KR20120133331A - Noise reduction blade for wind power generator - Google Patents

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Abstract

본 발명은 풍력발전기용 소음저감 블레이드에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 수평축 소형 풍력발전기에서 블레이드의 회전속도를 크게 증가시켜 출력을 높일 수 있도록 하면서 소음발생은 최소화할 수 있도록 한 풍력발전기용 소음저감 블레이드에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 수평축을 이용하는 블레이드로 구성된 로터를 사용하여 발전이 이루어지는 풍력발전기에 있어서, 상기 블레이드의 회전에 따라 바람이 유입되는 받음각에서 발생되는 이산주파수가 유동되어 블레이드 끝단에서 와류될 수 있도록 하는 보조날개를 블레이드의 끝단부에 설치하여서 된 풍력발전기용 소음저감 블레이드를 특징으로 한다.The present invention relates to a noise reduction blade for a wind power generator, and more particularly, a noise reduction blade for a wind power generator to minimize the occurrence of noise while increasing the output speed by greatly increasing the rotation speed of a blade in a horizontal wind turbine. It is about.
That is, the present invention is a wind power generator using a rotor consisting of a blade using a horizontal axis, the discrete frequency generated at the angle of incidence in which the wind flows in accordance with the rotation of the blade to flow so that the vortex at the blade end It features a noise reduction blade for a wind power generator by installing an auxiliary wing at the end of the blade.

Description

풍력발전기용 소음저감 블레이드 {Noise reduction technology for wind turbine blade}Noise reduction technology for wind turbine blades

본 발명은 풍력발전기용 소음저감 블레이드에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 수평축 소형 풍력발전기에서 블레이드의 회전속도를 크게 증가시켜 출력을 높일 수 있도록 하면서 소음발생은 최소화할 수 있도록 한 풍력발전기용 소음저감 블레이드에 관한 것이다.
The present invention relates to a noise reduction blade for a wind power generator, and more particularly, a noise reduction blade for a wind power generator to minimize the occurrence of noise while increasing the output speed by greatly increasing the rotation speed of a blade in a horizontal wind turbine. It is about.

일반적으로 풍력발전기는 풍차(windmill)라고 불리며, 이는 회전축을 통한 기계적인 힘을 이용해 전력을 생산하기 위해 사용되는 장치이다. 이러한 풍력발전기는 수직축 풍력발전기(vertical axis wind turbine)와 수평축 풍력발전기(horizontal axis wind turbine)로 크게 나뉘어진다.
Wind turbines are commonly referred to as windmills, which are devices used to generate power using mechanical forces through a rotating shaft. Such wind turbines are largely divided into vertical axis wind turbines and horizontal axis wind turbines.

상기 수평축 풍력발전기에서는 바람의 양력을 이용하는 방식인 다리우스식(Darrius Rotor)과 바람의 항력을 이용하는 사보니우스식(Savonius Rotor)이 있으나 다리우스식의 경우는 발전기의 출력이 약하고 초기에 스스로 기동하지 못하여 보조적인 1회전동력 장치가 필요하다는 문제가 있으며, 사보니우스식의 경우는 바람의 항력을 이용하므로 회전속도가 바람의 속도보다는 높을 수 없으므로 회전축의 회전수에 제한을 받으므로 회전수가 낮은 단점이 있다.
In the horizontal axis wind turbine, there are Darius Rotor, which uses the lift force of the wind, and Savonius Rotor, which uses the drag of the wind. However, in the case of Darius, the output of the generator is weak and it cannot start by itself. There is a problem that an auxiliary one-rotation power device is required. In the case of Savonius type, the drag speed is low because the rotation speed cannot be higher than the wind speed because the drag force of wind is used. have.

상기 수평축 풍력발전기는 수평축을 이용하는 프로펠러 방식으로서 공기 역학적으로 바람의 양력(lift force)을 이용한 블레이드로 구성된 로터를 사용하여 발전 효율이 비교적 높기 때문에 풍력발전기에 주로 사용되고 있다.
The horizontal axis wind power generator is a propeller type using a horizontal axis and is mainly used for a wind power generator because of a relatively high power generation efficiency using a rotor composed of blades using aerodynamic lift force.

그리고 발전용량이 30KW 이하인 소형 풍력발전기 중에서도 1~3KW의 소형 풍력발전기는 도시용 풍력발전수단으로 상용화되고 있으나, 소형 풍력발전기는 출력을 높이기 위해서 블레이드의 회전속도가 크게 증가하도록 되어 있기 때문에 블레이드의 회전에 따라 바람이 유입되는 받음각에서 발생되는 이산주파수가 유동되어 블레이드 끝단에서 박리되는 현상으로 강한 이산주파수 소음이 발생하게 된다.
Among small wind turbines with a power generation capacity of 30KW or less, small wind turbines of 1 ~ 3KW are commercially available as urban wind power generators.But small wind turbines are designed to increase the rotation speed of the blades in order to increase the power of the blades. As a result, the discrete frequency generated at the angle of incidence through which the wind is introduced flows to the edge of the blade, causing a strong discrete frequency noise.

이렇게 풍력발전기의 블레이드를 회전시키는 유입되는 바람에 의해 블레이드는 이산주파수는 블레이드의 면에서 박리, 재부착, 재박리되는 과정으로 압력면에서 강한 박리에 의해 발생되는 강한 이산주파수 소음이 블레이드의 끝단부를 통해 외부로 전파되는 강한 소음으로 소형 풍력발전기가 설치되는 거주지역 및 주변에 소음공해에 시달리게 하는 문제점이 있었다.
In this way, the discrete frequency of the blade is separated, reattached, and re-peeled by the inflowing wind that rotates the blade of the wind turbine. There was a problem of causing noise pollution in the living area and surroundings where the small wind power generator is installed due to the strong noise propagated to the outside.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 특히 도시용 풍력발전으로 상용화되고 있는 소형 풍력발전기에 적용되고 있는 수평축 풍력발전기에서 블레이드의 회전속도를 크게 증가시켜 강한 회전력으로 출력을 높일 수 있도록 함과 아울러 블레이드의 회전에 따라 바람이 유입되는 받음각에서 발생되는 이산주파수가 유동되어 블레이드 끝단에서 박리되는 것을 제한하는 보조날개를 블레이드의 끝단부에 설치하여 보조날개에서 이산주파수가 와류되게 하는 작용으로 소음을 저감할 수 있도록 한 풍력발전기용 소음저감 블레이드를 제공함에 있다.
The present invention has been made to solve this problem, in particular to increase the output speed of the blades in the strong wind power by increasing the rotational speed of the blades in the horizontal axis wind power generator is being applied to small wind power generators commercially available for urban wind power generation In addition, as the blade rotates, the discrete frequency generated at the angle of incidence of the inflow of the wind flows, and the auxiliary wing that restricts the separation from the blade end is installed at the end of the blade to make the discrete frequency vortex at the auxiliary wing. The present invention provides a noise reduction blade for a wind power generator that can reduce the number of wind turbines.

본 발명은 수평축을 이용하는 블레이드로 구성된 로터를 사용하여 발전이 이루어지는 풍력발전기에 있어서, 상기 블레이드의 회전에 따라 바람이 유입되는 받음각에서 발생되는 이산주파수가 유동되어 블레이드 끝단에서 와류될 수 있도록 하는 보조날개를 블레이드의 끝단부에 설치하여서 된 풍력발전기용 소음저감 블레이드를 특징으로 한다.
The present invention is a wind power generator using the rotor consisting of a blade using a horizontal axis, the wind power generator, a secondary wing that allows the discrete frequency generated at the angle of incidence in which the wind flows in accordance with the rotation of the blade to flow in the blade end vortex It characterized by the noise reduction blade for the wind power generator was installed at the end of the blade.

또, 상기 보조날개는 블레이드의 끝단부에서 직각으로 설치되거나, 끝단부에서 안쪽으로 경사지게 설치되고, In addition, the auxiliary wing is installed at a right angle at the end of the blade, or inclined inward at the end,

상기 보조날개는 블레이드의 끝단부와 연결되는 설치부분에 힌지를 장착하여 양력의 변화에 따라 보조날개의 설치각도가 안쪽으로 유동될 수 있도록 한 풍력발전기용 소음저감 블레이드를 특징으로 한다.
The auxiliary wing is characterized in that the wind power generator noise reduction blade mounted to the installation portion connected to the end of the blade so that the installation angle of the auxiliary wing can be flowed inward in accordance with the change in lift.

본 발명의 풍력발전기용 소음저감 블레이드는 풍력발전기에서 블레이드의 회전에 따라 바람이 유입되는 받음각에서 발생되는 이산주파수가 블레이드의 면에서 박리, 재부착되는 형태로 유동되어 블레이드의 끝단부로 이산주파수 소음이 외부로 전파되기 직전에 블레이드의 끝단부에 설치된 보조날개에 이산주파수가 부딪히면서 와류되어 블레이드에 강한 회전력을 갖도록 하여 출력을 높일 수 있도록 하면서 소음은 감소시키는 작용을 하므로 특히 도시용 풍력발전수단인 소형 풍력발전기에 적용하여 블레이드의 회전속도를 크게 증가시켜 발전을 할 수 있게 됨과 아울러 풍력발전기 주변의 소음공해를 최소화할 수 있는 효과가 있다.
Noise reduction blade for the wind power generator of the present invention flows in the form that the discrete frequency generated at the angle of incidence in which the wind is introduced in accordance with the rotation of the blade in the wind turbine is peeled off, reattached in the blade surface, the discrete frequency noise to the end of the blade Discrete frequency strikes the auxiliary wing installed on the blade end just before it propagates to the outside, so it has a strong rotational force on the blade to increase the output while reducing the noise, especially small wind power means for urban wind power generation. It can be applied to the generator to greatly increase the rotational speed of the blade to generate power, and also has the effect of minimizing the noise pollution around the wind turbine.

도 1은 본 발명에 따른 소음저감 블레이드가 구비된 풍력발전기의 로터 부분을 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 풍력발전기의 소음저감 블레이드를 나타낸 평면도.
도 3은 본 발명에 따른 풍력발전기의 블레이드 끝단부에 구비된 보조날개 부분을 나타낸 확대도.
도 4는 본 발명에 따른 풍력발전기의 블레이드 끝단부에 구비된 보조날개가 안쪽으로 경사지게 설치된 상태를 나타낸 평면도.
도 5는 본 발명에 따른 풍력발전기의 블레이드 끝단부에 구비된 보조날개를 힌지 장착한 상태를 나타낸 평면 예시도.
도 6은 상기 도 5의 구성에 따른 보조날개의 작용 예시도.1 is a perspective view showing a rotor portion of a wind turbine with a noise reduction blade according to the present invention.
Figure 2 is a plan view showing a noise reduction blade of the wind power generator according to the present invention.
Figure 3 is an enlarged view showing the auxiliary wing portion provided in the blade end portion of the wind power generator according to the present invention.
Figure 4 is a plan view showing a state in which the auxiliary wing provided on the blade end of the wind power generator according to the present invention inclined inward.
Figure 5 is a planar view showing a state in which the hinged mounting auxiliary blades provided on the blade end of the wind turbine according to the present invention.
6 is a view illustrating the operation of the auxiliary wing according to the configuration of FIG.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

본 발명은 수평축(12)을 이용하는 프로펠러 방식으로서 공기 역학적으로 바람의 양력(lift force)을 이용한 블레이드(20)로 구성된 로터(10)를 사용하여 발전이 이루어지는 수평축 풍력발전기로 이루어지되 발전용량이 30KW 이하인 소형 풍력발전기 중에서도 1~3KW의 소형 풍력발전기에서 블레이드의 회전속도를 크게 증가시켜 강한 회전력으로 출력을 높일 수 있고 블레이드 면에서 발생되는 이산주파수 소음을 최소화할 수 있도록 한 구성으로 이루어진 풍력발전기용 소음저감 블레이드를 특징으로 한다.
The present invention consists of a horizontal shaft wind power generator using a rotor 10 consisting of a blade 20 using a lift force of the wind aerodynamically as a propeller method using a horizontal shaft 12, the power generation capacity is 30KW Among small wind turbines below 1 ~ 3KW, the wind speed of the wind turbine generator is designed to greatly increase the rotation speed of the blade to increase the output power with strong rotational force and to minimize the discrete frequency noise generated on the blade surface. It features a reduction blade.

본 발명에 따른 블레이드(20)는, 양력을 크게 하기 위하여 상면이 곡면으로 형성되고 끝단부(22)는 날카로운 유선형으로 형성하되 블레이드(20)의 끝단부(22)에 블레이드(20)의 전,후단 길이방향과 직교로 배치되는 형태로 보조날개(30)가 설치된다.
Blade 20 according to the present invention, the upper surface is formed in a curved surface in order to increase the lifting force and the end portion 22 is formed in a sharp streamline, but before the blade 20 at the end portion 22 of the blade 20, Auxiliary wings 30 are installed in a form arranged perpendicularly to the rear end longitudinal direction.

상기 보조날개(30)는 블레이드(20)의 끝단부(22)에서 직각으로 설치되거나, 안쪽으로 경사지게 설치되어 바람이 유입되는 받음각에서 발생되는 이산주파수가 유동되는 끝단부(22)에서 와류될 수 있도록 하는 수단으로 이산주파수 소음이 외부로 전파되는 것을 제한할 수 있도록 함과 아울러 블레이드(20)를 강한 회전력으로 회전할 수 있도록 한다.
The auxiliary wing 30 may be installed at right angles at the end portion 22 of the blade 20 or may be vortexed at the end portion 22 in which a discrete frequency generated at an angle of incidence through which wind is introduced is flowed inwardly. As a means to allow the discrete frequency noise to be limited to propagate to the outside as well as to rotate the blade 20 with a strong rotational force.

그리고 상기 보조날개(30)의 또 다른 구성실시예로서 블레이드(20)의 끝단부(22)와 연결되는 설치부분에 힌지(40)를 장착하여 양력의 변화에 따라 보조날개(30)의 설치각도가 안쪽으로 유동될 수 있도록 하여 블레이드(20)로 유입되는 바람의 세기가 적은 경우에는 보조날개(30)가 안쪽으로 유동되어 회전저항을 줄이도록 하고 블레이드(20)로 유입되는 바람의 세기가 큰 경우에는 보조날개(30)가 완전히 펼쳐져서 큰 회전저항으로 강한 회전력을 발생시키면서 이산주파수의 와류에 의해 이산주파수의 소음을 제한할 수 있도록 한다.
And as another configuration embodiment of the auxiliary wing 30 by mounting the hinge 40 to the installation portion connected to the end 22 of the blade 20, the installation angle of the auxiliary wing 30 in accordance with the change in lift When the flow of the wind flowing into the blade 20 is low so that the secondary blade 30 flows inward to reduce the rolling resistance and the strength of the wind flowing into the blade 20 is large In this case, the auxiliary wing 30 is fully unfolded so as to limit the noise of the discrete frequency by the vortex of the discrete frequency while generating a strong rotational force with a large rotational resistance.

즉, 상기 보조날개(30)는 블레이드(20)에 유입되는 바람에 의해 회전하는 블레이드(20)의 회전속도에 따라 보조날개(30)의 설치각도가 조절될 수 있도록 되어 있으며, 보조날개(30)가 안쪽으로 35~45도 이상 유동되지 않도록 하여 보조날개(30)에 의한 소음저감 기능을 원활히 수행할 수 있도록 함이 바람직하다.
That is, the auxiliary wing 30 is to be adjusted to the installation angle of the auxiliary wing 30 according to the rotational speed of the blade 20 to rotate by the wind flowing into the blade 20, the auxiliary wing 30 ) Is preferably not to flow more than 35 ~ 45 degrees inward to smoothly perform the noise reduction function by the auxiliary wing (30).

이러한 본 발명은 소형 풍력발전기에서 블레이드(20)의 회전에 따라 바람이 유입되는 받음각에서 발생되는 이산주파수가 블레이드(20)의 면에서 박리, 재부착되는 형태로 유동되어 블레이드(20)의 끝단부(22)로 이산주파수 소음이 전파된다.
In the present invention, in the small wind turbine, the discrete frequency generated at the angle of incidence at which the wind is introduced in accordance with the rotation of the blade 20 flows in a form in which the blade 20 is peeled off and reattached to the end of the blade 20. Discrete frequency noise propagates to (22).

이때 본 발명은 블레이드(20)의 끝단부에서 소음이 외부로 전파되기 직전에 블레이드(20)의 끝단부(22)에 설치된 보조날개(30)에 이산주파수가 부딪히면서 와류되어 블레이드(20)는 강한 회전력으로 출력을 높일 수 있도록 하면서 소음은 감소시키는 작용을 하게 된다.
At this time, the present invention is vortexed while the discrete frequency hits the auxiliary wing 30 installed on the end portion 22 of the blade 20 immediately before the noise propagates to the outside at the end of the blade 20 blade 20 is strong The power to increase the power while turning to reduce the noise.

그리고 본 발명에 따른 보조날개(30)에 힌지(40)가 장착된 경우에는 양력의 변화에 따라 보조날개(30)의 설치각도가 안쪽으로 유동될 수 있도록 하는 수단으로 블레이드(20)로 유입되는 바람의 세기가 적은 경우에는 보조날개(30)가 안쪽으로 유동되어 회전저항을 줄이도록 하고 블레이드(20)로 유입되는 바람의 세기가 큰 경우에는 보조날개(30)가 완전히 펼쳐져서 큰 회전저항으로 강한 회전력을 발생시키면서 이산주파수의 와류에 의해 이산주파수의 소음을 제한할 수 있도록 블레이드(20)의 회전속도에 따라 보조날개(30)의 설치각도를 조절하게 된다.
And when the hinge 40 is mounted on the auxiliary wing 30 according to the present invention is introduced into the blade 20 as a means for allowing the installation angle of the auxiliary wing 30 to flow in accordance with the change in lift force When the strength of the wind is small, the auxiliary wing 30 flows inward to reduce the rotational resistance, and when the strength of the wind flowing into the blade 20 is large, the auxiliary wing 30 is fully unfolded to have a large rotational resistance. The installation angle of the auxiliary wing 30 is adjusted according to the rotational speed of the blade 20 to limit the noise of the discrete frequency by the vortex of the discrete frequency while generating a strong rotational force.

이상에서 본 발명은 상기 실시예를 참고하여 설명하였지만 본 발명의 기술사상범위내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.
While the present invention has been described with reference to the exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments.

10 : 로터 12 : 수평축
20 : 블레이드 24 : 끝단부
30 : 보조날개 40 : 힌지10: rotor 12: horizontal axis
20: blade 24: end
30: auxiliary wing 40: hinge

Claims (4)

수평축(12)을 이용하는 블레이드(20)로 구성된 로터(10)를 사용하여 발전이 이루어지는 풍력발전기에 있어서,
상기 블레이드(20)의 회전에 따라 바람이 유입되는 받음각에서 발생되는 이산주파수가 유동되어 블레이드 끝단에서 와류될 수 있도록 하는 보조날개(30)를 블레이드의 끝단부(22)에 설치하여서 됨을 특징으로 하는 풍력발전기용 소음저감 블레이드.
In the wind power generator using the rotor 10 composed of a blade 20 using a horizontal axis 12,
According to the rotation of the blade 20 is characterized in that by installing the auxiliary blades 30 to the blade end 22 to allow the discrete frequency generated at the angle of reception of the wind flows to be vortexed at the blade end Noise reduction blades for wind turbines.
제 1항에 있어서,
상기 보조날개(30)는 블레이드(20)의 끝단부(22)에서 직각으로 설치됨을 특징으로 하는 풍력발전기용 소음저감 블레이드.
The method of claim 1,
The auxiliary wing 30 is a noise reduction blade for a wind turbine, characterized in that installed at a right angle at the end portion 22 of the blade (20).
제 1항에 있어서,
상기 보조날개(30)는 블레이드(20)의 끝단부(22)에서 안쪽으로 경사지게 설치됨을 특징으로 하는 풍력발전기용 소음저감 블레이드.
The method of claim 1,
The auxiliary wing 30 is a noise reduction blade for a wind turbine, characterized in that installed inclined inward from the end portion 22 of the blade (20).
제 1항에 있어서,
상기 보조날개(30)는 블레이드(20)의 끝단부(22)와 연결되는 설치부분에 힌지(40)를 장착하여 양력의 변화에 따라 보조날개(30)의 설치각도가 안쪽으로 유동될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 풍력발전기용 소음저감 블레이드.The method of claim 1,
The auxiliary wing 30 is equipped with a hinge 40 to the installation portion connected to the end portion 22 of the blade 20 so that the installation angle of the auxiliary wing 30 can be flowed inward in accordance with the change in lifting force. Noise reduction blade for wind turbines, characterized in that one.
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