KR20120107753A - 풍력 제너레이터의 진동 흡수 장치 및 이를 장착한 풍력 발전기 - Google Patents

풍력 제너레이터의 진동 흡수 장치 및 이를 장착한 풍력 발전기 Download PDF

Info

Publication number
KR20120107753A
KR20120107753A KR1020110025464A KR20110025464A KR20120107753A KR 20120107753 A KR20120107753 A KR 20120107753A KR 1020110025464 A KR1020110025464 A KR 1020110025464A KR 20110025464 A KR20110025464 A KR 20110025464A KR 20120107753 A KR20120107753 A KR 20120107753A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wind generator
wind
generator
vibration
absorbing device
Prior art date
Application number
KR1020110025464A
Other languages
English (en)
Inventor
주성준
최성인
Original Assignee
주식회사 이잰
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 주식회사 이잰 filed Critical 주식회사 이잰
Priority to KR1020110025464A priority Critical patent/KR20120107753A/ko
Publication of KR20120107753A publication Critical patent/KR20120107753A/ko

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
    • F03D13/00—Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
    • F03D13/20—Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors
    • 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
    • F03D7/0296—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor to prevent, counteract or reduce noise emissions
    • 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
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/90—Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/91—Mounting on supporting structures or systems on a stationary structure
    • F05B2240/912—Mounting on supporting structures or systems on a stationary structure on a tower
    • 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
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/96—Preventing, counteracting or reducing vibration or noise
    • 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
    • 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
    • Y02E10/728—Onshore wind turbines

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

본 발명은, 풍력 제너레이터의 진동 흡수 장치 및 이를 장착한 풍력 발전기로서, 일정 질량을 갖는 관성질량체; 일측이 상기 관성질량체에 연결되어 탄성력으로 상기 관성질량체의 흔들림을 흡수하는 복수의 탄성부재; 밀폐된 공간을 가지고 상기 공간 상에 상기 관성질량체를 포함하며 상기 복수의 탄성부재의 타측이 내면에 연결되는 본체; 및 상기 본체 내부의 빈 공간에 채워져 상기 관성질량체의 흔들림에 따른 마찰로 상기 관성질량체의 운동에너지를 소비시키는 유체를 포함하며, 상기 본체가 풍력 제너레이터의 일정 부위에 장착되어 상기 풍력 제너레이터의 진동을 줄이는 것을 특징으로 하는 풍력 제너레이터의 진동 흡수 장치이며, 이와 같은 본 발명에 의하면 제너레이터의 진동을 흡수함으로써 풍력발전기의 진동주파수와 고유주파수가 일치되어 공진현상이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 이를 통해 풍력발전기의 각 부품의 수명을 증가시키고 나아가서 풍력 발전기 타워 설계시에 공진 주파수의 고려에 따른 비용을 절감할 수 있게 된다.

Description

풍력 제너레이터의 진동 흡수 장치 및 이를 장착한 풍력 발전기{Damper and wind generator having that}
본 발명은 풍력 제너레이터의 진동 흡수 장치 및 이를 장착한 풍력 발전기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 외부 바람 등에 의한 풍력 발전기의 흔들림을 줄이면서 고유 진동수의 공진현상으로 인한 파손을 방지하기 위하여 풍력 발전기에 장착되는 진동 흡수 장치와 이를 장착한 풍력 발전기에 대한 것이다.
기계 문명의 발전으로 인한 생태계 및 자연 파괴는 더 이상 방치할 수 없는 수준까지 도달했으며, 지구온난화에 따른 인류 공멸의 위기감이 커지고 있다. 세계 국가들이 앞다퉈 녹색도시, 녹색성장을 외치며 탄소감축을 통한 지구 살리기에 나선 가운데, 이같은 움직임에 따라 그린에너지의 사용이 전 세계에서 지속적으로 증가하고 있다.
여기서 그린에너지란, 석유, 석탄 등 환경 공해의 주 요인이 되고 있는 `하드에너지'와는 달리 태양열, 지열, 풍력, 조력, 파력 등 환경을 해치지 않는 청정한 자연의 소프트 에너지를 일컬어 `그린에너지'라고 칭한다.
그린에너지의 종류로는 크게 태양열 발전, 태양광 발전, 바이오 매스 에너지, 풍력 에너지, 지열 발전, 해양 에너지(조력, 파력), 폐기물 에너지, 연료 전지, 수소 에너지 등을 들 수 있는데, 특히 풍력 에너지를 이용하는 풍력발전은 자연상태의 무공해 에너지원으로 현재 기술로 대체에너지원 중 가장 경제성이 높은 에너지원으로써 바람의 힘을 회전력으로 전환시켜 발생되는 전력을 전력계통이나 수요자에 직접 공급하는 기술이다. 이러한 풍력발전을 이용한다면 산가이나 해안오지 및 방조제 등 부지를 활용함으로써 국토이용효율을 높일 수 있다.
풍력발전 시스템은 다양한 형태의 풍차를 이용하여 바람 에너지를 기계적 에너지로 변환하고, 이 기계적 에너지로 발전기를 구동하여 전력을 얻어내는 시스템을 말한다. 무한정의 청정에너지인 바람을 동력원으로 하므로 기존의 화석연료나 우라늄 등을 이용한 발전방식과 달리 발열에 의한 열 공해나 대기오염 그리고 방사능 누출 등과 같은 문제가 없는 무공해 발전방식이다.
도 1은 일반적인 수평축 풍력 발전기(10)의 모습을 도시하는데, 바람날개인 블레이드(60)가 풍력에 의해 회전하면 풍력제너레이터(50)가 블레이드(60)의 회전력을 전기에너지로 변환하게 되는데, 보다 강한 풍력을 얻기 위해 블레이드(60)와 풍력제너레이터(50)는 지상으로부터 수십미터 떨어진 상공에 위치되며, 이들을 지지하기 위해 수직으로 높은 지지타워(70)에 설치된다.
또한 도 2는 일반적인 수직축 풍력 발전기(10a)의 모습을 도시하는데, 수직축 풍력 발전기(10a)의 경우에는 바람날개인 블레이드(60a)가 수직방향으로 형성되어 풍력에 의해 회전하면서 풍력제너레이터(50a)가 블레이드(60)의 회전력을 전기에너지로 변환하게 된다. 이또한 보다 강한 풍력을 얻기 위해 높은 기둥의 지지타워(70a) 위에 배치되게 된다.
이와 같은 풍력 발전기(10, 10a)는 보다 강한 풍력을 얻기 위해 지상으로부터 높은 상공 상에 위치됨에 따라 강한 풍력에 의해 풍력 발전기가 크게 흔들리며 파손될 위험이 많으며, 특히 바람에 의한 진동 주파수와 풍력 발전기의 고유 주파수가 일치되는 경우에는 공명현상이 발생되어 그 에너지는 배로 증가하므로 풍력 발전기는 이 에너지를 버티지 못하고 붕괴되게 된다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 지상으로부터 높은 상공에 설치되는 풍력 발전기의 흔림들을 줄일 수 있는 진동 흡수 장치를 제공하고자 한다.
특히 풍력 발전기의 진동주파수와 고유주파수가 일치되어 공명현상에 따른 파괴에너지가 배로 증가하는 문제점을 해결하고자 한다.
또한 풍력 발전기 타워 설계시에 공진 주파수의 고려에 따른 비용을 절감할 수 있는 진동 흡수 장치를 제공하고자 한다.
상기 기술적 과제를 달성하고자 본 발명은, 일정 질량을 갖는 관성질량체; 일측이 상기 관성질량체에 연결되어 탄성력으로 상기 관성질량체의 흔들림을 흡수하는 복수의 탄성부재; 밀폐된 공간을 가지고 상기 공간 상에 상기 관성질량체를 포함하며 상기 복수의 탄성부재의 타측이 내면에 연결되는 본체; 및 상기 본체 내부의 빈 공간에 채워져 상기 관성질량체의 흔들림에 따른 마찰로 상기 관성질량체의 운동에너지를 소비시키는 유체를 포함하며, 상기 본체가 풍력 제너레이터의 일정 부위에 장착되어 상기 풍력 제너레이터의 진동을 줄이는 것을 특징으로 하는 풍력 제너레이터의 진동 흡수 장치이다.
바람직하게는 상기 관성체질량은, 일정 질량을 갖는 다각면체로 형성될 수 있다.
보다 바람직하게는, 상기 관성체질량은 일정 질량을 갖는 원기둥형으로 형성되되, 마찰면적을 넓히기 위해 원주방향의 둘레에 돌출된 톱니가 형성될 수 있다.
여기서 상기 탄성부재는, 일정 탄성력을 갖는 코일 스프링 또는 판스프링이 적용될 수 있다.
바람직하게는 상기 복수개의 탄성부재의 일측이 상기 관성체질량의 측면에 연결될 수 있다.
보다 바람직하게는 상기 복수개의 탄성부재의 일측이 상기 관성체질량의 측면, 상면 및 하면에 연결될 수 있다.
또한 본 발명은, 바람에 의해 회전하는 블레이드; 상기 블레이드의 회전운동으로 전기에너지를 생산하는 풍력 제너레이터; 및 상기 풍력 제너레이터를 지상으로부터 일정거리 이격시켜 지지하는 지지타워를 포함하는 풍력 발전기에 있어서, 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항의 풍력 제러레이터의 진동 흡수장치가 상기 풍력 제너레이터의 일정 면상에 적어도 하나 이상 장착되어 상기 풍력 제너레이터의 진동을 흡수하는 것을 특징으로 풍력 발전기를 포함한다.
바람직하게는 상기 진동 흡수 장치는, 상기 풍력 제너레이터와 상기 지지타워 사이에 장착되어 상기 풍력 제너레이터를 지지하면서 그 흔들림을 흡수할 수 있다.
나아가서 상기 진동 흡수 장치는, 상기 풍력 제너레이터의 상부면에 장착되어 상기 풍력 제너레이터의 흔들림을 흡수할 수 있다.
보다 바람직하는 상기 진동 흡수 장치는, 상기 풍력 제너레이터의 상부면, 측면 및 상기 풍력 제너레이터와 상기 지지타워 사이에 각각 장착될 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따르면, 간단한 구성을 가지며 저렴한 제작비용으로 제너레이터의 흔들림을 흡수하는 진동흡수 장치를 제공할 수 있다.
특히 제너레이터의 진동을 흡수함으로써 풍력발전기의 진동주파수와 고유주파수가 일치되어 공진현상이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 이를 통해 풍력발전기의 각 부품의 수명을 증가시키고 나아가서 풍력 발전기 타워 설계시에 공진 주파수의 고려에 따른 비용을 절감할 수 있게 된다.
도 1은 일반적인 수평축 풍력 발전기의 모습을 도시하며,
도 2는 일반적인 수직축 풍력 발전기의 모습을 도시하며,
도 3은 일반적인 풍력 발전기의 구성을 모델링한 개념을 도시하며,
도 4는 본 발명에 따른 진동 흡수 장치의 실시예에 대한 단면도를 도시하며,
도 5는 본 발명에 따른 진동 흡수 장치의 다른 실시예에 대한 단면도를 도시하며,
도 6은 본 발명에 따른 관성질량체의 실시예를 도시하며,
도 7 내지 도 10는 본 발명에 따른 진동 흡수 장치가 장착된 수평축 풍력 발전기의 실시예를 도시하며,
도 11 내지 도 12는 본 발명에 따른 진동 흡수 장치가 장착된 수직축 풍력 발전기의 실시예를 도시한다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 설명하기 위하여 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하고 이를 참조하여 살펴본다.
먼저, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 또한 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명은 풍력 발전기에 장착되어 풍력 제너레이터의 진동을 흡수하기 위한 진동 흡수 장치로서, 풍력 발전기의 흔들림으로 인한 파손을 방지하고 특히 풍력 발전기에서 가장 무게가 많이 나가는 제너레이터의 진동을 흡수함으로써 풍력 발전기에서 발생하는 진동 주파수와 고유 진동수가 일치되어 발생되는 공진현상을 방지하는 진동 흡수 장치와 이를 장착한 풍력 발전기에 대한 것이다.
상기 도 1 및 도 2에 도시된 일반적인 풍력 발전기(10, 10a)는 도 3에 도시된 개념으로 모델링될 수 있는데, 즉 제너레이터(50, 50a)는 상당한 자체 무게를 갖고 있는 일종의 질량추(11)이며 지지타워(70, 70a)는 질량추(11)를 받치고 있는 스프링(17)으로 모델링될 수 있다.
이와 같이 질량추(11)를 스프링(17)이 지지하는 형상이기 때문에 스프링(17)의 계수 K와 질량추(11)의 질량 M에 따라 하기 <식 1>과 같은 고유 진동수를 갖는다.
[식 1]
F = 1/{2π * (K/M)^0.5}
풍력 발전기가 이와 같은 고유 진동수를 가지는데, 풍력 발전기가 바람이나 풍력 제너레이터의 흔들림으로 인한 진동 주파수가 상기 고유 진동수와 일치되는 경우에 공명현상으로 인해 그 에너지는 배로 증가하며 결국 풍력 발전기는 그 증가된 에너지를 버티지 못하고 붕괴되게 된다.
이를 방지하기 위해 보통의 경우에는 상기 질량 M을 작게하고 스프링 계수 K를 크게 설계하기 위해 최대한 풍력 제너레이터의 무게를 줄이고 지지타워를 강하게 설계하지만 풍력 발전기의 구조 및 성능을 고려할 때 그 무게를 줄이는 것이 용이하지 않으며 지지타워의 스프링 계수를 크게 많드는데 한계가 있다.
본 발명은 보다 안정적으로 풍력 발전기의 동작을 유지시킬 수 있는 진동 흡수 장치를 제안하는 것으로서, 도 4는 본 발명에 따른 진동 흡수 장치의 일실시예에 대한 단면도를 도시한다.
도 4의 본 발명에 따른 실시예를 참조하여 본 발명을 살펴보면, 도 4의 (a)는 본 발명에 따른 진동 흡수 장치의 실시예에 대한 상부 단면도로서 본 발명에 따른 진동 흡수 장치는 밀폐된 내부 공간을 갖는 원통형 본체(120)에 원형기둥모양으로 그 내부가 채워져 일정 질량을 갖는 관성체질량(110)이 위치되며 복수개의 코일 스프링(130)이 관성체질량(110)과 본체(120)에 연결된다.
복수개의 코일 스프링(130)은 일측이 관성질량체(110)에 연결되고 타측이 본체(120)의 내면에 연결되어 탄성력으로 관성질량체(110)를 지지하게 된다.
그리고 이와 같은 본 발명에 따른 진동 흡수 장치(100)는 풍력 발전기에 장착되는데, 바람직하게는 풍력 발전기에서 가장 무거운 제너레이터에 장착되며, 풍력 발전기의 흔들림에 따라 본체(120) 내부에서 진동 흡수 장치(110)가 흔들리며 풍력 발전기 자체의 흔들림을 흡수할 수 있게 된다. 또한 복수개의 코일 스프링(130)은 관성질량체(110)를 본체(120)의 중심부에 위치되도록 지지시키는 동시에 관성질량체(110)의 흔들림을 자체 탄성력으로 흡수할 수 있게 된다.
나아가서 본체(120) 내부는 윤활유나 식용유와 같은 점성이 높은 유체(140)로 채워질 수 있으며, 관성질량체(110)의 흔들림에 따른 운동에너지는 유체(140)와 관성질량체(110)의 마찰에 의해 줄어들 수 있게 된다.
또한 도 4의 (b)는 상기 도 3의 (a)에 도시된 본 발명에 따른 진동 흡수 장치의 실시예에 대한 측면 단면도로서 보다 안정적으로 관성질량체(110)를 지지하면서 탄성력으로 그 흔들림을 줄일 수 있도록 코일 스프링(130)이 관성질량체(110)의 높이에 따라 복수개 배치된 모습을 보여준다.
도 5는 본 발명에 따른 진동 흡수 장치의 다른 실시예에 대한 단면도를 도시한다.
도 5의 실시예에서는 본 발명에 따른 진동 흡수 장치(100a)가 육면체의 내부 공간을 갖는 본체(120a)로 구성되며 그 내부에 육면체 모양의 일정 질량을 갖는 관성질량체(110a)가 배치된다.
그리고 관성질량체(110a)는 상부와 하부 및 각 측면이 복수개의 코일 스프링(130a, 135a)와 연결되며 복수개의 코일 스프링(130a, 135a)은 본체(120a) 내부의 중앙부분에 관성질량체(110a)가 위치되도록 지지하면서 관성질량체(110a)의 흔들림을 자체 탄성력으로 흡수하게 된다.
또한 도 5의 실시예에서도 상기 도 4의 실시예에서와 같이 관성질량체(110a)의 흔들림에 따른 운동에너지를 소멸시키고자 본체(120a) 내부 공간은 높은 점성을 갖는 유체(140)로 채워지게 된다.
상기 도 4 및 도 5의 본 발명에 따른 실시예에서 본체 내부 공간을 높은 점성을 갖는 유체로 채워진다고 설명하였으나 이에 국한되지 않고 관성질량체의 운동에너지를 줄일 수 있는 다양한 형태의 젤이나 신축성을 갖는 고무, 스티로폼 등으로 본체 내부 공간이 채워질 수도 있다.
도 6은 본 발명에 따른 관성질량체의 실시예들을 도시한다.
도 6의 (a)는 상기 도 4의 실시예에서 적용된 그 내부가 채워져 일정한 질량을 갖는 원기둥형태의 관성질량체(110)를 도시하며, 도 6의 (b)는 원기둥형태의 원주방량의 둘레로 톨출된 톱니(115b)가 형성된 관성질량체(110b)를 도시하는데, 이와 같이 돌출된 톱니(115b)가 형성된 관성질량체(110b)의 경우에는 본 발명에 따른 진동 흡수 장치의 본체 내부에 채워지는 유체와 접촉되는 면적이 더 넓어지므로 관성질량체(110b)의 흔들림에 따라 유체와 접촉되는 마찰이 더욱 심해지므로 그만큼 관성질량체(110b)의 운동에너지를 줄일 수 있게 된다.
나아가서 본 발명에 따른 관성질량체는 다양한 형태의 모습을 갖도록 형성될 수 있는데, 유체와 접촉되는 면적을 더욱 넓히기 위해 관성질량체의 면상에 홈이나 구멍이 형성될 수도 있을 것이며 복수개의 관성질량체가 다발형태로 묶여서 형성될 수도 있을 것이다.
이와 같은 본 발명에 따른 진동 흡수 장치는 풍력 발전기에 장착되어 풍력 발전기의 진동을 흡수하게 되는데, 이하에서는 본 발명에 따른 진동 흡수 장치가 장착된 풍력 발전기에 대하여 살펴보기로 한다.
도 7은 본 발명에 따른 진동 흡수 장치가 장착된 수평축 풍력 발전기의 일실시예를 도시한다.
도 7의 실시예에서 풍력 발전기(200)는 일반적인 수평축 풍력 발전기에 본 발명에 따른 진동 흡수 장치(100)가 장착된 것으로서, 풍력 발전기(200)의 블레이드(260)가 풍력 제너레이터(210)에 연결되고 풍력 제너레이터(210)가 지지타워(270)에 배치되며 풍력 제너레이터(210)는 외부 케이스(250)에 덮혀 있는 형태이다. 실질적으로 풍력 발전기는 더 많은 구성요소를 포함하고 있으며 상기 도 7에 도시된 형태와 상이할 수도 있으나 본 발명의 주된 특징적인 구성을 보다 잘 설명하기 위하여 풍력 발전기의 일반적인 구성 및 상이한 형태에 대한 설명을 생략하기로 한다.
상기 도 7의 실시예에서는 본 발명에 따른 진동 흡수 장치(100)가 풍력 제너레이터(210)와 지지타워(270) 사이에 배치되어 있으며, 풍력 제너레이터(210)의 진동을 진동 흡수 장치(100)가 흡수하여 지지타워(270)로 진동에 따른 충격을 줄일 수 있으며, 또한 풍력 제너레이터(210)의 진동에 따른 진동 주파수와 자체의 고유 주파수가 일치되는 현상을 방지하게 된다.
도 8은 본 발명에 따른 진동 흡수 장치가 장착된 수평축 풍력 발전기의 다른 실시예를 도시한다.
상기 도 8의 실시예에서는 풍력 발전기(200) 상의 제너레이터(210)의 상면에 진동 흡수 장치(100)가 장착되며 실질적으로 풍력 발전기(200)에서 가장 크게 흔들림이 발생되는 부위가 풍력 발전기(200)의 상부이므로 제너레이터(210)의 상면에 진동 흡수 장치(100)를 장착함으로써 더욱 안정적으로 풍력 발전기(200)의 흔들림을 흡수할 수 있게 된다.
도 9는 본 발명에 따른 진동 흡수 장치가 장착된 수평축 풍력 발전기의 또 다른 실시예를 도시한다.
도 9의 실시예에서는 풍력 발전기(200) 상의 제너레이터(210)의 측면에 진동 흡수 장치(100)가 장차되는데, 상기 도 7 내지 도 9에 도시된 다양한 실시예에서 보는 바와 같이 다양한 위치에 진동 흡수 장치(100)가 장착될 수 있을 것이다.
도 10은 본 발명에 따른 진동 흡수 장치가 장착된 수평축 풍력 발전기의 또 다른 실시예를 도시한다.
도 10의 (a)는 본 발명에 따른 진동 흡수 장치(100)가 장착된 풍력 발전기(200)의 수평 단면도를 도시하고 도 10의 (b)는 수직 단면도를 도시하는데, 풍력 발전기(200) 상의 제너레이터(210) 상부면, 측면 및 풍력 제너레이터(210)와 지지타워(270) 사이에 진동 흡수 장치(100)가 복수개 장착됨으로써 풍력 발전기(200)가 어느 방향으로 흔들리더라도 안정적으로 진동 흡수 장치(100)가 그 흔들림을 흡수할 수 있게 된다.
나아가서 상기 도 7 내지 도 10의 본 발명에 따른 실시예에서는 진동 흡수 장치가 제너레이터에 장착되었지만 이에 국한되지 않고 필요에 따라서는 제너레이터를 포함하는 외부 케이스 상이나 또는 지지타워 상에 진동 흡수 장치가 장착될 수도 있을 것이다.
도 11은 본 발명에 따른 진동 흡수 장치가 장착된 수직축 풍력 발전기의 또 다른 실시예를 도시한다.
도 11의 실시예에서 풍력 발전기(200a)는 일반적인 수직축 풍력 발전기에 본 발명에 따른 진동 흡수 장치(100)가 장착된 것으로서, 풍력 발전기(200a)의 블레이드(260a)가 수직형으로 형성되어 풍력 제너레이터(210a)에 연결되고 풍력 제너레이터(210a)가 지지타워(270a)에 배치된 형태이다.
여기서 본 발명에 따른 진동 흡수 장치(100)가 풍력 제너레이터(210a)의 하부에 위치되어 풍력 제너레이터(210a)와 지지타워(270a)를 연결하면서 풍력 발전기(200a)의 진동을 흡수하게 된다.
도 12는 본 발명에 따른 진동 흡수 장치가 장착된 수직축 풍력 발전기의 또 다른 실시예를 도시한다.
상기 도 12에 도시된 실시예는 상기 도 11에 도시된 실시예와 같은 수직축 풍력 발전기(200a)인데, 여기서는 본 발명에 따른 진동 흡수 장치(100)가 풍력 제너레이터(210a)의 상부에 블레이드(260a)를 지지하는 지지바에 장착되어 풍력 발전기(200a)의 진동을 흡수한다.
이와 같이 본 발명에 따른 진동 흡수 장치는 간단한 구성을 가지며 이를 장착한 풍력 발전기는 저렴한 제작비용으로 제너레이터의 흔들림을 흡수하여 안정적인 작동이 가능하게 된다.
특히 제너레이터의 진동을 흡수함으로써 풍력발전기의 진동주파수와 고유주파수가 일치되어 공진현상이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 이를 통해 풍력발전기의 각 부품의 수명을 증가시키고 나아가서 풍력 발전기 타워 설계시에 공진 주파수의 고려에 따른 비용을 절감할 수 있게 된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 기재된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상이 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의해서 해석되어야하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100, 100a : 진동 흡수 장치,
110, 110a, 110b : 관성질량체,
130, 130a, 135a : 탄성부재, 140 : 유체,
200, 200a : 풍력 발전기, 210, 200a : 제너레이터,
250 : 본체, 260, 260a : 블레이드,
270, 270a : 지지타워.

Claims (10)

  1. 일정 질량을 갖는 관성질량체;
    일측이 상기 관성질량체에 연결되어 탄성력으로 상기 관성질량체의 흔들림을 흡수하는 복수의 탄성부재;
    밀폐된 공간을 가지고 상기 공간 상에 상기 관성질량체를 포함하며 상기 복수의 탄성부재의 타측이 내면에 연결되는 본체; 및
    상기 본체 내부의 빈 공간에 채워져 상기 관성질량체의 흔들림에 따른 마찰로 상기 관성질량체의 운동에너지를 소비시키는 유체를 포함하며,
    상기 본체가 풍력 제너레이터의 일정 부위에 장착되어 상기 풍력 제너레이터의 진동을 줄이는 것을 특징으로 하는 풍력 제너레이터의 진동 흡수 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 관성체질량은,
    다각면체인 것을 특징으로 하는 풍력 제너레이터의 진동 흡수 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 관성체질량은
    원기둥형으로 형성되되,
    원주방향의 둘레에 돌출된 톱니가 형성된 것을 특징으로 하는 풍력 제너레이터의 진동 흡수 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 탄성부재는,
    코일 스프링 또는 판스프링인 것을 특징으로 하는 풍력 제너레이터의 진동 흡수 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수개의 탄성부재의 일측이 상기 관성체질량의 측면에 연결된 것을 특징으로 하는 풍력 제너레이터의 진동 흡수 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수개의 탄성부재의 일측이 상기 관성체질량의 측면, 상면 및 하면에 연결된 것을 특징으로 하는 풍력 제러레이터의 진동 흡수 장치.
  7. 바람에 의해 회전하는 블레이드;
    상기 블레이드의 회전운동으로 전기에너지를 생산하는 풍력 제너레이터; 및
    상기 풍력 제너레이터를 지상으로부터 일정거리 이격시켜 지지하는 지지타워를 포함하는 풍력 발전기에 있어서,
    제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항의 풍력 제러레이터의 진동 흡수장치가 상기 풍력 제너레이터의 일정 면상에 적어도 하나 이상 장착되어 상기 풍력 제너레이터의 진동을 흡수하는 것을 특징으로 풍력 발전기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 진동 흡수 장치는,
    상기 풍력 제너레이터와 상기 지지타워 사이에 장착된 것을 특징으로 하는 풍력 발전기.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 진동 흡수 장치는,
    상기 풍력 제너레이터의 상부면에 장착된 것을 특징으로 하는 풍력 발전기.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 진동 흡수 장치는,
    상기 풍력 제너레이터의 상부면, 측면 및 상기 풍력 제너레이터와 상기 지지타워 사이에 장착된 것을 특징으로 하는 풍력 발전기.
KR1020110025464A 2011-03-22 2011-03-22 풍력 제너레이터의 진동 흡수 장치 및 이를 장착한 풍력 발전기 KR20120107753A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110025464A KR20120107753A (ko) 2011-03-22 2011-03-22 풍력 제너레이터의 진동 흡수 장치 및 이를 장착한 풍력 발전기

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110025464A KR20120107753A (ko) 2011-03-22 2011-03-22 풍력 제너레이터의 진동 흡수 장치 및 이를 장착한 풍력 발전기

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20120107753A true KR20120107753A (ko) 2012-10-04

Family

ID=47279625

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110025464A KR20120107753A (ko) 2011-03-22 2011-03-22 풍력 제너레이터의 진동 흡수 장치 및 이를 장착한 풍력 발전기

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20120107753A (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101722669B1 (ko) * 2016-06-16 2017-04-12 주식회사 천일 동조질량댐퍼를 이용한 내진 조명타워
CN116161185A (zh) * 2023-03-27 2023-05-26 中国建筑第五工程局有限公司 一种自消振自平衡的轻量化漂浮式海上风电基础平台
CN116753115A (zh) * 2023-06-30 2023-09-15 天津城建大学 一种具有减震及冷却功能的海上风机

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101722669B1 (ko) * 2016-06-16 2017-04-12 주식회사 천일 동조질량댐퍼를 이용한 내진 조명타워
WO2017217650A1 (ko) * 2016-06-16 2017-12-21 주식회사 천일 동조질량댐퍼를 이용한 내진 조명타워
US10184245B2 (en) 2016-06-16 2019-01-22 Chunil Co., Ltd. Earthquake-resistant light tower with the tuned mass damper
CN116161185A (zh) * 2023-03-27 2023-05-26 中国建筑第五工程局有限公司 一种自消振自平衡的轻量化漂浮式海上风电基础平台
CN116753115A (zh) * 2023-06-30 2023-09-15 天津城建大学 一种具有减震及冷却功能的海上风机

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105633320A (zh) 一种新能源汽车用电池组
CN107842459B (zh) 振荡水柱与振荡浮子组合式波能转换装置
CN102647112A (zh) 旋转式压电发电装置
JP5612764B2 (ja) 波力発電装置
CN205105124U (zh) 一种球体击撞发生器及波浪力发电装置
WO2010077158A1 (en) Wave energy converter and the 3-phase mechanic method
KR20090080275A (ko) 해수력발전방법과 장치
CN104088757A (zh) 一种风能、海洋波浪能综合发电装置
KR20120107753A (ko) 풍력 제너레이터의 진동 흡수 장치 및 이를 장착한 풍력 발전기
Yang et al. Fluid Oscillation‐Driven Bi‐Directional Air Turbine Triboelectric Nanogenerator for Ocean Wave Energy Harvesting
CN106762361A (zh) “蘑菇型”振荡水柱式波能转换装置
Gao et al. Establishment of motion model for wave capture buoy and research on hydrodynamic performance of floating-type wave energy converter
CN215980606U (zh) 用于风机塔架减振的附加转轴型环形调谐液体阻尼器
CN104696149A (zh) 一种多状态稳定波浪能发电装置
CN206206062U (zh) “蘑菇型”振荡水柱式波能转换装置
CN103615352B (zh) 水斗式波浪发动机
CN211082122U (zh) 一种复摆升频式波浪能收集装置
US10024297B2 (en) Reciprocating motion energy conversion apparatus
KR101408464B1 (ko) 휴대형 풍력 발전 장치
CN106401855B (zh) 一种杠杆振荡浮子式波浪蓄能装置及发电装置
CN205841086U (zh) 一种杠杆振荡浮子式波浪蓄能装置及发电装置
CN109629705A (zh) 磁悬浮式多向碰撞调谐质量阻尼器
CN103410684A (zh) 一种风力机叶片减振方法及装置
KR20130048636A (ko) 풍력 발전기용 진동 감쇄장치
Li et al. A self-powered smart wave energy converter for sustainable sea

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E601 Decision to refuse application