KR101948064B1 - a blade for wind power generator - Google Patents

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KR101948064B1
KR101948064B1 KR1020180163689A KR20180163689A KR101948064B1 KR 101948064 B1 KR101948064 B1 KR 101948064B1 KR 1020180163689 A KR1020180163689 A KR 1020180163689A KR 20180163689 A KR20180163689 A KR 20180163689A KR 101948064 B1 KR101948064 B1 KR 101948064B1
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frame
wind
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shaft
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KR1020180163689A
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이도상
이영민
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이도상
이영민
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    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
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Abstract

The present invention relates to a blade for a wind power generator that is more economic and simple in structure and is abundant in technical diversity. According to the present invention, the blade for a wind power generator includes frame coupling bodies each having a resistance frame and a support frame whose centers are spaces coupled to each other to have a right angled bent portion, the resistance frames being radially fixedly coupled to a main drive shaft as a rotation center shaft in such a manner as to allow insides of bending portions to have one directionality, wherein resistance plates are coupled to the bent edges of the insides of the bending portions in such a manner as to be shaft-rotatable by means of wind power such that the resistance plates protect wind flows as the center spaces of the resistance frames in a reverse direction to a wind direction to allow the resistance frames inside the bending portions to rotate the main drive shaft to a maximum resistance force, and in the section where the resistance plates are not in the reverse direction to the wind direction, the wind passes through the center spaces of the resistance frames and/or support frames through rotation of the resistance plates to cause no drag, so that through the rotation of the resistance plates with respect to the resistance frames and the support frames. Thus, the rotational direction of the main drive shaft as the rotation center shaft is not changed even in the change of the wind direction.

Description

풍력발전기용 날개{a blade for wind power generator}A blade for wind power generator

본 발명은 풍력발전기용 날개에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 중앙부가 공간인 테두리 프레임 형태의 저항프레임 및 지지프레임을 직각의 절곡부를 갖도록 결합된 프레임 결합체를 회전 중심체인 주동축에 절곡부 안쪽 방향이 일방향성을 갖도록 저항프레임을 방사상으로 다수개 고정결합하되, 절곡부의 안쪽 방향 절곡모서리에 저항판을 풍력에 의해 축회전 가능하게 결합하여, 절곡부의 안쪽 방향에서 저항프레임이 풍향과 대면하여 저항판이 저항프레임의 중앙 공간인 바람길을 막아 최대 저항력으로 주동축을 회전시키고, 풍향과 대면하지 않는 구간에서는 풍력에 의한 저항판의 회전작동을 통해 저항프레임 및/또는 지지프레임의 중앙 공간으로 바람이 통과하여 항력을 발생시키지 않도록 구성하여, 저항프레임 및 지지프레임에 대한 저항판의 회전작동에 의해 풍향 변화에도 회전 중심체인 주동축의 회전방향이 변하지 않는 풍력발전기용 날개에 관한 것이다.[0001] The present invention relates to a blade for a wind power generator, and more particularly, to a blade assembly for a wind power generator, which comprises a resistance frame in the form of a frame having a central space and a frame assembly coupled to the support frame with a right- A plurality of resistance frames are fixedly coupled radially so as to have unidirectionality so that the resistance plate is axially rotatably coupled to the inward bending edge of the bending portion by wind force so that the resistance frame faces the wind direction in the inner direction of the bending portion, Winding passes through the center of the resistance frame and / or the support frame through rotation of the resistance plate by the wind force in the section where the main axis is rotated with maximum resistance by blocking the wind path which is the center space of the resistance frame So that the resistance frame and the resistance plate for the support frame And the rotation direction of the main coaxial shaft, which is the rotation center, does not change even when the wind direction changes due to the rotation operation.

통상 수평축 풍력터빈은 블레이드의 회전방향과 직각으로 바람을 받아 견뎌야 하기 때문에 블레이드 날개의 견고성 확보를 위하여 고품질의 철강재와 단조기술 등 제조비용의 과다를 초래하고 있다. 이뿐만 아니라, 블레이드 날개가 견딜 수 있는 일정 수준 이상의 강한 바람이 불 때에는 블레이드 날개를 접어 풍력터빈의 가동을 중단함으로써 풍력에너지가 가장 밀집되는 시간대에 풍력을 활용하지 못하는 상황이 초래될 수도 있다.Normally, the horizontal axis wind turbine must withstand the wind at right angles with the direction of rotation of the blade, and thus, manufacturing cost is high, such as high-quality steel and forging technology, in order to secure the blade blade's robustness. In addition, when strong winds exceeding a certain level to withstand the blade wings are blown, the blades may be folded to stop the operation of the wind turbine, which may result in a situation in which the wind power can not be utilized at the time when the wind energy is most concentrated.

한편, 수직축 풍력발전은 바람을 블레이드 날개면과 직각으로 받아 같은 바람의 세기에서 수평축 풍력터빈과 대비하여 더 큰 회전력을 얻을 수 있다. 그러나 블레이드 날개의 회전방향이 수직축을 기준으로 한쪽은 바람 방향과 순방향이고, 다른 쪽은 바람 방향과 역방향의 되는데, 이 역방향 구간의 저항으로 인하여 효율성이 떨어진다.On the other hand, the vertical axis wind turbine receives the wind at right angles to the blade wing surface and can obtain a larger turning force in comparison with the horizontal axis wind turbine at the same wind strength. However, the rotation direction of the blade blade is based on the vertical axis, and the other side is opposite to the wind direction, which is ineffective due to the resistance of the reverse direction.

상기한 문제점을 해소하기 위한 블레이드의 각도가 회전방향과 바람방향에 따라 변경되는 구조의 가변 블레이드 수직축 풍력터빈이 고안되었는데, 일본 공개특허 JP 2005-9473 (공개일 2005.01.13)에 제시되어 있다. 상기의 공보에 따르면, 블레이드 면의 각도 변경 축을 기준으로 블레이드의 바람 받는 면적을 달리하여, 바람과 블레이드의 회전 중인 위치에 따라 바람의 순방향 회전구간에서는 블레이드가 바람 부는 방향과 직각인 면을 이루게 하고, 바람의 역방향 구간에서는 평행면을 이루게 하는 구조이다.A variable blade vertical axis wind turbine having a structure in which the angle of the blade for solving the above problem is changed in accordance with the rotation direction and the wind direction has been devised and is disclosed in Japanese Laid-Open Patent Application JP 2005-9473 (published on Jan. 13, 2005). According to the above publication, the wind-receiving area of the blades is varied on the basis of the angle-changing axis of the blade surface, and a plane perpendicular to the direction in which the blades are blown is formed in the forward rotation section of the wind, And a parallel plane in the reverse direction of the wind.

종래의 가변 블레이드 수직축 풍력터빈에서 블레이드 각도를 변경시키는 방법은 기본적으로 블레이드 면의 가변축을 기준으로 바람을 받는 면적의 차이에 따라 블레이드 면의 각도를 변경하게 하는 데 그 방법으로 다음의 두 가지로 나누어 볼 수 있다.The method of changing the blade angle in the conventional variable blade vertical axis wind turbine basically changes the angle of the blade surface in accordance with the difference in the wind receiving area based on the variable axis of the blade surface. can see.

첫 번째 방법은 상기 일본 공개특허에서와 같이, 풍력터빈의 수직축을 기준으로 바람의 역방향으로 블레이드가 회전하는 구간에서의 블레이드 면 각도를 변경하는 힘과 바람의 순방향으로 회전하는 구간에서의 블레이드 면 각도를 변경하는 힘을 연계하는 방법이고, 두 번째 방법은 각각의 블레이드가 독립적으로 가변되게 하는 방법으로서 상기 일본 공개특허에서 수직축을 기준으로 양측의 가변 축들을 연결하지 않고 독립적으로 구성하는 경우이다.The first method is a method in which, as in the Japanese Patent Laid-Open Publication, the force for changing the blade surface angle in the section in which the blade rotates in the opposite direction of the wind with respect to the vertical axis of the wind turbine, And the second method is a method of independently varying each blade. In the Japanese Laid-Open Patent Application, the variable axes on both sides are independently connected to each other with reference to the vertical axis.

상기 두 가지 방법은 다음과 같은 문제점이 있다.The above two methods have the following problems.

첫 번째 방법의 경우, 블레이드가 바람의 역방향으로 회전하는 구간에서는 항상 블레이드 날개가 바람 방향과 평행에 가까운 면을 이루고, 바람의 순방향으로 회전하는 구간에서는 항상 블레이드 날개가 바람의 방향과 직각에 가까운 면을 이룸에 따라, 바람이 강하게 분 직후에 바람이 약하게 불게 될 때 바람의 순방향 구간에서 블레이드의 회전속도가 오히려 바람의 속도보다 높아서 블레이드 면에 강한 공기저항을 받게 되고, 직전의 강한 바람에 의한 회전력을 잃어버리는 결과를 가져 온다. 따라서, 바람의 단속적이고 불규칙한 특성을 고려할 때 이는 효율성을 크게 떨어뜨리는 요인이 된다.In the first method, the blade is always parallel to the wind direction in the region where the blade rotates in the reverse direction of the wind. In the region where the blade is rotated in the forward direction of the wind, The speed of rotation of the blade in the forward section of the wind is higher than the speed of the wind rather than the speed of the wind so that strong air resistance is applied to the blade surface, Resulting in the loss of. Therefore, considering the intermittent and irregular characteristics of the wind, this is a factor that greatly reduces the efficiency.

두 번째 방법의 경우, 블레이드 날개가 바람의 순방향 구간에서 바람의 속도가 블레이드의 회전속도보다 낮을 경우 블레이드 면이 바람의 방향과 평행에 가까운 면으로 변경되게 되나, 기본적으로 블레이드 면의 각도를 변경하고 그 면을 바람의 방향과 평행에 가까운 각도로 유지하기 위하여 블레이드 면이 바람의 힘을 일정수준 이상 받아야 하므로, 블레이드의 회전에 상당한 수준의 저항으로 작용하게 되어 풍력 터빈의 효율은 그만큼 떨어지게 된다. 또한, 경제성 측면에서, 중심축에서 먼 구간의 블레이드 날개가 받는 힘에 견디기 위하여 블레이드 전 구간을 높은 수준의 기술과 품질이 요구되는 무거운 강재로 구성하는 것이 필수적이어서 비경제적이다.In the second method, when the speed of the wind in the forward section of the blade is lower than the speed of rotation of the blade, the blade surface is changed to a plane close to parallel to the direction of the wind, but the angle of the blade surface is basically changed In order to keep the surface at a angle close to the direction of the wind, the blade surface must receive a certain level of force of the wind, so that the efficiency of the wind turbine is reduced by a considerable resistance to the rotation of the blade. Also, in terms of economy, it is uneconomical that it is necessary to construct the whole blade section with a heavy steel material requiring a high level of skill and quality in order to withstand the force received by the blade wing far from the central axis.

일본 공개특허 2005-009473 (공개일 2005.01.13)Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-009473 (published January 13, 2005) 국내 등록특허 10-1030705 (등록일 2011.04.15)Korean Registered Patent No. 10-1030705 (Registration date April 15, 2011) 국내 등록특허 10-1868973 (등록일 2018.06.12)Korean Registered Patent No. 10-1868973 (Registered Jul. 2018) 국내 등록특허 10-1087223 (등록일 2011.11.21)Korean Patent No. 10-1087223 (registered on November 21, 2011) 국내 등록특허 10-1835540 (등록일 2018.02.28)Korean Patent No. 10-1835540 (Registered on Feb. 28, 2018) 국내 등록특허 10-1905115 (등록일 2018.09.28)Korean Registered Patent No. 10-1905115 (Registration date 2018.09.28) 국내 등록실용신안 20-0145595 (등록일 1999.02.19)Domestic registration utility model 20-0145595 (registration date February 29, 1999)

본 발명의 목적은 상기한 종래 방식이나 선행기술의 장단점이나 문제점을 감안하여 가장 효과적인 방식을 선택하되 보다 경제적이고 단순 간결한 구조이면서도, 기술적 다양성이 풍부할 수 있는 풍력발전기용 날개를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a wind turbine blade capable of selecting the most effective method in consideration of the advantages and disadvantages of the conventional method and the prior art described above, but also being economical and simple in structure and capable of abundant technical diversity.

또한, 풍향 변화에도 풍력터빈과 연결된 주동축의 회전방향을 일방향으로 유지시켜 회전할 수 있는 풍력발전기용 날개를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a wing for a wind power generator capable of rotating while maintaining the direction of rotation of the main coaxial shaft connected to the wind turbine in one direction.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 풍력발전기용 날개는 테두리 프레임 형태의 안쪽으로 공간인 바람길을 갖는 저항프레임을 회전 중심체인 주동축에 대해 방사상으로 다수개 고정결합하고, 상기 저항프레임의 바깥쪽 종프레임에 테두리 프레임 형태로 안쪽에 공간인 바람골을 갖는 지지프레임을 일정 각도로 결합하여 절곡부를 형성하며, 상기 절곡부의 안쪽 방향 절곡모서리에 형성된 상하의 축삽입편에는 저항판의 축핀을 회전 가능하게 삽입결합하여, 풍향의 역방향인 일측에서는 유체 흐림에 따라 축회전하던 상기 저항판이 상기 절곡부의 안쪽 방향에서 상기 저항프레임의 바람길을 완전히 막으면서 회전저지되어 저항판의 풍력에 대한 최대 저향력으로 상기 주동축을 회전시키고, 다른 측에서는 상기 저항판이 상기 지지프레임에 접촉 또는 가까워짐에 따라 유체가 상기 바람길 및 바람골을 통과하여 저항판의 저항력을 차단하는 것으로 항력을 상쇄시키도록 구성하여, 상기 저항프레임 및 상기 지지프레임에 대한 상기 저항판의 배치에 따라 풍향 변화에도 상기 주동축의 회전방향이 변하지 않는 것을 특징으로 한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a wind turbine blade comprising a plurality of resistance frames radially arranged on a main axis of a rotating center, And a support frame having a wind frame at an inner side in the form of a rim frame is formed at a predetermined angle to form a bending portion at a predetermined angle in a longitudinal direction of the bending frame so that the shaft pin of the resistance plate is rotatably mounted on the upper and lower shaft insertion portions formed at the inward bending edge of the bending portion The resistance plate which is rotated in accordance with the fluid blur is prevented from rotating while completely blocking the wind path of the resistance frame from the inner side of the bent portion so that the maximum resistance against the wind force of the resistance plate The main shaft is rotated, and on the other side, the resistance plate is brought into contact with the support frame Wherein the resistance plate is configured to cancel a resistance force of the resistance plate by passing through the wind path and the wind curve as the resistance value approaches to the resistance frame, And the rotation direction of the main coaxial line does not change.

또한, 상기 저항프레임 상에는 다른 저항프레임과 서로 연결되는 제1 플라이휠이 구비되고, 상기 지지프레임 상에는 다른 지지프레임과 서로 연결되는 제2 플라이휠이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.The resistance frame may further include a first flywheel connected to another resistance frame, and a second flywheel connected to the other support frame may be further provided on the support frame.

또한, 상기 절곡부의 안쪽 방향의 주동축에는 상기 저항판이 상기 저항프레임에 밀착됨을 감지하여 상기 저항판과 상기 저항프레임이 밀착상태를 유지하도록 상기 저항판의 회전동작을 저지하는 판고정부재를 더 구비하여, 상기 판고정부재에 의해 순차적으로 모든 저항판을 저항프레임에 강제로 밀착시켜 상기 주동축의 회전을 저지하는 것을 특징으로 한다.Further, a plate fixing member may be further provided on the main axis of the bent portion to sense the resistance plate being in close contact with the resistance frame, thereby blocking the rotation of the resistance plate so that the resistance plate and the resistance frame are in close contact with each other And all the resistance plates are forcedly brought into close contact with the resistance frame in order by the plate fixing member, thereby preventing rotation of the main coaxial shaft.

또한, 상기 절곡부의 상단 및 상기 지지프레임의 상단은 각각 상기 주동축 상단과 무게지지용 지지와이어로 연결되는 것을 특징으로 한다.The upper end of the bent portion and the upper end of the support frame are connected to the upper end of the main coaxial portion by weight supporting wires.

상기와 같은 구성을 통한 본 발명 풍력발전기용 날개는 중앙부가 공간인 테두리 프레임 형태의 저항프레임 및 지지프레임을 직각의 절곡부를 갖도록 결합하여 회전 중심체인 주동축에 저항프레임을 방사상으로 다수개 고정결합하되, 절곡부의 안쪽 방향 절곡모서리에 저항판을 풍력에 의해 축회전 가능하게 결합하여, 풍향과 역방향에서 저항판이 저항프레임의 중앙 공간을 막아 최대 저항력으로 주동축을 회전시키고, 풍향과 역방향이 아닌 구간에서는 풍력에 의한 저항판의 회전작동을 통해 저항프레임 및/또는 지지프레임의 중앙 공간으로 바람이 통과하여 항력을 발생시키지 않도록 구성하여, 저항프레임 및 지지프레임에 대한 저항판의 회전작동에 의해 풍향 변화에도 풍력터빈과 연결된 회전 중심체인 주동축의 회전방향이 변하지 않는다는 장점이 있다.The blade for a wind power generator according to the present invention has a rectangular frame-shaped resistance frame and a support frame which are coupled to each other so as to have a right-angled bent portion, and a plurality of resistance frames are radially fixedly coupled to the main axis, , The resistance plate is rotatably coupled to the inward bending edge of the bending portion by wind force so that the resistance plate blocks the central space of the resistance frame in the direction opposite to the wind direction to rotate the main axis with maximum resistance, It is possible to construct the resistance frame and / or the support frame so as not to generate a drag due to the wind passing through the center space of the resistance frame and / or the support frame by the rotation operation of the resistance plate by the wind force, The rotation center of the main shaft connected to the wind turbine There is.

도 1은 본 발명에 따른 풍력발전기용 날개의 사시도.
도 2는 풍향에 따른 저항판의 거동을 개략적으로 나타낸 도면.1 is a perspective view of a wing for a wind power generator according to the present invention;
Fig. 2 schematically shows the behavior of the resistance plate according to the wind direction. Fig.

이하, 첨부된 도면을 이용하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 이하에서는 풍력발전을 실시예로 설명하고 있으나, 본 발명은 풍력발전은 물론 수력발전, 또는 기타 회전날개를 이용하는 분야에 폭 넓게 사용될 수 있다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, the wind power generation is described as an example, but the present invention can be widely used in the field of utilizing wind power, hydroelectric power generation, or other rotary wing.

본 발명 풍력발전기용 날개는 풍력터빈과 연결된 회전 중심체인 주동축(20)에 절곡부(15)를 갖도록 연결결합된 저항프레임(11) 및 지지프레임(13)의 결합체인 프레임 결합체(10)가 방사상으로 다수개 고정결합되고, 상기 절곡부(15)의 안쪽 방향(I) 절곡모서리(16)에 풍력에 의해 축회전하는 저항판(18)이 결합되는 것을 포함한다.The blade for a wind power generator according to the present invention includes a frame assembly 10 which is a combination of a resistance frame 11 and a support frame 13 connected to each other by a bending portion 15 on a main shaft 20 as a rotation center connected to a wind turbine (I) bending edge (16) of the bend (15) is coupled with a resistance plate (18) that is axially rotated by wind force.

상기 저항프레임(11)은 중앙부가 공간 형태로 형성되는 테두리 프레임 형태로 형성되며, 상기 중앙부의 공간은 바람이 통과하는 바람길(12)이다. 여기서 상기 저항프레임(11)의 테두리 형태는 다양하게 형성될 수 있으며, 바람직하게는 사각의 테두리 프레임으로 형성된다. 따라서 사각의 테두리 프레임 안쪽 전체 공간이 바람길(12)이 된다.The resistance frame 11 is formed in the form of a frame having a center portion formed in a space shape, and the space in the center portion is a wind path 12 through which the wind passes. Here, the rim shape of the resistance frame 11 can be variously formed, and is preferably formed as a rectangular rim frame. Therefore, the entire space inside the rectangular frame frame becomes the wind path 12.

상기 지지프레임(13) 또한 상기 저항프레임(11)과 동일하게 형성된다. 즉, 중앙부가 공간 형태로 형성되는 테두리 프레임 형태로 형성되며, 상기 중앙부의 공간은 바람이 통과하는 바람골(14)이다. 여기서 상기 지지프레임(13)의 테두리 형태는 다양하게 형성될 수 있으며, 바람직하게는 사각의 테두리 프레임으로 형성된다. 따라서 사각의 테두리 프레임 안쪽 전체 공간이 바람골(14)이 된다.The support frame 13 is formed in the same manner as the resistance frame 11. That is, the center portion is formed in the form of a frame formed in a space shape, and the space in the center portion is a wind curtain 14 through which the wind passes. Here, the frame shape of the support frame 13 may be variously formed, and is preferably formed as a rectangular frame frame. Therefore, the entire space inside the rectangular frame frame becomes the wind gull (14).

상기와 같이 사각프레임 형태인 상기 저항프레임(11)의 종(縱)프레임 중 일측 종프레임에는 상기 지지프레임(13)의 일측 종프레임이 고정결합하여 프레임 결합체(10)를 형성함과 함께 서로 고정결합된 저항프레임(11) 및 지지프레임(13)의 일측 종프레임 부분은 절곡부(15)가 된다. 여기서 상기 절곡부(15)는 바람직하게 직각으로 형성되며, 상기 절곡부(15)의 안쪽 방향(I) 절곡모서리(16)에는 상하로 축삽입편(17)이 형성된다. 이렇게 형성되는 축삽입편(17)은 공지된 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 원형 또는 'C'자 형태로 상기 절곡모서리(16)에서 돌출형성된다.As described above, one longitudinal frame of the support frame 13 is fixedly coupled to one longitudinal frame of the rectangular frame of the resistance frame 11 to form the frame assembly 10, One longitudinal frame portion of the combined resistance frame 11 and the support frame 13 becomes a bent portion 15. [ The bending part 15 is preferably formed at a right angle and the shaft insertion piece 17 is formed on the bending edge 16 of the bending part 15 in the inner direction. The shaft insertion piece 17 thus formed may be formed in various known shapes, and is preferably protruded from the bending edge 16 in a circular or 'C' shape.

상기와 같이, 바람직하게 직각의 절곡부(15)를 형성하며 고정결합된 하나의 상기 프레임 결합체(10) 중 상기 절곡부(15)를 형성하지 않은 저항프레임(11)의 타측 종프레임을 상기 주동축(20)에 고정결합시킨다. 이렇게 주동축(20)에 고정 결합되는 다수개의 상기 프레임 결합체(10)는 상기 절곡부(15)의 안쪽 방향(I)이 모두 동일 방향을 향하도록 일방향성을 유지한체 결합된다.As described above, the other longitudinal frame of the resistance frame 11, which does not form the bent portion 15 among the frame assemblies 10, which are fixedly coupled with each other by forming the right-angled bent portion 15, And fixedly coupled to the coaxial shaft 20. A plurality of frame assemblies 10 fixedly coupled to the main coaxial shaft 20 are combined so as to be unidirectional so that the inner directions I of the bending portions 15 are all directed in the same direction.

상기 저항판(18)은 평판으로 형성되는 몸판(18b)의 일측단에 원기둥 형태의 축핀(18a)이 일체로 결합형성된다. 여기서 상기 저항판(18)의 몸판(18b)의 크기는 상기 저항프레임(11)의 바람길(12) 및 상기 지지프레임(13)의 바람골(14)의 크기를 초과하도록 형성됨이 마땅하다. 이는 상기 축핀(18a)이 상기 축삽입편(17)에 축회전 가능하게 삽입결합된 후 풍력에 의해 회전하여 상기 저항프레임(11) 또는 지지프레임(13)에 걸려 회전이 저지될 수 있는 크기이다. 따라서 상기 몸판(18b)의 크기는 바람직하게 상기 바람길(12) 및 바람골(14)의 크기를 초과하되, 상기 저항프레임(11) 및 지지프레임(13)의 전체크기 이하로 형성된다.The resistance plate 18 is integrally formed with a cylindrical shaft pin 18a at one end of a body plate 18b formed as a flat plate. The size of the body plate 18b of the resistance plate 18 should be formed so as to exceed the wind length 12 of the resistance frame 11 and the size of the wind curve 14 of the support frame 13. [ This is because the shaft pin 18a is rotatably inserted into the shaft insertion piece 17 after being rotatably inserted into the shaft insertion hole 17 and then rotated by the wind force to be caught by the resistance frame 11 or the support frame 13 . The size of the body 18b is preferably greater than the size of the wind path 12 and the windbreak 14 and is less than the overall size of the resistance frame 11 and the support frame 13.

또한, 상기 저항프레임(11)의 상단과 하단에는 하나의 저항프레임(11)과 다른 저항프레임(11)을 연결하는 링 형태의 제1 플라이휠(11a)이 설치될 수 있다. 상기 제1 플라이휠(11a)은 바람의 세기에 따라 상기 프레임 결합체(10)의 저항판(18)에 걸리는 저항력이 달라지는 것을 보상하여 상기 주동축(20)의 일정 회전속도가 유지될 수 있도록 도움을 준다. 이러한 상기 제1 플라이휠(11a)과 동일 기능을 수행하도록 상기 지지프레임(13)의 상단과 하단에도 제2 플라이휠(13a)이 설치될 수 있다. 바람직하게 상기 제 1 플라이휠(11a) 및 제2 플라이휠(13a)은 관성력이 크게 작용하도록 상기 저항프레임(11)과 지지프레임(13)의 가장 바깥단에 설치된다.In addition, a ring-shaped first flywheel 11a connecting one resistance frame 11 and another resistance frame 11 may be installed at the upper and lower ends of the resistance frame 11. The first flywheel 11a compensates for the resistance force applied to the resistance plate 18 of the frame assembly 10 according to the wind intensity to help maintain the constant rotation speed of the main coaxial shaft 20. [ give. A second flywheel 13a may be installed at the upper and lower ends of the support frame 13 to perform the same function as the first flywheel 11a. Preferably, the first flywheel 11a and the second flywheel 13a are installed at the outermost ends of the resistance frame 11 and the support frame 13 so that the inertia force largely acts on the first flywheel 11a and the second flywheel 13a.

또한, 상기 절곡부(15)의 안쪽 방향(I)에 해당하는 상기 주동축(20) 상에는 상기 저항판(18)을 상기 저항프레임(11)에 밀착시키기 위한 판고정부재(19)가 설치될 수 있다. 상기 판고정부재(19)는 제어부(미도시)의 제어에 의해 작동하는 것으로, 풍력발전기의 점검 등을 이유로 상기 주동축(20)의 회전을 중지시킬 때 사용된다. 먼저, 도 2의 왼쪽에 설치된 상기 프레임 결합체(10)와 같이 저항판(18)이 상기 저항프레임(11)에 완전히 밀착됨을 감지한 접촉센서(미도시)가 상기 주동축(20)에 설치된 상기 판고정부재(19)에 신호를 전달하고, 전달된 신호에 따라 판고정부재(19)의 멈춤핀(19a)이 돌출동작하여 저항판(18)을 멈춤핀(19a)과 저항프레임(11) 사이에 가두어 회전동작을 저지시키게 된다. 이러한 상기 판고정부재(19)의 멈춤핀(19a) 작동은 주동축(20)이 회전하면서 저항판(18)이 저항프레임(11)에 밀착되는 다른 프레임 결합체(10)에서도 순차적으로 반복된다. 이렇게 모든 방향의 저항판(18)이 저항프레임(11)에 밀착되면 상기 주동축(20)은 회전을 멈추게 된다. 이는 풍향과 대면하는 방향의 저항판(18) 작동이 정상 작동됨에 따라 풍력에 의해 저항판(18)이 저항프레임(11)에 밀착되어 회전력을 발생시키려 할 때, 풍향과 동일 방향의 저항판(18)도 판고정부재(19)에 의해 저항프레임(11)에 밀착되면서 풍력에 의한 회전력이 상쇄되기 때문이다. 이렇게 상기 판고정부재(19)의 작동에 따라 모든 방향의 저항판(18)이 저항프레임(11)에 밀착되면, 풍력을 회전력으로 바꿔주는 저항판(18)의 저항력이 각 저항판(18)에 의해 상쇄되면서 발생하지 않아 주동축(20)은 회전을 멈추게 되는 것이다. 이렇게 회전을 멈추면 풍력발전기의 수리가 용이하게 된다.A plate fixing member 19 for pressing the resistance plate 18 against the resistance frame 11 is provided on the main coaxial line 20 corresponding to the inner direction I of the bent portion 15 . The plate fixing member 19 is operated under the control of a control unit (not shown) and is used to stop the rotation of the main coaxial shaft 20 due to inspection or the like of the wind power generator. First, a touch sensor (not shown) sensing that the resistance plate 18 is completely in contact with the resistance frame 11 like the frame assembly 10 installed on the left side of FIG. 2 is mounted on the main shaft 20 A signal is transmitted to the plate fixing member 19 and the stop pin 19a of the plate fixing member 19 protrudes in accordance with the transmitted signal so that the resistance plate 18 is fixed to the stop pin 19a and the resistance frame 11, So that the rotation operation is prevented. The operation of the stop pin 19a of the plate fixing member 19 is sequentially repeated in the other frame coupling body 10 in which the resistance plate 18 is in close contact with the resistance frame 11 while the main coaxial rotation axis 20 is rotated. When the resistance plate 18 in all directions is brought into close contact with the resistance frame 11, the main coaxial shaft 20 stops rotating. This is because when the resistance plate 18 is brought into close contact with the resistance frame 11 by the wind force to generate a rotating force as the operation of the resistance plate 18 facing the wind direction is normally operated, 18 are also brought into close contact with the resistance frame 11 by the plate fixing member 19, so that the rotational force by the wind force is canceled. When the resistance plate 18 in all directions is brought into close contact with the resistance frame 11 in accordance with the operation of the plate fixing member 19 as described above, the resistance force of the resistance plate 18, So that the main shaft 20 stops rotating. When the rotation is stopped, the repair of the wind power generator becomes easy.

또한, 상기 절곡부(15)의 상단 및 상기 지지프레임(13)의 상단에는 각각 상기 주동축(20) 상단과 무게지지용 지지와이어(30)로 연결될 수 있다. 여기서 당연하게 상기 지지와이어(30) 상에는 장력조절수단(31)이 설치된다.The upper end of the bending portion 15 and the upper end of the support frame 13 may be connected to the upper end of the main coaxial shaft 20 by weight supporting wires 30, respectively. Naturally, on the support wire 30, a tension adjusting means 31 is provided.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명 풍력발전기용 날개의 작동을 설명한다.The operation of the wing for a wind power generator of the present invention having the above-described configuration will be described.

도 2는 풍향이 아래에서 위쪽으로 향하고 있을 경우이다. 이때, 바람의 방향과 수직으로 접하는 왼쪽에서 저항판(18)의 저항력이 최대가 되며, 이 최대 저항력으로 상기 주동축(20)의 회전력을 최대로 발생시킨다. Fig. 2 shows a case in which the wind direction is directed upward from below. At this time, the resistance of the resistance plate 18 becomes maximum at the left side contacting the direction of the wind vertically, and the maximum resistance force generates the maximum rotational force of the main coaxial shaft 20.

그런데, 도 2에서 바람의 방향과 상기 저항판(18)이 수직으로 접할 수 있는 구간은 이론상 왼쪽과 오른쪽인 양옆이다. 그런데 왼쪽에서는 저항판(18)의 저항력이 최대가 되고, 오른쪽에서는 저항판(18)의 저항력이 발생하지 않는다. In FIG. 2, a section where the wind direction and the resistance plate 18 can vertically contact are theoretically left and right sides. However, the resistance of the resistance plate 18 is maximized at the left side, and the resistance force of the resistance plate 18 is not generated at the right side.

이는 본 발명의 특징인 상기 저항프레임(11)과 지지프레임(13)이 직각 절곡부(15)를 갖도록 프레임 결합체(10)가 형성되고, 이 프레임 결합체(10)의 절곡부(15) 안쪽 방향(I)이 일방향성을 갖도록 상기 주동축(20)에 다수개 고정결합되되, 상기 절곡부(15)의 안쪽 방향(I) 절곡모서리(16)에 상기 저항판(18)이 회전 가능하게 설치됨에 기인한다. 이러한 구성으로 말미암아 상기 저항판(18)의 회전 가동범위는 직각 절곡부(15)의 안쪽으로 제한된다. 이는 직각 절곡부(15) 안쪽에서 상기 절곡모서리(16)의 축삽입편(17)이 절곡 각도 내에 설치되고, 이 축삽입편(17)에 삽입결합된 상기 축핀(18a)을 회전축으로 하여 회전 작동하는 저항판(18)의 몸판(18b) 크기가 상기 바람길(12) 및 상기 바람골(14) 보다 크기 때문에 풍력에 의해 회전하는 저항판(18)이 저항프레임(11) 쪽에서는 저항프레임(11)에 걸려 회전동작이 저지되고, 지지프레임(13) 쪽에서는 지지프레임(13)에 걸려 회전동작이 저지되는 것이다.This is because the frame assembly 10 is formed so that the resistive frame 11 and the support frame 13 have a right angle bent portion 15 which is a feature of the present invention and the inside of the bent portion 15 of the frame assembly 10 (I) are unitedly fixed to the main coaxial shaft (20) so as to have unidirectional characteristics, and the resistance plate (18) is rotatably installed on the bending edge (16) of the bent portion (15) . Due to such a constitution, the range of rotation of the resistance plate 18 is limited to the inside of the right-angled bent portion 15. This is because the shaft insertion piece 17 of the bending edge 16 is provided inside the right angle bending portion 15 at a bending angle and the shaft pin 18a inserted into the shaft insertion piece 17 is rotated Since the size of the body plate 18b of the operating resistance plate 18 is larger than the wind path 12 and the wind bulb 14 on the resistance frame 11 side, The rotary motion is blocked by being caught by the supporting frame 13, and the supporting frame 13 is caught by the supporting frame 13 to prevent the rotary motion.

다시 말해, 도 2의 왼쪽에 배치되는 프레임 결합체(10)와 같이 프레임 결합체(10)의 직각 절곡부(15) 안쪽 방향(I)이 풍향과 대면(역방향)하도록 배치되면, 풍력에 의해 상기 축삽입편(17)에 삽입된 상기 축핀(18a)을 축으로 몸판(18b)이 회전하여 저항판(18) 전체가 상기 지지프레임(13)에서 멀어져 상기 저항프레임(11)에 밀착됨에 따라 저항판(18)의 회전동작이 저지되면서 풍력에 대한 저항력이 최대로 발생한다. 그리고 이 최대 저항력이 상기 주동축(20)에 고스란히 전달되어 주동축(20)은 시계방향으로 회전동작하고, 주동축(20)의 회전동작에 의해 풍력터빈이 동작하게 되는 것이다.In other words, when the inner direction I of the right-angled bent portion 15 of the frame assembly 10 is arranged to face the wind direction (opposite direction) as the frame assembly 10 disposed on the left side of FIG. 2, The body plate 18b is rotated about the axis pin 18a inserted into the insertion piece 17 so that the entire resistance plate 18 is moved away from the support frame 13 to be in close contact with the resistance frame 11, (18) is prevented from being rotated, the maximum resistance to wind force is generated. The maximum resistance is transmitted to the main coaxial shaft 20 so that the main coaxial shaft 20 rotates clockwise and the wind turbine operates by the rotation of the main coaxial shaft 20.

반대로, 도 2의 오른쪽에 배치되는 프레임 결합체(10)와 같이 프레임 결합체(10)의 직각 절곡부(15) 안쪽 방향(I)이 풍향을 등지고(순방향) 배치되면, 바람이 상기 저항프레임(11)의 바람길(12)을 통과하면서 상기 저항판(18)을 밀어내게 된다. 이에 따라 상기 축삽입편(17)에 삽입된 상기 축핀(18a)을 축으로 몸판(18b)이 회전하여 저항판(18) 전체가 상기 지지프레임(13) 쪽으로 이동하다가 지지프레임(13)에 밀착됨에 따라 저항판(18)의 회전동작이 저지된다. 이렇게 지지프레임(13)에 밀착된 상태의 저항판(18)에는 풍력에 대한 저항력이 발생하지 않게 된다. 따라서 왼쪽 프레임 결합체(10)의 저항판(18)에 걸리는 풍력에 대한 최대 저항력으로 상기 주동축(20)이 시계방향으로 회전동작하게 된다.On the other hand, when the direction I in the inside of the right-angled bent portion 15 of the frame assembly 10 is arranged in the same direction (forward direction) as the frame assembly 10 disposed on the right side of FIG. 2, And then pushes the resistance plate 18 through the wind path 12. [ The body plate 18b is rotated about the axis pin 18a inserted into the shaft insertion piece 17 so that the entire resistance plate 18 moves toward the support frame 13 and is brought into close contact with the support frame 13 The rotation of the resistance plate 18 is prevented. In this way, the resistance plate 18 in a state of being in tight contact with the support frame 13 does not generate resistance to wind power. Therefore, the main coaxial shaft 20 rotates in the clockwise direction due to the maximum resistance against the wind force applied to the resistance plate 18 of the left frame assembly 10.

아울러, 도 2의 왼쪽과 오른쪽이 아닌 다른 위치에서의 상기 프레임 결합체(10)에 대해 회전동작하는 상기 저항판(18)에도 풍력에 대한 저항력은 발생하지 않는다. In addition, resistance to wind force does not occur in the resistance plate 18 that rotates with respect to the frame assembly 10 at positions other than the left and right sides of FIG.

예컨데, 시계방향으로 회전하는 주동축(20)에 종속되어 오른쪽에서 앞쪽(도 2에서는 아래쪽으로 이동)으로 이동하는 상기 프레임 결합체(10)의 저항판(18)에도 항력은 발생하지 않는다. 이는 오른쪽에서 앞쪽으로 이동하는 프레임 결합체(10)의 절곡부(15) 안쪽 방향(I)이 풍향을 등지게 되는 본 발명의 특징에 기인한 것이다. 상기 절곡부(15) 안쪽 방향(I)이 풍향을 등지고 이동함에 따라, 상기 저항판(18)도 상기 지지프레임(13)의 바람골(14)을 통과하는 풍력에 의해 상기 저항프레임(11) 방향으로 축회전 되면서 풍향에 대해 항상 동일방향성이 유지되도록 위치 변경이 이루어진다.For example, no drag is generated on the resistance plate 18 of the frame assembly 10 moving from the right side to the front side (moving downward in Fig. 2) depending on the main coaxial rotation axis 20 in the clockwise direction. This is due to the feature of the present invention that the direction I in the inside of the bent portion 15 of the frame assembly 10 moving from the right to the front is changed to the wind direction. The resistance plate 18 is also pressed against the resistance frame 11 by the wind force passing through the wind curve 14 of the support frame 13 as the wind direction 14 of the resistance frame 18 moves along the wind direction 14. [ And the position is changed so that the same directionality is always maintained with respect to the wind direction.

그리고, 도 2의 앞쪽에서 왼쪽을 향해 이동하는 상기 프레임 결합체(10)는 절곡부(15) 안쪽 방향(I)이 풍향과 대면하는 방향으로 전환된다. 이로 인해 상기 저항판(18)은 지지프레임(13)의 바람골(14)을 통과한 풍력에 의해 상기 저항판(18)이 저항프레임(11)을 향해 축회전되면서 풍향을 대면하는 방향이 되도록 위치변경되어 항력을 발생시키게 된다.The frame assembly 10 moving from the front side to the left side in Fig. 2 is switched to the direction in which the inward direction I of the bent portion 15 faces the wind direction. The resistive plate 18 is rotated in the axial direction toward the resistance frame 11 by the wind force passing through the windy valley 14 of the support frame 13 so that the resistance plate 18 faces the direction of the wind The position is changed and the drag force is generated.

또한, 도 2의 왼쪽에서 뒤쪽(도 2에서는 위쪽으로 이동)으로 상기 프레임 결합체(10)가 회전 이동할 경우에는, 풍력이 왼쪽에 위치한 상기 프레임 결합체(10)의 저항판(18)에 가로막혀 그 넘어까지지 전달되지 않기 때문에 저항판(18)은 저항프레임(11)과 밀착된 상태로 도면 왼쪽에서 뒤쪽으로 빠르게 회전한다. 이로 인해 뒤쪽으로 이동하는 저항판(18)에도 항력이 발생하지 않게 된다.2, the wind force is blocked by the resistance plate 18 of the frame assembly 10 positioned on the left side and the wind force is applied to the frame assembly 10, The resistance plate 18 rotates rapidly from the left side of the drawing to the rear side in a state of being in close contact with the resistance frame 11. [ As a result, no drag is generated in the resistance plate 18 moving backward.

또한, 도 2의 뒤쪽에서 오른쪽으로 상기 프레임 결합체(10)가 회전 이동할 경우에는, 상기 저항판(18)은 상기 저항프레임(11)의 바람길(12)을 통과하는 풍력에 의해 상기 지지프레임(13) 방향으로 회전하면서 풍향에 대해 동일 방향성이 유지되도록 위치 변경된다. 이로 인해 뒤쪽에서 오른쪽으로 이동하는 저항판(18)에도 항력이 발생하지 않게 된다.When the frame assembly 10 rotates from the rear side to the right side of FIG. 2, the resistance plate 18 is rotated by the wind force passing through the wind path 12 of the resistance frame 11, 13) direction while maintaining the same directionality with respect to the wind direction. As a result, no drag is generated in the resistance plate 18 moving from the rear side to the right side.

상기와 같이 절곡부(15)의 안쪽 방향(I)이 일정 방향성을 갖도록 상기 주동축(20)에 방사상으로 배치함으로 인해, 상기 절곡부(15)의 안쪽 방향(I) 중 상기 저항프레임(11)이 풍향과 대면(對面)하는 일측인 왼쪽에서는 유체 흐림에 따라 축회전하던 상기 저항판(18)이 상기 절곡부(15)의 안쪽 방향(I) 내에서 상기 저항프레임(11)의 바람길(12)을 완전히 막으면서 회전저지되어 저항판(18)의 풍력에 대한 최대 저향력으로 상기 주동축(20)을 회전시키고, 다른 측인 전·후 및 오른쪽에서는 유체가 상기 바람길(12) 및 바람골(14)을 통과하면서 상기 저항판(18)을 유체의 방향과 동일 방향을 향하도록 회전시키는 것으로 저항력이 발생하지 않도록 구성함으로써, 풍향 변화에도 불구하고 상기 주동축(20)의 회전방향이 변하지 않게 되는 것이다.As described above, since the inner direction I of the bent portion 15 is radially arranged on the main coaxial axis 20 so as to have a certain directionality, the resistance frame 11 of the bending portion 15 in the inner direction I The resistance plate 18 which has been rotated in accordance with the fluid blur is moved in the inner direction I of the bending portion 15 in the wind direction of the resistance frame 11 The main shaft 20 is rotated with maximum resistance against the wind force of the resistance plate 18 while the other end of the resistance plate 18 is prevented from rotating while completely closing the windshield 12, The resistance plate 18 is rotated in the same direction as the direction of the fluid while passing through the wind corrugation 14 so as not to generate a resistance force so that the direction of rotation of the main co- It will not change.

10: 프레임 결합체 11: 저항프레임
12: 바람길 13: 지지프레임
14: 바람골 15: 절곡부
16: 절곡모서리 17: 축삽입편
18: 저항판 18a: 축핀
18b: 몸판 19: 판고정부재
20: 주동축 30: 지지와이어
I: 안쪽 방향10: frame assembly 11: resistance frame
12: Wind path 13: Support frame
14: Winding point 15: Bending section
16: Bending edge 17:
18: Resistance plate 18a:
18b: body plate 19: plate fixing member
20: main coaxial shaft 30: support wire
I: Inward direction

Claims (5)

사각테두리 프레임 형태의 안쪽으로 공간인 바람길(12)을 갖는 저항프레임(11)과 사각테두리 프레임 형태로 안쪽 공간인 바람골(14)을 갖는 지지프레임(13)의 일측 종(縱)프레임을 서로 결합하여 절곡부(15)를 구비한 프레임 결합체(10)를 형성하고, 상기 프레임 결합체(10)의 상기 절곡부(15)의 안쪽 방향(I)이 일방향성을 갖도록 상기 저항프레임(11)의 타측 종(縱)프레임을 회전 중심체인 주동축(20)에 대해 방사상으로 다수개 고정결합하고, 상기 절곡부(15)의 안쪽 방향(I) 절곡모서리(16)에 형성된 상하의 축삽입편(17)에는 저항판(18)의 축핀(18a)을 회전 가능하게 삽입결합하여,
상기 절곡부(15)의 안쪽 방향(I) 중 상기 저항프레임(11)이 풍향과 대면(對面)하는 일측에서는 유체 흐림에 따라 축회전하던 상기 저항판(18)이 상기 절곡부(15)의 안쪽 방향(I)에서 상기 저항프레임(11)의 바람길(12)을 완전히 막으면서 회전저지되어 풍력에 대한 최대 저향력으로 상기 주동축(20)을 회전시키고, 다른 측에서는 유체가 상기 바람길(12) 및 바람골(14)을 통과하면서 상기 저항판(18)을 유체흐름 방향과 동일 방향이 되도록 회전시켜 항력이 발생하지 않도록 구성하여, 풍향 변화에도 상기 주동축(20)의 회전방향이 변하지 않는 것을 특징으로 하는 풍력발전기용 날개.
(11) having a wind path (12) which is an inward space in the form of a square frame and a support frame (13) having a wind frame (14) as an inner space in the form of a rectangular frame, The frame assembly 10 having the bent portions 15 is formed by being coupled to each other so that the resistance frame 11 is formed so that the inner direction I of the bent portion 15 of the frame assembly 10 is unidirectional. (I) bending edges 16 formed on the inner side (I) of the bending portion 15 and the upper and lower shaft insertion pieces 17, the shaft pin 18a of the resistance plate 18 is rotatably inserted and engaged,
On one side of the resistance frame 11 facing the wind direction among the inner direction I of the bent portion 15, the resistance plate 18, which has rotated axially in accordance with the fluid blur, The main shaft 20 is rotated with the maximum deflection force against the wind force while completely blocking the wind path 12 of the resistance frame 11 in the inner direction I and the fluid is prevented from rotating on the wind path The resistance plate 18 is rotated so as to be in the same direction as the direction of fluid flow while passing through the wind corrugations 12 and 12 and the wind corrugation 14 so that the drag force is not generated and the rotational direction of the main co- Characterized in that the wind turbine blade does not.
제1항에 있어서, 상기 저항프레임(11) 및 상기 지지프레임(13)의 절곡부(15) 각도는 직각인 것을 특징으로 하는 풍력발전기용 날개.
The wing for a wind power generator according to claim 1, wherein the angle of the bending portion (15) of the resistance frame (11) and the support frame (13) is a right angle.
제1항에 있어서, 상기 저항프레임(11) 상에는 다른 저항프레임(11)과 서로 연결되는 제1 플라이휠(11a)이 구비되고, 상기 지지프레임(13) 상에는 다른 지지프레임(13)과 서로 연결되는 제2 플라이휠(13a)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 풍력발전기용 날개.
The electronic device as claimed in claim 1, wherein a first flywheel (11a) connected to the other resistance frame (11) is provided on the resistance frame (11), and on the support frame (13) And a second flywheel (13a) is further provided.
제1항에 있어서, 상기 절곡부(15)의 안쪽 방향(I)의 주동축(20)에는 상기 저항판(18)이 상기 저항프레임(11)에 밀착됨을 감지하여 상기 저항판(18)과 상기 저항프레임(11)이 밀착상태를 유지하도록 상기 저항판(18)의 회전동작을 저지하는 판고정부재(19)를 더 구비하여, 상기 판고정부재(19)에 의해 순차적으로 모든 저항판(18)을 저항프레임(11)에 강제로 밀착시켜 상기 주동축(20)의 회전을 저지하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기용 날개.
The resistance plate (18) according to claim 1, characterized in that the resistance plate (18) is in close contact with the resistance frame (11) on the main axis (20) of the bent portion (15) Further comprising a plate fixing member (19) for preventing the rotation of the resistance plate (18) so that the resistance frame (11) maintains a close contact state, 18) to the resistance frame (11) to prevent rotation of the main coaxial shaft (20).
제1항에 있어서, 상기 절곡부(15)의 상단 및 상기 지지프레임(13)의 상단은 각각 상기 주동축(20) 상단과 무게지지용 지지와이어(30)로 연결되는 것을 특징으로 하는 풍력발전기용 날개.The wind power generator according to claim 1, wherein an upper end of the bending portion (15) and an upper end of the support frame (13) are connected to the upper end of the main coaxial shaft (20) Wings for use.
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