KR20100127534A - Apparatus for generating by wind power - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A wind power generation system is provided to enable natural cooling to be made using a heat pipe. CONSTITUTION: A wind power generation system comprises a coupler(4), a brake device(5), a generator(6) and a cooling device(10). The coupler receives the torque of the rotary shaft of a hub(2) of a blade(1) through a bearing and transfers it. The brake device can obtain the brake torque depending on the proximities of a magnet and a nonferrous metal, which are installed on the rotary shaft. The rotary shaft receives the torque through the coupler. The generator receives the torque of the rotary shaft through the brake device and generates the power. The cooling device transfers the heat from the generator to a heat sink, which is installed outside a nacelle housing, by the heat pipe.

Description

수평형 풍력 발전 시스템{APPARATUS FOR GENERATING BY WIND POWER}Horizontal wind power generation system {APPARATUS FOR GENERATING BY WIND POWER}

본 발명은 수평형 풍력 발전 시스템에 관한 것으로서, 특히 히트 파이프를 이용한 자연냉각장치와 비접촉식 마그네트 브레이크 장치를 설치하여 효율적인 자연냉각과 더불어 강풍에서도 적정 토오크로 제동하면서 발전을 유지시킬 수 있도록 한 수평형 풍력 발전 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a horizontal wind power generation system, and in particular, by installing a natural cooling device using a heat pipe and a non-contact magnet brake device, a horizontal wind power that can maintain power generation while maintaining natural power and braking with proper torque even in strong winds. It relates to a power generation system.

일반적인 50kW급 이상의 수평형 풍력 발전기의 구조는 회전체인 로터(날개와 날개를 고정하는 허브장치)와 로터의 회전력을 전달받아 전력 생산을 하는 발전기가 주 구성품이다.The structure of a horizontal wind generator of 50kW or more in general is a rotor (a hub device for fixing wings and wings) and a generator that generates electric power by receiving the rotational force of the rotor.

하지만 이것만으로 풍력 발전기를 구성할 수 없고 강풍에서 로터의 보호를 위한 브레이크 장치와 발전기에서 발전하면서 발생하는 열의 방열을 위한 강제 순환식 냉각 장치가 필요하다. However, this alone does not constitute a wind generator and requires a brake system for protection of the rotor in strong winds and a forced circulation cooling device for heat dissipation generated by the generator.

하지만 일반적인 풍력 발전기에 사용하는 브레이크 장치는 패드에 의한 접촉식 브레이크 장치로서 강풍에서 브레이크를 지속적으로 제동할 경우 패드의 마찰에 의한 마모로 브레이크 장치의 수평을 단축시켜 주기적인 정비가 필요하여 발전기의 유지 보수 비용 상승을 초래한다.However, the brake device used in general wind generators is a padded contact brake device. If the brake is continuously braked in strong winds, the brake device may be worn out due to the friction of the pads. This leads to an increase in repair costs.

또한, 수평형 풍력발전기에 있어서 발전기의 방열을 위한 냉각장치가 적용되어야 하는데 단순히 방열핀만을 발전기 몸체에 연결설치하고 공기 순환 유로를 형성하여 자연냉각을 시킬 수도 있으나, 자연냉각시키는 방식은 발전기의 열을 방열핀으로 전달하는 전달특성이 나빠서 50kW급 이상의 풍력발전기에서는 제대로 냉각시키지 못한다는 단점이 있다.In addition, in the horizontal wind power generator, a cooling device for heat dissipation of the generator should be applied. The heat dissipation fin may be simply connected to the generator body to form an air circulation flow path for natural cooling. There is a disadvantage that it does not cool properly in wind turbines of 50kW or more because of poor transmission characteristics to the radiating fins.

또한 방열을 위한 강제 순환식 냉각 장치는 발전기에서 발생한 열을 냉각수나, 냉각유를 통하여 전달하며, 냉각수나 냉각유는 펌프를 이용하여 라지에이터로 강제 순환시키고 라지에이터에 전달된 열을 냉각시키기 위하여 팬으로 강제 냉각시키는 장치 등 복잡한 기계 및 전기 장치로 구성되어 있기에 냉각유 순환 펌프나 팬장치의 고장 발생율이 높으며 고장 발생시 발전기의 정지로 인한 발전 효율의 저하와 기계 및 전기 장치의 가동을 위한 별도의 전력이 필요하다는 단점이 있었다.In addition, the forced circulation cooling device for heat dissipation transfers the heat generated from the generator through the coolant or the coolant, and the coolant or the coolant is forced to the radiator by the pump and cooled to the fan to cool the heat transferred to the radiator. As it is composed of complex mechanical and electrical devices such as forced cooling device, the failure rate of the cooling oil circulation pump or fan device is high.In the event of a failure, the power generation efficiency decreases due to the stop of the generator and the separate power for the operation of the mechanical and electrical devices There was a disadvantage that it was necessary.

본 발명의 목적은 위와 같은 문제를 해결하고자 마그네트 브레이크와 히트파이프 및 방열 핀을 이용한 자연 냉각 장치를 적용한 수평형 풍력발전 시스템을 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide a horizontal wind power system applying a natural cooling device using a magnet brake and heat pipes and heat radiation fins to solve the above problems.

본 발명은 히트파이프 및 방열 핀을 이용한 자연 냉각 장치는 구조가 매우 간단하며 전기적인 장치가 없는 것이 특징으로 고장 발생율이 적고 별도의 전원이 필요하지 않는 냉각 장치를 구비한 수형평 풍력 발전 시스템을 제공하기 위한 것이다.The present invention provides a horizontal wind power generation system having a cooling device that has a low failure rate and does not require a separate power source, as a natural cooling device using a heat pipe and a heat dissipation fin has a very simple structure and no electric device. It is to.

또한 본 발명은 마그네트 브레이크 장치를 채용하되, 마그네트 브레이크 장치에 최종 접촉시 브레이크 기능이 부가되는 접촉식 패드를 구비한 마그네트 브레이크 장치를 적용함으로써 강풍에서도 마그네트 브레이크의 특성을 이용하여 적정 제동 토오크로 제동시키면서 발전을 유지시킬 수 있도록 한 수평형 풍력 발전 시스템을 제공하기 위한 것이다.In addition, the present invention employs a magnet brake device, but by applying a magnet brake device having a contact pad to which the brake function is added to the magnet brake device in the final contact, while braking to the appropriate braking torque by using the characteristics of the magnet brake even in strong winds It is to provide a horizontal wind power generation system that can maintain power generation.

본 발명은 히트파이프의 내부 열 전도액을 통하여 발전기에서 발생한 열을 최단시간내 방열 핀으로 전달하고 방열 핀은 발전기 너셀의 외부에 위치하여 외부에서 자연적으로 발생하는 바람에 의한 자연 냉각되는 자연 냉각 장치를 적용한다.The present invention transmits the heat generated from the generator to the heat dissipation fins in the shortest time through the internal heat conduction liquid of the heat pipe, and the heat dissipation fins are located outside the generator nussel and are naturally cooled by the naturally occurring wind from the outside. Apply.

본 발명의 목적은,The object of the present invention,

날개의 회전력을 발전기에 전달하여 풍력에 의한 전력을 생산하도록 이루어지는 수평형 풍력발전기에 있어서,In the horizontal wind power generator to transmit the rotational force of the blade to the generator to produce power by the wind,

상기 날개의 허브 회전축의 회전력을 베어링을 통해 전달받아 회전축의 회전력을 전달하는 커플러와;A coupler configured to receive the rotational force of the hub rotational shaft of the blade through a bearing and transmit the rotational force of the rotational shaft;

상기 커플러를 통해 회전력을 전달받는 회전축에 설치되는 브레이크 장치와;A brake device installed on the rotating shaft to receive the rotational force through the coupler;

상기 브레이크 장치를 통하여 회전축의 회전력을 전달받아 전력을 생산하는 발전기와;A generator for generating electric power by receiving the rotational force of the rotating shaft through the brake device;

상기 발전기에서 발생되는 열을 히트파이프에 의해 전달하여 자연냉각 방식으로 냉각시키는 냉각장치와;A cooling device transferring the heat generated from the generator by a heat pipe and cooling by a natural cooling method;

상기 허브와, 커플러, 브레이크장치, 발전기, 냉각장치의 일부 구성을 하나의 하우징으로 감싸는 너셀로 구성되되,Consists of the hub and the nussel surrounding some components of the coupler, brake device, generator, cooling device in one housing,

상기 냉각장치는,The cooling device,

상기 발전기의 몸체에 고정설치되어 열을 전달받는 히트파이프 고정브라켓과;A heat pipe fixing bracket fixed to the body of the generator to receive heat;

상기 히트파이프 고정브라켓에 증발부가 삽입되어 상기 발전기의 표면과 접하여 발전기의 열을 흡수하고, 타단의 응축부를 통해서 열에너지를 방출하는 히트파이프와;A heat pipe inserted into the fixing pipe of the heat pipe, the heat pipe absorbing heat of the generator in contact with the surface of the generator, and dissipating thermal energy through the condensation unit at the other end;

상기 히트파이프의 타단의 응축부에 연결되어 상기 너셀의 외부에 고정설치되고, 외부 바람에 의해 자연냉각으로 열을 방출하는 히트씽크(Hit Sink)로 구성된 것을 특징으로 한다.It is connected to the condensation part of the other end of the heat pipe is fixed to the outside of the nussel, characterized in that consisting of a heat sink (Hit Sink) for dissipating heat by natural cooling by external wind.

상기 브레이크 장치는 The brake device

비철금속으로 이루어져 회전축에 고정된 회전원판과;A rotating disc made of non-ferrous metal and fixed to the rotating shaft;

상기 회전원판을 가운데에 두고 양측에서 대향하게 원호상으로 자석이 배열설치되고, 상기 회전축에 대해 슬라이드 이동이 가능하게 설치되는 한쌍의 자석디스크와;A pair of magnet disks having magnets arranged in an arc shape opposite to each other on both sides of the rotating disk, and slidably moved relative to the rotating shaft;

상기 한쌍의 자석 디스크와 상기 회전원판에 각각 서로 마주 보고 대응되는 위치에 부착된 브레이크 패드와;Brake pads attached to the pair of magnet disks and the rotating disc to face each other;

상기 회전축을 제동시키기 위하여 한쌍의 자석 디스크의 간격을 근접시키는 방향으로 이동시키거나 이격되는 방향으로 이동시키는 브레이크 작동 수단을 포함하되,Brake actuation means for moving in the direction of moving or spaced apart in the direction of close proximity of the pair of magnet disk to brake the rotary shaft,

상기 브레이크 작동 수단은,The brake operating means,

상기 한 쌍의 자석 디스크에 대해 각기 서로 반대방향의 나사결합이 이루어져 회전에 의해 한쌍의 자석디스크를 서로 근접방향으로 이송시키거나 멀어지는 방향으로 이송시키기 위한 복수의 이송볼트와;A plurality of transfer bolts for screwing in opposite directions with respect to the pair of magnet disks so as to transfer the pair of magnet disks in a direction close to each other or away from each other by rotation;

상기 이송볼트중 어느 하나를 브레이크 제어를 위하여 정/역방향 회전을 시키기 위한 모터와;A motor for rotating the forward / reverse direction of any one of the transfer bolts for brake control;

상기 모터에 의해 회전되는 이송볼트와 다른 이송볼트를 동시에 동일한 방향으로 구동시키기 위하여 각 이송볼트와 상기 모터의 회전축에 스프라켓을 설치하고 모든 스프라켓을 연결하여 회전동력을 전달하는 체인을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.In order to drive the feed bolt and the other feed bolt rotated by the motor at the same time in the same direction at the same time to install a sprocket on each of the transfer shaft and the rotation shaft of the motor and connected to all the sprockets and a chain for transmitting rotational power It is done.

본 발명은 수평형 풍력발전기에 있어서, 너셀 내부에 설치되는 발전기의 열을 자연냉각 방식으로 냉각시키되, 히트파이프를 이용하여 무전원 냉각장치로서 자연냉각시키도록 하고, 동력전달 회전축에는 비접촉식 마그네트 브레이크를 설치함으로서 시스템 보호와 아울러 강풍에서 일정한 회전속도 이내가 되도록 브레이크를 걸어준 상태에서 발전이 가능해지는 효과가 있다. 또한 본 발명의 히트파이프 및 방열 핀을 이용한 자연 냉각 장치는 구조가 매우 간단하며 전기적인 장치가 없는 것이 특징으로 고장 발생율이 적고 별도의 전원이 필요하지 않는 효과가 있다.In the present invention, in a horizontal wind power generator, while cooling the heat of a generator installed inside the nussel by a natural cooling method, it is to be naturally cooled as a non-powered cooling device using a heat pipe, and a non-contact magnet brake is installed on the power transmission shaft. By protecting the system, it is possible to generate power in a state where the brake is applied to be within a certain rotational speed in a strong wind. In addition, the natural cooling device using the heat pipe and the heat dissipation fin of the present invention is very simple in structure, there is no electrical device is characterized by low failure rate and does not require a separate power supply.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조해서 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의한 냉각장치를 구비한 수평형 풍력발전 시스템의 구성도이다.1 is a block diagram of a horizontal wind power generation system having a cooling device according to the present invention.

이에 도시된 바와 같이,As shown therein,

날개(1)가 허브(2)에 고정 설치되고, 허브(2)의 회전축이 베어링 하우징(3) 내의 베어링에 의해 회전가능하게 설치되며, 상기 회전축의 회전동력을 전달하는 커플러(4)가 설치되며, 상기 커플러(4)에 의해 회전동력을 전달받도록 연결된 회전축에 브레이크 장치(5)가 설치되고, 상기 브레이크 장치(5)를 통해 연결되는 회전 축에 발전기(6)가 설치되며, 상기 발전기(6)에 히트파이프(12)를 이용한 냉각장치(10)가 설치되며, 상기 허브(2), 베어링 하우징(3), 커플러(4), 브레이크 장치(5), 발전기(6) 및 히트파이프(12)가 하나의 하우징내에 설치되어 너셀(7)을 구성하며, 상기 너셀(7)은 풍력발전기 타워에 요(YAW) 장치(8)에 의해 바람이 불어오는 방향을 향하도록 설치되며, 너셀(7)의 후단 외측부에 풍속계(9)가 설치되어 구성된다. 여기서 풍속계에 의해 브레이크장치(5)를 제어하는 수단이나, 바람의 방향으로 너셀(7)을 회전시키는 요장치(8) 구동수단 생산된 전기의 출력수단, 타워 등은 통상의 풍력발전기 시스템에 적용되는 장치나 콘트롤러등을 적용할 수 있는 것으로서 본 발명에서는 설명을 생략한다.The vane 1 is fixedly installed on the hub 2, the rotation shaft of the hub 2 is rotatably installed by a bearing in the bearing housing 3, and the coupler 4 is installed to transmit the rotational power of the rotation shaft. The brake device 5 is installed on the rotary shaft connected to receive the rotational power by the coupler 4, and the generator 6 is installed on the rotary shaft connected through the brake device 5. 6, the cooling device 10 using the heat pipe 12 is installed, the hub (2), bearing housing (3), coupler (4), brake device (5), generator (6) and heat pipe ( 12 is installed in one housing to constitute a nucleus 7, wherein the nussel 7 is installed in the wind turbine tower so as to face the direction in which the wind blows by the yaw device 8. An anemometer 9 is provided at the rear end outer side of 7). Here, the means for controlling the brake device 5 by an anemometer, the driving device for driving the nucleus 7 in the direction of the wind, the driving means, the output means of electricity, the tower, etc. are applied to a conventional wind turbine system. Applicable apparatuses, controllers, etc. can be applied, and the description thereof is omitted in the present invention.

도 2는 본 발명에 의한 냉각장치의 구성을 설명하기 위한 도면으로서, 이에 도시된 바와 같이,2 is a view for explaining the configuration of the cooling apparatus according to the present invention, as shown therein,

발전기(6)의 외측면에 열전달을 위한 히트파이프 고정브라켓(11)이 설치되고, 그 히트 파이프 고정브라켓(11)에 히트파이브(12)의 증발부가 삽입 고정설치되며, 상기 히트파이프(12)의 응측부가 상기 너셀(7)의 하우징 외측으로 돌출되어 너셀(7)의 외측에 설치되는 히트싱크(13)에 고정설치되어 구성된다.The heat pipe fixing bracket 11 for heat transfer is installed on the outer side of the generator 6, and the evaporation portion of the heat pipe 12 is inserted into and fixed to the heat pipe fixing bracket 11, and the heat pipe 12 is installed. Is configured to be fixed to the heat sink 13 which protrudes outside the housing of the nussel 7 and is installed outside the nussel 7.

도 3은 본 발명을 설명하기 위한 히트파이프의 원리 설명도로서, 이에 도시된 바와 같이, 히트파이프(12)는 파이프 외통을 이루어 밀봉 구조를 가지는 파이프(101)와, 상기 파이프(101)의 내측벽에 설치되는 위크(Wick)(102)와, 위크(102)의 내측에 형성되는 증기공간부(103)로 구성되며, 하단의 증발부(12a)와 중간의 단열부(12b)와 상단의 응축부(12c)로 구성되고, 작동매체(104)가 충진되어 구성된다.3 is an explanatory view of a principle of a heat pipe for explaining the present invention. As shown in the drawing, the heat pipe 12 forms a pipe outer tube and has a sealing structure, and the inside of the pipe 101. Wick 102 is installed on the side wall, and the vapor space 103 formed on the inside of the wick 102, the bottom of the evaporator (12a) and the middle of the heat insulating portion (12b) and the top It is composed of a condensation unit 12c, the working medium 104 is filled.

이는 증발부(12a)에서 액체상태의 작동매체(104)에 의해 외부의 열을 흡수하고, 외부열을 흡수한 액체상태의 작동매체(104)가 기화되면서 기체화되어 증기공간부(103)를 통해 응축부(12c)측으로 이동되고, 응축부(12c)에서 외부와의 열교환에 의해 열을 방출하며, 열을 방출한 작동매체(104)가 액체화 되면서 위크(102)를 통해 다시 증발부(12a)측으로 순환하는 순환싸이클을 이루게 된다.It absorbs the external heat by the working medium 104 in the liquid state in the evaporator 12a, and vaporizes the vapor space 103 by vaporizing the working medium 104 in the liquid state which absorbed the external heat. Moved to the condenser 12c side through the heat discharge from the condensation unit 12c by heat exchange with the outside, and the working medium 104 that released the heat is liquefied while the evaporator 12a through the wick 102 again The cycle cycles to the side.

여기서 작동매체(104)로는 HCFC-22(-40 ~ 30℃), HCFC-123(0~100℃), HCFC-134a(-30~60℃)등이 선택적으로 사용되며, 상기 파이프(101)의 재질로는 구리가 가장 많이 사용되며, 스테인레스강, 텅스텐, 세라믹스등이 사용된다. 상기 위크(102)는, 금망, 발포제, 펠트(felt), 섬유, 소결금속 등의 다공성물징과 파이프 벽면에 홈을 판 구성을 사용하며 기능은 모세관 작용에 의해 작동매체(104)를 응축부(12c)에서 증발부(12a)로 되돌리고 증발부(12a) 전체에 액체 상태의 작동매체(104)를 분배하는 역할을 한다.The working medium 104 is HCFC-22 (-40 ~ 30 ℃), HCFC-123 (0 ~ 100 ℃), HCFC-134a (-30 ~ 60 ℃), etc. are optionally used, the pipe 101 Copper is the most used material, stainless steel, tungsten, ceramics, etc. are used. The wick 102 uses a porous mesh such as a gold mesh, a foaming agent, a felt, a fiber, a sintered metal, and a slotted structure on the pipe wall, and the function of the wick 102 is to condense the working medium 104 by capillary action. 12c) returns to the evaporator 12a and distributes the working medium 104 in the liquid state to the entire evaporator 12a.

이와 같은 히트파이프(12)의 특성을 이용하여 본발명에서는 발전기(6)의 열을 흡수하여 히트파이프(12)를 통하여 너셀(7)의 외부에 설치된 히트싱크(13)로 열을 전달하고, 히트싱크(13)는 바람에 의해 자연냉각시키는 구조로 구성된다.By using the characteristics of the heat pipe 12, in the present invention, the heat of the generator 6 is absorbed and transferred to the heat sink 13 installed outside the nussel 7 through the heat pipe 12, The heat sink 13 is configured to naturally cool by wind.

따라서, 본 발명은 히트하이프(12)를 이용한 냉각장치(10)를 구성하여 설치함으로써, 기존의 냉각오일이나 냉각수를 순환시키는 냉각장치에 비하여 가볍고 부피를 많이 차지하지 않으면서도 별도의 동력 없이 높은 방열효과를 얻을 수 있으며, 반영구적인 사용이 가능하고 자연냉각 기능으로 전원을 필요치 않는 효과가 있다. 또한 단순히 방열판(히트싱크)만을 발전기에 설치한 구성과 비교해보면 히트파 이프의 높은 열전달 효과로 인하여 발전기의 열을 흡수하여 히트싱크로 전달하기 때문에 냉각 효율이 월등히 향상된다.Therefore, the present invention configures and installs the cooling device 10 using the heat hype 12, which is lighter and does not occupy a lot of volume than a conventional cooling oil or cooling device that circulates cooling water, and does not require a large amount of heat radiation. The effect can be obtained, semi-permanent use is possible, and the natural cooling function does not require a power supply. In addition, compared to the configuration in which only the heat sink (heatsink) is installed in the generator, the heat transfer effect of the heat pipe absorbs heat from the generator and transfers it to the heat sink, which greatly improves the cooling efficiency.

이와 같이 히트파이프 및 방열 핀을 이용한 자연 냉각 장치는 구조가 매우 간단하며 전기적인 장치가 없는 것이 특징으로 고장 발생율이 적고 별도의 전원이 필요하지 않는 것을 특징으로 한다.As such, the natural cooling device using the heat pipe and the heat dissipation fin is characterized by a very simple structure and no electrical device, and thus has a low failure rate and does not require a separate power source.

히트파이프는 내부의 열 전도액을 통하여 발전기에서 발생한 열을 최단시간내 방열 핀으로 전달하고 방열 핀은 발전기 너셀의 외부에 위치하여 외부에서 자연적으로 발생하는 바람에 의한 자연 냉각 장치이다.The heat pipe transfers the heat generated from the generator to the heat dissipation fin in the shortest time through the internal heat conduction liquid, and the heat dissipation fin is located on the outside of the generator nucleus and is a natural cooling device by wind generated naturally from the outside.

한편 본 발명에서는 히트파이프를 이용한 냉각장치(10)와 함께 브레이크 장치(5)를 설치하여 시스템 보호는 물론이고 강풍에서도 효율적인 전기 생산이 가능하도록 구성한 것이 특징이다.Meanwhile, in the present invention, the brake device 5 is installed together with the cooling device 10 using the heat pipe, so that not only the system protection but also the electric power can be produced efficiently in a strong wind.

도 4는 본 발명에 의한 마그네트 브레이크 장치의 일예를 보인 구성도이다. 이에 도시된 바와 같이, 4 is a configuration diagram showing an example of a magnet brake device according to the present invention. As shown therein,

상기 브레이크 장치(5)는 The brake device 5

비철금속으로 이루어져 회전축(1a)에 고정된 회전원판(110)과;A rotating disc 110 made of a non-ferrous metal and fixed to the rotating shaft 1a;

상기 회전원판(110)을 가운데에 두고 양측에서 대향하게 원호상으로 자석(132)이 배열설치되고, 상기 회전축(1a)에 대해 슬라이드 이동이 가능하게 설치되는 한쌍의 자석디스크(130a)와;A pair of magnet disks (130a) having the rotating disc (110) in the center and arranged in an arc shape opposite to each other on both sides, the magnet disks (130a) being installed to be slidable with respect to the rotating shaft (1a);

상기 한쌍의 자석 디스크(130a)와 상기 회전원판(110)에 각각 서로 마주 보고 대응되는 위치에 부착된 브레이크 패드(111)(131)와;Brake pads 111 and 131 attached to the pair of magnet disks 130a and the rotating disc 110 so as to face each other;

상기 회전축(1a)을 제동시키기 위하여 한쌍의 자석 디스크(130a)의 간격을 근접시키는 방향으로 이동시키거나 이격되는 방향으로 이동시키는 브레이크 작동 수단을 포함하되,In order to brake the rotary shaft (1a) includes a brake actuating means for moving in the direction of moving or spaced apart from the direction of the pair of magnet disk 130a,

상기 브레이크 작동 수단은,The brake operating means,

상기 한 쌍의 자석 디스크(130a)에 대해 각기 서로 반대방향의 나사결합이 이루어져 회전에 의해 한쌍의 자석디스크(130a)를 서로 근접방향으로 이송시키거나 멀어지는 방향으로 이송시키기 위한 복수의 이송볼트(140)와;A plurality of transfer bolts 140 for screwing in opposite directions with respect to the pair of magnet disks 130a to transfer the pair of magnet disks 130a in a close or mutually distal direction by rotation. )Wow;

상기 이송볼트(140) 중 어느 하나를 브레이크 제어를 위하여 정/역방향 회전을 시키기 위한 모터(150)와;A motor 150 for rotating the forward / reverse one of the transfer bolts 140 for brake control;

상기 모터(150)에 의해 회전되는 이송볼트와 다른 이송볼트를 동시에 동일한 방향으로 구동시키기 위하여 각 이송볼트와 상기 모터(150)의 회전축에 스프라켓(151)을 설치하고 모든 스프라켓(151)을 연결하여 회전동력을 전달하는 체인(152)을 포함하여 구성된다.In order to simultaneously drive the feed bolt and the other feed bolt rotated by the motor 150 in the same direction at the same time by installing the sprocket 151 to each feed bolt and the rotating shaft of the motor 150 and to connect all the sprockets 151 It is configured to include a chain 152 for transmitting rotational power.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 브레이크 장치(5)는, 마그네트 브레이크 장치로서, 비접촉식으로 브레이크 작동이 이루어지다가 근접되었을때 회전원판(110)과 한쌍의 자석 디스크(130a)에 설치된 브레이크 패드(111)(131)가 서로 접촉하면서 접촉식으로 정지 제동이 이루어진다.The brake device 5 according to the present invention configured as described above is a magnet brake device, and when the brake operation is performed in a non-contact manner, the brake pad 111 provided on the rotating disc 110 and the pair of magnet disks 130a (closed) ( 131 stops in contact with each other while contacting each other.

비접촉식 제동은, 모터(150)를 구동시켜 이송볼트(140)를 한쌍의 자석디스크(130a)가 서로 근접되는 방향으로 회전시키면, 스프라켓(151)에 체인(152)으로 연결되어 전체 이송볼트(140)들이 동일한 방향으로 동시에 회전된다. 여기서 이송 볼트는 적어도 3지점 이상에 설치되어 체인에 의해 원할하게 회전 동력이 전달될 수 있도록 구성한다.Non-contact braking, when the motor 150 is driven to rotate the transfer bolt 140 in a direction in which the pair of magnetic disks (130a) are close to each other, is connected to the sprocket 151 by a chain 152 to the entire transfer bolt 140 Are rotated simultaneously in the same direction. Here, the transfer bolt is installed at least three points or more so that the rotational power can be smoothly transmitted by the chain.

이송볼트(140)를 회전시켜 한쌍의 자석 디스크(130a)가 근접되는 방향으로 슬라이드 되면, 자석디스크(130a)의 자석(132)과 비철금속 회전원판(110) 사이의 와전류 현상에 의해 회전원판(110)이 회전되는 것을 방해하는 브레이크 작동이 이루어진다. 이러한 기능에 의해 한쌍의 자석 디스크(130a)의 근접 거리에 의해 제동 토오크가 제어될 수 있으며, 강풍에 불어 발전기(6)가 과속으로 회전되는 것을 방지하기 위하여 풍속에 따라 적정한 제동 토오크가 걸리도록 모터(150)를 구동시켜 자석 디스크(130a)의 근접 거리를 제어하게 된다. 이러한 제어는 미리 실험적으로 풍속 대비 자석 디스크의 근접거리에 따른 모터의 제어량을 구하여 테이블로 저장해두고, 풍속에 따라 모터를 제어하는 방식으로 제어할 수 있다. 모터의 제어량은 한쌍의 자석디스크의 위치검출에 의해 제어할 수도 있다. 그리고, 강풍에 의해 풍력 발전시스템의 발전 한계치를 넘는 경우, 정지 제어를 위하여 한상의 자석디스크를 최대 금접되는 방향으로 제어하면 브레이크 패드(111)(131)가 서로 접촉되면서 접촉식으로 정지될 수 있게 된다.When the transfer bolt 140 is rotated to slide in a direction in which the pair of magnet disks 130a are close to each other, the rotating disc 110 is caused by the eddy current phenomenon between the magnet 132 of the magnet disk 130a and the nonferrous metal rotating disk 110. The brake acts to prevent rotation of the wheel). By this function, the braking torque can be controlled by the proximity distance of the pair of magnet disks 130a, and the motor is adapted to take an appropriate braking torque according to the wind speed in order to prevent the generator 6 from rotating at a high speed due to strong winds. By driving the 150 to control the proximity distance of the magnet disk 130a. Such control can be controlled by experimentally obtaining the control amount of the motor according to the proximity distance of the magnetic disk to the wind speed and storing it in a table and controlling the motor according to the wind speed. The control amount of the motor may be controlled by detecting the position of the pair of magnet disks. In addition, when the wind turbine exceeds the power generation limit of the wind power generation system, when the magnetic disk of the upper phase is controlled in the direction of maximum contact for the stop control, the brake pads 111 and 131 may come into contact with each other and be stopped in a contact manner. do.

이와 같이, 본 발명에서 브레이크 장치(5)는 마그네트 브레이크장치를 적용하고, 마그네트 브레이크 장치에 접촉식 브레이크 패드를 함께 설치하여 완전 정지가 가능하도록 구성한다. 마그네트 브레이크장치는 비접촉식 브레이크 장치이므로 마모에 의한 주기적인 정비가 필요 없기에 고풍속에서 적당한 토오크를 발생하도록 지속적인 브레이크 제동을 할 수 있어 고풍속에서 접촉식 브레이크는 정지하여 발 전을 할 수 없으나 마그네트 브레이크를 적용할 경우 고풍속에서도 발전이 가능하다는 장점이 있다. 또한 마그네트 브레이크에는 비접촉 브레이크 이외에 발전기를 강제 정지시킬 수 있는 최종 접촉식 브레이크 기능이 있어 정지 또한 가능하다.As described above, in the present invention, the brake device 5 applies the magnet brake device and installs contact brake pads together with the magnet brake device so that a complete stop is possible. Since the magnet brake device is a non-contact brake device, there is no need for periodic maintenance due to abrasion, so the brake can be continuously braked to generate a proper torque at high wind speeds. Therefore, the contact brake can not stop and generate power at high wind speeds. When applied, it is possible to generate electricity at high wind speed. In addition to the non-contact brakes, the magnet brake also has a final contact brake function that can force the generator to stop.

정지 기능은 먼저 마그네트 브레이크에서 1차 제동이 있은 후 정지 브레이크가 작동하므로 접촉 마찰에 의한 마모 현상을 최소화 할 수 있다.The stop function can minimize the abrasion caused by contact friction because the brake first operates after the first braking of the magnet brake.

도 1은 본 발명에 의한 냉각장치를 구비한 수평형 풍력발전 시스템의 구성도1 is a block diagram of a horizontal wind power generation system having a cooling device according to the present invention

도 2는 본 발명에 의한 냉각장치의 구성을 설명하기 위한 도면2 is a view for explaining the configuration of a cooling apparatus according to the present invention;

도 3은 본 발명을 설명하기 위한 히트파이프의 원리 설명도3 is an explanatory view of the principle of the heat pipe for explaining the present invention;

도 4는 본 발명에 의한 브레이크 장치의 구성도.4 is a configuration diagram of a brake device according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1 : 날개 2 : 허브1: wing 2: hub

3 : 베어링하우징 4 : 커플러3: bearing housing 4: coupler

5 : 브레이크 장치 6 : 발전기5: brake device 6: generator

7 : 너셀 8 : 요장치7: Nussel 8: Key device

9 : 풍속계 10 : 냉각장치9: anemometer 10: cooling device

11 : 히트파이프 고정브라켓11: heat pipe fixing bracket

12 : 히트 파이프 12a : 증발부12 heat pipe 12a evaporation unit

12b : 단열부 12c :응축부12b: heat insulation 12c: condensation

101 : 파이프 102 : 위크101: pipe 102: week

103 : 증기공간부 110 : 회전원판103: steam space portion 110: rotating disk

111, 131 : 브레이크 패드111, 131: Brake Pads

132 : 자석 130a : 자석 디스크132: magnet 130a: magnetic disk

140 : 이송볼트 150 : 모터140: transfer bolt 150: motor

151 : 스프라켓 152 : 체인 151: sprocket 152: chain

Claims (3)

날개의 회전력을 발전기에 전달하여 풍력에 의한 전력을 생산하도록 이루어지는 수평형 풍력발전기에 있어서,In the horizontal wind power generator to transmit the rotational force of the blade to the generator to produce power by the wind, 상기 날개의 허브 회전축의 회전력을 베어링을 통해 전달받아 회전축의 회전력을 전달하는 커플러와;A coupler configured to receive the rotational force of the hub rotational shaft of the blade through a bearing and transmit the rotational force of the rotational shaft; 상기 커플러를 통해 회전력을 전달받는 회전축에 설치되는 자석과 비철금속의 근접에 따른 제동 토오크를 얻을 수 있도록 이루어진 브레이크 장치와;A brake device configured to obtain a braking torque according to the proximity of the magnet and the nonferrous metal installed on the rotating shaft to receive the rotational force through the coupler; 상기 브레이크 장치를 통하여 회전축의 회전력을 전달받아 전력을 생산하는 발전기와;A generator for generating electric power by receiving the rotational force of the rotating shaft through the brake device; 상기 발전기에서 발생되는 열을 히트파이프에 의해 너셀 하우징 외부에 설치된 히트 싱크로 전달하여 자연냉각 방식으로 냉각시키는 냉각장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 수평형 풍력발전장치.And a cooling device configured to transfer the heat generated by the generator to a heat sink installed outside of the nussel housing by the heat pipe and to cool in a natural cooling manner. 제 1 항에 있어서, 상기 냉각장치는,The method of claim 1, wherein the cooling device, 상기 발전기의 몸체에 고정설치되어 열을 전달받는 히트파이프 고정브라켓과;A heat pipe fixing bracket fixed to the body of the generator to receive heat; 상기 히트파이프 고정브라켓에 증발부가 삽입되어 발전기의 열을 흡수하고, 타단의 응축부를 통해서 열에너지를 방출하는 히트파이프와;A heat pipe inserted into the heat pipe fixing bracket to absorb heat of the generator, and to release thermal energy through the condensation part of the other end; 상기 히트파이프의 타단의 응축부에 연결되어 상기 너셀의 외부에 고정설치되고, 외부 바람에 의해 자연냉각으로 열을 방출하는 히트씽크로 구성된 것을 특징으로 하는 수평형 풍력발전장치.And a heat sink connected to the condenser at the other end of the heat pipe and fixed to the outside of the nussel and configured to heat heat with natural cooling by external wind. 제 1 항에 있어서, 상기 브레이크 장치는 The method of claim 1, wherein the brake device 비철금속으로 이루어져 회전축(1a)에 고정된 회전원판(110)과;A rotating disc 110 made of a non-ferrous metal and fixed to the rotating shaft 1a; 상기 회전원판(110)을 가운데에 두고 양측에서 대향하게 원호상으로 자석(132)이 배열설치되고, 상기 회전축(1a)에 대해 슬라이드 이동이 가능하게 설치되는 한쌍의 자석디스크(130a)와;A pair of magnet disks (130a) having the rotating disc (110) in the center and arranged in an arc shape opposite to each other on both sides, the magnet disks (130a) being installed to be slidable with respect to the rotating shaft (1a); 상기 한쌍의 자석 디스크(130a)와 상기 회전원판(110)에 각각 서로 마주 보고 대응되는 위치에 부착된 브레이크 패드(111)(131)와;Brake pads 111 and 131 attached to the pair of magnet disks 130a and the rotating disc 110 so as to face each other; 상기 회전축(1a)을 제동시키기 위하여 한쌍의 자석 디스크(130a)의 간격을 근접시키는 방향으로 이동시키거나 이격되는 방향으로 이동시키는 브레이크 작동 수단을 포함하되,In order to brake the rotary shaft (1a) includes a brake actuating means for moving in the direction of moving or spaced apart from the direction of the pair of magnet disk 130a, 상기 브레이크 작동 수단은,The brake operating means, 상기 한 쌍의 자석 디스크(130a)에 대해 각기 서로 반대방향의 나사결합이 이루어져 회전에 의해 한쌍의 자석디스크(130a)를 서로 근접방향으로 이송시키거나 멀어지는 방향으로 이송시키기 위한 복수의 이송볼트(140)와;A plurality of transfer bolts 140 for screwing in opposite directions with respect to the pair of magnet disks 130a to transfer the pair of magnet disks 130a in a close or mutually distal direction by rotation. )Wow; 상기 이송볼트(140) 중 어느 하나를 브레이크 제어를 위하여 정/역방향 회전 을 시키기 위한 모터(150)와;A motor 150 for rotating the forward / reverse direction of any one of the transfer bolts 140 for brake control; 상기 모터(150)에 의해 회전되는 이송볼트와 다른 이송볼트를 동시에 동일한 방향으로 구동시키기 위하여 각 이송볼트와 상기 모터(150)의 회전축에 스프라켓(151)을 설치하고 모든 스프라켓(151)을 연결하여 회전동력을 전달하는 체인(152)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 수평형 풍력발전장치.In order to simultaneously drive the feed bolt and the other feed bolt rotated by the motor 150 in the same direction at the same time by installing the sprocket 151 to each feed bolt and the rotating shaft of the motor 150 and to connect all the sprockets 151 Horizontal wind turbine comprising a chain 152 for transmitting rotational power.
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