KR102308972B1 - A blade of wind power generator - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 풍력발전기용 블레이드에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 바람세기에 따라 블레이드에 강풍이나 돌풍이 가해지는 경우 풍압을 낮추어 블레이드의 파손을 방지할 수 있고 공기가 원활하게 이동할 수 있어 블레이드가 고정되는 허브의 회전속도를 일정하게 유지시켜 줌으로서 풍력발전 효율을 높일 수 있는 풍력발전기용 블레이드에 관한 것이다.The present invention relates to a blade for a wind power generator, and more particularly, when a strong wind or a gust of wind is applied to the blade according to the wind strength, it is possible to prevent damage to the blade by lowering the wind pressure, and the air can move smoothly so that the blade is fixed. It relates to a blade for a wind power generator capable of increasing wind power generation efficiency by maintaining a constant rotation speed of a hub.
화석에너지 자원은 점차 고갈 되어갈 뿐만 아니라 지구환경을 오염시키기 때문에 오래전부터 인류는 고갈되지 않고 환경을 오염시키지 않는 청정대체에너지 이용장치 개발을 위하여 많은 노력을 기울여 왔다. 이러한 청정대체에너지로는 태양에너지(solar energy), 풍력에너지(wind energy), 조류에너지(current energy), 조력에너지(tidal energy), 지열에너지(geo-thermal energy), 생화학에너지(bio-thermal energy) 등이 있다.Since fossil energy resources are gradually being depleted and polluting the global environment, humankind has made great efforts for a long time to develop clean alternative energy use devices that do not deplete and pollute the environment. Such clean alternative energy includes solar energy, wind energy, current energy, tidal energy, geo-thermal energy, bio-thermal energy ), etc.
한편 3면이 바다로 둘러싸인 우리 나라는 바람의 힘을 이용한 풍력 발전에 유리한 지형이며, 이러한 지형에서 적용하는 풍력발전기는 통상 회전축의 방향에 따라 회전축이 지면에 대해 수평으로 설치되어 있는 수평축 풍력발전기와, 회전축이 지면에 대해 수직으로 설치되어 있는 수직축 풍력발전기로 구분된다.On the other hand, our country, which is surrounded by the sea on three sides, is a favorable terrain for wind power generation using the power of wind. , it is classified as a vertical axis wind power generator in which the axis of rotation is installed perpendicular to the ground.
수평축 풍력발전기는 가장 일반적인 형태로 높은 발전효율을 구현할 수 있는 장점이 있으나 바람의 방향이 자주 바뀌는 지역에서는 원활한 전기 발전이 어려운 반면, 수직축 풍력발전기는 소형으로 제작 가능한 것으로 바람의 방향에 관계없이 전기 발전이 가능하며 증속기 및 발전기 등의 주요부품들이 지상에 설치되므로 유지보수가 용이한 장점으로 인해 많은 연구가 진행되고 있다.The horizontal axis wind turbine is the most common type and has the advantage of realizing high power generation efficiency, but it is difficult to generate electricity smoothly in an area where the wind direction changes frequently. Many studies are being conducted due to the advantage of easy maintenance because major parts such as gearboxes and generators are installed on the ground.
특히 수직축 풍력발전기는 수직하게 배치된 회전축이나 원통형 구조물의 주위에 다수개의 블레이드들이 설치되며, 이때 각각의 블레이드는 바람이 부는 방향에 따른 상대적인 위치나 바람의 세기에 따라 접혀지거나 회전하도록 구성되어 제한된 조건에서 풍력을 최대한 활용할 수 있도록 하고 있다.In particular, in the vertical axis wind turbine, a plurality of blades are installed around a vertical axis of rotation or a cylindrical structure, and in this case, each blade is configured to be folded or rotated according to a relative position according to the wind direction or the strength of the wind. to make the most of wind power.
이와 같은 수직축 풍력발전기의 일 예로 공개특허 제10-2013-0048544호(참고문헌 1)가 제안된 바 있다. 이는 풍력발전기에 관한 것으로, 지면에 대해서 수직으로 설치된 회전축과, 상기 회전축을 감싸도록 설치된 발전기의 스테이터와, 상기 스테이터를 감싸며, 상기 회전축을 중심으로 회전하도록 설치된 허브와, 상기 허브의 내주면에 설치되어 상기 스테이터를 마주보고 설치되는 발전기의 로터와, 상기 허브의 외주면에서 방사상으로 뻗은 복수의 블레이드 지지암과, 상기 블레이드 지지암의 끝단에 설치된 블레이드를 포함한다.As an example of such a vertical axis wind turbine, Patent Publication No. 10-2013-0048544 (Reference 1) has been proposed. This relates to a wind power generator, a rotation shaft installed perpendicular to the ground, a stator of the generator installed to surround the rotation shaft, a hub surrounding the stator and installed to rotate about the rotation shaft, and installed on the inner circumferential surface of the hub A rotor of a generator installed to face the stator, a plurality of blade support arms extending radially from an outer circumferential surface of the hub, and a blade installed at an end of the blade support arm.
그런데 참고문헌 1의 블레이드는 앞서 회전하는 선단부의 상기 내면이 오목하게 형성되며, 상기 선단부에서 후방으로 뻗은 바람막이부 및 블레이드의 형상을 지지하도록 내면에 고정된 지지리브를 포함하는 구성으로 이는 선단부가 막혀 있어 순간적인 강풍이나 돌풍 발생시 선단부로 유입되는 공기가 신속하게 배출되지 못해 허브의 회전속도가 불규칙적으로 가변되는 문제점을 안고 있을 뿐만 아니라 강한 풍압으로 인한 블레이드의 변형 또는 파손 우려 역시 큰 문제점을 안고 있다.By the way, the blade of Reference 1 has a concave inner surface of the front end of the rotating front end, and a windshield extending rearward from the front end and a support rib fixed to the inner surface to support the shape of the blade. Therefore, when a momentary strong wind or gust of wind occurs, the air flowing into the tip cannot be discharged quickly, so the rotation speed of the hub is irregularly variable.
아울러 이러한 구조는 바람막이부(430)의 일면에서 타면 방향으로도 바람이 이동할 수 없어 이 역시 순간적인 강풍이나 돌풍 발생시 신속한 공기 순환이 어려워 블레이드가 고정되는 허브의 회전속도가 불규칙적으로 가변되어 발전효율이 저하되는 문제점을 안고 있다. In addition, in this structure, the wind cannot move from one side of the windshield part 430 to the other side, so it is difficult to quickly circulate air when an instantaneous strong wind or gusts occur, so the rotation speed of the hub to which the blade is fixed is irregularly variable, so that the power generation efficiency is increased. It has the problem of lowering.
따라서 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 강풍이나 돌풍에 의한 강한 풍압이 블레이드에 그대로 전달되는 것을 방지하여 블레이드의 변형 또는 파손을 방지하면서도 공기 흐름을 원활히 하여 블레이드가 고정되는 허브의 회전속도를 일정하게 유지할 수 있어 발전효율을 높일 수 있는 풍력발전기용 블레이드를 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention for solving such problems of the prior art prevents the strong wind pressure due to strong wind or gust from being transmitted to the blade as it is to prevent deformation or damage of the blade and smooth air flow to rotate the hub to which the blade is fixed. An object of the present invention is to provide a blade for a wind power generator capable of maintaining a constant speed and thus increasing power generation efficiency.
특히 본 발명은 강풍이나 돌풍 등 순간적으로 강한 바람이 부는 경우 신속하게 배출시켜 블레이드의 내측 또는 외측에서 외측 또는 내측 방향으로 신속하게 이동하도록 함으로서 풍압을 낮추어 블레이드가 고정되는 허브의 회전속도를 일정하게 유지할 수 있는 풍력발전기용 블레이드를 제공하는데 그 목적이 있다.In particular, in the present invention, when a momentary strong wind such as a strong wind or a gust of wind blows, it is quickly discharged to move quickly from the inside or outside of the blade to the outside or the inside, thereby lowering the wind pressure to maintain a constant rotational speed of the hub to which the blade is fixed. An object of the present invention is to provide a blade for a wind turbine that can be used.
이와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은; The present invention in order to solve such a technical problem;
판형상으로 이루어져 바람을 안내하는 날개부와, 상기 날개부의 일단에는 상기 날개부의 일면 방향으로 절곡 형성되어 상기 날개부의 일면으로 안내된 바람이 모이는 바람막이부를 포함하는 블레이드에 있어서, 상기 날개부는 표면에 공기가 통과하는 하나 이상의 통기공이 형성되고, 상기 바람막이부의 표면에는 바람 배출공이 형성되는 것을 특징으로 하는 풍력발전기용 블레이드를 제공한다.In the blade comprising a wing portion formed in a plate shape to guide the wind, and one end of the wing portion is bent in the direction of one surface of the wing portion to collect wind guided to one surface of the wing portion, wherein the wing portion is air on the surface It provides one or more vent holes through which the wind turbine blades are formed, characterized in that the wind exhaust hole is formed on the surface of the windshield.
이때 상기 날개부의 통기공은 날개부의 타단 방향으로 편중되게 직사각형 또는 원형으로 하나 이상 관통 형성되는 것을 특징으로 한다.At this time, it is characterized in that one or more vent holes of the wing portion are formed through a rectangular or circular shape to be biased in the direction of the other end of the wing portion.
그리고 상기 바람막이부에 형성되는 바람 배출공은 바람막이 개폐수단에 의해 개폐되는 것을 특징으로 한다.And the wind discharge hole formed in the windshield is characterized in that the opening and closing by the windshield opening and closing means.
아울러 상기 바람막이 개폐수단은 날개부의 일면에 설치되는 모터와, 상기 모터 구동에 따라 회전하며 단부는 상기 바람막이부 방향으로 돌출 지지되는 리드스크류와, 상기 리드스크류에 나사결합되는 이송너트와, 상기 이송너트가 지지되되 일단은 상기 바람막이부의 내측면의 바람 배출공 일측에 힌지결합되어 상기 이송너트의 이동에 따라 바람 배출공을 개폐하는 개폐구로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the windshield opening/closing means includes a motor installed on one surface of the wing, a lead screw that rotates according to driving of the motor and is supported protruding in the direction of the windshield, a transfer nut screwed to the lead screw, and the transfer nut Doedoe is supported and one end is hinged to one side of the wind exhaust hole of the inner surface of the windshield and is characterized in that it comprises an opening and closing hole for opening and closing the wind exhaust hole according to the movement of the transfer nut.
이때 상기 개폐구의 표면에는 리드스크류가 관통되는 수평관통공이 관통 형성되고, 상기 개폐구에는 상기 수평관통공과 동일한 방향으로 이송너트의 수평 이동을 안내하는 가이드레일이 상기 개폐구의 일면에 구비되며, 상기 개폐구의 일면에 구비되는 가이드레일의 전면에는 제1브러쉬이 구비되고, 상기 개폐구의 타면에는 수평관통공을 따라 제2브러쉬이 구비되는 것을 특징으로 한다.At this time, a horizontal through hole through which the lead screw passes is formed through the surface of the opening and closing port, and a guide rail for guiding the horizontal movement of the transfer nut in the same direction as the horizontal through hole is provided on one surface of the opening and closing port, A first brush is provided on the front surface of the guide rail provided on one surface, and a second brush is provided on the other surface of the opening and closing hole along the horizontal through hole.
그리고 상기 가이드레일은 상부 가이드레일과 하부 가이드레일로 이루어지고, 상기 제1브러쉬는 띠 형상으로 이루어져 상부 가이드레일에 고정되는 제1고정부와, 상기 제1고정부의 하부로 형성되어 상기 상부 가이드레일과 하부 가이드레일 사이를 가리는 제1솔부로 이루어지며; 상기 제2브러쉬는 띠 형상으로 이루어져 상기 개폐구의 타면에 형성되는 수평관통공의 상측에 고정되는 제2고정부와, 상기 제2고정부의 하부로 형성되어 상기 수평관통공을 가리는 제2솔부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.And the guide rail is made of an upper guide rail and a lower guide rail, the first brush is formed in a band shape, a first fixing part fixed to the upper guide rail, and formed as a lower part of the first fixing part, the upper guide It consists of a first brush that covers between the rail and the lower guide rail; The second brush is formed in a band shape and includes a second fixing part fixed to the upper side of the horizontal through-hole formed on the other surface of the opening and closing part, and a second brush part formed under the second fixing part to cover the horizontal through-hole. characterized by being made.
또한 상기 바람막이 개폐수단은 바람막이부에 형성되는 바람 배출공을 개폐하도록 일단부는 상기 바람막이부의 내측면의 바람 배출공 일측에 힌지결합되어 상기 바람 배출공을 개폐하는 개폐구와, 일단부는 날개부의 일면 또는 바람막이부 내부 일측에 힌지결합되고 타단부는 상기 개폐구에 힌지결합되는 전동실린더로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the windshield opening and closing means has one end hinged to one side of the wind exhaust hole of the inner surface of the windshield to open and close the wind exhaust hole formed in the windshield an opening and closing opening for opening and closing the wind exhaust hole, and one end of the wing portion or a windshield It is characterized in that it consists of an electric cylinder which is hinged to one side of the inner part and the other end is hinged to the opening and closing port.
이때 상기 전동실린더는 실린더바디와 로드로 이루어지는 것으로, 상기 실린더바디의 후단이 날개부의 일면 또는 바람막이부 내부 일측에 힌지결합되고, 상기 로드의 전단은 개폐구에 힌지결합되는 것을 특징으로 한다.In this case, the electric cylinder is composed of a cylinder body and a rod, and the rear end of the cylinder body is hinged to one side of the wing portion or one side inside the windshield, and the front end of the rod is hinged to the opening and closing port.
본 발명에 따르면 바람막이부에는 바람 배출공을 형성하고 날개부 표면에는 날개부의 일면 또는 타면으로 가해지는 바람이 통과하는 하나 이상의 통기공이 형성됨에 따라 날개부의 일면 또는 타면으로 가해지는 바람이 바람막이부에 머물지 않고 바람막이부의 외측은 물론 격벽부의 타면 또는 일면 방향 즉 반대편으로 신속하게 이동하며 빠져나갈 수 있도록 하여 바람막이부 내에서의 와류 발생을 최소화하여 원활한 회전이 이루어지도록 함은 물론 블레이드에 가해지는 풍압을 낮추어 블레이드가 고정되는 허브의 회전속도를 일정하게 유지할 수 있어 발전효율이 향상되는 효과가 있다.According to the present invention, as a wind exhaust hole is formed in the windshield and one or more vent holes through which the wind applied to one or the other surface of the wing passes is formed on the surface of the wing, the wind applied to one or the other surface of the wing is applied to the windshield. It minimizes the occurrence of vortices within the windshield and reduces the wind pressure applied to the blades by minimizing the occurrence of vortices within the windshield by allowing them to quickly move out and out of the windshield without staying on the outside as well as on the other side or one side of the bulkhead. Since the rotation speed of the hub to which the blade is fixed can be maintained constant, the power generation efficiency is improved.
아울러 본 발명에 따르면 풍력발전기 주변의 바람세기 또는 기상센터 등의 바람세기 정보에 따라 자동으로 바람막이부의 바람 배출공 및 격벽부 표면에 형성된 통기공을 개폐하여 강풍이 불더라도 블레이드에 가해지는 풍압을 일정하게 유지할 수 있어 블레이드의 파손 방지는 물론 블레이드가 지지되는 허브가 안정적으로 일정한 속도로 회전할 수 있는 장점도 있다.In addition, according to the present invention, the wind pressure applied to the blades is constant even when a strong wind blows by automatically opening and closing the wind exhaust hole of the windshield part and the vent hole formed on the surface of the bulkhead according to the wind intensity information around the wind generator or the wind intensity information such as the weather center. In addition to preventing damage to the blade, the hub on which the blade is supported has the advantage of stably rotating at a constant speed.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 풍력발전기용 블레이드를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 풍력발전기용 블레이드가 적용된 풍력발전기의 일 예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 풍력발전기용 블레이드를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 풍력발전기용 블레이드를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 풍력발전기용 블레이드를 도시한 분해도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 풍력발전기용 블레이드를 요부를 정면에서 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 풍력발전기용 블레이드의 바람막이부에 형성되는 바람 배출공을 개폐구가 폐쇄한 상태를 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 풍력발전기용 블레이드의 바람막이부에 형성되는 바람 배출공에서 개폐구가 개방 중인 상태를 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 풍력발전기용 블레이드의 바람막이부에 형성되는 바람 배출공에서 개폐구가 개방된 상태를 도시한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 풍력발전기용 블레이드를 도시한 사시도이다.
도 11은 본 발명의 제5 실시 예에 따른 풍력발전기용 블레이드가 적용된 풍력발전기를 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 제6 실시 예에 따른 풍력발전기용 블레이드가 적용된 풍력발전기를 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 제7 실시 예에 따른 풍력발전기용 블레이드를 도시한 사시도이다.
도 14는 본 발명의 제7 실시 예에 따른 풍력발전기용 블레이드의 개폐구 작동 과정을 설명하기 위해 도시한 단면도이다.
도 15는 본 발명의 제8 실시 예에 따른 풍력발전기용 블레이드를 도시한 분해도이다.1 is a perspective view showing a blade for a wind power generator according to a first embodiment of the present invention.
2 is a view showing an example of a wind power generator to which a blade for a wind power generator according to the present invention is applied.
3 is a perspective view illustrating a blade for a wind power generator according to a second embodiment of the present invention.
4 is a perspective view showing a blade for a wind power generator according to a third embodiment of the present invention.
5 is an exploded view showing a blade for a wind power generator according to a third embodiment of the present invention.
6 is a view showing the main part of the blade for a wind power generator according to a third embodiment of the present invention from the front.
7 is a cross-sectional view showing a state in which the opening and closing the wind outlet hole formed in the windshield portion of the wind turbine blade according to the third embodiment of the present invention.
8 is a cross-sectional view showing a state in which the opening and closing opening in the wind outlet hole formed in the windshield portion of the wind turbine blade according to the third embodiment of the present invention.
9 is a cross-sectional view showing an open state of the opening in the wind outlet hole formed in the windshield portion of the wind turbine blade according to the third embodiment of the present invention.
10 is a perspective view illustrating a blade for a wind power generator according to a fourth embodiment of the present invention.
11 is a view illustrating a wind power generator to which a blade for a wind power generator according to a fifth embodiment of the present invention is applied.
12 is a view illustrating a wind power generator to which a blade for a wind power generator according to a sixth embodiment of the present invention is applied.
13 is a perspective view illustrating a blade for a wind power generator according to a seventh embodiment of the present invention.
14 is a cross-sectional view illustrating an operation process of an opening and closing opening of a blade for a wind power generator according to a seventh embodiment of the present invention.
15 is an exploded view showing a blade for a wind power generator according to an eighth embodiment of the present invention.
이하 본 발명에 따른 풍력발전기용 블레이드를 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 기술되는 실시 예들에 의해 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.Hereinafter, the characteristics of the blade for a wind power generator according to the present invention will be understood by the embodiments described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 실시 예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can have various changes and can have various forms, embodiments will be described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
도 1 내지 도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 풍력발전기용 블레이드를 설명하기 위해 도시한 도면들이다. 1 to 2 are views illustrating a blade for a wind power generator according to a first embodiment of the present invention.
이에 의하면 본 발명의 풍력발전기용 블레이드(100)는 발전기(1)의 회전축을 중심으로 회전하도록 브라켓을 매개로 설치된 허브(10)를 중심으로 방사상으로 복수가 설치된다.According to this, a plurality of
이와 같은 블레이드(100)는 단면이 전체적으로 익형(翼型)으로 이루어지는 것으로, 판형상으로 이루어져 바람을 안내하는 날개부(110)와, 상기 날개부(110)의 일단에는 상기 날개부(110)의 일면 방향으로 절곡 형성되어 상기 날개부(110)의 일면으로 안내된 바람이 모이는 바람막이부(120)를 포함한다.The
이하 본 발명의 각부 구성을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the constitution of each part of the present invention will be described in detail.
상기 블레이드(100)는 다양한 금속 재질로 제작 가능하나 무게를 가볍게 하기 위해 알루미늄재로 제작함이 바람직하다. The
상기 날개부(110)는 판형상으로 이루어져 수직으로 세워지도록 배치되는 것으로, 날개부(110)의 일면에 바람이 유입되는 경우 날개부(110)의 일단에 구비되는 바람막이부(120) 쪽으로 안내된다. The
이러한 날개부(110)는 직사각형으로 이루어짐이 바람직하지만, 정사각형이나 그 이외의 다양한 형상으로 이루어질 수 있다. The
이때 상기 날개부(110)는 표면에 공기가 통과하는 하나 이상의 통기공(112)이 형성된다. 상기 통기공(112)은 날개부(110)의 타단 방향으로 편중되게 직사각형 및 원형 등 다양한 형상으로 관통 형성될 수 있다. 상기 날개부(110)의 표면에는 도시된 바와 같이 일 예로 상하로 복수의 원형의 통기공(112)이 날개부(110) 타단 방향으로 편중되게 연속해서 관통 형성한다. At this time, the
이와 같은 구조에 의하면 통기공(112)은 날개부(110)의 일면 또는 타면으로 가해지는 바람이 바람막이부(120) 내측에 머물지 않고 날개부(110)의 일면 또는 타면 방향으로 이동하며 빠져나갈 수 있도록 하여 바람막이부(120) 내에서의 와류 발생을 줄여줄 수 있다. According to such a structure, the
한편, 상기 바람막이부(120)는 반원통 형상으로 이루어져 날개부(110) 일단에 일체로 구비되는 것으로, 날개부(110)의 일면 전방으로 절곡되며 표면에는 바람 배출공(122)이 형성된다. 이러한 바람 배출공(122)은 날개부(110)의 일면 또는 타면으로 가해지는 바람이 바람막이부(120)로 이동하는 경우 바람막이부(120) 내측에 머물지 않고 바람막이부(120) 외측 방향으로 신속하게 이동하며 빠져나갈 수 있도록 하여 바람막이부(120) 내에서의 와류 발생을 최소화하여 원활한 회전이 이루어지도록 함은 물론 블레이드(100)에 가해지는 풍압을 낮추어 블레이드(100)가 고정되는 허브(10)의 회전속도를 일정하게 유지할 수 있어 발전효율을 높일 수 있다.On the other hand, the
그리고, 상기 바람막이부(120)의 상단과 하단에는 상부 및 하부 마감판부(123,124)가 일체로 결합된다. 이러한 상부 및 하부 마감판부(123,124)는 바람막이부(120)의 상단과 하단 테두리를 따라 용접 등에 의해 일체로 고정된다. In addition, upper and lower
이러한 상기 상부 및 하부 마감판부(123,124)는 타단이 연장되어 상기 날개부의 타단 상하측에 일체로 고정됨으로서 풍압에 의한 날개부의 변형을 방지하는 보강대의 기능도 수행한다. The upper and lower
이때 상기 상부 및 하부 마감판부(123,124)에는 하나 이상의 상부 및 하부 관통공(123a,124a)이 각각 형성되어 블레이드(100)가 회전시 바람이 신속하게 바람막이부(120)의 상단 및 하단으로 빠져나갈 수 있도록 하여 바람막이부(120) 내에서의 와류 발생을 최소화하여 원활한 회전이 이루어지며, 겨울철에 눈이 쌓이는 것을 최소화하여 눈 무게로 인해 블레이드(100)의 회전이 더뎌지는 것을 막고, 눈녹은 물이나 빗물의 신속한 배출을 유도할 수 있다. At this time, one or more upper and lower through-
이러한 상부 및 하부 관통공(123a,124a)은 원형으로 형성함도 가능하지만 삼각 또는 사각 등의 다각형 모양으로 형성가능하고, 별도로 도시하지는 않았으나 상부 및 하부 마감판부(123,124)에 각각 복수를 형성할 수도 있다.These upper and lower through-
한편, 도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 풍력발전기용 블레이드를 설명하기 위해 도시한 도면들이다. Meanwhile, FIG. 3 is a diagram illustrating a blade for a wind power generator according to a second embodiment of the present invention.
이에 의하면 본 발명의 풍력발전기용 블레이드(100)의 날개부(110) 표면에는 상하방향으로 긴 직사각형 모양의 통기공(112)을 관통 형성한다. 이 경우 상기 날개부(110)의 표면에는 도시된 바와 같이 일 예로 상기 통기공(112)은 날개부(110)의 타단 방향으로 편중되게 직사각형 모양으로 관통 형성한다. 이와 같은 구조에 의하면 통기공(112)은 날개부(110)의 일면 또는 타면으로 가해지는 바람이 바람막이부(120) 내측에 머물지 않고 날개부(110)의 일면 또는 타면 방향으로 이동하며 빠져나갈 수 있도록 하여 바람막이부(120) 내에서의 와류 발생을 줄여줄 수 있다. According to this, the surface of the
그리고, 도 4 내지 도 9는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 풍력발전기용 블레이드를 설명하기 위해 도시한 도면들이다. And, Figures 4 to 9 are views for explaining the blade for a wind power generator according to a third embodiment of the present invention.
이에 의하면 상기 바람막이부(120)에 형성되는 바람 배출공(122)은 바람막이 개폐수단(200)에 의해 개폐된다. According to this, the
상기 바람막이 개폐수단(200)은 날개부(110)의 일면에 설치되는 모터(210)와, 상기 모터(210) 구동에 따라 회전하며 단부는 상기 바람막이부(120) 방향으로 돌출 지지되는 리드스크류(212)와, 상기 리드스크류(212)에 나사결합되는 이송너트(214)와, 상기 이송너트(214)가 지지되되 일단은 상기 바람막이부(120)의 내측면의 바람 배출공(122) 일측에 힌지결합되어 상기 이송너트(214)의 이동에 따라 바람 배출공(122)을 개폐하는 개폐구(216)로 이루어진다.The windshield opening/closing means 200 includes a
이하, 상기 바람막이 개폐수단(200)을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the windshield opening and closing means 200 will be described in detail.
우선 상기 모터(210)는 날개부(110)의 일면에 설치되며 제어기(미도시됨)에 의해 정회전 또는 역회전된다. 이때 상기 모터(210)는 일 예로 스테핑모터로 구성되며 이 역시 상기 날개부(110)의 일면 및 타면에 나사 등의 체결수단으로 고정된다. First, the
그리고 상기 모터(210)의 회전축에는 리드스크류(212)가 연결시 리드스크류(212)가 안정적으로 회전될 수 있도록 리드스크류(212)의 단부는 날개부(110)의 일면 전방으로 절곡되는 바람막이부(120)에 형성되는 지지공(121a)에 지지됨이 바람직하다. 이러한 리드스크류(212)는 이송너트(214)의 암나사산(214a)에 나사결합된다. 이때 상기 지지공(121a)은 바람막이부(120)를 가로지르며 설치되어 상기 개폐구(216)를 지지하는 지지띠(121)에 형성된다.And when the
이러한 구조는 모터(210)의 구동에 따라 상기 리드스크류(212)가 일방향(예를 들어 시계방향) 또는 타방향(예를 들어 반시계방향)으로 회전하면 이송너트(214)가 리드스크류(212)의 길이방향으로 전후진하게 된다. In this structure, when the
한편, 상기 바람막이부(120)에는 바람 배출공(122)이 형성되는데, 이러한 바람 배출공(122)은 예를 들어 도시된 바와 같이 상하로 긴 직사각 형상으로 이루어질 수 있지만, 정사각 또는 원형, 타원형 등 다양한 형상으로 이루어질 수도 있고, 이러한 바람 배출공(122)을 개폐가능하게 대칭되는 형상의 개폐구(216)가 구비됨이 바람직하다.On the other hand, the
이러한 개폐구(216)는 금속판재를 절곡하여 바람막이부(120)의 내측면에 밀착가능하게 구비된다. 특히 상기 개폐구(216)의 일단은 상기 날개부(110)에 인접한 부위에 일단부가 경첩(218)에 의해 회동가능하게 구비된다. This
이때 상기 개폐구(216)의 표면에는 리드스크류(212)가 관통되는 수평관통공(216a)이 관통 형성되고, 상기 개폐구(216)에는 상기 수평관통공(216a)과 동일한 방향으로 이송너트(214)의 수평 이동을 안내하는 가이드레일(217)이 구비된다. 이때, 상기 가이드레일(217)은 동일한 구조로서, 한쌍의 상부 가이드레일(217a)과 하부 가이드레일(217b)로 이루어진다.At this time, a horizontal through-
상기 상부 가이드레일(217a)에는 이송너트(214)의 상측을 지지하여 이탈을 방지하는 하향가이드홈(2177a)이 형성되고, 상기 하부 가이드레일(217b)에는 이송너트(214)의 하측을 지지하여 이탈을 방지하는 상향 가이드홈(2177b)이 형성된다. A
아울러 상기 이송너트(214)는 동일한 구조로서, 몸체의 상단과 하단에는 상기 하향가이드홈(2177a) 및 상향가이드홈(2177b)에 회동가능하게 끼워지는 원형단면을 갖는 상측 및 하측 축부(214a,214b)가 각각 돌출되어 상측 및 하측 베어링(215a,215b)이 각각 장착된다.In addition, the
이러한 구조에 의하면 상기 모터(210) 구동에 따라 상기 리드스크류(212)가 일방향(예를 들어 시계방향) 또는 타방향(예를 들어 반시계방향)으로 회전하면 이송너트(214)가 리드스크류(212)의 길이방향으로 전후진하면서 개폐구(216)를 밀거나 당기게 되어 경첩(218)을 중심으로 개폐구(216)를 회동시켜 바람 배출공(122)을 개폐시킨다. 이때 상기 이송너트(214)는 가이드레일(217) 내에서 위치가 가변되어 경첩(218)을 중심으로 개폐구(216)가 원활하게 회동한다.According to this structure, when the
그리고 상기 개폐구(216)의 표면에 수평으로 복수의 수평 보강대(216b)를 일체로 결합하여 강풍에 의해 날개부(110)가 꺾이거나 파손되는 것을 방지할 수 있다. 물론 상기 개폐구(216)의 표면에 수평 보강대(216b) 이외에도 수직으로 복수의 수직 보강대(216c)를 일체로 더 결합하여 강풍에 의해 날개부(110)가 꺾이거나 파손되는 것을 더욱 방지할 수 있다. And it is possible to prevent the
이에 의하면 상기 바람막이 개폐수단(200)의 모터(210)는 제어기에 의해 정회전 또는 역회전이 제어된다. 이때 제어기의 제어에 의해 모터(210)가 일방향(예를 들어 시계방향)으로 회전하면 개폐구(216)가 바람막이부(120)의 바람 배출공(122)을 폐쇄하고, 모터(210)가 타방향(예를 들어 반시계방향)으로 회전하면 바람막이부(120)의 바람 배출공(122)을 개방한다. According to this, the
이때 상기 제어기는 발전기(1) 또는 발전기의 지주에 구비함이 가능하다. 이러한 제어기는 발전기(1)에서 생성되는 발전전력을 공급받거나 별도의 구동전원을 사용할 수 있다.In this case, the controller may be provided on the generator 1 or the pole of the generator. Such a controller may receive power generated by the generator 1 or use a separate driving power source.
한편, 발전기의 허브 상단 또는 지주에는 바람세기를 측정하는 풍속센서(미도시됨)를 구비하여 제어기는 풍속센서로부터 실시간으로 바람세기를 입력받아 모터(210)의 정회전 또는 역회전 제어를 하여 개폐구(216)로 바람막이부(120)의 바람 배출공(122)을 개폐한다. 이때 제어기는 풍속센서에서 감지되는 바람세기가 설정 강풍세기값을 초과하면 상기 바람막이부(120)의 바람 배출공(122)을 개방하고, 설정 강풍세기값 이하이면 바람막이부(120)의 바람 배출공(122)을 폐쇄할 수 있다. 물론 제어기는 풍속센서에서 감지되는 바람세기에 비례하여 바람막이부(120)의 바람 배출공(122)의 개방면적을 제어하여 일정 속도로 블레이드(100)가 회전하도록 제어함도 가능하다.On the other hand, a wind speed sensor (not shown) for measuring the wind strength is provided at the top of the hub or the post of the generator, and the controller receives the wind strength from the wind speed sensor in real time and controls the forward or reverse rotation of the
아울러 제어기는 원격지의 관제센터의 관제서버(미도시됨)로부터 바람세기정보를 수신하여 모터(210)의 정회전 또는 역회전 제어를 하여 개폐구(216)로 바람막이부(120)의 바람 배출공(122)을 개폐할 수도 있다. 이 경우에도 풍속센서에 의한 제어방식과 마찬가지로 바람막이부(120)의 바람 배출공(122)의 개방면적을 제어할 수 있다. 이에 관제센터의 관제서버로부터 바람세기정보를 분석한 바람세기가 커지면 바람막이부(120)의 바람 배출공(122)의 개방면적도 커지도록 모터(210)를 제어한다. In addition, the controller receives the wind strength information from the control server (not shown) of the remote control center and controls the forward or reverse rotation of the
한편, 도 10은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 풍력발전기용 블레이드를 도시한 도면이다. Meanwhile, FIG. 10 is a view showing a blade for a wind power generator according to a fourth embodiment of the present invention.
이에 의하면 바람막이부(120)는 반원통형 이외에도 다각형관을 길이방향으로 절단한 형상으로 이루어질 수 있다. 즉 바람막이부(120)는 금속평판을 수직방향으로 일정간격을 유지하며 접힘선이 형성되도록 연속적으로 절곡하여서 이루어진다. According to this, the
그리고 상기 바람막이부(120)의 내측면에 밀착가능하게 구비되는 개폐구(216) 역시 반원통형 이외에도 상기 바람막이부(120)와 유사하게 다각형관을 길이방향으로 절단한 형상으로 이루어질 수 있다. 즉 개폐구(216)는 금속평판을 수직방향으로 일정간격을 유지하며 접힘선이 형성되도록 연속적으로 절곡하여서 이루어진다. In addition, the
한편, 도 11 내지 도 12는 본 발명의 제5 및 제6 실시 예에 따른 풍력발전기용 블레이드를 설명하기 위해 도시한 도면이다. Meanwhile, FIGS. 11 to 12 are diagrams illustrating a blade for a wind power generator according to the fifth and sixth embodiments of the present invention.
이에 의하면 본 발명의 풍력 발전 장치(1)는 지주(2)의 상단에 구비되는 허브(10)에 지지되는 블레이드(120)는 상하로 긴 형태의 제작이 가능하다. 이 경우 상기 상부 및 하부 마감판부(123,124) 사이에도 하나 이상의 중간판부(125)를 더 구비할 수 있다. 즉, 도 11에 도시된 바와 같이 상부 및 하부 마감판부(123,124) 사이에 하나의 중간판부(125)를 구비하거나 도 12에 도시된 바와 같이 상부 및 하부 마감판부(123,124) 사이에 2개의 중간판부(125)를 구비할 수 있다.According to this, in the wind power generator 1 of the present invention, the
또한, 도 13 및 도 14는 본 발명의 제7 실시 예에 따른 풍력발전기용 블레이드를 설명하기 위해 도시한 도면들이다. 13 and 14 are views illustrating a blade for a wind power generator according to a seventh embodiment of the present invention.
이에 의하면 블레이드(100)의 바람막이부(120)에 형성되는 바람 배출공(122)을 개폐하는 바람막이 개폐수단(200)은 상기 바람막이부(120) 내측면의 바람 배출공(122) 일측에 일단부가 힌지결합되어 바람 배출공(122)을 개폐하는 개폐구(216)와, 일단부는 날개부(110)의 일면 또는 바람막이부(120) 내부 일측에 힌지결합되고 타단부는 상기 개폐구(216)에 힌지결합되는 전동실린더(220)로 이루어진다.According to this, the windshield opening and closing means 200 for opening and closing the
이때 개폐구(216)는 금속판재를 절곡하여 바람막이부(120)의 내측면에 밀착가능하게 구비된다. 특히 상기 개폐구(216)의 일단은 상기 날개부(110)에 인접한 부위에 일단부가 경첩(218)에 의해 회동가능하게 구비된다. At this time, the
그리고 상기 전동실린더(220)는 실린더바디(221)와 로드(222)로 이루어지는 것으로 제어기의 제어에 따라 상기 로드(222)가 실린더바디(221)의 전방으로 돌출되거나 실린더바디(221) 내부로 후진하게 된다. And the
이러한 전동실린더(220)는 실린더바디(221)의 후단이 날개부(110)의 일면 또는 바람막이부(120) 내부 일측에 힌지결합되고, 로드(222)의 전단은 개폐구(216)에 힌지결합된다. 즉, 실린더바디(221)의 후단은 제1힌지부(221a)에 의해 날개부(110)의 일면 또는 바람막이부(120) 내부 일측에 힌지결합되고, 로드(222)의 전단은 제2힌지부(222a)에 의해 개폐구(216) 가운데에 힌지결합된다.In this
이와 같은 구조에 의하면 전동실린더(220)의 제어기의 제어에 의해 로드(222)가 전진하면 개폐구(216)가 바람막이부(120) 내측면의 바람 배출공(122)을 폐쇄하고, 로드(222)가 후진하면 개폐구(216)가 바람막이부(120) 내측면의 바람 배출공(122)을 개방할 수 있다.According to this structure, when the
한편, 도 15는 본 발명의 제8 실시 예에 따른 풍력발전기용 블레이드를 설명하기 위해 도시한 도면이다. On the other hand, Figure 15 is a view for explaining the blade for a wind power generator according to an eighth embodiment of the present invention.
이에 의하면 개폐구(216)의 표면에는 리드스크류(212)가 관통되는 수평관통공(216a)이 관통 형성되고, 상기 개폐구(216)에는 상기 수평관통공(216a)과 동일한 방향으로 이송너트(214)의 수평 이동을 안내하는 가이드레일(217)이 상기 개폐구(216)의 일면에 구비된다. 이때, 상기 가이드레일(217)을 따라 이송너트(214)가 수평이동하게 되는데 리드스크류(212)는 물론 수평관통공(216a)과 가이드레일(217)에 먼지가 쌓이게 되면 이송너트(214)와 리드스크류(212)의 원활한 이동이 어렵다. 이를 해소하기 위해 상기 개폐구(216)의 일면에 구비되는 가이드레일(217)의 전면에는 제1브러쉬(2166)이 구비되고, 상기 개폐구(216)의 타면에는 수평관통공(216a)을 따라 제2브러쉬(2167)이 구비된다. According to this, a horizontal through
이때 상기 가이드레일(217)은 동일한 구조로서, 한쌍의 상부 가이드레일(217a)과 하부 가이드레일(217b)로 이루어진다.At this time, the
그리고 상기 제1브러쉬(2166)는 띠 형상으로 이루어져 상부 가이드레일(217a)에 고정되는 제1고정부(2166a)와, 상기 제1고정부(2166a)의 하부로 형성되어 상기 상부 가이드레일(217a)과 하부 가이드레일(217b) 사이를 가리는 제1솔부(2166a)로 이루어진다.In addition, the
아울러 상기 제2브러쉬(2167)는 띠 형상으로 이루어져 상기 개폐구(216)의 타면에 형성되는 수평관통공(216a)의 상측에 고정되는 제2고정부(2167a)와, 상기 제2고정부(2167a)의 하부로 형성되어 상기 수평관통공(216a)을 가리는 제2솔부(2166a)로 이루어진다.In addition, the
이러한 제1브러쉬(2166) 및 제2브러쉬(2167)에 의해 외부의 먼지나 이물질이 수평관통공(216a)과 가이드레일(217) 내부로 유입되는 것을 방지함은 물론 리드스크류(212) 표면의 나사산에 달라붙은 이물질을 제거(또는 세척)이 가능해 개폐구(216)의 개폐 작동시 수평관통공(216a)과 가이드레일(217)을 따라 이송너트(214)와 리드스크류(212)가 원활하게 이동할 수 있고 이로 인해 개폐구(216)의 개폐 작동을 원활하게 제어할 수 있다. The
이상과 같이 본 발명의 실시 예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등의 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미친다.Although the embodiment of the present invention has been described in detail as described above, the scope of the present invention is not limited thereto, and the scope of the present invention extends to the scope of substantially equivalent to the embodiment of the present invention.
1: 발전기 10: 허브
100: 블레이드 110: 날개부
112: 통기공 120: 바람막이부
122: 바람 배출공 200: 바람막이 개폐수단
210: 제1 모터 212: 제1 리드스크류
214: 제1 이송너트 216: 제1 개폐구
220: 전동실린더 221: 실린더바디
222: 로드1: Generator 10: Hub
100: blade 110: wing
112: vent 120: windshield
122: wind exhaust hole 200: windshield opening and closing means
210: first motor 212: first lead screw
214: first transfer nut 216: first opening and closing port
220: electric cylinder 221: cylinder body
222: load
Claims (8)
상기 날개부(110)는 표면에 공기가 통과하는 하나 이상의 통기공(112)이 형성되고, 상기 바람막이부(120)의 표면에는 바람 배출공(122)이 형성되고, 상기 바람 배출공(122)은 바람막이 개폐수단(200)에 의해 개폐되며;
상기 바람막이 개폐수단(200)은 날개부(110)의 일면에 설치되는 모터(210)와, 상기 모터(210) 구동에 따라 회전하며 단부는 상기 바람막이부(120) 방향으로 돌출 지지되는 리드스크류(212)와, 상기 리드스크류(212)에 나사결합되는 이송너트(214)와, 상기 이송너트(214)가 지지되되 일단은 상기 바람막이부(120)의 내측면의 바람 배출공(122) 일측에 힌지결합되어 상기 이송너트(214)의 이동에 따라 바람 배출공(122)을 개폐하는 개폐구(216)로 이루어지며;
상기 개폐구(216)의 표면에는 리드스크류(212)가 관통되는 수평관통공(216a)이 관통 형성되고, 상기 개폐구(216)에는 상기 수평관통공(216a)과 동일한 방향으로 이송너트(214)의 수평 이동을 안내하는 가이드레일(217)이 상기 개폐구(216)의 일면에 구비되며,
상기 개폐구(216)의 일면에 구비되는 가이드레일(217)의 전면에는 제1브러쉬(2166)가 구비되고, 상기 개폐구(216)의 타면에는 수평관통공(216a)을 따라 제2브러쉬(2167)가 구비되는 것을 특징으로 하는 하는 풍력발전기용 블레이드.
The wing part 110 made of a plate shape to guide the wind, and one end of the wing part 110 is bent in the direction of one surface of the wing part 110 so that the wind guided to one surface of the wing part 110 is formed. In the blade 100 including the gathering windshield 120,
One or more vent holes 112 through which air passes are formed on the wing portion 110, and the wind exhaust hole 122 is formed on the surface of the windshield 120, and the wind exhaust hole 122. is opened and closed by the windshield opening and closing means 200;
The windshield opening/closing means 200 includes a motor 210 installed on one surface of the wing part 110, and a lead screw that rotates according to the driving of the motor 210 and has an end supported by protruding in the direction of the windshield 120 ( 212), a transfer nut 214 screwed to the lead screw 212, and the transfer nut 214 are supported, but one end of the wind outlet hole 122 of the inner surface of the windshield 120 is on one side. It is hinged and consists of an opening and closing port 216 for opening and closing the wind exhaust hole 122 according to the movement of the transfer nut 214;
A horizontal through hole 216a through which the lead screw 212 passes is formed through the surface of the opening 216, and the transfer nut 214 is formed in the opening 216 in the same direction as the horizontal through hole 216a. A guide rail 217 for guiding horizontal movement is provided on one surface of the opening 216,
A first brush 2166 is provided on the front surface of the guide rail 217 provided on one surface of the opening 216, and the second brush 2167 is provided on the other surface of the opening 216 along the horizontal through hole 216a. A blade for a wind power generator, characterized in that it is provided.
상기 날개부(110)의 통기공(112)은 날개부(110)의 타단 방향으로 편중되게 직사각형 또는 원형으로 하나 이상 관통 형성되는 것을 특징으로 하는 풍력발전기용 블레이드.
The method of claim 1,
The vent 112 of the wing part 110 is a blade for a wind power generator, characterized in that one or more penetrating rectangular or circular shapes to be biased in the direction of the other end of the wing part 110 .
상기 가이드레일(217)은 상부 가이드레일(217a)과 하부 가이드레일(217b)로 이루어지고,
상기 제1브러쉬(2166)는 띠 형상으로 이루어져 상부 가이드레일(217a)에 고정되는 제1고정부(2166a)와, 상기 제1고정부(2166a)의 하부로 형성되어 상기 상부 가이드레일(217a)과 하부 가이드레일(217b) 사이를 가리는 제1솔부(2166a)로 이루어지며,
상기 제2브러쉬(2167)는 띠 형상으로 이루어져 상기 개폐구(216)의 타면에 형성되는 수평관통공(216a)의 상측에 고정되는 제2고정부(2167a)와, 상기 제2고정부(2167a)의 하부로 형성되어 상기 수평관통공(216a)을 가리는 제2솔부(2166a)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 풍력발전기용 블레이드.
The method of claim 1,
The guide rail 217 is composed of an upper guide rail 217a and a lower guide rail 217b,
The first brush 2166 is formed in a band shape and is formed with a first fixing part 2166a fixed to the upper guide rail 217a, and a lower part of the first fixing part 2166a, and the upper guide rail 217a. and a first brush portion 2166a that covers between the and the lower guide rail 217b,
The second brush 2167 is formed in a band shape and includes a second fixing part 2167a fixed to the upper side of the horizontal through-hole 216a formed on the other surface of the opening/closing opening 216, and the second fixing part 2167a. A blade for a wind power generator, characterized in that it is formed under the second brush portion (2166a) to cover the horizontal through-hole (216a).
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