KR20110065630A - Vertical wind power generator for using concentration device - Google Patents

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KR20110065630A KR1020090122203A KR20090122203A KR20110065630A KR 20110065630 A KR20110065630 A KR 20110065630A KR 1020090122203 A KR1020090122203 A KR 1020090122203A KR 20090122203 A KR20090122203 A KR 20090122203A KR 20110065630 A KR20110065630 A KR 20110065630A
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Abstract

PURPOSE: A vertical wind power generator with a concentration device is provided to more effectively collect wind by removing resistance exerted on blades and utilizing both lift and drag. CONSTITUTION: A vertical wind power generator comprises a plurality of blades, fluid guide plates(52a,52b), an gear box, and a tail blade(51). The blades comprise an inner shell and an outer shell and are fixed to a blade fixture(12). The fluid guide plates reduce resistance exerted in the opposite direction to the rotational direction and utilize both lift and drag, thereby improving the generating efficiency. The tail blade is provided with bladders on both ends thereof. The gear box increases the rotation speed of a generator, which comprises a rotor and a stator, to implement generation.

Description

집진장치가 장착된 수직축풍력발전기 {vertical wind power generator for using concentration device}Vertical wind power generator with dust collector {vertical wind power generator for using concentration device}

본 발명은 바람을 이용해 발전하는 수직축풍력발전기에 관한 것으로서, 블레이드가 회전하는데 방해가 되는 저항을 없애는 것은 물론 공기 등의 흐름을 바꿔 효율을 높이는데 그 목적이 있으며 흐르는 물에도 적용이 될 수 있다. The present invention relates to a vertical axial wind power generator that is generated by using wind, as well as to eliminate the resistance that interferes with the rotation of the blade as well as to improve the efficiency by changing the flow of air and can be applied to flowing water.

최근들어 풍력발전은 신재생에너지로 가장 각광받는 것 중의 하나가 되었으며 경제성마저 갖추어 유럽은 물론, 미국 중국 등 급속도로 보급중이다. 풍력발전은 수직축과 수평축으로 나뉘며 수직축풍력발전은 항력을 사용하는 사보니우스형과 양력을 사용하는 다리우스형이 대표적이다. In recent years, wind power has become one of the most prominent renewable energy sources, and it is rapidly spreading not only in Europe but also in the US and China. Wind power generation is divided into vertical axis and horizontal axis, and vertical axis wind power generation is representative of Savonius type using drag and Darius type using lift.

등록특허 10-0927237은 발상은 좋으나 비용대비 효율개선에 크게 도움이 되지 못하고, 등록특허 10-0916701는 효율개선에 전혀 거리가 멀며 등록특허 10-0895038은 집진장치가 효과적이기는 하지만 비용면에서 다소 비효율적인 면이 있다.      Patent No. 10-0927237 has good idea, but it does not help greatly in improving efficiency for cost, and Patent No. 10-0916701 is far from improving efficiency, and Patent No. 10-0895038 is somewhat inefficient in terms of cost effective dust collector. There is a side.

특허등록 10-0810990은 집진장치가 있기는 하지만 전력생산은 풍속의 제곱이 아니라 세제곱에 비례하므로 지상에서 낮은 곳은 풍속이 훨씬 떨어지기 때문에 타워가 낮은만큼 효율이 떨어진다는 단점이 있다. 등록특허 10-0490683은 피치각을 조절함으로써 효율적인 발전을 한다고 주장하지만 효율이 별로 개선되지 않는다.      Patent registration 10-0810990 has a dust collector, but the power generation is proportional to the cube, not the square of the wind speed, so the low point from the ground is much lower wind speed, so the efficiency is lower as the tower is lower. Patent No. 10-0490683 claims to produce efficient power by adjusting the pitch angle, but the efficiency is not much improved.

이처럼 블레이드가 회전에 방해되는 부분을 개선하고 바람을 집중하려는 노력은 있지만 수직축풍력발전의 고질적인 문제점인 비용대비 효율개선효과가 미미하다는 문제점을 안고 있다.     Although efforts are being made to concentrate the wind and improve the part that hinders the rotation of the blade, there is a problem that the cost-effectiveness improvement effect, which is a chronic problem of vertical shaft wind power generation, is insignificant.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해, 블레이드를 내피와 외피로 구성하게 하여 서로 자동을 분리되고 합해하는 구조를 만들어, 블레이드 회전의 반대방향으로 작용하는 저항을 획기적으로 줄였고 양력과 항력을 모두 이용하여 발전효율을 높인 것은 물론, 인장스프링을 이용한 유체유도판을 이용하여 바람 등 유체의 흐름을 빠르게 하여 회전날개를 더욱 빨리 돌려 전력을 더 많이 생산하게 하였다. 또한 높은 타워를 사용함으로써 강한 바람을 이용할 수 있도록 하였고 항력과 양력을 동시에 사용하는 수직축풍력발전으로 효율을 극대화 것이 특징이다.      In order to solve the above problems, the blade is composed of the inner shell and the outer shell to form a structure that separates and combines automatically with each other, dramatically reducing the resistance acting in the opposite direction of the blade rotation and both lift and drag In addition to improving power generation efficiency, the fluid induction plate using a tension spring was used to speed up the flow of fluid such as wind to rotate the rotor blades faster to produce more power. In addition, by using high tower, strong wind can be used and vertical axis wind power generation using drag and lift simultaneously maximizes efficiency.

이상에서 기술한 바와 같이 본 발명은, 블레이드를 바람의 저항을 받는 내피와 저항을 거의 받지 않는 외피로 구성하여 회전에 필요없는 부분의 저항을 획기적으로 줄여 수직축풍력발전의 효율을 월등히 개선하였다. 또한 물이나 공기에서 모두 적용할 수 있으며 인장스프링을 사용한 집진장치를 장착해 더욱 높은 효율을 보여준다. 항력을 이용한 사보니우스형 블레이드에 이 집진장치를 사용해도 효과가 뛰어나며, 안전에 문제가 되거나 소음이 심하여 수평축풍력발전 설치가 불가능한 곳도 본 발명품을 대체할 수 있으며, 수평축풍력발전의 설치가 사실상 불가능한 초고층빌딩에서도 발전이 가능하며, 대형풍력발전 시장에서도 수직축대형풍력발전을 가능하게 하여 수평축대형풍력발전과 경쟁할 수 있게 한 것이 특징이다.     As described above, the present invention, the blade is composed of the inner shell of the wind resistance and the outer shell little resistance, significantly reducing the resistance of the parts that do not need to rotate significantly improved the efficiency of the vertical axis wind power generation. In addition, it can be applied in both water and air, and is equipped with a dust collecting device using a tension spring for higher efficiency. This dust collector is excellent for using Savonius-type blades that use drag, and it can replace the present invention where safety problems or noise are so high that it is impossible to install horizontal axial wind power generation. It is possible to generate power even in impossible skyscrapers, and it is possible to compete with horizontal wind farms by enabling vertical wind farms in the large wind power market.

본 발명은 회전에 방해되는 항력을 없애고 집진장치를 이용하여 바람을 모아서 강한 바람을 이용하려는 것이 주목적인데, 일례로 초속 22m의 속도로 하루 동안 부는 바람은 초속 3m속도로 1년 내내 부는 바람보다 더 많은 에너지를 갖고 있기 때문에 바람 등 유체의 집결은 중요한 의미가 있으므로 본 발명이 한층 더 가치가 있는 것이다.      The present invention is intended to remove the drag hindered rotation and to use the strong wind by collecting the wind using a dust collector, for example, wind blowing during the day at a speed of 22m per second more than the wind blowing all year round at a speed of 3m per second Since it has a lot of energy, the gathering of fluids such as wind is important, so the present invention is more valuable.

이상에서 기술한 바와 같이 본 발명은, 15-20% 정도의 효율을 가진 수평축풍력발전에는 설치할 수 없는 집진장치를 장착하여 120-130%의 고효율로 발전을 할 수 있기에 비용대비 효과가 매우 뛰어나서 소형풍력발전은 물론 대형풍력발전에서도 신재생에너지산업 성장에 본 발명품이 크게 기여할 것이다.     As described above, the present invention is equipped with a dust collector that can not be installed in a horizontal shaft wind power generation with an efficiency of about 15-20%, and can generate power with high efficiency of 120-130%. The invention will greatly contribute to the growth of new and renewable energy industry in wind power as well as large wind power generation.

이하 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같으며 풍력에너지 위주로 설명해 나가겠다.     When described in detail by the accompanying drawings as follows and will be described mainly in the wind energy.

도 1은 개선된 블레이드의 사시도로서, 바람이 불 때 블레이드 d, e, f는 바람을 받고 회전하려는 동력을 얻지만 a, b, c는 오히려 회전에 방해가 되는 존재로 전락해 버리는데, 이 저항을 최대한 줄이기 위해 블레이드내피(13)와 블레이드외피(14)가 바람 등을 받아 자동으로 분리되고 합해지는 구조이다.     1 is a perspective view of an improved blade, in which the blades d, e, f gain wind and power to rotate, but a, b, c are rather obstructed to rotate, this resistance In order to reduce the maximum, the blade inner shell 13 and the blade outer shell 14 is a structure that is automatically separated and combined under the wind.

메인샤프트(15)에 블레이드고정대(12)를 수직으로 연결하고 블레이드내피(13)와 블레이드외피(14)로 구성된 블레이드(11)가 블레이드고정대(12)에 회전방향으로 그림에서의 s의 각도인 120~140도로 고정되고 각 블레이드가 바람을 받아 시계 반대방향으로 돌아가는 구조다.      The blade holder 12 is vertically connected to the main shaft 15, and the blade 11 composed of the blade inner shell 13 and the blade shell 14 has an angle of s in the figure in the direction of rotation to the blade holder 12. It is fixed at 120 ~ 140 degrees and each blade is winded and turned counterclockwise.

블레이드가 회전하는 방향으로 볼록하게 된 것은 베르누이원리를 적용하기 위해서인데, 이것은 비행기의 상승원리와 같으며 곡면이 있는 부분이 유체가 빨리 흐르고 유체가 빨리 흐른다는 것은 공기 등 유체의 압력이 약하다는 의미이며, 압력이 약한 쪽으로 물체가 이동한다는 원리이다. 이 그림에서 블레이드 d는 양력이, 블레이드 e는 항력, 블레이드 f는 양력이 각각 적용된다.     The blades are convex in the direction of rotation to apply Bernoulli's principle, which is the same as the principle of ascension of the plane, and the curved part flows quickly and the fluid flows quickly, which means that the pressure of fluid such as air is weak. This is the principle that the object moves toward the weaker pressure. In this figure, blade d is lift, blade e is drag, and blade f is lift.

도 2는 바람이 일정하게 불었을 때의 블레이드들의 개폐상황도로서, 바람에 순작용을 하고 있는 블레이드 d, e, f는 블레이드내피(13)와 블레이드외피(14)가 하나로 합해져 있지만 a, b, c는 블레이드내피(13)와 블레이드외피(14)가 서로 분리되어 바람의 저항을 최소화하는데, 이것은 블레이드외피(14)의 곡선인 부분인 q부분은 일부 막혀 있어 블레이드내피(13)를 안고 있지만 직선인 p부분은 개방이 되 어 있기 때문이며, 회전으로 인해 블레이드에 닿는 바람이 바뀌게 되면 블레이드 c처럼 자연스럽게 블레이드내피(13)가 밖으로 나가게 되어 있다. 또한 회전하면서 블레이드 a의 위치에 오게 되면 자연스럽게 합쳐지려고 하고 블레이드 d의 위치에 오게 되면 완전히 합쳐져 바람을 받아 회전에 순작용을 하게 된다.      FIG. 2 shows the opening and closing state of the blades when the wind is constantly blown. Blades d, e, and f which are acting in the wind are combined with the blade inner shell 13 and the blade outer shell 14, but a, b, and c are combined. The blade endothelium 13 and the blade shell 14 are separated from each other to minimize the wind resistance, which is the curved portion of the blade shell 14, q portion is partly blocked to hold the blade endothelium 13 but is straight The p part is open, and when the wind that touches the blade is changed due to rotation, the blade endothelium (13) is naturally out like the blade c. In addition, when it comes to the position of the blade a while rotating, it tries to merge naturally, and when it comes to the position of the blade d, it is completely combined to receive the wind and perform the rotation.

도 3은 블레이드의 상세도로서, 도 3-a는 블레이드의 정면도로서 내피와 외피가 결합된 모습이며 블레이드내피보호대(31)가 블레이드내피(13)가 밀리는 것을 방지하고, 도 3-b는 블레이드내피(13)와 블레이드외피(14)가 분리된 사시도로서 블레이드(11)의 형상을 쉽게 이해할 수 있다.      Figure 3 is a detailed view of the blade, Figure 3-a is a front view of the blade and the endothelial and the outer shell is combined, the blade endothelial guard 31 prevents the blade endothelial 13 from being pushed, Figure 3-b is a blade It is easy to understand the shape of the blade 11 as a perspective view in which the inner shell 13 and the blade outer shell 14 are separated.

도 3-c는 블레이드내피(13)와 블레이드외피(14)가 분리되었을 때의 평면도로서, 도 3-a에서도 확인했듯이 블레이드외피(14)는 기능이 거의 없고 앙상한 구조물로 블레이드내피(13)의 지지 역할을 담당하는 것이 목적이며 만에 하나 블레이드내피(13)의 이탈을 방지하기 위해 상하에 두 개의 안전고리(132)를 외피와 연결하여 안전을 꾀하고 필요하다면 추가적인 안전조치를 더 취할 수 있다.      FIG. 3-c is a plan view of the blade shell 13 and the blade shell 14 separated. As shown in FIG. 3-a, the blade shell 14 has almost no function and is an asymmetric structure. The purpose is to play a supporting role, but in order to prevent the detachment of the blade endothelium 13, the two safety rings 132 at the top and bottom to connect with the outer shell for safety and additional safety measures can be taken if necessary. .

도 4는 바람에 대한 순작용과 역작용을 나타낸 분석도로서, 이처럼 개선된 후에 블레이드가 바람을 받아 시계반대방향으로 돌 때 빗금 친 부분인 d e f는 바람에 순작용을 하여 회전력을 얻는 것은 큰 차이가 없지만, 그물망 표시인 a b c는 개선되기 전에는 바람에 대한 역작용을 했어도 개선후에는 블레이드내피(13)와 블레이드외피(14)가 분리됨으로써 g h k의 일부분이 저항으로 남을 뿐 바람에 대한 저항이 대부분 없어져 회전력이 크게 개선된 것을 보여준다.      Figure 4 is an analysis showing the reaction and the reaction against the wind, the deflection, the hatched portion when the blade is rotated in the counterclockwise direction after the improvement is not a big difference in obtaining the rotational force to the wind, The abc, which is a mesh display, had a reaction against the wind before it was improved, but after the improvement, the blade inner shell (13) and the blade outer shell (14) were separated. Shows what happened.

블레이드 c는 저항이 a b 보다는 커서 효율이 떨어져 k가 g나 h보다 면적이 넓으며 그물망 b는 실제로는 개선효과가 더 커서 면적을 더 넓게 잡아야 하지만 회전에 순작용을 하고 있는 d로 인해 표현할 공간이 없어 작게 그렸으며, 이를 통해 결국 a b c를 합한 것 이상의 개선효과가 있음을 알 수 있다.      Blade c has a larger resistance than ab, so its efficiency is lower, so k is larger than g or h, and net b is actually more effective, so it needs to be wider, but there is no room for d due to d acting on rotation. It is small and shows that the improvement is more than the sum of abc.

도 5는 집진장치가 부착되었을 때의 단면도로서, 유체유도판(52) 두 개가 부착이 되어 바람을 모아 블레이드(11)가 바람에 닿는 면적을 크게 했을 뿐 아니라 바람을 더 강하게 만들어 회전력을 크게 하였다. 유체유도판 52a와 52b는 유체유도판고정대(53)로 1차로 지지되고 최종적으로 집진장치윗지지대(55)와 집진장치아랫지지대(56)로 지지된다. 인장스프링(54)은 바람이 일정속도 이상 불면 작동되어 유체유도판(52)을 바람과 일직선이 되게 하고 유체유도판(52) 본연의 기능을 멈추고 바람의 저항을 받지 않도록 하는 구실을 하며, 이 그림에서 메인샤프트(15)를 아래로 길게 그려야 했지만 도면이 복잡해져 식별이 불분명해지는 관계로 위와 아래에 동그라미만 그리고 생략했다.       5 is a cross-sectional view when the dust collector is attached, and the two fluid guide plates 52 are attached to collect the wind to increase the area where the blade 11 touches the wind, as well as to make the wind stronger, thereby increasing the rotational force. . The fluid guide plates 52a and 52b are primarily supported by the fluid guide plate holder 53 and finally supported by the dust collector upper support 55 and the dust collector lower support 56. The tension spring 54 is operated when the wind blows more than a certain speed to make the fluid guide plate 52 be in line with the wind, and to stop the original function of the fluid guide plate 52 and prevent the wind from being resisted. In the figure, the main shaft 15 had to be drawn long, but only the circles above and below were omitted because the drawings became complicated and the identification became unclear.

유체유도판 52a는 블레이드 e에도 영향을 미치지만 블레이드 d에 직접 영향을 미쳐 회전력을 가하며, 블레이드 d는 이 외에도 자연스럽게 부는 바람을 동시에 받아서 추진력이 훨씬 강해진다. 또한 유체유도판 52a는 일정속도 이하에서는 바람방향을 바꿈으로써 블레이드 a와 b에 저항을 없애는 역할을 하므로 로터의 회전력을 더욱 커지게 한다.     The fluid guide plate 52a also affects the blade e, but directly affects the blade d and exerts a rotational force. The blade d also receives a naturally blowing wind at the same time, which makes the driving force much stronger. In addition, the fluid guide plate 52a serves to remove the resistance to the blades a and b by changing the wind direction at a predetermined speed or less, thereby increasing the rotational force of the rotor.

유체유도판 52b는 블레이드 e에도 미약하나마 영향을 미치면서 자연스러운 바람으로는 회전력이 거의 없는 블레이드 f에 직접 영향을 미쳐 회전력을 크게 한다. 결국 유체유도판(52)이 설치되기 전에는 블레이드 d는 양력이, 블레이드 e는 항력, 블레이드 f는 양력이 각각 적용되었지만, 설치 후에는 블레이드 d는 양력과 항력이, 블레이드 e는 대부분이 항력, 블레이드 f는 양력과 항력이 각각 동시에 적용되어 회전력이 크게 된 것이다. 블레이드 a와 b는 유체유도판 52a으로 인해 직접적인 바람의 저항을 피할 수 있고 이 집진장치는 항력을 이용하는 대표적인 수직축풍력발전인 사보니우스형풍력발전에도 효과적으로 적용할 수 있다.      The fluid guide plate 52b has a weak effect on the blade e, but also directly affects the blade f, which has little rotational force in the natural wind, thereby increasing the rotational force. After the fluid guide plate 52 is installed, blade d is lift, blade e is drag, and blade f is lift. However, after installation, blade d is lift and drag, and most blade e is drag and blade. f is the lift force and drag force are applied at the same time to increase the torque. The blades a and b can avoid direct wind resistance due to the fluid guide plate 52a, and the dust collector can be effectively applied to Savonius wind power generation, a typical vertical axial wind power generation using drag.

도 6은 집진장치가 부착되었을 때의 평면도로서, 집진장치를 장착한 블레이드를 위에서 본 평면도이다. 유체유도판(52) 2개가 달린 집진장치를 블레이드 상하에 유체유도판고정대(53), 윗지지대(55)와 도 10에서의 아랫지지대(56)를 이용하여 메인샤프트(15) 위와 아래에 베어링(63)과 베어링연결링(62)으로 고정시키고 윗지지대(55) 맞은 편 끝에 지면과 수직인 판인 꼬리날개(51)를 부착하여 유체유도판(52)이 돌아가는 것을 방지한다.     Fig. 6 is a plan view when the dust collecting device is attached, and is a plan view of the blade on which the dust collecting device is attached. A dust collecting device having two fluid guide plates 52 is mounted above and below the main shaft 15 by using a fluid guide plate holder 53, an upper support 55, and a lower support 56 in FIG. 10 above and below the blades. (63) and the bearing connecting ring 62 and attached to the tail wing 51, which is a plate perpendicular to the ground at the opposite end of the upper support 55 to prevent the fluid guide plate 52 to rotate.

유체유도판 52a를 유체유도판 52b보다 더 크게 설계하여 세력균형을 이루도록 설계하는 것이 좋으며 인장스프링(54)은 유체유도판(52)의 아래에서부터 약 4분의 1지점과 위에서부터의 4분의 1지점에 각각 설치한다면 바람 등으로 인해 유체유도판(52)이 휘는 힘과 반대가 되어 휘는 것을 상당부분 감소시킬 수 있다. 일정 바람이상의 강풍이 불었을 때 즉, 15-20m/s이상의 강풍이 불 때는 유체유도판(52)이 바람의 진행방향과 일치한 점선 가.나.의 위치로 오도록 인장스프링(54)의 강도를 각각 다르게 설계한다. It is better to design the fluid guide plate 52a to be larger than the fluid guide plate 52b to achieve the force balance, and the tension spring 54 is about one quarter from the bottom of the fluid guide plate 52 and four quarters from the top. If installed at each one point, the fluid induction plate 52 due to the wind and the like can be reduced to a large part of the bending due to the opposite of the bending force. When a strong wind of more than a certain wind is blown, that is, when a strong wind of 15-20 m / s or more is blown, the dotted line in which the fluid guide plate 52 coincides with the direction of the wind . And me. The strength of the tension spring 54 is designed differently so as to come to the position of.

도 7은 집진장치가 부착되었을 때의 또 다른 방법의 평면도로서, 유체유도판고정대(53)가 베어링연결링(62)에 직접 연결된 구조로, 도 6과 다소 다른 방법의 집진장치를 장착한 블레이드를 위에서 본 평면도인데 베어링연결링(62)에 무리가 가지 않고 더 안정감이 있어 도 6의 방법보다 더 실용적일 수 있다.     FIG. 7 is a plan view of another method when the dust collector is attached, in which the fluid guide plate holder 53 is directly connected to the bearing connecting ring 62, and a blade equipped with a dust collector of a method slightly different from that of FIG. It is a plan view from above, and the bearing connecting ring 62 is not overly stressed and more stable, which may be more practical than the method of FIG. 6.

두 쌍의 인장스프링(54)이 블레이드 위쪽과 아래쪽에 가야 하거나 그렇지 않을 경우 집진장치윗지지대(55)와 집진장치아랫지지대(56)를 더 키워서 점선 가.처럼 블레이드가 닿지 않도록 해서 유체유도판(52)의 아래에서부터 약 4분의 1지점과 위에서부터의 4분의 1지점에 각각 설치할 수 있는데 이는 바람 등에 휘지 않도록 유체유도판(52)자체에 보강재가 더 적게 필요하므로 실용적일 수 있다.Two pairs of tension springs 54 should go above and below the blade, or else the dust collector upper support 55 and the dust collector lower support 56 will be further dotted . As such, the blades may not be in contact with each other so that they can be installed at about one quarter from the bottom of the fluid induction plate 52 and one quarter from the top. It may be practical as less is needed.

또한 각각의 유체유도판고정대 53a와 53b중간에 점선 나.처럼 와이어 등을 연결하여 스프링을 고정한다면 윗지지대(55b)가 필요가 없어지고 아래에도 이처럼 한다면 아래쪽에 쌍을 이루고 있는 아랫지지대(56) 역시 불필요해진다. 유체유도판고정대(53)가 베어링연결링(62)에 직접 연결하지 않고 점선으로 나타낸 유체유도판고정대 53c처럼 ㄷ자 형식으로 할 수 있지만 큰 의미는 없어보인다. Also, the dotted line between each fluid guide plate holder 53a and 53b . like If the spring is fixed by connecting a wire or the like, the upper support 55b is not necessary, and if it is the same below, the lower support 56 paired at the bottom is also unnecessary. The fluid guide plate guide 53 may be formed in a U-shape like the fluid guide plate guide 53c indicated by a dotted line without being directly connected to the bearing connecting ring 62, but it does not seem to mean much.

도 8은 집진장치가 부착된 후의 바람에 대한 순작용과 역작용을 나타낸 분석도로서, 집진장치가 없을 때는 빗금친 부분 d e f가 바람에 대한 순작용으로 회전력을 얻었지만 집진장치를 장착한 후에는 도 1에서의 d와 f에 각각 바람이 집결되어 벽돌무늬의 영역 n과 m만큼 회전력을 증가시키고 집진의 효과로 유속이 빨라져 추가로 별모양의 영역 o만큼 회전력이 증가될 수 있다. 이는 도 4보다 추가된 n m o만큼 효율이 개선된다는 것을 의미하며 수평축에서 일반적으로 15-20%의 효율을, 수직축에서는 15-60% 정도의 효율을 내지만 본 발명을 사용하면 120-130%의 효율을 낼 수 있다.      FIG. 8 is an analysis diagram showing the action against the wind after the dust collector is attached. In the absence of the dust collector, the hatched portion def gains rotational force due to the action against the wind. Wind is collected at d and f respectively, increasing the rotational force by the area n and m of the brick pattern, and the flow velocity is increased by the effect of the dust collection, and the rotational force may be increased by the star-shaped area o. This means that the efficiency is improved by the added nmo than in Fig. 4, which is generally 15-20% efficient on the horizontal axis and 15-60% on the vertical axis, but 120-130% efficient with the present invention. Can make

도 9는 유체유도판(52)의 상세도로서, 도 9-a는 유체유도판(52)이 유체가 흐르는 방향으로 갈수록 좁아지는데 도 9-b에서의 끝을 굽어 놓아 집진효과가 커지고 즉, b보다 a의 길이가 더 작아 공기 등을 모으는 효과가 더 크며, 도 9-b는 공기 등이 바로 빠져나가는 것을 방지해 효율을 높이기 위해 끝을 굽어 놓은 구조를 나타낸 것이다.     FIG. 9 is a detailed view of the fluid guide plate 52. FIG. 9-A shows that the fluid guide plate 52 becomes narrower in the direction in which the fluid flows. The length of a is smaller than that of b, so that the effect of collecting air is greater, and FIG. 9-b shows a bent end to increase efficiency by preventing air from immediately exiting.

도 10은 집진장치를 장착한 블레이드의 측면도로서, 윗지지대(55)와 아랫지지대(56)가 지탱하는 유체유도판(52)이 하나만 그려져 있는 형태이며 집진장치의 무게를 고려하여 보조지지대(101)를 설치할 수도 있다. 여기서 꼬리날개(51)의 역할이 매우 중요한데 두 개의 유체유도판(52)이 서로 균형을 잡도록 설계하더라도 완벽할 수는 없기 때문에, 꼬리날개가 바람과 일직선을 유지하게 하여야 최대의 집진효과를 내게 되므로 꼬리날개(51)가 튼튼하고 충분히 커야 한다. 유체유도판(52)이 자연스럽게 회전하도록 만들었다지만 이중 안전장치로 유도판안전장치(103)을 설치하는데 오른쪽 원형의 확대도에서 왼쪽부분이 유도판안전장치(103)이다.     10 is a side view of a blade equipped with a dust collector, in which only one fluid guide plate 52 supported by the upper support 55 and the lower support 56 is drawn and the auxiliary support 101 in consideration of the weight of the dust collector. You can also install). Here, the role of the tail wing 51 is very important. Even if the two fluid guide plates 52 are designed to balance each other, it cannot be perfect. Therefore, the tail wing has to keep the wind in a straight line to give the maximum dust collection effect. Tail wing 51 should be strong and large enough. Although the fluid guide plate 52 is made to rotate naturally, the guide plate safety device 103 is installed as a double safety device. The left part is the guide plate safety device 103 in an enlarged view of the right circle.

도 11은 증속기와 발전기를 장착한 타워의 개략적인 단면도로서, 일반적으로 수직축풍력발전은 증속기와 발전기가 지상에 설치하거나 타워형의 경우 증속기가 필요없는 기어리스방식의 발전기를 사용하지만, 본 발명은 수평축발전에 준하는 타워를 세울 수 있도록 하였고, 이 그림은 도 10의 아랫부분에 해당되는 것으로 서로 연결되어 발전하게 된다.     FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of a tower equipped with a speed increaser and a generator. In general, vertical shaft wind power generation uses a gearless generator that does not require a speed increaser when the speed increaser and the generator are installed on the ground or in the case of a tower type. It is possible to build a tower corresponding to the power generation, this picture corresponds to the lower part of Figure 10 will be connected to each other to generate power.

블레이드의 회전력을 전달하는 메인샤프트(15)가 타워(116)와 연결된 베어링지지대(115)로 지탱된 두 개의 베어링(63)을 통과하며 증속기(111)와 연결되며, 이 증속기는 회전자(113)와 고정자(114) 구성된 발전기(112)의 회전속도를 높여 발전을 하게 되는 구조를 보여준다. 증속기와 발전기가 있는 부분의 타워(116)를 배가 볼록하게 만들고, 대형발전의 경우 증속기(111)와 발전기(112)가 있는 부분의 타워는 그물망의 강한 뼈대에 다수의 문을 만들면 발전기와 증속기의 고장수리에 용이할 것이다.     The main shaft 15, which transmits the rotational force of the blades, passes through two bearings 63 supported by the bearing support 115 connected to the tower 116 and is connected to the speed increaser 111. 113) and the stator 114 shows a structure to generate power by increasing the rotational speed of the generator 112. The tower 116 of the section with the gearbox and the generator is convex, and in the case of large power generation, the tower of the section with the gearbox 111 and the generator 112 has a large number of doors on the strong arm of the mesh, It will be easy to troubleshoot shorthand.

도 12는 꼬리날개(51)에 부착된 바람주머니(123)의 상세도로서, 도 12-a는 꼬리날개 옆면 양쪽에 각각 원뿔형의 바람주머니 한 개씩이 배치되는데, 막대(121)가 바람주머니 안쪽으로 각각 하나씩 위쪽 가장자리에 놓여있고 이 막대는 인장스프링(122)나 고무줄 등으로 지탱되고 있다.     12 is a detailed view of the wind bag 123 attached to the tail wing 51, Figure 12-a is one of the conical wind bag is disposed on each side of the tail wing side, rod 121 is inside the wind bag Each rod is placed on the upper edge of the rod, and the rod is supported by a tension spring 122 or a rubber band.

도 12-b는 꼬리날개(51)방향으로 정상적인 바람이 불었을 때의 뒤에서 봤을 때의 단면도로서, 비정상적으로 바람이 불 때를 대비해서 유체유입유도구(125)를 만들어 놓아 역방향으로 바람이 바뀌었을 때 이 유체유입유도구(125)를 통해 쉽게 들어갈 수 있다.    12-b is a cross sectional view of the tail wing 51 when the normal wind is blown in the reverse direction, in which the fluid inflow tool 125 is made in preparation for an abnormal wind and the wind is reversed. Can easily enter through the fluid inlet tool (125).

도 12-c는 바람이 바뀌어 비정상적으로 꼬리날개방향에서 바람이 불었을 때의 모습이며, 바람주머니(123)가 부풀어 오르면 윗지지대(55)와 아랫지지대(56) 등이 180도 회전이 되어 정상적으로 작동하고, 도 12-d는 도 12-c의 이해를 돕기 위한 부풀었을 때의 바람주머니(123)의 개략적인 사시도다.      12-c is a view of the wind when the wind is changed in the tail wing direction abnormally changed, if the wind pocket 123 swells the upper support 55 and the lower support 56 is rotated 180 degrees normally 12-d is a schematic perspective view of the inflated wind pocket 123 to aid in the understanding of FIG. 12-c.

도 1은 개선된 블레이드의 사시도    1 is a perspective view of an improved blade

도 2는 바람이 일정하게 불었을 때의 블레이드들의 개폐상황도    2 is a view of the opening and closing of the blades when the wind is constantly blowing

도 3은 블레이드의 상세도    3 is a detailed view of a blade

도 4는 바람에 대한 순작용과 역작용을 나타낸 분석도    Figure 4 is an analysis showing the reaction and the reaction against the wind

도 5는 집진장치가 부착되었을 때의 단면도    5 is a cross-sectional view when the dust collector is attached.

도 6은 집진장치가 부착되었을 때의 평면도    6 is a plan view when the dust collector is attached

도 7은 집진장치가 부착되었을 때의 또 다른 방법의 평면도    7 is a plan view of another method when the dust collector is attached

도 8은 집진장치가 부착된 후의 바람에 대한 순작용과 역작용을 나타낸 분석도    8 is an analysis diagram showing the net action and the reaction against the wind after the dust collector is attached

도 9는 유체유도판(52)의 상세도    9 is a detailed view of the fluid guide plate 52

도 10은 집진장치를 장착한 블레이드의 측면도    10 is a side view of a blade equipped with a dust collector;

도 11은 증속기와 발전기를 장착한 타워의 단면도    11 is a cross-sectional view of a tower equipped with an accelerator and a generator.

도 12는 꼬리날개(51)에 부착된 바람주머니(123)의 상세도     12 is a detailed view of the wind pocket 123 attached to the tail wing 51

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >  Description of the Related Art

11. 블레이드 12. 블레이드고정대        11.blade 12.blade retention arm

13. 블레이드내피 14. 블레이드외피        13. Blade sheath 14. Blade sheath

15. 메인샤프트 31. 블레이드내피보호대       15. Main shaft 31. Blade endothelial guard

51. 꼬리날개 52. 유체유도판       51. Tail wing 52. Fluid guide plate

53. 유체유도판고정대 54. 인장스프링       53. Fluid guide plate fixing rod 54. Tension spring

55. 윗지지대 56. 아랫지지대       55. Upper support 56. Lower support

62. 베어링연결링 63. 베어링        62. Bearing Connection Ring 63. Bearing

101. 보조지지대 103. 유도판안전장치       101. Auxiliary support 103. Guide plate safety device

111. 증속기 112. 발전기        111. Increaser 112. Generator

113. 회전자 114. 고정자        113. Rotor 114. Stator

115. 베어링지지대 116. 타워        115. Bearing Support 116. Tower

121. 막대 122. 인장스프링        121. Rod 122. Tension Spring

123. 바람주머니 125. 유체유입유도구        123. Airbags 125. Fluid Inlet Tools

132. 안전고리       132. Safety hook

Claims (2)

블레이드내피(13)와 블레이드외피(14)로 구성하게 하여 회전하면서 문이 자동으로 여닫는 기능이 있고 블레이드고정대(12)에 회전방향으로 볼록한 부분이 120~140도로 고정되어 있는 다수개의 블레이드가, 회전의 반대방향으로 작용하는 저항을 획기적으로 줄임과 동시에 양력과 항력을 모두 이용해 발전효율을 높이고, 또한 바람이 부는 방향에 인장스프링을 이용한 유체유도판(52)을 이용하여 바람 등 유체의 흐름을 빠르게 하여 로터를 더욱 빨리 돌리고 수평축풍력발전처럼 높은 타워를 사용함으로써 강한 바람을 이용할 수 있도록 하고, 바람이 들어가 부풀어 오르면 윗지지대(55)와 아랫지지대(56) 등이 바람이 부는 반대방향으로 회전이 되어 정상적으로 바람 등을 모을 수 있게 하는 원뿔형의 바람주머니(123)를 양쪽에 각각 하나씩 부착한 꼬리날개가 있고, 유체유도판(52)이 항상 유체가 흐르는 방향에 위치해 강한 바람 등 유체를 집결할 수 있도록 하고, 이처럼 강한 로터의 회전력을 전달하는 메인샤프트(15)가 타워(116)와 연결된 두 개의 베어링(63)을 통과하여 증속기(111)와 연결되며, 이 증속기는 회전자(113)와 고정자(114) 구성된 발전기(112)의 회전속도를 고속으로 높여서 발전하게 되는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 수직축풍력발전기.     The blade inner shell 13 and the blade outer shell 14 is configured to rotate and the door automatically opens and closes, and a plurality of blades in which the convex portions are fixed to 120 to 140 degrees in the rotational direction on the blade holder 12 is rotated. While dramatically reducing the resistance acting in the opposite direction of the increase in power generation efficiency by using both lift and drag, and also the flow of fluid such as wind by using the fluid guide plate 52 using the tension spring in the wind blowing direction By turning the rotor faster and using a high tower, such as horizontal axis wind power, so that the strong wind can be used, and when the wind swells, the upper support 55 and the lower support 56 rotate in the opposite direction of the wind. Tail wings attached to each one of the conical wind pockets (123) to allow the normal collection of wind, etc. Since the fluid guide plate 52 is always located in the direction in which the fluid flows, it is possible to collect fluids such as strong winds, and two bearings connected to the tower 116 are connected to the main shaft 15 for transmitting the rotational force of such a strong rotor. Passed through (63) and connected to the speed increaser 111, the speed increaser is characterized in that it has a structure to generate power by increasing the rotational speed of the generator 112 composed of the rotor 113 and the stator 114 at high speed Vertical shaft wind power generator. 1항에 있어서 블레이드외피(14)의 곡선인 부분은 일부 막혀 있어 블레이드내피(13)를 안고 있지만 직선인 부분은 개방이 되어 있어 바람이 반대로 불게 되면 자연스럽게 블레이드내피(13)가 분리되거나 합쳐져서 바람 등 유체의 흐름에 역행하지 않으며, 유체유도판고정대(53)와 집진장치윗지지대(55)와 집진장치아랫지지대(56)로 지지되는 유체유도판(52) 2개에 메달린 인장스프링(54)은 바람이 일정속도 이상 불면 바람과 유체유도판(52)을 일직선이 되게 하여 집진기능을 멈추고 강한 바람의 저항을 받지 않도록 하는 구실을 하며, 사보니우스형풍력발전에도 효과가 탁월한 유체유도판(52)이 유체가 흐르는 방향으로 갈수록 좁아지고 유체유도판(52) 상하의 끝을 ㄱ자 형태로 굽어 놓은 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 수직축풍력발전기.      According to claim 1, the curved portion of the blade shell 14 is partially blocked, and holds the blade inner shell 13, but the straight portion is open, so when the wind is reversed, the blade inner shell 13 is naturally separated or combined to form a wind or the like. The tension spring 54 which is suspended from the two fluid guide plates 52 supported by the fluid guide plate holder 53, the dust collector upper support 55, and the dust collector lower support 56, does not face the flow of the fluid. When the wind blows over a certain speed, the wind and the fluid induction plate 52 to be in a straight line to stop the dust collection function and prevent the strong wind resistance, and the fluid induction plate (excellent also effective in Savonius wind power generation ( 52) the vertical axis wind power generator characterized in that the narrower in the direction of the fluid flow and has a structure in which the upper and lower ends of the fluid guide plate (52) is bent in the form of an "-".
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