KR102130094B1 - Wind turbine - Google Patents

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KR102130094B1
KR102130094B1 KR1020190041582A KR20190041582A KR102130094B1 KR 102130094 B1 KR102130094 B1 KR 102130094B1 KR 1020190041582 A KR1020190041582 A KR 1020190041582A KR 20190041582 A KR20190041582 A KR 20190041582A KR 102130094 B1 KR102130094 B1 KR 102130094B1
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이기학
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두산중공업 주식회사
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Abstract

The present invention provides a wind power generator with improved efficiency at a low wind speed. The wind power generator according to an aspect of the present invention includes: a tower erected to be installed; a first nacelle installed in the tower and having a generator installed therein; a first rotor that includes a first hub rotationally installed on the first nacelle, and a first blade and a second blade coupled to the first hub; and a second rotor rotationally coupled to the second blade. The first blade has a first length, and the second blade has a second length that is shorter than the first length.

Description

풍력 발전기{WIND TURBINE}Wind power generator {WIND TURBINE}

본 발명은 풍력 발전기에 관한 것이다. The present invention relates to a wind generator.

풍력발전(風力發電)이란 풍차를 이용해 바람이 가진 에너지를 기계적인 에너지(회전력)로 변환시키고, 이 기계적 에너지가 발전기를 구동함으로써 전기적인 에너지로 변환되어 전력을 얻는 발전 방식을 말한다.Wind power generation refers to a power generation method in which wind energy is converted into mechanical energy (rotating power) using a windmill, and this mechanical energy is converted into electrical energy by driving a generator to obtain electric power.

풍력발전은 현재까지 개발된 신재생 에너지원 중에서 가장 경제성이 높을 뿐 아니라 무한정, 무비용의 청정에너지원인 바람을 이용하여 발전할 수 있는 장점 때문에 유럽은 물론 미주와 아시아 등지에서도 적극적인 투자가 이뤄지고 있는 실정이다.Wind power generation is the most economical among the renewable energy sources developed to date, and because of the advantage of being able to develop using wind, which is an infinite and non-moving clean energy source, active investment is being made in Europe, the Americas, and Asia. to be.

이러한 풍력발전을 위한 풍력 발전기는 회전축의 방향에 따라 수직축 풍력 발전기와 수평축 풍력 발전기로 구분될 수 있다. 현재까지는 수직축에 비해 수평축 풍력 발전기의 효율이 높고 안정적이어서 상업용 풍력발전단지에는 대부분 수평축 풍력 발전기가 적용되고 있다.The wind power generator for the wind power generation may be classified into a vertical axis wind power generator and a horizontal axis wind power generator according to the direction of the rotation axis. To date, horizontal axis wind power generators are more efficient and stable than vertical axis, so horizontal wind power generators are mostly used in commercial wind farms.

그러나 이러한 풍력발전기는 풍속의 영향을 크게 받으며 평균 풍속이 낮은 지역에서는 효율이 낮은 문제가 있다. However, these wind power generators are greatly affected by wind speed, and there is a problem in that efficiency is low in regions where the average wind speed is low.

미국 등록특허 제 8841794호(2014.10.23)U.S. Patent No. 8841794 (2014.10.23)

본 발명은 낮은 풍속에서 효율이 향상된 풍력 발전기를 제공한다.The present invention provides an improved wind power generator at low wind speeds.

본 발명의 일 측면에 따른 풍력 발전기는 세워져 설치된 타워, 상기 타워에 설치되되 내부에 발전기가 설치된 제1 나셀, 상기 제1 나셀에 회전 가능하게 설치된 제1 허브와 제1 허브에 결합된 제1 블레이드와 제2 블레이드를 포함하는 제1 로터, 및 상기 제2 블레이드에 회전 가능하게 결합된 제2 로터를 포함하고, 상기 제1 블레이드는 제1 길이를 갖고, 상기 제2 블레이드는 상기 제1 길이보다 더 짧은 제2 길이를 갖는다.The wind generator according to an aspect of the present invention is a tower installed upright, a first nacelle installed in the tower but having a generator installed therein, a first hub rotatably installed in the first nacelle and a first blade coupled to the first hub And a first rotor including a second blade, and a second rotor rotatably coupled to the second blade, wherein the first blade has a first length, and the second blade is greater than the first length. It has a shorter second length.

여기서, 상기 제2 로터는, 상기 제2 블레이드에 회전 가능하게 결합된 제2 허브, 상기 제2 허브에 결합되되 제3 길이를 갖는 제3 블레이드, 및 상기 제2 허브에 결합되되 상기 제3 길이보다 더 짧은 제4 길이를 갖는 제4 블레이드를 포함할 수 있다.Here, the second rotor, a second hub rotatably coupled to the second blade, a third blade coupled to the second hub and having a third length, and the third length coupled to the second hub And a fourth blade having a shorter fourth length.

또한, 상기 제3 길이 및 상기 제4 길이는 상기 제2 길이 보다 더 길고, 상기 제1 길이보다 더 짧게 형성될 수 있다.Further, the third length and the fourth length may be longer than the second length and shorter than the first length.

또한, 상기 제3 길이는 상기 제2 길이 보다 더 길고, 상기 제1 길이보다 더 짧게 형성되며, 상기 제4 길이는 상기 제2 길이 보다 더 짧게 형성될 수 있다.Further, the third length may be longer than the second length, shorter than the first length, and the fourth length may be shorter than the second length.

또한, 상기 제1 블레이드와 상기 제2 블레이드는 익형의 단면을 갖도록 이루어질 수 있다.In addition, the first blade and the second blade may be made to have a cross section of the airfoil.

또한, 상기 제3 블레이드와 상기 제4 블레이드는 익형의 단면을 갖도록 형성될 수 있다.In addition, the third blade and the fourth blade may be formed to have a cross section of the airfoil.

또한, 상기 제1 블레이드와 상기 제2 블레이드의 단면은 두께방향 중심선을 기준으로 대칭되게 형성될 수 있다.In addition, cross sections of the first blade and the second blade may be formed symmetrically with respect to the center line in the thickness direction.

또한, 상기 제1 블레이드, 상기 제2 블레이드, 상기 제3 블레이드, 및 상기 제4 블레이드는 양면이 볼록하게 돌출된 단면을 구비할 수 있다.In addition, the first blade, the second blade, the third blade, and the fourth blade may have a cross-section that is convex on both sides.

또한, 상기 제1 블레이드, 상기 제2 블레이드, 상기 제3 블레이드, 및 상기 제4 블레이드는 일면은 볼록하게 돌출되며 반대면은 오목하게 함몰된 단면을 구비할 수 있다.In addition, one surface of the first blade, the second blade, the third blade, and the fourth blade may be convexly protruded and the opposite surface may be concavely recessed.

또한, 상기 제1 블레이드는 S자 형상으로 굴곡된 단면을 구비할 수 있다.Further, the first blade may have an S-shaped curved cross section.

또한, 상기 제2 허브는 중공형상의 지지 파이프와 상기 지지 파이프의 양단에서 외측으로 확장된 제1 플랜지를 포함하는 제1 지지부재와 상기 지지 파이프에 끼움되는 기둥과 상기 기둥의 단부에서 외측으로 확장된 제2 플랜지를 갖는 제2 지지부재와 상기 파이프와 상기 기둥 사이에 설치된 제1 롤러와 상기 제1 플랜지와 상기 제2 플랜지 사이에 설치된 제2 롤러를 포함할 수 있다.In addition, the second hub includes a hollow support pipe and a first support member including a first flange extending outwardly from both ends of the support pipe, and a pillar fitted to the support pipe and an end extending from the end of the pillar It may include a second support member having a second flange and a first roller installed between the pipe and the pillar, and a second roller installed between the first flange and the second flange.

또한, 상기 제2 로터에는 내부에 발전기가 설치된 제2 나셀이 연결 설치될 수 있다.In addition, a second nacelle in which a generator is installed may be connected to the second rotor.

상기한 바와 같이 본 발명의 일 측면에 따르면, 제2 블레이드에 제2 로터가 결합되어 저속에서 제1 로터가 회전할 수 있는 동력을 제공하여 효율이 향상될 수 있다.As described above, according to one aspect of the present invention, the second rotor is coupled to the second blade to improve power efficiency by providing power to rotate the first rotor at low speed.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 풍력 발전기를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제2 블레이드와 제2 로터의 결합 관계를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 블레이드를 잘라 본 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 풍력 발전기를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 제2 로터를 확대하여 본 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 제1 블레이드를 잘라 본 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 제1 블레이드를 잘라 본 단면도이다.1 is a perspective view showing a wind generator according to a first embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view showing a coupling relationship between the second blade and the second rotor according to the first embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of the first blade according to the first embodiment of the present invention.
4 is a perspective view showing a wind generator according to a second embodiment of the present invention.
5 is an enlarged perspective view of a second rotor according to a second embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view of the first blade according to the second embodiment of the present invention.
7 is a cross-sectional view of the first blade according to the third embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention can be applied to a variety of transformations and may have various embodiments, and thus, specific embodiments will be illustrated and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all conversions, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

본 발명에서 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. 본 발명에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. The terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present invention, terms such as'include' or'have' are intended to designate the existence of features, numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof described in the specification, and one or more other features. It should be understood that the existence or addition possibilities of fields or numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof are not excluded in advance.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that, in this case, in the accompanying drawings, the same components are denoted by the same reference numerals as possible. In addition, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may obscure the subject matter of the present invention will be omitted. For the same reason, some components in the accompanying drawings are exaggerated, omitted, or schematically illustrated.

이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기에 대해 설명한다. 도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 풍력 발전기를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제2 블레이드와 제2 로터의 결합 관계를 나타낸 단면도이며, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 블레이드를 잘라 본 단면도이다.Hereinafter, a wind generator according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. 1 is a perspective view showing a wind generator according to a first embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view showing a coupling relationship between the second rotor and the second rotor according to the first embodiment of the present invention, Figure 3 is A cross-sectional view of the first blade according to the first embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면, 본 제1 실시예에 따른 풍력 발전기(10)는, 타워(110), 제1 나셀(120), 제1 로터(130), 제2 로터(140)를 포함한다. Referring to Figures 1 to 3, the wind generator 10 according to the first embodiment, the tower 110, the first nacelle 120, the first rotor 130, the second rotor 140 It includes.

타워(110)는 지상 및 해상에서 일정한 높이로 세워져 설치되며, 제1 나셀(120)과 제1 로터(130)를 지지한다. 타워(110)는 상단에서 하단으로 갈수록 직경이 증가하는 관형 형상을 가질 수 있다. 이때, 타워(110)는 복수의 관형 부재가 적층된 다단 형태로 이루어질 수 있다. 한편, 타워(110) 내부에는 유지 보수를 위해 작업자나 작업도구를 이송시키는 계단, 컨베이어 또는 승강기가 설치될 수 있다. The tower 110 is erected and installed at a constant height on the ground and the sea, and supports the first nacelle 120 and the first rotor 130. The tower 110 may have a tubular shape that increases in diameter from the top to the bottom. At this time, the tower 110 may be formed in a multi-stage form in which a plurality of tubular members are stacked. Meanwhile, a staircase, a conveyor, or an elevator that transports an operator or a work tool for maintenance may be installed inside the tower 110.

타워(110)의 상부에는 제1 나셀(120)이 타워(110)에 대하여 요잉(yawing) 가능하도록 설치될 수 있다. 제1 나셀(120)은 타워(110)의 상부에 위치하며 타워(110) 하부에 대하여 회전 가능하게 결합될 수 있다. The first nacelle 120 may be installed on the upper portion of the tower 110 to enable yawing with respect to the tower 110. The first nacelle 120 is located on the upper portion of the tower 110 and may be rotatably coupled to the lower portion of the tower 110.

제1 나셀(120)는 발전기(151), 증속기(152), 구동축(153) 등을 수용하는 하우징으로, 통상적으로 육면체 형상으로 이루어질 수 있다. 그러나, 제1 나셀(120)의 형상은 반드시 이에 한정되지 않고, 원통, 타원체 등으로 이루어질 수도 있다. The first nacelle 120 is a housing accommodating the generator 151, the speed increaser 152, the drive shaft 153, and the like, and may be generally formed in a hexahedral shape. However, the shape of the first nacelle 120 is not necessarily limited to this, and may be formed of a cylinder, an ellipsoid, or the like.

제1 로터(130)는 제1 허브(131)와 제1 허브(131)에 결합된 제1 블레이드(132)와 제2 블레이드(133)로 이루어지는데, 제1 허브(131)는 제1 나셀(120)의 후면에 회전 가능하게 설치된다. 즉, 본 실시예에서 제1 로터(130)는 바람의 진행 방향을 기준으로 제1 나셀(120)보다 더 후방에 위치하는 다운 윈드 타입으로 이루어진다. 이에 의하면 블레이드들과 타워(110)의 간섭 및 블레이드들 사이의 간섭을 방지할 수 있다.The first rotor 130 is composed of a first hub 131 and a first blade 132 and a second blade 133 coupled to the first hub 131, the first hub 131 is a first nacelle It is rotatably installed on the rear of the (120). That is, in the present embodiment, the first rotor 130 is made of a downwind type that is located more rearward than the first nacelle 120 based on the wind direction. Accordingly, interference between the blades and the tower 110 and interference between the blades can be prevented.

제1 로터(130)에는 구동축(153)이 연결 설치되고, 구동축(153)은 제1 나셀(120) 내부에 설치된 발전기(151)와 연결되되 증속기(152)를 매개로 발전기(151)와 연결된다. 증속기(152)는 기어 어셈블리를 포함하며, 발전기로 전달되는 구동축(153)의 회전수를 증가시킨다. 제1 허브(131)는 바람의 저항을 감소시키기 위해 전방으로 볼록하게 돌출된 원추형으로 이루어질 수 있다. 제1 블레이드(132)와 제2 블레이드(133)는 바람에 의해 제1 허브(131)의 중심축을 중심으로 회전한다. A drive shaft 153 is connected to the first rotor 130, and the drive shaft 153 is connected to a generator 151 installed inside the first nacelle 120, but is connected to a generator 151 via a speed increaser 152. Connected. The speed increaser 152 includes a gear assembly and increases the number of revolutions of the drive shaft 153 transmitted to the generator. The first hub 131 may be formed in a conical shape protruding forward to reduce wind resistance. The first blade 132 and the second blade 133 rotate about the central axis of the first hub 131 by wind.

제1 블레이드(132)와 제2 블레이드(133)는 서로 다른 길이를 갖는데, 제1 블레이드(132)는 제1 길이(L1)를 갖고, 제2 블레이드(133)는 제2 길이(L2)를 갖는다. 여기서 제2 길이(L2)는 제1 길이(L1)보다 더 짧게 형성된다.The first blade 132 and the second blade 133 have different lengths, the first blade 132 has a first length L1, and the second blade 133 has a second length L2. Have Here, the second length L2 is formed shorter than the first length L1.

또한, 제1 블레이드(132)와 제2 블레이드(133)는 동일한 단면 형상을 갖는다. 제1 블레이드(132)는 도 3에 도시된 바와 같이 양면이 볼록한 구조의 익형의 단면을 가지며, 단면은 두께방향 중심선(CL)을 기준으로 대칭되게 형성된다. 이에 따라 제1 블레이드(132)는 두께방향 중심선(CL)에서 양쪽 표면까지 거리가 동일하게 형성된다. 여기서 단면이라 함은 블레이드의 폭방향으로 자른 단면을 의미한다.In addition, the first blade 132 and the second blade 133 have the same cross-sectional shape. As shown in FIG. 3, the first blade 132 has a cross section of an airfoil having a convex structure on both sides, and the cross section is formed symmetrically with respect to the center line CL in the thickness direction. Accordingly, the first blades 132 are formed to have the same distance from the center line CL in the thickness direction to both surfaces. Here, the section means a section cut in the width direction of the blade.

일반적인 풍력 발전기의 블레이드는 비행기 날개 구조와 동일하게 한면이 다른 면 보다 더 큰 두께를 갖는 비대칭 구조로 이루어진다. 이러한 비대칭 구조의 익형은 일면이 압력면이 되고, 다른 면이 흡입면이 되어 한 방향으로 진행하는 바람에 최적화 되며 반대 방향으로 진행하는 방향에 대해서는 회전하기 어려운 구조로 이루어진다.The blade of a typical wind power generator is made of an asymmetric structure with one side having a greater thickness than the other side, the same as the structure of an airplane wing. The airfoil of the asymmetric structure has a pressure side surface, the other side becomes a suction surface, and is optimized for wind traveling in one direction, and is made of a structure that is difficult to rotate in the direction traveling in the opposite direction.

그러나 본 제1 실시예와 같이 제1 블레이드(132)와 제2 블레이드(133)가 두께방향으로 대칭되는 구조로 이루어지면 바람에 의하여 제1 블레이드(132)와 제2 블레이드(133)가 시계방향 및 반시계 방향으로 회전할 수 있다.However, as in the first embodiment, when the first blade 132 and the second blade 133 are formed in a symmetrical structure in the thickness direction, the first blade 132 and the second blade 133 are clockwise by wind. And counterclockwise.

한편, 제2 블레이드(133)의 길이방향 단부에는 제2 로터(140)가 설치되는데, 제2 로터(140)는 제2 허브(141)와 제2 허브(141)에 결합된 제3 블레이드(142)와 제4 블레이드(143)를 포함할 수 있다. 제2 로터(140)는 제2 블레이드(133)의 길이방향 단부와 인접한 부분에 설치될 수 있다. On the other hand, the second rotor 140 is installed at the longitudinal end of the second blade 133, the second rotor 140 is a third blade coupled to the second hub 141 and the second hub 141 ( 142) and a fourth blade 143. The second rotor 140 may be installed at a portion adjacent to the longitudinal end of the second blade 133.

제2 허브(141)는 제2 블레이드(133)에서 바람의 진행방향을 기준으로 후방으로 돌출되며 제2 블레이드(133)에 대하여 회전 가능하게 설치된다. 제2 허브(141)가 바람의 진행방향을 기준으로 후방으로 돌출되면 제2 블레이드(133)와 제3 블레이드(142) 및 제4 블레이드(143)의 간섭을 방지할 수 있다.The second hub 141 protrudes rearward from the second blade 133 based on the wind direction and is rotatably installed with respect to the second blade 133. When the second hub 141 protrudes rearward based on the wind direction, interference between the second blade 133 and the third blade 142 and the fourth blade 143 may be prevented.

제2 로터(140)는 제2 블레이드(133)에 고정된 제1 지지부재(161)와 제3 블레이드(142) 및 제4 블레이드(143)에 고정된 제2 지지부재(162) 및 제1 지지부재(161)와 제2 지지부재(162) 사이에 설치된 제1 롤러(163)와 제2 롤러(164)를 더 포함한다. 제1 롤러(163)와 제2 롤러(164)는 롤러 형태 또는 볼 형태로 이루어질 수 있다.The second rotor 140 includes a first support member 161 fixed to the second blade 133, a second support member 162 fixed to the third blade 142 and the fourth blade 143, and a first A first roller 163 and a second roller 164 installed between the support member 161 and the second support member 162 are further included. The first roller 163 and the second roller 164 may be formed in a roller shape or a ball shape.

제1 지지부재(161)는 중공형상의 지지 파이프(161a)와 지지 파이프(161a)의 양단에서 외측으로 확장된 제1 플랜지(161b)를 포함할 수 있다. 제1 플랜지(161b)는 제2 블레이드(133)에 고정되며, 지지 파이프(161a)는 제2 블레이드(133)를 관통하도록 설치된다. 제2 지지부재(162)는 지지 파이프(161a)에 끼움되는 기둥(162a)과 기둥(162a)의 단부에서 외측으로 확장된 제2 플랜지(162b)를 포함한다. 기둥(162a)은 지지 파이프(161a)를 관통하도록 설치되며, 제2 플랜지(162b)는 제2 허브(141)에 고정될 수 있다.The first support member 161 may include a hollow support pipe 161a and a first flange 161b extending outward from both ends of the support pipe 161a. The first flange 161b is fixed to the second blade 133, and the support pipe 161a is installed to penetrate the second blade 133. The second support member 162 includes a pillar 162a fitted to the support pipe 161a and a second flange 162b extending outward from an end of the pillar 162a. The pillar 162a is installed to penetrate the support pipe 161a, and the second flange 162b can be fixed to the second hub 141.

제1 롤러(163)는 지지 파이프(161a)와 기둥(162a) 사이에 설치되며, 제2 롤러(164)는 제1 플랜지(161b)와 제2 플랜지(162b) 사이에 설치된다. 이에 따라 제2 로터(140)는 마찰력을 최소화하면서 제2 블레이드(133)에 대하여 회전할 수 있다. The first roller 163 is installed between the support pipe 161a and the pillar 162a, and the second roller 164 is installed between the first flange 161b and the second flange 162b. Accordingly, the second rotor 140 may rotate relative to the second blade 133 while minimizing friction.

제3 블레이드(142)와 제4 블레이드(143)는 서로 다른 길이를 갖는데, 제3 블레이드(142)는 제3 길이(L3)를 갖고, 제4 블레이드(143)는 제4 길이(L4)를 갖는다. 제4 길이(L4)는 제3 길이(L3)보다 더 짧게 형성된다. 제3 길이(L3) 및 제4 길이(L4)는 제2 길이(L2)보다 더 길고, 제1 길이(L1)보다 더 짧게 형성된다.The third blade 142 and the fourth blade 143 have different lengths, the third blade 142 has a third length L3, and the fourth blade 143 has a fourth length L4. Have The fourth length L4 is formed shorter than the third length L3. The third length L3 and the fourth length L4 are longer than the second length L2 and shorter than the first length L1.

또한, 제3 블레이드(142)와 제4 블레이드(143)는 제1 블레이드(132)와 동일한 단면 형상을 갖는다. 따라서 제3 블레이드(142)와 제4 블레이드(143)도 두께방향으로 대칭되는 구조로 이루어진다.In addition, the third blade 142 and the fourth blade 143 have the same cross-sectional shape as the first blade 132. Therefore, the third blade 142 and the fourth blade 143 also have a structure symmetrical in the thickness direction.

상기한 바와 같이 본 제1 실시예에 따르면 풍속이 낮은 상황에서도 제3 블레이드(142)와 제4 블레이드(143)가 회동하고 이와 연결된 제1 블레이드(132)와 제2 블레이드(133)도 함께 회동하므로 제1 로터(130)가 지속적으로 회동함으로써 전력을 생산할 수 있다.As described above, according to the first embodiment, the third blade 142 and the fourth blade 143 rotate even when the wind speed is low, and the first blade 132 and the second blade 133 connected thereto also rotate. Therefore, the first rotor 130 can continuously rotate to produce electric power.

이하에서는 본 발명의 제2 실시예에 따른 풍력 발전기에 대해서 설명한다. 도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 풍력 발전기를 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 제2 로터를 확대하여 본 사시도이며, 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 제1 블레이드를 잘라 본 단면도이다.Hereinafter, a wind generator according to a second embodiment of the present invention will be described. 4 is a perspective view showing a wind power generator according to a second embodiment of the present invention, FIG. 5 is an enlarged perspective view of a second rotor according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a second view of the present invention A cross-sectional view of the first blade according to the embodiment.

도 4 및 도 6을 참조하여 설명하면, 본 제2 실시예에 따른 풍력 발전기(20)는, 타워(210), 제1 나셀(220), 제1 로터(230), 제2 나셀(260), 제2 로터(240)를 포함한다. 4 and 6, the wind generator 20 according to the second embodiment includes a tower 210, a first nacelle 220, a first rotor 230, and a second nacelle 260. , A second rotor 240.

타워(210)는 지상 및 해상에서 일정한 높이로 세워져 설치되며, 제1 나셀(220)과 제1 로터(230)를 지지한다. 타워(210)는 상단에서 하단으로 갈수록 직경이 증가하는 관형 형상을 가질 수 있다. 이때, 타워(210)는 복수의 관형 부재가 적층된 다단 형태로 이루어질 수 있다. 한편, 타워(210) 내부에는 유지 보수를 위해 작업자나 작업도구를 이송시키는 계단, 컨베이어 또는 승강기가 설치될 수 있다. The tower 210 is erected and installed at a constant height on the ground and the sea, and supports the first nacelle 220 and the first rotor 230. The tower 210 may have a tubular shape that increases in diameter from the top to the bottom. At this time, the tower 210 may be formed in a multi-stage form in which a plurality of tubular members are stacked. Meanwhile, a staircase, a conveyor, or an elevator for transporting workers or work tools may be installed inside the tower 210 for maintenance.

타워(210)의 상부에는 제1 나셀(220)이 타워(210)에 대하여 요잉(yawing) 가능하도록 설치될 수 있다. 제1 나셀(220)은 타워(210)의 상부에 위치하며 타워(210) 하부에 대하여 회전 가능하게 결합될 수 있다. A first nacelle 220 may be installed at an upper portion of the tower 210 to enable yawing with respect to the tower 210. The first nacelle 220 is located at the top of the tower 210 and can be rotatably coupled to the bottom of the tower 210.

제1 나셀(220)는 발전기(251), 증속기(252), 구동축(253) 등을 수용하는 하우징으로, 통상적으로 육면체 형상으로 이루어질 수 있다. 그러나, 제1 나셀(220)의 형상은 반드시 이에 한정되지 않고, 원통, 타원체 등으로 이루어질 수도 있다. The first nacelle 220 is a housing accommodating the generator 251, the speed increaser 252, the drive shaft 253, and the like, and may be generally formed in a hexahedral shape. However, the shape of the first nacelle 220 is not necessarily limited to this, and may be formed of a cylinder, an ellipsoid, or the like.

제1 로터(230)는 제1 허브(231)와 제1 허브(231)에 결합된 제1 블레이드(232)와 제2 블레이드(233)로 이루어지는데, 제1 허브(231)는 제1 나셀(220)의 후면에 회전 가능하게 설치된다. 즉, 본 실시예에서 제1 로터(230)는 바람의 진행 방향을 기준으로 제1 나셀(220)보다 더 후방에 위치하는 다운 윈드 타입으로 이루어진다. 이에 의하면 블레이드들과 타워(210)의 간섭 및 블레이드들 사이의 간섭을 방지할 수 있다.The first rotor 230 is composed of a first hub 231 and a first blade 232 and a second blade 233 coupled to the first hub 231, the first hub 231 is a first nacelle It is rotatably installed on the rear of the (220). That is, in the present embodiment, the first rotor 230 is made of a downwind type that is located more rearward than the first nacelle 220 based on the wind direction. Accordingly, interference between the blades and the tower 210 and interference between the blades can be prevented.

제1 로터(230)에는 구동축이 연결 설치되고, 구동축(253)은 제1 나셀(220) 내부에 설치된 발전기(251)와 연결되되 증속기(252)를 매개로 발전기와 연결된다. 제1 허브(231)는 바람의 저항을 감소시키기 위해 전방으로 볼록하게 돌출된 원추형으로 이루어질 수 있다. 제1 블레이드(232)와 제2 블레이드(233)는 바람에 의해 제1 허브(231)의 중심축을 중심으로 회전한다. A drive shaft is connected to the first rotor 230, and the drive shaft 253 is connected to a generator 251 installed inside the first nacelle 220, but is connected to a generator via a speed increaser 252. The first hub 231 may be formed in a conical shape protruding forward to reduce wind resistance. The first blade 232 and the second blade 233 rotate about the central axis of the first hub 231 by wind.

제1 블레이드(232)와 제2 블레이드(233)는 서로 다른 길이를 갖는데, 제1 블레이드(232)는 제1 길이(L1)를 갖고, 제2 블레이드(233)는 제2 길이(L2)를 갖는다. 여기서 제2 길이(L2)는 제1 길이(L1)보다 더 짧게 형성된다.The first blade 232 and the second blade 233 have different lengths, the first blade 232 has a first length L1, and the second blade 233 has a second length L2. Have Here, the second length L2 is formed shorter than the first length L1.

또한, 제1 블레이드(232)와 제2 블레이드(233)는 동일한 단면 형상을 갖는다. 제1 블레이드(232)는 도 6에 도시된 바와 같이 한면은 볼록하고 한면은 오목한 구조의 익형의 단면을 가지며, 단면은 두께방향 중심선(CL)을 기준으로 대칭되게 형성된다. 이에 따라 제1 블레이드(232)는 두께방향 중심선(CL)에서 양쪽 표면까지 거리가 동일하게 형성된다.In addition, the first blade 232 and the second blade 233 have the same cross-sectional shape. As shown in FIG. 6, the first blade 232 has a convex cross section of one side and a concave structure on one side, and the cross section is formed symmetrically with respect to the center line CL in the thickness direction. Accordingly, the first blades 232 are formed to have the same distance from the center line CL in the thickness direction to both surfaces.

이와 같이 제1 블레이드(232)와 제2 블레이드(233)가 두께방향으로 대칭되는 구조로 이루어지면 바람에 의하여 제1 블레이드(232)와 제2 블레이드(233)가 시계방향 및 반시계 방향으로 회전할 수 있다.As such, when the first blade 232 and the second blade 233 are formed in a symmetrical structure in the thickness direction, the first blade 232 and the second blade 233 rotate clockwise and counterclockwise by the wind. can do.

한편, 제2 블레이드(233)의 길이방향 단부에는 제2 나셀(260)과 제2 로터(240)가 설치되는데, 제2 로터(240)는 제2 허브(241)와 제2 허브(241)에 결합된 제3 블레이드(242)와 제4 블레이드(243)를 포함할 수 있다.On the other hand, a second nacelle 260 and a second rotor 240 are installed at the longitudinal ends of the second blade 233. The second rotor 240 includes a second hub 241 and a second hub 241. It may include a third blade 242 and the fourth blade 243 coupled to.

제2 나셀(260)은 제2 블레이드(233)의 길이방향 단부 또는 단부와 인접한 부분에 고정되며, 제2 로터(240)는 제2 나셀(260)을 매개로 제2 블레이드(233)에 대하여 회전 가능하게 설치된다. 제2 나셀(260)은 내부 공간을 갖는 하우징으로 이루어지며, 제2 나셀(260)의 내부에는 발전기(261), 증속기(262), 구동축(263)이 설치될 수 있다. 이에 따라 제2 로터(240)의 회전에 의하여 전력을 생산할 수 있다.The second nacelle 260 is fixed to the longitudinal end of the second blade 233 or a portion adjacent to the end, and the second rotor 240 is relative to the second blade 233 through the second nacelle 260. It is installed to be rotatable. The second nacelle 260 is made of a housing having an internal space, and a generator 261, a speed accelerator 262, and a driving shaft 263 may be installed inside the second nacelle 260. Accordingly, electric power may be produced by rotation of the second rotor 240.

제2 나셀(260)은 제2 블레이드(233)에서 바람의 진행방향을 기준으로 후방으로 돌출되며 제2 로터(240)는 제2 나셀(260)의 후단에 회전 가능하게 설치된다. 제3 블레이드(242)와 제4 블레이드(243)는 서로 다른 길이를 갖는데, 제3 블레이드(242)는 제3 길이(L3)를 갖고, 제4 블레이드(243)는 제4 길이(L4)를 갖는다. 제4 길이(L4)는 제3 길이(L3)보다 더 짧게 형성될 수 있다. 제3 길이(L3)는 제2 길이(L2)보다 더 길고, 제1 길이(L1)보다 더 짧게 형성될 수 있다. 제4 길이(L4)는 제2 길이(L2) 및 제1 길이(L1)보다 더 짧게 형성될 수 있다.The second nacelle 260 protrudes rearward from the second blade 233 based on the direction of wind, and the second rotor 240 is rotatably installed at the rear end of the second nacelle 260. The third blade 242 and the fourth blade 243 have different lengths, the third blade 242 has a third length L3, and the fourth blade 243 has a fourth length L4. Have The fourth length L4 may be shorter than the third length L3. The third length L3 may be longer than the second length L2 and shorter than the first length L1. The fourth length L4 may be formed to be shorter than the second length L2 and the first length L1.

또한, 제3 블레이드(242)와 제4 블레이드(243)는 제1 블레이드(232)와 동일한 단면 형상을 갖는다. 따라서 제3 블레이드(242)와 제4 블레이드(243)도 두께방향으로 대칭되는 구조로 이루어진다.In addition, the third blade 242 and the fourth blade 243 have the same cross-sectional shape as the first blade 232. Therefore, the third blade 242 and the fourth blade 243 are also made of a structure symmetric in the thickness direction.

상기한 바와 같이 본 제2 실시예에 따르면 풍속이 낮은 상황에서도 제3 블레이드(242)와 제4 블레이드(243)가 회동하고 이와 연결된 제1 블레이드(232)와 제2 블레이드(233)도 함께 회동하므로 제1 로터(230)가 지속적으로 회동함으로써 전력을 생산할 수 있다. 또한 제3 블레이드(242)와 제4 블레이드(243)의 회전력으로 전력을 생산하므로 풍력 발전기(20)의 효율이 향상될 수 있다.As described above, according to the second embodiment, even when the wind speed is low, the third blade 242 and the fourth blade 243 rotate and the first blade 232 and the second blade 233 connected thereto also rotate. Therefore, the first rotor 230 can continuously rotate to produce power. In addition, since the power is generated by the rotational force of the third blade 242 and the fourth blade 243, the efficiency of the wind power generator 20 may be improved.

도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 제1 블레이드를 잘라 본 단면도이다.7 is a cross-sectional view of the first blade according to the third embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명의 제3 실시예에 따른 풍력 발전기에 대해서 설명한다. 도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 제1 블레이드를 잘라 본 단면도이다.Hereinafter, a wind power generator according to a third embodiment of the present invention will be described. 7 is a cross-sectional view of the first blade according to the third embodiment of the present invention.

본 제3 실시예에 따른 풍력 발전기는 블레이드의 단면 형상을 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 풍력 발전기와 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략한다.The wind power generator according to the third embodiment is made of the same structure as the wind power generator according to the first embodiment, except for the cross-sectional shape of the blade, so a duplicate description of the same configuration will be omitted.

본 제3 실시예에 따른 풍력 발전기는 길이가 서로 상이한 제1 블레이드(332), 제2 블레이드, 제3 블레이드, 제4 블레이드를 포함하며, 제2 블레이드, 제3 블레이드, 제4 블레이드는 제1 블레이드(332)와 동일한 단면 형상을 갖는다.The wind generator according to the third embodiment includes a first blade 332, a second blade, a third blade, and a fourth blade having different lengths, and the second blade, the third blade, and the fourth blade are first It has the same cross-sectional shape as the blade 332.

제1 블레이드(332)는 익형의 단면을 가지며, 단면은 두께방향 중심선(CL)을 기준으로 대칭되게 형성된다. 또한 제1 블레이드(332)는 S자 형상으로 굴곡된 단면을 갖는다. 즉, 제1 블레이드332는 한쪽 면에 오목한 부분과 볼록한 부분이 모두 형성되고, 다른 쪽면에도 오목한 부분과 볼록한 부분이 모두 형성된다. 이와 같이 블레이드들이 S자 형상으로 굴곡된 단면을 가지면 양방향에서 불어오는 바람으로 제1 로터 및 제2 로터가 회전할 수 있다. The first blade 332 has a blade-shaped cross-section, and the cross-section is formed symmetrically with respect to the center line CL in the thickness direction. In addition, the first blade 332 has an S-shaped curved cross section. That is, in the first blade 332, both concave and convex portions are formed on one side, and concave and convex portions are formed on the other side. As such, if the blades have a curved cross section in an S-shape, the first rotor and the second rotor may rotate with wind blowing in both directions.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.As described above, one embodiment of the present invention has been described, but those skilled in the art may add, change, delete, or add components within the scope of the present invention as described in the claims. It will be said that the present invention can be variously modified and changed by the like, and this is also included within the scope of the present invention.

10, 20: 풍력 발전기
110, 210: 타워
120, 220: 제1 나셀
130, 230: 제1 로터
131, 231: 제1 허브
132, 232, 332: 제1 블레이드
133, 233: 제2 블레이드
140, 240: 제2 로터
141, 241: 제2 허브
142, 242: 제3 블레이드
143, 243: 제4 블레이드
151, 251, 261: 발전기
152, 252, 262: 증속기
153, 253, 263: 구동축
161: 제1 지지부재
162: 제2 지지부재
163: 제1 롤러
164: 제2 롤러
260: 제2 나셀10, 20: wind generator
110, 210: Tower
120, 220: first nacelle
130, 230: first rotor
131, 231: first hub
132, 232, 332: first blade
133, 233: second blade
140, 240: second rotor
141, 241: second hub
142, 242: third blade
143, 243: fourth blade
151, 251, 261: generator
152, 252, 262: gearbox
153, 253, 263: drive shaft
161: first support member
162: second support member
163: first roller
164: second roller
260: second nacelle

Claims (12)

세워져 설치된 타워;
상기 타워에 설치되되 내부에 발전기가 설치된 제1 나셀;
상기 제1 나셀에 회전 가능하게 설치된 제1 허브와 제1 허브에 결합된 제1 블레이드와 제2 블레이드를 포함하는 제1 로터; 및
상기 제2 블레이드에 회전 가능하게 결합된 제2 로터;
를 포함하고,
상기 제1 블레이드는 제1 길이를 갖고, 상기 제2 블레이드는 상기 제1 길이보다 더 짧은 제2 길이를 갖는 풍력 발전기.Erected towers;
A first nacelle installed in the tower but having a generator installed therein;
A first rotor including a first hub rotatably installed in the first nacelle and a first blade and a second blade coupled to the first hub; And
A second rotor rotatably coupled to the second blade;
Including,
The first blade has a first length, and the second blade has a second length shorter than the first length. 제1항에 있어서,
상기 제2 로터는,
상기 제2 블레이드에 회전 가능하게 결합된 제2 허브,
상기 제2 허브에 결합되되 제3 길이를 갖는 제3 블레이드, 및
상기 제2 허브에 결합되되 상기 제3 길이보다 더 짧은 제4 길이를 갖는 제4 블레이드를 포함하는 풍력 발전기.According to claim 1,
The second rotor,
A second hub rotatably coupled to the second blade,
A third blade coupled to the second hub and having a third length, and
A wind generator comprising a fourth blade coupled to the second hub and having a fourth length shorter than the third length. 제2항에 있어서,
상기 제3 길이 및 상기 제4 길이는 상기 제2 길이 보다 더 길고, 상기 제1 길이보다 더 짧은 풍력 발전기.According to claim 2,
The third length and the fourth length are longer than the second length and shorter than the first length. 제2항에 있어서,
상기 제3 길이는 상기 제2 길이 보다 더 길고, 상기 제1 길이보다 더 짧게 형성되며, 상기 제4 길이는 상기 제2 길이 보다 더 짧게 형성된 풍력 발전기.According to claim 2,
The third length is longer than the second length, and is formed shorter than the first length, and the fourth length is shorter than the second length. 제2항에 있어서,
상기 제1 블레이드와 상기 제2 블레이드는 익형의 단면을 갖는 풍력 발전기.According to claim 2,
The first blade and the second blade are wind power generators having a cross section of an airfoil. 제5항에 있어서,
상기 제3 블레이드와 상기 제4 블레이드는 익형의 단면을 갖는 풍력 발전기.The method of claim 5,
The third blade and the fourth blade are wind power generators having a cross section of an airfoil. 제5항에 있어서,
상기 제1 블레이드와 상기 제2 블레이드의 단면은 두께방향 중심선을 기준으로 대칭되게 형성된 풍력 발전기.The method of claim 5,
The cross section of the first blade and the second blade is formed symmetrically with respect to the center line in the thickness direction. 제7항에 있어서,
상기 제1 블레이드, 상기 제2 블레이드, 상기 제3 블레이드, 및 상기 제4 블레이드는 양면이 볼록하게 돌출된 단면을 갖는 풍력 발전기.The method of claim 7,
The first blade, the second blade, the third blade, and the fourth blade have a wind generator having a cross-section convex on both sides. 제7항에 있어서,
상기 제1 블레이드, 상기 제2 블레이드, 상기 제3 블레이드, 및 상기 제4 블레이드는 일면은 볼록하게 돌출되며 반대면은 오목하게 함몰된 단면을 갖는 풍력 발전기.The method of claim 7,
The first blade, the second blade, the third blade, and the fourth blade are wind power generators having a cross section with one side convexly protruding and the other side concavely recessed. 제7항에 있어서,
상기 제1 블레이드는 S자 형상으로 굴곡된 단면을 갖는 풍력 발전기.The method of claim 7,
The first blade is a wind power generator having an S-shaped curved cross section. 제2항에 있어서,
상기 제2 허브는 중공형상의 지지 파이프와 상기 지지 파이프의 양단에서 외측으로 확장된 제1 플랜지를 포함하는 제1 지지부재와 상기 지지 파이프에 끼움되는 기둥과 상기 기둥의 단부에서 외측으로 확장된 제2 플랜지를 갖는 제2 지지부재와 상기 파이프와 상기 기둥 사이에 설치된 제1 롤러와 상기 제1 플랜지와 상기 제2 플랜지 사이에 설치된 제2 롤러를 포함하는 풍력 발전기.According to claim 2,
The second hub includes a first support member including a hollow support pipe and a first flange extending outwardly from both ends of the support pipe, a pillar fitted into the support pipe, and a second expansion member extending outward from an end of the pillar. A wind generator comprising a second support member having two flanges, a first roller installed between the pipe and the pillar, and a second roller installed between the first flange and the second flange. 제1항에 있어서,
상기 제2 로터에는 내부에 발전기가 설치된 제2 나셀이 연결 설치된 풍력 발전기.According to claim 1,
The second rotor is a wind generator installed with a second nacelle connected to the generator installed therein.
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