KR101442148B1

KR101442148B1 - Tilting blade for vertical wind power generation

Info

Publication number: KR101442148B1
Application number: KR1020130141892A
Authority: KR
Inventors: 노영규
Original assignee: 코리아로팍스 주식회사
Priority date: 2013-11-21
Filing date: 2013-11-21
Publication date: 2014-09-24

Abstract

The present invention relates to a tilted blade apparatus for a vertical wind turbine. The present invention tilts the blades to be positioned in parallel with the wind direction when the blades are rotating in the reversed direction against the wind direction so that the efficiency of wind power generation can be maximized by making a vertical driving shaft receiving only the rotational force in the forward direction. Especially, the limits related to the installation place are removed, and the efficiency of wind power generation can be increased by improving the tilting structure to facilitate tilting and by converting the structure into the structure rotating vertically to the ground.

Description

Technical Field [0001] The present invention relates to a tilting blade for vertical wind power generation,

본 발명은 수직형 풍력발전용 틸트식 회전날개장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 풍향에 대해 역방향 회전시에는 날개판이 풍향과 수평이 되도록 날개부재를 회전시켜 수직축이 풍력에 의한 정방향 회전력만을 받도록 함으로써 풍력발전효율을 극대화할 수 있으며, 특히 틸트구조를 단순화하면서 보다 안정적인 작동이 가능하게 개선함과 아울러 날개부재가 지면과 수직방향으로 회전하는 구조로 개선함으로써 설치공간상의 제한을 받지 않고 모든 장소에 설치하여 풍력발전을 할 수 있는 수직형 풍력발전용 틸트식 회전날개장치에 관한 것이다.[0001] The present invention relates to a tilted rotary blade device for a vertical wind power generator, and more particularly, to a tilted rotary blade device for a vertical wind power generator, in which, when the blade is rotated in a reverse direction with respect to a wind direction, It is possible to maximize the efficiency of wind power generation and to improve the stable operation while simplifying the tilt structure and to improve the structure in which the wing member rotates in the vertical direction with respect to the ground, The present invention relates to a tilt type rotary blade for a vertical wind power generator capable of generating wind power.

풍력발전이란 풍차를 이용해 바람이 가진 에너지를 회전축을 통한 기계적인 에너지(회전력)로 변환시키고, 이러한 기계적 에너지가 발전기를 구동함으로써 전기적인 에너지로 변환되어 전력을 얻는 발전 방식을 말하는 것으로서, 현재까지 개발된 신재생에너지원 중 가장 경제성이 높을 뿐 아니라 무한정, 무비용의 청정에너지원인 바람을 이용하여 발전할 수 있는 장점때문에 일찍이 풍력발전산업이 발달한 유럽은 물론 최근에는 미주와 아시아 등지에서도 적극적인 투자가 이뤄지고 있는 실정이다.Wind power refers to the power generation method in which the energy of the wind is converted into the mechanical energy (rotational power) through the rotary shaft by using a windmill and the mechanical energy is converted into electric energy by driving the generator, In addition to being the most economical of the new renewable energy sources, it can be developed by utilizing winds that are free from infinite and no-cost clean energy. Therefore, active investment is being made in Europe where the wind power generation industry has developed early, It is a fact that is being done.

특히, 풍력발전은 전력생산단가의 가격경쟁력 향상 및 발전시스템 설치의 소요면적 최소화 등과 같은 원가적인 측면과, 화석에너지 고갈에 대한 대체에너지원과 온난화방지와 같은 지구환경보호라는 사회환경적 측면과 아울러 공급의 안정성 및 에너지 수입의 의존도 감소라는 경제적인 측면에서의 장점때문에 정부에서도 풍력발전의 보급을 적극 지원하고 있으며, 그에 따라 국내에서도 향후 풍력발전의 성장세가 본격화될 것으로 기대되고 있다.In particular, wind power generation is a cost-effective aspect of improving the price competitiveness of power generation unit costs and minimizing the required area for installation of power generation systems, as well as the socio-environmental aspects of global environmental protection such as alternative energy sources for depletion of fossil energy and prevention of global warming The government is also actively supporting the dissemination of wind power generation due to its economical advantages such as stability of supply and reduction of reliance on energy imports. As a result, the growth of wind power generation is expected to become full swing in Korea.

이러한 풍력발전은 날개의 회전축의 방향에 따라 회전축이 지면에 대해 수평으로 설치되어 있는 수평형 풍력발전장치와, 회전축이 지면에 대해 수직으로 설치되어 있는 수직형 풍력발전장치로 구분할 수 있으며, 현재까지 수직형에 비해 수평형 풍력발전장치의 효율이 높고 안정적이어서 상업용 풍력발전단지에는 대부분 수평형 풍력발전기가 적용되고 있다.Such a wind power generation can be classified into a horizontal type wind power generation device in which a rotation axis is horizontally arranged with respect to the ground surface in accordance with the direction of the rotation axis of the wing and a vertical type wind power generation device in which a rotation axis is installed perpendicularly to the ground surface. Since the efficiency of the horizontal wind turbine is higher and more stable than that of the vertical wind turbine, most horizontal wind turbines are applied to commercial wind turbine.

상기한 수평형 풍력발전장치는 가장 일반적인 형태로서 높은 발전효율을 구현할 수 있는 장점이 있으나, 바람의 방향이 자주 바뀌는 지역에서는 원활한 발전이 어려우며, 회전체를 비롯한 주요 부품들이 높은 곳에 설치되므로 고가의 설치비용이 소요될 뿐만 아니라 그 유지보수가 쉽지 않으며, 태풍 등의 강한 바람에 구조적으로 취약한 단점을 갖고 있다. The above-mentioned horizontal type wind power generation apparatus is the most general type and has an advantage that it can realize a high power generation efficiency. However, it is difficult to smoothly generate power in an area where the wind direction changes frequently and major parts including a rotating body are installed at a high place. But it is not easy to maintain and it is structurally weak due to strong winds such as typhoons.

이러한 수평형 풍력발전장치의 단점과 비교할 때 상기 수직형 풍력발전장치는 바람의 방향에 관계없이 발전이 가능하며, 증속기 및 발전기 등의 주요 부품들이 지상에 설치되므로 설치비용이 저렴하고 그 유지보수가 용이한 장점을 가지고 있다.Compared with the disadvantages of such a horizontal type wind power generation device, the vertical type wind power generation device can generate power regardless of the direction of the wind, and major components such as a power generator and a generator are installed on the ground, It is easy to use.

그럼에도 불구하고 전술한 바와 같이 수평형 발전장치가 선호되는 것은 수직형 발전장치가 수평형 발전장치에 비해 그 발전효율이 떨어지기 때문이다.Nevertheless, as described above, the horizontal power generation apparatus is preferred because the power generation efficiency of the vertical power generation apparatus is lower than that of the horizontal power generation apparatus.

이것은 수직형 풍력발전장치의 구조적인 문제점으로서, 도 9에 도시된 바와 같이, 수직형 풍력발전장치는 구조적으로 회전날개의 한쪽(a1)은 풍력에 의해 정방향(풍향과 동일한 방향) 회전을 하면서 바람(W)의 에너지를 회전축(b)의 기계적인 회전력으로 변환시키지만, 그 회전날개의 반대쪽(a2)은 풍력에 대해 역방향(풍향의 반대방향) 회전을 하게 되기 때문에 회전축(b)의 회전에 저항으로 작용을 하게 되어 기계적인 에너지의 변환효율이 저하될 수 밖에 없는 것이다.This is a structural problem of the vertical wind power generator. As shown in FIG. 9, the vertical wind power generator structurally rotates one side a1 of the rotary vane in the forward direction (the same direction as the wind direction) The opposite side a2 of the rotary vane rotates in the reverse direction (in the direction opposite to the wind direction) with respect to the wind force, so that the rotation of the rotary shaft b is resisted by the rotation of the rotary shaft b, And the conversion efficiency of the mechanical energy is inevitably lowered.

이러한 수직형 풍력발전장치가 가지고 있는 구조적인 발전효율의 문제점을 인식하여 본 발명자는 수직형 풍력발전장치용 틸트식 회전날개장치를 개발하여 특허를 받았는 바(등록특허 제10-1180832호), 상기 선행특허는 날개부재의 날개판이 역방향 회전시에는 풍향과 수평이 되고 정방향 회전시에는 풍향과 수직이 되도록 틸트시키는 구성으로 이루어져, 날개부재에 풍력에 의한 정방향 회전력만이 가해지고 날개부재의 역회전에 의한 저항력이 최소화됨으로써 풍력발전효율을 증대시킬 수 있는 우수한 장점이 있다.Recognizing the problem of the structural power generation efficiency of such a vertical wind power generator, the inventor has developed and patented a tilt type rotary wing device for a vertical wind power generator (Patent No. 10-1180832) In the prior art, the blade of the wing member is tilted so as to be perpendicular to the wind direction in forward rotation when the blade of the wing member rotates in the reverse direction. Thus, only the forward rotation force by the wind force is applied to the wing member, There is an advantage that the efficiency of the wind power generation can be increased.

그러나, 상기 선행특허의 경우, 틸트구성이 고정기어와 회전기어, 한 쌍의 날개가이더로 이루어진 구성으로서, 구성이 비교적 복잡하여 제조비용이 증가됨과 함께 기어의 손상이나 파손 등으로 인해 장시간 안정적인 틸트작동이 어려울 수 있으며, 그에 따라 유지보수에 주의를 기울어야 하는 측면이 있다.However, in the case of the above-mentioned prior art, the tilting structure is composed of the stationary gear, the rotary gear, and the pair of wing guiders, which is relatively complicated in construction and increases the manufacturing cost. Can be difficult, and there is a need to pay attention to maintenance accordingly.

또한, 상기 선행특허는, 날개부재가 수직축을 중심으로 해서 지면과 수평한 방향으로 회전하는 구조인데, 날개부재는 충분한 풍력을 받을 수 있도록 크기가 설계되어야 하기 때문에, 전체적으로 수직축을 중심으로 한 설치반경이 증가될 수 밖에 없어 설치공간상의 제약을 받게 되는 문제점이 발견되었으며, 그에 따라 주택밀집지역이나 수목이 무성한 산간 등과 같이 충분한 설치공간이 주어지지 않은 장소에 설치하기가 곤란하거나 또는, 정부나 지자체 등의 법규에 의해서 설치공간이 정해진 경우에도 적절하게 대처할 수 없는 상황이 발생할 수 있다.In addition, in the above-mentioned prior art, the wing member rotates in a direction parallel to the ground on the vertical axis. Since the wing member must be designed so as to receive sufficient wind force, It has been found that it is difficult to install in a place where there is not enough installation space such as a dense residential area or a mountainous forest, There is a possibility that even if the installation space is determined by the regulations of the present invention, it is impossible to properly cope with the problem.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안되는 것으로서, 본 발명의 목적은 날개부재를 틸트시켜 풍력에 의한 정방향 회전력만이 수직동력축에 인가되도록 함으로써 풍력발전효율을 증대시킴과 아울러 구성이 단순하면서도 안정적인 틸트작동이 가능하게 틸트구조를 개선하여 유지보수의 문제없이 장시간 안정적인 사용이 가능한 수직형 풍력발전용 틸트식 회전날개장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed in order to solve the problems of the prior art described above, and it is an object of the present invention to provide a wind turbine generator which tilts a wing member so that only a forward rotational force by wind force is applied to a vertical power shaft, The present invention provides a tilt-type rotary blade device for a vertical wind power generation system which is capable of simple and stable tilting operation and which is improved in tilt structure and can be used stably for a long time without maintenance problems.

또한, 본 발명의 다른 목적은 날개부재가 수직방향으로 회전하면서 수직동력축에 회전력을 인가할 수 있도록 구조를 개선함으로써 설치공간상의 제약을 크게 받지 않고 다양한 장소에 설치할 수 있는 수직형 풍력발전용 틸트식 회전날개장치를 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a vertical type wind turbine tiltable type wind turbine that can be installed at various places without being limited by the installation space by improving the structure so that the blade member can rotate in the vertical direction and apply rotational force to the vertical power shaft. And to provide a rotary rotary blade device.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 과제해결수단으로서,In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention,

수직동력축과, 상기 수직동력축에 독립적으로 설치되어 풍향 변화에 따라 연동 회전되는 풍향연동부재와, 상기 풍향연동부재에 수직으로 고정되며, 옆면의 외주연을 따라 궤도레일이 형성된 틸트드럼과, 상기 틸트드럼을 중심으로 풍력에 의해 수평방향 공전하면서 수직동력축에 회전력을 인가하며, 날개스템과 날개판으로 이루어진 날개부재와, 상기 날개스템의 끝단 중심에 일단이 고정되면서 타단은 상기 궤도레일에 설치되어 날개부재의 공전시 궤도레일을 따라 이동하는 틸트가이더를 포함하되, 상기 궤도레일은 날개부재의 공전경로에서 양쪽으로 동일거리 이격됨과 함께 180° 간격을 두고 교대로 형성되면서, 사선 형태인 한 쌍의 전환레일부로 상호 연결되는 직선형태의 정레일부와 역레일부로 이루어지고, 상기 틸트가이더는 상기 날개부재의 정방향(풍향과 동일한 방향) 공전시 정레일부를 따라 이동하면서 상기 날개판이 풍향과 수직이 되게 하고, 역방향(풍향의 반대방향) 공전시 역레일부를 따라 이동하면서 날개판이 풍향과 수평이 되게 하며, 한 쌍의 전환레일부를 통과하면서 날개판이 풍향과 수직 또는 수평으로 틸트되도록 날개부재를 각각 90° 자전시키는 것을 특징으로 하는 수직형 풍력발전용 틸트식 회전날개장치가 개시된다.A tilt drum fixed vertically to the wind direction interlocking member and having a track rail formed along the outer periphery of the wind direction interlocking member; A wing member including a wing stem and a wing plate; and a second end fixed to the center of an end of the wing stem, the other end of the wing member being fixed to the track rail And a tilt guider installed along the track rail at the time of revolution of the wing members. The track rails are equally spaced from each other in the revolving path of the wing members and are alternately formed at intervals of 180 degrees. Wherein the tilt guider comprises a portion of a straight line of a rear portion connected to the pair of switching rail portions and a reverse rail portion, The wing plate moves along the stationary rail portion in the forward direction (same direction as the wind direction) to make the wing plate perpendicular to the wind direction, while moving along the reverse rail portion in the reverse direction (opposite direction to the wind direction) And the wing members are respectively rotated by 90 degrees such that the wing plates are tilted vertically or horizontally with respect to the wind direction while passing through the pair of switching rail portions.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 과제해결수단으로서,In order to achieve the above object, according to another aspect of the present invention,

수직동력축과, 상기 수직동력축에 독립적으로 설치되어 풍향 변화에 따라 연동 회전되는 풍향연동부재와, 상기 수직동력축과 동력전달 가능하게 결합되면서 풍향연동부재를 수평방향으로 관통하여 설치되는 수평회전축과, 상기 풍향연동부재에 수평으로 고정되며, 옆면의 외주연을 따라 궤도레일이 형성된 틸트드럼과, 상기 틸트드럼을 중심으로 풍력에 의해 수직방향 공전하면서 수평회전축에 회전력을 인가하며, 날개스템과 날개판으로 이루어진 날개부재와, 상기 날개스템의 끝단 중심에 일단이 고정되면서 타단은 상기 궤도레일에 설치되어 날개부재의 공전시 궤도트랙을 따라 이동하는 틸트가이더를 포함하되, 상기 궤도레일은 날개부재의 공전경로에서 양쪽으로 동일거리 이격됨과 함께 180° 간격을 두고 교대로 형성되면서, 사선 형태인 한 쌍의 전환레일부로 상호 연결되는 직선형태의 정레일부와 역레일부로 이루어지고, 상기 틸트가이더는 상기 날개부재의 정방향(풍향과 동일한 방향) 공전시 정레일부를 따라 이동하면서 상기 날개판이 풍향과 수직이 되게 하고, 역방향(풍향의 반대방향) 공전시 역레일부를 따라 이동하면서 날개판이 풍향과 수평이 되게 하며, 한 쌍의 전환레일부를 통과하면서 날개판이 풍향과 수직 또는 수평으로 틸트되도록 날개부재를 각각 90° 자전시키는 것을 특징으로 하는 수직형 풍력발전용 틸트식 회전날개장치도 개시된다.A wind direction interlocking member installed independently of the vertical power shaft and rotated in conjunction with a change in the wind direction; a wind direction interlocking member connected to the vertical power axis so as to transmit power in a horizontal direction, A tilt drum fixed horizontally to the wind direction interlocking member and having a track rail formed along an outer circumference of a side surface of the tilt drum, a rotating force is applied to a horizontal rotary shaft while revolving in the vertical direction by wind power around the tilt drum, And a tilt guider having one end fixed to the center of an end of the blade stem and the other end installed on the track rail and moving along a track track when the wing member revolves, Are spaced equidistantly on both sides of the orbital path of the stator, and alternately formed at intervals of 180 [deg.], And the tilt guider moves along the rail portion in the forward direction (same direction as the wind direction) of the wing member, so that the wing plate is perpendicular to the wind direction And the wing members are rotated 90 ° (or 90 °) so as to be tilted vertically or horizontally with respect to the wind direction while passing through the pair of switching rail portions, while moving the wing plates along the reverse rail portion in the opposite direction The tilted rotary blade for vertical wind power generation is also disclosed.

본 발명에 따른 수직형 풍력발전용 틸트식 회전날개장치에 의하면,According to the tilted rotary blade apparatus for vertical wind power generation according to the present invention,

날개부재의 날개판이 역방향으로(풍향의 반대방향으로) 회전시에는 풍향과 평행이 되고 정방향으로(풍향과 동일방향으로) 회전시에는 풍향과 수직이 되도록 틸트되므로 풍력에 의한 정방향 회전력만이 수직동력축에 인가되어 풍력발전효율을 증대시킬 수 있는 장점이 있다.When the blade of the blade member is rotated in the reverse direction (opposite direction to the wind direction), it is parallel to the wind direction and tilts in the forward direction (in the same direction as the wind direction) to be perpendicular to the wind direction. Which is advantageous in that the efficiency of the wind power generation can be increased.

또한, 날개부재의 틸트가 종래의 기어작동 방식과 달리 궤도레일을 따라 이동하는 단일의 틸트가이더만을 통해 이루어지는 구성이므로 구성이 간단하여 제조비용이 절감됨과 함께 날개부재의 틸트작동이 장시간 안정적이면서 원활하게 이루어질 수 있는 장점도 있다.In addition, since the tilting of the wing member is made through only a single tilt guider moving along the track rail, unlike the conventional gear operation method, the construction is simple and the manufacturing cost is reduced, and the tilting operation of the wing member stably and smoothly There is also an advantage that can be achieved.

또한, 날개부재가 지면에 대해 수직방향으로 회전을 하는 구조이므로 수직동력축을 중심으로 한 설치반경을 대폭 축소할 수 있고, 그에 따라 설치공간상의 제약을 크게 받지 않고 장소의 제한없이 용이하게 설치하여 풍력발전을 할 수 있는 장점도 있다.In addition, since the wing member rotates in a direction perpendicular to the paper surface, the installation radius around the vertical power shaft can be greatly reduced, and therefore, the installation space can be easily installed without restrictions on the installation space, There is also an advantage that development can be done.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 수직형 풍력발전용 틸트식 회전날개장치의 전체적인 구성을 나타내는 정면도이고,
도 2는 도 1의 단면구성도이며,
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 틸트드럼을 나타내는 도면이고,
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 날개부재 및 틸트가이더를 나타내는 도면이며,
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 날개부재의 공전을 예시한 도면이고,
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 수직형 풍력발전용 틸트식 회전날개장치의 전체적인 구성을 나타내는 정면도이며,
도 7은 도 6의 단면구성도이고,
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 날개부재의 공전을 예시한 도면이며,
도 9는 통상적인 수직형 풍력발전장치의 날개 회전을 예시한 종래 예시도이다.1 is a front view showing the overall structure of a tilt type rotary blade apparatus for vertical wind power generation according to a first embodiment of the present invention,
Fig. 2 is a cross-sectional view of Fig. 1,
3 is a view showing a tilt drum according to a first embodiment of the present invention,
4 is a view showing a wing member and a tilt guider according to a first embodiment of the present invention,
FIG. 5 is a view illustrating revolution of a wing member according to the first embodiment of the present invention,
6 is a front view showing the overall configuration of a tilt type rotary blade apparatus for vertical wind power generation according to a second embodiment of the present invention,
Fig. 7 is a sectional view of Fig. 6,
8 is a view illustrating the revolution of the wing member according to the second embodiment of the present invention,
FIG. 9 is a conventional example illustrating the rotation of a blade of a conventional vertical wind power generator.

이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 수직형 풍력발전용 틸트식 회전날개장치의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a tilted rotary vane apparatus for vertical wind power generation according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것으로서, 첨부된 도면에서의 요소의 형상, 크기, 요소간의 간격 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 축소되거나 과장되어 표현될 수 있음을 유의하여야 한다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention to those skilled in the art, It should be noted that the present invention can be reduced or exaggerated for the sake of simplicity.

또한, 실시예를 설명하는데 있어서, 만일 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “연결되어”, “결합되어”, “고정되어” 있다고 기재된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어, 결합되어, 고정되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.Furthermore, in describing an embodiment, when an element is described as being "connected", "coupled", or "fixed" to another element, it is directly connected to the other element, , But it should be understood that there may be other components in between.

아울러, 실시예를 설명하는데 있어서 원칙적으로 관련된 공지의 기능이나 공지의 구성과 같이 이미 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 기술적 특징을 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.In addition, when describing the embodiments, in the case where it is judged that technical characteristics of the present invention may be unnecessarily blurred as a matter known to those skilled in the art, such as known functions and configurations well known in the art, Description thereof will be omitted.

한편, 실시예의 설명에 앞서 먼저 용어를 살펴보면, 명세서 전체에서 사용되는 자전이란 용어는 회전축(즉, 이하의 수직동력축 또는 수평회전축)과는 무관하게 날개부재 자체가 회전하는 것, 즉 날개부재의 날개판이 날개스템을 회전중심으로 하여 회전하는 것을 의미하며, 이에 대응하여 공전이란 용어는 날개부재가 회전축(즉, 이하의 수직동력축 또는 수평회전축)을 회전중심으로 하여 회전하는 것을 의미한다.The term "rotation" as used throughout the specification refers to that the wing member itself rotates regardless of the rotation axis (that is, the vertical power axis or the horizontal rotation axis below), that is, the wing member Means that the wing plate rotates about the wing stem as a rotation center, and the term idle corresponds to the rotation of the wing member about the rotation axis (i.e., the vertical power axis or the horizontal rotation axis below) as the rotation center.

그리고, 본 명세서 전체에서 사용되는 정방향 및 역방향이란 용어는 풍향을 기준으로 한 방향을 의미하는 것으로서, 정방향은 풍향과 동일한 방향을, 역방향은 풍향의 반대방향을 의미하는 것으로 이해될 수 있으며, 따라서 날개부재가 정방향 회전한다는 것은 날개부재가 공전각 0°∼ 180°범위 내에서 풍향과 동일한 방향으로 공전하는 것을, 역방향 회전한다는 것은 날개부재가 공전각 180°∼ 360°(또는 0°)범위 내에서 풍향에 대해 반대방향으로 공전하는 것을 의미하게 되며, 이하에서 사용되는 자전 및 공전, 정방향 및 역방향이라는 용어는 모두 상기 설명된 의미를 갖는 것으로 이해되어야 한다.
The terms forward direction and reverse direction used in the entire description mean directions based on the wind direction, and it can be understood that the forward direction means the same direction as the wind direction and the reverse direction means the opposite direction to the wind direction, The fact that the member rotates in the forward direction means that the wing member revolves in the same direction as the wind direction within the range of 0 to 180 degrees of revolution and the reverse rotation means that the wing member rotates within the range of 180 to 360 Means to revolve in the opposite direction to the wind direction, and it should be understood that the terms rotational and rotational, forward and reverse used below have the same meanings as described above.

도 1 내지 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수직형 풍력발전용 틸트식 회전날개장치를 나타내는 도면들로서, 상기 도면들에 도시된 것을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 수직형 풍력발전용 틸트식 회전날개장치(100)는 수직동력축(110)과, 풍향연동부재(120)와, 틸트드럼(130)과, 날개부재(140)와, 틸트가이더(150)를 포함하여 이루어질 수 있다.1 to 5 are views showing a tilted rotary vane apparatus for vertical wind power generation according to a first embodiment of the present invention. Referring to the drawings, The tilt type rotary vane apparatus 100 for wind power generation includes a vertical power shaft 110, a wind direction interlocking member 120, a tilt drum 130, a wing member 140, and a tilt guide 150 .

먼저, 상기 수직동력축(110)은 지면에 수직으로 설치가 되는 회전축이다.First, the vertical power shaft 110 is a rotary shaft installed vertically to the ground.

상기 수직동력축(110)은 통상적인 수직형 풍력발전장치와 같이 동력전달수단을 통해 발전기와 연결이 되도록 설치될 수 있으며, 그에 따라 풍력에 의해 발생된 수직동력축(110)의 회전동력이 발전기로 인가되어 전기를 생성할 수 있음은 충분히 이해될 수 있다.The vertical power shaft 110 may be installed so as to be connected to the generator through a power transmission means such as a conventional vertical wind power generator, so that the rotational power of the vertical power shaft 110, To generate electricity. &Lt; RTI ID = 0.0 >

상기 풍향연동부재(120)는 상기 수직동력축(110)에 독립적으로 설치되며, 그에 따라 수직동력축(110)의 회전과는 무관하게 풍향의 변화에 따라 연동하여 자유롭게 회전이 이루어지게 된다.The wind direction interlocking member 120 is installed independently of the vertical power shaft 110 so that the wind direction interlocking member 120 is freely rotated in conjunction with the change of the wind direction irrespective of the rotation of the vertical power shaft 110.

이러한 풍향연동부재(120)에는 풍향의 변화에 따라 풍향연동부재에 회전력을 제공하는 도시되지 않은 풍향지시부재가 설치될 수 있으며, 이러한 풍향지시부재의 구성 및 작용은 전술한 선행문헌 등에 자세하게 개시된 공지요소이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.The wind direction interlocking member 120 may be provided with a wind direction indicating member that provides a rotational force to the wind direction interlocking member in accordance with the change of the wind direction. The configuration and action of the wind direction indicating member are disclosed in detail in the above- And therefore, detailed description thereof will be omitted.

그리고, 상기 풍향연동부재(120)는 수직동력축(110)과 관계없이 자유롭게 회전되도록 도 2에 도시된 것처럼, 수직동력축(110) 외부의 지지구조물(111)과 스윙베어링(swing bearing)과 같은 지지베어링(B)을 통해 결합 설치될 수 있다.The wind direction interlocking member 120 is supported by a supporting structure 111 and a swing bearing outside the vertical power shaft 110 so as to be freely rotated irrespective of the vertical power shaft 110, Can be coupled and installed through the same support bearing (B).

상기 틸트드럼(130)은 후술하는 틸트가이더(150)와의 상호작용을 통해 풍력에 의해 공전하는 날개부재(140)를 자전시켜 상기 날개부재(140)가 풍향에 대해 정방향 공전할 때는 날개판(142)이 풍향과 수직 상태가 되게 하여 풍력에 의해 최대의 회전력을 받도록 하되, 역방향 공전할 때는 상기 날개판(142)이 풍향과 수평 상태가 되게 하여 최소의 역 회전력을 받도록 하는 기능을 수행하게 된다.The tilt drum 130 rotates the wing member 140 revolving by the wind force through the interaction with the tilt guider 150 to be described later so that when the wing member 140 revolves in the forward direction with respect to the wind direction, To be in a vertical state with respect to the wind direction so as to receive the maximum rotational force by the wind power. In the case of the reverse rotation, the wing plate 142 is made to be in a horizontal state with respect to the wind direction so as to receive the minimum reverse rotational force.

상기 틸트드럼(130)은 도 2에 도시된 것처럼, 그 중심부가 수직동력축(110)에 의해 관통되면서 상기 풍향연동부재(120)에 수직으로 고정되며, 따라서 상기 틸트드럼(130)은 수직동력축(110)의 회전과는 무관하게 되고, 상기 풍향연동부재(120)가 풍향변화에 따라 회전될 때 함께 회전이 이루어지게 된다.2, the center of the tilt drum 130 is vertically fixed to the wind direction interlocking member 120 while being penetrated by the vertical power shaft 110, so that the tilt drum 130 is vertically movable So that the rotation of the wind direction interlocking member 120 is rotated together with the rotation of the wind direction interlocking member 120 in accordance with the change of the wind direction.

이러한 틸트드럼(130)의 옆면 외주연에는 후술하는 틸트가이더(150)를 안내하는 궤도레일(131)이 형성된다.A track rail 131 for guiding a tilt guider 150, which will be described later, is formed on the outer periphery of the side surface of the tilt drum 130.

도 3에 도시된 것처럼, 상기 궤도레일(131)은 틸트드럼(130)의 옆면 외주연을 360°돌면서 연속적으로 형성되는 폐(閉, closed) 레일로서, 정레일부(132)와 역레일부(133) 및 한 쌍의 전환레일부(134, 135)로 구성된다.3, the track rail 131 is a closed rail continuously formed by rotating the outer peripheral edge of the side surface of the tilt drum 130 by 360 degrees. The track rail 131 includes a rear part 132 and a back part 133 And a pair of switching rail portions 134 and 135. [

도 5에는 설명의 편의를 위해 틸트드럼(130)을 전개한 상태에서의 궤도레일(131)이 도시되어 있는 바, 이에 도시된 것처럼, 상기 정레일부(132)와 역레일부(133)는 각각 직선 형태의 레일부분으로서 180°간격을 두고 교대로 형성이 된다.5, the track rail 131 is shown in a state in which the tilt drum 130 is expanded. As shown in FIG. 5, the rear part 132 and the backward part 133 are straight lines Shaped rail portions are alternately formed at intervals of 180 degrees.

특히, 상기 정레일부(132)와 역레일부(133)는 후술하는 날개부재(140)의 공전경로(R)를 기준으로 하여 양쪽으로 동일한 거리 이격되어 형성이 된다.Particularly, the rear part 132 and the back part 133 are formed at the same distance from each other with reference to the revolving path R of a wing member 140 described later.

그리고 한 쌍의 전환레일부(134, 135)는 정레일부(132)와 역레일부(133) 각각의 양쪽 끝부분에서 정레일부(132)와 역레일부(133)를 서로 연결하는 레일부분이다.The pair of switching rail portions 134 and 135 is a rail portion that connects the rear portion 132 and the back rail portion 133 to each other at both ends of each of the rear portion 132 and the back portion 133. [

여기서, 후술하는 날개부재(140)는 상기 틸트드럼(130)을 중심으로 하여 공전경로(R)를 따라 공전을 하게 되며, 풍향에 대해 공전각 180°마다 정방향 회전에서 역방향으로 또는 역방향 회전에서 정방향 회전으로 변환을 하게 된다.Here, the wing member 140 described later rotates about the tilt drum 130 along the revolute path R, and is rotated in the forward direction in the forward direction every 180 degrees of the idle direction or in the forward direction in the reverse direction Rotation is performed.

따라서, 상기 정레일부(132)는 날개부재(140)의 정방향 공전각인 0°∼180°범위 내에 형성되고, 역레일부(133)는 역방향 공전각인 180°∼360°(또는 0°) 범위 내에 형성되며, 상기 한 쌍의 전환레일부(134, 135)는 0°(360°) 와 180°부분에서 각각 대칭을 이루는 사선 형태로 형성되어 정레일부(132)와 역레일부(133)를 서로 연결시킨다.Accordingly, the rear part 132 is formed within the range of 0 ° to 180 °, which is the forward rotational angle of the wing member 140, and the backlash part 133 is formed within the range of 180 ° to 360 ° (or 0 °) And the pair of switching rails 134 and 135 are formed in a slanting shape symmetrical to each other at 0 ° (360 °) and 180 ° portions to connect the rear part 132 and the back part 133 to each other .

여기서, 날개부재(140)가 정방향에서 역방향 공전으로 변환되는 지점을 정역변환지점(PN)이라고 정의하고, 역방향에서 정방향 공전으로 변환되는 지점을 역정변환지점(NP)이라고 정의하면, 상기 0°(360°)부분의 전환레일부(134)는 역레일부(133)로부터 정레일부(132)를 연결함으로써 역정변환지점(NP)로 작용하게 되고, 180°부분의 전환레일부(135)는 정레일부(132)로부터 역레일부(133)를 연결함으로써 정역변환지점(PN)으로 작용하게 된다.Here, the point where the wing member 140 is converted from the normal direction to the backward pivot is defined as the normal conversion point PN and the point where the wing member 140 is converted into the forward pivot is defined as the inversion point NP. The switching rail portion 135 of the 180 ° portion is operated as the inversion conversion portion NP by connecting the part of the rearrange portion 132 from the back rail portion 133, (131) by connecting the backlash part (133) from the backwash part (132).

그리고 이러한 정역변환지점(PN) 및 역정변환지점(NP)은 바람의 방향, 즉 풍향(W)이 바뀌면 그에 따라서 바뀌는 위치로서, 풍향(W)이 변하게 되면 풍향연동부재(120) 및 그에 고정된 틸트드럼(130)의 연동 회전에 따라 상기 정역변환지점(PN)과 역정변환지점(NP)의 풍향에 대한 상대적인 위치는 일정하게 조정이 이루어지게 된다.When the wind direction W changes, the wind direction interchange member 120 and the inverse transformation point NP are moved in the direction of the wind, that is, The position relative to the wind direction of the normal / reverse conversion point PN and the inversion conversion point NP is constantly adjusted according to the interlocking rotation of the tilt drum 130.

상기 날개부재(140)는 풍력에 의한 회전력을 상기 수직동력축(110)에 인가하기 위한 것으로서, 도 4에 도시된 것처럼, 일정한 길이를 갖는 날개스템(141)과 상기 날개스템(141)에 고정되는 일정 면적의 날개판(142)으로 이루어진다. As shown in FIG. 4, the wing member 140 has a blade stem 141 having a predetermined length and is fixed to the blade stem 141, And a wing plate 142 having a predetermined area.

이러한 날개부재(140)는 상기 틸트드럼(130)을 중심으로 하여 지면에 대해 수평방향으로 360°회전(즉, 공전)하면서 수직동력축(110)에 풍력에 의한 회전동력을 인가함과 함께, 수직동력축(110)에 완전하게 고정되는 것이 아니라 자체적인 회전(즉, 자전)이 가능하게 설치된다.The wing member 140 rotates 360 degrees about the tilt drum 130 in the horizontal direction with respect to the ground, while applying rotational power to the vertical power shaft 110 by the wind force, (I.e., rotated), rather than being fixed to the vertical power shaft 110 completely.

이를 위하여, 도 2에 도시된 것처럼, 상기 수직동력축(110)에는 수직동력축(110)과 함께 회전되는 날개지지부재(143)가 고정 설치되고, 상기 날개지지부재(143)에는 날개부재(140)의 날개스템(141)이 통과하여 설치되는 파이프 형태의 스템지지관(144)이 구비될 수 있다.2, a wing support member 143 rotatable together with the vertical power shaft 110 is fixed to the vertical power shaft 110 and a wing member 143 140 may be provided with a stem support pipe 144 in the form of a pipe through which the wing stem 141 is passed.

이에 따라 날개부재(140)가 풍력에 의해 공전하면 날개지지부재(143) 및 수직동력축(110)이 함께 회전됨과 함께 스템지지관(144)을 통과하여 지지된 날개스템(141)은 자전 또한 가능하게 된다.Accordingly, when the wing member 140 revolves by the wind force, the wing support member 143 and the vertical power shaft 110 are rotated together and the wing stem 141 supported through the stem support tube 144 rotates .

이러한 날개부재(140)는 날개판(142)이 풍향과 수직을 이루게 되면 풍력에 의한 최대의 회전력을 수직동력축(110)으로 인가하게 되고 수평을 이루게 되면 풍력에 의한 최소의 회전력을 인가하게 된다.The wing member 140 applies the maximum rotational force by the wind power to the vertical power shaft 110 when the wing plate 142 is perpendicular to the wind direction and applies the minimum rotational force by the wind force when the wing member 142 is horizontal .

상기한 구성의 날개부재(140)는 일정 각도 간격으로 다수 개가 설치될 수 있다. 즉, 상기 도면들에는 편의상 180°간격으로 2개의 날개부재(140)가 설치된 것을 예시하였으나, 수직동력축(110)을 중심으로 하여 120° 간격으로 3개 또는 90° 간격으로 4개가 설치될 수도 있는 것이다.A plurality of the wing members 140 having the above-described configuration may be installed at predetermined angular intervals. That is, although two wing members 140 are disposed at intervals of 180 ° for convenience, three wing members 140 may be installed at intervals of 120 ° with respect to the vertical power shaft 110 It is.

상기 틸트가이더(150)는 날개부재(140)의 공전시 상기 틸트드럼(130)의 궤도레일(131)을 따라 이동하면서 상기 날개부재(140)를 틸트시키는 기능을 수행한다.The tilt guider 150 performs a function of tilting the wing member 140 while moving along the track rail 131 of the tilt drum 130 when the wing member 140 revolves.

이러한 틸트가이더(150)는 도 4에 도시된 것처럼, 일단이 상기 날개스템(141)의 끝단 중심에 고정되면서 날개판(142)과는 45°의 각도를 이루어 연장되며, 연장된 타단은 상기 궤도레일(131)에 설치가 된다.4, one end of the tilt guider 150 is fixed to the center of the end of the wing stem 141 and extends at an angle of 45 ° with respect to the wing plate 142, And is installed on the rail 131.

그리고 궤도레일(131)에 설치되는 틸트가이더(150)의 타단에는 상기 궤도레일(131)을 따라 이동시 마찰을 줄이면서 원활한 이동이 가능하도록 궤도레일(131)을 따라 회전운동을 하는 레일롤러(151)가 구비될 수 있다.The other end of the tilt guider 150 installed on the track rail 131 is provided with a rail roller 151 for rotating along the track rail 131 so as to smoothly move while reducing the friction when the track rail 131 is moved along the track rail 131 May be provided.

이러한 구성에 따라, 상기 날개부재(140)가 공전경로(R)를 따라 공전할 때, 도 5에 도시된 것처럼, 상기 틸트가이더(150)는 날개부재(140)가 정방향 공전할 때는 궤도레일(131)의 정레일부(132)를 따라 이동하면서 날개판(142)이 풍향에 대해 수직상태를 유지하면서 공전이 되도록 하고, 정역변환지점(PN)인 180°부분의 전환레일부(135)를 통과하면서 날개스템(141)을 90°자전시켜 날개판(142)이 풍향에 대해 수평상태가 되도록 틸트시키게 된다.5, when the wing member 140 revolves along the revolute path R, the tilt guider 150 rotates along the orbiting rail 140 when the wing member 140 rotates in the forward direction The wing plate 142 is rotated while maintaining the vertical state with respect to the wind direction while the wing plate 142 moves along the ridge portion 132 of the 180 ° portion The wing stems 141 are rotated by 90 degrees, and the wing plates 142 are tilted so as to be horizontal with respect to the wind direction.

그리고, 이어서 날개부재(140)가 역방향 공전할 때는 역레일부(133)를 따라 이동하면서 틸트된 날개판(142)이 풍향에 대해 수평상태를 그대로 유지하면서 공전이 되도록 하며, 역정변환지점(NP)인 360°(또는 0°)부분의 전환레일부(134)를 통과하면서 날개스템(141)을 다시 90°자전시켜 날개판(142)이 풍향에 대해 수직상태가 되도록 틸트시키는 작용을 하게 된다.
Then, when the wing member 140 revolves in the reverse direction, the tilted vane plate 142 moves along the backlash part 133 while maintaining the horizontal state as it is with respect to the wind direction, The wing stems 141 are rotated 90 degrees again by passing through the 360 ° (or 0 °) switching rail portion 134 to tilt the wing plates 142 so as to be perpendicular to the wind direction.

도 6 내지 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 수직형 풍력발전용 틸트식 회전날개장치를 나타내는 도면들로서, 도시된 것처럼, 본 발명의 제2 실시예에 따른 수직형 풍력발전용 틸트식 회전날개장치(200)는 수직동력축(210)과, 풍향연동부재(220)와, 틸트드럼(230)과, 날개부재(240)와, 틸트가이더(250)를 포함함은 전술한 제1 실시예와 동일하되, 수평회전축(260)을 더 포함하고 있으며, 전술한 제1 실시예에서는 날개부재(140)가 수직동력축(110)을 중심으로 지면에 대해 수평방향 공전을 하는 구성임에 반하여, 본 제2 실시예에서는 날개부재(240)가 수평회전축(260)을 중심으로 하여 지면에 대해 수직방향으로 공전을 하는 구성이라는 큰 차이점이 있다.6 to 8 are views showing a tilted rotary blade for a vertical wind power generator according to a second embodiment of the present invention. As shown in the figure, the tilted rotary blade for a vertical wind power generator according to the second embodiment of the present invention, The rotary blade apparatus 200 includes the vertical power shaft 210, the wind direction interlocking member 220, the tilt drum 230, the blade member 240, and the tilt guider 250, In the first embodiment, the wing members 140 revolve horizontally with respect to the ground with the vertical power shaft 110 as the center. In this embodiment, On the contrary, in the second embodiment, there is a major difference that the wing member 240 rotates about the horizontal rotation axis 260 in the direction perpendicular to the paper surface.

이에, 이하에서 본 제2 실시예를 설명함에 있어서는, 제1 실시예와 동일한 구성부분에 대해서는 중복되는 상세한 설명을 생략함과 함께 100단위의 도면부호를 200단위의 도면부호로 치환하여 표시하기로 하며, 제1 실시예와 차별화되는 구성부분을 중심으로 상세하게 설명하기로 한다.In the following description of the second embodiment, the detailed description of the same constituent parts as those of the first embodiment is omitted, and the numerals of 100 units are replaced with the numerals of 200 units and displayed And will be described in detail mainly with respect to components that are differentiated from the first embodiment.

먼저, 제1 실시예와 동일하게, 수직동력축(210)은 지면에 수직으로 설치되고, 풍향연동부재(220)는 풍향 변화에 따라 연동되도록 수직동력축(210)에 독립적으로 설치된다.First, in the same manner as in the first embodiment, the vertical power shaft 210 is installed perpendicularly to the ground, and the wind direction interlocking member 220 is installed independently of the vertical power shaft 210 so as to be interlocked with the wind direction change.

여기서, 상기 풍향연동부재(220)에는 추가로 수평회전축(260)이 지지되도록 설치됨과 함께 틸트드럼(230)이 수평방향으로 설치되어야 하므로, 이를 위해 풍향연동부재(220)의 양단에는 수평회전축(260)을 회전가능하게 지지하면서 틸트드럼(230)이 고정 설치되는 축지지부(221)가 형성된다.The wind direction interlocking member 220 is further provided with a horizontal rotation shaft 260 so that the horizontal rotation axis 260 is supported and the tilt drum 230 is installed in a horizontal direction. 260 are rotatably supported and a tilting drum 221 is fixedly installed.

상기 수평회전축(260)은 상기 풍향연동부재(220)의 축지지부(221)를 관통하여 풍향연동부재(220)에 수평방향으로 설치가 되며, 이렇게 수평회전축(260)이 풍향연동부재(220)에 설치됨으로써 풍향이 변하더라도 수평회전축(260)은 풍향연동부재(220)와 함께 연동되면서 항상 풍향에 대해 그 축선(shaft line)이 수직상태를 유지할 수 있게 된다.The horizontal rotation shaft 260 is horizontally installed on the wind direction interlocking member 220 through the shaft supporting portion 221 of the wind direction interlocking member 220. The horizontal rotation axis 260 is formed in the wind direction interlocking member 220, The horizontal rotation axis 260 is interlocked with the wind direction interlocking member 220 so that the shaft line can always maintain a vertical state with respect to the wind direction.

이러한 수평회전축(260)은 상기 수직동력축(210)에 회전력을 전달할 수 있도록 동력전달 가능하게 결합되는데, 상기 수평회전축(260)은 지면에 대해 수평으로 설치되고, 상기 수직동력축(210)은 지면에 대해 수직으로 설치되므로, 도 7에 일 예로서 도시된 것처럼 상기 수평회전축(260)은 수직동력축(210)에 베벌기어를 통해 결합될 수 있다.The horizontal rotation shaft 260 is coupled to the vertical power shaft 210 so as to transmit rotational power to the vertical power shaft 210. The horizontal rotation shaft 260 is installed horizontally with respect to the ground, 7, the horizontal rotary shaft 260 can be coupled to the vertical power shaft 210 through a bevel gear, as shown by way of example in FIG.

그리고 상기 틸트드럼(230)은 제1 실시예와 동일한 구성, 즉 정레일부(232), 역레일부(233), 한 쌍의 전환레일부(234, 235)로 구성된 궤도레일(231)이 옆면의 외주연을 따라 형성되는 구성으로 이루어지되, 도 7에 도시된 것처럼, 수직동력축(210)이 아니라 상기 수평회전축(260)에 중심부가 관통되면서 상기 풍향연동부재(220)의 축지지부(221)에 수평방향으로 고정 설치가 이루어지게 된다.The tilt drum 230 has the same structure as that of the first embodiment, that is, the track rail 231 composed of the rear part 232, the back part 233, and the pair of switching rails 234, 7, the central portion passes through the horizontal rotation axis 260 instead of the vertical power shaft 210, so that the shaft support portion 221 of the wind direction interlocking member 220 is inserted into the horizontal rotation shaft 260, In a horizontal direction.

상기 날개부재(240)는 제1 실시예와 동일하게 날개스템(241)과 날개판(242)으로 구성되되, 도 7에 도시된 것처럼, 수직동력축(210)이 아니라 수평회전축(260)에 설치된 날개지지부재(243)의 스템지지관(244)에 자전 가능하게 설치된다.The wing member 240 is composed of a wing stem 241 and a wing plate 242 in the same manner as in the first embodiment. The wing member 240 does not include the vertical power shaft 210 but the horizontal rotation shaft 260 Is rotatably mounted on the stem support tube (244) of the installed wing support member (243).

이에 따라 날개부재(240)는 지면에 대해 수직방향으로 공전하면서 상기 수평회전축(260)에 회전력을 인가하게 되며, 이러한 수평회전축(260)의 회전력이 수직동력축(210)으로 전달되게 된다.Accordingly, the wing member 240 applies rotational force to the horizontal rotation shaft 260 while revolving in a direction perpendicular to the paper surface, and the rotational force of the horizontal rotation shaft 260 is transmitted to the vertical power shaft 210.

그리고 상기 틸트가이더(250) 또한 제1 실시예와 동일한 구성, 즉 날개스템(241) 끝단의 중심에 일단이 고정되면서 날개판(242)과 45°각도로 연장되며, 연장된 타단은 틸트드럼(230)의 궤도레일(231)에 설치되는 구성으로 이루어진다.The tilt guider 250 also has the same configuration as that of the first embodiment, that is, one end is fixed at the center of the end of the vane stem 241 and extends at an angle of 45 ° with the vane plate 242, 230 installed on the track rail 231 of the vehicle.

상기한 틸트드럼(230)과 틸트가이더(250)는 전술한 제1 실시예의 틸트드럼(130)과 틸트가이더(150)와 설치방향에 있어 지면에 대해 수직이냐 수평이냐의 차이만 있을 뿐, 제1 실시예에서 설명한 것과 동일한 작용을 수행한다.The tilt drum 230 and the tilt guider 250 are different from the tilt drum 130 and the tilt guide 150 according to the first embodiment only in the vertical direction or the horizontal direction, 1 < / RTI > embodiment.

즉, 도 8에 도시된 것처럼, 날개부재(240)가 풍향(W)에 대해 정방향 공전할 때는 틸트가이더(250)가 궤도레일(231)의 정레일부(232)를 따라 이동하면서 날개판(242)이 풍향에 대해 수직상태를 유지하면서 공전이 되도록 하고, 역방향 공전할 때는 역레일부(233)를 따라 이동하면서 날개판(242)이 풍향에 대해 수평상태를 그대로 유지하면서 공전이 되도록 하며, 역정변환지점(NP)인 360°(또는 0°)부분의 전환레일부(234)와 정역변환지점(PN)인 180°부분의 전환레일부(235)를 각각 틸트가이더(250)가 통과하면서 날개스템(241)을 각각 90°자전시켜 날개판(242)이 풍향에 대해 수직 또는 수평상태가 되도록 각각 틸트시키게 되는 것이다.8, when the wing member 240 revolves in the forward direction with respect to the wind direction W, the tilt guider 250 moves along the rear portion 232 of the track rail 231, And the wing plate 242 moves along the backwash portion 233 so that the wing plate 242 maintains the horizontal state with respect to the wind direction while revolving, The switching rail portion 234 of the 360 ° (or 0 °) portion as the point NP and the switching rail portion 235 of the 180 ° portion as the normal conversion point PN are passed through the tilt guider 250, (241) are respectively rotated by 90 ° so that the wing plates (242) are tilted to be vertical or horizontal with respect to the wind direction.

이렇게 본 제2 실시예는 날개부재(240)가 수직동력축(210)에 직접 풍력에 의한 회전력을 인가시키지 않고 추가로 설치된 수평회전축(260)을 매개로 하여 수직동력축(210)으로 회전력을 전달하는 구성으로서, 날개부재(240)가 지면에 대해 수직방향으로 회전하는 구조를 가짐으로써 날개부재(140)가 지면에 대해 수평방향으로 회전하는 구성인 제1 실시예와 비교할 때 설치공간을 대폭 감소시킬 수 있게 된다.In the second embodiment of the present invention, the wing member 240 does not directly apply the rotational force to the vertical power shaft 210 but applies the rotational force to the vertical power shaft 210 via the further installed horizontal rotation shaft 260 As compared with the first embodiment, in which the wing member 240 rotates in a direction perpendicular to the paper surface, the wing member 140 rotates in the horizontal direction with respect to the paper surface, .

또한, 도 6에 도시된 것처럼 수직동력축(210)을 중심으로 수평회전축(260)의 양쪽에 틸트드럼(230), 날개부재(240), 틸트가이더(250)를 한 쌍으로 설치하여 수평회전축(260)에 회전력을 인가하도록 구성할 수 있으므로 동일한 풍력에 대비하여 보다 큰 회전력을 수직동력축(210)으로 전달할 수 있게 된다.
6, a pair of tilt drums 230, wing members 240 and tilt guiders 250 are installed on both sides of the horizontal rotation shaft 260 about the vertical power shaft 210, The rotational force can be applied to the vertical power shaft 210 in comparison with the same wind force.

이상으로 본 발명의 실시예들에 따른 구성을 상세하게 설명하였는 바, 그 작동에 대해 간단하게 살펴보면 다음과 같다.As described above, the configuration according to the embodiments of the present invention has been described in detail, and its operation will be briefly described below.

여기서, 날개부재(140, 240)의 틸트작동은 전술한 것처럼 제1 실시예와 제2 실시예에 있어 지면에 대해 각각 수평방향 공전이냐 수직방향 공전이냐의 차이만 있을 뿐 동일하므로, 이하에서는 편의상 도 8을 참조하여 제2 실시예에 따른 날개부재(240)를 기준으로 그 작동을 살펴보기로 한다.Here, as described above, the tilting operation of the wing members 140 and 240 is the same as that of the first embodiment and the second embodiment, except that there is only difference between horizontal or vertical revolutions with respect to the paper surface. Referring to FIG. 8, operation of the wing member 240 according to the second embodiment will be described.

날개부재(240)가 틸트드럼(230)을 중심으로 지면에 대해 수직방향으로 공전할 때, 먼저 날개부재(240)가 풍향(W)에 대해 공전각 0°에서 180°쪽으로 정방향 공전하는 상태인 경우, 틸트가이더(250)는 공전경로(R)의 일측에 직선으로 형성된 정레일부(232)를 따라 이동하게 되므로 날개판(242)은 풍향(W)과 수직상태를 유지하게 되며, 그에 따라 날개부재(240)는 풍력에 의한 최대의 정방향 회전력을 수평회전축(260)으로 인가하면서 정방향 공전을 하게 된다.When the wing member 240 revolves in a direction perpendicular to the paper surface around the tilt drum 230, the wing member 240 first rotates in the forward direction toward 180 degrees from the idle angle 0 The tilt guider 250 moves along a portion 232 of the straight line formed on one side of the orbiting path R so that the blade 242 maintains a vertical state with respect to the wind direction W, The member 240 is subjected to forward rotation while applying the maximum forward rotational force by the wind force to the horizontal rotary shaft 260.

이렇게 풍력에 의해 정방향 공전이 진행되면서 날개부재(240)가 역방향으로 전환되는 공전각 180°부근에 이르게 되면, 틸트가이더(250)는 정역변환지점(PN)으로 기능하는 사선형태의 전환레일부(235)를 통과하면서 정레일부(232)쪽에서 역레일부(233)쪽으로 방향전환을 하게 되고, 그에 따라 날개스템(241)이 90°자전이 되면서 날개판(242)은 풍향(W)에 대해 수평하게 틸트가 이루어지게 된다.When the wing member 240 reaches a revolving angle of about 180 degrees at which the wing member 240 is switched in the reverse direction as the forward revolution is progressed by the wind force, the tilting guider 250 rotates the diagonal conversion lever portion The blade plate 242 is rotated horizontally with respect to the wind direction W while the wing stem 241 is rotated by 90 degrees so that the wing plate 241 is rotated from the rear part 232 side toward the back part 233, Tilt is performed.

그리고 틸트 후 계속적으로 날개부재(240)가 풍향(W)에 대해 공전각 180°에서 360°(또는 0°) 쪽으로 역방향 공전할 때는, 틸트가이더(250)가 자전경로(R)의 타측에 직선으로 형성된 역레일부(233)를 따라 이동하게 되므로 날개판(242)은 풍향(W)과 수평상태를 그대로 유지하게 되며, 그에 따라 날개부재(240)는 풍력에 의해 수평회전축(260)에 인가되는 역방향 회전력을 최소화시키면서 역방향 공전을 하게 된다.When the wing member 240 continuously revolves in the reverse direction toward 360 ° (or 0 °) at the revolution angle 180 ° with respect to the wind direction W after the tilting, the tilting guider 250 rotates in a straight line The wing plate 242 keeps the wind direction W and the horizontal state as it is so that the wing member 240 is applied to the horizontal rotation axis 260 by the wind force Reverse rotation is performed while minimizing the reverse rotation force.

이렇게 풍력에 의해 역방향 공전이 계속 진행되면 날개부재(240)는 다시 역방향에서 정방향으로 전환되는 공전각 360°(또는 0°) 부근에 이르게 되며, 이 때 틸트가이더(250)는 역정변환지점(NP)으로 기능하는 사선형태의 전환레일부(234)를 통과하면서 역레일부(233)쪽에서 정레일부(232)쪽으로 다시 방향전환을 하게 되고, 그에 따라 날개스템(241)이 다시 90°자전이 되면서 날개판(242)은 풍향(W)에 대해 다시 수직하게 틸트가 이루어지게 된다.The tilt gyrator 250 is rotated in the opposite direction from the turning point NP (or 0 °) at which the wing member 240 is again turned to the forward direction from the reverse direction to the forward direction, And the wing stem 241 is rotated again by 90 degrees so that the wing stems 241 are rotated by 90 degrees again. As a result, The plate 242 is vertically tilted with respect to the wind direction W again.

그리고, 이렇게 날개부재(240)가 틸트되면서 정방향으로 전환되고 나면, 다시 전술한 것과 같은 정방향과 역방향의 공전 및 틸트과정을 반복하면서 날개부재(240)는 수평회전축(260)에 최대한의 정방향 회전력만을 인가할 수 있으며, 상기와 같이 수평회전축(260)에 인가된 최대한의 정방향 회전력은 기어 결합된 수직동력축(210)으로 전달됨으로써 동일한 풍력에 있어 에너지 변환효율을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.When the wing member 240 is tilted and turned to the forward direction, the wing member 240 repeats the above-described forward and reverse revolving and tilting processes as described above, and only the maximum forward rotational force is applied to the horizontal rotating shaft 260 As described above, the maximum forward rotational force applied to the horizontal rotary shaft 260 is transmitted to the gear coupled vertical power shaft 210, so that the energy conversion efficiency can be improved in the same wind force.

이상으로 본 발명을 설명하였는데, 본 발명의 기술적 범위는 상술한 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것은 아니며, 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 수정 또는 변경된 등가의 구성은 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 것이라 할 것이다.The technical scope of the present invention is not limited to the contents described in the above embodiments, and the equivalent structure modified or changed by those skilled in the art can be applied to the technical It is said that it does not go beyond the scope of thought.

첨부된 도면들의 주요부위에 대한 부호를 설명하면 다음과 같다.
110/210: 수직동력축 120/220: 풍향연동부재
130/230: 틸트드럼 131/231: 궤도레일
132/232: 정레일부 133/233: 역레일부
134/234: 전환레일부(NP) 135/235: 전환레일부(PN)
140/240: 날개부재 141/241: 날개스템
142/242: 날개판 143/243: 날개지지부재
144/244: 스템지지관 150/250: 틸트가이더
151/251: 레일롤러 260: 수평회전축The main parts of the accompanying drawings are as follows.
110/210: Vertical power shaft 120/220: Wind direction interlocking member
130/230: Tilt drums 131/231: Track rails
132/232: part of the mere part 133/233: part of the back part
134/234: Switching rail part (NP) 135/235: Switch rail part (PN)
140/240: wing members 141/241: wing stems
142/242: wing plate 143/243: wing support member
144/244: stem support tube 150/250: tilt guider
151/251: Rail roller 260: Horizontal rotary shaft

Claims

Vertical power shaft;
A wind direction interlocking member installed independently of the vertical power axis and rotated in conjunction with the wind direction change;
A tilt drum fixed vertically to the wind direction interlocking member and having a track rail formed along an outer periphery of a side surface;
A wing member composed of a wing stem and a wing plate for applying a rotational force to the vertical power shaft while revolving in the horizontal direction by the wind force around the tilt drum;
And a tilt guider having one end fixed to the center of the end of the blade stem and the other end disposed on the track rail and moving along the track rail when the wing member revolves,
The track rail is composed of a part of a rectilinear ridge connected to a pair of diagonal conversion rail portions and a reverse rail portion while being equally spaced apart from each other in the revolving path of the wing member and alternately formed at intervals of 180 degrees ,
The tilt guider moves along the rail portion when revolving in the forward direction (the same direction as the wind direction) of the wing member, so that the wing plate is perpendicular to the wind direction, while the wing plate moves along the reverse rail portion when revolving in the reverse direction And the wing members are respectively rotated by 90 ° so as to be tilted vertically or horizontally with respect to the wind direction while passing through the pair of switching rail portions. The tilting type rotary wing device for vertical wind power generation

The method according to claim 1,
Further comprising a wing support member secured to the vertical power shaft and rotated with a vertical power shaft, the wing support member having a stem support tube,
Wherein the wing member is rotatably installed on the wing support member through the stem support tube.

Vertical power shaft;
A wind direction interlocking member installed independently of the vertical power axis and rotated in conjunction with the wind direction change;
A horizontal rotary shaft installed to penetrate the wind direction interlocking member in a horizontal direction while being coupled to the vertical power shaft so as to transmit power;
A tilt drum fixed horizontally to the wind direction interlocking member and having a track rail along an outer circumference of a side surface;
A wing member composed of a wing stem and a wing plate for applying a rotational force to a horizontal rotary shaft while revolving in the vertical direction by wind force around the tilt drum;
And a tilting guider installed at the other end of the tilting guider and moving along a track track when the wing member revolves,
The track rail is composed of a part of a rectilinear ridge connected to a pair of diagonal conversion rail portions and a reverse rail portion while being equally spaced apart from each other in the revolving path of the wing member and alternately formed at intervals of 180 degrees ,
The tilt guider moves along the rail portion when revolving in the forward direction (the same direction as the wind direction) of the wing member, so that the wing plate is perpendicular to the wind direction, while the wing plate moves along the reverse rail portion when revolving in the reverse direction And the wing members are respectively rotated by 90 ° so that the wing plates are tilted vertically or horizontally with respect to the wind direction while passing through the pair of switching rail portions.

The method of claim 3,
And a wing support member fixed to the horizontal rotation shaft and rotated together with the horizontal rotation shaft and having a stem support tube,
Wherein the wing member is rotatably installed on the wing support member through the stem support tube.

The method according to claim 1 or 3,
Wherein the tilt guider has an angle of 45 ° with respect to the vane plate.

The method according to claim 1 or 3,
And a tilting guider mounted on the track rail is provided with a rail roller for rotating along a track rail when the wing member revolves.