KR20090056280A - Windmill for a wind power aerogenerator - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 바람의 힘을 기계적 에너지로 효율적으로 변환할 수 있는 가변형 날개를 구비하는 풍력발전기용 풍차에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 바람의 방향에 따라 날개가 접히거나 펴짐으로써, 회전되는 방향의 날개는 바람과 닿는 면적이 넓어지고 회전되는 방향의 반대방향에 위치되는 날개는 바람과 닿는 면적이 좁아지게 하여 발전효율을 향상시킬 수 있는 가변형 날개를 구비하는 풍력발전기용 풍차에 관한 것이다.The present invention relates to a wind turbine for a wind power generator having a variable wing capable of efficiently converting the force of the wind into mechanical energy, and more particularly, the wing of the rotating direction by the wing is folded or unfolded according to the direction of the wind Wing is located in the direction opposite to the direction of the rotation is wider and rotated to the wind relates to a windmill for a wind turbine having a variable wing that can improve the power generation efficiency by narrowing the area in contact with the wind.
일반적으로 현재 사용되는 발전방법으로는 대규모의 화석연료를 사용하는 화력발전, 우랴늄을 사용하는 원자력발전, 대규모의 담수설비가 필요한 수력발전 등이 많이 이용되고 있다. 화력발전은 석탄 또는 석유 등과 같은 연료를 연소시켜 발전을 해야 하므로, 연소가스가 많이 발생되어 대기오염을 가중시키고, 원자력발전은 대기를 오염시키는 연소가스는 배출되지 않으나 인체에 치명적인 방사선폐기물 이 다량으로 배출되며, 수력발전은 연소가스나 방사선폐기물 등이 배출되지 않고 별도의 연료를 필요로 하지 않는 반면에 환경을 파괴시키므로 친환경적이지 못한 문제가 있다. 이에 최근에는 친환경적이면서도 연료를 영구히 사용할 수 있는 태양열발전 및 풍력발전의 연구가 이루어지고 있다. In general, currently used power generation methods are widely used, such as thermal power generation using a large fossil fuel, nuclear power generation using uranium, and hydroelectric power generation requiring a large amount of fresh water. Since thermal power generation requires power generation by burning fuels such as coal or petroleum, a lot of combustion gas is generated to increase air pollution, and nuclear power generation does not emit combustion gases polluting the air, but a large amount of radioactive waste that is fatal to the human body is generated. It is discharged, hydroelectric power does not emit a combustion gas or radiation waste, etc. and does not require a separate fuel, while destroying the environment there is a problem that is not environmentally friendly. Recently, research on solar power generation and wind power generation, which are environmentally friendly and can use fuel permanently, has been conducted.
이중 바람의 힘을 이용한 풍력발전은 풍력발전이란 공기의 유동이 가진 운동 에너지의 공기역학적(aerodynamic) 특성을 이용하여 회전자(rotor)를 회전시켜 기계적 에너지로 변환시켜서 전력을 얻는 기술로서, 풍력 발전기는 지면에 대한 회전축의 방향에 따라 수평형 및 수직형으로 분류되고, 주요 구성 요소로는 날개와 허브로 구성된 회전자와, 상기 회전자의 회전을 증속하여 발전기를 구동시키는 증속 장치, 발전기 및 각종 안전장치를 제어하는 제어 장치, 유압 브레이크 장치와 전력 제어 장치 및 철탑 등으로 구성된다. Wind power generation using dual wind power is a technology that obtains electric power by converting rotor into mechanical energy by using aerodynamic characteristics of kinetic energy of air flow. Are classified into a horizontal type and a vertical type according to the direction of the rotation axis with respect to the ground, and the main components include a rotor composed of a blade and a hub, a speed increaser for driving a generator by increasing the rotation of the rotor, a generator and various It consists of a control device for controlling safety devices, a hydraulic brake device, a power control device, and a steel tower.
또한 풍력발전은 어느 곳에나 산재 되어 있는 무공해, 무한정의 바람을 이용하므로 환경에 미치는 영향이 거의 없고, 국토를 효율적으로 이용할 수 있으며, 대규모 발전 단지의 경우에는 발전 비용도 기존의 발전 방식과 경쟁 가능한 수준의 신에너지 발전기술이다.In addition, wind power generation uses no-pollution and infinite wind scattered everywhere, so there is little effect on the environment, and the land can be used efficiently, and in the case of large-scale power generation facilities, power generation costs can compete with existing power generation methods. It is a level of new energy generation technology.
이러한 풍력 발전기에서 풍차는 바람에 의해 회전되는 운동 에너지를 이용해서 전기 에너지로 바꾸게 되는데, 이때 풍차는 이론상으로 바람의 운동에너지 중 약 60% 정도가 기계적에너지로 변환되고 또 다시 이 기계적에너지를 전기에너지로 변환하는 과정에서 많은 에너지가 소모된다. 따라서 실질적으로 바람에너지가 전기에너지로 변환되는 변환효율은 풍차의 형상에 따른 다소 차이는 있으나, 대략 20 ~ 40%에 그치고 있는 실정이다.In such a wind generator, the windmill is converted into electrical energy by using kinetic energy rotated by the wind. At this time, the windmill theoretically converts about 60% of the kinetic energy of the wind into mechanical energy, which is then converted into electrical energy. Is converted to a lot of energy. Therefore, the conversion efficiency of converting wind energy into electrical energy is substantially different depending on the shape of the windmill, but it is only about 20 to 40%.
그런데, 상기와 같은 종래의 풍력발전은 바람이 일정한 속도 이상으로 유지되고 공기의 밀도가 높아야 날개에 바람의 운동에너지가 전달되어 풍차가 회전되고 이에 의하여 바람의 운동에너지가 전기에너지로 변환되는 문제가 내포되어 있다. 즉, 바람이 약하여 미풍이 불어올 경우에는 풍차의 회전이 약해지므로, 풍력발전의 발전이 불가능하다는 문제가 발생되고 있는 실정이다.However, in the conventional wind power generation as described above, the wind is maintained at a constant speed or higher and the density of the air is high so that the kinetic energy of the wind is transmitted to the wings, and thus the windmill is rotated, thereby converting the kinetic energy of the wind into electrical energy. It is implied. In other words, when the wind is weak and the breeze blows, since the rotation of the windmill is weakened, the situation that the generation of wind power generation is impossible.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 풍차의 날개들이 바람의 방향에 따라 접히거나 펴지도록 설치함으로써, 풍차가 회전되는 방향에 위치되는 날개는 바람과 닿는 면적이 넓어지도록 펼쳐지고, 풍차의 회전되는 방향의 반대방향에 위치되는 날개는 바람과 닿는 면적이 좁아지도록 접혀지게 설치하여 발전효율을 향상시킬 수 있는 가변형 날개를 구비하는 풍력발전기용 풍차를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the conventional problems as described above, by installing the wings of the windmill to be folded or unfolded in accordance with the direction of the wind, so that the wings located in the direction of rotation of the windmill so that the area of contact with the wind is wider Unfolded, the wings located in the opposite direction of the rotation direction of the windmill is installed to be folded so as to narrow the area in contact with the wind is to provide a windmill for a wind turbine having a variable wing that can improve the power generation efficiency.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 날개를 구비하는 풍력발전기용 풍차는, 풍력발전기의 로터회전축에 결합되어 상기 로터회전축과 함께 회전되는 케이스와; 바람에 의하여 상기 케이스가 회전되도록 상기 케 이스의 원주방향 및 길이방향을 따라 일정간격으로 설치되어 있으며, 바람의 힘에 의하여 전개 및 접철되는 날개와; 상기 날개가 회동가능하게 설치되어 상기 케이스에 설치되어 있으며, 상기 날개가 바람을 맞는 방향에 따라 용이하게 전개 및 접철되도록 상기 날개를 회동시키는 구동부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.Wind turbine for a wind power generator having a variable wing according to an embodiment of the present invention to achieve the above object is coupled to the rotor shaft of the wind turbine and the rotor rotates with the shaft; Wings which are installed at regular intervals along the circumferential direction and the longitudinal direction of the case so that the case is rotated by the wind, and which are deployed and folded by the force of the wind; The wing is rotatably installed and is installed in the case, characterized in that it comprises a drive member for rotating the wing so that the wing is easily deployed and folded according to the wind direction.
여기서, 상기 날개는 상기 구동부재에 한개 또는 두 개가 회동가능하게 설치되는 것을 특징으로 한다.Here, the wing is characterized in that one or two rotatably installed on the drive member.
또한, 상기 구동부재는, 상기 케이스에 설치되어 있으며, 힌지를 통하여 상기 날개가 회동가능하게 부착되어 있는 브래킷과; 상기 브래킷에 설치되어 있으며, 내부에 작동공간부가 형성되어 있는 실린더와; 상기 작동공간부에 내장되어 직선왕복 운동되는 피스톤과; 상기 피스톤이 상기 날개 방향으로 탄성지지되도록 상기 작동공간부에 내장되어 있는 인장스프링과; 일단은 상기 날개에 연결되어 있고, 타단은 상기 피스톤에 연결되어 있는 링크를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the drive member is installed in the case, the bracket is attached to the blade rotatably through a hinge; A cylinder installed in the bracket and having a working space formed therein; A piston built in the working space and linearly reciprocating; A tension spring embedded in the working space so that the piston is elastically supported in the wing direction; One end is connected to the wing, the other end is characterized in that it comprises a link connected to the piston.
또한, 상기 구동부재는, 상기 케이스가 회전될 때 상기 날개에 작용하는 바람의 방향에 따라 상기 날개를 빠르게 전개 및 접철시킬 수 있도록 보조구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the drive member, characterized in that it further comprises an auxiliary drive unit to be able to quickly deploy and fold the wing according to the direction of the wind acting on the wing when the case is rotated.
또한, 상기 보조동부는, 상기 실린더의 일측에 마련되어 있는 구동캠과; 일단은 상기 피스톤에 연결되어 있고, 타단은 상기 구동캠에 연결되어 있는 보조링크와; 상기 구동캠의 회동에 의하여 상기 피스톤이 직선왕복 운동되도록 상기 피스톤을 구동시키는 구동모터를 포한하는 것을 특징으로 한다.In addition, the auxiliary dynamics, the drive cam is provided on one side of the cylinder; An auxiliary link having one end connected to the piston and the other end connected to the drive cam; It characterized in that it comprises a drive motor for driving the piston so that the piston reciprocates linearly by the rotation of the drive cam.
한편, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 가변형 날개를 구비하는 풍력발전기용 풍차는, 풍력발전기의 로터회전축에 결합되어 상기 로터회전축과 함께 회전되는 케이스와; 상기 케이스에 결합되어 있는 고정날개와; 힌지를 통하여 상기 고정날개에 회동가능하게 설치되어 있으며, 바람의 힘에 의하여 전개 및 접철되는 회동날개와; 상기 케이스에 설치되어 있으며, 상기 회동날개가 바람을 맞는 방향에 따라 용이하게 전개 및 접철되도록 상기 회동날개를 회동시키는 구동수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, in order to achieve the above object, a wind turbine for a wind turbine having a variable wing according to another embodiment of the present invention, coupled to the rotor shaft of the wind turbine is rotated with the rotor shaft; A fixed wing coupled to the case; Rotating wing is rotatably installed on the fixed wing through the hinge, and is developed and folded by the force of the wind; It is installed in the case, characterized in that it comprises a drive means for rotating the pivoting wing so that the pivoting wing is easily deployed and folded according to the wind direction.
여기서, 상기 구동수단은, 일측은 상기 힌지에 결합되고 타측은 상기 케이스의 내측에 위치되는 작동로드와; 상기 로터회전축과 동일한 회전중심을 가지며, 내부에 상기 회전축이 관통되어 있는 회전체와; 상기 작동로드가 삽입되도록 상면에 원주방향을 따라 안내홈이 형성되어 상기 회전체에 결합되어 있으며, 상기 안내홈에 삽입된 상기 작동로드가 상기 케이스가 회전됨에 따라 회동되도록 상기 안내홈의 형성되는 깊이가 다르게 형성되어 있는 작동캠과; 상기 회전체의 일측에 결합되어 있는 종동기어와; 상기 종동기어에 치합되는 원동기어가 구동축에 결합되어 있는 구동모터 를 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the driving means, one side is coupled to the hinge and the other side of the operation rod is located inside the case; A rotating body having the same center of rotation as the rotor rotating shaft and having the rotating shaft penetrated therein; A guide groove is formed in the upper surface along the circumferential direction so that the operation rod is inserted, and is coupled to the rotating body. Is differently formed working cam; A driven gear coupled to one side of the rotating body; The driving gear meshed with the driven gear is characterized in that it comprises a drive motor coupled to the drive shaft.
본 발명의 실시예에들 따른 가변형 날개를 구비하는 풍력발전기용 풍차에 의하면, 풍차가 회전되는 방향에 위치되는 날개는 바람과 닿는 면적이 넓어지도록 펼쳐지고, 풍차의 회전되는 방향의 반대방향에 위치되는 날개는 바람과 닿는 면적이 좁아지도록 접혀지게 설치되어 있으므로, 풍차의 날개들이 바람의 방향에 따라 접 히거나 펴지게 되어 발전효율이 향상되는 효과가 있다.According to the wind turbine for a wind turbine having a variable wing according to an embodiment of the present invention, the wing located in the direction in which the windmill is rotated is spread so that the area that is in contact with the wind is located in the opposite direction of the rotation direction of the windmill Since the wings are installed to be folded to narrow the area in contact with the wind, the wings of the windmill are folded or unfolded according to the direction of the wind, thereby improving the power generation efficiency.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. The features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings. Prior to this, the terms or words used in the present specification and claims are defined in the technical spirit of the present invention on the basis of the principle that the inventor can appropriately define the concept of the term in order to explain his invention in the best way. It must be interpreted to mean meanings and concepts.
이하, 본 발명의 실시예들에 따른 가변형 날개를 구비하는 풍력발전기용 풍차를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a windmill for a wind turbine having a variable wing according to embodiments of the present invention will be described in detail.
<제1 실시예><First Embodiment>
먼저, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 날개를 구비하는 풍력발전기용 풍차를 상세하게 설명한다.First, with reference to FIGS. 1 to 6 will be described in detail a windmill for a wind turbine having a variable wing according to an embodiment of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 날개를 구비하는 풍력발전기용 풍차가 설치된 상태를 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 날개를 구비하는 풍력발전기용 풍차의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍차에 설치되는 날개와 구동부재의 구성을 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a state in which a windmill for a wind turbine having a variable wing according to an embodiment of the present invention is installed, Figure 2 is a configuration of a windmill for a wind turbine having a variable wing according to an embodiment of the present invention Figure 3 is a perspective view, Figure 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the blade and the drive member installed in the windmill according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 풍력발전기는 지면에 설치되는 하우징(10)과, 이 하우징(10)의 내부에 설치되어 있는 발전기(11)와, 일단부가 하우징(10)의 회측으로 노출되도록 발전기(11)에 구비되어 있는 로터회전축(13) 및 이 로터회전축(13)에 결합되는 풍차(100)로 구성되어 있다.1 to 3, the wind turbine includes a
풍차(100)는, 로터회전축(13)에 결합되어 상기 로터회전축(13)과 함께 회전되는 케이스(110)와, 바람에 의하여 케이스(110)가 회전되도록 케이스(110)의 원주방향 및 길이방향을 따라 설치되어 있는 날개(120)들과, 이 날개(120)들이 바람을 맞는 방향에 따라 용이하게 전개 및 접철되도록 날개(120)들을 회동시키는 구동부재(130)를 포함한다. The
날개(120)는, 바람에 의하여 상기 케이스(110)가 회전되도록 상기 케이스(110)의 원주방향 및 길이방향을 따라 일정간격으로 설치되어 있으며, 바람의 힘에 의하여 전개 및 접철된다. 이를 위하여, 날개(120)는 케이스(110)에 설치되어 있는 구동부재(130)에 회동가능하게 설치되어 있으며, 상기 구동부재(130)에 한 개 또는 두 개가 회동가능하게 설치되어 있다.The
구동부재(130)는, 케이스(110)에 설치되어 있는 브래킷(131), 이 브래킷(131)에 설치되는 실린더(133)와, 이 실린더(133)의 내부에 설치되는 피스톤(135)과, 실린더(133) 내부에 내장되는 인장스프링(137) 및 일측은 날개에 연결되고 타측은 피스톤(135)에 연결되어 있는 링크(139)를 포함한다.The
브래킷(131)은 일측이 케이스(110)에 고정되고 중앙부에는 힌지(H)를 통하여 상기 날개(120)가 회동가능하게 부착되어 있도다.One side of the
실린더(133)는 피스톤(135) 및 인장스프링(137)이 설치되도록 내부에 작동공 간부(133a)가 형성되어 있으며, 피스톤(135)은 인장스프링(137)에 의하여 작동공간부(133a)에서 직선왕복 운동된다. 구체적으로, 날개(120)의 전면(121)이 바람이 부는 방향과 마주보게 되면 날개(120)가 풍력에 의하여 브래킷(131)에서 회동되면서 펴지게 되고, 이로 인하여 날개(120)에 연결되어 있던 링크(139)가 이동되면서 피스톤(135)을 작동공간부(133a)에서 직선 운동시키게 된다. 즉, 바람을 맞는 날개(120)의 면적이 증가하게 되어 풍력이 풍차(100)에 더욱 많이 전달되어 풍차(100)의 회전력이 증가하게 된다. 이때, 인장스프링(137)은 피스톤(135)에 의하여 압축되어 있으며, 상기 피스톤(135)을 상기 날개(120) 방향으로 탄성지지한다.The
그리고 풍차(100)가 회전되어 펴져 있던 날개(120)의 후면(123)이 바람이 부는 방향과 마주보게 되면, 날개(120)가 풍력 및 인장스프링(137)의 탄성에 의하여 브래킷(131)에서 신속하게 회동되어 접히게 된다. 이로 인하여, 날개(120)에 전달되는 풍력이 저하되므로, 풍차(100)의 회전력이 증가하게 된다. And when the
정리하면, 풍차(100)에 원주방향을 따라 설치되어 있는 날개(120) 중 날개(120)의 전면(121)이 바람이 부는 방향으로 위치되어 있는 날개(120)는 바람에 의하여 전개되어 더 넓은 부위에 풍력이 전달되며, 이때, 날개(120)의 후면(123)이 바람이 부는 방향으로 위치되어 있는 날개(120)는 바람 및 인장스프링(137)에 의하여 신속하게 접히게 되어 바람이 닿는 부위가 좁아지게 되므로, 바람의 저항을 적게 받게 된다. 이로 인하여, 날개(120)가 바람이 부는 방향에 따라 전개 및 접철되면서 바람과 접하는 면적이 넓어지거나 감소하게 되어 풍차의 회전력이 더욱 증가하게 된다.In summary, among the
한편, 본 실시예에 따른 가변형 날개를 구비하는 풍력발전기용 풍차는 바람이 부는 방향에 따라 날개를 전개 및 접철시킬 수 있도록 보조구동부가 더 구비되는데, 이를 도 4 및 도 5를 참조하면 상세하게 설명한다.On the other hand, the wind turbine for a wind turbine having a variable wing according to the present embodiment is further provided with an auxiliary drive unit to expand and fold the wing in the direction of the wind, which will be described in detail with reference to FIGS. 4 and 5. do.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 구동부재에 보조구동부가 설치된 상태를 나타낸 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 보조구동부의 변형된 상태를 나타낸 단면도이다.4 is a cross-sectional view showing a state in which the auxiliary drive unit is installed in the drive member according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is a cross-sectional view showing a modified state of the auxiliary drive unit according to an embodiment of the present invention.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 구동부재(130)의 일측에는 풍차(100)가 회전될 때 날개(120)에 작용하는 바람의 방향에 따라 날개(120)를 빠르게 전개 및 접철시킬 수 있도록 보조구동부(140)가 더 구비되어 있다.As shown in FIGS. 4 and 5, one side of the
보조구동부(140)는, 구동부재(130)의 실린더(133)에 고정되어 있는 베이스플레이트(141)와, 이 베이스플레이트(141)에 회동가능하게 설치되는 구동캠(143)과, 피스톤(135)과 구동캠(143)을 연결하는 보조링크(145)와, 구동캠(143)을 구동시키는 구동모터(147)를 포함한다.The auxiliary drive unit 140 includes a
보조구동부(140)는, 날개(120)의 전면(121)이 바람이 부는 방향으로 위치되면 구동모터(147)가 구동캠(143)을 회동시키고, 이에 의하여 보조링크(145)가 이동되면서 피스톤(135)을 직선 운동시켜 날개(120)에 연결되어 있는 링크(139)를 잡아당기게 된다. 그러면, 접혀있던 날개(120)가 펴지면서 더 넓은 부위에 풍력이 전달된다.The auxiliary driving unit 140, when the
그리고 날개(120)의 후면(123)이 바람이 부는 방향으로 위치하게 되면, 구동 모터(147)가 반대로 회전되면서 구동캠(143)을 반대방향으로 회동시켜 보조링크(145), 피스톤(135) 및 링크(139)를 연동시키게 되어 날개(120)가 접히게 되어 바람이 닿는 부위가 좁아지게 된다.And when the
이때, 보조구동부(140)는, 바람의 세기에 따라 구동모터(147)를 보다 효과적으로 제어할 수 있도록 제어부(149) 및 풍량감지센서(149a)를 더 구비되어 있다. 풍량센서(149a)는 날개(120)에 부디치는 바람의 세기를 감지할 수 있도록 날개(120)의 전면(121) 및 후면(123)에 각각 부착되어 있으며, 풍량감지센서(149a)에서 감지되는 풍양은 제어부(149)로 수신된다. 제어부(149)는 풍량감지센서(149a)로부터 수신되는 풍양에 따라 구동모터(147)를 정회전시키거나, 역회전시키게 된다. 즉, 날개(120)의 후면(123)보다 전면(121)에 더 많은 풍양이 작용하게 되면, 제어부(149)에 의하여 구동모터(147)가 회전되면서 날개(120)를 전개시키며, 그 반대로 전면(121)보다 후면(123)에 더 많은 풍양이 작용하게 되면, 제어부(149)에 의하여 구동모터(147)가 회전되면서 날개(120)를 접철시키게 된다.At this time, the auxiliary driving unit 140, the
한편, 보조구동부(140)의 보조링크(145)는 구동캠(143)의 구동에 의하여 피스톤(135)을 이동시킬 때, 구동캠(143)의 구동력이 피스톤(135)에 보다 원활하게 전달되도록 일단은 실린더(133)를 관통하여 피스톤(135)에 회동가능하게 연결되고 타단은 구동캠(143)에 회동가능하게 연결되어 있으며, 그 중앙부는 회동되게 형성되어 있다. On the other hand, when the
본 실시예에 따른 보조구동부(140)는 도 5에 도시된 바와 같이, 구동캠(143)을 유압실린더(150)를 이용하여 회동시킬 수도 있다. 이를 위하여, 구동캠(143)의 중심에는 일단이 절곡된 회동축(151)이 결합되어 있고, 회동축(151)의 절곡부에는 유압실린더(150)의 로드(150a)가 힌지을 통하여 회동가능하게 연결되어 있다.As shown in FIG. 5, the auxiliary driving unit 140 according to the present embodiment may rotate the driving
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍차(100)는, 날개(120)를 하나만 설치할 수도 있는데, 이를 도 6을 참조하여 상세하게 설명한다.On the other hand, the
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍차 날개의 변형된 상태를 나타낸 단면도이다.6 is a cross-sectional view showing a modified state of the windmill blades according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 날개(120)의 변형된 예를 설명함에 있어 일 실시예와 동일 유사한 구성에 대해서는 동일부호를 사용하며, 그 구체적인 설명은 생략한다.In describing a modified example of the
도 6을 참조하면, 변형된 예에 따른 날개(120)는, 구동부재(130)의 브래킷(131)에 회동가능하게 설치되며, 브래킷(131)의 전면에 날개(120)가 원활하게 전개될 수 있도록 보조날개(125)가 부착되어 있다. 이때, 보조날개(125)는 바람에 의하여 날개(120)가 용이하게 전개될 수 있도록 그 단부가 하측으로 절곡되어 있다. 이는 날개(120)가 접혀 있을 때 바람이 보조날개(125)의 굴곡부를 통해 날개(120)와 보조날개(125) 사이로 원활하게 불어오게 하기 위함이다. Referring to FIG. 6, the
<제 2 실시예>Second Embodiment
다음으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가변형 날개를 구비하는 풍력발전기용 풍차를 도 7 내지 도 10을 참조하여 상세하게 설명한다.Next, a windmill for a wind turbine having a variable wing according to another embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 7 to 10.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가변형 날개를 구비하는 풍력발전기용 풍차가 설치된 상태를 나타낸 단면도이고, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 풍차의 날개를 나타낸 사시도이고, 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 풍차의 작동캠을 나타낸 사시도이고, 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 풍차의 작동캠을 나타낸 단면도이다. 7 is a cross-sectional view showing a state in which a windmill for a wind turbine having a variable wing according to another embodiment of the present invention is installed, Figure 8 is a perspective view showing a wing of the windmill according to another embodiment of the present invention, Figure 9 is 10 is a perspective view illustrating an operation cam of a windmill according to another embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating an operation cam of a windmill according to another embodiment of the present invention.
본 발명의 다른 실시예에 풍차를 설명함에 있어 일 실시예와 동일 유사한 구성에 대해서는 동일부호를 사용하며, 그 구체적인 설명은 생략한다.In describing the windmill in another embodiment of the present invention, the same reference numerals are used for the same or similar components as those of the embodiment, and a detailed description thereof will be omitted.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 풍차(100)는 풍력발전기의 로터회전축(13)에 결합되는 케이스(110)와, 이 케이스(110)에 결합되는 고정날개(127)와, 이 고정날개(127)에 회동가능하게 설치되는 회동날개(120)와, 회동날개(120)를 구동시키는 구동수단(160)을 포함한다.7 to 9, the
회동날개(120)는 힌지(H)를 통하여 고정날개(127)에 회동가능하게 설치되며, 바람에 의하여 고정날개(127)에서 전개 및 접철된다.
고정날개(127)는 그 일면이 케이스(110)의 외면에 접합되어 있으며, 회동날개(120)를 용이하게 결합할 수 있도록 힌지돌기(127a)가 형성되어 있다. 힌지돌기(127a)는, 회동날개(120)의 힌지(H)를 용이하게 삽입할 수 있도록 분할되어 있다.One side of the fixed
구동수단(160)은, 상기 케이스(110)의 내부에 설치되어 상기 회동날개(120)가 바람을 맞는 방향에 따라 용이하게 전개 및 접철되도록 상기 회동날개(120)를 회동시킨다. 이를 위하여, 구동수단(160)은, 회동날개(120)의 힌지(H)에 결합되는 작동로드(161)와, 상기 로터회전축(13)에 설치되는 회전체(163)와, 이 회동체(163)에 설치되는 작동캠(165)과, 회전체(163)에 결합되는 종동기어(167) 및 이 종동기어(167)를 구동시키는 구동모터(169)를 포함한다.The driving means 160 is installed inside the
작동로드(161)는 일측이 회전날개(120)의 힌지(H)에 고정되고 타측이 상기 케이스(110)를 관통하여 작동캠(165)에 접촉되며, 작동캠(165)의 회전 또는 풍차(100)의 회전에 따라 작동캠(165)에 접촉되어 이동되면서 회전날개(120)를 전개 및 접철시킨다.The operating
회전체(163)는 로터회전축(13)과 동일한 회전중심을 가지면서 로터회전축(13)에서 회전되도록 내부로 로터회전축(13)이 관통되어 있다. 그리고 회전체(163)의 외면에는 작동로드(161)를 회동시키는 작동캠(165)이 결합되어 있으며, 그 하측에는 구동모터(169)와 연결되는 종동기어(167)가 결합되어 있다. 이때, 회전체(163)와 로터회전축(13) 사이에는 회전체(163)가 원활하게 회전될 수 있도록 윤활유가 주입되거나 또는 베어링(도시생략)이 설치되어 있다.The
구동모터(169)는 회전체(163)를 회전시킬 수 있도록 종동기어(167)와 치합되는 원동기어(169a)가 구동축에 결합되어 있다.The
회전체(163)와 함께 회전되는 작동캠(165)은, 작동로드(161)의 타측이 삽입되도록 원주방향을 따라 안내홈(165a)이 형성되어 있으며, 안내홈(165a)은 그 깊이가 작동캠(165)의 원주방향을 따라 다르게 형성되어 있다. 이때, 작동로드(161)는 작동캠(165)의 안내홈(165a)에서 용이하게 안내되면 회동되도록 안내홈(165a)과 접촉되는 부위에 롤러(161a)가 부착되어 있다. 한편, 안내홈(165a)은 복수의 작동로 드(161)를 각각 삽입할 수 있도록 복수개가 형성되어 있다.The
본 발명의 다른 실시예에 따른 가변형 날개를 구비하는 풍력발전기용 풍차(100)는 바람의 방향에 따라 작동캠(165)을 회전시키면, 작동로드(161)가 작동캠(165)의 안내홈(165a)을 따라 이동되면서 안내홈(165a)의 높낮이에 의하여 회동되면서 회동날개(120)를 회전시킨다. 이에 인하여, 회동날개(120)의 전면이 바람이 부는 방향으로 위치되면 회동날개(120)가 전개되어 더 넓은 부위에 풍력이 전달되며, 회동날개(120)의 후면이 바람이 부는 방향으로 위치되면 회동날개(120)가 접히게 되어 바람이 닿는 부위가 좁아지게 된다.
즉, 회동날개(120)는 바람이 방향에 따라 맞닿는 전면 및 후면의 위치에 의하여 전개 및 접철되면서 바람이 부는 방향에서는 바람과 접하는 회동날개(120)의 면적이 넓어지고, 바람이 부는 반대방향에서는 바람과 접하는 회동날개(120)의 면적이 감소하게 되므로, 풍차(100)의 회전력이 더욱 증가하게 된다.That is, the
한편, 도 11 및 도 12를 참조하면, 풍차의 날개가 바람이 불 때 보다 큰 힘을 받을 수 있도록 형성할 수도 있다. 날개(120)의 내측에 보조리브(129)들이 설치되고, 그 끝단부는 전면으로 굴곡(120a)지게 형성하여 날개(120)에 접촉되는 바람의 면적을 보다 넓게 할 수 있다. 즉, 보조리브(129) 및 굴곡부(120a)에 의하여 바람의 힘이 날개(120)에 보다 많이 전달되어 풍차(100)의 회전력이 증가된다.Meanwhile, referring to FIGS. 11 and 12, the wings of the windmill may be formed to receive greater force when the wind is blowing.
또한, 도 11 및 도 12에는 쌍을 이루는 날개(120)가 모두 회동되는 것이 도시되어 있지만, 굴곡부(120a)가 형성된 날개(120)만이 회동되도록 하측의 날개(120)를 풍차(100)의 케이스(110)에 고정시킬 수도 있다. 이는 하측의 날개(120) 가 고정되어 있을 때 바랑에 의하여 굴곡부(120a)가 형성된 날개(120)가 더 많은 힘을 받게 하기 위함이다.11 and 12, all of the pair of
이상에서 설명한 것은 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.What has been described above is only one embodiment for carrying out the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the present invention is made without departing from the gist of the present invention as claimed in the following claims. Anyone with ordinary knowledge in this field will have the technical spirit of the present invention to the extent that various modifications can be made.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 날개를 구비하는 풍력발전기용 풍차가 설치된 상태를 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a state in which a windmill for a wind power generator having a variable wing according to an embodiment of the present invention is installed.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 날개를 구비하는 풍력발전기용 풍차의 구성을 나타낸 사시도이다.Figure 2 is a perspective view showing the configuration of a windmill for a wind turbine having a variable wing according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍차에 설치되는 날개와 구동부재의 구성을 나타낸 단면도이다.Figure 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the blade and the drive member installed in the windmill according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 구동부재에 보조구동부가 설치된 상태를 나타낸 단면도이다.Figure 4 is a cross-sectional view showing a state in which the auxiliary drive unit is installed in the drive member according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 보조구동부의 변형된 상태를 나타낸 단면도이다.Figure 5 is a cross-sectional view showing a modified state of the auxiliary drive unit according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍차 날개의 변형된 상태를 나타낸 단면도이다.6 is a cross-sectional view showing a modified state of the windmill blades according to an embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가변형 날개를 구비하는 풍력발전기용 풍차가 설치된 상태를 나타낸 단면도이다.7 is a cross-sectional view showing a state in which a windmill for a wind turbine having a variable wing according to another embodiment of the present invention is installed.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 풍차의 날개를 나타낸 사시도이다.8 is a perspective view showing a wing of a windmill according to another embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 풍차의 작동캠을 나타낸 사시도이다.9 is a perspective view showing an operation cam of a windmill according to another embodiment of the present invention.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 풍차의 작동캠을 나타낸 단면도이다.10 is a cross-sectional view showing an operation cam of a windmill according to another embodiment of the present invention.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 풍차의 날개가 펼쳐진 상태의 사시도이다.11 is a perspective view of the unfolded wings of the windmill according to another embodiment of the present invention.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 풍차의 날개가 접혀진 상태의 사시도이다.12 is a perspective view of a folded state of the windmill according to another embodiment of the present invention.
♠ 도면의 주요부분에 대한 부호설명 ♠♠ Code description for the main part of the drawing ♠
10 : 하우징 11 : 발전기10
13 : 로터회전축 100 : 풍차13: rotor shaft 100: windmill
110 : 케이스 120 : 날개110: case 120: wing
130 : 구동부재 131 : 브래킷130: driving member 131: bracket
133 : 실린더 135 : 피스톤133
137 : 인장스프링 139 : 링크137: tension spring 139: link
140 : 보조구동부 141 : 베이스플레이트140: auxiliary drive unit 141: base plate
143 : 구동캠 145 : 보조링크143: drive cam 145: auxiliary link
147 : 구동모터 160 : 구동수단147: drive motor 160: drive means
161 : 작동로드 163 : 회전체161: working rod 163: rotating body
165 : 작동캠 167 : 종동기어165: operation cam 167: driven gear
169 : 구동모터169: drive motor
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