센서(55)의 감지결과에 따라 냉각팬(50)의 ON/OFF 가동신호를 인가하는 제어부(60)를 더 포함하고,
상기 통공부(21)는 나셀 중앙의 회전축(25)을 중심으로 나셀(20)둘레의 외주면에 다수의 장공이 방사형으로 관통 형성되는 것을 특징으로 하는 풍력발전용 증속기의 냉각시스템.










A cooling system for a wind turbine for wind power generation provided with a booster (30) and a generator (40) in a nacelle (20)
The nacelle 20 is formed in a cylindrical shape and a heat radiating portion 31 is formed in a casing of the booster 30 inside the nacelle 20 and a plurality of rectangular metal plates are horizontally protruded at a predetermined interval, 31), an air passage (21) formed through the outer peripheral surface of the nacelle (20)
A cooling fan 50 installed inside the nacelle 20 for cooling the booster 30 at one side of the booster 30,
Further comprising a control unit (60) installed at a rear end of the booster (30) to apply an ON / OFF operation signal of the cooling fan (50) according to a detection result of a temperature sensor (55)
Wherein a plurality of slots are formed radially through an outer circumferential surface of the nacelle (20) around a rotary shaft (25) of a center of the nacelle.










삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
KR1020120010229A 2012-02-01 2012-02-01 Cooling System of Wind Generating Gearbox KR101394708B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120010229A KR101394708B1 (en) 2012-02-01 2012-02-01 Cooling System of Wind Generating Gearbox

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120010229A KR101394708B1 (en) 2012-02-01 2012-02-01 Cooling System of Wind Generating Gearbox

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130088964A KR20130088964A (en) 2013-08-09
KR101394708B1 true KR101394708B1 (en) 2014-05-16

Family

ID=49215059

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120010229A KR101394708B1 (en) 2012-02-01 2012-02-01 Cooling System of Wind Generating Gearbox

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101394708B1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102390066B1 (en) 2020-09-21 2022-04-25 유니슨 주식회사 Generator for Wind Turbine
CN117552934A (en) * 2023-11-08 2024-02-13 中国电力工程顾问集团东北电力设计院有限公司 Speed measuring mechanism and cooling device for wind turbine generator
CN117514668A (en) * 2023-11-08 2024-02-06 中国电力工程顾问集团东北电力设计院有限公司 Wind turbine generator system heat sink

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002013467A (en) 2000-04-28 2002-01-18 Mitsubishi Electric Corp Wind power generation device
KR20100126765A (en) * 2008-07-28 2010-12-02 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 Wind-driven electric power generator
KR101021333B1 (en) * 2008-09-01 2011-03-14 두산중공업 주식회사 Nacelle Cooling System of Wind Turbine
KR101101728B1 (en) * 2007-11-22 2012-01-05 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 Wind power generator

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002013467A (en) 2000-04-28 2002-01-18 Mitsubishi Electric Corp Wind power generation device
KR101101728B1 (en) * 2007-11-22 2012-01-05 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 Wind power generator
KR20100126765A (en) * 2008-07-28 2010-12-02 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 Wind-driven electric power generator
KR101021333B1 (en) * 2008-09-01 2011-03-14 두산중공업 주식회사 Nacelle Cooling System of Wind Turbine

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130088964A (en) 2013-08-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102713273B (en) There is the direct drive wind turbine of cooling system
KR101021333B1 (en) Nacelle Cooling System of Wind Turbine
DK2827012T3 (en) Cooling a bearing for a wind turbine
BR102012010527A2 (en) Direct drive wind turbine with a thermal control system
KR101394708B1 (en) Cooling System of Wind Generating Gearbox
CN202167929U (en) Energy-saving motor with thermal conduction function
CN205509779U (en) Motor with cooling function
CN206727829U (en) A kind of enclosed motor with chaos radiator structure
CN105871100A (en) Cooling arrangement
CN104901468A (en) Internally air-cooled variable-frequency motor
CN105827066A (en) Hybrid air and oil cooling system for temperature control motor and controller
CN114243535A (en) Inner loop heat dissipation equipment suitable for bury case entirely and become
KR20150133657A (en) A gear unit and a method for heating lubricant oil of a gear unit
JP2010007649A (en) Wind power generation device
JP6650318B2 (en) Wind power generator
CN102237759A (en) Electric machine
CN109114726B (en) Machine room with temperature control function and carrying block chain technology
KR101521828B1 (en) Apparatus for cooling nacelle of wind power generator
CN207437742U (en) Transverse cutting unit cooling system
WO2021042848A1 (en) Wind turbine closed cooling structure
CN201381955Y (en) Air-water cooling device for wind-driven generator
CN116867249A (en) Heat dissipation method and related equipment
CN208923982U (en) A kind of wind-cooling heat dissipating micromotor
CN201133381Y (en) High temperature fan internal circulation wind cooling structure
CN113623152A (en) Cooling system of wind driven generator and wind driven generator

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170427

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180418

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee