KR101368611B1 - 접선 방향 로터 블레이드를 갖는 경계층 풍력 발전용 터빈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 축에 대한 회전을 위한 다수의 적층 디스크(1)를 갖는 로터 조립체를 포함하는 풍력 발전용 터빈을 개시한다. 적층된 디스크의 적어도 한 세트는 디스크 회전에 기여하는 디스크의 표면 상에서의 경계층 효과를 생성하기 위하여 서로로부터 근접하게 이격된 다수의 디스크를 갖는다. 각 디스크는 그 외측 원주 상에 배치된 다수의 로터 블레이드(2)를 갖는다. 기류를 접선적으로 각 디스크(1)의 외곽부 표면으로 다시 보내기 위하여 각 로터 블레이드(2)는 각 디스크(1)의 외측 원주로부터 접선적으로 연장된 적어도 하나의 표면을 갖는다. 각 디스크(1)를 통하여 바람을 축방향으로 다시 보내기 위하여 각 디스크(1)는 적어도 하나의 개구(4)를 한정한다.

Description

접선 방향 로터 블레이드를 갖는 경계층 풍력 발전용 터빈{Boundary layer wind turbine with tangential rotor blades}

본 발명은 풍력 에너지를 기계적인 에너지로 전환하기 위하여 사용되는 풍력 발전용 터빈에 관한 것으로서, 특히 풍력 에너지를 추출하기 위하여 표면 상에서의 경계층의 현상을 이용한 풍력 발전용 터빈에 관한 것이다.

에너지원으로서의 바람은 고대로부터 장려되어 왔던 개념이다. 역사적 사료에 따르면, BC 2000년 이전에 바빌론과 중국에서 풍차가 사용되었음을 나타내는 증거가 있다.

수평축 풍차 및 수직축 풍차를 구동하기 위한 에너지원으로 바람이 사용된다. 전기 제너레이터를 구동하기 위하여 수평축 풍차가 집중적으로 사용되어 왔으나, 수평축 풍차는 균일한 수평 기류의 필요, 조류와 항공 교통에 대한 위험, 회전하는 풍차들의 열(bank)로 인한 풍경의 왜곡, 그리고 큰 직경의 수평축 프로펠러의 경우, 로터의 종단에서의 초음속을 포함하는 여러 가지 불리한 점을 겪는다.

수직축 풍력 발전용 터빈(vertical axis wind turbine; "VAWT")은 기류를 로터 블레이드로 다시 보내고 압축하는 기능을 수행하는 정지된 장치에 둘러싸인 중앙 로터를 갖는 선행 기술에 제공되어 왔다.

바람의 방향에 관계없이 노출 부위가 일정하게 유지되는 수직축 풍력 발전용 터빈과 비교하여, 수평축 풍차는 바람의 방향과 마주보도록 회전하여야 하며, 장치 내에 포함된 부가적인 이동 부품들이 존재하는 것과 같은 불리한 점이 고려된다.

수직축 풍력 발전용 터빈의 한 예가 특허문헌 1에 도시되며, 이 터빈은 기류를 로터 조립체로 보내고 얇은 스테이터 블레이드의 구조 안정성을 증가시키기 위하여 이중 만곡 스테이터 블레이드를 이용한다.

특허문헌 2는 다른 풍력 발전용 터빈을 개시하며, 이 터빈은 중앙 로터 조립체를 향하는 공기의 저항(impedance)을 감소시기 위하여 에어포일 형상의 스테이터 블레이드의 고리를 포함한다.

또한, 특허문헌 3은 공기의 흐름을 중앙 로터 조립체로 보내기 위한 평면 스테이터 블레이드의 외부 링을 개시한다.

특허문헌 4는 스테이터 블레이드를 갖는 수직축 터빈을 개시하며, 수직 공기 안내 패널을 직선 연장시킴으로써 스테이터 블레이드는 공기를 로터 블레이드로 다시 보낸다. 여기서, 공기 안내 패널은 간헐적으로 로터 유니트를 둘러싸며 바람에 의한 회전을 위하여 기류를 로터 유니트로 보낸다. 보완적인 방향으로 경사진 안내 패널을 수평으로 연장함으로써 공기 안내 패널은 상부 및 바닥에서 밀폐된다. 내측으로 진행함에 따라 상부 패널은 하향 경사지며, 하부 패널은 내부 부분(inward extent)을 따라서 상향 경사져 있어 그로 인하여 바람이 로터 유니트를 향함에 따라서 바람의 속도와 압력이 증가한다.

특허문헌 5는 공기 유입 모듈을 포함하는 새로운 개념의 수직축 풍력 발전용 터빈을 개시하며, 이 터빈은 포물선형 빈 공간(parabolic evacuation)을 갖는 일련의 링으로 기류를 수직적으로 다시 보낸다. 이 설계의 큰 단점 중 하나는 공기 유입 모듈이 바람과 마주볼 필요가 있으며 따라서 공기 유입 모듈을 바람으로 향하게 하기 위한 요잉 메커니즘(yaw mechanism)이 필요하다는 것이다. 또한, 전체 설계는 기류의 방향을 일종의 내부 공간 내로 수직에서 수평으로 강제로 변하게 한다. 여기서, 공기의 방향을 수직에서 수평으로 다시 바꿈으로써 공기는 위에서 언급한 내부 공간에서 빠져나간다. 마지막 기류 방향 변화 시점에서만 바람의 에너지가 터빈의 회전으로 변환됨에 따라서 다양하고 극단적인 기류 방향의 변화는 기류 내에서의 동력 손실과 터빈 효율의 감소를 수반한다.

종래 기술에서의 모든 수평 및 수직축 풍차의 불리한 점은 기류가 풍차 블레이드와 접촉한 후에 기류 내에 잔류하는 나머지 에너지를 사용할 수 없다는 것에 관련된다. 이상적으로는, 블레이드를 빠져나간 기류는 어떤 정도까지 되풀이하여 재사용될 것이다. 유감스럽게도, 대부분의 경우에 관련 선행 기술은 풍력의 일부만, 최초 충돌만을 잡을 수 있다.

선형 유체 운동을 회전 기계 운동으로 효율적으로 변환시키기 위하여 유체의 특성을 이용하는 선행기술이 1913년의 니콜라 텔사에 다른 특허문헌 6에서 설명된 터빈이다. 텔사의 터빈은 볼류우트 케이싱(volute casing) 내에 위치한 다수의 회전 디스크를 사용하였으며, 터빈의 회전은 접선적으로 디스크를 향하는 점성 고압 유체 (텔사의 실험에서는 오일)에 기인하였다. 불행하게도, 공기 점도가 너무 낮다는 것, 수직 풍속이 너무 작다는 것 그리고 케이싱 공간부와 단지 하나의 접근 개구를 갖는 전체 설계가 풍력 발전용 터빈용으로는 비현실적이라는 것 등과 같은 여러 가지 이유로 이 선행 기술은 풍력 에너지를 포획하기에 적합하지 않다.

본 출원인에 의하여 발명되고 WO2006089425A1으로 공개된 특허문헌 7은 다수의 스테이터 블레이드를 갖는 스테이터 조립체를 포함한 풍력 발전용 터빈을 개시한다. 여기서 스테이터 블레이드는 바람을 다수의 수직 로터 블레이드를 갖는 로터 조립체에 접선적으로 다시 보내기 위한 것이며, 수직 로터 블레이드는 서로의 상부에 적층된 다수의 디스크 상에 원주적으로 배치된다. 적층된 디스크를 통한, 경계층 효과를 이용한 풍력 에너지의 추출은 로터 디스크 사이로 유입되는 기류의 부분에 대하여 매우 효과적이라는 것임을 입증한다. 그러나, 이 설계의 단점 중의 하나는 바람을 로터 내로 접선적으로 다시 보내는 스테이터 블레이드를 갖고 설계됨으로써 스테이터 조립체는 기류가 쉽게 유입되고 빠져나가는 것을 방지하는 자연적인 밀폐 공간을 로터 주변에 형성한다는 것이며, 따라서 다수의 기류를 그 경로로부터 터빈 상으로 강제로 분산시키는 고압 구역을 터빈 앞에 형성하며, 이는 풍력 발전용 터빈의 전체 효율을 궁극적으로 감소시킨다.

따라서, 어떠한 스테이터 조립체가 요구되지 않는, 기류가 로터 조립체로 자유롭게 유입되고 로터 조립체로부터 자유롭게 배출되는 것을 허용하는 경계층 적층 디스크 설계에 대한 요구가 존재한다.

1.미국특허제5,391,926호(스테일리외) 2.미국특허제6,015,258호(테일러) 3.미국특허공개제2002-0047275A1(엘더) 4.캐나다특허제1,126,656호(샤라크) 5.캐나다특허출원제2,349,443호(테트라울트) 6.미국특허제1,061,142호(니콜라텔사) 7.국제특허출원PCT/CA2006/000278(니카) 8.국제특허공개WO2006/089425(니카)

본 발명의 바람직한 목적은 스테이터 조립체에 대한 어떠한 요구 없이 기류가 디스크에 접선적으로 기류가 전달되는 경계층 적층된 디스크 설계를 갖는 수직축 풍력 발전용 터빈을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 바람직한 목적은 구조적으로 보강된 터빈 조립체를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 바람직한 목적은 저가의 경량 재료로 간단하게 구성된 터빈 조립체를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 바람직한 목적은 효율적인 풍력 발전용 터빈 내로 이동하는 유체 내에서의 코안다 효과에 기초한 수직축 풍력 발전용 터빈을 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 축에 대한 회전을 위한 다수의 적층 디스크를 갖는 로터 조립체를 포함하는 풍력 발전용 터빈을 제공하되, 적층된 디스크의 적어도 한 세트는 디스크 회전에 기여하는 디스크의 표면 상에서의 경계층 효과를 생성하기 위하여 서로로부터 근접하게 이격된 다수의 디스크를 가지며, 각 디스크는 그 외측 원주 상에 배치된 다수의 로터 블레이드를 갖고, 기류를 접선적으로 각 디스크의 외곽부 표면으로 다시 보내기 위하여 각 로터 블레이드는 각 디스크의 외측 원주로부터 접선적으로 연장된 적어도 하나의 표면을 가지며, 각 디스크를 통하여 바람을 축방향으로 다시 보내기 위하여 각 디스크는 적어도 하나의 개구를 한정한다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 풍력 발전용 터빈은 130 mph (200 Km/시간)까지의 속도 및 빈번하게 바뀌는 풍향과 같은 매우 광범위한 바람 조건에서도 작동할 수 있다. 장치는 기류를 로터 조립체로 보내기 위한 신뢰성있고 효과적인 수단을 제공하며, 이는 수직 샤프트에 직접적으로 부착된다.

일반적으로, 본 발명은 수직축 풍력 발전용 터빈의 다양한 실시예를 포함한다. 바람직하게는 로터 블레이드는 에어포일 형상을 갖고 설계되며, 디스크에 대하여 접선적으로 배치된다. 로터 블레이드는 디스크의 원주 상에 배치되어 바람의 방향에 관계없이 기류가 디스크의 표면으로 접선적으로 다시 보내져 터빈 샤프트 상에 보다 큰 회전 속도 및 보다 큰 토크를 부여할 것이다. 바람직한 실시예에서, 로터 블레이드는 수직 방향으로부터 경사지며, 나선 형상을 형성하여 유입되는 기류에 걸쳐 블레이드의 원활한 전이를 허용한다.

터빈은 어떠한 개수의 디스크를 구비할 수 있으나, 바람직한 실시예는 적어도 50개의 디스크를 갖는다.

바람직한 실시예에서, 터빈은 기류 증강 스테이터 조립체를 갖고 설계되며, 이 조립체에서 스테이터 블레이드는 기류를 직접적으로 로터 조립체 내로 전달한다. 스테이터 블레이드에 의하여 형성된 공기 채널의 유입 개구와 유출 개구의 현저한 크기 차이는 저속 바람에서도 보다 높은 효율을 달성하는 자연적인 압축과 실질적인 공기 속도 증가를 생성한다. 스테이터 블레이드의 배치는 또한 바람의 방향이 변화할 때 발생할 수 있는 로터의 회전에 대한 반대 방향으로의 바람으로부터 로터를 가림으로써 회전의 장애를 방지한다. 스테이터 조립체는 어떤 개수의 스테이터 블레이드를 구비할 수 있으나, 바람직한 실시예는 6개 내지 12개의 스테이터 블레이드를 갖는다.

바람직하게는, 풍력 발전용 터빈은 바람의 흐름을 워터 펌프를 직접적으로 가동하기 위하여 또는 대안적인 전원으로서의 사용을 위한 전기 제너레이터를 구동하기 위하여 사용되는 기계적인 에너지로 전환하는 기능을 수행한다.

도 1은 외부에서 바라본 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수직축 풍력 발전용 터빈의 사시도로서, 로터 블레이드의 에어포일 형상과 접선 배치가 가시적으로 도시됨.
도 2는 도 1에서와 같은 리브와 연속적인 접선 에어포일 블레이드를 나타내는 디스크의 평면도.
도 3은 도 1에서와 같은 10개 디스크의 조립체의 사시도로서, 디스크 조립체를 보다 상세하게 도시함.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 기류 증강 스테이터 조립체를 갖는 터빈의 사시도.

첨부된 도면을 참고로 하여 작성된 바람직한 실시예의 제한되지 않은 하기 설명을 읽음으로써 본 발명뿐만 아니라 그의 다양한 이점들이 보다 잘 이해될 것이다.

도 1은 외부에서 바라본, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수직축 풍력 발전용 터빈의 사시도로서, 로터 블레이드(2)의 에어포일(airfoil) 형상과 접선 배치가 가시적으로 도시되어 있다. 로터 블레이드(2)는 기류를 디스크 표면(1)으로 접선적으로 다시 보낸다. 로터 조립체(11)는 샤프트(12)에 장착 가능하게 연결된다.

도 2는 디스크의 원주 상에 균일하게 분포된 에어포일 블레이드(2)를 표현한 단일 내부 디스크의 평면도이다. 디스크(1)의 상부 및 하부 표면은 특정 수의 리브(3)를 구비할 수 있다. 바람직할 실시예에서, 각 블레이드(2)는 상부 표면 상의 그리고 2개의 블레이드(2) 사이의 대응 리브를 가지며, 하부 표면 상의 대응 리브가 있다. 디스크(1)는 어떤 수의 블레이드(2)를 구비할 수 있다. 그러나, 바람직한 실시예에서, 블레이드(2)의 개수는 6개 내지 12개이다. 테스라(Tesla)의 디스크와 유사하게, 각 디스크는 디스크 사이에서 공기를 순환하게 하는 3개의 원호-부채꼴 개구(4; arc-sector opening)를 가질 수 있다. 리브(3)는 나선형 배열 상태로 배치되며 디스크(1)의 원주 상의 하나의 대응 로터 블레이드(2)로부터 개구(4)의 외측 원주로 돌출된다.

로터 블레이드(2)의 에어포일 형상과 디스크 원주에 대한 로터 블레이드의 접선적 배치는 기류를 디스크의 표면으로 접선적으로 다시 보낸다. 블레이드(2)의 길이와 디스크의 원주 상의 블레이드의 개수는 밀접한 관계에 있어 블레이드(5)의 선단(tip)과 이웃하는 블레이드의 꼬리부(6; tail) 사이의 간격이 기류가 디스크(1) 사이에서 반대 회전 방향으로 이동하는 것을 방지한다.

도 3은 풍력 발전용 터빈의 10개 디스크의 조립체를 도시한다. 각 로터 블레이드(2)는 로터 내의 가장 가까운, 하부 요부(도시되지 않음)를 구비한 상부 디스크의 대응 블레이드로의 용이한 조립을 위한 상부 돌기(7)를 갖는다. 유사하게, 디스크의 중앙 플랜지(8)는 환형 돌기(9)를 가지며, 이 환형 돌기는 상부 디스크의 중앙 플랜지 내로 삽입된다. 최종 조립체에서, 다수의 로터 블레이드(2)는 다른 로터 블레이드 상에 장착되며, 도 1에 도시된 바와 같은 나선형으로 경사진 형상을 형성한다. 로터 조립체(11)를 위한 매우 용이한 조립 방법을 제공하는 것에 더하여, 각 디스크(1)가 중앙 플랜지 상에서 뿐만 아니라 원주 상에 균일하게 분포된 다수의 포인트 상에서 대응하는 상부 및 바닥 디스크와 견고하게 결합함으로써 전체 구조는 잘 보강된다.

도시된 로터 블레이드 방향은 시계 반대 방향이다. 물론 원하는 경우 로터 블레이드(2)의 방향이 반대로 되어 터빈이 시계 방향으로 구동될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

수직 샤프트(12)는 디스크(1)의 중심을 통과한다. 로터 조립체는 바람직하게는 강화 유리 섬유 합성물과 같은 내식성 경량 재료로 제조되어 풍속이 느린 바람 내에서도 매우 용이하게 회전한다.

기류는 처음 충격으로 에어포일 블레이드(2)와 부딪치며 이후 로터 조립체(11)의 2개의 디스크(10) 사이의 공간으로 진입한다. 기류는 각 디스크(1)의 표면 상에 0.03 인치(0.762 밀리미터)까지 연장된 층류 영역을 형성한다. 2개의 디스크를 위하여 이를 2배로 하고 또한 전이층을 고려하면, 디스크 사이의 간격은 가장 알맞게는 0.1 인치(2.54 밀리미터) 이하가 되도록 설정된다. 그러나, 더 큰 디스크 간격을 갖고서도 터빈은 바람 속에서 회전한다. 코안다 효과(Coanda effect)로 인하여, 기류는 점성 압력 효과를 통하여 로터 조립체(11)의 회전 속도를 증가시키는 디스크 표면에 달라붙는다. 그 후, 공기는 디스크(1)의 개구(4)를 통과하고 터빈의 회전 증가에 기여하는 와류를 생성하며, 그 때문에 그 효율이 증가한다. 한다. 기류와 와류는 디스크(1)의 개구(4)를 통하여 상기 공간으로부터 벗어날 수 있다.

본 기술 분야의 숙달된 자들이 이해할 것과 같이, 다수의 디스크가 근접하게 이격될 수 있는 반면에 일부 디스크는 보다 넓은 간격으로 분리될 수 있다. 그러나, 이러한 구성으로 로터 조립체의 효율은 감소될 수 있다.

도 4는 기류 증강 스테이터 조립체(13; air flow augmenter stator assembly)를 갖는 터빈의 사시도이다. 기류 증강 스테이터 조립체(13)의 스테이터 블레이드(14)는 비교적 작은 각도로 반경 방향 위치로부터 로터의 회전 방향으로 향하고 있어 기류가 로터 조립체(11)로 자유롭게 진입되고 로터 조립체로부터 자유롭게 배출되게 한다. 바람직한 실시예에서, 기류 증강 스테이터 조립체(13)는 스테이터 블레이드(14)와 함께 유입 개구와 유출 개구 사이에 현저한 크기 차이를 발생시키는 상부 및 바닥 원뿔대(15)를 가지며, 이 원뿔대는 바람의 자연적인 압축과 실질적인 공기 속도 증가를 차례로 발생시켜 저속의 바람 내에서도 터빈의 안정적인 회전으로 변환시킨다. 스테이터 조립체(13)는 강수(precipitation)가 상부 원뿔대 내로 유입되는 것을 방지하는 상부 커버(16)를 포함한다. 또한, 풍력 발전용 터빈의 후방 상에 형성된 저압 영역으로 인하여 기류가 로터 조립체(11)를 향하여 당겨지는 경우에, 상부 커버(16)는 스테이터 조립체의 상부에 걸쳐 수직으로 진행하는 기류를 터빈의 후방으로 다시 보낸다.

대안적으로, 스테이터 조립체의 상부 및 바닥 표면은 반구형 또는 타원형 표면일 수 있다.

로터 디스크는 바람직하게는 경량의 비부식성 재료(light non-corrosive material), 바람직하게는 경량 폴리머로 제조된다. 스테이터 구조체는 바람직하게는 더욱 강화된 형태의 폴리머와 같은 보다 큰 저항 비부식성 재료(resistant non-corrosive material)로 제조된다. 비용면에서 효율적인 대안적인 전원을 생성하기 위하여 전체 수직축 터빈은 저가의 플라스틱 재료로 제조될 수 있다.

위의 설명이 현재 발명자에 의하여 고려된 것과 같은 특정한 바람직한 실시예에 관한 것이지만, 광범위한 태양 내의 본 발명이 본 명세서 내에서 설명된 요소들의 기계적인 그리고 기능적인 등가물을 포함한다는 것이 이해될 것이다.

실험적 테스트

전문화된 CFD 툴(computational fluids dynamics tool: 전산 유체 역학 툴)을 통하여 풍력 발전용 터빈의 모델을 시뮬레이션하였으며, 그 후 개념 증명으로서 기본형(prototype)을 구성하였다. 기본형은 1.0 미터의 높이와 0.70 미터의 직경을 가지며, 14m/s의 바람 속에서 600 와트의 전력을 발생한다.

대안적인 실시예의 가능성의 제한 없이, 경계층 수직축 터빈의 기능적 등가물의 일부가 하기에 설명되어 있다.

터빈의 대안적인 실시예:

● 터빈은 수직축 위치 내에 위치할 수 있다. 이런 실시예는 바람이 단지 한 방향으로 흐르는 것으로 알려진 위치에 사용될 수 있거나, 원하는 전력을 얻기 위하여 터빈이 (차량, 선박 등과 같은) 이동 중인 대상물 상에 위치하는 구성에 사용될 수 있다.

● 경계층 효과를 생성하기 위한 로터의 표면은 디스크 대신 다른 형상으로 설계될 수 있다.

● 디스크 개구는 원호 부채꼴 대신 어떠한 형상을 가질 수 있다.

● 로터는 원호 부채꼴 개구 대신 중앙부에 완전한 원형 홀을 갖는 샤프트가 없는 구조로 설계될 수 있다. 이 구조에서, 각 디스크가 원주 상에 균일하게 분표된 다수의 포인트 상에서 대응하는 상부 및 바닥 디스크와 견고하게 결합됨으로써 로터 구조체는 충분하게 보강된다. 로터는 대응하는 상부 및 바닥 디스크 부착된 상부 및 바닥 샤프트부를 가지며, 그로 인하여 가상 샤프트를 한정한다.

● 어떠한 중앙 개구 없이 그러나 중앙 플랜지로부터 원주로의 반경 방향 절개부를 갖는 디스크가 설계될 수 있다. 디스크 표면은 바람직한 실시예에서 설명된 것과 동일한 디스크 간격을 갖고 반경 방향 절개부를 따라 찢어진다. 이러한 반경 방향 절개부를 갖는 다수의 디스크의 로터 조립체는 디스크 내의 중앙 개구에 대한 어떠한 필요 없이 기류를 상향 또는 하향으로 안내하는 나선형 표면을 형성한다. 이 구조에 대한 예가 특허문헌 8의 도 11에 도시되어 있다.

본 발명의 바람직한 실시예가 본 명세서 내에서 상세하게 설명되고 첨부된 도면 내에 도시되었지만, 본 발명은 이 정밀한 실시예에 제한되지 않는다는 것과 본 발명의 범위와 사상으로부터 벗어남이 없이 다양한 변화와 변형을 본 명세서 내에서 가져올 수 있다는 것이 이해될 것이다.

1: 디스크 2: 로터 블레이드
3: 리브 11: 로터 조립체
14: 스테이터 블레이드

Claims (21)

1. 축에 대한 회전을 위한 다수의 적층 디스크를 갖는 로터 조립체를 포함하되, 적층된 디스크의 적어도 한 세트는 디스크 회전에 기여하는 디스크의 표면 상에서의 경계층 효과를 생성하기 위하여 서로로부터 근접하게 이격된 다수의 디스크로 이루어지되, 적층된 다수의 디스크의 각각은 그 외측 원주 상에 배치된 다수의 로터 블레이드를 가지며, 바람의 적어도 일부를 접선적으로 각 디스크의 외곽부 표면으로 다시 보내기 위하여 각 로터 블레이드는 각 디스크의 외측 원주로부터 실질적으로 접선적으로 연장된 적어도 하나의 표면을 갖는 풍력 발전용 터빈.
2. 제 1 항에 있어서, 로터 조립체는 수직축에 대하여 회전하기 적합한 풍력 발전용 터빈.
3. 제 1 항에 있어서, 로터 조립체는 수평축에 대하여 회전하기 적합한 풍력 발전용 터빈.
4. 제 1 항에 있어서, 각 로터 블레이드는 각 디스크의 원주에 대하여 접선적으로 위치한 에어포일 형상을 갖는 풍력 발전용 터빈.
5. 제 1 항에 있어서, 디스크의 원주 상의 로터 블레이드의 길이와 로터 블레이드의 개수는 블레이드의 선단과 이웃한 블레이드의 꼬리부 사이의 간격이 기류가 디스크 사이에서 반대 회전 방향으로 이동하는 것을 방지하도록 선택된 풍력 발전용 터빈.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 각 디스크는 상부 및 하부 표면을 가지며, 상부 및 하부 표면 중 적어도 하나는 바람의 적어도 한 부분을 다시 보내기 위한 리브를 구비한 풍력 발전용 터빈.
7. 제 6 항에 있어서, 각 리브는 만곡지며, 한 대응 로터 블레이드로부터 돌출되어 각 디스크 내에서 나선형 기류를 형성하는 풍력 발전용 터빈.
8. 제 6 항에 있어서, 로터 블레이드는 헬리컬 형상을 형성하는 풍력 발전용 터빈.
9. 제 6 항에 있어서, 각 디스크의 한 표면 상의 2개의 리브 사이에 각 디스크의 다른 표면 상의 대응 리브가 제공되는 풍력 발전용 터빈.
10. 제 6 항에 있어서, 각 디스크의 각 로터 블레이드는 로터 조립체의 인접한 상부 및 하부 디스크의 대응 로터 블레이드와 조립되기에 적합한 풍력 발전용 터빈.
11. 제 2 항에 있어서, 상단 및 바닥 디스크의 직경은 중간 디스크의 직경보다 큰 풍력 발전용 터빈.
12. 제 2 항에 있어서, 로터 조립체는 샤프트를 통하여 전기 제너레이터에 부착된 풍력 발전용 터빈.
13. 제 2 항에 있어서, 각 디스크를 통하여 바람의 적어도 일부분을 축방향으로 다시 보내기 위하여 각 디스크는 그 중앙에 인접하게 위치한 적어도 하나의 개구를 한정하는 풍력 발전용 터빈.
14. 제 2 항에 있어서, 각 디스크는 중심 플랜지에서 원주로 연장된 반경 방향 개구를 갖는 헬리컬 형상을 갖는 풍력 발전용 터빈.
15. 제 2 항에 있어서, 로터 조립체를 둘러싼 스테이터 조립체를 더 포함하되, 스테이터 조립체는 로터 조립체 내로 기류를 전달하는 다수의 스테이터 블레이드를 포함하는 풍력 발전용 터빈.
16. 제 15 항에 있어서, 스테이터 조립체는 다수의 개구를 갖는 상단 및 바닥 표면을 포함하여 기류가 로터 조립체로부터 빠져 나가는 것을 허용하는 풍력 발전용 터빈.
17. 제 16 항에 있어서, 상단 및 바닥 표면은 반구형 표면인 풍력 발전용 터빈.
18. 제 16 항에 있어서, 상단 및 바닥 표면은 원뿔대 표면인 풍력 발전용 터빈.
19. 제 16 항에 있어서, 상단 및 바닥 표면은 타원형 표면인 풍력 발전용 터빈.
20. 제 1 항에 있어서, 로터 조립체는 샤프트를 포함하며, 적층된 디스크는 축에 장착 가능하게 연결된 풍력 발전용 터빈.
21. 제 1 항에 있어서, 로터 조립체는 가상 샤프트를 한정하기 위하여 서로 결합되어 있는 적층된 디스크들의 부분을 포함하는 풍력 발전용 터빈.

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