KR100680915B1 - Structure of windmill for wind power generator - Google Patents

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Abstract

바람에 의해 회전되는 풍차의 작동으로 발전을 행하는 풍력 발전기용 풍차구조가 개시된다.Disclosed is a windmill structure for a wind generator that generates power by operation of a windmill rotated by wind.

종래에는 3개의 수풍날개를 가지는 하나의 풍차 또는 2개의 풍차를 결합하여 발전을 행함으로써 미풍일 경우에는 풍차의 회전이 원활하지 않게 되어 발전이 이루어지지 않게 되거나 풍차의 초기 회전시 작용하는 부하에 의해 풍차의 초기 회전 작동이 어렵고 구조가 복잡하게 되는 등의 문제점들이 있는데 이를 해결하기 위하여, 바람에 의해 회전되는 풍차가 결합된 회전축과, 이 회전축의 회전력을 증속시키는 증속기 및 상기 증속기에서 전달된 회전력에 의해 발전을 행하는 발전기를 구비한 풍력 발전기에 있어서, 상기 풍차(30)는, 회전축(40)의 선단에 고정되는 허브(31)와, 상기 허브(31)와 간격을 두고 설치된 프레임(32)과, 상기 허브(31)와 프레임(32)의 사이에 걸쳐서 일측으로 경사지게 고정되며, 선단부보다 후단부가 크게 형성된 복수 개의 수풍날개(33)를 포함하는 풍력 발전기용 풍차구조를 제공한다.Conventionally, power generation is performed by combining one windmill or two windmills having three wind blades, and in the case of a breeze, the rotation of the windmill is not smooth and power generation is not performed, or due to the load acting upon the initial rotation of the windmill. There is a problem that the initial rotation operation of the windmill is difficult and the structure is complicated, in order to solve the problem, the rotating shaft combined with the windmill rotated by the wind, the gearbox for increasing the rotational force of the rotating shaft and transmitted from the gearbox In a wind turbine having a generator that generates power by rotational force, the windmill 30 includes a hub 31 fixed to the tip of the rotating shaft 40 and a frame 32 spaced apart from the hub 31. And a plurality of wind blades fixed inclined to one side between the hub 31 and the frame 32 and having a rear end larger than the front end. It provides a windmill structure for a wind generator comprising (33).

따라서 허브와 프레임의 사이에 고정된 복수 개의 수풍날개가 소정의 각도를 이루며 고정되어 미풍에도 풍차의 회전이 가능케 되어 발전이 용이하게 이루어지며 구조적으로 간단하고, 특히 미풍에도 풍차의 초기 회전이 용이하게 된다.Therefore, a plurality of wind blades fixed between the hub and the frame are fixed at a predetermined angle to enable the rotation of the windmill even in the breeze, so that the power generation is easy and structurally simple, and in particular, the initial rotation of the windmill easily in the breeze. do.

풍력발전기, 풍차, 수풍날개, 허브, 프레임  Frame, Wind Turbine, Wind Turbine, Hub, Wind Turbine

Description

풍력 발전기용 풍차구조{Structure of windmill for wind power generator}Structure of windmill for wind power generator

도 1은 종래 풍력 발전기의 일례를 도시한 개략도.1 is a schematic diagram showing an example of a conventional wind generator.

도 2는 종래 풍력 발전기의 다른 예를 도시한 개략도.2 is a schematic view showing another example of a conventional wind generator.

도 3은 본 발명에 의한 풍력 발전기용 풍차구조를 도시한 사시도.Figure 3 is a perspective view showing a windmill structure for a wind generator according to the present invention.

도 4는 본 발명에 의한 풍력 발전기용 풍차구조를 도시한 일부 사시도.Figure 4 is a partial perspective view showing a windmill structure for a wind generator according to the present invention.

도 5는 본 발명에 의한 풍력 발전기용 풍차구조를 도시한 일부 사시도.5 is a partial perspective view showing a windmill structure for a wind generator according to the present invention.

도 6은 본 발명에 의한 풍차가 적용된 풍력 발전기를 도시한 사시도이다.6 is a perspective view illustrating a wind generator to which a windmill according to the present invention is applied.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

30: 풍차 31: 허브30: windmill 31: hub

32: 프레임 33: 수풍날개32: frame 33: wind blade

40: 회전축40: axis of rotation

본 발명은 풍력 발전기용 풍차구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 미풍에 도 회전이 가능하도록 하여 효율성을 더욱 향상시킬 수 있는 풍력 발전기용 풍차구조에 관한 것이다.The present invention relates to a windmill structure for a wind generator, and more particularly, to a windmill structure for a wind generator that can further improve efficiency by allowing rotation in the wind.

일반적으로 풍력 발전기는 공기가 가진 운동 에너지를 공기 역학적 특성을 이용하여 풍차를 회전시켜 기계적 에너지로 변환시키고, 이 기계적인 에너지를 이용하여 전기 에너지를 얻는 장치로서, 설치비용이 저렴하고 가정이나 지역단위로 개별적 발전을 하기 용이하므로 바닷가나 섬 또는 산간 지역 등 바람이 많이 부는 지역에 적용되고 있다.In general, a wind generator converts kinetic energy of air into mechanical energy by rotating windmills using aerodynamic characteristics, and obtains electrical energy by using this mechanical energy. As it is easy to develop individually, it is applied to windy areas such as beaches, islands or mountainous areas.

그리고 풍력 발전기는 지면에 대한 회전축의 방향에 따라서 수평축 형태의 프로펠라형 풍차와 수직축 형태의 다리우스형 풍차가 사용되고 있으며, 풍력은 시간적 변동이 크므로 독립전원으로 사용되는 경우에는 축전지를 이용하여 충전하는 등의 저장장치나 다른 발전 방식과 조합하여 사용하는 것이 바람직한 것으로 알려져 있다.The wind generator uses a propeller-type windmill in the form of a horizontal axis and a Darius-type windmill in the form of a vertical axis, depending on the direction of the rotation axis with respect to the ground. It is known to be used in combination with a storage device or other power generation method.

종래에 이와 같은 풍력 발전기는 도 1에 도시한 바와 같이 타워(10)의 상측에는 나셀(11)이 회전 가능케 결합되고, 이 나셀(11)의 내측에는 증속기(12) 및 발전기(13)가 설치되며, 상기 증속기(12)에는 회전축(14)이 결합되고, 상기 회전축(14)의 선단에는 바람에 의해 회전되는 3개의 날개를 가지는 풍차(15)가 결합된 구성으로 이루어진다,Conventionally, such a wind generator, as shown in FIG. 1, the nacelle 11 is rotatably coupled to the upper side of the tower 10, and the speed increaser 12 and the generator 13 are provided inside the nacelle 11. Is installed, the increaser 12 is coupled to the rotary shaft 14, the front end of the rotary shaft 14 is made of a configuration that is coupled to the windmill 15 having three wings rotated by the wind,

따라서 바람에 의해 풍차(15)가 회전하면 이와 결합된 회전축(14)이 함께 회전하게 되며, 상기 회전축(14)의 회전속도는 증속기(12)에서 증속된 후 발전기(13)로 전달되어 전기 에너지로 출력된 후 별도의 축전장치에 저장되어 필요시 전력을 공급하게 되는 것이다.Therefore, when the windmill 15 is rotated by the wind, the rotating shaft 14 coupled thereto is rotated together, and the rotating speed of the rotating shaft 14 is increased in the speed increaser 12 and then transferred to the generator 13 to be electric. After being output as energy, it is stored in a separate power storage device to supply power when needed.

또한 도 2에 도시한 바와 같이 타워(20)의 상측에 회전 가능케 결합된 나셀(21)의 내측에는 선단에 3개의 날개를 가지는 풍차(15)를 회전 자유롭게 설치한 회전축(24)의 외측에 별도의 중공축(26)을 회전 가능케 결합하되, 상기 중공축(26)의 선단에도 3개의 날개를 가지는 풍차(25)가 결합되며, 상기 회전축(24) 및 중공축(26)에는 수직축(27)을 서로 치차에 의해 회전력이 전달되도록 결합하고, 상기 수직축(27)에는 증속기(22) 및 발전기(23)를 결합시킨 풍력 발전기도 제안되어 있다In addition, as shown in FIG. 2, the inner side of the nacelle 21 rotatably coupled to the upper side of the tower 20 is separately provided on the outside of the rotating shaft 24 having the windmill 15 having three vanes at the tip freely installed therein. The hollow shaft 26 is rotatably coupled, the windmill 25 having three wings are also coupled to the front end of the hollow shaft 26, the vertical axis 27 to the rotary shaft 24 and the hollow shaft 26 Are coupled to each other so that the rotational force is transmitted by gears, and a wind generator is also proposed in which the gearbox 22 and the generator 23 are coupled to the vertical shaft 27.

그러나 이와 같은 종래의 풍력 발전기는 3개의 날개를 가지는 하나의 풍차 또는 2중으로 풍차가 결합됨에 따라 통상 바람의 세기가 큰 경우에는 풍차의 회전이 원활하게 이루어지는데 반하여 미풍일 경우에는 풍차의 회전이 원활하지 않게 되어 발전이 이루어지지 않게 되는 문제점이 있을 뿐만 아니라 풍차의 초기 회전시 작용하는 부하에 의해 풍차의 초기 회전 작동이 어렵고 장치가 복잡하게 된다고 하는 등의 문제점들이 내재되어 있었다.However, such a conventional wind generator is a windmill combined with a single windmill or three windmills having three wings, the windmill is smoothly rotated when the wind strength is large, whereas the windmill rotates smoothly when there is a breeze. Not only does not have a problem that the power generation is not made, as well as problems that the initial rotation operation of the windmill is difficult and the device is complicated by the load acting during the initial rotation of the windmill was inherent.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 본 발명의 목적은 미풍에도 회전되어 발전이 가능하고 구조가 간단한 풍력 발전기용 풍차구조를 제공하는데 있다.The present invention has been invented to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a windmill structure for a wind power generator that is rotated in the breezy and capable of power generation and simple structure.

본 발명의 다른 목적은 미풍에도 초기 회전이 용이하게 이루어지는 풍력 발전기용 풍차구조를 제공하는데 있다. Another object of the present invention is to provide a windmill structure for a wind generator that is easily rotated even in the early wind.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 풍력 발전기용 풍차구조는, 바람에 의해 회전되는 풍차가 결합된 회전축과, 이 회전축의 회전력을 증속시키는 증속기 및 상기 증속기에서 전달된 회전력에 의해 발전을 행하는 발전기를 구비한 풍력 발전기에 있어서, 상기 풍차는, 회전축의 선단에 고정되는 허브와, 상기 허브와 간격을 두고 설치된 프레임과, 상기 허브와 프레임의 사이에 걸쳐서 일측으로 경사지게 고정되며, 선단부보다 후단부가 크게 형성된 복수 개의 수풍날개를 포함한다.Windmill structure for a wind power generator according to the present invention for achieving the object as described above, the rotary shaft coupled to the windmill is rotated by the wind, an increaser for increasing the rotational force of the rotary shaft and the rotational force transmitted from the speed increaser In the wind power generator having a generator for generating electricity by the wind power generator, the windmill is fixed to one side between the hub fixed to the tip of the rotating shaft, the frame provided at intervals with the hub, and between the hub and the frame, It includes a plurality of wind blades having a rear end larger than the front end.

따라서 본 발명에 의하면, 허브와 프레임의 사이에 고정된 복수 개의 수풍날개가 소정의 각도를 이루며 고정되어 미풍에도 풍차의 회전이 가능케 되어 발전이 용이하게 이루어지며 구조적으로 간단하고, 특히 미풍에도 풍차의 초기 회전이 용이하게 되는 것이다.Therefore, according to the present invention, a plurality of wind blades fixed between the hub and the frame is fixed at a predetermined angle to enable the rotation of the windmill even in the breeze, the power generation is made easy and structurally simple, especially in the breeze Initial rotation is easy.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 의한 풍력 발전기용 풍차구조를 나타내는 사시도로서, 3 is a perspective view showing a windmill structure for a wind generator according to the present invention;

도면에서, 풍차(30)는 회전축(40)에 일체로 회전 가능케 결합된다.In the figure, the windmill 30 is rotatably coupled to the rotation shaft 40 integrally.

상기 풍차(30)는 회전축(40)의 선단에 일체로 결합되는 허브(31)가 중앙에 형성되어 있고, 상기 허브(31)의 외측에는 링형상의 프레임(32)이 소정의 간격을 두고 위치되어 있으며, 상기 허브(31)와 프레임(32)에는 복수 개의 수풍날개(33)가 소정의 간격을 두고 고정 설치되어 있다.The windmill 30 has a hub 31 that is integrally coupled to the tip of the rotation shaft 40 is formed in the center, the ring-shaped frame 32 is positioned at a predetermined interval on the outside of the hub 31 The hub 31 and the frame 32 are fixedly provided with a plurality of wind blades 33 at predetermined intervals.

상기 수풍날개(33)는 도 4에 도시한 바와 같이 일단이 허브(31)의 외측면에 일측으로 경사진 상태로 고정되고 타단은 도 5에 도시한 바와 같이 프레임(32)의 내측면에 역시 일측으로 경사진 상태로 고정 설치되어 있으며, 전체적으로 만곡진 형상을 이루면서 소정의 각도로 고정되어 있다.As shown in FIG. 4, the wind blade 33 is fixed at one end to the outer side of the hub 31 to be inclined to one side, and the other end thereof is also at the inner side of the frame 32 as shown in FIG. 5. It is fixedly installed in an inclined state to one side and is fixed at a predetermined angle while forming a curved shape as a whole.

상기 수풍날개(33)는 허브(31)에 경사지게 고정된 선단부의 길이보다 프레임(32)의 내측면에 고정된 후단부의 길이가 길게 형성됨이 바람직하다.The wind blade 33 is preferably formed longer than the length of the rear end fixed to the inner surface of the frame 32 than the length of the front end fixed inclined to the hub (31).

또한 상기 수풍날개(33)가 허브(31)에 고정된 선단부의 각도는 약 30~40°가 바람직하고, 바람직하게는 35°로 기울어짐이 더욱 바람직하며, 상기 수풍날개(33)가 프레임(32)의 내측면에 고정된 후단부의 각도는 20~30°가 바람직하고, 바람직하게는 22°로 기울어짐이 더욱 바람직하다.In addition, the angle of the tip portion in which the wind blade 33 is fixed to the hub 31 is preferably about 30 to 40 °, more preferably inclined at 35 °, the wind blade 33 is a frame ( The angle of the rear end portion fixed to the inner side of 32) is preferably 20 to 30 °, and more preferably inclined at 22 °.

그리고 상기 수풍날개(33)는 프레임(32)의 직경이 약 50cm일 경우 25개가 설치됨이 바람직하다.And the wind blade 33 is preferably provided with 25 when the diameter of the frame 32 is about 50cm.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 풍력 발전기용 풍차구조는 도 6에 도시한 바와 같이 타워(10)의 상측에 나셀(11)이 설치되고, 이 나셀(11)의 내부에 회전 가능케 설치된 회전축(40)의 선단에 풍차(30)가 결합 고정된다.As illustrated in FIG. 6, the windmill structure for the wind power generator according to the present invention configured as described above includes a nacelle 11 installed above the tower 10, and a rotating shaft 40 rotatably installed inside the nacelle 11. The windmill 30 is fixed to the front end of the coupling.

상기 풍차(30)는 회전축(40)의 선단에 허브(31)가 고정됨에 따라 회전축(40)과 일체로 회전하게 된다.The windmill 30 is integrally rotated with the rotating shaft 40 as the hub 31 is fixed to the tip of the rotating shaft 40.

그리고 상기회전축(40)에는 종래와 같이 증속기(12) 및 발전기(13)가 설치된다.The rotary shaft 40 is provided with a speed increaser 12 and a generator 13 as in the prior art.

상기 증속기(12) 및 발전기(13)는 나셀(11)의 내부에 설치되거나 아니면 타 워(10)의 내부에 설치될 수 있음은 물론이다.The speed increaser 12 and the generator 13 may be installed inside the nacelle 11 or may be installed inside the tower 10.

이렇게 설치된 풍차(30)는 미풍에도 회전됨으로써 발전을 행하게 된다.The windmill 30 thus installed is rotated in the breeze to generate power.

즉, 상기 풍차(30)에 가해지는 바람은 1차적으로 수풍날개(33)에 부딪혀 풍차(30)를 회전시키고, 이 바람은 다시 수풍날개(33)의 선단 및 후단으로 이동되면서 프레임(32)의 내측에 부딪혀 더욱 회전력을 향상시키게 되는 것이다.That is, the wind applied to the windmill 30 hits the wind blade 33 primarily to rotate the windmill 30, and this wind is moved back to the front and rear ends of the wind blade 33, the frame 32 To hit the inside of the to further improve the rotational force.

따라서 각각의 수풍날개(33)에 전달되는 바람이 각각 회전력을 전달함으로써 풍차(30)는 미풍에도 회전되어 회전축(40)을 회전시키게 되고, 상기 회전축(40)의 회전 작동에 의해 발생된 회전력은 증속기(12)에서 증속된 후 발전기(13)에서 발전이 이루어지게 되는 것이다.Therefore, the wind transmitted to each wind blade 33 transmits the rotational force, respectively, the windmill 30 is rotated in the breeze to rotate the rotary shaft 40, the rotational force generated by the rotation operation of the rotary shaft 40 is After the increase in the speed increaser 12 is to generate power in the generator (13).

그리고 상기 발전기(13)에서 발전된 전력은 별도의 축전장치에서 축전된 후 필요한 전기 시설 등으로 공급되는 것이다.In addition, the electric power generated by the generator 13 is supplied to a necessary electrical facility after being stored in a separate power storage device.

상기와 같은 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.The present invention as described above is not limited to the above-described specific embodiments, and any person having ordinary skill in the art to which the present invention pertains may make various changes without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. will be.

따라서 본 발명에 의하면, 허브와 프레임의 사이에 만곡지게 형성된 복수 개의 수풍날개가 소정의 각도를 이루도록 고정되어 미풍에도 회전이 가능케 됨으로써 발전이 용이하게 이루어지며 구조적으로 간략화되고, 특히 미풍에도 풍차의 초기 회전이 용이하게 되는 등의 여러 가지 효과가 있다.Therefore, according to the present invention, a plurality of wind blades formed to be curved between the hub and the frame is fixed to achieve a predetermined angle is possible to rotate even in the wind is easy to generate power and structurally simplified, especially in the early days of the windmill There are various effects such as easy rotation.

Claims (3)

바람에 의해 회전되는 풍차가 결합된 회전축과, 이 회전축의 회전력을 증속시키는 증속기 및 상기 증속기에서 전달된 회전력에 의해 발전을 행하는 발전기를 구비한 풍력 발전기에 있어서,In a wind turbine having a rotary shaft coupled to a windmill rotated by wind, a speed increaser for increasing the rotational force of the rotary shaft and a generator for generating power by the rotational force transmitted from the speed increaser, 상기 풍차(30)는, 회전축(40)의 선단에 고정되는 허브(31)와, 상기 허브(31)와 간격을 두고 설치된 프레임(32)과, 상기 허브(31)와 프레임(32)의 사이에 걸쳐서 일측으로 경사지게 고정되며, 선단부보다 후단부가 크게 형성된 복수 개의 수풍날개(33)를 포함하는 풍력 발전기용 풍차구조.The windmill 30 includes a hub 31 fixed to the tip of the rotating shaft 40, a frame 32 provided at intervals from the hub 31, and between the hub 31 and the frame 32. Fixed to be inclined to one side over, a windmill structure for a wind generator comprising a plurality of wind blades 33 formed with a rear end larger than the front end. 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 수풍날개(33)의 선단부가 허브(31)에 고정된 경사각도는 30~40°이고, 후단부가 프레임(32)에 고정된 각도는 20~30°인 것을 특징으로 하는 풍력 발전기용 풍차구조.According to claim 1, wherein the inclination angle of the tip end portion of the wind blade 33 is fixed to the hub 31 is 30 ~ 40 °, the rear end is fixed to the frame 32 is characterized in that the angle is 20 ~ 30 ° Windmill structure for wind generator.
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