KR101588676B1 - 허브 풀링 장치 - Google Patents

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KR101588676B1
KR101588676B1 KR1020140118353A KR20140118353A KR101588676B1 KR 101588676 B1 KR101588676 B1 KR 101588676B1 KR 1020140118353 A KR1020140118353 A KR 1020140118353A KR 20140118353 A KR20140118353 A KR 20140118353A KR 101588676 B1 KR101588676 B1 KR 101588676B1
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KR
South Korea
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main shaft
wind
wind speed
blade
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KR1020140118353A
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박진우
공덕환
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

허브 풀링 장치가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 허브 풀링 장치는, 풍력 발전기로 부는 바람의 풍속을 감지하는 감지부; 상기 풍력 발전기의 메인 샤프트 및 허브를 이동시키는 구동부; 및 상기 감지부에 의해 감지된 풍속에 따라 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

허브 풀링 장치{HUB PULLING APPARATUS}
본 발명은 허브 풀링 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 각도를 틀어 설치되었던 풍력 발전기의 블레이드를 각도를 틀지 않고 설치하기 위한 허브 풀링 장치에 관한 것이다.
최근, 화석연료의 고갈 및 고비용, 환경 오염 등의 이유로 인해 조력, 태양력, 풍력 등과 같은 신재생 에너지에 대한 관심이 고조되고 있다. 화석 연료를 대체하는 대체 에너지원 중 경제성이 높은 풍력 발전기가 각광받고 있다. 풍력 발전기의 일례로 풍차가 예로부터 널리 이용되어 왔으며, 풍차는 바람의 운동 에너지를 회전 에너지로 변환시켜 발전한다.
일반적으로, 풍력 발전기는 바람이 불어 블레이드(blade)가 회전하면, 블레이드의 회전력을 이용하여 발전을 하게 된다.
도 1은 종래의 풍력 발전기를 도시한 도면이다. 또한, 도 2는 종래의 풍력 발전기를 측면에서 바라본 도면이다. 그리고, 도 3은 도 1 및 도 2의 종래의 풍력 발전기에서 타워와의 이격을 위한 블레이드의 형상을 단순화한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 일반적인 풍력 발전기(1)는 복수의 블레이드(5), 복수의 블레이드(5)가 연결되는 허브(4), 허브(4)가 회전 가능하게 연결되는 나셀(3), 나셀(3)을 지지하는 타워(2)로 이루어진다. 복수의 블레이드(5)가 허브(4)를 중심으로 배치되어, 블레이드(5)에 풍력이 작용하여 회전함으로써, 나셀(3)에서 전기가 생산된다.
이러한 풍력 발전기(1)는 설치되는 지역에서 풍향이 많은 곳을 향하여 설치되며, 허브(4)에 설치되는 블레이드(5)의 경우 타워(2)나 다른 구조물과는 다르게 연성이 있는데, 강한 바람이 불게 되면 바람이 부는 반대쪽으로 휘는 경향이 있다. 이 때문에 풍력 발전기(1)의 설계 시, 블레이드(5)를 바람 부는 앞쪽으로 각도를 틀어서 설치하게 되며, 이 틀어진 각도를 cone angle이라 한다. 이는 블레이드(5)의 고속 회전 시, 블레이드(5)의 연성으로 인해, 블레이드(5)가 뒤로 휘어져서 타워(2)에 충돌하는 현상을 방지하기 위함이다.
예를 들어, 도 3에 도시한 바와 같이, 블레이드(5)는 타워(2)와 일정 거리를 유지하여야 하며, 블레이드(5)에 cone angle을 두어 허브(4)와 수평이 아닌 바람이 부는 방향 쪽으로 각도를 비틀어 설치한다. 즉, 타워(2)와 허브(4)의 최대 거리인 a(Minimum tower clearance)와, 타워(2)와 블레이드(5)의 최대 거리인 b(Static clearance)가 타워(2)의 높이에 따른 비례 관계에 있지 않고, 타워(2)와 블레이드(5)의 이격 거리가 타워(2)의 높이에 따라 선형적으로 증가하게 설계된다.
그러나, 블레이드(5)의 각도를 틀지 않았을 때에 비해, 블레이드(5)가 바람의 압력을 덜 받을 수 있어 풍력 발전기(1)의 발전 효율이 저하될 수 있다.
한국 공개특허 제2013-0046858호 (2013.05.08. 공개) 일본 공개특허 제2011-169239호 (2011.09.01. 공개)
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 풍력 발전기의 블레이드 각도를 틀지 않고 설치하기 위해, 블레이드의 연성을 커버할 수 있도록 타워의 전방으로 허브의 이동이 가능한 허브 풀링 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 허브 풀링 장치는, 풍속을 감지하는 감지부; 풍력 발전기의 메인 샤프트 및 허브를 이동시키는 구동부; 및 상기 감지부에 의해 감지된 풍속에 따라 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 감지부는, 상기 풍력 발전기의 블레이드 및 허브 중 적어도 하나의 전면에 설치되는 풍속 감지 센서를 포함할 수 있다.
또한, 상기 구동부는, 상기 메인 샤프트에 연결되는 풀링 롤과, 상기 풀링 롤을 회전시켜 상기 메인 샤프트를 선형 이동시키는 구동 드라이브를 포함할 수 있다.
또한, 상기 구동 드라이브는, 상기 메인 샤프트를 중심으로 상기 풀링 롤의 양측에 각각 배치될 수 있다.
또한, 상기 메인 샤프트의 일측에 길이 방향으로 랙 기어가 형성되며, 상기 구동부는 상기 랙기어와 맞물리는 피니언 기어와, 상기 피니언 기어를 회전시키는 구동 모터를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제어부는, 상기 풍속이 소정 속도 이상이면 상기 메인 샤프트 및 허브를 전방으로 이동시키고, 상기 풍속이 상기 소정 속도 미만이면 상기 메인 샤프트 및 허브를 후방으로 이동시키도록 제어할 수 있다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명에 따르면, 풍력 발전기의 블레이드 각도를 틀지 않고 설치하기 위해, 블레이드의 연성을 커버할 수 있도록 타워의 전방으로 허브를 이동시킬 수 있다.
또한, 각도를 틀어 설치되었던 블레이드를 각도를 틀지 않고 설치함으로써, 블레이드는 정 방향에서 불어오는 바람의 효과를 극대화하여 받을 수 있게 되고, 이에 따라 발전기의 효율을 증대시킬 수 있다.
도 1은 종래의 풍력 발전기를 입체적으로 도시한 도면이다.
도 2는 종래의 풍력 발전기를 측면에서 바라본 도면이다.
도 3은 도 1 및 도 2의 종래의 풍력 발전기에서 타워와의 이격을 위한 블레이드의 형상을 단순화한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 허브 풀링 장치의 구성도이다.
도 5는 도 4의 허브 풀링 장치에서 풍속 감지 센서가 풍력 발전기에 설치되는 위치를 도시한 도면이다.
도 6은 도 4의 허브 풀링 장치에서 구동부를 입체적으로 상세히 도시한 도면이다.
도 7은 도 4의 허브 풀링 장치에서 상면에서 바라 본 구동부를 도시한 도면이다.
도 8은 도 4의 허브 풀링 장치에서 상면에서 바라 본 구동부의 동작에 따른 허브 및 메인 샤프트가 전방으로 이동하는 것을 도시한 도면이다.
도 9는 도 4의 허브 풀링 장치에서 구동부의 동작에 따른 허브 및 메인 샤프트가 전방으로 이동하는 것을 입체적으로 도시한 도면이다.
도 10은 도 4의 허브 풀링 장치에서 상면에서 바라 본 구동부의 동작에 따른 허브 및 메인 샤프트가 후방으로 이동하는 것을 도시한 도면이다.
도 11은 도 4의 허브 풀링 장치에서 구동부의 동작에 따른 허브 및 메인 샤프트가 후방으로 이동하는 것을 입체적으로 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 허브 풀링 장치를 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 여러 실시예에 따른 허브 풀링 장치가 적용된 경우, 풍력 발전기에서 타워와의 이격을 위한 블레이드의 형상을 단순화한 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 허브 풀링 방법의 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 대하여 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 허브 풀링 장치의 구성도이다. 또한, 도 5는 도 4의 허브 풀링 장치에서 풍속 감지 센서가 풍력 발전기에 설치되는 위치를 도시한 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 허브 풀링 장치는, 풍력 발전기(10)로 부는 바람의 풍속을 감지하는 감지부(110), 상기 풍력 발전기(10)의 메인 샤프트(미도시) 및 허브(14)를 이동시키는 구동부(120), 및 상기 감지부(110)에 의해 감지된 풍속에 따라 상기 구동부(120)를 제어하는 제어부(130)를 포함한다.
예를 들어, 바람이 일정 속도 이상이 되어 블레이드(15)가 타워에 간섭을 일으킬 수 있을 경우, 허브(14)와 메인 샤프트를 타워(12)의 전방으로 밀어 블레이드(15)와 타워(12) 간에 간섭을 방지한다. 이렇게 함으로써, 블레이드(15)의 연성을 감안한 타워(12) 이격 설치 각도를 좁게 할 수 있게 된다. 바람이 어느 속도 이하로 내려와서 블레이드(15)가 타워(12)에 간섭을 일으키지 않을 경우, 위와 반대로 허브(14)와 메인 샤프트를 타워(12)의 후방으로 밀어 타워(12)와 이격되었던 허브(14)와 메인 샤프트를 나셀(13) 안쪽으로 거둬 들인다.
구체적으로, 감지부(110)에 의해 감지된 풍속이 소정 속도 이상이면, 제어부(130)가 구동부(120)를 제어하여 메인 샤프트 및 허브(14)를 전방으로 이동시킨다. 또는, 감지부(110)에 의해 감지된 풍속이 소정 속도 미만이면, 제어부(130)가 구동부(120)를 제어하여 메인 샤프트 및 허브(14)를 후방으로 이동시킨다.
이에 따라, 바람이 부는 방향으로 틀어져야 했던 종래의 블레이드로 인해 발전기의 효율을 저감시키는 일을 방지할 수 있고, 발전기 효율을 증가시킬 수 있다.
도 5에 도시한 바와 같이, 감지부(110)는 풍력 발전기(10)의 복수의 블레이드(15) 및 허브(14) 중 적어도 하나의 전면에 설치되는 적어도 하나의 풍속 감지 센서(112)를 포함할 수 있다. 풍속에 따라 허브(14)와 메인 샤프트를 전후방으로 이동시키므로, 풍속의 정확한 측정이 중요하며, 이에 따라 풍속 감지 센서(112)를 블레이드(15)의 전면이나 허브(14)의 중앙 전면에 설치하는 것이 바람직하다. 또한, 풍속 감지 센서(112)를 각 블레이드(15)에 적어도 하나 이상 설치하여 더욱 정확한 풍속을 측정할 수 있다.
일반적으로, 블레이드(15)의 일면에는 가압면(pressure surface)이 형성되며, 이면에는 부압면(132; suction surface)이 형성되어, 블레이드(15)가 일방향으로 회전하게 된다. 이에 따라, 블레이드(15)의 회전 방향에 따라서 선행하는 에지인 리딩 에지(leading edge)와, 후행하는 에지인 트레일링 에지(trailing edge)가 형성되므로, 블레이드(15)의 리딩 에지에 풍속 감지 센서(112)가 설치되는 것이 바람직하다. 또한, 블레이드(15)에 복수의 풍속 감지 센서(112)가 설치되는 경우, 각 풍속 감지 센서(112) 간의 이격 거리가 동일하게 풍속 감지 센서(112)가 설치될 수 있다.
도 6은 도 4의 허브 풀링 장치에서 구동부를 입체적으로 상세히 도시한 도면이다. 또한, 도 7은 도 4의 허브 풀링 장치에서 상면에서 바라 본 구동부를 도시한 도면이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 구동부(120)는 메인 샤프트(16)에 연결되는 풀링 롤(122)과, 상기 풀링 롤(122)을 회전시켜 상기 메인 샤프트(16)를 선형 이동시키는 구동 드라이브(124)를 더 포함할 수 있다. 구동 드라이브(124)는 풀링 롤(122)에 하나만 연결될 수도 있으나, 메인 샤프트(16)를 중심으로 풀링 롤(122)의 양측에 구동 드라이브(124)가 각각 배치되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 허브(14)와 가까운 나셀(13)의 전방 메인 샤프트(16)의 양 옆에 2개의 허브 풀링용 구동 드라이브(124)를 설치한다.
풀링 롤(122) 및 구동 드라이브(124)의 외주연에는 서로 맞물리기 위한 복수의 기어치가 각각 형성될 수 있다. 구동 드라이브(124)가 회전함에 따라 구동 드라이브(124)의 기어치와 맞물린 풀링 롤(122)이 회전하고, 풀링 롤(122)이 회전함에 따라 풀링 롤(122)과 연결된 메인 샤프트(16)가 전방 또는 후방으로 이동할 수 있다. 도시하지는 않았으나, 풀링 롤(122)의 하부는 메인 샤프트(16)와 랙/피니언 방식 등으로 연결되어 풀링 롤(122)의 회전 운동이 메인 샤프트(16)의 직선 운동으로 변환될 수 있다. 메인 샤프트(16)가 직선 왕복 운동을 함에 따라, 상기 메인 샤프트(16)에 연결된 허브(14)가 상기 메인 샤프트(16)와 동일한 방향으로 직선 운동을 하게 된다.
도 8은 도 4의 허브 풀링 장치에서 상면에서 바라 본 구동부의 동작에 따른 허브 및 메인 샤프트가 전방으로 이동하는 것을 도시한 도면이며, 도 9는 도 4의 허브 풀링 장치에서 구동부의 동작에 따른 허브 및 메인 샤프트가 전방으로 이동하는 것을 입체적으로 도시한 도면이다. 또한, 도 10은 도 4의 허브 풀링 장치에서 상면에서 바라 본 구동부의 동작에 따른 허브 및 메인 샤프트가 후방으로 이동하는 것을 도시한 도면이며, 도 11은 도 4의 허브 풀링 장치에서 구동부의 동작에 따른 허브 및 메인 샤프트가 후방으로 이동하는 것을 입체적으로 도시한 도면이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 일정 바람 속도 이상이 되어 블레이드(15)가 타워(12)에 부딪힐 것으로 판단되면 허브(14)와 메인 샤프트(16)를 앞쪽으로 밀어준다. 그렇게 되면, 블레이드(15)의 연성을 감안하여 블레이드(15)를 비틀어 설치하여야 하는 것에서 벗어나, 블레이드(15)를 비틀어 설치하지 않아도 된다.
또한, 도 10 및 도 11을 참조하면, 바람이 어느 속도 이하로 내려와서 블레이드(15)가 타워(12)에 간섭이 안 된다고 판단될 때에는 위와 반대로 구동 드라이브(124)를 반대로 회전시켜 앞으로 이동하였던 허브(14)와 메인 샤프트(16)를 나셀(13)의 안쪽으로 이동시킨다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 허브 풀링 장치를 도시한 도면이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 허브 풀링 장치는, 본 발명의 일 실시예에 따른 허브 풀링 장치와 구동부(120)의 구성만 다르므로, 이에 관련되지 않은 다른 상세한 설명은 생략하도록 한다.
도 12를 참조하면, 메인 샤프트(16)의 일측에 길이 방향으로 랙 기어(162)가 형성되며, 구동부(120)는 상기 랙 기어(162)와 맞물리는 피니언 기어(126)와, 상기 피니언 기어(126)를 회전시키는 구동 모터(128)를 더 포함할 수 있다. 즉, 풀링 롤(122)을 별도로 설치하지 않고, 메인 샤프트(16)에 길이 방향으로 복수의 기어치를 형성하여 구동 모터(128)의 회전에 따라 회전하는 피니언 기어(126)의 회전 운동을 랙 기어(162)가 전달받아 직선 운동으로 변환하여 메인 샤프트(16)를 직선 운동시킨다.
도 12에서, 메인 샤프트(16)의 양측에 길이 방향으로 랙 기어(162)가 형성되고, 상기 랙 기어(162)에 연결되는 피니언 기어(126)가 메인 샤프트(16)의 양측에 배치된 것으로 도시되었으나, 이에만 제한되지 않음은 당업자에게 자명하다 할 것이다. 예를 들어, 메인 샤프트(16)의 일측에만 랙 기어(162)가 형성되어 피니언 기어(126)가 하나만 메인 샤프트(16)의 일측에 배치될 수도 있다.
도 13은 본 발명의 여러 실시예에 따른 허브 풀링 장치가 적용된 경우, 풍력 발전기에서 타워와의 이격을 위한 블레이드의 형상을 단순화한 도면이다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 여러 실시예에 따른 허브 풀링 장치를 통해, 허브(14)와 메인 샤프트(16)를 풍력 발전기(10)의 전후방으로 왕복 이동 시킬 수 있으므로, Cone angle을 적용하여 각도를 틀어 설치되었던 블레이드(15)를 Cone angle을 적용하지 않음으로써, 블레이드(15)는 정 방향에서 불어오는 바람의 효과를 극대화 하여 받을 수 있게 되고, 이에 따라 발전 효율도 극대화 할 수 있게 된다. 즉, 블레이드(15)와 타워(12)의 이격 거리(c)를 자유로이 조절할 수 있어, Cone angle을 적용하지 않아도 되고, 이에 따라 블레이드(5)가 바람의 압력을 최대로 받을 수 있게 된다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 허브 풀링 방법의 순서도이다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 허브 풀링 방법은, 풍력 발전기(10)로 부는 바람의 풍속을 감지하고(S10), 상기 풍속에 기초하여 상기 풍력 발전기(10)의 메인 샤프트(16) 및 허브(14)를 이동시키게 된다. 이때, 메인 샤프트(16) 및 허브(14)를 이동시키는 경우, 풍속이 소정 속도 이상이면(S20, Y) 제어부(130)가 구동부(120)로 정회전 신호를 주어(S30) 상기 메인 샤프트(16) 및 허브(14)를 전방으로 이동시킨다(S40). 또는, 상기 풍속이 상기 소정 속도 미만이면(S20, N) 제어부(130)가 구동부(120)로 역회전 신호를 주어(S35) 상기 메인 샤프트(16) 및 허브(14)를 후방으로 이동시킨다(S45).
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 풍력 발전기
12: 타워 13: 나셀
14: 허브 15: 블레이드
16: 메인 샤프트
100: 허브 풀링 장치
110: 감지부 112: 풍속 감지 센서
120: 구동부 122: 풀링 롤
124: 구동 드라이브 126: 피니언 기어
128: 구동 모터 130: 제어부
162: 랙 기어

Claims (6)

  1. 풍속을 감지하는 감지부;
    풍력 발전기의 메인 샤프트 및 허브를 이동시키는 구동부; 및
    상기 감지부에 의해 감지된 풍속에 따라 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함하되,
    상기 구동부는, 상기 메인 샤프트에 연결되는 풀링 롤과, 상기 풀링 롤을 회전시켜 상기 메인 샤프트를 선형 이동시키는 구동 드라이브를 포함하는, 허브 풀링 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 감지부는, 상기 풍력 발전기의 블레이드 및 허브 중 적어도 하나의 전면에 설치되는 풍속 감지 센서를 포함하는, 허브 풀링 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 구동 드라이브는, 상기 메인 샤프트를 중심으로 상기 풀링 롤의 양측에 각각 배치되는, 허브 풀링 장치.
  5. 풍속을 감지하는 감지부;
    풍력 발전기의 메인 샤프트 및 허브를 이동시키는 구동부; 및
    상기 감지부에 의해 감지된 풍속에 따라 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함하되,
    상기 구동부는, 상기 메인 샤프트의 일측에 길이 방향으로 형성되는 랙 기어와 맞물리는 피니언 기어와, 상기 피니언 기어를 회전시키는 구동 모터를 포함하는, 허브 풀링 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 풍속이 소정 속도 이상이면 상기 메인 샤프트 및 허브를 전방으로 이동시키고, 상기 풍속이 상기 소정 속도 미만이면 상기 메인 샤프트 및 허브를 후방으로 이동시키도록 제어하는, 허브 풀링 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110145444A (zh) * 2019-05-09 2019-08-20 东南大学 一种叶轮前测风装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005304243A (ja) * 2004-04-15 2005-10-27 Yasuhisa Choshoin 風速可変式多極型発電機
JP2011169239A (ja) 2010-02-18 2011-09-01 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 風力発電装置
KR20130046858A (ko) 2011-10-28 2013-05-08 엘에스전선 주식회사 풍력 발전기 블레이드 감시 시스템 및 이를 이용한 감시 방법
KR101314811B1 (ko) * 2011-09-23 2013-10-04 삼성중공업 주식회사 풍력 발전기의 풍향 풍속 측정장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005304243A (ja) * 2004-04-15 2005-10-27 Yasuhisa Choshoin 風速可変式多極型発電機
JP2011169239A (ja) 2010-02-18 2011-09-01 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 風力発電装置
KR101314811B1 (ko) * 2011-09-23 2013-10-04 삼성중공업 주식회사 풍력 발전기의 풍향 풍속 측정장치
KR20130046858A (ko) 2011-10-28 2013-05-08 엘에스전선 주식회사 풍력 발전기 블레이드 감시 시스템 및 이를 이용한 감시 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110145444A (zh) * 2019-05-09 2019-08-20 东南大学 一种叶轮前测风装置

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