KR101226641B1 - Apparatus and system for wind power - Google Patents

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KR101226641B1
KR101226641B1 KR1020120113766A KR20120113766A KR101226641B1 KR 101226641 B1 KR101226641 B1 KR 101226641B1 KR 1020120113766 A KR1020120113766 A KR 1020120113766A KR 20120113766 A KR20120113766 A KR 20120113766A KR 101226641 B1 KR101226641 B1 KR 101226641B1
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김동범
장병수
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김동범
장병수
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Abstract

PURPOSE: A wind power generator and power generation system are provided to be easily repaired by separating blades which are horizontally formed between rotary rims. CONSTITUTION: A wind power generator comprises a rotary shaft(40), rotary rims(20), blades(10), shaft support frames, a lower frame, and a power generator. The rotary rims are respectively formed on both ends of the rotary shaft and comprise constant diameters while being supported by rim fixing bars(21). The blades are placed at regular intervals in a circumferential direction and are connected between the rotary rims. The shaft support frames are formed on both ends of the rotary shaft and support the rotary shaft. The shaft support frames are formed outside the rotary rims and support a hub with a bearing. The lower frame is connected to the shaft support frame and rotationally supports the rotary rims and blades. The power generator is connected to the rotary shaft and coverts mechanical rotary power into electricity.

Description

풍력 발전장치 및 발전시스템 {Apparatus and system for wind power}Wind power generation system and power generation system {Apparatus and system for wind power}

본 발명은 풍력 발전장치 및 발전시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수평방향의 회전축을 중심으로 블레이드가 회전되며 전력을 생산할 수 있도록 하는 풍력 발전장치 및 발전시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a wind power generation apparatus and a power generation system, and more particularly, to a wind power generation apparatus and a power generation system that allows a blade to rotate around a horizontal axis of rotation to produce power.

풍력발전은 공기의 유동이 가진 운동에너지의 공기 역학적 특성을 이용하여 날개를 회전시켜 기계적 에너지로 변환시키고 상기 기계적 에너지로 발전기를 구동하여 전기에너지를 얻는 것을 말한다. 풍력발전은 청정에너지원인 바람을 이용하여 발전이 가능한 장점으로 인해 유럽은 물론, 미주, 아시아 등에서 최근 에너지원으로서의 관심이 증대되고 있다. Wind power generation refers to the conversion of the blades into mechanical energy by using the aerodynamic properties of the kinetic energy of the flow of air and to drive the generator with the mechanical energy to obtain electrical energy. Wind power generation has recently been increasing interest in energy sources not only in Europe, but also in the Americas and Asia, due to the advantage of being able to generate power using wind, which is a clean energy source.

풍력발전은 날개의 회전축의 방향에 따라 회전축이 지면에 대해 수평으로 형성되는 수평형 풍력발전장치와, 회전축이 지면에 대해 수직으로 형성되는 수직형 풍력발전장치로 구분될 수 있다. 국내등록특허공보 제10-0828234호 (등록일자: 2008.04.30., 이하 '배경기술'이라 함) 는 발전용 풍력 터빈으로서 회전축이 지면에 수평으로 형성되는 수평형 풍력발전장치를 나타내고 있다. 상기 배경기술은 수평의 회전축을 중심으로 양 측면에 림이 구비되며, 림 사이에 S자 형태의 블레이드 천막을 회전축까지 복수 개 형성하는 것을 특징으로 하고 있다. Wind power generation may be divided into a horizontal wind power generator in which the rotating shaft is formed horizontally with respect to the ground, and a vertical wind power generator in which the rotating shaft is formed perpendicular to the ground according to the direction of the rotation axis of the blade. Korean Patent Publication No. 10-0828234 (Registration Date: 2008.04.30., Hereinafter referred to as 'Background Technology') is a wind turbine for power generation, which represents a horizontal wind power generator in which a rotating shaft is formed horizontally on the ground. The background art is provided with rims on both sides of the horizontal axis of rotation, characterized in that a plurality of S-shaped blade tents formed between the rim to the axis of rotation.

상기 배경기술은 바람이 상기 블레이드와 부딪히며 회전축을 회전시키도록 하여 발전을 하고자 하는 것이나, 블레이드가 림으로부터 회전축까지 림의 반경에 걸쳐 형성되어 있음으로 인해 블레이드에 부딪힌 바람이 빠져나갈 공간이 거의 없게 되어 블레이드에 부딪힌 공기에 의해 소음이 커 주택가에는 설치가 곤란한 문제가 있고, 특히 블레이드 내부로 들어온 공기가 반대방향으로 빠져나가지 못해 회전 구동이 쉽게 이루어지지 않는 문제가 있으며, 강풍이 불 경우 발전장치에 무리한 힘이 가해지지 않도록 바람이 적절히 빠져나갈 통로가 필요하나 상기 배경기술은 그렇지 못한 문제가 있다. 또한 겨울철 눈이 내리는 경우, 눈이 블레이드와 회전축 사이에 쌓이며 얼어붙으면서 회전축 등이 구동을 어렵게 하는 문제가 있다.
The background art is to generate power by causing the wind to rotate the rotating shaft while hitting the blade, but because the blade is formed over the radius of the rim from the rim to the rotation axis, there is little space for the wind hit the blade to escape Due to the noise caused by the air hitting the blades, there is a problem that it is difficult to install in the residential area, and in particular, there is a problem that the rotational drive is not easily performed because the air entered into the blades does not escape in the opposite direction. There is a need for a passage through which the wind can escape properly so that no force is applied, but the background art has a problem. In addition, when the snow falls in winter, there is a problem that the shaft is difficult to drive while the snow is accumulated between the blade and the rotating shaft and frozen.

KR 10-0828234 B1 2008.04.30.KR 10-0828234 B1 2008.04.30.

본 발명은 상기 종래 기술이 갖는 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명에 의하면 회전림 사이에 복수의 블레이드를 구비하되, 상기 블레이드가 회전림의 원주방향으로 일정 길이로 형성되도록 함으로써 바람이 불어 들어온 후에 곧바로 빠져나가 소음이 저감되도록 하고, 한쪽 방향으로 들어온 바람이 반대쪽에 형성된 블레이드에도 영향을 미쳐 회전되도록 함으로써 회전축의 회전력이 향상되며, 회전림 사이에 회전축과 동일한 수평방향으로 형성되는 블레이드가 분리된 채 조립되는 형태로 구비됨으로써 유지보수가 용이한 풍력 발전장치 및 발전시스템을 제공하게 된다.
The present invention has been made to solve the problems of the prior art, according to the present invention is provided with a plurality of blades between the rotary rim, by blowing the wind by allowing the blade to be formed in a predetermined length in the circumferential direction of the rotary rim Immediately after entering, the noise is reduced and the wind coming in one direction also affects the blade formed on the opposite side, so that the rotational force of the rotating shaft is improved, and the blade formed in the same horizontal direction as the rotating shaft is separated between the rotating rims. It is provided in the form of being assembled to provide a wind turbine generator and a power generation system that is easy to maintain.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 풍력 발전장치는, 중심에 수평방향으로 일정 길이 형성되는 회전축과; 상기 회전축의 양 끝단에 각각 형성되며 복수 개의 림고정대에 의해 회전축에 지지된 상태에서 일정 반경을 갖도록 형성된 회전림과; 상기 회전림의 원주 방향을 따라 등간격으로 배열되며, 지면과 수평방향으로 배치되어 회전림 사이에 연결되는 블레이드와; 상기 회전림 사이에 연결되는 상기 블레이드를 회전림에 고정하기 위한 블레이드 고정축과; 회전축의 양 끝단에 형성된 채 상기 회전축을 지지하되, 상기 회전림의 외측에 형성되어 베어링을 포함하는 허브를 지지하도록 형성된 샤프트지지프레임과; 상기 샤프트지지프레임과 하부에서 연결되며, 회전림과 블레이드가 회전될 수 있도록 지지하는 하부프레임; 및 상기 회전축과 결합되어 형성된 샤프트와 연결되어 기계적 회전력을 전기로 변환시키는 발전기로 이루어지는 것을 특징으로 한다.Wind turbine generator of the present invention for achieving the above object, and the rotation axis formed in a horizontal direction in the center; A rotary rim formed at both ends of the rotary shaft and formed to have a predetermined radius in a state supported by the rotary shaft by a plurality of rim anchors; Blades arranged at equal intervals along the circumferential direction of the rotary rim and disposed in a horizontal direction with the ground and connected between the rotary rims; A blade fixing shaft for fixing the blade connected to the rotary rim to the rotary rim; A shaft support frame formed at both ends of the rotating shaft to support the rotating shaft, the shaft supporting frame being formed outside the rotating rim to support a hub including a bearing; A lower frame connected to the shaft support frame and the lower part to support the rotary rim and the blade to be rotated; And a generator connected to the shaft formed by being coupled to the rotating shaft to convert mechanical rotational force into electricity.

본 발명에 따른 풍력 발전장치의 블레이드는 일정 길이로 분리된 채 상호 연결되어 회전림 사이에 형성되며, 상기 블레이드 내부에는 고정축삽입홀이 형성되고 상기 고정축삽입홀에 블레이드고정축이 삽입된 상태에서 상기 블레이드고정축이 회전림 사이에 고정되는 것을 특징으로 한다.The blades of the wind turbine generator according to the present invention are connected to each other while being separated by a predetermined length and are formed between the rotary rims, and a fixed shaft insertion hole is formed in the blade, and a blade fixed shaft is inserted into the fixed shaft insertion hole. The blade fixing shaft is characterized in that fixed between the rotary rim.

또한, 상기 풍력 발전 장치의 블레이드고정축과 회전축 사이에는, 반경방향으로 블레이드고정대가 분리된 블레이드 사이마다 형성되며, 상기 블레이드고정대는 블레이드고정축이 관통되어 고정되는 고정축결합부와, 회전축의 외부에 돌출되어 형성되는 결합부와 결합되는 회전축결합부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, between the blade fixing shaft and the rotating shaft of the wind turbine, the blade is formed in each blade between the blade is separated in the radial direction, the blade holder is fixed shaft coupling portion through which the blade fixing shaft is fixed and the outside of the rotating shaft It characterized in that it comprises a rotary shaft coupling portion coupled to the coupling portion formed to protrude.

또한, 본 발명의 풍력 발전장치의 상기 블레이드의 단면은, 익형 날개의 선단쪽은 라운드(round)된 곡선으로 형성되며, 바람을 받아 회전력이 가해지는 익형 날개의 후단쪽은 날카롭게 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the cross section of the blade of the wind turbine of the present invention, the tip side of the airfoil wing is formed in a rounded (round) curve, the rear end side of the airfoil wing is applied to the rotation force is characterized in that the sharply formed do.

또한, 상기 풍력 발전장치의 블레이드 중 바람을 받아 회전력이 가해지는 날개는 회전림에 대해 외부로 돌출되는 것을 특징으로 한다.In addition, the blade is applied to the rotation of the wind blades of the wind turbine is characterized in that the projecting to the outside against the rotary rim.

또한, 상기 풍력 발전장치의 블레이드는 블레이드고정축이 관통되는 고정부로부터 바람을 받아 회전력이 가해지는 날개까지의 길이(D)가 회전림 반경의 1/5 ~ 1/2 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the blade of the wind turbine is characterized in that the length (D) from the fixed portion through which the blade fixed shaft passes through the wind (D) to the blade to which the rotational force is applied is made 1/5 ~ 1/2 of the radius of the rotational rim. .

또한, 상기 풍력 발전장치의 블레이드는 원주 방향을 따라 일정 간격으로 4개 ~ 18개로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the blades of the wind turbine is characterized in that consisting of 4 to 18 at regular intervals along the circumferential direction.

한편, 본 발명의 풍력 발전 시스템은 상기 풍력발전장치를 좌우 양측으로 구비하며, 양측으로 구비된 상기 풍력발전장치를 함께 지지하도록 하부에 지지프레임을 구비하며, 상기 지지프레임의 무게 중심 하부에 일정 높이를 갖는 타워로 이루어지는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the wind power generation system of the present invention is provided with the wind turbine on both sides of the left and right, and provided with a support frame at the bottom to support the wind turbine provided on both sides, a certain height below the center of gravity of the support frame Characterized in that consists of a tower having.

또한, 상기 풍력 발전 시스템의 타워에는 바람의 방향을 감지하는 풍향센서가 구비되며, 상기 타워의 상부에는 지지프레임을 지지하며 회전하는 회전부가 형성되어, 상기 풍향센서에 의한 바람의 방향에 대응하여 지지프레임이 회전되도록 하는 것을 특징으로 한다.
In addition, the tower of the wind power generation system is provided with a wind direction sensor for detecting the direction of the wind, the upper portion of the tower is formed to rotate to support and support the support frame, corresponding to the direction of the wind by the wind direction sensor It characterized in that the frame is rotated.

본 발명에 의하면, 풍력 발전에 따른 소음이 적어 주택단지의 옥상 등에도 설치가 가능하며, 바람이 발전장치 내에 들어오더라도 곧바로 빠져나갈 수 있어 회전축의 회전이 원활하게 이루어질 수 있다.According to the present invention, the noise due to the wind power generation is less possible to be installed on the roof of the housing complex, etc., even if the wind enters the power generation device can be immediately exited, the rotation of the rotating shaft can be made smoothly.

또한 본 발명에 의하면, 겨울철 눈이 내리는 경우에도 블레이드 및 블레이드와 회전축 사이에 눈이 쌓인 후 얼어붙어 가동이 중단되는 일 없이 발전이 가능하다.In addition, according to the present invention, even when the snow falls in winter, the snow is accumulated between the blades and the blades and the rotating shaft after the freezing can be generated without stopping the operation.

또한 본 발명에 의하면, 회전림 사이에 수평방향으로 형성된 블레이드가 분리될 수 있기 때문에, 고장에 따른 유지보수가 용이하여 경제적이며, 상기 블레이드가 가볍고 튼튼한 두랄루민의 금속합금으로 제작되게 되어 발전장치 및 발전시스템 전체적으로 내구성이 향상되어 유지보수 주기가 늘어나 경제적이다.
In addition, according to the present invention, since the blade formed in the horizontal direction can be separated between the rotary rim, maintenance is easy and economical due to failure, the blade is made of a light and durable metal alloy of duralumin to generate power generation equipment and power generation The durability of the system as a whole is extended and maintenance cycles are economical.

도 1은 본 발명에 의한 풍력 발전장치의 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 풍력 발전장치의 측면도.
도 3은 본 발명에 의한 풍력 발전장치의 블레이드가 결합되는 모습을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명에 의한 풍력 발전장치의 일 측면에 발전기가 형성된 모습을 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 풍력 발전장치에 적용되는 회전림의 분해 사시도.
도 6은 본 발명에 적용되는 블레이드를 나타내는 도면.
도 7은 본 발명에 적용되는 블레이드고정대를 나타내는 도면.
도 8은 본 발명의 풍력 발전시스템을 나타내는 도면.1 is a perspective view of a wind turbine generator according to the present invention.
Figure 2 is a side view of the wind power generator according to the present invention.
3 is a view showing a state in which the blade of the wind turbine generator according to the present invention is coupled.
4 is a view showing a state in which a generator is formed on one side of the wind power generator according to the present invention.
Figure 5 is an exploded perspective view of a rotary rim applied to the wind power generator of the present invention.
6 is a view showing a blade applied to the present invention.
Figure 7 is a view showing a blade anchor applied to the present invention.
8 is a view showing a wind power generation system of the present invention.

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

도 1은 본 발명에 의한 풍력 발전장치의 사시도로서, 중심의 회전축(40)이 지면에 대해 수평방향으로 형성되어 있고, 상기 회전축(40)의 양 측면에 지면에 수직방향으로 일정 반경을 갖는 회전림(20)이 형성되어 있음을 알 수 있다. 상기 회전림(20)은 림고정대(21)에 의해 지지된 채 회전축(40)에 고정되며, 또한 상기 회전림(20)은 상기 회전림(20) 사이에 수평방향으로 형성된 블레이드(10)가 바람에 의해 회전할 때, 회전축(40)이 회전될 수 있도록 상기 회전축(40)과 결합되게 된다. 도 5는 본 발명에 적용되는 회전림(20)을 보여주는 것으로서, 3등분 된 회전림이 상호 결합되며, 또한 회전축과 결합될 수 있음을 알 수 있다. 회전림 상호간은 플랜지(22)를 나사결합방식으로 결합할 수 있으며, 상기 플랜지 내부에는 암나사와 수나사가 결합되는 식으로 돌출부와 삽입부가 각각 형성되어 있어 나사결합 후에도 견고한 결합이 유지될 수 있도록 한다. 회전림(20)과 회전축(40)과의 결합은 회전림의 하부에 있는 림결합부(23)를 통해 가능하며 일반적으로 나사결합될 수 있도록 함으로써, 분해 조립이 가능하여 유지보수가 용이하도록 한다. 상기 도 5에서는 회전림이 3등분된 상태에서 조립되는 것을 보여주고 있으나, 회전림은 필요에 따라 2등분 또는 4등분도 가능하며, 일체로 형성한 후 회전축에 조립가능할 수도 있음은 물론이다.1 is a perspective view of a wind power generator according to the present invention, the central rotation axis 40 is formed in a horizontal direction with respect to the ground, the rotation having a predetermined radius in the direction perpendicular to the ground on both sides of the rotation shaft 40 It can be seen that the rim 20 is formed. The rotary rim 20 is fixed to the rotary shaft 40 while being supported by the rim holder 21, and the rotary rim 20 has a blade 10 formed in the horizontal direction between the rotary rim 20 When rotating by the wind, the rotating shaft 40 is coupled to the rotating shaft 40 so that it can be rotated. Figure 5 shows a rotary rim 20 applied to the present invention, it can be seen that the three rim rotation rim is mutually coupled, and can also be combined with the rotation axis. Rotating rims can be coupled to each other by a screw coupling method of the flange 22, and the inside of the flange is formed with a protrusion and an insertion portion in a manner that the female screw and the male screw are coupled so that a solid coupling can be maintained even after screwing. Combination of the rotary rim 20 and the rotary shaft 40 is possible through the rim engaging portion 23 in the lower portion of the rotary rim, and generally screwed, so that the disassembly assembly is possible to facilitate maintenance. . 5 shows that the rotary rim is assembled in three divided states, but the rotary rim may be divided into two or four portions as necessary, and may be assembled to the rotating shaft after being formed integrally.

본 발명은 블레이드(10)가 회전림(20)의 원주방향을 따라 등간격으로 배열되도록 하되, 상기 블레이드(10)가 양 측면의 회전림 사이에 회전축과 평행한 수평방향으로 길게 형성될 수 있도록 한다. 양 측면의 회전림(20) 사이에 구비되는 블레이드는 하나로 일체화되어 형성되는 것이 아니라, 일정 길이로 분리된 채 상호 연결되어 회전림 사이에 형성되도록 한다. 도 6을 참조하면, 본 발명에 적용되는 블레이드(10)는 일정 길이(L)를 갖게 되는데, 도 1에서 보듯이, 상기 블레이드(10)가 회전림(20) 사이에 수평방향으로 복수 개 연결되어 형성됨을 알 수 있다. 블레이드를 일체로 형성하여 회전림 사이에 형성하는 경우, 고장 또는 부품 교체시 전체를 수리해야 함으로 인해 유지 보수비용 등이 증가될 수 있으나, 블레이드를 분리하여 결합하는 경우, 고장 또는 부품 교체시 개별적인 수리가 가능하게 되어, 유지 보수비용이 절감될 수 있다.In the present invention, the blade 10 is arranged at equal intervals along the circumferential direction of the rotary rim 20, so that the blade 10 is formed long in the horizontal direction parallel to the rotation axis between the rotary rim of both sides do. The blades provided between the rotating rims 20 on both sides are not integrally formed as one, but are connected to each other while being separated with a predetermined length so as to be formed between the rotary rims. Referring to FIG. 6, the blades 10 applied to the present invention have a predetermined length L. As shown in FIG. 1, the blades 10 are connected in plural in the horizontal direction between the rotary rims 20. It can be seen that it is formed. If the blade is formed integrally and formed between the rotary rim, the maintenance cost may be increased due to the failure or replacement of the parts, but the maintenance cost may be increased. Can be achieved, maintenance costs can be reduced.

도 6을 참조하면 본 발명에 적용되는 블레이드(10)는 비행기 날개와 같이 유선형의 형태를 취하도록 한다. 상기 블레이드(10)는 약풍에도 반응할 수 있도록 가벼운 소재로 함이 바람직한데, 본 발명에서는 블레이드의 내부 재질은 발포 스타이렌 수지, 일명 스티로폼 중 강성 재질을 사용하도록 하며, 외부에는 두랄루민과 같은 가볍지만 내구성이 뛰어난 금속 합금 재질을 사용하도록 한다. 따라서, 강성 스티로폼의 내부재질을 두랄루민이 외부에서 감싸는 형태로 블레이드(10)를 제조함으로써, 가벼운 바람에도 발전장치의 구동이 가능하도록 하여 발전이 용이하게 이루어질 수 있도록 한다. 본 발명에 적용되는 블레이드의 스티로폼과 두랄루민은 상호 접착제로 접착되도록 하며, 겉표면의 두랄루민의 결합은 상호 용접을 통해 견고하게 접착될 수 있도록 한다.Referring to FIG. 6, the blade 10 applied to the present invention takes a streamlined shape like an airplane wing. The blade 10 is preferably made of a light material so that it can react to a slight wind, in the present invention, the inner material of the blade is to use a stiff material of the foamed styrene resin, also known as styrofoam, but the outside lighter, such as duralumin Use durable metal alloys. Therefore, by manufacturing the blade 10 in a form in which the duralumin wraps the inner material of the rigid styrofoam from the outside, it is possible to easily drive the power generation device even in the light wind. The styrofoam and duralumin of the blades applied to the present invention are bonded to each other by an adhesive, and the bonding of the duralumin on the outer surface is made to be firmly adhered to each other by welding.

본 발명의 블레이드(10)는 단면을 기준으로 고정축삽입홀(11)이 형성되어 고정축이 삽입되는 고정부(13)와 바람을 받아 회전력이 가해지는 날개(12) 부위로 구분할 수 있으며, 바람이 날개(12) 부위와 부딪히며 회전력이 가해짐으로써 블레이드가 회전되고 결과적으로 회전축을 회전시키게 된다. 상기 블레이드는 일정 폭(W), 회전축방향의 길이(L) 및 날개(12)와 고정부(13) 사이의 길이(D)를 갖는다, 본 발명의 경우, 블레이드의 날개와 고정부 사이의 길이(D)를 회전림 반경의 1/5 ~ 1/2 수준으로 함으로써 바람이 불어 들어온 후 곧바로 반대방향으로 빠져나갈 수 있도록 발전장치 내부에 빈 공간이 충분히 확보될 수 있도록 한다. 발전 장치 내부에 빈 공간이 확보되게 되면, 바람과 블레이드와의 충돌에 따른 소음이 감소될 수 있고, 바람이 전면의 블레이드와 후면의 블레이드와 충돌하며 동시에 회전력을 가하게 되어 회전력이 배가될 수 있으며, 발전장치 내부에 빈 공간들로 인해 눈이 쌓일 염려가 없어 겨울철에도 결빙에 의한 문제없이 안정된 발전이 가능한 장점이 있다. 또한 발전장치 내부에 빈 공간이 많게 되면, 강풍이 부는 경우에도 발전장치의 안전을 확보할 수 있으며, 블레이드가 가벼운 소재로 형성되는 특성상 약풍에도 반응할 수 있어, 발전효율이 종래 스틸에 의한 재질보다 크게 향상될 수 있다.Blade 10 of the present invention can be divided into a fixed shaft insertion hole 11 is formed on the basis of the cross section is fixed portion 13 is inserted into the fixed shaft 13 and the wing 12 to which the rotational force is applied by the wind, The wind strikes the blade 12 and the rotational force is applied to rotate the blade and consequently to rotate the axis of rotation. The blade has a width W, a length L in the rotational axis direction, and a length D between the blade 12 and the fixing portion 13, in the present invention, the length between the blade and the fixing portion of the blade. By setting (D) to the level of 1/5 to 1/2 of the radius of the rotary rim, sufficient space must be secured inside the generator to allow the wind to exit immediately in the opposite direction. When the empty space is secured inside the power generation device, the noise due to the wind and the blades can be reduced, the wind impacts the blades on the front and the blades at the same time and the rotational force can be doubled, and the rotational force can be doubled, There is no fear of snow accumulation due to empty spaces inside the power generation device, so there is an advantage that stable power generation is possible without problems due to freezing in winter. In addition, if there is a lot of empty space inside the power generator, it is possible to ensure the safety of the power generator even in the case of strong winds, and because of the characteristics that the blade is formed of a light material can react to light wind, the power generation efficiency is higher than that of conventional steel Can be greatly improved.

본 발명의 블레이드(10)는 블레이드고정축(50)을 통해 회전림(20) 사이에 고정될 수 있다. 전술한 바와 같이 블레이드(10)는 고정부(13) 쪽에 고정축삽입홀(11)이 형성되게 되는데, 상기 고정축삽입홀(11)에 블레이드고정축(50)이 삽입된 상태에서 회전림(20) 사이에 상기 블레이드고정축(50)이 고정됨으로써 블레이드가 회전림 사이에 고정 형성된다. 도 3 및 도 6을 참조하면, 본 발명은 블레이드고정축(50) 2 개가 블레이드에 삽입되어 고정되도록 하는 것을 알 수 있다. 그러나, 상기 블레이드고정축(50)은 필요에 따라 1 개 또는 3 개 이상으로도 형성될 수 있으며, 이는 발전 장치의 크기에 따라 가감이 가능할 수 있도록 한다.Blade 10 of the present invention may be fixed between the rotary rim 20 via a blade fixing shaft (50). As described above, the blade 10 has a fixed shaft insertion hole 11 formed at the fixed part 13 side, and the rotary rim in a state where the blade fixed shaft 50 is inserted into the fixed shaft insertion hole 11. The blade fixing shaft 50 is fixed between the blades 20 are fixed between the rotating rim. 3 and 6, it can be seen that the present invention allows two blade fixing shafts 50 to be inserted into and fixed to the blades. However, the blade fixing shaft 50 may be formed of one or three or more, if necessary, which can be added or decreased depending on the size of the power generation device.

본 발명은 블레이드(10) 사이마다 블레이드고정대(60)를 이용하여 회전축(40)과 결합되도록 함으로써, 회전림(20) 사이에 수평으로 형성된 블레이드를 안정적으로 지지할 수 있도록 한다. 회전림(20) 사이가 비교적 길게 형성되는 경우, 블레이드가 블레이드 자체 및 블레이드고정축의 하중에 의해 하부로 쳐지거나, 회전시 원심력에 의해 외부로 이탈될 우려가 있다. 따라서, 본 발명에서는 블레이드고정축(50)과 회전축(40)이 상호 연결되어 결합될 수 있도록 블레이드고정대(60)를 블레이드 사이마다 형성함으로써 블레이드가 안정적으로 지지될 수 있도록 한다.The present invention is to be coupled to the rotating shaft 40 by using the blade holder 60 between the blades 10, it is possible to stably support the blade formed horizontally between the rotary rim (20). If the rotation rim 20 is formed relatively long, there is a fear that the blade is struck down by the load of the blade itself and the blade fixed shaft, or separated out by the centrifugal force during rotation. Therefore, in the present invention, the blade fixing shaft 50 and the rotating shaft 40 are formed so that the blades can be stably supported by forming the blade holder 60 between the blades so as to be connected to each other.

도 7은 본 발명에 적용되는 블레이드고정대(60)를 나타내는 것으로서, 양 끝단에 회전축(40) 및 블레이드고정축(50)에 연결될 수 있도록 회전축고정부(61)와 고정축고정부(62)가 형성되어 있다. 상기 고정축고정부(62)는 블레이드고정축(50)에 삽입되도록 하기 위한 것으로서, 블레이드(10)가 상기 블레이드고정축(50)에 삽입된 다음, 상기 고정축고정부(62)에 형성된 삽입홀을 블레이드고정축에 삽입되도록 하고, 이후 다른 블레이드가 재삽입된 다음 다른 블레이드고정대의 고정축고정부가 재삽입되는 식으로 연속조립과정을 거쳐 결합될 수 있다. Figure 7 shows the blade holder 60 is applied to the present invention, the rotary shaft fixing portion 61 and the fixed shaft fixing portion 62 is formed so as to be connected to the rotary shaft 40 and the blade fixing shaft 50 at both ends. It is. The fixed shaft fixing portion 62 is to be inserted into the blade fixing shaft 50, the blade 10 is inserted into the blade fixing shaft 50, and then inserted into the insertion hole formed in the fixed shaft fixing portion 62 The blade may be inserted into the blade fixing shaft, and then the other blade may be reinserted and then coupled through a continuous assembly process such that the fixing shaft fixing portion of the other blade fixing member is reinserted.

블레이드고정대(60)의 다른 일측 끝단에 형성된 회전축고정부(61)는 회전축(40)에 형성된 회전축결합부(41)에 결합되도록 하기 위한 것으로서, 일반적으로 나사결합 또는 용접을 통해 결합될 수 있다. 도 3과 도 7은 회전축결합부(41)와 회전축고정부(61)가 나사결합되는 모습을 보여주고 있으며, 블레이드고정축(50)에 블레이드(10)와 블레이드고정대의 고정축고정부(62)가 교대로 삽입되어 고정된 다음, 각 블레이드고정대(60)의 회전축고정부(61)가 회전축결합부(41)에 나사결합될 수 있음을 보여주고 있다. The rotating shaft fixing part 61 formed at the other end of the blade fixing member 60 is to be coupled to the rotating shaft coupling part 41 formed on the rotating shaft 40, and may be generally coupled by screwing or welding. 3 and 7 show that the rotating shaft coupling portion 41 and the rotating shaft fixing portion 61 is screwed, the blade 10 and the fixed shaft fixing portion 62 of the blade fixing shaft 50 to the blade fixing shaft (50). After alternately inserted and fixed, it is shown that the rotating shaft fixing portion 61 of each blade holder 60 can be screwed to the rotating shaft coupling portion 41.

도 3을 참조하면, 블레이드(10)가 블레이드고정축(50)을 통해 결합되고, 회전림의 외측에 형성된 고정플레이트(51)를 이용하여 블레이드고정축(50)이 회전림(20)과 고정될 수 있음을 알 수 있다. 블레이드지지편(52)은 블레이드(10)의 수평방향 유동을 방지하기 위해 설치하는 것으로서, 결합된 블레이드와 블레이드고정축이 내부에서 수평방향으로 유동되지 않도록 회전림 외측에서 안쪽으로 삽입되어 블레이드를 지지하는 역할을 하며, 회전운동 및 바람에 의한 블레이드의 수평방향 유동을 방지하여 내구성이 향상될 수 있도록 한다.Referring to FIG. 3, the blade 10 is coupled through the blade fixing shaft 50, and the blade fixing shaft 50 is fixed to the rotating rim 20 using the fixing plate 51 formed on the outer side of the rotating rim. It can be seen that. The blade support piece 52 is installed to prevent horizontal flow of the blade 10. The blade support piece 52 is inserted inward from the outside of the rotary rim so that the combined blade and the blade fixing shaft do not flow horizontally from the inside to support the blade. It serves to prevent the horizontal flow of the blades by the rotational movement and wind to improve the durability.

도 4는 회전림(20)의 외측에 발전기(70)가 구비된 것을 보여주는 것으로서, 회전축(40)이 샤프트(30)와 결합된 상태에서 회전하게 되면, 상기 샤프트(30)가 발전기의 회전자(미도시)와 연결된 채 발전기를 구동하게 되어 회전축의 회전에너지가 전기에너지로 변환되어 발전될 수 있음을 알 수 있다. 도 4는 발전기(70)와 회전축과의 수평 유지를 위해 별도의 발전기지지프레임(71)이 형성된 것을 보여주고 있으나, 상기 발전기지지프레임(71)은 필요에 따라 샤프트지지프레임(31)으로 대체할 수 있으며, 상기 샤프트지지프레임(31)이 샤프트(30)과 발전기(70)를 함께 지지하는 것도 가능하다.Figure 4 shows that the generator 70 is provided on the outside of the rotary rim 20, when the rotating shaft 40 is rotated in a state coupled with the shaft 30, the shaft 30 is a rotor of the generator It can be seen that the driving of the generator while being connected to (not shown) can be generated by converting the rotational energy of the rotating shaft into electrical energy. 4 shows that a separate generator support frame 71 is formed for horizontal maintenance of the generator 70 and the rotating shaft, but the generator support frame 71 may be replaced with a shaft support frame 31 as necessary. In addition, the shaft support frame 31 may support the shaft 30 and the generator 70 together.

본 발명의 발전장치는 회전림이 회전되는 특성상, 상기 회전림이 지면에서 일정 높이에 위치되도록 함이 바람직하다. 샤프트지지프레임(31)의 높이는 회전림 반경보다 길게 형성되도록 하며, 상기 샤프트지지프레임(31)은 샤프트(30)를 감싸는 형태로 형성된 허브(80)를 지지하도록 한다. 상기 허브(80)는 내부에 베어링이 구비되어 있어, 샤프트(30)를 지지함과 함께, 회전축(40)의 회전에 따라 상기 회전축(40)에 결합된 샤프트(30의 회전시 회전이 원활하게 유지될 수 있도록 한다. In the power generation apparatus of the present invention, the rotary rim is preferably rotated so that the rotary rim is positioned at a predetermined height from the ground. The height of the shaft support frame 31 is formed to be longer than the rotation rim radius, the shaft support frame 31 is to support the hub 80 formed in a form surrounding the shaft 30. The hub 80 is provided with a bearing therein to support the shaft 30 and smoothly rotate when the shaft 30 is coupled to the rotary shaft 40 in accordance with the rotation of the rotary shaft 40. To be maintained.

샤프트지지프레임(31)의 하부에는 하부프레임(32)이 형성되도록 하되, 상기 하부프레임(32)은 전체 풍력발전장치를 하부에서 고정하는 역할을 하도록 하여 풍력발전시 발전장치가 요동하지 않고 안정된 형태를 유지할 수 있도록 한다.The lower frame 32 is formed below the shaft support frame 31, but the lower frame 32 serves to fix the entire wind power generator at the bottom so that the generator does not swing during wind power generation. To maintain.

도 2는 본 발명의 풍력발전장치를 측면에서 바라본 도면으로서, 고정플레이트(51)에 의해 고정된 블레이드 날개가 회전림(20)의 외측으로 돌출되어 형성됨을 알 수 있다. 바람이 발전장치로 불어오게 되면, 유선형의 블레이드 날개를 바람이 치면서 회전력이 가해지게 되며, 반대쪽 블레이드의 날개를 치면서 또 다시 회전력이 가해지면서 발전장치가 일 방향으로 회전을 유지할 수 있게 된다. 2 is a view from the side of the wind turbine of the present invention, it can be seen that the blade blade fixed by the fixing plate 51 is formed to protrude to the outside of the rotary rim (20). When the wind is blown into the power generator, the rotational force is applied while the wind blows on the blade blade of the streamline, the rotational force is applied again while hitting the blade of the opposite blade, the generator can maintain the rotation in one direction.

본 발명은 블레이드를 가벼운 소재로 구비함으로써 약한 바람에도 구동이 가능하도록 한다. 그러나, 회전림(20), 샤프트지지프레임(31) 및 하부프레임(32) 등은 발전장치를 구조적으로 안정되게 지지하기 위한 구조물이기 때문에, 기존의 스틸제품으로 형성됨이 바람직하다. 그러나, 지지면에 고정결합수단을 이용하는 경우, 상기 회전림(20), 샤프트지지프레임(31) 및 하부프레임(32) 등도 스틸 대신 가벼우나 내구성이 뛰어난 다른 금속 합금 재질을 사용할 수도 있다.
The present invention provides a blade with a light material to enable driving even in the mild wind. However, since the rotary rim 20, the shaft support frame 31, the lower frame 32, and the like are structures for structurally and stably supporting the power generator, they are preferably formed of existing steel products. However, when the fixed coupling means is used for the support surface, the rotary rim 20, the shaft support frame 31 and the lower frame 32 may also use other metal alloy materials that are light but have excellent durability instead of steel.

도 8은 본 발명의 풍력 발전시스템을 나타내는 도면으로서, 전술한 풍력발전장치를 양 측으로 구비한 상태에서 하부에 지지프레임(93)을 구비한 후 그 하부에는 타워(90)를 형성하여 지면으로부터 일정 높이에 형성되는 모습을 나타내고 있다. 상기 지지프레임(93)은 풍력 발전장치의 하부프레임(32)의 하부에 별도로 구비될 수 있으나, 필요에 따라 양측 풍력발전장치의 하부프레임(32)을 상호 연결하여 구비하는 것도 가능하다. 본 발명은 바람의 방향에 맞춰 발전장치의 회전축이 바람과 수직되는 방향으로 위치함이 바람직한 바, 풍력 발전시스템 상에 풍향센서를 구비하고, 지지프레임(93)과 타워(90) 사이에 회전부를 구비하여 바람의 방향에 대응하여 발전장치를 회전시켜 발전이 최대로 이루어질 수 있도록 한다.8 is a view showing a wind power generation system of the present invention, in which the support frame 93 is provided at the bottom in the state having the above-described wind power generators at both sides, and a tower 90 is formed at the bottom thereof to form a constant surface from the ground. It shows the state formed in height. The support frame 93 may be provided separately under the lower frame 32 of the wind turbine, but may be provided by interconnecting the lower frames 32 of both wind turbines as necessary. According to the present invention, it is preferable that the rotation axis of the power generator is positioned in a direction perpendicular to the wind in accordance with the direction of the wind, and includes a wind direction sensor on the wind power generation system, and includes a rotation unit between the support frame 93 and the tower 90. It is equipped to rotate the power generator in response to the direction of the wind so that power generation can be made to the maximum.

도 8을 참조하면, 양측 발전장치 사이에 풍향센서(92)가 형성되고, 타워(90)의 상부에는 회전부(91)가 형성된 것을 나타내고 있는 바, 풍향센서의 감지 방향에 대응하여 회전부가 회전하여 발전이 이루어질 수 있음을 알 수 있다. Referring to FIG. 8, the wind direction sensor 92 is formed between the two generators, and the upper part of the tower 90 shows the rotation part 91. The rotation part rotates in response to the sensing direction of the wind direction sensor. It can be seen that development can be made.

본 발명의 풍력 발전시스템은 소음이 적은 특성상 주택지역에도 설치가 가능한 장점이 있다. 즉, 아파트 또는 공공건물의 옥상 등에 발전시스템의 설치가 가능하며, 또한, 바람이 많이 부는 외부지역에도 설치가 가능하다. 건물의 옥상 또는 외부지역의 지면에 모두 설치가 가능하도록, 본 발명의 타워는 3 ~ 20m 범위에서 자유롭게 조정이 가능하도록 한다.
Wind power generation system of the present invention has the advantage that can be installed in a residential area due to the low noise characteristics. In other words, it is possible to install a power generation system on the roof of an apartment or a public building, and also in an outdoor area with high winds. The tower of the present invention can be freely adjusted in the range of 3 ~ 20m so that it can be installed both on the roof of the building or on the ground of the outside area.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로서 이해되어야 하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것이다.
Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the scope of the present invention is not limited thereto, and it should be understood as the scope of the present invention extends to the range substantially equivalent to the embodiment of the present invention. Various modifications can be made by those skilled in the art without departing from the spirit of the invention.

10: 블레이드 11: 고정축 삽입홀
12: 날개 13: 고정부
20: 회전림 21: 림고정대
22: 플랜지 23: 림결합부
30: 샤프트 31: 샤프트지지프레임
32: 하부프레임 40: 회전축
41: 결합부 50: 블레이드고정축
51: 고정플레이트 52: 블레이드지지편
60: 블레이드고정대 61: 회전축결합부
62: 고정축결합부 70: 발전기
71: 발전기지지프레임 80: 허브
90: 타워 91: 회전부
92: 풍향센서 93: 지지프레임10: blade 11: fixed shaft insertion hole
12: wing 13: anchor
20: rotary rim 21: rim stop
22: flange 23: rim coupling
30: shaft 31: shaft support frame
32: lower frame 40: axis of rotation
41: coupling portion 50: blade fixed shaft
51: fixed plate 52: blade support piece
60: blade holder 61: rotating shaft coupling portion
62: fixed shaft coupling portion 70: generator
71: generator support frame 80: hub
90: tower 91: rotating part
92: wind direction sensor 93: support frame

Claims (9)

삭제delete 삭제delete 중심에 수평방향으로 일정 길이 형성되는 회전축과;
상기 회전축의 양 끝단에 각각 형성되며 복수 개의 림고정대에 의해 회전축에 지지된 상태에서 일정 반경을 갖도록 형성된 회전림과;
상기 회전림의 원주 방향을 따라 등간격으로 배열되며, 지면과 수평방향으로 배치되어 회전림 사이에 연결되는 블레이드와;
상기 회전림 사이에 연결되는 상기 블레이드를 회전림에 고정하기 위한 블레이드 고정축과;
회전축의 양 끝단에 형성된 채 상기 회전축을 지지하되, 상기 회전림의 외측에 형성되어 베어링을 포함하는 허브를 지지하도록 형성된 샤프트지지프레임과;
상기 샤프트지지프레임과 하부에서 연결되며, 회전림과 블레이드가 회전될 수 있도록 지지하는 하부프레임과;
상기 회전축과 결합되어 형성된 샤프트와 연결되어 기계적 회전력을 전기로 변환시키는 발전기로 이루어지며,
상기 블레이드는 일정 길이로 분리된 채 상호 연결되어 회전림 사이에 형성되며, 상기 블레이드 내부에는 고정축삽입홀이 형성되고 상기 고정축삽입홀에 블레이드고정축이 삽입된 상태에서 상기 블레이드고정축이 회전림 사이에 고정되며,
상기 블레이드고정축과 회전축 사이에는 반경방향으로 블레이드고정대가 분리된 블레이드 사이마다 형성되며, 상기 블레이드고정대는 블레이드고정축이 관통되어 고정되는 고정축고정부와, 회전축의 외부에 돌출되어 형성되는 회전축결합부와 결합되는 회전축고정부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 풍력 발전장치.
A rotation shaft formed at a predetermined length in the horizontal direction at the center;
A rotary rim formed at both ends of the rotary shaft and formed to have a predetermined radius in a state supported by the rotary shaft by a plurality of rim anchors;
Blades arranged at equal intervals along the circumferential direction of the rotary rim and disposed in a horizontal direction with the ground and connected between the rotary rims;
A blade fixing shaft for fixing the blade connected to the rotary rim to the rotary rim;
A shaft support frame formed at both ends of the rotating shaft to support the rotating shaft, the shaft supporting frame being formed outside the rotating rim to support a hub including a bearing;
A lower frame connected to the shaft support frame and a lower part to support the rotating rim and the blade to be rotated;
It is made of a generator which is connected to the shaft formed by coupling with the rotating shaft to convert the mechanical rotational force into electricity,
The blades are connected to each other while being separated by a predetermined length and are formed between the rotary rims, and a fixed shaft insertion hole is formed in the blade, and the blade fixed shaft is rotated while the blade fixed shaft is inserted into the fixed shaft insertion hole. Fixed between the rims,
Between the blade fixing shaft and the rotating shaft is formed every blade between the blade holder is separated in the radial direction, the blade holder has a fixed shaft fixing portion through which the blade fixing shaft is fixed, and a rotating shaft coupling portion protruding to the outside of the rotating shaft Wind turbines, characterized in that comprises a rotation shaft fixing portion coupled to.
제3항에 있어서,
상기 블레이드의 단면 중 익형 날개의 선단쪽은 라운드(round)된 곡선으로 형성되며, 바람을 받아 회전력이 가해지는 익형 날개의 후단쪽은 날카롭게 형성되는 것을 특징으로 하는 풍력 발전장치.
The method of claim 3,
The front end side of the blade wing of the blade cross-section of the blade is formed in a rounded (round) curve, the rear end side of the airfoil wing to which the rotational force is applied by the wind is characterized in that the wind turbine is formed sharply.
제4항에 있어서,
상기 블레이드 중 바람을 받아 회전력이 가해지는 날개는 회전림에 대해 외부로 돌출되는 것을 특징으로 하는 풍력 발전장치.
5. The method of claim 4,
The blade of which the blade is applied to the wind by the wind is the wind turbine generator, characterized in that protruding to the outside relative to the rotary rim.
제4항에 있어서,
상기 블레이드는 블레이드고정축이 관통되는 고정부로부터 바람을 받아 회전력이 가해지는 날개까지의 길이(D)가 회전림 반경(R)의 1/2 ~ 1/5 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 풍력 발전장치.
5. The method of claim 4,
The blade is a wind turbine generator, characterized in that the length (D) from the fixed portion through which the blade fixed shaft passes through the wind (D) to the blade to which the rotational force is applied is made of 1/2 ~ 1/5 of the rotation rim radius (R) .
삭제delete 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항의 풍력발전장치를 좌우 양측으로 구비하며, 양측으로 구비된 상기 풍력발전장치를 함께 지지하도록 하부에 지지프레임을 구비하며, 상기 지지프레임의 무게 중심 하부에 일정 높이를 갖는 타워로 이루어지는 것을 특징으로 하는 풍력 발전시스템.
Claims 1 to 6 of the wind power generator of any one of the right and left sides, and provided with a support frame on the lower portion to support the wind power generator provided on both sides, a constant below the center of gravity of the support frame Wind power generation system comprising a tower having a height.
제8항에 있어서,
상기 타워에는 바람의 방향을 감지하는 풍향센서가 구비되며, 상기 타워의 상부에는 지지프레임을 지지하며 회전하는 회전부가 형성되어, 상기 풍향센서에 의한 바람의 방향에 대응하여 지지프레임이 회전되도록 하는 것을 특징으로 하는 풍력 발전시스템.
9. The method of claim 8,
The tower is provided with a wind direction sensor for detecting the direction of the wind, the upper portion of the tower is formed to rotate the support for rotating the support frame, so that the support frame is rotated in response to the direction of the wind by the wind direction sensor A wind power generation system characterized by the above.
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