KR102545919B1 - Wind turbine apparatus - Google Patents

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KR102545919B1 KR1020220034793A KR20220034793A KR102545919B1 KR 102545919 B1 KR102545919 B1 KR 102545919B1 KR 1020220034793 A KR1020220034793 A KR 1020220034793A KR 20220034793 A KR20220034793 A KR 20220034793A KR 102545919 B1 KR102545919 B1 KR 102545919B1
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Abstract

A wind turbine apparatus is disclosed, which has high power generation efficiency at increasing wind speeds and has improved maneuverability at low wind speeds. According to one aspect of the present invention, provided is a wind turbine apparatus comprising a rotating shaft extending vertically and rotatably installed, a plurality of blades coupled to the rotating shaft so as to be rotated by the drag resulting from the action of wind and accelerated by the lift generated during rotation, a support interposed between the blades and the rotating shaft and coupled to the blades and the rotating shaft, and blade grooves recessed in the blades to increase the drag for rotation of the blades.

Description

풍력 터빈 장치{WIND TURBINE APPARATUS}Wind turbine device {WIND TURBINE APPARATUS}

본 발명은 풍력 터빈 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wind turbine device.

풍력 발전은 풍력을 이용해 블레이드를 회전시켜 이에 따라 발전기를 구동함으로써 전기 에너지를 생산하는 발전 방식을 말한다.Wind power generation refers to a power generation method in which electric energy is produced by rotating blades using wind power and driving a generator accordingly.

이와 같은 풍력 발전을 위한 발전기의 종류에는 수평축형 풍력 발전기와 수직축형 풍력 발전기가 있으며, 이 중 수직축형 풍력 발전기는 항력형과 양력형으로 구분된다.Types of generators for wind power generation include a horizontal-axis wind power generator and a vertical-axis wind power generator, and among them, the vertical axis wind power generator is divided into a drag type and a lift type.

여기서 항력형은 기동이 쉬운 반면 풍속 증가에 따른 발전 효율이 낮고, 양력형은 풍속 증가에 따른 발전 효율이 높으나 낮은 풍속에서 기동이 어렵다는 문제점이 있다.Here, the drag type is easy to maneuver, but has low power generation efficiency according to an increase in wind speed, and the lift type has a high power generation efficiency according to an increase in wind speed, but has a problem in that it is difficult to maneuver at low wind speed.

따라서 풍속 증가에 따른 발전 효율이 높으면서도 낮은 풍속에서의 기동 성능을 향상시킨 수직축형 풍력 발전기에 대한 개발 필요성이 있다.Therefore, there is a need to develop a vertical-axis wind turbine having high power generation efficiency according to an increase in wind speed and improved starting performance at a low wind speed.

대한민국 공개특허공보 제10-2019-0010505호 (2019.01.30. 공개)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2019-0010505 (2019.01.30. Publication)

본 발명은 풍속 증가에 따른 발전 효율이 높으면서도 낮은 풍속에서의 기동 성능을 향상시킨 풍력 터빈 장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a wind turbine device having high power generation efficiency according to an increase in wind speed and improved starting performance at a low wind speed.

본 발명의 일 측면에 따르면, 수직으로 연장되어 회전 가능하게 설치되는 회전축, 회전축과 결합되어 풍력 작용에 따른 항력에 의해 회전하고 회전 시 발생되는 양력에 의해 가속되는 복수의 블레이드, 블레이드와 회전축 사이에 개재되어 블레이드 및 회전축과 결합되는 지지대, 및 블레이드의 회전을 위한 항력을 증가 가능하도록 블레이드에 함입되어 형성되는 블레이드홈을 포함하는 풍력 터빈 장치가 제공된다.According to one aspect of the present invention, a rotational shaft extending vertically and rotatably installed, a plurality of blades coupled to the rotational shaft to rotate by drag due to wind action and accelerated by lift generated during rotation, between the blade and the rotational shaft There is provided a wind turbine device including a support interposed and coupled to a blade and a rotating shaft, and a blade groove formed by being embedded in the blade to increase drag for rotation of the blade.

블레이드는 에어포일(air foil) 형상의 단면을 갖고 길이 방향으로 만곡되어 연장될 수 있다.The blade may have an air foil-shaped cross section and be bent and extended in the longitudinal direction.

블레이드홈은 복수로 마련되어 블레이드와 지지대의 결합부를 기준으로 블레이드의 회전축에 내향하는 내향면의 상하부에 배치될 수 있다.A plurality of blade grooves may be provided on upper and lower portions of an inward surface facing inward to a rotating shaft of the blade based on a coupling portion between the blade and the support.

블레이드홈은 블레이드의 선단부 측에서 형성되어 블레이드의 후단부 측으로 연장되되 블레이드의 중심부를 향해 기울지게 배치될 수 있다.The blade groove is formed at the front end of the blade and extends toward the rear end of the blade, but may be inclined toward the center of the blade.

블레이드홈은 일측에 제1 경사 방향으로 기울어져 풍력 작용을 받는 제1 경사면, 및 블레이드의 후방으로부터 제1 경사면으로 바람을 유도 가능하도록 타측에 제1 경사 방향과 상이한 제2 경사 방향으로 기울어져 형성되는 제2 경사면을 포함할 수 있다.The blade groove is formed on one side inclined in a first inclined direction and inclined in a second inclined direction different from the first inclined direction so as to induce wind from the rear of the blade to the first inclined surface and receives wind action. It may include a second inclined surface to be.

제1 경사면은 제2 경사면과 단부에서 접하고 제2 경사면보다 경사 길이가 짧게 형성될 수 있다.The first inclined surface may be in contact with the second inclined surface at an end and have a shorter inclined length than the second inclined surface.

제1 경사면은 제1 경사 방향에 대해 제1 경사 방향과 상이한 제3 경사 방향으로 기울어져 형성되는 제3 경사면, 및 제3 경사면과 단부에서 접하고 제3 경사 방향과 상이한 제4 경사 방향으로 기울어져 형성되는 제4 경사면을 포함할 수 있다.The first inclined surface is inclined with respect to the first inclined direction in a third inclined surface formed by inclining in a third inclined direction different from the first inclined direction, and in a fourth inclined direction contacting the third inclined surface at an end and different from the third inclined direction, A fourth inclined surface may be formed.

제3 경사면 및 제4 경사면은 내측 또는 외측으로 만곡되어 곡면을 형성할 수 있다.The third inclined surface and the fourth inclined surface may be curved inward or outward to form a curved surface.

블레이드홈은 블레이드의 회전축에 외향하는 외향면에 배치되고 블레이드의 길이 방향을 따라 연장되되 블레이드의 후단부를 향해 절곡되거나 만곡될 수 있다.The blade groove is disposed on an outward surface facing outward to the rotational axis of the blade, extends along the length of the blade, and may be bent or curved toward the rear end of the blade.

블레이드 회전 시 블레이드홈에 의해 발생되는 항력을 감소 가능하도록 블레이드의 선단부 측에 배치되는 복수의 딤플홈을 더 포함할 수 있다It may further include a plurality of dimple grooves disposed on the front end side of the blade to reduce drag generated by the blade groove during blade rotation.

본 발명에 따르면, 풍속 증가에 따른 발전 효율이 높으면서도 낮은 풍속에서의 기동 성능을 향상시킨 풍력 터빈 장치를 제공 가능하다.According to the present invention, it is possible to provide a wind turbine device having improved startup performance at a low wind speed while generating high power generation efficiency according to an increase in wind speed.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 터빈 장치를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 터빈 장치의 블레이드를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 터빈 장치의 블레이드홈의 실시예들을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 터빈 장치의 블레이드의 외향면에 형성되는 블레이드홈의 실시예들을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 터빈 장치에 복수의 딤플홈이 배치된 상태를 나타낸 사시도.1 is a perspective view showing a wind turbine device according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a view showing a blade of a wind turbine device according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing embodiments of blade grooves of a wind turbine device according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing embodiments of blade grooves formed on an outward surface of a blade of a wind turbine device according to an embodiment of the present invention.
5 is a perspective view illustrating a state in which a plurality of dimple grooves are disposed in a wind turbine device according to an embodiment of the present invention;

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 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. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Since the present invention can apply various transformations and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, it should be understood that this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and includes all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of related known technologies may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "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.Terms used in this application 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 dictates otherwise. In this application, terms such as "comprise" or "having" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that it does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

이하, 본 발명에 따른 풍력 터빈 장치(100)를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, the wind turbine device 100 according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Description is omitted.

본 실시예에 따르면, 도 1에 도시된 바와 같이, 수직으로 연장되어 회전 가능하게 설치되는 회전축(120), 회전축(120)과 결합되어 풍력 작용에 따른 항력에 의해 회전하고 회전 시 양력에 의해 가속되는 복수의 블레이드(140), 블레이드(140)와 회전축(120) 사이에 개재되어 블레이드(140) 및 회전축(120)과 결합되는 지지대(180), 및 블레이드(140)의 회전을 위한 항력을 증가 가능하도록 블레이드(140)에 함입되어 형성되는 블레이드홈(160)을 포함하는 풍력 터빈 장치(100)가 제공된다.According to this embodiment, as shown in FIG. 1, the rotating shaft 120 extending vertically and rotatably installed, coupled to the rotating shaft 120 rotates by the drag force due to the action of the wind and is accelerated by the lift force during rotation. A plurality of blades 140, a support 180 interposed between the blades 140 and the rotational shaft 120 and coupled to the blades 140 and the rotational shaft 120, and increasing the drag for rotation of the blades 140 There is provided a wind turbine device 100 including a blade groove 160 formed by being embedded in the blade 140 to be possible.

이와 같은 본 실시예에 따르면, 블레이드홈(160)이 형성된 블레이드(140)를 통해 풍속 증가에 따른 발전 효율이 높으면서도 낮은 풍속에서의 기동 성능을 향상시킨 풍력 터빈 장치(100)를 제공하는 것이 가능하다.According to this embodiment, it is possible to provide a wind turbine device 100 having improved startup performance at a low wind speed while having high power generation efficiency according to an increase in wind speed through the blade 140 having the blade groove 160 formed thereon. do.

이하 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 실시예에 따른 풍력 터빈 장치(100)의 각 구성에 대하여 설명하도록 한다.Hereinafter, each configuration of the wind turbine device 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 5 .

회전축(120)은 도 1에 도시된 바와 같이, 수직으로 연장되어 회전 가능하게 설치될 수 있다.As shown in FIG. 1 , the rotating shaft 120 may be vertically extended and rotatably installed.

이 경우 회전축(120)이 회전됨에 따라 발전기를 구동시켜 전기 에너지가 발생될 수 있게 된다.In this case, as the rotating shaft 120 rotates, a generator is driven to generate electrical energy.

복수의 블레이드(140)는 도 1에 도시된 바와 같이, 회전축(120)과 결합되어 풍력 작용에 따른 항력에 의해 회전하고 회전 시 발생되는 양력에 의해 가속될 수 있다.As shown in FIG. 1 , the plurality of blades 140 may be coupled to the rotating shaft 120 to rotate by drag caused by wind action and be accelerated by lift generated during rotation.

다시 말해 복수의 블레이드(140)는 풍력에 의해 기동되어 회전하되(도 1 내 화살표 참조), 회전하는 동안 발생되는 양력에 의해 가속될 수 있으며 이에 따라 풍속 증가 시 회전수가 증가되므로 발전 효율이 증가될 수 있다.In other words, the plurality of blades 140 are driven and rotated by wind power (refer to the arrow in FIG. 1 ), but can be accelerated by the lift generated during rotation, and thus the rotation speed increases when the wind speed increases, so the power generation efficiency increases. can

보다 구체적으로 블레이드(140)는 도 2에 도시된 바와 같이, 에어포일(air foil) 형상의 단면을 갖고 길이 방향으로 만곡되어 연장될 수 있다.More specifically, as shown in FIG. 2 , the blade 140 may have an air foil-shaped cross section and be curved in the longitudinal direction and extended.

블레이드(140)는 에어포일 형상의 단면을 가지므로, 베르누이의 정리에 따라 공기 역학적으로 양력을 받을 수 있으며, 이 때 양력의 분력이 회전 운동 방향으로 작용하게 되어 블레이드(140)가 가속될 수 있다.Since the blade 140 has an airfoil-shaped cross section, it can receive lift aerodynamically according to Bernoulli's theorem. .

또한 블레이드(140)는 길이 방향으로 만곡되어 연장되므로, 직선 거리를 기준으로 평탄면일 경우와 대비해 풍력이 작용할 수 있는 표면적이 증가될 수 있다.In addition, since the blade 140 is curved and extended in the longitudinal direction, the surface area on which wind power can act may be increased compared to the case of a flat surface based on a straight line distance.

지지대(180)는 도 1에 도시된 바와 같이, 블레이드(140)와 회전축(120) 사이에 개재되어 블레이드(140) 및 회전축(120)과 결합될 수 있다.As shown in FIG. 1 , the support 180 may be interposed between the blade 140 and the rotating shaft 120 and coupled to the blade 140 and the rotating shaft 120 .

즉 지지대(180)는 블레이드(140) 및 회전축(120)과 각각 결합되어 블레이드(140)를 회전축(120)에 결합시킴으로써 복수의 블레이드(140)의 회전에 따라 회전축(120)이 회전되도록 할 수 있다.That is, the support 180 is coupled to the blade 140 and the rotating shaft 120, respectively, so that the rotating shaft 120 rotates according to the rotation of the plurality of blades 140 by coupling the blade 140 to the rotating shaft 120. there is.

보다 구체적으로 지지대(180)는 일단부가 회전축(120)과 결합되고 회전축(120)으로부터 연장되어 타단부가 블레이드(140)의 회전축(120)에 내향한 내향면(142)에 결합될 수 있다.More specifically, the support 180 has one end coupled to the rotation shaft 120 and extending from the rotation shaft 120 so that the other end is coupled to the inward facing surface 142 facing the rotation shaft 120 of the blade 140. Can be.

블레이드홈(160)은 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 블레이드(140)의 회전을 위한 항력을 증가 가능하도록 블레이드(140)에 함입되어 형성될 수 있다.As shown in FIGS. 1 to 4 , the blade groove 160 may be formed by being embedded in the blade 140 to increase drag for rotation of the blade 140 .

다시 말해 블레이드홈(160)이 블레이드(140)에 함입되어 형성됨으로써 블레이드홈(160)으로 풍력이 작용해 블레이드(140)의 회전 기동 및 추진을 위한 항력이 증가될 수 있다.In other words, since the blade grooves 160 are formed by being embedded in the blades 140, wind power acts on the blade grooves 160 to increase drag for rotational maneuvering and propulsion of the blades 140.

블레이드홈(160)은 도 2에 도시된 바와 같이, 복수로 마련되어 블레이드(140)와 지지대(180)의 결합부를 기준으로 블레이드(140)의 회전축(120)에 내향하는 내향면(142)의 상하부에 배치될 수 있다.As shown in FIG. 2, the plurality of blade grooves 160 are provided on the upper and lower portions of the inward surface 142 facing inward to the rotating shaft 120 of the blade 140 based on the joint between the blade 140 and the support 180. can be placed in

즉 블레이드(140)와 내향면(142)에서 결합되는 지지대(180)에 의해 내향면(142)에의 풍력 작용이 감소될 수 있으므로, 블레이드(140)의 내향면(142)에 형성되는 블레이드홈(160)을 통해 블레이드(140)의 내향면(142)에의 풍력 작용이 증가될 수 있다.That is, since the wind action on the inward surface 142 can be reduced by the support 180 coupled to the blade 140 and the inward surface 142, the blade groove formed on the inward surface 142 of the blade 140 ( Via 160, the force action of the wind force on the inward facing surface 142 of the blade 140 can be increased.

블레이드홈(160)은 도 2에 도시된 바와 같이, 블레이드(140)의 선단부 측에서 형성되어 블레이드(140)의 후단부 측으로 연장되되 블레이드(140)의 중심부를 향해 기울지게 배치될 수 있다.As shown in FIG. 2 , the blade groove 160 is formed at the front end of the blade 140 and extends toward the rear end of the blade 140, but may be inclined toward the center of the blade 140.

여기서 블레이드(140)의 선단부 및 후단부는, 블레이드(140)의 회전 방향을 기준한 것으로서, 각각 블레이드(140)의 에어포일 형상 단면을 기준으로 앞전(leading edge) 부분 및 뒷전(tailing edge) 부분을 의미하는 것으로 이해될 수 있다.Here, the front and rear ends of the blade 140 are based on the rotational direction of the blade 140, and each has a leading edge and a tailing edge based on the airfoil-shaped cross section of the blade 140. can be understood as meaning

블레이드홈(160)이 블레이드(140)의 선단부 측에서 형성되어 블레이드(140)의 후단부 측으로 연장되되 블레이드(140)의 중심부를 향해 기울지게 배치됨으로써, 블레이드홈(160)은 블레이드(140)의 상측방 또는 하측방에서 불어 들어오는 바람에 의한 풍력을 효과적으로 받을 수 있게 된다.The blade groove 160 is formed at the front end side of the blade 140 and extends toward the rear end side of the blade 140 but is inclined toward the center of the blade 140, so that the blade groove 160 is It is possible to effectively receive wind power by wind blowing from the upper side or the lower side.

블레이드홈(160)은 도 2에 도시된 바와 같이, 일측에 제1 경사 방향으로 기울어져 풍력 작용을 받는 제1 경사면(162), 및 블레이드(140)의 후방으로부터 제1 경사면(162)으로 바람을 유도 가능하도록 타측에 제1 경사 방향과 상이한 제2 경사 방향으로 기울어져 형성되는 제2 경사면(164)을 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2, the blade groove 160 has a first inclined surface 162 inclined in a first inclined direction on one side to receive wind action, and wind from the rear of the blade 140 to the first inclined surface 162. It may include a second inclined surface 164 formed inclined in a second inclined direction different from the first inclined direction on the other side so as to induce the.

즉 제2 경사면(164)이 블레이드(140)의 후방으로부터 불어 들어오는 바람을 제1 경사면(162)으로 유도하여 제1 경사면(162)이 풍력 작용을 받게 되므로 이에 따라 블레이드(140) 회전을 위한 항력이 증가될 수 있다(도 2의 C-C' 단면도 상 화살표 참조).That is, since the second inclined surface 164 induces the wind blowing from the rear of the blade 140 to the first inclined surface 162, the first inclined surface 162 is subjected to a wind action, and accordingly, the drag force for rotating the blade 140 can be increased (see the arrow on the C-C' cross section in FIG. 2).

제1 경사면(162)은 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 경사면(164)과 단부에서 접하고 제2 경사면(164)보다 경사 길이가 짧게 형성될 수 있다.As shown in FIG. 2 , the first inclined surface 162 may be in contact with the second inclined surface 164 at an end and have a shorter inclined length than the second inclined surface 164 .

다시 말해 제2 경사면(164)은 제1 경사면(162)보다 경사 길이가 길게 형성되어 바람을 제1 경사면(162)으로 보다 효과적으로 유도할 수 있고, 제1 경사면(162)은 이와 같은 제2 경사면(164)보다 경사 길이가 짧게 형성되어 제2 경사면(164)을 통해 유입된 바람에 저항하는 턱을 형성하여 풍력 작용을 받을 수 있게 된다.In other words, the second inclined surface 164 is formed to have a longer inclined length than the first inclined surface 162, so that wind can be more effectively guided to the first inclined surface 162, and the first inclined surface 162 is such a second inclined surface. The inclined length is formed shorter than that of (164) to form a chin resisting the wind introduced through the second inclined surface 164, so that wind action can be received.

제1 경사면(162)은 도 3(a)에 도시된 바와 같이, 제1 경사 방향에 대해 제1 경사 방향과 상이한 제3 경사 방향으로 기울어져 형성되는 제3 경사면(166), 및 제3 경사면(166)과 단부에서 접하고 제3 경사 방향과 상이한 제4 경사 방향으로 기울어져 형성되는 제4 경사면(168)을 포함할 수 있다.As shown in FIG. 3(a), the first inclined surface 162 includes a third inclined surface 166 formed by being inclined with respect to the first inclined direction in a third inclined direction different from the first inclined direction, and a third inclined surface It may include a fourth inclined surface 168 that is in contact with 166 at an end and inclined in a fourth inclined direction different from the third inclined direction.

이 경우 제1 경사면(162)은 제1 경사 방향에 대해 서로 상이한 제3 경사 방향 및 제4 경사방향으로 기울져 형성되는 제3 경사면(166) 및 제4 경사면(168)을 포함함으로써 보다 다양한 방향에서 불어 들어오는 바람에 의한 풍력을 효과적으로 받을 수 있게 된다.In this case, the first inclined surface 162 includes a third inclined surface 166 and a fourth inclined surface 168 formed by being inclined in a third inclined direction and a fourth inclined direction that are different from each other with respect to the first inclined direction, so that the first inclined surface 162 includes a more diverse direction. It can effectively receive wind power by the wind blowing from the wind.

제3 경사면(166) 및 제4 경사면(168)은 도 3(b) 또는 도 3(c)에 도시된 바와 같이, 내측 또는 외측으로 만곡되어 곡면을 형성할 수 있다.As shown in FIG. 3(b) or 3(c), the third inclined surface 166 and the fourth inclined surface 168 may be curved inward or outward to form a curved surface.

제3 경사면(166) 및 제4 경사면(168)이 내측으로 만곡되어 곡면을 형성하는 경우 제1 경사면(162)으로 유입된 바람이 효과적으로 수렴되어 제1 경사면(162)에 작용될 수 있다.When the third inclined surface 166 and the fourth inclined surface 168 are curved inward to form a curved surface, the wind introduced into the first inclined surface 162 can effectively converge and act on the first inclined surface 162 .

또한, 제3 경사면(166) 및 제4 경사면(168)이 외측으로 만곡되어 곡면을 형성하는 경우 제1 경사면(162)은 풍력의 작용을 받음과 동시에 블레이드(140) 회전 시 블레이드홈(160)에 의해 발생되어 회전 반대 방향으로 작용하는 항력을 감소시킬 수 있게 된다.In addition, when the third inclined surface 166 and the fourth inclined surface 168 are curved outward to form a curved surface, the first inclined surface 162 receives the action of wind power and at the same time the blade groove 160 rotates when the blade 140 rotates. It is possible to reduce the drag force generated by and acting in the direction opposite to the rotation.

블레이드홈(160)은 도 4(b) 또는 도 4(c)에 도시된 바와 같이, 블레이드(140)의 회전축(120)에 외향하는 외향면(144)에 배치되고 블레이드(140)의 길이 방향을 따라 연장되되 블레이드(140)의 후단부를 향해 절곡 또는 만곡될 수 있다.As shown in FIG. 4(b) or 4(c), the blade groove 160 is disposed on an outward surface 144 facing outward to the rotating shaft 120 of the blade 140 and is disposed in the longitudinal direction of the blade 140. It extends along but may be bent or curved toward the rear end of the blade 140 .

즉 블레이드(140)의 외향면(144)의 경우 내향면(142)과 달리 지지대(180)와의 결합과 같은 방해 요소가 없으므로 블레이드홈(160)은 블레이드(140)의 길이 방향을 따라 연장되되, 전술한 바와 같이 블레이드(140)의 상측방 또는 하측방에서 불어 들어오는 바람에 의한 풍력을 효과적으로 받을 수 있도록 블레이드(140)의 후단부를 향해 절곡되거나 만곡될 수 있다.That is, in the case of the outward surface 144 of the blade 140, unlike the inward surface 142, there is no interfering factor such as coupling with the support 180, so the blade groove 160 extends along the length direction of the blade 140, As described above, the blade 140 may be bent or curved toward the rear end of the blade 140 so as to effectively receive wind power by wind blowing from the upper side or the lower side.

복수의 딤플홈(170)은 도 5에 도시된 바와 같이, 블레이드(140) 회전 시 블레이드홈(160)에 의해 발생되는 항력을 감소 가능하도록 블레이드(140)의 선단부 측에 배치될 수 있다.As shown in FIG. 5 , the plurality of dimple grooves 170 may be disposed at the front end side of the blade 140 to reduce drag generated by the blade groove 160 when the blade 140 rotates.

이 경우 블레이드홈(160)은 블레이드(140) 회전 시 회전 반대 방향으로 작용하는 항력을 발생시킬 수 있으므로, 복수의 딤플홈(170)이 블레이드홈(160)의 선단부 측에 배치되어 블레이드(140) 회전 시 선단부로부터 와류를 형성함으로써 블레이드홈(160)에 의해 발생되는 항력을 감소시킬 수 있게 된다.In this case, since the blade groove 160 can generate drag acting in the opposite direction of rotation when the blade 140 rotates, a plurality of dimple grooves 170 are disposed at the front end side of the blade groove 160 to prevent the blade 140 from rotating. It is possible to reduce drag generated by the blade groove 160 by forming a vortex from the front end during rotation.

딤플홈(170)은 도 5에 도시된 바와 같이, 육각 형상의 단면을 가질 수 있으며, 이에 따라 배치되는 공간을 높은 비율로 채울 수 있으면서도, 배치되는 블레이드(140) 부분의 외부 충격에 대한 강성을 높일 수 있게 된다.As shown in FIG. 5 , the dimple groove 170 may have a hexagonal cross-section, thereby filling the space where it is placed at a high rate, while maintaining the stiffness of the blade 140 to external impact. can be raised

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.Although one embodiment of the present invention has been described above, those skilled in the art can add, change, delete, or add components within the scope not departing from the spirit of the present invention described in the claims. The present invention can be variously modified and changed by the like, and this will also be said to be included within the scope of the present invention.

100: 풍력 터빈 장치
120: 회전축
140: 블레이드
142: 내향면
144: 외향면
160: 블레이드홈
162: 제1 경사면
164: 제2 경사면
166: 제3 경사면
168: 제4 경사면
170: 딤플홈
180: 지지대100: wind turbine device
120: axis of rotation
140: blade
142: inward face
144: outward facing
160: blade groove
162: first slope
164: second slope
166: third slope
168: fourth slope
170: dimple home
180: support

Claims (10)

수직으로 연장되어 회전 가능하게 설치되는 회전축;
상기 회전축과 결합되어 풍력 작용에 따른 항력에 의해 회전하고 회전 시 발생되는 양력에 의해 가속되는 복수의 블레이드;
상기 블레이드와 상기 회전축 사이에 개재되어 상기 블레이드 및 상기 회전축과 결합되는 지지대; 및
상기 블레이드의 회전을 위한 항력을 증가 가능하도록 상기 블레이드에 함입되어 형성되는 블레이드홈을 포함하고,
상기 블레이드는,
에어포일(air foil) 형상의 단면을 갖고 길이 방향으로 만곡되어 연장되고,
상기 지지대는, 복수로 마련되어 상기 블레이드의 상기 회전축에 내향하는 내향면에 결합되고,
상기 블레이드홈은,
상기 지지대에 의해 감소 가능한 상기 내향면에의 풍력 작용을 증가시키도록, 복수로 마련되어 상기 내향면에 배치되되 상기 블레이드와 상기 지지대의 결합부를 기준으로 상하로 배치되는 제1 블레이드홈; 및
한 쌍으로 마련되어 상기 블레이드의 상기 회전축에 외향하는 외향면의 상하부에 배치되고 상기 블레이드의 길이 방향을 따라 연장되되 상기 제1 블레이드홈보다 길게 연장되는 제2 블레이드홈을 포함하고,
상기 블레이드홈은,
상기 블레이드의 선단부 측에서 형성되어 상기 블레이드의 후단부 측으로 연장되되 상기 블레이드의 중심부를 향해 기울어지게 배치되고,
상기 블레이드홈은,
일측에 제1 경사 방향으로 기울어져 풍력 작용을 받는 제1 경사면; 및
상기 블레이드의 후방으로부터 상기 제1 경사면으로 바람을 유도 가능하도록 타측에 상기 제1 경사 방향과 상이한 제2 경사 방향으로 기울어져 형성되는 제2 경사면을 포함하고,
상기 제1 경사면은,
상기 제1 경사 방향에 대해 상기 제1 경사 방향과 상이한 제3 경사 방향으로 기울어져 형성되는 제3 경사면; 및
상기 제3 경사면과 단부에서 접하고 상기 제3 경사 방향과 상이한 제4 경사 방향으로 기울어져 형성되는 제4 경사면을 포함하는, 풍력 터빈 장치.
A rotating shaft extending vertically and rotatably installed;
A plurality of blades that are coupled to the rotating shaft, rotate by drag caused by wind action, and are accelerated by lift generated during rotation;
a support interposed between the blade and the rotating shaft and coupled to the blade and the rotating shaft; and
And a blade groove formed by being embedded in the blade to increase the drag for rotation of the blade,
the blade,
It has an air foil-shaped cross section and is curved and extended in the longitudinal direction,
The support is provided in plurality and is coupled to an inward surface facing inward to the rotating shaft of the blade,
The blade groove,
first blade grooves provided in plurality and disposed on the inward surface and arranged vertically with respect to the joint between the blade and the support, so as to increase the wind action on the inward surface that can be reduced by the support; and
Provided as a pair, disposed above and below the outer surface of the blade facing the rotation axis, and extending along the longitudinal direction of the blade, including a second blade groove extending longer than the first blade groove,
The blade groove,
It is formed at the front end of the blade and extends toward the rear end of the blade, but is inclined toward the center of the blade,
The blade groove,
A first inclined surface inclined in a first inclined direction on one side to receive wind action; and
A second inclined surface formed inclined in a second inclined direction different from the first inclined direction on the other side so as to induce wind from the rear of the blade to the first inclined surface,
The first slope,
a third inclined surface inclined with respect to the first inclined direction in a third inclined direction different from the first inclined direction; and
A wind turbine device comprising a fourth inclined surface contacting the third inclined surface at an end and inclined in a fourth inclined direction different from the third inclined direction.
 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1 경사면은,
상기 제2 경사면과 단부에서 접하고 상기 제2 경사면보다 경사 길이가 짧게 형성되는, 풍력 터빈 장치.
According to claim 1,
The first slope,
A wind turbine device in contact with the second inclined surface at an end and having a shorter inclined length than the second inclined surface.
 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제3 경사면 및 상기 제4 경사면은,
내측 또는 외측으로 만곡되어 곡면을 형성하는, 풍력 터빈 장치.
According to claim 1,
The third inclined surface and the fourth inclined surface,
A wind turbine device that is curved inward or outward to form a curved surface.
 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 블레이드 회전 시 상기 블레이드홈에 의해 발생되는 항력을 감소 가능하도록 상기 블레이드의 선단부 측에 배치되는 복수의 딤플홈을 더 포함하는 풍력 터빈 장치.
According to claim 1,
The wind turbine device further comprises a plurality of dimple grooves disposed at a front end side of the blade to reduce drag generated by the blade groove when the blade rotates.
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