KR101628308B1 - Variable cross section blade for horizontal-axis aerogenerator - Google Patents

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KR101628308B1 KR1020160040039A KR20160040039A KR101628308B1 KR 101628308 B1 KR101628308 B1 KR 101628308B1 KR 1020160040039 A KR1020160040039 A KR 1020160040039A KR 20160040039 A KR20160040039 A KR 20160040039A KR 101628308 B1 KR101628308 B1 KR 101628308B1
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Abstract

The present invention relates to a variable cross-sectional blade for a horizontal-axis wind power generator and, more specifically, to a variable cross-sectional blade for a horizontal-axis wind power generator enabling an auxiliary blade to vary a cross sectional shape of a main blade while the auxiliary blade is rotated in a vertical direction by its own weight when the main blade rotates by joining the auxiliary blade with a cross section vertically symmetric to a top surface unit of the main blade to rotate in a vertical direction to an underside unit of a main blade vertically symmetric in both sides of a chord line. Accordingly, the variable cross-sectional blade for the horizontal-axis wind power generator is capable of remarkably improving the power generation efficiency by smoothly rotating even in the case of the breeze and remarkably improving durability by safely withstanding strong wind such as a typhoon. According to this, the present invention includes the main blade (2) having a cross section in a diamond-shaped airfoil form vertically symmetric in both sides of the chord line and having an auxiliary blade joining groove (3) formed in the underside unit in a longitudinal direction and the auxiliary blade having the cross section vertically symmetric to the top surface unit of the main blade (2), a frontend unit (5) hinge-joined to a front inner side of the auxiliary blade joining groove (3) to be able to rotate in a vertical direction, and a rear end unit (7) inserted into a rear inner side of the auxiliary blade joining groove (3). The auxiliary blade (5) is capable of varying the cross sectional shape of the main blade while being rotated by its own weight when the main blade (2) rotates.

Description

수평축 풍력발전기용 가변 단면형 블레이드{Variable cross section blade for horizontal-axis aerogenerator}[0001] The present invention relates to a horizontal cross-

본 발명은 수평축 풍력발전기용 가변 단면형 블레이드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시위선(chord line)을 중심으로 상하대칭을 이루는 다이아몬드형 에어포일형태의 단면을 가지는 주날개의 하면부에 주날개의 상면부와 상하대칭을 이루는 단면을 가지는 보조날개를 상하로 회동가능하게 결합하여 주날개의 회전시 보조날개가 자중에 의해 상하로 회동하면서 주날개의 단면형상을 가변시킬 수 있게 구성함으로써, 미풍에도 원활하게 회전할 수 있게 하여 발전효율을 대폭 향상시킬 수 있도록 할 뿐만 아니라 태풍과 같은 강풍에도 안전하게 견딜 수 있게 하여 내구성을 대폭 향상시킬 수 있도록 하는 수평축 풍력발전기용 가변 단면형 블레이드에 관한 것이다.The present invention relates to a variable-section blade for a horizontal axis wind power generator, and more particularly, to a variable-section blade for a horizontal axis wind power generator, which comprises a main blade having a cross section in the form of a diamond-like airfoil having a vertical symmetry about a chord line, The auxiliary blade having a cross section vertically symmetrical with the upper surface portion is pivotally coupled to the auxiliary blade so that the auxiliary blade can be vertically rotated by its own weight during the rotation of the main blade to vary the sectional shape of the main blade, The present invention relates to a variable-section blade for a horizontal axis wind turbine, which can smoothly rotate a turbine blade to greatly improve power generation efficiency, and can endure safety even in strong winds such as typhoons, thereby greatly improving durability.

일반적으로 풍력발전기는 바람의 에너지를 전기 에너지로 바꿔주는 장치로서, 바람에 의해 풍력발전기의 날개를 회전시키고 이때 생긴 날개의 회전력을 이용하여 전기를 생산하게 된다.Generally, a wind turbine generator is a device that converts wind energy into electric energy. The wind generator rotates the wing of the wind turbine and generates electricity using the rotational force of the wing.

이러한 풍력발전기는 지면에 대한 회전축의 방향에 따라 수직축 발전기와 수평축 발전기로 구분되는데, 수직축 발전기는 수평축 발전기에 비해 상대적으로 발전효율이 떨어지기 때문에 현재 설치되는 대용량 풍력발전기로는 대부분 수평축 발전기가 사용되고 있다.The wind turbine generator is divided into a vertical axis generator and a horizontal axis generator according to the direction of the rotation axis relative to the ground. Since the vertical axis generator is relatively less efficient than the horizontal axis generator, a horizontal axis generator is mostly used as a large capacity wind turbine .

종래의 수평축 풍력발전기는 지면에 수직으로 설치되는 지주대와, 지주대의 상단에 장착되는 발전기본체와, 발전기본체에 회전가능하게 연결되는 허브와, 허브의 외주면에 방사상으로 결합되는 복수개의 블레이드로 구성된다.The conventional horizontal axis wind turbine generator is composed of a support bar vertically installed on the ground, a generator main body mounted on the upper end of the support bar, a hub rotatably connected to the generator main body, and a plurality of blades radially coupled to the outer peripheral surface of the hub do.

이와 같이 구성되는 수평축 풍력발전기를 바람이 많이 부는 지역에 설치하게 되면, 바람에 의해 복수개의 블레이드가 회전하게 되면서 발전기본체에서 전기가 생산되는데, 풍력 발전시 출력은 블레이드에 의해 형성된 평면과 바람의 방향이 이루는 각도(피치각)를 제어함으로써 조절할 수 있게 된다.When the horizontal axis wind turbine constructed as described above is installed in a windy area, electricity is generated from the generator main body as a plurality of blades are rotated by the wind. In the case of wind power generation, the output is a plane formed by the blade and a direction (Pitch angle) of the light beam.

수평축 풍력발전기의 최대 동력은 블레이드의 평면과 바람의 방향이 수직을 이룰때, 즉 바람의 영향권 내에 진입해 있을 때에 발생하고, 블레이드의 평면이 바람의 방향과 평행할 때 즉 바람의 영향권에서 벗어나 있을 때에는 동력이 발생하지 않게 되는데, 풍력발전기의 출력은 블레이드를 점차적으로 각 운동시켜서 바람의 영향권 내로 진입하게 하거나 그것으로부터 벗어나게 하여 변화시킬 수 있다.Horizontal axis The maximum power of a wind turbine occurs when the plane of the blade is perpendicular to the direction of the wind, that is, when it enters the influence zone of the wind. When the plane of the blade is parallel to the wind direction, No power is generated. The output of the wind turbine generator can be varied by gradually moving the blades to move into and out of the influence zone of the wind.

그러나, 종래의 수평축 풍력발전기는 대부분 블레이드가 블레이드 각만큼 허브에 경사지게 고정됨에 따라 풍속이 일정 속도 이상일 경우에만 발전이 이루어지게 되므로 풍속의 가변성이 높은 지역에서는 발전효율이 현저히 저하될 뿐만 아니라, 태풍 등과 같이 강한 바람이 불 경우에는 블레이드가 이를 견디지 못하고 쉽게 파손됨에 따라 내구성이 현저히 저하되는 문제점이 있었다.However, in the conventional horizontal axis wind turbine, since the blades are mostly fixed to the hub by the blade angle, the power generation is performed only when the wind speed is equal to or higher than the constant speed. Therefore, in the region where the wind speed is highly variable, When the strong wind is blowing like this, the blade is not able to withstand it, and it is easily broken, so that the durability is remarkably deteriorated.

대한민국 등록특허공보 제10-0915623호Korean Patent Registration No. 10-0915623

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 시위선(chord line)을 중심으로 상하대칭을 이루는 다이아몬드형 에어포일형태의 단면을 가지는 주날개의 하면부에 주날개의 상면부와 상하대칭을 이루는 단면을 가지는 보조날개를 상하로 회동가능하게 결합하여 주날개의 회전시 보조날개가 자중에 의해 상하로 회동하면서 주날개의 단면형상을 가변시킬 수 있게 구성함으로써, 미풍에도 원활하게 회전할 수 있게 하여 발전효율을 대폭 향상시킬 수 있도록 할 뿐만 아니라 태풍과 같은 강풍에도 안전하게 견딜 수 있게 하여 내구성을 대폭 향상시킬 수 있도록 하는 것을 기술적 과제로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived in order to solve the problems described above, and it is an object of the present invention to provide an airfoil-shaped cross section of a main wing having a cross- So that the auxiliary wing can be rotated vertically by its own weight during the rotation of the main wing, so that the sectional shape of the main wing can be changed. Thus, the auxiliary wing can be smoothly rotated So that the power generation efficiency can be remarkably improved, and also it is possible to withstand the strong winds such as typhoons safely, so that the durability can be greatly improved.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 시위선(chord line)을 중심으로 상하대칭을 이루는 다이아몬드형 에어포일형태의 단면을 가지며 하면부에 보조날개결합홈이 길이방향으로 형성되는 주날개와, 상기 주날개의 상면부와 상하대칭을 이루는 단면을 가지며 전단부는 보조날개결합홈의 전방내측에 상하로 회동가능하게 힌지 결합되고 후단부는 보조날개결합홈의 후방내측으로 삽입되는 보조날개를 포함하되, 상기 보조날개는 주날개의 회전시 자중에 의해 상하로 회동하면서 주날개의 단면형상을 가변시킬 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an airfoil comprising: a main wing having a cross section in the form of a diamond-like airfoil which is vertically symmetrical about a chord line, A front end portion of the auxiliary wing coupling groove is vertically symmetrical with the upper surface portion of the main wing, the front end portion of the auxiliary wing is hinge-coupled to the front inner side of the auxiliary wing coupling groove so as to be vertically rotatable, and the rear end portion is inserted into the rear inner side of the auxiliary wing coupling groove, And the auxiliary blade is configured to be able to vary the cross-sectional shape of the main blade while vertically rotating by its own weight during rotation of the main blade.

또한, 본 발명은 상기 주날개의 보조날개결합홈은 전방결합홈과 후방결합홈으로 분할 형성되며, 상기 보조날개는 전방결합홈에 결합되는 전방보조날개와 후방결합홈에 결합되는 후방보조날개로 분할 형성되는 것을 특징으로 한다.Further, the auxiliary wing coupling groove of the main wing is divided into a front coupling groove and a rear coupling groove, the auxiliary blade having a front auxiliary blade coupled to the front coupling groove and a rear auxiliary blade coupled to the rear coupling groove, And is formed in a divided manner.

또한, 본 발명은 상기 주날개의 보조날개결합홈의 내측저면에는 보조날개의 삽입시 충격 및 소음을 방지하기 위한 완충부재가 설치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is characterized in that a buffer member is provided on the inner bottom surface of the auxiliary vane coupling groove of the main vane to prevent impact and noise when the auxiliary vane is inserted.

상기한 바와 같이 본 발명에 의한 수평축 풍력발전기용 가변 단면형 블레이드는 시위선(chord line)을 중심으로 상하대칭을 이루는 다이아몬드형 에어포일형태의 단면을 가지는 주날개의 하면부에 주날개의 상면부와 상하대칭을 이루는 단면을 가지는 보조날개가 상하로 회동가능하게 결합되어 주날개의 회전시 보조날개가 자중에 의해 상하로 회동하면서 주날개의 단면형상을 가변시킬 수 있게 구성됨으로써, 미풍에도 원활하게 회전할 수 있게 되어 발전효율을 대폭 향상시킬 수 있게 될 뿐만 아니라 태풍과 같은 강풍에도 안전하게 견딜 수 있게 되어 내구성을 대폭 향상시킬 수 있게 되는 효과가 있다.As described above, the variable-section blade for a horizontal axis wind turbine according to the present invention is characterized in that the lower blade portion of the main blade having a cross-section in the form of a diamond-like airfoil which is vertically symmetrical about a chord line, And the auxiliary wing having a cross section vertically symmetrical to the main wing is rotatably coupled to the main wing so that the auxiliary wing rotates up and down by its own weight during rotation of the main wing so that the sectional shape of the main wing can be changed, The power generation efficiency can be greatly improved, and it is possible to withstand a strong wind such as a typhoon safely, thereby greatly improving durability.

도 1은 본 발명에 의한 가변 단면형 블레이드가 장착된 수평축 풍력발전기를 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 수평축 풍력발전기용 가변 단면형 블레이드의 구조를 를 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명에 의한 수평축 풍력발전기용 가변 단면형 블레이드의 다른 실시예를 나타내는 단면도.
도 4는 본 발명에 의한 수평축 풍력발전기용 가변 단면형 블레이드의 사용상태를 나타내는 설명도.
도 5는 본 발명에 의한 수평축 풍력발전기용 가변 단면형 블레이드의 작용상태를 나타내는 설명도.1 is a perspective view showing a horizontal axis wind turbine equipped with a variable-section blade according to the present invention;
2 is a sectional view showing a structure of a variable-section blade for a horizontal axis wind power generator according to the present invention.
3 is a sectional view showing another embodiment of a variable section blade for a horizontal axis wind power generator according to the present invention.
4 is an explanatory view showing a use state of a variable section blade for a horizontal axis wind power generator according to the present invention.
5 is an explanatory view showing an operating state of a variable section blade for a horizontal axis wind power generator according to the present invention.

이하, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 도 1 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 5. FIG.

본 발명에 의한 수평축 풍력발전기용 가변 단면형 블레이드는 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 주날개(2)와 보조날개(5)를 포함하여 구성된다.The variable section blade for a horizontal axis wind power generator according to the present invention comprises a main blade 2 and an auxiliary blade 5 as shown in FIG.

상기 주날개(2)는 블레이드(1)의 몸체 역할을 하는 것으로, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 시위선(2a)을 중심으로 상하대칭을 이루는 다이아몬드형 에어포일형태의 단면을 가지되, 하면부에는 보조날개결합홈(3)이 길이방향으로 형성된다.The main wing 2 serves as a body of the blade 1 and has a cross section in the form of a diamond-like airfoil which is vertically symmetrical about the stipulation line 2a as shown in Fig. 2, And the auxiliary wing coupling groove 3 is formed in the longitudinal direction.

시위선(chord line)이란 에어포일의 앞전과 뒷전을 연결하는 직선을 말하는데, 상기 주날개(2)의 단면형상을 시위선(2a)을 중심으로 상하대칭을 이루는 다이아몬드형 에어포일형태로 형성한 이유는, 태풍과 같은 강풍이 불 경우 주날개(2)의 상ㆍ하면에 서로 동일한 크기의 풍압이 작용하게 하여 주날개(2)가 회전하지 않게 함으로써 태풍과 같은 강풍에 의해 블레이드(1)가 파손되는 것을 방지할 수 있도록 하기 위함이다.A chord line is a straight line connecting the front and rear edges of the airfoil. The cross-sectional shape of the main wing 2 is formed in the form of a diamond-like airfoil which is symmetrical about the stipulated line 2a The reason is that when a strong wind such as a typhoon blows, wind pressure of the same magnitude acts on the upper and lower surfaces of the main blade 2 to prevent the main blade 2 from rotating, So as to prevent breakage.

상기 주날개(2)의 보조날개결합홈(3)은 보조날개(5)가 힌지 결합되는 부분으로서 그 폭과 길이가 보조날개(5)와 동일하게 형성되는데, 상기 보조날개결합홈(3)의 내측저면에는 보조날개(5)의 삽입시 충격 및 소음을 방지하기 위한 완충부재(4)를 설치하는 것이 바람직하다.The auxiliary wing coupling groove 3 of the main wing 2 is formed such that the auxiliary wing 5 is hinged and has the same width and length as the auxiliary wing 5, It is preferable to provide a buffer member 4 for preventing shock and noise when the auxiliary vane 5 is inserted.

상기 주날개(2)는 강철 또는 알루미늄재질로 제작하되, 경량화를 위해 속이 빈 중공형상으로 제작하는 것이 바람직하다.It is preferable that the main blade 2 is made of steel or aluminum, but it is hollow and hollow to reduce weight.

상기 보조날개(5)는 상기 주날개(2)의 회전시 자중에 의해 상하로 회동하면서 주날개(2)의 단면형상을 가변시키게 되는 것으로, 상기 주날개(2)의 상면부와 상하대칭을 이루는 단면을 가지되, 전단부(6)는 보조날개결합홈(3)의 전방내측에 상하로 회동가능하게 힌지 결합되고, 후단부(7)는 보조날개결합홈(3)의 후방내측으로 삽입된다.The auxiliary wing 5 is vertically rotated by its own weight during rotation of the main wing 2 to vary the cross sectional shape of the main wing 2 and has a vertical symmetry with respect to the upper surface portion of the main wing 2 And the rear end portion 7 is inserted into the rear inner side of the auxiliary wing engagement groove 3 so that the front end portion 6 is hinged to be vertically rotatable inside the front inner side of the auxiliary wing engagement groove 3, do.

상기 보조날개(5)는 강풍에 의해 변형되지 않고 주날개(2)의 상면부와 상하대칭을 이루는 단면형상을 유지한 상태로 바람의 세기에 따라 상하로 자유롭게 회동하면서 주날개(2)의 단면형상을 가변시킬 수 있도록 강성을 가진 강판이나 알루미늄재질로 제작하는 것이 바람직하다.The auxiliary blade 5 is not deformed by the strong wind but rotates freely upward and downward according to the strength of the wind while maintaining a sectional shape that is vertically symmetrical with the upper surface portion of the main blade 2, It is preferable to fabricate a steel plate or an aluminum material having rigidity so as to vary the shape.

또한, 본 발명에 의한 수평축 풍력발전기용 가변 단면형 블레이드는 다른 실시예로서, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 상기 주날개(2)의 보조날개결합홈(3)을 전방결합홈(3a)과 후방결합홈(3b)으로 분할 형성하고, 상기 보조날개(5)를 전방결합홈(3a)에 결합되는 전방보조날개(5a)와 후방결합홈(3b)에 결합되는 후방보조날개(5b)로 분할 형성하는 것도 가능하다.3, the auxiliary vane coupling groove 3 of the main blade 2 is connected to the front coupling groove 3a and the auxiliary coupling groove 3b of the main blade 2, And the auxiliary wing 5 is divided into a front auxiliary wing 5a coupled to the front engagement groove 3a and a rear auxiliary wing 5b coupled to the rear engagement groove 3b It is also possible to form a split.

이와 같이 상기 주날개(2)의 보조날개결합홈(3)과 보조날개(5)를 전후방으로 분할 형성하게 되면, 주날개(2)의 단면형상을 보다 세밀하게 가변시켜 미풍에 효율적으로 대응할 수 있게 되므로 발전효율을 더욱더 향상시킬 수 있게 된다.When the auxiliary wing coupling groove 3 and the auxiliary wing 5 of the main wing 2 are divided in the forward and backward directions as described above, the sectional shape of the main wing 2 can be changed more finely, The power generation efficiency can be further improved.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 수평축 풍력발전기용 가변 단면형 블레이드의 사용 및 작용관계를 설명하면 다음과 같다.The use and operation of the variable section blade for a horizontal axis wind turbine according to the present invention will be described below.

본 발명에 의한 가변 단면형 블레이드는 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 지면에 수직으로 설치되는 지주대(10)와, 지주대(10)의 상단에 수평으로 장착되는 발전기본체(11)와, 발전기본체(11)에 회전가능하게 연결되는 허브(12)를 포함하는 수평축 풍력발전기의 허브(12)에 방사상으로 결합하여 사용하게 된다.As shown in FIG. 1, the variable-section blade according to the present invention comprises a strut 10 installed vertically on the ground, a generator main body 11 horizontally mounted on the top of the strut 10, And is radially coupled to a hub 12 of a horizontal axis wind power generator including a hub 12 rotatably connected to the main body 11.

이 때, 본 발명에 의한 가변 단면형 블레이드는 반드시 보조날개(5)의 전단부(6)가 수평축 풍력발전기의 전방을 향하도록 결합하되, 주날개(2)의 시위선(2a)이 허브(12)의 중심축과 평행을 이루도록 결합해야 하는데, 이렇게 결합하지 않으면 주날개(2)의 회전시 보조날개(5)가 자중에 의해 상하로 회동하면서 주날개(2)의 단면형상을 가변시킬 수 없게 되므로 미풍에도 원활하게 회전할 수 없게 될 뿐만 아니라 태풍과 같은 강풍에도 안전하게 견딜 수 없게 된다.At this time, the variable-section blade according to the present invention is assembled such that the front end portion 6 of the auxiliary vane 5 is directed to the front of the horizontal axis wind power generator, and the protrusion line 2a of the main vane 2 is connected to the hub The auxiliary wing 5 can be rotated up and down by its own weight during the rotation of the main wing 2 to vary the sectional shape of the main wing 2 without being coupled to the central axis of the main wing 2 So that it can not smoothly rotate even in a breeze, and can not withstand a strong wind like a typhoon safely.

이와 같이 수평축 풍력발전기의 허브(12)에 방사상으로 결합되는 본 발명에 의한 가변 단면형 블레이드는 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 주날개(2)의 하면부에 힌지 결합된 보조날개(5)에 의해 주날개(2)의 단면형상이 가변되면서 회전하게 된다.As shown in FIG. 4, the variable-section blade according to the present invention, which is radially coupled to the hub 12 of the horizontal axis wind turbine generator, has an auxiliary blade 5 hinged to the lower surface of the main blade 2 So that the main wing 2 rotates while its sectional shape changes.

즉, 도 5의 (가)에 도시되어 있는 바와 같이 미풍이 부는 경우에는 주날개(2)의 하면부에 힌지 결합된 보조날개(5)가 자중에 의해 아래로 완전히 처지게 되는데, 이 때 주날개(2)의 하면부 풍압면이 최대로 확대됨에 따라 미풍에도 원활하게 회전할 수 있게 된다.5 (A), when the breeze blows, the auxiliary blade 5 hinged to the lower portion of the main blade 2 is completely sagged downward by its own weight. At this time, As the lower wind pressure surface of the blade 2 widens to the maximum, it can smoothly rotate even in the breeze.

그리고, 도 5의 (나)에 도시되어 있는 바와 같이 미풍보다 강한 바람이 부는 경우에는 자중에 의해 아래로 완전히 처져 있던 보조날개(5)가 바람에 의해 약간 밀려 올라가게 되는데, 이 때 주날개(2)의 하면부 풍압면이 바람의 세기에 맞게 축소되므로 미풍보다 강한 바람에도 원활하게 회전할 수 있게 된다.As shown in (b) of FIG. 5, when strong wind is blown than the breeze, the auxiliary blade 5, which has completely fallen down due to its own weight, is slightly pushed up by the wind. At this time, 2) is reduced to the wind strength, so that it can rotate smoothly even in strong winds than the breeze.

이어서, 도 5의 (다)에 도시되어 있는 바와 같이 태풍과 같은 강풍이 심하게 부는 경우에는 자중에 의해 아래로 완전히 처져 있던 보조날개(5)가 강풍에 의해 밀려 올라가 주날개(2)의 보조날개결합홈(3)의 내부로 완전히 삽입되는데, 이 때 주날개(2)의 상ㆍ하면에 서로 동일한 크기의 풍압이 작용하게 되어 주날개(2)가 회전하지 않게 되므로 태풍과 같은 강풍에 의해 블레이드(1)가 파손되는 것을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.5 (c), when the strong wind such as a typhoon is severely blown up, the auxiliary wing 5, which has been completely fallen down by its own weight, is pushed up by the strong wind and the auxiliary wing 5 of the main wing 2 The wind pressure of the same magnitude acts on the upper and lower surfaces of the main blade 2 at this time so that the main blade 2 does not rotate and strong winds such as typhoons, It is possible to effectively prevent the breaker 1 from being damaged.

상기한 바와 같이 구성되는 본 발명에 의한 수평축 풍력발전기용 가변 단면형 블레이드는 시위선(chord line)을 중심으로 상하대칭을 이루는 다이아몬드형 에어포일형태의 단면을 가지는 주날개(2)의 하면부에 주날개(2)의 상면부와 상하대칭을 이루는 단면을 가지는 보조날개(5)가 상하로 회동가능하게 결합되어 주날개(2)의 회전시 보조날개(5)가 자중에 의해 상하로 회동하면서 주날개(2)의 단면형상을 가변시킬 수 있게 구성됨으로써, 미풍에도 원활하게 회전할 수 있게 되어 발전효율을 대폭 향상시킬 수 있게 될 뿐만 아니라 태풍과 같은 강풍에도 안전하게 견딜 수 있게 되어 내구성을 대폭 향상시킬 수 있게 된다.The variable-section blade for a horizontal axis wind power generator according to the present invention constructed as described above has a diamond-shaped airfoil-shaped cross section vertically symmetrical about a chord line, An auxiliary blade 5 having a cross section vertically symmetrical with the upper surface of the main blade 2 is pivotally coupled to the main blade 2 so that the auxiliary blade 5 rotates up and down by its own weight when the main blade 2 rotates Since the cross sectional shape of the main blade 2 can be varied, it can be smoothly rotated even in the breeze, thereby remarkably improving the power generation efficiency. In addition, it can withstand the strong wind such as typhoon, .

참고로, 여기에 개시되는 실시예는 본 발명의 기술적 사상이 적용되는 여러 가지 실시가능한 예 중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 본 발명의 기술적 사상이 개시된 실시예에만 한정되거나 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 실시예가 가능한 것임을 밝혀 둔다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. It is to be understood that the invention is not limited thereto and that various embodiments are possible without departing from the technical idea of the present invention.

1 : 블레이드 2 : 주날개
2a : 시위선 3 : 보조날개결합홈
3a : 전방결합홈 3b : 후방결합홈
4 : 완충부재 5 : 보조날개
5a : 전방보조날개 5b: 후방보조날개
6 : 전단부 7 : 후단부1: Blade 2: Main wing
2a: Demonstration line 3: Auxiliary wing coupling groove
3a: front coupling groove 3b: rear coupling groove
4: Buffer member 5: Auxiliary wing
5a: front auxiliary wing 5b: rear auxiliary wing
6: front end portion 7: rear end portion

Claims (3)

시위선(chord line)을 중심으로 상하대칭을 이루는 다이아몬드형 에어포일형태의 단면을 가지며 하면부에 보조날개결합홈이 길이방향으로 형성되는 주날개와,
상기 주날개의 상면부와 상하대칭을 이루는 단면을 가지며 전단부는 보조날개결합홈의 전방내측에 상하로 회동가능하게 힌지 결합되고 후단부는 보조날개결합홈의 후방내측으로 삽입되는 보조날개를 포함하되,
상기 보조날개는 주날개의 회전시 자중에 의해 상하로 회동하면서 주날개의 단면형상을 가변시킬 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 수평축 풍력발전기용 가변 단면형 블레이드.A main wing having a cross section in the form of a diamond-like airfoil which is vertically symmetrical about a chord line,
A front end portion of the auxiliary wing coupling groove is vertically symmetrical with the upper surface portion of the main wing, the front end portion of the auxiliary wing is hinge-coupled to the front inner side of the auxiliary wing coupling groove so as to be vertically rotatable, and the rear end portion is inserted into the rear inner side of the auxiliary wing coupling groove,
Wherein the auxiliary blade is configured to be able to vary the sectional shape of the main blade while vertically rotating due to its own weight when the main blade rotates. 제 1항에 있어서,
상기 주날개의 보조날개결합홈은 전방결합홈과 후방결합홈으로 분할 형성되며,
상기 보조날개는 전방결합홈에 결합되는 전방보조날개와 후방결합홈에 결합되는 후방보조날개로 분할 형성되는 것을 특징으로 하는 수평축 풍력발전기용 가변 단면형 블레이드.The method according to claim 1,
The auxiliary wing engagement groove of the main wing is divided into a front engagement groove and a rear engagement groove,
Wherein the auxiliary blade is divided into a front auxiliary blade coupled to the front coupling groove and a rear auxiliary blade coupled to the rear coupling groove. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 주날개의 보조날개결합홈의 내측저면에는 보조날개의 삽입시 충격 및 소음을 방지하기 위한 완충부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 수평축 풍력발전기용 가변 단면형 블레이드.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein a cushioning member is provided on an inner bottom surface of the auxiliary blade coupling groove of the main blade to prevent impact and noise when the auxiliary blade is inserted.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113090442A (en) * 2019-12-23 2021-07-09 江苏金风科技有限公司 Adjustable wing blade, control method and control device thereof and wind generating set

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070177970A1 (en) * 2004-03-31 2007-08-02 Tadashi Yokoi Vertical axis wind turbine and wind turbine blade
KR100809620B1 (en) * 2007-01-31 2008-03-05 장길훈 Windmill for wind power generation
KR100915623B1 (en) 2007-11-30 2009-09-07 이종배 The flier width control possible windmill
KR20130031768A (en) * 2011-09-21 2013-03-29 오영록 Horizontal axis aerogenerator using same width and thickness airfoil blade
KR20130075172A (en) * 2011-12-27 2013-07-05 현대중공업 주식회사 Variable blade for wind power generator and control device and method thereof

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2002235802B2 (en) * 2000-12-23 2006-06-22 Aloys Wobben Rotor blade for a wind power installation

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070177970A1 (en) * 2004-03-31 2007-08-02 Tadashi Yokoi Vertical axis wind turbine and wind turbine blade
KR100809620B1 (en) * 2007-01-31 2008-03-05 장길훈 Windmill for wind power generation
KR100915623B1 (en) 2007-11-30 2009-09-07 이종배 The flier width control possible windmill
KR20130031768A (en) * 2011-09-21 2013-03-29 오영록 Horizontal axis aerogenerator using same width and thickness airfoil blade
KR20130075172A (en) * 2011-12-27 2013-07-05 현대중공업 주식회사 Variable blade for wind power generator and control device and method thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113090442A (en) * 2019-12-23 2021-07-09 江苏金风科技有限公司 Adjustable wing blade, control method and control device thereof and wind generating set

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