KR101505543B1

KR101505543B1 - Wind power generator

Info

Publication number: KR101505543B1
Application number: KR1020130145349A
Authority: KR
Inventors: 지우진; 박용환
Original assignee: 삼성중공업(주)
Priority date: 2013-11-27
Filing date: 2013-11-27
Publication date: 2015-03-24

Abstract

The present invention provides a wind power generator, which is capable of blocking structureborne noise transmitted along a tower structure from a nacelle. The wind power generator includes: a blade rotated by wind; a shaft fixed with the blade and configured to function as a central axis of rotation; a nacelle provided with a generator which produces electricity by rotation of the shaft; a tower structure configured to support the nacelle; and a soundproof cover provided on a bottom part of the nacelle to block structureborne noise transmitted along the tower structure from the nacelle from being emitted to the outside, and provided to surround a top part of the tower structure.

Description

{Wind power generator}

본 발명은 풍력 발전기에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 나셀에서 타워 구조물을 따라 전달되는 고체음을 차단할 수 있는 풍력 발전기에 관한 것이다. The present invention relates to a wind power generator, and more particularly, to a wind power generator capable of blocking a solid sound transmitted along a tower structure in a nacelle.

자연 에너지인 풍력을 이용해서 발전하는 수평축 풍력 발전기는 타워 상에 설치된 나셀(nacelle), 나셀의 전방 측에 설치되는 허브 및 상기 허브에 설치되는 블레이드(blade)를 구비한다. A horizontal axis wind power generator that generates natural energy using wind power includes a nacelle installed on the tower, a hub installed on the front side of the nacelle, and a blade installed on the hub.

이때, 나셀은 허브와 일체로 회전하도록 형성된 메인 샤프트에 의하여 허브와 연결되며, 나셀의 내부에는 메인 샤프트와 연결된 증속기 및 증속기의 축 출력에 의해 구동되는 발전기가 설치된다.At this time, the nacelle is connected to the hub by a main shaft formed to rotate integrally with the hub, and a generator driven by the shaft output of the booster and the shoe is connected to the main shaft.

이와 같이 구성된 풍력 발전기는 풍력 발전기를 향하여 바람이 불어오면 블레이드가 회전하고, 회전하는 블레이드의 회전력을 이용하여 발전기가 발전을 하게 된다.The wind turbine thus constructed rotates the blades when the wind is blown toward the wind turbine generator, and the generator generates electricity using the rotating force of the rotating blades.

그러나, 풍력 발전기에서 발전을 하는 과정에서 나셀의 증속기에서 발생하는 진동이 타워 구조물을 가진시켜 고체음(STRUCTURE BORNE NOISE)을 발생시키게 된다. 이러한 소음은 토널(tonal) 특성을 가지며 국제 규격에 의해 특정 값을 넘으면 패널티가 발생된다. However, in the process of power generation in the wind turbine, the vibration generated by the nacelle boosters causes the tower structure to generate a STRUCTURE BORN NOISE. Such noise has a tonal characteristic and a penalty is generated if it exceeds a specific value according to the international standard.

미국 특허공보 US7144216(2006.12.05)US Patent No. 7,144,216 (December 5, 2006)

본 발명은 나셀에서 타워 구조물을 따라 전달되는 고체음을 차단할 수 있는 풍력 발전기를 제공하는데 있다. The present invention provides a wind power generator capable of blocking solid sounds transmitted along a tower structure in a nacelle.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The problems to be solved by the present invention are not limited thereto, and other matters not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 측면에 따르면, 바람에 의해 회전하는 블레이드; 상기 블레이드가 고정되어 회전중심축이 되는 샤프트; 상기 샤프트의 회전에 의해 전력을 생산하는 발전기가 마련되는 나셀; 상기 나셀을 지지하는 타워 구조물; 및 상기 나셀 하부에 설치되고 상기 타워 구조물의 상부를 감싸도록 제공되어 상기 나셀에서 상기 타워 구조물을 따라 전달되는 고체음이 외부로 방출되는 것을 차단하는 방음 커버를 포함하는 풍력 발전기를 제공하고자 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a wind turbine comprising: a blade rotating by wind; A shaft to which the blade is fixed and becomes a rotation center shaft; A nacelle provided with a generator for generating electric power by rotation of the shaft; A tower structure for supporting the nacelle; And a soundproof cover installed at a lower portion of the nacelle and provided to surround an upper portion of the tower structure to block the release of solid sounds transmitted along the tower structure from the nacelle to the outside.

또한, 상기 방음 커버는 상기 타워 구조물의 상부를 감싸도록 원통형으로 제공될 수 있다.The soundproof cover may be provided in a cylindrical shape so as to surround the top of the tower structure.

또한, 상기 풍력 발전기는 상기 나셀 회전시 상기 타워 구조물과의 마찰 없이 회전될 수 있도록 상기 방음 커버와 상기 타워 구조물 사이에 제공되는 롤러를 더 포함할 수 있다.The wind power generator may further include a roller provided between the soundproof cover and the tower structure so as to be rotated without friction with the tower structure when the nacelle rotates.

또한, 상기 방음 커버는 내측면에 설치되는 흡음 및 방음재를 더 포함할 수 있다. Further, the soundproof cover may further include a sound absorption and sound insulation material provided on the inner side surface.

본 발명의 실시예에 의하면, 원통형의 방음 커버가 나셀에서 타워 구조물로 전달되는 고체음이 외부로 방출되는 것을 차단함으로써 풍력 발전기에서의 소음을 효과적으로 감소시킬 수 있다. According to the embodiment of the present invention, the noise from the wind turbine generator can be effectively reduced by blocking the sound emitted from the cylindrical soundproof cover from the nacelle to the tower structure.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기를 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1에서 방음커버가 설치된 나셀을 보여주는 요부 사시도이다.
도 3은 도 1에 표시된 a-a선을 따라 절취한 평단면도이다.1 is a view showing a wind turbine according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing the nacelle provided with the soundproof cover in FIG. 1. FIG.
3 is a plan sectional view taken along the line aa shown in Fig.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 풍력 발전기를 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, a wind turbine generator according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기를 보여주는 도면이고, 도 2는 도 1에서 방음커버가 설치된 나셀을 보여주는 요부 사시도이다. 도 3은 도 1에 표시된 a-a선을 따라 절취한 평단면도이다.FIG. 1 is a view showing a wind turbine according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a main part perspective view showing a nacelle equipped with a soundproof cover in FIG. 3 is a plan sectional view taken along the line a-a shown in Fig.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 풍력 발전기(10)는 바람의 유동에 따른 운동에너지를 기계적 에어지로 변환시키는 블레이드(100), 블레이드(100)를 연결하는 허브(110), 허브(110)에 연결되는 주축(120), 주축(120)에 연결되는 증속기(130) 및 발전기(140), 주축(120)과 증속기(130) 및 발전기(140)가 내장되는 나셀(200), 나셀(200)을 지지하는 타워 구조물(300) 그리고 나셀(200)에 설치되는 방음 커버(400)를 포함한다. 1 to 3, the wind turbine generator 10 includes a blade 100 for converting kinetic energy according to the flow of wind into a mechanical air guide, a hub 110 for connecting the blade 100, A main shaft 120 connected to the main shaft 120 and a power generator 140 connected to the main shaft 120. A nacelle 200 and a nacelle 200 having a main shaft 120 and a speed reducer 130 and a generator 140, 200, and a soundproof cover 400 installed on the nacelle 200. The nacelle 200 includes a soundproof cover 400,

블레이드(100)는 복수로 구비되어 허브(110)에 원주 방향을 따라 등각으로 배치 장착되며, 불어오는 바람의 운동에너지에 의하여 토크를 발생시킨다. 허브(110)에는 블레이드들(100)이 연결된다. 허브(110)는 블레이드들(100)의 회전 중심을 형성하여 블레이드(100)의 토크에 따라 회전 운동한다. The plurality of blades 100 are disposed in the hub 110 in an equiangular manner along the circumferential direction, and generate torque by the kinetic energy of the wind. The hubs 110 are connected to the blades 100. The hub 110 forms the center of rotation of the blades 100 and rotates according to the torque of the blade 100.

나셀(200)의 요잉 제어에 의하여, 허브(110)의 선단과 블레이드들(100)은 바람이 불어오는 방향을 향하게 된다. 주축(120)에서, 일측은 허브(110)에 연결되고 다른 일측은 증속기(130)에 연결된다. 따라서 주축(120)은 허브(110)의 토크를 증속기(130)로 전달한다. 증속기(130)는 허브(110) 및 주축(120)을 통하여 전달되는 블레이드(100)의 저속 회전수를 발전기(140)용 고속 회전수로 증속시킨다. 발전기(140)는 증속기(130)에 연결되어 증속기(130)의 고속 회전으로 전기에너지를 출력한다. By the yaw control of the nacelle 200, the tip of the hub 110 and the blades 100 are directed in the wind direction. In the main shaft 120, one side is connected to the hub 110 and the other side is connected to the reducer 130. Thus, the main shaft 120 transfers the torque of the hub 110 to the booster 130. The speed reducer 130 increases the low speed rotation speed of the blade 100 transmitted through the hub 110 and the main shaft 120 to the high speed rotation speed for the generator 140. The generator 140 is connected to the speed reducer 130 and outputs electric energy at high speed rotation of the speed reducer 130.

타워 구조물(300)은 나셀(200)을 지지하는 구조물로써, 지면(20)에 수직이 되도록 설치된다. 타워 구조물(300)의 내부에는 나셀(200)에서 생산된 전력를 내보내는 전력 송출라인 등이 통과한다. The tower structure 300 is a structure for supporting the nacelle 200 and is installed perpendicularly to the ground 20. Inside the tower structure 300, a power transmission line for transmitting the power produced by the nacelle 200 is passed.

방음 커버(400)는 나셀(200)에서 타워 구조물(300)을 따라 전달되는 고체음이 외부로 방출되는 것을 차단하기 위해 나셀(200) 하부에 설치된다. 방음 커버(400)는 타워 구조물(300)의 상부를 감싸도록 원통 형상으로 제공된다. 즉, 타워 구조물(300)로부터 방출되는 고체음은 방음 커버(400)에 부딪히면서 감쇠될 수 있다. 일 예로, 방음 커버(400)는 고체음의 감쇠 효과를 높이기 위해 내측면에 흡음 및 방음재(410)가 설치될 수 있다. The soundproof cover 400 is installed below the nacelle 200 to block the release of the solid sound transmitted along the tower structure 300 from the nacelle 200. The soundproof cover 400 is provided in a cylindrical shape to cover the top of the tower structure 300. That is, the solid sound emitted from the tower structure 300 can be attenuated while striking the soundproof cover 400. For example, the sound-proof cover 400 may be provided with a sound-absorbing and sound-absorbing material 410 on its inner surface to enhance the damping effect of the solid sound.

한편, 방음 커버(400)와 타워 구조물(300) 사이에는 롤러(420)들이 설치된다. 롤러(420)들은 방음 커버(400) 내측에 고정되며, 나셀(200) 회전시 타워 구조물(300)과의 마찰 없이 회전될 수 있도록 한다. 또한, 롤러(420)들은 타워 구조물(300)을 지지함으로써 타워 구조물(300)을 타고 흐르는 진동을 감쇠시킬 수 있다. Meanwhile, rollers 420 are installed between the soundproof cover 400 and the tower structure 300. The rollers 420 are fixed inside the soundproof cover 400 and can be rotated without friction with the tower structure 300 when the nacelle 200 is rotated. In addition, the rollers 420 can damp the vibrations that flow through the tower structure 300 by supporting the tower structure 300.

상기 구성에 의해, 풍력 발전기(10)는, 블레이드(100)들이 바람을 받으면 블레이드(100)들과 함께 주축(120)이 회전되고, 증속기(130)에 입력된 회전은 고속으로 증속되어 발전기(140)로 입력된다. 이것에 의해 풍력 발전기(10)는 발전기(140)에 의해서 발전한다. When the blades 100 are winded, the main shaft 120 is rotated together with the blades 100, and the rotation inputted to the gearbox 130 is increased at high speed, (140). As a result, the wind turbine generator 10 is generated by the generator 140.

여기서, 풍력 발전기(10)는 증속기(130)의 기어들이 변속하는 과정에서 진동이 발생되고, 이 진동은 나셀(200)을 통해 타워 구조물(300)로 전달된다. 이것에 의해 풍력 발전기(10)는 진동에 의해 타워 구조물(300)이 떨리면서 고체음이 발생된다. 특히, 풍력 발전기(10)에서 발생되는 고체음은 주로 타워 구조물(300) 상부에서 크게 발생하게 되는데, 본 발명의 풍력 발전기(10)는 방음 커버(400)에 의해 고체음이 외부로 방출되는 것을 차단함으로써 전체 노이즈를 감소시킬 수 있다. Here, the wind turbine generator 10 generates vibrations in the process of shifting the gears of the supercharger 130, and the vibration is transmitted to the tower structure 300 through the nacelle 200. As a result, the tower structure 300 is vibrated by the vibration of the wind power generator 10 to generate a solid sound. Particularly, the solid sound generated from the wind turbine generator 10 mainly occurs on the top of the tower structure 300. The wind turbine generator 10 of the present invention is configured such that the solid sound is emitted to the outside by the soundproof cover 400 The total noise can be reduced.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

100: 블레이드 200 : 나셀
300 : 타워 구조물 400 : 방음 커버 100: blade 200: nacelle
300: Tower structure 400: Soundproof cover

Claims

In a wind power generator,
Blades rotating by wind;
A shaft to which the blade is fixed and becomes a rotation center shaft;
A nacelle provided with a generator for generating electric power by rotation of the shaft;
A tower structure for supporting the nacelle;
A sound insulation cover installed at a lower portion of the nacelle and provided to surround an upper portion of the tower structure to block solid tones transmitted along the tower structure from being released from the nacelle to the outside; And
And a roller provided between the soundproof cover and the tower structure so as to be able to rotate without friction with the tower structure during the nacelle rotation.

The method according to claim 1,
Wherein the soundproof cover is provided in a cylindrical shape so as to surround an upper portion of the tower structure.

delete

3. The method according to claim 1 or 2,
The sound-
And a sound absorbing and sound insulating material installed on the inner surface of the wind power generator.