KR20100035206A - The wind turbine blade pitch automatic control device - Google Patents

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KR20100035206A KR1020080094424A KR20080094424A KR20100035206A KR 20100035206 A KR20100035206 A KR 20100035206A KR 1020080094424 A KR1020080094424 A KR 1020080094424A KR 20080094424 A KR20080094424 A KR 20080094424A KR 20100035206 A KR20100035206 A KR 20100035206A
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Abstract

PURPOSE: An automatic blade pitch control device for an aerogenerator is provided to reduce noise and stress and to prevent damage to blades by reducing the wind pressure receiving area of the blades by 10%. CONSTITUTION: An automatic blade pitch control device for an aerogenerator comprises a rotor(40), a blade(50) and an automatic pitch control member. The rotor is installed in one end of a power generation shaft(30). The automatic pitch control member automatically controls the pitch of the blade with the rotation of shaft. A plurality of bearings fixes the shaft of blade on the rotor. A pinion is installed at the shaft of blade.

Description

풍력발전기용 블레이드 피치 자동 조절장치{The Wind turbine blade pitch automatic control device}Wind turbine blade pitch automatic control device

본 발명은 풍력발전기용 블레이드 피치 자동 조절장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 풍력에 의한 풍압이 전달되는 블레이드에 블레이드의 피치(pitch) 즉, 경사각을 자동으로 조절하는 피치 자동 조절장치를 설치함으로써, 풍압을 받는 블레이드의 면적이 예컨대, 무풍을 100%으로 보았을 때 미풍은 90%, 중풍은 60%, 강풍은 30%, 초강풍은 10% 이하로 바람받는 면적이 변화하여 너무 강하여 남는 바람은 통과시키고, 너무 약한 바람이 불 때는 바람받는 블레이드 면적이 최대로 넓어져 블레이드의 회전을 촉진시키며, 바람을 부드럽게 받아들여 블레이드의 파손방지 및 전체적인 스트레스와 소음을 감소시키며 강풍에서 미풍까지 발전 가능한 풍력발전기용 블레이드 피치 자동 조절장치에 관한 것이다.The present invention relates to a blade pitch automatic adjustment device for a wind turbine, and more particularly, by installing a pitch automatic adjustment device for automatically adjusting the pitch (pitch), that is, the inclination angle of the blade on the blade to which the wind pressure transmitted by the wind power When the area of the blade under wind pressure is 100%, for example, no wind is 90%, the breeze is 90%, the middle wind is 60%, the strong wind is 30%, and the super wind is less than 10%. When the wind blows too weakly, the wind blade area is maximized to promote the rotation of the blade, and the wind is softly received to prevent the blade from breaking and reduce the overall stress and noise. It relates to a blade pitch automatic adjustment device.

일반적으로, 풍력발전이란 공기의 유동이 가진 운동 에너지의 공기역학적 특성을 이용하여 회전자를 회전시켜 기계적 에너지로 변환시키고, 이 기계적 에너지로 전기를 얻는 기술을 의미한다.In general, wind power generation refers to a technique of converting a rotor into mechanical energy by using aerodynamic characteristics of kinetic energy of air flow, and obtaining electricity by using the mechanical energy.

또한, 풍력발전은 어느 곳에나 얻을 수 있는 무공해, 무한정의 바람을 이용 하므로 환경에 미치는 영향이 거의 없고, 국토를 효율적으로 이용할 수 있으며, 대규모 발전 단지의 경우에는 발전 단가도 기존의 발전 방식과 경쟁 가능한 수준의 신 에너지 발전기술이기 때문에 다양하게 연구 및 설치되고 있는 실정이다.In addition, wind power generation uses no-pollution and indefinite winds that can be obtained anywhere, so there is little impact on the environment, and the land can be efficiently used. In the case of large-scale power generation, the power generation unit also competes with existing power generation methods. Because of the possible level of new energy generation technology, various researches and installations have been made.

이와 같은 종래의 풍력발전기는 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 일반적으로 소정 높이를 갖는 타워(10) 상부에 회전 가능한 동체(20)를 구비하고, 동체(20)의 전방에 위치한 회전체(40)에 풍력에 의해 회전되는 적어도 하나 또는 복 수개의 블레이드(50)를 등 간격으로 구비하며, 블레이드(50)의 회전력이 전기에너지를 얻기 위한 회전속도를 갖추게 하는 증속기(도시치 않음)와, 증속기를 통한 회전력을 전기에너지로 전환시키는 발전기(도시치 않음)를 동체(20) 내부에 마련하고 있다.As shown in FIG. 1, such a conventional wind turbine has a rotatable body 20 on top of a tower 10 having a predetermined height, and a rotor 40 positioned in front of the body 20. And at least one or a plurality of blades 50 rotated by wind power at equal intervals, and a speed increaser (not shown) which allows the rotational force of the blades 50 to have a rotational speed for obtaining electrical energy. A generator (not shown) for converting rotational force through the speed increaser into electric energy is provided in the fuselage 20.

그런데, 상기와 같은 종래의 풍력발전기는, 강풍, 중풍, 미풍용으로 지역 평균 풍속에 따라 설치 운영하였으나 바람은 미풍에서 시작하여 강풍까지 되었다가 다시 미풍으로 끝나기 때문에 강풍 전용이나 미풍 전용으로는 효율성과 견고성이 저하되며, 강풍인 경우 설치지역이 제한되어 각 사용처까지 이동하는 경로에서 전선의 저항 등에 의해 생산량 즉 공급량의 80%가 소멸되기도 하는 현상이 발생하는 단점이 있다.By the way, the conventional wind power generator as described above, installed and operated according to the local average wind speed for strong wind, middle wind, and breeze, but the wind starts from the breeze to the strong wind and ends again with the breeze, so only for the strong wind or the breeze only Robustness is lowered, and in the case of strong wind, the installation area is limited, so that 80% of the production amount, that is, the supply amount, may disappear due to the resistance of the wire in the path moving to each place of use.

한편, 대형 풍력발전장치에 있어서 타워에 설치된 블레이드 높이의 상하간격이 약 100m에 달하고 있기 때문에 상측에 위치하는 블레이드 측의 풍속과, 하측에 위치하는 블레이드 측의 풍속에는 현저한 차이가 있는바, 피치가 동일한 블레이드는 상측에 위치한 블레이드의 속도에 하측 블레이드가 끌려가므로 상측에 있는 블레이드의 회전에 방해되는 결과로 인해 블레이드의 원활한 회전과 효율을 저하시 키며 소음을 증폭시키는 결과를 초래하는 문제점이 있다. On the other hand, in the large wind turbine, since the vertical height of the blade height installed in the tower reaches about 100m, there is a significant difference between the wind speed on the upper blade side and the wind speed on the lower blade side. The same blade has a problem in that the lower blade is attracted to the speed of the blade located on the upper side, resulting in the smooth rotation and efficiency of the blade and amplifying the noise due to the result of being hindered by the rotation of the blade on the upper side.

특히 상기와 같은 종래의 풍력발전장치는, 강풍 시 블레이드의 전체 높이 중 상하측 부분에 위치하는 각 블레이드가 받는 풍속 차이가 크고 따라서 블레이드 전체 높이에 따른 상하부분의 풍속 차이로 인하여 개체로 이루어진 전체 블레이드에 회전부하가 전달되어 블레이드의 파손은 물론 전체 블레이드에 스트레스와 소음이 가중되는 단점이 있으며, 현존하는 강풍용 풍력발전기는 웬만한 바람에서도 미동도 하지 않아 발전효율을 저하시키고 있다. 따라서 풍속에 의한 풍압에 의해서 회전되어 위치가 다른 각각의 블레이드의 피치를 가변시켜 지역, 계절에 제약을 받지 않는 풍력발전기용 블레이드 피치 자동 조절장치의 개발이 시급한 실정이다.Particularly, the conventional wind power generator as described above has a large wind speed difference received by each blade positioned at the upper and lower portions of the overall height of the blade during strong winds, and thus, an entire blade made of an object due to the wind speed difference of the upper and lower portions according to the overall height of the blade. The rotating load is transmitted to the blades, as well as the stress of the blades as well as the stress of the entire blade has the disadvantage, the existing wind turbines for strong winds do not move even in the wind is deteriorating power generation efficiency. Therefore, it is urgent to develop a blade pitch automatic control device for a wind turbine that is rotated by wind pressure due to wind speed and thus the pitch of each blade having a different position is not restricted by region and season.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은, 계절에 따라 시시각각 변화되는 풍속에 의한 풍압에 의해서 일정하게 블레이드의 피치 즉 경사각을 자동으로 제어하도록 함으로써 블레이드의 파손을 방지하고 소음과 스트레스를 감소시킬 수 있기 때문에 블레이드를 넓고 크게 제조할 수 있어서 강풍지역이나 미풍지역에서 발전가능하며 한편, 블레이드의 피치가 필요치 않기 때문에 기존의 블레이드의 형상에 국한할 필요가 없고 따라서 저렴한 비용으로 블레이드를 용이하게 제조할 수 있으며, 블레이드의 파손방지가 가능하여 블레이드가 장착되는 회전체의 회전방향에 다수의 블레이드를 설치할 수 있어서 많은 에너지를 얻을 수 있는 풍력발전기용 블레이드 피치 자동 조절장치를 제공 하는 것이다.Accordingly, the present invention has been proposed in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to automatically control the pitch of the blade, that is, the angle of inclination, by the wind pressure due to the wind speed that changes with time. It can prevent the breakage and reduce the noise and stress, so the blade can be manufactured large and large, so it can be developed in the strong wind area or the breeze area. Therefore, blades can be easily manufactured at low cost, and the blades can be prevented and blade pitches for wind power generators can be obtained because a large number of blades can be installed in the rotational direction of the rotating body on which the blades are mounted. To provide an adjusting device.

상기 목적은 본 발명에 따라, 소정 높이를 갖는 타워와, 상기 타워의 상부에 회전 가능하게 설치되며 내부에 증속기 및 상기 증속기를 통한 회전력을 전기에너지로 전환시키는 발전기를 구비한 동체와, 상기 동체로부터 외출된 발전축을 갖는 풍력발전기에 있어서, 상기 발전축의 일단에 설치된 회전체와; 축을 갖고 상기 회전체에서 회전하도록 등 간격으로 설치된 적어도 복 수개 이상의 블레이드와; 상기 축의 회전에 의해 상기 블레이드의 피치(경사각)를 자동 조절하는 피치 자동 조절수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기용 블레이드 피치 자동 조절장치에 의해 달성된다.According to the present invention, a body having a tower having a predetermined height, rotatably installed on top of the tower and having a generator therein and a generator for converting rotational force through the gearbox into electrical energy, and the body A wind power generator having a power generation shaft that is out of the wind turbine, comprising: a rotating body provided at one end of the power generation shaft; At least a plurality of blades having an axis and installed at equal intervals so as to rotate in the rotating body; It is achieved by a wind turbine blade pitch automatic adjustment device comprising a pitch automatic adjustment means for automatically adjusting the pitch (tilt angle) of the blade by the rotation of the shaft.

여기서, 상기 피치 자동 조절수단은, 상기 축을 상기 회전체에 고정하는 복 수개의 베어링과; 상기 축에 설치된 피니언과; 상기 피니언과 치합되는 랙 로드를 갖고 상기 회전체의 일면에 고정된 쇼크압소버로 이루어진 것이 바람직하다.Here, the pitch automatic adjustment means, a plurality of bearings for fixing the shaft to the rotating body; A pinion installed on the shaft; It is preferable that the shock absorber has a rack rod engaged with the pinion and is fixed to one surface of the rotating body.

한편 본 발명은, 소정 높이를 갖는 타워와, 상기 타워의 상부에 회전 가능하게 설치되며 내부에 증속기 및 상기 증속기를 통한 회전력을 전기에너지로 전환시키는 발전기를 구비한 동체와, 상기 동체로부터 외출된 발전축과, 상기 발전축의 일단에 설치된 회전체와, 상기 회전체에서 회전하도록 하도록 등 간격으로 설치된 적어도 복 수개 이상의 블레이드가 설치된 풍력발전기용 블레이드 피치 자동 조절장치에 있어서, 상기 블레이드는 상기 블레이드의 길이방향을 따른 일 측에 형성된 축공과; 상기 축공에 삽입되며 일단은 상기 회전체에 고정된 고정축과; 상기 고정 축에 권취되며 그 일단은 상기 블레이드에 고정되고 타단은 고정축에 고정된 적어도 복 수개 이상의 스프링으로 이루어진 풍력발전기용 블레이드 피치 자동 조절장치에 의해서도 달성된다.On the other hand, the present invention, a body having a predetermined height, rotatably installed on top of the tower and having a speed increaser and a generator for converting rotational force through the speed reducer into electrical energy therein, and the outside of the body In the wind turbine blade pitch automatic adjustment device is provided with a power generating shaft, a rotating body provided at one end of the power generating shaft, and at least a plurality of blades provided at equal intervals so as to rotate in the rotating body, wherein the blade is the length of the blade An axis hole formed at one side along the direction; A fixed shaft inserted into the shaft hole and fixed at one end to the rotating body; It is also achieved by a blade pitch automatic adjustment device for a wind turbine comprising at least a plurality of springs wound on the fixed shaft, one end of which is fixed to the blade and the other end of which is fixed to the fixed shaft.

이와 같은 본 발명은, 계절에 따라 시시각각 변화되는 풍속에 의한 풍압에 의해서 일정하게 블레이드의 피치 즉 경사각을 자동으로 제어하도록 함으로써 블레이드를 파손시킬 수 있는 강풍이 불 때는 풍압을 받는 블레이드의 면적이 10% 이하로 적어져 블레이드의 파손 및 스트레스와 소음을 감소시킬 수 있는 이점이 있고, 미풍시는 블레이드의 풍압을 받는 면적이 90% 이상으로 넓어져 미풍에서 강풍까지 발전에 필요한 회전속도를 유도하여 진동으로 인한 풍력발전기 전체의 스트레스를 줄이며, 또한 블레이드를 넓고 크게 제조할 수 있는 효과가 있는 한편, 블레이드의 피치가 별도로 필요치 않기 때문에 기존의 블레이드의 형상에 국한할 필요가 없고, 따라서 저렴한 비용으로 블레이드를 용이하게 제조할 수 있는 이점과 아울러 블레이드의 파손방지가 가능하여 블레이드가 장착되는 회전체의 회전방향에 다수의 블레이드를 설치하여 많은 에너지를 얻을 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention is to automatically control the pitch, that is, the angle of inclination of the blades by the wind pressure due to the wind speed that changes every time according to the season. It has the advantage of reducing the damage, stress and noise of the blades as below, and in the case of the breezy, the area subjected to the wind pressure of the blade is enlarged to more than 90%, inducing the rotational speed necessary for power generation from the breezy to the strong wind. It reduces the stress of the entire wind turbine and also makes it possible to manufacture the blades wide and large, while the pitch of the blades is not required, so it is not necessary to limit the shape of the existing blades, thus facilitating the blades at low cost. Can be manufactured in addition to preventing damage to the blade Possible, there is an effect that it is possible to obtain a great deal of energy to install a plurality of blades in the direction of rotation of the entire time that the blade is mounted.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 풍력발전기용 블레이드 피치 자동조절장치를 보인 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 피치 자동 조절수단을 보인 발췌 단면도이다.Figure 2 is a perspective view showing the blade pitch automatic adjustment device for a wind turbine according to the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view showing an automatic pitch adjustment means according to the present invention.

본 발명에 따른 풍력발전기용 블레이드 피치 자동 조절장치는, 소정 높이를 갖는 타워(10)와, 타워의 상부에 회전 가능하게 설치되며 내부에 증속기(도시치 않음) 및 상기 증속기를 통한 회전력을 전기에너지로 전환시키는 발전기(도시치 않음)가 구비된 동체(20)와, 동체로부터 외출된 발전축(30)과, 발전축의 일단에 설치된 회전체(40)에 등 간격으로 설치된 적어도 복 수개의 블레이드(50)를 구비하고 있으며, 상기 회전체에는 피치 자동 조절수단(100)을 장착하고 있다.Blade pitch automatic adjustment device for a wind power generator according to the present invention, the tower 10 having a predetermined height, rotatably installed on the top of the tower and increases the rotation force through the speed increaser (not shown) and the speed increaser therein; At least a plurality of blades provided at equal intervals in the fuselage 20 provided with a generator (not shown) for converting into energy, the power generation shaft 30 that is out of the fuselage, and the rotating body 40 provided at one end of the power generation shaft. (50), the rotating body is equipped with a pitch automatic adjustment means (100).

본 발명에 따른 피치 자동 조절수단(100)은, 회전체(40)의 일면에 고정되어 블레이드(50)의 축(51)을 회전가능하도록 축설하고 있는 복 수개의 베어링(60)과, 상기 축(51)에 설치된 피니언(61)과, 피니언과 치합되는 랙 로드(63)을 갖고 회전체(40)의 일면에 고정된 쇼크압소버(Shock absorber)(65)를 포함하여 이루어진다. Pitch automatic adjustment means 100 according to the present invention is fixed to one surface of the rotating body 40, a plurality of bearings (60) which is configured to rotatably rotate the shaft 51 of the blade 50, the shaft And a shock absorber (65) fixed to one surface of the rotating body (40) having a pinion (61) provided at the 51 and a rack rod (63) engaged with the pinion.

여기서 쇼크압쇼버의 역할은 강한 풍력 및 풍압을 받은 블레이드(50)가 축(51)에 그 압력을 가하면 축(51)이 회전되고 축(51)에 설치된 피니언(61)이 회전하여 랙 로드(63)를 전후 이동시키므로 그 가압력은 완충되어 블레이드(50)의 피치 즉 경사각을 조절하고 이어 풍압이 약해지면 랙 로드(63)가 원위치하는 것에 의해 블레이드(50)가 원위치하는 역할을 행한다. 여기서, 풍력발전기가 설치되는 지역에 따라 예컨대, 지역별 풍속의 강약에 따라 쇼크압소버(130)의 기본 값을 사전에 변경함으로써 블레이드의 안전과 발전량을 고려한 피치를 얻을 수 있다. Here, the role of the shock pressure shock absorber when the blade 50 subjected to strong wind and wind pressure exerts pressure on the shaft 51, the shaft 51 is rotated, and the pinion 61 installed on the shaft 51 is rotated so that the rack rod ( Since 63) moves forward and backward, the pressing force is buffered to adjust the pitch, that is, the inclination angle of the blade 50, and then, when the wind pressure is weakened, the rack rod 63 returns to its original position. Here, by changing the basic value of the shock absorber 130 in advance according to, for example, the strength of the wind speed for each region according to the region where the wind power generator is installed, it is possible to obtain a pitch considering the safety and the amount of power generation of the blade.

한편, 도 5는 본 발명에 따른 풍력발전기용 블레이드 피치 자동 조절장치의 다른 예를 보인 발췌 단면도이다. 이 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 풍력발전기용 블레이드 피치 자동 조절장치는, 소정 높이를 갖는 타워(10)와, 타워(10)의 상부에 회전 가능하게 설치되며 내부에 증속기(도시치 않음) 및 증속기를 통한 회전력을 전기에너지로 전환시키는 발전기(도시치 않음)를 구비한 동체(20)와, 동체(20)로부터 외출된 발전축(30)과, 발전축(30)의 일단에 설치된 회전체(40)와, 회전체(40)에서 회전하도록 하도록 등 간격으로 설치된 적어도 복 수개 이상의 블레이드(50)에 설치된다.On the other hand, Figure 5 is a cross-sectional view showing another example of the automatic blade pitch adjustment device for a wind turbine according to the present invention. As can be seen in this figure, the blade pitch automatic adjustment device for a wind turbine of the present invention, the tower 10 having a predetermined height, rotatably installed on the top of the tower 10 and the speed increaser (shown inside) ) And a generator 20 (not shown) for converting rotational force through the speed increaser into electrical energy, a power generation shaft 30 that is out of the body 20, and one end of the power generation shaft 30. The rotor 40 is installed in, and at least a plurality of blades 50 are provided at equal intervals so as to rotate in the rotor 40.

즉, 상기 블레이드(50)의 길이방향을 따른 일 측에 축공(70)을 형성하고, 축공(70)에 고정축(71)을 삽입하되 고정축의 나머지 일단은 회전체(40)의 일면에 고정볼트(80)로 고정한다. 그리고 상기 고정축(71)에는 적어도 복 수개 이상의 스프링(90)을 권취하는데 스프링(90)의 일단은 블레이드(50)에 고정되고 타단은 고정축(71)에 고정된다. 여기서 상기 스프링(90)이 고정축(71)에 권취완료된 때에는 블레이드(50)는 90도 이동된다.That is, the shaft hole 70 is formed on one side along the longitudinal direction of the blade 50, and the fixed shaft 71 is inserted into the shaft hole 70, but the other end of the fixed shaft is fixed to one surface of the rotating body 40. Secure with bolts 80. In addition, at least a plurality of springs 90 are wound around the fixed shaft 71. One end of the spring 90 is fixed to the blade 50 and the other end is fixed to the fixed shaft 71. Here, when the spring 90 is wound around the fixed shaft 71, the blade 50 is moved 90 degrees.

이하에서는 본 발명에 따른 풍력발전기용 블레이드 피치 자동 조절장치의 동작에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter will be described in detail the operation of the automatic blade pitch adjustment device for a wind turbine according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 블레이드의 피치 변화를 보인 블레이드의 평 단면도이다. 먼저, 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 블레이드(50)의 전체 높이(H)는 매우 높기 때문에 상측(U)과 하측 영역(B)의 풍속 차이는 매우 크다. 즉 상측 영역은 초속 10m의 풍속이라면 하측 영역(B)은 초속 5m일 수가 있기 때문에 블레이드의 전체 높이에 따른 풍속차이로 현재 사용하는 동일 피치의 블레이드는 상하 피치가 요구하는 회전속도 차이로 전체 블레이드의 회전에 부하가 걸린다.Figure 4 is a flat cross-sectional view of the blade showing a change in pitch of the blade according to the invention. First, as can be seen in FIG. 1, since the overall height H of the blade 50 is very high, the wind speed difference between the upper side U and the lower region B is very large. That is, if the upper region is wind speed of 10m per second, the lower region (B) may be 5m per second. Therefore, the blades of the same pitch currently used are different from the rotation speed required by the upper and lower pitches. The rotation takes a load.

본 발명에 따른 블레이드(50) 중 상측 블레이드의 피치는 바람이 없거나 또는 미풍은 때에는 d의 위치에 있을 터이고, 중풍일 때에는 e의 위치에 있을 것이 며, 강풍일 때에는 f 또는 g의 위치에 있게 된다. 그러나 하측 영역(B)에 위치한 블레이드(50)의 피치는 하측 영역(B)의 풍속이 상측 영역(U)의 풍속 보다 약하기 때문에 블레이드(50)의 피치는 풍압을 받는 블레이드 면적이 넓어지고 피치가 적어 회전속도는 빨라진다.The pitch of the upper blade of the blade 50 according to the present invention will be at the position of d when there is no wind or breeze, it will be at the position of e when it is heavy wind, and in the position of f or g when it is strong wind. do. However, since the pitch of the blade 50 located in the lower region B is lower than the wind speed of the upper region U, the pitch of the blade 50 is wider and the pitch of the blade 50 is increased. In short, the rotation speed becomes faster.

이와 같이 상측 영역(U) 및 하측 영역(B)에 위치한 블레이드(50)의 피치 위치가 다르고 따라서 풍속에 의한 풍압에 의해 전체 블레이드(50)가 회전은 하나, 하측 영역(B)에 위치한 블레이드(50)가 상측 영역(U)의 블레이드(50)에 방해되어 이끌려 회전하는 결과를 초래하므로 축(51)과 피니언(61)을 회전시키고, 회전하는 피니언(61)에 의해 랙 로드(63)는 전후 이동하면서 쇼크압소버(Shock absorber)(65)의 완충력에 따라 블레이드(50)의 피치가 각각 변화하는 것으로서 풍속에 의한 풍압을 받아 결과적으로 상측 영역(U) 및 하측 영역(B)의 블레이드(50)의 피치는 상하부 풍속에 따라 각각 변화하여 회전속도를 갖게끔 제어되어 전체적으로 상하 풍압이 고르게 전달된다.As such, the pitch positions of the blades 50 located in the upper region U and the lower region B are different, so that the entire blade 50 is rotated by the wind pressure due to the wind speed, but the blades located in the lower region B ( Since the 50 is disturbed by the blade 50 of the upper region U, the result is the rotation and rotation of the shaft 51 and the pinion 61, the rack rod 63 is rotated by the rotating pinion 61. As the pitch of the blade 50 changes according to the shock absorbing force of the shock absorber 65 while moving back and forth, the wind pressure caused by the wind speed is received. As a result, the blades of the upper region U and the lower region B The pitch of 50) is controlled to have a rotational speed that changes according to the upper and lower wind speeds, so that the upper and lower wind pressures are transmitted evenly.

그리고, 태풍 및 강풍 등으로 인한 풍속 및 풍압이 블레이드(50)에 전달되면 전체 블레이드(50) 피치의 위치는 f 또는 g의 위치가 되어 풍압을 받는 블레이드 면적이 적어져서 태풍 및 강풍 등에 의한 풍압을 받지 않게 되므로 블레이드(50)는 스트레스가 없고 파손이 방지되며, 순간 순간 바람의 강약을 쇼크압소버(Shock absorber)(65)가 부드럽게 받아들여 소음을 줄이고 블레이드(50)의 회전효율은 높일 수 있다. When the wind speed and wind pressure due to the typhoon and the strong wind are transmitted to the blade 50, the position of the pitch of the entire blade 50 becomes the f or g position so that the blade area subjected to the wind pressure decreases, thereby reducing the wind pressure due to the typhoon and the strong wind. Since the blade 50 is not stressed and is prevented from being damaged, the shock absorber 65 smoothly receives the strength and weakness of the wind at the moment to reduce noise and increase the rotational efficiency of the blade 50. .

한편, 도 5는 본 발명에 따른 풍력발전기용 블레이드 피치 자동 조절장치의 다른 예를 보인 발췌 단면도이다. 이 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 여기서도 상측 영역(U) 및 하측 영역(B)에 위치한 블레이드(50)의 피치 위치가 다르고 따라서 풍속에 의한 풍압에 의해 전체 블레이드(50)가 회전은 하나, 하측 영역(B)에 위치한 블레이드(50)가 상측 영역(U)의 블레이드(50)에 방해되어 이끌려 회전하는 결과를 초래한다. On the other hand, Figure 5 is a cross-sectional view showing another example of the automatic blade pitch adjustment device for a wind turbine according to the present invention. As can be seen in this figure, the pitch positions of the blades 50 located in the upper region U and the lower region B are also different here, so that the entire blade 50 is rotated by the wind pressure due to the wind speed, but the lower side is The blade 50 located in the area B is disturbed by the blade 50 in the upper area U, resulting in the rotation of the blade 50.

따라서 풍속에 의한 풍압을 받는 블레이드(50)는 고정축(71)을 중심으로 회전하고, 회전되는 블레이드(50)는 고정축(71)에 스프링(90)을 권취하는 정도에 따라 블레이드(50)를 일정한 위치에 고정시키는 것으로서 풍속에 의한 풍압을 받아 결과적으로 상측 영역(U) 및 하측 영역(B)의 블레이드(50)의 회전 속도는 동일 또는 유사하기 때문에 태풍 및 강풍 등으로 인한 풍속 및 풍압에 의해서도 블레이드(50)는 스트레스가 없고 파손이 방지된다. 즉 풍속에 의한 풍압에 따라 전체 블레이드(50)의 피치가 다른 상태에서 풍압을 받기 때문에 파손 방지 등이 가능하고 소음이 적은 것이다.Therefore, the blade 50 subjected to the wind pressure by the wind speed is rotated about the fixed shaft 71, the rotating blade 50 is the blade 50 according to the degree of winding the spring 90 to the fixed shaft 71 Is fixed at a fixed position, and as a result, the rotation speed of the blades 50 of the upper region U and the lower region B is the same or similar, and thus the wind speed and the wind pressure due to typhoons and strong winds, etc. The blade 50 is also stress free and breakage is prevented. That is, since the wind pressure is received in a state in which the pitch of the entire blades 50 is different depending on the wind pressure due to the wind speed, it is possible to prevent breakage and the like and to reduce the noise.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 풍력발전기용 블레이드 피치 자동 조절장치는, 피치 자동 조절수단 및 피치 자동 조절장치에 의해 전체 블레이드 높이에 따른 풍속차이로 인하여 전체 블레이드에 걸리는 부하를 줄이고 바람의 강약에 따라 바람을 받는 블레이드의 면적이 변화하기 때문에 태풍 및 강풍 등에 의해서도 블레이드의 스트레스 및 파손을 방지하며 소음도 줄일 있다.As described above, the wind turbine blade pitch automatic control device according to the present invention, by the automatic pitch control means and pitch automatic adjustment device to reduce the load on the entire blade due to the wind speed difference according to the overall blade height and according to the strength of the wind Since the area of the blade under the wind is changed, the stress and damage of the blade are prevented even by typhoons and strong winds, and noise is also reduced.

도 1은 일반전인 풍력발전기의 외형을 도시한 예시도,1 is an exemplary view showing the appearance of a wind turbine, which is a general warfare,

도 2는 본 발명에 따른 풍력발전기용 블레이드 피치 자동조절장치를 보인 사시도, Figure 2 is a perspective view showing an automatic blade pitch adjusting device for a wind turbine according to the present invention,

도 3은 본 발명에 따른 피치 자동 조절수단을 보인 발췌 단면도,3 is a cross-sectional view showing an automatic pitch adjusting means according to the present invention,

도 4는 본 발명에 따른 블레이드의 피치 변화를 보인 블레이드의 평 단면도,4 is a cross-sectional view of the blade showing a change in pitch of the blade according to the invention,

도 5는 본 발명에 따른 풍력발전기용 블레이드 피치 자동 조절장치의 다른 예를 보인 발췌 단면도이다. 5 is a cross-sectional view showing another example of the automatic blade pitch adjustment device for a wind turbine according to the present invention.

- 도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명 --Description of the symbols for the main parts of the drawings-

10 : 타워 20 : 동체10: tower 20: fuselage

30 : 발전축 40 : 회전체30: power generation shaft 40: rotating body

50 : 블레이드 51 : 축50: blade 51: axis

60 : 베어링 61 : 피니언60: bearing 61: pinion

63 : 랙 로드 65 : 쇼크압쇼버 63: rack load 65: shock absorber

70 : 축공 71 : 고정축 70: shaft hole 71: fixed shaft

80 : 고정볼트 90 : 스프링 80: fixing bolt 90: spring

Claims (3)

소정 높이를 갖는 타워와, 상기 타워의 상부에 회전 가능하게 설치되며 내부에 증속기 및 상기 증속기를 통한 회전력을 전기에너지로 전환시키는 발전기를 구비한 동체와, 상기 동체로부터 외출된 발전축을 갖는 풍력발전기에 있어서,A wind turbine having a tower having a predetermined height, a fuselage rotatably installed on an upper portion of the tower, and having a generator therein and a generator for converting rotational force through the reducer into electrical energy, and a power generation shaft that is out of the fuselage. To 상기 발전축의 일단에 설치된 회전체와;A rotating body provided at one end of the power generating shaft; 축을 갖고 상기 회전체에서 회전하도록 등 간격으로 설치된 적어도 복 수개 이상의 블레이드와;At least a plurality of blades having an axis and installed at equal intervals so as to rotate in the rotating body; 상기 축의 회전에 의해 상기 블레이드의 피치(경사각)를 자동 조절하는 피치 자동 조절수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기용 블레이드 피치 자동 조절장치.Blade pitch automatic adjustment device for a wind turbine, characterized in that it comprises automatic pitch adjustment means for automatically adjusting the pitch (tilt angle) of the blade by the rotation of the shaft. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 피치 자동 조절수단은, 상기 축을 상기 회전체에 고정하는 복 수개의 베어링과;The pitch automatic adjustment means includes a plurality of bearings for fixing the shaft to the rotating body; 상기 축에 설치된 피니언과;A pinion installed on the shaft; 상기 피니언과 치합되는 랙 로드를 갖고 상기 회전체의 일면에 고정된 쇼크압소버로 이루어진 것을 특징으로 하는 풍력발전기용 블레이드 피치 자동 조절장치.The blade pitch automatic adjustment device for a wind turbine, characterized in that the shock absorber is fixed to one surface of the rotating body having a rack rod engaged with the pinion. 소정 높이를 갖는 타워와, 상기 타워의 상부에 회전 가능하게 설치되며 내부에 증속기 및 상기 증속기를 통한 회전력을 전기에너지로 전환시키는 발전기를 구비한 동체와, 상기 동체로부터 외출된 발전축과, 상기 발전축의 일단에 설치된 회전체와, 상기 회전체에서 회전하도록 하도록 등 간격으로 설치된 적어도 복 수개 이상의 블레이드가 설치된 풍력발전기용 블레이드 피치 자동 조절장치에 있어서,A body having a tower having a predetermined height, rotatably installed on the top of the tower, and including a speed increaser and a generator for converting rotational force through the speed increaser into electrical energy; a power generation shaft that is moved out of the body; In the wind turbine blade pitch adjustment device is provided with a rotating body provided at one end of the power generation shaft, and at least a plurality of blades provided at equal intervals so as to rotate in the rotating body, 상기 블레이드는 상기 블레이드의 길이방향을 따른 일 측에 형성된 축공과;The blade and the shaft hole formed on one side along the longitudinal direction of the blade; 상기 축공에 삽입되며 일단은 상기 회전체에 고정된 고정축과;A fixed shaft inserted into the shaft hole and fixed at one end to the rotating body; 상기 고정축에 권취되며 그 일단은 상기 블레이드에 고정되고 타단은 고정축에 고정된 적어도 복 수개 이상의 스프링으로 이루어진 풍력발전기용 블레이드 피치 자동 조절장치. A wind turbine blade pitch adjustment device comprising at least a plurality of springs wound on the fixed shaft, one end of which is fixed to the blade and the other end of which is fixed to the fixed shaft.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101304916B1 (en) * 2012-02-16 2013-09-05 삼성중공업 주식회사 Method for controlling the pitch of blade for wind turbine
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KR20220060448A (en) * 2020-11-03 2022-05-11 부산과학기술대학교 산학협력단 Wind Generator Using Pitch Control

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