KR20210022943A - Wind turbine - Google Patents

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KR20210022943A
KR20210022943A KR1020190102365A KR20190102365A KR20210022943A KR 20210022943 A KR20210022943 A KR 20210022943A KR 1020190102365 A KR1020190102365 A KR 1020190102365A KR 20190102365 A KR20190102365 A KR 20190102365A KR 20210022943 A KR20210022943 A KR 20210022943A
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Abstract

The present invention provides a wind power generator capable of increasing energy production without increasing the blade size. According to the present invention, the wind power generator comprises: a multi-stage tower in which a plurality of tubular members are stacked; a nacelle located on an upper part of the tower and rotatably coupled to a lower part of the tower; a rotor rotatably installed in front of the nacelle; a blade spaced apart along the circumferential direction and coupled to an outer circumferential surface of a hub disposed in front of the rotor, and having a space therein; and a mass part disposed in an inner space of the blade and configured to be movable in the inner space. A relative position of the mass part with respect to the hub is changed in the inner space so that the rotational torque of the blade becomes high while the blade rotates.

Description

풍력 발전기{WIND TURBINE}Wind power generator {WIND TURBINE}

본 발명은 풍력 발전기에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 블레이드에 회전 토크를 증감시킬 수 있는 풍력 발전기에 관한 것이다.The present invention relates to a wind power generator. Specifically, the present invention relates to a wind power generator capable of increasing or decreasing the rotational torque of the blades.

풍력발전(風力發電)이란 풍차를 이용해 바람이 가진 에너지를 기계적인 에너지(회전력)로 변환시키고, 이 기계적 에너지가 발전기를 구동함으로써 전기적인 에너지로 변환되어 전력을 얻는 발전 방식을 말한다.Wind power generation refers to a power generation method that converts wind energy into mechanical energy (rotation power) using a windmill, and this mechanical energy is converted into electrical energy by driving a generator to obtain power.

풍력발전은 현재까지 개발된 신재생 에너지원 중에서 가장 경제성이 높을 뿐 아니라 무한정, 무비용의 청정에너지원인 바람을 이용하여 발전할 수 있는 장점 때문에 유럽은 물론 미주와 아시아 등지에서도 적극적인 투자가 이뤄지고 있는 실정이다.Wind power generation is not only the most economical among renewable energy sources developed to date, but also has the advantage of being able to generate electricity using wind, which is an infinite, no-cost clean energy source.Therefore, active investment is being made not only in Europe, but also in the Americas and Asia. to be.

이러한 풍력발전을 위한 풍력 발전기는 회전축의 방향에 따라 수직축 풍력 발전기와 수평축 풍력 발전기로 구분될 수 있다. 현재까지는 수직축에 비해 수평축 풍력 발전기의 효율이 높고 안정적이어서 상업용 풍력발전단지에는 대부분 수평축 풍력 발전기가 적용되고 있다.Wind power generators for such wind power generation may be classified into a vertical axis wind power generator and a horizontal axis wind power generator according to the direction of the rotation axis. Until now, horizontal axis wind generators are more efficient and stable compared to vertical axis, so horizontal axis wind generators are mostly applied to commercial wind farms.

한편, 풍력 발전기의 에너지 생산량의 증대를 위해 블레이드를 대형화하고 있으나, 블레이드 대형화에 따라 블레이드를 생산하는 생산설비가 교체되어야 하는 문제 및 블레이드 생산설비에 많은 투자가 필요한 문제가 있다. 또한, 대형화된 블레이드를 운송하는 문제와, 운송된 블레이드를 타워 상단에 설치하기가 어려운 문제가 있다.On the other hand, although the blades are enlarged to increase the energy output of wind power generators, there is a problem that a production facility for producing a blade needs to be replaced according to the increase in the blade size and a problem that requires a large investment in the blade production facility. In addition, there is a problem of transporting large-sized blades, and it is difficult to install the transported blades on the top of the tower.

대한민국 공개특허 제10-2011-0127346호(2011.11.25)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2011-0127346 (2011.11.25)

본 발명은 블레이드를 대형화하지 않고, 에너지 생산량을 증대할 수 있는 풍력발전기를 제공한다.The present invention provides a wind power generator capable of increasing energy production without increasing the blade size.

본 발명의 일 측면에 따른 풍력 발전기는, 복수의 관형 부재가 적층된 다단 형태의 타워, 타워의 상부에 위치하며 타워 하부에 대하여 회전 가능하게 결합되는 나셀, 나셀의 전방에 회전 가능하게 설치되는 로터, 로터의 전방에 배치되는 허브의 외주면에 원주 방향을 따라 이격되어 결합되고, 내부에 공간을 구비하는 블레이드, 및 블레이드의 내부 공간에 배치되고, 내부 공간에서 이동 가능하게 이루어지는 질량부를 포함하고, 블레이드가 회전하는 동안 블레이드의 회전 토크가 높아지도록, 질량부의 허브에 대한 상대적 위치가 내부 공간내에서 변화한다.A wind turbine generator according to an aspect of the present invention includes a multi-stage tower in which a plurality of tubular members are stacked, a nacelle positioned at the top of the tower and rotatably coupled to a lower portion of the tower, and a rotor rotatably installed in front of the nacelle. , A blade spaced apart from and coupled to an outer circumferential surface of a hub disposed in front of the rotor and having a space therein, and a mass portion disposed in the inner space of the blade and movable in the inner space, and the blade The relative position of the mass portion with respect to the hub changes within the inner space so that the rotation torque of the blade increases while the is rotated.

본 발명의 일 측면에 따른 풍력 발전기에서, 질량부는, 블레이드가 회전함에 따라 블레이드의 내부 공간의 중력 방향에 대한 위치가 변화하여 중력에 의해 이동될 수 있다.In the wind power generator according to an aspect of the present invention, the mass unit may be moved by gravity by changing a position of the inner space of the blade with respect to the direction of gravity as the blade rotates.

본 발명의 일 측면에 따른 풍력 발전기에서, 블레이드는, 블레이드가 회전하는 동안, 질량부가 내부 공간내에서 중력에 의해 이동 가능하도록 저속으로 회전할 수 있다.In the wind power generator according to an aspect of the present invention, the blade may rotate at a low speed so that the mass portion is movable by gravity within the inner space while the blade rotates.

본 발명의 일 측면에 따른 풍력 발전기에서, 질량부는, 블레이드 내부 공간이 중력 방향과 수직을 이룬 후, 중력 방향과 반대 방향으로 향하는 경우 허브와 가깝게 배치되도록 내부 공간에서 이동될 수 있다.In the wind power generator according to an aspect of the present invention, the mass portion may be moved in the inner space such that the blade inner space is perpendicular to the gravitational direction and then disposed close to the hub when it is directed in a direction opposite to the gravitational direction.

본 발명의 일 측면에 따른 풍력 발전기에서, 질량부는, 블레이드 내부 공간이 중력 방향과 수직을 이룬 후, 중력 방향과 같은 방향으로 향하는 경우 허브로부터 멀어지도록 내부 공간에서 이동될 수 있다.In the wind power generator according to an aspect of the present invention, the mass portion may be moved in the inner space so as to be away from the hub when the blade inner space is perpendicular to the gravity direction and then is directed in the same direction as the gravity direction.

본 발명의 일 측면에 따른 풍력 발전기에서, 블레이드는, 블레이드의 회전 방향을 따라 어느 하나의 블레이드가 중력 방향과 같은 방향을 향하여 회전하는 경우, 질량부는 블레이드의 내부 공간에서 중력에 블레이드의 회전 토크를 상승시키는 방향으로 이동할 수 있다.In the wind power generator according to an aspect of the present invention, when any one blade rotates in the same direction as the direction of gravity along the rotation direction of the blade, the mass portion applies the rotation torque of the blade to gravity in the inner space of the blade. It can move in the direction of raising.

본 발명의 일 측면에 따른 풍력 발전기에서, 블레이드는, 블레이드의 내부 공간에 배치되고, 질량부의 이동을 가이드하는 가이드부를 더 포함할 수 있다.In the wind turbine generator according to an aspect of the present invention, the blade may further include a guide portion disposed in the inner space of the blade and guiding the movement of the mass portion.

본 발명의 일 측면에 따른 풍력 발전기에서, 블레이드는, 가이드부를 따라 질량부의 이동하는 영역이 제한되도록, 내부 공간의 양 단부에 배치되는 단부 지지대를 더 포함할 수 있다.In the wind power generator according to an aspect of the present invention, the blade may further include end supports disposed at both ends of the inner space so that the moving area of the mass portion along the guide portion is limited.

본 발명의 일 측면에 따른 풍력 발전기에서, 가이드부는, 질량부를 관통하여 연장되거나, 질량부를 감싸도록 형성될 수 있다.In the wind power generator according to an aspect of the present invention, the guide portion may extend through the mass portion or may be formed to surround the mass portion.

본 발명의 일 측면에 따른 풍력 발전기에서, 블레이드는, 가이드부의 양단에 배치되고, 질량부가 단부 지지대에 충돌하는 충격을 저감시키는 댐퍼를 더 포함할 수 있다.In the wind turbine generator according to an aspect of the present invention, the blade may further include a damper disposed at both ends of the guide portion and reducing the impact of the mass portion colliding with the end support.

본 발명의 일 측면에 따른 풍력 발전기에서, 블레이드는, 단부 지지대와 질량부 사이에 개재되고, 질량부가 중력에 의하여 단부 지지대를 향하여 이동될 때의 충격을 완화시키는 탄성체를 더 포함할 수 있다.In the wind turbine generator according to an aspect of the present invention, the blade may further include an elastic body interposed between the end support and the mass portion, and to alleviate an impact when the mass portion is moved toward the end support by gravity.

본 발명의 일 측면에 따른 풍력 발전기에서, 블레이드의 기동 토크를 저감시키도록, 단부 지지대의 내부 공간의 반대측에 배치되고, 질량부를 허브를 향하여 이동시키는 모터를 더 포함할 수 있다.In the wind power generator according to an aspect of the present invention, to reduce the starting torque of the blade, it is disposed on the opposite side of the inner space of the end support, it may further include a motor for moving the mass portion toward the hub.

본 발명의 일 측면에 따른 풍력 발전기에서, 모터는 블레이드가 회전을 멈춘 경우 작동될 수 있다.In the wind power generator according to an aspect of the present invention, the motor may be operated when the blade stops rotating.

본 발명의 일 측면에 따른 풍력 발전기에서, 모터가 작동됨에 따라, 질량부가 가이드부를 따라 허브를 향하여 이동되도록, 모터와 질량부를 연결하는 연결부재를 더 포함할 수 있다.In the wind power generator according to an aspect of the present invention, as the motor is operated, the mass portion may further include a connecting member connecting the motor and the mass portion so that the mass portion moves toward the hub along the guide portion.

상기한 바와 같이 본 발명의 일 측면에 따르면, 회전하는 블레이드의 위치에 따라, 중력에 의해 질량부가 이동하며, 이때 발생하는 힘으로 로터의 회전 토크를 증가시킬 수 있다. 이를 통해 비슷한 크기의 에너지를 생산하는 풍력 발전기의 블레이드 크기를 소형화 할 수 있다.As described above, according to one aspect of the present invention, according to the position of the rotating blade, the mass portion is moved by gravity, and the rotation torque of the rotor may be increased by the force generated at this time. This makes it possible to reduce the size of the blades of wind power generators that produce similar amounts of energy.

본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 블레이드의 내부 공간에 이동 가능한 질량부 배치하여, 공력에 의한 로터의 토크 및 중력에 의한 로터 토크를 증가시킬 수 있다. 이를 통해 풍력 발전기의 에너지 생산량을 극대화할 수 있다.According to another aspect of the present invention, by arranging the movable mass portion in the inner space of the blade, it is possible to increase the torque of the rotor due to aerodynamic force and the torque of the rotor due to gravity. This can maximize the energy output of the wind power generator.

본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 로터가 정지하는 경우, 모터를 통해 블레이드의 단부에 위치한 질량부를 로터에 가깝게 이동시켜 질량부가 블레이드 단부에 위치할 때 발생할 수 있는 높은 기동 토크를 저감하는 효과가 있다.According to another aspect of the present invention, when the rotor is stopped, there is an effect of reducing a high starting torque that may occur when the mass part is located at the end of the blade by moving the mass part located at the end of the blade closer to the rotor through the motor. .

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 나셀 하부에 설치되는 요잉 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 도 1의 나셀의 내부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 도 1의 블레이드의 내부의 모습을 설명하기 위한 개념도이다.
도 5는 블레이드의 각 위치에 따라, 블레이드 내부의 질량부가 이동하는 모습을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 질량부가 모터에 의해 이동되는 모습을 설명하기 위한 개념도이다.
1 is a perspective view showing a wind power generator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a yawing system installed under the nacelle of FIG. 1.
3 is a diagram schematically showing the interior of the nacelle of FIG. 1.
FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating an inner state of the blade of FIG. 1.
5 is a conceptual diagram illustrating a state in which a mass part inside the blade moves according to each position of the blade.
6 is a conceptual diagram illustrating a state in which a mass part is moved by a motor according to another embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention is intended to illustrate specific embodiments and to be described in detail in the detailed description, since various transformations may be applied and various embodiments may be provided. However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, it should be understood to include all conversions, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 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. The terms used in the present invention are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present invention, terms such as'include' or'have' are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or a combination thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof does not preclude in advance.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this case, it should be noted that in the accompanying drawings, the same components are indicated by the same reference numerals as much as possible. In addition, detailed descriptions of known functions and configurations that may obscure the subject matter of the present invention will be omitted. For the same reason, some elements in the accompanying drawings are exaggerated, omitted, or schematically illustrated.

이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기에 대해 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 나셀 하부에 설치되는 요잉 시스템을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 도 1의 나셀의 내부를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 4는 도 1의 블레이드의 내부의 모습을 설명하기 위한 개념도이고, 도 5는 블레이드의 각 위치에 따라, 블레이드 내부의 질량부가 이동하는 모습을 설명하기 위한 개념도이다.Hereinafter, a wind power generator according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5. 1 is a perspective view showing a wind power generator according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic view showing a yawing system installed under the nacelle of FIG. 1, and FIG. 3 is a view showing the interior of the nacelle of FIG. It is a schematic diagram. FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating an internal state of the blade of FIG. 1, and FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating a state in which a mass part inside the blade moves according to each position of the blade.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 일 실시예에 따른 풍력 발전기(10)는, 타워(110), 나셀(120), 로터(130)를 포함한다. 본 실시예에 따른 풍력 발전기(10)는 기어박스를 갖지 않는 다이렉트 타입의 풍력 발전기로 이루어질 수 있으며, 특히 해상에 설치되는 해상 풍력 발전기로 이루어질 수 있다. 한편, 본 발명의 다른 일 실시예로서 복수의 단위 발전 유닛을 갖는 멀티형 풍력 발전기에도 적용될 수 있다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. Referring to FIGS. 1 to 3, the wind power generator 10 according to the present embodiment includes a tower 110, a nacelle 120, and a rotor 130. The wind power generator 10 according to the present embodiment may be made of a direct type wind power generator that does not have a gearbox, and in particular, may be made of an offshore wind power generator installed on the sea. Meanwhile, as another embodiment of the present invention, it may be applied to a multi-type wind power generator having a plurality of unit power generation units. However, the present invention is not limited thereto.

타워(110)는 지상 및 해상에서 일정한 높이로 세워져 설치되며, 나셀(120)과 로터(130)를 지지한다. 타워(110)는 상단에서 하단으로 갈수록 직경이 증가하는 관형 형상을 가질 수 있다. 이때, 타워(110)는 복수의 관형 부재가 적층된 다단 형태로 이루어질 수 있다. 한편, 타워(110) 내부에는 유지 보수를 위해 작업자나 작업도구를 이송시키는 계단, 컨베이어 또는 승강기가 설치될 수 있다. The tower 110 is erected and installed at a constant height on the ground and at sea, and supports the nacelle 120 and the rotor 130. The tower 110 may have a tubular shape whose diameter increases from the top to the bottom. In this case, the tower 110 may be formed in a multi-stage shape in which a plurality of tubular members are stacked. Meanwhile, a staircase, a conveyor, or an elevator may be installed inside the tower 110 to transport workers or work tools for maintenance.

타워(110)의 상부에는 나셀(120)이 타워(110)에 대하여 요잉(yawing) 가능하도록 설치될 수 있다. 나셀(120)은 타워(110)의 상부에 위치하며 타워(110) 하부에 대하여 회전 가능하게 결합될 수 있다. 블레이드(132)가 바람과 마주하도록 발전 유닛(140)이 결합된 나셀(120)을 회전시킬 수 있다. 요잉 시스템(300)은 요 베어링(미도시), 요 드라이브 모터(310), 피니언 기어(330) 및 치열(350)을 포함할 수 있다. The nacelle 120 may be installed at the top of the tower 110 to enable yawing with respect to the tower 110. The nacelle 120 is located above the tower 110 and may be rotatably coupled to the lower portion of the tower 110. The nacelle 120 to which the power generation unit 140 is coupled may be rotated so that the blade 132 faces the wind. The yaw system 300 may include a yaw bearing (not shown), a yaw drive motor 310, a pinion gear 330, and a tooth row 350.

타워(100)와 나셀(120)은 요 베어링(미도시)을 매개로 서로 연결되는데, 요 베어링(미도시)에 의해 나셀(120)이 지면에 고정 설치된 타워(100)에 대해 회동, 즉 요잉 운동을 할 수 있다. 요 베어링(미도시)은 외륜과 내륜을 구비하는데, 요 베어링(미도시)의 외륜은 타워(100)에 고정되고, 요 베어링(미도시)의 내륜은 나셀(120)에 고정될 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되지 않고, 요 베어링의 외륜이 나셀(120)에 고정되고, 요 베어링의 내륜이 타워(100)에 고정될 수도 있다. The tower 100 and the nacelle 120 are connected to each other through a yaw bearing (not shown), and the nacelle 120 rotates with respect to the tower 100 fixedly installed on the ground by a yaw bearing (not shown), that is, yaw You can exercise. The yaw bearing (not shown) includes an outer ring and an inner ring. The outer ring of the yaw bearing (not shown) is fixed to the tower 100, and the inner ring of the yaw bearing (not shown) may be fixed to the nacelle 120. However, the present invention is not necessarily limited thereto, and the outer ring of the yaw bearing may be fixed to the nacelle 120 and the inner ring of the yaw bearing may be fixed to the tower 100.

요 드라이브 모터(310)는 나셀(120)의 일측에 고정 결합되고, 요 드라이브 모터(310)의 하단에는 피니언 기어(330)가 결합될 수 있다. 한편, 요 베어링(미도시)의 외륜이 고정된 타워(100)의 외주면에는 치열(350)이 형성되어, 요 드라이브 모터(310)의 피니언 기어(330)가 치열(350)에 기어 결합될 수 있다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 치열은 요 베어링의 외륜 또는 내륜에 형성되고, 피니언 기어는 요 베어링에 직접 연결될 수도 있다.The yaw drive motor 310 may be fixedly coupled to one side of the nacelle 120, and a pinion gear 330 may be coupled to the lower end of the yaw drive motor 310. Meanwhile, a tooth row 350 is formed on the outer circumferential surface of the tower 100 to which the outer ring of the yaw bearing (not shown) is fixed, so that the pinion gear 330 of the yaw drive motor 310 can be geared to the tooth row 350. have. However, the present invention is not limited thereto, and the tooth row is formed on the outer or inner ring of the yaw bearing, and the pinion gear may be directly connected to the yaw bearing.

이때, 피니언 기어(330)는 요 드라이브 모터(310)의 구동에 따라 회전하는 동시에, 피니언 기어(330)가 치열(350)을 따라 회전하게 된다. 따라서, 요 드라이브 모터(310)가 회전하면, 요 드라이브 모터(310)가 결합된 나셀(120)이 타워(100) 상에서 요잉 운동을 하게 된다. At this time, the pinion gear 330 rotates according to the driving of the yaw drive motor 310 and the pinion gear 330 rotates along the teeth 350. Therefore, when the yaw drive motor 310 rotates, the nacelle 120 to which the yaw drive motor 310 is coupled performs a yaw motion on the tower 100.

로터(130)는 허브(131)와 복수의 블레이드(132)로 이루어지는데, 허브(131)는 나셀(120)의 전면에 회전 가능하게 설치된다. 그리고, 복수의 블레이드(132)는 허브(131)의 외주면에 원주 방향을 따라 미리 정해진 간격으로 이격되어 결합된다. The rotor 130 is composed of a hub 131 and a plurality of blades 132, and the hub 131 is rotatably installed on the front surface of the nacelle 120. In addition, the plurality of blades 132 are coupled to the outer peripheral surface of the hub 131 by being spaced apart at predetermined intervals along the circumferential direction.

발전 유닛(140)은 나셀(120) 내부에 설치되어 전기를 생산하는 것으로, 메인 샤프트(144), 증속기(gearbox, 145), 브레이크(146) 및 발전기(147)를 포함한다. The power generation unit 140 is installed inside the nacelle 120 to generate electricity, and includes a main shaft 144, a gearbox 145, a brake 146, and a generator 147.

로터(130)는 나셀(120)의 전방에 회전 가능하게 설치되는 것으로, 로터(130)에서 발생된 회전력이 메인 샤프트(144)를 통해 증속기(145)에 전달된다. 로터(130)는 허브(131)와 복수의 블레이드(132)로 이루어지는데, 허브(131)는 메인 샤프트(144)의 일단에 결합되어 나셀(120)의 전면에 회전 가능하게 설치된다. 그리고, 복수의 블레이드(132)는 허브(131)의 외주면에 원주 방향을 따라 미리 정해진 간격으로 이격되어 결합된다. The rotor 130 is rotatably installed in front of the nacelle 120, and the rotational force generated from the rotor 130 is transmitted to the gearbox 145 through the main shaft 144. The rotor 130 is composed of a hub 131 and a plurality of blades 132, the hub 131 is coupled to one end of the main shaft 144 is rotatably installed on the front of the nacelle 120. In addition, the plurality of blades 132 are coupled to the outer peripheral surface of the hub 131 by being spaced apart at predetermined intervals along the circumferential direction.

허브(131)는 바람의 저항을 감소시키기 위해 전방으로 볼록하게 돌출된 원추형으로 이루어질 수 있다. 블레이드(132)는 바람에 의해 허브(131)의 중심축을 중심으로 회전한다. 블레이드(132)는 폭 방향으로 유선형 단면을 가지며, 내부에는 공간부가 형성될 수 있다. The hub 131 may have a conical shape protruding convexly forward to reduce wind resistance. The blade 132 rotates about the central axis of the hub 131 by the wind. The blade 132 has a streamlined cross section in the width direction, and a space portion may be formed therein.

나셀(120)은 증속기(145), 발전기(147) 등을 수용하는 하우징으로, 통상적으로 육면체 형상으로 이루어질 수 있다. 그러나, 나셀(120)의 형상은 반드시 이에 한정되지 않고, 원기둥 형상 등으로 이루어질 수도 있다. The nacelle 120 is a housing for accommodating the gearbox 145, the generator 147, and the like, and may have a hexahedral shape. However, the shape of the nacelle 120 is not necessarily limited thereto, and may be formed in a cylindrical shape or the like.

메인 샤프트(144)는 로터(130)의 회전력을 증속기(145)로 전달하는데, 고속으로 회전하는 메인 샤프트(144)는 메인 베어링(미도시)에 의해 회전 가능하게 지지된다. The main shaft 144 transmits the rotational force of the rotor 130 to the gearbox 145, and the main shaft 144 rotating at high speed is rotatably supported by a main bearing (not shown).

증속기(145)는 기어를 이용해 블레이드(132)에 의해 회전하는 메인 샤프트(144)의 회전속도를 발전에 적합한 회전속도로 변환하는 장치로, 증속기(145) 내부에는 다수의 기어를 포함하는 증속기어부(미도시)가 마련되어 있다. 한편, 증속기어부 내의 다수의 기어의 윤활 및 냉각을 위해 증속기(145) 내에는 증속기용 오일(미도시)이 구비될 수 있다. The gearbox 145 is a device that converts the rotational speed of the main shaft 144 rotated by the blade 132 using a gear into a rotational speed suitable for power generation, and includes a plurality of gears inside the gearbox 145. There is an increase gear (not shown). On the other hand, in the gearbox 145 for lubrication and cooling of a plurality of gears in the gearbox part, oil for a gearbox (not shown) may be provided.

브레이크(146)는 증속기(145)와 인접한 위치에 배치되어, 메인 샤프트(144)의 회전력을 제어할 수 있다. 이때, 브레이크(146)는 디스크 방식이 주로 사용될 수 있다. The brake 146 is disposed at a position adjacent to the gearbox 145 to control the rotational force of the main shaft 144. At this time, the brake 146 may be mainly used in a disk type.

발전기(147)는 입력되는 회전에너지를 이용하여 전기를 생산하는 장치로, 그 내부에 회전축에 연결 고정된 회전자(미도시) 및 고정자(미도시)가 구비된다. 회전자가 고정자 주위로 고속 회전함으로써 전기를 발생시키게 된다. The generator 147 is a device that generates electricity using input rotational energy, and includes a rotor (not shown) and a stator (not shown) connected to a rotating shaft therein. The rotor generates electricity by rotating at high speed around the stator.

도 4 및 도 5를 참조하면, 질량부(210)는 블레이드(132)의 내부 공간(132a)에 배치되고, 내부 공간(132a)에서 이동 가능하게 이루어진다. 구체적으로, 질량부(210)는 블레이드(132)가 회전하는 동안 블레이드(132)의 회전 토크가 증가하도록, 질량부(210)의 허브(131)에 대한 상대적 위치가 내부 공간(132a)내에서 변화한다. 예를 들어, 도 4의 (a)와 같이, 질량부(210)는 허브(131)와 가까운 블레이드(132)의 내측에 배치될 수 있고, 도 4의 (b)와 같이, 질량부(210)는 허브(131)에서 먼 블레이드(132)의 단부에 배치될 수도 있다.4 and 5, the mass part 210 is disposed in the inner space 132a of the blade 132 and is movable in the inner space 132a. Specifically, the mass portion 210 has a relative position of the mass portion 210 with respect to the hub 131 in the inner space 132a so that the rotation torque of the blade 132 increases while the blade 132 rotates. Change. For example, as shown in Figure 4 (a), the mass portion 210 may be disposed inside the blade 132 close to the hub 131, as shown in Figure 4 (b), the mass portion 210 ) May be disposed at the end of the blade 132 far from the hub 131.

질량부(210)는 블레이드(132)가 회전함에 따라 블레이드(132)의 내부 공간(132a)의 중력 방향에 대한 위치가 변화할 수 있다. 구체적으로, 도 4의 (a)는 블레이드(132)가 허브(131)를 중심으로 타워(110)의 반대 방향에 배치된 것을 나타낸다. 즉, 도 4의 (a)는 허브(131)를 중심으로 보았을 때, 블레이드(132)가 12시 방향에 배치된 것을 나타낼 수 있다. 그리고, 도 4의 (b)는 블레이드(132)가 허브(131)를 중심으로 6시 방향으로 배치된 것을 나타낼 수 있다. 이때, 중력은 -z축 방향으로 작용하게 된다. 즉, 질량부(210)는 -z축 방향으로 중력을 받게 된다.As the blade 132 rotates, the mass part 210 may change the position of the inner space 132a of the blade 132 with respect to the direction of gravity. Specifically, (a) of FIG. 4 shows that the blade 132 is disposed in the opposite direction of the tower 110 around the hub 131. That is, (a) of FIG. 4 may indicate that the blade 132 is disposed in the 12 o'clock direction when viewed around the hub 131. In addition, (b) of FIG. 4 may indicate that the blade 132 is disposed around the hub 131 in the 6 o'clock direction. At this time, gravity acts in the -z-axis direction. That is, the mass part 210 receives gravity in the -z-axis direction.

질량부(210)는 중력에 의해 이동하므로, 도 4의 (a)에서 질량부(210)는 허브(131)에 가깝게 배치될 수 있다. 그리고 도 4의 (b)에서 질량부(210)는 허브(131)에서 먼 쪽에 배치될 수 있다. 한편, 질량부(210)가 허브(131)와 가깝거나, 멀게 배치되는 것은 질량부(210)가 로터(130)에서 가깝거나, 멀게 배치되는 것과 같다. 즉, 질량부(210)가 허브(131)에서 멀게 배치될 때, 로터(130)의 회전 토크가 증가될 수 있다. 구체적으로, 도 4의 (b)와 같이 질량부(210)가 중력에 의하여 허브(131)에서 멀게 배치될 때 로터(130)의 회전 토크가 증가될 수 있다.Since the mass part 210 moves by gravity, the mass part 210 in FIG. 4A may be disposed close to the hub 131. In addition, in (b) of FIG. 4, the mass part 210 may be disposed farther from the hub 131. On the other hand, the mass portion 210 is disposed close to or far from the hub 131 is the same as the mass portion 210 is disposed close to or far from the rotor 130. That is, when the mass portion 210 is disposed away from the hub 131, the rotation torque of the rotor 130 may be increased. Specifically, as shown in FIG. 4B, when the mass portion 210 is disposed away from the hub 131 by gravity, the rotational torque of the rotor 130 may be increased.

한편, 블레이드(132)는, 블레이드(132)의 내부 공간(132a)에 배치되고 질량부(210)의 이동을 가이드하는 가이드부(220)를 더 포함할 수 있다. 그리고, 가이드부(220)는 질량부(210)를 관통하여 연장되거나, 질량부(210)를 감싸도록 형성될 수 있다. 구체적으로 도 4에 도시된 바와 같이, 가이드부(220)는 블레이드(132)의 내부 공간(132a)의 양 단부에 배치되는 단부 지지대(132b) 사이에 배치될 수 있다. 그리고, 질량부(210)는 가이드부(220)를 따라 블레이드(132)의 내부 공간(132a)의 일 단부에서 타 단부까지 이동될 수 있다.Meanwhile, the blade 132 may further include a guide part 220 disposed in the inner space 132a of the blade 132 and guiding the movement of the mass part 210. In addition, the guide part 220 may extend through the mass part 210 or may be formed to surround the mass part 210. Specifically, as shown in FIG. 4, the guide part 220 may be disposed between end supports 132b disposed at both ends of the inner space 132a of the blade 132. In addition, the mass part 210 may be moved from one end of the inner space 132a of the blade 132 to the other end along the guide part 220.

단부 지지대(132b)는 가이드부(220)를 지지한다. 동시에, 단부 지지대(132b)는 블레이드(132) 내부 공간(132a)에서 질량부(210)의 이동가능한 영역을 제한하는 역할을 할 수 있다.The end support 132b supports the guide part 220. At the same time, the end support 132b may serve to limit the movable area of the mass part 210 in the inner space 132a of the blade 132.

한편, 블레이드(132)는 도 4 및 도 5의 z축에서 y축을 향하는 방향으로 회전한다. 도 5를 참조하면, 블레이드(132)는 (a)에서 (b), (b)에서 (c)를 향하는 방향, 즉, 시계 방향을 따라 회전한다.Meanwhile, the blade 132 rotates in a direction from the z-axis of FIGS. 4 and 5 toward the y-axis. 5, the blade 132 rotates in a direction from (a) to (b), and from (b) to (c), that is, in a clockwise direction.

질량부(210)는 블레이드(132) 내부 공간(132a)이 중력 방향과 수직을 이룬 후, 중력 방향과 반대 방향으로 향하는 경우 허브(131)와 가깝게 배치되도록 내부 공간(132a)에서 이동될 수 있다. 구체적으로, 도 5에서 (a)는 풍력 발전기(10)를 바라보는 방향에서 9시 방향이라고 할 수 있다. 이때, 블레이드(132)는 (b)를 향해 회전한다. 즉, (a)에서 블레이드(132)의 내부 공간(132a)은 중력 방향(-z방향)과 수직을 이루고, 블레이드(132)의 회전으로 인하여((a)에서 (b) 방향), 중력 방향과 반대 방향으로 향하게 된다. The mass part 210 may be moved in the inner space 132a so that the blade 132 is disposed close to the hub 131 when the inner space 132a of the blade 132 is perpendicular to the direction of gravity and then faces in a direction opposite to the direction of gravity. . Specifically, (a) in FIG. 5 may be referred to as a 9 o'clock direction from the direction facing the wind power generator 10. At this time, the blade 132 rotates toward (b). That is, in (a), the inner space 132a of the blade 132 is perpendicular to the direction of gravity (-z direction), and due to the rotation of the blade 132 (from (a) to (b) direction), the direction of gravity It is directed in the opposite direction.

이때, 블레이드(132)의 내부 공간(132a)에 배치된 질량부(210)는, 블레이드(132)가 회전함에 따라 중력에 의해 블레이드(132)의 단부에서 블레이드(132)의 내측으로 이동한다. 즉, 질량부(210)는 허브(131)에 가깝게 배치될 수 있다.At this time, the mass portion 210 disposed in the inner space 132a of the blade 132 moves from the end of the blade 132 to the inside of the blade 132 by gravity as the blade 132 rotates. That is, the mass part 210 may be disposed close to the hub 131.

이때, 블레이드(132)는 블레이드(132)가 회전하는 동안, 질량부(210)가 블레이드(132)의 내부 공간(132a)에서 중력에 의해 이동 가능하도록 저속으로 회전할 수 있다. 즉, 블레이드(132)가 (a)에서 (b)로 회전할 때, 질량부(210)에는 중력과 원심력이 동시에 작용할 수 있다. 중력은 -z를 향하는 방향으로 작용하고, 원심력은 원의 바깥쪽을 향하는 방향이다. 만약 블레이드(132)의 회전 속도가 빠르다면, 질량부(210)에 작용하는 중력의 힘보다 원심력의 힘이 더 커지므로 질량부(210)가 중력에 의해 허브(131)에 가깝게 이동하지 않을 수 있다.At this time, the blade 132 may rotate at a low speed so that the mass portion 210 can be moved by gravity in the inner space 132a of the blade 132 while the blade 132 rotates. That is, when the blade 132 rotates from (a) to (b), gravity and centrifugal force may simultaneously act on the mass part 210. Gravity acts in a direction toward -z, and centrifugal force is in a direction toward the outside of the circle. If the rotational speed of the blade 132 is high, the force of the centrifugal force is greater than the force of gravity acting on the mass portion 210, so the mass portion 210 may not move close to the hub 131 by gravity. have.

한편, 블레이드(132)가 (b)에서 (c)를 향해 회전하면서 질량부(210)는 허브(131)에 가깝게 블레이드(132) 내부에 배치될 수 있다. 이때, 블레이드(132)는 질량부(210)가 단부 지지대(132b)에 충돌하는 충격을 저감시키는 댐퍼(230)를 더 포함할 수 있다. 즉, 중력에 의하여 이동되는 질량부(210)가 단부 지지대(132b)에 충돌하는 충격을 저감시키도록 양단의 단부 지지대(132b)의 내측에 댐퍼(230)가 배치될 수 있다. 댐퍼(230)는 가이드부(220)가 단부 지지대(132b)와 만나는 가이드부(220)의 양단에 배치될 수 있다.Meanwhile, while the blade 132 rotates from (b) to (c), the mass portion 210 may be disposed inside the blade 132 close to the hub 131. In this case, the blade 132 may further include a damper 230 for reducing the impact of the mass part 210 colliding with the end support 132b. That is, the dampers 230 may be disposed inside the end supports 132b at both ends to reduce the impact of the mass part 210 moved by gravity colliding with the end supports 132b. The damper 230 may be disposed at both ends of the guide part 220 where the guide part 220 meets the end support 132b.

이때, 상술한 질량부(210), 가이드부(220) 및 댐퍼(230)를 포함하는 블레이드(132) 내부의 장치를 회전토크 증감장치(200)라 할 수 있다. 또한, 도 6을 참조하면, 회전토크 증감장치(200)는 모터(240), 연결부재(242) 및 탄성체(250)를 더 포함할 수 있다. 이에 대해서 도 6을 참조하여 후술한다.At this time, the device inside the blade 132 including the mass part 210, the guide part 220, and the damper 230 described above may be referred to as the rotation torque increasing/decreasing device 200. Further, referring to FIG. 6, the rotation torque increasing/decreasing device 200 may further include a motor 240, a connecting member 242, and an elastic body 250. This will be described later with reference to FIG. 6.

상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기(10)는, 낮은 풍속에서도 발전을 수행할 수 있는 장점이 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기(10)는 낮은 풍속에서도 발전을 수행하면서도 블레이드(132) 내부 공간(132a)에서 질량부(210)의 이동을 통해, 공력에 의한 토크를 증대하여 소형화된 블레이드(132)를 적용할 수 있는 장점이 있다.The wind turbine generator 10 according to an embodiment of the present invention described above has an advantage of being able to perform power generation even at a low wind speed. In addition, the wind power generator 10 according to an embodiment of the present invention increases the torque by aerodynamic force through the movement of the mass part 210 in the blade 132 inner space 132a while performing power generation even at a low wind speed. There is an advantage that a smaller blade 132 can be applied.

블레이드(132)가 (c)를 통과하면서, 질량부(210)에 작용하는 중력은 점점 작아진다. 이에 따라, 질량부(210)는 원심력에 의하여 가이드부(220)의 바깥쪽으로 이동될 수 있다. 즉, 질량부(210)는 블레이드(132) 내부 공간(132a)이 중력 방향과 수직을 이룬 후, 중력 방향과 같은 방향으로 향하는 경우 허브(131)로부터 멀어지도록 내부 공간(132a)에서 이동될 수 있다.As the blade 132 passes through (c), the gravity acting on the mass portion 210 gradually decreases. Accordingly, the mass part 210 may be moved to the outside of the guide part 220 by centrifugal force. That is, the mass part 210 may be moved in the inner space 132a so as to be away from the hub 131 when the blade 132 inner space 132a is perpendicular to the direction of gravity and then is directed in the same direction as the direction of gravity. have.

예를 들어, 블레이드(132)가 (e)의 위치를 통과하면서, 원심력과 중력이 모두 가이드부(220)의 바깥쪽을 향하므로 질량부(210)는 빠르게 가이드부(220)의 바깥 쪽으로 이동될 수 있다. 즉, 질량부(210)는 허브(131)로부터 먼 위치에 배치될 수 있다.For example, while the blade 132 passes through the position of (e), both centrifugal force and gravity are directed to the outside of the guide unit 220, so the mass unit 210 quickly moves to the outside of the guide unit 220 Can be. That is, the mass part 210 may be disposed at a position far from the hub 131.

블레이드(132)는, 블레이드(132)의 회전 방향을 따라 어느 하나의 블레이드(132)가 중력 방향과 같은 방향을 향하여 회전하는 경우, 질량부(210)는 블레이드(132)의 내부 공간(132a)에서 중력에 블레이드(132)의 회전 토크를 상승시키는 방향으로 이동할 수 있다. 상술한 바와 같이, 블레이드(132)가 (e)위치를 통과하면서 원심력 및 중력이 모두 아래쪽 방향을 향하게 된다. 이에 따라, 질량부(210)는 빠르게 블레이드(132)의 내부 공간(132a)에서 중력에 의하여 블레이드(132)의 회전 토크를 상승시키는 방향, 즉 가이드부(220)의 외곽쪽으로 이동될 수 있다. When the blade 132 rotates in the same direction as the gravity direction along the rotation direction of the blade 132, the mass part 210 is the inner space 132a of the blade 132 In the direction of increasing the rotation torque of the blade 132 due to gravity can be moved. As described above, as the blade 132 passes through the (e) position, both centrifugal force and gravity are directed downward. Accordingly, the mass part 210 may be rapidly moved in the direction of increasing the rotational torque of the blade 132 by gravity in the inner space 132a of the blade 132, that is, toward the outer periphery of the guide part 220.

블레이드(132)가 (g)위치에서 (a)위치로 이동되는 경로에서는, 원심력과 중력 방향이 대략 일치한다. 이에 따라, 질량부(210)가 가이드부(220)의 최외곽에 위치한 상태에서 블레이드(132)가 회전할 수 있다. 그리고, 블레이드(132)의 회전 토크 값을 최대로 증가할 수 있다.In the path in which the blade 132 moves from the (g) position to the (a) position, the centrifugal force and the gravity direction approximately coincide. Accordingly, the blade 132 may rotate while the mass part 210 is located at the outermost part of the guide part 220. In addition, the rotation torque value of the blade 132 may be increased to the maximum.

상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 회전하는 블레이드(132)의 위치에 따라, 중력에 의해 질량부(210)가 이동하며, 이때 발생하는 힘으로 로터(130)의 회전 토크를 증가시킬 수 있다. 이를 통해, 비슷한 크기의 에너지를 생산하는 풍력 발전기(10)의 블레이드(132) 크기를 소형화가 가능할 수 있다.As described above, according to an embodiment of the present invention, according to the position of the rotating blade 132, the mass part 210 is moved by gravity, and the rotation torque of the rotor 130 is increased by the force generated at this time. I can make it. Through this, it is possible to reduce the size of the blade 132 of the wind power generator 10 that produces energy of a similar size.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 블레이드(132)의 내부 공간(132a)에 이동 가능한 질량부(210) 배치하여, 공력에 의하여 로터(130)의 토크를 증가시키거나, 및/또는 중력에 의하여 로터(130) 토크를 증가시킬 수 있다. 이를 통해. 풍력 발전기(10)의 에너지 생산량을 극대화할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the movable mass portion 210 is disposed in the inner space 132a of the blade 132 to increase the torque of the rotor 130 by aerodynamic force, and/or gravity As a result, the torque of the rotor 130 may be increased. because of this. It is possible to maximize the energy output of the wind power generator 10.

도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 질량부가 모터에 의해 이동되는 모습을 설명하기 위한 개념도이다. 도 6에 도시된 실시예는 도 4에 도시된 실시예와 비교했을 때, 풍력 발전기(10)가 모터(240), 연결부재(242) 및 탄성체(250)를 더 포함하는 것에만 차이가 있고, 다른 구성요소들은 동일, 유사하므로 이에 대한 설명은 생략한다.6 is a conceptual diagram illustrating a state in which a mass part is moved by a motor according to another embodiment of the present invention. The embodiment shown in FIG. 6 differs only in that the wind generator 10 further includes a motor 240, a connecting member 242 and an elastic body 250 when compared to the embodiment shown in FIG. 4. , Since the other components are the same and similar, a description thereof will be omitted.

도 6을 참조하면, 블레이드(132)는 모터(240)를 포함할 수 있다. 모터(240)는 블레이드(132)의 기동 토크를 저감시키도록 단부 지지대(132b)의 외측에 배치되고, 질량부(210)를 허브(131)를 향하여 이동 가능하도록 배치될 수 있다.Referring to FIG. 6, the blade 132 may include a motor 240. The motor 240 may be disposed outside the end support 132b to reduce the starting torque of the blade 132, and may be disposed to move the mass part 210 toward the hub 131.

구체적으로, 도 6은 블레이드(132)가 도 5의 (g)위치에 배치된 상태를 나타낸다. 질량부(210)는 중량에 의해 -z축 방향으로 이동되어 배치된다. 한편, 모터(240)가 작동됨에 따라 질량부(210)가 가이드부(220)를 따라 허브(131)를 향하여 이동되도록 모터(240)와 질량부(210)를 연결하는 연결부재(242)가 더 포함될 수 있다.Specifically, FIG. 6 shows a state in which the blade 132 is disposed at the position (g) of FIG. 5. The mass part 210 is disposed to be moved in the -z-axis direction by weight. On the other hand, as the motor 240 is operated, the connecting member 242 connecting the motor 240 and the mass part 210 so that the mass part 210 is moved along the guide part 220 toward the hub 131 is May be included more.

이 경우, 질량부(210)를 로터(130)에 가깝게 이동시켜 질량부(210)가 블레이드(132) 단부에 위치할 때 발생할 수 있는 높은 기동 토크를 저감하기 위하여, 모터(240)가 작동되어 질량부(210)는 허브(131)에서 먼 위치에서 z축 방향으로 이동될 수 있다. 예를 들어, 도 5의 (g)와 같은 6시 방향에 놓인 경우, 블레이드(132)의 단부에 가깝게 배치되므로, 기동 토크가 커진다. 따라서, 이를 줄이기 위하여 질량부(210)를 허브(131)에 가깝게 배치할 필요가 있다.In this case, in order to reduce the high starting torque that may occur when the mass part 210 is located at the end of the blade 132 by moving the mass part 210 close to the rotor 130, the motor 240 is operated. The mass part 210 may be moved in the z-axis direction from a position far from the hub 131. For example, when it is placed in the 6 o'clock direction as shown in FIG. 5(g), it is disposed close to the end of the blade 132, so that the starting torque increases. Therefore, in order to reduce this, it is necessary to arrange the mass part 210 close to the hub 131.

즉, 블레이드(132)가 회전을 멈춘 경우 다시 블레이드(132)를 회전시키기 위해 필요한 기동 토크를 저감시키기 위하여, 모터(240)가 작동하여 질량부(210)가 허브(131)에서 가까운 위치에 배치되도록 할 수 있다.That is, when the blade 132 stops rotating, in order to reduce the starting torque required to rotate the blade 132 again, the motor 240 is operated so that the mass part 210 is placed near the hub 131. You can do it.

예를 들어, 도 5의 (a), (b), (e), (f), (g) 및 (h)와 비슷한 위치에 블레이드(132) 배치되고, 블레이드(132)의 회전이 멈췄을 때 상술한 모터(240)가 작동될 수 있다.For example, the blade 132 is disposed at a position similar to that of (a), (b), (e), (f), (g) and (h) of FIG. 5, and the rotation of the blade 132 should have stopped. When the motor 240 described above can be operated.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 로터(130)가 정지하는 경우, 모터(240)를 통해 블레이드(132)의 단부에 위치한 질량부(210)를 로터(130)에 가깝게 이동시켜 질량부(210)가 블레이드(132) 단부에 위치할 때 발생할 수 있는 높은 기동 토크를 저감하는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, when the rotor 130 is stopped, the mass part 210 located at the end of the blade 132 is moved close to the rotor 130 through the motor 240 to move the mass part 210 ) Has the effect of reducing the high starting torque that may occur when the blade 132 is positioned at the end.

한편, 블레이드(132)는 단부 지지대(132b)와 질량부(210) 사이에 개재되고, 질량부(210)가 중력에 의하여 단부 지지대(132b)를 향하여 이동될 때의 충격을 완화시키는 탄성체(250)를 더 포함할 수 있다.On the other hand, the blade 132 is interposed between the end support (132b) and the mass portion 210, the elastic body 250 to relieve the impact when the mass portion 210 is moved toward the end support (132b) by gravity. ) May be further included.

예를 들어, 탄성체(250)는 도 5의 (a)에서 (c)로 회전하는 동안 질량부(210)가 허브(131)에 가까워지도록 이동할 때, 단부 지지대(132b)에 가하는 충격을 완화시킬 수 있다. 또한, 댐퍼(230)에서 저감되는 충격뿐만 아니라, 추가적인 충격 저감의 효과가 있다. 이를 통해, 회전토크 증감장치(200)의 내구성 높일 수 있다. 뿐만 아니라, 블레이드(132) 내부의 질량부(210)가 중력에 의해 움직이므로, 블레이드(132)가 서로 대칭되게 형성되지 않는 경우, 어느 일 방향에 대한 충격이 지속하여 발생할 수 있으므로, 이러한 충격을 저감시키는 효과가 있다.For example, when the elastic body 250 moves so that the mass part 210 approaches the hub 131 while rotating from (a) to (c) of FIG. 5, the impact applied to the end support (132b) can be alleviated. I can. In addition, as well as the impact reduced by the damper 230, there is an effect of additional impact reduction. Through this, it is possible to increase the durability of the rotation torque increasing/decreasing device 200. In addition, since the mass portion 210 inside the blade 132 is moved by gravity, if the blades 132 are not formed to be symmetrical to each other, the impact in any one direction may continue to occur, so that such an impact is prevented. There is an effect of reducing.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.As described above, one embodiment of the present invention has been described, but those of ordinary skill in the relevant technical field add, change, delete or add components within the scope not departing from the spirit of the present invention described in the claims. It will be possible to variously modify and change the present invention by means of the like, and it will be said that this is also included within the scope of the present invention.

10: 풍력 발전기
110: 타워
120: 나셀
130: 로터
131: 허브
132: 블레이드
132a: 내부 공간
132b: 단부 지지대
140: 발전 유닛
144: 메인 샤프트
145: 증속기
146: 브레이크
147: 발전기
200 : 회전토크 증감장치
210 : 질량부
220 : 가이드부
230 : 댐퍼
240 : 모터
242 : 연결부재
250 : 탄성체
300: 요잉 시스템
310: 요 드라이브 모터
330: 피니언 기어
350: 치열
10: wind generator
110: tower
120: Nacelle
130: rotor
131: hub
132: blade
132a: inner space
132b: end support
140: power generation unit
144: main shaft
145: gearbox
146: brake
147: generator
200: rotation torque increase/decrease device
210: mass part
220: guide part
230: damper
240: motor
242: connecting member
250: elastic body
300: yawing system
310: yaw drive motor
330: pinion gear
350: dentition

Claims (14)

타워;
상기 타워의 상부에 위치하며 상기 타워 하부에 대하여 회전 가능하게 결합되는 나셀;
상기 나셀의 전방에 회전 가능하게 설치되는 로터;
상기 로터의 전방에 배치되는 허브의 외주면에 원주 방향을 따라 이격되어 결합되고, 내부에 공간을 구비하는 블레이드; 및
상기 블레이드의 내부 공간에 배치되고, 상기 내부 공간에서 이동 가능하게 이루어지는 질량부를 포함하고,
상기 질량부의 상기 허브에 대한 상대적 위치가 상기 내부 공간내에서 변화하는, 풍력 발전기.
tower;
A nacelle positioned above the tower and rotatably coupled to a lower portion of the tower;
A rotor rotatably installed in front of the nacelle;
A blade spaced apart from and coupled to an outer circumferential surface of a hub disposed in front of the rotor along a circumferential direction, and having a space therein; And
It is disposed in the inner space of the blade and includes a mass portion made movable in the inner space,
A wind generator in which the relative position of the mass part with respect to the hub changes within the inner space.
제1항에 있어서,
상기 질량부는,
상기 블레이드가 회전함에 따라 상기 블레이드의 내부 공간의 중력 방향에 대한 위치가 변화하는, 풍력 발전기.
The method of claim 1,
The mass part,
As the blade rotates, the position of the inner space of the blade with respect to the direction of gravity changes.
제2항에 있어서,
상기 블레이드는,
상기 블레이드가 회전하는 동안, 상기 질량부가 상기 내부 공간내에서 중력에 의해 이동 가능하도록 저속으로 회전하는, 풍력 발전기.
The method of claim 2,
The blade,
While the blade rotates, the mass portion rotates at a low speed so as to be movable by gravity within the inner space.
제3항에 있어서,
상기 질량부는,
상기 블레이드 내부 공간이 중력 방향과 수직을 이룬 후, 중력 방향과 반대 방향으로 향하는 경우 상기 허브와 가깝게 배치되도록 상기 내부 공간에서 이동되는, 풍력 발전기.
The method of claim 3,
The mass part,
After the inner space of the blade is perpendicular to the direction of gravity, when it is directed in a direction opposite to the direction of gravity, it is moved in the inner space to be disposed close to the hub.
제3항에 있어서,
상기 질량부는,
상기 블레이드 내부 공간이 중력 방향과 수직을 이룬 후, 중력 방향과 같은 방향으로 향하는 경우 상기 허브로부터 멀어지도록 상기 내부 공간에서 이동되는, 풍력 발전기.
The method of claim 3,
The mass part,
After the inner space of the blade is perpendicular to the direction of gravity, when it is directed in the same direction as the direction of gravity, it is moved in the inner space to move away from the hub.
제3항에 있어서,
상기 블레이드는,
상기 블레이드의 회전 방향을 따라 어느 하나의 블레이드가 중력 방향과 같은 방향을 향하여 회전하는 경우, 상기 질량부는 상기 블레이드의 내부 공간에서 상기 중력에 상기 블레이드의 회전 토크를 상승시키는 방향으로 이동하는, 풍력 발전기.
The method of claim 3,
The blade,
When any one of the blades rotates in the same direction as the direction of gravity along the rotational direction of the blades, the mass portion moves in a direction in which the rotational torque of the blades is increased by the gravity in the inner space of the blades. .
제1항에 있어서,
상기 블레이드는,
상기 블레이드의 내부 공간에 배치되고, 상기 질량부의 이동을 가이드하는 가이드부를 더 포함하는, 풍력 발전기.
The method of claim 1,
The blade,
It is disposed in the inner space of the blade, further comprising a guide portion for guiding the movement of the mass portion, wind power generator.
제7항에 있어서,
상기 블레이드는,
상기 가이드부를 따라 상기 질량부의 이동하는 영역이 제한되도록, 상기 내부 공간의 양 단부에 배치되는 단부 지지대를 더 포함하는, 풍력 발전기.
The method of claim 7,
The blade,
Further comprising end supports disposed at both ends of the inner space so that the moving area of the mass part along the guide part is limited.
제8항에 있어서,
상기 가이드부는,
상기 질량부를 관통하여 연장되거나, 상기 질량부를 감싸도록 형성되는, 풍력 발전기.
The method of claim 8,
The guide part,
Extending through the mass portion, or formed to surround the mass portion, wind power generator.
제9항에 있어서,
상기 블레이드는,
상기 가이드부의 양단에 배치되고, 상기 질량부가 상기 단부 지지대에 충돌하는 충격을 저감시키는 댐퍼를 더 포함하는, 풍력 발전기.
The method of claim 9,
The blade,
It is disposed at both ends of the guide portion, further comprising a damper for reducing the impact of the mass portion colliding with the end support, wind power generator.
제10항에 있어서,
상기 블레이드는,
상기 단부 지지대와 상기 질량부 사이에 개재되고, 상기 질량부가 중력에 의하여 상기 단부 지지대를 향하여 이동될 때의 충격을 완화시키는 탄성체를 더 포함하는, 풍력 발전기.
The method of claim 10,
The blade,
The wind generator further comprising an elastic body interposed between the end support and the mass portion, and for alleviating an impact when the mass portion is moved toward the end support by gravity.
제8항에 있어서,
상기 블레이드의 기동 토크를 저감시키도록, 상기 단부 지지대의 상기 내부 공간의 반대측에 배치되고, 상기 질량부를 상기 허브를 향하여 이동시키는 모터를 더 포함하는, 풍력 발전기.
The method of claim 8,
The wind generator further comprises a motor disposed on the opposite side of the inner space of the end support to reduce the starting torque of the blade, and moving the mass portion toward the hub.
제12항에 있어서,
상기 모터는 상기 블레이드가 회전을 멈춘 경우 작동되는, 풍력 발전기.
The method of claim 12,
The motor is operated when the blade stops rotating.
제13항에 있어서,
상기 모터가 작동됨에 따라, 상기 질량부가 상기 가이드부를 따라 상기 허브를 향하여 이동되도록, 상기 모터와 상기 질량부를 연결하는 연결부재를 더 포함하는, 풍력 발전기.
The method of claim 13,
The wind generator further comprises a connecting member connecting the motor and the mass portion so that the mass portion is moved toward the hub along the guide portion as the motor is operated.
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