KR101498684B1 - Flat Back Airfoil having Diagonal type Trailing Edge Shape and Blade for Wind Turbine Generator having the Same - Google Patents

Flat Back Airfoil having Diagonal type Trailing Edge Shape and Blade for Wind Turbine Generator having the Same Download PDF

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신형기
김태형
방형준
김수현
이수갑
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한국에너지기술연구원
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Abstract

The present invention relates to a flat back airfoil whereof a trailing edge is formed in a plate shape and, more specifically, to a flat back airfoil having a diagonal type trailing edge and a blade of a wind turbine generator blade having the same which reduces noise due to the air friction when the blade rotates by applying a diagonal type trailing edge shape to the flat back airfoil and minimizes interference from a mold when manufacturing an airfoil.

Description

사선 형 뒷전을 갖는 플랫 백 에어포일 및 이를 포함하는 풍력발전기의 블레이드{Flat Back Airfoil having Diagonal type Trailing Edge Shape and Blade for Wind Turbine Generator having the Same}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a flat back airfoil having a trapezoidal trailing edge and a blade of a wind power generator including the flat back airfoil,

본 발명은 뒷전이 판상으로 이루어진 플랫 백 에어포일에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플랫 백 에어포일에 사선 형 뒷전 형상을 적용하여 블레이드 회전 시 공기 마찰에 따른 소음을 저감하고, 에어포일 제작 시 몰드의 간섭을 최소화한 사선 형 뒷전을 갖는 플랫 백 에어포일 및 이를 포함하는 풍력발전기의 블레이드에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a flat back airfoil having a trailing plate shape, and more particularly, to a flat back airfoil with a trapezoidal trailing edge shape to reduce noise caused by air friction during rotation of the blade, BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a flat back airfoil having a slant trailing edge that minimizes interference and a blade of a wind power generator including the same.

바람의 힘을 이용하여 전기에너지를 발생시키는 풍력발전기는 산업의 발달과 인구 증가에 의한 석유, 석탄, 천연가스 등의 천연자원의 고갈에 따라 대체 에너지원으로 많은 연구가 진행되고 있다.Wind power generators that generate electric energy by using wind power are being studied as alternative energy sources due to depletion of natural resources such as petroleum, coal and natural gas due to development of industry and population increase.

풍력발전이란 공기 유동이 갖는 운동에너지를 기계적 에너지로 변환시킨 후 다시 전기에너지를 생산하는 기술로서, 자연에 존재하는 바람을 에너지원으로 이용하므로 비용이 들지 않으면서도 친환경적인 바, 점차 사용 범위가 증가하고 있다.
Wind power generation is a technology to convert kinetic energy of air flow into mechanical energy and then to produce electric energy again. Since it uses natural wind as an energy source, it is eco-friendly without increasing cost. .

풍력발전기의 구조는 도 1에 도시한 바와 같이, 지면상에 세워지는 고층의 타워(1) 상단에 블레이드(3)를 회동 지지하는 낫셀(2)을 회전 가능하도록 설치하고, 낫셀(2) 내부에는 증속기, 발전기 및 제어장치(미도시)를 두어, 블레이드(3)의 회전력이 허브(4)를 거쳐 주축을 통해 발전기에 이르도록 구성된다. 한편, 공기 유동 후류에 해당하는 낫셀(2)의 상단에는 풍향풍속계(5)가 배치된다. 이는 바람의 속도에 따라 전체 시스템을 최적 제어하고 발전량을 모니터링하기 위함인데, 풍향풍속계(5)에서 측정되는 풍향과 풍속에 기반하여 블레이드(3)의 피치 각도를 조절하고 낫셀(2)의 방향을 유동 방향으로 전환하여 발전 효율을 극대화한다.
As shown in FIG. 1, the structure of the wind power generator is such that a nacelle 2 that rotatably supports a blade 3 is rotatably installed on an upper end of a tower 1 of a high-rise tower on the ground, A generator, and a control device (not shown) so that the rotational force of the blade 3 is transmitted to the generator via the hub 4 via the main shaft. On the other hand, a wind direction anemometer 5 is disposed at the upper end of the nacelle 2 corresponding to the air flow wake. This is to optimize the overall system and monitor the power generation according to the wind speed. The pitch angle of the blade 3 is adjusted based on the wind direction and the wind speed measured in the wind direction anemometer 5 and the direction of the nacelle 2 Thereby maximizing power generation efficiency.

최근에는 상기와 같은 풍력발전기가 대형화되면서, 블레이드(3)의 길이가 길어짐에 따라 블레이드(3)의 부피와 무게도 증가하고 있는 실정이다.In recent years, as the size of the wind turbine increases, the blade 3 becomes bulky and heavy as the length of the blade 3 increases.

이에 따라 블레이드(3)의 루트(root, 허브(4)에 가까운 측단)에 가해지는 하중이 커짐에 따라 블레이드(3)의 단면인 에어포일의 뒷전이 판상으로 이루어진 플랫 백 에어포일(Flat back Airfoil)을 적용하여 블레이드(3)의 강도를 보강시킨 기술이 공지된 바 있다.As the load applied to the root of the blade 3 (the side nearer to the hub 4) becomes larger, the flat back airfoil ) Is applied to reinforce the strength of the blade (3).

도 2에는 통상의 플랫 백 에어포일(10)의 단면도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 플랫 백 에어포일(10)은 앞전(leading edge)과 뒷전(trailing edge)을 연결하도록 상측에 형성된 윗면(11)과, 하측에 형성된 아랫면(12)과, 판상으로 이루어진 뒷전(15)을 포함하여 이루어진다.2 shows a cross-sectional view of a conventional flat back airfoil 10. As shown in FIG. As shown, the flat back airfoil 10 includes an upper surface 11 formed on the upper side, a lower surface 12 formed on the lower side, and a trailing edge 15 formed on the upper side so as to connect a leading edge and a trailing edge. ).

그러나 상기와 같은 플랫 백 에어포일(10)을 풍력발전기의 블레이드에 적용할 경우 블레이드의 구조적 강도는 증가하지만, 판상으로 이루어진 뒷전(15)의 양끝단에서 강한 와류(vortex)가 발생되기 때문에 일반적인 에어포일(뒷전이 날카롭게 형성)에 비해 공력 성능이 떨어지고, 소음이 증가하는 문제점이 발생한다.However, when the flat back airfoil 10 as described above is applied to the blades of the wind power generator, the structural strength of the blades is increased, but since a strong vortex is generated at both ends of the trailing edge 15 made of plate, The aerodynamic performance is lowered and the noise is increased as compared with the foil (formed with a sharp trailing edge).

또한, 도 4에 도시된 바와 같이 블레이드는, 일반적으로 몰드 성형을 통해 제조되는데, 몰드 성형 후 금형(20)으로부터 블레이드의 분리를 용이하게 하기 위해 금형(20)은 상측 금형(21)과 하측 금형(22)으로 구성되어 에어포일의 앞전 측이 힌지회동 가능하도록 결합된다. 따라서 상측 금형(21)에는 윗면(11)과 윗면(11)에 결합되는 상측 뒷전(15a)이 성형되고, 하측 금형(22)에는 아랫면(12)과 아랫면(12)에 결합되는 하측 뒷전(15b)이 성형되는데, 플랫 백 에어포일(10)의 경우 블레이드와, 금형의 분리를 위해 하측 금형(22) 회전 시 플랫 백 에어포일(10)의 하측 뒷전(15b)의 모서리부(1)가 하측 금형(22)과 간섭되어 몰드 성형이 용이하지 않은 문제점이 있다.4, the blade 20 is generally manufactured through mold formation. In order to facilitate the separation of the blade from the mold 20 after the molding, the mold 20 is divided into the upper mold 21 and the lower mold 21, (22) so that the front side of the airfoil is hinged so as to be rotatable. An upper trailing edge 15a connected to the upper surface 11 and the upper surface 11 is formed in the upper mold 21 and a lower trailing edge 15b connected to the lower surface 12 and the lower surface 12 is formed in the lower mold 22. [ In the case of the flat back airfoil 10, the edge portion 1 of the lower rear warp 15b of the flat back airfoil 10 during the rotation of the lower mold 22 for separating the blade and the mold, It is interfered with the mold 22 and mold molding is not easy.

따라서 풍력발전기의 블레이드에 적용되는 플랫 백 에어포일에 있어서, 구조적 강도가 보장되며, 블레이드 회전 시 소음을 최소화하고, 몰드 성형으로 제조 시 금형과의 간섭을 배제한 에어포일의 개발이 요구된다.
Therefore, in the flat back airfoil applied to the blade of a wind turbine generator, it is required to develop an airfoil in which the structural strength is ensured, the noise during rotation of the blade is minimized, and interference with the mold is eliminated in the production by mold molding.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 플랫 백 에어포일의 뒷전에 사선 형 구조를 적용하여 플랫 백 에어포일의 뒷전에서 발생되는 와류를 감소시키고, 사선 형 구조를 통해 플랫 백 에어포일 제조 시 금형과의 간섭을 배제한 사선 형 뒷전 형상을 갖는 사선 형 뒷전을 갖는 플랫 백 에어포일 및 이를 포함하는 풍력발전기의 블레이드를 제공함에 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a flat back airfoil having a sloped structure to reduce vortex generated in a trailing edge of a flat back airfoil, A flat back airfoil having an oblique rear trapezoid with an obliquely trailing trapezoidal shape that eliminates interference with a mold during manufacture of the flat back airfoil, and a blade of the wind turbine including the flat back airfoil.

본 발명의 사선 형 뒷전을 갖는 플랫 백 에어포일은, 앞전 및 뒷전과, 상기 앞전과 뒷전 사이에 형성되는 윗면 및 아랫면을 포함하는 에어포일에 있어서, 상기 에어포일은, 상기 뒷전이 판상으로 이루어진 플랫 백 에어포일로 되며, 상기 뒷전은, 상기 윗면에 맞닿는 상단에서 하방으로 소정거리까지 형성되는, 뒷전 직선부; 상기 직선부의 하측 끝단에 형성되는, 뒷전 절곡부; 및 상기 절곡부에서, 하방으로 갈수록 상기 앞전 측으로 기울어지게 형성된 뒷전 경사부; 를 포함한다.A flat back airfoil having an oblique trailing edge of the present invention is an airfoil including a leading edge and a trailing edge, and an upper surface and a lower surface formed between the leading edge and trailing edge, wherein the airfoil is a flat Wherein the rear sheath is formed to a predetermined distance downward from an upper end abutting on the upper surface; A rear bending portion formed at a lower end of the straight portion; And a rear inclined portion formed at the bent portion to be inclined toward the front side downward; .

다른 실시 예로, 상기 에어포일은, 상기 뒷전이 판상으로 이루어진 플랫 백 에어포일로 되며, 상기 뒷전은, 상기 아랫면에 맞닿는 하단에서 상방으로 소정거리까지 형성되는, 뒷전 직선부; 상기 직선부의 상측 끝단에 형성되는, 뒷전 절곡부; 및 상기 절곡부에서, 상방으로 갈수록 상기 앞전 측으로 기울어지게 형성된 뒷전 경사부; 를 포함한다.In another embodiment, the airfoil may be a flat back airfoil having a trailing plate shape, the trailing plate may include a trailing rectilinear portion formed to a predetermined distance upward from a lower end thereof abutting the lower surface; A rear bending portion formed at an upper end of the rectilinear portion; And a rear inclined portion formed at the bent portion to be inclined upward toward the front side; .

이때, 상기 에어포일은, 상기 뒷전 경사부와, 상기 에어포일의 코드의 각도가 58~62도인 것을 특징으로 한다.In this case, the airfoil is characterized in that the angle of the cord of the rear inclined portion and the airfoil is 58 to 62 degrees.

또한, 상기 뒷전 절곡부는, 상기 에어포일의 코드 상에 형성되는 것을 특징으로 한다.
Further, the rear warp bent portion is formed on the cord of the airfoil.

본 발명의 풍력발전기용 블레이드는, 상술된 사선 형 뒷전을 갖는 플랫 백 에어포일을 포함한다.The blade for a wind turbine of the present invention includes a flat back airfoil having the above-described oblique trailing edge.

또한, 상기 블레이드는, 단면이 상기 플랫 백 에어포일 형상인 메인 블레이드; 및 상기 메인 블레이드의 상기 블레이드 루트 측에 형성된 루트 블레이드; 를 포함하며, 상기 루트 블레이드는 단면이 원통형으로 이루어진다.
Further, the blade may include: a main blade having a cross-section in the shape of the flat back airfoil; And a root blade formed on the blade root side of the main blade; Wherein the root blade is cylindrical in cross section.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 사선 형 뒷전을 갖는 플랫 백 에어포일 및 이를 포함하는 풍력발전기의 블레이드는, 플랫 백 에어포일을 기본 형상으로 하여 블레이드의 구조적 강도가 증가되며, 사선 형 뒷전을 통해 블레이드 회전 시 소음이 감소되는 효과가 있다. 또한, 사선 형 뒷전 구조는 에어포일의 몰드 성형 시 금형과의 간섭을 배제하여 플랫 백 에어포일의 제조가 용이한 장점이 있다.
The flat back airfoil having the oblique trailing edge of the present invention and the blade of the wind power generator including the oblique trailing edge of the present invention having the above-described structure are configured such that the flat back airfoil has a basic shape and the structural strength of the blade is increased, There is an effect that the noise is reduced when rotating the blade. In addition, the oblique trailing edge structure is advantageous in that the flat back airfoil can be easily manufactured by eliminating interference with the mold during the molding of the airfoil.

도 1은 풍력발전기 사시도
도 2는 일반적인 플랫 백 에어포일 단면도
도 3은 일반적인 플랫 백 에어포일 제조 공정 단면도
도 4는 일반적인 에어포일 단면도
도 5는 본 발명의 제1 실시 예의 플랫 백 에어포일 단면도
도 6은 본 발명의 제2 실시 예의 플랫 백 에어포일 단면도
도 7은 본 발명의 플랫 백 에어포일 제조 공정 단면도
도 8은 본 발명의 풍력발전기 블레이드 사시도
도 9는 일반적인 플랫 백 에어포일 뒷전의 와류 발생 시험 영상
도 10은 본 발명의 플랫 백 에어포일 뒷전의 와류 발생 시험 영상
도 11은 일반적인 플랫 백 에어포일과 본 발명의 플랫 백 에어포일의 주파수에 따른 소음 비교표1 is a perspective view of a wind turbine generator
2 is a cross-
3 is a cross-sectional view of a typical flat bag airfoil manufacturing process
Figure 4 is a cross-
5 is a cross-sectional view of the flat back airfoil of the first embodiment of the present invention
6 is a cross-sectional view of the flat back airfoil of the second embodiment of the present invention
7 is a cross-sectional view of the flat back airfoil manufacturing process of the present invention
8 is a perspective view of a wind turbine blade of the present invention
9 is a graph showing a vortex generation test image
10 is a graph showing a vortex generation test image after the flat back airfoil of the present invention
Fig. 11 is a graph showing the relationship between the frequency of a conventional flat back airfoil and the flat back airfoil of the present invention

본 발명의 풍력발전기 블레이드를 설명하기에 앞서 상기 블레이드에 적용되는 에어포일 단면 형상의 용어 및 구조에 대하여 간단히 설명하기로 한다. Before describing the wind turbine blade of the present invention, the terms and structure of the cross-sectional shape of the airfoil applied to the blade will be briefly described.

도 4에는 일반적인 에어포일(300)의 단면도가 도시되어 있다. 도면을 참조하면, 에어포일(300)은 앞전(Leading edge)(210)과, 앞전(210)으로부터 공간을 가지며 형성되는 뒷전(Trailing edge)(220)과, 앞전(210)과 뒷전(220) 사이에 형성되는 윗면(upper surface)(240) 및 아랫면(lower surface)(250)을 포함한다.A cross-sectional view of a typical airfoil 300 is shown in FIG. Referring to the drawing, the airfoil 300 includes a leading edge 210, a trailing edge 220 formed with a space from the leading edge 210, a leading edge 210 and a trailing edge 220, And an upper surface 240 and a lower surface 250 formed between the upper surface 240 and the lower surface 250.

코드(chord)(230)는 앞전(210)과 뒷전(220)을 잇는 직선을 의미하며, 코드길이(chord length)는 에어포일(300)은 단면의 수평방향 최대길이 즉 코드의 길이를 의미한다. 또한 두께비(Thickness-ratio)는 에어포일(300)의 두께(t)/코드길이(c)로 정의한다. 또한 면적비(area-ratio)는 에어포일(300)의 단면적/코드길이(c)로 정의한다.The chord 230 refers to a straight line connecting the leading edge 210 and the trailing edge 220 and the chord length means the maximum length in the horizontal direction of the cross section of the airfoil 300 . The thickness ratio is defined as the thickness t / cord length c of the airfoil 300. The area-ratio is also defined as the cross-sectional area / cord length c of the airfoil 300.

에어포일(300)에는, 캠버(Mean Camber Line)(260)가 존재한다. 캠버(260)는 에어포일(300)의 윗면(240)과 아랫면(250)의 중간지점을 앞전(210)에서부터 뒷전(220)까지 연결한 선이다.In the airfoil 300, there is a camber (Mean Camber Line) 260. The camber 260 is a line connecting the midpoint between the upper surface 240 and the lower surface 250 of the airfoil 300 from the leading edge 210 to the trailing edge 220.

일반적으로 내부 구조물의 제작을 위하여 두께비가 높아야 한다. 그러나 두께비가 커지면 에어포일(300)의 공력 성능이 감소하게 된다. 그러므로 두께비는 구조물 응력설계와 에어포일 성능설계에서 타협점이 존재하게 된다. 일반적인 연구결과에 따르면 에어포일(300)의 두께는 얇아질수록 성능향상이 있으나 지나치게 얇으면 내부 구조물의 제작 및 구조 강도에 문제가 생길 수 있기 때문이다.
Generally, the thickness ratio should be high for the construction of the internal structure. However, as the thickness ratio increases, the aerodynamic performance of the airfoil 300 decreases. Therefore, there is a compromise in the thickness ratio between the structural stress design and the airfoil performance design. According to general research results, the thinner the thickness of the airfoil 300, the better the performance. However, if the thickness of the airfoil 300 is too thin, the inner structure and the structural strength of the airfoil 300 may be deteriorated.

본 발명은 풍력발전기용 블레이드에 적용되는 에어포일에 관한 것으로, 공력 성능을 유지하며, 블레이드 루트의 강도를 보강하기 위해 뒷전이 판상으로 이루어진 플랫 백 에어포일을 적용하되, 플랫 백 에어포일 형상에서 발생할 수 있는 소음을 감소시키기 위해 뒷전에 절곡부 및 경사부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an airfoil applied to a blade for a wind turbine, wherein a flat back airfoil of a trailing plate shape is applied to maintain aerodynamic performance and to reinforce the strength of the blade root, And includes a bent portion and an inclined portion at the rear end to reduce possible noise.

이하, 상기와 같은 본 발명의 일실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 5에는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 사선 형 뒷전을 갖는 플랫 백 에어포일(120, 이하, 에어포일)의 단면도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 에어포일(120)은 윗면(121), 아랫면(122)과, 뒷전(123, 124 125)을 포함한다. 통상의 플랫 백 에어포일은 뒷전이 단수의 판형으로 이루어지나, 본 발명의 에어포일(120)의 뒷전(123, 124 125)은, 뒷전 직선부(123), 뒷전 절곡부(124) 및 뒷전 경사부(125)를 포함하여 구성될 수 있다. 더욱 상세하게 뒷전 직선부(123)는 판상으로 이루어지며, 상측이 윗면(121)에 맞닿고, 하측이 에어포일(120)의 코드(C)까지 형성된다. 뒷전의 코드(C) 상에는 뒷전 절곡부(124)가 형성되어, 뒷전 직선부(123)와, 뒷전 경사부(125)가 소정각도 기울어지게 형성되도록 구성된다. 뒷전 경사부(125)는 상측이 뒷전 절곡부(124)에 맞닿고, 하방으로 갈수록 앞전 측으로 기울어진 판상으로 이루어질 수 있다.5 shows a cross-sectional view of a flat back airfoil 120 (hereinafter referred to as an airfoil) having a trapezoidal trailing edge according to the first embodiment of the present invention. As shown, the airfoil 120 includes an upper surface 121, a lower surface 122, and trailing edges 123, 124 125. The rear warp 123, 124 125 of the airfoil 120 of the present invention is formed of a rear warp linear portion 123, a rear warp bent portion 124, (125). ≪ / RTI > More specifically, the trailing rectilinear section 123 is formed in a plate shape, and the upper side thereof abuts against the upper surface 121 and the lower side thereof extends to the cord C of the airfoil 120. A rear warp bent portion 124 is formed on the cord C of the trailing warp so that the trailing warp linear portion 123 and the trailing warp portion 125 are formed to be inclined at a predetermined angle. The rear inclined portion 125 may be formed in a plate shape in which the upper side abuts against the rear curved portion 124 and slopes forward toward the lower side.

이때 뒷전 경사부(125)와 코드(C)가 이루는 각도(θ1)는 58~62도 일 수 있다. 상기와 같은 뒷전 경사부(125)의 구성을 통해 본 발명의 에어포일(120)은 뒷전에서의 와류 발생을 줄여 소음을 감소시킨 장점이 있다.
In this case, the angle? 1 formed by the rear inclined portion 125 and the cord C may be 58 to 62 degrees. The airfoil 120 of the present invention has the advantage of reducing the generation of vapors in the trailing edge by reducing the noise through the configuration of the rear inclined portion 125 as described above.

도 6에는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 사선 형 뒷전을 갖는 플랫 백 에어포일(320, 이하, 에어포일)의 단면도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 에어포일(320)은 윗면(321), 아랫면(322)과, 뒷전(323, 324 325)을 포함한다. 통상의 플랫 백 에어포일은 뒷전이 단수의 판형으로 이루어지나, 본 발명의 에어포일(320)의 뒷전(323, 324 325)은, 뒷전 직선부(323), 뒷전 절곡부(324) 및 뒷전 경사부(325)를 포함하여 구성될 수 있다. 더욱 상세하게 뒷전 직선부(323)는 판상으로 이루어지며, 하측이 아랫면(322)에 맞닿고, 상측이 에어포일(320)의 코드(C)까지 형성된다. 뒷전의 코드(C) 상에는 뒷전 절곡부(324)가 형성되어, 뒷전 직선부(323)와, 뒷전 경사부(325)가 소정각도 기울어지게 형성되도록 구성된다. 뒷전 경사부(325)는 하측이 뒷전 절곡부(324)에 맞닿고, 상방으로 갈수록 앞전 측으로 기울어진 판상으로 이루어질 수 있다.6 shows a cross-sectional view of a flat bag airfoil 320 (hereinafter referred to as an airfoil) having a trapezoidal trailing edge according to a second embodiment of the present invention. As shown, the airfoil 320 includes an upper surface 321, a lower surface 322 and trailing edges 323 and 324 325. The rear warp yarns 323 and 324 325 of the airfoil 320 of the present invention are formed so that the rear warp linear portion 323, the rear warp bent portion 324, (325). ≪ / RTI > More specifically, the trailing rectilinear section 323 is formed in a plate shape, the lower side abuts against the lower surface 322, and the upper side extends to the cord C of the airfoil 320. A rear warp bent portion 324 is formed on the cord C of the trailing warp so that the trailing warp linear portion 323 and the trailing warp portion 325 are formed to be inclined at a predetermined angle. The rear inclined portion 325 may be formed in a plate shape in which the lower side abuts against the rear curved portion 324 and is inclined forward toward the upper side.

이때 뒷전 경사부(325)와 코드(C)가 이루는 각도(θ2)는 58~62도 일 수 있다. 상기와 같은 뒷전 경사부(325)의 구성을 통해 본 발명의 에어포일(320)은 뒷전에서의 와류 발생을 줄여 소음을 감소시킨 장점이 있다.
At this time, the angle? 2 formed by the rear inclined portion 325 and the cord C may be 58 to 62 degrees. The airfoil 320 of the present invention has the advantage of reducing the generation of vapors in the trailing edge by reducing the noise through the configuration of the rear inclined portion 325 as described above.

도 7에는 본 발명의 에어포일(120)이 적용된 블레이드의 제작공정 단면도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 본 발명의 에어포일(120)은 금형(200)을 통해 몰딩 성형되는데, 금형(200)은 블레이드 성형 후 분리가 용이하도록 에어포일(120)의 윗면(121) 성형을 위한 상측 금형(210)과 아랫면(122) 성형을 위한 하측 금형(220)으로 구성되며, 상측 금형(210)과 하측 금형(220)은 에어포일의 앞전 측이 힌지 결합된다. 7 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a blade to which the airfoil 120 of the present invention is applied. The airfoil 120 of the present invention is molded by molding through a mold 200. The mold 200 is formed of an upper mold 121 for forming the upper surface 121 of the airfoil 120, And a lower mold 220 for molding the lower mold 210 and the lower surface 122. The front side of the airfoil is hinged to the upper mold 210 and the lower mold 220. [

이때 금형(200) 내부의 에어포일 형상의 코드는 상측 금형(210)과 하측 금형(220)의 경계면과 소정의 각도 일예로 도면상의 반시계 방향으로 15~20도 기울어지게 배치될 수 있다. 이는 풍력 블레이드의 경우 블레이드의 비틀림각으로 인하여 본 발명의 에어포일(120)이 적용되는 루트부의 경우 비틀림각이 반시계 방향으로 15~20도 적용되며, 이로 인해 아랫면이 사선형이 되면 제작 시 뒷전의 모서리와, 금형의 간섭을 해소할 수 있기 때문이다.
At this time, the airfoil-shaped cord inside the mold 200 may be arranged to be inclined by 15 to 20 degrees in the counterclockwise direction in the figure, for example, at a predetermined angle with the interface between the upper mold 210 and the lower mold 220. This is because, in the case of the wind turbine blades, due to the twist angle of the blades, the twist angle of the root portion to which the airfoil 120 of the present invention is applied is 15 to 20 degrees counterclockwise. It is possible to eliminate the interference between the edge of the mold and the mold.

이때 블레이드 분리를 위해 하측 금형(220)이 힌지 회동할 경우 본 발명의 에어포일(120)은 경사부(125)를 통해 하측 금형(220)과의 간섭이 발생하지 않기 때문에 분리가 용이함에 따라, 본 발명의 에어포일(120)을 적용한 블레이드를 몰딩 성형 방법으로 제작이 용이한 장점이 있다.
At this time, when the lower mold 220 is hinged to separate the blades, the airfoil 120 of the present invention does not interfere with the lower mold 220 through the inclined portion 125, There is an advantage that the blade to which the airfoil 120 of the present invention is applied can be easily manufactured by the molding molding method.

도 8에는 본 발명의 에어포일(120)이 적용된 풍력발전기의 블레이드(100)의 사시도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 블레이드(100)는 루트 블레이드(101)와 메인 블레이드(110)를 포함하여 구성된다. 루트 블레이드(101)는 블레이드(100)의 루트 강도를 보강하기 위해 단면이 원통형으로 이루어지며, 블레이드(100)의 루트에서 팁 방향으로 소정거리 형성될 수 있다. 루트부(101)의 팁 방향 측에는 메인 블레이드(110)가 형성되며, 메인 블레이드(110)의 단면은 상술된 본 발명의 일실시 예에 따른 사선 형 뒷전을 갖는 플랫 백 에어포일(120) 형상이 적용될 수 있다.
FIG. 8 is a perspective view of a blade 100 of a wind turbine to which the airfoil 120 of the present invention is applied. As shown, the blade 100 includes a root blade 101 and a main blade 110. The root blade 101 is cylindrical in cross section to reinforce the root strength of the blade 100 and can be formed at a predetermined distance from the root of the blade 100 in the tip direction. A main blade 110 is formed on the tip side of the root portion 101 and a cross section of the main blade 110 is formed in a flat back airfoil 120 shape having a slanting trailing edge according to the above- Can be applied.

상기와 같은 본 발명의 사선 형 뒷전을 갖는 플랫 백 에어포일과 통상의 플랫 백 에어포일과의 와류 발생 정도를 테스트해본 결과는 다음과 같다.The test result of the vortex generation between the flat back airfoil having the oblique trailing edge of the present invention and the conventional flat back airfoil was as follows.

도 9에는, 일반적인 플랫 백 에어포일 뒷전의 와류 발생 시험 영상이 도시되어 있고, 도 10에는 본 발명의 플랫 백 에어포일 뒷전의 와류 발생 시험 영상이 도시되어 있다.In Fig. 9, a vortex generation test image is shown in the rear of a general flat bag airfoil, and Fig. 10 shows a vortex generation test image in the rear of the flat bag airfoil of the present invention.

도시된 바와 같이 일반적인 플랫 백 에어포일 뒷전에서는 뒷전의 상측과 하측에 강한 와류가 발생됨을 알 수 있으며, 본 발명의 사선 형 뒷전을 갖는 플랫 백 에어포일의 뒷전에서는 일반적인 플랫 백 에어포일의 뒷전에 비해 와류 발생이 감소됨을 알 수 있다.
As shown in the figure, strong vortexes are generated on the upper and lower sides of the trailing back airfoil in the rear of the general flat back airfoil. In the rearward direction of the flat back airfoil having the oblique trailing edge of the present invention, Vortex generation is reduced.

도 11에는 통상의 플랫 백 에어포일과 본 발명의 사선 형 뒷전을 갖는 플fot 백 에어포일의 소음 비교표가 도시되어 있다. 가로축은 주파수를 나타내고, 세로축은 음압레벨을 나타낸다. 도시된 바와 같이 본 발명의 에어포일의 각각의 주파수에 따른 소음 정도를 통상의 플랫 백 에어포일과 비교해 보면, 10~100hz 주파수 영역에서 소음의 감소가 현저함을 알 수 있다.
Fig. 11 shows a noise comparison chart of a conventional flat back airfoil and a flip back airfoil having a diagonal trailing edge of the present invention. The horizontal axis represents the frequency, and the vertical axis represents the sound pressure level. As shown in the figure, when the noise level according to each frequency of the airfoil of the present invention is compared with that of a conventional flat bag airfoil, it can be seen that the noise reduction is remarkable in the 10 to 100 Hz frequency range.

본 발명의 상기한 실시 예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안 된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.
The technical idea should not be construed as being limited to the above-described embodiment of the present invention. 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. Accordingly, such modifications and changes are within the scope of protection of the present invention as long as it is obvious to those skilled in the art.

100 : 블레이드 101 : 루트 블레이드
110 : 메인 블레이드
120 : 에어포일 121 : 윗면
122 : 아랫면 123 : 뒷전 직선부
124 : 뒷전 절곡부 125 : 뒷전 경사부
200 : 금형 210 : 상측 금형
220 : 하측 금형
320 : 에어포일 321 : 윗면
322 : 아랫면 323 : 뒷전 직선부
324 : 뒷전 절곡부 325 : 뒷전 경사부100: Blade 101: Root blade
110: main blade
120: Airfoil 121: Top surface
122: lower surface 123: rearward linear portion
124: rear warp bent portion 125: rear warp slope portion
200: mold 210: upper mold
220: Lower mold
320: Airfoil 321: Top surface
322: lower surface 323:
324: rear warp bent section 325: rear warp section

Claims (6)

앞전 및 뒷전과, 상기 앞전과 뒷전 사이에 형성되는 윗면 및 아랫면을 포함하는 에어포일에 있어서,
상기 에어포일은,
상기 뒷전이 판상으로 이루어진 플랫 백 에어포일로 되며,
상기 뒷전은,
상기 윗면에 맞닿는 상단에서 하방으로 소정거리까지 형성되는, 뒷전 직선부;
상기 직선부의 하측 끝단에 형성되는, 뒷전 절곡부; 및
상기 절곡부에서, 하방으로 갈수록 상기 앞전 측으로 기울어지게 형성된 뒷전 경사부;
를 포함하는, 사선 형 뒷전을 갖는 플랫 백 에어포일.
An airfoil comprising a front surface and a rear surface, and an upper surface and a lower surface formed between the front surface and the rear surface,
The airfoil
Wherein the rear sheath is a flat back airfoil having a plate shape,
The trailing-
A rear linear portion formed to a predetermined distance downward from an upper end abutting on the upper surface;
A rear bending portion formed at a lower end of the straight portion; And
A rear inclined portion formed at the bent portion to be inclined toward the front side downward;
Wherein the flat back airfoil has an oblique trailing edge.
앞전 및 뒷전과, 상기 앞전과 뒷전 사이에 형성되는 윗면 및 아랫면을 포함하는 에어포일에 있어서,
상기 에어포일은,
상기 뒷전이 판상으로 이루어진 플랫 백 에어포일로 되며,
상기 뒷전은,
상기 아랫면에 맞닿는 하단에서 상방으로 소정거리까지 형성되는, 뒷전 직선부;
상기 직선부의 상측 끝단에 형성되는, 뒷전 절곡부; 및
상기 절곡부에서, 상방으로 갈수록 상기 앞전 측으로 기울어지게 형성된 뒷전 경사부;
를 포함하는, 사선 형 뒷전을 갖는 플랫 백 에어포일.
An airfoil comprising a front surface and a rear surface, and an upper surface and a lower surface formed between the front surface and the rear surface,
The airfoil
Wherein the rear sheath is a flat back airfoil having a plate shape,
The trailing-
A rear rectilinear straight line portion formed upward from a lower end of the lower rectilinear portion in contact with the lower surface to a predetermined distance;
A rear bending portion formed at an upper end of the rectilinear portion; And
A rear inclined portion formed in the bent portion to be inclined upward toward the front side;
Wherein the flat back airfoil has an oblique trailing edge.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 에어포일은,
상기 뒷전 경사부와, 상기 에어포일의 코드의 각도가 58~62도인 것을 특징으로 하는, 사선 형 뒷전을 갖는 플랫 백 에어포일.
3. The method according to claim 1 or 2,
The airfoil
Wherein the angle of the cords of the rear inclined portion and the airfoil is 58 to 62 degrees.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 뒷전 절곡부는, 상기 에어포일의 코드 상에 형성되는 것을 특징으로 하는, 사선 형 뒷전을 갖는 플랫 백 에어포일.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the trailing bend is formed on the cord of the airfoil.
제 1항 또는 제 2항의 사선 형 뒷전을 갖는 플랫 백 에어포일을 포함하는 풍력발전기용 블레이드.
A blade for a wind turbine comprising a flat back airfoil having a diagonal trailing edge of claim 1 or 2.
제 5항에 있어서,
상기 블레이드는,
단면이 상기 플랫 백 에어포일 형상인 메인 블레이드; 및
상기 메인 블레이드의 상기 블레이드 루트 측에 형성된 루트 블레이드; 를 포함하며,
상기 루트 블레이드는 단면이 원통형으로 이루어진, 사선 형 뒷전을 갖는 플랫 백 에어포일을 포함하는 풍력발전기용 블레이드.6. The method of claim 5,
The blade
A main blade having a cross-section in the flat back airfoil shape; And
A root blade formed on the blade root side of the main blade; / RTI >
Wherein the root blade comprises a flat back airfoil having a trapezoidal trailing edge, the blade being cylindrical in cross section.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018046519A1 (en) * 2016-09-09 2018-03-15 Wobben Properties Gmbh Wind turbine rotor blade

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050007558A (en) * 2002-06-05 2005-01-19 알로이즈 우벤 Rotor blade for a wind power plant
JP2009114897A (en) * 2007-11-02 2009-05-28 Mizuno Technics Kk Gyro-mill-type windmill blade
KR20130064087A (en) * 2011-10-12 2013-06-17 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 Wind turbine blade, windturbine generator with the same and method of designing the same
KR20130112770A (en) * 2012-04-03 2013-10-14 지멘스 악티엔게젤샤프트 Flatback slat for wind turbine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050007558A (en) * 2002-06-05 2005-01-19 알로이즈 우벤 Rotor blade for a wind power plant
JP2009114897A (en) * 2007-11-02 2009-05-28 Mizuno Technics Kk Gyro-mill-type windmill blade
KR20130064087A (en) * 2011-10-12 2013-06-17 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 Wind turbine blade, windturbine generator with the same and method of designing the same
KR20130112770A (en) * 2012-04-03 2013-10-14 지멘스 악티엔게젤샤프트 Flatback slat for wind turbine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018046519A1 (en) * 2016-09-09 2018-03-15 Wobben Properties Gmbh Wind turbine rotor blade
US10767625B2 (en) 2016-09-09 2020-09-08 Wobben Properties Gmbh Wind turbine rotor blade

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