KR101723107B1 - 블레이드 회전반경 조절장치를 갖는 수직형 풍력터빈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복수 개의 개별 블레이드들을 갖는 블레이드유닛; 상기 개별 블레이드들과 일정 거리 떨어져 있으며 상기 개별 블레이드들의 중심에 배치되는 회전축; 상기 회전축과 상기 개별 블레이드들을 각각 연결하는 개별 연결암들을 갖는 연결암유닛; 그리고, 상기 회전축에 대한 상기 개별 블레이드들의 회전반경을 동시에 동일하게 가변시키기 위한 블레이드 회전반경 조절장치를 포함하며, 상기 블레이드유닛은 제1 블레이드 및 제2 블레이드를 포함하고, 상기 연결암유닛은 제1 연결암 및 제2 연결암을 포함하며, 상기 블레이드 회전반경 조절장치는 모터-기어 어셈블리와, 상기 모터-기어 어셈블리와 결합되어 상기 제1 블레이드의 회전반경을 조절하기 위한 제1 회전반경 조절유닛과, 상기 모터-기어 어셈블리와 결합되어 상기 제2 블레이드의 회전반경을 조절하기 위한 제2 회전반경 조절유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 블레이드 회전반경 조절장치를 갖는 수직형 풍력터빈을 제공한다.

Description

블레이드 회전반경 조절장치를 갖는 수직형 풍력터빈{Vertical axis wind turbine including apparatus that controls the rotational radius of blades}

본 발명은 수직형 풍력터빈에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 수직형 풍력터빈의 작동시 복수 개의 블레이드들의 회전반경을 운행 구간별로 동시에 조절함으로써 전체 운전효율을 높일 수 있는 블레이드 회전반경 조절장치를 갖는 수직형 풍력터빈에 관한 것이다.

통상적으로 풍력발전 장치는 풍차(windmill)라고 불리며, 이는 회전축을 통한 기계적인 힘을 이용해 전력을 생산하기 위해 사용되는 장치이다.

이러한 풍력발전 장치는 수평축 풍력발전장치(horizontal axis wind turbine)와 수직축 풍력발전장치(vertical axis wind turbine)로 구분할 수 있다.

상기 수평축 풍력발전장치는 프로펠러 방식으로서 공기 역학적으로 바람의 양력(lift force)을 이용한 블레이드로 구성된 로터를 사용하게 된다.

그러나, 수평축 풍력발전장치는 발전 효율은 비교적 높고, 바람이 부는 방향에 따라 로터의 방향을 바꾸어 주지 않아도 되는 장점이 있으나, 바람의 세기에 따라 블레이드의 각도를 바꾸어 주어야 하는 장치가 필요하다.

한편, 수직축 풍력발전장치는 바람의 양력을 이용하는 방식인 다리우스식(Darrius Rotor)과 바람의 항력을 이용하는 사보니우스식(Savonius Rotor)이 있다.

상기 다리우스식의 경우는 발전기의 출력이 약하고 초기에 스스로 기동하지 못하여 보조적인 동력장치가 필요하다는 문제가 있고, 상기 사보니우스식의 경우는 바람의 항력을 이용하므로 회전속도가 바람의 속도보다는 높을 수 없으므로 회전축의 회전수에 제한을 받으므로 회전수가 낮은 풍력동력기로 주로 사용되고 있다.

이러한, 최근에는 수직형 풍력터빈의 약점인 낮은 효율 등을 극복하기 위하여 효율을 높일 수 있는 다양한 연구들이 진행되고 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2004-0028314호(발명의 명칭: 수직축 풍력발전장치, 공개일: 2004년 04월 03일)

본 발명의 해결하고자 하는 과제는 수직형 풍력터빈의 작동시 복수 개의 블레이드들의 회전반경을 운행 구간별로 동시에 조절함으로써 전체 운전효율을 높일 수 있는 블레이드 회전반경 조절장치를 갖는 수직형 풍력터빈에 관한 것이다.

상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 복수 개의 개별 블레이드들을 갖는 블레이드유닛; 상기 개별 블레이드들과 일정 거리 떨어져 있으며 상기 개별 블레이드들의 중심에 배치되는 회전축; 상기 회전축과 상기 개별 블레이드들을 각각 연결하는 개별 연결암들을 갖는 연결암유닛; 그리고, 상기 회전축에 대한 상기 개별 블레이드들의 회전반경을 동시에 동일하게 가변시키기 위한 블레이드 회전반경 조절장치를 포함하며, 상기 블레이드유닛은 제1 블레이드 및 제2 블레이드를 포함하고, 상기 연결암유닛은 제1 연결암 및 제2 연결암을 포함하며, 상기 블레이드 회전반경 조절장치는 모터-기어 어셈블리와, 상기 모터-기어 어셈블리와 결합되어 상기 제1 블레이드의 회전반경을 조절하기 위한 제1 회전반경 조절유닛과, 상기 모터-기어 어셈블리와 결합되어 상기 제2 블레이드의 회전반경을 조절하기 위한 제2 회전반경 조절유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 블레이드 회전반경 조절장치를 갖는 수직형 풍력터빈을 제공한다.

상기 제1 연결암은 상기 회전축과 결합되어 있는 제1 암부재와, 상기 제1 암부재에 대하여 상대이동 가능하며 상기 제1 블레이드와 결합되어 있는 제2 암부재를 포함하며, 상기 제1 암부재와 상기 제2 암부재 중 어느 하나는 다른 하나의 내부공간에 적어도 일부분이 삽입될 수 있다.

상기 모터-기어 어셈블리는 모터와, 상기 모터의 회전에 따라 회전하는 메인기어축과, 상기 메인기어축의 일단에 구비되는 메인기어와, 일측은 상기 메인기어와 기어결합되고 타측은 상기 제1 회전반경 조절유닛과 결합되는 제1 기어와, 일측은 상기 메인기어와 기어결합되고 타측은 상기 제2 회전반경 조절유닛과 결합되는 제2 기어를 포함할 수 있다.

상기 제1 회전반경 조절유닛은 상기 제1 연결암의 내부에 배치되는 제1 스크류와, 상기 제1 스크류상에서 직선이동하는 제1 너트부재와, 상기 제1 스크류 상에 배치되어 상기 제1 너트부재의 이동을 제한하는 제1 스토퍼 부재를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제1 너트부재는 상기 제2 암부재와 결합되어 있으며, 상기 제1 스크류의 회전시 상기 제1 너트부재와 상기 제2 암부재는 함께 직선이동될 수 있다.

상기 제1 스토퍼부재는 상기 제1 스크류의 일단에 배치되되 상기 제1 암부재의 내부공간에 구비되는 제1 암측 스토퍼부재와, 상기 제1 스크류의 타단에 배치되되 상기 제2 암부재의 내부공간에 구비되는 제2 암측 스토퍼부재를 포함할 수 있다.

상기 제2 암측 스토퍼부재는 상기 제1 스크류의 타단을 회전가능하도록 지지함과 동시에 상기 제2 암부재의 길이방향을 따라서 상기 제2 암부재의 내측면과는 슬라이딩될 수 있다.

본 발명에 따른 수직형 풍력터빈은 모터-기어 어셈블리를 갖는 동시 제어형 블레이드 회전반경 조절장치를 사용하여 복수 개의 블레이드들에 대한 회전반경을 동시에 제어함으로써 블레이드 회전반경 조절장치의 구조를 간단하게 구현하면서도 블레이드들의 회전반경을 균일하게 제어할 수 있으며, 수직형 풍력터빈의 운행구간에 따라 블레이드의 회전반경을 조절함으로써 발전효율을 높일 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 블레이드 회전반경 조절장치를 갖는 수직형 풍력터빈의 요부에 대한 평면도이다.
도 2는 도 1의 수직형 풍력터빈에서 블레이드의 회전반경이 조절되기 전의 상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 상태에서 블레이드의 회전반경이 커진 상태를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 1의 수직형 풍력터빈의 제1 블레이드가 설치된 영역과 회전축의 하부영역을 나타낸 단면도이다.
도 5는 솔리디티의 변화에 따른 풍력터빈의 파워계수를 나타낸 도면이다.

이하, 상술한 해결하고자 하는 과제가 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시 예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시 예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.

도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명에 따른 블레이드 회전반경 조절장치를 갖는 수직형 풍력터빈의 일 실시 예를 설명한다.

본 실시 예에 따른 수직형 풍력터빈은 회전축(90), 블레이드유닛, 연결암유닛, 블레이드 회전반경 조절장치 및 슬립링유닛을 포함한다.

상기 블레이드유닛은 복수 개의 개별 블레이드들을 포함하며, 상기 회전축(90)은 상기 개별 블레이드들과 일정 거리 떨어져 있으며 상기 개별 블레이드들의 중심에 배치되고, 상기 연결암유닛은 상기 회전축(90)과 상기 개별 블레이드들을 각각 연결하는 개별 연결암들을 포함한다.

구체적으로, 상기 블레이드유닛은 상기 회전축(90)과 일정거리 떨어진 위치에 배치되는 제1 블레이드(11), 상기 제1 블레이드(11)의 회전반경을 따라 상기 제1 블레이드(11)와 일정간격 떨어진 위치에 배치되는 제2 블레이드(12) 및 제3 블레이드(13) 를 포함한다.

본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 않고, 상기 블레이드유닛에 구비된 블레이드는 2개 이상으로 구비되면 어떠한 개수를 가져도 무방하다.

상기 연결암유닛은 상기 회전축(90)과 상기 제1 블레이드(11)를 연결하는 제1 연결암(20), 상기 회전축(90)과 상기 제2 블레이드(12)를 연결하는 제2 연결암(30) 및 상기 회전축(90)과 상기 제3 블레이드(13)를 연결하는 제3 연결암(40)을 포함한다.

상기 제1 연결암(20)은 상기 회전축(90)과 결합되어 있는 제1 암부재(21)와, 상기 제1 암부재(21)에 대하여 상대이동 가능하며 상기 제1 블레이드(11)와 결합되어 있는 제2 암부재(23)를 포함한다.

상기 제2 암부재(23)의 일단, 즉 상기 제1 블레이드(11)와 결합되지 않은 반대편 부분은 상기 제1 암부재(21)의 내부공간에 적어도 일부분이 삽입되어 있다. 물론, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 상기 제1 암부재(21)가 상기 제2 암부재(23)의 내부공간에 적어도 일부분이 삽입된 상태에서 서로 상대이동할 수도 있을 것이다.

상기 제2 연결암(30) 및 상기 제3 연결암(40)은 상기 제1 연결암(20)과 실질적으로 동일한 구조를 가진다. 즉, 상기 제2 연결암의 제1 암부재(31)와 제2 암부재(33)도 서로 상대이동가능하고, 상기 제3 연결암의 제1 암부재(41)와 제2 암부재(43)도 서로 상대이동 가능하다.

상기 블레이드 회전반경 조절장치는 상기 회전축(90)에 대한 상기 개별 블레이드들의 회전반경을 동시에 동일하게 가변시키게 된다.

구체적으로, 상기 블레이드 회전반경 조절장치는 모터-기어 어셈블리(400)와, 상기 모터-기어 어셈블리(400)와 결합되어 상기 제1 블레이드(11)의 회전반경을 조절하기 위한 제1 회전반경 조절유닛(100)과, 상기 모터-기어 어셈블리(400)와 결합되어 상기 제2 블레이드(12)의 회전반경을 조절하기 위한 제2 회전반경 조절유닛(미도시), 상기 모터-기어 어셈블리(400)와 결합되어 상기 제3 블레이드(13)의 회전반경을 조절하기 위한 제3 회전반경 조절유닛(미도시)을 포함한다.

구체적으로, 상기 모터-기어 어셈블리(400)는 모터(410)와, 상기 모터(410)의 회전에 따라 회전하는 메인기어축(420)과, 상기 메인기어축(420)의 일단에 구비되는 메인기어(430)와, 일측은 상기 메인기어(430)와 기어결합되고 타측은 상기 제1 회전반경 조절유닛(100)과 결합되는 제1 기어(440)와, 일측은 상기 메인기어(430)와 기어결합되고 타측은 상기 제2 회전반경 조절유닛과 결합되는 제2 기어(450)와, 일측은 상기 메인기어(430)와 기어결합되고 타측은 상기 제3 회전반경 조절유닛과 결합되는 제3 기어(460)를 포함한다.

상기 모터(410)는 정회전 및 역회전이 가능하며, 상기 회전축(90)의 내부공간 상에 배치된다. 도면에는 도시되지 않았지만, 상기 모터는 상기 회전축(90)의 내부공간에서 모터설치부 상에 안착될 수 있다.

상기 메인기어축(420)은 상기 모터(410)와 연결되어 상기 모터(410)의 회전과 함께 회전하며, 상기 회전축(90)의 내부공간상에 배치된다.

상기 메인기어(430), 상기 제1 기어(440), 상기 제2 기어(450) 및 상기 제3 기어(460)는 모두 베벨기어로 구비되며, 상기 메인기어(430) 상에 상기 제1 기어(440), 상기 제2 기어(450) 및 상기 제3 기어(460)가 대칭적으로 배치된다.

결과적으로, 상기 메인기어(430)에는 상기 제1 기어(440), 상기 제2 기어(450) 및 상기 제3 기어(460)가 동시에 기어결합되어 상기 메인기어(430)의 회전력은 상기 제1 기어(440), 상기 제2 기어(450) 및 상기 제3 기어(460)에 동시에 전달된다.

상기 제1 회전반경 조절유닛(100), 상기 제2 회전반경 조절유닛 및 상기 제3 회전반경 조절유닛은 상기 메인기어(430)의 회전과 함께 상기 제1 기어(440), 상기 제2 기어(450) 및 상기 제3 기어(460)로부터 동시에 회전력을 전달받으면서 상기 제1 블레이드(10)의 회전반경, 상기 제2 블레이드(20)의 회전반경 및 상기 제3 블레이드(30)의 회전반경을 동시에 제어하게 된다.

여기서, 상기 제1 회전반경 조절유닛(100), 상기 제2 회전반경 조절유닛 및 상기 제3 회전반경 조절유닛의 구조는 실질적으로 동일하고, 상기 제1 연결암(20), 상기 제2 연결암(30) 및 상기 제3 연결암(40)의 구조도 실질적으로 동일하며, 상기 제1 블레이드(11), 상기 제2 블레이드(12) 및 상기 제3 블레이드(13)의 구조도 실질적으로 동일하므로, 이하에서는 상기 제1 회전반경 조절유닛(100), 상기 제1 연결암(20) 및 상기 제1 블레이드(11)의 구조와 이들의 결합구조에 한하여 설명한다.

상기 제1 회전반경 조절유닛(100)은 상기 제1 연결암(20)의 내부에 배치되는 제1 스크류(110)와, 상기 제1 스크류(110)상에서 직선이동하는 제1 너트부재(120)와, 상기 제1 스크류(110) 상에 배치되어 상기 제1 너트부재(120)의 이동을 제한하는 제1 스토퍼부재(130)를 포함한다.

여기서, 상기 제1 너트부재(120)는 상기 제2 암부재(23)의 내부공간에 배치되되 상기 제2 암부재(23)와 결합되어 있으며, 상기 제1 스크류(110)의 회전시 상기 제1 너트부재(120)와 상기 제2 암부재(23)는 함께 직선이동하게 된다.

상기 제1 너트부재(120)는 상기 회전축(90)을 기준으로 상기 제1 블레이드(11) 방향으로 일정간격으로 배치되는 제1-1 너트부재(121)와 제1-2 너트부재(122)를 포함한다.

상기 제1 스토퍼부재(130)는 상기 제1 스크류(110)의 일단에 배치되되 상기 제1 암부재(21)의 내부공간에 구비되는 제1 암측 스토퍼부재(131)와, 상기 제1 스크류(110)의 타단에 배치되되 상기 제2 암부재(23)의 내부공간에 구비되는 제2 암측 스토퍼부재(133)를 포함한다.

상기 제2 암측 스토퍼부재(133)는 상기 제1 스크류(110)의 타단을 회전가능하도록 지지함과 동시에 상기 제2 암부재(23)의 길이방향을 따라서 상기 제2 암부재(23)의 내측면과는 슬라이딩된다.

예를 들면, 상기 제2 암측 스토퍼부재(133)의 외측면에는 돌기가 형성되고, 상기 제2 암부재(23)의 내측면에는 상기 돌기의 직선이동을 안내하는 슬라이딩 홈이 형성되고, 상기 제1 스크류(110)를 수용하는 상기 제2 암측 스토퍼부재(133)의 중앙부에는 베어링이 형성될 수 있을 것이다.

결과적으로, 상기 제2 암측 스토퍼부재(133) 자체는 회전되지 않으면서 상기 제1 스크류(110)의 타단을 회전가능하게 지지함과 동시에 상기 제2 암부재(23)와는 슬라이딩되어 상기 제2 암부재가 직선이동할 수 있게 된다.

도 2 내지 도 4를 참조하여, 상기 블레이드 회전반경 조절장치에 의하여 상기 제1 블레이드(11), 상기 제2 블레이드(12) 및 상기 제3 블레이드(13)의 회전반경이 동시에 제어되는 과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 모터(410)가 정회전하게 되면, 상기 메인기어축(420)이 회전하게 되고, 상기 메인기어축(420)이 회전하면 상기 메인기어(430)가 회전하게 되며, 상기 메인기어(430)가 회전하게 되면 상기 메인기어(430)와 기어결합되어 있는 상기 제1 기어(440), 상기 제2 기어(450) 및 상기 제3 기어(460)가 동시에 회전하게 된다.

상기 제1 기어(440), 제2 기어(450) 및 상기 제3 기어(460)가 동시에 회전하게 되면, 상기 제1 회전반경 조절유닛(100), 상기 제2 회전반경 조절유닛 및 상기 제3 회전반경 조절유닛은 동일한 메카니즘을 통하여 상기 제1 블레이드(11), 상기 제2 블레이드(12) 및 상기 제3 블레이드(13)의 회전반경을 동시에 동일한 거리만큼 가변시키게 된다.

여기서, 상기 제1 회전반경 조절유닛(100)에 의하여 상기 제1 블레이드(11)의 회전반경이 조절되는 경우에 한하여 설명하면 다음과 같다.

상기 제1 기어(440)가 회전하게 되면, 상기 제1 스크류(110)가 회전하게 되고, 상기 제1 스크류(110)가 회전하게 되면 상기 제1 너트부재(120)가 상기 제1 스크류(110) 상에서 외측 반경방향으로 직선이동하게 된다.

그러면, 상기 제1 너트부재(120)에 결합된 상기 제2 암부재(23)도 외측 반경방향으로 이동하면서 상기 제1 암부재(21)의 내부공간상에 배치되었던 상기 제2 암부재(23)의 일부영역이 상기 제1 암부재(21)의 외측으로 빠져 나오게 된다.

상기 제2 암부재(23)가 일정거리 이동하게 되면, 상기 제1-2 너트부재(122)가 상기 제2 암측 스토퍼부재(133)에 의하여 이동이 제한되면서 더 이상 이동하지 않게 된다.

구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1-1 너트부재(121)가 상기 제1 암측 스토퍼부재(131)에 의하여 이동이 제한됨으로써 상기 제1 블레이드(11)의 최소 회전반경(R1)을 형성하게 되고, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1-2 너트부재(122)가 상기 제2 암측 스토퍼부재(133)에 의하여 이동이 제한됨으로써 최대 회전반경(R2)을 형성하게 된다.

결과적으로, 블레이드 회전반경 조절장치를 사용하여 복수 개의 블레이드들에 대한 회전각을 동시에 제어함으로써 블레이드 회전반경 조절장치의 구조를 간단하게 구현하면서도 블레이드들의 회전반경을 균일하게 제어할 수 있으며, 수직형 풍력터빈의 운행구간에 따라 블레이드의 회전반경을 조절함으로써 발전효율을 높일 수 있게 된다.

도 5는 솔리디티(solidity, s)에 따른 풍력터빈의 효율을 나타낸 도면인데, 솔리디티(s)가 작을수록 저속 회전에서는 파워계수(power coefficiency)가 크게 나타난다. 상기 솔리디티(s)는 다음과 같은 식으로 정의된다.

s = Nc/R

(N: 블레이드의 수, c: 블레이드의 코드길이, R: 블레이드의 회전반경)

여기서, 블레이드의 코드길이 및 블레이드의 수가 일정하면, 상기 블레이드의 회전반경이 커질수록 상기 솔리디티의 값(s)은 작아진다.

따라서, 저속회전에서는 파워계수를 크게 하기 위하여 블레이드의 회전반경을 크게 하여 상기 솔리디티의 값을 작게 하고, 고속회전에서는 블레이드의 회전반경을 줄여 상기 솔리디티의 값을 크게 하게 되면, 발전효율을 최대한 높일 수 있게 된다. 즉, 상기 블레이드이 회전반경을 조절함으로써 상기 솔리디티를 조절할 수 있게 되고, 풍력터빈의 운행 구간에 따라 상기 솔리디티를 조절하여 구간효율을 높임으로써 전체 운행영역을 기준으로 상기 풍력터빈의 효율을 높일 수 있게 된다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 회전축(90)은 설치구조물에 대하여 수직으로 배치되며, 상기 슬립링유닛을 통하여 외부의 고정구조물과 전기적으로 연결된다.

상기 슬립링유닛은 상기 풍력터빈의 구조물과 결합되어 고정되는 외부하우징(600), 상기 회전축(90)의 하부와 결합되어 회전함과 동시에 상기 외부하우징(600)과 전기적으로 연결되어 있는 내부하우징(500), 상기 내부하우징(500)과 상기 외부하우징(600) 사이에 배치되는 회전 베어링(700)을 포함한다.

구체적으로, 상기 내부하우징(500)은 상기 회전축(90)과 결합되어 회전하는 회전몸체(510)와, 상기 회전몸체(510)의 외주면에 결합되어 있는 절연링(530) 및 전극링(520)을 포함한다.

여기서, 상기 모터(410)에 전력을 공급하기 위한 제1 전선(1)은 상기 회전몸체(510)를 관통하면서 상기 전극링(520)과 연결되어 있다.

또한, 상기 외부하우징(600)은 상기 풍력터빈의 고정구조물과 고정되게 결합되는 고정몸체(610)와, 상기 전극링(520)의 외주면과 접촉되면서 전기적으로 연결되는 브러쉬(620)를 포함한다.

상기 브러쉬(620)의 적어도 일부분은 상기 고정몸체(610)에 의하여 지지되며, 상기 브러쉬(620)는 제2 전선(2)을 통하여 외부의 고정된 전원과 연결된다.

상기 회전 베어링(700)은 상기 회전몸체(510)의 상단과 상기 고정몸체(610)의 상단 사이에 배치되는 상단 회전베어링과, 상기 회전몸체(510)의 하단과 상기 고정몸체(610)의 하단 사이에 배치되는 하단 회전베어링을 포함한다.

결과적으로, 상기 회전축(90)의 내부에 배치되면서 상기 모터(410)에 전력을 공급하기 위한 상기 제1 전선(1)은 상기 내부하우징(500)을 따라 회전하면서도 상기 제2 전선(2)과 전기적으로 연결됨으로써 상기 제1 전선(1)의 꼬임이 발생하지 않게 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정한 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형의 실시가 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.

11: 제1 블레이드 12: 제2 블레이드
13: 제3 블레이드 20: 제1 연결암
21: 제1 암부재 23: 제2 암부재
30: 제2 연결암 40: 제3 연결암
90: 회전축 100: 제1 회전반경 조절유닛
110: 제1 스크류 120: 제1 너트부재
130: 제1 스토퍼부재 400: 모터-기어 어셈블리
410: 모터 420: 메인기어축
430: 메인기어 440: 제1 기어
450: 제2 기어 460: 제3 기어
500: 내부하우징 600: 외부하우징

Claims (6)

1. 복수 개의 개별 블레이드들을 갖는 블레이드유닛;
   상기 개별 블레이드들과 일정 거리 떨어져 있으며 상기 개별 블레이드들의 중심에 배치되는 회전축;
   상기 회전축과 상기 개별 블레이드들을 각각 연결하는 개별 연결암들을 갖는 연결암유닛; 및
   상기 회전축에 대한 상기 개별 블레이드들의 회전반경을 동시에 동일하게 가변시키기 위한 블레이드 회전반경 조절장치를 포함하고,
   상기 블레이드유닛은 제1 블레이드 및 제2 블레이드를 포함하며,
   상기 연결암유닛은 제1 연결암 및 제2 연결암을 포함하고,
   상기 블레이드 회전반경 조절장치는 모터-기어 어셈블리와, 상기 모터-기어 어셈블리와 결합되어 상기 제1 블레이드의 회전반경을 조절하기 위한 제1 회전반경 조절유닛과, 상기 모터-기어 어셈블리와 결합되어 상기 제2 블레이드의 회전반경을 조절하기 위한 제2 회전반경 조절유닛을 포함하며,
   상기 제1 연결암은 상기 회전축과 결합되어 있는 제1 암부재와, 상기 제1 암부재에 대하여 상대이동 가능하며 상기 제1 블레이드와 결합되어 있는 제2 암부재를 포함하고,
   상기 제1 암부재와 상기 제2 암부재 중 어느 하나는 다른 하나의 내부공간에 적어도 일부분이 삽입되며,
   상기 모터-기어 어셈블리는 모터와, 상기 모터의 회전에 따라 회전하는 메인기어축과, 상기 메인기어축의 일단에 구비되는 메인기어와, 일측은 상기 메인기어와 기어 결합되고 타측은 상기 제1 회전반경 조절유닛과 결합되는 제1 기어와, 일측은 상기 메인기어와 기어 결합되고 타측은 상기 제2 회전반경 조절유닛과 결합되는 제2 기어를 포함하고,
   상기 제1 회전반경 조절유닛은 상기 제1 연결암의 내부에 배치되는 제1 스크류와, 상기 제1 스크류 상에서 직선 이동하는 제1 너트부재와, 상기 제1 스크류 상에 배치되어 상기 제1 너트부재의 이동을 제한하는 제1 스토퍼부재를 포함하며,
   상기 제1 너트부재는 상기 제2 암부재와 결합되고,
   상기 제1 스크류의 회전시 상기 제1 너트부재와 상기 제2 암부재는 함께 직선 이동되며,
   상기 제1 스토퍼부재는 상기 제1 스크류의 일단에 배치되되 상기 제1 암부재의 내부공간에 구비되는 제1 암측 스토퍼부재와, 상기 제1 스크류의 타단에 배치되되 상기 제2 암부재의 내부공간에 구비되는 제2 암측 스토퍼부재를 포함하고,
   상기 제2 암측 스토퍼부재는 상기 제1 스크류의 타단을 회전 가능하도록 지지함과 동시에 상기 제2 암부재의 길이방향을 따라서 상기 제2 암부재의 내측면과는 슬라이딩되되,
   상기 제2 암측 스토퍼부재의 외측면에는 돌기가 형성되고,
   상기 제2 암부재의 내측면에는 상기 돌기의 직선 이동을 안내하는 슬라이드 홈이 형성되며,
   상기 제1 스크류를 수용하는 상기 제2 암측 스토퍼부재의 중앙부에는 베어링이 형성되는 것을 특징으로 하는 블레이드 회전반경 조절장치를 갖는 수직형 풍력터빈.
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