KR101731951B1 - 풍력 발전기용 블레이드 - Google Patents

풍력 발전기용 블레이드 Download PDF

Info

Publication number
KR101731951B1
KR101731951B1 KR1020160077487A KR20160077487A KR101731951B1 KR 101731951 B1 KR101731951 B1 KR 101731951B1 KR 1020160077487 A KR1020160077487 A KR 1020160077487A KR 20160077487 A KR20160077487 A KR 20160077487A KR 101731951 B1 KR101731951 B1 KR 101731951B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
spar
blade
main
vertical frame
curved
Prior art date
Application number
KR1020160077487A
Other languages
English (en)
Inventor
배재성
이수용
최동국
Original Assignee
한국항공대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국항공대학교산학협력단 filed Critical 한국항공대학교산학협력단
Priority to KR1020160077487A priority Critical patent/KR101731951B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101731951B1 publication Critical patent/KR101731951B1/ko
Priority to US15/626,548 priority patent/US10393090B2/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor 
    • F03D1/06—Rotors
    • F03D1/0608—Rotors characterised by their aerodynamic shape
    • F03D1/0633—Rotors characterised by their aerodynamic shape of the blades
    • F03D1/0641—Rotors characterised by their aerodynamic shape of the blades of the section profile of the blades, i.e. aerofoil profile
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor 
    • F03D1/06—Rotors
    • F03D1/065—Rotors characterised by their construction elements
    • F03D1/0675—Rotors characterised by their construction elements of the blades
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor 
    • F03D1/06—Rotors
    • F03D1/0608—Rotors characterised by their aerodynamic shape
    • F03D1/0633—Rotors characterised by their aerodynamic shape of the blades
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/20—Rotors
    • F05B2240/21—Rotors for wind turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/20—Rotors
    • F05B2240/21—Rotors for wind turbines
    • F05B2240/221—Rotors for wind turbines with horizontal axis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/20—Rotors
    • F05B2240/21—Rotors for wind turbines
    • F05B2240/221—Rotors for wind turbines with horizontal axis
    • F05B2240/2212—Rotors for wind turbines with horizontal axis perpendicular to wind direction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • Y02E10/721—
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

본 발명은 블레이드에 관한 것으로서, 특히 풍력 발전기용 블레이드의 경량화를 달성함과 동시에 제작 비용을 절감하고, 원활한 양력 발생을 달성할 수 있는 풍력 발전기용 블레이드에 관한 것이다.

Description

풍력 발전기용 블레이드{BLADE FOR WIND POWER GENERATOR}
본 발명은 블레이드에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 풍력발전기용 블레이드에 관한 것이다.
바람의 힘을 이용하여 전기 에너지를 발생시키는 풍력 발전기는 산업의 발달과 인구 증가에 의한 석유, 석탄 천연가스 등의 천연자원의 고갈에 따라 대체 에너지원으로 많은 연구가 진행되고 있다.
풍력 발전기는 지면에 설치된 타워(tower) 상단에 나셀(nacelle)이 설치되고, 나셀에 설치된 허브(hub)가 전방에서 불어오는 바람에 의해 블레이드와 함께 회전하면서 전기 에너지를 생성한다.
종래의 풍력 발전기용 블레이드는 몰드에 합성 수지 등을 부어 성형하는 몰드 기반 공법으로 제작되었다. 따라서, 대형 풍력 발전기에 사용되는 블레이드의 경우, 몰드를 제작하는 비용이 고가이고, 블레이드의 형상이 개량될 때마다 새로운 몰드를 다시 제작해야 한다는 문제점이 있었다.
또한, 몰드 기반 공법으로 블레이드를 제작하기 때문에 블레이드의 제작 길이 및 경량화의 한계가 있다는 문제점이 있었다.
또한, 몰드에 의해 제작된 블레이드는 일체로 제작되기 때문에 운송에 많은 비용이 소모될 뿐만 아니라, 블레이드 운송에 따른 사고가 빈번하게 발생한다는 문제점이 있었다.
따라서, 블레이드를 리브 및 스파들의 결합 구조로 제작하는 기술들이 연구되어 왔으며, 이러한 풍력 발전기용 블레이드로는 미국등록특허 제9188102호(이하, '종래 기술'이라 한다)에 기재된 것이 공개되어 있다.
종래 기술의 풍력 발전기용 블레이드는 스판부재와, 스판부재의 전방에 위치하는 복수개의 전연 영역과, 스판부재의 후방에 위치하는 복수개의 후연 영역을 포함하여 구성된다.
복수개의 전연 영역은 전연 레이어와 리브에 의해 블레이드의 전방으로 볼록한 전연 형상을 유지하게 되며, 복수개의 후연 영역은 후연 보강영역과 리브에 의해 블레이드의 후방으로 돌출된 후연 형상을 유지하게 된다.
복수개의 전연 영역 및 복수개의 후연 영역은 가장자리에 가스켓이 구비된 패브릭 스킨과 리브를 포함한다.
전술한 가스켓, 리브, 스판부재 각각에는 리벳 구멍이 형성되며, 이러한 리벳 구멍에 리벳을 삽입함으로써, 복수개의 전연 영역이 스판부재의 전방에 체결되어 결합되고, 복수개의 후연 영역이 스판부재의 후방에 체결되어 결합한다.
위와 같이, 종래 기술의 풍력 발전기용 블레이드의 경우, 리브와 가스킷 및 스판부재에 리벳 구멍을 형성하고, 리벳 구멍에 리벳을 삽입하여 부품들을 결합시키기 때문에 블레이드의 경량화를 달성하기 어렵다는 문제점이 있다.
또한, 리벳이 삽입되는 리벳 구멍을 형성시켜야 되므로, 부품들의 제작 공정이 더욱 복잡해지며, 제작 비용이 상승한다는 문제점이 있다.
또한, 리벳 구멍 및 이에 삽입되는 리벳으로 인해, 블레이드의 표면이 매끄럽지 못하게 된다. 따라서, 블레이드의 표면을 스쳐 지나가는 바람의 유동이 원할하게 이루어질 수 없게 되어 블레이드에 의한 양력이 용이하게 발생할 수 없고, 이로 인해, 풍력 발전기의 효율이 떨어질 수 있다는 문제가 있다.
미국등록특허 제9188102호.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 블레이드의 경량화를 달성함과 동시에 제작 비용을 절감하고, 원활한 양력 발생을 달성할 수 있는 풍력 발전기용 블레이드를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 특징에 따른 풍력 발전기용 블레이드는 메인 스파; 상기 메인 스파의 전방에 위치하는 제1바디; 및 상기 메인 스파의 후방에 위치하는 제2바디;를 포함하되, 상기 메인 스파는, 양단부가 전, 후방으로 각각 돌출된 한 쌍의 메인 스파 플랜지; 및 상기 한 쌍의 메인 스파 플랜지를 연결하는 메인 스파 웨브;를 포함하고, 상기 제1바디의 후방에는 상기 한 쌍의 메인 스파 플랜지의 돌출된 전방과 결합되는 단턱이 형성되고, 상기 제2바디의 전방에는 상기 한 쌍의 메인 스파 플랜지의 돌출된 후방과 결합되는 단턱이 형성되며, 상기 단턱과 상기 한 쌍의 메인 스파 플랜지는 접착제에 의해 상호 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2바디의 후방에 위치하는 리어 스파;를 더 포함하되, 상기 리어 스파는, 일단부가 전방으로 각각 돌출된 한 쌍의 리어 스파 플랜지; 및 상기 한 쌍의 리어 스파 플랜지를 연결하는 리어 스파 웨브;를 포함하고, 상기 제2바디의 후방에는 상기 한 쌍의 리어 스파 플랜지 돌출된 전방과 결합되는 단턱이 형성되며, 상기 단턱과 상기 한 쌍의 리어 스파 플랜지는 접착제에 의해 상호 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 리어 스파의 후방에 위치하는 제3바디; 및 상기 제3바디의 후방에 위치하는 후연(trailing edge) 스파;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1바디와, 상기 제2바디와, 상기 메인 스파와, 상기 리어 스파와, 상기 제3바디 및 상기 후연 스파를 덮는 스킨;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1바디는, 상기 메인 스파의 익폭(span wise) 방향을 따라 상기 메인 스파의 전방에 배치되는 복수개의 C형 스파;를 포함하되, 상기 복수개의 C형 스파의 상부 및 하부 각각에는 상기 한 쌍의 메인 스파 플랜지의 돌출된 전방과 결합되는 상기 단턱이 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1바디는, 상기 메인 스파의 익폭(span wise) 방향을 따라 상기 메인 스파의 전방에 배치되는 복수개의 역D형 리브;를 포함하되, 상기 복수개의 역D형 리브 각각은, 그 후방면이 상기 메인 스파 웨브의 전방면과 접착제에 의해 결합되는 수직 프레임; 및 상기 수직 프레임의 상, 하부 각각에서 연장되게 형성되어 전방 방향으로 볼록하게 형성되는 볼록 프레임;을 포함하고, 상기 수직 프레임의 상부와 하부 각각에는 상기 한 쌍의 메인 스파 플랜지의 돌출된 전방과 결합되는 상기 단턱이 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1바디는, 상기 복수개의 역D형 리브 중 인접하는 역D형 리브들 사이에 각각 배치되는 복수개의 C형 커버;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 리어 스파의 후방에 위치하는 제3바디; 상기 제3바디의 후방에 위치하는 후연(trailing edge) 스파; 및 상기 복수개의 C형 커버와, 상기 제2바디와, 상기 메인 스파와, 상기 리어 스파와, 상기 제3바디 및 상기 후연 스파를 덮는 스킨;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2바디는, 상기 메인 스파의 후방 및 상기 리어 스파의 전방을 연결하도록, 상기 메인 스파 및 상기 리어 스파의 익폭(span wise) 방향을 따라 상기 메인 스파 및 상기 리어 스파의 사이에 배치되는 복수개의 곡선형 리브;를 포함하되, 상기 복수개의 곡선형 리브 각각은, 그 전방면이 상기 메인 스파 웨브의 후방면과 접착제에 의해 결합되는 제1수직 프레임; 그 후방면이 상기 리어 스파 웨브의 전방면과 접착제에 의해 결합되는 제2수직 프레임; 상기 제1수직 프레임의 상부와 상기 제2수직 프레임의 상부를 연결하는 제1곡선 프레임; 및 상기 제1수직 프레임의 하부와 상기 제2수직 프레임의 하부를 연결하는 제2곡선 프레임;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 풍력 발전기용 블레이드에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
블레이드의 부품들이 리벳 등과 같은 별도의 결합 부재 없이도 결합되어 조립될 수 있으므로, 풍력 발전기용 블레이드의 경량화 및 제작 비용 절감을 달성할 수 있다.
또한, 블레이드의 표면이 매끄럽게 형성될 수 있으므로, 양력이 용이하게 발생할 수 있으며, 효율적인 풍력 발전을 달성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제1실시 예에 따른 블레이드를 구비한 풍력 발전기의 측면도.
도 2는 본 발명의 바람직한 제1실시 예에 따른 블레이드의 사시도.
도 3은 도 2의 블레이드의 일부를 도시한 사시도.
도 4는 도 3의 블레이드를 분해한 것을 도시한 사시도.
도 5는 도 3의 블레이드의 단면을 도시한 단면도.
도 6은 도 3의 블레이드에 복수개의 스킨을 결합하는 것을 도시한 사시도.
도 7은 본 발명의 바람직한 제2실시 예에 따른 블레이드의 사시도.
도 8은 도 7의 블레이드의 일부를 도시한 사시도.
도 9는 도 8의 블레이드를 분해한 것을 도시한 사시도.
도 10은 도 8의 블레이드의 단면을 도시한 단면도.
도 11은 도 8의 블레이드에 복수개의 스킨을 결합하는 것을 도시한 사시도.
도 12는 본 발명의 바람직한 제3실시 예에 따른 블레이드의 사시도.
도 13은 도 12의 블레이드의 일부를 도시한 사시도.
도 14는 도 13의 블레이드를 분해한 것을 도시한 사시도.
도 15는 도 13의 블레이드의 단면을 도시한 단면도.
도 16은 도 13의 블레이드에 복수개의 스킨을 결합하는 것을 도시한 사시도.
도 17은 본 발명의 바람직한 제4실시 예에 따른 블레이드의 사시도.
도 18은 도 17의 블레이드의 일부를 도시한 사시도.
도 19는 도 18의 블레이드를 분해한 것을 도시한 사시도.
도 20은 도 18의 블레이드의 단면을 도시한 단면도.
도 21은 도 18의 블레이드에 복수개의 스킨을 결합하는 것을 도시한 사시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제1실시 예에 따른 블레이드를 구비한 풍력 발전기의 측면도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 제1실시 예에 따른 블레이드의 사시도이고, 도 3은 도 2의 블레이드의 일부를 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 블레이드를 분해한 것을 도시한 사시도이고, 도 5는 도 3의 블레이드의 단면을 도시한 단면도이고, 도 6은 도 3의 블레이드에 복수개의 스킨을 결합하는 것을 도시한 사시도이고, 도 7은 본 발명의 바람직한 제2실시 예에 따른 블레이드의 사시도이고, 도 8은 도 7의 블레이드의 일부를 도시한 사시도이고, 도 9는 도 8의 블레이드를 분해한 것을 도시한 사시도이고, 도 10은 도 8의 블레이드의 단면을 도시한 단면도이고, 도 11은 도 8의 블레이드에 복수개의 스킨을 결합하는 것을 도시한 사시도이고, 도 12는 본 발명의 바람직한 제3실시 예에 따른 블레이드의 사시도이고, 도 13은 도 12의 블레이드의 일부를 도시한 사시도이고, 도 14는 도 13의 블레이드를 분해한 것을 도시한 사시도이고, 도 15는 도 13의 블레이드의 단면을 도시한 단면도이고, 도 16은 도 13의 블레이드에 복수개의 스킨을 결합하는 것을 도시한 사시도이고, 도 17은 본 발명의 바람직한 제4실시 예에 따른 블레이드의 사시도이고, 도 18은 도 17의 블레이드의 일부를 도시한 사시도이고, 도 19는 도 18의 블레이드를 분해한 것을 도시한 사시도이고, 도 20은 도 18의 블레이드의 단면을 도시한 단면도이고, 도 21은 도 18의 블레이드에 복수개의 스킨을 결합하는 것을 도시한 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 제1실시 예에 따른 블레이드(100)를 구비한 풍력 발전기(10)는 타워(11), 나셀(13), 허브(15), 복수의 블레이드(100)를 포함하여 구성된다.
타워(11)는 바닥면에 고정 설치되며, 나셀(13)과 허브(15) 및 블레이드(100)를 지지하는 기능을 한다. 이 경우, 타워(11)는 산의 능선, 해상 또는 건물의 옥상과 같이, 기류의 간섭이 최소화될 수 있는 장소에 설치되는 것이 바람직하다.
허브(15)는 나셀(13)의 전단부에 설치되며, 그 축을 중심으로 회전가능하도록 나셀(13)과 결합될 수 있다.
전술한 풍력 발전기(10)의 블레이드(100)는 후술할 본 발명의 바람직한 제1실시 예에 따른 블레이드(100) 뿐만 아니라, 본 발명의 바람직한 제2 내지 제4실시 예에 따른 블레이드(200, 300, 400)가 모두 적용될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 제1실시 예에 따른 블레이드(100)에 대해 설명한다.
도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이, 블레이드(100)는 익형(翼型) 단면을 가지며, 풍력 발전기(10)의 전방으로부터 불어오는 바람에 대한 일정한 받음각(angle of attack)을 갖도록 허브(15)에 복수개로 설치될 수 있다.
블레이드(100)의 일단에는 블레이드 루트(blade root, 101)가 구비되며, 타단에는 블레이드 팁(blade tip, 102)이 구비된다. 이 경우, 블레이드 루트(101)에서 블레이드 팁(102) 방향으로의 방향을 익폭 방향(span wise)이라고 한다.
블레이드 루트(101)는 블레이드(100)와 허브(15)가 결합되는 영역을 지칭하는 것이며, 블레이드 팁(102)은 블레이드(100)의 익폭 방향 타단에서 블레이드(100)의 단면적이 줄어드는 영역을 지칭한다.
또한, 블레이드(100)의 전방에는 전연(leading edge, 103)이 형성되고, 블레이드(100)의 후방에는 플랫백(flat back, 104)이 형성되어 있다. 이 경우, 전연(103)에서 플랫백(104) 방향으로의 방향을 익현 방향(chord wise)이라고 한다.
블레이드(100)의 상면은 흡입면(suction surface, 106)으로 이루어지고, 블레이드(100)의 하면은 압력면(pressure surface, 107)으로 이루어진다.
흡입면(106)은 대체로 볼록한 면으로, 블레이드(100)의 전연(103)으로 불어오는 바람이 상대적으로 고속으로 지나감으로써 압력이 낮아지는 면을 지칭한다.
압력면(107)은 대체로 오목한 면으로, 블레이드(100)의 전연(103)으로 불어오는 바람이 상대적으로 저속으로 지나감으로써 압력이 높아지는 면을 지칭한다.
위와 같은 흡입면(106)과 압력면(107)에서의 바람의 속도 차이는 압력면(107)에서 흡입면(106)을 향하는 양력을 블레이드(100)에 발생시키고, 발생된 양력은 블레이드(100)를 회전시킨다.
다시 말해, 풍력 발전기(10)의 전방에서 불어오는 바람이 블레이드(100)의 표면을 스쳐 지나면서 양력을 발생시키게 되며, 이렇게 발생된 양력은 블레이드(100)와 허브(15)를 회전시키고, 블레이드(100)와 허브(15)의 회전력은 나셀(13)로 전달되어 전기에너지로 변환된다.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 제1실시 예에 따른 블레이드(100)는 메인 스파(110)와, 메인 스파(110)의 전방에 위치하는 제1바디(120)와, 메인 스파(110)의 후방에 위치하는 제2바디(130)와, 제2바디(130)의 후방에 위치하는 리어 스파(140)를 포함하여 구성될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 제1실시 예에 따른 블레이드(100)의 메인 스파(110)에 대해 설명한다.
메인 스파(110)는 양단부가 전, 후방으로 각각 돌출된 한 쌍의 메인 스파 플랜지(111, 113)와, 한 쌍의 메인 스파 플랜지(111, 113)를 연결하는 메인 스파 웨브를 포함하여 구성된다.
한 쌍의 메인 스파 플랜지(111, 113) 중 메인 스파(110)의 상부에 형성된 메인 스파 플랜지(111, 113)는 상부 메인 스파 플랜지(111)이며, 한 쌍의 메인 스파 플랜지(111, 113) 중 메인 스파(110)의 하부에 형성된 메인 스파 플랜지(111, 113)는 하부 메인 스파 플랜지(113)이다.
상부 메인 스파 플랜지(111)와 하부 메인 스파 플랜지(113) 각각은 전, 후방 즉, 익현 방향으로 돌출되게 형성된다.
또한, 한 쌍의 메인 스파 플랜지(111, 113)를 연결하는 메인 스파 웨브는 전방 메인 스파 웨브(115a)와, 후방 메인 스파 웨브(115b)로 이루어질 수 있으며, 이 경우, 메인 스파(110)는 대략 'ㅍ'자 형상의 단면을 갖으며, 블레이드(100)의 익폭 방향으로 길게 형성되는 'ㅍ형 빔(beam)'으로 제작될 수 있다.
물론, 메인 스파 웨브는 하나의 메인 스파 웨브를 갖을 수도 있으며, 이 경우, 메인 스파(110)는 대략 'I'자 형상의 단면을 갖으며, 블레이드(100)의 익폭 방향으로 길게 형성되는 'I형 빔'으로 제작될 수 있다.
전술한 한 쌍의 메인 스파 플랜지(111, 113), 즉, 상부 메인 스파 플랜지(111) 및 하부 메인 스파 플랜지(113)는 블레이드(100)의 압력면(107)과 흡입면(106)의 곡률에 따라 각각 소정의 곡률을 갖도록 형성될 수 있다.
다시 말해, 블레이드(100)의 흡입면(106)의 일부를 이루는 상부 메인 스파 플랜지(111)는 상부로 볼록한 곡률을 갖을 수 있으며, 블레이드(100)의 압력면(107)의 일부를 이루는 하부 메인 스파 플랜지(113)는 하부로 오목한 곡률을 갖을 수 있다.
따라서, 전술한 메인 스파(110)의 단면은 대략 'ㅍ' 자 형상의 단면 또는 대략 'I' 자 형상의 단면을 갖게 되는 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 제1실시 예에 따른 블레이드(100)의 제1바디(120)에 대해 설명한다.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 제1바디(120)는 메인 스파(110)의 전방에 위치하며, 제1바디(120)의 전방은 블레이드(100)의 전연(103)을 이루고 있다.
제1바디(120)의 후방에는 메인 스파(110)의 한 쌍의 메인 스파 플랜지(111, 113) 즉, 상부 메인 스파 플랜지(111)와 하부 메인 스파 플랜지(113)의 돌출된 전방 각각과 결합되는 단턱(170a, 170b)이 형성된다.
제1바디(120)는 메인 스파(110)의 익폭 방향을 따라 메인 스파(110)의 전방에 배치되는 복수개의 C형 스파(121)를 포함하여 구성될 수 있다.
복수개의 C형 스파(121) 각각은 대략 'C'자 형상의 단면을 갖으며, 블레이드(100)의 익폭 방향으로 길게 형성되는 'C형 빔'으로 제작될 수 있다.
또한, 복수개의 C형 스파(121) 각각은 볼록부(121a)와, 볼록부(121a)의 상부 및 하부 각각에서 연장되게 형성되는 상부 단부(121b) 및 하부 단부(121c)를 포함하여 구성된다.
볼록부(121a)는 C형 스파(121)의 전방으로 볼록하게 형성된 부분을 지칭하며, 위와 같은 볼록부(121a)의 볼록한 형상으로 인해, 블레이드(100)의 전연이 형성된다.
상부 단부(121b) 및 하부 단부(121c) 각각에는 단턱(170a, 170b)이 형성된다.
상부 단부(121b)의 단턱(170a)은 상부 단부(121b)의 후방면에 형성되며, 'ㄴ' 자 형상으로 단턱지게 형성된다. 상부 단부(121b)의 단턱(170a)면과 상부 메인 스파 플랜지(111)의 돌출된 전방의 전방면 및 하부면에는 접착제(adhesive)가 도포될 수 있으며, 이로 인해, 접착제에 의해 상부 단부(121b)의 단턱(170a)과 상부 메인 스파 플랜지(111)가 상호 결합된다.
하부 단부(121c)의 단턱(170b)은 하부 단부(121c)의 후방면에 형성되며, '역ㄱ' 자 형상으로 단턱지게 형성된다. 하부 단부(121c)의 단턱(170b)면과 하부 메인 스파 플랜지(113)의 돌출된 전방의 전방면 및 상부면에는 접착제가 도포될 수 있으며, 이로 인해, 하부 단부(121c)의 단턱(170b)과 하부 메인 스파 플랜지(113)가 상호 결합된다.
위와 같이, C형 스파(121)에 형성된 단턱(170a, 170b)에 상부 메인 스파 플랜지(111) 및 하부 메인 스파 플랜지(113) 즉, 한 쌍의 메인 스파 플랜지(111, 113)가 접착제에 의해 결합됨으로써, C형 스파(121)와 메인 스파(110)가 용이하게 결합될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 제1실시 예에 따른 블레이드(100)의 제2바디(130)에 대해 설명한다.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 제2바디(130)는 메인 스파(110)의 후방에 위치하며, 제2바디(130)의 후방에는 리어 스파(140)가 위치한다.
제2바디(130)의 전방에는 메인 스파(110)의 한 쌍의 메인 스파 플랜지(111, 113) 즉, 상부 메인 스파 플랜지(111)와 하부 메인 스파 플랜지(113)의 돌출된 후방 각각과 결합되는 단턱(170c, 170d)이 형성된다.
제2바디(130)의 후방에는 후술할 리어 스파(140)의 한 쌍의 리어 스파 플랜지(141, 143) 즉, 상부 리어 스파 플랜지(141)와 하부 리어 스파 플랜지(143)의 돌출된 전방 각각과 결합되는 단턱(170e, 170f)이 형성된다.
제2바디(130)는 메인 스파(110)의 후방 및 리어 스파(140)의 전방을 연결하도록 메인 스파(110) 및 리어 스파(140)의 익폭 방향을 따라 메인 스파(110) 및 리어 스파(140) 사이에 배치되는 복수개의 곡선형 리브(131)와, 복수개의 곡선형 리브(131) 중 인접하는 곡선형 리브(131)들 사이에 각각 배치되는 복수개의 곡선형 리브 스킨(133)을 포함하여 구성될 수 있다.
복수개의 곡선형 리브(131) 각각은 그 전방면이 메인 스파 웨브의 후방면과 접착제에 의해 결합되는 제1수직 프레임(131a)과, 그 후방면이 리어 스파 웨브(145)의 전방면과 접착제에 의해 결합되는 제2수직 프레임(131b)과, 제1수직 프레임(131a)의 상부와 제2수직 프레임(131b)의 상부를 연결하는 제1곡선 프레임(131c)과, 제1수직 프레임(131a)의 하부와 제2수직 프레임(131b)의 하부를 연결하는 제2곡선 프레임(131d)과, 제1, 2곡선 프레임(131c, 131d)을 연결하는 보강 프레임(131e)을 포함하여 구성된다.
제1수직 프레임(131a)은 그 전방면이 메인 스파(110)의 메인 스파 웨브의 후방면과 접착제에 의해 결합된다.
메인 스파(110)가 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 'ㅍ형 빔'으로 제작된 경우, 제1수직 프레임(131a)의 전방면은 메인 스파(110)의 후방 메인 스파 웨브(115b)의 후방면과 접착제에 의해 접착되게 된다.
물론, 전술한 바와 같이, 메인 스파(110)가 'I형 빔'으로 제작된 경우, 제1수직 프레임(131a)의 전방면은 메인 스파(110)의 메인 스파 웨브의 후방면(즉, 하나의 메인 스파 웨브의 후방면)과 접착제에 의해 접착되게 된다.
제1수직 프레임(131a)의 상부 및 하부 각각에는 단턱(170c, 170d)이 형성되며, 제1수직 프레임(131a)의 상부 및 하부 각각에 형성된 단턱(170c, 170d)에는 메인 스파(110)의 한 쌍의 메인 스파 플랜지(111, 113), 즉, 상부 메인 스파 플랜지(111) 및 하부 메인 스파 플랜지(113)의 돌출된 후방이 각각 결합된다.
제1수직 프레임(131a)의 상부에 형성된 단턱(170c)은 제1수직 프레임(131a)의 상부의 전방면에 형성되며, 'ㄴ'자 형상으로 단턱지게 형성된다. 제1수직 프레임(131a)의 상부에 형성된 단턱(170c)면과 상부 메인 스파 플랜지(111)의 돌출된 후방의 후방면 및 하부면에는 접착제가 도포될 수 있으며, 이로 인해, 제1수직 프레임(131a)의 상부에 형성된 단턱(170c)과 상부 메인 스파 플랜지(111)가 상호 결합된다.
제1수직 프레임(131a)의 하부에 형성된 단턱(170d)은 제1수직 프레임(131a)의 하부의 전방면에 형성되며, '역ㄱ'자 형상으로 단턱지게 형성된다. 제1수직 프레임(131a)의 하부에 형성된 단턱(170d)면과 하부 메인 스파 플랜지(113)의 돌출된 후방의 후방면 및 상부면에는 접착제가 도포될 수 있으며, 이로 인해, 제1수직 프레임(131a)의 하부에 형성된 단턱(170d)과 하부 메인 스파 플랜지(113)가 상호 결합된다.
위와 같이, 제1수직 프레임(131a)의 상부 및 하부 각각에 형성된 단턱(170c, 170d)에 상부 메인 스파 플랜지(111) 및 하부 메인 스파 플랜지(113), 즉, 한 쌍의 메인 스파 플랜지(111, 113)가 접착제에 의해 결합됨으로써, 곡선형 리브(131)와 메인 스파(110)가 용이하게 결합될 수 있다.
또한, 제1수직 프레임(131a)의 전방면과 제1수직 프레임(131a)의 상부 및 하부 각각에 형성된 단턱(170c, 170d)에 의해, 제1수직 프레임(131a)과 후방 메인 스파 웨브(115b)의 결합면적(제1수직 프레임(131a)과 후방 메인 스파 웨브(115b)가 접하는 접촉면적을 말한다)이 넓어지게 되므로, 곡선형 리브(131)와 메인 스파(110)의 결합이 더욱 견고해진다는 효과가 있다.
제2수직 프레임(131b)은 그 후방면이 리어 스파(140)의 리어 스파 웨브(145)의 전방면과 접착제에 의해 결합된다.
제2수직 프레임(131b)의 상부 및 하부 각각에는 단턱(170e, 170f)이 형성되며, 제2수직 프레임(131b)의 상부 및 하부 각각에 형성된 단턱(170e, 170f)에는 리어 스파(140)의 상부 리어 스파 플랜지(141) 및 하부 리어 스파 플랜지(143)의 돌출된 전방이 각각 결합된다.
제2수직 프레임(131b)의 상부에 형성된 단턱(170e)은 제2수직 프레임(131b)의 상부의 후방면에 형성되며, 'ㄴ'자 형상으로 단턱지게 형성된다. 제2수직 프레임(131b)의 상부에 형성된 단턱(170e)면과 상부 리어 스파 플랜지(141)의 돌출된 전방의 전방면 및 하부면에는 접착제가 도포될 수 있으며, 이로 인해, 제2수직 프레임(131b)의 상부에 형성된 단턱(170e)과 상부 리어 스파 플랜지(141)가 상호 결합된다.
제2수직 프레임(131b)의 하부에 형성된 단턱(170f)은 제2수직 프레임(131b)의 하부의 후방면에 형성되며, '역ㄱ'자 형상으로 단턱지게 형성된다. 제2수직 프레임(131b)의 하부에 형성된 단턱(170f)면과 하부 리어 스파 플랜지(143)의 돌출된 전방의 전방면 및 상부면에는 접착제가 도포될 수 있으며, 이로 인해, 제2수직 프레임(131b)의 하부에 형성된 단턱(170f)과 하부 리어 스파 플랜지(143)가 상호 결합된다.
위와 같이, 제2수직 프레임(131b)의 상부 및 하부 각각에 형성된 단턱(170e, 170f)에 상, 하부 리어 스파 플랜지(141, 143)가 접착제에 의해 결합됨으로써, 곡선형 리브(131)와 리어 스파(140)가 용이하게 결합될 수 있다.
또한, 제2수직 프레임(131b)의 후방면과 제2수직 프레임(131b)의 상부 및 하부 각각에 형성된 단턱(170e, 170f)에 의해, 제2수직 프레임(131b)과 리어 스파 웨브(145)의 결합면적(제2수직 프레임(131b)과 리어 스파 웨브(145)가 접하는 접촉면적을 말한다)이 넓어지게 되므로, 곡선형 리브(131)와 리어 스파(140)의 결합이 더욱 견고해진다는 효과가 있다.
제1곡선 프레임(131c)은 제1수직 프레임(131a)의 상부와 제2수직 프레임(131b)의 상부를 연결하도록 양단부가 제1수직 프레임(131a)의 상부 및 제2수직 프레임(131b)의 상부 각각으로부터 연장되게 형성되며, 곡률을 갖는 곡선 형상으로 형성될 수 있다.
이 경우, 제1곡선 프레임(131c)의 곡률은 상부로 볼록한 곡률을 갖을 수 있으며, 이로 인해, 전술한 상부 메인 스파 플랜지(111)와 더불어 블레이드(100)의 흡입면(106)을 이루게 된다.
제2곡선 프레임(131d)은 제1수직 프레임(131a)의 하부와 제2수직 프레임(131b)의 하부를 연결하도록 양단부가 제1수직 프레임(131a)의 하부 및 제2수직 프레임(131b)의 하부 각각으로부터 연장되게 형성되며, 곡률을 갖는 곡선 형상으로 형성될 수 있다.
이 경우, 제2곡선 프레임(131d)의 곡률은 하부로 오목한 곡률을 갖을 수 있으며, 이로 인해, 전술한 하부 메인 스파 플랜지(113)와 더불어 블레이드(100)의 압력면(107)을 이루게 된다.
보강 프레임(131e)은 제1, 2곡선 프레임(131c, 131d)을 연결하도록 양단부가 제1, 2곡선 프레임(131c, 131d) 각각으로부터 연장되게 형성된다.
이 경우, 보강 프레임(131e)은 일종의 트러스 형태로 제1, 2곡선 프레임(131c, 131d)을 연결하게 되며, 제1, 2곡선 프레임(131c, 131d)을 지지함으로써, 곡선형 리브(131)가 파손되거나 변형이 되는 것을 방지하는 역할을 한다.
복수개의 곡선형 리브 스킨(133)은 복수개의 곡선형 리브(131) 중 인접하는 곡선형 리브들 사이에 각각 배치됨으로써, 곡선형 리브(131)의 상부면과 하부면을 이루게 된다.
곡선형 리브 스킨(133) 중 곡선형 리브(131)의 상부에 배치되는 곡선형 리브 스킨(133)의 경우, 제1곡선 프레임(131c)의 상면과 대응되는 곡선형 리브 스킨(133)의 하면에 접착제를 도포함으로써, 곡선형 리브 스킨(133)을 곡선형 리브(131)의 상부에 결합시킬 수 있다.
곡선형 리브 스킨(133) 중 곡선형 리브(131)의 하부에 배치되는 곡선형 리브 스킨(133)의 경우, 제2곡선 프레임(131d)의 하면과 대응되는 곡선형 리브 스킨(133)의 상면에 접착제를 도포함으로써, 곡선형 리브 스킨(133)을 곡선형 리브(131)의 하부에 결합시킬 수 있다.
따라서, 복수개의 곡선형 리브 스킨(133) 중 곡선형 리브(131)의 상부에 배치되는 복수개의 곡선형 리브 스킨(133)은 블레이드(100)의 흡입면(106)을 이루게 되며, 복수개의 곡선형 리브 스킨(133) 중 곡선형 리브(131)의 하부에 배치되는 복수개의 곡선형 리브 스킨(133)은 블레이드(100)의 압력면(107)을 이루게 된다.
이하, 본 발명의 바람직한 제1실시 예에 따른 블레이드(100)의 리어 스파(140)에 대해 설명한다.
리어 스파(140)는 제2바디(130)의 후방에 위치하며, 일단부가 전방으로 각각 돌출된 한 쌍의 리어 스파 플랜지(141, 143)와, 한 쌍의 리어 스파 플랜지(141, 143)를 연결하는 리어 스파 웨브(145)를 포함하여 구성된다.
리어 스파(140)는 대략 '역ㄷ'자 형상의 단면을 갖으며, 블레이드(100)의 익폭 방향으로 길게 형성되는 대략 '역ㄷ형 빔'으로 제작될 수 있다.
한 쌍의 리어 스파 플랜지(141, 143) 중 리어 스파(140)의 상부에 형성된 리어 스파 플랜지(141, 143)는 상부 리어 스파 플랜지(141)이며, 한 쌍의 리어 스파 플랜지(141, 143) 중 리어 스파(140)의 하부에 형성된 리어 스파 플랜지(141, 143)는 하부 리어 스파 플랜지(143)이다.
상부 리어 스파 플랜지(141)와 하부 리어 스파 플랜지(143) 각각은 전방으로 돌출되게 형성된다.
또한, 한 쌍의 리어 스파 플랜지(141, 143), 즉, 상부 리어 스파 플랜지(141) 및 하부 리어 스파 플랜지(143)는 블레이드(100)의 압력면(107)과 흡입면(106)의 곡률을 따라 각각 소정의 곡률을 갖도록 형성될 수 있다.
다시 말해, 블레이드(100)의 흡입면(106)의 일부를 이루는 상부 리어 스파 플랜지(141)는 상부로 볼록한 곡률을 갖을 수 있으며, 블레이드(100)의 압력면(107)의 일부를 이루는 하부 리어 스파 플랜지(143)는 하부로 오목한 곡률을 갖을 수 있다.
따라서, 전술한 리어 스파(140)의 단면은 대략 '역ㄷ' 자 형상의 단면을 갖게 되는 것이다.
본 발명의 바람직한 제1실시 예에 따른 블레이드(100)는 전술한 바와 같이, 제1바디(120)와, 메인 스파(110)와, 제2바디(130)와, 리어 스파(140)의 익현 방향 결합으로 이루어지게 된다. 따라서, 제1바디(120)와, 메인 스파(110)와, 제2바디(130)와, 리어 스파(140)가 블레이드(100)의 단면, 즉 에어포일(airfoil)을 이루게 된다.
또한, 전술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 제1실시 예에 따른 블레이드(100)는 전연(103)과 플랫백(104)이 구비되며, 전연(103)은 제1바디(120)를 이루는 복수개의 C형 스파(121)의 볼록부(121a)로 이루어져 있으며, 플랫백(104)은 리어 스파(140)의 리어 스파 웨브(145)의 후방면으로 이루어져 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 제1실시 예에 따른 블레이드(100)는 흡입면(106)과 압력면(107)이 구비되며, 흡입면(106)은 제1바디(120)를 이루는 복수개의 C형 스파(121)의 상부면, 메인 스파(110)의 상부 메인 스파 플랜지(111)의 상부면, 제2바디(130)의 곡선형 리브 스킨(133) 중 상부에 위치하는 곡선형 리브 스킨(133)의 상부면, 리어 스파(140)의 하부 리어 스파 플랜지(143)의 상부면으로 이루어져 있다. 압력면(107)은 제1바디(120)를 이루는 복수개의 C형 스파(121)의 하부면, 메인 스파(110)의 하부 메인 스파 플랜지(113)의 하부면, 제2바디(130)의 곡선형 리브 스킨(133) 중 하부에 위치하는 곡선형 리브 스킨(133)의 하부면, 리어 스파(140)의 하부 리어 스파 플랜지(143)의 하부면으로 이루어져 있다.
본 발명의 바람직한 제1실시 예에 따른 블레이드(100)의 에어포일은 블레이드 루트(101)에서 블레이드 팁(102) 방향으로 갈수록 그 크기가 작아지게 형성될 수 있다.
따라서, 메인 스파(110)의 전방에 위치하는 제1바디(120)와 메인 스파(110)의 후방에 위치하는 제2바디(130)는 블레이드 루트(101)에서 블레이드 팁(102) 방향으로 갈수록 익현 방향 길이가 작아지게 형성될 수 있다.
상세하게 설명하면, 제1바디(120)를 이루는 복수개의 C형 스파(121) 중 블레이드 팁(102) 방향에 위치하는 C형 스파(121)는 블레이드 루트(101) 방향에 위치하는 C형 스파(121)에 비해 익현 방향 길이가 더 작게 형성된다. 다시 말해, 메인 스파(110)의 전방에 익폭 방향으로 복수개 배치되는 C형 스파(121)는 블레이드 팁(102) 방향으로 배치될수록 그 크기(익현 방향 길이)가 더 작아지게 형성되는 것이다.
또한, 제2바디(130)를 이루는 복수개의 곡선형 리브(131) 중 블레이드 팁(102) 방향에 위치하는 곡선형 리브(131)는 블레이드 루트(101) 방향에 위치하는 곡선형 리브(131)에 비해 익현 방향 길이가 더 작게 형성된다. 다시 말해, 메인 스파(110)의 후방에 익폭 방향으로 복수개 배치되는 곡선형 리브(131)는 블레이드 팁(102) 방향으로 배치될수록 그 크기(익현 방향 길이)가 더 작아지게 형성되는 것이다.
위와 같이, 복수개의 C형 스파(121) 및 복수개의 곡선형 리브(131)의 크기를 블레이드 팁(102) 방향으로 갈수록 작아지게 형성함으로써, 블레이드(100)의 유선형 형상을 용이하게 형성할 수 있다.
또한, 복수개의 C형 스파(121)의 익폭 방향 길이는 복수개의 곡선형 리브(131) 중 인접하는 곡선형 리브(131)의 이격 거리 및 곡선형 리브(131) 자체의 익폭 방향 길이(또는 두께)를 합한 것과 같은 크기로 형성되는 것이 바람직하다. 이 경우, 곡선형 리브 스킨(133)의 익폭 방향 길이는 C형 스파(121)의 익폭 방향 길이와 동일하게 형성되며, 이로 인해, C형 스파(121)의 익폭 방향 길이와, 2개의 곡선형 리브(131) 및 곡선형 리브 스킨(133) 조립체의 익폭 방향 길이가 동일하게 형성되는 것이다.
본 발명의 바람직한 제1실시 예의 블레이드(100)는 도 6에 도시된 바와 같이, 제1바디(120), 메인 스파(110), 제2바디(130), 리어 스파(140)를 덮는 복수개의 스킨(180)을 더 포함할 수 있다.
이 경우, 스킨(180)은 제1바디(120)를 이루는 C형 스파(121)의 볼록부(121a) 및 상, 하면, 메인 스파(110)의 한 쌍의 메인 스파 플랜지(111, 113)의 상, 하면, 제2바디(130)를 이루는 곡선형 리브 스킨(133)의 상, 하면, 리어 스파(140)의 한 쌍의 리어 스파 플랜지(141, 143)의 상, 하면 및 리어 스파 웨브(145)의 후방면 등을 감쌈으로써, 블레이드(100)의 전연(103), 압력면(107), 흡입면(106), 플랫백(104)을 이루게 된다.
또한, 스킨(180)의 익폭 방향 길이는 전술한 C형 스파(121) 및 2개의 곡선형 리브(131) 및 곡선형 리브 스킨(133) 조립체의 익폭 방향 길이와 동일하게 형성되는 것이 바람직하며, 이로 인해, 복수개의 스킨(180)을 블레이드(100)에 용이하게 결합시켜 제작할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 제1실시 예의 블레이드(100)는 제1바디(120)와, 메인 스파(110)와, 제2바디(130)와, 리어 스파(140)의 결합으로 이루어짐으로써, 종래의 몰드 기반 공급으로 제작된 블레이드에 비해 그 제작이 용이하고, 운반이 용이하다는 장점이 있다.
또한, 접착제로 결합면적을 최대화하여 상호 결합되므로, 리벳으로 체결되는 종래 기술에 비해 블레이드(100)의 경량화를 도모할 수 있고, 제조 시간의 단축과, 제조 비용의 감축을 달성할 수 있다.
또한, 리벳 및 리벳구멍이 없어도 되므로, 종래 기술에 비해 블레이드(100)의 표면이 고르게 형성될 수 있으며, 이로 인해, 블레이드(100)의 흡입면(106) 및 압력면(107)을 통해 양력이 더욱 용이하게 발생될 수 있으며, 풍력 발전기(10)의 발전 효율의 상승을 달성할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 제2실시 예에 따른 블레이드(200)에 대해 설명한다.
본 발명의 바람직한 제2실시 예에 따른 블레이드(200)는 전술한 본 발명의 바람직한 제1실시 예에 따른 블레이드(100)와 비교하여 제1바디(190)만 차이가 있을 뿐 나머지 구성 요소는 동일하다. 따라서, 나머지 구성요소에 대한 설명은 생략한다.
도 7 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 제2실시 예에 따른 블레이드(100)의 제1바디(190)는 메인 스파(110)의 익폭 방향을 따라 메인 스파(110)의 전방에 배치되는 복수개의 역D형 리브(191)와, 복수개의 역D형 리브(191) 중 인접하는 역D형 리브(191)들 사이에 각각 배치되는 복수개의 C형 커버(195)를 포함하여 구성될 수 있다.
복수개의 역D형 리브(191) 각각은 그 후방면이 메인 스파 웨브의 전방면과 접착제에 의해 결합되는 수직 프레임(193a)과, 수직 프레임(193a)의 상, 하부 각각에서 연장되게 형성되어 전방 방향으로 볼록하게 형성되는 볼록 프레임(193b)을 포함하여 구성된다. 따라서, 복수개의 역D형 리브(191) 각각은 수직 프레임(193a) 및 볼록 프레임(193b)에 의해 '역D'자 단면을 갖는 리브 형상으로 제작될 수 있다.
수직 프레임(193a)은 그 후방면이 메인 스파(110)의 메인 스파 웨브의 전방면과 접착제에 의해 결합된다.
메인 스파(110)가 도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 'ㅍ형 빔'으로 제작된 경우, 수직 프레임(193a)의 후방면은 메인 스파(110)의 전방 메인 스파 웨브(115a)의 전방면과 접착제에 의해 접착되게 된다.
물론, 전술한 바와 같이, 메인 스파(110)가 'I형 빔'으로 제작된 경우, 수직 프레임(193a)의 후방면은 메인 스파(110)의 메인 스파 웨브의 전방면(즉, 하나의 메인 스파 웨브의 전방면)과 접착제에 의해 접착되게 된다.
수직 프레임(193a)의 상부 및 하부 각각에는 단턱(170g, 170h)이 형성되며, 수직 프레임(193a)의 상부 및 하부 각각에 형성된 단턱(170g, 170h)에는 메인 스파(110)의 한 쌍의 메인 스파 플랜지 즉, 상부 메인 스파 플랜지(111) 및 하부 메인 스파 플랜지(113)의 돌출된 전방이 각각 결합된다.
수직 프레임(193a)의 상부에 형성된 단턱(170g)은 수직 프레임(193a)의 상부의 후방면에 형성되며, 'ㄴ'자 형상으로 단턱지게 형성된다. 수직 프레임(193a)의 상부에 형성된 단턱(170g)면과 상부 메인 스파 플랜지(111)의 돌출된 전방의 전방면 및 하부면에는 접착제가 도포될 수 있으며, 이로 인해, 수직 프레임(193a)의 상부에 형성된 단턱(170g)과 상부 메인 스파 플랜지(111)가 상호 결합된다.
수직 프레임(193a)의 하부에 형성된 단턱(170h)은 수직 프레임(193a)의 하부의 후방면에 형성되며, '역ㄱ'자 형상으로 단턱지게 형성된다. 수직 프레임(193a)의 하부에 형성된 단턱(170h)면과 하부 메인 스파 플랜지(113)의 돌출된 전방의 전방면 및 상부면에는 접착제가 도포될 수 있으며, 이로 인해, 수직 프레임(193a)의 하부에 형성된 단턱(170h)과 하부 메인 스파 플랜지(113)가 상호 결합된다.
위와 같이, 수직 프레임(193a)의 상부 및 하부 각각에 형성된 단턱(170g, 170h)에 상부 메인 스파 플랜지(111) 및 하부 메인 스파 플랜지(113), 즉, 한 쌍의 메인 스파 플랜지(111, 113)가 접착제에 의해 결합됨으로써, 역D형 리브(191)와 메인 스파(110)가 용이하게 결합될 수 있다.
또한, 수직 프레임(193a)의 후방면과 수직 프레임(193a)의 상부 및 하부 각각에 형성된 단턱(170g, 170h)에 의해, 수직 프레임(193a)과 전방 메인 스파 웨브(115a)의 결합면적(수직 프레임(193a)과 전방 메인 스파 웨브(115a)가 접하는 접촉면적을 말한다)이 넓어지게 되므로, 역D형 리브(191)와 메인 스파(110)의 결합이 더욱 견고해진다는 효과가 있다.
볼록 프레임(193b)은 수직 프레임(193a)의 상, 하부 각각에서 연장되어 전방 방향으로 볼록하게 형성된다.
이러한 볼록 프레임(193b)은 본 발명의 바람직한 제2실시 예에 따른 블레이드(200)의 전연(103)의 프레임을 이루는 역할을 하며, 이로 인해, C형 커버(195)와 더불어 본 발명의 바람직한 제2실시 예에 따른 블레이드(200)의 전연(103)을 이루게 된다.
복수개의 C형 커버(195)는 역D형 리브(191)의 볼록 프레임(193b) 및 수직 프레임(193a)의 상, 하부 일부를 덮도록 'C' 자 형상의 단면을 갖도록 제작된다.
복수개의 C형 커버(195) 각각은 복수개의 역D형 리브(191) 중 인접하는 역D형 리브(191)들 사이에 각각 배치될 수 있다.
복수개의 C형 커버(195)는 본 발명의 바람직한 제2실시 예에 따른 블레이드(200)의 전연(103)을 이루게 된다.
이 경우, 복수개의 역D형 리브(191)의 갯수 및 복수개의 역D형 리브(191)들 사이의 이격거리는 전술한 복수개의 곡선형 리브(131)의 갯수 및 복수개의 곡선형 리브(131)들 사이의 이격거리와 동일하게 형성되는 것이 바람직하다. 따라서, 복수개의 C형 커버(195)의 갯수 및 복수개의 C형 커버(195) 각각의 익폭 방향 길이는 전술한 복수개의 곡선형 리브 스킨(133)의 갯수 및 복수개의 곡선형 리브 스킨(133) 각각의 익폭 방향 길이와 동일하게 형성될 수 있다. 따라서, 블레이드(100)의 리브들에 가해지는 응력이 균등하게 분포될 수 있으며, 역D형 리브(191)와 곡선형 리브(131) 등의 갯수를 같게 함으로써, 블레이드(200) 제작의 용이성을 달성할 수 있다.
본 발명의 바람직한 제2실시 예에 따른 블레이드(200)는 도 11에 도시된 바와 같이, 제1바디(190), 메인 스파(110), 제2바디(130), 리어 스파(140)를 덮는 복수개의 스킨(180)을 더 포함할 수 있다.
이 경우, 스킨(180)은 제1바디(190)를 이루는 C형 커버(195)의 외면, 메인 스파(110)의 한 쌍의 메인 스파 플랜지(111, 113)의 상, 하면, 제2바디(130)를 이루는 곡선형 리브 스킨(133)의 상, 하면, 리어 스파(140)의 한 쌍의 리어 스파 플랜지(141, 143)의 상, 하면 및 리어 스파 웨브(145)의 후방면 등을 감쌈으로써, 블레이드(200)의 전연(103), 압력면(107), 흡입면(106), 플랫백(104)을 이루게 된다.
또한, 스킨(180)의 익폭 방향 길이는 전술한 C형 커버(195) 및 곡선형 리브 스킨(133) 의 익폭 방향 길이와 동일하게 형성되는 것이 바람직하며, 이로 인해, 복수개의 스킨(180)을 블레이드(200)에 용이하게 결합시켜 제작할 수 있다.
전술한 바와 달리, 본 발명의 바람직한 제2실시 예에 따른 블레이드(200)의 제1바디(190)는 C형 커버(195)가 없이 구성될 수도 있으며, 이 경우, 복수개의 스킨(180)이 복수개의 역D형 리브(191)를 덮음으로써, 블레이드(100)의 전연(103), 압력면(107), 흡입면(106)을 이룰 수도 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 제3실시 예에 따른 블레이드(300)에 대해 설명한다.
도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 제3실시 예에 따른 블레이드(300)는 전방에는 전연(103)이 형성되고, 블레이드(300)의 후방에는 후연(trailing edge, 105)이 형성되어 있다. 이 경우, 전연(103)에서 후연(105) 방향으로의 방향을 익현 방향(chord wise)이라고 한다.
또한, 본 발명의 바람직한 제3실시 예에 따른 블레이드(300)는 흡입면(106)과 압력면(107), 블레이드 팁(102), 블레이드 루트(101)가 구비되며, 이에 대한 설명은 본 발명의 바람직한 제1실시 예에 따른 블레이드(100)에서 전술하였으므로, 생략한다.
도 13 내지 도 15에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 제3실시 예에 따른 블레이드(300)는 메인 스파(110)와, 메인 스파(110)의 전방에 위치하는 제1바디(120)와, 메인 스파(110)의 후방에 위치하는 제2바디(130)와, 제2바디(130)의 후방에 위치하는 리어 스파(140)와, 리어 스파(140)의 후방에 위치하는 제3바디(150)와, 제3바디(150)의 후방에 위치하는 후연 스파(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다.
즉, 본 발명의 바람직한 제3실시 예에 따른 블레이드(300)는 전술한 본 발명의 바람직한 제1실시 예에 따른 블레이드(100)에 제3바디(150) 및 후연 스파를 더 포함하는 것만 차이가 있을 뿐 나머지 구성 요소는 동일하다. 따라서, 나머지 구성요소에 대한 설명은 생략한다. 물론, 본 발명의 바람직한 제3실시 예에 따른 블레이드(300)의 경우, 제1바디(120)는 본 발명의 바람직한 제1실시 예에 따른 블레이드(100)와 같이, 복수개의 C형 스파(121)로 이루어져 있다.
제3바디(150)는 리어 스파(140)의 후방 및 후연 스파의 전방을 연결하도록 리어 스파(140)의 후방에 위치하며, 리어 스파(140)의 익폭 방향을 따라 리어 스파(140) 및 후연 스파 사이에 배치되는 복수개의 오목형 리브(151)와, 복수개의 오목형 리브(151) 중 인접하는 오목형 리브(151)들 사이에 각각 배치되는 복수개의 오목형 리브 스킨(153)을 포함하여 구성될 수 있다.
오목형 리브(151)는 리어 스파(140)의 리어 스파 웨브(145)의 후방면과 결합하는 결합 프레임(151a)과, 결합 프레임(151a)의 상부에서 연장되게 형성되는 상부 프레임(151b)과, 결합 프레임(151a)의 하부에서 연장되게 형성되어, 결합 프레임(151a)의 하부 및 상부 프레임(151b)의 후방 단부를 연결하는 하부 프레임(151c)을 포함하여 구성된다.
결합 프레임(151a)은 리어 스파 웨브(145)의 길이와 동일한 길이로 형성되며, 리어 스파 웨브(145)와 결합된다.
이 경우, 결합 프레임(151a)의 전방면과 리어 스파 웨브(145)의 후방면에는 접착제가 도포될 수 있으며, 이로 인해, 결합 프레임(151a)과 리어 스파 웨브(145)가 결합된다. 따라서, 복수개의 오목형 리브(151)는 리어 스파(140)의 후방에 위치하도록 익폭 방향을 따라 복수개가 결합되어 배치될 수 있다.
상부 프레임(151b)은 결합 프레임(151a)의 상부에서 연장되게 형성되며, 곡선형 리브(131)의 제1곡선 프레임(131c)과 함께 블레이드(100)의 흡입면(106)의 일부를 이루게 된다. 따라서, 상부 프레임(151b)은 제1곡선 프레임(131c)과 같이, 곡률을 갖도록 형성될 수 있다.
하부 프레임(151c)은 결합 프레임(151a)의 하부에서 연장되게 형성되며, 결합 프레임(151a)의 하부 및 상부 프레임(151b)의 후방 단부를 연결한다.
이 경우, 하부 프레임(151c)과 상부 프레임(151b)이 만나는 지점을 후연 스파 결합부(151d)라 한다.
하부 프레임(151c)은 곡선형 리브(131)의 제2곡선 프레임(131d)과 함께 블레이드(100)의 압력면(107)의 일부를 이루게 된다. 따라서, 하부 프레임(151c)은 제2곡선 프레임(131d)과 같이, 곡률을 갖도록 형성될 수 있다. 이 경우, 하부 프레임(151c)의 후방 단부가 상부 프레임(151b)의 후방 단부와 만나 후연 스파 결합부(151d)를 이뤄야만 하므로, 하부 프레임(151c)은 하부로 오목하면서, 상부 방향으로 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.
복수개의 오목형 리브 스킨(153)은 복수개의 오목형 리브(151) 중 인접하는 오목형 리브(151)들 사이에 각각 배치됨으로써, 오목형 리브(151)의 상부면과 하부면을 이루게 된다.
오목형 리브 스킨(153) 중 오목형 리브(151)의 상부에 배치되는 오목형 리브 스킨(153)의 경우, 상부 프레임(151b)의 상면과 대응되는 오목형 리브 스킨(153)의 하면에 접착제를 도포함으로써, 오목형 리브 스킨(153)을 오목형 리브(151)의 상부에 결합시킬 수 있다.
오목형 리브 스킨(153) 중 오목형 리브(151)의 하부에 배치되는 오목형 리브 스킨(153)의 경우, 하부 프레임(151c)의 하면과 대응되는 오목형 리브 스킨(153)의 상면에 접착제를 도포함으로써, 오목형 리브 스킨(153)을 오목형 리브(151)의 하부에 결합시킬 수 있다.
따라서, 복수개의 오목형 리브 스킨(153) 중 오목형 리브(151)의 상부에 배치되는 복수개의 오목형 리브 스킨(153)은 블레이드(100)의 흡입면(106)을 이루게 되며, 복수개의 오목형 리브 스킨(153) 중 오목형 리브(151)의 하부에 배치되는 복수개의 곡선형 리브 스킨(133)은 블레이드(100)의 압력면(107)을 이루게 된다.
이 경우, 복수개의 오목형 리브(151)의 갯수 및 복수개의 오목형 리브(151)들 사이의 이격거리는 전술한 복수개의 곡선형 리브(131)의 갯수 및 복수개의 곡선형 리브(131)들 사이의 이격거리와 동일하게 형성되는 것이 바람직하다. 따라서, 복수개의 오목형 리브 스킨(153)의 갯수 및 오목형 리브 스킨(153) 각각의 익폭 방향 길이는 전술한 복수개의 곡선형 리브 스킨(133)의 갯수 및 복수개의 곡선형 리브 스킨(133) 각각의 익폭 방향 길이와 동일하게 형성될 수 있다. 따라서, 오목형 리브(151)와 곡선형 리브(131) 등의 갯수를 같게 함으로써, 블레이드(300) 제작의 용이성을 달성할 수 있다.
후연 스파는 블레이드(300)의 익폭 방향으로 길게 형성된 '빔'으로 제작될 수 있으며, 제3바디(150)의 후방에 위치하도록 그 전방면이 복수개의 오목형 리브(151)의 후연 스파 결합부(151d)에 결합한다.
따라서, 후연 스파의 후방면은 본 발명의 바람직한 제3실시 예에 따른 블레이드(300)의 후연(105)을 이루게 된다.
본 발명의 바람직한 제3실시 예에 따른 블레이드(300)는 도 16에 도시된 바와 같이, 제1바디(120), 메인 스파(110), 제2바디(130), 리어 스파(140), 제3바디(150), 후연 스파를 덮는 복수개의 스킨(180)을 더 포함할 수 있다.
이 경우, 스킨(180)은 제1바디(120)를 이루는 C형 스파(121)의 외면, 메인 스파(110)의 한 쌍의 메인 스파 플랜지(111, 113)의 상, 하면, 제2바디(130)를 이루는 곡선형 리브 스킨(133)의 상, 하면, 리어 스파(140)의 한 쌍의 리어 스파 플랜지(141, 143)의 상, 하면, 제3바디(150)를 이루는 오목형 리브 스킨(153)의 상, 하면 및 후연 스파의 후방면 등을 감쌈으로써, 블레이드(300)의 전연(103), 압력면(107), 흡입면(106), 후연(105)을 이루게 된다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 제3실시 예에 따른 블레이드(300)는 제3바디(150)와 후연 스파의 결합으로 블레이드(300)의 후연(105)을 형성시킬 수 있으며, 이로 인해, 블레이드(300)의 제작 용이성을 상승시킬 수 있다.
또한, 종래의 몰드 기반 공법으로 제작된 블레이드의 경우, 블레이드의 압력면의 오목한 곡률을 제작시 제작의 어려움이 있었으나, 본 발명의 바람직한 제3실시 예에 따른 블레이드(300)의 경우, 제3바디(150)를 이루는 오목형 리브(151)를 별도로 제작함으로써, 오목형 리브(151)의 하부 프레임(151c)의 곡률을 용이하게 형성시킬 수 있다는 장점이 있다.
또한, 종래의 몰드 기반 공법으로 제작된 블레이드의 경우와 달리, 블레이드(300)의 후연(105)을 이루는 후연 스파를 별도로 제작하여 결합시킴으로써, 블레이드(300)의 후연(105) 각을 용이하게 형성시킬 수 있으며, 이로 인해, 양력이 더욱 용이하게 발생될 수 있으며, 풍력 발전기(10)의 발전 효율의 상승을 달성할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 제4실시 예에 따른 블레이드(400)에 대해 설명한다.
본 발명의 바람직한 제4실시 예에 따른 블레이드(400)는 전술한 본 발명의 바람직한 제3실시 예에 따른 블레이드(300)와 비교하여 제1바디(190)만 차이가 있을 뿐 나머지 구성요소는 동일한다. 따라서, 나머지 구성요소에 대한 설명은 생략한다.
도 17 내지 도 20에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 제4실시 예에 따른 블레이드(400)의 제1바디(190)는 메인 스파(110)의 익폭 방향을 따라 메인 스파(110)의 전방에 배치되는 복수개의 역D형 리브(191)와, 복수개의 역D형 리브(191) 중 인접하는 역D형 리브(191)들 사이에 각각 배치되는 복수개의 C형 커버(195)를 포함하여 구성될 수 있다.
이 경우, 복수개의 역D형 리브(191)와, 복수개의 C형 커버(195)에 대한 설명은 본 발명의 바람직한 제2실시 예에 따른 블레이드(200)의 설명으로 갈음할 수 있으며, 이에 대한 설명은 생략한다.
본 발명의 바람직한 제4실시 예에 따른 블레이드(400)는 도 21에 도시된 바와 같이, 제1바디(190), 메인 스파(110), 제2바디(130), 리어 스파(140), 제3바디(150), 후연 스파를 덮는 복수개의 스킨(180)을 더 포함할 수 있다.
이 경우, 스킨(180)은 제1바디(190)를 이루는 C형 커버(195)의 외면, 메인 스파(110)의 한 쌍의 메인 스파 플랜지(111, 113)의 상, 하면, 제2바디(130)를 이루는 곡선형 리브 스킨(133)의 상, 하면, 리어 스파(140)의 한 쌍의 리어 스파 플랜지(141, 143)의 상, 하면, 제3바디(150)를 이루는 오목형 리브 스킨(153)의 상, 하면 및 후연 스파의 후방면 등을 감쌈으로써, 블레이드(100)의 전연(103), 압력면(107), 흡입면(106), 후연(105)을 이루게 된다.
또한, 스킨(180)의 익폭 방향 길이는 전술한 C형 커버(195) 및 곡선형 리브 스킨(133) 의 익폭 방향 길이와 동일하게 형성되는 것이 바람직하며, 이로 인해, 복수개의 스킨(180)을 블레이드(400)에 용이하게 결합시켜 제작할 수 있다.
전술한 바와 달리, 본 발명의 바람직한 제4실시 예에 따른 블레이드(400)의 제1바디(190)는 C형 커버(195)가 없이 구성될 수도 있으며, 이 경우, 스킨(180)이 복수개의 역D형 리브(191)를 덮음으로써, 블레이드(400)의 전연(103), 압력면(107), 흡입면(106)을 이룰 수도 있다.
전술한 본 발명의 바람직한 제1 내지 제4실시 예에 따른 블레이드(100, 200, 300, 400)의 스파들(C형 스파(121), 메인 스파(110), 리어 스파(140), 후연 스파) 및 리브(역D형 리브(191), 곡선형 리브(131), 오목형 리브(151)) 등은 유리섬유 복합재료 또는 섬유 복합재료로 이루어질 수 있다.
또한, 스킨들(스킨(180), 곡선형 리브 스킨(133), 오목형 리브 스킨(153)) 및 C형 커버(195)는 패브릭(fabric) 소재를 포함한 복합 재료로 이루어질 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 통상의 기술자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.
10: 풍력 발전기 11: 타워
13: 나셀 15: 허브
100: 블레이드
101: 블레이드 루트 102: 블레이드 팁
103: 전연 104: 플랫백
105: 후연 106: 흡입면
107: 압력면
110: 메인 스파 111: 상부 메인 스파 플랜지
113: 하부 메인 스파 플랜지 115a: 전방 메인 스파 웨브
115b: 후방 메인 스파 웨브
120: 제1바디 121: C형 스파
121a: 볼록부 121b: 상부 단부
121c: 하부 단부
130: 제2바디 131: 곡선형 리브
131a: 제1수직 프레임 131b: 제2수직 프레임
131c: 제1곡선 프레임 131d: 제2곡선 프레임
131e: 보강 프레임 133: 곡선형 리브 스킨
140: 리어 스파 141: 상부 리어 스파 플랜지
143: 하부 리어 스파 플랜지 145: 리어 스파 웨브
150: 제3바디 151: 오목형 리브
151a: 결합 프레임 151b: 상부 프레임
151c: 하부 프레임 151d: 후연 스파 결합부
153: 오목형 리브 스킨
170a, 170b, 170c, 170d, 170e, 170f, 170g, 170h: 단턱
180: 스킨 190: 제1바디
200: 블레이드 300: 블레이드
400: 블레이드

Claims (9)

  1. 양단부가 전, 후방으로 각각 돌출된 상, 하부 메인 스파 플랜지와, 상기 상, 하부 메인 스파 플랜지를 각각 연결하는 전, 후방 메인 스파 웨브를 포함하는 메인 스파;
    상기 메인 스파의 전방에 위치하는 역D형 리브를 포함하는 제1바디; 및
    상기 메인 스파의 후방에 위치하는 곡선형 리브를 포함하는 제2바디;를 포함하되,
    상기 역D형 리브는, 수직 프레임; 및 상기 수직 프레임의 전방 상, 하부 각각에서 연장되게 형성되어 전방 방향으로 볼록하게 형성되는 볼록 프레임;을 포함하고,
    상기 곡선형 리브는, 제1, 2수직 프레임; 상기 제1, 2수직 프레임의 상부를 연결하는 제1곡선 프레임; 및 상기 제1, 2수직 프레임의 하부를 연결하는 제2곡선 프레임;을 포함하고,
    상기 수직 프레임의 후방면은 상기 전방 메인 스파 웨브의 전방면과 접착제에 의해 결합되고, 상기 수직 프레임의 상부의 후방면에 형성된 단턱은 상기 상부 메인 스파 플랜지의 돌출된 전방면 및 하부면과 접착제에 의해 결합되고, 상기 수직 프레임의 하부의 후방면에 형성된 단턱은 상기 하부 메인 스파 플랜지의 돌출된 전방면 및 상부면과 접착제에 의해 결합되며,
    상기 제1수직 프레임의 전방면은 상기 후방 메인 스파 웨브의 후방면과 접착제에 의해 결합되고, 상기 제1수직 프레임의 상부의 전방면에 형성된 단턱은 상기 상부 메인 스파 플랜지의 돌출된 후방면 및 하부면과 접착제에 의해 결합되고, 상기 제1수직 프레임의 하부의 전방면에 형성된 단턱은 상기 하부 메인 스파 플랜지의 돌출된 후방면 및 상부면과 접착제에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 풍력 발전기용 블레이드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2바디의 후방에 위치하는 리어 스파;를 더 포함하되,
    상기 리어 스파는, 일단부가 전방으로 각각 돌출된 상, 하부 리어 스파 플랜지; 및 상기 상, 하부 리어 스파 플랜지를 연결하는 리어 스파 웨브;를 포함하고,
    상기 리어 스파 웨브의 전방면은 상기 제2수직 프레임의 후방면과 접착제에 의해 결합되고, 상기 제2수직 프레임의 상부의 후방면에 형성된 단턱은 상기 상부 리어 스파 플랜지의 돌출된 전방면 및 하부면과 접착제에 의해 결합되고, 상기 제2수직 프레임의 하부의 후방면에 형성된 단턱은 상기 하부 리어 스파 플랜지의 돌출된 전방면 및 상부면과 접착제에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 풍력 발전기용 블레이드.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 리어 스파의 후방에 위치하는 제3바디; 및
    상기 제3바디의 후방에 위치하는 후연(trailing edge) 스파;를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력 발전기용 블레이드.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1바디와, 상기 제2바디와, 상기 메인 스파와, 상기 리어 스파와, 상기 제3바디 및 상기 후연 스파를 덮는 스킨;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력 발전기용 블레이드.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 역D형 리브는, 상기 메인 스파의 익폭(span wise) 방향을 따라 상기 메인 스파의 전방에 복수개 배치되는 것을 특징으로 하는 풍력 발전기용 블레이드.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1바디는,
    상기 복수개의 역D형 리브 중 인접하는 역D형 리브들 사이에 각각 배치되는 복수개의 C형 커버;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력 발전기용 블레이드.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2바디의 후방에 위치하는 리어 스파;
    상기 리어 스파의 후방에 위치하는 제3바디;
    상기 제3바디의 후방에 위치하는 후연(trailing edge) 스파; 및
    상기 복수개의 C형 커버와, 상기 제2바디와, 상기 메인 스파와, 상기 리어 스파와, 상기 제3바디 및 상기 후연 스파를 덮는 스킨;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력 발전기용 블레이드.
  9. 삭제
KR1020160077487A 2016-06-21 2016-06-21 풍력 발전기용 블레이드 KR101731951B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160077487A KR101731951B1 (ko) 2016-06-21 2016-06-21 풍력 발전기용 블레이드
US15/626,548 US10393090B2 (en) 2016-06-21 2017-06-19 Blade for wind power generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160077487A KR101731951B1 (ko) 2016-06-21 2016-06-21 풍력 발전기용 블레이드

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101731951B1 true KR101731951B1 (ko) 2017-05-11

Family

ID=58742111

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160077487A KR101731951B1 (ko) 2016-06-21 2016-06-21 풍력 발전기용 블레이드

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10393090B2 (ko)
KR (1) KR101731951B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190024241A (ko) 2017-08-31 2019-03-08 조영곤 풍력발전기용 블레이드
KR20190043883A (ko) 2017-10-19 2019-04-29 조영곤 풍력발전기용 블레이드

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170234298A1 (en) * 2015-11-23 2017-08-17 Douglas Andrew Robinson Wind concentrator turbine generator
DK3488099T3 (da) 2016-07-19 2021-07-26 Lm Wind Power Int Tech Ii Aps Vindmøllevinge med flatback-rodsegment og relateret fremgangsmåde
EP3456961B1 (en) * 2017-09-14 2020-07-01 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S Wind turbine blade having a cover plate masking hot-air exhaust for de-icing and/or anti-icing

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090162208A1 (en) * 2007-12-19 2009-06-25 General Electric Company Multi-segment wind turbine blade and method for assembling the same
US20100278654A1 (en) * 2009-05-01 2010-11-04 General Electric Company Wind turbine blade with prefabricated leading edge segments
US20140119940A1 (en) * 2012-10-31 2014-05-01 General Electric Company Wind turbine blades with tension fabric skin structure

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4295790A (en) * 1979-06-21 1981-10-20 The Budd Company Blade structure for use in a windmill
JPH03104799A (ja) * 1989-09-20 1991-05-01 Fuji Heavy Ind Ltd 複合材ブレードの製造方法
US6146097A (en) * 1998-09-14 2000-11-14 Bradt; Gordon E. Fan blade assembly for use with a ceiling fan drive unit
US6638466B1 (en) * 2000-12-28 2003-10-28 Raytheon Aircraft Company Methods of manufacturing separable structures
EP2109713B1 (en) * 2007-01-29 2013-07-24 Bladena ApS Wind turbine blade
EP2250084A4 (en) * 2008-02-21 2011-03-09 Cornerstone Res Group Inc PASSIVE ADAPTIVE STRUCTURES
CN102016297B (zh) * 2008-03-05 2013-05-01 维斯塔斯风力系统有限公司 组装工具以及制造风轮机叶片的方法
DK2358998T3 (en) * 2008-12-05 2017-10-30 Vestas Wind Sys As EFFICIENT WINDOWS, WINDOWS, AND ASSOCIATED SYSTEMS AND PROCEDURES FOR MANUFACTURING, INSTALLING AND USING
US20140271217A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Modular Wind Energy, Inc. Efficient wind turbine blade design and associated manufacturing methods using rectangular spars and segmented shear web
US9297357B2 (en) * 2013-04-04 2016-03-29 General Electric Company Blade insert for a wind turbine rotor blade
US9739259B2 (en) * 2013-06-05 2017-08-22 The Regents Of The University Of California Wind turbine blade with biplane section
US10180125B2 (en) * 2015-04-20 2019-01-15 General Electric Company Airflow configuration for a wind turbine rotor blade
US10197041B2 (en) * 2015-09-14 2019-02-05 General Electric Company Methods for joining surface features to wind turbine rotor blades

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090162208A1 (en) * 2007-12-19 2009-06-25 General Electric Company Multi-segment wind turbine blade and method for assembling the same
US20100278654A1 (en) * 2009-05-01 2010-11-04 General Electric Company Wind turbine blade with prefabricated leading edge segments
US20140119940A1 (en) * 2012-10-31 2014-05-01 General Electric Company Wind turbine blades with tension fabric skin structure

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190024241A (ko) 2017-08-31 2019-03-08 조영곤 풍력발전기용 블레이드
KR20190043883A (ko) 2017-10-19 2019-04-29 조영곤 풍력발전기용 블레이드

Also Published As

Publication number Publication date
US20170363060A1 (en) 2017-12-21
US10393090B2 (en) 2019-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101731951B1 (ko) 풍력 발전기용 블레이드
CN101876292B (zh) 分段式风力涡轮机叶片
US8262362B2 (en) Wind turbine blade shear web with spring flanges
US8257048B2 (en) Wind turbine blade multi-component shear web with intermediate connection assembly
US10180125B2 (en) Airflow configuration for a wind turbine rotor blade
US7922454B1 (en) Joint design for rotor blade segments of a wind turbine
US9719489B2 (en) Wind turbine rotor blade assembly having reinforcement assembly
US8360732B2 (en) Rotor blade section and method for assembling a rotor blade for a wind turbine
US20160215758A1 (en) Vortex generator for a wind turbine
US20100135815A1 (en) Spar cap for wind turbine blades
EP2577051B1 (en) Segmented wind turbine blades with truss connection regions, and associated systems and methods
US20140294591A1 (en) Wind turbine blade shear web connection assembly
CN102287321A (zh) 风力涡轮机转子叶片接头
US20110200446A1 (en) Multi-panel wind turbine blade with integrated root
US10563636B2 (en) Joint assembly for a wind turbine rotor blade
EP3418558B1 (en) Bonded window cover with joint assembly for a wind turbine rotor blade
US20220325692A1 (en) Shell core and wind turbine blade having a blade shellcomprising such a shell core
US20180274518A1 (en) Wind turbine rotor blade and wind turbine system
KR101746643B1 (ko) 유체구조물에 적합한 블레이드용 스킨 및 이를 구비한 유체구조물에 적합한 블레이드의 제조 방법
CN113383159A (zh) 风力涡轮机叶片
KR101694432B1 (ko) 풍력 발전기용 블레이드
CN110892149A (zh) 用于风力涡轮转子叶片的气流构造
CN112930440A (zh) 用于分段风力涡轮机叶片的密封部件
CN116104688B (zh) 一种两段式风电叶片连接结构
US11781523B2 (en) Section wind turbine blade and assembly of a section wind turbine blade

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200220

Year of fee payment: 4