KR101915220B1 - Vertical-axis wind turbine - Google Patents

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KR101915220B1
KR101915220B1 KR1020170115304A KR20170115304A KR101915220B1 KR 101915220 B1 KR101915220 B1 KR 101915220B1 KR 1020170115304 A KR1020170115304 A KR 1020170115304A KR 20170115304 A KR20170115304 A KR 20170115304A KR 101915220 B1 KR101915220 B1 KR 101915220B1
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조종현
이선휴
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(주)썬테크
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Abstract

Disclosed is a vertical wind power generator. The vertical wind power generator comprises a wind power generator main body. The wind power generator main body may include: a rotary shaft; at least one main blade radially spaced apart about the rotary shaft; at least one sub blade connecting between the rotary shaft and the main blade; a generator for generating electrical energy using rotary force of the rotary shaft.

Description

수직형 풍력 발전기{VERTICAL-AXIS WIND TURBINE} Vertical Wind Turbine {VERTICAL-AXIS WIND TURBINE}

본 발명은 수직형 풍력 발전기에 관한 것으로, 풍력 발전기의 경량화 및 구조적인 안정성을 확보할 수 있는 수직형 풍력 발전기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vertical wind turbine generator, and more particularly, to a vertical wind turbine generator capable of ensuring light weight and structural stability of the wind turbine generator.

풍력 발전기는 블레이드의 설치형상에 따라 수평형과 수직형으로 구분된다. 이 중에서 수직형 풍력 발전기는 바람의 방향에 상관없이 발전이 가능하다는 장점을 갖는다.The wind turbine generator is classified into a horizontal type and a vertical type according to the installation shape of the blade. Among these, the vertical type wind turbine has the advantage that it can generate power irrespective of the wind direction.

풍력 발전기는 바람의 방향에 대해 회전하는 블레이드 단면의 상대받음각의 변화가 매우 심하기 때문에, 생성되는 공력하중 성분에서 블레이드를 회전시키는 방향벡터 성분의 힘을 최대로 얻을 수 있는 익형(airfoil) 구조를 채택하는 것이 일반적이다. The wind turbine adopts an airfoil structure that maximizes the force of the direction vector component that rotates the blade under the generated aerodynamic load component because the change of the relative angle of attack of the blade section rotating about the direction of the wind is very large. .

이러한 풍력 발전기는 바람을 이용하여 블레이드를 회전시켜 전기를 생산하기 때문에, 블레이드의 무게를 경량화하는 동시에, 바람에 의해 회전하는 블레이드를 구조적으로 안정하게 지지하기 위한 기술이 요구되고 있다. Since such a wind turbine uses wind to produce electricity by rotating the blades, there is a demand for a technique to lighten the weight of the blades and to stably support the blades rotating by the wind.

특허 공개특허공보 제10-2012-0131827호(2012.12.05 공개)Patent Publication No. 10-2012-0131827 (2012.12.05 published)

본 발명의 실시예들은 부품의 경량화를 구현하면서, 블레이드를 구조적으로 안정하게 지지할 수 있는 수직형 풍력 발전기를 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention are intended to provide a vertical wind turbine capable of structurally and stably supporting the blade while realizing weight reduction of parts.

본 발명의 일 측면에 따른 수직형 풍력 발전기는, 풍력 발전기 본체를 포함하고, 상기 풍력 발전기 본체는, 회전샤프트; 상기 회전샤프트를 중심으로 방사상으로 이격 배치되는 적어도 하나 이상의 메인 블레이드; 상기 회전샤프트 및 상기 메인 블레이드 사이를 연결하는 적어도 하나 이상의 서브 블레이드; 및 상기 회전샤프트의 회전력을 이용하여 전기에너지를 생산하는 발전기를 포함할 수 있다.A vertical wind turbine generator according to one aspect of the present invention includes a wind turbine generator main body including: a rotary shaft; At least one main blade radially spaced apart from the rotation shaft; At least one sub blade connecting between the rotating shaft and the main blade; And a generator for generating electrical energy using the rotational force of the rotating shaft.

이때, 상기 메인 블레이드 및 상기 서브 블레이드 중 적어도 하나 이상은 익형으로 인발 성형되는 마그네슘 합금으로 이루어지고, 상기 서브 블레이드는 메인 블레이드와 회전샤프트를 트러스 구조로 연결할 수 있다.At least one of the main blades and the sub-blades is formed of a magnesium alloy that is drawn and formed into an airfoil, and the sub-blades can connect the main blades and the rotating shaft with a truss structure.

또한, 상기 메인 블레이드는 머리부를 이루는 제 1 프레임; 꼬리부를 이루는 제 2 프레임; 및 바디부를 이루도록 상기 제 1 프레임 및 상기 제 2 프레임 사이에 조립되는 제 3 프레임을 포함할 수 있다.The main blade may include a first frame forming a head part; A second frame forming a tail; And a third frame assembled between the first frame and the second frame to form a body part.

또한, 상기 제 1 프레임은 볼록하게 곡률 형성되는 곡률면이 일측에 형성되고, 타측에 제 1 수직면이 형성되고, 상기 서브 블레이드는 상기 제 1 프레임과 동일한 형상을 갖을 수 있다.The first frame may have a convex curvature curved surface formed on one side, a first vertical surface may be formed on the other side, and the sub-blade may have the same shape as the first frame.

또한, 본 발명의 일 측면에 따른 수직형 풍력 발전기는, 상기 발전기를 지지하는 타워를 더 포함하고, 상기 발전기는 상기 풍력 발전기 본체의 무게 중심에 위치될 수 있다.Further, the vertical wind turbine according to an aspect of the present invention may further include a tower for supporting the generator, and the generator may be located at the center of gravity of the wind turbine generator main body.

본 발명의 실시예들은 메인 블레이드와 같은 주요 구성들이 마그네슘 합금 재질로 이루어짐에 따라, 제품의 경량화를 구현할 수 있고, 이를 통해, 풍력 발전기의 발전 효율을 향상시킬 수 있다는 이점이 있다. The embodiments of the present invention are advantageous in that the main components such as the main blade are made of a magnesium alloy material so that the weight of the product can be reduced and the power generation efficiency of the wind turbine can be improved.

또한, 본 발명의 실시예들은 인발 성형된 다수개의 프레임을 조립하여 메인 블레이드를 제작할 수 있고, 메인 블레이드의 일부 프레임을 서브 블레이드에 적용할 수 있으므로, 메인 블레이드와 서브 블레이드를 별도 제작하는 경우 발생되는 추가 제작 비용을 절감할 수 있다는 이점이 있다. In addition, embodiments of the present invention can manufacture a main blade by assembling a plurality of frames that are drawn and formed, and some frames of the main blade can be applied to sub-blades. Therefore, when a main blade and a sub- There is an advantage in that the cost of additional production can be reduced.

또한, 본 발명의 실시예들은 메인 블레이드와 회전샤프트 사이를 트러스 구조 형태로 연결함으로써, 메인 블레이드와 회전샤프트 간 연결 구조를 안정적으로 지지할 수 있다는 이점이 있다.Further, the embodiments of the present invention have an advantage in that the connection structure between the main blade and the rotating shaft can be stably supported by connecting the main blade and the rotating shaft in the form of a truss structure.

또한, 본 발명의 실시예들은 메인 블레이드와 회전샤프트 사이를 서브 플레이드를 통해 연결함으로써, 메인 블레이드와 회전샤프트 사이를 연결하는 연결 구조를 이용하여 블레이드 기능을 수행할 수 있다는 이점이 있다.In addition, embodiments of the present invention have an advantage that a blade function can be performed by using a connection structure that connects the main blade and the rotating shaft by connecting the main blade and the rotating shaft through the sub-plate.

또한, 본 발명의 실시예들은 발전기의 위치를 타워의 무게 중심에 위치시킴으로써, 풍력 발전기의 구조적인 안정성을 확보할 수 있다는 이점이 있다. Embodiments of the present invention also have the advantage of securing the structural stability of the wind turbine by positioning the position of the generator at the center of gravity of the tower.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직형 풍력 발전기를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 "A"부를 확대하여 도시한 확대도이다.
도 3은 도 2의 "B-B"선부를 절개하여 도시한 단면도이다.
도 4는 도 2의 "C-C"선부를 절개하여 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수직형 풍력 발전기를 도시한 측면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직형 풍력 발전기를 도시한 평면도이다.
1 is a perspective view illustrating a vertical wind turbine according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is an enlarged view showing the "A" portion of Fig. 1 on an enlarged scale.
3 is a cross-sectional view cut along the line BB of Fig.
4 is a cross-sectional view of the "CC"
5 is a side view showing a vertical wind turbine according to an embodiment of the present invention.
6 is a plan view of a vertical wind turbine according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 작용에 대해 상세하게 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 측면(aspects) 중 하나이며, 하기의 설명은 본 발명에 대한 상세한 기술의 일부를 이룰 수 있다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어 공지된 구성 또는 기능에 관한 구체적인 설명은 본 발명을 명료하게 하기 위해 생략할 수 있다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, configurations and operations according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The following description is one of many aspects of the claimed invention and the following description may form part of the detailed description of the invention. However, the detailed description of known configurations or functions in describing the present invention may be omitted for clarity.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예들을 포함할 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the invention is susceptible to various modifications and its various embodiments, it is intended to illustrate the specific embodiments and the detailed description. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

그리고 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. And terms including ordinals such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the constituent elements are not limited by such terms. These terms are used only to distinguish one component from another. It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직형 풍력 발전기를 도시한 사시도이다.1 is a perspective view illustrating a vertical wind turbine according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 수직형 풍력 발전기는, 풍력 발전기 본체(10) 및 타워(600)를 포함할 수 있다. 여기서, 풍력 발전기 본체(10)는, 회전샤프트(100), 메인 블레이드(200), 서브 블레이드(300), 발전기(400), 고정 브라켓(500)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1, the vertical wind turbine according to an embodiment of the present invention may include a wind turbine generator 10 and a tower 600. Here, the main body 10 of the wind turbine generator may include a rotating shaft 100, a main blade 200, a sub blade 300, a generator 400, and a fixing bracket 500.

구체적으로, 풍력 발전기 본체(10)의 회전샤프트(100)는 타워(600)의 상단에서 회전가능하도록 발전기(400)를 매개로 수직하게 설치될 수 있다. 그리고 회전샤프트(100)에는 메인 블레이드(200) 및 서브 블레이드(300)가 회전 중심을 기준으로 대칭되게 연결되므로, 다양한 풍향에 대응하여 원활하게 회전될 수 있다. Specifically, the rotary shaft 100 of the wind power generator main body 10 may be vertically installed via the generator 400 so as to be rotatable at an upper end of the tower 600. Since the main blade 200 and the sub blade 300 are symmetrically connected to the rotating shaft 100 with respect to the center of rotation, they can rotate smoothly corresponding to various wind directions.

이 회전샤프트(100)는 발전기(400)에 구동 연결될 수 있다. 이에 따라, 풍력에 의한 회전샤프트(100)의 회전시, 회전샤프트(100)의 회전력은 발전기(400)를 통해 전기에너지로 변환될 수 있다.The rotary shaft 100 may be driven to be connected to the generator 400. Accordingly, when the rotating shaft 100 is rotated by the wind force, the rotating force of the rotating shaft 100 can be converted into electric energy through the generator 400. [

메인 블레이드(200)는 회전샤프트(100)를 중심으로 방사방향으로 동일한 이격 거리에 위치되는 다수개로 제공될 수 있다. 이 다수개의 메인 블레이드(200)는 회전샤프트(100)로부터 동일한 거리를 유지한 상태에서, 회전샤프트(100)의 원주방향으로 동일한 간격으로 이격 배치될 수 있다. The main blades 200 may be provided at a plurality of positions that are located at the same radial distance from the rotating shaft 100. The plurality of main blades 200 may be spaced equidistantly in the circumferential direction of the rotary shaft 100 while maintaining the same distance from the rotary shaft 100.

본 실시예에서는, 3개의 메인 블레이드(200)가 회전샤프트(100)의 원주방향으로 이격 배치되지만, 이에 한정되지는 아니하며, 회전샤프트(100)를 회전중심으로 하여 메인 블레이드(200)가 대칭되는 위치 범위내에서, 다양한 개수의 메인 블레이드(200)가 회전샤프트(100)의 원주방향으로 이격 배치될 수 있다.In this embodiment, three main blades 200 are spaced apart from each other in the circumferential direction of the rotating shaft 100. However, the present invention is not limited thereto, and the main blade 200 may be symmetrical Within the positional range, a variable number of main blades 200 may be spaced apart circumferentially of the rotary shaft 100.

메인 블레이드(200)는 둥근 머리부와 뾰족한 꼬리부를 갖는 유선 형태의 익형으로 제작되도록 인발 성형(Pultrusion)될 수 있다. 이때, 메인 블레이드(200)의 재질은 알루미늄 합금 재질보다 가벼운 마그네슘 합금으로 구성되므로, 풍력 발전시 경량화를 통한 인한 에너지 효율을 향상시킬 수 있다. The main blade 200 may be pultruded to produce a streamlined airfoil having a rounded head and a sharp tail. At this time, since the material of the main blade 200 is made of a magnesium alloy that is lighter than an aluminum alloy material, energy efficiency due to weight reduction in wind power generation can be improved.

도 2는 도 1의 "A"부를 확대하여 도시한 확대도이고, 도 3은 도 2의 "B-B"선부를 절개하여 도시한 단면도이며, 도 4는 도 2의 "C-C"선부를 절개하여 도시한 단면도이다.2 is an enlarged view showing the "A" portion of FIG. 1, FIG. 3 is a cross-sectional view cut along the "BB" Fig.

도 2 내지 4에 도시된 바와 같이, 메인 블레이드(200)는 블레이드의 각 부분(예를 들면, 머리부, 꼬리부, 바디부)에 해당되는 프레임으로 인발 성형될 수 있다. 인발 성형된 각각의 프레임은 하나의 메인 블레이드로 상호 조립된 프레임 조립체로 제작될 수 있다. 2 to 4, the main blade 200 can be drawn and formed into a frame corresponding to each part of the blade (for example, a head, a tail, and a body part). Each of the drawn and drawn frames can be made of a frame assembly that is assembled with one main blade.

예를 들어, 메인 블레이드(200)는 둥근 형태의 머리부를 이루는 제 1 프레임(210)과, 뾰족한 형태의 꼬리부를 이루는 제 2 프레임(220)과, 제 1 프레임(210) 및 제 2 프레임(220)이 유선형으로 연결되도록 바디부를 이루는 제 3 프레임(230)으로 이루어질 수 있다.For example, the main blade 200 includes a first frame 210 forming a round head, a second frame 220 forming a sharp tail, a first frame 210 and a second frame 220 And a third frame 230 which forms a body part so as to be connected in a streamlined manner.

본 실시예에서는, 3개의 프레임(제 1 내지 제 3 프레임(230))이 하나의 메인 블레이드(200)로 조립되지만, 이에 한정되지는 아니하며, 메인 블레이드(200)의 사이즈 및 설계 환경에 따라, 4개의 프레임이 하나의 메인 블레이드(200)로 조립되거나, 2개의 프레임이 하나의 메인 블레이드(200)로 조립될 수도 있을 것이다.In this embodiment, three frames (first to third frames 230) are assembled into one main blade 200, but are not limited thereto. Depending on the size and design environment of the main blade 200, Four frames may be assembled into one main blade 200 or two frames may be assembled into one main blade 200. [

각각의 프레임은 메인 블레이드(200)의 길이방향으로 서로 밀착된 상태에서 끼워 조립되고, 조립된 각각의 프레임은 서로 용접되어 결합될 수 있다. 이때, 프레임 간 조립을 위해, 제 1 프레임(210)의 일측부에는 제 2 프레임(220)의 일측부에 끼워지는 제 1 결합턱(211)이 돌출 형성되고, 제 3 프레임(230)의 일측부에는 제 2 프레임(220)의 타측부에 끼워지는 제 2 결합턱(221)이 돌출 형성될 수 있다.Each of the frames is fitted in a state of being closely contacted with each other in the lengthwise direction of the main blade 200, and each of the assembled frames can be welded to each other. At this time, a first coupling protrusion 211 protruding from one side of the second frame 220 is formed on one side of the first frame 210, And a second engagement step 221, which is fitted to the other side of the second frame 220, may be protruded from the side.

아울러, 제 1 프레임(210)의 일측부에는 제 1 수직면(213)이 형성되고, 제 1 프레임(210)의 타측부는 볼록한 형태의 곡률면(212)으로 형성될 수 있다. 제 2 프레임(220)의 일측부에는 제 2 수직면(223)이 형성되고, 제 2 프레임(220)의 타측부는 뾰족면(222)으로 형성될 수 있다.A first vertical surface 213 may be formed on one side of the first frame 210 and a convex curved surface 212 may be formed on the other side of the first frame 210. A second vertical surface 223 may be formed on one side of the second frame 220 and a second side surface of the second frame 220 may be formed of a pointed surface 222.

이들 프레임 간의 조립시, 제 1 프레임(210)의 제 1 결합턱(211) 및 제 2 프레임(220)의 제 2 결합턱(221)이 제 2 프레임(220)의 양측부에 끼워 조립되므로, 이들 프레임은 상호 끼움 결합될 수 있고, 이 상태에서, 이들 프레임 간의 조립부위는 용접 가공될 수 있다. The first engaging jaw 211 of the first frame 210 and the second engaging jaws 221 of the second frame 220 are fitted and fitted to both sides of the second frame 220, These frames can be mutually fitted and, in this state, the assembling portion between these frames can be welded.

메인 블레이드(200)의 양 단부에는 블레이드 팁(240)이 결합될 수 있다. 블레이드 팁(240)은 제 1 프레임(210), 제 2 프레임(220) 및 제 3 프레임(230)이 상호 조립된 상태에서, 이들 프레임의 양단부에 결합될 수 있다. 이 블레이드 팁(240)은 메인 블레이드(200)의 양 단부를 이동하는 공기 흐름에 대한 추가적인 양력을 확보함으로써, 풍력 발전시, 바람의 힘을 블레이드의 회전력으로 최대한 이용시킬 수 있다. The blade tip 240 can be coupled to both ends of the main blade 200. The blade tip 240 can be coupled to both ends of these frames with the first frame 210, the second frame 220, and the third frame 230 assembled together. This blade tip 240 secures additional lift to the airflow moving at both ends of the main blade 200, so that during wind power generation, the force of the wind can be utilized to the full of the rotational force of the blade.

서브 블레이드(300)는 회전샤프트(100) 및 메인 블레이드(200) 사이를 연결하는 다수개로 제공될 수 있다. 이 다수개의 서브 블레이드(300)는 트러스 구조 형태로 회전샤프트(100) 및 메인 블레이드(200) 사이를 연결함으로써, 회전샤프트(100)에서 메인 블레이드(200)를 안정적으로 지지할 수 있다.The sub-blade 300 may be provided with a plurality of links connecting the rotating shaft 100 and the main blade 200. The plurality of sub-blades 300 can stably support the main blade 200 at the rotary shaft 100 by connecting the rotary shaft 100 and the main blade 200 in the form of a truss structure.

물론, 서브 블레이드(300) 이외에도, 회전샤프트(100) 및 메인 블레이드(200) 사이, 또는 서로 다른 메인 블레이드(200) 사이를 연결하기 위한 별도의 연결 프레임(800)이 수직형 풍력 발전기에 제공될 수 있다.Of course, in addition to the sub-blade 300, a separate connecting frame 800 for connecting between the rotating shaft 100 and the main blade 200 or between the different main blades 200 may be provided in the vertical wind turbine .

서브 블레이드(300)는 메인 블레이드(200)의 제 1 프레임(210)으로 구성될 수 있다. 이때, 서브 블레이드(300)는 메인 블레이드(200)의 머리부(제 1 프레임(210))와 반대방향으로 배치됨으로써, 바람의 방향에 따라 양력을 크게 하거나, 항력(抗力)을 크게 할 수 있다.The sub-blade 300 may be composed of the first frame 210 of the main blade 200. At this time, the sub-blade 300 is disposed in a direction opposite to the head portion (the first frame 210) of the main blade 200, so that the lift force can be increased or the drag force can be increased according to the wind direction .

예컨대, 서브 블레이드(300), 다시 말해, 제 1 프레임(210)의 일측부에는 바람의 방향에 맞설 수 있는 제 1 수직면(213)이 형성되고, 제 1 프레임(210)의 타측부는 양력을 크게 하는 볼록한 형태의 곡률면(212)이 형성되므로, 일방향(곡률면의 정면)에서 불어오는 바람에 대해서는, 곡률면(212)이 바람에 대해 양력을 크게 할 수 있고, 타방향(제 1 수직면의 정면)에서 불어오는 바람에 대해서는, 제 1 수직면(213)이 항력을 크게 할 수 있는 바, 이를 통해, 회전샤프트(100)의 회전력을 향상시킬 수 있고, 결국, 본 실시예의 발전 효율을 증가시킬 수 있다.For example, a sub-blade 300, i.e., a first side 210 of the first frame 210 is formed with a first vertical surface 213 that can confront the wind direction and the other side of the first frame 210 The convex curved surface 212 is formed so that the convex curved surface 212 is formed so that the curved surface 212 can increase the lift with respect to the wind and the other direction The first vertical surface 213 can increase the drag force to improve the rotational force of the rotary shaft 100. As a result, the power generation efficiency of the present embodiment can be increased .

고정 브라켓(500)은 서브 블레이드(300)의 단부와 메인 블레이드(200)의 외면 사이를 연결할 수 있다. 이를 위해, 고정 브라켓(500)은 서브 블레이드(300)의 단부에 연결되는 제 1 브라켓(510)과, 메인 블레이드(200)를 사이에 두고 제 1 브라켓(510)에 결합되는 제 2 브라켓(520)으로 구성될 수 있다.The stationary bracket 500 may connect the end of the sub-blade 300 and the outer surface of the main blade 200. The fixed bracket 500 includes a first bracket 510 connected to an end of the sub blade 300 and a second bracket 520 coupled to the first bracket 510 with the main blade 200 therebetween ).

이때, 제 1 브라켓(510)의 일면에는 메인 블레이드(200)의 일면에 밀착되는 제 1 접촉면(511)이 형성될 수 있고, 제 1 브라켓(510)의 타면은 서브 블레이드(300)의 단부에 연결되며, 제 1 브라켓(510)의 양단부는 체결수단(예를 들어, 볼트, 리벳 등)을 통해 제 2 브라켓(520)의 양단부와 결합될 수 있다. 그리고 제 2 브라켓(520)의 일면에는 메인 블레이드(200)의 타면에 밀착되는 제 2 접촉면(521)이 형성될 수 있고, 제 2 브라켓(520)의 양단부는 체결수단을 통해 제 1 브라켓(510)의 양단부와 결합될 수 있다.A first contact surface 511 may be formed on one surface of the first bracket 510 so as to be in close contact with one surface of the main blade 200. The other surface of the first bracket 510 may be formed on an end of the sub- And both ends of the first bracket 510 can be engaged with both ends of the second bracket 520 through fastening means (e.g., bolts, rivets, etc.). A second contact surface 521 which is in close contact with the other surface of the main blade 200 may be formed on one surface of the second bracket 520. Both ends of the second bracket 520 may be connected to the first bracket 510 As shown in Fig.

이와 같이, 고정 브라켓(500)은 제 1 브라켓(510)의 제 1 접촉면(511)과 제 2 브라켓(520)의 제 2 접촉면(521)을 통해 메인 블레이드(200)에 밀착 고정됨으로써, 볼팅이나 용접에 의한 고정시 발생되는 메인 블레이드(200)의 손상을 방지할 수 있고, 공기 흐름을 방해하는 저항 요소(예를 들면, 볼팅, 리벳팅, 용접 등)를 미연에 제거할 수 있다. The fixing bracket 500 is tightly fixed to the main blade 200 through the first contact surface 511 of the first bracket 510 and the second contact surface 521 of the second bracket 520, It is possible to prevent the main blade 200 from being damaged when it is fixed by welding and to remove the resistance element (for example, bolting, riveting, welding, etc.) that obstructs the air flow.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수직형 풍력 발전기를 도시한 측면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직형 풍력 발전기를 도시한 평면도이다.FIG. 5 is a side view showing a vertical wind turbine according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a plan view showing a vertical wind turbine according to an embodiment of the present invention.

도 5 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 발전기(400)는 스테이터 코어 및 로터 자석을 포함하는 로터조립체로, 회전샤프트(100)의 회전력을 이용하여 전기에너지를 생산할 수 있다. 이 발전기(400)는 스테이터와 로터 간의 전자기유도작용을 통해 발전하는 통상의 발전기에 대응되는 구성이므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.5 to 6, the generator 400 is a rotor assembly including a stator core and a rotor magnet, and can generate electric energy using the rotational force of the rotating shaft 100. [ The generator 400 corresponds to an ordinary generator that generates electricity through an electromagnetic induction action between a stator and a rotor, and therefore, a detailed description thereof will be omitted.

다만, 본 실시예에 따른 발전기(400)는 수직형 풍력 발전기의 무게 중심에 위치됨으로써, 강한 외풍으로부터 풍력 발전기(400)의 구조적인 안정성을 확보할 수 있다. 아울러, 발전기가 수직형 풍력 발전기의 저부에 위치한 경우와 비교하여, 회전력을 전달하는 회전샤프트(100)의 길이가 상대적으로 짧아질 수 있으므로, 회전샤프트(100)의 무게 또한 경량화될 수 있다. However, since the generator 400 according to the present embodiment is positioned at the center of gravity of the vertical wind turbine generator, the structural stability of the wind turbine generator 400 can be secured from the strong wind. In addition, since the length of the rotary shaft 100 that transmits the rotational force can be relatively short, the weight of the rotary shaft 100 can be lightened as compared with the case where the generator is located at the bottom of the vertical wind power generator.

타워(600)는 회전샤프트(100), 메인 블레이드(200), 서브 블레이드(300) 및 발전기(400)를 지지하기 위한 지지대로, 연속하여 수직 연결되는 다수개의 지지파이프로 이루어질 수 있다. 이 타워(600)는 발전기(400)를 사이에 두고 회전샤프트(100)와 연결되는데, 타워(600)의 상단은 수직형 풍력 발전기의 내측에 인입된 상태가 유지함으로써, 발전기(400)를 수직형 풍력 발전기의 무게 중심에 위치시킬 수 있다.The tower 600 may be composed of a plurality of support pipes vertically connected to each other in succession as a support for supporting the rotary shaft 100, the main blade 200, the sub-blade 300 and the generator 400. The tower 600 is connected to the rotating shaft 100 with the generator 400 interposed therebetween. The upper end of the tower 600 is kept in the inside of the vertical wind turbine generator, Type wind turbine generator.

[실시예][Example]

본 실시예에 따른 풍력 발전기를 통해, 20kW급 출력 성능시험을 진행한 결과는 다음의 표 1과 같다.The results of the 20 kW output performance test through the wind turbine according to the present embodiment are shown in Table 1 below.

항목Item 회전속도Rotation speed 출력Print 선간접압Line indirect pressure 주파수frequency 측정값Measures 80rpm80rpm 19.69kW19.69 kW 358Vrms358Vrms 59.64Hz59.64 Hz

이때, 발전기(400)의 회전속도는 0~80rpm의 범위 내로 제한하였고, 계측장비로는 전력 측정기(PPA5530), 오실로스코프(DPO 3034)가 사용되었다. At this time, the rotational speed of the generator 400 was limited to a range of 0 to 80 rpm, and a power meter (PPA5530) or an oscilloscope (DPO 3034) was used as the measuring instrument.

상술한 바와 같이, 본 실시예는 메인 블레이드와 같은 주요 구성들이 마그네슘 합금 재질로 이루어짐에 따라, 제품의 경량화를 구현할 수 있고, 메인 블레이드와 회전샤프트 사이를 트러스 구조 형태로 연결하여, 메인 블레이드와 회전샤프트 간 연결 구조를 안정적으로 지지할 수 있으며, 발전기의 위치를 타워의 무게 중심에 위치시켜, 풍력 발전기의 전체적인 구조 안정성을 확보할 수 있다는 등의 우수한 장점을 갖는다.As described above, in this embodiment, since the main components such as the main blades are made of magnesium alloy material, the weight of the product can be reduced, and the main blades and the rotary shaft are connected in the form of trusses, The structure between the shafts can be stably supported and the position of the generator can be positioned at the center of gravity of the tower to secure the overall structural stability of the wind power generator.

이상에서 설명된 실시예는 본 기술 사상의 일부 예를 설명한 것에 불과하고, 본 기술 사상의 범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이 분야의 통상의 기술자에 의하여 본 기술 사상의 범위 내에서의 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이고, 그와 같은 실시는 모두 본 기술 사상의 범위에 속하는 것으로 보아야 한다.It is to be understood that the embodiments described above are merely illustrative of some examples of the technical idea and the scope of the technical idea is not limited to the described embodiments, It will be understood that various changes, substitutions, and alterations may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention.

100 : 회전샤프트 200 : 메인 블레이드
210 : 제 1 프레임 220 : 제 2 프레임
230 : 제 3 프레임 300 : 서브 블레이드
400 : 발전기 500 : 고정 브라켓
600 : 타워 800 : 연결 프레임
100: rotating shaft 200: main blade
210: first frame 220: second frame
230: Third frame 300: Sub-blade
400: generator 500: fixed bracket
600: Tower 800: Connection frame

Claims (5)

풍력 발전기 본체를 포함하고,
상기 풍력 발전기 본체는,
회전샤프트;
상기 회전샤프트를 중심으로 방사상으로 이격 배치되는 적어도 하나 이상의 메인 블레이드;
상기 회전샤프트 및 상기 메인 블레이드 사이를 연결하는 적어도 하나 이상의 서브 블레이드;
상기 회전샤프트의 회전력을 이용하여 전기에너지를 생산하는 발전기; 및
상기 서브 블레이드의 단부와 상기 메인 블레이드의 외면 사이를 연결하는 고정 브라켓을 포함하고,
상기 메인 블레이드는
머리부를 이루는 제 1 프레임과, 꼬리부를 이루는 제 2 프레임과, 바디부를 이루도록 상기 제 1 프레임 및 상기 제 2 프레임 사이에 조립되는 제 3 프레임을 포함하고, 상기 제 1 프레임은 볼록하게 곡률 형성되는 곡률면이 일측에 형성되고, 타측에 제 1 수직면이 형성되고,
상기 서브 블레이드는 상기 제 1 프레임과 동일한 형상을 갖고,
상기 서브 블레이드는 상기 메인 블레이드의 상기 머리부와 반대방향으로 배치되고,
상기 고정 브라켓은
상기 서브 블레이드의 단부에 연결되는 제 1 브라켓과, 상기 메인 블레이드를 사이에 두고 상기 제 1 브라켓에 결합되는 제 2 브라켓을 포함하며,
상기 제 1 브라켓의 일면에는
상기 메인 블레이드의 일면에 밀착되는 제 1 접촉면이 형성되고,
상기 제 1 브라켓의 타면은
상기 서브 블레이드의 단부에 연결되고,
상기 제 1 브라켓의 양단부는 체결수단을 통해 상기 제 2 브라켓의 양단부와 결합되고,
상기 제 2 브라켓의 일면에는
상기 메인 블레이드의 타면에 밀착되는 제 2 접촉면이 형성되고,
상기 제 2 브라켓의 양단부는
체결수단을 통해 상기 제 1 브라켓의 양단부와 결합되며,
상기 고정 브라켓은 상기 제 1 브라켓의 제 1 접촉면과 상기 제 2 브라켓의 제 2 접촉면을 통해 상기 메인 블레이드에 밀착 고정되고,
상기 메인 블레이드 및 상기 서브 블레이드 중 적어도 하나 이상은 익형으로 인발 성형되는 마그네슘 합금으로 이루어지며, 상기 서브 블레이드는 메인 블레이드와 회전샤프트를 트러스 구조로 연결하고,
상기 메인 블레이드는 인발 성형된 상기 제 1 프레임, 상기 제 2 프레임 및 상기 제 3 프레임이 하나의 블레이드로 상호 조립되는 프레임 조립체로 제작되는 수직형 풍력 발전기.
Comprising a wind power generator main body,
The wind power generator main body includes:
A rotating shaft;
At least one main blade radially spaced apart from the rotation shaft;
At least one sub blade connecting between the rotating shaft and the main blade;
A generator for generating electric energy using a rotational force of the rotating shaft; And
And a fixing bracket connecting the end of the sub blade and the outer surface of the main blade,
The main blade
A first frame comprising a head, a second frame comprising a tail, and a third frame assembled between the first frame and the second frame to form a body part, wherein the first frame has a curvature- A first vertical surface is formed on the other side,
Wherein the sub-blade has the same shape as the first frame,
Wherein the sub-blade is disposed in a direction opposite to the head portion of the main blade,
The fixing bracket
A first bracket connected to an end of the sub blade, and a second bracket coupled to the first bracket with the main blade interposed therebetween,
On one surface of the first bracket
A first contact surface which is in close contact with one surface of the main blade is formed,
The other surface of the first bracket
A sub-blade connected to an end of the sub-
Both ends of the first bracket are engaged with both ends of the second bracket through fastening means,
On one surface of the second bracket
A second contact surface which is in close contact with the other surface of the main blade is formed,
Both ends of the second bracket
The first bracket being coupled to both ends of the first bracket via fastening means,
Wherein the fixing bracket is closely fixed to the main blade through a first contact surface of the first bracket and a second contact surface of the second bracket,
At least one of the main blades and the sub-blades is made of a magnesium alloy that is drawn and formed into an airfoil, and the sub-blade connects the main blade and the rotating shaft in a truss structure,
Wherein the main blade is made of a frame assembly in which the first frame, the second frame, and the third frame, which are drawn and formed, are assembled with one blade.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 발전기를 지지하는 타워를 더 포함하고,
상기 발전기는 상기 풍력 발전기 본체의 무게 중심에 위치되는 수직형 풍력 발전기.
The method according to claim 1,
Further comprising a tower for supporting the generator,
Wherein the generator is located at the center of gravity of the main body of the wind turbine generator.
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