WO2011071271A2 - Flow rate control apparatus for a wind power generator - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a flow rate control apparatus for a wind power generator including an air duct, an emergency vent outlet, and an auxiliary duct. The flow rate control apparatus comprises: an on/off valve installed at the front side of a turbine installed in the middle of the air duct, so as to allow or block the supply of wind; a discharge mechanism installed at the emergency vent outlet to allow or block wind blowing toward the emergency vent outlet; a blower fan installed at the auxiliary duct to generate additional wind into the air duct; wind power measuring means installed at an inlet-side position of the air duct to measure the velocity and flow rate of wind passing through the air duct; and a control unit configured to read the velocity and flow rate measured by the wind power measuring means and to control the output of operating signals for the on/off valve, the discharge mechanism, and the blower fan according to the read velocity and flow rate. Therefore, wind can be constantly supplied to the turbine regardless of the velocity and flow rate of natural wind blowing into the air duct through a wind tunnel, so as to improve power generation efficiency.

Description

풍력발전기의 풍량제어장치Wind volume control device of wind power generator
본 발명은 풍력발전기의 풍량제어장치에 관한 것으로, 더 구체적으로는 풍동 관을 통해 에어덕트에 공급된 자연풍의 풍속 및 풍량에 관계없이 터빈에 공급되는 바람을 일정하게 제어하기 위한 풍력발전기의 풍량제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wind volume control device of a wind turbine, and more particularly, to control the wind volume of the wind generator for controlling the wind supplied to the turbine regardless of the wind speed and the wind volume of the natural wind supplied to the air duct through the wind tunnel pipe Relates to a device.
일반적으로, 바람을 이용하여 발전을 하는 풍력발전기는 발전기의 회전축에 풍차를 설치하여, 바람에 의해 풍차가 회전됨에 따라 발생되는 회전력을 이용하여 발전을 할 수 있도록 구성된다. In general, a wind turbine generating power using wind is installed on the rotating shaft of the generator, it is configured to generate power by using the rotational force generated as the windmill is rotated by the wind.
그런데, 이러한 풍력발전기는 비교적 높은 풍속의 바람이 불어야만 풍차가 회전되어 발전이 이루어지므로, 바람이 많이 부는 특정한 지역을 제외하고 풍력발전기를 설치하는 것이 부적절하며, 바람의 에너지를 전기로 변환하는 효율이 매우 낮은 문제점이 있었다. However, since the windmill is rotated to generate power only when wind of relatively high wind speed blows, it is inappropriate to install a wind power generator except in a windy area, and the efficiency of converting wind energy into electricity There was a very low issue.
한편, 본 출원인은 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 집풍타워를 이용하여 바람을 집중시켜 풍속이 낮을 경우에도 발전을 할 수 있도록 된 새로운 구조의 풍력발전장치를 특허출원한 바 있다(공개특허번호 10-2009-0021305호). On the other hand, in order to solve this problem, the applicant has filed a patent application of a wind turbine generator of a new structure that can generate power even when the wind speed is low by concentrating the wind using the wind-up tower (Public Patent No. 10- 2009-0021305).
상기 풍력발전장치는 도 1에 도시한 바와 같이, 지하에 발전기실(111)을, 지 상에 집풍수단(112)을 각각 마련하고 있으며, 상기 집풍 수단(112)은, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 기초(基礎; 113)의 위쪽에 연직방향으로 세워서 설치한 통모양 부재로 구성되고 둘레면에는 다수개의 바람 도입구(117)가 형성된 풍동관 (114)과, 상기 풍동관(114)의 둘레의 벽으로부터 법선 방향으로 설치된 복수의 집 풍판(115)과, 상기 집풍판(115) 상호간 및 풍동관(114)의 상단 개구를 막는 천판 (116)과, 인접하는 집풍판(115) 사이에 설치되어 상기 집풍판(115) 사이로 불어오는 바람을 상기 풍동관(114) 쪽으로 가이드하는 복수의 가이드판(118)과, 인접하는 집풍판(115) 사이에 설치되어 집풍판(115)의 외부로부터 집풍판(115)의 내부로 바람의 유통만을 허용하고 집풍판(115) 내부로부터 외부로의 유통을 규제하는 다수의 플랩(124, 129)으로 이루어진다. As shown in FIG. 1, the wind power generator is provided with a generator chamber 111 in the basement and wind collecting means 112 on the ground, and the wind collecting means 112 is illustrated in FIGS. 1 to 3. As shown in Figure 1, the wind tunnel tube 114 is composed of a cylindrical member installed in the vertical direction on the upper side of the base 113, the circumferential surface is formed with a plurality of wind inlet 117, the wind tunnel tube A plurality of collecting windshields 115 provided in a normal direction from a wall around the periphery of the 114, a top plate 116 blocking the upper collecting openings of the wind collecting pipes 115 and the wind tunnel tube 114, and adjacent wind collecting plates ( 115 is installed between the plurality of guide plates 118 to guide the wind blowing between the wind collecting plate 115 toward the wind tunnel tube 114 and the adjacent collecting wind plate 115 is installed between the collecting wind plate 115 Only the flow of wind from the outside of the wind collecting plate 115 to the inside of the wind collecting plate 115 It is made to flow to a plurality of flaps (124, 129) for regulating.
상기 발전기실(111)에는 상기 풍동관(114)에 연통하는 지하 풍동관(130)이 설치되어, 이 지하 풍동관(130)내를 흐르는 바람에 의해 회전 구동되는 터빈(131) 과, 이 터빈(131)에 의해 구동되는 발전기(132)와, 그 외의 송전설비 등이 설치되어 있다. The generator chamber 111 is provided with an underground wind tunnel tube 130 communicating with the wind tunnel tube 114, the turbine 131 is driven to rotate by the wind flowing in the underground wind tunnel tube 130, and the turbine A generator 132 driven by 131 and other power transmission facilities are provided.
위와 같은 구조로 이루어지는 풍력발전장치는 풍동관(114)의 둘레부에 부는 바람이 상기 집풍판(115)과 가이드판(118)에 의해서 형성되는 유도통로에 안내되고, 다시 상기 바람 도입구(117)를 통해 풍동관(114)의 내부로 유입된 후 터빈(131)으로 공급되어, 터빈(131)과 터빈(131)에 연결된 발전기(132)를 회전시켜 발전을 할 수 있도록 구성된다. In the wind power generator having the above structure, the wind blowing in the circumference of the wind tunnel tube 114 is guided to the guide passage formed by the wind collecting plate 115 and the guide plate 118, and the wind inlet 117 After being introduced into the wind tunnel tube 114 and supplied to the turbine 131, the turbine 131 and the generator 132 connected to the turbine 131 is configured to generate power.
따라서, 이러한 풍력발전장치는 다양한 방향으로부터 불어오는 바람을 유효하게 포집하여 상기 풍동관(114)의 내부로 바람이 집중 유입되도록 함으로써 바람의 풍속이 비교적 낮은 경우에도 지속적인 발전이 가능하므로, 풍력발전장치의 설치위치에 대한 제한요소가 적으며, 발전효율을 높일 수 있는 장점이 있다. Therefore, the wind power generator effectively captures the wind blowing from various directions so that the wind is concentrated in the wind tunnel tube 114, so that the continuous power generation is possible even when the wind speed is relatively low, the wind power generator There are few restrictions on the installation location of the product and there is an advantage to increase the power generation efficiency.
그러나, 이러한 풍력발전장치는 상기 집풍수단(112)을 이용하여 바람을 모아 터빈(131)에 공급하므로, 풍속 및 풍량 등이 갑자기 증가될 경우 풍동관(114)과 지하 풍동관(130) 또는 터빈(131) 및 발전기(132)가 손상될 수가 있고, 또 기준속도이상의 풍속으로 바람이 지속적으로 불지 않을 경우 발전이 이루어지지 않는 문제점이 있다. However, since the wind power generator collects wind and supplies the wind to the turbine 131 by using the wind collecting means 112, the wind tunnel tube 114 and the underground wind tunnel tube 130, The turbine 131 and the generator 132 may be damaged, and there is a problem in that power generation is not performed when the wind is not continuously blown at a wind speed above the reference speed.
즉, 상기 터빈(131)에 연결된 발전기(132)에는 기동부하가 작용되므로, 정지된 터빈(131)을 다시 회전시킬 때는 회전되는 터빈(131)을 지속적으로 회전시킬 때보다 큰 힘을 터빈(131)에 가해야 한다. 따라서, 터빈(131)이 정지된 후 느린 속도의 바람이 불어오거나 빠른 속도의 바람이 간헐적으로 불어올 경우, 터빈(131)을 회전시킬 수 있는 바람의 풍속과 풍량이 확보됨에도 불구하고, 터빈(131)에 작용되는 기동부하를 이기지 못하여 터빈(131)이 회전되지 않게 되며, 이에 따라 발전이 이루어지지 않게 되는 경우가 자주 발생되었다. That is, since a starting load is applied to the generator 132 connected to the turbine 131, when the stationary turbine 131 is rotated again, the turbine 131 has a greater force than when the turbine 131 is rotated continuously. Must be added). Therefore, if a slow wind or a high speed wind blows intermittently after the turbine 131 is stopped, the wind speed and the amount of wind that can rotate the turbine 131 is secured, the turbine ( The turbine 131 is not rotated because the start load applied to the 131 is not overcome, and thus, power generation is often not performed.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 풍동관을 통해 에어덕트에 공급된 자연풍의 풍속 및 풍량에 관계없이 터빈에 공급되는 바람을 일정하게 제어하기 위한 풍력발전기의 풍량제어장치를 제공함에 그 목적이 있다. The present invention is to solve the above problems, to provide a wind volume control device for a wind power generator for constantly controlling the wind supplied to the turbine irrespective of the wind speed and volume of the natural wind supplied to the air duct through the wind tunnel pipe There is a purpose.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 풍력발전기의 풍량제어장치는, 일측에는 바람의 유입구가 형성되고, 타측에는 상기 유입구에서 유입된 바람을 배출시키기 위한 배출구가 형성되며, 상기 유입구와 상기 배출구 사이에는 터빈이 설치된 에어덕트; 상기 에어덕트의 유입구와 상기 터빈 사이에 형성되어 상기 에어덕트 내부의 풍속 및 풍량이 미리 설정된 기준 값 이상으로 상승되면, 상기 에어덕트내의 바람을 외부로 배출되도록 하는 긴급배기구; 상기 에어덕트의 유입구와 상기 터빈 사이에 형성되어 상기 에어덕트 내부의 풍속 및 풍량이 미리 설정된 기준 값이하로 하강되면, 상기 에어덕트 내부로 바람을 추가 유입시키기 위한 보조덕트; 상기 에어덕트의 터빈 전방에 설치되어, 상기 유입구에서 유입되는 바람을 상기 터빈 쪽으로 공급시키거나 차단되도록 하는 개폐밸브; 상기 긴급배기구에 설치되어 상기 긴급배기구로 불어오는 바람을 개폐하기 위한 배출기구; 상기 보조덕트에 설치되어, 상기 에어덕트 내부로 바람을 추가 유입시키도록 하기 위한 풍량팬; 상기 에어덕트의 유입구 쪽 일 지점에 설치되어 상기 에어덕트를 통과하는 바람의 풍속 및 풍량을 측정하는 풍력측정수단; 및 상기 풍력측정수단으로부터 측정된 풍속 및 풍량을 파악하고, 상기 풍속 및 풍량에 따라 상기 개폐밸브와 배출기구와 풍량팬의 작동신호를 출력하도록 제어하는 제어유닛;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. Wind volume control device of the wind power generator according to the present invention for achieving the above object, the inlet of the wind is formed on one side, the outlet is formed for discharging the wind flowing from the inlet on the other side, the inlet and the outlet An air duct between which the turbine is installed; An emergency exhaust vent formed between the inlet of the air duct and the turbine to discharge the wind in the air duct to the outside when the wind speed and the air volume inside the air duct rise above a predetermined reference value; An auxiliary duct formed between the inlet of the air duct and the turbine to further introduce wind into the air duct when the wind speed and the air volume of the air duct fall below a preset reference value; An opening / closing valve installed in front of the turbine of the air duct to supply or block the wind flowing from the inlet to the turbine; Discharge mechanisms installed in the emergency exhaust vent for opening and closing the wind blowing into the emergency exhaust vent; An air volume fan installed in the auxiliary duct to allow additional air to flow into the air duct; Wind measuring means installed at one point on the inlet side of the air duct to measure wind speed and amount of wind passing through the air duct; And a control unit which grasps the wind speed and the air volume measured from the wind measuring means, and outputs an operation signal of the on / off valve, the discharge mechanism, and the air volume fan according to the wind speed and the air volume.
상기 풍력측정수단에서 측정된 풍속 및 풍량이 미리 설정된 풍속 및 풍량보 다 낮을 때에는, 상기 제어유닛은 상기 풍량팬을 작동하도록 하는 작동신호를 출력 하는 것이 바람직하다. When the wind speed and air volume measured by the wind speed measuring means are lower than the preset wind speed and air volume, the control unit preferably outputs an operation signal for operating the wind volume fan.
상기 풍력측정수단에서 측정된 풍속 및 풍량이 미리 설정된 풍속 및 풍량보다 높을 때에는, 상기 제어유닛은 상기 배출기구를 개방함과 동시에 상기 개폐밸브 를 상기 풍속 및 풍량에 따라 개도를 조정하도록 하는 제어신호를 출력하는 것이 바람직하다. When the wind speed and air volume measured by the wind speed measuring means are higher than a predetermined wind speed and air volume, the control unit opens the discharge mechanism and at the same time controls a control signal for adjusting the opening degree according to the wind speed and the wind volume. It is preferable to output.
상기 배출기구는, 상기 긴급배기구를 개폐하는 댐퍼판과, 상기 댐퍼판에 연결되어 상기 댐퍼판을 작동시키도록 하는 엑츄에이터로 구성되는 것이 바람직하다. Preferably, the discharge mechanism includes a damper plate that opens and closes the emergency exhaust port, and an actuator connected to the damper plate to operate the damper plate.
상기 풍력측정수단에서 측정된 풍속 및 풍량이 미리 설정된 풍속 및 풍량의 범위내에 있을 때에는, 상기 제어유닛은 상기 배출기구를 폐쇄하고, 상기 풍량팬의 작동을 정지하도록 함과 동시에 상기 개폐밸브를 완전히 개방하도록 하는 제어신호를 출력하는 것이 바람직하다.When the wind speed and air volume measured by the wind measuring means are within a preset wind speed and air volume range, the control unit closes the discharge mechanism, stops the operation of the air flow fan, and simultaneously opens the shutoff valve completely. It is preferable to output a control signal to make it possible.
상기 터빈에 회전속도감지센서를 연결하여, 상기 회전속도감지센서의 출력 데이터에 따라 개폐밸브와 배출기구와 풍량팬의 작동여부를 제어하는 것도 가능하다. By connecting the rotational speed sensor to the turbine, it is also possible to control the operation of the on-off valve, the discharge mechanism and the airflow fan according to the output data of the rotational speed sensor.
본 발명에 따른 풍력발전기의 풍량제어장치는 풍동관을 통해 에어덕트에 공급된 자연풍의 풍속 및 풍량에 관계없이 터빈에 공급되는 바람을 항상 일정하게 제어할 수가 있다. The wind speed control device of the wind power generator according to the present invention can constantly control the wind supplied to the turbine regardless of the wind speed and the wind volume of the natural wind supplied to the air duct through the wind tunnel.
즉, 본 발명에 따른 풍력발전기의 풍량제어장치는 풍동관이나 에어덕트 내부 의 기압이나 풍압, 풍속, 풍량 등이 과도하게 상승되면 댐퍼기구가 에어덕트에 형성된 긴급배기구를 개방하여 풍동관이나 에어덕트 내부의 기압을 낮춤으로써, 풍동관이나 에어덕트를 통해 공급되는 바람에 의해 풍동관이나 에어덕트 내부의 기압이 나 풍압, 풍속, 풍량 등이 과도하게 상승되어 터빈이나 터빈에 연결된 발전기가 손상되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있고, 또 터빈이 정지된 상태에서 약한 바람이 불거나, 간헐적인 바람이 불어올 경우, 풍량팬을 이용하여 강제로 바람을 불어넣어 터빈을 회전시킴으로써, 약한 바람이 불거나 간헐적인 바람이 불어올 때 발전기의 기동부하에 의해 터빈이 회전되지 않게 되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다. That is, the wind speed control device of the wind power generator according to the present invention, if the air pressure or wind pressure, wind pressure, wind speed, air volume inside the wind tunnel or the air duct is excessively increased, the damper mechanism opens the emergency exhaust pipe formed in the air duct to wind tunnel or air duct By lowering the internal air pressure, the wind supplied through the wind tunnel or air duct may cause excessive increase in the air pressure inside the wind tunnel or the air duct, wind pressure, wind speed, or air volume, resulting in damage to the turbine or the generator connected to the turbine. There is an advantage to prevent, and when a weak wind blows or the intermittent wind blows while the turbine is stopped, the wind is rotated by forcibly blowing the wind using the airflow fan, When the intermittent wind blows, there is an advantage of preventing the turbine from being rotated by the starting load of the generator.
도 1은 종래의 풍력발전기의 일 실시예를 나타낸 정면도, 1 is a front view showing an embodiment of a conventional wind power generator,
도 2는 도 1의 평단면도, 2 is a plan sectional view of FIG. 1;
도 3은 도 1의 종단면도, 3 is a longitudinal sectional view of FIG. 1;
도 4는 본 발명에 따른 풍력발전기의 풍량제어장치를 도시한 측면도이다. Figure 4 is a side view showing the airflow control device of the wind power generator according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 풍력발전기의 풍량제어장치의 다른 실시예를 도시한 측면도이다. 5 is a side view showing another embodiment of the wind volume control device of the wind power generator according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명> <Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1:　집풍타워 2:　풍동관 1: House wind tower 2: wind tunnel
3:　가이드부　　　　　4:　집풍판 3: Guide part 4: Collection plate
5: 가이드판　　　　 7:　유도통로 5: Guide Edition 7: 7: Induction Pathway
10:　에어덕트　　 　　11： 유입구 10: Air duct 11: Inlet port
12:　배출구　　 　　　20:　긴급배기구 12: Exhaust port 20: Emergency exhaust port
30:　보조덕트　 　　　40:　개폐밸브 30: Auxiliary duct 40 Aperture valve
50:　배출기구 　　　　60:　풍량팬 50: Drainage mechanism 60: Airflow fan
70:　풍력측정수단　　 80:　제어유닛 70: Wind power measuring means 80: Control unit
B:　터빈　　　　　　　G:　발전기 B: Turbine G: Generator
이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 풍력발전기의 풍량제어장치는, 도 4에 도시된 바와 같이 에어덕트(10)와, 긴급배기구(20)와, 보조덕트(30)와, 개폐밸브(40)와, 배출기구(50)와, 풍량팬(60)과, 풍력측정수단(70)과, 제어유닛(80)을 포함하여 이루어진다. As shown in FIG. 4, the airflow control device of the wind power generator according to the present invention includes an air duct 10, an emergency exhaust pipe 20, an auxiliary duct 30, an opening / closing valve 40, and a discharge device ( 50, the air volume fan 60, wind power measuring means 70, and the control unit 80.
상기 에어덕트(10)는 단면이 사각형이나 원형의 관 형태로 구성되며, 도 4에 도시된 바와 같이 일측에는 집풍타워(1)의 하단으로부터 연결되는 바람의 유입구(11)가 형성되고, 타측에는 상기 유입구(11)에서 유입된 바람을 배출시키기 위한 배출구(12)가 형성되며, 상기 유입구(11)와 상기 배출구(12) 사이에는 발전기(G)가 연결된 터빈(B)이 설치된다. The air duct 10 is configured in the form of a rectangular cross-section pipe, as shown in Figure 4 is formed on one side of the wind inlet 11 is connected from the bottom of the wind tower (1), the other side A discharge port 12 for discharging the wind introduced from the inlet 11 is formed, and a turbine B connected to the generator G is installed between the inlet 11 and the discharge port 12.
상기 집풍타워(1)는 바람을 모아 배출하도록 하기 위한 것으로서, 풍동관(2)과 가이드부(3)로 이루어진다. The wind-up tower (1) is to collect and discharge the wind, it consists of a wind tunnel tube 2 and the guide portion (3).
상기 풍동관(2)은, 기초(8)의 위쪽에 연직방향으로 세워서 설치한 통모양 부재의 내부에 형성되며, 둘레면에는 바람이 유입되는 다수개의 바람 도입구(2a)가 형성되어 있다. The wind tunnel tube 2 is formed inside a tubular member which is installed in a vertical direction above the foundation 8, and a plurality of wind inlets 2a through which wind is introduced are formed in the circumferential surface.
상기 가이드부(3)는, 상기 풍동관(2)의 둘레부에 설치되어 외부에서 불어오는 바람을 상기 바람 도입구(2a)로 유도하는 유도통로(7)를 형성하기 위한 것으로 서, 상기 풍동관(2)의 둘레부에 방사방향으로 배치되는 다수개의 집풍판(4)과, 인접하는 집풍판(4) 사이에 설치되며 상기 풍동관(2)의 둘레부에 상호 상하방향으로이격되도록 배치된 다수개의 가이드판(5)으로 구성된다. The guide part 3 is installed on the periphery of the wind tunnel tube 2 to form an induction passage 7 for guiding the wind blowing from the outside to the wind inlet 2a. A plurality of wind collecting plate 4 disposed in the radial direction at the circumference of the pipe (2) and the adjacent wind collecting plate (4) is disposed between the spaced up and down mutually at the circumference of the wind tunnel tube (2) It consists of a plurality of guide plates (5).
상기 긴급배기구(20)는 상기 에어덕트(10)의 유입구(11)와 상기 터빈(B) 사이에 형성되어 상기 에어덕트(10) 내부의 풍속 및 풍량이 미리 설정된 기준 값 이상으로 상승되면, 상기 에어덕트(10) 내의 바람을 외부로 배출되도록 한다. The emergency exhaust port 20 is formed between the inlet 11 of the air duct 10 and the turbine B, and when the wind speed and the air volume inside the air duct 10 rise above a predetermined reference value, The air in the air duct 10 to be discharged to the outside.
상기 보조덕트(30)는 상기 에어덕트(10)의 유입구(11)와 상기 터빈(B) 사이 에 형성되어 상기 에어덕트(10) 내부의 풍속 및 풍량이 미리 설정된 기준 값 이하로 하강되면, 상기 에어덕트(10) 내부로 바람을 추가 유입시키도록 하며, 후단부에 는 후술하는 풍량팬(60)이 설치된다. The auxiliary duct 30 is formed between the inlet 11 of the air duct 10 and the turbine (B) when the wind speed and the amount of air inside the air duct 10 is lowered below a predetermined reference value, The air duct 10 is further introduced into the air duct, and the rear end of the air volume fan 60 is installed.
상기 개폐밸브(40)는 상기 에어덕트(10)의 터빈(B) 전방에 설치되어, 상기 유입구(11)에서 유입되는 바람을 상기 터빈(B) 쪽으로 공급시키거나 차단되도록 하며, 상기 에어덕트(10)의 개도를 완전히 폐쇄 또는 개방시킬 수 있는 것들이 이용될 수 있다. The on-off valve 40 is installed in front of the turbine (B) of the air duct 10, to supply or block the wind flowing from the inlet 11 toward the turbine (B), the air duct ( Those that can completely close or open the opening degree of 10) can be used.
상기 배출기구(50)는 상기 긴급배기구(20)에 설치되어 상기 긴급배기구(20)로 불어오는 바람을 개폐하기 위한 것으로서, 다양한 형태의 것이 이용될 수 있으며, 그 일 예로서는 도 4의 확대도에 도시된 바와 같이 상기 긴급배기구(20)의 중 간부에 힌지결합되어 회동에 따라 상기 긴급배기구(20)를 개폐하는 댐퍼판(51)과, 상기 댐퍼판(51)에 연결되어 상기 댐퍼판(51)을 작동시키도록 하는 엑추에이터(52)로 구성할 수 있으며, 그 외 다른 실시예로서는 도 5의 확대도에 도시된 바와 같이 상기 긴급배기구(20)를 따라 전후진 가능하게 결합되는 밸브가 이용될 수 있으며, 상기 밸브는 상기 긴급배기구(20)의 내벽(55)에 설치되는 밸브시트(54)와, 상기 밸브시트(54)에 안착되고, 상기 긴급배기구(20)에 사전에 설정된 압력보다 높은 압력이 발생되면 상기 밸브시트(54)로부터 이탈되어 개방되는 밸브디스크(53)로 구성될 수 있다. The discharge mechanism 50 is installed in the emergency exhaust 20 to open and close the wind blowing into the emergency exhaust 20, a variety of forms can be used, as an example of the enlarged view of FIG. As shown in the figure, the damper plate 51 is hinged to the middle portion of the emergency exhaust pipe 20 to open and close the emergency exhaust pipe 20 according to rotation, and the damper plate 51 is connected to the damper plate 51. The actuator 52 may be configured to actuate, and as another embodiment, as shown in the enlarged view of FIG. 5, a valve coupled to the emergency exhaust pipe 20 forward and backward may be used. The valve is seated on the valve seat 54 and the valve seat 54 installed on the inner wall 55 of the emergency exhaust port 20, the pressure higher than the pressure set in advance in the emergency exhaust port (20) Is generated from the valve seat 54 Which may be of a leaving open the valve disc (53).
상기 풍량팬(60)은 상기 보조덕트(30)의 일지점에 설치되어, 작동시 발생되는 바람이 상기 보조덕트(30)와 에어덕트(10)를 통해 상기 에어덕트(10)에 설치된 상기 터빈(B)을 회전시키도록 하며, 바람을 발생시킬 수 있도록 된 일반적인 팬을 이용하여 상기 터빈(B)에 충분한 양의 바람을 공급할 수 있도록 구성된다. The airflow fan 60 is installed at one point of the auxiliary duct 30, the wind generated during operation of the turbine installed in the air duct 10 through the auxiliary duct 30 and the air duct 10 It is configured to rotate (B) and to supply a sufficient amount of wind to the turbine (B) by using a general fan capable of generating wind.
상기 풍력측정수단(70)은 상기 에어덕트(10)의 유입구(11) 쪽 일 지점에 설치되어 상기 에어덕트(10)를 통과하는 자연풍의 풍속 및 풍량을 측정하기 위한 것 으로서, 일반적인 에어플로우메터가 이용될 수 있다. The wind measuring means 70 is installed at one point of the inlet 11 side of the air duct 10 to measure the wind speed and air volume of the natural wind passing through the air duct 10, a general air flow meter Can be used.
상기 제어유닛(80)은 상기 풍력측정수단(70)에 연결되어 상기 풍력측정수단 (70)으로부터 측정된 풍속 및 풍량을 파악하고, 상기 풍속 및 풍량에 따라 상기 개폐밸브(40)와 배출기구(50)와 풍량팬(60)의 작동신호를 출력하도록 제어한다. The control unit 80 is connected to the wind measuring means 70 to grasp the wind speed and the air volume measured from the wind measuring means 70, and according to the wind speed and the air flow rate the on-off valve 40 and the discharge mechanism ( 50) and to control the operation signal of the air flow fan (60).
위와 같이 구성된 본 발명에 따른 풍력발전기의 제어장치는 풍동관(2)의 하 단과 연결된 에어덕트(10)의 유입구(11)에 설치된 풍력측정수단(70)에서 측정된 풍속 및 풍량이 미리 설정된 풍속 및 풍량보다 낮을 때에는, 제어유닛(80)은 풍량팬 (60)을 작동하도록 하는 작동신호를 출력하도록 하여 보조덕트(30)를 통해 에어덕트(10) 내에 강제로 바람을 불어 넣어 터빈(B)이 정지되지 않고 지속적으로 회전시키도록 하고, 상기 풍력측정수단(70)에서 측정된 풍속 및 풍량이 미리 설정된 풍속및 풍량보다 높을 때에는, 상기 제어유닛(80)은 상기 배출기구(50)를 개방함과 동시에 상기 개폐밸브(40)를 상기 풍속 및 풍량에 따라 개도를 조정하도록 하는 제어신호를 출력하도록 하며, 상기 풍력측정수단(70)에서 측정된 풍속 및 풍량이 미리 설정된 풍속 및 풍량의 범위내에 있을 때에는, 상기 제어유닛(80)은 상기 배출기구(50)를 완전히 폐쇄하고, 상기 풍량팬(60)의 작동을 정지하도록 함과 동시에 상기개폐밸브(40)를 완전히 개방하도록 하는 제어신호를 출력하도록 한다. The control device of the wind turbine generator according to the present invention configured as described above is the wind speed and the amount of wind measured in the wind measuring means 70 installed in the inlet 11 of the air duct 10 connected to the lower end of the wind tunnel (2) And when the air volume is lower than the air volume, the control unit 80 outputs an operation signal for operating the airflow fan 60 to forcibly blow air into the air duct 10 through the auxiliary duct 30 to make the turbine B To rotate continuously without stopping, and when the wind speed and air volume measured by the wind speed measuring means 70 are higher than a preset wind speed and air volume, the control unit 80 opens the discharge mechanism 50. At the same time, the on-off valve 40 outputs a control signal for adjusting the opening degree according to the wind speed and the wind volume, and the wind speed and wind volume measured by the wind speed measuring means 70 are within a preset wind speed and wind volume range. , The control unit 80 completely closes the discharge mechanism 50, stops the operation of the airflow fan 60, and outputs a control signal to completely open the open / close valve 40. Do it.
한편, 본 발명에 따른 풍력발전기의 제어장치는 바람이 장시간 불지 않아서 터빈(B)이 정지된 상태에서 매우 약한 바람이 불면, 풍량팬(60)을 이용하여 터빈 (B)에 강제로 바람을 불어넣어 터빈(B)을 강제로 회전시킴으로써 약한 바람에도 터빈(B)이 회전되어 발전작용을 할 수 있는 장점이 있다. 즉, 일반적인 풍력발전기는 터빈(B)이 정지된 상태에서 약한 바람이 불어올 경우 발전기(G)의 기동부하에 의해 터빈(B)이 회전되지 않게 되지만, 본 발명에 따른 풍력발전기는 강제로 터빈(B)을 회전시켜 약하게 불어오는 바람에 의해 터빈(B)이 지속적으로 회전되도록 하여 발전을 할 수 있음으로써, 매우 약한 바람이 불어오더라도 효율적으로 발전을 할 수 있는 장점이 있다. On the other hand, the control device of the wind power generator according to the present invention when the wind is not blown for a long time when the very weak wind blows in the state in which the turbine (B) is stopped, by forcibly blowing wind to the turbine (B) using the airflow fan (60) By forcibly rotating the turbine (B) has the advantage that the turbine (B) can rotate and generate power even in the mild wind. That is, in the general wind generator, when the weak wind blows while the turbine B is stopped, the turbine B is not rotated by the starting load of the generator G, but the wind generator according to the present invention is forcibly turbine By rotating the turbine (B) to allow the turbine (B) to be continuously rotated by the wind blowing weakly, there is an advantage that can be efficiently generated even when very weak wind blows.
또한 위의 실시예의 경우, 상기 제어유닛(80)이 상기 풍력측정수단(70)에 의해 측정된 풍압과 풍량의 데이터를 감시하여 상기 개폐밸브(40)와 배출기구(50)와 풍량팬(60)의 작동여부를 제어하는 것을 예시하였으나, 필요에 따라, 상기 터빈 (B)에 회전속도감지센서를 연결하여, 상기 풍력측정수단(70)과 회전속도감지센서의 출력데이터에 따라 개폐밸브(40)와 배출기구(50)와 풍량팬(60)의 작동여부를 제어 하는 것도 가능하다. In addition, in the case of the above embodiment, the control unit 80 monitors the data of the wind pressure and the air volume measured by the wind measuring means 70, the opening and closing valve 40, the discharge mechanism 50 and the air flow fan (60) ) To control the operation, but if necessary, by connecting the rotational speed sensor to the turbine (B), the on-off valve 40 in accordance with the output data of the wind speed measuring means 70 and the rotational speed detection sensor It is also possible to control the operation of the exhaust mechanism 50 and the air flow fan (60).

Claims (6)

  1. 일측에는 바람의 유입구(11)가 형성되고, 타측에는 상기 유입구(11)에서 유입된 바람을 배출시키기 위한 배출구(12)가 형성되며, 상기 유입구(11)와 상기 배출구(12) 사이에는 터빈(B)이 설치된 에어덕트(10); 상기 에어덕트(10)의 유입구(11)와 상기 터빈(B) 사이에 형성되어 상기 에어덕트(10) 내부의 풍속 및 풍량이 미리 설정된 기준 값 이상으로 상승되면, 상기 에 어덕트(10) 내의 바람을 외부로 배출되도록 하는 긴급배기구(20); 상기 에어덕트(10)의 유입구(11)와 상기 터빈(B) 사이에 형성되어 상기 에어덕트(10) 내부의 풍속 및 풍량이 미리 설정된 기준 값 이하로 하강되면, 상기 에어 덕트(10) 내부로 바람을 추가 유입시키기 위한 보조덕트(30); 상기 에어덕트(10)의 터빈(B) 전방에 설치되어, 상기 유입구(11)에서 유입되 는 바람을 상기 터빈(B) 쪽으로 공급시키거나 차단되도록 하는 개폐밸브(40); 상기 긴급배기구(20)에 설치되어 상기 긴급배기구(20)로 불어오는 바람을 개 폐하기 위한 배출기구(50); 상기 보조덕트(30)에 설치되어, 상기 에어덕트(10) 내부로 바람을 추가 유입 시키도록 하기 위한 풍량팬(60); 상기 에어덕트(10)의 유입구(11) 쪽 일 지점에 설치되어 상기 에어덕트(10) 를 통과하는 바람의 풍속 및 풍량을 측정하는 풍력측정수단(70); 및 상기 풍력측정수단(70)으로부터 측정된 풍속 및 풍량을 파악하고, 상기 풍속 및 풍량에 따라 상기 개폐밸브(40)와 배출기구(50)와 풍량팬(60)의 작동신호를 출력하도록 제어하는 제어유닛(80); 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 풍력발전기의 풍량제어장치. The inlet 11 of the wind is formed on one side, the outlet 12 for discharging the wind introduced from the inlet 11 is formed on the other side, between the inlet 11 and the outlet 12 turbine ( B) is installed air duct 10; The air duct 10 may be formed between the inlet 11 of the air duct 10 and the turbine B so that the air velocity and the air volume inside the air duct 10 rise above a predetermined reference value. An emergency exhaust pipe 20 for discharging the wind to the outside; When the air duct 10 is formed between the inlet 11 of the air duct 10 and the turbine B, and the wind speed and the air volume of the air duct 10 falls below a preset reference value, the air duct 10 is moved into the air duct 10. Auxiliary duct 30 for introducing additional wind; An opening / closing valve (40) installed in front of the turbine (B) of the air duct (10) to supply or block the wind flowing from the inlet (11) toward the turbine (B); A discharge mechanism (50) installed in the emergency exhaust pipe (20) for opening and closing the wind blowing into the emergency exhaust pipe (20); It is installed in the auxiliary duct (30), the air volume fan (60) for further introducing the air into the air duct (10); Wind measuring means (70) installed at one point of the inlet (11) side of the air duct (10) to measure the wind speed and air volume of the wind passing through the air duct (10); And grasping the wind speed and the air volume measured by the wind speed measuring means 70 and controlling to output the operation signals of the on / off valve 40, the discharge mechanism 50, and the air volume fan 60 according to the wind speed and the air volume. Control unit 80; Airflow control device of the wind turbine, characterized in that comprises a.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 풍력측정수단(70)에서 측정된 풍속 및 풍량이 미리 설정된 풍속 및 풍량보다 낮을 때에는, 상기 제어유닛(80)은 상기 풍량팬(60)을 작동하도록 하는 작동신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기의 풍량제어장치. According to claim 1, When the wind speed and the air flow rate measured by the wind measuring means 70 is lower than the preset wind speed and air flow rate, the control unit 80 outputs an operation signal for operating the air flow fan (60) Airflow control device of the wind turbine, characterized in that.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 풍력측정수단(70)에서 측정된 풍속 및 풍량이 미리 설정된 풍속 및 풍량보다 높을 때에는, 상기 제어유닛(80)은 상기 배출기구(50)를 개방함과 동시에 상기 개폐밸브(40)를 상기 풍속 및 풍량에 따라 개도를 조정하도록 하는 제어신호 를 출력하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기의 풍량제어장치. According to claim 1, When the wind speed and the air flow rate measured by the wind measuring means 70 is higher than the predetermined wind speed and air flow rate, the control unit 80 opens the discharge mechanism 50 and at the same time the on-off valve And a wind speed control device for outputting a control signal for adjusting the opening degree according to the wind speed and the wind volume.
  4. 제 1항 또는 제3항에 있어서, 상기 배출기구(50)는, 상기 긴급배기구(20)를 개폐하는 댐퍼판(51)과, 상기 댐퍼판(51)에 연결되어 상기 댐퍼판(51)을 작동시키도록 하는 엑추에이터(52)로 구성되는 것을 특징으로 하는 풍력발전기의 풍량제어장치. The said discharge mechanism 50 is connected with the damper plate 51 which opens and closes the said emergency exhaust pipe 20, and the damper plate 51, The said damper plate 51 is a Air flow rate control device, characterized in that consisting of an actuator 52 to operate.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 풍력측정수단(70)에서 측정된 풍속 및 풍량이 미리 설정된 풍속 및 풍량의 범위내에 있을 때에는, 상기 제어유닛(80)은 상기 배출기구(50)를 폐쇄하고, 상기 풍량팬(60)의 작동을 정지하도록 함과 동시에 상기 개폐밸브(40)를 완전히 개방하도록 하는 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기의 풍량제어장 치. 2. The control unit (80) according to claim 1, wherein the control unit (80) closes the discharge mechanism (50) when the wind speed and air volume measured by the wind speed measuring means (70) are within a range of a preset wind speed and air volume. Air flow control device for a wind turbine, characterized in that for outputting a control signal to stop the operation of the fan (60) and at the same time fully open the on-off valve (40).
  6. 일측에는 바람의 유입구(11)가 형성되고, 타측에는 상기 유입구(11)에서 유입된 바람을 배출시키기 위한 배출구(12)가 형성되며, 상기 유입구(11)와 상기 배출구(12) 사이에는 터빈(B)이 설치된 에어덕트(10); 상기 에어덕트(10)의 유입구(11)와 상기 터빈(B) 사이에 형성되어 상기 에어 덕트(10) 내부의 풍속 및 풍량이 미리 설정된 기준 값 이상으로 상승되면, 상기 에어덕트(10) 내의 바람을 외부로 배출되도록 하는 긴급배기구(20); 상기 에어덕트(10)의 유입구(11)와 상기 터빈(B) 사이에 형성되어 상기 에어 덕트(10) 내부의 풍속 및 풍량이 미리 설정된 기준 값 이하로 하강되면, 상기 에어 덕트(10) 내부로 바람을 추가 유입시키기 위한 보조덕트(30); 상기 에어덕트(10)의 터빈(B) 전방에 설치되어, 상기 유입구(11)에서 유입되는 바람을 상기 터빈(B) 쪽으로 공급시키거나 차단되도록 하는 개폐밸브(40); 상기 긴급배기구(20)에 설치되어 상기 긴급배기구(20)로 불어오는 바람을 개 폐하기 위한 배출기구(50); 상기 보조덕트(30)에 설치되어, 상기 에어덕트(10) 내부로 바람을 추가 유입 시키도록 하기 위한 풍량팬(60); 상기 터빈(B)의 일측에 설치되어 상기 터빈(B)의 회전속도를 감시하기 위한 회전속도감지센서; 및 상기 회전속도감지센서로부터 감지된 상기 터빈(B)의 회전속도데이터에 따라상기 개폐밸브(40)와 배출기구(50)와 풍량팬(60)의 작동신호를 출력하도록 제어하 는 제어유닛(80); 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 풍력발전기의 풍량제어장치. The inlet 11 of the wind is formed on one side, the outlet 12 for discharging the wind introduced from the inlet 11 is formed on the other side, between the inlet 11 and the outlet 12 turbine ( B) is installed air duct 10; The wind in the air duct 10 is formed between the inlet 11 of the air duct 10 and the turbine B so that the wind speed and the air volume inside the air duct 10 rise above a predetermined reference value. Emergency exhaust pipe 20 to be discharged to the outside; When the air duct 10 is formed between the inlet 11 of the air duct 10 and the turbine B, and the wind speed and the air volume of the air duct 10 is lowered below a preset reference value, the air duct 10 is moved into the air duct 10. Auxiliary duct 30 for introducing additional wind; An opening / closing valve (40) installed in front of the turbine (B) of the air duct (10) to supply or block the wind flowing from the inlet (11) toward the turbine (B); A discharge mechanism (50) installed in the emergency exhaust pipe (20) for opening and closing the wind blowing into the emergency exhaust pipe (20); It is installed in the auxiliary duct (30), the air volume fan (60) for further introducing the air into the air duct (10); A rotational speed sensor installed at one side of the turbine B for monitoring a rotational speed of the turbine B; And a control unit controlling to output an operation signal of the on / off valve 40, the discharge mechanism 50, and the airflow fan 60 according to the rotation speed data of the turbine B detected by the rotation speed detection sensor. 80); Airflow control device of the wind turbine, characterized in that comprises a.
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