KR20100138621A

KR20100138621A - 풍력발전기용 저풍속 로터 블레이드

Info

Publication number: KR20100138621A
Application number: KR1020090057221A
Authority: KR
Inventors: 이달은
Original assignee: 이달은
Priority date: 2009-06-25
Filing date: 2009-06-25
Publication date: 2010-12-31
Also published as: KR101092384B1

Abstract

본 발명은 저풍속에서도 회전할 수 있는 풍력발전기용 로터 블레이드에 관한 것이다.

더욱 상세하게는 로터 블레이드의 압력증가면으로 유입되어 빠져나가는 공기를 이용하도록 압력증가면에 적어도 1개 이상의 보조회전날개를 설치하여 저풍속에서도 로터 블레이드가 회전한 풍력발전기용 저풍속 로터 블레이드에 관한 것이다.

이러한 본 발명인 풍력발전기용 저풍속 로터 블레이드는, 바람에 대향되는 압력증가면은 곡선으로 오목하게 형성되며, 상기 압력증가면에는 적어도 1개 이상으로 앞전에서 뒷전으로 흐르는 공기(바람)와 소정의 각도로 대향되게 형성되는 보조회전날개를 포함하는 것이다.

또한, 상기 뒷전에는 소음발생을 저감시키는 소음저감수단이 더 설치될 수도 있다.

풍력, 회전날개, 압축기, 소음, 회전날개, 냉각장치

Description

풍력발전기용 저풍속 로터 블레이드{ROTOR BLADE FOR A WIND POWER PLANT}

일반적으로 전기는 화성연료를 이용한 화력발전소, 물을 이용한 수력발전소, 원자로를 이용한 원자력 발전소가 있으며, 최근에는 조수간만의 차를 이용한 조력발전소와 바람을 이용한 풍력발전이 개발되어 제공되고 있다.

상기 화력발전소는 화성연료를 연소시켜 전기에너지를 획득하는 것으로, 화성연료의 연소시 다량의 이산화탄소의 배출함으로써 지구의 온난화에 대한 문제점과 점점 화성연료가 고갈되어가고 있는 단점이 있으며, 상기 수력발전소는 강을 막아야 하는데 그 설치장소가 한정적이며, 설치비용이 많이 들며, 최근에는 생태계를 변화시킨다는 문제점으로 환경단체로부터 거센 항의를 받는 단점이 있고, 상기 원자력 발전소는 방사능에 대한 위험이 있어 그 설치에 따른 많은 비용과 지역주민들에 대한 반발이 있어 그 설치가 용이하지 못하는 단점이 있다.

상기 조력발전소는 조수간만의 차가 발생하는 장소에 설치되어야 하며, 설치비용이 많이 들고, 설치시 조류가 변화하여 생태계 및 해안가의 변형을 유발시키는 단점이 있다.

최근에는 바람을 이용한 에너지의 획득을 위한 다양한 기술들이 개발되고 있고 있다.

바람을 이용하여 발전을 하는 풍력발전기에서는 바람에 의하여 회전하는 로터 블레이드의 기술이 매우 중요하며, 다양한 기술들이 다음과 같이 제공되어 있다.

국내특허등록 제766729호의 풍력발전장치용 로터 블레이드, 국내특허등록 제897164호의 풍력발전기용 날개, 공개특허공보 제10-2007-63610호의 풍력발전장치용 로터블레이드, 공개특허공보 제10-2008-63085호의 오염둔감도가 향상된 저풍속 실속제어/정속운전용 풍력발전기 블레이드의 루트 에어포일 등과 같은 다양한 기술들이 제공되어 있다.

상기 제공되어 있는 종래기술들은 저풍속에서 블레이드가 정상적으로 회전하지 못하여 동력을 발생하지 못하는 단점이 있다.

또한, 블레이드에서 유입되어 빠져나가는 공기에 의하여 많은 소음이 발생한 다. 이로 인하여 주택가 빌딩 등과 같은 사람이 거주하는 곳에서 설치되는 경우에는 소음에 의하여 많은 민원발생이 발생할 수 있으며, 산등성과 같은 곳에 설치될 경우에는 야생동물들에게 소음피해를 줌으로써 생태계를 변화시킬 수 있는 단점이 있다.

본 발명은 이러한 단점을 해결하기 위하여 발명된 것으로,

본 발명은 저풍속에서도 발전을 할 수 있는 로터 블레이드를 제공하는데 목적이 있다.

즉, 본 발명은 저풍속에서도 회전할 수 있는 로터 블레이드를 제공함으로써 저풍속에서도 안정적으로 동력을 발전할 수 있도록 하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 로터 블레이드의 압력증가면으로 유입되어 빠져나가는 공기에 의하여 발생하는 소음을 저감시키는데 목적이 있다.

즉, 로터 블레이드에서 발생하는 소음을 저감하여 소음에 의한 민원발생 또는 생태계를 파괴를 방지하는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하고자 본 발명인 풍력발전기용 저풍속 로터 블레이드는, 바람에 대향되는 압력증가면은 곡선으로 오목하게 형성되며, 상기 압력증가면에는 적어도 1개 이상으로 앞전에서 뒷전으로 흐르는 공기(바람)와 소정의 각도로 대향되게 형성된 보조회전날개가 설치된다.

상기 보조회전날개는 압전부분은 밑단부를 향하고, 뒷전부분은 끝단부를 향하도록 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.

상기 뒷전에는 소음발생을 저감시키는 소음저감수단이 설치되며, 상기 소음 저감수단은 뒷전의 단부에 설치된 깃털부로 이루어진다.

상기와 같이 이루어진 본 발명인 풍력발전기용 저풍속 로터 블레이드는, 압력증가면에 유입되어 뒷전으로 빠져나가는 이송공기를 이용하는 보조회전날개가 설치됨으로써 저풍속에서도 로터 블레이드가 회전할 수 있음으로 저풍속에서도 안정적으로 발전할 수 있는 장점이 있다.

또한, 보조회전날개가 설치됨으로써 날개부의 강도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 로터 블레이드의 뒷전에 소음발생을 저감시키기 위한 소음저감수단이 설치됨으로써 소음발생에 의한 문제점을 해소할 수 있다.

첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 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 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1과 같이 풍력발전기(100)는 적어도 1개 이상의 로터 블레이드(1)가 설치되어 바람에 의하여 동력을 획득하게 된다. 보통 풍력발전기(100)에 설치되는 로터 블레이드(1)는 2~3개가 설치된다.

상기 로터 블레이드(1)는 1과 도 2와 같이 크게 풍력발전기(100)의 상부회전체에 체결부재 등의 체결수단에 의하여 고정설치되는 빔부(10)와, 빔부(10)의 일측에 설치되는 날개부(20)와, 상기 날개부(20)에 설치되어 저풍속에서도 회전하도록 하는 보조회전날개(30)로 구성된다.

상세하게 설명하면, 상기 빔부(10)는 풍력발전기(100)의 상부회전체에 체결부재 등의 체결수단에 의하여 고정설치되는 것으로, 바람에 휘어지지 않도록 강성을 가진다.

상기 날개부(20)는 빔부(10)의 일측에 길이방향으로 설치된 것으로, 상기 날개부(20)는 단면을 도시한 도 4와 같이 바람과 대향되는 면은 곡선으로 오목하게 형성된 압력증가면(21)과, 상기 압력증가면(21)과 반대쪽인 곡선으로 볼록하게 형성된 압력감소면(22)을 가진다.

상기 보조회전날개(30)는 도 2와 도 3과 같이 날개부(20)의 압력증가면(21)에 설치되어 압력증가면(21)의 앞전(23)에서 뒷전(24)으로 흐르는 공기를 이용하기 위하여 형성된 것으로, 상기 보조회전날개(30)는 곡선으로 오목하게 형성된 압력증가면(21)에 적어도 1개 이상이 형성되며, 도 2와 도 3과 같이 흐르는 공기(바람)와 소정의 각도(θ)로 대향되게 형성된다.

도 3과 같이 보조회전날개(30)는 압전(23)부분은 밑단부(20a)를 향하고, 뒷전(24)부분은 끝단부(20b)를 향하도록 소정의 각도(θ)를 가지도록 경사지게 형성되며, 보통 각도(θ)는 보통 20~60도가 적당하다.

이러한 상기 보조회전날개(30)는 날개부(20)의 압력증가면(21)에 형성됨으로써 앞전(23)에서 뒷전(24)으로 흐르는 공기를 이용하여 로터 블레이드가 저속에서도 회전하도록 할 뿐만 아니라, 리브 역할을 수행함으로써 날개부(20)의 강성을 향상시킬 수 있다.

상기와 같이 이루어진 본 발명의 로터 블레이드(1)에 대하여 설명하면, 도 1 내지 도 4와 같이 로터 블레이드(1) 방향으로 바람이 불어오면, 도 4와 같이 날개부(20)의 압력증가면(21)으로 공기가 유입되고, 유입되는 공기는 앞전(23)에서 뒷전(24) 방향으로 흐르게 된다. 상기 앞전(23)에서 뒷전(24) 방향으로 흐르는 공기는 도 2와 도 4와 같이 경사진 보조회전날개(30)의 상부면(31)과 소정의 각도(θ)로 대향하게 되어 로터 블레이드(1)의 회전력을 향상시키게 된다.

도 6은 도 3의 A-A선으로 자른 로터 블레이드(1)의 단면을 도시한 것으로, 빔부(10)를 중공의 형태로 형성할 수 있으며, 만일 로터 블레이드(1)가 합성수지재 로 형성되는 경우에는 빔부(10)를 튜브형태로 형성할 수 있음을 보여주는 것이다.

도 7 내지 도 9는 본 발명인 저풍속 로터 블레이드(1)에 소음저감수단(40)이 더 형성된 것으로, 소음저감수단(40)은 날개부(20)의 뒷전(24)에 설치되어 소음발생을 저감시킨다.

도 7과 같이 소음저감수단(40)은 지그재그 형태로 형성되고, 휘어짐이 가능한 판(41)이 날개부(20)의 뒷전(24)에 일체로 형성되거나 체결수단에 의하여 고정설치된다.

상기 판(41)은 보통 합성수지재로 형성되며, 날개부(20)가 합성수지재로 형성될 경우 날개부(20)와 일체로 성형되며, 날개부(20)가 합성수지재가 아닌 다른 재질로 형성되는 경우에는 체결수단으로 고정설치한다.

도 8과 같이 지그재그 형태로 형성된 판(41)은 앞전(23)에서 뒷전(24)으로 흐르는 공기가 바로 꺾이지 않고, 소음저감수단(40)의 판(41)에 의하여 공기가 부드럽게 흘러 빠져나가도록 함으로써 소음을 저감시키게 된다.

도 9는 소음저감수단(40)의 다른 실시예를 나타낸 것으로, 소음저감수단(40)으로써 설치되는 소음저감부재(42)가 다수의 깃털로 형성됨을 나타낸 것이다.

즉, 소음저감수단(40)으로 설치되는 소음저감부재(42)는 새의 날개와 같이 다수의 깃털로 형성됨으로써 공기가 부드럽게 흘러나가도록 하여 소음을 저감시키게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예인 풍력발전기용 저풍속 로터 블레이드가 장착된 풍력발전기의 사시개략도이다.

도 2는 본 발명의 실시예인 풍력발전기용 저풍속 로터 블레이드가 장착된 풍력발전기의 정면개략도이다.

도 3은 본 발명의 실시예인 풍력발전기용 저풍속 로터 블레이드의 정면도이다.

도 4는 도 3의 A-A선 단면도이다.

도 5는 도 4의 B-B선 단면도이다.

도 6은 도 3의 A-A선 단면도로 다른 실시예를 나타낸 것이다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예인 풍력발전기용 저풍속 로터 블레이드의 정면도이다.

도 8은 도 7의 A-A선 단면도이다.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예인 풍력발전기용 저풍속 로터 블레이드의 정면도이다.

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

1 : 로터 블레이드

10 : 빔부

20 : 날개부 21 : 압력증가면

22 : 압력감소면 23 : 앞전

24 : 뒷전 20a : 밑단부

20b : 끝단부

30 : 보조회전날개 31 : 상부면

40 : 소음저감수단

Claims

풍력발전기용 로터 블레이드에 있어서,

바람에 대향되는 압력증가면(21)은 곡선으로 오목하게 형성되며, 상기 압력증가면(21)에는 적어도 1개 이상으로 앞전(23)에서 뒷전(24)으로 흐르는 공기(바람)와 소정의 각도(θ)로 대향되게 형성되는 보조회전날개(30)를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기용 저풍속 로터 블레이드.
제 1항에 있어서,

상기 뒷전(24)에는 소음발생을 저감시키는 소음저감수단(40)이 설치됨을 특징으로 하는 풍력발전기용 저풍속 로터 블레이드.
제 1항에 있어서,

상기 보조회전날개(30)는 압전(23)부분은 밑단부(20a)를 향하고, 뒷전(24)부분은 끝단부(20b)를 향하도록 경사짐을 특징으로 하는 풍력발전기용 저풍속 로터 블레이드.
제 2항에 있어서,

상기 소음저감수단(40)은 뒷전(24)의 단부에 설치된 깃털부로 이루어짐을 특징으로 하는 풍력발전기용 저풍속 로터 블레이드.