KR20060022623A - Vertical cam-variable wings wind turbine - Google Patents
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Abstract
본 발명은 바람의 힘을 회전에너지로 변환하는 풍력발생기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수직축상에 설치된 2쌍의 회전날개가 회전하면서, 각 쌍의 날개 중 한개는 풍향에 대하여 넓은 면적으로 바람을 맞으며 반대측 날개는 측면으로 바람을 맞아 축 회전력을 극대화하는 방법에 관한 것이다.
풍력, 수직축, 가변날개, 캠, 풍향판,풍력발전, 수직날개, 수평날개
The present invention relates to a wind generator for converting wind force into rotational energy. More specifically, while two pairs of rotary vanes are installed on a vertical axis, one of the wings of each pair is used to wind the wind in a wide area with respect to the wind direction. The opposite wing is flanked to the side to maximize shaft rotation.
Wind power, vertical axis, variable wing, cam, wind vane, wind power generation, vertical wing, horizontal wing
Description
도 1은 풍력발생기 입체도1 is a three-dimensional wind turbine generator
도 2는 캠과 풍향부 입체도2 is a cam and wind direction stereoscopic view
도 3은 날개부3 is a wing
도 4는 캠과 링크부4 is a cam and link unit
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the code | symbol about the principal part of drawing>
100 : 풍력지지판, 110 : 기둥, 120 : 하부스러스트베어링100: wind support plate, 110: pillar, 120: lower thrust bearing
200 : 회전축 210 : 회전기구부, 211 : 링크힌지200: rotating shaft 210: rotating mechanism part, 211: link hinge
300 : 캠 301 : 캠상부, 302 : 캠상승곡면300: cam 301: cam upper portion, 302: cam upward curved surface
303 : 캠하부 304 : 캠하강곡면 310 : 풍향날개축303: cam lower portion 304: cam lowering surface 310: wind direction blade axis
320 : 풍향날개 330 : 캠회전축 340 : 상부스러스트베어링320: wind vane 330: cam rotation shaft 340: upper thrust bearing
400 : 날개1-1 410 : 날개축1, 411 : 축링크1400: wing 1-1 410: wing axis 1, 411: axis link 1
420 : 날개1-2420: wing 1-2
500 : 날개2-1 510 : 날개축2 511 : 축링크500: wing 2-1 510: wing shaft 2 511: shaft link
512 : 링크 513 : 캠축 514 : 스프링512: link 513: camshaft 514: spring
515 : 베어링 516 : 캠축가이드 520 : 날개2-2515: bearing 516: camshaft guide 520: wing 2-2
본 발명은 풍력을 효과적으로 회전에너지로 전환하여 발전이나 기타 용도로 사용하기 위한 기술이다.The present invention is a technology for effectively converting wind power into rotational energy for use in power generation or other applications.
현재 많이 설치되고 있는 수평축 풍력발생기는 기존의 수직축 풍력발생기보다 효율은 높으나 저풍속과 초고풍속에서는 사용이 불가능하고 초고풍속에서는 날개가 파손될 위험이 높다. 기존의 수직축 풍력발생기는 넓은 풍속범위에서 사용이 가능하나 한쌍의 좌우 날개간의 풍압의 편차가 작아 효율이 낮은 문제점으로 인하여 아직 실용화 되지 못하고 있고 대형이 될 수록 수평축 풍력발생기에 비하여 경제성이 낮다.The horizontal axis wind generators that are currently installed are more efficient than the existing vertical axis wind generators, but they cannot be used at low wind speeds and high wind speeds, and there is a high risk of breakage of the blades at high wind speeds. Conventional vertical wind power generators can be used in a wide wind speed range, but due to the low efficiency of the wind pressure between the pair of left and right wings has not been put to practical use due to the problem of low efficiency, the larger the size, the lower the economic efficiency of the horizontal wind generator.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 수직축 방식을 이용하여 사용가능한 풍속범위를 크게 하고 기존의 수직축 풍력발생기의 단점인 낮은 효율과 출력을 해결하는데 본 발명의 목적이 있다.The present invention has an object of the present invention to increase the available wind speed range using the vertical axis method to solve the above problems and to solve the low efficiency and output, which is a disadvantage of the conventional vertical axis wind generator.
이하 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, described in detail by the accompanying drawings as follows.
도 1은 두쌍의 회전날개를 가진 풍력발생기의 입체도이다.1 is a three-dimensional view of a wind power generator having two pairs of rotary vanes.
도 2는 풍력발생기의 날개 방향을 제어하는 캠과 풍향날개부의 입체도이다.2 is a three-dimensional view of the cam and the wind vane for controlling the blade direction of the wind generator.
도 3은 한쌍의 날개부를 나타낸 입체도이다.3 is a three-dimensional view showing a pair of wings.
도 4는 날개의 방향을 제어하는 캠과 링크부의 입체도이다.4 is a three-dimensional view of the cam and the link portion for controlling the direction of the blade.
도 1의 에서와 같이 풍력발생기는 풍력지지판(100)을 기초로한 기둥(110)에 의하여 지지된다.As in FIG. 1, the wind generator is supported by the
도 2에서 캠(300)은 캠상부(301), 캠상승곡면(302), 캠하강곡면(304)과 캠하부(303)으로 이루어져 있으며 캠은 풍향날개축(310)을 통하여 풍향날개(320)와 연결된다.In FIG. 2, the
캠상승곡면(302)과 캠하강곡면(304)는 상부와 캠하부가 원활하게 연결되게 부드러운 곡면으로 이루어져있다.The cam ascending
캠은 캠회전축(330)에 고정되어 있고 캠회전축과 고정된 기둥(110)사이에는 하부스러스트베어링(120)이 있어 기둥과 별개로 회전이 가능하다.The cam is fixed to the
또 캠회전축(330)은 풍력을 받아 회전하는 회전축(200)과의 사이에 상부스러스트베어링이 있어 별개의 회전이 가능하다.In addition, the
풍향날개(320)는 바람을 받아 바람이 오는 방향의 반대 방향으로 향하며 풍향날개축(310)을 통하여 캠(300)을 바람방향에 대하여 일정한 각도를 유지하게 한다.The
캠의 캠하부(303)는 바람이 오는 방향으로 향하게 되며 캠상부(301)는 바람이 지나가는 방향을 향하게 된다.The
도 3은 한쌍의 회전날개로 날개1-1(400)와 날개1-2(420)는 날개면이 수직관계로 이루어져 있으며 날개축1(410)을 통하여 연결되며 날개축1에는 축링크1(411)이 부착되어있다.3 is a pair of rotary blades wing 1-1 (400) and wing 1-2 (420) has a wing surface in the vertical relationship is connected through the wing shaft 1 (410) and the wing shaft 1 in the shaft link 1 ( 411) is attached.
날개축1(410)은 회전기구부(210)에 축베어링을 통하여 삽입되어있어 축방향으로는 움직이지 않고 회전은 가능하다.The wing shaft 1 410 is inserted into the
날개2-1(500)과 날개2-2(520)는 날개축2(510)에 의하여 날개면이 수직의 관계를 가지며 날개축2상에 축링크(511)는 링크(512)와 핀에 의하여 구속되고 링크(512)는 회전기구부(210)의 표면에 형성된 링크힌지(211)에 끼워져 회전운동이 가능하다.Wing 2-1 (500) and wing 2-2 (520) has a wing surface perpendicular to the wing shaft 2 (510) and the
링크(512)는 캠축(513)과 핀으로 연결되어 있으며. 캠축은 회전기구부(210)의 표면에 형성된 캠축가이드(516)에 의하여 캠축방향으로 수직운동이 가능하다.The
캠축의 하부에는 핀으로 베어링(515)과 결합되어있고 베어링은 캠의 표면인 캠상부나 캠하부면과 접촉하게되며 접촉을 유지하기 위하여 스프링(514)의하여 밀착된다.The lower part of the camshaft is coupled to the
도 1에서와 같이 도면의 앞 방향에서 도면의 뒤 방향으로 바람이 불면 풍향날개(320)는 캠회전축(330)의 뒤로 향하게 되고 캠(300)의 캠하부(303)은 캠회전축에 대하여 전면으로 향하고 캠상부(301)은 후면 방향으로 향한다.As shown in FIG. 1, when the wind blows from the front direction of the drawing to the rear direction of the drawing, the
베어링(515)이 스프링(514)에 의하여 캠하부(303)와 밀착되므로 캠축(513)을 아래로 움직이고 링크힌지(512)를 아래로 당겨 축링크(511)을 위로 밀어낸다.Since the
축링크(511)가 부착된 날개축2(510)은 회전하게 되어 좌측의 날개2-1(500)의 날개면은 풍향에 대하여 수직이 되어 풍압을 많이 받아 시계방향으로 회전기구부를 회전시키며 회전기구부는 상부스러스트베어링에 의하여 캠회전축(330)과 별개로 풍압에 의한 회전운동이 발생된다.The wing shaft 2 (510) with the
날개2-2(520)은 날개2-1(500)과 수직의 관계이므로 바람에 대하여 최소의 면적을 가지므로 풍압을 작게 받아 회전력이 커진다.Since the wing 2-2 520 is perpendicular to the wing 2-1 500, the wing 2-2 520 has a minimum area with respect to the wind, and thus the rotational force is increased by receiving a small wind pressure.
도 1에서와 같이 회전축의 좌측에 있는 날개1-1(400), 날개2-1(500)는 풍압을 많이 받고 우측에 있는 날개1-2(420), 날개2-2(520)은 풍압을 적게 받아 회전축은 전체적으로 시계방향으로 회전하게 된다.As shown in Figure 1, the wing 1-1 (400), the wing 2-1 (500) on the left side of the rotary shaft receives a lot of wind pressure and the wing 1-2 (420), wing 2-2 (520) on the right is the wind pressure The rotation axis rotates clockwise as a whole.
한 쌍의 날개 방향을 제어하는 캠축의 베어링이 캠하부(303)과 접촉하면 축링크(511)에 가까운 곳의 날개는 지면과 수평이 되고 반대방향의 날개는 지면과 수직이 된다.When the bearing of the camshaft which controls the pair of blades is in contact with the
캠축의 베어링이 캠상부(303)과 접촉하면 축링크에 가까운 곳의 날개는 지면과 수직이 되고 반대방향의 날개는 지면과 수평이 된다.When the bearing of the camshaft is in contact with the
도 1에서와 같은 풍향의 경우 시계방향으로 회전하므로 캠하강곡면(304)에서는 축링크에서 가까운 날개는 지면과 수직에서 수평이 되고 먼 날개는 수평에서 수직이 되어 날개각도가 제어된다.In the case of the wind direction as shown in FIG. 1, since the cam descending
캠상승곡면(302)에서는 축링크에서 가까운 날개는 지면과 수평에서 수직이 되고 먼 날개는 수직에서 수평이 되어 날개각도가 제어된다.In the cam ascending
상기와 같은 작동원리에 의하여 바람이 오는 방향에서 보면 회전축의 좌측에 있는 날개들은 지면에 수직이 되므로 풍압을 많이 받고 회전축의 우측에 있는 날개들은 지면과 수평을 이루어 풍압을 적게 받아 회전력이 커진다.Due to the operation principle as described above, the wings on the left side of the rotating shaft are perpendicular to the ground, so that the wind pressure is increased, and the wings on the right side of the rotating shaft are horizontal to the ground and receive less wind pressure, thereby increasing the rotational force.
이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은, 수평축 풍력발생기에 비하여 낮은 풍 속에서도 회전력을 얻으며 초고속 풍속에서도 효율적인 발전이 가능한 장점이 있으며 기존의 수직축 풍력발생기에 비하여 높은 효율을 얻을 수 있어 대체에너지로서 풍력에너지를 활성화할 수 있다.As described above, the present invention has the advantage of obtaining rotational power even in low winds compared to the horizontal axis wind generators and efficient power generation at high speed wind speeds, and obtaining high efficiency as compared to existing vertical axis wind generators. It can be activated.
Claims (3)
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