KR200459015Y1 - 풍력발전기용 블레이드 각도 제어장치 - Google Patents

풍력발전기용 블레이드 각도 제어장치 Download PDF

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Abstract

본 고안은 풍속에 따라 블레이드의 각도를 조절하여 블레이드의 파손과 발전기의 과부하를 방지할 수 있는 풍력발전기용 블레이드 각도 제어장치를 제공하기 위한 것이다.
본 고안의 풍력발전기용 블레이드 각도 제어장치는 풍력발전기의 본체에 회전되게 장착되는 허브와; 일단이 상기 허브에 슬라이드 이동되게 장착되며, 풍력발전기의 발전기축과 연결되는 각도제어축과; 풍속에 따라 상기 각도제어축의 이동을 제어하는 제어수단과; 일단이 상기 허브 및 상기 각도제어축에 각각 힌지결합되며, 타단에는 바람에 의해 회전력을 발생시키는 날개부가 형성되어 상기 각도제어축을 회전시키는 블레이드와; 상기 블레이드의 일단과 상기 허브를 힌지결합하는 제1힌지축과; 상기 블레이드의 일단과 상기 각도제어축의 일단을 힌지결합하는 제2힌지축; 을 포함하여 이루어지되, 상기 각도제어축이 상기 허브 방향으로 슬라이딩 이동하여 상기 제2힌지축이 상기 허브 방향으로 이동할 때 상기 블레이드의 날개부는 상기 제1힌지축을 중심으로 상기 각도제어축의 이동방향과 반대 방향으로 기울어진다.

Description

풍력발전기용 블레이드 각도 제어장치 { Blade Tilt Control Device For Wind Power Generation }
본 고안은 풍력발전기용 블레이드 각도 제어장치에 관한 것으로서, 특히 풍력발전장치에 장착되어 바람의 세기에 따라 블레이드의 각도를 조절하는 풍력발전기용 블레이드 각도 제어장치에 관한 것이다.
일반적으로 풍력발전 시스템이란, 바람의 에너지를 기계적 에너지로 변환하고 이 기계적 에너지로 발전기를 구동하여 전력을 얻어내는 시스템을 말한다.
이러한 풍력발전 시스템은 무한정의 청정에너지인 바람을 동력원으로 하기 때문에 기존의 화석연료나 우라늄 등을 이용한 발전방식과 달리 발열에 의한 열 공해나 대기오염, 방사능누출과 같은 문제가 전혀 없는 무공해 발전방식이다.
뿐만 아니라 풍력발전 시스템은 구조나 설치 등이 간단하여 운영 및 관리가 용이하고 무인화 및 자동화 운전이 가능하기 때문에 최근에 도입이 비약적으로 증가하고 있다.
풍력발전기 시스템의 종류에는 회전축이 바람의 방향에 대해 수직인 수직축 풍력발전기와, 회전축이 바람이 불어오는 방향에 대하여 수평인 수평축 풍력발전기로 나눌 수 있다.
이러한 풍력발전기 중 수평축 풍력발전기는 도 1에 도시된 바와 같이 바람이 가진 에너지를 회전력으로 변환시켜 주고 풍력발전기의 성능에 큰 영향을 미치며 2 내지 3개의 블레이드(2)로 구성되는 로터(1)와, 풍력발전기의 심장부에 해당되는 부분으로서 로터(1)에서 얻은 회전력을 전기에너지로 변환시키기 위한 기어박스, 발전기, 제어장치 등 거의 대부분의 모든 장치들이 내부에 설치되는 나셀(3)과, 풍력발전기를 지탱해 주는 구조물로서 나셀(3)과 로터(1)를 지상에서 일정한 높이에 위치시켜 지탱해 주는 타워(4)와, 바람이 가진 에너지가 로터(1)에 의해 회전력으로 변환된 후 그 회전력을 이용하여 전기를 발생시키는 발전기로 구성된다.
그리고 전류의 생산은, 전방으로부터 불어오는 바람에 의해 로터(1)가 회전되면 회전축(5)과 연동하여 발전기의 회전자가 회전되고, 회전자와 대응되는 고정자에 유도전류가 발생함으로써 전류가 생산된다.
그러나 종래의 수평축 풍력발전기는, 블레이드(2)의 각도가 풍속에 따라 가변되지 않는 고정방식으로 이루어져 풍속이 적당할 때는 문제가 없으나 강풍일 경우에는 블레이드(2)에 과도한 풍압이 작용하여 블레이드(2)가 파손되며, 과도한 풍압에 의한 블레이드(2)의 고속회전으로 발전기에 과부하가 발생하는 등의 문제가 발생하였다.
본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 풍속에 따라 블레이드의 각도를 조절하여 블레이드의 파손과 발전기의 과부하를 방지할 수 있는 풍력발전기용 블레이드 각도 제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안의 풍력발전기용 블레이드 각도조절 장치는,
풍력발전기의 본체에 회전되게 장착되는 허브와; 일단이 상기 허브에 슬라이드 이동되게 장착되며, 풍력발전기의 발전기축과 연결되는 각도제어축과; 풍속에 따라 상기 각도제어축의 이동을 제어하는 제어수단과; 일단이 상기 허브 및 상기 각도제어축에 각각 힌지결합되며, 타단에는 바람에 의해 회전력을 발생시키는 날개부가 형성되어 상기 각도제어축을 회전시키는 블레이드와; 상기 블레이드의 일단과 상기 허브를 힌지결합하는 제1힌지축과; 상기 블레이드의 일단과 상기 각도제어축의 일단을 힌지결합하는 제2힌지축; 을 포함하여 이루어지되, 상기 각도제어축이 상기 허브 방향으로 슬라이딩 이동하여 상기 제2힌지축이 상기 허브 방향으로 이동할 때 상기 블레이드의 날개부는 상기 제1힌지축을 중심으로 상기 각도제어축의 이동방향과 반대 방향으로 기울어진다.
상기 제1힌지축과 상기 제2힌지축은 상기 블레이드의 길이 방향으로 이격 배치되며, 상기 제2힌지축은 상기 제1힌지축보다 상기 허브의 중심부와 인접하게 배치된다.
상기 허브의 중심부에는 상기 각도제어축의 일단이 슬라이드 이동되게 삽입 장착되는 가이드홈이 형성되고, 상기 가이드홈의 내주면에는 상기 가이드홈과 연통되며, 상기 허브의 외주면 방향으로 개방되고, 상기 블레이드의 일단이 삽입 배치되는 제1삽입홈이 형성되며, 상기 각도제어축의 일단의 외주면에는 상기 가이드홈에 삽입 배치되며, 상기 제1삽입홈 방향으로 개방되어 상기 제1삽입홈과 연통되고, 상기 블레이드의 일단이 삽입 배치되는 제2삽입홈이 형성되되, 상기 제1삽입홈에는 상기 제1힌지축이 배치되고, 상기 제2삽입홈에는 상기 제2힌지축이 배치된다.
상기 블레이드의 일단의 두께는 상기 제1삽입홈의 깊이보다 작다.
상기 제어수단은, 상기 각도제어축이 상기 허브 방향으로 왕복 이동하도록 힘을 가하는 가압장치와; 풍속을 측정하는 센서와; 상기 가압장치 및 상기 센서와 연결되어 상기 센서에서 측정한 풍속에 따라 상기 가압장치를 제어하는 제어부; 를 포함하여 이루어지되, 상기 제어부는, 상기 센서에서 측정한 풍속이 증가하면 상기 가압장치를 이용하여 상기 각도제어축을 상기 허브 방향으로 이동시켜 상기 블레이드의 날개부가 바람의 이동방향으로 기울어지게 하고, 상기 센서에서 측정한 풍속이 감소하면 상기 가압장치를 이용하여 상기 각도제어축을 상기 허브의 반대방향으로 이동시켜 상기 블레이드의 날개부가 바람의 이동방향의 반대 방향으로 펼쳐지게 한다.
상기 제어수단은 상기 허브와 상기 각도제어축 사이에 배치되는 스프링으로 이루어진다.
상기 날개부가 받는 바람의 저항이 상기 스프링의 탄성력보다 클 때 상기 날개부는 바람의 이동방향으로 기울어지면서 상기 각도제어축을 상기 허브 방향으로 이동시켜 상기 스프링을 압축시키고, 상기 날개부가 받는 바람의 저항이 상기 스프링의 탄성력보다 작을 때 상기 스프링의 탄성 복원력에 의해 상기 각도제어축은 상기 허브의 반대 방향으로 이동하여 상기 날개부가 바람의 이동방향의 반대 방향으로 펼쳐지게 한다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 고안의 풍력발전기용 블레이드 각도 제어장치는 다음과 같은 효과가 있다.
상기 블레이드는 일단이 상기 허브 및 상기 각도제어축에 각각 힌지결합되어 상기 제2힌지축이 상기 허브 방향으로 이동할 때 상기 제1힌지축을 중심으로 상기 제2힌지축의 이동방향과 반대방향으로 기울어짐으로써, 강한 바람이 불 때 상기 블레이드를 바람의 이동방향으로 기울어지게 하여 저항을 적게 받도록 하고, 이로 인해 블레이드가 파손되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
상기 제1힌지축과 상기 제2힌지축은 상기 블레이드의 길이 방향으로 이격 배치됨으로써, 상기 블레이드의 너비를 줄여 전체적인 크기를 축소시키는 효과가 있으며 구조를 간단하게 할 수 있다.
상기 제1삽입홈에는 상기 제1힌지축이 배치되고, 상기 제2삽입홈에는 상기 제2힌지축이 배치됨으로써, 조립시 상기 제1삽입홈과 상기 제2삽입홈이 상기 블레이드의 일단의 위치를 가이드하여 상기 제1힌지축과 상기 제2힌지축의 조립을 용이하게 하는 효과가 있다.
상기 블레이드의 일단의 두께는 상기 제1삽입홈의 깊이보다 작음으로써, 상기 각도제어축의 이동시 상기 블레이드가 기울어지는 각도 범위를 최대화하는 효과가 있다.
상기 제어장치는 상기 가압장치 및 상기 센서와 연결되어 상기 센서에서 측정한 풍속에 따라 상기 가압장치를 제어함으로써, 풍속이 증가하면 상기 블레이드가 바람의 저항을 적게 받도록 하고 풍속이 감소하면 상기 블레이드가 바람의 저항을 많이 받도록 하여 상기 블레이드의 회전력을 일정하게 유지할 수 있고, 이로 인해 발전기가 안정적으로 전력을 생산할 수 있게 할 수 있다.
상기 제어수단은 스프링으로 이루어져 상기 허브와 상기 각도제어축 사이에 배치됨으로써, 상기 날개부가 받는 바람의 저항에 따라 상기 각도제어축이 자동으로 이동하여 상기 날개부의 각도를 조절할 수 있어 제어를 쉽고 편리하게 하며, 구조를 간소화하는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 따른 풍력 발전장치의 구조도,
도 2는 본 고안의 실시예에 따른 풍력발전기용 블레이드 각도 제어장치의 사시도,
도 3은 본 고안의 실시예에 따른 풍력발전기용 블레이드 각도 제어장치의 일방향 분해 사시도,
도 4는 본 고안의 실시예에 따른 풍력발전기용 블레이드 각도 제어장치의 타방향 분해 사시도,
도 5 및 도 6은 본 고안의 실시예에 따른 풍력발전기용 블레이드 각도 제어장치의 동작 과정도,
도 7 및 도 8은 본 고안의 다른 실시예에 따른 풍력발전기용 블레이드 각도 제어장치의 동작 과정도,
도 2는 본 고안의 실시예에 따른 풍력발전기용 블레이드 각도 제어장치의 사시도, 도 3은 본 고안의 실시예에 따른 풍력발전기용 블레이드 각도 제어장치의 일방향 분해 사시도, 도 4는 본 고안의 실시예에 따른 풍력발전기용 블레이드 각도 제어장치의 타방향 분해 사시도, 도 5 및 도 6은 본 고안의 실시예에 따른 풍력발전기용 블레이드 각도 제어장치의 동작 과정도, 도 7 및 도 8은 본 고안의 다른 실시예에 따른 풍력발전기용 블레이드 각도 제어장치의 동작 과정도이다.
도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이 본 고안의 풍력발전기용 블레이드(400) 각도제어장치는 허브(100), 각도제어축(200), 제어수단(300), 블레이드(400), 제1힌지축(510) 및 제2힌지축(520)을 포함하여 이루어진다.
상기 허브(100)는 원통형 형상으로 이루어지며, 중심부에는 후술하는 바와 같이 상기 각도제어축(200)의 일단이 슬라이드 이동되게 삽입 장착되는 가이드홈(110)이 형성된다.
상기 가이드홈(110)은 원통형 형상으로 이루어지며, 바람이 이동하는 방향, 즉 후방으로 개방 형성되고, 상기 허브(100)와 동심 되게 형성된다.
이러한 상기 가이드홈(110)의 내주면에는 상기 허브(100)의 외주면 방향으로 개방된 제1삽입홈(120)이 형성된다.
상기 제1삽입홈(120)은 사각형 형상으로 3개로 이루어지며, 상기 가이드홈(110)의 원주 방향으로 일정 간격 이격 배치된다.
또한 상기 제1삽입홈(120)은 상기 가이드홈(110)과 연통되며, 후방으로 개방된다.
그리고 상기 제1삽입홈(120)에는 후술하는 바와 같이 상기 블레이드(400)의 일단과 상기 제1힌지축(510)이 배치된다.
또한 상기 허브(100)에는 원주 방향으로 상기 제1삽입홈(120)의 양측에 각각 제1지지대(130)가 형성된다.
상기 제1지지대(130)는 사각형 형상으로 후 방향으로 돌출 형성되며, 상기 허브(100)의 원주방향으로 각각의 측면에는 상기 제1힌지축(510)이 삽입 고정되는 제1관통공(140)이 각각 형성된다.
상기 제1관통공(140)은 장공 형상으로 관통 형성되며, 상기 제1삽입홈(120)과 연통된다.
이러한 상기 허브(100)는 풍력발전기의 본체(미도시)에 회전하면서 전후 방향으로 이동되지 않도록 장착된다.
상기 본체(미도시)는 바람이 잘 부는 장소에 설치되며, 상기 블레이드(400)가 지면과 접하지 않도록 상방향으로 길게 돌출 되게 형성되고, 내부에 발전기 등이 배치된다.
상기 각도제어축(200)은 전후 방향으로 긴 원통형 형상으로 형성되며, 상기 허브(100)의 후방에 배치되고, 일단, 즉 전방의 끝단이 상기 허브(100)의 가이드홈(110)에 슬라이드 이동되게 장착된다.
또한 상기 각도제어축(200)의 일단은 외경이 타단의 외경보다 크다.
그리고 상기 각도제어축(200)의 일단에는 상기 가이드홈(110)에 삽입 배치되며, 상기 제1삽입홈(120) 방향으로 개방되어 상기 제1삽입홈(120)과 연통된 제2삽입홈(210)이 형성된다.
상기 제2삽입홈(210)은 사각형 형상으로 상기 각도제어축(200)의 원주 방향으로 상기 제1삽입홈(120)과 동일한 간격으로 이격 배치되며, 내부에 후술하는 바와 같이 상기 블레이드(400)의 일단과 상기 제2힌지축(520)이 배치된다.
그리고 상기 제2삽입홈(210)은 전방, 즉 상기 가이드홈(110) 방향으로 개방되어 상기 가이드홈(110)과 연통된다.
또한 상기 각도제어축(200)의 일단에는 원주 방향으로 상기 제2삽입홈(210)의 양측에 각각 제2지지대(220)가 돌출 형성된다.
상기 제2지지대(220)는 사각형 형상으로 전방으로 돌출 형성되며, 상기 각도제어축(200)의 원주 방향으로 각각의 측면에는 상기 제2삽입축이 삽입 고정되는 제2관통공(230)이 각각 형성된다.
상기 제2관통공(230)은 원통형 형상으로 관통 형성되며, 상기 제2삽입홈(210)과 연통된다.
이러한 상기 각도제어축(200)은 풍력발전기의 발전기축(미도시)과 연결되며, 상기 블레이드(400)에 의해 회전하여 상기 발전기축(미도시)을 회전시킨다.
이와 같이 상기 허브(100)의 제1삽입홈(120)에는 상기 제1힌지축(510)이 배치되고, 상기 각도제어축(200)의 제2삽입홈(210)에는 상기 제2힌지축(520)이 배치됨으로써, 조립시 상기 제1삽입홈(120)과 상기 제2삽입홈(210)이 상기 블레이드(400)의 일단의 위치를 가이드하여 상기 제1힌지축(510)과 상기 제2힌지축(520)의 조립을 용이하게 할 수 있다.
또한 상기 각도제어축(200)은 상기 제어수단(300)과 연결되어 전후 방향으로 이동되게 제어된다.
상기 제어수단(300)은 풍속에 따라 상기 각도제어축(200)의 이동을 제어하며, 구체적으로 가압장치(310), 센서(320) 및 제어부(330)를 포함하여 이루어진다.
상기 가압장치(310)는 유압 또는 공압으로 작동되는 펌프 등으로 이루어진다.
그리고 가압장치(310)는 상기 각도제어축(200)과 연결되어 상기 각도제어축(200)을 상기 허브(100) 방향, 즉 전후 방향으로 왕복 이동하도록 힘을 가한다.
상기 센서(320)는 상기 본체(미도시)의 전방 또는 상기 허브(100)의 전방에 장착되어 풍속을 측정하며, 상기 제어부(330)와 연결되어 측정한 풍속값을 상기 제어부(330)에 전달한다.
상기 제어부(330)는 상기 가압장치(310) 및 상기 센서(320)와 연결되어 상기 센서(320)에서 측정한 풍속에 따라 상기 가압장치(310)를 제어한다.
구체적으로 상기 제어부(330)는, 상기 센서(320)에서 측정한 풍속이 증가하면 상기 가압장치(310)를 이용하여 상기 각도제어축(200)을 상기 허브(100) 방향으로 이동시켜 후술하는 바와 같이 상기 블레이드(400)의 날개부(410)가 바람의 이동방향으로 기울어지게 하다.
또한 상기 제어부(330)는 상기 센서(320)에서 측정한 풍속이 감소하면 상기 가압장치(310)를 이용하여 상기 각도제어축(200)을 상기 허브(100)의 반대방향으로 이동시켜 후술하는 바와 같이 상기 블레이드(400)의 날개부(410)가 바람의 이동방향의 반대 방향으로 펼쳐지게 한다.
이와 같이 상기 제어장치는 상기 가압장치(310) 및 상기 센서(320)와 연결되어 상기 센서(320)에서 측정한 풍속에 따라 상기 가압장치(310)를 제어함으로써, 풍속이 증가하면 상기 블레이드(400)가 바람의 저항을 적게 받도록 하고 풍속이 감소하면 상기 블레이드(400)가 바람의 저항을 많이 받도록 하여 상기 블레이드(400)의 회전력을 일정하게 유지할 수 있고, 이로 인해 발전기가 안정적으로 전력을 생산할 수 있게 할 수 있다.
한편 상기 블레이드(400)는 일단이 사각형의 막대 형상으로 형성되고, 타단이 유선형 형상의 긴 막대 형상으로 형성된다.
그리고 상기 블레이드(400)는 일단이 상기 허브(100) 빛 상기 각도제어축(200)에 각각 힌지결합된다.
또한 상기 블레이드(400)의 일단의 두께는 상기 제1삽입홈(120)의 깊이보다 작게 형성된다.
즉 상기 블레이드(400)의 전후 방향 너비는 상기 제1삽입홈(120)의 전후 방향 너비보다 작게 형성되어 상기 블레이드(400)가 상기 제1힌지축(510)을 중심으로 회전할 때 상기 제1삽입홈(120) 내에서 이동할 수 있도록 한다.
이와 같이 상기 블레이드(400)의 일단의 두께는 상기 제1삽입홈(120)의 깊이보다 작음으로써, 상기 각도제어축(200)의 이동시 상기 블레이드(400)가 기울어지는 각도 범위를 최대화하는 효과가 있다.
상기 블레이드(400)의 타단에는 바람에 의해 회전력을 발생시키는 날개부(410)가 형성된다.
상기 날개부(410)는 단면이 유선형 형상으로 형성되며, 전후 방향으로 바람이 불때 회전력을 발생시켜 상기 허브(100) 및 상기 각도제어축(200)을 회전시킨다.
이러한 상기 블레이드(400)는 3개로 이루어져 상기 허브(100)의 원주 방향으로 이격 배치된다.
상기 제1힌지축(510)과 상기 제2힌지축(520)은 원통형의 핀 형상으로 이루어진다.
상기 제1힌지축(510)은 상기 블레이드(400)의 일단과 상기 허브(100)를 힌지결합하고, 상기 제2힌지축(520)은 상기 블레이드(400)의 일단과 상기 각도제어축(200)의 일단을 힌지결합한다.
또한 상기 제1힌지축(510)은 상기 블레이드(400)의 일단을 관통하여 양단이 각각 상기 제1관통공(140)에 회전하면서 슬라이드 이동되게 삽입 장착되고, 상기 제2힌지축(520)은 상기 블레이드(400)의 일단을 관통하여 양단이 각각 상기 제2관통공(230)에 회전되게 장착된다.
그리고 상기 제1힌지축(510)과 상기 제2힌지축(520)은 상기 블레이드(400)의 길이 방향으로 이격 배치되며, 상기 제2힌지축(520)은 상기 제1힌지축(510)보다 상기 허브(100)의 중심부와 인접하게 배치된다.
즉 상기 제2힌지축(520)은 상기 가이드홈(110)에 배치되고, 상기 제1힌지축(510)은 상기 가이드홈(110)과 이격되게 배치된다.
이와 같이 상기 제1힌지축(510)과 상기 제2힌지축(520)은 상기 블레이드(400)의 길이 방향으로 이격 배치됨으로써, 상기 블레이드(400)의 너비를 줄여 전체적인 크기를 축소시키는 효과가 있으며 구조를 간단하게 할 수 있다.
위 구성으로 이루어진 본 고안의 실시예에 따른 풍력발전기용 블레이드 각도 제어장치의 동작 과정을 설명한다.
도 5에 도시된 바와 같이 상기 날개부(410)의 전방에서 후방으로 부는 바람의 풍속이 감소하면 상기 센서(320)는 이를 감지하여 상기 제어부(330)에 신호를 보낸다.
그리고 상기 제어부(330)는 상기 가압장치(310)를 제어하여 상기 각도제어축(200)을 상기 허브(100)의 반대 방향, 즉 후방으로 이동되게 한다.
상기 각도제어축(200)이 후방으로 이동하면 상기 제2힌지축(520)은 상기 각도제어축(200)과 함께 후방으로 이동하고, 상기 블레이드(400)의 날개부(410)는 상기 허브(100)에 고정되어 있는 상기 제1힌지축(510)을 중심으로 전방으로 회전한다.
이때 다수개의 상기 블레이드(400)는 날개부(410)가 서로 멀어지는 방향, 즉 바람의 이동방향의 반대방향으로 펼쳐져 바람의 이동 방향과 직교 되도록 배치되어 바람의 저항을 많이 받게 된다.
반대로 도 6에 도시된 바와 같이 상기 날개부(410)의 상기 날개부(410)의 전방에서 후방으로 부는 바람의 풍속이 증가하면 상기 센서(320)는 이를 감지하여 상기 제어부(330)에 신호를 보낸다.
그리고 상기 제어부(330)는 상기 가압장치(310)를 제어하여 상기 각도제어축(200)을 상기 허브(100) 방향, 즉 전방으로 이동되게 한다.
상기 각도제어축(200)이 전방으로 이동하면 상기 제2힌지축(520)은 상기 각도제어축(200)과 함께 전방으로 이동하고, 상기 블레이드(400)의 날개부(410)는 상기 허브(100)에 고정되어 있는 상기 제1힌지축(510)을 중심으로 바람의 이동방향, 즉 후방으로 기울어진다.
이때 다수개의 상기 블레이드(400)는 날개부(410)가 서로 가까워지는 방향, 즉 바람의 이동방향으로 기울어져 바람의 저항을 적게 받게 된다.
이와 같이 상기 블레이드(400)는 일단이 상기 허브(100) 및 상기 각도제어축(200)에 각각 힌지결합되어 상기 제2힌지축(520)이 상기 허브(100) 방향으로 이동할 때 상기 제1힌지축(510)을 중심으로 상기 제2힌지축(520)의 이동방향과 반대방향으로 기울어짐으로써, 강한 바람이 불 때 상기 블레이드(400)를 바람의 이동방향으로 기울어지게 하여 저항을 적게 받도록 하고, 이로 인해 블레이드(400)가 파손되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한 상기 제어장치는 상기 가압장치(310) 및 상기 센서(320)와 연결되어 상기 센서(320)에서 측정한 풍속에 따라 상기 가압장치(310)를 제어함으로써, 풍속이 증가하면 상기 블레이드(400)가 바람의 저항을 적게 받도록 하고 풍속이 감소하면 상기 블레이드(400)가 바람의 저항을 많이 받도록 하여 상기 블레이드(400)의 회전력을 일정하게 유지할 수 있고, 이로 인해 발전기가 안정적으로 전력을 생산할 수 있게 할 수 있다.
경우에 따라 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 상기 제어수단(300)은 스프링(350)으로 이루어져 상기 각도제어축(200)의 이동을 제어할 수 있다.
이러한 경우 상기 스프링(350)은 상기 허브(100)와 상기 각도제어축(200) 사이에 배치되어 상기 각도제어축(200)을 후방, 즉 상기 허브(100)의 반대방향으로 탄성 지지한다.
그리고 이러한 경우 도 7에 도시된 바와 같이 상기 날개부(410)가 받는 바람의 저항이 상기 스프링(350)의 탄성력보다 작으면 상기 스프링(350)의 팽창력에 의해 상기 각도제어축(200)은 상기 허브(100)의 반대 방향으로 이동하여 상기 날개부(410)를 바람의 이동방향의 반대 방향으로 펼쳐지게 한다.
반대로 도 8에 도시된 바와 같이 상기 날개부(410)가 받는 바람의 저항이 상기 스프링(350)의 탄성력보다 크면 상기 날개부(410)는 상기 스프링(350)을 압축시키면서 상기 각도제어축(200)을 상기 허브(100) 방향으로 이동시켜 바람의 이동방향으로 기울어진다.
이와 같이 상기 제어수단(300)은 스프링(350)으로 이루어져 상기 허브(100)와 상기 각도제어축(200) 사이에 배치됨으로써, 별도의 가압장치(310) 없이 상기 날개부(410)가 받는 바람의 저항에 따라 상기 각도제어축(200)이 자동으로 이동하여 상기 날개부(410)의 각도를 조절할 수 있어 상기 날개부(410)의 각도 제어를 쉽고 편리하게 하며, 구조를 간소화하는 효과가 있다.
본 고안인 풍력발전기용 블레이드 각도 제어장치는 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 고안의 기술사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
100 ; 허브, 110 :가이드홈, 120 : 제1삽입홈, 130 : 제1지지대, 140 : 제1관통공, 200 : 각도제어축, 210 : 제2삽입홈, 220 : 제2지지대, 230 : 제2관통공, 300 : 제어수단, 310 : 가압장치, 320 : 센서, 330 : 제어부, 400 : 블레이드, 410 : 날개부, 510 : 제1힌지축, 520 : 제2힌지축,

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 풍력발전기의 본체에 회전되게 장착되는 허브와; 일단이 상기 허브에 슬라이드 이동되게 장착되며, 풍력발전기의 발전기축과 연결되는 각도제어축과; 풍속에 따라 상기 각도제어축의 이동을 제어하는 제어수단과; 일단이 상기 허브 및 상기 각도제어축에 각각 힌지결합되며, 타단에는 바람에 의해 회전력을 발생시키는 날개부가 형성되어 상기 각도제어축을 회전시키는 블레이드와; 상기 블레이드의 일단과 상기 허브를 힌지결합하는 제1힌지축과; 상기 블레이드의 일단과 상기 각도제어축의 일단을 힌지결합하는 제2힌지축; 을 포함하여 이루어지되,
    상기 각도제어축이 상기 허브 방향으로 슬라이딩 이동하여 상기 제2힌지축이 상기 허브 방향으로 이동할 때 상기 블레이드의 날개부는 상기 제1힌지축을 중심으로 상기 각도제어축의 이동방향과 반대 방향으로 기울어지고,
    상기 제1힌지축과 상기 제2힌지축은 상기 블레이드의 길이 방향으로 이격 배치되며, 상기 제2힌지축은 상기 제1힌지축보다 상기 허브의 중심부와 인접하게 배치고,
    상기 허브의 중심부에는 상기 각도제어축의 일단이 슬라이드 이동되게 삽입 장착되는 가이드홈이 형성되고,
    상기 가이드홈의 내주면에는 상기 가이드홈과 연통되며, 상기 허브의 외주면 방향으로 개방되고, 상기 블레이드의 일단이 삽입 배치되는 제1삽입홈이 형성되며,
    상기 각도제어축의 일단의 외주면에는 상기 가이드홈에 삽입 배치되며, 상기 제1삽입홈 방향으로 개방되어 상기 제1삽입홈과 연통되고, 상기 블레이드의 일단이 삽입 배치되는 제2삽입홈이 형성되며,
    상기 제1삽입홈에는 상기 제1힌지축이 배치되고, 상기 제2삽입홈에는 상기 제2힌지축이 배치된 것을 특징으로 하는 풍력발전기용 블레이드 각도 제어장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 블레이드의 일단의 두께는 상기 제1삽입홈의 깊이보다 작은 것을 특징으로 하는 풍력발전기용 블레이드 각도제어 장치.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 제어수단은,
    상기 각도제어축이 상기 허브 방향으로 왕복 이동하도록 힘을 가하는 가압장치와;
    풍속을 측정하는 센서와;
    상기 가압장치 및 상기 센서와 연결되어 상기 센서에서 측정한 풍속에 따라 상기 가압장치를 제어하는 제어부; 를 포함하여 이루어지되,
    상기 제어부는, 상기 센서에서 측정한 풍속이 증가하면 상기 가압장치를 이용하여 상기 각도제어축을 상기 허브 방향으로 이동시켜 상기 블레이드의 날개부가 바람의 이동방향으로 기울어지게 하고,
    상기 센서에서 측정한 풍속이 감소하면 상기 가압장치를 이용하여 상기 각도제어축을 상기 허브의 반대방향으로 이동시켜 상기 블레이드의 날개부가 바람의 이동방향의 반대 방향으로 펼쳐지게 하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기용 블레이드 각도 제어장치.
  6. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 제어수단은 상기 허브와 상기 각도제어축 사이에 배치되는 스프링으로 이루어진 것을 특징으로 하는 풍력발전기용 블레이드 각도 제어장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 날개부가 받는 바람의 저항이 상기 스프링의 탄성력보다 클 때 상기 날개부는 바람의 이동방향으로 기울어지면서 상기 각도제어축을 상기 허브 방향으로 이동시켜 상기 스프링을 압축시키고,
    상기 날개부가 받는 바람의 저항이 상기 스프링의 탄성력보다 작을 때 상기 스프링의 탄성 복원력에 의해 상기 각도제어축은 상기 허브의 반대 방향으로 이동하여 상기 날개부가 바람의 이동방향의 반대 방향으로 펼쳐지게 하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기용 블레이드 각도 제어장치.
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