KR100877419B1 - Vertical type wind turbine device - Google Patents

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KR100877419B1
KR100877419B1 KR1020080049676A KR20080049676A KR100877419B1 KR 100877419 B1 KR100877419 B1 KR 100877419B1 KR 1020080049676 A KR1020080049676 A KR 1020080049676A KR 20080049676 A KR20080049676 A KR 20080049676A KR 100877419 B1 KR100877419 B1 KR 100877419B1
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KR1020080049676A
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안승혁
유인택
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안승혁
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Abstract

A vertical axis wind turbine device is provided to minimize the area of wind power installation occupies by fitting the centroid of the device to the center of rotation. A vertical axis wind turbine device comprises a circumference duct part(130) rotating rotator at the forward direction; a rudder(140) installed at the rearward in-between of the housing(110); and an upper duct part(150) installed on the top of the housing. In order to because of being inflowed into the top, it is according to and it is rotated the blade equipped in rotator is inclined, and the rudder rotates the housing so that the circumference duct part against the wind.

Description

수직축 풍력 발전 장치{Vertical type wind turbine device}Vertical axis wind turbine device

본 발명은 바람을 이용한 발전 장치에 관한 것으로, 특히 설치공간이 최소화되면서도, 발전효율 극대화시키도록 풍력을 낭비 없이 사용하는 수직축 풍력 발전장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wind power generator, and more particularly, to a vertical axis wind power generator using the wind without waste to maximize the power generation efficiency while minimizing the installation space.

자연 현상을 그대로 이용하여 전기를 생산하는 친환경적인 발전 방식 중 하나인 풍력 발전 장치는 불어오는 바람을 이용하여 발전기를 작동시킴으로써 전기를 생산하는 것이다.One of the eco-friendly power generation methods that produce electricity using natural phenomena as it is, wind power generators generate electricity by operating generators using blowing wind.

일반적으로 사용되는 바람개비형 풍력 발전 장치는 바람이 세기가 약하여 풍력이 크지 아니한 경우에도 풍력 발전 장치 내에의 회전 저항과 발전기를 작동시키기 위하여 날개가 크게 제작됨에 따라 풍력 발전 장치가 차지하는 면적이 매우 크게 된다. 또한, 바람이 날개를 스치면서 지나가기 때문에 풍력의 손실이 커서 풍력 대비 발전효율이 낮은 문제도 있는 것이다.In general, the vane type wind turbine is used because the wind power is weak and the wind power generator occupies a large area as the blades are made large to operate the generator and the rolling resistance in the wind turbine even when the wind is not large. . In addition, because the wind passes through the wings, there is also a problem of low power generation efficiency compared to wind power because the loss of wind power.

이러한 문제를 극복하기 위하여, 지면과 수직인 회전축을 가지는 풍차형상의 회전체의 회전을 이용하는 수직축 풍력 발전 장치가 개발되었으며, 일예로, 대한민 국 공개특허 제10-2008-21859호에서는, 도 7에 도시된 바와 같이, 풍향에 따라 가변적으로 회전하여 풍력을 효율적으로 이용하기 위한 터보 공기압축 시스템(2)과, 풍향에 따라 상기 터보 공기압축 시스템(2)의 공기 유입방향을 제어하는 지능형 꼬리날개(3)와, 상기 터보 공기압축시스템(2) 및 지능형 꼬리날개(3)가 장착되어, 터보 공기압축 시스템(2)과 지능형 꼬리날개(3)를 유기적으로 구동할 수 있도록 지지하는 하우징(5)과, 상기 하우징(5)의 내부에 장착되어 터보 공기압축 시스템(2)과 외부로부터 유입되는 공기압에 의한 발전기전력을 발생하는 회전체(4)와, 상기 하우징(5)과 회전체(4)에 장착되어 지상 구조물과 결합하기 위한 샤프트(6)와, 상기 샤프트(6)의 끝단에 형성된 본체(1)를 지상에 고정하기 위한 바디(7)로 이루어지는 차세대 충력발전 시스템이 기재되어 있다.In order to overcome this problem, a vertical axis wind power generation apparatus using a rotation of the windmill-shaped rotating body having a rotation axis perpendicular to the ground has been developed, for example, in Republic of Korea Patent Publication No. 10-2008-21859, Figure 7 As shown in the figure, the turbo air compression system 2 rotates variably according to the wind direction to efficiently use wind power, and an intelligent tail wing for controlling the air inflow direction of the turbo air compression system 2 according to the wind direction. (3) and the housing (5), which is equipped with the turbo air compression system (2) and the intelligent tail blades (3), supports the turbo air compression system (2) and the intelligent tail wings (3) to be organically driven. And a rotor 4 mounted inside the housing 5 to generate a generator power by the turbo air compression system 2 and air pressure flowing from the outside, and the housing 5 and the rotor 4. Mounted on There is a next-generation power generation system comprising a chungryeok body (7) for fixing the main body (1) formed in the end of the shaft 6 and the shaft 6 for coupling with the ground structure on the ground is described.

이러한 선 출원된 기술은 터보 공기압축 시스템은 바람이 불어 들어가는 방향에서 바라볼 때, 터보 공기압축 시스템(2)이 하우징의 절반 이상의 면적을 가릴 수 있도록 길게 형성되기 때문에 무거워지게 된다. 또한, 풍향에 따른 방향전환이 용이하게 하기 위하여, 터보 공기압축 시스템(2)과 지능형 꼬리날개(3)의 무게 중심이 회전체(4)의 중심과 같게 구성할 필요가 있는 것이고, 이를 위하여 지능형 꼬리날개가 회전체(4)의 중심에서 길게 형성되거나, 터보 공기압축 시스템(2)의 무게에 맞추어 무게를 증가시켜야 하는 것이다.This pre- filed technique becomes heavy because the turbo air compression system is formed long so that the turbo air compression system 2 can cover an area of more than half of the housing when viewed from the wind blowing direction. In addition, in order to facilitate the change of direction according to the wind direction, it is necessary to configure the center of gravity of the turbo air compression system 2 and the intelligent tail wing 3 to be the same as the center of the rotor 4, for this purpose The tail wing is formed long in the center of the rotor 4, or the weight should be increased to match the weight of the turbo air compression system (2).

이 경우, 지능형 꼬리날개(3)의 길이를 길게 형성하는 경우에는 풍력 발전시스템이 차지하는 면적이 크게 되어, 설치 장소에 제약이 있는 문제가 있는 것이고, 지능형 꼬리날개(3)의 무게를 증가시키는 경우에는 풍력 발전시스템의 관성이 증가함에 따라 풍향의 변화에 민감하게 방향 전환되지 못하는 문제가 있는 것이다.In this case, when the length of the intelligent tail wing (3) is formed long, the area occupied by the wind power generation system becomes large, there is a problem that there is a limit to the installation place, when the weight of the intelligent tail wing (3) is increased There is a problem that can not be sensitive to the change of the wind direction as the inertia of the wind power generation system increases.

또한, 터보 공기압축 시스템(2)에 의하여 모인 바람은 터보 공기압축 시스템(2)이 회전체(4)와 접하는 면적으로만 유입되어 회전체를 회전시키는 것이어서, 회전체는 전면에서 불어오는 바람에 의하여 전체 블레이드의 대략 4분의 1만 바람에 의하여 회전력을 가지는 것이다. 즉, 나머지 블레이드는 바람에 의하여 회전력을 받지 못하는 관계로 풍력을 전체로 이용하지 못하기에 발전 효율이 그리 뛰어나지 못한 단점이 있다. In addition, the wind collected by the turbo air compression system (2) is to enter only the area where the turbo air compression system (2) is in contact with the rotor 4 to rotate the rotor, so that the rotor is blown by the wind blowing from the front Only about a quarter of the total blades have the rotational force by the wind. In other words, the remaining blades do not receive rotational force by the wind, so the wind power may not be used as a whole.

특히, 풍속이 약한 경우에는 바람에 의하여 회전력을 가지는 블레이드만으로 구성요소의 회전 저항 및 나머지 블레이드의 관성 저항을 모두 이길 정도의 회전력을 얻기가 쉽지 아니한 것이다.In particular, when the wind speed is weak, it is not easy to obtain a rotational force enough to beat both the rotational resistance of the component and the inertia resistance of the remaining blades only by the blade having the rotational force by the wind.

또한, 회전체(4)에 구비되는 블레이드는 회전체의 중심을 향할수록 이웃하는 블레이드에 의하여 공간이 점차 작아지게 구성되는바, 블레이드에 접촉된 바람이 중앙으로 이동하면서 좁은 공간에 몰려 압축되는 현상이 발생한다.In addition, the blade provided in the rotor 4 is configured to gradually decrease the space by the neighboring blade toward the center of the rotor, the phenomenon that the wind contacting the blade is concentrated in a narrow space while moving to the center This happens.

이 압축공기는 바람이 유입되는 방향의 반대 방향 또는 회전체의 상, 하부로 빠져나가기 전까지 정체되어 있으며, 고속 회전됨에 따라 점차 성장하여 새로이 유입되는 바람의 양을 줄임에 따라 풍력이 낭비되어 발전 효율이 떨어지는 문제가 있다.This compressed air is stagnant until it escapes to the direction opposite to the direction of wind inflow or above and below the rotor, and grows gradually as it rotates at high speed, reducing the amount of newly introduced wind and thus wasting wind power. There is a problem with this falling.

본 발명은 전술된 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 실시예는 무게중심을 회전이 이루어지는 중심에 맞추면서, 풍력 발전 장치가 차지하는 면적을 작게 하는 목적을 갖는다.The present invention has been made to solve the above-described problems, the embodiment of the present invention has the object of reducing the area occupied by the wind power generator, while adjusting the center of gravity to the center of rotation.

또한, 풍력 발전 장치의 상부를 지나는 바람으로 전체 블레이드를 회전케 하는 목적도 갖는다.It also has the purpose of rotating the entire blade with the wind passing over the top of the wind turbine.

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상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 실시예로 발전기와 연결된 수직된 출력축이 구비되어 하우징 내에서 회전하는 회전체가 포함된 풍력 발전 장치에 있어서, 상기 하우징의 일측에서부터 바람과 접하는 상기 하우징의 정면을 향하도록 상기 하우징의 둘레에 따라 이격되게 구비되어, 외주면으로 들어오는 바람의 방향을 바꾸어 회전력을 증대시키도록 상기 회전체 내로 유입시키는 둘레덕트부와, 상기 둘레덕트부가 결합된 상기 하우징의 반대편에는 상기 둘레덕트부가 바람에 맞서도록 상기 하우징을 회전시키는 방향타부가 구비되며, 상기 하우징의 상부에는 상기 회전체(120)의 상부로 바람을 유입시키는 상부덕트부가 더 구비되고, 상기 회전체에는 상부에서 유입되는 바람에 의하여 회전되도록 경사진 블레이드가 구비되는 것을 특징을 하는 것을 수직축 풍력 발전 장치를 제시한다.In order to solve the above problems, the present invention is a wind power generator comprising a rotary body rotating in the housing is provided with a vertical output shaft connected to the generator in an embodiment, the front of the housing in contact with the wind from one side of the housing It is provided along the circumference of the housing so as to face the circumference duct portion to be introduced into the rotating body to increase the rotational force by changing the direction of the wind entering the outer peripheral surface, and the opposite side of the housing coupled to the circumference duct portion A rudder is provided to rotate the housing so that the circumferential duct is opposed to the wind, and an upper duct part for introducing wind to the upper part of the rotating body 120 is further provided at the upper part of the housing, and the rotating body is introduced from the upper part. Characterized in that the blade is provided to be inclined to rotate by the wind To suggest a vertical axis wind turbine generator.

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또한, 상기 상부덕트부에는, 상기 둘레덕트부를 향하여 개방된 입구가 형성되며, 상기 입구의 양측면에는 입구의 바람의 유입면적을 증대시키면서, 상기 상부덕트부의 무게 중심을 상기 회전체의 중심과 일치시키도록 외부로 비스듬히 형성되는 연장편이 구비되는 것을 특징으로 하는 수직축 풍력 발전 장치를 제시한다.In addition, the upper duct portion is formed with an inlet open toward the circumferential duct portion, and on both sides of the inlet to increase the air inflow area of the inlet, while matching the center of gravity of the upper duct portion with the center of the rotating body It proposes a vertical axis wind turbine generator, characterized in that it is provided with an extension piece that is formed obliquely to the outside.

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상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 수직축 풍력 발전 장치에 따르면, 상부덕트부가 더 구비되어 풍력 발전 장치의 상부를 지나는 바람이 회전체를 회전시키는데 사용됨에 따라, 측면에서 불어오는 바람에 더하여 회전체에 상당한 회전력을 더 하게 됨으로, 발전 효율이 증가되는 효과가 있다. 특히, 블레이드에 많은 공기를 보낼 수 있기에 낮은 풍속일 때, 더욱 효과적인 것이다.According to the vertical axis wind turbine according to the embodiment of the present invention as described above, the upper duct is further provided, as the wind passing through the upper portion of the wind turbine is used to rotate the rotor, in addition to the wind blowing from the side By adding a considerable torque to the whole, there is an effect that the power generation efficiency is increased. In particular, it is more effective at low wind speed because it can send a lot of air to the blade.

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한편, 상부덕트부의 입구에 연장편이 형성되는 경우에는, 바람의 유입면적을 증대되므로 상부덕트부를 지나 회전체에 유입되는 바람의 양을 증가시켜 발전효율을 더욱 더 증가시키는 효과를 갖는다.On the other hand, when the extension piece is formed at the inlet of the upper duct portion, since the inflow area of the wind is increased to increase the amount of wind flowing through the upper duct portion to the rotating body has the effect of further increasing the power generation efficiency.

또한, 상부덕트의 무게 중심을 회전체의 중심과 일치시킬 수 있게 되므로, 방향타부에 의한 하우징의 회전이 원활하게 이루어지는 효과를 갖는다.In addition, since the center of gravity of the upper duct can be matched with the center of the rotating body, the housing is smoothly rotated by the rudder.

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이하, 첨부도면의 바람직한 실시예를 통하여, 본 발명인 수직축 풍력 발전 장치의 기능, 구성 및 작용을 상세히 설명한다.Hereinafter, the function, configuration and operation of the vertical axis wind turbine generator according to the present invention through the preferred embodiment of the accompanying drawings will be described in detail.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수직축 풍력 발전 장치를 분해한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 수직축 풍력 발전 장치의 평면도이며, 도 6은 도 1에 도시된 수직축 풍력 발전 장치의 사용상태를 나타낸 상태도이다.1 is an exploded perspective view of a vertical shaft wind turbine generator according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a plan view of the vertical shaft wind turbine shown in Figure 1, Figure 6 is the use of the vertical shaft wind turbine shown in Figure 1 It is a state diagram showing the state.

이하, 정회전이란 회전체가 둘레덕트부와 하우징이 연결된 부분에서 둘레덕트부의 끝단을 향한 방향으로 회전되는 방향을 의미하고, 역회전이란 정회전의 반대방향으로 회전하는 것을 의미한다.Hereinafter, the forward rotation means a direction in which the rotating body is rotated in the direction toward the end of the peripheral duct portion at the portion where the circumference duct portion and the housing are connected, and the reverse rotation means the rotation in the opposite direction of the forward rotation.

또한, 도면 중 실선 화살표는 바람의 흐름을 가시적으로 표현한 것이고, 블록화살표는 회전체의 정회전 방향을 의미한다.In addition, the solid arrow in the figure is a visual representation of the flow of the wind, the block arrow means the direction of the forward rotation of the rotating body.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수직축 풍력 발전 장치(100)는, 회전 가능하며 사방이 터진 하우징(110)과, 지면과 수직인 출력축(121)이 구비되며 하우징(110)의 내부에 구비되는 회전체(120)가 포함된 풍력 발전 장치에 있어서, 하우징(110)의 바람이 유입되는 전방 일측의 둘레에는, 전방의 일측으로 불어오는 바람을 유입 받아 바람의 방향을 전환하여 회전체를 정방향으로 회전시키는 둘레덕트부(130)와, 하우징(110)의 후방 중간에는 둘레덕트부(130)가 바람에 맞서도록 상기 하우징(110)을 회전시키는 방향타부(140)가 구비된다.The vertical axis wind turbine generator 100 according to the preferred embodiment of the present invention includes a rotatable, four-sided housing 110 and an output shaft 121 that is perpendicular to the ground and is provided inside the housing 110. In the wind power generator including the entire 120, around the front side of the wind flows in the housing 110, receives the wind blowing to one side of the front inflow of the wind to rotate the rotating body in the forward direction The circumferential duct 130 to be rotated, and the rudder 140 for rotating the housing 110 so that the circumferential duct 130 is against the wind in the middle of the rear of the housing 110.

즉, 수직축 풍력 발전 장치(100)는 바람에 의하여 회전체(120)가 하우징(110)의 내부에서 회전되고, 이 회전체(120)의 중심이 출력축(121)이 됨에 따라, 출력축(121)의 하부에 연결되는 발전기(160)에 의하여 전기를 생산하게 된다. 이때, 출력축과 발전기는 바로 연결되거나, 회전 속도를 변화시키는 변속장치를 더 거치는 등 발전시설을 구성하기 위하여 통상 사용되는 장치들이 더 구비될 수 있는 것이다.That is, in the vertical axis wind turbine generator 100, the rotor 120 is rotated inside the housing 110 by the wind, and as the center of the rotor 120 becomes the output shaft 121, the output shaft 121 The generator 160 is connected to the lower portion of the to produce electricity. In this case, the output shaft and the generator may be directly connected, or may be further provided with devices that are commonly used to configure the power generation facility, such as further through a transmission to change the rotational speed.

이때, 하우징(110)은 골조로 짜진 원통 형상을 가지며, 상, 하면과 측면은 바람이 통과되도록 터진 형상을 가진다. 또한, 하우징의 상, 하면 중앙에는 출력축(121)이 원활하게 회전되도록 베어링 등 윤활 수단이 구비된다. At this time, the housing 110 has a cylindrical shape woven into the frame, the upper, lower surface and the side has a shape blown to pass the wind. In addition, the upper and lower surfaces of the housing are provided with lubrication means such as bearings so that the output shaft 121 rotates smoothly.

즉, 회전체(120)는 하우징(110)의 내부에서 회전되면서 그 회전이 출력축(121)에 전달되어 발전기(160)를 작동시키는 것이다.That is, the rotating body 120 is rotated inside the housing 110 and the rotation is transmitted to the output shaft 121 to operate the generator 160.

또한, 하우징(110)은 지면에서 높게 설치되는 구조물 상에 베어링 등의 윤활 수단을 포함하여 회전 가능하게 안치되어, 추후 설명되는 방향타부(140)에 의하여 풍향의 변화에 따라 회동된다.In addition, the housing 110 is rotatably settled by including lubrication means such as a bearing on a structure installed high on the ground, and is rotated according to the change of the wind direction by the rudder 140 described later.

한편, 회전체(120)에는 출력축(121)을 중심으로 등각도를 형성하는 복수의 블레이드(122)가 구비된다. 이 블레이드(122)에 바람이 통과하며 회전체(120)가 회전되며, 블레이드의 단면은 출력축(121)을 중심으로 외부로 방사되는 직선형이 되거나, 바람과 접하는 면적을 증대시켜 회전력을 크게 얻을 수 있도록, 완만하게 휘어진 곡선형이 될 수 있다.On the other hand, the rotating body 120 is provided with a plurality of blades 122 forming an isometric angle around the output shaft 121. Wind is passed through the blade 122 and the rotating body 120 is rotated, the cross section of the blade is a straight line radiated to the outside around the output shaft 121, or increase the area in contact with the wind to obtain a large rotational force So that the curve can be smoothly curved.

한편, 둘레덕트부(130)는 하우징(110)의 둘레를 따라 이격되어 하우징(110)을 감싸는 형상으로 구비된다. 이때, 둘레덕트부(130)는 원형 하우징(110)의 원주에서 대략 4분의 1을 따라 형성된다.On the other hand, the circumferential duct 130 is spaced along the circumference of the housing 110 is provided in a shape surrounding the housing 110. In this case, the circumferential duct 130 is formed along a quarter of the circumference of the circular housing 110.

구체적으로, 둘레덕트부(130)는 회전체(120)의 회전에 의하여 블레이드(122)가 진행하는 방향이 풍력 발전 장치(100)를 향하여 불어오는 바람과 맞서게 되는 부분에 형성되어, 맞바람으로 인한 회전체(120)의 역회전을 방지하여 정회전(도 3의 블록화살표)의 회전력 저하를 방지하는 것이다. Specifically, the circumferential duct 130 is formed in a portion where the direction in which the blade 122 travels by the rotation of the rotor 120 to face the wind blowing toward the wind power generator 100, due to the upwind The rotation of the rotating body 120 is prevented to prevent the rotational force of the forward rotation (block arrow of FIG. 3) from being lowered.

또한, 둘레덕트부(130)의 외주면을 향하여 불어오는 바람을 내부로 유입하 고, 이 유입된 바람의 방향을 전환하여 회전체(120)의 정회전을 돕는 방향으로 회전체(120)에 유입시키는 역할을 하는 것이다.In addition, the wind blowing toward the outer circumferential surface of the circumferential duct 130 is introduced into the inside, the direction of the introduced wind flows into the rotating body 120 to help the forward rotation of the rotating body 120 It is to play a role.

이러한 둘레덕트부(130)는 하우징(110)의 둘레에 따라 이격되게 구비됨으로, 회전체(120)의 무게 중심에 가깝게 설치될 수 있는 것이고, 둘레덕트부(130)의 반대측에 구비되는 방향타부(140)와의 관계에서, 둘레덕트부(130)와 방향타부(140)와의 무게 중심을 회전체(120)의 무게 중심과 용이하게 일치시킬 수 있는 조건이 되는 것이다.Since the circumferential duct 130 is spaced apart along the circumference of the housing 110, the circumferential duct 130 may be installed to be close to the center of gravity of the rotating body 120, and the rudder provided on the opposite side of the circumferential duct 130. In relation to 140, the center of gravity of the circumferential duct part 130 and the rudder part 140 becomes a condition that can be easily matched with the center of gravity of the rotating body 120.

즉, 둘레덕트부(130)가 하우징(110)의 둘레를 감싸게 형성됨에 따라, 하우징(110)의 원활한 회전을 위하여, 이 둘레덕트부(130)와 무게를 맞추어야 하는 방향타부(140)는 하우징(110)에 가깝게 설치될 수 있는 것이다.That is, as the circumferential duct part 130 is formed to surround the circumference of the housing 110, in order to smoothly rotate the housing 110, the rudder part 140 which must match the weight with the circumferential duct part 130 is the housing. It can be installed close to (110).

따라서 수직축 풍력 발전 장치(100)의 전장 길이가 짧게 제작될 수 있어, 바람의 방향의 변화에 따라 하우징(110)이 용이하게 회전될 수 있으며, 보다 적은 면적에도 설치될 수 있는 것이다.Therefore, the full length of the vertical axis wind power generator 100 can be made short, the housing 110 can be easily rotated according to the change in the direction of the wind, it can be installed in a smaller area.

한편, 방향타부(140)는 둘레덕트부(130)의 대략 반대측의 하우징(110)과 결합되어, 둘레덕트부(130)가 바람이 불어오는 정면을 향하여 바람과 맞서도록 하우징(110)을 회전시킨다.On the other hand, the rudder 140 is coupled to the housing 110 on the opposite side of the circumferential duct 130, the circumferential duct 130 rotates the housing 110 to face the wind toward the wind blowing front Let's do it.

이때, 방향타부(140)의 결합위치는 불어오는 바람과 접하는 하우징의 전방과 반대인 후방의 중간보다 다소 타측으로 치우쳐지게 구비되어, 하우징의 전방에서 바라보았을 때, 전방일측에는 둘레덕트부(130)가 구비되고, 후방타측에는 방향타 부(140)가 구비되어, 양 구성요소의 무게 중심이 하우징의 중심선에 되도록 형성하는 것이 바람직하다.At this time, the coupling position of the rudder part 140 is provided to be biased toward the other side rather than the middle of the rear opposite to the front of the housing in contact with the blowing wind, when viewed from the front of the housing, the circumferential duct portion 130 ) Is provided, and the rudder unit 140 is provided on the rear other side, so that the center of gravity of both components is formed at the center line of the housing.

또한, 측면에서 바라볼 때에도, 전방에 둘레덕트부(130)가 구비되고, 후방에 방향타부(140)가 구비되어 전체적인 무게 중심이 하우징의 중심, 즉, 회전체의 중심이 되는 것이다.In addition, when viewed from the side, the circumferential duct 130 is provided in the front, the rudder 140 is provided in the rear so that the overall center of gravity is the center of the housing, that is, the center of the rotating body.

이 경우, 방향타부(140)는 풍향이 바뀌어 방향타부(140)를 이루는 수직으로 세워진 측면(141)에 저항이 증가되면, 이 저항을 감소시키는 방향으로 이동하려는 힘으로 하우징(110)을 회전시키고, 그에 따라 둘레덕트부(130)가 다시 바람을 안게 되는 것이다.In this case, when the wind direction is changed and the resistance is increased on the vertically lateral side 141 forming the rudder 140, the housing 110 is rotated with a force to move in the direction of decreasing the resistance. , Accordingly, the circumference duct unit 130 is to receive the wind again.

이러한 방향타부(140)는 하우징(110)과 이격되게 설치되는 측면(141)으로 이루어지며, 이 측면(141)에는 광고 스크린 등이 더 구비될 수도 있는 것이다.The rudder 140 is formed of a side surface 141 spaced apart from the housing 110, and the side surface 141 may further include an advertisement screen.

또한, 하우징(110)에서 바로 측면(141)이 외측으로 길게 형성될 수도 있으며, 이때, 측면(141)은 대략 사각형으로 구비되나, 그 외에도 다각형 또는 원형은 다양한 형상을 가질 수 있는 것이다.In addition, the side surface 141 may be formed to be elongated outwardly from the housing 110. In this case, the side surface 141 may be provided in a substantially rectangular shape, but in addition, the polygon or the circular shape may have various shapes.

한편, 둘레덕트부(130)에는 외측에 바람이 유입되는 유입구(131a)가 형성되는 전면(131)과, 이 전면(131)과 이격되게 위치되고 유입구(131a)에 유입된 바람의 방향을 바꾸어 회전체(120)의 블레이드(122)를 회전시키도록 유입시키는 유출구(132a)가 형성되는 후면(132)이 구비된다.On the other hand, the circumferential duct 130 is located in front of the front 131 is formed in the inlet 131a through which the wind flows to the outside, and is positioned to be spaced apart from the front 131 to change the direction of the wind flowing into the inlet 131a The rear surface 132 is provided with an outlet 132a for introducing the blade 122 of the rotating body 120 to rotate.

즉, 둘레덕트부(130)에는 전면(131)과 대략 평행하게 구비되는 후면(132)이 구비되어, 전면(131)과 후면(132) 사이에는 공기통로(133)가 형성된다.That is, the circumferential duct 130 is provided with a rear surface 132 provided substantially parallel to the front surface 131, and an air passage 133 is formed between the front surface 131 and the rear surface 132.

또한, 외측에 구비되는 전면(131)에 형성된 유입구(131a)에는 바람이 유입되어, 공기통로(133)를 통과한 후 후면(132)에 구비되는 유출구(132a)를 통과하여, 회전체(120)에 유입된다.In addition, wind is introduced into the inlet 131a formed on the front surface 131 provided on the outer side, passes through the air passage 133, and then passes through the outlet 132a provided on the rear surface 132, the rotating body 120 Flows into).

이때, 공기통로(133)로 들어온 바람은 하우징(110)의 외주면을 향하여 절곡되게 형성되는 유출구(132a)를 통하여 빠져나감에 따라, 회전체(120)의 블레이드(122)를 정회전시키게 된다.At this time, the wind entering the air passage 133 is passed through the outlet 132a which is formed to be bent toward the outer peripheral surface of the housing 110, thereby rotating the blade 122 of the rotating body 120 forward.

보다 구체적으로 설명하면, 공기통로(133)를 통과하는 바람은 후면(132)에 따라 둘레덕트부(130)의 뒷부분(133a)을 향하여 이동되다가 후면(132)에 형성된 유출구(132a)를 통하여, 회전하는 회전체(120)의 원주면에 접하는 방향보다 안쪽, 즉 블레이드(122)를 향한 방향으로 이동되고, 이러한 바람에 의하여 블레이드(122)가 밀려나 회전체(120)의 회전을 돕는 것이다.More specifically, the wind passing through the air passage 133 is moved toward the rear portion 133a of the circumferential duct 130 along the rear surface 132 and through the outlet 132a formed in the rear surface 132, The blade 122 is pushed inward from the direction of contact with the circumferential surface of the rotating rotor 120, that is, toward the blade 122, and the blade 122 is pushed by the wind to help the rotation of the rotor 120.

이로써, 바람이 불어오는 정면에서 바라보았을 때, 둘레덕트부(130)에 의하여 가려지지 아니하는 회전체(120)의 블레이드(122)는 불어오는 바람에 의하여 회전력을 얻게 되는 것이고, 둘레덕트부(130)에 의하여 가려지는 부분은 후면(132)에 의하여 바람이 차단됨에 따라 회전체(120)의 회전력을 저하시키지 아니하면서, 이러한 바람의 방향을 전환하여 정회전이 보다 원활하게 이루어지게 하는 것이다.Thus, when viewed from the front of the wind blowing, the blade 122 of the rotating body 120 which is not covered by the circumferential duct 130 is to obtain a rotational force by the blowing wind, The portion covered by the 130 is to reduce the rotational force of the rotating body 120 as the wind is blocked by the rear surface 132, and to make the forward rotation more smoothly by switching the direction of the wind.

한편, 둘레덕트부(130)는 회전체(120)의 상하 길이 만큼의 길이를 갖도록 형성되어 회전체(120)의 블레이드(122)가 맞바람을 맞아 회전력의 감소를 방지하는 것이 바람직하며, 그 끝단(134)은 바람이 불어오는 방향을 향하여 절곡되고, 개방되어 공기통로(133)로 바람이 들어오게 하는 것이 바람직하다.On the other hand, the circumferential duct 130 is formed to have a length as long as the vertical length of the rotating body 120, the blade 122 of the rotating body 120 is in the upwind to prevent a reduction in the rotational force, the end thereof 134 is bent toward the wind blowing direction, it is preferable to open the air to enter the air passage (133).

또한, 유입구(131a)는 바람의 유입면적이 증대되도록 전면(131)에 크게 형성되되, 유입구(131a)에는 유출구(132a) 쪽으로 바람을 안내하는 격자핀(135)이 더 구비될 수 있다.In addition, the inlet 131a is formed on the front surface 131 so that the inlet area of the wind is increased, the inlet 131a may be further provided with a grid pin 135 to guide the wind toward the outlet 132a.

즉, 유입구(131a)가 전면(131)에 크게 형성되는 경우, 풍속이 센 바람이 후면(132)에 부딪치면서 와류로 변하여, 후면(132)에 따라 유출구(132a)로 흘러가지 못하고 후면 표면 근처에서 정체됨으로써, 유입구(131a)에서 추가적인 바람의 유입이 원활하게 이루어지지 못할 수 있다.That is, when the inlet 131a is largely formed on the front surface 131, the wind is hit by the rear wind 132 and turns into a vortex, and does not flow to the outlet 132a along the rear surface 132 but near the rear surface. By stagnation at, additional inflow of wind from the inlet 131a may not be made smoothly.

이때, 세로방향으로 바람을 분할하는 격자핀(135)이 복수로 구비됨에 따라, 공기통로(133)로 들어오는 바람결을 고르게 하며, 이러한 바람은 후면(132)에서 와류를 형성하지 아니하고 부드럽게 흘러, 유출구(132a)로 신속하게 빠져나갈 수 있게 되는 것이다.At this time, as a plurality of grid pins 135 for splitting the wind in the vertical direction is provided, evenly the wind coming into the air passage 133, the wind flows smoothly without forming a vortex in the rear 132, the outlet You will be able to exit quickly at 132a.

한편, 도 4는 도 1에 도시된 수직축 풍력 발전 장치의 측단면도이다.On the other hand, Figure 4 is a side cross-sectional view of the vertical axis wind power generator shown in FIG.

하우징(110)의 상부에는 회전체(120)의 상부로 바람을 유입시키는 상부덕트부(150)가 더 구비되고, 이때, 회전체(120)에는 상부에서 유입되는 바람에 의하여 회전되도록 경사진 블레이드(122)가 구비된다.The upper portion of the housing 110 is further provided with an upper duct unit 150 for introducing wind to the upper portion of the rotating body 120, in this case, the rotating body 120 is inclined blade to be rotated by the wind flowing from the upper portion 122 is provided.

즉, 상부덕트부(150)는 하우징(110)의 상부에 형성되어, 하우징(110)의 상부 를 지나는 바람의 방향을 전환하여 회전체(120)의 상부를 지나가도록 유도하는 것이다.That is, the upper duct unit 150 is formed on the upper portion of the housing 110 to switch the direction of the wind passing through the upper portion of the housing 110 to guide the upper portion of the rotating body 120.

이를 위하여 상부덕트부(150)는 바람이 불어오는 방향을 향하여 경사진 판이 형성되게 하거나, 바람이 불어오는 방향을 향하여 개방된 구형상의 곡면판으로 이루어질 수 있다. 또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 상부덕트부(150)는 하우징(110)의 상부면에 따라 내부가 빈 원통(151)이 세워지고, 이 원통의 상부에는 반구형의 덮개(151a)가 구비될 수 있다.To this end, the upper duct 150 may be formed in the inclined plate toward the wind blowing direction, or may be made of a spherical curved plate open toward the wind blowing direction. In addition, as shown in Figure 1, the upper duct 150 is a hollow cylinder 151 is built up along the upper surface of the housing 110, the top of the cylinder is provided with a hemispherical cover (151a) Can be.

이때, 상부덕트부(150)는 둘레덕트부(130)를 향하여 개방된 입구(152)가 형성되며, 이 입구(152)의 양 측면에는 바람의 유입 면적을 증대시키면서, 상부덕트부의 무게 중심을 회전체(120)의 중심과 일치시키도록 외부로 비스듬히 형성되는 연장편(153)이 구비되는 것이 바람직하다.At this time, the upper duct 150 is formed with an inlet 152 that is open toward the circumferential duct 130, and on both sides of the inlet 152 to increase the inflow area of the wind, the center of gravity of the upper duct portion It is preferable that an extension piece 153 is formed obliquely to the outside so as to coincide with the center of the rotating body 120.

즉, 상부덕트부(150)에는 불어오는 바람이 들어오는 입구(152)가 형성되고, 이 바람은 상부덕트부의 내부에서 방향이 전환되어, 하부 방향으로 이동됨에 따라 회전체(120)의 상부에서 하부로 통과되는 것이다.That is, the upper duct unit 150 is formed with an inlet 152 through which the blowing wind enters, the wind is changed in the interior of the upper duct portion, the lower in the upper portion of the rotating body 120 as it moves in the lower direction To be passed through.

또한, 입구(152)가 형성됨에 따라 변경된 무게 중심을 회전체(120)의 출력축(121)과 다시 일치시키기 위하여 입구(152)에는 연장편(153)이 더 구비되되, 이 연장편(153)은 바람의 유입면적을 증대시키는 효과를 얻기 위하여 출력축(121)에서 외부방향으로 비스듬히 형성된다.In addition, the inlet 152 is further provided with an extension piece 153 at the inlet 152 to match the changed center of gravity with the output shaft 121 of the rotating body 120 as the inlet 152 is formed. Is formed obliquely outward from the output shaft 121 to obtain the effect of increasing the inflow area of the wind.

나아가, 상부덕트부(150)가 구비됨에 따라 회전체(120)에는 측면에서 유입되 는 바람뿐만 아니라 상부에서 하부로 빠져나가는 바람을 이용하여 회전력을 얻을 수 있도록, 블레이드(122)는 상부에서 불어오는 바람에 의하여 회전되도록 경사지게 구비된다.Furthermore, as the upper duct unit 150 is provided, the blades 122 are blown from the upper side so that the rotating body 120 can obtain the rotational force by using the wind flowing in from the side as well as the wind exiting from the upper side to the lower side. It is provided to be inclined to rotate by the coming wind.

이때, 경사의 방향은 회전체(120)의 정회전 방향에 따라 결정되는 것으로, 도 3과 같이 반시계 방향이 정회전 방향인 경우에는, 하방으로 흐르는 바람에 의하여 회전체(120)가 정회전이 되도록 반시계 방향으로 오름 경사를 가지게 형성된다.At this time, the direction of the inclination is determined according to the forward rotation direction of the rotation body 120, when the counterclockwise direction is a forward rotation direction as shown in Figure 3, the rotation body 120 is rotated forward by the wind flowing downward It is formed to have an ascending slope in the counterclockwise direction.

즉, 상부덕트부(150)로 인하여 하부로 이동하는 바람은 단위 블레이드를 상부에서 바라보았을 때의 단면적 만큼 회전체(120)를 회전시키게 됨으로써, 측면에서 불어오는 바람에 더하여 상당한 회전력을 더할 수 있게 되는 것이다.That is, the wind moving downward due to the upper duct portion 150 rotates the rotor 120 by the cross-sectional area when the unit blade is viewed from the top, so that a considerable rotational force can be added to the wind blowing from the side. Will be.

또한, 블레이드는 상부로 즉, 길이 방향으로는 경사지게 결합도고, 폭 방향으로 오목하게 형성됨으로써, 상부에서 하부로 이동되는 바람과, 전면에서 불어오는 바람에 대한 접촉면적을 증대시킬 수 있다. 이로써, 동일한 풍량에 대하여 더 큰 회전력을 얻을 수 있으므로, 발전효율이 증가되는 것이다.In addition, the blade is coupled to the top, that is, obliquely in the longitudinal direction, and formed concave in the width direction, it is possible to increase the contact area for the wind moving from the top to the bottom, and the wind blowing from the front. As a result, a larger rotational force can be obtained for the same amount of wind, so that the power generation efficiency is increased.

한편, 도 5는 도 1에 도시된 수직축 풍력 발전 장치에 채용된 회전체의 사시도이다.5 is a perspective view of a rotating body employed in the vertical shaft wind power generator shown in FIG. 1.

회전체(120)의 블레이드(122)는 원통형 회전대(123)의 외주면에 결합될 수 있다.The blade 122 of the rotating body 120 may be coupled to the outer circumferential surface of the cylindrical rotating table 123.

즉, 블레이드(122)는 회전대(123)의 외주면에 결합됨으로써, 블레이드에 닿 은 바람이 블레이드의 안쪽으로 밀려 들어가 이웃하는 블레이드 사이에서 정체되고, 이 정체 구간이 확산됨에 따라 새로이 밀려 들어오는 바람의 양이 적어지는 현상이 방지된다. That is, the blade 122 is coupled to the outer circumferential surface of the swivel 123, so that the wind contacting the blade is pushed into the blade and stagnated between neighboring blades, and the amount of wind newly pushed in as the stagnant section spreads. This lessening phenomenon is prevented.

즉, 블레이드(122)에 접하는 바람은 일부가 회전체(120)의 외부로 밀려나가고, 일부는 회전대(123)의 중심으로 밀려 들어가 하부로 빠져나감으로써 위와 같은 정체현상이 방지되는 것이다. That is, the wind in contact with the blade 122 is pushed to the outside of the rotating body 120, a part is pushed to the center of the swivel 123 is to escape to the bottom to prevent the above phenomenon.

이로써, 균일하게 불어오는 바람을 이용하여 회전체의 회전력을 고르게 얻을 수 있는 것이다.Thereby, the rotational force of the rotating body can be obtained evenly using the wind blowing uniformly.

또한, 블레이드(122)는 회전대(123)에 접하도록 접혀질 수 있는 것이 바람직하다.In addition, the blade 122 is preferably able to be folded to contact the swivel 123.

즉, 태풍 등 강풍이 부는 경우에는 풍력 발전 장치(100)의 과회전에 의한 출력축(121) 등의 파손을 방지하기 위하여 회전체(120)의 회전을 억제할 필요가 있는 것이고, 이를 위하여 블레이드(122)가 회전대(123)에 접혀짐으로써, 바람에 의하여 회전체(120)가 회전되지 아니하도록 할 수 있는 것이다.That is, when a strong wind such as a typhoon blows, it is necessary to suppress the rotation of the rotor 120 in order to prevent damage to the output shaft 121 due to over-rotation of the wind power generator 100, and for this purpose, the blade ( 122 is folded to the rotary table 123, it is possible to prevent the rotating body 120 is rotated by the wind.

이를 위하여, 블레이드(122)의 내측과 회전대(123)의 결합에 있어서, 회전대(123)에는 힌지부재(123a)가 돌출되게 구비되고, 블레이드(122)의 내측에는 힌지부재(123a)가 삽입되는 힌지홈(122a)이 형성되어, 힌지부재(123a)를 관통하며 양단이 힌지홈(122a)에 끼워지는 힌지축(122b)에 의하여 블레이드(122)가 회전대(123)에 접혀질 수 있게 된다.To this end, in the coupling of the inside of the blade 122 and the rotating table 123, the rotating member 123 is provided with a hinge member 123a protrudes, the inside of the blade 122, the hinge member 123a is inserted A hinge groove 122a is formed so that the blade 122 can be folded onto the swivel table 123 by a hinge shaft 122b that penetrates through the hinge member 123a and both ends thereof fit into the hinge groove 122a.

이때, 블레이드(122)의 내측은 회전대를 향하여 접혀지는 방향으로 곡면이 형성되고, 반대쪽은 블레이드(122)가 펼쳐졌을 때 회전대(123)에 의하여 지지되도록 돌출된 형상을 갖는다.At this time, the inside of the blade 122 is curved in the direction that is folded toward the swivel, the opposite side has a shape protruding so as to be supported by the swivel 123 when the blade 122 is unfolded.

이때, 블레이드(122)가 회전대(123)에 경사지게 구비되는 경우에는 각 블레이드(122)를 나누어 회전대(123)를 향하여 접히게 구성할 수 있는 것이다.At this time, when the blade 122 is provided inclined to the swivel 123, it is possible to divide each blade 122 to be folded toward the swivel 123.

또한, 블레이드(122)의 접힘과 펼침은 힌지축(122b)을 회전시키도록 구비되는 모터(M) 또는 유압장치 등 동력수단에 의하여 이루어질 수 있다. 즉, 회전대(123)의 내부에 구비되는 동력수단에 의하여 작동되는 체인(C)이 힌지축(122b)의 외주면과 연결되어, 동력수단의 회전에 의하여 블레이드(122)가 접히거나 펼쳐질 수 있게 되는 것이다.In addition, folding and unfolding of the blade 122 may be made by a power means such as a motor (M) or a hydraulic device provided to rotate the hinge shaft (122b). That is, the chain (C) operated by the power means provided in the rotating table 123 is connected to the outer circumferential surface of the hinge shaft 122b, so that the blade 122 can be folded or unfolded by the rotation of the power means. will be.

이로써, 강풍이 있을 때 회전체(120)를 회전이 이루어지지 않게 할 수 있으므로, 사용상 안전성이 증대되는 것이다.As a result, when there is a strong wind, it is possible to prevent the rotation of the rotating body 120, thereby increasing safety in use.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수직축 풍력 발전 장치를 분해한 사시도.1 is an exploded perspective view of a vertical shaft wind turbine generator according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1에 도시된 수직축 풍력 발전 장치의 평면도.FIG. 2 is a plan view of the vertical axis wind turbine generator shown in FIG. 1. FIG.

도 3은 도 1에 도시된 수직축 풍력 발전 장치의 평단면도.3 is a plan sectional view of the vertical axis wind power generator shown in FIG.

도 4는 도 1에 도시된 수직축 풍력 발전 장치의 측단면도.4 is a side cross-sectional view of the vertical shaft wind power generator shown in FIG.

도 5는 도 1에 도시된 수직축 풍력 발전 장치에 채용된 회전체의 사시도.5 is a perspective view of a rotating body employed in the vertical axis wind power generator shown in FIG.

도 6은 도 1에 도시된 수직축 풍력 발전 장치의 사용상태를 나타낸 상태도.6 is a state diagram showing a state of use of the vertical axis wind power generator shown in FIG.

도 7은 종래의 기술을 나타낸 사시도.7 is a perspective view showing a conventional technology.

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

100 : 풍력 발전 장치 110 : 하우징100: wind power generator 110: housing

120 : 회전체 121 : 출력축120: rotating body 121: output shaft

122 : 블레이드 122a : 힌지홈122: blade 122a: hinge groove

122b : 힌지축 123 : 회전대122b: hinge shaft 123: rotating table

123a : 힌지부재 C : 체인123a: hinge member C: chain

130 : 둘레덕트부 131 : 전면130: circumference duct portion 131: front

131a : 유입구 132 : 후면131a: inlet 132: rear

132a : 유출구 133 : 공기통로132a: outlet 133: air passage

133a : 뒷부분 134 : 끝단133a: rear 134: end

135 : 격자핀 140 : 방향타부135: lattice pin 140: rudder

141 : 측면 150 : 상부덕트부141: side 150: upper duct portion

151 : 원통 151a : 덮개151: cylinder 151a: cover

152 : 입구 153 : 연장편152: entrance 153: extension

160 : 발전기 M : 모터160: generator M: motor

Claims (8)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 회전 가능하며 사방이 터진 하우징(110)과, 수직 출력축(121)이 구비되며 상기 하우징(110)의 내부에 구비되는 회전체(120)가 포함된 풍력 발전 장치에 있어서,In the wind power generator comprising a rotatable, four-sided housing 110, the vertical output shaft 121 is provided, the rotating body 120 is provided inside the housing 110, 상기 하우징(110)의 바람이 유입되는 전방 일측의 둘레에는, 전방의 일측으로 불어오는 바람을 유입받아 바람의 방향을 전환하여 회전체를 정방향으로 회전시키는 둘레덕트부(130)와; A circumferential duct 130 which receives a wind blowing toward one side of the front and rotates the rotation body in a forward direction around a front side of the front side where the wind of the housing 110 flows; 상기 하우징(110)의 후방 중간에는 상기 둘레덕트부(130)가 바람에 맞서도록 상기 하우징(110)을 회전시키는 방향타부(140)가 구비되며,The rear middle of the housing 110 is provided with a rudder 140 for rotating the housing 110 so that the circumferential duct 130 against the wind, 상기 하우징(110)의 상부에는 상기 회전체의 정면에서 불어오는 바람의 방향을 전환하여 상기 회전체(120)의 상부로 유입시키는 상부덕트부(150)가 더 구비되고,The upper portion of the housing 110 is further provided with an upper duct 150 for changing the direction of the wind blowing from the front of the rotating body to flow into the upper portion of the rotating body 120, 상기 회전체(120)에 구비되는 블레이드(122)는 상부에서 유입되는 바람에 의하여 회전되도록 경사진 것을 특징을 하는 것을 수직축 풍력 발전 장치.The blade 122 provided in the rotating body 120 is a vertical axis wind turbine generator, characterized in that inclined to rotate by the wind flowing from the top. 제4항에서,In claim 4, 상기 상부덕트부(150)에는,In the upper duct 150, 상기 둘레덕트부(130)를 향하여 개방된 입구(152)가 형성되며,The inlet 152 is opened toward the circumferential duct 130, 상기 입구(152)의 양측면에는 입구(152)의 바람의 유입면적을 증대시키면서, 상기 상부덕트부(150)의 무게 중심을 상기 회전체(120)의 중심과 일치시키도록 외부로 비스듬히 형성되는 연장편(153)이 구비되는 것을 특징으로 하는 수직축 풍력 발전 장치.Both sides of the inlet 152 is formed to be inclined to the outside to increase the inlet area of the wind of the inlet 152, the center of gravity of the upper duct unit 150 to match the center of the rotating body 120 Vertical shaft wind turbine, characterized in that the piece 153 is provided. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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