KR102038026B1

KR102038026B1 - 멀티형 풍력 발전기

Info

Publication number: KR102038026B1
Application number: KR1020180020622A
Authority: KR
Inventors: 송준이; 이승원
Original assignee: 두산중공업 주식회사
Priority date: 2018-02-21
Filing date: 2018-02-21
Publication date: 2019-10-29
Also published as: KR20190100713A

Abstract

본 발명에 따르면, 타워; 타워에 회전 가능하게 결합되는 메인 나셀, 메인 나셀의 외곽으로 연장 설치되는 복수의 서포트 아암, 각 서포트 아암의 단부에 설치된 복수의 단위 발전 유닛, 메인 나셀을 회전시킬 수 있는 요잉 시스템, 및 복수의 단위 발전 유닛을 타워에 회전 가능하게 지지하는 지지수단을 포함하는 멀티형 풍력 발전기가 제공된다.

Description

멀티형 풍력 발전기 {MULTI TYPE WIND TURBINE}

본 발명은 풍력 발전기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하나의 타워에 복수의 단위 발전 유닛이 설치된 멀티형 풍력 발전기에 관한 것이다.

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.

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.

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.

통상적인 수평축 풍력발전기는 많은 동력을 얻기 위해서는 블레이드의 크기를 키우거나 블레이드 크기에 상응하는 용량을 갖는 발전기를 장착해야 한다. 하지만, 블레이드가 커지거나 발전기의 용량이 커질수록 블레이드와 발전기의 무게가 증가하게 되어 무거운 블레이드와 발전기를 지지할 타워와 구조물의 규모가 같이 커져야 하며, 블레이드와 발전기를 포함한 발전시설이 무거워지면 그 무게의 지지를 위한 베어링과 같은 부품도 증가해야 하고, 바람의 방향에 따라 회전날개부의 방향을 돌려주는 요(yaw) 동작을 위해 별도의 특수 장치가 설치되어야 한다.

이로 인해 설치 및 유지비용이 기하급수적으로 증가하게 되며, 이러한 기술적인 난이도와 비용의 증가로 인하여 풍력 발전기의 폭넓은 보급에 막대한 장애를 초래하는 문제점이 있었다.

최근에는 하나의 타워 주변에 원주방향을 따라 복수의 단위 발전 유닛을 배치하는 멀티형 풍력 발전기가 알려져 있다. 멀티형 풍력 발전기는, 한 개의 타워에 한 개의 메인 나셀을 설치하고, 메인 나셀에 복수의 서포트 아암을 방사상으로 결합하며, 각 서포트 아암에 단위 발전 유닛을 각각 설치하고 있다. 단위 발전 유닛은 발전기를 포함한 서브 나셀, 서브 나셀에 회전 가능하게 결합되는 로터 및 그 로터에 결합되어 함께 회전하는 소형 블레이드를 포함하고 있다.

이처럼 단일의 메인 나셀에 복수의 단위 발전 유닛이 설치 운용됨으로써 요잉 시스템에 하중이 집중되므로 파손을 방지하기 위해서 타워 및 요 베어링의 외경을 증가시켜야 하는 문제가 있다.

대한민국 등록실용신안공보 제20-0459015호 (2012.02.27)

본 발명은 요잉 시스템에 집중되는 하중을 분산시킬 수 있는 멀티형 풍력 발전기를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 멀티형 풍력 발전기는, 타워, 타워에 회전 가능하게 결합되는 메인 나셀, 메인 나셀의 외곽으로 연장 설치되는 복수의 서포트 아암; 각 서포트 아암의 단부에 설치된 복수의 단위 발전 유닛, 메인 나셀을 회전시킬 수 있는 요잉 시스템, 및 복수의 단위 발전 유닛을 타워에 회전 가능하게 지지하는 지지수단을 포함한다.

또한, 복수의 서포트 아암은, 메인 나셀에 방사상으로 결합될 수 있다.

또한, 지지수단은, 타워 외측에 설치된 베어링과, 일측이 베어링에 회전 가능하게 연결되며 타측이 복수의 단위 발전 유닛에 각각 고정 결합되는 한 쌍의 연결바를 포함할 수 있다.

또한, 베어링은, 타워의 외주면에 고정된 내륜과, 내륜 외측에 회전 가능하게 결합되는 외륜을 포함할 수 있다.

또한, 한 쌍의 연결바는, 각 일측이 베어링의 외륜에 대향하여 결합될 수 있다.

또한, 한 쌍의 연결바는, 타워를 사이에 두고 일직선 상에 위치할 수 있다.

또한, 지지수단은, 타워 외측에 설치된 베어링과, 중간 부분이 베어링에 회전 가능하게 연결되며 양측이 양측 서브 나셀에 고정 결합되는 연결바를 포함하 수 있다.

또한, 연결바는, 그 중간 부분이 베어링을 둘러싸는 구조로 베어링의 외륜과 맞물릴 수 있다.

또한, 연결바는, 타워와 직교할 수 있다.

또한, 연결바는, 타워의 양측으로 멀어질수록 직경이 축소될 수 있다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 멀티형 풍력 발전기에 의하면, 타워 및 요 베어링의 외경을 증가시키지 않고 요잉 시스템에 집중되는 하중을 타워로 분산시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 메인 나셀의 내부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도이다.
도 4는 도 1의 단위 발전 유닛의 내부를 도시한 도면이다.
도 5는 도 1의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기의 작동상태를 도시한 정면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기를 도시한 정면도이다.
도 8은 도 7의 평면도이다.
도 9는 도 8의 연결바의 변형예이다.

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.

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.

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.

이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 메인 나셀의 내부를 개략적으로 도시한 도면이며, 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도이다. 도 4는 도 1의 단위 발전 유닛의 내부를 도시한 도면이며, 도 5는 도 1의 평면도 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기의 작동상태를 도시한 정면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기(10)는, 타워(100), 요잉 시스템(yawing system, 200), 메인 나셀(300), 서포트 아암(500), 복수의 단위 발전 유닛(700) 및 복수의 지지수단(800)를 포함한다.

타워(100)는 지면으로부터 일정한 높이로 세워져 설치되며, 메인 나셀(300), 두 쌍의 단위 발전 유닛(700) 등을 지지할 수 있다. 타워(100)는 상단에서 하단으로 갈수록 직경이 증가하는 관형 형상을 가질 수 있다. 이때, 타워(100)는 복수의 관형 부재가 적층된 다단 형태로 이루어질 수 있다. 한편, 타워(100) 내부에는 단위 발전 유닛(700)의 유지 보수를 위해 작업자나 작업도구를 이송시키는 계단, 컨베이어 또는 승강기가 설치될 수 있다.

메인 나셀(main nacelle, 300)은 그 내측을 타워(100)가 관통하여 타워(100)에 회전 가능하게 결합될 수 있는바, 그 회전 매커니즘에 대해서는 후술하기로 한다. 메인 나셀(300)에는 두 쌍의 서포트 아암(support arm, 500)이 방사상으로 결합되며, 두 쌍의 서포트 아암(500) 각각의 단부에는 단위 발전 유닛(700)이 결합될 수 있다. 즉, 메인 나셀(300)이 타워(100)에 대해 회전하는 경우, 메인 나셀(300)과 함께 두 쌍의 단위 발전 유닛(700)도 좌·우측이 연동하여 회전할 수 있다.

이때, 메인 나셀(300)은 외형만 통상의 나셀 모양과 유사하게 형성되고, 내부에는 기어박스나 발전기 등이 구비되지 않을 수 있다. 그러나, 메인 나셀(300)의 형상은 반드시 이에 한정되지 않고, 원기둥 형상으로 이루어질 수도 있다.

서포트 아암(500)은 메인 나셀(300)과 단위 발전 유닛(700)을 서로 연결하는 부재로서, 메인 나셀(300)에서 멀어질수록 직경이 작아지거나, 또는 직경이 균일한 관형 형상일 수 있다. 이때, 서포트 아암(500)에는 단위 발전 유닛(700)의 유지 보수를 위해 계단 또는 컨베이어가 설치될 수도 있다.

한편, 메인 나셀(300)에는 복수의 서포트 아암(500)이 결합되는데, 메인 나셀(300)을 정면으로 바라볼 때 타워(100)를 기준으로 타워(100)의 좌측 및 우측에 동일한 개수의 서포트 아암(500)이 배치된다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 타워(100)의 좌측에는 2개의 서포트 아암(500)이 배치되고, 타워(100)의 우측에는 2개의 서포트 아암(500)이 배치된다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 메인 나셀(300) 내부에는 요잉 시스템(200)이 배치되어, 단위 발전 유닛(700)의 블레이드(711)가 바람과 마주하도록 단위 발전 유닛(700)이 결합된 메인 나셀(300)을 회전시킬 수 있다. 요잉 시스템(200)은 요 드라이브 모터(210), 피니언 기어(230), 한 쌍의 요 베어링(240), 연결샤프트(260) 및 브레이크부(270)를 포함할 수 있다.

요 드라이브 모터(210)는 메인 나셀(300)의 일측에 고정 결합되고, 요 드라이브 모터(210)의 하단에는 피니언 기어(230)가 결합될 수 있다. 한편, 상측 요 베어링(240)의 외륜(241) 외주면에는 치열(250)이 형성되어, 요 드라이브 모터(210)의 피니언 기어(230)가 치열(250)에 기어 결합될 수 있다. 이때, 피니언 기어(230)는 요 드라이브 모터(210)의 구동에 따라 회전하는 동시에, 피니언 기어(230)가 치열(250)을 따라 회전하게 된다. 따라서, 요 드라이브 모터(210)가 회전하면, 요 드라이브 모터(210)가 결합된 메인 나셀(300)이 타워(100) 상에서 요잉 운동을 하게 된다.

타워(100)와 메인 나셀(300)은 한 쌍의 요 베어링(240)을 매개로 서로 연결되어 메인 나셀(300)이 지면에 고정 설치된 타워(100)에 대해 회동, 즉 요잉 운동을 할 수 있다.

한 쌍의 요 베어링(240)은 도 3에 도시된 바와 같이 상측의 제1 요 베어링(241)과, 하측의 제2 요 베어링(242)으로 나뉜다. 상측의 제1 요 베어링(241)은 제1 내륜(241-1)과 제1 외륜(241-2)으로 구분되고, 제1 내륜(241-1)은 메인 나셀(300)의 메인 프레임(310)에 고정되고 제1 외륜(241-2)은 타워(100)에 고정될 수 있다. 또, 하측의 제2 요 베어링(242)은 제2 내륜(242-1)과 제2 외륜(242-2)으로 구분되고, 제2 내륜(242-1)은 제1 요 베어링(241)의 제1 내륜(241-1)에 지지된 연결샤프트(260)에 고정되고 제2 외륜(242-2)은 타워(100)에 고정될 수 있다.

이와 같은 요잉 시스템(200)은 상·하측 한 쌍의 요 베어링(240)이 타워(100)의 길이방향으로 이격 설치되며, 연결샤프트(260)를 통해 한 쌍의 요 베어링(240)의 회전이 서로 지지됨으로써 집중되는 하중을 분산시킬 수 있게 된다.

연결샤프트(260)는 타워(100)의 길이방향으로 연장된 일정 길이의 관 형상으로써 제1 요 베어링(241)의 제1 내륜(241-1)과 제2 요 베어링(242)의 제2 내륜(242-1)을 서로 연결하여 회전 가능하게 설치될 수 있다. 이러한 연결샤프트(260)는 그 내주면에 설치되는 적어도 하나의 판 형상의 플랫폼(261)으로 지지될 수 있다.

브레이크부(270)는 제1요 베어링(241)과 대응되게 설치되어 요잉 시스템(200)의 가동을 정지시킬 수 있다. 이를 위해 브레이크(270)는 메인 나셀(300)의 메인 프레임(310)에 지지된 브레이크 캘리퍼(271)와, 일측이 브레이크 캘리퍼(271)에 삽입되고 타측이 타워(100)에 고정된 브레이크 디스크(272)로 구성될 수 있다. 이러한 구조에 의하면, 메인 나셀(300)의 회전을 정지시키고자 할 경우에 브레이크 캘리퍼에 유압 또는 공압을 부여하여 브레이크 디스크를 가압함으로써 그 목적이 달성될 수 있다.

도 4를 참조하면, 각 단위 발전 유닛(700)은 로터(710)의 회전에 의해 전기를 개별적으로 생산하도록 각각의 서포트 아암(500)을 통해 메인 나셀(300)에 고정 결합될 수 있다.

서포트 아암(500)의 단부에 결합되는 단위 발전 유닛(700)은 바람을 이용하여 전기를 생산하는 것으로, 로터(710), 서브 나셀(sub nacelle, 730), 메인 샤프트(740), 증속기(gearbox, 750), 브레이크(760) 및 발전기(770)를 포함한다.

로터(710)는 서브 나셀(730)의 전방에 회전 가능하게 설치되는 것으로, 로터(710)에서 발생된 회전력이 메인 샤프트(740)를 통해 증속기(750)에 전달된다. 로터(710)는 허브(713)와 복수의 블레이드(711)로 이루어지는데, 허브(713)는 메인 샤프트(740)의 일단에 결합되어 서브 나셀(730)의 전면에 회전 가능하게 설치된다. 그리고, 복수의 블레이드(711)는 허브(713)의 외주면에 원주 방향을 따라 미리 정해진 간격으로 이격되어 결합된다.

허브(713)는 바람의 저항을 감소시키기 위해 전방으로 볼록하게 돌출된 원추형으로 이루어질 수 있다. 블레이드(711)는 바람에 의해 허브(713)의 중심축을 중심으로 회전한다. 블레이드(711)는 폭 방향으로 유선형 단면을 가지며, 내부에는 공간부가 형성될 수 있다.

서브 나셀(730)는 증속기(750), 발전기(770) 등을 수용하는 하우징으로, 통상적으로 육면체 형상으로 이루어질 수 있다. 그러나, 서브 나셀(730)의 형상은 반드시 이에 한정되지 않고, 원기둥 형상 등으로 이루어질 수도 있다.

메인 샤프트(740)는 로터(710)의 회전력을 증속기(750)로 전달하는데, 고속으로 회전하는 메인 샤프트(740)는 메인 베어링(미도시)에 의해 회전 가능하게 지지된다.

증속기(750)는 기어를 이용해 블레이드(711)에 의해 회전하는 메인 샤프트(740)의 회전속도를 발전에 적합한 회전속도로 변환하는 장치로, 증속기(750) 내부에는 다수의 기어를 포함하는 증속기어부(미도시)가 마련되어 있다. 한편, 증속기어부 내의 다수의 기어의 윤활 및 냉각을 위해 증속기(750) 내에는 증속기용 오일(미도시)이 구비될 수 있다.

브레이크(760)는 증속기(750)와 인접한 위치에 배치되어, 메인 샤프트(740)의 회전력을 제어할 수 있다. 이때, 브레이크(760)는 디스크 방식이 주로 사용될 수 있다.

발전기(770)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.

복수의 지지수단(800)은 도 5에 도시된 바와 같이 타워(100) 외측에 설치된 베어링(810)과, 일측이 베어링(810)에 회전 가능하게 연결되며 타측이 양측 서브 나셀(730)에 각각 고정 결합되는 한 쌍의 연결바(820)를 포함할 수 있다.

이때, 베어링(810)은 타워의 외주면에 고정된 내륜(811)과, 내륜(811) 외측에 회전 가능하게 결합되는 외륜(812)을 포함한다. 또, 한 쌍의 연결바(820)는 일측이 베어링(810)의 외륜(812)에 대향되게 결합되는 부재로서 직경이 동일하게 형성된 관 형상일 수 있으며, 메인 나셀(300)을 정면으로 바라볼 때 타워(100)를 기준으로 서포트 아암(500)과 대응하여 타워(100)의 좌측 및 우측에 동일한 개수로 배치된다.

아울러, 좌·우측 한 쌍의 연결바(820)는 타워(100)를 사이에 두고 일직선 상에 위치할 수 있으며, 이 경우 도 6에 도시된 바와 같이 상·하 수평을 이루는 구조로 배치될 수 있다. 또, 도 6을 참조하면 상하 좌·우측 한 쌍의 연결바(820)의 중심에는 장치 점검 및 유지보수에 따른 작업자의 안전한 이동을 위한 펜스(F)가 각각 고정 설치될 수 있다.

이상에서 설명된 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기에 의하면, 메인 나셀(300)에 경사진 형태로 설치되어 서포트 아암(500)에 집중되는 부하를 지지수단(800)을 통해 타워(100)로 분산시키게 되며, 단위 발전 유닛(700)을 보다 안전하게 운용할 수 있게 된다.

한편, 도면을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기를 상세히 설명한다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기를 도시한 정면도이고, 도 8은 도 7의 평면도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기(20)는, 타워(100), 요잉 시스템(도시 생략), 메인 나셀(300), 서포트 아암(500), 복수의 단위 발전 유닛(700) 및 복수의 지지수단(900)를 포함한다.

메인 나셀(main nacelle, 300)은 그 내측을 타워(100)가 관통하여 타워(100)에 회전 가능하게 결합될 수 있는바, 그 회전 매커니즘에 대해서는 후술하기로 한다. 메인 나셀(300)에는 두 쌍의 서포트 아암(supportarm, 500)이 방사상으로 결합되며, 두 쌍의 서포트 아암(500) 각각의 단부에는 단위 발전 유닛(700)이 결합될 수 있다. 즉, 메인 나셀(300)이 타워(100)에 대해 회전하는 경우, 메인 나셀(300)과 함께 두 쌍의 단위 발전 유닛(700)도 연동하여 회전할 수 있다.

서포트 아암(500)은 메인 나셀(300)과 단위 발전 유닛(700)을 서로 연결하는 부재로서, 메인 나셀(300)에서 멀어질수록 직경이 작아지거나, 또는 직경이 균일한 관형 형상일 수 있다.

한편, 메인 나셀(300)에는 복수의 서포트 아암(500)이 결합되는데, 메인 나셀(300)을 정면으로 바라볼 때 타워(100)를 기준으로 타워(100)의 좌측 및 우측에 동일한 개수의 서포트 아암(500)이 배치된다.

복수의 지지수단(900)은 타워(100) 외측에 설치된 베어링(910)과, 중간 부분이 베어링(910)에 회전 가능하게 연결되며 양측이 양측 서브 나셀(730)에 각각 고정 결합되는 연결바(920)를 포함할 수 있다.

도 8을 참조하면, 베어링(910)은 타워(100)의 외주면에 고정된 내륜(911)과, 내륜(911) 외측에 회전 가능하게 결합되는 외륜(912)을 포함한다. 또, 연결바(920)는 그 중간 부분이 베어링(910)을 둘러싸는 구조로 베어링(910)의 외륜(912)이 스플라인 형태로 맞물린다. 또, 연결부재(920)는 직경이 동일하게 형성된 관 형상일 수 있으며, 메인 나셀(300)을 정면으로 바라볼 때 앞서 설명된 일 실시예와 달리 타워(100)를 기준으로 서포트 아암(500)과 대응하여 타워(100)의 상·하에 단일로 배치된다. 상·하 연결바(920)는 도 7에 도시된 바와 같이 각각 타워(100)를 기준으로 직교하게 위치할 수 있으며, 상·하 수평을 이루는 구조로 배치될 수 있다.

도 9는 도 8의 연결바의 변형예로서, 타워(100) 외측에 설치된 베어링(910)과, 중간 부분이 베어링(910)에 회전 가능하게 연결되며 양측이 양측 서브 나셀(730)에 각각 고정 결합되는 연결바(930)를 포함할 수 있다. 이때, 베어링(910)은 타워(100)의 외주면에 고정된 내륜(911)과, 내륜(911) 외측에 회전 가능하게 결합되는 외륜(912)을 포함하며, 연결바(930)는 타워(100)의 양측으로 멀어질수록 직경이 축소되는 형태로 이루어질 수 있다. 이와 같은 연결바(930)의 직경 형태는 수평 설치시의 하중에 따른 부하를 줄이기 위함이다.

이상에서 설명된 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기에 의하면, 메인 나셀(300)에 경사진 형태로 설치되어 서포트 아암(500)에 집중되는 부하를 지지수단(900)을 통해 타워(100)로 분산시키게 되며, 단위 발전 유닛(700)을 보다 안전하게 운용할 수 있게 된다.

상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예 및 다른 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기에 의하면, 타워 및 요 베어링의 외경을 증가시키지 않고 요잉 시스템에 집중되는 하중을 타워로 분산시킬 수 있는 장점이 있다.

이상과 같이, 본 발명은 한정된 실시예와 도면을 통하여 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재된 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

100: 타워
200: 요잉 시스템
300: 메인 나셀
500: 서포트 아암
700: 단위 발전 유닛
800, 900: 지지수단

Claims

타워;
상기 타워에 회전 가능하게 결합되는 메인 나셀;
상기 메인 나셀에 방사상으로 결합되어, 상기 메인 나셀의 외곽으로 연장 설치되는 복수의 서포트 아암;
각 서포트 아암의 단부에 설치된 복수의 단위 발전 유닛;
상기 메인 나셀을 회전시킬 수 있는 요잉 시스템; 및
상기 복수의 단위 발전 유닛을 상기 타워에 회전 가능하게 지지하는 지지수단;을 포함하고,
상기 지지수단은,
상기 타워 외측에 설치된 베어링과, 일측이 상기 베어링에 회전 가능하게 연결되며 타측이 상기 복수의 단위 발전 유닛에 각각 고정 결합되는 한 쌍의 연결바를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티형 풍력 발전기.
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제1항에 있어서,
상기 베어링은,
상기 타워의 외주면에 고정된 내륜과, 상기 내륜 외측에 회전 가능하게 결합되는 외륜을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티형 풍력 발전기.
제4항에 있어서,
상기 한 쌍의 연결바는,
각 일측이 상기 베어링의 외륜에 대향하여 결합되는 것을 특징으로 하는 멀티형 풍력 발전기.
제5항에 있어서,
상기 한 쌍의 연결바는,
상기 타워를 사이에 두고 일직선 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 멀티형 풍력 발전기.
타워;
상기 타워에 회전 가능하게 결합되는 메인 나셀;
상기 메인 나셀에 방사상으로 결합되어, 상기 메인 나셀의 외곽으로 연장 설치되는 복수의 서포트 아암;
각 서포트 아암의 단부에 설치된 복수의 단위 발전 유닛;
상기 메인 나셀을 회전시킬 수 있는 요잉 시스템; 및
상기 복수의 단위 발전 유닛을 상기 타워에 회전 가능하게 지지하는 지지수단;을 포함하고,
상기 지지수단은,
상기 타워 외측에 설치된 베어링과, 중간 부분이 상기 베어링에 회전 가능하게 연결되며 양측이 양측 서브 나셀에 고정 결합되는 연결바를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티형 풍력 발전기.
제7항에 있어서,
상기 베어링은,
상기 타워의 외주면에 고정된 내륜과, 상기 내륜 외측에 회전 가능하게 결합되는 외륜을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티형 풍력 발전기.
제8항에 있어서,
상기 연결바는,
그 중간 부분이 상기 베어링을 둘러싸는 구조로 상기 베어링의 외륜과 맞물리는 것을 특징으로 하는 멀티형 풍력 발전기.
제9항에 있어서,
상기 연결바는,
상기 타워와 직교하는 것을 특징으로 하는 멀티형 풍력 발전기.
제9항에 있어서,
상기 연결바는,
상기 타워의 양측으로 멀어질수록 직경이 축소되는 것을 특징으로 하는 멀티형 풍력 발전기.