KR101194571B1 - 풍력 발전기 및 풍력 발전기의 환기 구조 - Google Patents
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Abstract
풍력 발전기가 제공된다. 본 발명에 따른 풍력 발전기는, 로터 블레이드가 설치된 허브와, 허브가 회전가능하게 설치되고, 내부에 허브로부터 전달된 회전력을 전달하는 구동부 및 구동부로부터 전달받은 회전력을 이용하여 발전하는 발전기를 구비한 나셀을 포함하는 풍력 발전기로서, 허브는, 일측에 허브에 연결되는 플랜지부가 형성되며 타측에 구동부에 연결된 회전 몸체를 구비한 메인 샤프트에 의하여 나셀에 회전가능하게 설치되며, 메인 샤프트는 플랜지부의 둘레를 따라 형성된 복수의 볼트 결합홀을 포함하고, 복수의 볼트 결합홀 중 적어도 어느 하나에는 중공 볼트가 설치되며, 중공 볼트에 형성된 중공 볼트홀을 통하여 허브 내부로부터 나셀 내부로 공기가 유동할 수 있다.
Description
본 발명은 풍력 발전기에 관한 것으로, 보다 상세히, 풍력 발전기의 환기 구조에 관한 것이다.
자연 에너지인 풍력을 이용해서 발전하는 풍력 발전기(1)는, 도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 타워(2) 상에 설치된 나셀(3: nacelle), 나셀(3)의 전방 측에 설치되는 허브(4) 및 상기 허브(4)에 설치되는 로터 블레이드(5: rotor blade)를 구비한다.
나셀(3)은 상기 허브(4)와 일체로 회전하도록 형성된 메인 샤프트에 의하여 상기 허브와 연결되며, 상기 나셀(3)의 내부에는 상기 메인 샤프트와 연결된 증속기 및 상기 증속기의 축 출력에 의해 구동되는 발전기가 설치된다.
이와 같은 종래의 풍력 발전기에 있어서, 고정된 구조체인 나셀(3)의 전방 측에서 회전하는 허브(4)의 내부에는, 발열을 수반하는 내부 기기가 설치되어 있다. 상기 내부 기기는 풍속의 변동에 따라 블레이드(5)의 날개 피치를 신속 및 정밀하게 변화시키는 피치 제어장치로서 전동기에 의해 구동되는 유압 펌프 등의 구동 기기 혹은 피치 제어를 실행하는 컨트롤 판넬 등의 제어 기기를 포함할 수 있다.
한편, 나셀(3)의 내부에 설치되는 증속기 및 발전기 등도 풍력 발전기의 운전시에 발열하도록 구성된다.
이 때, 상기 나셀(3)과 허브(4)의 사이는, 메인 샤프트에 의하여 구조적으로 연결되어 있기는 하나, 허브(4)측이 폐쇄되어 있기 때문에 상호간의 공기 유동이 거의 발생하지 않는다.
또한, 허브(4)의 내부는, 허브(4) 내부에 위치된 내부 기기를 보호하기 위해서 밀폐되어야 할 필요가 있다. 이에 따라, 허브(4)와 나셀(3)의 사이는 공기 유동이 거의 없으므로, 허브(4) 내의 발열로 인해 온도가 상승한 공기의 대부분은 그대로 허브 내에 체류하게 된다.
이와 같이, 허브(4)의 내부는, 열이 꽉 차기 쉬운 밀폐 구조로 이루어져 있기 때문에, 내부 기기의 발열량 증대에 의하여 허브 내부의 온도 상승이 현저해지는 문제점이 있다.
따라서, 허브(4) 내부의 제어 기기를 정상으로 작동시켜서 발전을 계속하기 위해서는, 허브(4) 내부를 용이하게 냉각할 수 있는 환기 구조를 갖는 풍력 발전기의 개발이 필요하다.
본 발명의 일 실시예는 허브 내부를 용이하게 냉각할 수 있는 환기 구조를 갖는 풍력 발전기를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 풍력 발전기의 허브 전방으로부터 허브 내부 및 나셀 내부를 거쳐 나셀 후방까지 연결되는 공기 유동로를 구비한 풍력 발전기를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 로터 블레이드가 설치된 허브와, 상기 허브가 회전가능하게 설치되고, 내부에 상기 허브로부터 전달된 회전력을 전달하는 구동부 및 상기 구동부로부터 전달받은 회전력을 이용하여 발전하는 발전기를 구비한 나셀을 포함하는 풍력 발전기에 있어서, 상기 허브는, 일측에 상기 허브에 연결되는 플랜지부가 형성되며 타측에 상기 구동부에 연결된 회전 몸체를 구비한 메인 샤프트에 의하여 상기 나셀에 회전가능하게 설치되며, 상기 메인 샤프트는 상기 플랜지부의 둘레를 따라 형성된 복수의 볼트 결합홀을 포함하고, 상기 복수의 볼트 결합홀 중 적어도 어느 하나에는 중공 볼트가 설치되며, 상기 중공 볼트에 형성된 중공 볼트홀을 통하여 상기 허브 내부로부터 상기 나셀 내부로 공기가 유동할 수 있는,, 풍력 발전기가 제공된다.
이 때, 상기 허브의 일측에는 상기 공기 유동홀과 공기 유동 가능하게 연결된 관통홀이 형성될 수 있다.
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이 때, 상기 허브 내부에 설치되는 전자 기기와 상기 나셀 내부에 형성되는 전자 기기를 연결하는 전기 배선이 상기 중공 볼트의 중공 볼트홀을 지날 수 있다.
이 때, 상기 허브의 전방부에 허브 도어가 설치되며, 상기 허브 도어에는 상기 허브의 외기와 상기 허브 내부를 공기 유동 가능하게 연결하는 제 1 공기 유동로가 설치될 수 있다.
이 때, 상기 나셀에는 상기 나셀 내부와 상기 나셀 외부를 공기 유동 가능하게 연결하는 제 2 공기 유동로가 설치될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 허브의 내부와 나셀의 내부가 메인 샤프트의 공기 유동홀 또는 중공부 중 적어도 어느 하나를 통하여 상호 공기 유동 가능하게 연결되는 풍력 발전기의 환기 구조가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 풍력 발전기의 허브와 나셀 사이에 설치되는 메인 샤프트의 플랜지부에 공기 유동홀을 형성하여 허브와 나셀 사이의 공기가 유동할 수 있도록 하였다.
이 때, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 메인 샤프트의 볼트 결합홀에 중공 볼트를 결합하여 중공 볼트의 중공 볼트홀이 공기 유동홀로 사용되거나 또는 허브와 나셀 사이에 설치되는 전기 배선이 지나는 통로로 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 허브의 허브 도어와 나셀 일측에 공기 유동로를 형성하여 허브의 전방으로부터 허브의 내부 및 나셀 내부를 지나 나셀 외부로 공기가 유동할 수 있는 환기 구조를 형성하여 풍력 발전기의 허브 및 나셀 내부의 공기 순환이 용이하도록 하였다.
도 1은 풍력 발전기의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기의 허브 및 메인 샤프트 결합 구조를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기에 사용되는 메인 샤프트의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기의 메인 샤프트에 결합되는 중공 볼트의 사시도이다.
도 5는 도 2의 단면도이다.
도 6은 도 5에서 VI의 확대도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기의 허브 및 나셀 내부의 환기 경로를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기의 허브 및 메인 샤프트 결합 구조를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기에 사용되는 메인 샤프트의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기의 메인 샤프트에 결합되는 중공 볼트의 사시도이다.
도 5는 도 2의 단면도이다.
도 6은 도 5에서 VI의 확대도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기의 허브 및 나셀 내부의 환기 경로를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기의 허브 및 메인 샤프트 결합 구조를 도시한 사시도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기에 사용되는 메인 샤프트의 사시도이다. 이하 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기를 설명함에 있어, 전방은 풍력 발전기의 허브가 위치되어 바람이 불어오는 방향을 의미하는 것으로 규정하며, 후방은 풍력 발전기의 나셀이 위치되어 바람이 불어 나가는 방향을 의미하는 것으로 규정하여 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기는 허브(4)와 연결되는 메인 샤프트(30)에 형성되는 플랜지부(34)에 허브(4)의 내부와 나셀(3)의 내부가 공기 유동가능하게 소통할 수 있도록 공기 유동홀을 구비한다.
이 때, 본 실시예에 따르면, 메인 샤프트(30)의 플랜지부(34)에 형성되는 공기 유동홀은 플랜지부를 관통하여 형성된 복수의 홀(37, 38)로 이루어질 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 볼트 결합홀(35) 중 적어도 하나에 중공 볼트(10)가 설치되는데, 이 때 중공 볼트에 형성된 중공 볼트홀(15)이 공기 유동홀을 구성할 수도 있다.
중공 볼트(10)본 발명의 일 실시예에 따른, 풍력 발전기의 환기 구조는 메인 샤프트의 플랜지부에 복수의 홀을 형성하거나 또는 볼트 결합홀에 중공 볼트를 설치하여 허브와 나셀이 공기 유동가능하게 소통할 수 있도록 한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 유동홀을 구비한 메인 샤프트의 구성 및 풍력 발전기의 환기 구조에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기의 허브(4)는 전방 측에 허브 도어(48)가 설치되는 허브 도어 개구(43)를 구비한 허브 몸체(41)를 포함한다.
허브 도어 개구(43)에는 허브 도어(48)가 설치되며, 허브 도어(48)에는 제 1 공기 유동로(49)가 형성된다. 제 1 공기 유동로(49)는 허브 외측의 외기로부터 허브 내부로 공기가 유입될 수 있도록 하기 위한 구성이다.
이 때 제 1 공기 유동로(49)는 루버(louver)와 같은 구조를 채용하여 공기는 통과하되 빗물과 같은 이물질은 허브 내부로 유입되지 않도록 할 수 있다.
이 때, 제 1 공기 유동로(49)에는 팬이 설치되어 공기 유동을 강제로 일으킬 수 있도록 하는 것도 가능하다. 허브 몸체(41)의 측면에는 로터 블레이드(5)가 결합되는 복수의 블레이드 결합구(42)가 형성된다.
허브 몸체(41)는 후방 측에 메인 샤프트 결합구(44)가 형성되며, 이에 따라, 메인 샤프트(30)가 허브 몸체(41)의 후방측에 결합될 수 있도록 형성된다.
도 3을 참조하면, 허브 몸체(41)에 결합되는 메인 샤프트(30)는 원통형으로 이루어진 회전 몸체(32)와 상기 회전 몸체(32) 전방측에 형성된 플랜지부(34)를 포함한다.
회전 몸체(32)는 축 방향으로 회전축의 중심에 중공부(33)가 형성된다.
그리고 회전 몸체의 전방측에는 회전 몸체보다 큰 반지름을 갖는 플랜지부(34)가 형성된다. 이 때 플랜지부(34)의 외주부에는 복수의 볼트 결합홀(35)이 동일한 간격으로 이격되도록 형성된다.
한편, 상기 볼트 결합홀(35)에 대응하여 허브 몸체(41)의 후방측에는 복수의 볼트 결합 관통홀(46)이 형성된다.
종래에는 플랜지부의 볼트 결합홀과 허브 몸체의 볼트 결합 관통홀에 스터드 볼트를 결합하여 허브와 메인 샤프트를 결합하였다. 그리고, 종래에는 풍력 발전기의 허브에 있는 전기 기기를 나셀 내부의 전기 기기와 전기적으로 연결할 때 메인 샤프트의 중공부 내에 전기 배선을 배치하여, 중공부가 전기 배선 통로로서 사용되었다.
그러나 본 실시예에서는 일 실시예로서 메인 샤프트(30)의 플랜지부(34)에 형성된 볼트 결합홀(35)과 허브 몸체(41)의 볼트 결합 관통홀(46)에 종래에 사용된 스터드 볼트 대신에 중공 볼트(10)를 결합하였다. 이 때, 중공 볼트(10)는 중공 스터드 볼트일 수 있다.
도 4에 본 실시예에 따른 풍력 발전기에 사용되는 중공 볼트(10)가 도시되어 있다.
도 4를 참조하면 본 실시예에 사용되는 중공 볼트(10)는 원통 형태의 종공 볼트 몸체(12) 양 단부측에 나사산부(13)가 형성되며, 길이 방향 중심에 중공 볼트 홀(15)이 형성된다. 한편, 중공 볼트(10)의 나사산부(13)에는 너트(14) 및 와셔(16)와 같은 구성요소가 결합될 수 있다.
도 5에는 허브(4)와 메인 샤프트(30)가 결합된 상태의 단면도가 도시되어 있다. 도 6은 도 5에서 VI의 확대 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기(1)에서 풍력 발전기(1)의 허브(4)와 메인 샤프트(30)의 플랜지부(34)는 복수의 중공 볼트(10)에 의하여 결합된다.
이 때 허브(4)와 메인 샤프트(30)의 플랜지부(34)에는 각각 볼트 결합 관통홀(46) 및 볼트 결합홀(35)이 복수 개, 예를 들어, 76 개 정도 형성되어 있는데, 본 실시예에서는 상기 볼트 결합 관통홀(46) 및 볼트 결합홀(35)에 결합되는 스터드 볼트의 적어도 일부가 중공 볼트홀을 구비한 중공 볼트(10)로 이루어진다.
이 때 중공 볼트(10)는 전체 볼트 결합 관통홀(46) 및 볼트 결합홀(35)에 결합될 수도 있으나, 필요에 따라, 일부에는 중공 스터드 볼트가 결합되고, 나머지 일부에는 중공이 아닌 일반 스터드 볼트를 사용할 수도 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 이와 같이 허브(4)와 메인 샤프트(30)을 결합하는 중공 볼트(10)의 [중공 볼트홀의 홀의 크기X 설치되는 중공 볼트의 개수]만큼 허브(4)와 나셀(3) 사이에는 공기가 유동할 수 있는 공간이 형성된다. 이와 같은 경우 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기에 있어서, 중공 볼트 홀(15)은 허브 내부의 공기가 나셀(3) 내부로 유동할 수 있는 공기 유동로로 사용될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 중공 볼트 홀(15)은 허브(4) 내측에 위치되는 전기 기기의 배선(9)이 나셀(3) 내부로 연장될 수 있는 배선 설치 공간으로 이용될 수 있다.
즉, 종래에는 허브 내부로부터 나셀 내부로 전기 배선을 설치할 수 있는 공간이 메인 샤프트의 중공부 밖에 없었으며, 나머지 부분은 메인 샤프트의 플랜지부에 의하여 막혀 있었다. 또한 메인 샤프트의 중공부에 전기 배선이 설치될 경우 중공부 역시 전기 배선에 의하여 좁아지기 때문에 허브의 내부로부터 나셀 내부로 공기가 유동할 수 있는 공기 유동로가 거의 존재하지 않았다.
그러나, 본 실시예에서와 같이 허브(4)와 메인 샤프트(30)를 결합하기 위하여 중공 볼트(10)를 사용할 경우 중공 볼트(10)의 중공 볼트 홀(15)을 전기 배선 설치 공간으로 활용할 수 있다.
이와 같이 중공 볼트 홀(15)이 전기 배선 설치 공간으로 활용될 경우 메인 샤프트(30)의 중공부(33)는 전기 배선(9)을 설치할 필요가 없으므로, 중공부(33) 내부가 비워지게 되어 중공부(33)가 공기 유동로의 역할을 수행할 수 있게 된다.
이 때, 필요에 따라 중공부(33) 또는 중공 볼트의 중공 볼트 홀(15) 중 전기 배선이 용이한 공간에 전기 배선을 설치하는 것도 고려해 볼 수 있을 것이다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면 메인 샤프트의 플랜지부(34) 일측에 중공 볼트가 설치되는 것과 상관없이 공기 유동홀(37, 38)을 형성할 수도 있다. 도 3 및 도 5 및 도 6을 참조하면, 공기 유동홀(37, 38)은 플랜지부의 볼트 결합홀(35) 보다 메인 샤프트의 중심부와 가까운 위치에 형성될 수 있다. 도면번호 37의 공기 유동홀과 도면번호 38의 공기 유동홀의 차이는 도면 번호 37의 공기 유동홀 측부에는 허브의 관통홀(47)이 위치된다는 점이다.
보다 상세히, 허브(4)에는, 도면번호 37로 지칭된 공기 유동홀과 나란하게 관통홀(47)이 형성되어, 허브(4)의 내부 공기가 관통홀 및 공기 유동홀(37)을 지나 나셀(3)의 내부로 유동가능하게 형성된다.
그리고, 도면 번호 38의 공기 유동홀은 메인 샤프트 결합구(44) 측으로 연결되어 허브에 추가적인 관통홀이 형성되지 않고 직접 허브의 내부와 나셀 내부가 공기 소통가능하게 연결되도록 구성된다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 볼트 결합홀에 중공 볼트를 결합하지 않고, 플랜지부에 별도의 공기 유동홀을 형성하면 해당 공기 유동홀의 넓이만큼의 공기 유동 경로를 생성할 수 있다.
이와 같이 메인 샤프트의 플랜지부에 형성된 상기 공기 유동홀(37, 38)은 허브(4) 내부로부터 나셀(3) 내부로 공기가 유동하는 공기 유동 통로로 사용될 수 있다.
이때 공기 유동홀(47, 37)은 허브(4)와 메인 샤프트(30)의 결합 강도를 약화시키지 않는 범위 내에서 허브(4)와 메인 샤프트(30)의 접합 부위에 적절한 위치와 크기를 갖도록 형성될 수 있다.
이와 같이 허브(4)와 나셀(3) 사이에 공기 유동홀(47, 37)을 형성하면 허브(4)와 나셀(3) 사이에서 공기가 유동할 수 있는 면적이 넓어지게 된다.
이상과 같은 구성으로 이루어진 풍력 발전기는 풍력 발전기(1)의 전방측으로부터 공기가 유입되어 메인 샤프트의 중공부(33), 공기 유동홀(37, 38) 또는 볼트 결합홀에 결합된 중공볼트의 중공 볼트홀(15) 중 적어도 하나 이상을 통하여 나셀(3)의 후방 측으로 유동할 수 있도록 구성된다.
도 7에는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기(1)의 허브(4)와 나셀(3)을 통하여 공기가 유동하는 환기 구조가 도시되어 있다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기(1)는 허브 도어(48)에 형성된 제 1 공기 유동로(49)를 통하여 풍력 발전기(1)의 전방 측 외기(A)에 위치하던 공기가 허브 내부(B)로 유입된다.((I)번 화살표 방향 공기 유동)
허브 내부(B)로 유입된 공기는 허브 내부(B)로부터 두 개의 경로, 즉, 메인 샤프트(30)의 중공부(33)을 통하여 나셀 내부로 이동하거나((II)번 화살표 방향 공기 유동), 또는 허브(4)와 메인 샤프트(30)을 결합하기 위한 복수의 중공 볼트에 형성될 중공 볼트 홀(15)을 통하여 또는 공기 유동홀(37, 38)을 통하여 나셀 내부(C)로 이동((Ⅲ)번 화살표 방향 공기 유동)될 수 있다.
이 때, 공기 유동홀(37, 38) 및 중공 볼트홀(15)은 적어도 어느 하나만 형성되어 있으면, 허브 내부로부터 나셀 내부로 공기 유동이 가능할 수 있을 것이다.
한편, 나셀 내부(C)로 이동된 공기는 나셀 후방 측에 설치된 제 2 공기 유동로(7), 예를 들어 루버 형태로 이루어질 수 있는 환기구를 통하여 나셀(3) 후방 측 외기(D)로 배출될 수 있다.((Ⅳ)번 화살표 방향 공기 유동)
본 실시예에서는 제 2 유동로(7)가 나셀(3) 후방측에 형성된 것으로 도시하였으나, 제 2 유동로(7)의 설치 위치는 나셀(3) 내부의 공기가 외측으로 배출될 수 있는 위치라면 어느 위치에든 위치될 수 있다.
만일 허브 도어(48)에 팬이 설치된 경우에는 이와 같은 공기 유동이 강제로 이루어져 풍력 발전기 전방으로부터 허브 내부(B) 및 나셀 내부(C)를 지나 나셀 후방측으로의 공기 유동이 발생할 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기는 앞서 설명한 바와 같이 허브와 나셀을 통과하는 개방된 공기의 흐름에 의하여 허브 내측 및 나셀 내부의 전기 기기의 냉각이 용이하게 이루어질 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
1 풍력 발전기 2 타워
3 나셀 4 허브
5 블레이드 7 제 2 공기 유동로
9 전기 배선 10 중공 볼트
12 중공 볼트 몸체 13 나사산부
14 너트 16 와셔
15 중공 볼트 홀 20 로터 락 디스크
30 메인 샤프트 32 회전 몸체
33 중공부 34 플랜지부
35 볼트 결합홀 37 38 공기 유동홀
41 허브 몸체 42 블레이드 결합구
43 허브 도어 개구 44 메인 샤프트 결합구
46 볼트 결합 관통홀 47 관통홀
48 허브 도어 49 제 1 공기 유동로
3 나셀 4 허브
5 블레이드 7 제 2 공기 유동로
9 전기 배선 10 중공 볼트
12 중공 볼트 몸체 13 나사산부
14 너트 16 와셔
15 중공 볼트 홀 20 로터 락 디스크
30 메인 샤프트 32 회전 몸체
33 중공부 34 플랜지부
35 볼트 결합홀 37 38 공기 유동홀
41 허브 몸체 42 블레이드 결합구
43 허브 도어 개구 44 메인 샤프트 결합구
46 볼트 결합 관통홀 47 관통홀
48 허브 도어 49 제 1 공기 유동로
Claims (7)
- 로터 블레이드가 설치된 허브와, 상기 허브가 회전가능하게 설치되고, 내부에 상기 허브로부터 전달된 회전력을 전달하는 구동부 및 상기 구동부로부터 전달받은 회전력을 이용하여 발전하는 발전기를 구비한 나셀을 포함하는 풍력 발전기에 있어서,
상기 허브는, 일측에 상기 허브에 연결되는 플랜지부가 형성되며 타측에 상기 구동부에 연결된 회전 몸체를 구비한 메인 샤프트에 의하여 상기 나셀에 회전가능하게 설치되며,
상기 메인 샤프트는 상기 플랜지부의 둘레를 따라 형성된 복수의 볼트 결합홀을 포함하고,
상기 복수의 볼트 결합홀 중 적어도 어느 하나에는 중공 볼트가 설치되며, 상기 중공 볼트에 형성된 중공 볼트홀을 통하여 상기 허브 내부로부터 상기 나셀 내부로 공기가 유동할 수 있는, 풍력 발전기.
- 제 1항에 있어서,
상기 허브의 일측에는 상기 중공 볼트홀과 공기 유동 가능하게 연결된 관통홀이 형성되는, 풍력 발전기.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 허브 내부에 설치되는 전자 기기와 상기 나셀 내부에 형성되는 전자 기기를 연결하는 전기 배선이 상기 중공 볼트홀을 지나는, 풍력 발전기.
- 제 1 항에 있어서,
상기 허브의 전방부에 허브 도어가 설치되며, 상기 허브 도어에는 상기 허브의 외기와 상기 허브 내부를 공기 유동 가능하게 연결하는 제 1 공기 유동로가 설치된, 풍력 발전기.
- 제 5 항에 있어서,
상기 나셀에는 상기 나셀 내부와 상기 나셀 외부를 공기 유동 가능하게 연결하는 제 2 공기 유동로가 설치된, 풍력 발전기.
- 제 1항, 제 2항, 제 4항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 따른 풍력 발전기의 환기 구조로서,
상기 허브의 내부와 상기 나셀의 내부가 상기 메인 샤프트의 상기 볼트 결합홀에 결합된 중공 볼트홀 또는 상기 메인 샤프트의 중공부 중 적어도 어느 하나를 통하여 상호 공기 유동 가능하게 연결되는 풍력 발전기의 환기 구조.
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US7810194B2 (en) * | 2007-04-05 | 2010-10-12 | Alain Clenet | Mattress for adjustable bed |
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US20100259923A1 (en) * | 2009-04-14 | 2010-10-14 | Zirong Lee | High-Voltage Under-Cabinet Puck Light |
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Patent Citations (3)
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---|---|---|---|---|
US20080025847A1 (en) | 2006-07-31 | 2008-01-31 | Ewald Teipen | Ventilation assembly for wind turbine rotor hub |
US20080272604A1 (en) | 2007-04-27 | 2008-11-06 | Cornelus Johannes Antonius Versteegh | Wind Turbine |
JP2009091929A (ja) * | 2007-10-05 | 2009-04-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 風力発電装置 |
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