KR101400198B1 - Lifting unit and wind power generator including the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 인양 유닛 및 이를 포함하는 풍력 발전기에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 나셀로 물체를 인양하는 인양 유닛과, 이를 포함하는 풍력 발전기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lifting unit and a wind power generator including the same, and more particularly, to a lifting unit for lifting an object by nacelle and a wind power generator including the lifting unit.
최근 들어 지구 온난화, 고유가 등의 문제를 해결하기 위해 석유 자원을 대체할 대체 에너지 개발이 한창이다. 이러한 대체 에너지 중에서 풍력 발전은 오염 물질의 배출이 전혀 없고 환경을 훼손할 우려가 없다는 점에서 해당 기술에 대한 연구와 개발이 활발히 진행되고 있다.In recent years, the development of alternative energy to replace petroleum resources is in full swing to solve problems such as global warming and high oil prices. Among these alternative energy sources, wind power generation is actively researching and developing the technology because there is no pollutant emission and there is no possibility of damaging the environment.
풍력 발전기는, 허브 및 허브에 결합되는 복수 개의 블레이드를 포함하는 로터, 로터가 회전 가능하게 결합되는 나셀, 그리고 나셀을 지지하는 타워를 포함한다. The wind power generator includes a rotor including a plurality of blades coupled to the hub and hub, a nacelle to which the rotor is rotatably coupled, and a tower that supports the nacelle.
허브에는 피치 모터, 피치 기어 등의 설비가 제공되고, 나셀에는 드라이브 트레인, 발전기, 윤활 시스템, 콘트롤 패널 등의 설비가 제공된다. 허브와 나셀에 제공되는 상기 설비들은 주기적으로 유지 보수를 하고, 고장 발생 시에는 교체 및 수리를 위해 관련 장비들이 나셀 또는 허브로 운반되어야 한다.Hubs are equipped with pitch motors, pitch gears, etc. Nacelle is equipped with drive train, generator, lubrication system, and control panel. The equipment provided to the hub and nacelle shall be periodically maintained and, in the event of a failure, the relevant equipment shall be carried by nacelle or hub for replacement and repair.
그런데, 나셀에 설치된 윈치를 이용하여 장비들을 인양할 때, 바람이 많이 불면, 윈치 와이어에 연결된 장비들이 심하게 흔들리고, 타워와의 충돌에 의해 손상될 수 있다.However, when lifting equipment using a winch installed in a nacelle, if the wind is blowing a lot, the equipment connected to the winch wire may be severely shaken and damaged by collision with the tower.
본 발명의 실시 예는, 각종 장비들을 타워와 충돌없이 안전하게 나셀로 인양할 수 있는 풍력 발전기를 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a wind power generator capable of safely nailing various equipment without colliding with a tower.
본 발명의 일 측면에 따르면, 풍력 발전기의 나셀로 물체를 인양하는 인양 유닛에 있어서, 상기 나셀에 제공되는 제 1 풀리; 상기 풍력 발전기의 타워 외측에 제공되는 제 2 풀리; 상기 제 1 풀리 또는 상기 제 2 풀리를 회전시키는 구동 부재; 상기 제 1 및 제 2 풀리에 감겨 순환 이동하며, 상기 제 1 및 제 2 풀리 간에 회전력을 전달하는 동력 전달 부재; 및 상기 물체를 상기 동력 전달 부재에 연결하는 연결 부재를 포함하는, 인양 유닛이 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a lifting unit for lifting an object into a nacelle of a wind power generator, the lifting unit comprising: a first pulley provided in the nacelle; A second pulley provided outside the tower of the wind power generator; A driving member for rotating the first pulley or the second pulley; A power transmitting member wound around the first and second pulleys for circulating movement and transmitting rotational force between the first and second pulleys; And a connecting member for connecting the object to the power transmitting member.
상기 동력 전달 부재는 팽팽하게 긴장된 상태로 장력이 걸리는 와이어로 구비될 수 있다.The power transmitting member may be provided with a wire which is tensioned in a tensioned state.
상기 제 1 및 제 2 풀리의 외주 면에는 체인 기어(Sprocket)가 형성되고, 상기 동력 전달 부재는 상기 체인 기어와 맞물리는 체인으로 구비될 수 있다.Sprockets may be formed on the outer peripheral surfaces of the first and second pulleys, and the power transmitting member may be provided as a chain engaged with the chain gears.
상기 인양 유닛은, 상기 제 2 풀리를 상기 타워의 하단부에 고정하는 고정 부재를 더 포함하되, 상기 고정 부재는, 상기 타워를 감싸고, 상기 타워의 하단부에 결합되는 고정 링; 및 상기 제 2 풀리에 결합되고, 상기 고정 링에 걸리는 고정 후크를 포함할 수 있다.Wherein the lifting unit further comprises a fixing member for fixing the second pulley to a lower end of the tower, the fixing member comprising: a holding ring surrounding the tower and coupled to a lower end of the tower; And a securing hook coupled to the second pulley and engaged with the securing ring.
상기 고정 링에는 상기 고정 후크가 안착되는 고정 홈이 형성될 수 있다.The fixing ring may be formed with a fixing groove on which the fixing hook is seated.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 허브 및 상기 허브에 결합되는 복수의 블레이드를 포함하는 로터; 상기 로터가 회전 가능하게 결합되는 나셀; 상기 나셀을 지지하는 타워; 및 상기 나셀로 물체를 인양하는, 상기 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 인양 유닛을 포함하는, 풍력 발전기가 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a rotor comprising a hub and a plurality of blades coupled to the hub; A nacelle to which the rotor is rotatably coupled; A tower for supporting the nacelle; And a lifting unit according to any one of claims 1 to 5 for lifting an object with the nacelle.
본 발명의 실시 예에 따르면, 각종의 장비들을 타워와의 충돌없이 안전하게 나셀로 인양할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, various kinds of equipment can be safely nailed up without collision with the tower.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 풍력 발전기를 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 제 1 및 제 2 풀리와 동력 전달 부재의 일 실시 예를 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1의 고정 링을 보여주는 평면도이다.1 is a view showing a wind turbine according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a view showing an embodiment of the first and second pulleys and the power transmitting member of Fig. 1. Fig.
3 is a plan view showing the retaining ring of Fig.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 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.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.The terminology used herein is for the purpose of illustrating embodiments and is not intended to be limiting of the present invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면 번호를 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 실시 예에 따른 풍력 발전기(10)를 보여주는 도면이다. 도 2는 도 1의 제 1 및 제 2 풀리와 동력 전달 부재의 일 실시 예를 보여주는 도면이다. 그리고, 도 3은 도 1의 고정 링을 보여주는 평면도이다.1 is a view showing a
도 1 내지 도 3을 참조하면, 풍력 발전기(10)는 로터(100), 나셀(200), 타워(300) 및 인양 유닛(400)을 포함한다. 로터(100)는 나셀(200)의 전방에 회전 가능하게 결합되고, 나셀(200)은 타워(300)에 의해 지지된다. 인양 유닛(400)은 풍력 발전기(10)의 외부로부터 나셀(200)로 물체를 인양한다.1 to 3, the
로터(100)는 허브(120) 및 블레이드(140)를 포함한다. 허브(120)는 나셀(200)의 전방에 위치하고, 나셀(200)의 메인 샤프트(220)에 결합된다. 허브(120)는 내부가 빈 중공 형상을 가질 수 있고, 허브(120)의 내부에는 피치 시스템(미도시), 윤활 시스템(미도시) 및 각종 센서(미도시) 등이 제공될 수 있다.The
블레이드(140)는 복수 개 제공되고, 허브(120)를 중심으로 방사상으로 배치될 수 있다. 블레이드(140)는 익형 단면을 가지고, 전방으로부터 불어오는 바람에 대해 일정한 받음각을 갖도록 허브(120)에 결합된다. 풍력 발전기(10)의 전방에서 불어오는 바람은 블레이드(140)의 표면을 스쳐 지나면서 양력을 발생시키고, 양력은 블레이드(140)와 허브(120)를 회전시킨다. 블레이드(140)와 허브(120)의 회전력은 나셀(200)로 전달되어 전기 에너지로 변환된다.A plurality of
나셀(200)은 나셀 커버(210), 에너지 변환 장치(미도시) 및 메인 프레임(미도시)을 포함한다. 에너지 변환 장치(미도시)는 메인 샤프트(220), 기어 박스(미도시), 발전기(미도시) 및 메인 베어링(미도시)을 포함한다. 메인 샤프트(220)는 허브(120)와 기어 박스를 연결하고, 허브(120)와 함께 회전하면서 허브(120)의 회전 에너지를 기어 박스로 전달한다. 기어 박스는 메인 샤프트(220)에서 입력되는 회전 속도를 발전용 속도로 증가시키고, 이를 출력하여 발전기로 전달한다. 발전기는 기어 박스에서 출력되는 회전 에너지를 전기 에너지로 변환한다. 메인 베어링은 메인 샤프트(220)를 회전 가능하게 지지한다. 그리고, 메인 프레임은 에너지 변환 장치를 지지한다.The
타워(300)는 중공 원통 형상을 가지고, 나셀(200)을 지지한다. 나셀(200)과 타워(300) 사이에는 나셀 요 시스템(Nacelle Yaw System, 미도시)이 제공되고, 나셀 요 시스템(미도시)은 로터(100)가 바람이 불어오는 방향을 향하도록 나셀(200)을 회전시킬 수 있다.The
인양 유닛(400)은 각종 장비를 나셀(200)로 인양하며, 각종 장비는 허브(120)에 제공되는 피치 모터, 피치 기어 등의 장치, 나셀(200)에 제공되는 드라이브 트레인, 발전기, 윤활 시스템 및 콘트롤 패널 등의 장치, 또는 이들의 유지 보수 및 교체를 위해 필요한 장치들일 수 있다.The
인양 유닛(400)은 제 1 풀리(410), 제 2 풀리(420), 동력 전달 부재(430), 구동 부재(440), 연결 부재(450) 및 고정 부재(460)를 포함한다.The
제 1 풀리(410)는 나셀(200)에 회전 가능하게 제공되고, 제 2 풀리(420)는 타워(300)의 하단부 외측에 회전 가능하게 제공될 수 있다. 제 1 및 제 2 풀리(410, 420)에는 동력 전달 부재(430)가 감긴다. 동력 전달 부재(430)는 제 1 및 제 2 풀리(410, 420) 사이에서 순환 이동하면서, 제 1 및 제 2 풀리(420, 420) 간에 회전력을 전달한다.The
일 예에 의하면, 동력 전달 부재(430)는 팽팽하게 긴장된 상태로 장력이 걸리는 와이어로 구비될 수 있고, 와이어가 걸쳐지는 제 1 및 제 2 풀리(420, 420)의 외주 면은 마찰력이 증가하도록 표면 처리될 수 있다.According to an example, the
다른 예에 의하면, 도 2에 도시된 바와 같이, 동력 전달 부재(430)는 체인으로 구비될 수 있고, 제 1 및 제 2 풀리(410, 420)의 외주 면에는 체인과 맞물리는 체인 기어(Sprocket, 412, 422)가 형성될 수 있다.2, the
구동 부재(440)는 나셀(200)에 제공되는 제 1 풀리(410)를 회전시킬 수 있다. 본 실시 예에서는, 제 1 풀리(410)가 구동 풀리로서 동작하도록 구동 부재(440)가 제 1 풀리(410)에 연결되는 경우를 예로 들어 설명하지만, 이와 반대로 제 2 풀리(420)가 구동 풀리로서 동작하도록 구동 부재(440)가 제 2 풀리(420)에 연결될 수도 있다.The
연결 부재(450)는 후크 형상으로 제공될 수 있다. 연결 부재(450)는 동력 전달 부재(430), 즉 와이어 또는 체인에 결합되고, 인양되는 물체를 동력 전달 부재(430)에 연결한다.The connecting
고정 부재(460)는, 제 2 풀리(420)를 타워(300)의 하단부에 고정하기 위한 것으로, 고정 링(462), 연결 로드(464) 및 고정 후크(466)를 포함한다.The fixing
고정 링(462)은 원형의 링 형상을 가질 수 있고, 타워(300)의 하단부를 감싸도록 위치한다.The
연결 로드(464)는 고정 링(462)의 원주 방향을 따라 등간격을 이루도록 복수 개 제공될 수 있고, 고정 링(462)과 타워(300)를 연결한다. 연결 로드(464)는 고정 링(462)으로부터 타워(300)의 중심선을 향하는 방향으로 연장될 수 있다. 예를 들어, 연결 로드(464)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 고정 링(462)으로부터 타워(300)의 중심선을 향해 아래쪽으로 경사지게 연장될 수 있고, 이와 달리 타워(300)의 중심선을 향해 수평하게 또는 타워(300)의 중심선을 향해 위쪽으로 경사지게 연장될 수도 있다. 연결 로드(464)의 단부는 타워(300)에 결합된다. A plurality of connecting
고정 후크(466)는 고리 형상을 가질 수 있고, 제 2 풀리(420)에 결합된다. 고정 후크(466)는 타워(300)의 하단부에 결합된 고정 링(462)에 걸쳐지며, 이에 의해 제 2 풀리(420)의 위치가 타워(300)의 하단부에 인접하게 고정될 수 있다.The fixing
한편, 고정 링(462)에는 고정 후크(466)가 안착되는 고정 홈(463)이 형성될 수 있다. 고정 홈(463)은 고정 링(462)의 원주 방향을 따라 등간격을 이루도록 복수 개 형성될 수 있다.Meanwhile, the fixing
상술한 바와 같은 구성을 가지는 인양 유닛(400)이 물체를 나셀(200)로 인양하는 과정을 설명하면 다음과 같다.A process of lifting an object to the
먼저, 인양 물체가 연결 부재(450)에 연결되고, 구동 부재(440)의 회전력에 의해 제 1 풀리(410)가 회전된다. 제 1 풀리(410)의 회전에 의해, 동력 전달 부재(430)가 도 1의 화살표 방향으로 순환 이동하면서 제 2 풀리(420)를 회전시킨다.First, the lifting body is connected to the connecting
이때, 연결 부재(450)에 연결된 인양 물체는 동력 전달 부재(430)의 순환 이동 경로를 따라 나셀(200)을 향해 위쪽으로 이동되고, 최종적으로 나셀(200) 내부로 인양된다.At this time, the lifted object connected to the linking
인양 과정 중에, 인양 물체는 타워(300)로부터 일정 거리 이격된 동력 전달 부재(430)의 순환 이동 경로를 따라 이동하므로, 인양 물체가 바람 등의 외부 조건에 의해 타워(300)에 충돌되는 것을 방지할 수 있다.During the lifting process, the lifted object moves along the circulation path of the
이상, 본 발명의 실시 예들에 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 described in connection with certain exemplary embodiments thereof, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the present invention as defined in the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
10: 풍력 발전기 100: 로터
200: 나셀 300: 타워
400: 인양 유닛 410: 제 1 풀리
420: 제 2 풀리 430: 동력 전달 부재
440: 구동 부재 450: 연결 부재
460: 고정 부재 462: 고정 링
464: 연결 로드 466: 고정 후크10: Wind power generator 100: Rotor
200: Nasser 300: Tower
400: lifting unit 410: first pulley
420: second pulley 430: power transmitting member
440: driving member 450: connecting member
460: Fixing member 462: Fixing ring
464: connection rod 466: fixed hook
Claims (6)
상기 나셀에 제공되는 제 1 풀리;
상기 풍력 발전기의 타워 외측에 제공되는 제 2 풀리;
상기 제 1 풀리 또는 상기 제 2 풀리를 회전시키는 구동 부재;
상기 제 1 및 제 2 풀리에 감겨 순환 이동하며, 상기 제 1 및 제 2 풀리 간에 회전력을 전달하는 동력 전달 부재;
상기 물체를 상기 동력 전달 부재에 연결하는 연결 부재; 및
상기 제 2 풀리를 상기 타워의 하단부에 고정하는 고정 부재를 포함하고,
상기 고정 부재는,
상기 타워를 감싸고, 상기 타워의 하단부에 결합되는 고정 링; 및
상기 제 2 풀리에 결합되고, 상기 고정 링에 걸리는 고정 후크를 포함하는, 인양 유닛.In a lifting unit for lifting an object by a nacelle of a wind power generator,
A first pulley provided in the nacelle;
A second pulley provided outside the tower of the wind power generator;
A driving member for rotating the first pulley or the second pulley;
A power transmitting member wound around the first and second pulleys for circulating movement and transmitting rotational force between the first and second pulleys;
A connecting member connecting the object to the power transmitting member; And
And a fixing member for fixing the second pulley to a lower end portion of the tower,
Wherein:
A stationary ring surrounding the tower and coupled to a lower end of the tower; And
And a securing hook coupled to the second pulley and engaged with the securing ring.
상기 동력 전달 부재는 팽팽하게 긴장된 상태로 장력이 걸리는 와이어로 구비되는, 인양 유닛.The method according to claim 1,
Wherein the power transmitting member is provided with a wire which is tensioned in a taut and taut state.
상기 제 1 및 제 2 풀리의 외주 면에는 체인 기어(Sprocket)가 형성되고,
상기 동력 전달 부재는 상기 체인 기어와 맞물리는 체인으로 구비되는, 인양 유닛.The method according to claim 1,
Sprockets are formed on outer peripheral surfaces of the first and second pulleys,
And the power transmitting member is provided with a chain engaged with the chain gear.
상기 고정 링에는 상기 고정 후크가 안착되는 고정 홈이 형성되는, 인양 유닛.The method according to claim 1,
Wherein the fixing ring is formed with a fixing groove on which the fixing hook is seated.
상기 로터가 회전 가능하게 결합되는 나셀;
상기 나셀을 지지하는 타워; 및
상기 나셀로 물체를 인양하는, 상기 제 1 항 내지 제 3 항 및 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 인양 유닛을 포함하는, 풍력 발전기.A rotor including a hub and a plurality of blades coupled to the hub;
A nacelle to which the rotor is rotatably coupled;
A tower for supporting the nacelle; And
And a lifting unit according to any one of claims 1 to 3 and 5 for lifting an object with the nacelle.
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