KR101379455B1 - 풍력발전기의 로터 - Google Patents

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KR101379455B1
KR101379455B1 KR1020130020378A KR20130020378A KR101379455B1 KR 101379455 B1 KR101379455 B1 KR 101379455B1 KR 1020130020378 A KR1020130020378 A KR 1020130020378A KR 20130020378 A KR20130020378 A KR 20130020378A KR 101379455 B1 KR101379455 B1 KR 101379455B1
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Abstract

본 발명은 풍력발전기의 로터에 관한 것으로서, 풍력발전기 스테이터의 일 측에 회전가능하게 설치된 디스크와; 상기 디스크의 회전중심에 회전가능하게 설치된 베벨기어와; 상기 베벨기어에 결합되는 피니언기어가 일 단에 구비되고 상기 베벨기어를 중심으로 방사상으로 배치되는 샤프트와, 상기 샤프트의 타 단에 설치되는 블레이드를 구비하여 상기 디스크를 회전시키기 위한 회전력을 제공하는 복수의 회전력발생유닛과; 상기 회전력발생유닛에 각각 결합되어 상기 디스크가 설정된 회전수 이상으로 회전할 때, 상기 블레이드의 각도를 변화시킬 수 있도록 상기 샤프트를 회전시키는 각도조절유닛;을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따른 풍력발전기의 로터는 별도의 동력원을 사용하지 않고 원심력을 이용하여 소형 풍력발전기에서 강한 바람에 의해 로터가 설정된 회전수 이상으로 회전하는 것을 방지함으로써 블레이드의 피치를 조절하기 위한 전원낭비 및 발전기의 손상 및 파손을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 베벨기어를 통해 다수의 회전력발생유닛 즉, 블레이드의 각도를 일률적이면서 동일한 각도로 회전시킴으로써 안정적인 회전이 가능한 장점이 있다.

Description

풍력발전기의 로터{Wind power generator rotor}
본 발명은 풍력발전기의 로터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 로터의 회전수에 따라 로터에 구비된 블레이드의 각도를 일률적으로 조절함으로써 로터의 회전수를 조절할 수 있는 풍력발전기의 로터에 관한 것이다.
일반적으로 풍력발전기는 바람에 의하여 블레이드가 회전하면서, 그 회전력을 이용하여 전기를 발전하는 것으로서, 바람의 세기가 세면 셀수록 블레이드 회전이 빠르게 되어 더욱 효과적으로 발전이 이뤄지게 된다. 그러나 태풍이나, 강풍, 돌풍 등과 같이 비정상적으로 바람의 세기가 너무 강하게 되면, 블레이드에 의한 회전속도가 너무 빠르게 되므로 풍력발전기가 손상되는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 일반적인 대형 풍력발전기는 대한민국 공개특허 제10-0960042호, 공개특허 제10-2007-0054331호, 공개특허 제10-2010-0035206호에 게시된 풍력발전기와 같이 블레이드의 지향각도를 조절하는 별도의 장치를 구비하여 강풍에 의해 블레이드가 일정 회전수 이상으로 회전하는 것을 방지하도록 블레이드를 소정각도로 회전시킴으로써 비정상적으로 강하게 부는 바람에 의해 풍력발전기가 손상되는 것을 방지하고 있다.
그러나 종래의 소형 풍력발전기는 블레이드 구동모터, 또는 제어구성회로 등과 같이 블레이드의 각도를 조절하기 위한 제어구성을 구조상 구현하기 힘들게 되어 있어서, 강풍에 대비한 주축과 블레이드의 조절 기능을 적용하기가 힘든 문제가 있다.
또한, 소형 풍력발전기의 구조상 좁은 공간에 기타 많은 장치나 제어 기능을 수행하는 구성을 설치 및 실현하기가 까다롭기 때문에, 대형 풍력발전기에서처럼 블레이드의 피치 조절 기능을 갖기가 어려운 문제가 있으며, 따라서 비정상적으로 강한 바람이 불 때, 블레이드를 비롯하여 소형 풍력발전기의 손상을 방지할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 별도의 동력원을 사용하지 않고 원심력을 이용하여 소형 풍력발전기에서도 강한 바람에 의해 로터가 설정된 회전수 이상으로 회전하는 것을 방지함으로써 발전기의 손상 및 파손을 방지할 수 있는 풍력발전기의 로터를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 풍력발전기의 로터는 풍력발전기 스테이터의 일 측에 회전가능하게 설치된 디스크와; 상기 디스크의 회전중심에 회전가능하게 설치된 베벨기어와; 상기 베벨기어에 결합되는 피니언기어가 일 단에 구비되고 상기 베벨기어를 중심으로 방사상으로 배치되는 샤프트와, 상기 샤프트의 타 단에 설치되는 블레이드를 구비하여 상기 디스크를 회전시키기 위한 회전력을 제공하는 복수의 회전력발생유닛과; 상기 회전력발생유닛에 각각 결합되어 상기 디스크가 설정된 회전수 이상으로 회전할 때, 상기 블레이드의 각도를 변화시킬 수 있도록 상기 샤프트를 회전시키는 각도조절유닛;을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 각도조절유닛은 상기 디스크 상에 상기 디스크의 중심으로부터 상기 디스크의 반경 방향을 따라 상호 이격되게 설치되어 상기 샤프트를 회전가능하게 지지하는 제 1 브라켓 및 제 2 브라켓과, 상기 샤프트를 삽입할 수 있도록 내부에 중공부를 가지며, 상기 디스크가 설정된 회전수 이상으로 회전할 때 발생하는 원심력에 의해 상기 제 1 브라켓과 상기 제 2 브라켓 사이에서 상기 샤프트의 길이방향을 따라 슬라이딩 이동가능하게 설치된 웨이트와, 상기 샤프트의 외주면으로부터 방사상으로 연장된 간섭돌기와, 상기 웨이트가 상기 샤프트를 따라 상기 디스크로부터 멀어지는 방향으로 이동하면서 상기 샤프트를 회전시킬 수 있도록 상기 중공부의 내주면에 나선형상으로 형성되며 상기 간섭돌기가 삽입가능하게 형성된 안내 홈과, 상기 웨이트와 상기 제 2 브라켓 사이에 설치되어 상기 웨이트를 상기 제 1 브라켓을 향하여 탄성바이어스시키는 탄성부재를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 각도조절유닛은 상기 제 1 브라켓과 상기 제 2 브라켓 사이에 설치되어 상기 웨이트가 회전하는 것을 방지하는 회전차단부를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 회전차단부는 상기 제 1 브라켓으로부터 상기 웨이트를 관통하여 상기 제 2 브라켓으로 연장된 가이드 로드를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 안내홈은 상기 제 1 브라켓을 향하는 상기 웨이트의 일 측 단부에서 상기 제 2 브라켓을 향하는 방향으로 상기 샤프트와 나란하게 소정 길이로 연장된 제 1 구간과, 상기 제 1 구간의 끝으로부터 상기 제 2 브라켓을 향하는 상기 웨이트의 타 측 단부를 향하여 나선형상으로 연장된 제 2 구간을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 안내홈은 상기 제 1 브라켓을 향하는 상기 웨이트의 일 측 단부로부터 상기 제 2 브라켓을 향하는 상기 웨이트의 타 측 단부를 향하여 서로 다른 피치를 갖는 복수의 나선형 홈들이 순차적으로 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 안내홈은 상기 제 1 브라켓을 향하는 상기 웨이트의 일 측 단부에서 상기 제 2 브라켓을 향하는 방향으로 소정간격 이격된 위치까지 설정된 제 1 피치를 갖도록 나선형상으로 형성된 제 1 구간과, 상기 제 1 구간의 끝으로부터 상기 제 2 브라켓을 향하여 소정 간격 이격된 위치까지 상기 제 1 피치보다 짧은 제 2 피치를 갖도록 나선형상으로 형성된 제 2 구간과, 상기 제 2 구간의 끝으로부터 상기 제 2 브라켓을 향하는 상기 웨이트의 타 측 단부까지 상기 제 2 피치보다 짧은 피치를 갖도록 나선형상으로 형성된 제 3 구간이 연속적으로 연장되어 형성된 것을 특징으로 한다.
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본 발명에 따른 풍력발전기의 로터에 의하면 별도의 동력원을 사용하지 않고 원심력을 이용하여 소형 풍력발전기에서 강한 바람에 의해 로터가 설정된 회전수 이상으로 회전하는 것을 방지함으로써 블레이드의 피치를 조절하기 위한 전원낭비 및 발전기의 손상 및 파손을 방지할 수 있다.
또한, 베벨기어를 통해 다수의 회전력발생유닛 즉, 블레이드의 각도를 일률적으로 동일한 각도로 회전시킴으로써 안정적인 회전이 가능한 풍력발전기의 로터를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 풍력발전기 로터가 적용된 풍력발전기를 도시한 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 풍력발전기의 로터의 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 풍력발전기의 로터의 작동상태를 설명하기 위한 사시도.
도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 샤프트, 웨이트, 가이드로드의 분리사시도.
도 5는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 풍력발전기 로터의 사시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 풍력발전기의 로터에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 4에는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 풍력발전기의 로터(1)가 도시되어 있다. 도 1 내도 도 4를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 풍력발전기의 로터(1)는 풍력발전기 스테이터의 일 측에 회전가능하게 설치된 디스크(100)와; 상기 디스크(100)의 회전중심에 회전가능하게 설치된 베벨기어(120)와; 상기 베벨기어(120)에 결합되는 피니언기어(330)가 일 단에 구비되고 상기 베벨기어(120)를 중심으로 방사상으로 배치되는 샤프트(310)와, 상기 샤프트(310)의 타 단에 설치되는 블레이드(320)를 구비하여 상기 디스크(100)를 회전시키기 위한 회전력을 제공하는 복수의 회전력발생유닛(300)과; 상기 회전력발생유닛(300)에 각각 결합되어 상기 디스크(100)가 설정된 회전수 이상으로 회전할 때, 상기 블레이드(320)의 각도를 변화시킬 수 있도록 상기 샤프트(310)를 회전시키는 각도조절유닛(400);을 구비한다.
디스크(100)는 지주(3)의 상단에 고정된 풍력발전기의 본체(2) 선단에 회전가능하게 결합되는 것으로서, 소정의 두께를 갖는 원판 형상으로 형성되고, 전면에는 후술하는 회전력발생유닛(300) 및 각도조절유닛(400)이 설치되어 있으며, 후면에는 발전기에 결합 및 풍력발전기 본체(2)에 회전가능하게 지지되는 회전축(110)이 후방으로 연장된다.
디스크(100)의 전면 방향에는 케이스(101)가 결합되어 있다.
베벨기어(120)는 디스크(100)의 전면에 회전가능하게 설치된다. 더욱 상세하게 상기 베벨기어(120)는 회전축(110)과 동축상의 회전중심을 갖도록 디스크(100)의 중심에 회전가능하게 설치된다.
베벨기어(120)는 후술하는 회전력발생유닛(300)들을 일률적으로 동일한 회전각도만큼 회전시키기 위한 것으로서, 어느 하나 또는 둘 이상의 회전력발생유닛(300)들의 각도가 변경되면 인접하는 회전력발생유닛(300)들 또한 그와 동일한 각도로 변경할 수 있도록 하기 위한 것이다. 상기 베벨기어(120)는 직선형(straight bevel gear), 나선형(spiral bevel gear), 제롤형 등을 적용할 수 있으며, 본 실시 예에서는 나선형 베벨기어를 적용한다.
회전력발생유닛(300)은 풍력을 이용하여 디스크(100)를 회전시키기 위한 것으로서, 디스크(100)의 회전중심을 기준으로 방사상으로 다수가 설치되어있다. 본 실시 예에서는 3개의 회전력발생유닛(300)을 적용하였으나 이와 다르게 2개, 4개 또는 그 이상을 적용할 수도 있음은 물론이다.
회전력발생유닛(300)은 베벨기어(120)에 맞물리도록 결합되는 피니언기어(330)가 일 단에 마련되고, 디스크(100)의 회전중심을 기준으로 방사상으로 배치되게 소정길이를 갖도록 연장된 샤프트(310)와, 샤프트(310)의 단부에 결합된 블레이드(320)를 포함한다.
블레이드(320)는 샤프트(310)의 단부에 구비되어 블레이드(320)의 일 측면과 타 측면을 감싸도록 결합되는 결합구에 의해 샤프트(310)와 결합되며, 결합구에 결합되는 일 측의 폭이 타 측의 폭 보다 넓은 폭을 갖도록 형성된다.
각도조절유닛(400)은 회전력발생유닛(300)에 각각 결합되어 디스크(100)가 강풍에 의하여 설정된 회전수 이상으로 회전할 때, 샤프트(310)를 회전시켜 블레이드(320)의 각도를 변화시킬 수 있도록 샤프트(310)에 결합된다.
각도조절유닛(400)은 제 1 브라켓(410) 및 제 2 브라켓(420)과, 웨이트(430)와, 간섭돌기(440)와, 안내 홈과, 탄성부재(460)를 구비한다.
제 1 브라켓(410) 및 제 2 브라켓(420)은 디스크(100)의 중심으로부터 디스크(100)의 반경 방향을 따라 상호 이격되며 샤프트(310)를 회전가능하게 지지하도록 디스크(100)의 상면에 설치된다. 제 1 브라켓(410)과 제 2 브라켓(420)에는 샤프트(310)을 통과시킬 수 있는 통과홀이 각각 형성되어 있으며, 도시되어있지 않지만 통과홀과 샤프트(310) 사이에는 베어링을 설치하는 것이 바람직하다.
제 1 브라켓(410)과 제 2 브라켓(420)은 후술하는 샤프트(310)를 따라 슬라이딩 이동가능하세 설치되는 웨이트(430)가 디스크(100)의 상면에 간섭되지 않도록 소정의 높이를 갖는다.
웨이트(430)는 샤프트(310)를 삽입 또는 샤프트(310)가 삽입될 수 있도록 내부에 중공부(430a)를 가지며 디스크(100)가 설정된 회전수 이상으로 회전할 때 발생하는 원심력에 의해 제 1 브라켓(410)과 제 2 브라켓(420) 사이에서 샤프트(310)의 길이방향을 따라 슬라이딩 왕복이동 가능하도록 샤프트(310)에 설치된다.
웨이트(430)의 양측에는 후술하는 가이드 로드(470)가 관통하는 돌출부(430b)가 각각 형성되어 있다.
간섭돌기(440)는 샤프트(310)의 외주면으로부터 멀어지는 방사상으로 소정길이 연장된 것으로서, 샤프트(310)의 회전중심을 기준으로 상호 대향하는 방향에 한 쌍으로 구성된다.
안내 홈은 중공부(430a)의 내주면에 나선형상으로 형성된 것으로서, 간섭돌기(440)가 삽입될 수 있도록 형성되고, 웨이트(430)가 샤프트(310)를 따라 디스크(100)로부터 멀어지는 즉, 제 1 브라켓(410)으로부터 제 2 브라켓(420)을 향하는 방향으로 슬라이딩 이동하면서 간섭돌기(440)에 간섭되어 샤프트(310)를 회전시킬 수 있는 토크를 제공한다.
안내 홈은 제 1 브라켓(410)을 향하는 웨이트(430)의 일 측 단부에서 제 2 브라켓(420)을 향하는 방향으로 샤프트(310)와 나란하게 소정 길이로 연장된 제 1 구간(451)과, 제 1 구간(451)의 끝으로부터 제 2 브라켓(420)을 향하는 웨이트(430)의 타 측 단부를 향하여 나선형상으로 연장된 제 2 구간(452)으로 구성된다.
제 1 구간(451) 및 제 2 구간(452) 모두 한 쌍의 간섭돌기(440)가 삽입될 수 있도록 형성되어 있고, 제 1 구간(451)과 제 2 구간(452)의 경계는 제 1 구간(451)으로부터 제 2 구간(452)으로 진행하는 간섭돌기(440)가 자연스럽게 지나갈 수 있도록 연속적으로 형성된다.
상기와 같이 제 1 구간(451)과 제 2 구간(452)으로 구성된 안내 홈이 형성된 웨이트(430)는 샤프트(310)의 길이방향을 따라 2개로 분할형성되고, 안내 홈 중 제 1 구간(451)이 형성된 제 1 부분(431)과 안내 홈 중 제 2 구간(452)이 형성된 제 2 부분(432)으로 구성된다.
상기 제 1 부분(431)과 제 2 부분(432)에는 각각 상호를 체결시킬 수 있는 체결부재를 삽입하기 위한 체결홀(433)이 각각 형성되어 있다.
제 1 부분(431)의 중공부(430a)에는 제 1 브라켓(410)을 향하는 전면으로부터 제 2 브라켓(420)을 향하는 후면을 향하여 안내 홈의 제 1 구간(451)이 직선 형태로 형성된다.
제 2 부분(432)의 중공부(430a)에는 제 1 부분(431)의 전면과 마주하는 제 2 부분(432)의 전면으로부터 제 2 브라켓(420)을 향하는 제 2 부분(432)의 후면을 향하여 안내 홈의 제 2 구간(452)이 나선형상으로 형성된다. 상기 제 2 구간(452)의 안내 홈의 끝 지점은 제 2 부분(432)의 전면에 형성된 안내 홈의 시작지점으로부터 약 45°의 각도로 회전된 위치에 형성된다.
상기 제 2 부분(432)은 안내 홈의 제 2 구간(452)을 형성하기 용이하도록 다수개로 분할하여 형성할 수 있다. 일 예로 상기 제 2 부분(432)은 샤프트(310)와 직교하는 방향으로 2 개로 분할하여 형성할 수 있다.
상기 제 2 부분(432) 또한 체결부재를 이용하여 제 1 부분(431)과 제 2 부분(432)을 체결시키는 방식과 동일한 방법으로 분할된 부분을 상호 체결시킬 수 있도록 체결홀(433)이 형성되어 있다.
도면에 도시되어 있지 않지만 상기 안내 홈은 제 1 브라켓(410)을 향하는 상기 웨이트(430)의 일 측 단부로부터 상기 제 2 브라켓(420)을 향하는 상기 웨이트(430)의 타 측 단부를 향하여 서로 다른 피치를 갖는 복수의 나선형 홈들을 순차적으로 형성할 수 있다.
더욱 상세하게 안내 홈은 제 1 브라켓(410)을 향하는 웨이트(430)의 일 측 단부에서 제 2 브라켓(420)을 향하여 소정간격 이격된 위치까지 설정된 제 1 피치를 갖도록 나선형상으로 형성된 제 1 구간과, 제 1 구간의 끝으로부터 제 2 브라켓(420)을 향하여 소정 간격 이격된 위치까지 제 1 피치보다 짧은 제 2 피치를 갖도록 나선형상으로 형성된 제 2 구간과, 제 2 구간의 끝으로부터 제 2 브라켓(420)을 향하는 웨이트(430)의 타 측 단부까지 제 2 피치보다 짧은 피치를 갖도록 나선형상으로 형성된 제 3 구간을 연속적으로 형성하여 구성할 수도 있다.
탄성부재(460)는 웨이트(430)와 제 2 브라켓(420) 사이에 설치되어 웨이트(430)를 지속적으로 제 1 브라켓(410)을 향하도록 탄성바이어스 시킨다. 상기 탄성부재(460)는 설정된 회전수 이하에서는 웨이트(430)가 원심력에 의해 블레이드(320) 측을 향하여 이동하지 않도록 설정된 탄성계수를 갖는 것을 적용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 풍력발전기의 로터(1)의 각도조절유닛(400)은 회전차단부를 더 구비한다.
회전차단부는 제 1 브라켓(410)과 제 2 브라켓(420) 사이에 설치되어 웨이트(430)가 회전하는 것을 방지하는 것으로서, 본 실시 예에서는 제 1 브라켓(410)으로부터 웨이트(430)를 관통하여 제 2 브라켓(420)으로 연장된 가이드 로드(470)를 적용하였다.
가이드 로드(470)는 샤프트(310)의 배치방향과 나란하고 디스크(100)의 상면과 나란한 방향으로 설치되며, 원형 단면을 갖는 것을 적용하였으나 이와 다르게 다각 형상의 단면을 갖는 것을 적용할 수도 있다.
가이드 로드(470)는 웨이트(430)의 양측에 구비된 돌출부(430b)를 각각 관통하여 웨이트(430)가 샤프트(310)를 따라 슬라이딩 이동할 수 있게 지지한다.
이하에서는 상기와 같은 기술구성을 갖는 본 발명에 따른 풍력발전기의 로터(1)의 작동을 상세하게 살펴본다.
풍력발전기의 로터(1)가 풍력에 의하여 정지 내지는 설정된 회전수 내에서 회전하는 상태에서는, 샤프트(310)에 설치된 웨이트(430)에 원심력이 작용하지만 설정된 탄성계수를 갖는 탄성부재(460)에 의하여 샤프트(310)를 따라 이동되지 않으므로 블레이드(320)의 각도가 변경되지 않지만, 강한 바람에 의하여 로터(1) 및 블레이드(320)가 회전축을 중심으로 설정된 회전수 이상으로 회전하면 일 측 또는 다수의 웨이트(430)에 탄성부재(460)의 탄성력보다 큰 원심력이 작용한다.
웨이트(430)에 작용하는 원심력에 의해 웨이트(430)가 샤프트(310)를 따라 블레이드(320) 측을 향하여 슬라이딩 이동하면서, 웨이트(430)의 중공부(430a)에 형성된 안내 홈에 간섭돌기(440)가 삽입되고, 웨이트(430)가 샤프트(310)를 따라 이동할수록 샤프트(310)의 안내 홈에 의해 간섭돌기(440)가 간섭되면서 샤프트(310)가 회전된다.
이때, 샤프트(310)는 직선 형상으로 형성된 제 1 구간(451)에서는 회전되지 않지만 간섭돌기(440)가 나선 형상으로 형성된 안내 홈의 제 2 구간(452)으로 진입하는 순간부터는 샤프트(310)가 회전된다.
이와 다르게, 안내 홈이 나선형상으로 형성되되 서로 다른 피치를 갖도록 다수의 구간으로 구성된 구조라면 웨이트(430)가 샤프트(310)를 이동하는 순간부터 샤프트(310)가 회전되며 웨이트(430)가 샤프트(310)를 따라 이동할수록 샤프트(310)가 회전되는 정도는 점진적으로 증가한다.
일 측의 샤프트(310)가 회전되면 샤프트(310)의 단부에 구비되어 있는 피니언기어(330)가 회전하면서 베벨기어(120)를 회전시키게 되며 이에 따라 베벨기어(120)에 결합되어 있는 다른 회전력발생유닛(300)의 피니언기어(330)를 회전시킴으로써 여러 개의 샤프트(310)를 일률적으로 동일한 각도로 회전시킬 수 있다.
디스크(100) 또는 블레이드(320)의 회전수가 설정된 회전수 이하로 회전할 때에는 이와 웨이트(430)가 샤프트(310)를 따라 블레이드(320) 측을 향하여 이동할 때 간섭돌기(440)에 간섭되어 샤프트(310)를 회전시키는 동작과 반대되는 동작 즉, 웨이트(430)가 제 1 브라켓(410)을 향하여 샤프트(310)를 따라 이동함으로써 간섭돌기(440)에 간섭되어 블레이드(320)의 각도를 초기의 상태로 회전시키는 동작을 수행한다. 이때, 웨이트(430)는 탄성부재(460)에 의해 제 1 브라켓(410)을 향하여 탄성바이어스 된다.
상기와 같은 본 발명에 따른 풍력발전기의 로터는 별도의 동력원을 사용하지 않고 원심력을 이용하여 소형 풍력발전기에서 강한 바람에 의해 로터가 설정된 회전수 이상으로 회전하는 것을 방지함으로써 블레이드의 피치를 조절하기 위한 전원낭비 및 발전기의 손상 및 파손을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 베벨기어를 통해 다수의 회전력발생유닛 즉, 블레이드의 각도를 일률적이면서 동일한 각도로 회전시킴으로써 안정적인 회전이 가능한 장점이 있다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 풍력발전기의 로터는 도면에 도시된 일 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호의 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.
1 : 로터
2 : 본체
3 : 지주
100 : 디스크
110 : 회전축
120 : 베벨기어
300 : 회전력발생유닛
310 : 샤프트
320 : 블레이드
330 : 피니언기어
400 : 각도조절유닛
410 : 제 1 브라켓
420 : 제 2 브라켓
430 : 웨이트
431 : 제 1 부분
432 : 제 2 부분
433 : 체결홀
440 : 간섭돌기
451 : 제 1 구간
452 : 제 2 구간
460 : 탄성부재
470 : 가이드로드

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 풍력발전기 스테이터의 일 측에 회전가능하게 설치된 디스크와;
    상기 디스크의 회전중심에 회전가능하게 설치된 베벨기어와;
    상기 베벨기어에 결합되는 피니언기어가 일 단에 구비되고 상기 베벨기어를 중심으로 방사상으로 배치되는 샤프트와, 상기 샤프트의 타 단에 설치되는 블레이드를 구비하여 상기 디스크를 회전시키기 위한 회전력을 제공하는 복수의 회전력발생유닛과;
    상기 회전력발생유닛에 각각 결합되어 상기 디스크가 설정된 회전수 이상으로 회전할 때, 상기 블레이드의 각도를 변화시킬 수 있도록 상기 샤프트를 회전시키는 각도조절유닛;을 구비하고,
    상기 각도조절유닛은 상기 디스크 상에 상기 디스크의 중심으로부터 상기 디스크의 반경 방향을 따라 상호 이격되게 설치되어 상기 샤프트를 회전가능하게 지지하는 제 1 브라켓 및 제 2 브라켓과, 상기 샤프트를 삽입할 수 있도록 내부에 중공부를 가지며, 상기 디스크가 설정된 회전수 이상으로 회전할 때 발생하는 원심력에 의해 상기 제 1 브라켓과 상기 제 2 브라켓 사이에서 상기 샤프트의 길이방향을 따라 슬라이딩 이동가능하게 설치된 웨이트와, 상기 샤프트의 외주면으로부터 방사상으로 연장된 간섭돌기와, 상기 웨이트가 상기 샤프트를 따라 상기 디스크로부터 멀어지는 방향으로 이동하면서 상기 샤프트를 회전시킬 수 있도록 상기 중공부의 내주면에 나선형상으로 형성되며 상기 간섭돌기가 삽입가능하게 형성된 안내 홈과, 상기 웨이트와 상기 제 2 브라켓 사이에 설치되어 상기 웨이트를 상기 제 1 브라켓을 향하여 탄성바이어스시키는 탄성부재를 구비하며,
    상기 안내홈은 상기 제 1 브라켓을 향하는 상기 웨이트의 일 측 단부에서 상기 제 2 브라켓을 향하는 방향으로 상기 샤프트와 나란하게 소정 길이로 연장된 제 1 구간과, 상기 제 1 구간의 끝으로부터 상기 제 2 브라켓을 향하는 상기 웨이트의 타 측 단부를 향하여 나선형상으로 연장된 제 2 구간을 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기의 로터.
  6. 풍력발전기 스테이터의 일 측에 회전가능하게 설치된 디스크와;
    상기 디스크의 회전중심에 회전가능하게 설치된 베벨기어와;
    상기 베벨기어에 결합되는 피니언기어가 일 단에 구비되고 상기 베벨기어를 중심으로 방사상으로 배치되는 샤프트와, 상기 샤프트의 타 단에 설치되는 블레이드를 구비하여 상기 디스크를 회전시키기 위한 회전력을 제공하는 복수의 회전력발생유닛과;
    상기 회전력발생유닛에 각각 결합되어 상기 디스크가 설정된 회전수 이상으로 회전할 때, 상기 블레이드의 각도를 변화시킬 수 있도록 상기 샤프트를 회전시키는 각도조절유닛;을 구비하고,
    상기 각도조절유닛은 상기 디스크 상에 상기 디스크의 중심으로부터 상기 디스크의 반경 방향을 따라 상호 이격되게 설치되어 상기 샤프트를 회전가능하게 지지하는 제 1 브라켓 및 제 2 브라켓과, 상기 샤프트를 삽입할 수 있도록 내부에 중공부를 가지며, 상기 디스크가 설정된 회전수 이상으로 회전할 때 발생하는 원심력에 의해 상기 제 1 브라켓과 상기 제 2 브라켓 사이에서 상기 샤프트의 길이방향을 따라 슬라이딩 이동가능하게 설치된 웨이트와, 상기 샤프트의 외주면으로부터 방사상으로 연장된 간섭돌기와, 상기 웨이트가 상기 샤프트를 따라 상기 디스크로부터 멀어지는 방향으로 이동하면서 상기 샤프트를 회전시킬 수 있도록 상기 중공부의 내주면에 나선형상으로 형성되며 상기 간섭돌기가 삽입가능하게 형성된 안내 홈과, 상기 웨이트와 상기 제 2 브라켓 사이에 설치되어 상기 웨이트를 상기 제 1 브라켓을 향하여 탄성바이어스시키는 탄성부재를 구비하며,
    상기 안내홈은 상기 제 1 브라켓을 향하는 상기 웨이트의 일 측 단부로부터 상기 제 2 브라켓을 향하는 상기 웨이트의 타 측 단부를 향하여 서로 다른 피치를 갖는 복수의 나선형 홈들이 순차적으로 형성된 것을 특징으로 하는 풍력발전기의 로터.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 안내홈은 상기 제 1 브라켓을 향하는 상기 웨이트의 일 측 단부에서 상기 제 2 브라켓을 향하는 방향으로 소정간격 이격된 위치까지 설정된 제 1 피치를 갖도록 나선형상으로 형성된 제 1 구간과, 상기 제 1 구간의 끝으로부터 상기 제 2 브라켓을 향하여 소정 간격 이격된 위치까지 상기 제 1 피치보다 짧은 제 2 피치를 갖도록 나선형상으로 형성된 제 2 구간과, 상기 제 2 구간의 끝으로부터 상기 제 2 브라켓을 향하는 상기 웨이트의 타 측 단부까지 상기 제 2 피치보다 짧은 피치를 갖도록 나선형상으로 형성된 제 3 구간이 연속적으로 연장되어 형성된 것을 특징으로 하는 풍력발전기의 로터.
  8. 삭제
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