KR20130076037A

KR20130076037A - Windmill

Info

Publication number: KR20130076037A
Application number: KR1020110144440A
Authority: KR
Inventors: 이창수; 김국빈; 조영모; 동경민
Original assignee: 현대중공업 주식회사
Priority date: 2011-12-28
Filing date: 2011-12-28
Publication date: 2013-07-08

Abstract

PURPOSE: A wind power generator is provided to maintain a low tilt angle at a low wind velocity and to maintain a high tilt angle at a high wind velocity, thereby preventing damage to the generator and improving efficiency in power generation. CONSTITUTION: A wind power generator includes blades (10), a shaft (20), a nacelle (30), a tower (40), and a tilt part (50). The blades are rotated by wind. The blades are fixed to the shaft, and rotate on the shaft. The nacelle has a generator generating electricity with the rotation of the shaft. The tower supports the nacelle. The tilt part is placed between the nacelle and the tower so that the nacelle is capable of being tilted up and down at a certain angle.

Description

Wind Power Generators {WINDMILL}

본 발명은 풍력발전기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 발전성능이 향상된 풍력발전기에 관한 것이다.The present invention relates to a wind power generator, and more particularly, to a wind power generator having improved power generation performance.

일반적으로 풍력발전기는 도 1에 도시된 바와 같이, 바람에 의해 회전하는 블레이드(10), 상기 블레이드(10)가 고정되어 회전중심축이 되는 샤프트(20), 상기 샤프트(20)의 회전에 의해 전력을 생산하는 발전기가 마련되는 나셀(30) 및 상기 나셀(30)을 지지하는 타워(40)를 포함하여 구성된다.In general, as shown in FIG. 1, a wind turbine is rotated by a blade 10 that is rotated by wind, a shaft 20 that is fixed to the blade 10 to become a rotational axis, and a rotation of the shaft 20. It is configured to include a nacelle 30 is provided with a generator for producing power and the tower 40 for supporting the nacelle 30.

그러나, 상기 풍력발전기는 저 풍속의 영역에서는 큰 문제가 없지만, 고 풍속의 영역에서는 상기 블레이드(10)가 바람이 가하는 압력에 의해 변형되어 상기 타워(40)와 충돌할 위험이 있다. 이러한 충돌에 의한 상기 풍력발전기의 파손을 방지하기 위해 고 풍속의 영역에서는 상기 나셀(30)을 원래의 위치에서 소정 각도로 상측으로 회동시킬 필요가 있다. 그러나, 저 풍속의 영역에서는 상기 나셀(30)을 원래의 위치에 두는 것이 상기 풍력발전기의 발전효율을 높이는데 유리하다.However, the wind turbine does not have a big problem in the region of low wind speed, but in the region of high wind speed, there is a risk that the blade 10 is deformed by the pressure applied by the wind and collides with the tower 40. In order to prevent the wind turbine from being damaged due to such a collision, it is necessary to rotate the nacelle 30 upward from the original position at a predetermined angle in a region of high wind speed. However, in the region of low wind speed, it is advantageous to place the nacelle 30 in its original position to increase the power generation efficiency of the wind turbine.

따라서, 상기 풍력발전기의 파손방지와 효율성을 높이기 위해 상기 나셀(30)의 상하 회동각도인 틸트각(tilt angle)을 조절하는 장치 등이 필요한 것이다.Therefore, in order to prevent damage and efficiency of the wind turbine generator, an apparatus for adjusting a tilt angle, which is an up and down rotational angle of the nacelle 30, is required.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 상기 나셀의 틸트각을 조절하는 틸트부를 상기 나셀과 상기 타워(40) 사이에 마련함으로써 저 풍속의 영역에서는 낮은 틸트각을 유지하고, 고 풍속 영역에서는 상대적으로 높은 틸트각을 유지할 수 있도록 하여 상기 풍력발전의 파손을 방지하는 동시에 발전효율을 높일 수 있는 풍력발전기를 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, by providing a tilt portion for adjusting the tilt angle of the nacelle between the nacelle and the tower 40 to maintain a low tilt angle in the region of low wind speed, in the high wind speed region It is to provide a wind power generator that can maintain a relatively high tilt angle to prevent damage to the wind power generation and at the same time increase the power generation efficiency.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical object of the present invention is not limited to the above-mentioned technical objects and other technical objects which are not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description will be.

상기 목적 달성을 위해, 바람에 의해 회전하는 블레이드; 상기 블레이드가 고정되어 회전중심축이 되는 샤프트; 상기 샤프트의 회전에 의해 전력을 생산하는 발전기가 마련되는 나셀; 상기 나셀을 지지하는 타워; 및 상기 나셀이 소정 각도로 상하 회동 가능하도록 상기 나셀과 상기 타워 사이에 마련되는 틸트부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기를 제공한다.To achieve the above object, a blade rotated by wind; A shaft to which the blade is fixed to become a center of rotation; A nacelle provided with a generator for generating electric power by rotation of the shaft; A tower for supporting the nacelle; And a tilt part provided between the nacelle and the tower such that the nacelle can be rotated up and down at a predetermined angle. It provides a wind power generator comprising a.

본 발명에 따르면, 풍력발전기의 나셀의 틸트각을 조절하는 틸트부를 상기 나셀과 타워 사이에 마련함으로써 저 풍속의 영역에서는 낮은 틸트각을 유지하고, 고 풍속 영역에서는 상대적으로 높은 틸트각을 유지할 수 있도록 하여 상기 풍력발전의 파손을 방지하는 동시에 발전효율을 높일 수 있다. 또한, 고 풍속에 의한 블레이드의 파손 방지를 위해 상기 블레이드의 강인성을 높이기 위한 설계를 하면 상기블레이드의 하중이 늘어나게 되지만, 상기 틸트부를 마련함으로써 이러한 설계를 하지 않아도 되기에 블레이드의 경량화 설계를 가능하게 한다.According to the present invention, by providing a tilt portion for adjusting the tilt angle of the nacelle of the wind turbine between the nacelle and the tower to maintain a low tilt angle in the region of low wind speed, to maintain a relatively high tilt angle in the region of high wind speed By preventing the breakage of the wind power generation can increase the power generation efficiency. In addition, the design of the blade to increase the toughness of the blade to prevent damage to the blade due to high wind speed increases the load of the blade, but by providing the tilt portion enables the lightweight design of the blade without having to do this design .

도 1읜 일반적인 풍력발전기를 나타낸 측면도,1 is a side view showing a typical wind power generator,

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다. 그리고 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위내에서 다른 실시예를 용이하게 실시할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 범위 내에 속함은 물론이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The sizes and shapes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience. In addition, terms defined in consideration of the configuration and operation of the present invention may be changed according to the intention or custom of the user, the operator. Definitions of these terms should be based on the content of this specification. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the inventions. Of course.

본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기는 도 2에 도시된 바와 같이, 블레이드(10), 샤프트(20), 나셀(30), 타워(40) 및 틸트부(50)을 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 2, the wind power generator according to the embodiment of the present invention includes a blade 10, a shaft 20, a nacelle 30, a tower 40, and a tilt part 50.

상기 블레이드(10)는 자연적으로 불어오는 바람에서 회전운동에너지를 생산한다. 또한, 상기 블레이드(10)는 상기 발전기사 설치되는 장소의 상황에 따라 그 변형에 의한 상기 타워(40)와 충돌을 피하기 위해 콘각(cone angle,A)을 형성하여 구성될 수도 있다. 상기 콘각(A)은 상기 블레이드(10)와 상기 타워(40) 간 거리를 다소 유지할 수 있게 하여 상기 풍력발전기의 파손을 방지할 수 있다.The blade 10 produces rotational kinetic energy in a naturally blowing wind. In addition, the blade 10 may be configured by forming a cone angle (A) to avoid collision with the tower 40 due to the deformation according to the situation of the place where the generator is installed. The cone angle (A) can maintain the distance between the blade 10 and the tower 40 somewhat to prevent damage to the wind turbine.

상기 샤프트(20)는 상기 블레이드(10)가 고정되어 회전함에 따라 연동하는 회전중심축이 되고, 상기 나셀(30)과 연결되어 상기 나셀(30)에 회전운동에너지를 공급한다.The shaft 20 is a central axis of rotation that interlocks as the blade 10 is fixed and rotates. The shaft 20 is connected to the nacelle 30 to supply rotational kinetic energy to the nacelle 30.

상기 나셀(30)은 상기 샤프트(20)에서 전달받은 회전운동을 전력으로 변환하는 발전기, 기타 제어장치, 감속장치 등을 내장하고 있다.The nacelle 30 has a generator for converting the rotational movement transmitted from the shaft 20 into electric power, another control device, and a deceleration device.

상기 타워(40)는 상기 나셀(30)을 지지하는 구조물이며 내부에 상기 나셀(30)에서 생산된 전력를 내보내는 전력송출라인 등이 통과한다.The tower 40 is a structure for supporting the nacelle 30, and a power transmission line for transmitting the power produced by the nacelle 30 is passed through the tower 40.

상기 틸트부(50)는 상기 나셀(30)의 상하 회동각도인 틸트각(B)을 조절하는 역할을 하며, 상기 틸트부(50) 내부에는 틸트각(B) 조절수단으로 사용되는 유압실린더, 공압실린더, 전동기 등이 마련될 수 있고, 통상적으로 상기 조절수단을 제어하는 제어장치(미도시)와 연결된다.The tilt portion 50 serves to adjust the tilt angle (B) of the up and down rotation angle of the nacelle 30, the hydraulic cylinder used as the tilt angle (B) adjusting means in the tilt portion 50, A pneumatic cylinder, an electric motor, or the like may be provided and is typically connected with a control device (not shown) for controlling the adjusting means.

저 풍속에서 풍력발전기는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 블레이드(10)가 변형되어 상기 타워(40)와 충돌할 위험이 거이 없기에, 상기 틸트부(50)에 의해 틸트각(B)이 거의 0°에 가깝게 조절되어 상기 블레이드(10)가 바람의 운동에너지를 최대한 이용할 수 있어 상기 풍력발전기의 발전효율을 높일 수 있다.At low wind speeds, as shown in FIG. 3, since there is little risk of the blade 10 deforming and colliding with the tower 40, the tilt angle B is substantially reduced by the tilt part 50. The blade 10 is adjusted to close to 0 ° to maximize the kinetic energy of the wind can increase the power generation efficiency of the wind turbine.

고 풍속에서 풍력발전기는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 블레이드(10)가 변형되어 상기 타워(40)와 충돌할 위험이 있기에, 상기 틸트부(50)에 의해 틸트각(B)이 저 풍속의 경우보다 크게 조절된다. 이 경우, 상기 블레이드(10)는 상기 타워(40)와 충분한 거리를 유지하기에 상기 타워(40)와 충돌위험성이 없어 상기 풍력발전기의 손상을 방지하고 안정성을 도모할 수 있다.At a high wind speed, as shown in FIG. 4, since the blade 10 may be deformed and collide with the tower 40, the tilt angle B may be lowered by the tilt part 50. It is larger than that. In this case, the blade 10 has no risk of collision with the tower 40 in order to maintain a sufficient distance from the tower 40 to prevent damage to the wind turbine and achieve stability.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the following claims.

A: 콘각 B: 틸트각
10: 블레이드 20: 샤프트
30: 나셀 40: 타워
50: 틸트부A: cone angle B: tilt angle
10: blade 20: shaft
30: nacelle 40: tower
50: tilt part

Claims

Blades rotated by wind;
A shaft to which the blade is fixed to become a center of rotation;
A nacelle provided with a generator for generating electric power by rotation of the shaft;
A tower supporting the nacelle; And
A tilt part provided between the nacelle and the tower such that the nacelle can rotate up and down at a predetermined angle; Wind power generator comprising a.