KR20130011572A - A blade for wind power plant - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A blade for a wind power generator is provided to deliver large rotary power because pressure transfer between a pressure surface and a suction surface is blocked to maintain the pressure of the pressure surface. CONSTITUTION: A blade(10) for a wind power generator comprises a tip member(30) with a streamlined form at a transverse section. The tip member is formed at the leading end of the blade in the width direction of the blade. The upper part of the tip member is a plane part. The delta type of a curved portion of the tip member or a straight portion is formed in the height direction of the blade.

Description

풍력발전장치용 블레이드{A Blade for Wind Power Plant}Blade for Wind Power Plants {A Blade for Wind Power Plant}

본 발명은 풍력발전장치용 블레이드에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 블레이드의 소형화 및 경량화가 가능하고, 발전효율이 향상될 수 있도록 한 것이다.
The present invention relates to a blade for a wind turbine, and more particularly, it is possible to reduce the size and weight of the blade, and to improve the power generation efficiency.

일반적으로, 풍력발전장치는 지면으로부터 수직하게 세워지는 타워와, 이 타워의 상부에 갖추어지면서 내부에 회전증속기와 발전기를 구비한 나셀과, 이 나셀의 선단부에 결합되는 허브와, 이 허브의 둘레방향으로 바람에 의해 회전하는 복수의 블레이드로 구성된다. In general, a wind turbine is a tower that stands upright from the ground, a nacelle equipped on top of the tower, having a rotary accelerator and a generator therein, a hub coupled to the tip of the nacelle, and a circumferential direction of the hub. It consists of a plurality of blades to rotate by the wind.

종래에는 풍력발전장치의 발전량을 높이기 위해서 풍력발전장치가 대형화되는 추세이므로, 블레이드의 크기도 이에 비례하여 대형화되고 있다. Conventionally, in order to increase the amount of power generated by the wind turbine, the wind turbine is large in size, and the size of the blade is also increased in proportion to it.

다시 말해서, 발전기를 통해 발전을 하기 위해 요구되는 회전력의 크기는 허브를 중심으로 양쪽의 블레이드에 의한 직경의 제곱에 비례하고, 풍속의 세제곱에 비례하기 때문에, 블레이드의 길이를 크게 할 수록 회전력이 증대되므로, 블레이드의 대형화를 추구하게 되는 것이다. In other words, the magnitude of the rotational force required to generate power through the generator is proportional to the square of the diameter by both blades around the hub and is proportional to the cube of the wind speed. Therefore, the size of the blade is to be pursued.

블레이드의 크기가 증가함에 따라 이에 비례하여 블레이드의 표면적이 증가하게 되고, 그 결과 블레이드의 회전시 풍압을 받는 면적이 증가하게 된다. As the size of the blade increases, the surface area of the blade increases in proportion to the blade, and as a result, the area subjected to wind pressure during rotation of the blade increases.

그러나, 블레이드가 대형화될 수록 그에 비례하여 중량도 증가하게 되어 허브에 결합된 상태에서 상당한 하중이 작용하여 이를 지탱하는 나셀에 큰 부하를 전달하기 때문에, 오히려 나셀의 내부에 구비된 발전기의 성능을 저하시키는 요인으로 작용할 수 있다, However, as the blade becomes larger, the weight increases in proportion to it, so that a significant load acts while being coupled to the hub to transfer a large load to the supporting nacelle, thereby degrading the performance of the generator provided inside the nacelle. Can act as a factor,

예를 들어, 블레이드의 하중은 회전축을 통해 발전기에 전달되는데, 이때 발전기를 구성하는 고정자와 회전자간의 공극이 적절히 유지되지 못하여 발전기로서의 성능이 제대로 발휘될 수 없는 경우 등이다. For example, the load of the blade is transmitted to the generator through the rotation shaft, in which case the gap between the stator and the rotor constituting the generator is not properly maintained, the performance as a generator can not be properly exhibited.

또한, 블레이드의 중량 및 크기가 커짐에 따라 제작비용도 상승하게 되는 것이다. In addition, as the weight and size of the blade increases, the manufacturing cost will also increase.

따라서, 비용 절감을 위해서 블레이드의 크기를 작게하여 바람에 노출되는 블레이드의 표면적을 작게하는 경우, 풍압이 전달되는 면적이 작기 때문에 저풍속, 저풍량 영역에서는 발전 자체가 거의 불가능하여 장치의 활용도가 떨어지며, 바람에 노출되는 블레이드의 표면적을 크게 하는 경우에는 풍속과 비례하여 블레이드의 회전력이 커지기 때문에 장치에 가해지는 하중이 커지는 것이다. Therefore, in order to reduce the cost, if the blade size is reduced to reduce the surface area of the blade exposed to the wind, since the area of the wind pressure is transmitted, power generation itself is almost impossible in the low wind speed and low wind area, and thus the utilization of the device is reduced. For example, when the surface area of the blade exposed to the wind is increased, the rotational force of the blade increases in proportion to the wind speed, thereby increasing the load on the apparatus.

이러한 점을 감안하여 개선한 종래의 풍력발전장치용 블레이드의 예로서, 대한민국 등록특허 제 10-816851호(이하 "선행특허문헌"라 함)에 개시된 바와 같은 풍력발전용 터빈 블레이드가 있는데, 도면을 통해 설명하면 다음과 같다. As an example of a conventional wind turbine blade improved in view of this point, there is a turbine blade for wind power generation as disclosed in Republic of Korea Patent No. 10-816851 (hereinafter referred to as "prior patent document"). When explained through:

도 1은 선행특허문헌에 개시된 블레이드의 사시도이고, 도 2는 도 1의 블레이드의 평면도이다. 1 is a perspective view of a blade disclosed in the prior patent document, Figure 2 is a plan view of the blade of FIG.

도시된 바와 같이, 종래의 전형적인 블레이드(1)는 기본적으로 허브(도시되지 않음)에 연결되는 루트(2)와, 풍압을 받는 가압면(3)과, 그 반대면의 흡입면(4)과, 전연(leading edge)(5) 및 후연(trailing edge)(6)으로 이루어진다. As shown, a typical blade 1 of the prior art basically comprises a root 2 connected to a hub (not shown), a pressurized surface 3 subjected to wind pressure, and a suction surface 4 on the opposite side thereof. , Leading edge 5 and trailing edge 6.

이러한 종래의 블레이드(1)는 형상적인 조건을 제시하여 저풍속, 저풍량 영역에서도 블레이드의 회전을 유도하고, 그에 따라 풍력발전장치의 활용도를 높일 수 있도록 한 것이지만, 발전량 및 발전효율 측면에서 적절한 크기 및 중량을 가지면서 발전효율을 향상시킬 수 있도록 한 구조를 제시하지 못하였다.
Such a conventional blade (1) is intended to induce the rotation of the blade even in the low wind speed, low wind speed region by presenting the geometric conditions, thereby increasing the utilization of the wind power generator, but the appropriate size in terms of power generation and power generation efficiency And not having a structure to improve the power generation efficiency while having a weight.

대한민국 등록특허공보 등록번호 제 10-816851호(공고일 : 2008.3.26)Republic of Korea Patent Registration No. 10-816851 (Notice Date: March 26, 2008)

이에, 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 크기를 줄여서 경량화가 가능하면서도 회전력이 저하되지 않아 발전효율이 향상될 수 있도록 한 풍력발전장치의 블레이드를 제공하는 것이다.
Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, the object of the present invention is to reduce the size and light weight, but the rotational force does not decrease the blade of the wind power generator to improve the power generation efficiency To provide.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 해결 수단은, 풍력발전장치의 허브에 복수 구비되는 블레이드로서, 상기 블레이드의 단부에 블레이드의 폭방향으로 횡단면상 유선형의 팁부재가 형성된 것이다. Solution to achieve the object of the present invention, a plurality of blades are provided in the hub of the wind power generator, the end of the blade is formed in the cross-sectional streamlined tip member in the width direction of the blade.

상기 팁부재는 상단면이 평면부로 이루어지고, 블레이드의 높이방향을 따라 팁부재의 상단면인 평면부로 갈 수록 곡선부 또는 직선부로 이루어진 델타형의 팁부재로 된 것이다. The tip member is a top portion is made of a flat portion, it is a delta type tip member consisting of a curved portion or a straight portion toward the flat portion that is the top surface of the tip member along the height direction of the blade.

상기 팁부재는 블레이드의 높이방향을 따라 팁부재의 상단면으로 갈 수록 곡선부 또는 직선부가 형성된 델타형 팁부재이고, 이 델타형 팁부재의 측면에서 볼때, 팁부재의 상단면이 상향 경사진 경사면으로 형성된 것이다. The tip member is a delta tip member having a curved portion or a straight portion formed toward the top surface of the tip member along the height direction of the blade. When viewed from the side of the delta tip member, the inclined surface of which the top surface of the tip member is inclined upwardly. It is formed as.

상기 팁부재는 블레이드의 높이방향을 따라 팁부재의 상단면으로 갈 수록 곡선부 또는 직선부가 형성된 델타형 팁부재이고, 이 델타형 팁부재의 정면에서 볼때, 팁부재의 상단면은 블레이드의 회전방향과 반대방향으로 상향 경사지는 경사부가 형성된 것이다. The tip member is a delta tip member in which a curved portion or a straight portion is formed toward the top surface of the tip member along the height direction of the blade. When viewed from the front of the delta tip member, the top surface of the tip member is the rotational direction of the blade. The inclined portion is inclined upward in the opposite direction to the formed.

또한, 상기 팁부재는 상단면의 양쪽면에서 중앙으로 상향 경사진 경사면과, 블레이드의 높이방향을 따라 팁부재의 상단면인 경사면으로 갈 수록 곡선형의 곡선부 또는 직선부로 이루어진 다이아몬드형 팁부재로 된 것이다. In addition, the tip member is a diamond-shaped tip member consisting of a curved portion or a straight portion of the inclined surface inclined upward toward the center from both sides of the upper surface, the curved surface toward the top surface of the tip member along the height direction of the blade It is.

또한, 상기 팁부재는 상단면이 볼록한 곡선면과, 블레이드의 높이방향을 따라 팁부재의 상단면인 곡선면으로 갈 수록 곡선형의 곡선부 또는 직선부로 이루어진 네일헤드형(nail head)의 팁부재로 된 것이다. In addition, the tip member is a nail head (nail head) of the tip member consisting of a curved surface of the upper surface is convex, and the curved surface or straight portion toward the curved surface of the upper surface of the tip member along the height direction of the blade It will be.

또한, 상기 팁부재는 구형부와, 블레이드의 높이방향을 따라 구형부와 근접할 수록 곡선형의 곡선부 또는 직선부로 이루어진 구형의 팁부재로 된 것이다.
In addition, the tip member is a spherical portion, and the closer to the spherical portion along the height direction of the blade is a spherical tip member consisting of a curved curved portion or a straight portion.

이와 같이, 본 발명은 풍력발전장치에 구비되어 풍력에 의한 회전력을 전달하여 발전이 이루어지도록 하는 블레이드의 단부에 팁부재를 구비하여 회전하는 블레이드의 단부에서 가압면과 흡입면간의 압력 이동을 차단하여 가압면의 압력이 유지되도록 함으로써 동일 사이즈의 블레이드에 비해 보다 큰 회전력을 전달할 수 있고, 그에 따라 발전장치의 발전효율을 증대시킬 수 있다. Thus, the present invention is provided in the wind turbine is provided with a tip member at the end of the blade to transmit the rotational force by the wind to generate power to block the pressure movement between the pressing surface and the suction surface at the end of the rotating blade By maintaining the pressure on the pressing surface it is possible to transmit a greater rotational force than the blade of the same size, thereby increasing the power generation efficiency of the power generator.

또한, 블레이드의 팁부재에 의한 부하의 증가로 블레이드의 사이즈를 줄일 수 있으므로 블레이드의 무게를 줄일 수 있고, 그에 따라 풍력발전장치의 제작 비용이 절감될 수 있는 효과가 있다.
In addition, since the size of the blade can be reduced by increasing the load by the tip member of the blade, it is possible to reduce the weight of the blade, thereby reducing the manufacturing cost of the wind turbine.

도 1은 종래의 풍력발전장치용 블레이드의 사시도이다.
도 2는 종래의 풍력발전장치용 블레이드의 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 풍력발전장치용 블레이드의 구조를 나타낸 사시도로서, 하나의 블레이드만을 도시한 것이다.
도 4는 허브에 결합된 상태에서의 도 3의 측면도이다.
도 5는 도 4의 A-A선, B-B선 확대 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 풍력발전장치용 블레이드의 다른 예를 도시한 측면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 풍력발전장치용 블레이드의 또 다른 예를 도시한 측면도이다.
도 8은 도 7의 상태에서 정면으로 본 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 풍력발전장치용 블레이드의 다른 실시 예(다이아몬드형)를 나타낸 일부 확대 측면도이다.
도 10은 본 발명에 따른 풍력발전장치용 블레이드의 또 다른 실시 예(네일헤드형)를 나타낸 일부 확대 측면도이다.
도 11은 본 발명에 따른 풍력발전장치용 블레이드의 또 다른 실시 예(구형)를 나타낸 일부 확대 측면도이다.
도 12는 종래의 블레이브와 본 발명에 따른 풍력발전장치용 블레이드의 주속비에 따른 출력계수를 비교한 그래프이다. 1 is a perspective view of a blade for a conventional wind turbine.
2 is a plan view of a blade for a conventional wind turbine.
3 is a perspective view showing the structure of a blade for a wind turbine according to the present invention, showing only one blade.
4 is a side view of FIG. 3 in a state coupled to the hub.
5 is an enlarged cross-sectional view taken along line AA and line BB of FIG. 4.
6 is a side view showing another example of a blade for a wind power generator according to the present invention.
7 is a side view showing another example of a blade for a wind turbine according to the present invention.
FIG. 8 is a front view of the state of FIG. 7. FIG.
Figure 9 is a partially enlarged side view showing another embodiment (diamond type) of the blade for a wind power generator according to the present invention.
10 is a partially enlarged side view illustrating another embodiment (nail head type) of the blade for a wind power generator according to the present invention.
11 is a partially enlarged side view showing another embodiment (spherical) of a blade for a wind power generator according to the present invention.
12 is a graph comparing the output coefficient according to the peripheral speed ratio of the blade and the wind turbine blade according to the present invention.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 첨부된 예시도면에 의거 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 따른 풍력발전장치용 블레이드의 구조를 나타낸 사시도이다. 도 3은 편의상 블레이드 하나만을 도시한 도면이다. 3 is a perspective view showing the structure of a blade for a wind turbine according to the present invention. 3 is a view showing only one blade for convenience.

또한, 도 4는 허브에 구비된 하나의 블레이드의 측면도이다. 4 is a side view of one blade provided in the hub.

도면에 도시된 바와 같이, 풍력발전장치는 블레이드(10)와, 이 블레이드(10)가 둘레방향으로 복수,결합되면서 회전을 위한 축(도시되지 않음)과 연결되는 허브(20)로 구성된다. As shown in the figure, the wind turbine generator is composed of a blade 10, the hub 20 is connected to the shaft (not shown) for rotation while being coupled, a plurality of blade 10 in the circumferential direction.

여기서, 본 발명은 상기 블레이드(10)의 단부에 팁부재(30)가 형성된 구조를 가진다. Here, the present invention has a structure in which the tip member 30 is formed at the end of the blade 10.

상기 팁부재(30)는 블레이드(10)의 폭방향으로 형성되는데, 도 4에 도시된 바와 같이, 델타형(delta)의 팁부재(31)가 형성될 수 있고, 또한, 도 9에 도시된 바와 같이, 다이아몬드형 팁부재(32), 도 10에 도시된 바와 같이, 네일헤드형(nail head)의 팁부재(33), 도 11과 같은 구형의 팁부재(34)로 형성될 수 있다.The tip member 30 is formed in the width direction of the blade 10, as shown in FIG. 4, a delta tip member 31 may be formed, and also shown in FIG. As shown in FIG. 10, a diamond tip member 32, as shown in FIG. 10, may be formed as a tip member 33 of a nail head, and a spherical tip member 34 as shown in FIG. 11.

먼저, 도 4에 도시된 바와 같이, 델타형의 팁부재(31)는 상단면이 평면부(31a)로 이루어지고, 블레이드(10)의 높이방향을 따라 팁부재(31)의 상단면인 평면부(31a)로 갈 수록 두께가 두꺼워지는 곡선부(31b)로 이루어진 구조이다. First, as shown in Figure 4, the tip member 31 of the delta type is the top surface is made of a flat portion 31a, a plane that is the top surface of the tip member 31 along the height direction of the blade 10 The thickness of the curved portion 31b toward the portion 31a has a structure consisting of (31b).

또한, 도 5는 도 4의 A-A선, B-B선 단면도로서, 소위 말하는 날개단면형으로 형성된 구조를 가진다. 다시 말해서, 유선형으로 형성된 구조를 가진다. 5 is a cross-sectional view taken along line A-A and line B-B in FIG. 4 and has a structure formed in a so-called wing cross-sectional shape. In other words, it has a streamlined structure.

물론, 도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같은 팁부재(30)도 모두 횡단면이 도 3에 도시된 바와 같은 유선형의 날개 단면형으로 형성된 구조를 가진다. Of course, all of the tip member 30 as shown in Figure 9 to 11 also has a structure in which the cross section is formed in a streamlined wing cross-sectional shape as shown in FIG.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 블레이드(10)의 높이방향을 따라 팁부재(31)의 상단면인 평면부(31a)까지의 사이에 곡선부(31b) 대신에 직선부(31c)를 형성하여도 무방하다. 그러나, 더욱 바람직하게는 곡선부(31b)를 형성하는 것이다. In addition, as shown in FIG. 6, the straight portion 31c is disposed instead of the curved portion 31b between the blade 10 and the flat portion 31a which is the upper surface of the tip member 31 along the height direction of the blade 10. It may be formed. However, more preferably, the curved portion 31b is formed.

도 7은 다른 구조의 블레이드(10)를 나타낸 도면으로서, 블레이드(10)의 팁부재(31)의 상단면은 한쪽 방향으로 상향 경사져서 경사각(α)을 가지는 경사면(31d)이 형성된 구조이다.FIG. 7 is a view illustrating the blade 10 having another structure, wherein the top surface of the tip member 31 of the blade 10 is inclined upward in one direction to form an inclined surface 31d having an inclination angle α.

더욱이, 도 8에 도시된 바와 같이, 정면에서 블레이드(10)를 바라본 경우, 블레이드(10)의 팁부재(31)의 상단면은 회전방향(화살표)과 반대방향으로 경사져서 경사각(β)을 가지는 경사부(31e)가 형성된 구조이다.Furthermore, as shown in FIG. 8, when the blade 10 is viewed from the front, the upper end surface of the tip member 31 of the blade 10 is inclined in a direction opposite to the rotational direction (arrow) to give an inclination angle β. The branch is a structure in which the inclined portion 31e is formed.

다시 말해서, 허브(20)의 중심(O)으로부터 A지점까지의 거리(R1)와, 허브(20)의 중심(O)으로부터 B지점까지의 거리(R2)를 비교하면, 서로 다른 길이를 가지고, 더욱 바람직하게는 거리(R2)가 거리(R1)보다 작게 형성되어 경사부(31e)를 가지도록 한다. In other words, comparing the distance R1 from the center O of the hub 20 to the point A and the distance R2 from the center O of the hub 20 to the point B have different lengths. More preferably, the distance R2 is formed smaller than the distance R1 to have the inclined portion 31e.

도 8에 있어서, 궤적(S)은 확장면의 궤적을 나타낸다. In FIG. 8, the trajectory S represents the trajectory of the extended surface.

또한, 상기 경사부(31e)는 이론적인 계측이나 또는 모형시험을 통해 정확하게 경사부(31e)의 경사각도를 설정할 수 있다. In addition, the inclination portion 31e can accurately set the inclination angle of the inclination portion 31e through theoretical measurement or model test.

만일, 경사각(β)을 가지지 않고, 거리(R1)과 거리(R2)가 동일한 길이를 가지는 경우에는 확장면의 궤적(S)보다 낮게 블레이드(10)의 끝단부인 팁부재(31)가 형성되므로, 블레이드의 회전시 오히려 저항으로 작용하게 된다. If the distance R1 and the distance R2 have the same length without the inclination angle β, the tip member 31, which is the end of the blade 10, is formed lower than the trajectory S of the extension surface. When the blade rotates, rather it acts as a resistance.

또한, 경사부(31e)는 블레이드(10)의 회전방향(화살표)과 반대방향으로 상향 경사지게 형성되는 것이 바람직하다. 만일, 블레이드(10)의 회전방향과 동일 방향으로 하향 경사지는 경우, 블레이드(10)의 좌측단부가 높게 되므로, 회전시 유동이 원활하게 흐르지 못하고, 오히려 저항으로 작용하게 되므로 블레이드의 회전이 원활하게 이루어지지 못할 수 있기 때문이다.
In addition, the inclined portion 31e is preferably formed to be inclined upward in a direction opposite to the rotational direction (arrow) of the blade 10. If the blade 10 is inclined downward in the same direction as the rotational direction of the blade 10, the left end of the blade 10 becomes high, so that the flow does not flow smoothly during rotation, rather it acts as a resistance, so the blade rotates smoothly. This may not be possible.

한편, 도 9는 본 발명에 따른 블레이드의 다른 실시 예로서, 다이아몬드형 팁부재(32)를 나타낸 것으로서, 팁부재(32)의 상단면은 양쪽면에서 중앙으로 상향 경사진 경사면(32a)으로 형성되고, 블레이드(10)의 높이방향을 따라 팁부재(32)의 상단면인 경사면(32a)으로 갈 수록 곡선형으로 형성된 곡선부(32b)로 이루어진 구조이다. On the other hand, Figure 9 is another embodiment of the blade according to the present invention, showing a diamond-like tip member 32, the top surface of the tip member 32 is formed as an inclined surface 32a inclined upward from both sides to the center And a curved portion 32b formed in a curved shape toward the inclined surface 32a which is the upper end surface of the tip member 32 along the height direction of the blade 10.

도 10은 네일헤드형 팁부재(33)를 나타낸 것으로서, 팁부재(33)의 상단면은 볼록한 곡선면(33a)으로 이루어지고, 블레이드(10)의 높이방향을 따라 팁부재(33)의 상단면인 곡선면(33a)으로 갈 수록 곡선형으로 형성된 곡선부(33b)로 이루어진 구조이다. 10 shows a nail head type tip member 33, wherein an upper end surface of the tip member 33 is formed of a convex curved surface 33a, and an upper end of the tip member 33 along the height direction of the blade 10. As shown in FIG. It is a structure composed of curved portions 33b formed in a curved shape toward the curved surface 33a which is a surface.

도 11은 구형(球形) 팁부재(34)를 나타낸 것으로서, 구형부(34a)와, 이 구형부와 블레이드(10)의 높이방향을 따라 구형부(34a)와 근접할 수록 곡선형으로 형성된 곡선부(34b)로 이루어진 구조이다. FIG. 11 shows a spherical tip member 34, which is curved in the shape of a spherical portion 34a and a curve closer to the spherical portion 34a along the height direction of the spherical portion and the blade 10. As shown in FIG. It is a structure consisting of a part 34b.

도 11에 도시된 구형 팁부재(34)는 도 11의 상태에서 측면에서 보면 블레이드(10)의 단부에 폭방향을 따라 형성되므로, 봉형으로 형성된 것이다. Since the spherical tip member 34 shown in FIG. 11 is formed along the width direction at the end of the blade 10 when viewed from the side in the state of FIG. 11, it is formed in a rod shape.

도 4에 있어서, 블레이드(10)의 양쪽 면에 표시한 흡입면(10a)과 가압면(10b)은 다른 실시 예를 도시한 도 9 내지 도 11에도 모두 적용되는 것으로서, 편의상 생략한 것이다. In FIG. 4, the suction surface 10a and the pressing surface 10b shown on both surfaces of the blade 10 are also applicable to FIGS. 9 to 11, which show other embodiments, and are omitted for convenience.

또한, 도 9 내지 도 11에 도시된 다른 타입의 팁부재(32)(33)(34)는 곡선부(32b)(33b)(34b) 대신에 직선부를 형성해도 무방하다. 그러나, 더욱 바람직하게는 곡선부로 형성하는 것이다. In addition, the tip members 32, 33 and 34 of the other types shown in Figs. 9 to 11 may form straight portions instead of the curved portions 32b, 33b and 34b. However, more preferably, it is formed into a curved portion.

이러한 구성을 가지는 본 발명은 도 4에 도시된 바와 같이, 회전하는 블레이드(10)의 흡입면(10a)쪽으로 그 반대면인 가압면(10b)의 높은 압력이 이동되려고 하지만, 팁부재(30)에 의해 차단되어 압력면(10b)의 압력이동을 방지할 수 있다. In the present invention having such a configuration, as shown in FIG. 4, the high pressure of the pressing surface 10b opposite to the suction surface 10a of the rotating blade 10 is to be moved, but the tip member 30 is moved. It is interrupted by and can prevent the pressure movement of the pressure surface 10b.

그에 따라, 종래에는 압력면(10b)의 압력이 흡입면(10b)쪽으로 이동되면서 압력면(10b)의 압력이 감소되어 블레이드에 풍력에 의한 부하로 작용하지 못함으로써 동일 크기일때, 블레이드의 회전력이 증대되기 어려웠으나, 본 발명에 따른 블레이드(10)는 팁부재(30)에 의해 바람에 의한 저항을 받아서 동일 사이즈일때, 회전력을 증대시켜서 도 12에 도시된 바와 같이, 주속비에 따른 발전효율을 나타내는 발전효율이 상대적으로 최대 약 4.5% 향상시킬 수 있는 것으로 나타난다. Therefore, in the related art, when the pressure of the pressure surface 10b is moved toward the suction surface 10b, the pressure of the pressure surface 10b is reduced so that the rotational force of the blade is the same when the blades are not the same size as the load by the wind. Although it was difficult to increase, the blade 10 according to the present invention receives the resistance by the wind by the tip member 30, when the same size, increase the rotational force, as shown in Figure 12, the power generation efficiency according to the peripheral speed ratio The power generation efficiency can be improved by up to about 4.5%.

다시 말해서, 본 발명에 따른 델타팁 블레이드의 출력계수 최고값은 0.491이고, 종래의 일반 블레이드의 출력계수 최고값은 0.47이므로, 일반 블레이드에 비해 본 발명에 따른 델타팁 블레이드가 약 4.5% 향상됨을 알 수 있다.
In other words, the maximum value of the output coefficient of the delta tip blade according to the present invention is 0.491, and the maximum value of the output coefficient of the conventional general blade is 0.47, indicating that the delta tip blade according to the present invention is improved by about 4.5% compared to the general blade. Can be.

더욱이, 본 발명은 블레이드(10)의 단부에 팁부재(30)가 형성되고, 블레이드(10)의 높이방향으로 팁부재(30)에 근접할 수록 공통적으로 곡선면(31b)(32b)(33b)(34b)이 형성되어 있어, 유체가 정체되지 않고 스무드하게 이동하므로, 와류가 형성되지 않아서 회전시 장애없이 원활한 회전이 가능하다. Furthermore, in the present invention, the tip member 30 is formed at the end of the blade 10, and the closer to the tip member 30 in the height direction of the blade 10, the curved surfaces 31b, 32b, and 33b are common. ) 34b is formed, so that the fluid moves smoothly without stagnation, so that no vortex is formed and smooth rotation is possible without obstacles during rotation.

또한, 블레이드(10) 및 팁부재(30)가 도 5에 도시된 바와 같이, 횡단면상 날개단면형인 유선형으로 형성되어 블레이드(10)의 회전시 받는 블레이드(10)에 의한 자체 저항이 감소되므로, 블레이드(10)의 회전이 원활하게 이루어질 수 있다. In addition, the blade 10 and the tip member 30, as shown in Figure 5, because it is formed in a streamline shape of the cross-sectional wing cross-sectional shape, so that the self-resistance by the blade 10 received during the rotation of the blade 10 is reduced, Rotation of the blade 10 can be made smoothly.

따라서, 본 발명은 블레이드(10)의 선단부에 형성된 팁부재(30)에 의해 가압면과 흡입면간의 공기압력 교환을 차단할 수 있어, 부하로 작용하여 회전력을 증대시켜서 발전효율을 향상시킬 수 있다. Therefore, the present invention can block the exchange of air pressure between the pressing surface and the suction surface by the tip member 30 formed at the tip of the blade 10, can act as a load to increase the rotational force to improve the power generation efficiency.

또한, 블레이드(10)의 선단부에 형성된 다양한 구조의 팁부재(30)로 인해 부하가 생성되어 종래보다 작은 직경이 형성되도록 길이가 짧은 블레이드를 채용할 수 있고, 그에 따라 중량 및 제작비용을 줄일 수 있는 것이다.
In addition, due to the tip member 30 having various structures formed at the tip of the blade 10, a short blade can be employed so that a load is generated to form a smaller diameter than the prior art, thereby reducing weight and manufacturing cost. It is.

본 발명은 편의상 풍력발전장치에 적용한 예를 들어 설명하였지만, 조류력 발전장치에 적용하여도 동일한 효과를 거둘 수 있다.
Although the present invention has been described with reference to an example applied to the wind power generator for convenience, the same effect can be achieved even if applied to the tidal current power generation device.

이와 같이, 본 발명은 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의거 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims and their equivalents. It will be possible. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are intended to illustrate and not limit the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and the accompanying drawings . The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

α : 경사각
β : 경사각
S : 궤적
1 : 블레이드
2 : 루트(root)
3 : 가압면
4 : 흡입면
5 : 전연
6 : 후연
10 : 블레이드
10a : 흡입면
10b : 가압면
20 : 허브
30,31,32,33,34 : 팁부재
31a : 평면부
31b : 곡선부
31c : 직선부
31d : 경사면
31e : 경사부
32a : 경사면
32b : 곡선부
33a : 곡선면
33b : 곡선부
34a : 구형부
34b : 곡선부α: tilt angle
β: angle of inclination
S: Trajectory
1: blade
2: root
3: pressurized surface
4: suction surface
5: leading edge
6: trailing edge
10: blade
10a: suction side
10b: pressing surface
20: Hub
30,31,32,33,34: Tip member
31a: flat part
31b: curved portion
31c: straight part
31d: slope
31e: slope
32a: slope
32b: curved portion
33a: curved surface
33b: curved portion
34a: sphere
34b: curved portion

Claims (7)

풍력발전장치에 복수 구비되는 블레이드로서,
상기 블레이드의 단부에 블레이드의 폭방향으로 횡단면상 유선형의 팁부재가 형성된 것을 특징으로 하는 풍력발전장치용 블레이드.
As a plurality of blades provided in the wind power generator,
Blades for a wind turbine, characterized in that the tip member of the streamlined cross section in the width direction of the blade at the end of the blade.
청구항 1에 있어서,
상기 팁부재는 상단면이 평면부로 이루어지고, 블레이드의 높이방향을 따라 팁부재의 상단면인 평면부로 갈 수록 곡선부 또는 직선부로 이루어진 델타형의 팁부재인 것을 특징으로 하는 풍력발전장치용 블레이드.
The method according to claim 1,
The tip member is a blade for a wind turbine, characterized in that the top surface is made of a flat portion, the delta type tip member consisting of a curved portion or a straight portion toward the flat portion that is the top surface of the tip member along the height direction of the blade.
청구항 1에 있어서,
상기 팁부재는 블레이드의 높이방향을 따라 팁부재의 상단면으로 갈 수록 곡선부 또는 직선부가 형성된 델타형 팁부재이고, 이 델타형 팁부재의 측면에서 볼때, 팁부재의 상단면이 상향 경사진 경사면으로 형성된 것을 특징으로 하는 풍력발전장치용 블레이드.
The method according to claim 1,
The tip member is a delta tip member having a curved portion or a straight portion formed toward the top surface of the tip member along the height direction of the blade. When viewed from the side of the delta tip member, the inclined surface of which the top surface of the tip member is inclined upwardly. Blade for a wind turbine, characterized in that formed as.
청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
상기 팁부재는 블레이드의 높이방향을 따라 팁부재의 상단면으로 갈 수록 곡선부 또는 직선부가 형성된 델타형 팁부재이고, 이 델타형 팁부재의 정면에서 볼때, 팁부재의 상단면이 블레이드의 회전방향과 반대방향으로 상향 경사지는 경사부(31e)가 형성된 것을 특징으로 하는 풍력발전장치용 블레이드.
The method according to claim 1 or 3,
The tip member is a delta tip member having a curved portion or a straight portion formed toward the top surface of the tip member along the height direction of the blade, and when viewed from the front of the delta tip member, the top surface of the tip member is the direction of rotation of the blade. Blade for a wind turbine, characterized in that the inclined portion (31e) is inclined upward in the opposite direction.
청구항 1에 있어서,
상기 팁부재는 상단면의 양쪽면에서 중앙으로 상향 경사진 경사면과, 블레이드의 높이방향을 따라 팁부재의 상단면인 경사면으로 갈 수록 곡선형의 곡선부 또는 직선부로 이루어진 다이아몬드형 팁부재인 것을 특징으로 하는 풍력발전장치용 블레이드.
The method according to claim 1,
The tip member is a diamond tip member consisting of a curved portion or a straight portion of the inclined surface inclined upward from the two sides of the upper surface toward the center, the curved surface toward the top surface of the tip member along the height direction of the blade. Blades for wind turbines.
청구항 1에 있어서,
상기 팁부재는 상단면이 볼록한 곡선면과, 블레이드의 높이방향을 따라 팁부재의 상단면인 곡선면으로 갈 수록 곡선형의 곡선부 또는 직선부로 이루어진 네일헤드형(nail head)의 팁부재인 것을 특징으로 하는 풍력발전장치용 블레이드.
The method according to claim 1,
The tip member is a tip member of the nail head (nail head) consisting of a curved surface with a convex top surface and a curved portion or a straight portion toward the curved surface that is the top surface of the tip member along the height direction of the blade. Blade for wind power generators characterized in.
청구항 1에 있어서,
상기 팁부재는 구형부와, 블레이드의 높이방향을 따라 구형부와 근접할 수록 곡선형의 곡선부 또는 직선부로 이루어진 구형의 팁부재인 것을 특징으로 하는 풍력발전장치용 블레이드. The method according to claim 1,
The tip member is a blade for a wind turbine, characterized in that the spherical portion, and a spherical tip member consisting of a curved curved portion or a straight portion closer to the spherical portion along the height direction of the blade.
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