KR101400201B1 - Wind power generator - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 풍력 발전기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 바람의 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 풍력 발전기에 관한 것이다.The present invention relates to a wind power generator, and more particularly, to a wind power generator that converts kinetic energy of wind into electric energy.
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. 허브는, 전방에서 불어오는 바람에 의해, 블레이드와 함께 회전하면서 기계적 에너지를 생성하고, 이 기계적 에너지는 나셀의 발전기에 의해 전기 에너지로 변환된다.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. The hub rotates with the blades and generates mechanical energy by the wind blowing from the front, and this mechanical energy is converted into electric energy by the generator of the nacelle.
한편, 작업자는 나셀 상부에서 여러 가지 유지 보수 작업을 진행하게 되는데, 작업의 진행 중 나셀 내부에서 화재가 발생하면 작업자는 나셀 내부의 탈출 시스템으로 접근할 수 없어, 인명 사고가 발생할 수 있는 문제점이 있었다.On the other hand, the worker performs various maintenance work at the upper part of the nacelle. If a fire occurs inside the nacelle while the work is in progress, the worker can not access the nacelle escape system, .
본 발명의 실시 예는, 나셀 및 타워의 외부를 통해 나셀 상부로부터 지상으로 탈출할 수 있는 풍력 발전기를 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a wind power generator capable of escaping from the top of a nacelle to the ground through the outside of a nacelle and a tower.
본 발명의 일 측면에 따르면, 허브 및 상기 허브에 결합되는 복수 개의 블레이드를 포함하는 로터; 상기 로터가 회전 가능하게 결합되는 나셀; 상기 나셀을 지지하는 타워; 상기 나셀의 외측에 결합되는 나셀 사다리; 상기 타워의 외측에 결합되는 플랫폼; 및 상기 나셀 사다리와 상기 플랫폼 사이에 연결 통로를 제공하도록 상기 나셀 사다리에 연결되는 연결 사다리를 포함하는, 풍력 발전기가 제공될 수 있다.According to an aspect of the 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; A nacelle ladder coupled to the outside of the nacelle; A platform coupled to the outside of the tower; And a connecting ladder connected to the nacelle ladder to provide a connecting passage between the nacelle ladder and the platform.
상기 풍력 발전기는, 상기 타워를 감싸는 링 형상을 가지고, 상기 플랫폼 위쪽의 상기 타워 외벽에 제공되는 가이드 레일; 및 일단이 상기 연결 사다리에 결합되고, 타단이 상기 가이드 레일에 슬라이딩 가능하게 결합되는 연결 로드를 더 포함할 수 있다.The wind power generator includes a guide rail having a ring shape surrounding the tower and provided on the outer wall of the tower above the platform; And a connection rod having one end coupled to the connection ladder and the other end slidably coupled to the guide rail.
상기 풍력 발전기는, 상기 플랫폼의 아래에 위치하고, 상기 타워의 외측에 결합되는 타워 사다리를 더 포함할 수 있다.The wind power generator may further include a tower ladder positioned below the platform and coupled to the outside of the tower.
상기 나셀 사다리는 상기 나셀을 등지고 오르내릴 수 있도록 상기 나셀로부터 이격되고, 상기 타워 사다리는 상기 타워를 등지고 오르내릴 수 있도록 상기 타워로부터 이격될 수 있다.The nacelle ladder may be spaced from the nacelle so that the nacelle can be raised or lowered, and the tower ladder may be spaced apart from the tower so that the tower ladder can be lifted up and down.
본 발명의 실시 예에 따르면, 나셀 및 타워의 외부를 통해 나셀 상부로부터 지상으로 탈출할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to escape from the top of the nacelle to the ground through the outside of the nacelle and the tower.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 풍력 발전기의 측면도이다.
도 2는 도 1의 풍력 발전기의 배면도이다.
도 3은 도 2의 A-A'선에 따른 단면도이다.
도 4는 도 3의 가이드 레일 및 연결 로드를 보여주는 도면이다.1 is a side view of a wind turbine according to an embodiment of the present invention.
2 is a rear view of the wind power generator of Fig. 1;
3 is a cross-sectional view taken along the line A-A 'in Fig.
FIG. 4 is a view showing the guide rail and the connection rod of FIG. 3. 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)의 측면도이고, 도 2는 도 1의 풍력 발전기(10)의 배면도이고, 도 3은 도 2의 A-A'선에 따른 단면도이다.FIG. 1 is a side view of a
도 1 내지 도3을 참조하면, 풍력 발전기(10)는 로터(100), 나셀(200), 타워(300) 및 비상 탈출 시스템(400)을 포함한다.1 to 3, a
로터(100)는 나셀(200)의 전방에 회전 가능하게 결합되고, 나셀(200)은 타워(300)에 의해 지지된다. 비상 탈출 시스템(400)은 나셀(200)과 타워(300)의 외부에 설치되고, 나셀(200) 상부로부터 지상으로의 탈출 경로를 제공한다.The
로터(100)는 허브(120) 및 블레이드(140)를 포함한다.The
허브(120)는 후술할 메인 샤프트(220)에 결합되고, 내부가 빈 중공 형상을 가질 수 있다. 허브(120)의 내부에는 피치 시스템(미도시), 윤활 시스템(미도시) 및 각종 센서(미도시) 등이 제공될 수 있다.The
블레이드(140)는 복수 개 제공되며, 허브(120)를 중심으로 방사상으로 배치된다. 블레이드(140)는 익형 단면을 가지고, 전방으로부터 불어오는 바람에 대해 일정한 받음각(angle of attack)을 갖도록 허브(120)에 결합된다.A plurality of
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.The wind blowing from the front of the
나셀(200)은 나셀 커버(210), 메인 샤프트(220), 베어링(230), 기어 박스(240), 발전기(250) 및 메인 프레임(260)을 포함한다.The
나셀 커버(210)는 타워(300)의 상단에 회전 가능하게 결합되고, 메인 샤프트(220), 베어링(230), 기어 박스(240), 발전기(250) 및 메인 프레임(260)을 수용한다. 나셀 커버(210)는 비전도성 재질, 예컨대 섬유 강화 플라스틱(Fiber Reinforced Plastics, FRP) 재질로 제공될 수 있다.The
메인 샤프트(220)는 허브(120)와 기어 박스(240)를 연결하고, 허브(120)와 함께 회전하면서 허브(120)의 회전 에너지를 기어 박스(240)로 전달한다. The
베어링(230)은 메인 샤프트(220)를 회전 가능하게 지지한다.The bearing 230 rotatably supports the
기어 박스(240)는 메인 샤프트(220)에서 입력되는 회전 속도를 발전용 속도로 증가시키고, 이를 출력하여 발전기(250)로 전달한다. The
발전기(250)는 기어 박스(240)에서 출력되는 회전 에너지를 전기 에너지로 변환한다.The
메인 프레임(260)은 베어링(230), 기어 박스(240) 및 발전기(250)를 지지한다.The
타워(300)는 중공 원통 형상을 가지고, 나셀(200)을 회전 가능하게 지지한다. 타워(300)와 나셀(200) 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
타워(300)의 내부에는 전력 변환기(320)가 배치된다. 전력 변환기(320)는 케이블(미도시)에 의해 발전기(250)와 연결된다. 전력 변환기(320)는 발전기(250)에서 생산된 전력을 배전 계통으로 공급하기 적합하게 변환한다. 전력 변환기(320)에서 변환된 전력은 변압기(미도시)로 전달되고, 변압기(미도시)에서 송전 전압으로 조정되어 사용처로 전달된다.A
비상 탈출 시스템(400)은 나셀 사다리(410), 플랫폼(420), 연결 사다리(430), 가이드 레일(440), 연결 로드(450) 및 타워 사다리(460)를 포함한다.The
나셀 사다리(410)는 나셀(200)의 외측에 결합될 수 있다. 예를 들어, 나셀 사다리(410)는 작업자가 나셀(200)을 등지고 오르내릴 수 있도록 나셀(200)로부터 이격되고, 나셀 연결 로드(412)에 의해 나셀(200)에 연결될 수 있다. 나셀 사다리(410)의 중심부에는 생명줄(Lifeline, 414)이 결합되고, 생명줄(414)에는 작업자의 추락을 방지하도록 작업자의 폴-어레스트(Fall-arrest, 미도시)가 체결될 수 있다.The
플랫폼(420)은 발판(422)과 가드 레일(424)을 포함한다. 발판(422)은 링 형상의 원형 플레이트로 구비될 수 있고, 타워(300) 외측 벽의 소정 높이에 결합된다. 가드 레일(424)은, 발판(422)에 위치한 작업자의 추락을 방지하기 위한 것으로, 발판(422)의 외측 가장자리 둘레에 결합될 수 있다.The
연결 사다리(430)는 나셀 사다리(410)와 플랫폼(420) 사이에 연결 통로를 제공한다. 연결 사다리는(430)는 나셀 사다리(410)의 하단으로부터 플랫폼(420)을 향하는 방향으로 기울어질 수 있다. 연결 사다리(430)의 상단부는 커플링 로드(432)에 의해 나셀 사다리(410)의 하단부에 연결되고, 연결 사다리(430)의 하단부는 플랫폼(420)의 가드 레일(424)에 인접하게 위치할 수 있다. 연결 사다리(430)의 중심부에는 생명줄(Lifeline, 434)이 결합되고, 생명줄(434)에는 작업자의 추락을 방지하도록 작업자의 폴-어레스트(Fall-arrest, 미도시)가 체결될 수 있다.The
가이드 레일(440)은 타워(300)를 감싸는 링 형상을 가질 수 있다. 가이드 레일(440)은 복수 개 제공될 수 있고, 복수 개의 가이드 레일(440)은 플랫폼(420) 위쪽의 타워(300) 외측 벽에 높이 방향으로 서로 이격되도록 결합될 수 있다.The
연결 로드(450)는 가이드 레일(440)과 동일한 개수로 제공될 수 있다. 연결 로드(450)는 가이드 레일(440)과 동일한 높이에 수평하게 배치되고, 연결 사다리(430)와 가이드 레일(440)을 연결한다. 즉, 연결 로드(450)의 일단은 연결 사다리(430)에 결합되고, 연결 로드(450)의 타단은 가이드 레일(440)에 결합된다. 연결 로드(450)의 타단은 가이드 레일(440)에 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있고, 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 연결 로드(450)의 타단에는 롤러(452)가 결합될 수 있다. The
나셀(200)이 나셀 요 시스템(Nacelle Yaw System)(미도시)에 의해 회전될 때, 나셀 사다리(410)와 연결 사다리(430)는 나셀(200)과 함께 회전하고, 연결 사다리(430)는 가이드 레일(440)을 따라 이동하는 연결 로드(430)에 의해 지지된다.When the
타워 사다리(460)는 타워(300)의 외측에 결합될 수 있다. 예를 들어, 타워 사다리(460)는 작업자가 타워(300)를 등지고 오르내릴 수 있도록 타워(300)로부터 이격되고, 타워 연결 로드(462)에 의해 타워(300)에 연결될 수 있다. 타워 사다리(460)의 중심부에는 생명줄(Lifeline, 464)이 결합되고, 생명줄(464)에는 작업자의 추락을 방지하도록 작업자의 폴-어레스트(Fall-arrest, 미도시)가 체결될 수 있다.The
나셀(200) 상부에서의 유지 보수 작업 중에, 나셀(200) 내부에 화재가 발생하는 등의 비상 상태가 발생하는 경우, 작업자는 나셀(200) 외부에 제공된 나셀 사다리(410)와 연결 사다리(430)를 통해 타워(300)의 플랫폼(420)으로 탈출하고, 이후 타워 사다리(460)를 통해 지상으로 대피할 수 있다. When an emergency such as a fire occurs in 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: 비상 탈출 시스템 410: 나셀 사다리
420: 플랫폼 430: 연결 사다리
440: 가이드 레일 450: 연결 로드
460: 타워 사다리10: Wind power generator 100: Rotor
200: Nasser 300: Tower
400: emergency escape system 410: nacelle ladder
420: Platform 430: Connection ladder
440: Guide rail 450: Connection rod
460: Tower ladder
Claims (4)
상기 로터가 회전 가능하게 결합되는 나셀;
상기 나셀을 지지하는 타워;
상기 나셀의 외측에 결합되는 나셀 사다리;
상기 타워의 외측에 결합되는 플랫폼;
상기 나셀 사다리와 상기 플랫폼 사이에 연결 통로를 제공하도록 상기 나셀 사다리에 연결되는 연결 사다리;
상기 타워를 감싸는 링 형상을 가지고, 상기 플랫폼 위쪽의 상기 타워 외벽에 제공되는 가이드 레일; 및
일단이 상기 연결 사다리에 결합되고, 타단이 상기 가이드 레일에 슬라이딩 가능하게 결합되는 연결 로드를 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;
A nacelle ladder coupled to the outside of the nacelle;
A platform coupled to the outside of the tower;
A connecting ladder connected to the nacelle ladder to provide a connecting passage between the nacelle ladder and the platform;
A guide rail having a ring shape surrounding the tower and provided on an outer wall of the tower above the platform; And
And a connecting rod having one end coupled to the connecting ladder and the other end slidably coupled to the guide rail.
상기 플랫폼의 아래에 위치하고, 상기 타워의 외측에 결합되는 타워 사다리를 더 포함하는, 풍력 발전기.The method according to claim 1,
And a tower ladder positioned below the platform and coupled to the outside of the tower.
상기 나셀 사다리는 상기 나셀을 등지고 오르내릴 수 있도록 상기 나셀로부터 이격되고,
상기 타워 사다리는 상기 타워를 등지고 오르내릴 수 있도록 상기 타워로부터 이격되는, 풍력 발전기.The method of claim 3,
The nacelle ladder is spaced apart from the nacelle so that the nacelle can be raised or lowered,
Wherein the tower ladder is spaced apart from the tower so that the tower can be lifted up and down.
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