KR20180061924A - 멀티 다운 컨덕터가 적용된 풍력 발전기용 카본 블레이드. - Google Patents

멀티 다운 컨덕터가 적용된 풍력 발전기용 카본 블레이드. Download PDF

Info

Publication number
KR20180061924A
KR20180061924A KR1020160161646A KR20160161646A KR20180061924A KR 20180061924 A KR20180061924 A KR 20180061924A KR 1020160161646 A KR1020160161646 A KR 1020160161646A KR 20160161646 A KR20160161646 A KR 20160161646A KR 20180061924 A KR20180061924 A KR 20180061924A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
blade
downconductor
carbon
down conductor
tip
Prior art date
Application number
KR1020160161646A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101954775B1 (ko
Inventor
이상일
이정훈
오인규
Original Assignee
두산중공업 주식회사
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=62241517&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=KR20180061924(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by 두산중공업 주식회사 filed Critical 두산중공업 주식회사
Priority to KR1020160161646A priority Critical patent/KR101954775B1/ko
Priority to US16/067,126 priority patent/US10844844B2/en
Priority to EP17876442.9A priority patent/EP3548742B1/en
Priority to PCT/KR2017/012632 priority patent/WO2018101632A1/en
Publication of KR20180061924A publication Critical patent/KR20180061924A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101954775B1 publication Critical patent/KR101954775B1/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
    • F03D80/00—Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
    • F03D80/30—Lightning protection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • 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
    • F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor 
    • F03D1/06—Rotors
    • F03D1/065—Rotors characterised by their construction elements
    • F03D1/0675—Rotors characterised by their construction elements of the blades
    • 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
    • F05B2240/20—Rotors
    • F05B2240/21—Rotors for wind turbines
    • 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
    • F05B2240/20—Rotors
    • F05B2240/30—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
    • 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
    • F05B2280/00—Materials; Properties thereof
    • F05B2280/20—Inorganic materials, e.g. non-metallic materials
    • F05B2280/2006—Carbon, e.g. graphite
    • 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
    • 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)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

본 발명은 멀티 다운 컨덕터가 적용된 풍력 발전기용 카본 블레이드에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 풍력 발전 플랜트 등에 마련되는 블레이드에 대한 구성을 특정하며, 상기 블레이드에 마련되는 다수개의 다운 컨덕터를 통해 상기 블레이드다수 포인트의 전위차가 발생하는 것을 방지하는 풍력 발전기용 카본 블레이드에 관한 것이다.
블레이드 내부 및 외부에 각각 다운 컨덕터를 마련하고, 이를 양단에서 접할 수 있는 본딩구성을 마련함으로써, 손쉬운 등전위 결합구조를 포함하는 블레이드를 마련하는 것이 가능한 장점이 존재한다.
또한, 외부 다운 컨덕터가 손상되는 경우에도, 블레이드 내부에 마련된 다운 컨덕터가 동일한 역할을 수행하도록 설비를 마련하여 낙뢰피해를 최소화하는 효과가 존재한다.
추가적으로, 상기 다수개의 다운 컨덕터가 상기 블레이드에 평행하게 배치하는 구조를 통해, 상호 다운 컨덕터에서 발생하는 자기장을 상쇄시키는 효과가 존재한다.

Description

멀티 다운 컨덕터가 적용된 풍력 발전기용 카본 블레이드. {Carbon blade for wind power generator with multi-down conductor.}
본 발명은 멀티 다운 컨덕터가 적용된 풍력 발전기용 카본 블레이드에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 풍력 발전 플랜트 등에 마련되는 블레이드에 대한 구성을 특정하며, 상기 블레이드에 마련되는 다수개의 다운 컨덕터를 통해 상기 블레이드다수 포인트의 전위차가 발생하는 것을 방지하는 풍력 발전기용 카본 블레이드에 관한 것이다.
풍력 발전 플랜트는, 바람의 힘을 이용하여 발전 플랜트 내부에 마련된 제네레이터를 구동시켜 전력을 생산하는 장치로서, 일반적으로 수직방향의 타워 구조체의 상부에 제네레이터 및 다수개의 블레이드가 마련되어 구성된다.
이 경우, 상기 풍력 발전 플랜트 및 블레이드는 바람이 잘 불어오는 평야 또는 해수면 등에 위치하는 것이 일반적이므로, 낙뢰 등에 의한 피해를 입는 것이 빈번하다.
따라서, 블레이드에 다운 컨덕터를 마련하여, 이를 지면과 접지시키는 방식을 사용하는 것이 종래 일반적인 기술이었다.
다만, 이와 같은 경우에는, 다운 컨덕터 상호가 서로 이격되어 있으므로, 낙뢰 수용시에 높은 내부 전압차가 발생하여 플래쉬 오버 현상이 발생하는 문제점이 존재하였다.
또한, 하나의 컨덕터만을 마련한 종래 구성을 취할 경우, 설치된 다운 컨덕터가 손상되어 접지되지 않는 경우에 블레이드 스킨에 낙뢰피해가 발생할 가능성이 큰 문제점이 존재하였다.
US 8342805
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 블레이드 내부 및 외부에 각각 다운 컨덕터를 마련하고, 이를 양단에서 접할 수 있는 본딩구성을 마련함으로써, 손쉬운 등전위 결합구조를 포함하는 블레이드를 마련하는 것이 가능하다.
또한, 외부 다운 컨덕터가 손상되는 경우에도, 블레이드 내부에 마련된 다운 컨덕터가 동일한 역할을 수행하도록 설비를 마련하여 낙뢰피해를 최소화하는 특징이 존재한다.
추가적으로, 상기 다수개의 다운 컨덕터가 상기 블레이드에 평행하게 배치하는 구조를 통해, 상호 다운 컨덕터에서 발생하는 자기장을 상쇄시키는 것이 가능하다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따라, 풍력 발전기에 마련되는 블레이드에 있어서, 상기 블레이드의 폭 중심에 위치하여 상기 블레이드의 길이방향으로 연장되며 마련되는 카본 스파 캡, 상기 블레이드의 팁으로부터 상기 블레이드의 루트를 향해 일정구간 마련되어 상기 블레이드 외부를 커버하는 카본 스킨, 상기 블레이드 표면에 위치하고, 상기 카본 스파 캡을 부분커버하며 상기 카본 스파 캡과 평행하게 마련되는 제1 다운 컨덕터 및 상기 블레이드의 내면에 마련되되, 결합부재를 통해 상기 제1 다운 컨덕터와 양단이 연결되는 제2 다운 컨덕터를 포함하는 멀티 다운 컨덕터가 적용된 풍력 발전기용 카본 블레이드가 제공되는 것이 가능하다.
또한, 이 경우에 상기 제1 다운 컨덕터는 알루미늄 매쉬로 구성되는 것이 바람직하다 할 것이다.
추가적으로, 상기 제2 다운 컨덕터는 전도체로 짜인 라인으로 마련되는 브레이드인 것이 가능하다.
이 경우 상기 전도체는 구리로 마련되는 것이 가능하다.
또한, 상기 결합부재는 제1 다운 컨덕터와 상기 제2 다운 컨덕터의 양단에 각각 1개씩 마련되는 팁 결합부재 및 루트 결합부재로 구성되되, 상호 컨덕터를 연결하며, 상기 제1 다운 컨덕터와 상기 제2 다운 컨덕터의 전위를 동일하게 하는 것이 바람직하다.
이에 있어서, 상기 제1 다운 컨덕터와 상기 제2 다운 컨덕터는 상기 제1 다운 컨덕터와 상기 제2 다운 컨덕터가 상호 평행하도록 배치되는 것이 가능하다 할 것이다.
이에 추가적으로, 상기 블레이드의 내면 일측에 마련되어, 상기 제2 다운 컨덕터를 상기 블레이드의 내측면과 고정시키는 역할을 수행하는 블록부재를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 블록부재는 상기 결합부재, 상기 블레이드의 표면에 마련된 제1 다운 컨덕터, 블레이드 및 제2 다운 컨덕터를 연결하는 볼트결합으로 고정되는 것이 가능하다.
이에 있어서, 상기 블레이드의 팁부분에 일단이 마련되며, 상기 팁 결합부재까지 연장되는 팁 다운 컨덕터를 더 포함하는 것이 바람직하다 할 것이다.
추가적으로, 상기 제2 다운 컨덕터는 상기 팁 결합부재에서부터 상기 루트 결합부재까지 연장되되, 블레이드의 전후 내측면에 각각 1개씩 마련되는 전면 다운 컨덕터, 후면 다운 컨덕터를 포함하는 것이 가능하다.
또한, 상기 팁 다운 컨덕터는 전도체로 짜인 라인으로 마련되는 브레이드인 것이 가능하다.
이 경우 상기 전도체는 구리로 마련되는 것이 가능하다.
블레이드 내부 및 외부에 각각 다운 컨덕터를 마련하고, 이를 양단에서 접할 수 있는 본딩구성을 마련함으로써, 손쉬운 등전위 결합구조를 포함하는 블레이드를 마련하는 것이 가능한 장점이 존재한다.
또한, 외부 다운 컨덕터가 손상되는 경우에도, 블레이드 내부에 마련된 다운 컨덕터가 동일한 역할을 수행하도록 설비를 마련하여 낙뢰피해를 최소화하는 효과가 존재한다.
추가적으로, 상기 다수개의 다운 컨덕터가 상기 블레이드에 평행하게 배치하는 구조를 통해, 상호 다운 컨덕터에서 발생하는 자기장을 상쇄시키는 효과가 존재한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예를 나타낸 블레이드에 마련된 구성의 정면도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예를 나타낸 블레이드 루트측 결합부재의 정면도이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시예를 나타낸 블레이드 팁측 결합부재의 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예를 나타낸 블레이드에 마련된 구성의 부분정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예를 나타낸 블레이드 팁측 결합부재의 정면도 및 확대도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예를 나타낸 블레이드 팁측의 정단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예를 나타낸 블레이드 팁측의 블록 및 결합부재를 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예를 나타낸 블레이드의 블록 및 결합부재를 도시한 종단면도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예를 나타낸 블레이드에 마련된 구성의 정면도이다.
도 1을 참고하면, 풍력 발전 플랜트에 마련되는 블레이드 및 상기 블레이드 마련되는 낙뢰 및 플래시 저감용 장치에 대한 구체적인 구성을 확인하는 것이 가능하다.
구체적으로는, 풍력 발전기에 마련되는 블레이드에 있어서, 상기 블레이드의 폭 중심에 위치하여 상기 블레이드의 길이방향으로 연장되며 마련되는 카본 스파 캡(2), 상기 블레이드의 팁으로부터 상기 블레이드의 루트를 향해 일정구간 마련되어 상기 블레이드 외부를 커버하는 카본 스킨(3), 상기 블레이드 표면에 위치하고, 상기 카본 스파 캡(2)을 부분커버하며 상기 카본 스파 캡(2)과 평행하게 마련되는 제1 다운 컨덕터(4) 및 상기 블레이드의 내면에 마련되되, 결합부재(6)를 통해 상기 제1 다운 컨덕터(4)와 양단이 연결되는 제2 다운 컨덕터(5)를 포함하는 멀티 다운 컨덕터가 적용된 풍력 발전기용 카본 블레이드(1)가 제공되는 것이 가능하다 할 것이다.
이에 있어서, 상기 제1 다운 컨덕터(4)는 알루미늄 매쉬로 구성되는 것이 바람직하며, 상기 제2 다운 컨덕터(5)는 전도체로 짜인 라인으로 마련되는 브레이드인 것이 가능하다.
이 경우 상기 전도체는 구리로 마련되는 것이 가능하다.
구체적으로, 블레이드 1개의 구성에 대해 설명하면, 블레이드 면적의 전반에 걸쳐 탄소섬유 재질의 카본 스킨(3)으로 커버가 되어 있으며, 블레이드의 폭 중심에 위치하여 상기 블레이드의 길이방향으로 연장되며 마련되는 카본 스파 캡(2)이 마련되는 것이 가능하다.
이에 상기 카본 스파 캡(2)의 팁부분 일부를 제외하고 전면을 커버하며, 블레이드의 길이방향으로 직선형태로 마련되는 알루미늄 소재의 매쉬가 마련되는 것이 가능하며, 이를 제1 다운 컨덕터(4)라 한다.
또한, 상기 제1 다운 컨덕터가 마련된 블레이드 상면과 대응되는 블레이드 내측면에 제1 다운 컨덕터가 차지하는 면적보다 작은 면적으로 제2 다운 컨덕터가 마련되는 것이 가능하다.
여기서, 상기 제2 다운 컨덕터(5)는 전도체로 짜인 라인으로 마련되는 브레이드인 것이 가능하다.
이 경우 상기 전도체는 구리로 마련되는 것이 가능하다.
또한, 상기 브레이드는 직선형태의 라인으로 구성되는 것이 바람직하다 할 것이다.
이러한 블레이드 면을 사이에 두고 마련된 제1 다운 컨덕터 및 제2 다운 컨덕터를 양단에서 연결하여 두개의 다운 컨덕터 사이에 존재하는 전위차를 상쇄시키고 극복하기 위해 상기 제1 다운 컨덕터 및 제2 다운 컨덕터를 양단에 각각 1개씩의 결합부재가 마련되는 것이 가능하다.
이에 있어서, 상기 결합부재(6)는 제1 다운 컨덕터(4)와 상기 제2 다운 컨덕터(5)의 양단에 각각 1개씩 마련되는 팁 결합부재(61) 및 루트 결합부재(62)로 구성되되, 전술한 바와 같이 이와 같은 결합부재(61)는 상호 컨덕터를 연결하며, 상기 제1 다운 컨덕터(4)와 상기 제2 다운 컨덕터(5)의 전위를 동일하게 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 상기 제1 다운 컨덕터(4)와 상기 제2 다운 컨덕터(5)는 상기 제1 다운 컨덕터(4)와 상기 제2 다운 컨덕터(5)가 상호 평행하도록 배치하는 것이 바람직하다 할 것이다.
이렇게 상기 제1 다운 컨덕터(4)와 상기 제2 다운 컨덕터(5)가 상기 블레이드의 면을 사이에 두고 상호 평행하도록 배치하는 것은 상호 다운 컨덕터에서 발생하는 자기장을 맞은편에 마련되는 다운 컨덕터에서 상쇄시키는 것이 가능하기 때문이다.
이와 같은 평행배치된 다수개의 다운 컨덕터가 마련되지 않은 경우에는, 마련된 다운 컨덕터의 주변으로 자기장이 발생하며, 이로 인해 다운 컨덕터와 인접해 있는 카본 스파 캡 또는 카본 스킨에 부정적인 영향을 주는 것이 가능하기 때문에, 이와 같이 상기 제1 다운 컨덕터(4)와 상기 제2 다운 컨덕터(5)가 상기 블레이드의 면을 사이에 두고 상호 평행하도록 배치하는 것이 바람직하다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예를 나타낸 블레이드 루트측 결합부재의 정면도이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시예를 나타낸 블레이드 팁측 결합부재의 정면도이다.
도 2a 및 도 2b를 참고하면, 블레이드의 팁부분 및 루트부분에 마련된 제1 및 제2 다운 컨덕터의 구성과 상기 제1 다운 컨덕터(4)와 상기 제2 다운 컨덕터(5)를 양단에서 고정하는 결합부재를 확인하는 것이 가능하다.
구체적으로는, 블레이드의 팁부분으로 전달된 낙뢰 등의 전류흐름은 제1 다운 컨덕터(4)로 전달되며 또한, 팁 다운 컨덕터(8) 라인을 따라 제2 다운 컨덕터(5)로 전달되게 된다.
이렇게 전류 흐름을 전달받은 제1 다운 컨덕터(4) 및 제2 다운 컨덕터(5)는 처음으로 팁 결합부재(61)에서 만나서 전위를 동일하게 설정하게 되며, 각각 블레이드의 루트부분으로 전류를 흘려보내게 된다.
이를 통해 제1 다운 컨덕터(4) 및 제2 다운 컨덕터(5)는 마지막으로 루트 결합부재(62)에서 다시 접촉하며 다시 한번 전위차가 발생하지 않도록 등전위를 형성하게 된다.
이 과정에서 결합부재(6)는 블록부재(7)을 통해 제1 다운 컨덕터(4) 및 제2 다운 컨덕터(5)를 연결하는 것이 가능하다.
도 3은 본 발명의 일 실시예를 나타낸 블레이드에 마련된 구성의 부분정면도이다.
도 3을 참고하면, 블레이드의 팁부분 및 루트부분에 마련된 제1 및 제2 다운 컨덕터의 구성과 상기 제1 다운 컨덕터(4)와 상기 제2 다운 컨덕터(5)를 양단에서 고정하는 결합부재를 확인하는 것이 가능하다.
구체적으로는, 블레이드의 팁부분으로 전달된 낙뢰 등의 전류흐름은 제1 다운 컨덕터(4)로 전달되며 또한, 팁 다운 컨덕터(8) 라인을 따라 제2 다운 컨덕터(5)로 전달되게 된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예를 나타낸 블레이드 팁측 결합부재의 정면도 및 확대도이다.
도 4를 참고하면, 블레이드의 팁부분에 마련된 제1 및 제2 다운 컨덕터의 구성과 상기 제1 다운 컨덕터(4)와 상기 제2 다운 컨덕터(5)를 양단에서 고정하는 결합부재를 확인하는 것이 가능하다.
구체적으로는, 상기 블레이드의 내면 일측에 마련되어, 상기 제2 다운 컨덕터(5)를 상기 블레이드의 내측면과 고정시키는 역할을 수행하는 블록부재(7)를 더 포함하는 것이 가능하다.
블레이드의 팁부분으로 전달된 낙뢰 등의 전류흐름은 제1 다운 컨덕터(4)로 전달되며 또한, 팁 다운 컨덕터(8) 라인을 따라 제2 다운 컨덕터(5)로 전달되게 된다.
이렇게 전류 흐름을 전달받은 제1 다운 컨덕터(4) 및 제2 다운 컨덕터(5)는 처음으로 팁 결합부재(61)에서 만나서 전위를 동일하게 설정하게 되며, 각각 블레이드의 루트부분으로 전류를 흘려보내게 된다.
이를 통해 제1 다운 컨덕터(4) 및 제2 다운 컨덕터(5)는 마지막으로 루트 결합부재(62)에서 다시 접촉하며 다시 한번 전위차가 발생하지 않도록 등전위를 형성하게 된다.
이 과정에서 결합부재(6)는 블록부재(7)을 통해 제1 다운 컨덕터(4) 및 제2 다운 컨덕터(5)를 연결하는 것이 가능하다.
또한, 상기 블록부재(7)는 상기 결합부재(6), 상기 블레이드의 표면에 마련된 제1 다운 컨덕터(4), 블레이드 및 제2 다운 컨덕터(5)를 연결하는 볼트결합으로 고정되는 것이 바람직하다 할 것이다.
또한, 상기 블레이드의 팁부분에 일단이 마련되며, 상기 팁 결합부재(61)까지 연장되는 팁 다운 컨덕터(8)를 더 포함하는 것이 가능하다.
도 5는 본 발명의 일 실시예를 나타낸 블레이드 팁측의 정단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예를 나타낸 블레이드 팁측의 블록 및 결합부재를 도시한 사시도이다.
도 5 및 도 6을 참고하면, 블레이드의 팁부분에 마련된 제1 및 제2 다운 컨덕터의 구성과 상기 제1 다운 컨덕터(4)와 상기 제2 다운 컨덕터(5)를 양단에서 고정하는 결합부재를 확인하는 것이 가능하다.
상기 제2 다운 컨덕터(5)는 상기 팁 결합부재(61)에서부터 상기 루트 결합부재(62)까지 연장되되, 블레이드의 전후 내측면에 각각 1개씩 마련되는 전면 다운 컨덕터(51), 후면 다운 컨덕터(52)를 포함하는 것이 가능하다.
또한, 상기 팁 다운 컨덕터(8)는 전도체로 짜인 라인으로 마련되는 브레이드인 것이 가능하다.
이 경우 상기 전도체는 구리로 마련되는 것이 가능하다.
이에 있어서, 상기 제2 다운 컨덕터(5)는 상기 팁 결합부재(61)에서부터 상기 루트 결합부재(62)까지 연장되되, 블레이드의 전후 내측면에 각각 1개씩 마련되는 전면 다운 컨덕터(51), 후면 다운 컨덕터(52)를 포함하는 것이 가능하다 할 것이다.
이와 같은 구성을 통해, 상기 제2 다운 컨덕터(5)는 전면 다운 컨덕터(51) 및 후면 다운 컨덕터(52)로 구분되어서 블레이드의 양면으로 전류를 나눠서 전달하는 것이 가능하며, 이를 통해 보다 안정적인 낙뢰 등으로부터 블레이드 보호가 가능하다.
도 7은 본 발명의 일 실시예를 나타낸 블레이드의 블록 및 결합부재를 도시한 종단면도이다.
도 7을 참고하면, 블레이드의 양면 방향으로 각각 1개씩의 블록이 마련되어 각각의 제1 다운 컨덕터 및 제2 다운 컨덕터를 연결하고 있음을 확인하는 것이 가능하다.
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 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 : 풍력 발전기용 카본 블레이드
2 : 카본 스파 캡
3 : 카본 스킨
4 : 제1 다운 컨덕터
5 : 제2 다운 컨덕터
6 : 결합부재
7 : 블록부재
8 : 팁 다운 컨덕터
51 : 전면 다운 컨덕터
52 : 후면 다운 컨덕터
61 : 팁 결합부재
62 : 루트 결합부재

Claims (10)

  1. 풍력 발전기에 마련되는 블레이드에 있어서,
    상기 블레이드의 폭 중심에 위치하여 상기 블레이드의 길이방향으로 연장되며 마련되는 카본 스파 캡(2);
    상기 블레이드의 팁으로부터 상기 블레이드의 루트를 향해 일정구간 마련되어 상기 블레이드 외부를 커버하는 카본 스킨(3);
    상기 블레이드 표면에 위치하고, 상기 카본 스파 캡(2)을 부분커버하며 상기 카본 스파 캡(2)과 평행하게 마련되는 제1 다운 컨덕터(4); 및
    상기 블레이드의 내면에 마련되되, 결합부재(6)를 통해 상기 제1 다운 컨덕터(4)와 양단이 연결되는 제2 다운 컨덕터(5);
    를 포함하는 멀티 다운 컨덕터가 적용된 풍력 발전기용 카본 블레이드(1).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 다운 컨덕터(4)는,
    알루미늄 매쉬로 구성되는 것을 특징으로 하는 멀티 다운 컨덕터가 적용된 풍력 발전기용 카본 블레이드(1).
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 다운 컨덕터(5)는,
    전도체로 짜인 라인으로 마련되는 브레이드인 것을 특징으로 하는 멀티 다운 컨덕터가 적용된 풍력 발전기용 카본 블레이드(1).
  4. 제1항에 있어서,
    상기 결합부재(6)는,
    제1 다운 컨덕터(4)와 상기 제2 다운 컨덕터(5)의 양단에 각각 1개씩 마련되는 팁 결합부재(61) 및 루트 결합부재(62)로 구성되되, 상호 컨덕터를 연결하며, 상기 제1 다운 컨덕터(4)와 상기 제2 다운 컨덕터(5)의 전위를 동일하게 하는 것을 특징으로 하는 멀티 다운 컨덕터가 적용된 풍력 발전기용 카본 블레이드(1).
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 다운 컨덕터(4)와 상기 제2 다운 컨덕터(5)는,
    상기 제1 다운 컨덕터(4)와 상기 제2 다운 컨덕터(5)가 상호 평행하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 멀티 다운 컨덕터가 적용된 풍력 발전기용 카본 블레이드(1).
  6. 제1항에 있어서,
    상기 블레이드의 내면 일측에 마련되어, 상기 제2 다운 컨덕터(5)를 상기 블레이드의 내측면과 고정시키는 역할을 수행하는 블록부재(7);
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 다운 컨덕터가 적용된 풍력 발전기용 카본 블레이드(1).
  7. 제6항에 있어서,
    상기 블록부재(7)는,
    상기 결합부재(6), 상기 블레이드의 표면에 마련된 제1 다운 컨덕터(4), 블레이드 및 제2 다운 컨덕터(5)를 연결하는 볼트결합으로 고정되는 것을 특징으로 하는 멀티 다운 컨덕터가 적용된 풍력 발전기용 카본 블레이드(1).
  8. 제4항에 있어서,
    상기 블레이드의 팁부분에 일단이 마련되며, 상기 팁 결합부재(61)까지 연장되는 팁 다운 컨덕터(8);
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 다운 컨덕터가 적용된 풍력 발전기용 카본 블레이드(1).
  9. 제4항에 있어서,
    상기 제2 다운 컨덕터(5)는,
    상기 팁 결합부재(61)에서부터 상기 루트 결합부재(62)까지 연장되되, 블레이드의 전후 내측면에 각각 1개씩 마련되는 전면 다운 컨덕터(51), 후면 다운 컨덕터(52);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 다운 컨덕터가 적용된 풍력 발전기용 카본 블레이드(1).
  10. 제8항에 있어서,
    상기 팁 다운 컨덕터(8)는,
    전도체로 짜인 라인으로 마련되는 브레이드인 것을 특징으로 하는 멀티 다운 컨덕터가 적용된 풍력 발전기용 카본 블레이드(1).
KR1020160161646A 2016-11-30 2016-11-30 멀티 다운 컨덕터가 적용된 풍력 발전기용 카본 블레이드. KR101954775B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160161646A KR101954775B1 (ko) 2016-11-30 2016-11-30 멀티 다운 컨덕터가 적용된 풍력 발전기용 카본 블레이드.
US16/067,126 US10844844B2 (en) 2016-11-30 2017-11-08 Carbon blade for wind power generator with multi-down conductor
EP17876442.9A EP3548742B1 (en) 2016-11-30 2017-11-08 Carbon blade for wind power generator with multi-down conductor
PCT/KR2017/012632 WO2018101632A1 (en) 2016-11-30 2017-11-08 Carbon blade for wind power generator with multi-down conductor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160161646A KR101954775B1 (ko) 2016-11-30 2016-11-30 멀티 다운 컨덕터가 적용된 풍력 발전기용 카본 블레이드.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180061924A true KR20180061924A (ko) 2018-06-08
KR101954775B1 KR101954775B1 (ko) 2019-05-17

Family

ID=62241517

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160161646A KR101954775B1 (ko) 2016-11-30 2016-11-30 멀티 다운 컨덕터가 적용된 풍력 발전기용 카본 블레이드.

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10844844B2 (ko)
EP (1) EP3548742B1 (ko)
KR (1) KR101954775B1 (ko)
WO (1) WO2018101632A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113309676A (zh) * 2021-07-12 2021-08-27 深圳普泰电气有限公司 一种风力发电机叶片防雷装置

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2864002T3 (es) * 2018-07-12 2021-10-13 Siemens Gamesa Renewable Energy As Pala de turbina eólica y turbina eólica
EP3611373B1 (en) * 2018-08-15 2023-02-15 LM Wind Power A/S Lightning receptor bracket
WO2020084045A1 (en) * 2018-10-25 2020-04-30 Lm Wind Power A/S Lightning protection of a section wind turbine blade
DE102018009039A1 (de) * 2018-11-19 2020-05-20 Senvion Gmbh Rotorblatt einer Windenergieanlage mit einer Isolatorlage und einer Schutzlage
CN110219784A (zh) * 2019-06-24 2019-09-10 洛阳双瑞风电叶片有限公司 一种风电叶片的防雷系统
WO2021228606A1 (en) * 2020-05-14 2021-11-18 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S Wind turbine blade and wind turbine
CN111775456A (zh) * 2020-07-07 2020-10-16 株洲时代新材料科技股份有限公司 一种凹形主梁风电叶片的制作方法及凹形主梁风电叶片

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8342805B2 (en) 2009-06-25 2013-01-01 General Electric Company Transversal conduction lightning protection system
KR20130093530A (ko) * 2011-12-09 2013-08-22 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 풍력 터빈 블레이드
KR20130093529A (ko) * 2011-12-09 2013-08-22 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 풍력 터빈용 풍력 터빈 블레이드

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DK173460B2 (da) 1998-09-09 2004-08-30 Lm Glasfiber As Vindmöllevinge med lynafleder
DK173607B1 (da) * 1999-06-21 2001-04-30 Lm Glasfiber As Vindmøllevinge med system til afisning af lynbeskyttelse
DK174232B1 (da) 2000-12-13 2002-10-07 Lm Glasfiber As Kombineret lynreceptor og drænkanal i vindmøllevinge
AU2003304681B2 (en) 2003-10-31 2008-01-31 Vestas Wind Systems A/S Member for potential equalising
ES2255454B1 (es) * 2004-12-15 2007-07-01 Gamesa Eolica, S.A. Sistema pararrayos para pala de aerogenerador.
US8137074B2 (en) 2008-08-21 2012-03-20 General Electric Company Wind turbine lightning protection system
JP5246506B2 (ja) * 2009-03-25 2013-07-24 株式会社 メカトロ技研 風力発電装置ロータブレードの雷害防止構造
KR20100115139A (ko) * 2009-04-17 2010-10-27 유니슨 주식회사 풍력발전기의 낙뢰 보호 장치
US9157419B2 (en) * 2009-12-09 2015-10-13 Siemens Aktiengesellschaft Lightning protection system for a wind turbine and wind turbine with a lightning protection system
JP5308538B2 (ja) 2009-12-24 2013-10-09 三菱重工業株式会社 風車翼及びそれを備えた風力発電装置
WO2011080177A1 (en) 2009-12-28 2011-07-07 Vestas Wind Systems A/S Lightning protection of a wind turbine blade
US8497423B2 (en) * 2010-08-20 2013-07-30 Honeywell International, Inc High voltage DC tether
JP4939640B2 (ja) * 2010-10-22 2012-05-30 三菱重工業株式会社 風車回転翼
US20110142671A1 (en) * 2010-12-01 2011-06-16 General Electric Company Wind turbine rotor blades with enhanced lightning protection system
WO2013007267A1 (en) * 2011-07-14 2013-01-17 Vestas Wind Systems A/S A wind turbine blade
EP2636897B1 (en) 2011-12-09 2017-07-12 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Wind turbine blade
JP2013155723A (ja) 2012-01-31 2013-08-15 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 風車回転翼及びこれを備えた風力発電装置
CN105121843B (zh) 2013-02-13 2017-10-20 维斯塔斯风力系统有限公司 风轮机叶片
DK2806160T3 (en) * 2013-05-23 2017-10-16 Nordex Energy Gmbh Wind energy system rotor blade with an electric heater and several lightning conductors
GB2519332A (en) 2013-10-17 2015-04-22 Vestas Wind Sys As Improvements relating to lightning protection systems for wind turbine blades
US9816482B2 (en) 2014-11-17 2017-11-14 General Electric Company Spar cap for a wind turbine rotor blade
ES2589185B1 (es) * 2015-05-08 2017-09-18 Gamesa Innovation & Technology, S.L. Sistema pararrayos para palas de aerogeneradores con componentes estructurales conductores
ES2742524T3 (es) * 2015-11-03 2020-02-14 Nordex Energy Gmbh Pala de rotor de instalación de energía eólica con un dispositivo calefactor eléctrico
ES2613578B1 (es) * 2015-11-24 2018-03-12 Gamesa Innovation & Technology, S.L. Pala de aerogenerador que comprende un sistema pararrayos equipada con material absorbente de radar
WO2018095649A1 (en) * 2016-11-28 2018-05-31 Siemens Aktiengesellschaft Blade for a wind turbine and connection arrangement

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8342805B2 (en) 2009-06-25 2013-01-01 General Electric Company Transversal conduction lightning protection system
KR20130093530A (ko) * 2011-12-09 2013-08-22 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 풍력 터빈 블레이드
KR20130093529A (ko) * 2011-12-09 2013-08-22 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 풍력 터빈용 풍력 터빈 블레이드

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113309676A (zh) * 2021-07-12 2021-08-27 深圳普泰电气有限公司 一种风力发电机叶片防雷装置
CN113309676B (zh) * 2021-07-12 2021-12-07 深圳普泰电气有限公司 一种风力发电机叶片防雷装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018101632A1 (en) 2018-06-07
EP3548742B1 (en) 2021-10-06
KR101954775B1 (ko) 2019-05-17
US10844844B2 (en) 2020-11-24
EP3548742A4 (en) 2020-07-22
EP3548742A1 (en) 2019-10-09
US20200271104A1 (en) 2020-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101954775B1 (ko) 멀티 다운 컨덕터가 적용된 풍력 발전기용 카본 블레이드.
US7377750B1 (en) Lightning protection system for a wind turbine
US11181095B2 (en) Spar cap, wind turbine blade, wind turbine and method for manufacturing a spar cap
US20130149153A1 (en) Wind turbine blade
JP5242920B2 (ja) 風車用分割翼
US9334852B2 (en) Lightning protection system for a wind turbine
JP2005220805A (ja) 風車用分割型ブレード及び風車の耐雷装置
CN103283100B (zh) 铁道车辆的高压设备系统及铁道车辆
KR20120120195A (ko) 풍력 발전기용 번개 보호 시스템 및 번개 보호 시스템을 갖는 풍력 발전기
US8939726B2 (en) Wind turbine blade
KR20120124366A (ko) 풍력 터빈용 피뢰 시스템, 풍력 터빈 및 낙뢰에 대하여 풍력 터빈의 구성요소를 보호하기 위한 방법
CN107476943B (zh) 具有向壳体导电组件中注入雷电电流的优化组件的风力涡轮机叶片防雷电系统
US20220034305A1 (en) Lightning protection for a wind turbine blade
JP6567682B2 (ja) 高圧ケーブルセット
JP2010223148A (ja) 風力発電装置ロータブレードの雷害防止構造
JP5167036B2 (ja) 風車ブレード
US11614077B2 (en) Wind turbine blade for a wind turbine and method of manufacturing a wind turbine blade
ES2694429T3 (es) Pala de rotor de turbina eólica con un elemento de compensación del potencial
US20230349364A1 (en) Wind turbine blade and wind turbine
EP3935280B1 (en) Electrical connection device for a wind turbine, wind turbine and method for producing an electrical connection device
JP4451726B2 (ja) 風車用分割型ブレード及び風車の耐雷装置
KR101756748B1 (ko) 기류 발생 장치 및 풍력 발전 시스템
CN111566342A (zh) 风能设备转子叶片
CN113167219A (zh) 具有用于雷电保护系统的集成的下导体元件的翼梁结构
US20200224641A1 (en) Wind turbine rotor blade and lightning protection system for a wind turbine rotor blade

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant