KR101411545B1 - Wind power generator - Google Patents

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KR101411545B1
KR101411545B1 KR1020120095744A KR20120095744A KR101411545B1 KR 101411545 B1 KR101411545 B1 KR 101411545B1 KR 1020120095744 A KR1020120095744 A KR 1020120095744A KR 20120095744 A KR20120095744 A KR 20120095744A KR 101411545 B1 KR101411545 B1 KR 101411545B1
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김기현
이정상
정재호
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

풍력 발전기가 제공된다. 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 풍력 발전기는, 풍력 발전기의 블레이드 선단부를 지나는 공기의 유동에 의하여 상기 블레이드 선단부에 형성되는 제 1 선단 와류의 발달 지점에 형성된 제 1 와류 중심 브레이커를 포함한다. A wind turbine generator is provided. A wind power generator according to an exemplary embodiment of the present invention includes a first vortex center breaker formed at a development point of a first vortex formed at the blade tip by the flow of air passing through a blade tip of the wind power generator.

Description

풍력 발전기 {Wind power generator }{Wind power generator}

본 발명은 풍력 발전기에 관한 것이다. The present invention relates to a wind power generator.

도 1은 풍력 발전기 블레이드의 3차원 유동 해석 결과를 보여준다. 도 1에서 흰색 유선은 부압면의 선단 와류 코어(tip vortex core)의 흐름을 의미하고, 빨간색 유선은 선단 와류(tip vortex)의 흐름를 감싸는 유선으로서 압력면에서 발생한 와류의 흐름을 의미한다. 선단부(Tip) 근방에 걸친 트레일링 에지(trailing edge)로부터 발생한 저 에너지는 하류 방향으로 이동함에 따라 선단 와류(tip vortex)(흰색 , 빨간색 유선)로 말려 들어가는 유동 현상을 나타낸다.FIG. 1 shows a three-dimensional flow analysis result of a wind turbine blade. In Fig. 1, the white wire refers to the flow of the tip vortex core on the negative pressure side, and the red wire refers to the flow of the vortex generated on the pressure surface as a stream line surrounding the flow of the tip vortex. The low energy generated from the trailing edge across the tip indicates a flow phenomenon that drifts into the tip vortex (white, red wire) as it moves downstream.

이와 같은 풍력 발전기 블레이드의 선단 와류(tip vortex)는 주변의 저 에너지 유체와 간섭을 하며 비정상의 성질을 강하게 나타내며, 유도 항력(induced drag)으로 인한 성능 저하, 그리고 소음 증가를 일으킨다.The tip vortex of the wind turbine blades interferes with the surrounding low-energy fluid, strongly indicating abnormal properties, resulting in performance degradation due to induced drag, and increased noise.

선단 와류(Tip vortex)의 강도를 완화시키는 것은 풍력 발전기의 전체 성능의 향상, 선단부(tip) 소음의 완화 및 풍력 발전 단지(wind farm)에 대량의 풍력 발전기 설치 시 후류의 간섭 완화로 설치 공간의 절약에 큰 역할을 하기 때문에, 선단부 (tip) 형상을 개발함으로써, 선단 와류(tip vortex)의 강도를 줄이는 개선책이 필요시 된다.Mitigating the strength of the tip vortex is to improve the overall performance of the wind turbine, to mitigate the tip noise, and to reduce the interference of the wake-up wind turbine when installing large wind turbines on the wind farm. Since it plays a large role in saving, by developing a tip shape, an improvement measure for reducing the strength of the tip vortex is needed.

공개특허공보 제10-2010-0055594호(2010.05.27.)Published Patent Application No. 10-2010-0055594 (May 28, 2010)

본 발명의 일 실시예는 선단 와류의 강도를 줄일 수 있는 블레이드를 갖는 풍력 발전기를 제공하고자 한다. One embodiment of the present invention seeks to provide a wind turbine having a blade capable of reducing the strength of the tip vortex.

본 발명의 일 측면에 따르면, 풍력 발전기의 블레이드 선단부를 지나는 공기의 유동에 의하여 상기 블레이드 선단부에 형성되는 제 1 선단 와류 코어의 발달 지점에 형성된 제 1 와류 중심 브레이커를 포함하는 풍력 발전기가 제공된다. According to an aspect of the present invention, there is provided a wind power generator including a first vortex center breaker formed at a development point of a first leading vortex core formed at a blade tip by a flow of air passing through a blade tip of the wind power generator.

이 때, 상기 제 1 와류 중심 브레이커는 상기 제 1 선단 와류의 발달 지점에 대응하는 상기 블레이드의 표면이 울퉁불퉁하게 형성되도록 돌출된 복수의 돌출부를 포함할 수 있다. At this time, the first vortex center breaker may include a plurality of protrusions protruded so that the surface of the blade corresponding to the development point of the first vortex is formed ruggedly.

이 때, 상기 제 1 선단 와류의 발달 지점은 상기 블레이드의 부압면 상에서 허브로부터 블레이드의 선단부 방향으로 99.5%~100% 사이 또는 블레이드의 리딩 에지로부터 블레이드의 트레일링 에지 방향으로 10~30% 사이 영역에 위치될 수 있다. At this time, the development point of the first tip vortex is between 99.5% and 100% in the direction of the tip of the blade from the hub on the negative pressure surface of the blade or between 10% and 30% in the direction of the trailing edge of the blade from the leading edge of the blade Lt; / RTI >

이 때, 상기 블레이드의 압력면 또는 상기 블레이드의 선단부 측면에서 형성되어 상기 블레이드의 하류 방향으로 유동하면서 제 1 선단 와류 코어와 혼합되는 제 2 선단 와류의 발달 지점에 형성되는 제 2 와류 중심 브레이커를 더 포함할 수 있다. At this time, a second vortex center breaker, which is formed at the pressure surface of the blade or at the tip end side of the blade, is formed at the development point of the second tip vortex that flows in the downstream direction of the blade and is mixed with the first tip vortex core .

이 때, 상기 제 2 선단 와류의 발달 지점은 상기 블레이드의 선단부 측면일 수 있다. At this time, the development point of the second tip vortex may be the tip end side of the blade.

한편, 상기 제 1 와류 중심 브레이커는 상기 제 1 선단 와류 코어의 발달 지점으로 공기를 토출하도록 상기 제 1 선단 와류 발달 지점에 대응하는 블레이드의 표면에 형성된 제 1 공기 배출홀을 포함할 수 있다. Meanwhile, the first vortex center breaker may include a first air vent hole formed in a surface of the blade corresponding to the first vortical development point to discharge air to a development point of the first end vortex core.

이 때, 상기 제 1 와류 중심 브레이커는 상기 제 1 공기 배출홀을 통하여 공기를 배출하기 위하여 상기 블레이드의 리딩 에지부 측에 형성된 제 1 공기 유입홀 및 상기 제 1 공기 유입홀로 유입된 공기를 상기 제 1 공기 배출홀로 안내하는 제 1 공기 유도관을 포함할 수 있다. The first vortex center breaker may include a first air inlet hole formed on the leading edge portion of the blade to discharge air through the first air outlet hole and air introduced into the first air inlet hole, 1 air evacuation hole.

이 때, 상기 블레이드의 압력면 또는 상기 블레이드의 선단부 측면에서 형성되어 상기 블레이드의 하류 방향으로 유동하면서 상기 제 1 선단 와류 코어와 혼합되는 제 2 선단 와류의 발달 지점으로 공기를 토출하도록 상기 제 2 선단 와류 발달 지점에 대응하는 블레이드의 표면에 형성된 제 2 공기 배출홀을 포함하는 제 2 와류 중심 브레이커를 더 포함할 수 있다. At this time, in order to discharge the air to the development point of the second tip vortex formed at the pressure surface of the blade or at the tip end side of the blade and flowing in the downstream direction of the blade and mixed with the first tip vortex core, And a second vortex center breaker including a second air vent hole formed in the surface of the blade corresponding to the vortex development point.

이 때, 상기 제 2 선단 와류의 발달 지점은 상기 블레이드의 선단부 측면일 수 있다. At this time, the development point of the second tip vortex may be the tip end side of the blade.

이 때, 상기 제 2 와류 중심 브레이커는 상기 제 2 공기 배출홀을 통하여 공기를 배출하기 위하여 상기 블레이드의 리딩 에지부 측에 형성된 제 2 공기 유입홀 및 상기 제 2 공기 유입홀로 유입된 공기를 상기 공기 배출홀로 안내하기 위한 제 2 공기 유도관을 포함할 수 있다. The second vortex center breaker may include a second air inlet hole formed at the leading edge portion of the blade to discharge air through the second air outlet hole, And a second air induction pipe for guiding to the discharge hole.

본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기는 블레이드 선단부에 와류 중심 브레이커를 구비하여 선단 와류의 강도가 줄어들 수 있다. The wind power generator according to an embodiment of the present invention includes a vortex center breaker at the blade tip, so that the strength of the tip vortex can be reduced.

도 1은 풍력 발전기 블레이드의 3차원 유동 해석 결과를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 와류 중심 브레이커를 포함하는 풍력 발전기의 블레이드를 도시한 도면이다.
도3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 와류 중심 브레이커를 포함하는 풍력 발전기의 블레이드를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 와류 중심 브레이커를 포함하는 풍력발전기의 블레이드의 선단부측 부분 사시도이다.1 is a view showing a result of a three-dimensional flow analysis of a wind power generator blade.
2 is a view showing a blade of a wind turbine generator including a vortex center breaker according to a first embodiment of the present invention.
3 is a view of a blade of a wind turbine including a vortex center breaker according to a second embodiment of the present invention.
4 is a front perspective view of a blade of a wind turbine generator including a vortex center breaker according to a second embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 와류 중심 브레이커를 포함하는 풍력 발전기의 블레이드를 도시한 도면이다. 2 is a view showing a blade of a wind turbine generator including a vortex center breaker according to a first embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 와류 중심 브레이커(10)는 블레이드(1)의 선단부(leading edge)를 지나는 공기의 유동에 의하여 상기 블레이드의 선단부에 형성되는 선단 와류의 발달 지점에 형성된다. 이 때, 블레이드의 선단 와류의 발달 지점은 제 1 선단 와류의 발달 지점(A) 및 제 2 선단 와류의 발달 지점(B)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2, the vortex center breaker 10 according to the first embodiment of the present invention is a vortex type vortex generator which generates a vortex flow at the tip of the blade by the flow of air passing the leading edge of the blade 1 Lt; / RTI > At this time, the development point of the tip vortex of the blade may include the development point (A) of the first tip vortex and the development point (B) of the second tip vortex.

제 1 선단 와류의 발달 지점(A)은 풍력 발전기의 부압면(2) 상에서 풍력 발전기를 지나는 공기의 흐름이 제 1 선단 와류를 형성하기 시작하는 지점이다. 와류 구조의 발생 위치는 선단 위치에 사용되는 익형(Airfoil)에 의해 결정되는데, 와류 구조는 익형의 CP(Coefficient of Pressure)분포에서 윗면(Upper surface; 부압면)과 아랫면(Lower surface; 압력면)의 CP차이가 가장 큰 코드 위치에서 발생하게 된다. The development point (A) of the first leading vortex is the point where the flow of air passing through the wind power generator on the negative pressure side (2) of the wind power generator begins to form the first leading vortex. The position of the vortex structure is determined by the airfoil used at the tip position. The vortex structure is defined as the upper surface (pressure surface) and the lower surface (pressure surface) in the CP (Coefficient of Pressure) Lt; RTI ID = 0.0 > CP < / RTI >

이 때, 제 1 선단 와류 코어의 발달 지점(A)은 블레이드(1)의 부압면(2) 상에서 허브로부터 블레이드(1)의 선단부 방향으로 99.5%~100% 사이 및 블레이드(1)의 리딩 에지로부터 블레이드(1)의 트레일링 에지 방향으로 10~30% 사이 영역에 위치될 수 있다. At this time, the development point A of the first leading edge vortex core is between 99.5% and 100% in the direction of the leading end of the blade 1 from the hub on the negative pressure surface 2 of the blade 1, To 10% to 30% in the direction of the trailing edge of the blade (1).

한편, 제 2 선단 와류의 발달 지점(B)은 블레이드(1)의 압력면(4) 또는 블레이드(1)의 선단부 측면(6)에서 형성되어 공기의 유동 방향으로 볼 때 블레이드(1)의 하류 방향으로 유동하면서 부압면(2) 상에서 형성되는 제 1 선단 와류와 혼합되는 제 2 선단 와류의 발달 지점이다. On the other hand, the development point B of the second tip vortex is formed at the pressure side 4 of the blade 1 or at the tip side 6 of the blade 1 and is located at the downstream side of the blade 1 And a second tip vortex that is mixed with the first tip vortex formed on the negative pressure surface 2 while flowing in the negative pressure surface 2.

이 때, 제 2 선단 와류의 발달 지점(B)은 상기 블레이드(1)의 선단부 측면(6)에 형성될 수 있다. At this time, the development point B of the second tip vortex may be formed on the tip side surface 6 of the blade 1.

본 발명의 제 1 실시예에 따른 와류 중심 브레이커(10)는 제 1 선단 와류 코어의 발달 지점(A) 및 제 2 선단 와류 발달 지점(B)에 대응하는 각각의 블레이드 표면이 울퉁불퉁하게 형성되도록 돌출된 복수의 돌출부를 포함하는 제 1 와류 중심 브레이커(12) 및 제 2 와류 중심 브레이커(14)를 포함할 수 있다. The vortex center breaker 10 according to the first embodiment of the present invention is configured such that the blade surfaces corresponding to the development point A and the second vortex development point B of the first end vortex core are formed so as to be uneven A first vortex center breaker 12 and a second vortex center breaker 14 including a plurality of projections.

이 때, 제 1 와류 중심 브레이커(12) 및 제 2 와류 중심 브레이커(14)를 형성하는 각각의 돌출부는 원뿔, 다각뿔, 원기둥, 다각 기둥 중 어느 하나의 형태로 이루어질 수 있다. At this time, each of the protrusions forming the first vortex center breaker 12 and the second vortex center breaker 14 may be in the form of a cone, a polygonal pyramid, a cylinder, or a polygonal column.

블레이드(1)의 와류 구조의 발달 지점에 형성되는 와류 중심 브레이커(10)의 높이는 풍력 발전기를 지나는 와류가 최대 유속을 형성하는 경계층까지의 50~100% 정도의 높이를 갖도록 형성될 수 있다. 이와 같은 와류 중심 브레이커(10)의 높이는 대략 풍력 발전기 블레이드 코드 길이의 2~4% 정도일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The height of the vortex center breaker 10 formed at the development point of the vortex structure of the blade 1 can be formed to have a height of about 50 to 100% from the boundary layer through which the vortex passing through the wind power generator forms the maximum flow velocity. The height of the vortex center breaker 10 may be about 2 to 4% of the length of the blade of the wind turbine blade, but is not limited thereto.

와류 중심 브레이커(10)의 높이가 너무 높으면 블레이드(1)의 회전시 저항으로 작용할 수 있으며, 와류 중심 브레이커(10)의 높이가 너무 낮으면 와류 구조의 발달 지점에서 와류 중심을 제거하거나 약화시키지 못할 수 있으므로 와류 중심 브레이커(10)의 높이는 와류 중심을 제거할 수 있도록 실험적으로 선택될 수 있다. If the height of the vortex center breaker 10 is too high, it may act as a resistance during rotation of the blade 1. If the height of the vortex center breaker 10 is too low, the vortex center can not be removed or weakened at the development point of the vortex structure The height of the vortex center breaker 10 can be selected experimentally to remove the vortex center.

한편, 블레이드(1)의 부압면(2), 압력면(4) 및 측면(6)으로부터 발달된 와류 구조의 발달 지점은 풍력 발전기의 크기, 바람의 속도, 풍향 등에 따라 달라질 수 있으므로, 블레이드의 회전시 발달 지점이 위치될 수 있는 영역에 복수의 제 1 및 제 2 와류 중심 브레이커를 설치하는 것이 바람직하다. On the other hand, since the development point of the vortical structure developed from the negative pressure surface 2, the pressure surface 4 and the side surface 6 of the blade 1 may vary depending on the size of the wind turbine generator, the wind speed, It is preferable to provide a plurality of first and second vortex center breakers in an area where the development point can be located during rotation.

이와 같이 제 1 선단 와류의 발달 지점(A)에 제 1 와류 중심 브레이커(12)를 형성하고 제 2 선단 와류의 발달 지점(B)에 제 2 와류 중심 브레이커(14)를 설치함으로써 선단 와류의 중심을 형성하는 저 에너지 유체의 난류 확산을 촉진시켜 선단 와류 중심의 형성을 방해함으로써 선단 와류의 강도를 분산시킬 수 있다. Thus, by forming the first vortex center breaker 12 at the development point A of the first vortex and installing the second vortex center breaker 14 at the development point B of the second vortex, And the strength of the tip vortices can be dispersed by preventing turbulent diffusion of the low energy fluid forming the tip vortex center.

일반적으로 블레이드의 표면이 울퉁불퉁한 경우, 표면에서 경계층 천이가 촉진됨으로써, 예측하지 못한 공력 성능을 나타내는 경우가 있다. 하지만, 블레이드(1)의 선단부에서는 예측하지 못한 경계층의 천이 촉진이 선단부의 선단 와류 중심의 형성을 방해할 수 있다. In general, when the surface of the blade is rugged, boundary layer transitions on the surface are promoted, resulting in unexpected aerodynamic performance. However, at the tip of the blade 1, the unpredicted acceleration of the transition of the boundary layer may interfere with the formation of the tip vortex center of the tip portion.

따라서 본 발명의 제 1 실시예에서와 같이 제 1 와류 중심 브레이커(12) 및 제 2 와류 중심 브레이커(14)를 제 1 선단 와류 코어의 발생 지점(A) 및 제 2 선단 와류의 발생 지점(B)에 형성함으로써 선단 와류 중심의 형성이 방해를 받음에 따라 선단 와류가 하류로 갈수록 강화되지 못하게 된다. Accordingly, the first vortex center breaker 12 and the second vortex center breaker 14 are disposed at the generation point A of the first vortex core and the generation point B of the second tip vortex as in the first embodiment of the present invention ), The tip vortices are prevented from being strengthened toward the downstream as they are disturbed by the formation of the tip vortex center.

이와 같이 선단 와류의 강도가 약화되면 이는 유도 항력(induced drag)의 감소로 인한 공력 성능 향상과 선단 와류 소음 발생 주파수 영역에서의 소음 저감 효과를 가져올 수 있다. If the strength of the tip vortices is weakened as described above, this may lead to an improvement in aerodynamic performance due to a decrease in induced drag and a noise reduction effect in the frequency region where the tip vortex noise is generated.

이 때, 본 실시예에서는 풍력 발전기의 블레이드 표면에 복수의 돌출부를 형성하여 블레이드의 표면이 울퉁불퉁하도록 형성하였으나, 블레이드의 표면을 울퉁불퉁하게 하기 위한 구성이 이에 제한되는 것은 아니다. At this time, in this embodiment, a plurality of protrusions are formed on the surface of the blade of the wind power generator so that the surface of the blade is rugged, but the configuration for rugging the surface of the blade is not limited thereto.

도3 내지 도4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 와류 중심 브레이커(10′)를 포함하는 풍력 발전기의 블레이드(1)를 도시한 도면이다. 이 때, 도 3은 풍력 발전기의 블레이드를 선단부 측면으로부터 바라본 도면이며, 도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 와류 중심 브레이커를 포함하는 풍력 발전기의 블레이드의 선단부측 부분 사시도이다. 3 to 4 are views showing a blade 1 of a wind turbine generator including a vortex center breaker 10 'according to a second embodiment of the present invention. FIG. 3 is a front view of the blade of the wind turbine, and FIG. 4 is a front perspective view of the blade of the wind turbine including the vortex center breaker according to the second embodiment of the present invention.

도 3 및 도4를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 와류 중심 브레이커(10′)는 제 1 선단 와류 코어의 발달 지점(A)으로 공기를 토출하는 제 1 와류 중심 브레이커(20) 및 제 2 선단 와류의 발달 지점(B)으로 공기를 토출하는 제 2 와류 중심 브레이커(30)를 포함한다. 3 and 4, the vortex center breaker 10 'according to the second embodiment of the present invention includes a first vortex center breaker 20 that discharges air to the development point A of the first vortex core, And a second vortex center breaker (30) for discharging air to the development point (B) of the second leading vortex.

이 때, 제 1 선단 와류 코어의 발달 지점(A) 및 제 2 선단 와류의 발달 지점(B)에 대한 설명은 제 1 실시예에서 설명하였으므로 그에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다. At this time, the development point A of the first front vortex core and the development point B of the second front vortex have been described in the first embodiment, and a detailed description thereof will be omitted.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 제 1 와류 중심 브레이커(20)는 제 1 공기 배출홀(24), 제 1 공기 유입홀(22) 및 제 1 공기 유도관(23)을 포함한다. The first vortex center breaker 20 according to the second embodiment of the present invention includes a first air vent hole 24, a first air inlet hole 22, and a first air induction pipe 23.

제 1 공기 배출홀(24)은 제 1 선단 와류의 발달 지점(A)으로 공기를 토출하도록 제 1 선단 와류 발달 지점(A)에 대응하는 블레이드(1)의 표면에 형성된다. The first air vent hole 24 is formed in the surface of the blade 1 corresponding to the first tip vortical development point A to discharge air to the development point A of the first tip vortex.

제 1 공기 유입홀(22)은 블레이드(1)의 리딩 에지부 측에 형성되어 블레이드(1)가 회전하는 동안 공기가 제 1 공기 유입홀(22)로 유입되도록 한다. 이 때, 도 3에서 제 1 공기 유입홀(22)은 풍력 발전기 블레이드(1)의 부착선(attachment line) 상에 형성될 수 있는데, 블레이드의 부착선(attachment line)은 리딩 에지부 부근에 형성되며, 블레이드의 회전시 유체가 블레이드의 압력면과 부압면으로 나뉘어지는 경계선으로 규정될 수 있다. The first air inflow hole 22 is formed on the leading edge side of the blade 1 so that air flows into the first air inflow hole 22 while the blade 1 rotates. 3, a first air inlet hole 22 may be formed on the attachment line of the wind power generator blade 1, the attachment line of the blade being formed in the vicinity of the leading edge portion And may be defined as a boundary line in which the fluid upon rotation of the blade is divided into a pressure surface and a negative pressure surface of the blade.

제 1 공기 유입홀(22)로 유입된 공기는 제 1 공기 유도관(23)을 통하여 제 1 공기 배출홀(24)로 배출된다. The air introduced into the first air inlet hole (22) is discharged to the first air outlet hole (24) through the first air induction pipe (23).

풍력 발전기기 회전하는 동안 리딩 에지부 측에는 높은 압력이 형성되나, 부압면(2)의 선단 와류 중심의 발달 지역에는 낮은 압력이 형성된다. 이에 따라, 리딩 에지부에 형성되는 제 1 공기 유입홀(22)을 통하여 공기가 유입되며, 제 1 공기 유입홀(22)을 통하여 유입된 공기는 제 1 공기 배출홀(24)을 통하여 배출될 수 있다. During the rotation of the wind turbine, a high pressure is formed on the leading edge side but a low pressure is formed in the development area of the tip vortex center of the negative pressure surface (2). Accordingly, the air is introduced through the first air inlet hole 22 formed in the leading edge portion, and the air introduced through the first air inlet hole 22 is discharged through the first air outlet hole 24 .

이 때, 제 1 공기 배출홀(24)이 제 1 선단 와류 중심의 발달 영역(A)에 위치되어 있으므로, 제 1 공기 배출홀(24)을 통하여 배출되는 공기가 선단 와류 중심의 형성을 소멸 또는 지역시킴으로써 선단 와류의 강도를 약화시킨다. 이 때, 제 1 와류 중심 브레이커(20)는 복수 개로 형성되어, 블레이드(1)의 리딩 에지부로부터 유입된 공기를 제 1 선단 와류 중심의 발달 영역(A)으로 공기가 토출되도록 할 수 있다. At this time, since the first air vent hole 24 is located in the development region A of the first vortex center, the air discharged through the first air vent hole 24 destroys the formation of the tip vortex center This weakens the strength of the tip vortex by localization. At this time, the first vortex center breaker 20 is formed in a plurality of such that the air introduced from the leading edge portion of the blade 1 can be discharged to the development region A of the first vortex center.

한편, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제 2 와류 중심 브레이커(30)는 제 2 공기 배출홀(34), 제 2 공기 유입홀(32) 및 제 2 공기 유도관(33)을 포함한다. The second vortex center breaker 30 according to the second embodiment of the present invention includes a second air vent hole 34, a second air inlet hole 32, and a second air induction pipe 33.

이 때, 제 2 공기 배출홀(34)은 제 2 선단 와류의 발달 지점(B) 즉, 상기 블레이드의 선단부 측면에 형성되어 블레이드(1) 선단부 측면(6)으로 공기가 배출되도록 형성될 수 있다. At this time, the second air discharge hole 34 may be formed at the development point B of the second leading edge vortex, that is, at the leading end side surface of the blade, so that air is discharged to the blade tip side surface 6 .

한편, 제 2 공기 유입홀(32)은 제 1공기 유입홀(22)과 유사하게 블레이드(1)의 리딩 에지부 측에 형성되어 블레이드(1)가 회전하는 동안 공기가 제 2 공기 유입홀(32)로 유입되도록 한다. On the other hand, the second air inflow hole 32 is formed on the leading edge side of the blade 1 similar to the first air inflow hole 22, so that the air flows into the second air inflow hole 32).

제 2 공기 유입홀(32)로 유입된 공기는 제 2 공기 유도관(33)을 통하여 제 2 공기 배출홀(34)로 배출된다. The air introduced into the second air inlet hole (32) is discharged to the second air outlet hole (34) through the second air guide pipe (33).

블레이드 선단부 측면(6)은 압력면과 부압면의 경계 영역이므로 블레이드(1)가 회전할 때 리딩 에지부에 비하여 낮은 압력이 형성된다. 이에 따라, 리딩 에지부 근처에 형성된 제 2 공기 유입홀(32)을 통하여 유입된 공기는 제 2 공기 배출홀(34)을 통하여 토출되며, 이와 같이 제 2 와류 중심 브레이커(30)가 제 2 선단 와류 중심의 발달 영역(B) 상으로 공기를 토출하면 제 2 선단 와류가 제 1 선단 와류 쪽으로 유입되는 것을 방해하여 전체적으로 선단 와류가 약화되도록 할 수 있다.Since the blade tip end side surface 6 is a boundary area between the pressure surface and the negative pressure surface, a lower pressure is formed as compared with the leading edge portion when the blade 1 rotates. Accordingly, the air introduced through the second air inflow hole 32 formed near the leading edge portion is discharged through the second air vent hole 34, and thus the second vortex center breaker 30 is discharged from the second front end When the air is discharged onto the development region (B) at the center of the vortex, the second vortex can be prevented from flowing into the first vortex, and the vortex can be weakened as a whole.

이 때, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 와류 중심 브레이커(10′)인 제 1 와류 중심 브레이커(20) 및 제 2 와류 중심 브레이커(30)를 형성하는 공기 유입홀(22, 32), 공기 유도관(23, 33) 및 공기 배출홀(24, 34)의 크기 및 형상 등은 블레이드의 회전 속도, 블레이드의 크기 및 바람의 유속 등을 고려하여, 블레이드의 공력을 향상시키고 소음을 저감시킬 수 있도록 실험적으로 선택될 수 있다. At this time, the air inflow holes 22 and 32 forming the first vortex center breaker 20 and the second vortex center breaker 30 which are the vortex center breaker 10 'according to the second embodiment of the present invention, air The size and shape of the induction pipes 23 and 33 and the air discharge holes 24 and 34 can improve the aerodynamic force of the blades and reduce the noise in consideration of the rotational speed of the blades, the size of the blades, ≪ / RTI >

이와 같이 제 2 실시예에 따른 와류 중심 브레이커(10′)를 블레이드에 설치하면 별도의 동력 장치를 구비함이 없이 블레이드의 표면에 형성되는 압력의 차이에 의하여 선단 와류 중심의 형성이 억제 또는 지연됨으로써 유도 항력의 감소로 인한 블레이드의 성능 향상 및 선단 와류에 의한 소음의 완화를 달성할 수 있다. As described above, when the vortex center breaker 10 'according to the second embodiment is installed on the blade, the formation of the tip vortex center is suppressed or delayed due to the difference in pressure formed on the surface of the blade without providing a separate power device It is possible to improve the performance of the blade due to the reduction of the induced drag and to mitigate the noise caused by the tip vortex.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

1 블레이드 2 부압면
4 압력면 6 측면
10 10′와류 중심 브레이커 12 20 제 1 와류 중심 브레이커
14 30 제 2 와류 중심 브레이커1 blade 2 negative pressure side
4 Pressure side 6 side
10 10 'Vortex center breaker 12 20 First vortex center breaker
14 30 2nd vortex center breaker

Claims (10)

풍력 발전기의 블레이드 선단부를 지나는 공기의 유동에 의하여 상기 블레이드 선단부에 형성되는 제 1 선단 와류 코어의 발달 지점에 형성된 제 1 와류 중심 브레이커 및
상기 블레이드의 압력면 또는 상기 블레이드의 선단부 측면에서 형성되어 상기 블레이드의 하류 방향으로 유동하면서 상기 제 1 선단 와류 코어와 혼합되는 제 2 선단 와류의 발달 지점에 형성되는 제 2 와류 중심 브레이커를 포함하는 풍력 발전기. A first vortex center breaker formed at the development point of the first vortex core formed at the blade tip by the flow of air passing through the blade tip of the wind power generator;
And a second vortex center breaker formed at a pressure surface of the blade or at a development point of a second leading vortex formed at a side of a leading end of the blade and flowing in a downstream direction of the blade and mixed with the first leading vortex core generator. 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 와류 중심 브레이커는 상기 제 1 선단 와류의 발달 코어 지점에 대응하는 상기 블레이드의 표면이 울퉁불퉁하게 형성되도록 돌출된 복수의 돌출부를 포함하는 풍력 발전기. The method according to claim 1,
Wherein the first vortex center breaker includes a plurality of protrusions protruding such that the surface of the blade corresponding to the development core point of the first vortex is formed to be rugged. 제 1항에 있어서,
상기 제 1 선단 와류의 발달 코어 지점은 상기 블레이드의 부압면 상에서 허브로부터 블레이드의 선단부 방향으로 99.5%~100% 사이 또는 블레이드의 리딩 에지로부터 블레이드의 트레일링 에지 방향으로 10~30% 사이 영역에 위치되는 풍력 발전기. The method according to claim 1,
The development core point of the first tip vortex is located in the region between 99.5% and 100% in the direction of the tip of the blade from the hub on the negative pressure side of the blade or between 10% and 30% in the direction of the trailing edge of the blade from the leading edge of the blade Wind turbine generator. 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 제 2 선단 와류의 발달 지점은 상기 블레이드의 선단부 측면에 위치되는 풍력 발전기. The method according to claim 1,
And the development point of the second tip vortex is located at the tip side of the blade. 풍력 발전기의 블레이드 선단부를 지나는 공기의 유동에 의하여 상기 블레이드 선단부에 형성되는 제 1 선단 와류 코어의 발달 지점에 형성되되, 상기 제 1 선단 와류 코어의 발달 지점으로 공기를 토출하도록 상기 제 1 선단 와류 발달 지점에 대응하는 블레이드의 표면에 형성된 제 1 공기 배출홀을 포함하는 제 1 와류 중심 브레이커 및
상기 블레이드의 압력면 또는 상기 블레이드의 선단부 측면에서 형성되어 상기 블레이드의 하류 방향으로 유동하면서 상기 제 1 선단 와류 코어와 혼합되는 제 2 선단 와류의 발달 지점으로 공기를 토출하도록 상기 제 2 선단 와류 발달 지점에 대응하는 블레이드의 표면에 형성된 제 2 공기 배출홀을 포함하는 제 2 와류 중심 브레이커를 포함하는
풍력 발전기. Wherein the first tip vortex core is formed at a development point of a first tip vortex core formed at the tip of the blade by the flow of air passing through a blade tip of the wind power generator, A first vortex center breaker including a first air vent hole formed in the surface of the blade corresponding to the point,
The second tip vortical development point being formed at a pressure surface of the blade or at the tip end side surface of the blade so as to discharge air to a development point of a second tip vortex that flows in a downstream direction of the blade and is mixed with the first tip vortex core, And a second vortex center breaker including a second air vent hole formed in a surface of the blade corresponding to the second vortex center breaker
Wind power generator. 제 6항에 있어서,
상기 제 1 와류 중심 브레이커는
상기 제 1 공기 배출홀을 통하여 공기를 배출하기 위하여 상기 블레이드의 리딩 에지부 측에 형성된 제 1 공기 유입홀 및
상기 제 1 공기 유입홀로 유입된 공기를 상기 제 1 공기 배출홀로 안내하는 제 1 공기 유도관을 포함하는 풍력 발전기.The method according to claim 6,
The first vortex center breaker
A first air inlet hole formed on the leading edge portion of the blade for discharging air through the first air outlet hole,
And a first air induction pipe for guiding the air introduced into the first air inlet hole to the first air outlet hole. 삭제delete 제 6항에 있어서,
상기 제 2 선단 와류의 발달 지점은 상기 블레이드의 선단부 측면인 풍력 발전기. The method according to claim 6,
And the development point of the second tip vortex is the tip end side of the blade. 제 6항에 있어서,
상기 제 2 와류 중심 브레이커는
상기 제 2 공기 배출홀을 통하여 공기를 배출하기 위하여 상기 블레이드의 리딩 에지부 측에 형성된 제 2 공기 유입홀 및
상기 제 2 공기 유입홀로 유입된 공기를 상기 공기 배출홀로 안내하는 제 2 공기 유도관을 포함하는 풍력 발전기.The method according to claim 6,
The second vortex center breaker
A second air inflow hole formed on the leading edge portion of the blade for discharging air through the second air vent hole,
And a second air induction pipe for guiding the air introduced into the second air inlet hole to the air discharge hole.
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