KR20120076923A - Apparatus for evading high speed wind in horizontal axis wind power generator - Google Patents

Apparatus for evading high speed wind in horizontal axis wind power generator Download PDF

Info

Publication number
KR20120076923A
KR20120076923A KR1020100138697A KR20100138697A KR20120076923A KR 20120076923 A KR20120076923 A KR 20120076923A KR 1020100138697 A KR1020100138697 A KR 1020100138697A KR 20100138697 A KR20100138697 A KR 20100138697A KR 20120076923 A KR20120076923 A KR 20120076923A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
nacelle
wind
hinge
overwind
horizontal axis
Prior art date
Application number
KR1020100138697A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101180743B1 (en
Inventor
김철호
이현채
최영철
김영도
서영택
Original Assignee
주식회사서영테크
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사서영테크 filed Critical 주식회사서영테크
Priority to KR1020100138697A priority Critical patent/KR101180743B1/en
Publication of KR20120076923A publication Critical patent/KR20120076923A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101180743B1 publication Critical patent/KR101180743B1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F03D7/02—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/0204—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor for orientation in relation to wind direction
    • F03D7/0208—Orientating out of wind
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00—Control
    • F05B2270/30—Control parameters, e.g. input parameters
    • F05B2270/32—Wind speeds
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

PURPOSE: A device for controlling strong wind for a horizontal shaft wind power generator is provided to position a turbine upwind when strong wind blows, and to return the turbine to an operational position using accumulated potential energy. CONSTITUTION: A device(100) for controlling strong wind for a horizontal shaft wind power generator comprises a rotator(106), a tail blade(120), a hinge unit(130). The rotator is connected to the end part of a nacelle(104), and comprises a rotary blade(108). The rotator is offset from the axis line of the nacelle to rotate with the nacelle in an opposite direction against wind if the wind blows at an exceeded speed. The tail blade is installed in the rear part of the nacelle to follow a wind direction. The hinge unit rotatably connects the tail blade to the nacelle to increase potential energy when the nacelle moves to the opposite direction against the wind from the operational position.

Description

수평축 풍력발전기의 과풍속 제어 장치{APPARATUS FOR EVADING HIGH SPEED WIND IN HORIZONTAL AXIS WIND POWER GENERATOR}Overwind speed control device for horizontal axis wind turbines {APPARATUS FOR EVADING HIGH SPEED WIND IN HORIZONTAL AXIS WIND POWER GENERATOR}

본 발명은 풍력발전기에 관한 것이며, 더 구체적으로는 정격 풍속을 초과한 과풍속의 강풍이 불 때 풍력발전기의 터빈이 정격 속도 이상으로 회전하지 못하도록 바람 방향으로부터 회피시키고 과풍속이 그치면 회피된 터빈을 바람 방향을 향하도록 제어함으로써 과풍속으로부터 안전한 운전을 보장할 수 있는 수평축 풍력발전기의 과풍속 제어 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wind turbine, and more particularly, to avoid a turbine of the wind turbine from the wind direction to prevent the turbine of the wind turbine from rotating above the rated speed when a strong wind of overwind speed exceeding the rated wind speed is blown, and avoiding the turbine avoided if the overwind speed is stopped. The present invention relates to an over-wind speed control device for a horizontal axis wind power generator capable of ensuring safe operation from over-wind speed by controlling the wind direction.

풍력발전기는 바람의 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 장치이다.　 공기가 익형 위를 지날 때 양력이 발생되는 공기역학적 특성을 통해 회전자가 회전하게 되는데 이때 발생되는 기계적 회전 에너지가 발전기를 통해 전기 에너지로 변환되게 된다.A wind turbine is a device that converts kinetic energy of wind into electrical energy. When the air passes over the airfoil, the aerodynamic characteristics of the lift force causes the rotor to rotate, and the mechanical rotational energy generated is converted into electrical energy through the generator.

풍력발전기는 회전축의 방향에 따라 수평축형과 수직축형으로 구분되는데, 현재는 주로 수평축 또는 프로펠러 풍력발전기가 주로 사용된다.Wind turbines are divided into horizontal shafts and vertical shafts depending on the direction of the rotation shaft. Currently, wind turbines are mainly used for horizontal shafts or propeller wind turbines.

수평축 풍력발전기는 지주(또는 타워)와 지주의 상단에 설치된 나셀(nacelle) 및 나셀의 선단에 설치된 회전체로 구성된다.　 회전체에는 회전 날개가 구비되며, 나셀은 기어박스, 발전기 등으로 이루어진다. 물론, 기어박스와 발전기는 회전체 안에 구비되는 경우도 있다.The horizontal axis wind turbine is composed of a pillar (or tower), a nacelle installed at the top of the pillar, and a rotor installed at the tip of the nacelle. The rotating body is provided with a rotary wing, the nacelle is composed of a gearbox, a generator and the like. Of course, the gearbox and the generator may be provided in the rotating body.

이와 같은 수평축 풍력발전기는 정격 풍속을 초과한 과풍속의 강풍이 불 경우 과열에 의한 기계적 구조의 소손이 생기는 문제가 있다.　 이를 방지하기 위해, 과풍속의 바람이 불 경우 회전체와 나셀을 바람 방향으로부터 벗어나게 하거나 회전 날개의 회전수를 감소시키는 여러 가지 형태의 과풍속 제어 장치를 사용한다.　 소형 풍력발전기는 꼬리 날개에 의해 회전체와 나셀을 바람 방향으로부터 벗어나게 하고 있다.　 한편, 대형 풍력발전기는 풍향기로부터의 신호에 의해 전기적으로 회전체 및 나셀을 바람 방향으로부터 벗어나도록 하거나 회전 날개의 피치를 제어하여 회전 날개의 회전력을 감소시키고 있다.Such a horizontal axis wind power generator has a problem in that the mechanical structure is damaged by overheating when a strong wind of overwind speed exceeding the rated wind speed is blown. In order to prevent this, various types of overwind control devices are used to move the rotor and nacelle out of the wind direction or to reduce the number of rotations of the rotary blades when the wind blows. Small wind turbines are disengaging the rotor and nacelle from the wind by the tail blades. On the other hand, the large wind power generator is to reduce the rotational force of the rotary blades by electrically moving the rotor and nacelle from the wind direction or by controlling the pitch of the rotary blades by the signal from the wind direction.

이하 도 1 내지 3을 참조하여 종래기술에 따른 소형 수평축 풍력발전기의 과풍속 제어 장치에 대해 설명한다.Hereinafter, an overwind speed control apparatus for a small horizontal shaft wind power generator according to the prior art will be described with reference to FIGS. 1 to 3.

도 1은 종래기술에 따른 과풍속 제어 장치를 구비한 소형 수평축 풍력발전기(10)의 평면도이고, 도 2는 도 1의 화살표 B의 방향으로 바라본 사시도이며, 도 3은 도 1의 과풍속 제어 장치의 동작을 설명하는 평면도이다.1 is a plan view of a small horizontal shaft wind power generator 10 having a super wind speed control apparatus according to the prior art, FIG. 2 is a perspective view as viewed in the direction of arrow B of FIG. 1, and FIG. 3 is a super wind speed control apparatus of FIG. It is a top view explaining the operation | movement of.

먼저, 도 1과 2를 참조하면, 소형 수평축 풍력발전기(10)는 지주(2)의 상단에 연결부(12)를 통해 연결된 나셀(14)과 그 선단의 회전체(16) 및 후단의 꼬리 날개(20)로 구성된다.　 나셀(14)은 지주(2)의 축을 중심으로 수평 방향으로 회전할 수 있도록 구성된다.First, referring to FIGS. 1 and 2, the small horizontal shaft wind turbine 10 has a nacelle 14 connected to an upper end of the support 2 through a connection part 12, a rotor 16 at its front end, and a tail wing at the rear end. It consists of 20. The nacelle 14 is configured to be able to rotate in the horizontal direction about the axis of the strut 2.

회전체(16)는 회전 날개(18)가 장착되어 바람으로부터 얻은 회전력을 나셀(14) 내부의 (도시하지 않은) 기어박스와 발전기로 전달한다. 물론, 소형의 풍력발전기의 경우, 기어박스와 발전기는 회전체(16) 안에 구비될 수 있다.The rotor 16 is equipped with a rotary vane 18 to transmit the rotational force obtained from the wind to the gearbox (not shown) and the generator inside the nacelle 14. Of course, in the case of a small wind power generator, the gearbox and the generator may be provided in the rotor 16.

소형 수평축 풍력발전기에 사용되는 종래기술의 과풍속 제어 장치는 나셀(14)의 축선(A1)으로부터 옵셋된 축(A2)을 갖는 회전체(16)와 힌지 기구(30)를 통해 나셀(14)의 후단에 힌지 연결된 꼬리 날개(20)를 포함한다.The prior art super wind speed control device used in a small horizontal axis wind power generator has a nacelle (through a hinge mechanism 30 and a rotating body 16 having an axis A 2 offset from the axis A 1 of the nacelle 14). A tail wing 20 hinged to the rear end 14).

먼저, 도 1에 도시한 바와 같이, 회전체(16)는 그 회전중심(D)과 나셀(14)의 중심(C)을 지나가는 옵셋라인(l 1)이 나셀(14)의 축(A1)으로부터 미리 정해진 각도(θ)를 형성하도록, 회전체(16)의 축(A2)은 나셀(14)의 축(A1)과 일정한 간격을 두고 설치되어 있다.First, as shown in Figure 1, the rotating body 16 is the axis of the rotation center (D) and the nacelle offset line passing through the center (C) of (14) (l 1) a nacelle (14) (A 1 The axis A 2 of the rotating body 16 is provided at regular intervals from the axis A 1 of the nacelle 14 so as to form a predetermined angle θ from.

꼬리 날개(20)는 고정 바(22)가 힌지 기구(30)를 통해 나셀(14)의 후단에 연결된다.　 도 2를 참조하여 이를 구체적으로 설명한다.　 힌지 기구(30)에서, "ㅛ"자 형태의 브래킷(32)이 볼트(34)에 의해 나셀(14)의 후단에 고정 부착되고, 연결블록(38)이 볼트(36)로 브래킷(32)에 힌지 연결되어 있다.　 연결블록(38)의 후단에는 꼬리 날개(20)에 고정된 고정 바(22)가 볼트(40)로 연결되어 있다. 한편, 브래킷(32) 의 측면에는 수지와 같은 탄성 소재로 이루어진 완충부재(44)가 부착된 스토퍼(42)가 장착되어 있다.The tail wing 20 is connected to the rear end of the nacelle 14 by a fixing bar 22 via a hinge mechanism 30. This will be described in detail with reference to FIG. 2. In the hinge mechanism 30, the bracket 32 in the shape of a ㅛ is fixed to the rear end of the nacelle 14 by the bolt 34, and the connecting block 38 is attached to the bracket 32 by the bolt 36. Hinged on. At the rear end of the connecting block 38, a fixed bar 22 fixed to the tail wing 20 is connected by a bolt 40. On the other hand, a stopper 42 having a shock absorbing member 44 made of an elastic material such as resin is attached to the side surface of the bracket 32.

이와 같이, 종래기술에 따른 과풍속 제어 장치에서는, 회전체(16)의 축(A2)을 나셀(14)의 축(A1)으로부터 옵셋시켜 배치하면, 정격 풍속을 초과한 과풍속의 강풍이 불 때, 회전체(16)와 나셀(14)은 시계반대방향으로 회전하게 된다.　 즉, 도 3에 도시한 바와 같이, 화살표(A)를 따라 실선으로 도시한 위치로 회전하여, 바람 방향을 회피하게 된다.　 이렇게 하면, 회전체(16)를 통해 나셀(14)에 전달되는 회전 에너지가 줄어들어 나셀(14) 내부의 소손 등의 손상을 방지할 수 있게 된다.　 그에 반해, 꼬리 날개(20)는 힌지 기구(30)가 힌지되어 여전히 바람 방향을 추종하게 된다.As described above, in the overwind speed control device according to the related art, when the shaft A 2 of the rotating body 16 is offset from the shaft A 1 of the nacelle 14 and arranged, the strong wind of the overwind speed exceeding the rated wind speed. At this time, the rotor 16 and the nacelle 14 rotate in the counterclockwise direction. That is, as shown in FIG. 3, the rotation is made to the position shown by the solid line along the arrow A, and the wind direction is avoided. In this way, the rotational energy transmitted to the nacelle 14 through the rotating body 16 is reduced, so that damage such as burnout in the nacelle 14 can be prevented. In contrast, the tail wing 20 is hinged 30 is hinged to still follow the wind direction.

이후, 풍속이 정격 풍속 이내로 잦아지면, 회전체(16)와 나셀(14)은 화살표(A)를 따라 점선으로 도시한 위치로 회전하게 된다.　 즉, 바람 방향을 따라 시계방향으로 회전하여 정상적으로 풍력발전을 수행하게 된다.Then, if the wind speed is frequent within the rated wind speed, the rotor 16 and the nacelle 14 is rotated to the position shown by the dotted line along the arrow (A). That is, it rotates clockwise along the wind direction to normally perform wind power generation.

한편, 회전체(16)와 나셀(14)이 원위치로 복귀할 때, 나셀(14)의 후미가 힌지 기구(30)의 연결블록(38)과 충돌할 우려가 있다.　 따라서, 전술한 바와 같이 탄성 소재로 이루어진 스토퍼(42)를 브래킷(32)의 측부에 장착하여 연결블록(38)과 나셀(14) 사이의 충격을 방지하게 된다.On the other hand, when the rotor 16 and the nacelle 14 return to their original positions, the rear end of the nacelle 14 may collide with the connecting block 38 of the hinge mechanism 30. Therefore, as described above, the stopper 42 made of an elastic material is mounted on the side of the bracket 32 to prevent the impact between the connection block 38 and the nacelle 14.

하지만, 회전체(16)와 나셀(14)이 바람 방향을 회피한 다음 원위치로 복귀하는 순간마다 꼬리 날개(20) 쪽의 연결블록(38)이 나셀(14) 후미의 스토퍼(42)에 지속적으로 충돌하게 되면 발전시스템에 진동이 지속적으로 가해져 시스템이 파손되거나 힌지 기구(30)가 손상될 우려가 있다.However, whenever the rotor 16 and the nacelle 14 avoid the wind direction and then return to their original positions, the connecting block 38 on the tail wing 20 side continues to the stopper 42 at the rear of the nacelle 14. When the collision is caused by the vibration is continuously applied to the power generation system may be damaged or the hinge mechanism 30 is damaged.

또한, 꼬리 날개가 수평으로 장착되므로, 과풍속이 그치고 정속 풍속이 된 후에도 꼬리 날개가 즉시 원위치로 회복되지 않고 계속해서 회전된 상태로 있게 되어 발전기의 정상 동작이 지연되는 문제도 있다.In addition, since the tail wing is mounted horizontally, even after the wind speed is stopped and the constant wind speed, the tail wing is not immediately returned to its original position, but is continuously rotated, thereby delaying the normal operation of the generator.

본 발명은 전술한 종래기술의 문제를 해결하고자 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 정격 풍속을 초과한 과풍속의 강풍이 불 때 풍력발전기의 터빈이 정격 속도 이상으로 회전하지 못하도록 바람 방향으로부터 회피시키고 과풍속이 그치면 회피 중에 축적된 위치 에너지를 이용하여 회피된 터빈을 바람 방향을 향하도록 제어함으로써 과풍속으로부터 안전한 운전을 보장할 수 있는 풍력발전기의 과풍속 제어 장치에 관한 것이다.The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, an object of the present invention is to avoid from the wind direction so that the turbine of the wind turbine does not rotate above the rated speed when a strong wind of overwind speed exceeding the rated wind speed is blowing When the overwind speed is stopped, the overwind speed control apparatus of the wind power generator which can ensure safe operation from the overwind speed by controlling the avoided turbine to face the wind direction by using the potential energy accumulated during the avoidance.

전술한 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 지주의 상단에 나셀이 회전 가능하게 설치된 수평축 풍력 발전기의 과풍속 제어 장치는 회전 날개를 구비하여 나셀의 선단에 결합되되, 정격 풍속을 초과한 과풍속의 강풍이 불면 나셀과 함께 작동 위치로부터 바람 회피 위치로 회전하도록, 나셀의 축선으로부터 옵셋된 회전체; 바람 방향을 추종하도록 나셀의 후단에 설치된 꼬리 날개; 및 과풍속에 따라 나셀이 작동 위치부터 바람 회피 위치로 회전할 때 위치 에너지가 증가하게 되도록 꼬리 날개를 나셀에 회전 가능하게 연결하는 힌지 기구;를 포함한다.　 이에 따라, 과풍속이 그치면, 증가한 위치 에너지로부터 작동 위치를 향한 힘이 나셀에 가해짐으로써, 나셀은 용이하게 작동 위치로 복귀할 수 있다.In order to achieve the above object of the present invention, the super-wind speed control device of the horizontal axis wind power generator is installed rotatably on the upper end of the strut is coupled to the tip of the nacelle provided with a rotary blade, A rotor that is offset from the axis of the nacelle such that when strong winds blow, the nacelle rotates from the operating position to the wind avoidance position; A tail wing installed at the rear end of the nacelle to follow the wind direction; And a hinge mechanism that rotatably connects the tail blades to the nacelle so that the potential energy increases when the nacelle rotates from the operating position to the wind avoidance position according to the overwind speed. Thus, when the overwind speed ceases, the force from the increased potential energy toward the operating position is applied to the nacelle, whereby the nacelle can be easily returned to the operating position.

본 발명의 실시예에 있어서, 힌지 기구는 나셀이 바람 회피 위치로 회전할 때 꼬리 날개가 상승하도록 안내할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the hinge mechanism can guide the tail wing to rise as the nacelle rotates to the wind avoidance position.

또한, 힌지 기구는 아래에서 위로 가면서 나셀의 후단으로부터 미리 정해진 각도로 벌어지도록 배치된 내부 힌지 축과 내부 힌지 축을 회전 가능하게 감싸면서 꼬리날개에 연결된 외부 힌지 축을 포함할 수 있다.　 또한, 힌지 기구는 내부 힌지 축을 지지하도록 나셀의 후단에 고정된 브래킷을 더 포함할 수 있다.　 또한, 힌지 기구는 브래킷의 상단에 연결되어 내부 힌지 축이 브래킷에 대해 미리 정해진 각도로 배치되도록 내부 힌지 축을 고정하는 연결 부재를 더 포함할 수 있다.In addition, the hinge mechanism may include an inner hinge axis and an outer hinge axis connected to the tail wing while rotatably wrapping the inner hinge axis and the inner hinge axis disposed so as to be opened at a predetermined angle from the rear end of the nacelle while going from bottom to top. In addition, the hinge mechanism may further include a bracket fixed to the rear end of the nacelle to support the inner hinge axis. In addition, the hinge mechanism may further include a connecting member connected to an upper end of the bracket to fix the inner hinge axis such that the inner hinge axis is disposed at a predetermined angle with respect to the bracket.

힌지 기구는 나셀이 작동 위치로부터 바람 회피 위치로 회전하거나 그 반대로 회전할 때 나셀과 꼬리 날개 사이의 상대적인 운동을 감속하도록, 내부 힌지 축과 외부 힌지 축 사이에 연결된 완충기를 더 포함할 수 있다.　 한편, 완충기는 일단이 내부 힌지 축에 고정되고 타단이 외부 힌지 축에 고정된 코일 스프링일 수 있다.The hinge mechanism may further comprise a shock absorber connected between the inner and outer hinge axes to slow the relative movement between the nacelle and the tail vanes when the nacelle rotates from the operating position to the wind avoidance position or vice versa. Meanwhile, the shock absorber may be a coil spring having one end fixed to the inner hinge shaft and the other end fixed to the outer hinge shaft.

전술한 바와 같이, 정격 풍속을 초과한 과풍속의 강풍이 불 때 풍력발전기의 터빈이 정격 속도 이상으로 회전하지 못하도록 바람 방향으로부터 회피시키고 과풍속이 그치면, 별도의 바람이나 외부의 힘이 없더라도 회피 중에 축적된 위치 에너지를 이용하여 회피된 터빈을 바람을 향한 작동 위치로 복귀하도록 제어함으로써 과풍속으로부터 안전한 운전을 보장할 수 있다.As described above, when a wind of excessive wind speed exceeding the rated wind speed is blown, the turbine of the wind turbine is prevented from rotating in the wind direction, and if the wind speed is stopped, even if there is no separate wind or external force, By using accumulated potential energy to control the avoided turbine to return to the operating position toward the wind, it is possible to ensure safe operation from overwind speed.

또한, 나셀이 작동 위치로부터 바람 회피 위치로 회전하거나 그 반대로 회전할 때 나셀이 과격하게 회전하여 힌지 기구나 다른 구성요소에 충격을 받는 것을 방지할 수 있다.It is also possible to prevent the nacelle from rotating violently and impacting the hinge mechanism or other components when the nacelle is rotated from the operating position to the wind avoidance position or vice versa.

도 1은 종래기술에 따른 과풍속 제어 장치를 구비한 소형 수평축 풍력발전기의 평면도이다.
도 2는 도 1의 화살표 B의 방향으로 바라본 사시도이다.
도 3은 도 1의 과풍속 제어 장치의 동작을 설명하는 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 과풍속 제어 장치를 구비한 소형 수평축 풍력발전기의 정면도이다.
도 5는 도 4의 A 부분의 사시도이다.
도 6은 도 5의 A-A 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 7은 도 5의 힌지 기구의 분해도이다.
도 8은 도 4의 과풍속 제어 장치의 동작을 보여주는 정면도이다.
도 9는 도 4의 과풍속 제어 장치의 동작 원리를 보여주는 개념도이다.
도 10은 본 발명의 과풍속 제어 장치의 힌지 기구의 다른 실시예의 단면도이다.1 is a plan view of a small horizontal axis wind turbine with a super-wind speed control apparatus according to the prior art.
FIG. 2 is a perspective view as viewed in the direction of arrow B of FIG. 1.
3 is a plan view illustrating the operation of the overwind speed control device of FIG. 1.
4 is a front view of a small horizontal axis wind power generator having an overwind control apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a perspective view of a portion A of FIG. 4.
6 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 5.
7 is an exploded view of the hinge mechanism of FIG. 5.
FIG. 8 is a front view illustrating the operation of the wind speed control device of FIG. 4.
9 is a conceptual diagram illustrating an operating principle of the overwind speed control device of FIG. 4.
10 is a cross-sectional view of another embodiment of the hinge mechanism of the overwind speed control device of the present invention.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 과풍속 제어 장치에 대해 상세히 설명한다.
Hereinafter, an overwind control apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 과풍속 제어 장치를 구비한 소형 수평축 풍력발전기(100)의 정면도이고, 도 5는 도 4의 A 부분의 사시도이고, 도 6은 도 5의 A-A 선을 따라 절단한 단면도이며, 도 7은 도 5의 힌지 기구(130)의 분해도이다.4 is a front view of a small horizontal axis wind power generator 100 having an over-wind speed control apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 5 is a perspective view of a portion A of FIG. 4, and FIG. 6 is along a line AA of FIG. 5. It is sectional drawing cut out, and FIG. 7 is an exploded view of the hinge mechanism 130 of FIG.

도 4 내지 7을 참조하면, 수평축 풍력발전기(100)는 지주(2)의 상단에 연결부(102)를 통해 연결된 나셀(104)과 그 선단의 회전체(106) 및 후단의 꼬리 날개(120)로 구성된다.　 나셀(104)은 지주(2)의 축을 중심으로 수평 방향으로 회전할 수 있도록 구성된다.4 to 7, the horizontal axis wind power generator 100 has a nacelle 104 connected to the upper end of the support (2) via the connecting portion 102, the rotor 106 of the front end and the tail wing 120 of the rear end It consists of. The nacelle 104 is configured to be able to rotate in the horizontal direction about the axis of the strut 2.

회전체(106)는 회전 날개(108)가 장착되어 바람으로부터 얻은 회전력을 나셀(104) 내부의 (도시하지 않은) 기어박스와 발전기로 전달한다. 물론, 소형의 풍력발전기의 경우, 기어박스와 발전기는 회전체(106) 안에 구비될 수 있다.The rotor 106 is equipped with a rotary blade 108 to transmit the rotational force obtained from the wind to the gearbox (not shown) and the generator inside the nacelle 104. Of course, in the case of a small wind power generator, the gearbox and the generator may be provided in the rotor 106.

이와 같은 수평축 풍력발전기(100)에 사용되는 본 실시예에 따른 과풍속 제어 장치는 회전체(106), 꼬리 날개(120) 및 힌지 기구(130)를 포함한다.The overwind speed control apparatus according to the present embodiment used for the horizontal axis wind power generator 100 includes a rotor 106, a tail wing 120, and a hinge mechanism 130.

회전체(106)는 나셀(104)의 축선으로부터 옵셋된 축을 갖는다.　 이에 대해서는 도 1을 참조하여 전술한 바와 동일하므로, 회전체(106)의 구성에 대해서는 종래기술에서 전술한 것으로 갈음한다.The rotor 106 has an axis offset from the axis of the nacelle 104. Since this is the same as described above with reference to FIG. 1, the configuration of the rotating body 106 is replaced with the above-described in the prior art.

이와 같이 회전체(106)는 나셀(104)의 축선으로부터 옵셋되어 설치됨으로써, 정격 풍속을 초과한 과풍속의 강풍이 불면 나셀(104)과 함께 작동 위치로부터 바람 회피 위치로 회전하게 된다(도 3 참조).In this way, the rotor 106 is installed offset from the axis of the nacelle 104, so that when a strong wind of overwind speed exceeding the rated wind speed blows, the rotor 106 rotates from the operating position to the wind avoidance position together with the nacelle 104 (Fig. 3). Reference).

꼬리 날개(120)는 바람 방향을 추종하도록 나셀(104)의 후단에 설치된 것으로서, 힌지 기구(130)에 의해 나셀(104)의 후단에 회전 가능하게 연결된다.The tail wing 120 is installed at the rear end of the nacelle 104 to follow the wind direction, and is rotatably connected to the rear end of the nacelle 104 by the hinge mechanism 130.

즉, 꼬리 날개(120)의 고정 바(122)가 힌지 기구(130)에 연결되고 힌지 기구(130)는 나셀(104)의 후단에 결합됨으로써, 꼬리 날개(120)는 나셀(104)에 회전 가능하게 연결된다.That is, the fixing bar 122 of the tail wing 120 is connected to the hinge mechanism 130 and the hinge mechanism 130 is coupled to the rear end of the nacelle 104, so that the tail wing 120 rotates to the nacelle 104. Possibly connected.

이때, 힌지 기구(130)는 과풍속에 따라 나셀(104)이 바람 방향의 작동 위치(도 3의 점선 상태)로부터 바람 회피 위치(도 3의 실성 상태)로 회전할 때 위치 에너지가 증가하게 되도록 꼬리 날개(120)를 나셀(104)에 연결함으로써, 과풍속이 그치면 위와 같이 증가한 위치 에너지로부터 작동 위치 방향의 힘이 나셀(104)에 가해지게 한다.At this time, the hinge mechanism 130 increases the potential energy when the nacelle 104 rotates from the operating position in the wind direction (dotted line state in FIG. 3) to the wind avoidance position (real state state in FIG. 3) according to the overwind speed. By connecting the tail vanes 120 to the nacelle 104, the force in the operating position direction is exerted on the nacelle 104 from the increased potential energy as above when the overwind speed ceases.

이와 같은 힌지 기구(130)의 구성을 도 5 내지 7을 참조하여 상세히 살펴본다.The configuration of the hinge mechanism 130 will be described in detail with reference to FIGS. 5 to 7.

도시한 힌지 기구(130)에서, "ㅛ"자 형태의 브래킷(140)이 볼트(146)에 의해 나셀(104)의 후단에 고정 장착된다.　 브래킷(140)의 상단부에는 한 쌍의 상부 돌기(142)가 간격을 두고 형성되고, 각 돌기에는 나사 구멍(142a)이 뚫려 있다.　 브래킷(140)의 하단부에는 하부 돌기(144)가 형성되어 있다.　 하부 돌기(144)는 상면이 경사면(144a)이고, 관통공(144b)이 형성되는데, 이 관통공(144b)은 지면에 수직인 방향으로부터 미리 정해진 각도(θ)로 형성된다.In the hinge mechanism 130 shown, a bracket 140 in the form of a "ㅛ" is fixedly mounted to the rear end of the nacelle 104 by bolts 146. A pair of upper protrusions 142 are formed at an upper end of the bracket 140 at intervals, and screw holes 142a are drilled in each of the protrusions. The lower protrusion 144 is formed at the lower end of the bracket 140. The lower protrusion 144 has an inclined surface 144a at an upper surface thereof, and a through hole 144b is formed. The through hole 144b is formed at a predetermined angle θ from a direction perpendicular to the ground.

상부 돌기(142) 사이에는 연결 부재(150)의 일단이 배치되는데, 연결 부재(150)는 그 일단에 폭 방향으로 형성된 폭 방향 구멍(156)이 상부 돌기(142)의 나사 구멍(142a)과 일렬로 정렬되도록 배치되어 있다.　 이들 나사 구멍(142a)과 연결 부재(150)의 폭 방향 구멍(156)을 볼트(158a)가 관통하여 너트(158b)로 체결됨으로써, 연결 부재(150)는 경사진 상태로 브래킷(140)에 결합된다.　 한편, 연결 부재(150)의 경사는 브래킷(140)의 하부 돌기(144)의 경사면(144a)의 경사와 동일한 것이 바람직하다.　 또, 연결 부재(150)는 두께 방향으로 나사 구멍(152)이 뚫려 있고, 이 나사 구멍(152)은 연결 부재(150)가 위와 같은 경사로 배치될 때 아래에 위치한 브래킷(140)의 하부 돌기(144)의 관통공(144b)과 마주보는 위치에 형성된다.One end of the connecting member 150 is disposed between the upper protrusions 142. The connecting member 150 has a widthwise hole 156 formed in the width direction at one end thereof with a screw hole 142a of the upper protrusion 142. It is arranged to be aligned in a line. The bolt 158a penetrates the screw hole 142a and the widthwise hole 156 of the connecting member 150 with the nut 158b, so that the connecting member 150 is attached to the bracket 140 in an inclined state. Combined. On the other hand, the inclination of the connection member 150 is preferably the same as the inclination of the inclined surface 144a of the lower protrusion 144 of the bracket 140. In addition, the connecting member 150 is a screw hole 152 is drilled in the thickness direction, the screw hole 152 is a lower projection (the lower projection (140) of the bracket 140 located below when the connecting member 150 is disposed in such a slope It is formed at a position facing the through hole 144b of 144.

한편, 내부 힌지 축이 되는 힌지 핀(160)이 브래킷(140)과 연결 부재(150)에 결합되어 있다.　 힌지 핀(160)은 각진 헤드(162)가 상단에 형성되고 상단에 인접한 부분에는 내부 나사(164)가 형성되어 있다.　 힌지 핀(160)은 그 하단부가 브래킷(140)의 하부 돌기(144)의 관통공(144b)에 삽입되고 나사(164)가 연결 부재(150)의 내부 나사(164)와 맞물린다.　 따라서, 브래킷(140)과 연결 부재(150)는 힌지 핀(160)을 지지하게 되며, 힌지 핀(160)은 아래에서 위로 가면서 나셀(104)의 후단으로부터 미리 정해진 각도로 벌어지도록 배치된다.　 즉, 힌지 핀(160)은 지면에 수직인 방향으로부터 미리 정해진 각도(θ)로 위쪽으로 벌어지도록 배치된다.On the other hand, the hinge pin 160, which is an internal hinge axis, is coupled to the bracket 140 and the connection member 150. The hinge pin 160 has an angled head 162 formed at the upper end and an internal screw 164 formed at a portion adjacent to the upper end. The hinge pin 160 has a lower end inserted into the through hole 144b of the lower protrusion 144 of the bracket 140 and the screw 164 is engaged with the internal screw 164 of the connecting member 150. Thus, the bracket 140 and the connection member 150 support the hinge pin 160, the hinge pin 160 is arranged to be opened at a predetermined angle from the rear end of the nacelle 104 while going from the bottom up. That is, the hinge pins 160 are arranged to spread upward at a predetermined angle θ from a direction perpendicular to the ground.

또, 외부 힌지 축이 되는 핀 홀더(170)가 내부 힌지 축이 되는 힌지 핀(160)의 둘레에 회전 가능하게 체결되어 있다.　 핀 홀더(170)는 꼬리 날개(120)의 고정 바(122)와 일체로 형성되어 있다.　 물론, 핀 홀더(170)는 별체로 형성되어 꼬리 날개(120)의 고정 바(122)에 고정될 수도 있다.　 핀 홀더(170)는 상하로는 이동하지 않으면서 회전할 수 있도록 힌지 핀(160)과 결합된 원통형 구조로서, 원활히 회전하도록 그 내벽의 양단에 베어링(172)이 설치된다.
Further, the pin holder 170 serving as the outer hinge axis is rotatably fastened around the hinge pin 160 serving as the inner hinge axis. The pin holder 170 is integrally formed with the fixing bar 122 of the tail wing 120. Of course, the pin holder 170 may be formed as a separate body and fixed to the fixing bar 122 of the tail wing 120. The pin holder 170 is a cylindrical structure coupled with the hinge pin 160 to rotate without moving up and down, and the bearings 172 are installed at both ends of the inner wall to rotate smoothly.

도 8은 도 4의 과풍속 제어 장치의 동작을 보여주는 정면도이며, 도 9는 도 4의 과풍속 제어 장치의 동작 원리를 보여주는 개념도이다.8 is a front view illustrating the operation of the overwind speed control apparatus of FIG. 4, and FIG. 9 is a conceptual diagram illustrating an operation principle of the overwind speed control apparatus of FIG. 4.

먼저, 도 8을 참조하면, 정격 풍속 이하의 바람이 불어 나셀(104)이 작동 위치(도 3의 점선)에 있을 때, 꼬리 날개(120)는 지면과 수평인 상태로 있게 된다(도 8의 실선).　 하지만, 정격 풍속을 초과한 과풍속의 강풍이 불어 나셀(104)이 바람 회피 위치(도 3의 실선)로 회전하면, 꼬리 날개(120')는 지면과 수평인 상태로부터 상승한 상태로 이동한다(도 8의 점선).First, referring to FIG. 8, when the wind below the rated wind speed blows the nacelle 104 in the operating position (dashed line in FIG. 3), the tail vanes 120 are in a horizontal state with respect to the ground (FIG. 8). Solid line). However, when the strong wind of the overwind speed exceeding the rated wind speed blows and the nacelle 104 rotates to the wind avoidance position (solid line of FIG. 3), the tail vane 120 'moves from the state which is horizontal to the ground, and is raised ( Dashed line in FIG. 8).

이는 도 4 내지 7을 참조하여 전술한 바와 같이, 내부 힌지 축이 되는 힌지 핀(160)이 미리 정해진 각도(θ)로 위로 벌어지도록 배치되고, 힌지 핀(160) 둘레의 외부 힌지 축이 되는 힌지 홀더(170)가 꼬리 날개(120)에 일체로 연결되어 있기 때문이다.As described above with reference to FIGS. 4 to 7, the hinge pin 160 serving as the inner hinge axis is arranged to be unfolded upward at a predetermined angle θ, and the hinge serving as the outer hinge axis around the hinge pin 160 is provided. This is because the holder 170 is integrally connected to the tail wing 120.

즉, 꼬리 날개(120)는 나셀(104)과 일렬로 배치되면 지면과 수평이 되지만(도 8의 실선), (도 3의 실선과 같이) 나셀(104)과 각도를 두고 배치되면 힌지 핀(160)의 각도(θ)에 해당하는 각도만큼 상승하게 된다.　 이렇게 되면, 꼬리 날개(120')는 자체 중량에 의해 하강하려는 위치 에너지를 갖게 된다.That is, the tail wing 120 is horizontal with the ground when disposed in line with the nacelle 104 (solid line in FIG. 8), but is disposed at an angle with the nacelle 104 (as shown in solid line in FIG. 3). It is increased by an angle corresponding to the angle θ of 160. The tail wing 120 'will then have the potential energy to descend by its weight.

따라서, 나셀(104)이 강풍을 회피하여 바람 회피 방향(도 3의 실선)으로 회전한 후, 바람이 정격 풍속 이하가 되었을 때, 이러한 위치 에너지에 의해 꼬리 날개(120')가 하강하려 한다.　 이 하강하려는 힘이 나셀(104)에 가해짐으로써, 나셀(104)은 용이하게 작동 위치(도 3의 점선)로 복귀할 수 있다.Therefore, after the nacelle 104 rotates in the wind avoidance direction (solid line in FIG. 3) by avoiding the strong wind, the tail vane 120 ′ tries to descend by this potential energy when the wind becomes below the rated wind speed. This downward force is applied to the nacelle 104 so that the nacelle 104 can be easily returned to the operating position (dashed line in FIG. 3).

이와 같이 하면, 나셀(104)은 강풍을 회피한 후 별도의 바람이나 외부의 힘이 없더라도 꼬리 날개(120')의 위치 에너지에 의해 자연스럽게 원래 위치인 작동 위치로 복귀할 수 있다.In this way, the nacelle 104 may return to its original position naturally by the positional energy of the tail vanes 120 ′ even after there is no separate wind or external force after avoiding a strong wind.

이러한 위치 에너지는 꼬리 날개(120)의 무게, 크기, 길이(예컨대, 힌지 핀(160)으로부터 꼬리 날개(120)의 자유단까지의 거리)와 힌지 핀(160)의 각도(θ)에 따라 정해진다.This potential energy is determined according to the weight, size, and length of the tail wing 120 (for example, the distance from the hinge pin 160 to the free end of the tail wing 120) and the angle θ of the hinge pin 160. All.

한편, 힌지 핀(160)의 각도(θ)를 변화시키면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.On the other hand, if the angle θ of the hinge pin 160 is changed, the following effects can be obtained.

도 9를 참조하면, 힌지 핀(160)의 각도(θ)가 θ1이라면, 중심 위치 또는 작동 위치(도 3의 점선, 도 8의 실선)는 P0이 되고, 바람 회피 위치(도 3의 실선, 도 8의 점선)는 P11이나 P12가 된다.　 (여기서, P11과 P12는 나셀(104)의 수평 회전 방향에 따라 정해진다.　 예컨대, 시계방향의 수평 회전한 바람 회피 위치는 P11로, 시계반대방향으로 수평 회전한 바람 회피 위치는 P12로 나타낼 수 있다.　 물론, 그 역도 성립한다.)　 한편, 힌지 핀(160)의 각도(θ)가 θ2라면(θ1<θ2), 작동 위치(도 3의 점선, 도 8의 실선)는 P0이 되고, 바람 회피 위치(도 3의 실선, 도 8의 점선)는 P21이나 P22가 된다.Referring to FIG. 9, if the angle θ of the hinge pin 160 is θ1, the center position or operating position (dashed line in FIG. 3, solid line in FIG. 8) becomes P0, and the wind avoidance position (solid line in FIG. 3, 8 is a P11 or P12. (P11 and P12 are determined according to the horizontal rotation direction of the nacelle 104. For example, the horizontally rotated wind avoidance position in the clockwise direction may be represented by P11 and the horizontally rotated wind avoidance position may be represented by P12. Of course, the converse is also true.) On the other hand, if the angle θ of the hinge pin 160 is θ2 (θ1 <θ2), the operating position (dotted line in FIG. 3, solid line in FIG. 8) becomes P0, and the wind The avoided position (solid line in Fig. 3, dotted line in Fig. 8) is P21 or P22.

도 9에서, "응답시간"은 나셀(104)이 바람 회피 위치로부터 작동 위치로 복귀하는 시간을 나타낸다.　 따라서, 힌지 핀(160)의 경사(θ)를 크게 할수록 나셀(104)이 바람 회피 위치로부터 작동 위치로 더 빨리 복귀한다는 것을 알 수 있다.In FIG. 9, the "response time" represents the time for the nacelle 104 to return from the wind avoidance position to the operating position. Thus, it can be seen that as the inclination θ of the hinge pin 160 increases, the nacelle 104 returns faster from the wind avoidance position to the operating position.

한편, 나셀(104)이 바람 회피 위치로 더 많이 회전할수록 꼬리 날개(120')의 위치 에너지가 증가하므로, 나셀(104)이 바람 회피 위치에 가까워질수록 위치 에너지에 따른 회전 저항력이 커지게 된다.　 따라서, 나셀(104)이 작동 위치로부터 바람 회피 위치로 과격하게 회전하여 힌지 기구(130)나 다른 구성요소가 충격을 받는 것을 방지할 수 있다.On the other hand, as the nacelle 104 rotates more to the wind avoidance position, the positional energy of the tail vane 120 'increases, and as the nacelle 104 approaches the wind avoidance position, the rotational resistance according to the position energy becomes larger. . Thus, the nacelle 104 can be rotated radically from the operating position to the wind avoidance position to prevent the hinge mechanism 130 or other components from being impacted.

이는 나셀(104)이 바람 회피 위치로부터 작동 위치로 복귀하는 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.　 나셀(104)은 작동 위치로 복귀할 때 그 관성에 의해 작동 위치를 지나갈 수 있지만, 작동 위치로부터 멀어짐에 따라 위치 에너지에 따른 회전 저항력이 증가하고 그에 따라 감속된 후 작동 위치로 되돌아간다.　 따라서, 위치 에너지가 큰 경우에도 나셀(104)이 바람 회피 위치로부터 작동 위치로 과격하게 회전하여 힌지 기구(130)나 다른 구성요소가 충격을 받는 것을 방지할 수 있다.
The same can be applied when the nacelle 104 returns from the wind avoidance position to the operating position. The nacelle 104 can pass the operating position by its inertia when returning to the operating position, but as it moves away from the operating position, the rotational resistance force according to the potential energy increases and thus decelerates and returns to the operating position. Thus, even when the potential energy is large, the nacelle 104 can be rotated radically from the wind avoidance position to the operating position to prevent the hinge mechanism 130 or other components from being impacted.

도 10은 본 발명의 과풍속 제어 장치의 힌지 기구(130)의 다른 실시예의 단면도이다.10 is a cross-sectional view of another embodiment of the hinge mechanism 130 of the overwind speed control device of the present invention.

도 10에 도시한 바와 같이, 힌지 기구(130)는 코일 스프링(180)을 더 포함한다.　 코일 스프링(180)은 힌지 핀(160) 둘레에 배치되고 일단(182)이 힌지 핀(160)에 고정되고 타단(184)이 힌지 홀더(160)에 고정되어 있다.　 이때 코일 스프링(180)의 나머지 부분은 일정한 간격을 두고 힌지 핀(160) 둘레에 배치될 수 있다.As shown in FIG. 10, the hinge mechanism 130 further includes a coil spring 180. The coil spring 180 is disposed around the hinge pin 160, one end 182 is fixed to the hinge pin 160, and the other end 184 is fixed to the hinge holder 160. At this time, the remaining portion of the coil spring 180 may be disposed around the hinge pin 160 at regular intervals.

이러한 코일 스프링(180)은 나셀(104)이 작동 위치로부터 바람 회피 위치로 회전하거나 그 반대로 회전할 때 나셀(104)과 꼬리 날개(120) 사이의 상대적인 운동을 감속하는 완충기를 구성한다.　 그에 따라, 나셀(104)이 작동 위치로부터 바람 회피 위치로 또는 그 반대로 과격하게 회전하여 힌지 기구(130)나 다른 구성요소가 충격을 받는 것을 더 효과적으로 방지할 수 있다.
This coil spring 180 constitutes a shock absorber that slows the relative movement between the nacelle 104 and the tail vanes 120 as the nacelle 104 rotates from the operating position to the wind avoidance position or vice versa. Thus, the nacelle 104 can be rotated radically from the operating position to the wind avoidance position or vice versa to more effectively prevent the hinge mechanism 130 or other component from being impacted.

전술한 본 발명의 실시예에 따른 수평축 풍력발전기의 과풍속 제어 장치는 소형 수평축 풍력발전기에 적용된 것을 예로 들어 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.　 본 발명의 수평축 풍력발전기의 과풍속 제어 장치는 중형의 수평축 풍력발전기에도 적용할 수 있고, 경우에 따라 대형의 수평축 풍력발전기에도 적용할 수 있다.Although the overwind speed control apparatus for the horizontal shaft wind turbine generator according to the embodiment of the present invention described above has been described as an example applied to a small horizontal shaft wind turbine generator, the present invention is not limited thereto. The overwind speed control device of the horizontal shaft wind turbine generator of the present invention can be applied to a medium horizontal shaft wind turbine generator, and in some cases, can also be applied to a large horizontal shaft wind turbine generator.

100: 수평축 풍력발전기　　
104: 나셀
106: 회전체
108: 회전 날개
120: 꼬리 날개
122: (꼬리 날개) 고정 바
130: 힌지 기구
140: 브래킷
150: 연결 부재
160: 힌지 핀
170: 힌지 홀더
172: 베어링
180: 코일 스프링100: horizontal axis wind power generator
104: nacelle
106: rotating body
108: rotary wing
120: tail wing
122: (tail wings) fixed bar
130: hinge mechanism
140: bracket
150: connecting member
160: hinge pin
170: hinge holder
172: bearing
180: coil spring

Claims (7)

지주의 상단에 나셀이 회전 가능하게 설치된 수평축 풍력 발전기에 있어서,
회전 날개를 구비하여 상기 나셀의 선단에 결합되되, 정격 풍속을 초과한 과풍속의 강풍이 불면 상기 나셀과 함께 작동 위치로부터 바람 회피 위치로 회전하도록, 상기 나셀의 축선으로부터 옵셋된 회전체;
바람 방향을 추종하도록 상기 나셀의 후단에 설치된 꼬리 날개; 및
과풍속에 따라 상기 나셀이 작동 위치부터 바람 회피 위치로 회전할 때 위치 에너지가 증가하게 되도록 상기 꼬리 날개를 상기 나셀에 회전 가능하게 연결하는 힌지 기구;
를 포함하며,
과풍속이 그치면, 증가한 위치 에너지로부터 작동 위치를 향한 힘이 상기 나셀에 가해지는, 수평축 풍력발전기의 과풍속 제어 장치.In the horizontal axis wind power generator, the nacelle is rotatably installed on the upper end of the strut,
A rotary body coupled to the distal end of the nacelle, the rotary body being offset from the axis of the nacelle so as to rotate from the operating position to the wind avoidance position together with the nacelle when a strong wind of an overwind exceeding a rated wind speed blows;
Tail wings installed at the rear end of the nacelle to follow the wind direction; And
A hinge mechanism for rotatably connecting the tail vane to the nacelle so that the potential energy increases when the nacelle rotates from the operating position to the wind avoidance position according to the wind speed;
Including;
The overwind speed control device of a horizontal axis wind turbine, wherein when the overwind speed ceases, a force from the increased potential energy toward the operating position is applied to the nacelle. 제1항에 있어서, 상기 힌지 기구는, 상기 나셀이 바람 회피 위치로 회전할 때, 바람 방향을 추종하는 상기 꼬리 날개가 상승하도록 안내하는 것인, 수평축 풍력발전기의 과풍속 제어 장치.The overwind control device of a horizontal axis wind turbine according to claim 1, wherein the hinge mechanism guides the tail vane following the wind direction to rise when the nacelle rotates to a wind avoidance position. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 힌지 기구는 아래에서 위로 가면서 상기 나셀의 후단으로부터 미리 정해진 각도로 벌어지도록 배치된 내부 힌지 축과 상기 내부 힌지 축을 회전 가능하게 감싸면서 상기 꼬리날개에 연결된 외부 힌지 축을 포함하는 것인, 수평축 풍력발전기의 과풍속 제어 장치.3. The hinge device according to claim 1 or 2, wherein the hinge mechanism is connected to the tail wing while rotatably wrapping the inner hinge axis and the inner hinge axis arranged to be opened at a predetermined angle from the rear end of the nacelle while going from below. An overwind speed control device for a horizontal shaft wind turbine, including a hinge shaft. 제3항에 있어서, 상기 힌지 기구는 상기 내부 힌지 축을 지지하도록 상기 나셀의 후단에 고정된 브래킷을 더 포함하는 것인, 수평축 풍력발전기의 과풍속 제어 장치.4. The apparatus of claim 3, wherein the hinge mechanism further comprises a bracket fixed to the rear end of the nacelle to support the inner hinge axis. 제3항에 있어서, 상기 힌지 기구는 상기 브래킷의 상단에 연결되어 상기 내부 힌지 축이 상기 브래킷에 대해 미리 정해진 각도로 배치되도록 상기 내부 힌지 축을 고정하는 연결 부재를 더 포함하는 것인, 수평축 풍력발전기의 과풍속 제어 장치.The horizontal axis wind turbine according to claim 3, wherein the hinge mechanism further comprises a connecting member connected to an upper end of the bracket to fix the inner hinge shaft such that the inner hinge shaft is disposed at a predetermined angle with respect to the bracket. Super wind speed control device. 제3항에 있어서, 상기 힌지 기구는 상기 나셀이 작동 위치로부터 바람 회피 위치로 회전하거나 그 반대로 회전할 때 상기 나셀과 상기 꼬리 날개 사이의 상대적인 운동을 감속하도록, 상기 내부 힌지 축과 상기 외부 힌지 축 사이에 연결된 완충기를 더 포함하는 것인, 수평축 풍력발전기의 과풍속 제어 장치.4. The inner and outer hinge axes of claim 3, wherein the hinge mechanism slows the relative movement between the nacelle and the tail vanes when the nacelle rotates from the operating position to the wind avoidance position or vice versa. It further comprises a shock absorber connected between, the wind speed control device of the horizontal axis wind turbine. 제6항에 있어서, 상기 완충기는 일단이 상기 내부 힌지 축에 고정되고 타단이 상기 외부 힌지 축에 고정된 코일 스프링인 것인, 수평축 풍력발전기의 과풍속 제어 장치.The apparatus of claim 6, wherein the shock absorber is a coil spring having one end fixed to the inner hinge shaft and the other end fixed to the outer hinge shaft.
KR1020100138697A 2010-12-30 2010-12-30 Apparatus for evading high speed wind in horizontal axis wind power generator KR101180743B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100138697A KR101180743B1 (en) 2010-12-30 2010-12-30 Apparatus for evading high speed wind in horizontal axis wind power generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100138697A KR101180743B1 (en) 2010-12-30 2010-12-30 Apparatus for evading high speed wind in horizontal axis wind power generator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120076923A true KR20120076923A (en) 2012-07-10
KR101180743B1 KR101180743B1 (en) 2012-09-07

Family

ID=46710484

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100138697A KR101180743B1 (en) 2010-12-30 2010-12-30 Apparatus for evading high speed wind in horizontal axis wind power generator

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101180743B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101331169B1 (en) * 2012-09-26 2013-11-19 한국에너지기술연구원 Variable horizontal wing for small size wind powered generator and power control method of the same
CN113809667A (en) * 2021-09-13 2021-12-17 广东电网有限责任公司 Protection mechanism of electrical equipment

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101797914B1 (en) 2017-09-05 2017-11-15 라은테크 주식회사 Wind Power Generator Body of the Horizontal Axis Type, and Its Control Method

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4204661B2 (en) * 1998-03-23 2009-01-07 ニューパワー有限会社 Lightweight wind turbine generator
KR200384140Y1 (en) 2005-02-23 2005-05-11 주식회사 대흥기전 The broadband wind-force generator for street light of hibrid
KR200415738Y1 (en) 2005-12-02 2006-05-08 (주)기미전자 An automatic control of propeller the wind force generator
TW201028537A (en) * 2009-01-22 2010-08-01 Windtek Green Energy Technology Co Ltd Structural improvement of wind power generation device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101331169B1 (en) * 2012-09-26 2013-11-19 한국에너지기술연구원 Variable horizontal wing for small size wind powered generator and power control method of the same
WO2014051277A1 (en) * 2012-09-26 2014-04-03 한국에너지기술연구원 Small-scale wind turbine having variable horizontal wings and method for controlling output thereof
CN113809667A (en) * 2021-09-13 2021-12-17 广东电网有限责任公司 Protection mechanism of electrical equipment

Also Published As

Publication number Publication date
KR101180743B1 (en) 2012-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2084400B1 (en) A wind turbine and a method for damping edgewise oscillations in one or more blades of a wind turbine by changing the blade pitch
US20120269629A1 (en) Vertical axis wind turbine
CN101622448A (en) Vertical shaft windmill
US8734104B2 (en) Control device and method for an aerodynamic brake of a wind energy converter
CN101929423A (en) Hinged wind turbine blade tips
KR20170046928A (en) Blade pitch control apparatus for small size wind power generator
KR101180743B1 (en) Apparatus for evading high speed wind in horizontal axis wind power generator
US20140050580A1 (en) Wind turbine with actuating tail and method of operation
KR102237501B1 (en) Blade variable type wind generator
CN101707949B (en) Wind power plant
WO2016128879A1 (en) Turbine for vertical axis wind generator.
WO2010108120A9 (en) Variable area vertical axis wind turbine
KR101391593B1 (en) Pitch control apparatus of vertical axis wind power generator using hydraulic damper
KR101192854B1 (en) vertical axis wind turbine
JP2007071122A (en) Bracing strut in micro wind turbine generator
CN210509474U (en) Wind driven generator with universal upward speed regulation
US11898534B2 (en) Hinged blade wind turbine with tilted axis and/or coned rotor
CN218325089U (en) Vertical axis wind turbine with swing wing for speed regulation
KR101191861B1 (en) A wind power apparatus
TW201314024A (en) Wind turbine with anti-rotational locking mechanism, thrust channels, and blade tip winglets
RU2823001C1 (en) Wind power plant
RU2248464C1 (en) Wind power plant
RU2006668C1 (en) Wind motor rotor
CN202832975U (en) Two-vane centrifuge variable-pitch wind driven generator
CN102392788A (en) Vertical axis wind driven generator limitator

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150825

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190627

Year of fee payment: 8