KR20150049048A - nacelle air vetilation apprartus for wind turbine and the control method thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to the nacelle air circulation device of a wind turbine and a control method thereof. The nacelle air circulation device of a wind turbine comprises: a nacelle in which wind turbine moving parts such as a speed change device and a generator are buried and which has an inlet on the upper cover; a door installed on the top of the inlet of the nacelle to be moved in a vertical direction; an actuator which is installed in the front and rear sides inside the nacelle and of which the working part is connected to the bottom of the door; and a control unit installed inside the nacelle to control the operation of the actuator. Therefore, the nacelle air circulation device of a wind turbine opens the inlet when temperature inside the nacelle is high in order to rapidly cool the parts such as the transmission and the generator installed inside the nacelle.

Description

풍력터빈의 나셀 공기순환장치 및 그 제어방법 { NACELLE AIR VETILATION APPRARTUS FOR WIND TURBINE AND THE CONTROL METHOD THEREOF }TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a nacelle air circulation apparatus for a wind turbine,

본 발명은 풍력터빈의 나셀 공기순환장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더 자세하게는 나셀의 상부커버에 외부 공기의 유입을 위한 유입구를 마련하고, 유입구에 도아를 설치한 것에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nacelle air circulation apparatus for a wind turbine and a control method thereof, and more particularly, to an nacelle upper cover having an inlet for introducing outside air and a door for an inlet.

풍력터빈(Wind Turbine)은 바람이 가지고 있는 에너지를 전기에너지로 바꾸어주는 장치이다.Wind Turbine is a device that converts wind energy into electrical energy.

도 1은 일반적인 풍력터빈의 구성도이다.1 is a schematic view of a general wind turbine.

도 1과 같이 일반적으로 풍력터빈(10)은 블레이드(11, Blade), 나셀(12, Nacelle), 타워(13, Tower)를 포함한다.As shown in FIG. 1, a wind turbine 10 generally includes a blade 11, a nacelle 12, and a tower 13.

풍력터빈(10)의 블레이드(11)는 바람에 의해 회전되어 풍력에너지를 기계적인 에너지로 변환시킨다.The blades 11 of the wind turbine 10 are rotated by the wind to convert wind energy into mechanical energy.

풍력터빈(10)의 나셀(12)은 변속장치 및 발전기가 내장되는 것으로, 나셀(12)의 내부에 설치되는 변속장치는 블레이드에서 발생된 회전력을 메인 샤프트를 통해 변속기어로 전달하고 발전장치에서 요구되는 회전수로 높여서 발전기를 회전시킨다.A transmission provided inside the nacelle 12 transmits the rotational force generated by the blades to the transmission gear through the main shaft and is transmitted to the generator So that the generator is rotated.

또한, 나셀(12)의 내부에 설치되는 발전기는 상기 변속장치에서 공급되는 기계적인 에너지를 전기에너지로 변환한다.Further, a generator installed inside the nacelle 12 converts the mechanical energy supplied from the transmission to electric energy.

풍력터빈(10)의 타워(13)는 상기 나셀(12) 및 블레이드(11)를 지지한다.The tower 13 of the wind turbine 10 supports the nacelle 12 and the blade 11.

도 1에서 미설명부호 14는 하부구조물이다.In FIG. 1, reference numeral 14 denotes a lower structure.

한편, 풍력터빈(10)의 나셀(12)은 일반적으로 프레임에 고정되어 있으며, 풍력터빈(10)의 운전중에는 나셀(10)의 내부에 상당한 열이 발생하기 때문에 공기순환시스템이 필요하다.On the other hand, the nacelle 12 of the wind turbine 10 is generally fixed to the frame, and a considerable heat is generated inside the nacelle 10 during operation of the wind turbine 10, and thus an air circulation system is required.

하지만 외기온도가 고온으로 장시간 유지되는 조건에서는 공기순환시스템이 작동되는 경우에도 나셀 내부온도가 상승될 수밖에 없으며, 이로 인해 풍력터빈의 정상운전이 불가능한 문제가 발생하기도 한다.However, in the condition that the outside temperature is maintained at a high temperature for a long time, the temperature of the nacelle is inevitably increased even when the air circulation system is operated. As a result, the problem of the normal operation of the wind turbine can not be obtained.

하기의 특허문헌 1에는 해상 조건에서의 풍력터빈의 나셀을 가동하는 경우에 외부의 염분으로부터 상기 나셀을 완전히 차단시킴으로써 터빈설비가 부식으로 인한 성능저하를 방지할 수 있도록 하는 풍력터빈의 나셀 냉각시스템이 개시되어 있다.The following Patent Document 1 discloses a nacelle cooling system for a wind turbine that can prevent deterioration in performance due to corrosion by completely shutting off the nacelle from external salinity when the nacelle of the wind turbine operates in a sea condition Lt; / RTI >

특허문헌 1의 풍력터빈의 나셀 냉각시스템은 나셀 내부에 설치되는 적어도 하나 이상의 발열장치들을 각각 둘러싸도록 배치되는 냉각 블럭들, 상기 냉각 블럭들에 연결되어 냉각제(coolant)를 유동시킬 수 있는 유동 관로, 상기 유동 관로와 연결되어 상기 나셀의 외부 측면에 배치되는 제1열교환기, 및 상기 나셀 내부에서 발생하는 열을 흡수하여 상기 나셀 외부로 방출시킬 수 있는 제2열교환기를 포함한다.The nacelle cooling system of the wind turbine of Patent Document 1 includes cooling blocks arranged to surround at least one heating device installed inside the nacelle, a flow channel connected to the cooling blocks to allow a coolant to flow, A first heat exchanger connected to the flow channel and disposed on the outer side of the nacelle, and a second heat exchanger capable of absorbing heat generated in the nacelle and discharging the heat to the outside of the nacelle.

하기의 특허문헌 2에는 풍력발전기 냉각장치 및 냉각방법이 개시되어 있다.The following Patent Document 2 discloses a wind power generator cooling device and a cooling method.

특허문헌 2의 풍력발전기 냉각장치는 풍력발전기 내부의 온도를 측정하는 온도 센서; 상기 온도 센서를 통해 측정된 상기 풍력발전기 내부의 측정온도와 미리 설정된 설정온도의 차이값을 바탕으로 상기 냉각팬의 목표 운전 속도를 결정하는 제어부; 및 상기 냉각팬의 운전 속도를 상기 목표 운전 속도로 조정하는 인버터를 포함한다.The wind turbine cooling apparatus of Patent Document 2 includes a temperature sensor for measuring the temperature inside the wind turbine generator; A control unit for determining a target operating speed of the cooling fan based on a difference between a measured temperature inside the wind turbine and a predetermined set temperature measured through the temperature sensor; And an inverter for adjusting the operation speed of the cooling fan to the target operation speed.

또한, 특허문헌 2의 풍력발전기 냉각방법은 센서를 이용하여 풍력발전기 내부의 측정온도를 수집하는 단계; 측정온도와 미리 정해진 설정온도를 비교하여 냉각팬의 목표 운전 속도를 결정하는 단계; 및 인버터를 이용하여 냉각팬의 운전 속도를 목표 운전 속도로 조정하는 단계를 포함한다.Also, the wind turbine cooling method of Patent Document 2 includes a step of collecting a measurement temperature inside the wind turbine using a sensor; Determining a target operating speed of the cooling fan by comparing the measured temperature with a predetermined set temperature; And adjusting the operation speed of the cooling fan to the target operation speed by using the inverter.

하기의 특허문헌 3에는 풍력발전기의 증속기 케이스에 방열부재를 구비하여 증속기 내부 오일의 냉각을 극대화하고 오일의 온도를 측정하여 일정온도 이상이 되면 냉각팬을 작동시켜 전력 사용을 최소화하여 효율적으로 냉각을 할 수 있도록 하는 풍력발전용 증속기의 냉각시스템이 개시되어 있다.In the following Patent Document 3, a heat dissipating member is provided in a wind turbine generator of a wind turbine generator to maximize the cooling of the oil in the booster and to measure the oil temperature. When the temperature of the oil is higher than a predetermined temperature, Cooling system for a wind turbine for wind turbine power generation.

특허문헌 3의 풍력발전용 증속기의 냉각시스템은 나셀 둘레의 외주면에 관통 형성된 통공부와, 상기 나셀 내부의 증속기 케이스에 돌출형성된 방열부와, 상기 증속기의 일측에 구비되어 증속기의 냉각작용을 하는 냉각팬과, 상기 증속기의 온도를 감지하는 온도센서의 감지결과에 따라 냉각팬의 가동신호를 인가하는 제어부를 포함한다.The cooling system of the wind power generator for a wind power generator of Patent Document 3 includes a cylindrical body formed to penetrate the peripheral surface of the nacelle, a radiating portion protruding from the housing of the nacelle, And a controller for applying a driving signal of the cooling fan according to a detection result of a temperature sensor for detecting the temperature of the booster.

하기의 특허문헌 4에는 풍력발전기에 사용되는 증속기용 오일 냉각장치 및 이를 구비하는 풍력발전기가 개시되어 있다.The following Patent Document 4 discloses an oil cooler for a speed reducer used in a wind power generator and a wind power generator having the same.

특허문헌 4의 풍력발전기의 증속기용 오일 냉각장치는 나셀 내부에 장착되고, 증속기용 오일을 공기 유입부를 통해 유입되는 외부 공기를 이용하여 냉각시키기 위한 라디에이터; 공기 유입부 상측에서, 외부 공기를 라디에이터로 안내하는 흡입덕트; 라디에이터의 상부에 장착되고, 증속기용 오일과의 열교환을 통하여 가열된 외부 공기를 나셀의 외부로 배출하는 냉각팬; 증속기와 라디에이터 사이에서의 증속기용 오일의 순환을 위한 오일 유로; 및 흡입덕트와 나셀의 공기 유입부 사이에 설치되어, 흡입덕트와 나셀의 공기 유입부 사이를 통해 나셀 내로 이물질이 침입하는 것을 방직하기 위한 필터;를 포함한다.The oil cooler for the accelerator of the wind power generator of Patent Document 4 is installed in the nacelle and includes a radiator for cooling the accelerator oil using external air introduced through the air inlet; A suction duct for guiding the outside air to the radiator at an upper side of the air inlet; A cooling fan mounted on an upper portion of the radiator for discharging the heated external air to the outside of the nacelle through heat exchange with the accelerator oil; An oil passage for circulation of the accelerator oil between the accelerator and the radiator; And a filter installed between the suction duct and the air inlet of the nacelle to prevent foreign matter from entering the nacelle through the space between the suction duct and the air inlet of the nacelle.

대한민국 공개특허공보 제10-2010-0026865호(2010년 3월 10일 공개)Korean Patent Publication No. 10-2010-0026865 (published on Mar. 10, 2010) 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0017897호(2012년 2월 29일 공개)Korean Patent Publication No. 10-2012-0017897 (published February 29, 2012) 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0052678호(2012년 5월 24일 공개)Korean Published Patent Application No. 10-2012-0052678 (published on May 24, 2012) 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0099891호(2012년 9월 12일 공개)Korean Patent Publication No. 10-2012-0099891 (published on September 12, 2012)

그러나 특허문헌 1 내지 특허문헌 4를 비롯한 종래 기술에 따른 풍력터빈의 나셀 공기순환장치는 에어컨 또는 방열팬 등을 사용하게 되므로 장시간 풍력터빈이 가동 중이거나 또는 정격파워를 출력할 때에는 나셀 내부 온도를 낮추기에는 한계가 있으며, 이로 인해 나셀 내부온도의 상승으로 풍력터빈이 가동 중단(Shutdown)이 발생할 우려가 많다.However, since the nacelle air circulation device of the conventional art including the patent documents 1 to 4 uses an air conditioner or a heat-dissipating fan, when the wind turbine is operating for a long time or when the rated power is outputted, There is a possibility that the wind turbine may shut down due to the increase of the internal temperature of the nacelle.

이러한 문제는 풍력터빈의 가동율을 떨어뜨려 충분히 좋은 바람에서도 전기를 생산하지 못해 손실이 크게 될 뿐 아니라 나셀 내부의 각종 기계부품, 전기부품에 치명적인 손상을 입힐 수 있게 된다.The problem is that the operation rate of the wind turbine is lowered, so that it can not produce electricity even when the wind is good enough, which leads to a large loss, and can damage the various mechanical parts and electric parts inside the nacelle.

또한, 종래 기술에 따른 풍력터빈의 나셀 공기순환장치는 나셀 내부온도 상승으로 풍력터빈이 가동 중단되었을 때에 나셀 내부온도를 충분히 낮출 때까지 풍력터빈을 재가동하기 어렵게 되는 문제가 있었다.In addition, the nacelle air circulation device of the conventional wind turbine has a problem that it is difficult to restart the wind turbine until the internal temperature of the nacelle is sufficiently lowered when the wind turbine is shut down due to an increase in internal temperature of the nacelle.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 나셀 내부에 설치된 각종 기계부품, 전자부품의 과열로 인한 부품 손상과 풍력터빈 가동중단(Shutdown)을 방지할 수 있도록 하는 풍력터빈의 나셀 공기순환장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to solve the above problems and to provide a wind turbine nacelle capable of preventing parts damage due to overheating of various mechanical parts and electronic parts installed inside the nacelle and shutdown of the wind turbine An air circulation device and a control method thereof.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 풍력터빈의 나셀 공기순환장치는 변속장치와 발전기를 비롯한 풍력터빈 작동부품이 내장되고, 상부커버에 유입구가 형성되는 나셀; 상기 나셀의 유입구의 상부에 상하방향으로 이동 가능하게 설치되는 도아; 상기 나셀의 내부 전방과 내부 후방에 설치되고, 작동부분이 도아의 하단에 접속되는 액츄에이터; 상기 나셀의 내부에 설치되어 상기 각 액츄에이터의 작동을 제어하는 제어유니트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a nacelle air circulation apparatus for a wind turbine according to the present invention comprises: a nacelle in which a wind turbine operating component including a transmission, a generator, and the like is built in and an inlet is formed in an upper cover; A door installed at an upper portion of the inlet of the nacelle so as to be movable up and down; An actuator installed inside and inside the nacelle and operatively connected to a lower end of the door; And a control unit installed inside the nacelle for controlling the operation of the actuators.

본 발명에 따른 풍력터빈의 나셀 공기순환장치는 상기 나셀의 내부에 설치되고, 제어유니트에 감지신호를 전송하는 온도센서;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The nacelle air circulation device of the wind turbine according to the present invention further includes a temperature sensor installed inside the nacelle and transmitting a sensing signal to the control unit.

본 발명에 따른 풍력터빈의 나셀 공기순환장치는 상기 나셀이 전면커버, 후면커버, 한 쌍의 측면커버, 상부커버, 하부커버를 가지는 장방형으로 구성되고, 전면커버의 중앙에 블레이드 연결구멍이 마련된 것을 특징으로 한다.The nacelle air circulation device for a wind turbine according to the present invention is characterized in that the nacelle has a rectangular shape having a front cover, a rear cover, a pair of side covers, an upper cover and a lower cover, .

본 발명에 따른 풍력터빈의 나셀 공기순환장치는 상기 액츄에이터가 유압실린더 또는 공압실린더인 것을 특징으로 한다.The nacelle air circulation device of the wind turbine according to the present invention is characterized in that the actuator is a hydraulic cylinder or a pneumatic cylinder.

본 발명에 따른 풍력터빈의 나셀 공기순환장치는 상기 제어유니트가 나셀의 내부 전방의 액츄에이터와 내부 후방의 액츄에이터를 동시에 작동시킴으로써 도아가 수평으로 상승되어 유입구의 사방에서 외부 공기가 나셀 내부로 유입되는 것을 특징으로 한다.In the nacelle air circulation apparatus of a wind turbine according to the present invention, the control unit simultaneously activates the actuator in the inner front side of the nacelle and the actuator in the inner side so that the door is raised horizontally so that outside air flows into the nacelle from all directions .

본 발명에 따른 풍력터빈의 나셀 공기순환장치는 상기 제어유니트가 나셀의 내부 전방 액츄에이터 만을 작동시킴으로써 도아가 경사지게 상승되어 블레이드 쪽인 유입구의 전방에서 외부 공기가 나셀의 내부로 유입되는 것을 특징으로 한다.In the nacelle air circulation apparatus for a wind turbine according to the present invention, the control unit is actuated only by the internal front actuator of the nacelle so that the door is inclined upward so that external air flows into the interior of the nacelle from the front of the inlet, which is the blade side.

본 발명에 따른 풍력터빈의 나셀 공기순환장치 제어방법은 나셀의 내부에 설치된 온도센서가 나셀 내부온도를 감지하고, 그 감지신호를 제어유니트로 전송하는 단계; 상기 온도센서의 감지신호에 따라 제어유니트가 나셀 내부온도가 제1설정온도 이상인가를 판단하는 단계; 상기 제1설정온도 판단결과 나셀 내부온도가 제1설정온도 이상이면 제어유니트가 액츄에이터를 작동하는 단계; 상기 액츄에이터의 작동에 의해 도아가 상승되어 나셀의 상부커버에 마련된 유입구가 개방되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A method for controlling a nacelle air circulation apparatus of a wind turbine according to the present invention comprises the steps of: detecting a temperature of a nacelle inside of a nacelle and transmitting a detection signal to the control unit; Determining that the nacelle internal temperature is equal to or higher than a first set temperature in accordance with a detection signal of the temperature sensor; The control unit activating the actuator if the nacelle internal temperature is equal to or higher than the first set temperature as a result of the first set temperature determination; And opening the inlet provided in the upper cover of the nacelle by opening the door by the operation of the actuator.

본 발명에 따른 풍력터빈의 나셀 공기순환장치 제어방법은 상기 제어유니트의 제1설정온도 판단 단계에서 나셀 내부온도가 제1설정온도 이상이 아니면 제2설정온도 이하인가를 판단하는 단계; 상기 제2설정온도 판단 단계에서 나셀 내부온도가 제2설정온도 이하이면 제어유니트가 액츄에이터의 작동여부를 판단하는 단계; 상기 작동여부 판단결과 액츄에이터가 작동중이면 제어유니트가 액츄에이터의 작동을 정지하는 단계; 상기 액츄에이터의 작동 정지에 의해 상승되었던 도아가 하강하여 나셀의 유입구를 밀폐하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The method of controlling a nacelle air circulation apparatus of a wind turbine according to the present invention includes the steps of: determining whether a nacelle internal temperature is equal to or lower than a second set temperature in a first set temperature determination step of the control unit; Determining whether the control unit is operating the actuator if the nacelle internal temperature is lower than a second set temperature in the second set temperature determination step; Stopping the operation of the actuator when the actuator is in operation; And closing the inlet of the nacelle by lowering the door which has been raised by the operation stop of the actuator.

본 발명에 따른 풍력터빈의 나셀 공기순환장치 제어방법은 도아 개방 상태에서 습도센서를 통해 우천이 감지되면 제어유니트가 액츄에이터의 작동을 정지하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The method of controlling a nacelle air circulation apparatus of a wind turbine according to the present invention further includes stopping the operation of the actuator when the rain sensor is detected through the humidity sensor in the open state.

본 발명에 따른 풍력터빈의 나셀 공기순환장치 및 그 제어방법에 의하면, 나셀의 상부커버에 마련된 유입구를 개방하여 외부 공기가 나셀 내부로 유입되도록 할 수 있게 된다.According to the nacelle air circulation apparatus and control method of the wind turbine according to the present invention, the inlet port provided in the upper cover of the nacelle is opened to allow the outside air to flow into the nacelle.

따라서, 본 발명에 따른 풍력터빈의 나셀 공기순환장치 및 그 제어방법에 의하면, 나셀 내부의 온도가 높을 때에 유입구를 개방하여 나셀 내부에 설치된 변속장치, 발전기 등의 부품을 신속하게 냉각할 수 있게 된다.Therefore, according to the nacelle air circulation apparatus and control method of the wind turbine according to the present invention, when the temperature inside the nacelle is high, the inlet is opened to quickly cool the components such as the transmission, the generator, .

본 발명에 따른 풍력터빈의 나셀 공기순환장치 및 그 제어방법에 의하면, 나셀 내부 부품의 과열로 인한 풍력터빈의 가동정지를 방지할 수 있게 되고, 풍력터빈의 발전효율을 향상시킬 수 있게 되며, 나셀 내부의 각종 기계부품, 전기부품의 내구성을 향상시킬 수 있게 된다.According to the nacelle air circulation apparatus and control method of the present invention, it is possible to prevent the operation stop of the wind turbine due to overheating of the internal components of the nacelle, to improve the power generation efficiency of the wind turbine, The durability of various internal mechanical parts and electric parts can be improved.

도 1은 일반적인 풍력터빈의 구성도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 풍력터빈의 나셀 공기순환장치의 정면도,
도 3은 동 실시 예에 따른 풍력터빈의 나셀 공기순환장치의 평면도,
도 4는 동 실시 예에 따른 풍력터빈의 나셀 공기순환장치의 종단면도,
도 5 및 도 6은 동 실시 예에 따른 풍력터빈의 나셀 공기순환장치의 도아 개방상태의 종단면도,
도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 풍력터빈의 나셀 공기순환장치 제어방법의 제어흐름도.1 is a schematic view of a general wind turbine,
2 is a front view of a nacelle air circulation device of a wind turbine according to a preferred embodiment of the present invention,
3 is a plan view of the nacelle air circulation device of the wind turbine according to the embodiment,
4 is a vertical cross-sectional view of the nacelle air circulating apparatus of the wind turbine according to the embodiment,
5 and 6 are vertical cross-sectional views of the nacelle air circulating apparatus of the wind turbine according to the present embodiment in an opened state,
7 is a control flowchart of a method of controlling a nacelle air circulation device of a wind turbine according to a preferred embodiment of the present invention.

이하 본 발명에 따른 풍력터빈의 나셀 공기순환장치 및 그 제어방법을 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a nacelle air circulation apparatus and a control method thereof according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이하에서, "상방", "하방", "전방" 및 "후방" 및 그 외 다른 방향성 용어들은 도면에 도시된 상태를 기준으로 정의한다.In the following, the terms "upward", "downward", "forward" and "rearward" and other directional terms are defined with reference to the states shown in the drawings.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 풍력터빈의 나셀 공기순환장치의 정면도이고, 도 3은 동 실시 예에 따른 풍력터빈의 나셀 공기순환장치의 평면도이다.FIG. 2 is a front view of a nacelle air circulating apparatus of a wind turbine according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a plan view of a nacelle air circulating apparatus of a wind turbine according to the present embodiment.

도 4는 동 실시 예에 따른 풍력터빈의 나셀 공기순환장치의 종단면도이다.4 is a longitudinal sectional view of a nacelle air circulation apparatus for a wind turbine according to the embodiment.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 풍력터빈의 나셀 공기순환장치(100)는 나셀(110), 도아(120), 액츄에이터(130), 제어유니트(140), 온도센서(150)를 포함한다.A nacelle air circulation apparatus 100 of a wind turbine according to a preferred embodiment of the present invention includes a nacelle 110, a door 120, an actuator 130, a control unit 140, and a temperature sensor 150.

나셀(110)은 변속장치와 발전기를 비롯한 풍력터빈의 작동부품이 내장되는 것이다.The nacelle 110 incorporates a working part of a wind turbine including a transmission and a generator.

상기 나셀(110)은 전면커버(111), 후면커버(112), 한 쌍의 측면커버(113)(114), 상부커버(115), 하부커버(116)를 가지는 장방형으로 구성되고, 전면커버(111)의 중앙에 블레이드 연결구멍(111a)이 마련된다.The nacelle 110 is formed in a rectangular shape having a front cover 111, a rear cover 112, a pair of side covers 113 and 114, an upper cover 115 and a lower cover 116, And a blade connecting hole 111a is provided at the center of the blade 111.

상기 나셀(110)의 상부커버(115)의 중앙에는 외부 공기가 유입되는 유입구(117)가 마련된다.An inlet 117 for introducing outside air is provided at the center of the upper cover 115 of the nacelle 110.

도아(120)는 상기 나셀(110)의 유입구(117)를 개폐하는 것으로, 상기 유입구(117)의 상부에 상하방향으로 이동 가능하게 설치된다.The door 120 opens and closes the inlet 117 of the nacelle 110 and is vertically movably installed on the inlet 117.

따라서, 상기 도아(120)가 상승하게 되면 유입구(117)가 개방되어 외부 공기가 나셀(110)의 내부로 진입할 수 있게 되고, 상기 도아(120)가 하강하게 되면 유입구(117)가 밀폐된다.Accordingly, when the door 120 is raised, the inlet 117 is opened to allow the outside air to enter the interior of the nacelle 110. When the door 120 is lowered, the inlet 117 is sealed .

액츄에이터(130)는 상기 도아(120)를 승강시키는 역할을 하는 것으로, 유압실린더 또는 공압실린더가 바람직하지만 솔레노이드나 그 밖의 승강수단이 사용될 수 있다.The actuator 130 serves to raise and lower the door 120, and a hydraulic cylinder or a pneumatic cylinder is preferable, but a solenoid or other elevating means can be used.

상기 액츄에이터(130)는 나셀(110)의 내부 전방과 내부 후방에 설치되고, 작동부분이 도아(120)의 하단에 접속된다.The actuator 130 is installed in the inner front side and the rear inner side of the nacelle 110, and the actuating part is connected to the lower end of the door 120.

제어유니트(140)는 상기 나셀(110)의 내부에 설치되어 상기 각 액츄에이터(130)의 작동을 제어하는 것이다.The control unit 140 is installed inside the nacelle 110 to control the operation of the actuators 130.

상기 제어유니트(140)는 상기 각 액츄에이터(130) 및 후술할 온도센서(150), 습도센서(미도시)와 전기적으로 접속된다.The control unit 140 is electrically connected to each of the actuators 130 and a temperature sensor 150 and a humidity sensor (not shown), which will be described later.

온도센서(150)는 상기 나셀(110)의 내부에 설치되어 나셀(110)의 내부온도를 감지하고, 그 감지신호를 제어유니트(140)에 전송하는 역할을 한다.The temperature sensor 150 is installed inside the nacelle 110 to sense the internal temperature of the nacelle 110 and to transmit the sensed signal to the control unit 140.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 풍력터빈의 나셀 공기순환장치(100)에서 나셀(110)의 상부커버(115)에 마련된 유입구(117)가 개방되면 나셀(110) 내부로 외부 공기가 유입되며, 나셀(110)의 내부로 유입되는 외부 공기는 변속장치, 발전기를 비롯한 나셀(110) 내부의 각 작동부품을 자연 냉각하게 된다.When the inlet 117 provided in the upper cover 115 of the nacelle 110 is opened in the nacelle air circulation apparatus 100 of the wind turbine according to the preferred embodiment of the present invention, external air flows into the nacelle 110, The external air introduced into the nacelle 110 naturally cools the operating parts inside the nacelle 110 including the transmission, the generator, and the like.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 풍력터빈의 나셀 공기순환장치(100)에서 나셀 상부커버(115)에 마련되는 유입구(117)의 개방 또는 밀폐는 도아(120) 및 액츄에이터(130)에 의해 이루어진다.Opening or closing of the inlet 117 provided in the nacelle upper cover 115 in the nacelle air circulation apparatus 100 of the wind turbine according to the preferred embodiment of the present invention is performed by the door 120 and the actuator 130.

또한, 상기 액츄에이터(130)의 작동은 온도센서(150)의 감지신호가 입력되는 제어유니트(140)에 의해 제어된다.The operation of the actuator 130 is controlled by the control unit 140 to which the sensing signal of the temperature sensor 150 is input.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 풍력터빈의 나셀 공기순환장치(100)에 있어서 온도센서(150)를 통해 감지된 나셀(110)의 내부온도가 냉각이 필요한 온도(제1설정온도) 이상이면 제어유니트(140)는 액츄에이터(130)를 작동시켜 도아(120)를 상승시킴으로써 나셀(110)의 유입구(117)를 개방한다.If the internal temperature of the nacelle 110 sensed through the temperature sensor 150 in the nacelle air circulation apparatus 100 of the wind turbine according to the preferred embodiment of the present invention is equal to or higher than the temperature required for cooling (first set temperature) The unit 140 opens the inlet 117 of the nacelle 110 by raising the door 120 by actuating the actuator 130.

도 5 및 도 6은 동 실시 예에 따른 풍력터빈의 나셀 공기순환장치의 도아 개방상태의 종단면도이다5 and 6 are longitudinal cross-sectional views of the nacelle air circulation apparatus of the wind turbine according to the present embodiment in an opened state

상기 나셀(110)의 유입구(117)를 개방할 때에 제어유니트(140)가 도 5에 도시된 바와 같이 나셀(110)의 내부 전방의 액츄에이터(130)와 내부 후방의 액츄에이터(130)를 동시에 작동시켜 도아(120)를 수평으로 상승시키게 되면 유입구(117)의 사방에서 외부 공기가 나셀(110) 내부로 유입된다.The control unit 140 simultaneously operates the actuator 130 in the inner side of the nacelle 110 and the actuator 130 in the inner side of the nacelle 110 at the same time when the inlet 117 of the nacelle 110 is opened The outside air is introduced into the nacelle 110 from the four sides of the inlet 117.

또한, 제어유니트(140)가 도 6에 도시된 바와 같이 나셀(110)의 내부 전방 액츄에이터(130) 만을 작동시켜 도아(120)를 경사지게 상승시키게 되면 블레이드 쪽인 유입구(117)의 전방에서 외부 공기가 나셀(110)의 내부로 유입된다.6, when only the internal front actuator 130 of the nacelle 110 is actuated to raise the door 120 in an inclined manner, external air is blown in front of the inlet 117, which is the blade side, And flows into the interior of the nacelle 110.

이처럼 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 풍력터빈의 나셀 공기순환장치(100)는 제어유니트(140) 및 액츄에이터(130)를 통해 도아(100)의 개방 형태를 자유롭게 설정할 수 있게 된다.As described above, the nacelle air circulation apparatus 100 of the wind turbine according to the preferred embodiment of the present invention can freely set the opening shape of the door 100 through the control unit 140 and the actuator 130.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 풍력터빈의 나셀 공기순환장치 제어방법의 제어흐름도이다.7 is a control flowchart of a method of controlling a nacelle air circulation apparatus of a wind turbine according to a preferred embodiment of the present invention.

도 7에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 풍력터빈의 나셀 공기순환장치 제어방법은 나셀(110)의 내부에 설치된 온도센서(150)가 나셀 내부온도를 감지하고, 그 감지신호를 제어유니트(140)로 전송하는 단계; 상기 온도센서(150)의 감지신호에 따라 제어유니트(140)가 나셀 내부온도가 제1설정온도 이상인가를 판단하는 단계; 상기 제1설정온도 판단결과 나셀 내부온도가 제1설정온도 이상이면 제어유니트(140)가 액츄에이터(130)를 작동하는 단계; 상기 액츄에이터(130)의 작동에 의해 도아(120)가 상승되어 나셀(110)의 상부커버(115)에 마련된 유입구(117)가 개방되는 단계;를 포함한다.7, in the nacelle air circulation control method for a wind turbine according to the preferred embodiment of the present invention, the temperature sensor 150 installed inside the nacelle 110 senses the internal temperature of the nacelle, To a control unit (140); Determining whether the internal temperature of the nacelle is equal to or higher than a first set temperature in accordance with a sensing signal of the temperature sensor 150; The control unit 140 actuating the actuator 130 if the nacelle internal temperature is equal to or higher than a first set temperature as a result of the first set temperature determination; The door 120 is raised by the operation of the actuator 130 and the inlet 117 provided in the upper cover 115 of the nacelle 110 is opened.

또한, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 풍력터빈의 나셀 공기순환장치 제어방법은 상기 제어유니트(140)의 제1설정온도 판단 단계에서 나셀 내부온도가 제1설정온도 이상이 아니면 제2설정온도 이하인가를 판단하는 단계; 상기 제2설정온도 판단 단계에서 나셀 내부온도가 제2설정온도 이하이면 제어유니트(140)가 액츄에이터(130)의 작동여부를 판단하는 단계; 상기 작동여부 판단결과 액츄에이터(130)가 작동중이면 제어유니트(140)가 액츄에이터(130)의 작동을 정지하는 단계; 상기 액츄에이터(130)의 작동 정지에 의해 상승되었던 도아(120)가 하강하여 나셀(110)의 유입구(117)를 밀폐하는 단계;를 포함한다.In the method of controlling a nacelle air circulation apparatus of a wind turbine according to a preferred embodiment of the present invention, when the nacelle internal temperature is not higher than the first set temperature and lower than the second set temperature Determining authorization; Determining whether the actuator 130 is operating if the nacelle internal temperature is lower than a second set temperature in the second set temperature determination step; Stopping the operation of the actuator 130 when the actuator 130 is in operation; And closing the inlet 117 of the nacelle 110 by lowering the door 120 that has been raised by the operation stop of the actuator 130.

상기 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 풍력터빈의 나셀 공기순환장치 제어방법는 도아 개방 상태에서 습도센서를 통해 우천이 감지되면 제어유니트(140)가 액츄에이터(130)의 작동을 정지하는 단계;를 더 포함할 수 있다.The method of controlling a nacelle air circulation device of a wind turbine according to the preferred embodiment of the present invention further includes stopping the operation of the actuator 130 when the rain sensor is detected through the humidity sensor in the open state, can do.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.Although the present invention has been described in detail with reference to the above embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made without departing from the spirit of the present invention.

예를 들면 본 발명의 풍력터빈의 나셀 공기순환장치 및 그 제어방법은 나셀(110)의 상부커버(115)에 유입구(117) 마련되는 방식이 아닌 나셀(110)의 측면커버(113)(114) 유입구가 마련되는 방식으로도 변형 실시될 수 있다.For example, the nacelle air circulation device and the control method thereof for the wind turbine of the present invention may be applied to the side cover 113 (114) of the nacelle 110 instead of the inflow hole 117 provided in the upper cover 115 of the nacelle 110 ) Inlets may be provided.

또한, 유입구(117)가 개방될 때에 먼지나 이물질의 유입을 방지하기 위한 필터수단을 더 구비하는 형태로도 변형 실시될 수 있다.Further, it may be modified to include filter means for preventing inflow of dust or foreign matter when the inlet 117 is opened.

100 : 나셀 공기순환장치
110 : 나셀
117 : 유입구
120 : 도아
130 : 액츄에이터
140 : 제어유니트
150 : 온도센서
100: Nacelle air circulation device
110: nacelle
117: inlet
120: Doa
130: Actuator
140: control unit
150: Temperature sensor

Claims (9)

변속장치와 발전기를 비롯한 풍력터빈 작동부품이 내장되고, 상부커버(115)에 유입구(117)가 형성되는 나셀(110);
상기 나셀(110)의 유입구(117)의 상부에 상하방향으로 이동 가능하게 설치되는 도아(120);
상기 나셀(110)의 내부 전방과 내부 후방에 설치되고, 작동부분이 도아(120)의 하단에 접속되는 액츄에이터(130);
상기 나셀(110)의 내부에 설치되어 상기 각 액츄에이터(130)의 작동을 제어하는 제어유니트(140);를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력터빈의 나셀 공기순환장치.A nacelle 110 in which a wind turbine operating component including a transmission and a generator is built in and an inlet 117 is formed in the top cover 115;
A door 120 installed vertically above the inlet 117 of the nacelle 110;
An actuator 130 installed inside and inside the nacelle 110 and having an operating portion connected to a lower end of the door 120;
And a control unit (140) installed inside the nacelle (110) to control the operation of the actuators (130). 제1항에 있어서,
상기 나셀(110)의 내부에 설치되고, 제어유니트(140)에 감지신호를 전송하는 온도센서(150);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력터빈의 나셀 공기순환장치.The method according to claim 1,
And a temperature sensor (150) installed in the nacelle (110) for transmitting a detection signal to the control unit (140). 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 나셀(110)은 전면커버(111), 후면커버(112), 한 쌍의 측면커버(113)(114), 상부커버(115), 하부커버(116)를 가지는 장방형으로 구성되고, 전면커버(111)의 중앙에 블레이드 연결구멍(111a)이 마련된 것을 특징으로 하는 풍력터빈의 나셀 공기순환장치.3. The method according to claim 1 or 2,
The nacelle 110 is formed in a rectangular shape having a front cover 111, a rear cover 112, a pair of side covers 113 and 114, an upper cover 115 and a lower cover 116, Wherein a blade connecting hole (111a) is provided at the center of the nacelle air circulation device (111). 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 액츄에이터(130)는 유압실린더 또는 공압실린더인 것을 특징으로 하는 풍력터빈의 나셀 공기순환장치.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the actuator (130) is a hydraulic cylinder or a pneumatic cylinder. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제어유니트(140)가 나셀(110)의 내부 전방의 액츄에이터(130)와 내부 후방의 액츄에이터(130)를 동시에 작동시킴으로써 도아(120)가 수평으로 상승되어 유입구(117)의 사방에서 외부 공기가 나셀(110) 내부로 유입되는 것을 특징으로 하는 풍력터빈의 나셀 공기순환장치.3. The method according to claim 1 or 2,
The control unit 140 simultaneously operates the actuator 130 in the inner front side of the nacelle 110 and the actuator 130 in the rear side of the nacelle 110 so that the door 120 is raised horizontally, And the nacelle (110) flows into the nacelle (110). 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제어유니트(140)가 나셀(110)의 내부 전방 액츄에이터(130) 만을 작동시킴으로써 도아(120)가 경사지게 상승되어 블레이드 쪽인 유입구(117)의 전방에서 외부 공기가 나셀(110)의 내부로 유입되는 것을 특징으로 하는 풍력터빈의 나셀 공기순환장치.3. The method according to claim 1 or 2,
The control unit 140 actuates only the internal front actuator 130 of the nacelle 110 so that the door 120 is inclined upward so that external air flows into the interior of the nacelle 110 from the front of the inlet 117, And the nacelle air circulation device of the wind turbine. 나셀(110)의 상부커버(115)에 형성된 유입구(117)에 도아(120)가 설치되고, 상기 도아(120)가 액츄에이터(130)에 의해 승강 개폐되며, 나셀(110) 내부에 설치된 온도센서(150)의 감지신호가 입력되는 제어유니트(140)를 통해 상기 액츄에이터(130)가 제어되는 풍력터빈의 나셀 공기순환장치 제어방법으로,
나셀(110)의 내부에 설치된 온도센서(150)가 나셀 내부온도를 감지하고, 그 감지신호를 제어유니트(140)로 전송하는 단계;
상기 온도센서(150)의 감지신호에 따라 제어유니트(140)가 나셀 내부온도가 제1설정온도 이상인가를 판단하는 단계;
상기 제1설정온도 판단결과 나셀 내부온도가 제1설정온도 이상이면 제어유니트(140)가 액츄에이터(130)를 작동하는 단계;
상기 액츄에이터(130)의 작동에 의해 도아(120)가 상승되어 나셀(110)의 상부커버(115)에 마련된 유입구(117)가 개방되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력터빈의 나셀 공기순환장치 제어방법.A door 120 is provided at an inlet 117 formed in the upper cover 115 of the nacelle 110. The door 120 is lifted and lowered by the actuator 130 and a temperature sensor Wherein the actuator (130) is controlled through a control unit (140) to which a sensing signal of the nacelle (150) is input, the nacelle air circulation device
Detecting a nacelle internal temperature by a temperature sensor 150 installed inside the nacelle 110 and transmitting the detection signal to the control unit 140;
Determining whether the internal temperature of the nacelle is equal to or higher than a first set temperature in accordance with a sensing signal of the temperature sensor 150;
The control unit 140 actuating the actuator 130 if the nacelle internal temperature is equal to or higher than a first set temperature as a result of the first set temperature determination;
And opening the inlet port 117 provided in the upper cover 115 of the nacelle 110 by the operation of the actuator 130 to open the nacelle air circulation path of the wind turbine Device control method. 제7항에 있어서,
상기 제어유니트(140)의 제1설정온도 판단 단계에서 나셀 내부온도가 제1설정온도 이상이 아니면 제2설정온도 이하인가를 판단하는 단계;
상기 제2설정온도 판단 단계에서 나셀 내부온도가 제2설정온도 이하이면 제어유니트(140)가 액츄에이터(130)의 작동여부를 판단하는 단계;
상기 작동여부 판단결과 액츄에이터(130)가 작동중이면 제어유니트(140)가 액츄에이터(130)의 작동을 정지하는 단계;
상기 액츄에이터(130)의 작동 정지에 의해 상승되었던 도아(120)가 하강하여 나셀(110)의 유입구(117)를 밀폐하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력터빈의 나셀 공기순환장치 제어방법.8. The method of claim 7,
Determining whether the internal temperature of the nacelle is lower than or equal to the first predetermined temperature in the first predetermined temperature determination step of the control unit 140;
Determining whether the actuator 130 is operating if the nacelle internal temperature is lower than a second set temperature in the second set temperature determination step;
Stopping the operation of the actuator 130 when the actuator 130 is in operation;
Further comprising the step of lowering the door 120 that has been raised by the operation stop of the actuator 130 to close the inlet 117 of the nacelle 110. [ . 제7항 또는 제8항에 있어서,
도아 개방 상태에서 습도센서를 통해 우천이 감지되면 제어유니트(140)가 액츄에이터(130)의 작동을 정지하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력터빈의 나셀 공기순환장치 제어방법.9. The method according to claim 7 or 8,
And controlling the control unit (140) to stop the operation of the actuator (130) when a rainfall is sensed through the humidity sensor in a door open state.
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