KR101966993B1 - 방음 수단을 구비한 풍력 터빈 발전기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 방음 수단을 구비한 풍력 터빈 발전기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 풍력 터빈 타워와, 풍력 터빈 타워의 상부에 안착 된 나셀(Nacelle) 및 나셀에 회전 가능하게 연결된 복수의 로터 블레이드를 구비하는 풍력 터빈 발전기로서, 나셀의 내부에 설치되며, 나셀의 내부에서 발생하는 기계적인 소음이 외부로 유출되는 것을 차단하는 방음 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 방음 수단을 구비한 풍력 터빈 발전기에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 나셀 내부의 기어박스에서 발생하는 기계적인 소음이 외부로 유출되는 것을 방지함으로써 소음으로 인한 풍력 터빈 발전기 설치 지역의 민원이 감소 되는 효과가 있다.

Description

방음 수단을 구비한 풍력 터빈 발전기{Wind turbine generator system with sound insulation means}
본 발명은 풍력 터빈 발전기에 관한 것으로서, 특히 나셀 내부의 기어박스에서 발생하는 기계적인 소음이 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있는 방음 수단을 구비한 풍력 터빈 발전기에 관한 것이다.
최근 유가의 급격한 상승 경험과 함께 풍력 발전기 개발은 국내의 경우도 신 재생에너지 분야의 개척 필요성과 함께 에너지 사업에 중요한 화두가 되고 있다.
현재 약 97% 이상의 에너지원을 해외에서 수입하고 있는 우리나라에서 풍력에너지의 활용은 원유 수입 절감을 통한 단순한 외화 절약뿐만 아니라 화석연료의 고갈에 대비하는 재생 가능한 에너지원 확보, 비산유국으로서 에너지자립 등을 위해 반드시 필요하다.
신 재생에너지 산업은 전 지구적 환경산업으로, 경제협약으로 발전 되고 있는 기후변화 협약에 대응하는 가장 확실한 해결책의 하나로 볼 수 있다.
이러한 풍력발전기술은 공기 유동이 가진 운동 에너지의 공기역학적(Aerodynamic) 특성을 이용하여 회전자(Rotor) 블레이드를 회전시켜 기계적 에너지로 변환시키고 이 기계적 에너지로 전기에너지를 얻는 것이다.
풍력 터빈 발전기는 크게 로터 블레이드(Blade)와 나셀 및 풍력 터빈 타워로 구성되며, 지면에 대한 회전축의 방향에 따라 수평형 및 수직형으로 분류된다.
이때, 나셀과 풍력 터빈 타워 사이에는 요 시스템(Yaw system)이 존재하여 바람 방향에 따라 나셀을 회전시킬 수 있도록 되어 있다.
또한, 블레이드 개별과 로터(Rotor) 사이에 피치 시스템(Pitch system)이 있어 풍속에 따라 나셀을 회전시킬 수 있도록 되어 있다.
상기와 같은 풍력 터빈 발전기에 있어서, 로터 블레이드가 바람에 의해 회전하면서 발생하는 소음과, 상기 로터 블레이드의 회전으로 인해 나셀 내부의 기어박스(Gear box)에서 발생하는 소음이 외부로 유출되는 것을 방지하는 것은 중요한 기술적 문제이다.
(0001) 대한민국 등록특허공보 제10-1100088호(2011년 12월 29일 공고) (0002) 대한민국 등록특허공보 제10-1137174호(2012년 04월 19일 공고)
상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 과제는, 나셀 내부의 기어박스에서 발생하는 기계적인 소음이 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있는 방음 수단을 구비한 풍력 터빈 발전기를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 부수적인 과제는, 나셀의 내벽과 흡음패드 간에 사이 공간을 더 형성함으로써 외부로 유출되는 소음을 더욱더 효과적으로 차단할 수 있는 방음 수단을 구비한 풍력 터빈 발전기를 제공하는 데 있다.
상기 과제를 달성하기 위해 안출된 본 발명은, 풍력 터빈 타워와, 상기 풍력 터빈 타워의 상부에 안착 된 나셀(Nacelle) 및 상기 나셀에 회전 가능하게 연결된 복수의 로터 블레이드를 구비하는 풍력 터빈 발전기로서, 상기 나셀의 내부에 설치되며, 상기 나셀의 내부에서 발생하는 기계적인 소음이 외부로 유출되는 것을 차단하는 방음 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 방음 수단은 상부가 개방된 결합홈이 형성된 하부 플레이트, 상기 하부 플레이트의 상측에 위치하며, 상하로 관통된 관통공이 형성되고, 상하면에 제1너트와 제2너트가 각각 위치하는 상부 플레이트, 상기 상부 플레이트의 상부에 안착 되는 소음 방지용 흡음패드, 상기 흡음패드와 상기 제1너트와 상기 상부 플레이트 및 상기 제2너트를 수직으로 관통하여 상기 결합홈에 나사결합되는 볼트 및 상기 볼트의 상단에 나사결합되는 캡을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 방음 수단은 상기 하부 플레이트와 상기 상부 플레이트 간에 소정의 공간부가 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 방음 수단은 상기 하부 플레이트의 하면이 상기 나셀의 내측면에 소정의 접착제에 의해 부착되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 나셀 내부의 기어박스에서 발생하는 기계적인 소음이 외부로 유출되는 것을 방지함으로써 소음으로 인한 풍력 터빈 발전기 설치 지역의 민원이 감소 되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 나셀의 내벽과 흡음패드 간에 사이 공간을 더 형성함으로써 외부로 유출되는 소음을 더욱더 효과적으로 차단하는 효과가 있다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 방음 수단을 구비한 풍력 터빈 발전기에서 나셀에 설치된 방음 수단을 나타낸 예시도,
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 방음 수단을 구비한 풍력 터빈 발전기에서 방음 수단을 나타낸 단면도이다.
이하, 본 발명에 따른 방음 수단을 구비한 풍력 터빈 발전기의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 방음 수단을 구비한 풍력 터빈 발전기에서 나셀에 설치된 방음 수단을 나타낸 예시도 이고, 도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 방음 수단을 구비한 풍력 터빈 발전기에서 방음 수단을 나타낸 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 방음 수단을 구비한 풍력 터빈 발전기는 풍력 터빈 타워와, 상기 풍력 터빈 타워의 상부에 안착 된 나셀(Nacelle) 및 상기 나셀(N)에 회전 가능하게 연결된 복수의 로터 블레이드를 구비한다.
이때, 상기 나셀(N)의 내부에 설치되며, 상기 나셀(N)의 내부에서 발생하는 기계적인 소음, 즉 상기 로터 블레이드의 회전으로 인해 기어박스에서 발생하는 기계적인 소음이 외부로 유출되는 것을 차단하는 방음 수단(100)을 포함하며, 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.
여기서, 상기 방음 수단(100)은 하부 플레이트(110), 상부 플레이트(120), 제1너트(130), 제2너트(140), 흡음패드(150), 볼트(160) 및 캡(170)을 구비한다.
상기 하부 플레이트(110)는 상부가 개방된 결합홈(111)이 형성되는데, 상기 결합홈(111)은 후술하는 볼트(160)의 하단이 나사결합되기 위해 내경을 따라 나선이 형성된다.
이때, 상기 하부 플레이트(110)의 하면은 상기 나셀(N)의 내측면에 부착되는데, 이를 위해 상기 하부 플레이트(110)의 하면은 소정의 접착제(190)가 도포 되고, 상기 접착제(190)로 인해 상기 나셀(N)의 내측면에 고정설치된다.
상기 상부 플레이트(120)는 상기 하부 플레이트(110)의 상측에 위치하게 되는데, 상기 볼트(160)가 관통되기 위해 상하로 관통된 관통공(121)이 형성된다.
여기서, 상기 상부 플레이트(120)의 관통공(121)을 중심으로 상면에는 제1너트(130)가 위치하게 되고, 하면에는 제2너트(140)가 위치하게 된다. 즉, 상기 제1너트(130)와 제2너트(140)는 상기 관통공(121)을 중심으로 상하 서로 마주보며 배치된다.
이때, 상기 하부 플레이트(110)와 상기 상부 플레이트(120) 간에는 공간부(180)가 형성된다. 다시 말해 상기 하부 플레이트(110)와 상부 플레이트(120)는 약 10 내지 20mm 정도의 거리가 유지된 상태로 설치가 되는데, 이는 후술하는 흡음패드(150)가 나셀(N) 내부에서 발생하는 기계적인 소음이 외부로 유출되는 것을 방지하는 효과에 더해서 이렇게 공간부(180)가 형성되면, 흡음성능이 더욱 향상되는 이점이 있다.
이렇게 상기 하부 플레이트(110)와 상기 상부 플레이트(120) 간에 사이 거리를 유지한 상태로 설치될 수 있는 것은 상기 상부 플레이트(120)의 상하부에 위치한 제1너트(130)와 제2너트(140)가 볼트(160)에 너트 체결되기 때문에 가능한 것이다.
즉, 상기 제1너트(130)와 제2너트(140)를 각각 정방향 또는 역방향으로 회전시키면, 상기 하부 플레이트(110)와 상기 상부 플레이트(120) 간의 거리를 조절할 수 있게 된다.
상기 흡음패드(150)는 상기 상부 플레이트(120)의 상면에 안착 되어 설치된다.
상기 흡음패드(150)는 본 발명의 목적인 나셀(N) 내부의 기어박스에서 발생하는 소음이 나셀(N) 내부로 유출되는 것을 방지하기 위한 주된 구성요소로서, 약 40 내지 50mm 의 두께로 이루어진 고밀도 폴리우레탄 재질인 것이 바람직하다. 덧붙여 선택적으로 흡음효과를 높일 수 있도록 상부 또는 하부 또는 상하부가 오목 또는 볼록하게 엠보싱 처리될 수 있다.
상기 볼트(160)는 상기 흡음패드(150)를 상부에서부터 하부로 수직방향으로 관통하여 상기 제1너트(130)와 상기 상부 플레이트(120)의 관통공(121)을 거쳐 상기 제2너트(140)를 관통하여 상기 하부 플레이트(110)의 결합홈(111)에 볼트결합한다.
그리고, 상기 볼트(160)의 상단에 캡(170)이 나사결합되는데, 상기 캡(170)의 상면에는 일자 또는 십자 드라이버의 일단이 삽입할 수 있는 요홈이 더 형성될 수 있다.
이상에서는 본 발명을 바람직한 실시예에 의거하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 아니하고 청구항에 기재된 범위 내에서 변형이나 변경 실시가 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이며, 그러한 변형이나 첨부된 특허청구범위에 속한다 할 것이다.
100: 방음 수단 110: 하부 플레이트
111: 결합홈 120: 상부 플레이트
121: 관통공 130: 제1너트
140: 제2너트 150: 흡음패드
160: 볼트 170: 캡
180: 공간부 190: 접착제
N: 나셀

Claims (10)

  1. 풍력 터빈 타워와, 상기 풍력 터빈 타워의 상부에 안착 된 나셀(Nacelle) 및 상기 나셀(N)에 회전 가능하게 연결된 복수의 로터 블레이드를 구비하는 풍력 터빈 발전기로서,
    상기 나셀(N)의 내벽에 고정 설치되며, 상기 나셀(N)의 내부에서 발생하는 기계적인 소음이 외부로 유출되는 것을 차단하는 방음 수단(100)을 포함하며,
    상기 방음 수단(100)은, 상기 나셀(N)의 내벽에 고정된 소음 방지용 흡음패드(150)와 상기 나셀(N)의 내측면과 상기 흡음 패드(150) 사이에 설치된 하부 플레이트(110)와 상부 플레이트(120)를 포함하고,
    상기 흡음 패드(150)는 상기 상부 플레이트(120)의 상부에 안착되되, 상기 하부 플레이트(110)와 상기 상부 플레이트(120)는 볼트(160)에 의하여 이격 설치되며,
    상기 하부 플레이트(110)에는 상부가 개방된 결합홈(111)이 형성되고, 상기 볼트(160)는 상기 흡음패드(150)와 상기 상부 플레이트(120)를 관통하여 상기 결합홈(111)에 나사결합된 것을 특징으로 하는 방음 수단을 구비한 풍력 터빈 발전기.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 흡음 패드(150)는 상기 나셀(N)의 내벽에서 공간부(180)를 두고 이격 설치된 것을 특징으로 하는 방음 수단을 구비한 풍력 터빈 발전기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 흡음 패드(150)는 폴리우레탄 재질로 이루어지며, 상기 흡음 패드(150)의 상부 또는 하부가 오목 또는 볼록하게 엠보싱 처리된 것을 특징으로 하는 방음 수단을 구비한 풍력 터빈 발전기.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 풍력 터빈 타워와, 상기 풍력 터빈 타워의 상부에 안착 된 나셀(Nacelle) 및 상기 나셀(N)에 회전 가능하게 연결된 복수의 로터 블레이드를 구비하는 풍력 터빈 발전기로서,
    상기 나셀(N)의 내벽에 고정 설치되며, 상기 나셀(N)의 내부에서 발생하는 기계적인 소음이 외부로 유출되는 것을 차단하는 방음 수단(100)을 포함하며,
    상기 방음 수단(100)은, 상기 나셀(N)의 내벽에 고정된 소음 방지용 흡음패드(150)와 상기 나셀(N)의 내측면과 상기 흡음 패드(150) 사이에 설치된 하부 플레이트(110)와 상부 플레이트(120)를 포함하고,
    상기 흡음 패드(150)는 상기 상부 플레이트(120)의 상부에 안착되되, 상기 하부 플레이트(110)와 상기 상부 플레이트(120)는 볼트(160)에 의하여 이격 설치되며,
    상기 상부 플레이트(120)에는 상기 볼트(160)가 관통하는 관통공(121)이 형성되고, 상기 상부 플레이트(120)의 상면에는 제1너트(130)가 위치하고, 상기 상부 플레이트(120)의 하면에는 제2너트(140)가 위치하며, 상기 제1너트(130)와 제2너트(140)는 상기 볼트(160)에 체결된 것을 특징으로 하는 방음 수단을 구비한 풍력 터빈 발전기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 볼트(160)의 상단에는 캡(170)이 나사결합 설치되고,
    상기 흡음 패드(150)는 상기 캡(170)과 상기 상부 플레이트(120) 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 방음 수단을 구비한 풍력 터빈 발전기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 방음 수단(100)은,
    상기 하부 플레이트(110)의 하면이 상기 나셀(N)의 내벽에 접착제(190)에 의해 부착되는 것을 특징으로 하는 방음 수단을 구비한 풍력 터빈 발전기.
  10. 풍력 터빈 발전기의 나셀(N)에 설치되는 풍력 터빈 발전기용 방음 수단(100)에 있어서,
    상기 방음 수단(100)은,
    상기 나셀(N)의 내벽에서 이격 배치된 흡음 패드(150)와 상기 나셀(N)의 내측면과 상기 흡음 패드(150) 사이에 설치된 하부 플레이트(110)와 상부 플레이트(120)를 포함하고, 상기 흡음 패드(160)는 상기 상부 플레이트(120)의 상부에 안착되되,
    상기 하부 플레이트(110)와 상기 상부 플레이트(120)는 볼트(160)에 의하여 공간부(180)를 두고 이격 설치되며,
    상기 하부 플레이트(110)에는 상부가 개방된 결합홈(111)이 형성되고, 상기 볼트(160)는 상기 흡음패드(150)와 상기 상부 플레이트(120)를 관통하여 상기 결합홈(111)에 나사결합된 것을 특징으로 하는 풍력 터빈 발전기용 방음 수단.
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