KR101074696B1 - 풍력발전기의 동력분배형 기어박스 장치 - Google Patents
풍력발전기의 동력분배형 기어박스 장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101074696B1 KR101074696B1 KR1020080138624A KR20080138624A KR101074696B1 KR 101074696 B1 KR101074696 B1 KR 101074696B1 KR 1020080138624 A KR1020080138624 A KR 1020080138624A KR 20080138624 A KR20080138624 A KR 20080138624A KR 101074696 B1 KR101074696 B1 KR 101074696B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- gearbox
- power
- modules
- module
- generator
- Prior art date
Links
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 33
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 33
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 33
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims 5
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 7
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000001338 self-assembly Methods 0.000 description 1
- 238000013024 troubleshooting Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D15/00—Transmission of mechanical power
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D7/00—Controlling wind motors
- F03D7/02—Controlling wind motors the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
- F03D7/0272—Controlling wind motors the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor by measures acting on the electrical generator
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D80/00—Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
- F03D80/80—Arrangement of components within nacelles or towers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2240/00—Components
- F05B2240/20—Rotors
- F05B2240/21—Rotors for wind turbines
- F05B2240/221—Rotors for wind turbines with horizontal axis
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2260/00—Function
- F05B2260/40—Transmission of power
- F05B2260/403—Transmission of power through the shape of the drive components
- F05B2260/4031—Transmission of power through the shape of the drive components as in toothed gearing
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Wind Motors (AREA)
Abstract
본 발명은 분배된 동력을 하나로 모아 하나의 발전기로 동력을 전달하여 전기를 생산하는 단일 출력 시스템과 마지막 단에도 표준화된 기어박스 모듈을 사용하며 마지막 단들이 출력 축의 갯수 만큼의 발전기로 연결되어 전기를 생산하는 다중 출력 시스템 중 어느 하나로 이루어진 풍력발전기의 동력분배형 기어박스 장치에 관한 것으로, 기어박스를 몇 개의 부분으로 모듈화함으로써 발전기 용량에 상관없이 독립적으로 설계, 제작 및 사용될 수 있어 대량생산에 적합하고 유지 보수시 모듈단위 분해, 조립, 이송 및 교환 개념을 적용함으로써 경제적 및 효율적으로 유지 보수를 수행할 수 있게 한다.
풍력발전기, 단일 출력, 다중 출력, 기어박스, 발전기, 전기
Description
본 발명은 풍력발전기의 동력분배형 기어박스 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 발전기의 용량에 따라 기어박스 모듈이 다르게 구성되는 풍력발전기의 동력분배형 기어박스 장치에 관한 것이다.
일반적으로 풍력발전기는 자연적으로 발생되는 바람을 이용하여 풍차를 돌리고 상기 풍차의 회전력을 이용하여 발전기의 축을 돌려 전기를 생성하는 장비로서, 날로 늘어나는 에너지 수요에 보다 능동적으로 대처할 수 있는 무공해 대체에너지원을 생성하는 역할을 한다.
도 1에 도시된 바와 같은 종래의 풍력발전기의 일례를 보면, 메인베어링(101)을 전면에 갖는 나셀프레임(100)과, 상기 메인베어링(101)의 내륜에 장착되는 중공드럼축(202)의 후방에 구비되는 로터허브(201)를 갖는 회전자(200)와, 상기 중공드럼축(202)에 결합되어 나셀프레임(100)의 내측에 분리된 상태로 구비되는 증속기어박스(300)와, 상기 증속기어박스(300)의 자전을 방지하는 토크지지체(400)와, 상기 증속기어박스(300)의 후방에 연결되는 발전기(500)와, 상기 증속기어박 스(300)와 상기 발전기(500)를 축상으로 연결하는 축이음부(600)를 포함하여 구성하여서, 상기 증속기어박스(300)의 자체 조립 및 분해가 용이하게 이루어지게 함으로써 증속기어박스(300)를 포함한 여러 부품의 교체 및 수리가 손쉽게 이루어져 풍력발전기의 유지관리가 간편하게 이루어질 수 있도록 하였다.
그러나, 상기 풍력발전기의 증속기어박스(300)는 모듈화 개념이 적용되어 있지 않고 있고, 유지보수시 실제 증속기어박스(300) 전체를 분해해야 하고, 특히, 고장 발생시 고중량 기어박스의 이송이 어려운 문제점이 있으며, 풍력발전 용량이 변경 될 경우 주요 구성품을 공용으로 사용하기 어려운 문제점이 있었다.
특히, 상기와 같은 증속기어박스(300)는 풍력발전기를 구성하는 주요 요소품으로 다른 요소품에 비해 고장 발생률이 높은 동시에 고장 발생 시 고장 수리에 많은 시간 및 경제적 비용이 소요된다.
또한, 발전 용량, 정격 회전수, 정격 회전력에 따라 기어박스 모델이 서로 달라 기어박스를 구성하는 부품을 새로 설계 및 제작해야 되고 이로 인해 대량생산을 어렵게 하는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 기어박스를 몇 개의 부분으로 모듈화함으로써 발전기 용량에 상관없이 독립적으로 설계, 제작 및 사용될 수 있어 대량생산에 적합하고 유지 보수시 모듈단위 분해, 조립, 이송 및 교환 개념을 적용함으로써 경제적 및 효율적으로 유지 보수를 수행할 수 있는 풍력발전 기의 동력분배형 기어박스 장치를 제공하는 데에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 성취하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따라 단일 출력을 갖는 풍력발전기의 동력분배형 기어박스 장치는, 바람을 받아 회전하는 로터; 상기 로터와 연결되어서 동일한 회전수를 갖는 1단 기어; 상기 1단 기어로부터 회전력을 분배받아 증속된 회전력을 갖으며, 하우징에 베어링으로 지지되는 다수 개의 1단 피니언 기어; 상기 다수 개의 1단 피니언 기어에 각각의 제1 커플링을 통해 각각 연결되어서 동력을 전달받은 다수 개의 제1 기어박스 모듈; 다수 개의 상기 제1 기어박스 모듈의 출력단에 각각 연결되어서 동력을 받아 전달하는 상기 다수 개의 중간단 기어박스 모듈; 중간단 기어박스 모듈의 출력단과 각각 연결되어 동력을 받아 전달하는 상기 다수 개의 제2 기어박스 모듈; 상기 다수 개의 제2 기어박스 모듈과 연결되어 분배된 동력을 다시 모음과 동시에 증속시키는 마지막단 기어박스; 및 상기 마지막단 기어박스와 제2 커플링을 통해 연결되고 전달받은 증속 동력을 이용하여 전기를 생성하는 발전기;로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따라 다중 출력을 갖는 풍력발전기의 동력분배형 기어박스 장치는, 바람을 받아 회전하는 로터; 상기 로터와 연결되어서 동일한 회전수를 갖는 1단 기어; 상기 1단 기어로부터 회전력을 분배받아 증속된 회전력을 갖으며, 하우징에 베어링으로 지지되는 다수 개의 1단 피니언 기어; 상기 다수 개의 1단 피니언 기어에 각각의 제1 커플링을 통해 각각 연결되어서 동력을 전달받은 다수 개의 제1 기어박스 모듈; 다수 개의 상기 제1 기어박스 모듈의 출력단에 각각 연결되어서 동력을 받아 전달하는 상기 다수 개의 중간단 및 제2 기어박스 모듈; 및 상기 다수 개의 제2 기어박스 모듈과 각각의 제2 커플링을 통해 각각 연결되고 전달받은 동력을 이용하여 전기를 생성하는 발전기;로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 다수 개의 제2 기어박스 모듈 중 어느 하나 이상에는 속도비를 변화시키는 수퍼포지션기어가 장착되고, 다른 하나 이상에는 동력을 차단하여 저풍속에서도 상기 발전기가 전기를 생산하도록 하는 클러치가 적용된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제1 기어박스 모듈, 중간단 기어박스 모듈과 제2 기어박스 모듈의 일부 모듈 고장 발생시 고장난 기어박스를 제거하여도 피치 제어를 통해 전력이 생산되게 한다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 제1 커플링은 인벌루트 스플라인을 포함한 고정 커플링이다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 제1 기어박스 모듈은 상기 하우징과 볼트에 의해 착탈가능하게 연결된다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 제2 커플링은 유연커플링 또는 고정커플링이다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 제1기어박스 모듈, 중간단 기어박스모듈과 제2 기어박스 모듈(50)의 일부 모듈 고장 발생시 피치 제어를 통해 풍차로부터 전달되는 동력을 줄여 전력이 생산된다.
상기와 같은 본 발명에 따른 풍력발전기의 동력분배형 기어박스 장치를 이용하게 되면, 풍력발전기 용량에 상관없이 독립적으로 설계, 제작 및 사용될 수 있어 대량생산에 적합하고, 유지 보수시 모듈단위 분해, 조립, 이송 및 교환 개념을 적용함으로써 경제적 및 효율적으로 유지 보수를 수행할 수 있게 하는 효과를 제공한다.
이하, 본 발명에 따른 풍력발전기의 동력분배형 기어박스 장치에 대한 바람직한 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 단일 출력을 갖는 모듈화된 동력 분배형 기어박스를 보인 풍력발전기에 대한 측단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 다중 출력을 갖는 모듈화된 동력 분배형 기어박스를 보인 풍력발전기의 일실시예에 대한 측단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 다중 출력을 갖는 모듈화된 동력 분배형 기어박스를 보인 풍력발전기의 다른 실시예에 대한 측단면도이며, 도 5는 도 4의 A-A선에 대한 단면도이다.
먼저, 도 2에 도시된 바와 같은 본 발명의 일실시예에 따라 단일 출력을 갖는 풍력발전기의 동력분배형 기어박스 장치는, 로터(10), 1단 기어(20), 1단 피니언 기어(30), 제1 기어박스 모듈(40), 제 1과 제 2 기어박스 모듈 사이에 다단의 기어박스 모듈, 제2 기어박스 모듈(50), 마지막단 기어박스(60) 및 발전기(70)로 구성된다.
상기 로터(10)는 다수개의 블레이드(12)를 갖추고 있으며 자연 바람을 받아 회전하여서 회전력을 일으키고, 그 회전력이 1단 기어(20)에 전달될 수 있게 한다.
상기 1단 기어(20)는 로터(10)에 고정 설치되어서 로터(10)와 동일한 회전수를 갖고, 로터(10)로부터 받은 회전력을 그의 주위에 구비된 1단 피니언 기어(30)로 전달한다.
상기 1단 피니언 기어(30)는 도 5에 도시된 바와 같이 1단 기어(20)의 주위에 다수 개로 구비되어서 1단 기어(20)로부터 회전력을 분배받아 증속된 회전력을 갖으며, 하우징(1)에 메인 베어링(5)으로 지지된다.
도 2에서는 상기 1단 피니언 기어(30)가 다수 개로 구성되는 것으로 보이지만, 그의 수는 풍력발전기의 용량에 따라 결정된다.
상기 제1 기어박스 모듈(40)은 1단 피니언 기어(30)와 동일한 수로 구성되어서 하우징(1)과 볼트와 같은 체결요소로 완전히 고정되며, 1단 피니언 기어(30) 각각에 그들을 각각 연결하는 제1 커플링(35)을 통해 연결되어서 증속된 동력을 전달받는다.
여기서, 상기 제1 기어박스 모듈(40)은 하우징(1)과 볼트에 의해 착탈가능하게 연결되는 것도 가능하다.
그리고, 상기 제1 커플링(35)은 인벌루트 스플라인을 포함한 고정커플링인 것이 바람직하다.
상기 제2 기어박스 모듈(50)은 제1 기어박스 모듈(40)의 수와 동일한 수로 구성되며, 제1 기어박스 모듈(40)의 출력단에 각각 연결되어서 동력을 받아 다음의 마지막 기어박스(60)로 전달한다.
상기 마지막단 기어박스(60)는 제2 기어박스 모듈(50)과 연결되어 분배된 동력을 다시 모음과 동시에 회전 속도를 증속시키는 역할을 수행한다.
상기 발전기(70)는 마지막단 기어박스(60)와 제2 커플링(65)를 통해 연결되고 전달받은 증속 동력을 이용하여 전기를 생성하는 역할을 한다.
여기서, 상기 제2 커플링(65)은 유연커플링 또는 고정커플링인 것이 바람직하다.
그리고, 상기 제1 기어박스 모듈(40), 중간단 기어박스 모듈, 그리고 제2 기어박스 모듈(50)의 일부에 고장 발생시에는 피치 제어를 통해 풍차에 의해 발생되는 동력을 줄여 전력이 생산되게 하는 것도 가능하다.
따라서, 상기 로터(10)로부터 입력된 동력은 1단 기어(20)를 통해 병렬 연결된 표준화된 제1 기어박스 모듈(40), 표준화된 중간단 기어박스 모듈, 그리고 제2 기어박스 모듈(50)의 열로 전달되는 단일 출력의 동력분배형 기어박스 장치의 경우에는 분배된 동력을 하나로 모아 하나의 발전기로 동력을 전달하여 전기를 생산하게 되는 것이다.
이에, 단일 출력을 갖는 동력분배형 기어박스 장치의 경우 1단 기어(20)와 마지막단 기어박스(60)는 표준화된 제1 기어박스 모듈(40), 표준화된 중간단 기어박스 모듈, 그리고 제2 기어박스 모듈(50)의 입출력 조건, 기어박스 입출력 동력, 그리고 회전속도에 부합하도록 설계 된다.
여기서, 표준화된 제1 기어박스 모듈(40) 및 제2 기어박스 모듈(50)은 풍력 발전 시스템의 생산동력 등에 독립적으로 설계가 가능하고 대량생산에 적합함을 알 수 있다.
다음, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같은 본 발명의 다른 실시예에 따라 다중 출력을 갖는 풍력발전기의 동력분배형 기어박스 장치는, 로터(10), 1단 기어(20), 1단 피니언 기어(30), 제1 기어박스 모듈(40), 다수의 중간단 기어박스 모듈, 제2 기어박스 모듈(50) 및 발전기(70)로 구성되고, 다중 출력을 위해서 수퍼포지션기어(80) 및 클러치(90)가 구비된다.
여기서, 다중 출력을 위한 동력분배형 기어박스 장치에 구비된 로터(10), 1단 기어(20), 1단 피니언 기어(30), 제1 기어박스 모듈(40), 제1과 제2 기어박스 모듈 사이에 위치한 중간단 기어박스 모듈, 제2 기어박스 모듈(50) 및 발전기(70)의 역할은 상기한 바와 같은 단일 출력을 위한 동력분배형 기어박스 장치와 동일한 역할을 하는 것으로, 여기에서는 간략하게 설명하기로 한다.
상기 로터(10)는 자연 또는 인공 바람을 블레이드(12)로부터 받아 회전하고, 상기 1단 기어(20)는 로터(10)와 연결되어서 동일한 회전수를 갖고 회전하며, 상기 1단 피니언 기어(30)는 1단 기어(20)로부터 회전력을 분배받아 증속된 회전력을 갖으며, 상기 제1 기어박스 모듈(40)은 1단 피니언 기어(30)에 각각의 제1 커플링(35)을 통해 각각 연결되어서 동력을 전달받고, 상기 중간단 기어박스 모듈은 제1 기어박스 모듈(40)의 출력단에 각각 연결되어서 동력을 받아 전달하며, 상기 제2 기어박스 모듈(50)은 중간단 기어박스 모듈의 동력을 받아 동력을 전달하며, 상기 발전기(70)는 제2 기어박스 모듈(50)과 각각의 제2 커플링(65)를 통해 각각 연결되 고 전달받은 동력을 이용하여 전기를 생성하는 역할을 한다.
상기 수퍼포지션기어(80)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 다수 개의 제2 기어박스 모듈(50) 중 어느 하나 이상에 장착되어서 속도비를 증가시켜주는 역할을 한다.
상기 클러치(90)는 수퍼포지션기어(80)가 장착되지 않은 다른 하나 이상의 상기 제2 기어박스 모듈(50)과 발전기(70)를 연결해주는 제2 커플링(65)에 장착되어서 동력을 차단하는 역할을 하며, 저풍속에서도 발전기(70)가 전기를 생산할 수 있도록 해준다.
따라서, 다중 출력의 풍력발전기의 동력분배형 기어박스 장치의 경우에는 마지막 단으로 표준화된 제2 기어박스 모듈(50)을 사용하고, 그의 출력 축의 수만큼의 발전기(70)를 구비하여 연결되어 전기를 생산하게 되는 것이다.
또한, 다중 출력을 갖는 동력분배형 기어박스 장치의 경우 저풍속에서 필요한 수만큼의 표준화된 제2 기어박스 모듈(50)에 수퍼포지션기어(80)와 같은 가변 속비 장치를 사용하여 속도비를 증가시키는 동시에 나머지 출력단의 표준화된 제2 기어박스 모듈(50)에 클러치(90)를 적용하여 동력을 차단하여 저풍속에서도 전기를 생산할 수 있게 하는 것이다.
여기서, 다중 출력을 갖는 동력분배형 기어박스 장치의 경우, 1단만 표준화된 제1 기어박스 모듈(40)의 입출력 조건, 기어박스 입출력 동력, 그리고 회전속도에 부합하도록 설계한다.
따라서, 표준화된 제1 기어박스 모듈(40), 다수의 중간단 기어박스 모듈, 표 준화된 제2 기어박스 모듈(50)은 시스템의 생산동력 등에 독립적으로 설계가능하고 대량생산에 적합하다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 실시예들에 따른 동력분배형 기어박스 장치의 작동상태를 간략하게 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 단일 출력을 갖는 기어박스 장치를 살펴보면, 바람을 받아 블레이드(12)를 통해 회전하는 로터(10)는 그와 연결되어서 동일한 회전수를 갖는 1단 기어(20)로 회전력을 전달한다.
상기 1단 기어(20)로부터 회전력을 분배받은 다수 개의 1단 피니언 기어(30)들 각각은 증속된 회전력을 갖으며 그 회전력을 다 수개의 해당 제1 커플링(35)을 통해서 다수 개의 제1 기어박스 모듈(40)로 전달하며, 다시 제1 기어박스 모듈(40)들 각각은 다수 개의 해당 중간단 기어박스 모듈에 증속된 회전력을 전달하고, 중간단 기어박스 모듈은 각각의 다수 개의 해당 제2 기어박스 모듈(50)로 증속된 회전력을 전달한다.
그 후, 상기 마지막단 기어박스(60)는 1단 피니언 기어(30)들에 의해 분배되어 전달된 동력을 다수 개의 제2 기어박스 모듈(50)로부터 받아 다시 모음과 동시에 증속시켜 제2 커플링(65)을 통해 연결된 발전기(70) 보내 전력을 생산할 수 있게 한다.
다음, 다중 출력을 갖는 기어박스 장치를 살펴보면, 제2 기어박스 모듈(50) 전까지는 단일 출력을 갖는 기어박스 장치의 작동상태와 동일하며, 마지막단 기어박스(60)를 구비하는 대신 수퍼포지션기어(80) 및 클러치(90)를 구비하여, 수퍼포 지션기어(80)가 다수 개의 제2 기어박스 모듈(50) 중 어느 하나 이상에 장착되어 속도비를 증가시키게 함과 동시에 다른 하나 이상에 클러치(90)가 장착되게 하여 동력을 차단함으로써 저풍속에서도 다수 개의 발전기(70)가 전기를 생산하게 한다.
따라서, 본 발명과 같이 기어박스 몇 개의 부분으로 모듈화함으로써 고장 발생 시, 고장난 모듈의 교환을 통해 신속한 고장 조치가 가능하여 시간적 경제적 비용을 줄일 수 있게 되는 것이다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에서 청구된 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.
도 1은 종래의 풍력발전기를 보인 측단면도.
도 2는 본 발명에 따른 단일 출력을 갖는 모듈화된 동력 분배형 기어박스를 보인 풍력발전기에 대한 측단면도.
도 3은 본 발명에 따른 다중 출력을 갖는 모듈화된 동력 분배형 기어박스를 보인 풍력발전기의 일실시예에 대한 측단면도.
도 4는 본 발명에 따른 다중 출력을 갖는 모듈화된 동력 분배형 기어박스를 보인 풍력발전기의 다른 실시예에 대한 측단면도.
도 5는 도 4의 A-A선에 대한 단면도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 간략한 설명*
1: 하우징 5: 베어링
10: 로터 12: 블레이드
20: 1단 기어 30: 1단 피니언 기어
35: 제1 커플링 40: 제1 기어박스 모듈
50: 제2 기어박스 모듈 60: 마지막단 기어박스
65: 제2 커플링 70: 발전기
80: 수퍼포지션기어 90: 클러치
Claims (7)
- 바람을 받아 회전하는 로터(10);상기 로터(10)와 연결되어서 동일한 회전수를 갖는 1단 기어(20);상기 1단 기어(20)로부터 회전력을 분배받아 증속된 회전력을 갖으며, 하우징(1)에 베어링(5)으로 지지되는 다수 개의 1단 피니언 기어(30);상기 다수 개의 1단 피니언 기어(30)에 각각의 제1 커플링(35)을 통해 각각 연결되어서 동력을 전달받은 다수 개의 제1 기어박스 모듈(40);상기 다수 개의 제1 기어박스 모듈(40)의 출력단에 각각 연결되어서 동력을 받아 전달하는 다수 개의 중간단 기어박스 모듈;상기 다수 개의 중간단 기어박스 모듈의 출력단에 각각 연결되어서 동력을 받아 전달하는 다수 개의 제2 기어박스 모듈(50);상기 다수 개의 제2 기어박스 모듈(50)과 연결되어 분배된 동력을 다시 모음과 동시에 증속시키는 마지막단 기어박스(60); 및상기 마지막단 기어박스(60)와 제2 커플링(65)를 통해 연결되고 전달받은 증속 동력을 이용하여 전기를 생산하는 발전기(70);로 이루어져서 단일 출력을 갖는 것을 특징으로 하는 풍력발전기의 동력분배형 기어박스 장치.
- 바람을 받아 회전하는 로터(10);상기 로터(10)와 연결되어서 동일한 회전수를 갖는 1단 기어(20);상기 1단 기어(20)로부터 회전력을 분배받아 증속된 회전력을 갖으며, 하우징(1)에 베어링(5)으로 지지되는 다수 개의 1단 피니언 기어(30);상기 다수 개의 1단 피니언 기어(30)에 각각의 제1 커플링(35)을 통해 각각 연결되어서 동력을 전달받은 다수 개의 제1 기어박스 모듈(40);다수 개의 상기 제1 기어박스 모듈(40)의 출력단에 각각 연결되어서 동력을 받아 전달하는 다수 개의 중간단 기어박스 모듈;다수 개의 상기 중간단 기어박스 모듈의 출력단에 각각 연결되어서 동력을 받아 전달하는 다수 개의 제2 기어박스 모듈(50); 및상기 다수 개의 제2 기어박스 모듈(50)과 각각의 제2 커플링(65)를 통해 각각 연결되고 전달받은 동력을 이용하여 전기를 생성하는 다수개의 발전기(70);로 이루어져서 다중 출력을 갖는 것을 특징으로 하는 풍력발전기의 동력분배형 기어박스 장치.
- 제2항에 있어서,상기 다수 개의 제2 기어박스 모듈(50) 중 어느 하나 이상에는 속도비를 증가시키는 수퍼포지션기어(80)가 장착되고, 다른 하나 이상에는 동력을 차단하여 저풍속에서도 상기 발전기(70)가 전기를 생산하도록 하는 클러치(90)가 적용되는 것을 특징으로 하는 풍력발전기의 동력분배형 기어박스 장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,상기 제1 커플링(35)은 인벌루트 스플라인을 포함한 고정 커플링인 것을 특징으로 하는 풍력발전기의 동력분배형 기어박스 장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,상기 제1 기어박스 모듈(40)은 상기 하우징(1)과 볼트에 의해 착탈가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 풍력발전기의 동력분배형 기어박스 장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,상기 제2 커플링(65)은 유연커플링 또는 고정커플링인 것을 특징으로 하는 풍력발전기의 동력분배형 기어박스 장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,상기 제1 기어박스 모듈(40), 중간단 기어박스 모듈과 제2 기어박스 모듈(50)의 일부 모듈 고장 발생시 피치 제어를 통해 풍차로부터 전달되는 동력을 줄여 전력이 생산되게 하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기의 동력분배형 기어박스 장치.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020080138624A KR101074696B1 (ko) | 2008-12-31 | 2008-12-31 | 풍력발전기의 동력분배형 기어박스 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020080138624A KR101074696B1 (ko) | 2008-12-31 | 2008-12-31 | 풍력발전기의 동력분배형 기어박스 장치 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20100080010A KR20100080010A (ko) | 2010-07-08 |
KR101074696B1 true KR101074696B1 (ko) | 2011-10-18 |
Family
ID=42641026
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020080138624A KR101074696B1 (ko) | 2008-12-31 | 2008-12-31 | 풍력발전기의 동력분배형 기어박스 장치 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101074696B1 (ko) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11536361B2 (en) * | 2018-03-08 | 2022-12-27 | General Electric Company | Modular gearbox for wind turbine |
GB201804128D0 (en) | 2018-03-15 | 2018-05-02 | Rolls Royce Plc | Electrical power generator system |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57193781A (en) | 1981-05-25 | 1982-11-29 | Agency Of Ind Science & Technol | Wind force power generator device |
JP2006526097A (ja) | 2003-05-15 | 2006-11-16 | ヴェスタス,ウィンド,システムズ エー/エス | 風力タービン部品用の搬送システム、搬送システム用車両、変位システム、搬送又は変位システムを確立する方法及びその使用 |
-
2008
- 2008-12-31 KR KR1020080138624A patent/KR101074696B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57193781A (en) | 1981-05-25 | 1982-11-29 | Agency Of Ind Science & Technol | Wind force power generator device |
JP2006526097A (ja) | 2003-05-15 | 2006-11-16 | ヴェスタス,ウィンド,システムズ エー/エス | 風力タービン部品用の搬送システム、搬送システム用車両、変位システム、搬送又は変位システムを確立する方法及びその使用 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20100080010A (ko) | 2010-07-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Ragheb et al. | Wind turbine gearbox technologies | |
CN1945930B (zh) | 风力涡轮发电机的可拆卸轴承装置 | |
US8198749B2 (en) | Wind turbine generator | |
US8033951B2 (en) | Gearbox for a wind turbine | |
US20110143880A1 (en) | Drivetrain for generator in wind turbine | |
US8147183B2 (en) | Drivetrain for generator in wind turbine | |
US20170175717A1 (en) | Wind turbine with a modular drive train | |
EP2587056B1 (en) | Wind turbine with single-stage compact drive train | |
US8845471B2 (en) | Variable input synchronous output drivetrain for wind turbine | |
JP2013527895A (ja) | 可変速度ポンプを有する動力プラントライン | |
DK2594819T3 (en) | Splitbelastningsstigearkasse and method for operating a transmission | |
KR101074696B1 (ko) | 풍력발전기의 동력분배형 기어박스 장치 | |
CN113803216B (zh) | 风力发电机组 | |
WO2004015267A1 (en) | Modular wind turbine transmission | |
EP2379882B1 (de) | Strömungskraftanlage | |
US12006910B2 (en) | Assemblies for wind turbines and methods | |
CN203248322U (zh) | 一种半直驱风电传动*** | |
US11466669B2 (en) | Drive train arrangement | |
CN102678892B (zh) | 动力传动装置及具有此动力传动装置的风力机 | |
KR20110128054A (ko) | 풍력발전기의 증속기 | |
KR101161788B1 (ko) | 동일축 풍력 발전장치 | |
CN209621526U (zh) | 一种风力发电机及其传动*** | |
WO2005069465A1 (en) | Electric machine assembly | |
US20230220833A1 (en) | Modular Wind Turbine | |
CN104481816A (zh) | 特大型风力发电机组 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140917 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150909 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160907 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170907 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190930 Year of fee payment: 9 |