KR20110101319A - Rotor blade for a wind power generator - Google Patents
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Abstract
본 발명은 풍력발전기의 회전날개에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다방향에서 불어오는 바람에 효과적으로 대응하여 에너지를 생산할 수 있고, 바람의 저항력을 높여 미량의 바람으로도 풍력발전이 가능한 풍력발전기의 회전날개에 관한 것이다.
본 발명은 회전축을 중심으로 회전되면서 발전되는 풍력발전기용 회전날개에 있어서, 상기 회전축(10)의 상단에 서로 교차되게 구비된 중공형의 지지관(15)과; 상기 지지관(15)을 관통하여 베어링에 의해 회전되게 결합되는 제1지지프레임(20) 및 제2지지프레임(30)과; 상기 제1지지프레임(20)의 일측과 타측 외주면에 각각 하나의 변이 결합되어 일체로 형성된 제1단위날개(25) 및 제2단위날개(27)와; 상기 제2지지프레임(30)의 일측과 타측 외주면에 각각 하나의 변이 결합되어 일체로 형성된 제3단위날개(35) 및 제4단위날개(37)로 이루어지고, 상기 제1단위날개(25) 및 제2단위날개(27)와, 상기 제3단위날개(35) 및 제4단위날개(37)는 상기 제1지지프레임(20) 및 상기 제2지지프레임(30)의 각각의 일측에서 바라본 경우 서로 85~95°의 각도편차를 갖도록 결합되는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a rotor blade of the wind power generator, and more specifically, to produce energy by effectively responding to the wind blowing from the multi-direction, and to increase the wind resistance, the rotation of the wind generator capable of generating wind power even with a small amount of wind It's about wings.
The present invention provides a wind turbine rotor blade that is generated while being rotated about a rotating shaft, the hollow support tube (15) provided to cross each other on the top of the rotating shaft (10); A first support frame 20 and a second support frame 30 rotatably coupled by bearings through the support pipe 15; A first unit wing 25 and a second unit wing 27 which are integrally formed with one side coupled to one side and the other outer peripheral surface of the first support frame 20; One side and the other outer peripheral surface of the second support frame 30 is composed of a third unit wing 35 and a fourth unit wing 37 are integrally formed by being coupled to each other, the first unit wing 25 And a second unit wing 27, the third unit wing 35, and the fourth unit wing 37 are viewed from one side of each of the first support frame 20 and the second support frame 30. In case it is coupled to have an angular deviation of 85 ~ 95 ° to each other.
Description
본 발명은 풍력발전기의 회전날개에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 간단한 구조로 다방향에서 불어오는 바람에 효과적으로 대응하여 에너지를 생산할 수 있고, 바람의 저항력을 높여 미량의 바람으로도 풍력발전이 가능한 풍력발전기의 회전날개에 관한 것이다.The present invention relates to a rotary wing of a wind power generator, and more particularly, a simple structure can effectively produce energy by responding to the wind blowing from the multi-direction, the wind resistance to increase the wind resistance of the wind power even with a small amount of wind It relates to a rotor blade of the generator.
일반적으로 풍력발전기는 회전날개를 이용하여 자연의 바람에너지를 기계 에너지로 변환시켜 발전하는 방식의 발전기를 의미한다.In general, a wind power generator refers to a generator that generates power by converting natural wind energy into mechanical energy using a rotary blade.
상기와 같은 풍력발전기는 무한정, 무비용의 청정에너지원인 바람을 이용하여 발전할 수 있는 장치로서, 전력 생산단가의 가격경쟁력 향상 및 발전시스템 설치의 소요면적 최소화 등과 같은 원가적 측면과, 화석에너지 고갈에 대한 대체에너지원과 지구환경보호라는 사회환경적 측면과, 더불어 공급의 안정성 및 에너지 수입의 의존도 감소라는 경제적 측면을 얻을 수 있으며, 특히 근래에 들어서는 정부에서 민간업자가 생산한 전력을 매입할 수 있기 때문에 풍력발전보급이 가속화되고 있다.Wind power generators as described above can be generated indefinitely, using the wind as a clean energy source for unused, cost-effective aspects such as improving the price competitiveness of the power production unit cost and minimizing the required area of the power generation system, fossil energy depletion In addition to the socio-environmental aspects of alternative energy sources and global environmental protection, the economics of supply stability and reduced dependence on energy imports can be obtained. As a result, wind power distribution is accelerating.
통상 풍력발전기는 외형상 바람을 회전에너지로 바꾸는 날개와, 날개에 의해 회전하는 회전축과, 이들을 지상으로부터 일정한 높이에 위치시키기 위한 지주를 포함하며, 지주의 상부 또는 하부에 부속설치되어 날개의 회전력에 의해 발전하는 발전장치를 포함하고 있다.Usually, a wind turbine includes a wing for converting the external wind into rotational energy, a rotation shaft rotated by the wing, and a support for positioning them at a constant height from the ground. It includes a power generation device that is generated by.
풍력발전기는 그 효율을 극대화하기 위해서 바람의 힘을 에너지 손실 없이 최대한 활용할 수 있도록 하는데, 특히 그 풍력발전기의 날개의 구조가 중요한 요소가 된다.In order to maximize the efficiency of the wind turbine, the wind power can be utilized to the maximum without loss of energy. In particular, the wind turbine blade structure is an important factor.
종래의 풍력발전기에 적용되는 날개는 프로펠러 또는 풍차와 같은 구조를 갖거나 수직축의 둘레로 전면이 오목한 형상의 날개가 세로로 다수개 형성되는 임펠러형 구조들이 있다.The wing applied to the conventional wind turbine has an impeller-type structure having a structure such as a propeller or a windmill or having a plurality of wings having a vertically concave shape around the vertical axis.
그러나 이러한 프로펠러와 같은 풍력발전기의 날개의 구조는 경사면으로 바람이 지나가면서 날개를 밀어 회전시키기 때문에 바람의 손실량이 많은 단점이 있다. 또한 임펠러형 구조의 날개도 바람을 맞을 때는 날개가 오목하게 형성되어 많은 양의 바람을 받을 수 있어 효율적이지만 바람을 맞는 방향으로 복귀하기 위해 바람을 등질 때에는 여전히 저항을 많이 받아 회전력을 저하시키는 문제가 있다.However, the structure of the wing of the wind turbine such as the propeller has a disadvantage in that a lot of wind loss because it rotates the blade while the wind passes through the slope. In addition, the impeller-type wing is effective in receiving a large amount of wind because the wing is concave when it is hit by the wind, but it still suffers from a lot of resistance when turning the wind to return to the wind. have.
한편, 유럽 등 외국에 비해 대한민국은 산지가 많고 해양에 인접한 지형을 갖추고 있으며, 계절풍의 영향을 받는 주기적인 기후대에 놓여있으면서도 지역별로 풍향이 수시로 변화하는 편이므로, 종래의 임펠러형과 같은 날개는 풍력발전시 소음이 많은 문제가 있었다.On the other hand, compared to other countries such as Europe, the Republic of Korea has a lot of mountains and terrain close to the ocean, while the wind direction changes from region to region while being in a periodic climate zone influenced by the monsoon, the wings like the conventional impeller type There was a lot of noise during power generation.
또한, 종래의 풍차와 같은 풍력발전은 바람이 일정한 속도 이상으로 유지되고 공기의 밀도가 높아야 프로펠러형 날개가 회전을 함으로써 바람의 힘을 동력으로 변환할 수 있으므로 미풍이 불어올 경우에는 발전이 어렵다는 문제가 있으며, 이에 따라 바람의 방향이 일정치 않은 도시지역 및 산간지방에는 효율성이 결여된다는 문제가 있었다.In addition, the wind power generation, such as a conventional windmill, the wind is maintained above a certain speed and the air density is high, the propeller-type blades can be converted to the power of the wind by rotating the power, so it is difficult to generate power when the breeze blows As a result, there was a problem that the efficiency of the urban areas and mountainous regions where the wind direction is not constant.
이와 같은 문제를 해결하여 발전효율을 높이기 위해 풍력발전기의 날개를 개선하고 있으나, 현재까지 연구되었던 풍력발전기의 날개는 대부분이 풍향 및 풍속에 대해 안정적이지 못할 뿐만 아니라 효율적인 발전을 이루지 못하고 있는 실정이다.In order to solve the above problems, the wind turbine blades are being improved to improve power generation efficiency. However, most of the wind turbine blades that have been studied so far are not stable for wind direction and wind speed, and have not achieved efficient power generation.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 간단한 구조로 제작할 수 있어 제조원가를 획기적으로 낮출 수 있으며, 난류와 풍향의 급격한 변화에도 기기의 손상을 방지한 상태로 안정적인 에너지 생산이 가능하며, 날개를 수직으로 형성함과 아울러 서로 대향되는 날개를 대략 90°의 각도편차를 갖도록 일체로 형성시킴으로써 바람의 저항력을 높여 미량의 바람으로도 풍력발전이 가능하도록 한 풍력발전기의 회전날개를 제공하는 데 있다.The present invention has been devised to solve the above problems, the object of the present invention can be manufactured with a simple structure can significantly reduce the manufacturing cost, stable energy in a state that prevents damage to the device even under rapid changes in turbulence and wind direction It is possible to produce and rotate the wind power generator that forms the wings vertically and integrally forms the wings facing each other with an angle deviation of approximately 90 ° to increase the wind resistance and enable wind power generation even with a small amount of wind. Is to provide the wings.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 회전축을 중심으로 회전되면서 발전되는 풍력발전기용 회전날개에 있어서, 상기 회전축(10)의 상단에 서로 교차되게 구비된 중공형의 지지관(15)과; 상기 지지관(15)을 관통하여 베어링에 의해 회전되게 결합되는 제1지지프레임(20) 및 제2지지프레임(30)과; 상기 제1지지프레임(20)의 일측과 타측 외주면에 각각 하나의 변이 결합되어 일체로 형성된 제1단위날개(25) 및 제2단위날개(27)와; 상기 제2지지프레임(30)의 일측과 타측 외주면에 각각 하나의 변이 결합되어 일체로 형성된 제3단위날개(35) 및 제4단위날개(37)로 이루어지고, 상기 제1단위날개(25) 및 제2단위날개(27)와, 상기 제3단위날개(35) 및 제4단위날개(37)는 상기 제1지지프레임(20) 및 상기 제2지지프레임(30)의 각각의 일측에서 바라본 경우 서로 85~95°의 각도편차를 갖도록 결합되는 것을 특징으로 한다.The configuration of the present invention for achieving the above object is a rotary blade for a wind power generator that is generated while rotating around a rotating shaft, the
상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 다방향에서 불어오는 바람에 즉시 대응하여 회전동작됨에 따라 난류와 풍향의 급격한 변화에도 기기의 손상을 방지한 상태로 안정적인 에너지 생산이 가능하며, 특히 서로 대향되는 날개가 대략 90°의 각도편차를 갖도록 일체로 형성됨으로써 바람의 저항력을 높여 미량의 바람으로도 풍력발전이 가능하게 된다.According to the present invention configured as described above, it is possible to stably produce energy in a state that prevents damage to the device even in a sudden change of turbulence and wind direction as the rotary operation immediately responds to the wind blowing from the multi-direction, in particular wings facing each other Is integrally formed to have an angular deviation of approximately 90 ° to increase the wind resistance, allowing wind power generation even with a small amount of wind.
도 1은 본 발명에 의한 풍력발전기의 회전날개를 보인 사시도,
도 2는 본 발명에 의한 단위날개의 연결상태도,
도 3은 본 발명에 의한 지지관에 삽입된 회전날개의 단면상태도,
도 4는 본 발명에 의한 풍향에 따른 단위날개의 위치와 회전방향을 보인 평면상태도,
도 5는 도 4의 좌측에서 바라본 경우 단위날개의 위치를 보인 상태도.1 is a perspective view showing a rotor blade of the wind power generator according to the present invention,
2 is a connection state diagram of the unit blade according to the present invention,
Figure 3 is a cross-sectional state diagram of the rotary blade inserted into the support tube according to the present invention,
Figure 4 is a plan view showing the position and rotation direction of the unit blade according to the wind direction according to the present invention,
5 is a state diagram showing the position of the unit wing when viewed from the left of FIG.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 풍력발전기의 회전날개를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the rotor blade of the wind power generator of the present invention.
본 발명에 의한 풍력발전기의 회전날개는 상기 도면에 도시된 바와 같이, 지면으로부터 일정 높이로 설치되게 지주(1)의 상단에 결합되어 있다. The rotor blade of the wind turbine according to the present invention is coupled to the upper end of the support (1) to be installed at a predetermined height from the ground, as shown in the figure.
상기 회전날개는 지주(1)에 결합된 회전축(10)을 중심으로 회전되면서 동력전달장치로 회전력을 전달시켜 발전을 하게 된다.The rotary blade is rotated about the rotating
본 발명에서는 상기 회전축(10)의 회전에 따른 발전구조에 대해서는 공지의 기술인 관계로 설명하지 않기로 하며, 상기 회전축(10)을 회전시키는 회전날개에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.In the present invention, the power generation structure according to the rotation of the
본 발명의 회전날개는 상기 회전축(10)의 상단에 서로 교차되게 구비된 중공형의 지지관(15)과, 상기 지지관(15)을 관통하여 베어링에 의해 회전되게 결합되는 제1지지프레임(20) 및 제2지지프레임(30)과, 상기 제1지지프레임(20)의 일측과 타측 외주면에 각각 하나의 변이 결합되어 일체로 형성된 다수개의 단위날개로 이루어져 있다.The rotary blade of the present invention is a
이때, 상기 단위날개 중 상기 제1지지프레임(20)에 결합되는 단위날개는 제1단위날개(25) 및 제2단위날개(27)라 하고, 상기 제2지지프레임(30)에 결합되는 단위날개는 제3단위날개(35) 및 제4단위날개(37)라 한다.At this time, the unit wing coupled to the
본 발명의 특징부 기술로서, 상기 제1지지프레임(20)의 양단에 결합되는 제1단위날개(25) 및 제2단위날개(27)는 일체로 결합되어 지고, 제1단위날개(25) 및 제2단위날개(27)는 상기 제1지지프레임(20)의 일측에서 바라본 경우 서로 85~95°의 각도편차를 갖도록 결합되어 진다.As a feature technique of the present invention, the
또한, 상기 제2지지프레임(30)의 양단에 결합되는 제3단위날개(35) 및 제4단위날개(37)의 경우에도 상기 제2지지프레임(30)에 일체로 형성되어 지고, 제3단위날개(35) 및 제4단위날개(37)도 상기 제1단위날개(25) 및 제2단위날개(27)와 같이 상기 제2지지프레임(30)의 일측에서 바라본 경우 서로 85~95°의 각도편차를 갖도록 결합되어 진다.In addition, the
따라서, 도 4 및 도 5와 같이 어느 한곳에서 바람이 부는 경우, 제1지지프레임(20)의 일측에 구비된 제1단위날개(25)는 지면에 수직되게 위치되고, 제2단위날개(27)는 바람에 영향을 받지 않는 위치 즉, 지면과 평행한 위치에 있게 되며, 상기 제1지지프레임(20)에 교차되게 구비되는 제2지지프레임(30)의 양측에 구비된 제3단위날개(35)와 제4단위날개(37)는 각각 지면에 대해 대략 45°의 각도를 갖는 위치에 있게 된다.Therefore, when the wind blows at any one place as shown in FIGS. 4 and 5, the
다시 말해, 상기 제1단위날개(25)와 제2단위날개(27)는 서로 직각에 근접한 각도를 갖음에 따라 상기 제1단위날개(25)와 제2단위날개(27)에 동일한 세기의 바람이 부는 경우에는 제1단위날개(25)와 제2단위날개(27)는 각각 자중에 의해 하강되면서 제1단위날개(25)는 바람에 정면으로 부딪히도록 지면에 수직되게 구비되고, 상기 제2단위날개(27)는 바람에 영향을 받지 않도록 지면에 평행하게 구비되는 것이다.In other words, as the
상기와 같이 구성된 본 발명의 회전날개는 도 4 및 도 5에 도시된 도면을 참조하여 설명하면, 바람이 제1단위날개(25)를 밀어내면서 회전축(10)을 회전시키게 되고, 이 후 제3회전날개(35)를 밀어내면서 회전축(10)을 회전시키는 과정을 반복하면서 회전되어 지고, 이로 인해 발생된 회전력을 전기에너지를 변환하여 발전하게 되는 것이다.When the rotary blade of the present invention configured as described above with reference to the drawings shown in Figures 4 and 5, the wind rotates the
이와 같이, 본 발명은 간단한 구조로 회전날개를 제작하여 어느 방향에서 불어오는 바람에도 효과적으로 대응하여 안정적으로 동작되어 지고, 바람의 손실을 최소화하여 효율적인 발전을 이룰 수 있게 된다.In this way, the present invention is to produce a rotary wing with a simple structure to effectively respond to the wind blowing from any direction, it is possible to operate stably, to achieve efficient power generation by minimizing the loss of wind.
또한, 본 발명은 풍력외에도 조수간만의 차를 이용하여 에너지를 생산할 수 있는 구조로서, 풍력과 수력을 이용한 발전이 가능한 유용한 발명이다.In addition, the present invention is a structure that can produce energy using the difference between the tidal wave in addition to wind power, is a useful invention capable of generating power using wind power and hydropower.
1: 지주 10: 회전축
15: 지지관 20: 제1지지프레임
25: 제1단위날개 27: 제2단위날개
30: 제2지지프레임 35: 제3단위날개
37: 제4단위날개1: prop 10: axis of rotation
15: support tube 20: first support frame
25: first unit wing 27: second unit wing
30: second support frame 35: third unit wing
37: 4th wing
Claims (1)
상기 회전축(10)의 상단에 서로 교차되게 구비된 중공형의 지지관(15)과;
상기 지지관(15)을 관통하여 베어링에 의해 회전되게 결합되는 제1지지프레임(20) 및 제2지지프레임(30)과;
상기 제1지지프레임(20)의 일측과 타측 외주면에 각각 하나의 변이 결합되어 일체로 형성된 제1단위날개(25) 및 제2단위날개(27)와;
상기 제2지지프레임(30)의 일측과 타측 외주면에 각각 하나의 변이 결합되어 일체로 형성된 제3단위날개(35) 및 제4단위날개(37)로 이루어지고,
상기 제1단위날개(25) 및 제2단위날개(27)와, 상기 제3단위날개(35) 및 제4단위날개(37)는 상기 제1지지프레임(20) 및 상기 제2지지프레임(30)의 각각의 일측에서 바라본 경우 서로 85~95°의 각도편차를 갖도록 결합되는 것을 특징으로 하는 풍력발전기용 회전날개.In the rotary blades for wind power generators generated while being rotated about a rotating shaft,
A hollow support tube 15 provided on the top of the rotation shaft 10 to cross each other;
A first support frame 20 and a second support frame 30 rotatably coupled by bearings through the support pipe 15;
A first unit wing 25 and a second unit wing 27 which are integrally formed with one side coupled to one side and the other outer peripheral surface of the first support frame 20;
One side and the other outer peripheral surface of the second support frame 30 is composed of a third unit wing 35 and a fourth unit wing 37 formed integrally by coupling, respectively,
The first unit wings 25 and the second unit wings 27, the third unit wings 35, and the fourth unit wings 37 may include the first support frame 20 and the second support frame ( 30) wind turbine rotor blades, characterized in that coupled to each other to have an angle deviation of 85 ~ 95 ° when viewed from one side.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101476233B1 (en) * | 2012-11-27 | 2014-12-24 | 이영문 | The structure of the blade to get energy from the flowing fluid |
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2010
- 2010-03-08 KR KR1020100020252A patent/KR20110101319A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101476233B1 (en) * | 2012-11-27 | 2014-12-24 | 이영문 | The structure of the blade to get energy from the flowing fluid |
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