KR100895038B1 - 수직축 풍력발전시스템용 터빈의 블레이드 구조 - Google Patents

수직축 풍력발전시스템용 터빈의 블레이드 구조 Download PDF

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KR100895038B1
KR100895038B1 KR1020070113122A KR20070113122A KR100895038B1 KR 100895038 B1 KR100895038 B1 KR 100895038B1 KR 1020070113122 A KR1020070113122 A KR 1020070113122A KR 20070113122 A KR20070113122 A KR 20070113122A KR 100895038 B1 KR100895038 B1 KR 100895038B1
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이승배
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주식회사 케이.알
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Abstract

본 발명은 수직축 풍력발전시스템용 터빈의 블레이드 구조에 관한 것으로서, 수직축 풍력발전시스템의 터빈에 복수개의 블레이드를 결합하기 위한 작업이 보다 손쉽고 용이할 뿐만 아니라 상기 터빈 내로 바람의 유입을 최대화하면서 토출속도를 최소화함은 물론 상기 터빈의 외부로 바람이 원활하게 토출되게 바람의 흐름을 안내하여 상기 터빈의 회전력을 높임에 따라 상기 터빈의 효율 향상으로 인해 상기 수직축 풍력발전시스템의 성능이 향상되도록 한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 유입되는 바람의 힘에 의해 중심축(110)을 중심으로 회전하도록 프레임(210)과 블레이드 막(220)으로 이루어진 복수개의 블레이드(200)가 결합된 터빈(100)이 구비된 수직축 풍력발전시스템에 있어서, 상기 터빈(100)의 각 블레이드(200)는 상기 각 블레이드(200)를 밀어주는 바람을 상기 터빈(100)의 외부로 배출하기 위해 상기 바람의 흐름을 안내하도록 일정각도로 굴곡된 스윕(Sweep)부(230)를 형성하거나 또는, 상기 터빈(100)의 각 블레이드(200)를 밀어주는 바람의 흐름을 안내하기 위하여 상기 각 블레이드(200)의 상부에서 하부로 갈수록 트위스트(Twist) 형태로 굴곡 형성되도록 상기 각 블레이드(200)의 하부는 상기 각 블레이드(200)의 상부 위치로부터 일정 피치(Pitch)만큼 이동된 위치에 형성하고, 상기 터빈(100)의 중심축(110)에 각 블레이드(200)를 각각 결합하도록 하는 블레이드 결합수단이 구성됨으로써, 상기 터빈에 손쉽고 용이하게 각 블레이드 결합 작업에 따른 작업 효율성이 향상됨과 함께 상기 터빈의 회전력을 높임에 따라 상기 터빈의 효율이 향상 및 바람의 유입면적을 최대화하면서 토출속도를 최소화하므로 인해 상기 수직축 풍력발전시스템의 효율을 최대화하여 풍력발전시스템의 성능이 향상된다.
수직축 풍력발전시스템, 터빈, 블레이드, 스윕부

Description

수직축 풍력발전시스템용 터빈의 블레이드 구조{SWEPT TURBINE BLADE ASSEMBLY FOR VERTICAL WIND TURBINE SYSTEM}
본 발명은 바람 에너지를 이용하여 동력을 발생시키는 수직축 풍력발전시스템에 관한 것으로써, 좀 더 구체적으로는 터빈의 각 블레이드에 다양한 스윕(Sweep)각 분포를 적용 및 상기 각 블레이드를 트위스트 형태로 형성함에 따라 상기 터빈에 연속적인 회전력 전달이 이루어지며 반경방향에서 축방향으로의 유로형성이 원활하여지므로 상기 수직축 풍력발전시스템의 성능을 향상하도록 하는 수직축 풍력발전시스템용 터빈의 블레이드 구조에 관한 것이다.
일반적으로 풍력발전시스템은 자연의 바람 에너지를 기계 에너지로 변환시켜 발전하는 것이다.
즉, 상기 풍력발전시스템은 바람이 많이 부는 장소에 설치하여 상기 바람을 유입함은 물론 유입된 바람의 힘으로 터빈을 회전시켜 동력 및 전기가 발생되도록 하는 것이다.
상기 풍력발전시스템으로는, 바람의 힘에 의해 회전하는 복수개의 회전날개가 방사상형태로 결합된 형태 또는, 바람과의 접촉면을 넓힌 복수개의 블레이드가 결합된 형태 등 다양한 형태를 갖는다.
또한, 풍력발전시스템은 동력 및 전기를 발생시키기 위해 바람에 의해 회전하는 터빈의 형태 및 회전방향, 설치 위치에 따라 수평형 및 수직형으로 구분된다.
상기 풍력발전시스템은 외부에서 유입되는 바람이 상기 터빈에 결합된 복수개의 회전날개 또는, 블레이드와 접촉되어 상기 각 회전날개 또는, 블레이드를 밀어줌에 따라 상기 터빈은 축을 중심으로 하여 회전한다.
상기 축을 중심으로 회전하면서 발생되는 상기 터빈의 회전력은 풍력발전시스템의 발전기로 전달되고, 상기 발전기에서는 터빈의 회전력을 자기력으로 변환하여 동력 및 전기를 발생한다.
한편, 풍력발전시스템으로 유입되는 바람의 양과 토출되는 바람의 양이 동일하여야만 질량보전법칙이 성립하지만, 토출되는 바람의 속도 및 방향에 따라 상기 풍력발전시스템의 효율이 결정된다.
즉, 수평축 방식의 풍력발전시스템은 도 1에서 도시한 바와 같이 상기 풍력발전시스템으로 유입되는 바람의 면적(A1)과 로터(10) 면적 (A2)이 서로 다르므로 로터 면적과 유입 면적과의 차이에 해당하는 에너지는 미활용되어상기 풍력발전시스템의 효율을 최대화할 수 없다.
또한, 풍력발전시스템으로 바람이 유입되는 면적(A1)보다 토출되는 면적(A3) 이 넓어 바람의 유입속도와 토출속도의 차이로 인해 상기 풍력발전시스템에서 로터(10)를 통한 운동량 전달이 일어나나, 바람의 유한한 토출속도로 인하여 이 운동량 전달이 최대로 발생하지 못하므로 상기 풍력발전시스템의 효율은 저하된다.
여기서, 상기 수평축 풍력발전시스템의 효율을 계산하면,
바람 에너지(Wind Energy):
Figure 112007079896909-pat00001
이고,
기계 에너지(Mechanical Energy):
Figure 112007079896909-pat00002
Figure 112007079896909-pat00003
Figure 112007079896909-pat00004
상기 수평축 풍력발전시스템의 효율(Efficiency)은 기계 에너지/바람 에너지 값으로서, 상기 수평축 풍력발전시스템의 효율은,
Figure 112007079896909-pat00005
when a=1/3로서,
즉, 이미 널리 알려진 베츠(BETZ)이론에 의해, 상기 수평축 풍력발전시스템의 효율은 최대 60%정도에 불과하다.
여기서, 상기 ρ는 공기 밀도이고, A1는 로터 상류 바람 유선의 입구 면적이며, A=A2는 로터 면적이고, A3는 출구 면적이며, U1는 입구 속도이고, U2는 로터 속도이며, U3는 출구 속도이다.
그러므로, 최근에는 상기 풍력발전시스템의 효율을 높이기 위해 유입되는 로 터 상류 바람의 면적(A1)과 로터 면적 (A2)을 가능한 같도록 하며 토출되는 바람의 속도를 줄여서 최대한 바람에너지를 회수하도록 하는 수직축 형태의 풍력발전시스템이 보급, 설치되는 추세이다.
상기의 수직축 풍력발전시스템은 도 2에서 도시한 바와 같이, 터빈(20)에 복수개의 블레이드(21)가 설치되어 있는 것으로서, 상기 풍력발전시스템의 외부로부터 유입되는 바람은 상기 바람의 유입방향과 직교되는 상태의 회전축에 결합된 상기 터빈(20)에 복수개의 각 블레이드(21) 면과 접촉됨은 물론 상기 유입되는 바람의 힘에 의해 각 블레이드(21)가 회전한다.
그럼에 따라, 상기의 터빈(20)은 축을 중심으로 하여 회전되고, 상기 회전하는 터빈(20)의 회전력에 의해 발전기에서는 이를 변환하여 전기 및 동력을 발생시킨다.
이러한 수직축 풍력발전시스템은 도 3에서 도시한 바와 같이, 바람이 유입되는 입구 면적(A1)과 상기 바람이 토출되는 토출 면적(A3)은 거의 동일하나, 상기 입구 면적(A1)은 로터 면적(A2)에 비해 너무 작다.
즉, 상기 입구 면적(A1)은 로터 면적(A2)의 약 2/3정도로 형성되어 있음으로써, 바람의 유선 현상에 따른 효과에 의해 수평축 풍력발전시스템에서와 같이 높은 효율을 얻을 수 없다.
다시 말해, 상기 수직축 풍력발전시스템의 효율(Efficiency)은 기계 에너지/ 바람 에너지 값으로서, 상기 입구 면적(A1)과 로터 면적(A2)이 동일하게 형성하여 입구 면적을 최대화하고, 회전축에 수직한 평면에서의 토출 속도(U3)를 줄이기 위해서는 토출방향을 회전축에 수직한 평면 내가 아닌 회전축 방향이 되도록 하여 상기 수직축 풍력발전시스템의 효율을 최대화할 수 있다.
그러나, 종래의 수직축 풍력발전시스템의 구조적인 문제로 인해 상기 입구 면적과 로터 면적을 동일하게 형성하지 못함은 물론 상기 입구 면적을 최대화하기 어려울 뿐만 아니라 회전축에 수직한 평면에서의 토출 속도(U3)를 낮출 수 없음에 따라 상기 수직축 풍력발전시스템의 효율을 최대화할 수 없는 문제점이 있었다.
그러나, 터빈으로 유입되는 바람의 방향과 상기 터빈의 각 블레이드가 직교되는 상태로 형성되어 있음으로써, 상기 터빈의 상, 하부를 통해 빠져나가는 바람의 양이 미약함은 물론 반경방향에서 축방향으로 이동하면서 한 개의 곡률반경을 갖는 날개위로 이동하므로 충분한 양력을 발생시키지 못한다.
그럼에 따라, 상기 터빈의 후방으로 빠져나가는 바람의 토출 속도(U3)는 동일한 로터 면적 하에서 낮출 수 없고, 또한 회수되지 않은 바람의 토출량이 많음에 따라 터빈로터의 토크 및 회전속도가 저하되므로 인해 상기 수직축 풍력발전시스템의 효율을 최대로 얻을 수 없다.
또한, 터빈의 각 블레이드를 밀어주는 바람이 상기 터빈의 상, 하부 및 후방으로 채 완전히 빠져나가지 못한 상태에서 바람이 다시 터빈 로터로 유입됨에 따라 상기의 각 블레이드 사이에는 남아 있는 바람과 유입되는 바람이 서로 충돌하면서 상기 각 블레이드 사이에서 삼차원 와류현상이 발생되므로 인해 상기 터빈의 출력이 줄어듦은 물론 이로 인해 수직축 풍력발전시스템의 효율 및 성능이 저하되는 문제점도 있었다.
본 발명은 상기의 종래 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 수직축 풍력발전시스템의 터빈에 결합되는 복수개의 블레이드 형상을 변경함과 함께 상기 각 블레이드의 결합 구조를 변경하도록 하여 상기 터빈의 효율 향상 및 상기 각 블레이드의 결합 작업이 보다 손쉽고 용이하도록 하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 터빈의 각 블레이드에 일정각도로 굴곡된 스윕(Sweep)부를 형성하거나 상기 각 블레이드를 상부에서 하부로 갈수록 트위스트(Twist) 형태로 굴곡되게 형성하도록 하여 상기 각 블레이드에서 바람의 흐름이 원활하게 이루어짐은 물론 상기 터빈의 회전력을 높이므로 인해 상기 수직축 풍력발전시스템의 성능이 향상되도록 하는데 그 목적이 있다.
그리고, 본 발명은 수직축 풍력발전시스템에서 터빈을 다단으로 설치함과 함께 상기 각 터빈의 각 블레이드를 서로 엇갈리도록 위치되게 형성하도록 하여 상기 각 터빈에서 토출되는 바람에 의한 간섭현상이 방지됨은 물론 상기 바람의 흐름이 보다 원활하게 이루어지면서 터빈의 외부로 바람이 토출됨에 따라 상기 수직축 풍력발전시스템의 효율을 최대화하므로 인해 상기 수직축 풍력발전시스템의 성능을 향상하도록 하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 유입되는 바람의 힘에 의해 중심축을 중심으로 회전하도록 프레임과 블레이드 막으로 이루어진 복수개의 블레이드가 결합된 터빈이 구비된 수직축 풍력발전시스템에 있어서, 상기 터빈의 각 블레이드는 상기 각 블레이드를 밀어주는 바람을 상기 터빈의 외부로 배출하기 위해 상기 바람의 흐름을 안내하도록 일정각도로 굴곡된 스윕(Sweep)부를 형성하고, 상기 터빈의 중심축에 각 블레이드를 각각 결합하도록 하는 블레이드 결합수단이 구성됨을 특징으로 하는 수직축 풍력발전시스템용 터빈의 블레이드 구조가 제공된다.
또한, 본 발명의 스윕부는, 각 블레이드의 상부에 상기 각 블레이드의 상부에서 하부로 갈수록 점차적으로 경사지게 형성되는 상부 스윕부와, 상기 각 블레이드의 중간에 위치하여 상기 상부 스윕부의 하부와 연이어짐은 물론 터빈의 중심축과 평행하도록 직선형태로 형성되는 직선 스윕부와, 상기 각 블레이드의 하부에 위치하여 상기 직선 수윕부의 하부와 연이어짐은 물론 상기 각 블레이드의 상부에서 하부로 갈수록 점차적으로 경사지게 형성되는 하부 스윕부로 구성됨을 특징으로 하는 수직축 풍력발전시스템용 터빈의 블레이드 구조가 제공된다.
그리고, 본 발명의 중심축에는 상부 스윕부와 직선 스윕부와 하부 스윕부로 이루어진 복수개의 블레이드를 갖는 터빈을 다단으로 설치함을 특징으로 하는 수직축 풍력발전시스템용 터빈의 블레이드 구조가 제공된다.
또한, 본 발명은 상측 터빈의 각 블레이드와 하측 터빈의 각 블레이드는 상기 터빈을 정면에서 볼 때 서로 엇갈리도록 위치됨을 특징으로 하는 수직축 풍력발전시스템용 터빈의 블레이드 구조가 제공된다.
그리고, 본 발명의 스윕부는, 각 블레이드의 상부에 위치하여 상기 각 블레이드의 상부에서 하부로 갈수록 점차적으로 경사지게 형성되는 상부 스윕부와, 상기 각 블레이드의 하부에 위치하여 상기 상부 스윕부의 하부와 연이어짐은 물론 터빈의 중심축과 평행하도록 직선형태로 형성되는 직선 스윕부로 구성됨을 특징으로 하는 수직축 풍력발전시스템용 터빈의 블레이드 구조가 제공된다.
또한, 본 발명의 스윕부는, 각 블레이드의 상부에 위치하여 터빈의 중심축과 평행하도록 직선형태로 형성되는 직선 스윕부와, 상기 각 블레이드의 하부에 위치하여 상기 직선 스윕부의 하부와 연이어짐은 물론 상기 각 블레이드의 상부에서 하부로 갈수록 점차적으로 경사지게 형성되는 하부 스윕부로 구성됨을 특징으로 하는 수직축 풍력발전시스템용 터빈의 블레이드 구조가 제공된다.
또한, 본 발명은 스윕부의 상부 스윕부 상단 및 하부 스윕부 하단은 상기 스윕부의 직선 스윕부에서 일정 피치(Pitch) 간격만큼 이동된 위치에 형성됨을 특징으로 하는 수직축 풍력발전시스템용 터빈의 블레이드 구조가 제공된다.
그리고, 본 발명은 상부 스윕부와 하부 스윕부의 피치(Pitch) 간격은 0.5~1.0피치임을 특징으로 하는 수직축 풍력발전시스템용 터빈의 블레이드 구조가 제공된다.
한편, 본 발명은 유입되는 바람의 힘에 의해 중심축을 중심으로 회전하도록 프레임과 블레이드 막으로 이루어진 복수개의 블레이드가 결합된 터빈이 구비된 수직축 풍력발전시스템에 있어서, 상기 터빈의 각 블레이드를 밀어주는 바람의 흐름을 안내하기 위하여 상기 각 블레이드의 상부에서 하부로 갈수록 트위스트(Twist) 형태로 굴곡 형성되도록 상기 각 블레이드의 하부는 상기 각 블레이드의 상부 위치로부터 일정 피치(Pitch)만큼 이동된 위치에 형성하고, 상기 터빈의 중심축에 각 블레이드를 각각 결합하도록 하는 블레이드 결합수단이 구성됨을 특징으로 하는 수직축 풍력발전시스템용 터빈의 블레이드 구조가 제공된다.
또한, 본 발명은 터빈의 각 블레이드 상부와 하부 간의 피치(Pitch) 간격은 상기 터빈의 입구 안내익으로부터 유입되는 바람의 유동에 의한 동력전달이 연속으로 일어나도록 0.5~1.0피치임을 특징으로 하는 수직축 풍력발전시스템용 터빈의 블레이드 구조가 제공된다.
그리고, 본 발명은 중심축에는 트위스트 형태의 각 블레이드를 갖는 터빈을 다단으로 설치함을 특징으로 하는 수직축 풍력발전시스템용 터빈의 블레이드 구조가 제공된다.
또한, 본 발명은 상측 터빈의 각 블레이드와 하측 터빈의 각 블레이드는 상기 터빈을 정면에서 볼 때 서로 반대방향으로 경사지도록 위치됨을 특징으로 하는 수직축 풍력발전시스템용 터빈의 블레이드 구조가 제공된다.
그리고, 본 발명은 블레이드 결합수단은, 터빈의 중심축 외주면을 감싸도록 상기 중심축에 결합되는 복수개의 결합공을 갖는 중공형태의 허브와, 상기 허브의 외주면에 일정 간격으로 이격되도록 결합되게 허브 고정공을 형성됨과 함께 각 블 레이드의 프레임 일단이 삽입되는 체결홈을 갖는 복수개의 돌출부가 외주면에 돌출 형성되는 복수개의 브라켓과, 상기 각 브라켓의 각 돌출부의 외측에는 상기 체결홈과 직교되게 관통 형성되어 상기 프레임의 일단을 결합 고정하도록 볼트가 삽입 체결되는 블레이드 고정볼트 홀로 구성됨을 특징으로 하는 수직축 풍력발전시스템용 터빈의 블레이드 구조가 제공된다.
이상에서와 같이, 본 발명은 수직축 풍력발전시스템의 터빈에 결합되는 복수개의 블레이드 형상을 변경함과 함께 허브와 브라켓 등으로 이루어진 상기 각 블레이드의 결합 구조를 변경함으로써, 상기 변경된 각 블레이드에 의해 터빈의 회전력을 높임에 따라 상기 터빈의 효율이 향상될 뿐만 아니라 상기 터빈의 중심축에 각 블레이드가 손쉽게 결합됨에 따라 상기 각 블레이드의 결합 작업이 보다 용이함은 물론 결합 작업에 따른 인력, 시간적 손실을 절감하여 작업 효율성이 향상되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 터빈의 각 블레이드에 일정각도로 굴곡된 스윕(Sweep)부를 형성하거나 상기 각 블레이드를 상부에서 하부로 갈수록 트위스트(Twist) 형태로 굴곡되게 형성함으로써, 상기 터빈 내로 유입되는 바람은 각 블레이드 면을 따라 터빈의 외부로 원활하게 토출될 뿐만 아니라 상기 터빈 내로 유입되는 바람에 의해 각 블레이드가 충분한 힘을 받음에 따라 상기 터빈의 회전력을 높이므로 인해 상기 수직축 풍력발전시스템의 성능이 향상되는 효과도 있다.
그리고, 본 발명은 수직축 풍력발전시스템은 입구 및 측후면 안내익의 적용으로 바람의 유입면적(A1)을 최대화함과 함께 토출 속도(U3)를 최소화하므로 인해 상기 수직축 풍력발전시스템의 효율을 최대화하는 효과도 있다.
한편, 본 발명은 수직축 풍력발전시스템에 터빈을 다단으로 설치함과 함께 상기 상, 하측 터빈의 각 블레이드를 서로 엇갈리도록 위치되게 형성함으로써, 상기 각 터빈에서 토출되는 바람에 의한 간섭현상이 방지됨은 물론 상기 바람의 흐름이 보다 원활하게 이루어지면서 터빈의 외부로 바람이 토출됨에 따라 상기 수직축 풍력발전시스템의 효율을 최대화하므로 인해 상기 수직축 풍력발전시스템의 성능이 향상되는 효과도 있다.
상기에서와 같은 효과에 의해 본 발명의 제품 즉, 수직축 풍력발전시스템에 대하여 소비자의 신뢰성이 향상됨은 물론 구매 의욕이 향상되는 등 실생활 및 산업용으로 매우 유용한 발명이다.
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 형태에 따른 바람직한 일 실시예를 첨부된 도 4 내지 도 24를 참조하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명 수직축 풍력발전시스템의 터빈을 나타낸 사시도이고, 도 5는 본 발명 수직축 풍력발전시스템의 터빈을 나타낸 분리사시도이고, 도 6은 본 발명 수직축 풍력발전시스템의 터빈에 스윕부를 갖는 블레이드가 결합되는 상태를 나타 낸 분리사시도이고, 도 7a와 도 7b는 본 발명 터빈의 블레이드가 결합된 상태를 나타낸 평면도 및 결합 확대도이고, 도 8a 내지 도 8c는 본 발명 터빈의 설계변수 설명 및 바람의 토출되는 속도 벡터 및 분포도를 나타낸 개략도이고, 도 9는 본 발명 터빈의 블레이드에 형성된 스윕부를 측면에서 나타낸 개략도이고, 도 10은 본 발명 터빈의 블레이드에 형성된 스윕부를 나타낸 다른 실시예이고, 도 11은 본 발명 터빈의 블레이드에 형성된 스윕부를 나타낸 또 다른 실시예이고, 도 12a와 도 12b는 본 발명 터빈이 다단으로 설치된 상태를 나타낸 정면도 및 평면도이고, 도 13은 본 발명 수직축 풍력발전시스템의 터빈에 트위스트 형태의 블레이드가 결합되는 상태를 사시도로 나타낸 다른 실시예이고, 도 14는 본 발명 수직축 풍력발전시스템의 터빈에 트위스트 형태의 블레이드가 결합되는 상태를 나타낸 분리사시도이고, 도 15는 본 발명 터빈의 트위스트 형태의 블레이드에 의해 바람이 토출되는 속도 벡터를 나타낸 개략도이고, 도 16은 본 발명 터빈의 트위스트 형태의 블레이드 출구면 속도삼각형 특성을 설명하는 개략도이고, 도 17a와 도 17b는 본 발명 터빈의 트위스트 형태의 블레이드에서 바람이 토출되는 속도벡터 및 분포를 나타낸 수치계산결과도이고, 도 18은 본 발명 터빈의 트위스트 형태의 블레이드에서 바람이 토출되는 상태를 측면에서 나타낸 개략도이고, 도 19a와 도 19b는 본 발명 트위스트 형태의 블레이드를 갖는 터빈이 다단으로 설치된 상태를 나타낸 정면도 및 평면도이고, 도 20은 본 발명 터빈에서 허브와 브라켓에 의해 블레이드가 결합된 상태를 측면에서 나타낸 측면 투시도이고, 도 21a는 본 발명 터빈의 브라켓을 나타낸 다른 실시예이고, 도 21b는 도 21a의 브라켓에 의해 터빈에 블레이드가 결합된 상태를 측면에서 나타낸 측면 투시도이고, 도 22는 본 발명 터빈의 트위스트 형태의 블레이드 후면에 세로 지지대가 설치된 상태를 나타낸 다른 실시예이고, 도 23은 본 발명 터빈의 트위스트 형태의 블레이드 후면에 와이어가 설치된 상태를 나타낸 또 다른 실시예이고, 도 24는 본 발명 터빈의 블레이드가 트위스트 형태로 일정한 피치만큼 이동된 상태를 개략적으로 도시한 개략도이다.
본 발명은 축이 지면으로부터 수직형태의 방향으로 설치되어 자연의 바람 에너지를 기계 에너지로 변환시켜 발전하는 수직축 풍력발전시스템이다.
상기 수직축 풍력발전시스템은 도 4와 도 13에서 도시한 바와 같이, 상기 수직축 풍력발전시스템으로 외부의 바람을 유입 및 유입된 바람을 가속시켜 로터 블레이드로 안내하도록 하는 역할의 입구 안내익(120)이 설치되어 있고, 상기 수직축 풍력발전시스템의 측면으로 벗어나는 바람을 로터로 다시 유입시키는 측후면 안내익(130)이 설치되어 있다.
또한, 상기 수직축 풍력발전시스템의 외부로부터 유입되는 바람의 힘에 의해 중심축(110)을 중심으로 회전하면서 회전력을 발생시켜 전기 및 동력을 발생하도록 하는 터빈(100)이 설치되어 있다.
상기 터빈(100)은 도 4 내지 도 6 및 도 13, 도 14에서 도시한 바와 같이, 상기 터빈(100)의 중심에는 상기 터빈(100)의 회전을 잡아주는 중심축(110)이 설치되어 있고, 상기 중심축(110)의 외주면에는 유입된 바람과 접촉됨은 물론 바람의 힘에 의해 터빈이 보다 원활하게 회전되면서 높은 회전력이 발생되도록 하는 복수개의 블레이드(200)가 결합되어 있다.
상기 각 블레이드(200)는 도 5와 도 6 및 도 13, 도 14에서 도시한 바와 같이, 상기 각 블레이드(200)의 외곽 틀을 형성하는 프레임(210)이 복수개 설치되어 있고, 상기 각 블레이드(200)에는 각 프레임(210)과 결합된 상태에서 유입되는 바람과 접촉하면서 터빈(100)을 회전시키도록 하는 블레이드 막(220)이 각각 결합되어 있다.
상기의 블레이드 막(220)은 천이나 판재 등 상기 블레이드(200)의 사용 목적이나 효과 등에 따라 다양한 형태로 형성되어 있다.
또한, 상기 블레이드(200)의 각 프레임(210)에는 각 프레임(210)에 블레이드 막(220)을 결합하기 위하여 볼트가 삽입 체결되는 복수개의 프레임 체결공(212)이 형성되어 있다.
그리고, 상기 블레이드(200)의 프레임(210)은 하나의 단품으로 형성하거나 또는, 도 6과 도 14에서와 같이 상기 블레이드 막(220)의 전, 후면에 각각 위치되게 2개가 한 쌍으로 이루어지도록 형성할 수 있는데, 이는 상기 프레임(210)에 블레이드 막(220)을 결합할 수 있는 것이라면 어떠한 형태로 형성하여도 무방하다.
상기 한 쌍의 프레임(210) 사이에 상기 각 블레이드(200)의 블레이드 막(220)을 위치시켜 볼트 체결 및 접착제에 의해 결합 고정하거나, 또는 상기 프레임(210)의 외측면에 블레이드 막(220)을 위치시켜 볼트 체결 및 접착제 의해 결합 고정할 수 있는데, 이는 프레임(210)에 블레이드 막(220)을 견고하게 결합 고정하는 것이라면 어떠한 방식으로 하여도 무방하다.
상기의 프레임(210)은 상기 각 블레이드(200)의 상, 하부에만 설치하거나 또 는, 상기 각 블레이드(200)의 상, 하부뿐만 아니라 상기 상, 하부의 각 프레임(210) 중간에 복수개 더 설치할 수 있는데, 이는 각 블레이드(200)의 형태 즉, 도 4에서와 같이 각 블레이드(200)에 스윕부(230)가 형성된 것이나 도 13과 같이 각 블레이드(200)가 트위스트(Twist) 형태로 형성된 것에 있어서 상기 터빈(100) 및 블레이드(200)의 사용목적이나 효과 및 사용자의 구매조건에 따라 다양한 형태의 블레이드(200)를 구비하기 위함이다.
여기서, 상기 터빈(100)의 각 블레이드(200) 형태를 나타낸 일 실시예는 도 4와 도 5에서와 같이, 상기 터빈(100) 내로 유입되어 블레이드(200)와 접촉됨은 물론 상기 각 블레이드(200)를 밀어주어 터빈(100)을 회전시키는 바람을 상기 터빈(100)의 외부로 배출하도록 상기 유입된 바람의 흐름을 안내하는 스윕(Sweep)부(230)가 일정각도 굴곡되게 형성되어 있다.
상기 블레이드(200)의 스윕부(230)는 도 9 내지 도 11에서 도시한 바와 같이, 다양한 형태로 형성되는데, 이는 터빈(100) 및 블레이드(200)의 사용목적이나 효과 및 사용자의 선택에 의해 다양한 구조의 스윕부(230)를 구비하기 위함이다.
즉, 상기 스윕부(230)는 도 4와 도 8b 및 도 9에서와 같이, 상기 각 블레이드(200)의 상부에 상기 각 블레이드(200)의 상부에서 하부로 갈수록 점차적으로 경사지는 상부 스윕부(231)가 형성되어 있고, 상기 각 블레이드(200)의 중간에 위치하여 상기 상부 스윕부(231)의 하부와 연이어짐은 물론 터빈(100)의 중심축(110)과 평행하도록 직선형태의 직선 스윕부(232)가 형성되어 있으며, 상기 각 블레이드(200)의 하부에 위치하여 상기 직선 스윕부(232)의 하부와 연이어짐은 물론 상기 각 블레이드(200)의 상부에서 하부로 갈수록 점차적으로 경사지는 하부 스윕부(233)가 형성되어 있다.
상기의 상부 스윕부(231)와 하부 스윕부(233)는 각 블레이드(200)의 상, 하면 토출유동이 대칭이 되도록 동일한 방향으로 경사지도록 형성되어 있다.
또한, 상기 스윕부(230)의 다른 실시예로서 도 10에서와 같이, 상기 각 블레이드(200)의 상부에 위치하여 상기 각 블레이드(200)의 상부에서 하부로 갈수록 점차적으로 경사지는 상부 스윕부(231)가 형성되어 있고, 상기 각 블레이드(200)의 하부에 위치하여 상기 상부 스윕부(231)의 하부와 연이어짐은 물론 터빈(100)의 중심축(110)과 평행하도록 직선형태의 직선 스윕부(232)가 형성되어 있다.
또는, 상기 스윕부(230)의 또 다른 실시예로서 도 11에서와 같이, 각 블레이드(200)의 상부에 위치하여 터빈(100)의 중심축(110)과 평행하도록 직선형태의 직선 스윕부(232)가 형성되어 있고, 상기 각 블레이드(200)의 하부에 위치하여 상기 직선 스윕부(232)의 하부와 연이어짐은 물론 상기 각 블레이드(200)의 상부에서 하부로 갈수록 점차적으로 경사지는 하부 스윕부(233)가 형성되어 있다.
한편, 상기 스윕부(230)의 상부 스윕부(231) 상단 및 하부 스윕부(233) 하단은 상기 터빈(100) 내로 유입되어 각 블레이드(200)와 접촉되어 상기 각 블레이드(200)를 밀어주는 바람이 터빈(100)의 외부로 보다 원활하게 토출하기 위하여 상기 스윕부(230)의 직선 스윕부(232)에서 일정 피치(Pitch) 간격만큼 이동된 위치에 형성되어 있다.
상기 상부 스윕부(231)와 하부 스윕부(233)의 피치(Pitch) 간격은 바람의 흐 름을 안내하여 상기의 바람이 보다 원활하게 흐르면서 터빈(100)의 외부로 토출되도록 0.5~1.0피치(Pitch)로 형성되어 있으며, 상기 터빈(100) 내로 유입되는 바람의 흐름을 안내 및 흐르는 바람을 터빈(100)의 외부로 보다 원활하게 토출하기 위해서는 상기 상, 하부 스윕부(231,233)의 피치간격은 1.0피치가 바람직하다.
그리고, 도 12a와 도 12b에서 도시한 바와 같이 상기 터빈(100)에는 동일한 공간에서 상기 터빈(100)의 효율을 높이기 위하여 상기 중심축(110)에 상부 스윕부(231)와 직선 스윕부(232)와 하부 스윕부(233)로 이루어진 복수개의 블레이드(200)를 갖는 터빈(100)을 다단으로 설치되어 있다.
상기 다단으로 설치된 터빈(100)은 상기 터빈(100)의 상측에 위치하는 상측 터빈(100)의 각 블레이드(200)와 상기 터빈(100)의 하측에 위치하는 하측 터빈(100)의 각 블레이드(200)는 상기 상, 하측 터빈(100)에서 토출되는 바람에 의한 간섭현상을 방지하기 위하여 상기 터빈(100)을 정면(도 12a) 및 평면(도 12b)에서 볼 때 서로 엇갈리도록 위치되어 있다.
여기서, 도 13과 도 14에서 도시한 바와 같이 상기 터빈(100)의 각 블레이드(200) 형태를 나타낸 다른 실시예이다.
즉, 상기 터빈(100)의 각 블레이드(200)는 상기 터빈(100)의 각 블레이드(200)를 밀어주는 바람의 흐름을 안내하기 위하여 상기 각 블레이드(200)의 상부에서 하부로 갈수록 트위스트(Twist) 형태로 굴곡 형성되도록 상기 각 블레이드(200)의 하부는 상기 각 블레이드(200)의 상부 위치로부터 일정 피치(Pitch)만큼 이동된 위치에 형성되어 있고, 상기 터빈(100)의 중심축(110)에 각 블레이드(200) 를 각각 결합하도록 하는 블레이드 결합수단이 구비되어 있다.
상기 터빈(100)의 각 블레이드(200) 상부와 하부 간의 피치(Pitch) 간격은 상기 터빈(100)의 입구 안내익(120)으로부터 유입되는 바람의 유동에 의한 동력전달이 연속으로 일어날 뿐만 아니라 상기 유입된 바람의 흐름을 안내하여 상기 각 블레이드(200)의 각 면을 따라 바람이 원활하게 흐르도록 0.5~1.0피치(Pitch)로 형성되어 있다.
바람직하게는, 상기 터빈(100)의 각 블레이드(200) 상부와 하부 간의 피치(Pitch) 간격은 0.5피치로 형성함에 따라 상기 각 블레이드(200)의 형태 유지에 따른 일정강도를 가질 뿐만 아니라 상기 각 블레이드(200)에서는 바람의 흐름을 보다 원활하게 안내함은 물론 이로 인해 상기의 바람은 터빈(100)의 외부로 용이하게 토출된다.
여기서, 상기의 피치(Pitch)는 도 24에서 나타낸 바와 같이, 상기 각 블레이드(200)의 상부와 하부 위치가 동일 수직선상(점선)에 놓여진 상태에서 기준점을 시작으로 하여 상기 다음 블레이드(200) 위치까지가 1.0피치이고, 상기 그 다음 블레이드(200) 위치는 기준점으로부터 2.0피치라고하며, 또한 각 블레이드(200) 사이의 중간지점은 기준점을 시작으로 하여 0.5피치라고 한다.
상기의 각 피치(Pitch)는 어느 하나의 블레이드(200)를 축으로 하여 내측 기준점 즉, 중심축(110)에 위치하는 내측 기준점 및 외측 기준점 즉, 블레이드(200)의 최외측에 위치하는 외측 기준점을 시작으로 일정한 숫자로 표시한 것이다.
상기 각 블레이드(200) 상부와 하부 간의 피치(Pitch) 간격은 바람의 흐름 안내 및 바람의 흐름이 원활하도록 하기 위하여 다양한 치수의 피치로 형성할 수 있으며, 이는 터빈(100) 및 각 블레이드(200)의 제작 목적이나 효과 및 사용처, 구매자의 요구사항 등에 따라 다양한 형태의 터빈(100) 및 블레이드(200)를 갖기 위함이다.
또한, 상기의 피치(Pitch)는 도 4에서 도시한 블레이드(200)에 형성된 스윕부(230)의 상부 스윕부(231)와 하부 스윕부(233)에 적용됨은 물론 도 13에서 도시한 트위스트 형태의 블레이드(200)에 모두 적용된다.
한편, 상기 트위스트 형태의 각 블레이드(200)가 결합된 터빈(100)은 도 19a와 도 19b에서와 같이, 상기 터빈(100)의 중심축(110)에는 동일한 공간에서 상기 터빈(100)의 효율을 높이기 위하여 트위스트 형태의 각 블레이드(200)를 갖는 터빈(100)이 다단으로 설치되어 있다.
그리고, 상기 터빈(100)의 상측 터빈(100)에 형성된 각 블레이드(200)와 상기 터빈(100)의 하측 터빈(100)에 형성된 각 블레이드(200)는 상기 상, 하측 터빈(100)에서 토출되는 바람에 의한 간섭현상을 방지하기 위하여 상기 터빈(100)을 정면에서 볼 때 서로 반대방향으로 경사지도록 위치되어 있다(도 19a, 도 19b).
한편, 상기 스윕부(230)가 형성된 블레이드(200) 및 상기 트위스트 형태의 블레이드(200)는 상기 터빈(100)의 중심축(110)에 블레이드 결합수단에 의해 도 6 및 도 14에 의해 결합된다.
즉, 상기 블레이드 결합수단은 도 6 및 도 14에서 도시한 바와 같이, 상기 터빈(100)의 중심축(110)에는 상기 중심축(110)이 외부의 충격으로부터 손상 및 파 손되는 것을 방지하기 위하여 상기 터빈(100)의 중심축(110) 외주면을 감싸도록 중공형태의 허브(300)가 결합되어 있고,
상기 허브(300)에는 상기 허브(300)를 중심축(110)에 볼트 및 나사 체결에 의해 보다 견고하게 결합 고정하도록 상기 볼트 및 나사가 삽입 체결되는 결합공(310)이 허브(300)의 외주면에 복수개 형성되어 있다.
상기 허브(300)의 외주면에는 도 5와 도 6에서와 같이 상기 각 블레이드(200)의 스윕부(230)를 일정한 피치만큼 이동되게 위치시키거나 또는 도 13과 도 14에서와 같이 상기 각 블레이드(200)의 상부에서 하부로 갈수록 트위스트 형태로 일정한 피치만큼 이동되게 위치되어 상기 각 블레이드(200)를 설치하도록 하는 복수개의 브라켓(400)이 일정 간격으로 이격되도록 결합되어 있다.
상기 브라켓(400)의 외주면에는 상기 브라켓(400)의 외측으로 돌출되는 복수개의 돌출부(410)가 형성되어 있고, 상기 각 돌출부(410)에는 상기 각 블레이드(200)의 각 프레임(210) 일단을 각 돌출부(410)에 결합하도록 상기 각 프레임(210)의 일단이 삽입 체결되는 체결홈(411)이 형성되어 있다.
상기 각 돌출부(410)는 도면에서와 같이 상기 터빈(100)의 형태에 따라 6개의 블레이드(200)를 결합할 수 있도록 6개로 형성하거나 또는 3개의 블레이드(200)만을 결합할 수 있도록 3개로 형성하는 등 다양한 개수로 형성할 수 있는데, 즉 상기 브라켓(400)의 돌출부(410)는 상기 터빈(100)의 형태 및 구조에 따라 달라지는 상기 터빈(100)에 결합되는 블레이드(200)의 개수와 동일한 개수로 형성하면 된다.
상기 각 브라켓(400)의 각 돌출부(410)의 외측에는 도 7b에서와 같이, 상기 각 돌출부(410)의 체결홈(411)과 직교되게 관통 형성되어 상기 각 프레임(210)의 일단을 결합 고정하도록 상기 각 프레임(210)의 일단에 형성된 프레임 고정공(211)과 일치 및 일치된 프레임 고정공(211)에 볼트를 삽입 체결하는 블레이드 고정볼트 홀(430)이 형성되어 있다.
상기 볼레이드 고정볼트 홀(430)은 상기 돌출부(410)의 외측 폭을 고려하여 상기 브라켓(400)에 결합되는 각 블레이드(200)의 각 프레임(210)이 유동되지 않도록 하나 또는 복수개로 형성되어 있는데, 바람직하게는 상기 블레이드 고정볼트 홀(430)을 2개로 형성한다.
상기 각 돌출부(410) 사이인 브라켓(400)의 외주면에는 상기 허브(300)의 외주면에 상기 브라켓(400)이 일정 간격으로 이격됨과 함께 상기 이격된 브라켓(400)을 허브(300)의 외주면에 볼트 및 나사체결에 의해 고정 결합하도록 하는 복수개의 허브 고정공(420)이 형성되어 있다.
상기 각 브라켓(400)은 상기 허브(300)의 외주면에 일정간격 이격되도록 위치되게 형성되어 있다.
즉, 상기 각 브라켓(400)은 도 6과 도 14에서와 같은 형태의 브라켓(400)이 도 20에서와 같이 허브(300)의 외주면에 일정 간격 이격되도록 위치되게 설치하거나, 또는 도 21a와 같이 상기 브라켓(400)의 상, 하부면에 상기 각 브라켓(400)의 상, 하부면을 서로 맞닿도록 하는 상, 하부 연장부(441,442)를 선택적으로 형성한 브라켓(400)을 도 도 21b에서와 같이 설치할 수 있는데, 이는 상기 각 브라켓(400)의 사용목적이나 효과 및 구매자의 요구조건에 충족하기 위하여 다양한 형태의 브 라켓(400)을 구비하기 위함이다.
또한, 도 22에서 도시한 바와 같이, 상기 각 블레이드(200)의 각 프레임(210)에는 상기 각 프레임(210)을 서로 연결 및 지지 고정하여 상기 각 블레이드(200)의 블레이드 막(220) 형태를 유지 및 상기 블레이드 막(220)이 찢어지는 것을 방지하도록 상기 각 블레이드(200)에서 세로방향으로 위치하는 적어도 하나 이상의 세로 지지대(500)가 설치되어 있고, 상기 세로 지지대(500)에는 상기 세로 지지대(500)를 각 프레임(210)의 프레임 체결공(212)과 일치됨은 물론 상기 일치된 각 프레임 체결공(212)으로 볼트가 삽입 체결되도록 하는 복수개의 지지공(510)이 형성되어 있다.
그리고, 도 23에서 도시한 바와 같이, 상기 각 블레이드(200)의 프레임(210)과 프레임(210) 사이에는 상기 블레이드 막(220)의 외주연부를 따라 위치되어 상기 각 프레임(210)에 결합됨과 함께 상기 각 프레임(210) 사이에 격자 형태 및 십자 형태로 위치하여 상기 각 블레이드(200)의 블레이드 막(220) 형태를 유지하면서 상기 블레이드 막(220)을 지지 고정하도록 하는 와이어(600)가 결합되어 있다.
즉, 도 4와 도 13에서와 같이 복수개의 프레임(210)을 설치하거나, 도 22에서와 같이 세로 지지대(500)를 더 추가 설치하거나 또는, 도 23에서와 같이 와이어(600)를 결합하는 것은 상기 각 블레이드(200)와 접촉하는 바람의 힘(풍량)에 의해 상기 각 블레이드(200)의 블레이드 막(220)이 찢어지거나 형태가 변형되는 것을 방지하기 위함이다.
여기서, 도 4의 각 블레이드(200)에 형성된 스윕부(230)의 상, 하부 스윕 부(231,233)의 스윕각 즉, 피치(Pitch)간격 및 도 13의 트위스트 형태의 각 블레이드(200) 피치간격은 도 24와 같은 형태로 정해지며, 상기의 피치는 터빈(100)의 각 블레이드(200)가 전면 및 후면으로 꺾기거나 트위스트 된 상태에 따라 양(+)의 피치(전진 스윕각) 또는 음(-)의 피치(후진 스윕각)라고 표현하여도 무방하며, 상기 각 블레이드(200)는 유입된 바람의 흐름을 안내 및 바람이 용이하게 토출되도록 하는 등 사용목적이나 효과 등에 따라 양의 피치 또는 음의 피치 중 어느 방향의 피치로 형성할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 작용은 다음과 같다.
먼저, 외부에서 유입되는 바람의 힘(풍력)에 의해 터빈(100)에 결합된 복수개의 블레이드(200)가 회전됨에 따라 터빈(100)에서는 동력 및 전기를 발생된다.
상기 터빈(100)에 각 블레이드(200)는 도 6과 도 14에서와 같이 결합되어 있는데, 즉 도 7b에서와 같이 상기 터빈(100)의 중심축(110)에 허브(300)를 결합한 후 상기 허브(300)의 각 결합공(310)으로 볼트를 삽입하여 상기 중심축(110)에 허브(300)를 결합 고정한다.
그런 다음, 상기 허브(300)의 외주면에 복수개의 브라켓(400)을 위치시키고 나서 상기 각 브라켓(400)의 허브 고정공(420)으로 볼트 및 나사를 삽입 체결하여 상기 허브(300)의 외주면에 복수개의 브라켓(400)을 각각 결합한다.
그런 후, 상기 각 브라켓(400)의 각 돌출부(410)에 형성된 체결홈(411)으로 프레임(210)을 각각 삽입한 후 상기 블레이드 고정볼트 홀(430)에 볼트 및 나사를 체결하여 상기 각 돌출부(410)에 프레임(210)을 각각 결합한다.
그리고 나서, 상기 프레임(210)에 블레이드 막(220)을 결합하는데, 이 때 상기 블레이드 막(220)은 각 프레임(210) 사이에 각각 결합하거나 또는 상기 블레이드 막(220)을 프레임(210) 전체를 감싸도록 결합한다.
그러면, 도 20에서와 같이 상기 터빈(100)에 각 블레이드(200)가 결합 완료된다.
이때, 도 21a에서와 같은 형태의 브라켓(400) 즉, 브라켓(400)의 상, 하부면에 상, 하부 연장부(441,442)가 형성된 브라켓(400)을 사용할 경우에는 도 21b에서와 같은 형태로 상기 브라켓(400)이 허브(300)에 결합되는데, 상기 도 20 또는 도 21b에서와 같이 상기 허브(300)의 외주면에 브라켓(400)을 결합하는 것은 터빈(100) 및 블레이드(200)의 사용목적이나 효과에 따라 다양한 구조를 갖기 위함이며, 어느 방식으로 결합하여도 무방하다.
여기서, 상기 각 블레이드(200)의 형태는 도 4 내지 도 6에서와 같이 상기 각 블레이드(200)에 스윕부(230)가 형성된 것 또는, 도 13 내지 도 15에서와 같이 상기 각 블레이드(200)가 트위스트 형태로 굴곡 형성된 것이 있다.
즉, 도 4 내지 도 6과 같이 상기 각 블레이드(200)에 스윕부(230)를 형성하거나 또는 도 13 내지 도 15와 같이 상기 각 블레이드(200)가 트위스트 형태로 형성된 것은 상기 터빈(100) 내로 유입되어 각 블레이드(200)와 접촉하면서 상기 각 블레이드(200)를 회전시키는 바람의 흐름을 안내함과 더불어 상기 안내되는 바람을 터빈(100)의 외부로 보다 원활하게 토출하기 위함이다.
여기서, 상기 각 블레이드(200)에 형성된 스윕부(230)는 도 9에서와 같이 상 부 스윕부(231)와 직선 스윕부(232) 및 하부 스윕부(233) 형태로 형성하거나 또는, 도 10에서와 같이 상기 스윕부(230)를 상부 스윕부(231)와 직선 스윕부(232) 형태로 형성하거나 또는, 도 11에서와 같이 상기 스윕부(230)를 직선 스윕부(232)와 하부 스윕부(233) 형태로 형성되어 있다.
상기 상, 하부 스윕부(231,233)의 각 단부는 일정 스윕각 즉, 일정 피치(Pitch)만큼 이동된 위치에 형성 즉, 점차적으로 경사지게 형성되어 있음에 따라 바람의 흐름이 원활하게 이루어진다.
상기에서와 같은 형태의 스윕부(230)는 어떠한 형태로 형성하여도 상기 각 블레이드(200)에서 바람을 안내 및 안내된 바람을 터빈(100)의 외부로 토출하는 효과는 동일하다.
또한, 상기 트위스트 형태의 각 블레이드(200)도 일정 각도만큼 굴곡 형성되는데, 즉 상기 각 블레이드(200)의 상부는 하부로 갈수록 일정 피치(Pitch)만큼 이동된 위치에 형성됨에 따라 상기 각 블레이드(200)의 전체적인 형상은 트위스트(Twist) 형태를 이룬다.
이와 같이, 상기 스윕부(230)가 형성된 각 블레이드(200) 및 트위스트 형태의 각 블레이드(200)에 의해 바람의 흐름을 안내 및 상기의 바람을 터빈(100)의 외부로 토출되는 상태를 설명하면 다음과 같다.
우선, 도 15에 나타난 바와 같이 상부에는 터빈(100) 중심단면 기준으로 p/2의 (p는 날개 사이의 중심각=360o/날개수) 터빈(100) 회전방향으로의 트위스트 된 블레이드(200)를 갖는 터빈(100)이 도시되어 있으며, 상기 각 블레이드(200)의 각 출구면에서의 토출속도(C)는 도 16에서와 같이 상대속도(W)와 회전속도(U)의 크기에 따라 Cθ가 0보다 크거나 작거나 혹은 0인 경우 중 하나와 같이 된다.
따라서 상기 터빈(100) 출구 절대속도의 회전방향성분인 Cθ가 0보다 작을 경우 이상적으로는 동력전달이 크게 이루어지나, 이 경우 과도한 음의 스윕각으로 인해 유동손실이 발생한다.
도 17a와 도 17b에는 상부에는 터빈(100) 중심단면 기준으로 p/2 (p는 날개 사이의 중심각=360o/날개수) 전진 스윕각, 하부에는 -p/2의 후진 스윕각을 가진 블레이드(200)를 갖는 수직축 터빈(100)의 출구유동해석 결과가 도시되어 있으며, -p/2의 후진 스윕각의 단면의 토출속도가 +p/2의 전진 스윕각 단면보다 더 빠름을 알 수가 있다.
본 발명에 따른 상부와 하부에 스윕각을 적용한 3차원 터빈(100)의 블레이드(200) 설계예는 도 8a와 도 8b에 나타나 있다.
예를 들어 터빈(100)의 직경(Dr)과 높이(h)가 각각 580mm, 464mm이라 하며 5m/s 의 풍속(U∞)에서 설계 회전수(N)가 104 RPM 이라고 하면, 터빈(100) 면적(Rotor Projection Area: Sp=Dr×h)에 입사되는 풍량(Q1)은 1.3456 ㎥/s (=Sp×U∞)가 된다.
터빈(100) 면적 기준 입사유량을 Q1이라고 하며 터빈(100) 윗면과 아랫면으로 나가는 유량을 각각 Q2, Q3 라고 하면 CFD 해석을 통해 Q2 및 Q3는 각각 Q1의 약 15% 임이 밝혀진다.
이를 바탕으로 윗면으로 나가는 유량(Q2)을 계산하면 Q2 = Q3 = Q1 ×0.15 = 0.2018 ㎥/s 이다.
따라서 터빈(100) 윗면 면적으로 나누면 상기 터빈(100) 윗면 면적에 수직으로 나가는 유동의 평균 유속 C = 0.7638 m/s 를 얻는다.
그런데 입구안내익 근처에서의 날개 사이의 유로에서는 상승하는 강한 유동이 있는 반면에 그 이외 영역은 그에 비해 유속이 작으므로 터빈(100)에 토크를 전달하는데 많은 기여를 하지 못한다.
다시 말하면 도 8c의 ① 영역에서의 상승유동이 토크에 가장 큰 영향을 미치게 된다.
따라서 4배의 가중치를 두어 터빈(100) 윗면에 수직인 속도성분을 정의하면 Cave= C × 4 =3.055m/s 가 되며, 블레이드(200)의 반경방향으로 끝점과 중간점에서의 속도삼각형을 그려보면 도 8b에서와 같다. 각각의 경우의 블레이드 각도 θ1 과 θ2는 다음의 관계로 구할 수 있다:
Utip = r × ω
θ1 = tan-1 (Utip1/Cave) = 45.9 Deg., θ2 = tan-1 (Utip2/Cave) = 27.3 Deg.
또한, 터빈(100)의 블레이드(200) 상부와 하부사이의 스윕각의 변화를 설계 주속비 λ(=Vtip/U∞) 및 형상비 (D/H)에 맞추어 아래의 식을 이용하여 설계한다:
Figure 112007079896909-pat00006
이러한 각 블레이드(200)는 스윕부(230) 즉, 도 4, 도 9와 같이 상부 스윕부(231)와 직선 스윕부(232)와 하부 스윕부(233)로 형성된 스윕부(230) 및 도 10과 같이 상부 스윕부(231)와 직선 스윕부(232)로 형성된 스윕부(230) 또는, 도 11과 같이 직선 스윕부(232)와 하부 스윕부(233)로 형성된 스윕부(230) 또는 도 12a와 도 12b와 같이 터빈(100)이 다단으로 형성된 경우 그리고, 도 13과 도 18과 같이 상부에서 하부로 갈수록 트위스트(Twist) 형태로 굴곡 형성된 경우 및 도 19a와 같이 트위스트 형태의 블레이드(200)를 갖는 터빈(100)이 다단으로 설치된 경우 등 여러 가지 조합을 갖는다.
이 때 상부에서 하부 혹은 중간 혹은 중간에서 하부까지의 피치(Pitch) 간격은
Figure 112007079896909-pat00007
(여기서 h는 상부에서 하부 혹은 중간, 혹은 중간에서 하부까지의 높이, Z는 날개수) 값에 유사한 범위의 것이다.
이와 같이, 본 발명에 따른 상기의 수직축 풍력발전시스템용 터빈의 블레이드 구조는 예시된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않으며 그 발명의 기술범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
도 1은 일반적인 수평축 풍력발전시스템에서 바람의 흐름을 나타낸 도면.
도 2는 종래 수직축 풍력발전시스템의 터빈 구조를 나타낸 사시도.
도 3은 종래 수직축 풍력발전시스템에서 바람의 흐름을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명 수직축 풍력발전시스템의 터빈을 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명 수직축 풍력발전시스템의 터빈을 나타낸 분리사시도.
도 6은 본 발명 수직축 풍력발전시스템의 터빈에 스윕부를 갖는 블레이드가 결합되는 상태를 나타낸 분리사시도.
도 7a와 도 7b는 본 발명 터빈의 블레이드가 결합된 상태를 나타낸 평면도 및 결합 확대도.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명 터빈의 설계변수 설명 및 바람의 토출되는 속도 벡터 및 분포도를 나타낸 개략도(도 8c는 도면대용사진임).
도 9는 본 발명 터빈의 블레이드에 형성된 스윕부를 측면에서 나타낸 개략도.
도 10은 본 발명 터빈의 블레이드에 형성된 스윕부를 나타낸 다른 실시예.
도 11은 본 발명 터빈의 블레이드에 형성된 스윕부를 나타낸 또 다른 실시예.
도 12a와 도 12b는 본 발명 터빈이 다단으로 설치된 상태를 나타낸 정면도 및 평면도.
도 13은 본 발명 수직축 풍력발전시스템의 터빈에 트위스트 형태의 블레이드 가 결합되는 상태를 사시도로 나타낸 다른 실시예.
도 14는 본 발명 수직축 풍력발전시스템의 터빈에 트위스트 형태의 블레이드가 결합되는 상태를 나타낸 분리사시도.
도 15는 본 발명 터빈의 트위스트 형태의 블레이드에 의해 바람이 토출되는 속도 벡터를 나타낸 개략도.
도 16은 본 발명 터빈의 트위스트 형태의 블레이드 출구면 속도삼각형 특성을 설명하는 개략도.
도 17a와 도 17b는 본 발명 터빈의 트위스트 형태의 블레이드에서 바람이 토출되는 속도벡터 및 분포를 나타낸 수치계산결과도(도 17a와 도 17b는 도면대용사진임).
도 18은 본 발명 터빈의 트위스트 형태의 블레이드에서 바람이 토출되는 상태를 측면에서 나타낸 개략도.
도 19a와 도 19b는 본 발명 트위스트 형태의 블레이드를 갖는 터빈이 다단으로 설치된 상태를 나타낸 정면도 및 평면도.
도 20은 본 발명 터빈에서 허브와 브라켓에 의해 블레이드가 결합된 상태를 측면에서 나타낸 측면 투시도.
도 21a는 본 발명 터빈의 브라켓을 나타낸 다른 실시예.
도 21b는 도 21a의 브라켓에 의해 터빈에 블레이드가 결합된 상태를 측면에서 나타낸 측면 투시도.
도 22는 본 발명 터빈의 트위스트 형태의 블레이드 후면에 세로 지지대가 설 치된 상태를 나타낸 다른 실시예.
도 23은 본 발명 터빈의 트위스트 형태의 블레이드 후면에 와이어가 설치된 상태를 나타낸 또 다른 실시예.
도 24는 본 발명 터빈의 블레이드가 트위스트 형태로 일정한 피치만큼 이동된 상태를 개략적으로 도시한 개략도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
100: 터빈 110: 중심축
200: 블레이드 210: 프레임
211: 프레임 고정공 212: 프레임 체결공
220: 블레이드 막 300: 허브
310: 결합공 400: 브라켓
410: 돌출부 411: 체결홈
420: 허브 고정공 430: 블레이드 고정볼트 홀
500: 세로 지지대 600: 와이어

Claims (19)

  1. 유입되는 바람의 힘에 의해 중심축(110)을 중심으로 회전하도록 프레임(210)과 블레이드 막(220)으로 이루어진 복수개의 블레이드(200)가 결합된 터빈(100)이 구비된 수직축 풍력발전시스템에 있어서,
    상기 터빈(100)의 각 블레이드(200)는 상기 각 블레이드(200)를 밀어주는 바람을 상기 터빈(100)의 외부로 배출하기 위해 상기 바람의 흐름을 안내하도록 일정각도로 굴곡된 스윕(Sweep)부(230)를 형성하고,
    상기 터빈(100)의 중심축(110)에 각 블레이드(200)를 각각 결합하도록 하는 블레이드 결합수단이 구성되며;
    상기 스윕부(230)는,
    각 블레이드(200)의 상부에 상기 각 블레이드(200)의 상부에서 하부로 갈수록 점차적으로 경사지게 형성되는 상부 스윕부(231)와,
    상기 각 블레이드(200)의 중간에 위치하여 상기 상부 스윕부(231)의 하부와 연이어짐은 물론 터빈(100)의 중심축(110)과 평행하도록 직선형태로 형성되는 직선 스윕부(232)와,
    상기 각 블레이드(200)의 하부에 위치하여 상기 직선 수윕부(232)의 하부와 연이어짐은 물론 상기 각 블레이드(200)의 상부에서 하부로 갈수록 점차적으로 경사지게 형성되는 하부 스윕부(233)로 구성됨을 특징으로 하는 수직축 풍력발전시스템용 터빈의 블레이드 구조.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상부 스윕부(231)와 하부 스윕부(233)는 각 블레이드(200)의 상, 하면 토출유동이 대칭이 되도록 동일한 방향으로 경사짐을 특징으로 하는 수직축 풍력발전시스템용 터빈의 블레이드 구조.
  4. 제 1 항에 있어서,
    중심축(110)에는 상부 스윕부(231)와 직선 스윕부(232)와 하부 스윕부(233)로 이루어진 복수개의 블레이드(200)를 갖는 터빈(100)을 다단으로 설치함을 특징으로 하는 수직축 풍력발전시스템용 터빈의 블레이드 구조.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상측 터빈(100)의 각 블레이드(200)와 하측 터빈(100)의 각 블레이드(200)는 상기 터빈(100)을 정면에서 볼 때 서로 엇갈리도록 위치됨을 특징으로 하는 수직축 풍력발전시스템용 터빈의 블레이드 구조.
  6. 제 1 항에 있어서,
    스윕부(230)는,
    각 블레이드(200)의 상부에 위치하여 상기 각 블레이드(200)의 상부에서 하부로 갈수록 점차적으로 경사지게 형성되는 상부 스윕부(231)와,
    상기 각 블레이드(200)의 하부에 위치하여 상기 상부 스윕부(231)의 하부와 연이어짐은 물론 터빈(100)의 중심축(110)과 평행하도록 직선형태로 형성되는 직선 스윕부(232)로 구성됨을 특징으로 하는 수직축 풍력발전시스템용 터빈의 블레이드 구조.
  7. 제 1 항에 있어서,
    스윕부(230)는,
    각 블레이드(200)의 상부에 위치하여 터빈(100)의 중심축(110)과 평행하도록 직선형태로 형성되는 직선 스윕부(232)와,
    상기 각 블레이드(200)의 하부에 위치하여 상기 직선 스윕부(232)의 하부와 연이어짐은 물론 상기 각 블레이드(200)의 상부에서 하부로 갈수록 점차적으로 경사지게 형성되는 하부 스윕부(233)로 구성됨을 특징으로 하는 수직축 풍력발전시스템용 터빈의 블레이드 구조.
  8. 제 1 항에 있어서,
    스윕부(230)의 상부 스윕부(231) 상단 및 하부 스윕부(233) 하단은 상기 스윕부(230)의 직선 스윕부(232)에서 일정 피치(Pitch) 간격만큼 이동된 위치에 형성됨을 특징으로 하는 수직축 풍력발전시스템용 터빈의 블레이드 구조.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상부 스윕부(231)와 하부 스윕부(233)의 피치(Pitch) 간격은 0.5~1.0피치임을 특징으로 하는 수직축 풍력발전시스템용 터빈의 블레이드 구조.
  10. 유입되는 바람의 힘에 의해 중심축(110)을 중심으로 회전하도록 프레임(210)과 블레이드 막(220)으로 이루어진 복수개의 블레이드(200)가 결합된 터빈(100)이 구비된 수직축 풍력발전시스템에 있어서,
    상기 터빈(100)의 각 블레이드(200)를 밀어주는 바람의 흐름을 안내하기 위하여 상기 각 블레이드(200)의 상부에서 하부로 갈수록 트위스트(Twist) 형태로 굴곡 형성되도록 상기 각 블레이드(200)의 하부는 상기 각 블레이드(200)의 상부 위치로부터 일정 피치(Pitch)만큼 이동된 위치에 형성하고,
    상기 터빈(100)의 중심축(110)에 각 블레이드(200)를 각각 결합하도록 하는 블레이드 결합수단이 구성되며,
    상기 터빈(100)의 각 블레이드(200) 상부와 하부 간의 피치(Pitch) 간격은 상기 터빈(100)의 입구 안내익(120)으로부터 유입되는 바람의 유동에 의한 동력전달이 연속으로 일어나도록 0.5~1.0피치임을 특징으로 하는 수직축 풍력발전시스템용 터빈의 블레이드 구조.
  11. 삭제
  12. 제 10 항에 있어서,
    중심축(110)에는 트위스트 형태의 각 블레이드(200)를 갖는 터빈(100)을 다단으로 설치함을 특징으로 하는 수직축 풍력발전시스템용 터빈의 블레이드 구조.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상측 터빈(100)의 각 블레이드(200)와 하측 터빈(100)의 각 블레이드(200)는 상기 터빈(100)을 정면에서 볼 때 서로 반대방향으로 경사지도록 위치됨을 특징으로 하는 수직축 풍력발전시스템용 터빈의 블레이드 구조.
  14. 제 1 항 또는 제 10 항에 있어서,
    블레이드 결합수단은,
    터빈(100)의 중심축(110) 외주면을 감싸도록 상기 중심축(110)에 결합되는 복수개의 결합공(310)을 갖는 중공형태의 허브(300)와,
    상기 허브(300)의 외주면에 일정 간격으로 이격되도록 결합되게 허브 고정공(420)을 형성됨과 함께 각 블레이드(200)의 프레임(210) 일단이 삽입되는 체결홈(411)을 갖는 복수개의 돌출부(410)가 외주면에 돌출 형성되는 복수개의 브라켓(400)과,
    상기 각 브라켓(400)의 각 돌출부(410)의 외측에는 상기 체결홈(411)과 직교되게 관통 형성되어 상기 프레임(210)의 일단을 결합 고정하도록 볼트가 삽입 체결되는 블레이드 고정볼트 홀(430)로 구성됨을 특징으로 하는 수직축 풍력발전시스템용 터빈의 블레이드 구조.
  15. 제 14 항에 있어서,
    볼레이드 고정볼트 홀(430)은 각 브라켓(400)에 결합되는 각 블레이드(200)의 프레임(210)이 유동되지 않도록 2개로 형성됨을 특징으로 하는 수직축 풍력발전시스템용 터빈의 블레이드 구조.
  16. 제 14 항에 있어서,
    각 브라켓(400)의 상, 하부면에는 상기 각 브라켓(400)의 상, 하부면을 서로 맞닿도록 하는 상, 하부 연장부(441,442)가 선택적으로 형성됨을 특징으로 하는 수직축 풍력발전시스템용 터빈의 블레이드 구조.
  17. 제 14 항에 있어서,
    각 브라켓(400)의 체결홈(411)에 삽입 결합되는 각 블레이드(200)의 프레임(210)을 2개가 한 쌍으로 형성하여, 상기 한 쌍의 프레임(210) 사이에 상기 각 블레이드(200)의 블레이드 막(220)을 위치시켜 결합 고정하도록 함을 특징으로 하는 수직축 풍력발전시스템용 터빈의 블레이드 구조.
  18. 제 14 항에 있어서,
    각 블레이드(200)의 각 프레임(210)에는 상기 각 프레임(210)을 서로 연결 및 지지 고정하도록 하는 복수개의 지지공(510)을 갖는 적어도 하나 이상의 세로 지지대(500)가 결합됨을 특징으로 하는 수직축 풍력발전시스템용 터빈의 블레이드 구조.
  19. 제 14 항에 있어서,
    각 블레이드(200)의 프레임(210)과 프레임(210) 사이에는 상기 각 블레이드(200)의 블레이드 막(220) 형태를 유지하면서 상기 블레이드 막(220)을 고정하도록 상기 블레이드 막(220)의 외주연부를 따라 위치함과 함께 상기 각 프레임(210) 사이에 격자 형태로 위치하는 와이어(600)가 결합됨을 특징으로 하는 수직축 풍력발전시스템용 터빈의 블레이드 구조.
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101223787B1 (ko) * 2009-11-09 2013-01-17 최강섭 수직축 풍력 발전장치
KR101236347B1 (ko) * 2010-01-15 2013-02-22 김성범 집풍 구조물의 수직 상승기류를 이용한 풍력발전 터빈
KR101363889B1 (ko) * 2012-06-29 2014-02-27 송기수 수직축 풍력 발전 장치
KR20160138661A (ko) 2015-05-26 2016-12-06 전자부품연구원 전기장 유체를 이용한 자동 접이식 풍력발전 블레이드 장치
KR101685098B1 (ko) * 2015-09-24 2016-12-09 정영춘 풍력 발전 장치
KR20170001543A (ko) 2015-11-19 2017-01-04 (주)지인테크 풍력발전모듈 및 이를 구비한 모듈형 수직축 풍력발전장치
KR101698060B1 (ko) 2015-11-19 2017-01-23 (주)지인테크 모듈형 풍력발전장치
WO2017095044A1 (ko) * 2015-12-04 2017-06-08 한덕호 항력형 풍력발전장치
KR20180083190A (ko) 2017-01-12 2018-07-20 (주)지인테크 모듈형 풍력발전장치
KR102072329B1 (ko) * 2019-06-24 2020-01-31 최형진 수직축 풍력발전기
KR102112103B1 (ko) * 2019-09-11 2020-05-19 김창순 수직축 풍력발전기용 수직형 회오리 풍차 조립체

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57188965U (ko) * 1981-05-27 1982-11-30
US6428275B1 (en) * 1997-06-30 2002-08-06 Shield Oy Helical wind rotor and a method for manufacturing the same
JP2003193955A (ja) * 2001-12-27 2003-07-09 Akihiro Hidaka 縦形風力発電装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57188965U (ko) * 1981-05-27 1982-11-30
US6428275B1 (en) * 1997-06-30 2002-08-06 Shield Oy Helical wind rotor and a method for manufacturing the same
JP2003193955A (ja) * 2001-12-27 2003-07-09 Akihiro Hidaka 縦形風力発電装置

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101223787B1 (ko) * 2009-11-09 2013-01-17 최강섭 수직축 풍력 발전장치
KR101236347B1 (ko) * 2010-01-15 2013-02-22 김성범 집풍 구조물의 수직 상승기류를 이용한 풍력발전 터빈
KR101363889B1 (ko) * 2012-06-29 2014-02-27 송기수 수직축 풍력 발전 장치
KR20160138661A (ko) 2015-05-26 2016-12-06 전자부품연구원 전기장 유체를 이용한 자동 접이식 풍력발전 블레이드 장치
KR101685098B1 (ko) * 2015-09-24 2016-12-09 정영춘 풍력 발전 장치
KR20170001543A (ko) 2015-11-19 2017-01-04 (주)지인테크 풍력발전모듈 및 이를 구비한 모듈형 수직축 풍력발전장치
KR101698060B1 (ko) 2015-11-19 2017-01-23 (주)지인테크 모듈형 풍력발전장치
WO2017095044A1 (ko) * 2015-12-04 2017-06-08 한덕호 항력형 풍력발전장치
KR20180083190A (ko) 2017-01-12 2018-07-20 (주)지인테크 모듈형 풍력발전장치
KR102072329B1 (ko) * 2019-06-24 2020-01-31 최형진 수직축 풍력발전기
KR102112103B1 (ko) * 2019-09-11 2020-05-19 김창순 수직축 풍력발전기용 수직형 회오리 풍차 조립체
WO2021049755A1 (ko) * 2019-09-11 2021-03-18 김창순 수직축 풍력발전기용 수직형 회오리 풍차 조립체

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