KR20100022671A - 풍력발전용 나비형 날개 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 발전기에 연결된 회전축에 복수로 설치되어 풍력에 의해 상기 회전축을 회전시키는 풍력발전용 날개에 있어서, 상기 회전축에 설치되되, 수평방향으로 평행하게 상호 이격되어 설치되는 제1프레임 및 제2프레임과, 일측 선단부가 상기 제1프레임에 회동가능하게 연결되며, 일측 후단부에 연결홈이 형성되는 제1날개 플레이트와, 일측 선단부가 상기 제1날개 플레이트의 일측 선단부에 인접하도록 상기 제1프레임에 회동가능하게 연결되며, 일측 후단부에 연결홈이 형성되는 제2날개 플레이트와, 상기 제2프레임에 설치되되, 상기 제1날개 플레이트 및 제2날개 플레이트의 사이에 설치되며, 상기 제1날개 플레이트 및 제2날개 플레이트의 각 연결홈에 연결되어 상기 제1날개 플레이트 및 제2날개 플레이트의 각도를 조절하는 날개각도 조절유닛으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 날개 플레이트를 복수로 형성하여 프레임에 회동가능한 삼각형태 즉, 나비의 날개가 접히고 펴지는 형상으로 설치하여 바람과 맞닿는 면적을 증가시킴으로 풍력발전용 나비형 날개가 미풍에서도 회전 가능한 효과가 있다.
풍력 발전, 풍력 발전 장치, 회전 날개, 풍력발전용 나비형 날개

Description

풍력발전용 나비형 날개 {BUTTERFLY TYPE WING FOR A WIND POWER GENERATOR}
본 발명은 풍력발전용 나비형 날개에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 날개 플레이트를 복수로 형성하여 프레임에 회동가능한 삼각형태 즉, 나비의 날개가 접히고 펴지는 형상으로 설치하여 바람과 맞닿는 면적을 증가시킴으로 미풍에서도 회전 가능한 풍력발전용 나비형 날개에 관한 것이다.
일반적으로 풍력발전기는 무한정, 무비용의 청정 에너지원인 바람을 이용하여 발전할 수 있는 장치로서, 발전원별 전력생산단가의 가격경쟁력 향상 및 발전시스템 설치의 소요면적 최소화 등과 같은 원가적 측면과, 화석에너지 고갈에 대한 대체에너지원과 지구환경보호라는 사회환경적 측면과 더불어 공급의 안정성, 에너지 수입의 의존도 감소라는 경제적 측면을 얻을 수 있고, 특히 근래에 들어서는 정부에서 민간업자가 생산한 전력을 매입할 수 있기 때문에 보급의 가속화가 일고 있다.
이러한 풍력발전기는 바람을 회전에너지로 변환시키는 회전날개와, 회전날개에 설치된 회전축과, 이들을 일정한 지상 높이에 위치시키기 위한 타워와, 타워 상부 또는 하부에 설치되어 회전축과 연결되는 발전장치로 이루어져 있다.
상기와 같은 풍력발전기의 회전날개는, 도 1에 도시된 바와 같이, 회전축에 연결되는 프레임(10)과, 프레임(10)에 회동연결부재(30)에 의해 회동가능하게 연결되는 날개(20)로 구성된다.
여기서, 날개(20)는 프레임(10)에 회동가능하게 연결되기 때문에, 바람의 방향에 따라 회동되며 바람의 힘을 받아 회전축을 회전시키게 된다.
하지만, 날개(20)가 단순한 플레이트의 형상이기 때문에, 그 구조의 특성상 미풍에는 쉽게 회전하지 않고 바람이 어느 정도 불어주어야 회전하므로 지면으로부터 높은 장소 또는 바람의 양이 많고 풍속이 높은 지역에서만 그 역할을 할 수 있을 뿐, 바람의 양이 적고 풍속이 낮은 장소에서는 발전효율이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 날개 플레이트를 복수로 형성하여 프레임에 회동가능한 삼각형태 즉, 나비의 날개가 접히고 펴지는 형상으로 설치하여 바람과 맞닿는 면적을 증가시킴으로 미풍에서도 회전 가능한 풍력발전용 나비형 날개를 제공하는 것이다.
상기 목적은 본 발명에 따라, 발전기에 연결된 회전축에 복수로 설치되어 풍력에 의해 상기 회전축을 회전시키는 풍력발전용 날개에 있어서, 상기 회전축에 설치되되, 수평방향으로 평행하게 상호 이격되어 설치되는 제1프레임 및 제2프레임과, 일측 선단부가 상기 제1프레임에 회동가능하게 연결되며, 일측 후단부에 연결홈이 형성되는 제1날개 플레이트와, 일측 선단부가 상기 제1날개 플레이트의 일측 선단부에 인접하도록 상기 제1프레임에 회동가능하게 연결되며, 일측 후단부에 연결홈이 형성되는 제2날개 플레이트와, 상기 제2프레임에 설치되되, 상기 제1날개 플레이트 및 제2날개 플레이트의 사이에 설치되며, 상기 제1날개 플레이트 및 제2날개 플레이트의 각 연결홈에 연결되어 상기 제1날개 플레이트 및 제2날개 플레이트의 각도를 조절하는 날개각도 조절유닛으로 구성되는 것에 의해 달성된다.
또한, 상기 제1날개 플레이트 및 제2날개 플레이트는 상기 제1날개 플레이트와 제2날개 플레이트의 사이에 공간이 형성되도록 상기 제2프레임을 향해 상호 반대방향으로 경사지게 설치될 수 있다.
또한, 상기 날개각도 조절유닛은 상기 제2프레임에 설치되는 몸체와, 상기 몸체의 일측으로부터 상기 제1프레임 방향으로 경사지게 연장형성되어 상기 제1날개 플레이트의 연결홈에 삽입되며, 그 단부에 걸림턱이 형성된 제1가이드레일과, 상기 몸체의 상기 일측에 대향되는 타측으로부터 상기 제1프레임 방향으로 경사지게 연장형성되어 상기 제2날개 플레이트의 연결홈에 삽입되며, 그 단부에 걸림턱이 형성된 제2가이드레일과, 복수로 형성되어 상기 제1가이드레일 및 제2가이드레일에 끼워져 설치되되, 상기 제1날개 플레이트와 제2날개 플레이트의 각 연결홈 양측에 위치되도록 설치되는 탄성부재로 구성될 수 있다.
또한, 상기 회전축에 설치되되, 상기 제1프레임 및 제2프레임의 하부에 상기 제1날개 플레이트 및 제2날개 플레이트의 길이만큼 이격되어 설치되는 제3프레임 및 제4프레임을 더 포함하며, 상기 제1날개 플레이트 및 제2날개 플레이트의 각 타측 선단부가 상기 제3프레임에 회동가능하게 연결될 수 있다.
또한, 상기 제1날개 플레이트 및 제2날개 플레이트의 타측 후단부에 형성되는 연결홈을 더 포함하며, 상기 날개각도 조절유닛은 복수로 형성되어 상기 제4프레임에 설치되되, 상기 제1날개 플레이트 및 제2날개 플레이트의 사이에 설치되며, 상기 제1날개 플레이트 및 제2날개 플레이트의 타측 후단부 각 연결홈에 연결될 수 있다.
이에 의해, 날개 플레이트를 복수로 형성하여 프레임에 회동가능한 삼각형태 즉, 나비의 날개가 접히고 펴지는 형상으로 설치하여 바람과 맞닿는 면적을 증가시 킴으로 풍력발전용 나비형 날개가 미풍에서도 회전 가능한 효과가 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 풍력발전용 나비형 날개는, 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 회전축(100)이 삽입되는 본체(200)와, 본체(200)에 설치되되 수평방향으로 평행하기 상호 이격되어 설치되는 제1프레임(210) 및 제2프레임(220)과, 일측이 제1프레임(210)에 회동가능하게 연결되는 제1날개 플레이트(300) 및 제2날개 플레이트(310)와, 제2프레임(220)에 설치되며 제1날개 플레이트(300) 및 제2날개 플레이트(310)의 연결홈(320)과 연결되는 날개각도 조절유닛(400)으로 구성된다.
이때, 본체(200)는 도 2에 도시된 바와 같이 복수로 형성되어 회전축(100)에 삽입될 수도 있지만, 도 3에 도시된 바와 같이 하나만 회전축(100)에 삽입될 수도 있다.
먼저, 회전축(100)은 원통형상으로 형성되고, 본체(200)는 회전축(100)보다 큰 직경을 갖는 원통형상으로 형성되어 본체(200)의 중심에 회전축(100)이 삽입되어 설치된다.
그리고, 제1프레임(210) 및 제2프레임(220)은 본체(200)의 상단에 수평방향으로 상호 이격되어 설치된다.
이때, 제1프레임(210) 및 제2프레임(220)은 복수로 형성되어 본체(200)의 외측둘레를 따라 상호 이격되어 설치되는 것이 바람직하다.
한편, 제1날개 플레이트(300) 및 제2날개 플레이트(310)는 직사각형 형상의 플레이트로, 제1날개 플레이트(300)의 일측 선단부가 제1프레임(210)에 회동가능하게 연결되며, 제2날개 플레이트(310)의 일측 선단부는 제1날개 플레이트(300)의 일측 선단부에 인접하도록 제1프레임(210)에 회동가능하게 연결된다.
이때, 제1날개 플레이트(300) 및 제2날개 플레이트(310)의 회동을 원활하게 하기 위하여 제1프레임(210)과 제1날개 플레이트(300) 및 제2날개 플레이트(310)의 각 일측 선단부 사이에 베어링(330)이 설치될 수 있다.
그리고, 제1날개 플레이트(300) 및 제2날개 플레이트(310)의 일측 후단부에는 날개각도 조절유닛(400)과 연결되기 위한 연결홈(320)이 각각 형성된다.
또한, 날개각도 조절유닛(400)은 몸체(410), 제1가이드레일(420), 제2가이드레일(430) 및 탄성부재(440)로 구성된다.
몸체(410)는 제2프레임(220)에 설치되되, 제1날개 플레이트(300)와 제2날개 플레이트(310)의 사이에 설치된다.
제1가이드레일(420)은 몸체(410)의 일측으로부터 제1프레임(210) 방향으로 경사지게 연장형성되어 제1날개 플레이트(300)의 연결홈(320)에 삽입되고, 그 단부에 제1가이드레일(420)보다 큰 단면적을 갖는 걸림턱(421)이 형성된다.
제1가이드레일(420)의 단부에 걸림턱(421)이 형성되어 있기 때문에, 제1날개 플레이트(300)가 제1가이드레일(420)을 이탈하는 것을 방지할 수 있다.
탄성부재(440)는 제1가이드레일(420)에 끼워져 설치되는데, 복수로 마련되어 연결홈(320)의 양측에 위치되도록 설치된다.
제2가이드레일(430)은 제1가이드레일(420)에 대향되는 몸체(410)의 타측으로부터 제1프레임(210) 방향으로 경사지게 연장형성되어 제2날개플레이트(310)의 연결홈(320)에 삽입되고, 그 단부에 제2가이드레일(430)보다 큰 단면적을 갖는 걸림턱(431)이 형성된다.
탄성부재(440)은 제2가이드레일(430)에 끼워져 설치되는데, 복수로 마련되어 연결홈(320)의 양측에 위치되도록 설치된다.
이때, 제1날개 플레이트(300) 및 제2날개 플레이트(310)는 제1날개 플레이트(300) 및 제2날개 플레이트(310)의 사이에 공간이 형성되도록 제2프레임(220)을 향해 상호 반대방향으로 경사지게 설치되어 삼각형상으로 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 풍력발전용 나비형 날개는 본체(200)에 설치되는 제3프레임(230) 및 제4프레임(240)을 더 포함한다.
제3프레임(230) 및 제4프레임(240)은 본체(200)의 하단에 설치되는데, 제1프레임(210) 및 제2프레임(220)의 수직방향 하부에 형성되도록 설치된다.
이때, 제1프레임(210) 및 제2프레임(220)과 제3프레임(230) 및 제4프레임(240)은 제1날개 플레이트(300) 및 제2날개 플레이트(310)의 수직방향의 길이에 대응되도록 이격되어 설치된다.
여기서, 제3프레임(230)에 제1날개 플레이트(300) 및 제2날개 플레이트(310) 의 타측 선단부가 회동가능하게 연결된다.
이때, 제1날개 플레이트(300) 및 제2날개 플레이트(310)의 타측 후단부에도 연결홈(320)이 형성된다.
그리고, 날개각도 조절유닛(400)은 복수로 형성되어 제4프레임(240)에 설치되고 제1날개 플레이트(300) 및 제2날개 플레이트(310)의 타측 후단부의 연결홈(320)과 연결되어 제1날개 플레이트(300) 및 제2날개 플레이트(310)의 각도를 조절한다.
여기서, 제1날개 플레이트(300) 및 제2날개 플레이트(310)의 타측 선단부가 제3프레임(230)에 회동가능하게 연결되는 것과 제1날개 플레이트(300) 및 제2날개 플레이트(310)의 타측 후단부에 형성된 연결홈(320)이 날개각도 조절유닛(400)에 연결되는 것은 제1날개 플레이트(300) 및 제2날개 플레이트(310)의 일측이 연결되는 것과 대칭되므로 자세한 설명은 생략한다.
상기와 같은 구성을 갖는 날개각도 조절유닛(400)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 바람이 불어오면 바람방향으로 제1날개 플레이트(300) 및 제2날개 플레이트(310)가 회동되어 바람과 맞닿는 면적을 최대화하여 미풍에서도 회전축(100)을 회전시킬 수 있게 되는 것이다.
이때, 제1날개 플레이트(300) 및 제2날개 플레이트(310)는 연결홈(320)의 양측에 설치된 탄성부재(440)에 의해 바람이 불지 않을 경우에는 다시 제 위치로 돌아오게 된다.
예를 들어 설명하면, 바람이 제1날개 플레이트(300) 및 제2날개 플레이트(310)의 내부로 불어올 경우 바람의 힘에 의해 제1날개 플레이트(300) 및 제2날개 플레이트(310)는 상호 반대방향으로 회동되어 바람과 맞닿는 면적을 극대화 시키게 되어 미풍에서도 회전축(100)을 회전시킬 수 있어 미풍에서도 발전을 실시할 수 있는 효과가 발생한다.
본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함되는 것은 자명하다.
도 1은 종래 기술에 대한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 풍력발전용 나비형 날개의 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 풍력발전용 나비형 날개의 다른 사시도이다.
도 4은 본 발명에 따른 풍력발전용 나비형 날개의 부분 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 풍력발전용 나비형 날개의 작동 상태도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 프레임 20 : 날개
30 : 회동연결부재 100 : 회전축
200 : 본체 210 : 제1프레임
220 : 제2프레임 230 : 제3프레임
240 : 제4프레임 300 : 제1날개 플레이트
310 : 제2날개 플레이트 320 : 연결홈
330 : 베어링 400 : 날개각도 조절유닛
410 : 몸체 420 : 제1가이드레일
421 : 걸림턱 430 : 제2가이드레일
431 : 걸림턱 440 : 탄성부재

Claims (5)

  1. 발전기에 연결된 회전축에 복수로 설치되어 풍력에 의해 상기 회전축을 회전시키는 풍력발전용 날개에 있어서,
    상기 회전축에 설치되되, 수평방향으로 평행하게 상호 이격되어 설치되는 제1프레임 및 제2프레임과;
    일측 선단부가 상기 제1프레임에 회동가능하게 연결되며, 일측 후단부에 연결홈이 형성되는 제1날개 플레이트와;
    일측 선단부가 상기 제1날개 플레이트의 일측 선단부에 인접하도록 상기 제1프레임에 회동가능하게 연결되며, 일측 후단부에 연결홈이 형성되는 제2날개 플레이트와;
    상기 제2프레임에 설치되되, 상기 제1날개 플레이트 및 제2날개 플레이트의 사이에 설치되며, 상기 제1날개 플레이트 및 제2날개 플레이트의 각 연결홈에 연결되어 상기 제1날개 플레이트 및 제2날개 플레이트의 각도를 조절하는 날개각도 조절유닛으로 구성되는 것을 특징으로 하는 풍력발전용 나비형 날개.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1날개 플레이트 및 제2날개 플레이트는 상기 제1날개 플레이트와 제2날개 플레이트의 사이에 공간이 형성되도록 상기 제2프레임을 향해 상호 반대방향으로 경사지게 설치되는 것을 특징으로 하는 풍력발전용 나비형 날개.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 날개각도 조절유닛은,
    상기 제2프레임에 설치되는 몸체와;
    상기 몸체의 일측으로부터 상기 제1프레임 방향으로 경사지게 연장형성되어 상기 제1날개 플레이트의 연결홈에 삽입되며, 그 단부에 걸림턱이 형성된 제1가이드레일과;
    상기 몸체의 상기 일측에 대향되는 타측으로부터 상기 제1프레임 방향으로 경사지게 연장형성되어 상기 제2날개 플레이트의 연결홈에 삽입되며, 그 단부에 걸림턱이 형성된 제2가이드레일과;
    복수로 형성되어 상기 제1가이드레일 및 제2가이드레일에 끼워져 설치되되, 상기 제1날개 플레이트와 제2날개 플레이트의 각 연결홈 양측에 위치되도록 설치되는 탄성부재로 구성되는 것을 특징으로 하는 풍력발전용 나비형 날개.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 회전축에 설치되되, 상기 제1프레임 및 제2프레임의 하부에 상기 제1날개 플레이트 및 제2날개 플레이트의 길이만큼 이격되어 설치되는 제3프레임 및 제4프레임을 더 포함하며,
    상기 제1날개 플레이트 및 제2날개 플레이트의 각 타측 선단부가 상기 제3프레임에 회동가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 풍력발전용 나비형 날개.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1날개 플레이트 및 제2날개 플레이트의 타측 후단부에 형성되는 연결홈을 더 포함하며,
    상기 날개각도 조절유닛은 복수로 형성되어 상기 제4프레임에 설치되되, 상기 제1날개 플레이트 및 제2날개 플레이트의 사이에 설치되며, 상기 제1날개 플레이트 및 제2날개 플레이트의 타측 후단부 각 연결홈에 연결되는 것을 특징으로 하는 풍력발전용 나비형 날개.
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