KR20100110535A - 수납형 블레이드 및 이를 이용한 풍력발전 장치 - Google Patents

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KR20100110535A KR1020090028913A KR20090028913A KR20100110535A KR 20100110535 A KR20100110535 A KR 20100110535A KR 1020090028913 A KR1020090028913 A KR 1020090028913A KR 20090028913 A KR20090028913 A KR 20090028913A KR 20100110535 A KR20100110535 A KR 20100110535A
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Abstract

본 발명은 수납형 블레이드 및 이를 이용한 풍력발전 장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 주날개와 주날개의 외부로 돌출된 보조날개를 포함하는 블레이드를 통해서 약풍(약 10㎧ 의 미만의 풍속)에서는 주날개와 보조날개의 합한 면적에 의해 블레이드의 회전이 시작되며, 점차적으로 블레이드의 회전속도가 증가함에 따라 블레이드가 회전하는 기동양력이 회전양력으로 전환되어 블레이드의 회전력이 증가되며, 중풍(약 10㎧ 이상 내지 25㎧ 이하의 풍속)에서는 주날개와 보조날개가 회전되면서 순차적으로 보조날개가 주날개 내부로 상향 수납되면서 회전되어 형성되는 에어포켓(air pocket, 보조날개의 동작에 의해 주날개 및 보조날개가 상호 구조적으로 이루는 형상)에 의해서 양력이 발생되어 블레이드의 회전력이 증가되며, 강풍(약 25㎧ 초과의 풍속)에는 보조날개가 주날개의 내부로 상향 수납되어 고속회전에 따른 진동과 공기저항이 최소화되면서 주날개와 보조날개가 회전되는 수납형 블레이드 및 이를 이용한 풍력발전 장치에 관한 것이다.
풍력발전기, 블레이드, 날개, 공극, 양력

Description

수납형 블레이드 및 이를 이용한 풍력발전 장치{A acceptance type blade and the wind power electronic power plant which using the same}
본 발명은 수납형 블레이드 및 이를 이용한 풍력발전 장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 주날개와 주날개의 외부로 돌출된 보조날개를 포함하는 블레이드를 통해서 약풍(약 10㎧ 의 미만의 풍속)에서는 주날개와 보조날개의 합한 면적에 의해 블레이드의 회전이 시작되며, 점차적으로 블레이드의 회전속도가 증가함에 따라 블레이드가 회전하는 기동양력이 회전양력으로 전환되어 블레이드의 회전력이 증가되며, 중풍(약 10㎧ 이상 내지 25㎧ 이하의 풍속)에서는 주날개와 보조날개가 회전되면서 순차적으로 보조날개가 주날개 내부로 상향 수납되면서 회전되어 형성되는 에어포켓(air pocket, 보조날개의 동작에 의해 주날개 및 보조날개가 상호 구조적으로 이루는 형상)에 의해서 양력이 발생되어 블레이드의 회전력이 증가되며, 강풍(약 25㎧ 초과의 풍속)에는 보조날개가 주날개의 내부로 상향 수납되어 고속회전에 따른 진동과 공기저항이 최소화되면서 주날개와 보조날개가 회전되는 수납형 블레이드 및 이를 이용한 풍력발전 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 풍력발전기는 블레이드가 자연 풍속에 의해 회전하면서 발전기를 통해 전기에너지를 생성하고 있다. 따라서, 블레이드의 형상 및 구조는 변화가 심한 자연 바람에 잘 적응할 수 있도록 단순한 기본구조를 갖도록 하고 있다. 한편, 복잡한 구조적 형상을 갖는 블레이드는 자연 바람에 의한 전기에너지 생산의 비효율성, 구조적 작동에 의한 진동 및 소음, 제작비용의 과다, 복잡한 생산공정 등을 초래하고 있다.
풍력발전의 기대효과는, 바람에 의한 블레이드의 회전 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 발전방식으로 고갈되는 화석연료를 대체하는 저탄소 녹색에너지원으로 효과가 매우 크고, 전기시설의 보급이 어려운 산간 고농지 및 축산단지에 경제성 있는 전력을 자급할 수 있게 하며, 연간 평균 풍속이 높은 지역은 물론 낮은 지역을 포함하여 전국적으로 설치할 수 있으므로, 전 국토의 녹색 에너지화를 실현할 수 있고, 일부 특정지역의 경우 대규모 풍력발전단지 조성으로 관광자원으로 활용 가능한 특징이 있다.
도 1은 종래의 풍력발전 설비를 나타내는 구성도이다. 도 1을 참조하면, 풍력발전 설비는 지주(10), 방향타(20), 동체(30), 허브(40), 날개(50) 및 축전지(60)로 구성되고, 바람의 영향을 잘 받기 위해 날개(50) 및 동체(30) 등을 지면으로부터 소정 높이에 위치시키기 위한 지주(10)가 설치되어 있으며, 지주(10)의 상단에는 풍향에 따라 동체(30)가 회전되도록 동체(30) 후미에 방향타(20)가 마련되어 있다. 동체(30)의 전면 중심축에는 허브(40)가 설치되어 하나 이상의 날 개(50)와 연결되어 있고, 바람에 의해 날개(50)가 회전되면서 생성되는 전력은 별도로 구비된 축전지(60)에 충전되는 구조이다.
날개(50)는 허브에 보통 2개 이상 설치되어 풍속에 따라 일정한 방향으로 회전되도록 구성되어 있으며, 현재까지 개발된 날개는 비교적 많은 양의 전기에너지를 얻기 위해 날개 길이 및 폭의 크기를 중점적으로 설계되었는바, 최소 풍속이 7㎧ 내지 10㎧ 이상 일 때 블레이드의 회전이 시작되는 것이 대부분이다. 이에 따라 풍력발전 설비는 풍량 및 풍속이 강한 지역에 선택적으로 설치되어 운영되고 있다.
한편, 일부 풍력발전 설비의 규모가 매우 작은 경우는 아파트나 공원 등에 풍력발전 설비 자체를 조형물처럼 위장하여 설치되는 경우가 많고, 여기서 얻어지는 전기에너지는 가로등 및 조경 등에 사용되고 있다. 이는 특정지역과 관계없이 설치되어 주어진 풍력에 의존하여 충전된 전기에너지를 일시적으로 활용하는 예이다.
이와 같은 사례는 풍속이 일정치 않거나, 계절에 의해 풍속이 낮은 지역에서는 전기에너지가 효율적으로 생성되지 않기 때문에 시설투자 비용에 비해 경제적 측면에서 비현실적인 문제점이 제기되고 있다.
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 일반적인 풍력발전기의 블레이드가 회전하기 어려운 낮은 풍속에서도 주날개와 결합되도록 설치되는 보조날개를 이용하되 보조날개는 풍력의 강도(强度)에 적응하여 주날개의 몸체 내(內)에서 상·하향(上·下向) 수납(受納)하면서 일체화되어 용이하게 회전할 수 있는 풍력발전기용 블레이드 구조를 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 변화되는 풍속에서도 안정적이며 효율적으로 전기에너지를 생성하기 위해 주날개와 결합되는 보조날개를 구성하여, 잦은 풍속의 변화에서도 보조날개가 주날개의 몸체 내에서 순시적으로 상·하향 수납되면서 회전되어 보조날개와 주날개가 이루는 형성에 의한 에어포켓을 형성하여 양력을 극대화시켜 풍력발전을 위한 블레이드가 보다 효율적으로 회전할 수 있게 하는 풍력발전기용 블레이드 구조를 제공함에 또 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 보조날개가 주날개 몸체 내에서 최대한 상향으로 수납되어 주날개와 일체형을 이루는 블레이드의 형상은 강풍의 경우에, 블레이드의 고속회전에 의해 발생되는 공기저항, 진동 및 소음을 최소화시켜 효율적으로 풍력발전이 이루어질 수 있도록 하는 풍력발전기용 블레이드 구조를 제공함에 또 다른 목적이 있다.
본 발명의 상기 목적은 풍력발전기에 있어서, 회전력을 이용하여 전력을 발생시키기 위한 동체와 상기 동체에 연결되며, 내부에 회전자 및 회전축을 구비하는 허브와 상기 허브의 외측에 결합되며 바람에 의해 상기 회전축을 회전구동하기 위한 하나 이상의 주날개부와 상기 주날개부의 내부에 위치하며, 상기 주날개부의 하단으로 돌출되어 상기 주날개부와 일체형으로 결합되는 보조날개부 및 상기 주날개부와 보조날개부를 결합하기 위한 결합부를 포함하는 수납형 블레이드를 이용한 풍력발전 장치에 의해 달성된다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 블레이드에 있어서, 풍속에 의해 축을 중심으로 시계 방향 또는 시계반대 방향으로 회전구동하기 위한 하나 이상의 주날개부와 상기 주날개부의 내부에 위치하며, 상기 주날개부의 하단으로 돌출되어 상기 주날개부와 일체형으로 결합되는 보조날개부 및 상기 주날개부와 보조날개부를 결합하기 위한 결합부를 포함하는 수납형 블레이드에 의해 달성된다.
따라서, 본 발명의 소형 풍력발전기용 블레이드 구조는 약풍(弱風), 중풍(中風) 또는 강풍(强風) 중 어느 바람의 풍속에서도 주날개 및 주날개와 결합되는 보조날개를 이용하여 블레이드의 회전이 용이하도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 주날개와 보조날개로 구비되는 블레이드에서 주날개와 결합되는 보조날개를 이용하여 잦은 풍속의 강약 변화에서도 보조날개가 주날개의 내부에서 순시적으로 상·하향 수납되고, 결합부를 중심으로 공극의 범위 내에서 보조 날개가 회전하는 동작을 통해 생성되는 기동양력이 회전양력으로 전환되도록 하여 블레이드가 효율적으로 회전하여 전기에너지를 생성하도록 하는 다른 효과가 있다.
또한, 본 발명은 강풍의 풍속에 대응하여 주날개의 외부로 돌출된 보조날개가 상향으로 최대한 수납되어 블레이드의 고속회전에 의해 발생되는 공기저항, 진동 및 소음 등을 최소화시켜 효율적으로 풍력발전이 이루어질 수 있도록 하는 또 다른 효과가 있다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 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.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 풍력발전기용 블레이드의 정면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 풍력발전기용 블레이드의 배면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 풍력발 전기용 블레이드는 바람이 불어오는 쪽에서 바라보는 모습이 전면이라 할 때, 동체와 연결되어 내부에 회전자 및 회전축을 구비한 허브(110)가 위치하며, 허브(110)의 회전축을 중심으로 하나 이상의 주날개부(120)가 연결되어 있다. 주날개부(120)의 전면에는 결합부(미도시)를 이용하여 주날개부(120)와 일체형으로 결합되는 보조날개부(130)가 위치한다.
주날개부(120)는 전면에서 불어오는 바람에 대응하여 일정한 방향으로 회전할 수 있도록 소정의 경사각으로 형성되어 있으며, 경사각은 블레이드가 회전하기 위한 최소한의 풍속에 따라 다르게 형성될 수 있는 것이 바람직하다.
주날개부(120)에는 허브를 중심으로 주날개부(120)가 회전하는 방향의 반대편 방향의 하단에 보조날개부(130)가 위치한다. 주날개부(120)와 보조날개부(130)의 결합은 보조날개부(130)의 내부를 가로로 관통하는 관통홈(미도시)을 통해 고정축(shaft)(미도시)을 끼워서 보조날개부(130)가 주날개부(120)에 결합되는 경우, 보조날개부(130)의 관통홈에 대응되는 위치에 구비되는 결합홈(미도시)의 상호 결합에 의해 결합된다.
관통홈과 결합홈을 통칭하여 결합부(미도시)라고 하며, 결합부는 관통홀과 결합홈을 이용하는 것이 바람직하나, 주날개부(120)와 보조날개부(130)를 상호 결합하기 위한 어떠한 체결부재를 사용하여도 무방하다.
한편, 보조날개부(130)는 부채꼴, 사각형, 마름모, 원형, 삼각 또는 타원형 등의 다양한 모양 중에서 어느 하나로 형성될 수 있으나, 부채꼴 또는 사각형 중에 어느 하나인 것이 바람직하다.
도 4는 본 발명에 따른 블레이드의 삽입을 나타내기 위한 정면도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, (a)는 주날개부(120)의 하단으로 돌출된 보조날개부(130)의 구성을 전면에서 나타낸 구성도이며, (b)는 주날개부(120)의 상단 내측으로 삽입된 보조날개부(130)의 구성을 나타낸 것이다.
(a)에서 보는 바와 같이, 주날개부(120)의 중심으로부터 회전축(좌측) 방향쪽에는 보조날개부(130)가 주날개부(120) 하단부에 일체형으로 이루어져 있으며, (b)에서 보는 바와 같이, 보조날개부(130)는 주날개부(120)의 상단 내측에 구비된 수납홈으로 수납될 수 있다.
한편, 보조날개부(130)는 특정 형상에 국한되지 않으나, 부채꼴 또는 사각형으로 형성되는 되는 것이 바람직하다.
또한, 종래 블레이드가 일정 크기 이상 설치된 경우에, 약한 바람에는 블레이드가 회전할 수 있는 힘을 받지 못하기 때문에 약한 바람에서는 풍력발전기를 가동할 수 없었으나, (a)에서 보는 바와 같이, 주날개부(120)의 하단에 보조날개부(130)가 위치하는 경우에, 최초 약풍(약 10㎧ 미만의 바람)이 전면부를 향해 불어오는 경우에는 풍량이 강하지는 않지만 주날개부(120)의 면적에 보조날개부(130)의 면적을 합한 면적의 블레이드가 블레이드를 향해 진입하는 바람의 에너지를 많이 받도록함으로써 블레이드를 회전시킬 수 있다.
또한, 풍속의 강·약 변화에 따라 보조날개부(130)가 순시적으로 주날개부(120) 내부의 수납홈(미도시)에 상·하향으로 이동되며, 보조날개부(130)와 주날개부(120)가 서로 결합되는 공간 내에서 보조날개부(130) 전면과 후면쪽에 공극(孔 隙, gap)이 발생하며, 공극의 범위 내에서 보조날개부(130)가 결합부(140)를 중심으로 회전되며, 이를 통해 주날개부(120)와 보조날개부(130)에 에어포켓이 형성된다.
즉, 풍속의 강·약 변화에 따라 보조날개부(130)는 결합부(140)를 중심으로 회전 이동을 하여, 보조날개부(130)의 하단이 주날개부(120)의 후면으로 후퇴하면, 보조날개부(130)의 상단은 주날개부(120)의 전면으로 전진하게 되는 것이다.
이후, 주날개부(120)와 보조날개부(130)의 상호 동작에 의해서 발생되는 에어포켓은 회전되는 블레이드에게 회전 양력(揚力, lift)을 크게 제공하여 블레이드의 회전력을 증가시킨다.
반면, 강한 풍속이 또는 과도풍속이 되어, 블레이드의 회전속도가 풍력발전을 하기에 충분한 속도에 이르게 되면, (b)에서 보는 바와 같이, 보조날개부(130)는 상향으로 이동하여 주날개부(120)의 수납홈에 삽입되어 고속 회전하는 블레이드의 공기저항과 진동을 최소화시킨다.
도 5는 본 발명에 따른 블레이드의 결합관계를 나타내는 구성도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 주날개부(120)에서 회전축(좌측) 방향으로는 보조날개부(130)의 상단부와 동일한 형태의 호를 나타내면서 형성되어 있다. 보조날개부(130)는 주날개부(120)에 형성된 호를 따라 일체형으로 결합된다.
한편, 주날개부(120)와 보조날개부(130)의 결합은 결합부(140)에 의해 결합되는 것이 바람직하며, 결합부는 보조날개부(130)의 호의 양끝쪽에서 보조날개부(130)의 내부를 관통하는 관통홈(131)을 통해 고정축(shaft)(미도시)을 끼워서 주날개부(120)에 보조날개부(130)가 결합 될 수 있다.
주날개부(120)와 보조날개부(130)의 결합은 주날개부(120)의 결합홈(미도시)과 보조날개부(130)의 관통홈(131)에 고정축을 사용하여 결합되는 것이 바람직하나, 이외의 체결부재를 사용하여 결합이 가능하다.
주날개부(120)와 보조날개부(130)가 결합부(140)에 의해 결합되는 경우, 보조날개부(130)는 결합부를 축으로 하여 소정의 각도로 회전할 수 있으며, 풍속의 크기에 의해 보조날개부(130)가 상·하향 이동될 수 있으며, 상향으로 이동하는 경우에는 주날개부(120)의 내부에 구비된 수납홈(121) 안쪽으로 수납되며, 하향으로 이동하는 경우, 주날개부(120)의 수납홈(121)의 하단으로 돌출된다.
도 6은 본 발명에 따른 블레이드의 삽입을 나타내기 위한 측단면도이다. 도 6 (a)에 도시된 바와 같이, 주날개부(120)와 보조날개부(130)는 결합부(140)를 통해 하나의 블레이드처럼 일체형으로 이루어져 있으며, 일체형으로 이루어진 주날개부(120)와 보조날개부(130)는 풍향을 최대한 활용하기 위해 서로 특정한 형태의 곡면으로 형성될 수도 있다.
한편, (a)는 보조날개부(130)가 주날개부(120)의 수납홈에서 최대한 하단으로 하향 위치되어 있는 도면이며, (b)는 강풍에 의해 블레이드의 회전이 고속일 경우, 보조날개부(130)가 주날개부(120)의 수납홈으로 최대한 수납된 상태를 나타낸 도면이다. 보조날개부(130)가 수납홈에서 상·하향 이동하는 것은 결합부(140)의 고정축이 보노날개부(130)의 측면에 구비된 관통홈을 따라서 이동되기 때문이다.
주날개부(120)의 수납홈은 보조날개부(130)가 삽입될 수 있는 크기로 구성되 며, 수납홈 내부에서 보조날개부(130)가 바람에 의해 회전이 가능하도록 공극(150)이 형성되어 있다.
보조날개부(130)가 수납홈으로부터 하향으로 돌출되어 있는 경우에 바람이 부는 경우, 보조날개부(130)는 바람에 의해 보조날개부(130)가 공극(150)의 크기만큼 회전이 가능하다.
도 7은 본 발명에 따른 블레이드의 양력생성을 나타내는 측단면도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 보조날개부(130)가 주날개부(120)의 내부 공간인 수납홈에서 바람에 의해 회전되어 결합부(140)를 중심으로 보조날개부(130)의 하단부가 최대한 후면으로 후퇴된 모습을 나타내고 있다.
약풍에서 매우 천천히 회전하고 있거나 정지하고 있는 블레이드는 도 6의 (a)처럼 보조날개부(130)가 주날개부(120)의 수납홈에서 가장 하향 위치에 있고, 결합부(140)를 중심으로 보조날개부(130)가 회전되지 않으면서 주날개부(120)와 일체형으로 됨으로써 블레이드의 면적을 극대화시켜 불어오는 바람의 에너지를 블레이드가 최대한 받아 최초 회전할 수 있으며, 점차 풍속이 강해지거나 블레이드의 회전 속도가 증가되면 가장 하향점에 위치하고 있는 보조날개부(130)는 고정된 결합부(140)를 중심으로 보조날개부(130)의 하단부가 점차 후면으로 밀려 주날개부(120)의 하단으로 감아 도는 공기가 공극(150)으로 유입되면서 보조날개부(130)가 상향으로 이동하면서 주날개부(120)와 보조날개부(130)의 배면에 에어포켓을 형성시켜 양력을 증가시키며, 바람이 강풍이거나 블레이드의 회전이 고속이면 보조날개부(130)는 주날개부(120) 내의 수납홈 상단부쪽으로 최대한 상향 수납되고 블레 이드의 고속 회전으로 인해 발생하는 블레이드의 공기저항과 진동을 최소화함으로써 회전양력을 지속적으로 극대화시킨다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신에 기초하여 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식에 의한 다양한 변경과 수정을 포함한다.
본 발명은 풍력발전기용 블레이드 및 이를 이용한 풍력발전 장치에 관한 것으로서, 블레이드에 추가적인 양력의 발생으로 블레이드의 회전력을 증가하여, 3㎧ 내지 5㎧의 약한 바람에서도 블레이드를 회전시킴으로써, 평균 풍속이 약한 지역에서도 가로등 및 저전력 기반 시설의 동력으로 사용될 수 있는 소형 풍력발전기 등에 사용이 가능하다.
도 1은 종래기술에 따른 풍력발전기의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 풍력발전기용 블레이드의 정면도,
도 3은 본 발명에 따른 풍력발전기용 블레이드의 배면도,
도 4는 본 발명에 따른 블레이드의 삽입을 나타내기 위한 정면도,
도 5는 본 발명에 따른 블레이드의 결합관계를 나타내는 구성도,
도 6은 본 발명에 따른 블레이드의 삽입을 나타내기 위한 측단면도,
도 7은 본 발명에 따른 블레이드의 양력생성을 나타내는 측단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110 : 허브 120 : 주날개부
121 : 수납홈 130 : 보조날개부
131 : 관통홈 140 : 결합부
150 : 공극

Claims (19)

  1. 풍력발전기에 있어서,
    회전력을 이용하여 전력을 발생시키기 위한 동체;
    상기 동체에 연결되며, 내부에 회전자 및 회전축을 구비하는 허브;
    상기 허브의 외측에 결합되며 바람에 의해 상기 회전축을 회전구동하기 위한 하나 이상의 주날개부;
    상기 주날개부의 내부에 위치하며, 상기 주날개부의 하단으로 돌출되어 상기 주날개부와 일체형으로 결합되는 보조날개부; 및
    상기 주날개부와 보조날개부를 결합하기 위한 결합부
    를 포함하는 수납형 블레이드를 이용한 풍력발전 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 동체를 지면으로부터 소정 높이에 위치시키기 위한 지주;
    상기 동체의 후미에 위치하며, 풍향에 따라 동체의 위치를 변경하기 위한 방향타; 및
    상기 동체에서 생성되는 전력을 충전하기 위한 축전지
    를 더 포함하는 수납형 블레이드를 이용한 풍력발전 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 주날개부는 상기 보조날개부가 삽입되기 위해 보조날개부가 위치하는 곳의 상단의 내부에 수납홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 수납형 블레이드를 이용한 풍력발전 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 보조날개부는 상기 주날개부가 회전하는 방향의 반대방향 하단부 및 상기 축과 연결된 상기 주날개부의 회전 중심으로부터 내측에 위치하는 것을 특징으로 하는 수납형 블레이드를 이용한 풍력발전 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 결합부를 축으로 하여 상기 주날개부의 하단으로 돌출된 상기 보조날개부의 하단부는 풍속에 따라 주날개부의 상기 수납홈으로 상향 수납되거나 하향 돌출되는 것을 특징으로 하는 수납형 블레이드를 이용한 풍력발전 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 보조날개부가 상기 주날개부의 상기 수납홈으로 상향 수납되거나 하향 돌출되는 경우, 상기 주날개부와 상기 주날개부 내부에서 상기 결합부를 축으로 회전된 상기 보조날개부의 후면에 에어포켓이 형성되는 것을 특징으로 하는 수납형 블레이드를 이용한 풍력발전 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 결합부를 축으로 회전된 상기 보조날개부는 상기 주날개부의 상기 수납홈으로 유입되는 공기를 차단 또는 일부유입하는 것을 특징으로 하는 수납형 블레이드를 이용한 풍력발전 장치.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 수납홈은 상기 보조날개부가 상기 결합부를 축으로 상향 수납되며, 하향 돌출되도록 이동통로가 되며, 상기 결합부를 중심으로 회전되는 보조날개부의 회전각의 크기를 제한시키는 것을 특징으로 하는 수납형 블레이드를 이용한 풍력발전 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 보조날개부는 상기 결합부를 축으로 상향 또는 하향 이동하기 위한 관통홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 수납형 블레이드를 이용한 풍력발전 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 결합부는 상기 주날개부와 상기 보조날개부를 결합하기 위한 수단이며, 금속, 비금속, 플라스틱, 합성고무 중 어느 하나 이상의 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 수납형 블레이드를 이용한 풍력발전 장치.
  11. 블레이드에 있어서,
    풍속에 의해 축을 중심으로 시계 방향 또는 시계반대 방향으로 회전구동하기 위한 하나 이상의 주날개부;
    상기 주날개부의 내부에 위치하며, 상기 주날개부의 하단으로 돌출되어 상기 주날개부와 일체형으로 결합되는 보조날개부; 및
    상기 주날개부와 보조날개부를 결합하기 위한 결합부
    를 포함하는 수납형 블레이드.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 주날개부는 상기 보조날개부가 삽입되기 위해 보조날개부가 위치하는 곳의 상단의 내부에 수납홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 수납형 블레이드.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 보조날개부는 상기 주날개부가 회전하는 방향의 반대방향 하단부 및 상기 축과 연결된 상기 주날개부의 회전 중심으로부터 내측에 위치하는 것을 특징으로 하는 수납형 블레이드.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 결합부를 축으로 하여 상기 주날개부의 하단으로 돌출된 상기 보조날개부의 하단부는 풍속에 따라 상기 주날개부의 상기 수납홈으로 상향 수납되거나 하향 돌출되는 것을 특징으로 하는 수납형 블레이드.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 보조날개부가 상기 주날개부의 상기 수납홈으로 상향 수납되거나 하향 돌출되는 경우, 상기 주날개부와 상기 주날개부 내부에서 상기 결합부를 축으로 회전된 상기 보조날개부의 후면에 에어포켓이 형성되는 것을 특징으로 하는 수납형 블레이드.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 결합부를 축으로 회전된 상기 보조날개부는 상기 주날개부의 상기 수납홈으로 유입되는 공기를 차단 또는 일부유입하는 것을 특징으로 하는 수납형 블레이드.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 수납홈은 상기 보조날개부가 상기 결합부를 축으로 상향 수납되며, 하향 돌출되도록 이동통로가 되며, 상기 결합부를 중심으로 회전되는 보조날개부의 회전각의 크기를 제한시키는 것을 특징으로 하는 수납형 블레이드.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 보조날개부는 상기 결합부를 축으로 상향 또는 하향 이동하기 위한 관통홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 수납형 블레이드.
  19. 제 11 항에 있어서,
    상기 결합부는 상기 주날개부와 상기 보조날개부를 결합하기 위한 수단이며, 금속, 비금속, 플라스틱, 합성고무 중 어느 하나 이상의 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 수납형 블레이드.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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WO2016087447A1 (fr) * 2014-12-04 2016-06-09 Engineering Conception Maintenance Pale d'éolienne à volets mobiles rétractables

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101390279B1 (ko) * 2012-05-24 2014-04-29 삼성중공업 주식회사 풍력 발전기용 블레이드
WO2016087447A1 (fr) * 2014-12-04 2016-06-09 Engineering Conception Maintenance Pale d'éolienne à volets mobiles rétractables
FR3029575A1 (fr) * 2014-12-04 2016-06-10 Eng Conception Maintenance Pale d'eolienne a volets mobiles retractables

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