KR101518787B1 - 회전날개조립체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 풍력발전기에 사용될 수 있는 회전날개조립체에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 바람을 맞는 날개의 면적을 조절할 수 있는 회전날개조립체에 대한 것이다.
본 발명에 따른 회전날개조립체는 내부에 바람이 통과할 수 있는 빈공간이 형성된 프레임과, 상기 프레임을 따라 슬라이딩을 하여 상기 프레임 내부로 바람이 통과하거나 막을 수 있게 개폐하는 바람막이부를 구비한 날개를 복수 개 포함한다.
또한, 상기의 회전날개조립체에 있어서, 상기 날개는 상기 바람막이부를 상기 프레임을 따라 슬라이딩시키는 슬라이딩부재를 더 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면 날개의 바람막이부에 차단막을 슬라이딩시켜서 바람을 관통시키거나 바람을 막을 수 있다. 그래서 태풍과 같은 큰 바람이 불경우 차단막을 감아서 바람이 관통하도록하면 날개가 바람의 힘을 적게 받는다. 그래서 날개의 회전을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 날개가 손상되는 것을 방지시킬 수 있다.

Description

회전날개조립체{Wing assembly}
본 발명은 풍력발전기에 사용될 수 있는 회전날개조립체에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 바람을 맞는 날개의 면적을 조절할 수 있는 회전날개조립체에 대한 것이다.
회전날개조립체는 풍력발전기나 터빈 등에 사용되어 바람이나 기체의 운동에너지를 회전에너지로 바꾸어 주는 장치이다. 발전기는 회전날개조립체에서 발생한 회전에너지를 사용하여 전기에너지로 변환시켜준다.
이러한 발전기의 회전날개는 바람에 의하여 회전축을 회전시키기 위하여 소정의 각도로 경사져서 설치된다. 그래서 바람이 불면 회전날개가 바람의 힘으로 회전축을 회전시켜 에너지를 발생시킨다. 그런데 태풍 등과 같이 강한 바람이 불면 회전날개에 전달되는 바람의 힘이 너무 커므로 회전날개가 부러지거나, 회전축이 너무 빨리 회전하여 발전기가 손상된다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것이다. 본 발명은 태풍 등과 같이 강한 바람이 불 경우 날개가 바람을 받는 면적을 줄여서 힘을 적게 받을 수 있는 회전날개조립체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 회전날개조립체는 내부에 바람이 통과할 수 있는 빈공간이 형성된 프레임과, 상기 프레임을 따라 슬라이딩을 하여 상기 프레임 내부로 바람이 통과하거나 막을 수 있게 개폐하는 바람막이부를 구비한 날개를 복수 개 포함한다.
또한, 상기의 회전날개조립체에 있어서, 상기 날개는 상기 바람막이부를 상기 프레임을 따라 슬라이딩시키는 슬라이딩부재를 더 구비하는 것이 바람직하다.
또한, 상기의 회전날개조립체에 있어서, 상기 슬라이딩부재는 제1모터와 제2모터를 구비하는 것이 바람직하다. 상기 제1모터는 상기 프레임 내부를 개방시키기 위해서 상기 바람막이부를 상기 프레임을 따라 일방향으로 슬라이딩시켜 상기 프레임의 일단에 감도록 상기 프레임의 일단에 설치된다. 상기 제2모터는 상기 프레임 내부를 폐쇄시키기 위해서 상기 바람막이부를 상기 프레임을 따라 타방향으로 슬라이딩시켜 상기 프레임의 일단에 감긴 상기 바람막이부를 풀도록 상기 프레임의 타단에 설치된다.
또한, 상기의 회전날개조립체에 있어서, 상기 바람막이부는 차단막과 복수의 지지대를 구비하는 것이 바람직하다. 상기 차단막은 상기 프레임의 내부로 바람이 통과하는 것을 막을 수 있고 상기 프레임의 내부를 개방시키기 위하여 상기 제1모터에 의하여 상기 프레임의 일단에 감길 수 있다. 상기 지지대는 상기 차단막을 지지하도록 상기 차단막에 결합되고 양단이 상기 프레임을 따라 슬라이딩을 할 수 있게 삽입되어 일정간격 이격하여 나란하게 배치된다.
또한, 상기의 회전날개조립체에 있어서, 상기 바람막이부는 양단이 상기 프레임을 따라 슬라이딩을 할 수 있게 삽입되고 상기 차단막이 상기 제1모터에 의하여 감긴 경우 상기 프레임의 내부가 개방되도록 상기 차단막에서 연장되어 일정간격 이격하여 나란하게 배치된 복수의 지지대를 더 구비하는 것이 바람직하다.
또한, 상기의 회전날개조립체에 있어서, 상기 날개는 서로 수직방향으로 나란하게 세워진 것이 바람직하다.
또한, 상기의 회전날개조립체는 회전축과, 전도테와, 원형기어부를 더 포함하는 것이 바람직하다. 상기 회전축은 상기 날개와 일체로 회전할 수 있도록 결합된다. 상기 전도테는 상기 회전축의 외주면에 형성된다. 상기 원형기어부는 상기 회전축의 일단에 형성된다. 이 경우 상기 전도테에서 상기 제1모터 및 상기 제2모터와 전기가 통할 수 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면 날개의 바람막이부에 차단막을 슬라이딩시켜서 바람을 관통시키거나 바람을 막을 수 있다. 그래서 태풍과 같은 큰 바람이 불경우 차단막을 감아서 바람이 관통하도록하면 날개가 바람의 힘을 적게 받는다. 그래서 날개의 회전을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 날개가 손상되는 것을 방지시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 회전날개조립체의 일 실시예의 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 실시예의 바람막이부의 개념도,
도 3은 도 1에 도시된 실시예의 회전날개조립체의 동작도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 회전날개조립체의 일 실시예를 설명한다.
본 발명에 따른 회전날개조립체(20)는 복수의 날개(25)와, 회전축(40)과, 전도테(41)와, 원형기어부(45)를 구비한다. 본 실시예의 경우 회전날개조립체(20)는 3개의 날개(25)를 구비한다. 그리고 날개는 프레임(26)과, 바람막이부(28)와, 슬라이딩부재(32)를 구비한다.
프레임(26)은 내부에 바람이 통과할 수 있도록 빈공간을 둘러싸서 형성된다. 바람막이부(28)는 프레임(26)을 따라 슬라이딩을 하여 프레임(26) 내부에 형성된 빈공간으로 바람이 통과하거나 막을 수 있게 개폐하는 역할을 한다. 이를 위하여 바람막이부(28)는 차단막(29)과 복수의 지지대(30)를 구비하며, 바람막이부(28)의 반은 바람을 통과시키고 나머지 반은 바람의 통과를 차단시킨다. 그래서 지지대(30)는 일정한 간격씩 이격하여 나란하게 배치되며, 차단막(29)은 지지대(30)가 차지하는 영역의 반을 차지하도록 지지대(30)에 결합된다. 즉 차단막(29)이 있는 부분은 차단막(29) 때문에 바람이 통과할 수 없으며, 차단막(29)이 없는 부분은 지지대(30) 사이의 공간으로 바람이 통과할 수 있다. 지지대(30) 들은 양단이 스트링 등으로 서로 연결되어 결합된다. 바람막이부(28)가 프레임(26)을 따라 슬라이딩을 할 수 있게 지지대(30)들은 양단이 프레임(26)에 슬라이딩을 할 수 있게 삽입된다. 또한 차단막(29)은 유연성이 있으므로 바람막이부(28)를 돌돌 감을 수 있으며, 차단막(29)에 결합된 지지대(30)는 차단막(29)을 지지해주는 역할을 한다.
슬라이딩부재(32)는 바람막이부(28)를 프레임(26)을 따라 슬라이딩시키는 역할을 한다. 이를 위하여 제1모터(33)와 제2모터(34)를 구비한다. 제1모터(33)는 프레임(26)의 일단에 장착되어 바람막이부(28)를 감는다. 그러면 바람막이부(28)는 프레임(26)의 일단 방향으로 슬라이딩을 하면서 감긴다. 제2모터(34)는 프레임(26)의 타단에 장착되어 바람막이부(28)를 감는다. 그러면 바람막이부(28)는 프레임(26)의 타단 방향으로 슬라이딩을 하면서 감긴다. 즉 제1모터(33)가 작동하면 바람막이부(28)가 프레임(26)을 따라 슬라이딩을 하여 프레임(26)의 일단에서는 감기고 프레임(26)의 타단에서는 풀린다. 그리고 제2모터(34)가 작동하면 바람막이부(28)가 프레임(26)을 따라 반대방향으로 슬라이딩을 하여 프레임(26)의 타단에서는 감기고 프레임(26)의 일단에서는 풀린다. 그래서 제2모터(34)가 작동하여 바람막이부(28)가 프레임(26)의 타단에 감기면 도 3의 (a)처럼 바람막이부(28)의 차단막(29)이 프레임(26)의 빈공간을 막아서 바람이 통과하지 못하게 한다. 이 경우 바람이 불면 회전날개조립체(20)는 바람의 힘에 의하여 회전을 한다. 만약 태풍과 같은 강한 바람이 불어서 회전날개조립체(20)가 심하게 회전할 경우 제1모터(33)가 작동한다. 그러면 도 3의 (b)처럼 바람막이부(28)가 화살표 1의 방향으로 슬라이딩을 하여 프레임(26)의 일단에서는 감기고 프레임(26)의 타단에서는 감긴다. 그러면 차단막(29)이 프레임(26)의 일단에 감기고 차단막(29)이 없고 일정 간격 이격되어 배치된 지지대(30)가 있는 부분이 프레임(26) 내부의 빈공간을 채운다. 제1모터(33)에 의하여 차단막(29)이 완전히 감기면 도 3의 (c)처럼 프레임(26)에는 바람이 통과할 수 있다. 그래서 태풍과 같은 강한 바람이 불더라도 회전날개조립체(20)에 작용하는 바람의 힘을 최소화시킬 수 있다. 만약 다시 바람의 힘을 받아서 회전날개조립체(20)를 회전시킬려고 제2모터(34)를 동작시킨다. 그러면 바람막이부(28)는 도 3의 (c)처럼 화살표 3의 방향으로 슬라이딩하여 차단막(29)이 프레임(26) 내부의 빈공간을 채운다.
회전축(40)은 날개(20)에 의해서 날개(20)와 함께 일체로 회전하도록 날개(20)의 하부에 설치된다.
전도테(41)는 제1모터(33) 및 제2모터(34)에 전기를 전달하는 역할을 한다. 그래서 전도테(41)는 구리와 같이 전기를 전달할 수 있는 전도성 물질로서 회전축(40)의 외주면에 형성된다. 예를들면 전도테(41)에 브러쉬가 접촉하여 발전기 등으로부터 전원을 공급받을 수 있다. 그래서 제1모터(33) 및 제2모터(34)에 전원이 전달되기 위하여 회전축(40)의 내부를 따라 전도테(41)에서 제1모터(33) 및 제2모터(34)까지 전기적으로 연결되어 있다. 따라서 전도테(41)에 전원이 공급되면 제1모터(33) 및 제2모터(34)에 전기가 공급되어 제1모터(33) 및 제2모터(34)를 구동시킬 수 있다.
원형기어부(45)는 회전축(40)의 회전력을 전달시키는 역할을 한다. 예를들면 원형기어부(45)를 발전기의 구동축에 결합시키면 발전기의 구동축을 회전시켜서 전기를 발생시킬 수 잇다.
본 실시예의 경우 평상시에는 바람막이부(28)의 차단막(29)이 프레임(26)의 내부의 빈공간을 막는다. 그러면 바람이 불 경우 회전날개조립체(20)가 회전을 하여 발전을 시킬 수 있다.
한편 태풍과 같은 강한 바람이 불 경우 제1모터(33)를 작동시켜 차단막(29)을 감는다. 그러면 강한 바람이 불더라도 해상날개조립체(20)는 바람의 힘을 적게 받는다. 그래서 바람의 영향을 줄일 수 있다. 그리고 태풍이 사라지면 제2모터(34)를 작동시켜 차단막(29)이 프레임(26)의 내부의 빈공간을 막도록 한다.
20 : 회전날개조립체 25 : 날개
26 : 프레임 28 : 바람막이부
29 : 차단막 30 : 지지대
32 : 슬라이딩부재 33 : 제1모터
34 : 제2모터 40 : 회전축
41 : 전도테 45 : 원형기어부

Claims (7)

  1. 내부에 바람이 통과할 수 있는 빈공간이 형성된 프레임과, 상기 프레임을 따라 슬라이딩을 하여 상기 프레임 내부로 바람이 통과하거나 막을 수 있게 개폐하는 바람막이부와, 상기 바람막이부를 상기 프레임을 따라 슬라이딩시키는 슬라이딩부재를 구비한 날개를 복수 개 포함하며,
    상기 바람막이부는 상기 프레임을 따라 슬라이딩을 할 수 있게 삽입되고 상기 슬라이딩부재에 의하여 감길 수 있도록 일정간격 이격하여 나란하게 배치된 복수의 지지대와,
    상기 지지대가 슬라이딩을 함에 따라 상기 프레임의 내부로 바람을 통과시키거나 막을 수 있도록 상기 지지대에 지지되어 설치된 차단막을 구비하는 것을 특징으로 하는 회전날개 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 슬라이딩부재는
    상기 프레임 내부를 개방시키기 위해서 상기 바람막이부를 상기 프레임을 따라 일방향으로 슬라이딩시켜 상기 프레임의 일단에 감도록 상기 프레임의 일단에 설치된 제1모터와,
    상기 프레임 내부를 폐쇄시키기 위해서 상기 바람막이부를 상기 프레임을 따라 타방향으로 슬라이딩시켜 상기 프레임의 일단에 감긴 상기 바람막이부를 풀도록 상기 프레임의 타단에 설치된 제2모터를 구비하는 것을 특징으로 하는 회전날개조립체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 날개는 서로 수직방향으로 나란하게 세워진 것을 특징으로 하는 회전날개조립체.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 날개와 일체로 회전할 수 있도록 결합된 회전축과,
    상기 회전축의 외주면에 형성된 전도테와,
    상기 회전축의 일단에 형성된 원형기어부를 더 포함하며,
    상기 전도테에서 상기 제1모터 및 상기 제2모터와 전기가 통할 수 있는 것을 특징으로 하는 회전날개조립체.
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