KR20110112742A

KR20110112742A - Wind power generator for preventing overrun

Info

Publication number: KR20110112742A
Application number: KR1020100032057A
Authority: KR
Inventors: 김성수; 허상휴
Original assignee: (주)가람이앤씨
Priority date: 2010-04-07
Filing date: 2010-04-07
Publication date: 2011-10-13

Abstract

본 발명은 과회전 방지 기능을 갖는 풍력발전기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 강풍이 불어 회전축의 회전속도가 사전에 설정된 회전속도 범위를 초과하는 것을 방지하여 과도한 원심력이 작용하여 발생할 수 있는 파손 및 발전기의 과열 등을 막을 수 있는 풍력발전기에 관한 것이다.
본 발명의 과회전 방지 기능을 갖는 풍력발전기는 발전부가 내장된 하우징에 회전가능하도록 지지되며 상기 발전부와 연결되는 회전축과, 회전축에 방사상으로 형성되며 바람에 의해 회전하는 다수의 블레이드들과, 회전축의 회전속도가 설정된 값에 도달하면 상기 회전축에 작용하는 원심력에 의해 상기 회전축을 감속시키는 과회전방지유니트를 구비한다. The present invention relates to a wind power generator having an over-rotation prevention function, and more particularly, to prevent wind and wind from the rotational speed of the rotating shaft exceeding a preset rotation speed range, damage and generator that may be caused by excessive centrifugal force acting. The present invention relates to a wind turbine that can prevent overheating.
The wind turbine having an over-rotation preventing function of the present invention is rotatably supported by a housing having a power generation unit built therein, and a rotation shaft connected to the power generation unit, a plurality of blades radially formed on the rotation shaft and rotated by wind, and a rotation shaft It is provided with an over-rotation preventing unit for decelerating the rotating shaft by the centrifugal force acting on the rotating shaft when the rotation speed reaches a set value.

Description

Wind power generator for preventing overrun

본 발명은 과회전 방지 기능을 갖는 풍력발전기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 강풍이 불어 회전축의 회전속도가 사전에 설정된 회전속도 범위를 초과하는 것을 방지하여 과도한 원심력이 작용하여 발생할 수 있는 파손 및 발전기의 과열 등을 막을 수 있는 풍력발전기에 관한 것이다. The present invention relates to a wind power generator having an over-rotation prevention function, and more particularly, to prevent wind and wind from the rotational speed of the rotating shaft exceeding a preset rotation speed range, damage and generator that may be caused by excessive centrifugal force acting. The present invention relates to a wind turbine that can prevent overheating.

일반적으로 풍차는 자연바람으로 블레이드를 회전시키게 되고, 이것을 기어기구 등을 이용하여 속도를 높여 발전기를 돌리게 됨으로써 전기적인 발전으로 변환시킨다.In general, a windmill rotates a blade by natural wind, and converts it into electrical power by rotating a generator by increasing the speed by using a gear mechanism or the like.

이러한 방식을 풍력발전이라고 하는데, 풍력 발전용 풍차로는 네덜란드형 풍차로 대표되는 것으로 바람에 대해 회전축이 수평으로 되어 있는 수평축형 풍차와, 바람에 대해 회전축이 수직으로 되어 있는 수직축형 풍차가 알려져 있다.This method is called wind power generation. Wind power generation windmills are represented by Dutch windmills. The horizontal windmills whose rotation axis is horizontal with respect to the wind and the vertical windmills whose rotation axis is perpendicular to the wind are known. .

이 중 수직축형 풍차에는 패들형이나 사보니우스형 등과 같이 블레이드에 발생되는 항력으로 풍차를 회전시키는 항력형과, 다리우스형이나 자이로밀형 등과 같이 블레이드에 발생되는 양력으로 풍차를 회전시키는 양력형이 알려져 있다.Among these, the vertical axis windmill is known as a drag type that rotates the windmill by the drag generated on the blade, such as a paddle type or savonius type, and a lift type that rotates the windmill by the lifting force generated on the blade, such as the Darius type or the gyromill type. have.

즉, 전자는 불어 올리는 측을 향하는 블레이드의 저항을 작게 하여 항력차에 의해 풍차를 회전시키는 데 반해, 후자는 블레이드에 발생되는 양력에 의해 풍차를 회전시키도록 되어 있다.That is, the former rotates the windmill by the drag difference by reducing the resistance of the blade toward the blow-up side, while the latter rotates the windmill by the lift force generated in the blade.

상기 수직축형인 전자(항력형)의 경우, 주속비(블레이드의 에어 포일 단부 속도/풍속)가 1이 되면 풍차를 그 이상으로 회전시키는 모멘트가 발생되지 않아, 풍속이 올라가도 그 이상의 회전수를 얻을 수도 없고 발전 효율이 낮다는 문제가 있었다. In the case of the electron (drag type) of the vertical axis type, when the circumferential speed ratio (blade air foil end speed / wind speed) is 1, a moment for rotating the windmill no longer occurs, and even if the wind speed rises, even more rotational speed may be obtained. And low power generation efficiency.

그리고 후자(양력형)의 경우 주속비가 1 이상에서는, 풍차의 공력 특성이 좋아져 풍차를 효율적으로 회전시키는 것이 가능하지만, 주속비가 1 이하에서는 풍차의 공력 특성이 나빠져 풍차를 회전시키는 모멘트가 작아진다. 또한, 기동 모멘트가 작아 정지 상태로부터의 기동이 매우 곤란해지는 결점이 있었다.In the latter case (lift type), the aerodynamic characteristics of the windmill are improved when the circumferential ratio is 1 or more, and the windmill can be efficiently rotated. In addition, there is a drawback that the starting moment is small and the starting from the stop state becomes very difficult.

따라서 각각의 장단점을 고려하여 설치장소에 적합한 풍차를 선택하는 것이 바람직하다. Therefore, it is desirable to select a windmill suitable for the installation site in consideration of the advantages and disadvantages.

우리나라의 기후 환경은 외국과 달리 바람의 방향이 수시로 바뀔 뿐만 아니라 바람이 부는 영역 내에서도 풍향이 각기 다른 경우가 많을 뿐만 아니라 바람의 세기 또한 미풍이어서 우리나라에 적용되는 풍력발전기는 발전효율을 향상시키는 방향으로 개선되고 있는 실정이다. Unlike other countries, the wind direction of our country is not only changed from time to time, but also the wind direction is often different even in the region where wind is blowing. The situation is improving.

따라서 태풍과 같이 바람의 세기가 매우 강한 강풍이 부는 경우 회전축의 회전속도는 사전에 설정된 속도를 초과함으로써 과도한 원심력이 작용하여 블레이드의 파손 및 발전기의 과열이 문제될 수 있다. Therefore, in the case of strong winds, such as typhoons, when the strong wind blows, the rotational speed of the rotating shaft exceeds a preset speed, thereby causing excessive centrifugal force to cause blade breakage and overheating of the generator.

본 발명은 상기 문제점을 개선하고자 창출된 것으로서, 강풍이 불어 회전축의 회전수가 설정된 회전속도를 초과하는 경우 장치의 보호를 위해 회전속도를 감속시킬 수 있는 풍력발전기를 제공하는 데 목적이 있다. The present invention has been made to improve the above problems, and an object of the present invention is to provide a wind turbine capable of slowing down the rotational speed for the protection of the apparatus when the strong wind blows the rotational speed of the rotational axis exceeds the set rotational speed.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 과회전 방지 기능을 갖는 풍력발전기는 발전부가 내장된 하우징에 회전가능하도록 지지되며 상기 발전부와 연결되는 회전축과; 상기 회전축에 방사상으로 형성되며 바람에 의해 회전하는 다수의 블레이드들과; 상기 회전축의 회전속도가 설정된 값에 도달하면 상기 회전축에 작용하는 원심력에 의해 상기 회전축을 감속시키는 과회전방지유니트;를 구비하는 것을 특징으로 한다. Wind turbine having an over-rotation function of the present invention for achieving the above object is supported on the housing rotatable in the power generation unit and a rotating shaft connected to the power generation unit; A plurality of blades radially formed on the rotating shaft and rotated by wind; And an over-rotation preventing unit for decelerating the rotating shaft by the centrifugal force acting on the rotating shaft when the rotating speed of the rotating shaft reaches a set value.

상기 과회전방지유니트는 상기 회전축의 외주면에 형성되며 상기 회전축보다 더 큰 외경을 갖는 보스와, 상기 보스를 내부에 수용하도록 상기 회전축을 둘러싸며 상기 회전축과 동심원을 이루는 원통형의 축케이스와, 상기 헤드의 내주면에서 상기 보스 방향으로 돌출되어 형성되며 상기 보스의 외주면과 이격되어 형성된 환형의 디스크와, 상기 보스에 설치되어 상기 회전축에 작용하는 원심력에 의해 상기 회전축의 바깥 방향으로 이동하여 상기 디스크와 밀착되어 상기 회전축을 감속시키는 제동부와, 상기 보스에 일단이 결합되고 타단은 상기 축케이스 방향으로 연장되는 가이드바로 형성되며 상기 제동부의 이동을 가이드하는 안내부와, 상기 보스에 설치되어 상기 제동부를 상기 보스방향으로 당기는 탄성부재를 구비하는 것을 특징으로 한다. The over-rotation preventing unit is formed on the outer circumferential surface of the rotary shaft and a boss having an outer diameter larger than the rotary shaft, a cylindrical shaft case surrounding the rotary shaft to accommodate the boss therein and concentric with the rotary shaft, and the head Is formed to protrude in the boss direction from the inner circumferential surface of the annular disk spaced apart from the outer circumferential surface of the boss, and is installed in the boss to move in the outward direction of the rotating shaft by centrifugal force acting on the rotating shaft to be in close contact with the disk. A braking part for decelerating the rotating shaft, a guide bar having one end coupled to the boss and the other end formed in a guide bar extending in the direction of the shaft case, and a guide part for guiding the movement of the braking part; And an elastic member pulling in the boss direction.

상기 제동부는 상기 회전축과 직교하는 방향으로 슬라이딩 이동 가능하도록 상기 가이드바에 결합되고 일단은 상기 보스에 형성된 가이드홈에 결합되는 펜터그래프와, 상기 펜터그래프의 타단에 결합되며 상기 디스크에 밀착되어 마찰력을 발생시키는 마찰부재를 구비하는 것을 특징으로 한다. The braking part is coupled to the guide bar so as to be slidably movable in a direction perpendicular to the rotation axis, and a penter graph coupled to the guide groove formed at the boss, and coupled to the other end of the penter graph and closely attached to the disk to provide frictional force. It is characterized by including a friction member for generating.

상기 펜터그래프는 상호 교차하는 한 쌍의 링크바들과, 상기 링크바의 일단에 각각 설치되어 상기 가이드 홈에 삽입되어 상기 가이드홈을 따라 슬라이딩 이동하는 롤러들과, 상기 링크바의 타단에 각각 형성되어 상기 마찰부재가 결합되는 패드들과, 상기 링크바들의 교차부위에 결합되어 상기 링크바들을 힌지결합시키고 상기 가이드바에 형성된 가이드홀에 결합되는 지지핀을 구비하는 것을 특징으로 한다. The penter graph has a pair of link bars intersecting with each other, rollers respectively installed at one end of the link bar and inserted into the guide groove to slide along the guide groove, and formed at the other end of the link bar, respectively. Pads to which the friction member is coupled, and the support pin is coupled to the intersection of the link bars to hinge the link bars and coupled to the guide hole formed in the guide bar.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 강풍이 불어 회전축의 회전수가 설정된 회전속도를 초과하는 경우 제동부가 디스크에 밀착됨으로써 회전축에 부하를 주어 회전축을 감속시킬 수 있다. As described above, according to the present invention, when the number of revolutions of the rotating shaft exceeds the set rotation speed, the braking unit may be in close contact with the disc to load the rotating shaft to reduce the rotating shaft.

따라서 회전축이 사전에 설계된 회전속도 범위를 초과함으로써 발생할 수 있는 발전기의 과열, 블레이드의 파손을 방지하여 장치를 보호한다. 또한, 회전축의 회전속도에 비례에서 회전축에 가해지는 부하도 커지므로 회전축은 일정한 최대속도로 발전이 가능하다. This protects the device by preventing overheating of the generator and damage to the blades, which can occur when the axis of rotation exceeds the predesigned range of rotation speed. In addition, since the load applied to the rotating shaft increases in proportion to the rotating speed of the rotating shaft, the rotating shaft can generate power at a constant maximum speed.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 풍력발전기를 나타내는 사시도이고,
도 2는 도 1의 요부를 발췌한 일부 절개 사시도이고,
도 3은 도 2의 일부를 분리한 분리사시도이고,
도 4 및 도 5는 도 1의 요부를 발췌한 단면도이고,
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 풍력발전기의 요부를 발췌한 단면도이고,
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 풍력발전기의 요부를 나타내는 일부 절개 사시도이다. 1 is a perspective view showing a wind power generator according to an embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a partially cutaway perspective view of the main portion of FIG. 1;
3 is an exploded perspective view of a part of FIG. 2 separated;
4 and 5 are cross-sectional views extracting the main part of FIG.
6 is a cross-sectional view of the main portion of the wind power generator according to another embodiment of the present invention,
7 is a partially cutaway perspective view illustrating a main portion of the wind power generator according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 과회전 방지 기능을 갖는 풍력발전기에 대해서 구체적으로 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a wind power generator having an over-rotation prevention function according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 풍력발전기는 바람에 대해 회전축이 수평으로 되어 있는 수평축형 풍차 및 바람에 대해 회전축이 수직으로 되어 있는 수직축형 풍차 모두에 적용될 수 있다. The wind turbine of the present invention can be applied to both a horizontal shaft windmill whose rotation axis is horizontal with respect to the wind and a vertical shaft windmill whose rotation axis is perpendicular to the wind.

도 1에 도시된 예에서는 본 발명은 수직축형 풍차가 적용된 풍력발전기를 도시하고 있다. 통상적으로 수직축형 풍차에는 패들형이나 사보니우스형 등과 같이 블레이드에 발생되는 항력으로 풍차를 회전시키는 항력형과, 다리우스형이나 자이로밀형 등과 같이 블레이드에 발생되는 양력으로 풍차를 회전시키는 양력형이 있는 데, 본 발명은 항력형, 양력형 모두 적용될 수 있다.In the example shown in FIG. 1, the present invention shows a wind turbine to which a vertical axis windmill is applied. Typically, vertical axis windmills have a drag type that rotates the windmill by drag generated on the blade, such as a paddle type or savonius type, and a lift type that rotates the windmill by lifting force generated on the blade, such as Darius type or Gyromill type. The present invention can be applied to both drag type and lift type.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 풍력발전기는 크게 회전축(1)과, 블레이드(7)와, 발전부와, 과회전방지유니트를 구비한다. 1 to 5, the wind power generator according to the embodiment of the present invention includes a rotation shaft 1, a blade 7, a power generation unit, and an over-rotation prevention unit.

회전축(1)은 수직으로 형성된다. 회전축(1)에는 방사상으로 다수의 지지대(3)가 수평방향으로 연장되어 형성된다. 도시된 예에서는 회전축(1)의 상부 및 하부에 각각 4개의 지지대(3)가 90도 각도로 배치된다. The rotating shaft 1 is formed vertically. The rotary shaft 1 is formed by extending a plurality of supports 3 in the horizontal direction radially. In the example shown, four supports 3 are arranged at an angle of 90 degrees on the upper and lower portions of the rotary shaft 1, respectively.

지지대(3)의 단부에는 환형의 고정프레임(5)이 결합된다. 고정프레임(5)은 회전축(1)의 상부 및 하부에 각각 형성된다. 상하 고정프레임(5) 사이에는 블레이드(7)가 설치된다. 블레이드(7)는 일정 간격으로 다수가 배치되어 회전축(1)의 주변에 방사상으로 설치된다. 블레이드(7)의 상하 양단은 상하 고정프레임(5)에 각각 고정된다. 도시된 예에서 블레이드(7)는 항력형을 나타내고 있으나, 상기에서 언급한 바와 같이 양력형을 이용할 수 있음은 물론이다. 바람이 불면 블레이드(7)에 항력이 작용하고, 각 블레이드(7)에 작용하는 항력은 회전축(1)을 회전시키는 회전모멘트로 작용한다. At the end of the support 3 is an annular fixed frame 5 is coupled. The fixed frame 5 is formed on the upper and lower portions of the rotary shaft 1, respectively. The blade 7 is installed between the upper and lower fixed frames 5. A plurality of blades 7 are arranged at regular intervals and are installed radially around the rotary shaft 1. Both upper and lower ends of the blade 7 are fixed to the upper and lower fixing frames 5, respectively. In the example shown, the blade 7 shows a drag type, but of course it is possible to use a lift type as mentioned above. When the wind blows, drag acts on the blades 7, and the drag acting on each blade 7 acts as a rotation moment for rotating the rotating shaft (1).

회전축(1)의 하부는 축케이스(10)를 관통하여 하우징(15)에 지지된다. 축케이스(10)는 하우징(15)의 상부에 결합되는 것으로서, 하부가 개방된 원통형으로 형성된다. 축케이스(10)의 하단에는 플랜지(13)가 형성되어 하우징(15)의 상단에 형성된 플랜지(17)에 결합된다. 축케이스(10)에는 베어링 유니트(11)가 설치되고, 베어링 유니트(11)에는 하우징(15)으로 연장되는 지지축(1)이 결합된다. 축케이스(10)는 회전축(1)과 동심원을 이룬다. The lower part of the rotating shaft 1 passes through the shaft case 10 and is supported by the housing 15. The shaft case 10 is coupled to the upper portion of the housing 15 and is formed in a cylindrical shape with an open lower portion. A flange 13 is formed at the lower end of the shaft case 10 to be coupled to the flange 17 formed at the upper end of the housing 15. A bearing unit 11 is installed in the shaft case 10, and a support shaft 1 extending to the housing 15 is coupled to the bearing unit 11. The shaft case 10 forms a concentric circle with the rotation shaft 1.

하우징(15)은 내부가 빈 원통형으로서 지면에 고정설치되어 지면으로부터 일정 높이로 형성된다. 하우징(15)은 하부에 지면과 접촉하는 플랜지(19)가 형성되고, 플랜지(19)는 앵커볼트에 결합된다. 이와 같은 하우징(15)은 회전축(1)을 지지하는 지주 역할을 한다. The housing 15 is a hollow cylinder inside and fixed to the ground and is formed at a predetermined height from the ground. The housing 15 is formed with a flange 19 in contact with the ground at the bottom, the flange 19 is coupled to the anchor bolt. Such a housing 15 serves as a support for supporting the rotation shaft (1).

하우징(15)의 내부로 연장되는 회전축(1)은 발전부(미도시)와 연결되어 전기를 발전한다. 발전부는 회전자와 발전코일로 이루어져 회전축과 연결된 회전자가 회전할 때, 발전코일에서 전자기 유도에 의한 유도기전력이 발생되도록 한 것이다.그리고 회전축(1)과 발전부 사이에는 회전축의 회전력을 증속시키는 증속부(미도시)가 더 설치될 수 있다. 증속부는 바람에 의해 회전하는 풍차의 회전력을 증속시키는 것으로 유성기어장치를 이용한다. 유성기어장치는 선기어와 선기어의 둘레를 자체 회전하면서 도는 유성기어의 조합으로 이루어져 회전력을 증속시킨다. The rotating shaft 1 extending into the housing 15 is connected to a power generation unit (not shown) to generate electricity. The power generation unit consists of a rotor and a power generation coil so that when the rotor connected to the rotation shaft rotates, induction electromotive force is generated by the electromagnetic induction from the power generation coil.Increasing the speed of increasing the rotational force of the rotation shaft between the rotation shaft 1 and the power generation unit A part (not shown) may be further installed. The speed increasing unit uses a planetary gear device to increase the rotational force of the windmill rotating by the wind. The planetary gear device is composed of a combination of the sun gear and the sun gear while turning itself around the sun gear to increase the rotational force.

상술한 발전부 및 증속부는 통상적으로 구성을 갖는 것으로, 구체적인 설명은 생략한다.The power generation unit and the speed increasing unit described above usually have a configuration, and a detailed description thereof will be omitted.

본 발명의 특징인 과회전방지유니트는 회전축(1)의 회전속도가 설정된 값에 도달하면 회전축(1)에 작용하는 원심력에 의해 회전축(1)을 감속시키는 역할을 한다. 과회전방지유니트는 축케이스(10)의 내부에 형성된다. An over-rotation preventing unit which is a feature of the present invention serves to decelerate the rotating shaft 1 by the centrifugal force acting on the rotating shaft 1 when the rotating speed of the rotating shaft 1 reaches a set value. An over-rotation preventing unit is formed inside the shaft case 10.

과회전방지유니트의 일 예로 보스(20)와, 축케이스(10)와, 제동부(40)와, 디스크(30)와, 안내부와, 탄성부재를 포함한다. 축케이스(10)는 상기에서 언급하였으므로 설명을 생략한다. An example of the over-rotation preventing unit includes a boss 20, a shaft case 10, a braking part 40, a disc 30, a guide part, and an elastic member. Since the shaft case 10 has been mentioned above, its description is omitted.

보스(20)는 축케이스(10)와 대응되는 위치의 회전축(1)에 형성된다. 보스(20)는 회전축(1)의 외주면에 형성되며 회전축(1)보다 더 큰 외경을 갖는다. 보스(20)의 외측면은 축케이스(10)의 내측면과 일정한 간격으로 유지된다. 보스(20)의 외측면에는 상하로 길게 형성된 수직의 가이드 홈(23)이 형성된다. 가이드 홈(23)은 입구가 좁고 내측에 넓은 형상으로 형성된다. 가이드 홈(23)은 더브테일 형상으로 형성되어도 무방하다. 가이드 홈(23)은 보스(20)의 외측에 180도 간격으로 2개가 형성된다. 이는 제동부(40)의 수와 동일하다. 가령 4개의 제동부(40)가 보스(20)에 방사상으로 형성되며 가이드 홈(23)도 90도 간격으로 4개가 형성된다. The boss 20 is formed on the rotation shaft 1 at a position corresponding to the shaft case 10. The boss 20 is formed on the outer circumferential surface of the rotating shaft 1 and has a larger outer diameter than the rotating shaft 1. The outer surface of the boss 20 is maintained at regular intervals from the inner surface of the shaft case 10. The outer surface of the boss 20 is formed with a vertical guide groove 23 formed long vertically. The guide groove 23 has a narrow entrance and is formed in a wide shape inside. The guide groove 23 may be formed in a dovetail shape. Two guide grooves 23 are formed at an outer side of the boss 20 at 180 degree intervals. This is equal to the number of brakes 40. For example, four braking portions 40 are radially formed in the boss 20, and four guide grooves 23 are also formed at intervals of 90 degrees.

회전축(1) 및 보스(20)와 동심원을 이루는 축케이스(10)의 내측면에는 디스크(30)가 설치된다. 디스크(30)는 축케이스(10)의 내측면의 둘레를 따라 설치되므로 보스(20)를 둘러싸는 환형으로 형성된다. 디스크(30)는 축케이스(10)와 일체로 형성되거나 별도의 고정도구를 이용하여 축케이스(10)에 결합될 수 있다. 도시되지 않았지만 L형의 브라켓을 디스크(30)와 축케이스(10)가 만나는 상하 부분에 각각 나사로 결합시켜 고정시킬 수 있다. The disk 30 is installed on the inner surface of the shaft case 10 concentric with the rotary shaft 1 and the boss 20. Since the disk 30 is installed along the circumference of the inner surface of the shaft case 10, the disk 30 is formed in an annular shape surrounding the boss 20. The disk 30 may be integrally formed with the shaft case 10 or may be coupled to the shaft case 10 by using a separate fixing tool. Although not shown, the L-shaped bracket may be fixed by screwing the upper and lower portions where the disk 30 and the shaft case 10 meet, respectively.

제동부(40)는 보스(20)에 설치된다. 도시된 예에서는 제동부(40)는 2개가 설치되어있으나, 이와 달리 보스(20)의 외측면에 120도 간격으로 3개 또는 90도 간격으로 4개가 설치될 수 있음은 물론이다. The braking part 40 is installed in the boss 20. In the illustrated example, two braking units 40 are provided, but alternatively, four or four braking units may be installed on the outer surface of the boss 20 at intervals of 120 degrees or at intervals of 90 degrees.

회전축(1)에 작용하는 원심력이 커지면, 즉 강풍이 부는 상황에서 회전축(1)의 회전속도가 증가되면 제동부(40)는 디스크(30)와 밀착되는 구조를 갖는다. 제동부(40)가 축케이스(10)에 고정된 디스크(30)와 밀착되면 회전축(1)에는 부하가 가해진다. 따라서 회전축(1)은 부하만큼 회전속도가 줄어들게 된다. When the centrifugal force acting on the rotating shaft 1 is increased, that is, when the rotational speed of the rotating shaft 1 is increased in a strong wind, the brake 40 has a structure in close contact with the disk 30. When the braking part 40 comes into close contact with the disk 30 fixed to the shaft case 10, a load is applied to the rotating shaft 1. Therefore, the rotating shaft 1 is reduced in speed by the load.

제동부(40)는 일단이 보스(20)에 결합된 상태에서 회전축(1)에 작용하는 원심력의 크기에 따라 회전축(1)을 중심으로 바깥으로 벌어지거나 회전축 방향으로 당겨진다. 즉, 회전축(1)과 직교하는 방향으로 이동을 하게 된다. 이때 제동부(40)의 이동을 가이드하기 위한 안내부가 보스(20)에 설치된다. 도시된 예에서는 안내부로 한 쌍의 가이드바(25)로 이루어진다. The braking part 40 is opened or pulled outwardly about the rotating shaft 1 according to the magnitude of the centrifugal force acting on the rotating shaft 1 while one end is coupled to the boss 20. That is, it moves in the direction orthogonal to the rotating shaft 1. At this time, the guide part for guiding the movement of the braking part 40 is installed in the boss 20. In the example shown, it consists of a pair of guide bars 25 as guides.

가이드바(25)는 일단이 보스(20)에 결합되고 타단이 회전축(1)과 직교하는 방향으로 일정 길이 연장되어 형성된다. 가이드바(25)는 보스에 용접 등에 의해 결합될 수 있다. 가이드바(25)의 설치 높이는 디스크(30)의 설치 높이와 일치한다. 2개의 가이드바(25)는 보스(20)에 형성된 가이드 홈(23)을 사이에 두고 형성된다. 가이드바(25)에는 좌우로 길게 가이드 홀(27)이 형성된다. 안내부 역시 가이드 홈(23)과 마찬가지로 제동부(40)의 수와 동일한 수로 형성된다. Guide bar 25 is one end is coupled to the boss 20 and the other end is formed to extend a predetermined length in the direction orthogonal to the rotation axis (1). Guide bar 25 may be coupled to the boss by welding or the like. The installation height of the guide bar 25 corresponds to the installation height of the disk 30. The two guide bars 25 are formed with the guide grooves 23 formed in the boss 20 therebetween. The guide bar 25 is formed with a guide hole 27 extending from side to side. Like the guide groove 23, the guide portion is formed in the same number as the number of the braking portion 40.

제동부(40)는 펜터그래프와, 펜터그래프의 단부에 결합된 마찰부재(50)를 구비한다. 펜터그래프는 상호 교차하는 한 쌍의 링크바들(41)(43)과, 링크바(41)(43)의 일단에 각각 설치되어 가이드 홈(23)에 삽입되어 가이드홈을 따라 상하로 슬라이딩 이동하는 롤러들(45)과, 링크바(41)(43)의 타단에 각각 형성되어 마찰부재(50)가 결합되는 패드(49)와, 링크바들(41)(43)의 교차부위에 결합되어 링크바들(41)(43)을 힌지결합시키고 가이드바(25)에 형성된 가이드홀(27)에 결합되는 지지핀(47)을 구비한다. The brake unit 40 includes a penter graph and a friction member 50 coupled to an end portion of the penter graph. The penter graph is installed at one end of each of the link bars 41 and 43 and the link bars 41 and 43 that cross each other and is inserted into the guide groove 23 to slide up and down along the guide groove. Pads 49 formed at the other ends of the rollers 45, the link bars 41 and 43, respectively, to which the friction member 50 is coupled, and coupled to the intersections of the link bars 41 and 43, are linked. A support pin 47 is hinged to the bars 41 and 43 and coupled to the guide hole 27 formed in the guide bar 25.

각 링크바(41)(43)는 직선형태의 제 1부와, 제 1부에서 연장되되 서로 마주하는 방향으로 절곡되어 형성된 제 2부로 구분된다. 제 1부는 X자 형태로 교차된다. 교차부위에는 지지핀(47)의 직경보다 더 큰 직경을 갖는 관통홀(42)이 각각 형성된다. 지지핀(47)은 어느 하나의 가이드바(25)의 가이드홀(27)을 통과하여 두개의 링크바(41)(43)의 관통홀(42)을 통과하고 다른 가이드바(25)의 가이드홀(27)로 삽입된다. 지지핀(47)의 단부는 너트에 의해 결합된다. 지지핀(47)의 직경은 가이드 홀(27)의 상하 폭보다 더 작게 형성되어 가이드 홀(27)을 따라 슬라이딩 이동할 수 있도록 한다. Each of the link bars 41 and 43 is divided into a straight first portion and a second portion extending from the first portion and bent in a direction facing each other. The first part is crossed in the form of an X. At the intersections, through holes 42 each having a diameter larger than that of the support pins 47 are formed. The support pin 47 passes through the guide hole 27 of one guide bar 25, passes through the through holes 42 of the two link bars 41, 43, and guides the other guide bar 25. It is inserted into the hole 27. The end of the support pin 47 is coupled by a nut. The diameter of the support pin 47 is formed to be smaller than the upper and lower widths of the guide hole 27 to allow sliding along the guide hole 27.

패드(49)는 제 2부의 단부에 형성된다. 패드(49)는 사각 판형으로 형성되어 마찰부재(50)를 지지한다. 마찰부재(50)는 디스크(30)의 상하에서 각각 밀착되어 마찰력을 발생시킨다. 마찰부재(50)는 유기결합제나 충전제로 석면이나 섬유를 굳혀서 만든 것으로서, 통상적인 브레이크 라이닝과 동일하다. The pad 49 is formed at the end of the second part. The pad 49 is formed in a rectangular plate shape to support the friction member 50. The friction member 50 is in close contact with each other on the top and bottom of the disk 30 to generate a friction force. The friction member 50 is made by hardening asbestos or fibers with an organic binder or filler, and is the same as a conventional brake lining.

상기의 구조를 갖는 펜터그래프는 회전축(1)의 회전속도가 증가함에 따라 회전축(1)의 바깥 방향으로 원심력이 작용한다. 따라서 2개의 링크바(41)(43)가 교차하는 각도가 작아지면서 교차부위에 결합된 지지핀(47)이 가이드 홀(27)을 따라 수평으로 이동한다. 이에 따라 두 개의 패드(49)는 회전축(1)의 바깥 방향으로 점진적으로 이동함과 동시에 디스크(30) 방향으로 이동하여 디스크(30)의 상하부에 각각 밀착된다. In the penter graph having the above structure, the centrifugal force acts in the outward direction of the rotating shaft 1 as the rotating speed of the rotating shaft 1 increases. Accordingly, as the angle at which the two link bars 41 and 43 cross each other decreases, the support pin 47 coupled to the intersection portion moves horizontally along the guide hole 27. Accordingly, the two pads 49 gradually move toward the outside of the rotation shaft 1 and move toward the disc 30 to be in close contact with the upper and lower portions of the disc 30, respectively.

그리고 회전축(1)에 작용하는 원심력이 감소하면 링크바(41)(43)를 회전축 방향으로 당겨 마찰부재(50)를 디스크(30)로부터 분리시킬 수 있도록 탄성부재가 설치된다. 탄성부재로 스프링(55)을 이용한다. 스프링(55)의 일단은 보스(20)에 형성된 고정부(53)에 결합되고, 타단은 어느 하나의 링크바(49)에 결합된다. 스프링(55)은 항상 링크바를 회전축 방향으로 탄성바이어스시킨다. 따라서 원심력이 크지 않은 평상시의 회전속도에서 마찰부재는 스프링(55)의 탄성력에 의해 디스크(30)와 분리된 상태이다. When the centrifugal force acting on the rotating shaft 1 is reduced, an elastic member is installed to pull the link bars 41 and 43 in the rotating shaft direction so that the friction member 50 can be separated from the disk 30. The spring 55 is used as the elastic member. One end of the spring 55 is coupled to the fixing portion 53 formed in the boss 20, the other end is coupled to any one of the link bar (49). The spring 55 always biases the link bar in the rotational axis direction. Therefore, the friction member is separated from the disk 30 by the elastic force of the spring 55 at the usual rotational speed where the centrifugal force is not large.

회전축(1)의 회전속도가 증가하게 되면 회전축(1)에 작용하는 원심력이 스프링의 탄성력보다 커지게 되어 마찰부재(50)가 디스크(30)에 밀착되어 회전축에 부하를 준다.When the rotational speed of the rotating shaft (1) increases, the centrifugal force acting on the rotating shaft (1) becomes larger than the elastic force of the spring, so that the friction member (50) is in close contact with the disk (30) to give a load to the rotating shaft.

한편, 제동부의 다른 예를 도 6에 도시하고 있다. 도 6을 참조하면, 제동부(60)는 회전축(1) 외측에 형성된 안내부와, 안내부를 따라 회전축(1)과 직교하는 방향으로 이동하는 슬라이더(65)와, 슬라이더(65)에 결합되어 디스크(90)에 밀착되어 마찰력을 발생시키는 마찰부재(71)를 구비한다. Meanwhile, another example of the braking unit is shown in FIG. 6. Referring to FIG. 6, the braking unit 60 is coupled to the guide unit formed outside the rotating shaft 1, the slider 65 moving in a direction orthogonal to the rotating shaft 1 along the guide unit, and the slider 65. It is provided with a friction member 71 in close contact with the disk 90 to generate a friction force.

안내부는 회전축(1)의 외측면에 형성된 보스(20)에 돌출되어 형성된 봉 형상의 가이드바(61)와, 가이드바(61)의 단부에 형성된 스토퍼(63)로 이루어진다. 가이드바(61)는 일단이 보스(20)에 결합되고 타단은 회전축(1)과 직교하는 방향으로 연장되어 형성된다. 스토퍼(63)는 가이드바(61)의 직경보다 더 큰 직경으로 형성된다. The guide part includes a rod-shaped guide bar 61 protruding from the boss 20 formed on the outer surface of the rotation shaft 1, and a stopper 63 formed at an end of the guide bar 61. One end of the guide bar 61 is coupled to the boss 20, and the other end of the guide bar 61 extends in a direction orthogonal to the rotation shaft 1. The stopper 63 is formed with a diameter larger than the diameter of the guide bar 61.

슬라이더(65)는 몸체(67)와, 몸체(67)의 상부에 형성되며 몸체(67)의 단면적보다 더 확장된 단면적을 갖는 패드(69)를 포함한다. 슬라이더(65)의 내부에 가이드바(61)를 수용하는 원통형의 수용공간(68)이 형성된다. 수용공간(68)의 직경은 스토퍼(63)의 외경보다 더 크게 형성된다. 그리고 몸체(67)의 하부에 고정턱(66)이 형성되어 수용공간(68)의 입구를 형성한다. 수용공간(68)의 입구 직경은 가이드바(61)의 외경보다는 더 크고, 스토퍼(63)의 외경보다는 더 작다. The slider 65 includes a body 67 and a pad 69 formed on top of the body 67 and having a cross-sectional area that extends more than the cross-sectional area of the body 67. A cylindrical accommodation space 68 is formed in the slider 65 to accommodate the guide bar 61. The diameter of the receiving space 68 is formed larger than the outer diameter of the stopper 63. A fixing jaw 66 is formed below the body 67 to form an inlet of the accommodation space 68. The inlet diameter of the receiving space 68 is larger than the outer diameter of the guide bar 61 and smaller than the outer diameter of the stopper 63.

마찰부재(71)는 패드의 바깥 면에 형성된다. 마찰부재는 통상적인 브레이크 라이닝 소재와 동일하다. 마찰부재(71)의 바깥면은 유선형으로 형성되는 것이 바람직하다. 마찰부재(71)의 바깥면은 축케이스(10)의 내측면 곡률반경과 동일하거나 유사하도록 형성한다. The friction member 71 is formed on the outer surface of the pad. The friction member is the same as a conventional brake lining material. The outer surface of the friction member 71 is preferably formed in a streamlined shape. The outer surface of the friction member 71 is formed to be the same as or similar to the radius of curvature of the inner surface of the shaft case (10).

상기의 구성을 가지는 제동부(60)는 보스(20)의 외측면에 방사상으로 90도 간격으로 4개가 형성된다. 그리고 축케이스(10)의 내측에 설치되는 디스크(90)의 상하폭은 마찰부재(71)와 접촉되는 면적을 크도록 하기 위해 마찰부재(71)의 상하폭과 동일하거나 더 크게 형성한다. Four braking parts 60 having the above-described configuration are formed on the outer surface of the boss 20 at radial intervals of 90 degrees. In addition, the upper and lower widths of the disk 90 installed inside the shaft case 10 are the same as or larger than the upper and lower widths of the friction member 71 in order to increase the area in contact with the friction member 71.

회전축(1)에 작용하는 원심력이 감소하면 각 제동부의 슬라이더(65)를 회전축 방향으로 당겨 마찰부재(71)를 디스크(90)로부터 분리시킬 수 있도록 탄성부재가 가이드바(61)에 설치된다. 탄성부재로는 스프링(75)을 이용한다. 스프링(75)의 일단은 스토퍼(63)에 지지되고, 타단은 고정턱(66)에 지지된다. 스프링(75)은 항상 슬라이더(65)를 회전축 방향으로 탄성바이어스 시킨다. 따라서 평상시의 회전속도에서는 마찰부재(71)는 스프링(75)의 탄성력에 의해 디스크(90)와 분리된 상태이다. When the centrifugal force acting on the rotating shaft 1 decreases, the elastic member is installed in the guide bar 61 so that the friction member 71 can be separated from the disk 90 by pulling the slider 65 of each brake part in the direction of the rotating shaft. . As the elastic member, a spring 75 is used. One end of the spring 75 is supported by the stopper 63 and the other end is supported by the fixing jaw 66. The spring 75 always biases the slider 65 in the rotational axis direction. Therefore, the friction member 71 is separated from the disk 90 by the elastic force of the spring 75 at the usual rotational speed.

회전축(1)의 회전속도가 증가하게 되면 원심력이 스프링(75)의 탄성력보다 커지게 되어 슬라이더(65)는 가이드바(61)를 따라 회전축(1)의 바깥 방향으로 점진적으로 이동한다. 그리고 회전속도가 일정 속도를 초과하게 되면 슬라이더(65)는 바깥방향으로 더 이동하게 되고, 그에 따라 마찰부재(71)가 디스크(90)와 밀착되어 회전축(1)에 부하를 주어 회전축(1)을 감속시킨다. When the rotational speed of the rotary shaft 1 is increased, the centrifugal force becomes larger than the elastic force of the spring 75 so that the slider 65 gradually moves in the outward direction of the rotary shaft 1 along the guide bar 61. And when the rotational speed exceeds a certain speed, the slider 65 is further moved outward, and accordingly the friction member 71 is in close contact with the disk 90 to give a load to the rotating shaft (1) to the rotating shaft (1) To slow down.

도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 풍력 발전기를 도시하고 있다. 도시된 풍력발전기는 회전축이 바람이 부는 방향에 평행하다. 7 illustrates a wind generator according to another embodiment of the present invention. The wind turbine shown is parallel to the direction in which the wind is blowing.

도 7을 참조하면, 본 발명의 풍력발전기는 지상에서 일정 높이로 형성된 타워(100)와, 상기 타워(100)의 상부에 설치된 동체(110)를 포함한다. 동체(110)는 풍향에 따라 회전할 수 있도록 타워에 결합된다. Referring to FIG. 7, the wind turbine of the present invention includes a tower 100 formed at a predetermined height on the ground, and a body 110 installed on the tower 100. The fuselage 110 is coupled to the tower so that it can rotate in accordance with the wind direction.

동체(110)에는 내부에 회전축이 수용된 축케이스(120)와, 회전축의 회전력을 증속시키기 위한 증속부(123)와, 상기 증속부(123)에서 증속된 회전력을 전기적 에너지로 변환시키는 발전부(125)가 설치된다. 동체(110)의 바깥으로 돌출된 회전축(120)의 전단에는 다수의 블레이드(130)가 설치된다. The fuselage 110 includes a shaft case 120 in which a rotating shaft is accommodated therein, an speed increasing unit 123 for increasing the rotational force of the rotating shaft, and a power generation unit for converting the rotating force increased in the speed increasing unit 123 into electrical energy ( 125) is installed. A plurality of blades 130 are installed at the front end of the rotating shaft 120 protruding out of the body 110.

상술한 동체(110) 및 타워(100)의 구조는 통상적인 수평축 풍력 발전기와 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다. 축케이스의 양단에는 플랜지가 형성되어 동체(110)의 선단과 증속부(123)에 각각 결합된다. Since the structure of the body 110 and the tower 100 described above is the same as a conventional horizontal axis wind power generator, a detailed description thereof will be omitted. Flange is formed at both ends of the shaft case is coupled to the front end and the speed increasing portion 123 of the body 110, respectively.

도시되지 않았지만 과회전방지유니트는 축케이스(120)의 내부에 설치된다. 과회전방지유니트는 도 2에 도시된 바와 같이 회전축의 외주면에 형성되며 상기 회전축보다 더 큰 외경을 갖는 보스와, 상기 보스를 내부에 수용하도록 상기 회전축을 둘러싸며 상기 회전축과 동심원을 이루는 원통형의 축케이스와, 상기 헤드의 내주면에서 상기 보스 방향으로 돌출되어 형성되며 상기 보스의 외주면과 이격되어 형성된 환형의 디스크와, 상기 보스에 설치되어 상기 회전축에 작용하는 원심력에 의해 상기 회전축의 바깥 방향으로 이동하여 상기 디스크와 밀착되어 상기 회전축을 감속시키는 제동부와, 상기 보스에 일단이 결합되고 타단은 상기 축케이스 방향으로 연장되는 가이드바로 형성되며 상기 제동부의 이동을 가이드하는 안내부와, 상기 보스에 설치되어 상기 제동부를 상기 보스방향으로 당기는 탄성부재를 구비한다. 한편, 제동부로 도 6에 도시된 실시 예가 적용될 수 있음은 물론이다. Although not shown, the over-rotation preventing unit is installed inside the shaft case 120. An over-rotation preventing unit is formed on the outer circumferential surface of the rotating shaft as shown in Figure 2 and a cylindrical shaft concentric with the rotating shaft surrounding the rotating shaft to accommodate the boss therein, the boss having a larger outer diameter than the rotating shaft; A case, an annular disk protruding from the inner circumferential surface of the head in the boss direction and spaced apart from the outer circumferential surface of the boss, and moved in an outward direction of the rotating shaft by centrifugal force installed on the boss to act on the rotating shaft. A braking part in close contact with the disk to decelerate the rotating shaft, a guide bar having one end coupled to the boss and the other end extending in the direction of the shaft case, and a guide part for guiding the movement of the braking part; And an elastic member that pulls the braking part in the boss direction. On the other hand, it is a matter of course that the embodiment shown in FIG.

이상에서 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims.

따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.Therefore, the true scope of protection of the present invention should be defined only by the appended claims.

1: 회전축 7: 블레이드
10: 축케이스 15: 하우징
20: 보스 23: 가이드홈
25: 가이드바 27: 가이드홀
30: 디스크 40: 제동부
41: 링크바 49: 패드
50: 마찰부재 1: axis of rotation 7: blade
10: shaft case 15: housing
20: Boss 23: Guide Home
25: guide bar 27: guide hole
30: disc 40: braking part
41: link bar 49: pad
50: friction member

Claims

A rotating shaft supported by the housing in which the power generation unit is built and rotatably connected to the power generation unit;
A plurality of blades radially formed on the rotating shaft and rotated by wind;
And an over-rotation preventing unit for decelerating the rotating shaft by a centrifugal force acting on the rotating shaft when the rotational speed of the rotating shaft reaches a set value.

According to claim 1, wherein the anti-rotation unit is formed on the outer circumferential surface of the rotary shaft and the boss having a larger outer diameter than the rotary shaft, and the cylindrical shape of the cylindrical shaft concentric with the rotary shaft surrounding the rotary shaft to accommodate the boss therein A shaft case, an annular disk protruding from the inner circumferential surface of the head in the direction of the boss and spaced apart from the outer circumferential surface of the boss, and moving in an outward direction of the rotating shaft by a centrifugal force installed on the boss to act on the rotating shaft. And a braking part that is in close contact with the disk to decelerate the rotating shaft, and a guide bar having one end coupled to the boss and the other end extending in the direction of the shaft case, and a guide part for guiding the movement of the braking part. And an elastic member installed to pull the braking part in the boss direction. A wind power generator with an over-rotation prevention feature.

According to claim 2, The braking part is coupled to the guide bar to be slidably movable in a direction orthogonal to the axis of rotation and one end is coupled to the guide groove formed in the boss and the other end of the penter graph is coupled to the Wind generator having an over-rotation function, characterized in that it comprises a friction member in close contact with the disk to generate a friction force.

The linker according to claim 2, wherein the penter graph has a pair of link bars crossing each other, rollers installed at one end of the link bar and inserted into the guide groove to slide along the guide groove, and the link bar. A pad formed at the other end of the pad to which the friction member is coupled, and a support pin coupled to an intersection of the link bars, hinged to the link bars, and a support pin coupled to a guide hole formed in the guide bar. Wind generator with anti-rotation function.