KR101035325B1

KR101035325B1 - 풍력발전기용 블레이드

Info

Publication number: KR101035325B1
Application number: KR1020090020894A
Authority: KR
Inventors: 남태우
Original assignee: 남태우
Priority date: 2009-03-11
Filing date: 2009-03-11
Publication date: 2011-05-20
Also published as: KR20100102481A

Abstract

본 발명은 풍력발전기용 블레이드에 관한 것으로서, 본 발명은, 타워(101)와, 상기 타워(101)의 상단부에 설치된 발전부(100)와, 상기 발전부(100)의 일 측에 축설된 회전축(10)과, 상기 회전축(10)에 설치된 블레이드(1)를 포함하는 풍력발전기용 블레이드에 있어서, 상기 블레이드(1)는 상기 블레이드(1)의 길이방향에 따른 양단부(2)(3)가 폐쇄되고 상기 블레이드(1) 전체 길이의 중심점(P)으로부터 양측을 향하여 일정한 길이를 갖고 "C" 형상의 만곡부(20)(30)가 형성되며 상기 만곡부(20)(30) 중 어느 하나의 "C" 형상의 만곡부는 상기 중심점(P)으로부터 상측으로 편향되도록 위치하고 나머지 어느 하나의 "C" 형상의 만곡부는 하측으로 편향되도록 위치된 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 블레이드의 "C" 형상 만곡부에 미풍이 접촉할 경우 예컨대, 블레이드의 지점(20')(30')으로부터 지점(20")(30") 방향을 향하여 바람의 흐름이 진행되어 가면서 풍향이 바뀌어 지점(20")(30")을 빠져나온다. 이렇게 되면 방향이 바뀐 바람이 블레이드(1)를 비켜 지나가는 바람(b)과 충돌하여 충돌압이 형성되고 그 충돌압이 블레이드(1)에 영향을 미쳐 미풍에서도 블레이드(1)의 회전력은 배가되는 효과가 있으며, 블레이드(1)를 중심점(P)으로부터 양단부를 향하여 좁아지도록 형성함으로써 블레이드(1)의 양단부(2)(3)가 중심점(P)으로부터 자중에 의해 휨이 발생하는 것을 억제하는 이점이 있다.

풍력발전기용 블레이드, 블레이드, "C"형상의 만곡부, 충돌압

Description

풍력발전기용 블레이드{blade for wind power generation}

본 발명은 풍력발전기용 블레이드에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 바람이 블레이드의 "C" 형상의 만곡부를 빠져나오는 과정에서 풍향의 방향이 바뀌면서 방향이 바뀐 바람이 블레이드를 비켜 지나가는 바람과 충돌하여 충돌압이 형성되고 그 충돌압이 블레이드에 영향을 미쳐 미풍에서도 블레이드의 회전력을 배가시킬 수 있도록 한 풍력발전기용 블레이드에 관한 것이다.

일반적으로 풍력발전이란 공기의 유동이 가진 운동 에너지의 공기역학적 특성을 이용하여 회전자를 회전시켜 기계적 에너지로 변환시키고, 이 기계적 에너지로 전기를 얻는 기술이다.

또한, 풍력발전은 어느 곳에나 산재되어 있는 무공해, 무한정의 바람을 이용하므로 환경에 미치는 영향이 거의 없고, 국토를 효율적으로 이용할 수 있으며, 대규모 발전 단지의 경우에는 발전 단가도 기존의 발전 방식과 경쟁 가능한 수준의 신 에너지 발전 기술이다.

이와 같은 풍력발전기는 일반적으로 소정 높이를 갖는 타워 상부에 회전 가능한 동체를 구비하고, 상기 동체에 풍력에 의해 회전되는 적어도 2엽 이상의 블레 이드를 등 간격으로 구비하며, 상기 블레이드의 회전력이 전기에너지를 얻기 위한 회전속도를 갖추게 하는 증속기를 포함하고, 상기 증속기를 통한 회전력을 전기에너지로 전환시키는 발전기로 구성된다.

그런데, 상기와 같은 종래의 풍력발전기용 블레이드는 다양하게 제안된바 있으나, 이들 블레이드의 구조는 블레이드에 접촉되는 풍속만을 그대로 이용할 수 있도록 한 것에 한정되어 있다. 따라서 이들 블레이드는 미풍시 블레이드의 회전력이 쉽게 발생되지 않기 때문에 발전생산에 필요한 풍력이 발생하는 장소에서만 한정 설치되는 폐단과 아울러, 에너지를 생산한 장소로부터 멀리 떨어진 에너지를 소비하는 장소까지의 전력을 이동함에 있어서 전력이동시 소모전력이 많게 발생하는 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은, 상기와 같은 종래 풍력발전기용 블레이드의 문제점을 해결하기 위하여 제안한 것으로서, 바람이 블레이드의 "C" 형상의 만곡부를 빠져나오는 과정에서 풍향의 방향이 바뀌어 방향이 바뀐 바람이 블레이드를 비켜 지나가는 바람과 충돌하여 충돌압이 형성되고 그 충돌압이 블레이드에 영향을 미쳐 미풍에서도 블레이드의 회전력을 배가시킬 수 있도록 함으로써 바람이 많은 한정된 지역 외에 설치되어도 에너지 생산이 가능하기 때문에 바람이 적은 장소에서도 에너지 생산이 원활하여 에너지를 소비하는 장소까지의 전력 이동거리를 대폭 단축할 수 있도록 한 풍력발전기용 블레이드를 제공하는 것이다.

상기 목적은 본 발명에 따라, 타워와, 상기 타워의 상단부에 설치된 발전부와, 상기 발전부의 일 측에 축설된 회전축과, 상기 회전축에 설치된 블레이드를 포함하는 풍력발전기용 블레이드에 있어서, 상기 블레이드는 상기 블레이드의 길이방향에 따른 양단부가 폐쇄되고 상기 블레이드 전체 길이의 중심점으로부터 양측을 향하여 일정한 길이를 갖고 "C" 형상의 만곡부가 형성되며 상기 "C" 형상의 만곡부 중 어느 하나의 "C" 형상의 만곡부는 상기 중심점으로부터 상측으로 편향되도록 위치하고 나머지 어느 하나의 "C" 형상의 만곡부는 하측으로 편향되도록 위치된 것을 특징으로 하는 풍력발전기용 블레이드에 의해 달성된다.

삭제

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 블레이드(1)의 "C" 형상의 만곡부(20)(30)에 미풍이 접촉할 경우 예컨대, 블레이드(1)의 지점(20')(30')으로부터 지점(20")(30") 방향을 향하여 바람의 흐름이 진행되어 가면서 풍향이 바뀌어 지점(20")(30")을 빠져나온다. 이렇게 되면 방향이 바뀐 바람이 블레이드(1)를 비켜 지나가는 바람(b)과 충돌하여 충돌압이 형성되고 그 충돌압이 블레이드(1)에 영향을 미쳐 미풍에서도 블레이드(1)의 회전력은 배가되는 효과가 있으며, 블레이드(1)를 중심점(P)으로부터 양단부를 향하여 좁아지도록 형성함으로써 블레이드(1)의 양단부(2)(3)가 중심점(P)으로부터 자중에 의해 휨이 발생하는 것을 억제하는 이점이 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 풍력발전기용 블레이드의 사시도이며, 도 2는 도 1에 따른 블레이드가 타워 방향과 동일하게 지면과 수직 상태로 세워진 위치에서의 정면도, 도 3은 도 2에 따른 좌측면도이다.

본 발명에 따른 풍력발전용 블레이드(1)는 블레이드의 길이방향에 따른 양단부(2)(3)가 폐쇄된 상태로 회전축(10)의 고정부(11) 전방에 설치된다.
회전축(10)의 고정부(11) 선단에 접촉하는 블레이드(1)의 전체 길이의 중심점(P)으로부터 양측을 향하여 일정한 길이를 갖고 "C" 형상의 만곡부(20)(30)를 형성하되 "C" 형상의 만곡부(20)(30) 중 어느 하나의 "C" 형상의 만곡부는 중심점(P)으로부터 상측으로 편향되도록 위치시키고, 나머지 어느 하나의 "C" 형상의 만곡부는 하측으로 편향되도록 위치시킨 구조로 형성된다. 여기서 미설명 부호 100은 발전부이며, 부호 101은 상기 발전부를 지지하는 타워를 표시한 것이다.

이상과 같이 구성된 본 발명에 따른 풍력발전기용 블레이드(1)는 도 4 에서 볼 수 있는 바와 같이, 바람 즉 미풍이 블레이드의 "C" 형상의 만곡부(20)(30)에 접촉하면 이때 미풍이 블레이드(1)의 지점(20')(30')으로부터 지점(20")(30") 방향을 향하여 흐름이 진행되어 가면서 풍향이 바뀌어 지점(20")(30")을 빠져나온다. 이렇게 되면 방향이 바뀐 바람(a)이 블레이드(1)를 비켜 지나가는 바람(b)과 충돌하여 충돌압이 형성되고 그 충돌압이 블레이드(1)에 회전에 영향을 미쳐 가속시킨다. 따라서 본 발명에 따른 풍력발전기용 블레이드(1)는 미풍에서도 회전력이 가속된다. 여기서 도 5는 도 1에 따른 블레이드 위치에서의 확대 우측면도이고 따라서 동작은 도 4와 같이 방향이 바뀐 상태에서 동작이 동일하다.

한편, 본 발명에 따른 풍력발전기용 블레이드(1)는 블레이드(1)의 중심점(P)으로부터 양단부(2)(3)를 향하여 형성된 "C" 형상의 만곡부(20)(30)의 좁은 폭이 좁아지도록 형성함으로써 블레이드(1)의 양단부(2)(3)가 중심점(P)으로부터 자중에 의해 휨이 발생하는 것을 억제할 수도 있을 것이다.

또한 본 발명에 따른 풍력발전기용 블레이드(1)는, 도 3에서와 같이 블레이드(1)의 정면뿐만 아니라 좌우 측면에서 불어오는 바람에서도 블레이드(1)는 회전이 가능하다. 즉 블레이드(1)가 회전 가능한 이유는 구간(40)(40')이 막히지 않고 개방 노출되어 공기 포켓을 형성함으로써 회전이 가능하다.

도 1은 본 발명에 따른 풍력발전기용 블레이드의 사시도,

도 2는 도 1에 따른 블레이드가 타워 방향과 동일하게 지면과 수직 상태로 세워진 위치에서의 정면도,

도 3은 도 2에 따른 좌측면도,

도 4는 도 1에 따른 블레이드 위치에서의 확대 좌측면도,

도 5는 도 1에 따른 블레이드 위치에서의 확대 우측면도이다.

- 도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명 -

1 : 블레이드 2, 3 : 양단부

11 : 고정부 20, 30 : "C"형상 만곡부

20', 30' : 지점 20", 30" : 지점

40, 40' : 구간 a, b : 바람

P : 중심점

Claims

타워(101)와, 상기 타워(101)의 상단부에 설치된 발전부(100)와, 상기 발전부(100)의 일 측에 축설된 회전축(10)과, 상기 회전축(10)에 설치된 블레이드(1)를 포함하는 풍력발전기용 블레이드에 있어서,

상기 블레이드(1)는 상기 블레이드(1)의 길이방향에 따른 양단부(2)(3)가 폐쇄되고 상기 블레이드(1) 전체 길이의 중심점(P)으로부터 양측을 향하여 일정한 길이를 갖고 "C" 형상의 만곡부(20)(30)가 형성되며 상기 "C" 형상의 만곡부(20)(30) 중 어느 하나의 "C" 형상의 만곡부는 상기 중심점(P)으로부터 상측으로 편향되도록 위치하고 나머지 어느 하나의 "C" 형상의 만곡부는 하측으로 편향되도록 위치된 것을 특징으로 하는 풍력발전기용 블레이드.
삭제