KR20130087839A - 풍력 발전기용 가변 블레이드 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 바람의 세기에 따라 블레이드의 휨 변형을 발생시켜 블레이드의 면적 감소에 따른 블레이드의 회전 속도 조절이 가능한 풍력 발전기용 가변 블레이드를 제공하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 본 발명은 풍력 발전기용 블레이드로서, 복수의 블레이드 편(片)이 절곡 가능하게 연결되고, 바람의 세기가 증가함에 따라 상기 연결된 적어도 하나의 블레이드 편이 바람의 진행방향으로 휘어져 블레이드의 크기가 가변되도록 하는 것을 특징으로 한다. 따라서 본 발명은 바람의 세기에 따라 블레이드가 휘어지도록 하여 블레이드 면적을 감소시켜 블레이드의 회전을 감소시킬 수 있고, 바람이 강하게 불어도 별도의 브레이크 장치 없이 블레이드의 회전수를 감소시킬 수 있는 장점이 있다.

Description

풍력 발전기용 가변 블레이드 {VARIABLE BLADE OF WIND POWER GENERATOR}
본 발명은 풍력 발전기용 가변 블레이드에 관한 발명으로서, 더욱 상세하게는 바람의 세기에 따라 블레이드의 휨 변형을 발생시켜 블레이드의 면적 감소에 따른 블레이드의 회전 속도 조절이 가능한 풍력 발전기용 가변 블레이드에 관한 것이다.
풍력 발전기란 바람이 가진 에너지를 기계적인 에너지(회전력)로 변환시키고, 이러한 기계적 에너지가 발전기를 구동함으로써 전기적인 에너지로 변환되어 전력을 얻는 발전 방식을 말하는 것으로서, 현재까지 개발된 신재생 에너지원 중 가장 경제성이 높을 뿐 아니라 무한정, 무비용의 청정에너지원인 바람을 이용하여 발전할 수 있는 장점 때문에 최근에는 전세계적으로 적극적인 투자가 이뤄지고 있다.
이러한 풍력 발전기에는 바람에 의해 회전하는 다수개의 블레이드가 구비되고, 상기 다수개의 블레이드를 회전축에 연결함으로써 바람 에너지를 회전 에너지로 변환시키고, 이러한 회전 에너지를 풍력 발전기의 내부에 구비된 각종의 부품들을 이용하여 전기에너지로 변환하는 것이다.
따라서, 풍력 발전기의 발전 효율은 바람에 의해 블레이드가 얼마나 효율적으로 회전될 수 있는가에 달려있다고 할 수 있는데, 특히 풍력 발전기에 의한 전력 생산이 꾸준하고 지속적으로 이루어지도록 하기 위해서는 바람의 세기와 상관없이 블레이드가 지속적으로 회전될 수 있어야 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 블레이드와 수직형 풍력 발전기를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1에 따른 수직형 풍력 발전기의 구조를 나타낸 단면도이다.
수직형 풍력 발전기는 지주 설비에 설치되는 고정축(10)과, 상기 고정축(10)의 외주연에 설치된 고정자(20)와, 상기 고정자(20)의 외주연에 설치되어 회전하는 회전자(30)와, 상기 회전자(30)의 외주연에 다수 설치된 블레이드(40)를 포함하여 구성된다.
상기 고정자(20)의 내측에는 코일(21)이 권선되어 설치되고, 상기 고정자(20)와 회전자(30) 사이에는 베어링(31)이 설치되며, 상기 회전자(30)의 내측에는 영구자석(32)이 설치되어 바람이 블레이드(40)에 가해지면 회전자(30)의 영구자석(32)과 고정자(20)의 코일(21) 사이에 전기 에너지가 발생하게 된다.
그러나, 종래의 풍력 발전기용 블레이드(40)는 바람이 약하게 불면 회전되지 않는다는 문제점이 있어서 약한 바람에도 블레이드(40)가 회전할 수 있도록 크기를 작게 제작할 수도 있지만, 바람이 강하게 부는 경우에 전력생산을 극대화시킬 수 없다는 문제가 있다.
또한, 종래의 풍력 발전기는 바람이 너무 강하게 불어도 전력 생산이 이루어질 수 없다는 문제점이 있다.
즉 풍력 발전기는 내부의 각종 부품의 마모, 파손 등을 방지하기 위하여 발생시킬 수 있는 최대 전력량이 정해지는데, 바람이 너무 강하게 불어 블레이드(40)에 의한 회전수가 최대 전력량을 초과시키는 정격 회전수 이상이 되면 내부의 각종 부품이 마모 및 파손되는 것을 방지하기 위해 풍력 발전기에 의한 전력 생산을 중지해야만 한다.
또한, 종래의 풍력 발전기는 바람이 강하게 부는 경우 블레이드(40)가 회전하지 않도록 고정하는 브레이크 장치를 설치해야만 하여 구성이 복잡해지는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 바람의 세기에 따라 블레이드의 휨 변형을 발생시켜 블레이드의 면적 감소에 따른 블레이드의 회전 속도 조절이 가능한 풍력 발전기용 가변 블레이드를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 풍력 발전기용 블레이드로서,
복수의 블레이드 편(片)이 절곡 가능하게 연결되고, 바람의 세기가 증가함에 따라 상기 연결된 적어도 하나의 블레이드 편이 바람의 진행방향으로 휘어져 블레이드의 크기가 가변되도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 블레이드는 회전자의 반경 방향을 따라 원호 형상으로 배치된 복수의 블레이드 편; 및 상기 블레이드 편 사이에 설치되어 미리 설정된 임계값 이상의 바람이 불면 임의의 블레이드 편이 상기 바람의 진행방향으로 휘어지도록 휨 변형하는 휨부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 휨부는 형상 기억 합금 또는 형상 기억 플라스틱 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 풍력 발전기용 블레이드로서,
회전자의 외주연에 두께가 서로 다른 복수의 블레이드 편(片)이 순차적으로 연결되고, 바람의 세기가 증가함에 따라 두께가 얇은 블레이드 편부터 바람의 진행방향으로 휘어져 블레이드의 크기가 가변되도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 풍력 발전기용 블레이드로서,
테이퍼 형상의 블레이드 편이 회전자의 외주연으로부터 반경 방향을 따라 원호 형상으로 설치되어 바람의 세기가 증가함에 따라 두께가 얇은 블레이드의 일부가 바람의 진행방향으로 휘어져 블레이드의 크기가 가변되도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 풍력 발전기용 블레이드로서,
길이가 서로 다른 복수의 블레이드 편이 회전자의 외주연으로부터 반경 방향을 따라 원호 형상으로 설치되어 바람의 세기가 증가함에 따라 길이가 긴 블레이드 편부터 바람의 진행방향으로 휘어져 블레이드의 크기가 가변되도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 수직형 풍력 발전기에 있어서, 바람의 세기에 따라 블레이드가 휘어지도록 하여 블레이드 면적을 감소시켜 블레이드의 회전을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 바람이 강하게 불어도 별도의 브레이크 장치 없이 블레이드의 회전수를 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 바람의 세기에 따라 블레이드의 길이를 가변시켜 회전수를 조절함으로써, 일정한 전력 생산을 유지할 수 있는 장점이 있다.
도 1 은 종래 기술에 따른 블레이드와 수직형 풍력 발전기를 나타낸 사시도.
도 2 는 도 1에 따른 수직형 풍력 발전기의 구조를 나타낸 단면도.
도 3 은 본 발명에 따른 풍력 발전기용 가변 블레이드의 제 1 실시예를 나타낸 사시도.
도 4 는 도 3에 따른 풍력 발전기용 가변 블레이드의 일반적인 동작 상태를 나타낸 평면도.
도 5 는 도 3에 따른 풍력 발전기용 가변 블레이드의 1 단계 동작 상태를 나타낸 평면도.
도 6 은 도 3에 따른 풍력 발전기용 가변 블레이드의 2 단계 동작 상태 나타낸 평면도.
도 7 은 도 3에 따른 풍력 발전기용 가변 블레이드의 3 단계 동작 상태를 나타낸 평면도.
도 8 은 본 발명에 따른 풍력 발전기용 가변 블레이드의 제 2 실시예를 나타낸 사시도.
도 9 는 도 8에 따른 풍력 발전기용 가변 블레이드의 일반적인 동작 상태를 나타낸 평면도.
도 10 은 도 8에 따른 풍력 발전기용 가변 블레이드의 1 단계 동작 상태를 나타낸 평면도.
도 11 은 본 발명에 따른 풍력 발전기용 가변 블레이드의 제 3 실시예를 나타낸 평면도.
도 12 는 도 11에 따른 풍력 발전기용 가변 블레이드의 1단계 동작 상태를 나타낸 평면도.
도 13 은 본 발명에 따른 풍력 발전기용 가변 블레이드의 제 4 실시예를 나타낸 평면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 풍력 발전기용 가변 블레이드의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
(제 1 실시예)
도 3은 본 발명에 따른 풍력 발전기용 가변 블레이드의 일 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 풍력 발전기용 가변 블레이드는 지상에 고정 설치된 지주(미도시)의 선단부에 고정되는 고정축(110)과, 상기 고정축(110)의 외주연에 설치된 고정자(120)와, 상기 고정자(120)의 외주연에 회전 가능하게 설치된 회전자(130)를 포함한 수직형 풍력 발전기(100)에 설치되고, 바람이 불면 상기 회전자(130)가 회전되도록 상기 회전자(130)의 외주연에 다수의 블레이드(200, 201, 202)가 설치된다.
상기 블레이드(200, 201, 202)는 강화 플라스틱 수지재 또는 금속 재질로 이루어질 수 있으며, 설명을 위해 3개를 실시예로 구성하였으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 블레이드(200, 201, 202)는 회전자(130)의 반경 방향으로 일정 길이 연장된 판 형상 또는 내측이 만곡된 원호 형상의 판 부재로서, 각 블레이드(200, 201, 202)는 일정 간격으로 이격되어 상기 회전자(130)의 외주연에 배치되며, 각각의 블레이드(200, 201, 202)는 복수의 블레이드 편(片, 210)과, 상기 블레이드 편(210) 사이에 설치된 휨부(220)를 포함하여 구성된다.
상기 블레이드 편(210)은 판 형상 또는 내측이 만곡된 원호 형상의 부재로서, 제 1 블레이드 편(210a)과, 제 2 블레이드 편(210b)과, 제 3 블레이드 편(210c)으로 구성되며, 상기 제 1 내지 제 3 블레이드 편(210a, 210b, 210c)은 순차적으로 적층하여 배치된다.
또한, 상기 제 1 내지 제 3 블레이드 편(210a, 210b, 210c)은 휨부(220)를 통해 서로 연결되어 바람의 세기가 증가하면 상기 제 1 내지 제 3 블레이드 편(210a, 210b, 210c) 중 적어도 하나의 블레이드 편이 바람의 진행 방향으로 휨 변형된다.
상기 휨부(220)는 상기 제 1 내지 제 3 블레이드 편(210a, 210b, 210c) 사이에 블레이드 편과는 다른 재질로 설치되어 미리 설정된 임계값(탄성력) 이상의 바람이 불면 상기 제 1 내지 제 3 블레이드 편(210a, 210b, 210c)이 상기 바람의 진행 방향으로 구부러지도록 휘어지는 구성으로서, 제 1 휨부(220a), 제 2 휨부(220b), 제 3 휨부(220c)로 이루어진다.
상기 제 1 휨부(220a)는 제 1 블레이드 편(210a)과 제 2 블레이드 편(210b) 사이에 설치되어 제 1 및 제 2 블레이드 편(210a, 210b)이 판 형상 또는 원호 형상으로 적층된 상태를 유지할 수 있도록 한다.
또한, 상기 제 2 휨부(220b)는 제 2 블레이드 편(210b)과 제 3 블레이드 편(210c) 사이에 설치되어 제 2 및 제 3 블레이드 편(210b, 210c)이 판 형상 또는 원호 형상으로 적층된 상태를 유지할 수 있도록 한다.
또한, 상기 제 3 휨부(220c)는 제 3 블레이드 편(210c)과 회전자(130) 사이에 설치되고, 상기 제 1 내지 제 3 휨부(220a, 220b, 220c)는 미리 설정된 임계값 이상의 바람(또는 압력)이 가해지면 휨 변형이 발생하며, 상기 제 1 내지 제 3 휨부(220a, 220b, 220c)의 임계값은 서로 다른 값을 갖도록 구성되고, 상기 임계값은 회전자(130)에 가까울수록 큰 값 즉 제 1 휨부(220a) < 제 2 휨부(220b) < 제 3 휨부(220c) 순서로 큰 값을 갖는다.
따라서 상기 임계값에 따라 제 1 블레이드 편(210a), 제 2 블레이드 편(210b), 제 3 블레이드 편(210c)이 순차적으로 휨 변형이 발생한다.
또한, 상기 제 1 내지 제 3 휨부(220a, 220b, 220c)는 상기 제 1 내지 제 3 블레이드 편(210a, 210b, 210c)과 탄성 변형이 다른 이종 재질로 구성되고, 바람직하게는 니켈-티타늄 합금, 구리-아연-알루미늄 합금의 형상 기억 합금 또는 형상 기억 플라스틱 수지(Shape Memory Polymer, SMP) 중 어느 하나로 이루어진다.
상기 형상 기억 합금 또는 형상 기억 플라스틱 수지는 가해지는 압력이 일정 압력 이하이면 원래의 형상을 유지하고, 상기 가해지는 압력이 임의의 임계값 이상이면 휨 변형이 발생하며, 상기 휨 변형이 발생된 상태에서 가해지는 압력이 감소하면 원래의 형상으로 복원된다.
상기 제 1 내지 제 3 블레이드 편(210a, 210b, 210c)과 제 1 내지 제 3 휨부(220a, 220b, 220c)는 설명을 위해 3개씩 구성하였으나 이에 한정되지는 않는다.
다음은 본 발명에 따른 풍력 발전기용 가변 블레이드의 동작을 설명한다.
도 4는 도 3에 따른 풍력 발전기용 가변 블레이드의 일반적인 동작 상태를 나타낸 평면도로서, 도 4에 나타낸 바와 같이, 회전자(130)의 외주연에 배치된 블레이드(200, 201, 202)로 바람의 세기가 정상적인 풍력 발전이 가능한 바람(화살표) 세기로 불면, 블레이드(200, 201, 202)에 가해지는 바람의 압력은 블레이드의 휨 변형없이 상기 블레이드(200, 201, 202)가 원래의 형상을 유지하며 회전자(130)를 회전시킨다.
도 5는 도 3에 따른 풍력 발전기용 가변 블레이드의 1 단계 동작 상태를 나타낸 평면도로서, 도 5에 나타낸 바와 같이, 블레이드(200, 201, 202)로 바람(화살표)의 세기가 일정 풍속만큼 증가하면 제 1 내지 제 3 블레이드 편(210a, 210b, 210c)과, 제 1 내지 제 3 휨부(220a, 220b, 220c)에 가해지는 압력도 증가하게 된다.
이때, 제 1 내지 제 3 휨부(220a, 220b, 220c)에 가해지는 압력이 가장 작은 임계값이 설정된 제 1 휨부(220a)의 임계값을 초과하면 상기 제 1 휨부(220a)가 휨 변형하여 제 1 블레이드 편(210a)이 바람의 진행 방향으로 휨 변형되어 블레이드(200)의 면적이 감소하게 된다.
따라서 블레이드의 면적이 감소하면 바람에 의해 가해지는 블레이드의 압력도 감소하게 되어 회전자(130)의 회전속도는 감소하게 된다.
도 6은 도 3에 따른 풍력 발전기용 가변 블레이드의 2 단계 동작 상태 나타낸 평면도로서, 도 6에 나타낸 바와 같이 블레이드(200, 201, 202)로 바람(화살표)의 세기가 1 단계 동작 상태보다 일정 풍속만큼 증가하면 제 1 내지 제 3 블레이드 편(210a, 210b, 210c)과, 제 1 내지 제 3 휨부(220a, 220b, 220c)에 가해지는 압력은 더욱 증가하게 된다.
이때, 제 1 내지 제 3 휨부(220a, 220b, 220c)에 가해지는 압력이 제 2 휨부(220b)의 임계값을 초과하면 상기 제 2 휨부(220b)가 휨 변형하여 결과적으로 제 1 블레이드 편(210a)과 제 2 블레이드 편(210b)이 바람의 진행 방향으로 절곡되어 블레이드(200)의 면적은 제 3 블레이드 편(210c)의 면적으로 감소하게 된다.
따라서 블레이드의 면적이 감소하면 바람에 의해 가해지는 블레이드의 압력도 감소하게 되어 풍속은 증가하였지만 회전자(130)의 회전속도는 감소하게 된다.
도 7은 도 3에 따른 풍력 발전기용 가변 블레이드의 3 단계 동작 상태를 나타낸 평면도로서, 도 7에 나타낸 바와 같이 블레이드(200, 201, 202)로 바람(화살표)의 세기가 2 단계 동작 상태보다 일정 풍속만큼 증가하면 제 1 내지 제 3 블레이드 편(210a, 210b, 210c)과, 제 1 내지 제 3 휨부(220a, 220b, 220c)에 가해지는 압력은 더욱 증가하게 된다.
이때, 제 1 내지 제 3 휨부(220a, 220b, 220c)에 가해지는 압력이 제 3 휨부(220c)의 임계값을 초과하면 상기 제 3 휨부(220c)가 휨 변형하여 결과적으로 제 1 블레이드 편(210a)과 제 2 블레이드 편(210b)과 제 3 블레이드 편(210c)이 모두 바람의 진행 방향으로 절곡되어 블레이드(200)가 모두 절곡된 상태가 됨으로써, 바람에 의해 가해지는 블레이드의 압력은 소멸하여 회전자(130)가 회전하지 않게 된다.
따라서 예를 들면, 초당 14m 이상의 강풍이 불어도 별도의 브레이크 장치 없이도 풍력 발전기의 동작을 정지시킬 수 있게 되고, 풍속이 안정되면 휨 변형된 블레이드가 도 4와 같이 원래의 상태로 복원되어 풍력 발전기가 정상적인 발전을 수행할 수 있게 된다.
(제 2 실시예)
도 8은 본 발명에 따른 풍력 발전기용 가변 블레이드의 제 2 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 8에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 풍력 발전기용 가변 블레이드는 지상에 고정 설치된 지주(미도시)의 선단부에 고정되는 고정축(110)과, 상기 고정축(110)의 외주연에 설치된 고정자(120)와, 상기 고정자(120)의 외주연에 회전 가능하게 설치된 회전자(130)를 포함한 풍력 발전기(100)에 설치되고, 바람이 불면 상기 회전자(130)가 회전되도록 상기 회전자(130)의 외주연에 다수의 블레이드(200', 201', 202')가 설치된다.
제 2 실시예에 따른 블레이드(200', 201', 202')는 테이퍼(Taper) 형상으로 블레이드의 두께가 회전자의 외주연으로부터 반경 방향을 점차 작아지는 원호 형상의 판 부재로서, 바람의 세기가 증가하면 두께가 얇은 블레이드의 일부가 바람의 진행방향으로 휘어져 블레이드의 크기(면적)가 작아지게 가변된다.
각 블레이드(200', 201', 202')는 일정 간격으로 이격되어 상기 회전자(130)의 외주연에 설치되며, 각각의 블레이드(200', 201', 202')는 선단부로 갈수록 두께가 작아진다.
따라서 바람의 세기에 따라 두께가 얇은 블레이드 편(210')이 임의의 위치에서 휨부(220')를 중심으로 휨 변형이 발생하여 바람의 진행방향으로 꺾이게 된다.
도 9는 도 8에 따른 풍력 발전기용 가변 블레이드의 일반적인 동작 상태를 나타낸 평면도로서, 도 9에 나타낸 바와 같이, 회전자(130)의 외주연에 배치된 블레이드(200', 201', 202')로 바람의 세기가 정상적인 풍력 발전이 가능한 바람(화살표) 세기로 불면, 블레이드(200', 201', 202')에 가해지는 바람의 압력은 블레이드의 휨 변형 없이 상기 블레이드(200', 201', 202')가 원래의 형상을 유지하며 회전자(130)를 회전시킨다.
도 10은 도 8에 따른 풍력 발전기용 가변 블레이드의 1 단계 동작 상태를 나타낸 평면도로서, 도 10에 나타낸 바와 같이 블레이드(200', 201', 202')로 바람(화살표)의 세기가 일정 풍속만큼 증가하면 블레이드(200')에 가해지는 압력도 함께 증가하게 된다.
이때, 블레이드(200')에 가해지는 압력이 더욱 증가하면 두께가 얇은 블레이드 편(210a')이 임의의 휨부(220a')에서 휨 변형하여 블레이드(200')의 면적이 감소하게 된다.
따라서 블레이드(200')의 면적이 감소함으로써, 바람에 의해 가해지는 블레이드의 압력도 감소하게 되며 블레이드에 의한 회전자(130)의 회전속도는 감소하게 된다.
(제 3 실시예)
도 11은 본 발명에 따른 풍력 발전기용 가변 블레이드의 제 3 실시예를 나타낸 평면도이고, 도 12는 도 11에 따른 풍력 발전기용 가변 블레이드의 1단계 동작 상태를 나타낸 평면도이다.
도 11 및 도 12에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 풍력 발전기용 가변 블레이드는 풍력 발전기(100)의 회전자 외주연에 설치되어 바람이 불면 상기 회전자가 회전할 수 있도록 상기 회전자의 외주연에 다수의 블레이드(200", 201", 202")가 설치된다.
상기 블레이드(200", 201", 202")는 서로 다른 복수의 블레이드 편(210a", 210b", 210c")이 순차적으로 결합하여 회전자의 반경방향으로 원호 형상을 유지하며 설치된다.
즉 회전자의 반경방향으로 갈수록 두께가 작은 블레이드 편이 설치되어 바람의 세기가 증가함에 따라 두께가 얇은 블레이드 편부터 바람의 진행방향으로 휘어져 블레이드(200", 201", 202")의 면적이 작아지게 가변된다.
(제 4 실시예)
도 13은 본 발명에 따른 풍력 발전기용 가변 블레이드의 제 4 실시예를 나타낸 평면도이다.
도 13에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 풍력 발전기용 가변 블레이드는 풍력 발전기(100)의 회전자 외주연에 설치되어 바람이 불면 상기 회전자가 회전할 수 있도록 상기 회전자의 외주연에 다수의 블레이드(200"', 201"', 202"')가 설치된다.
상기 블레이드(200"', 201"', 202"')는 임의의 두께를 갖고 회전자의 외주연에 반경방향으로 원호 형상을 유지하며 일정 길이 연장하여 설치된 제 1 블레이드 편(210a"')과, 상기 제 1 블라이드 편(210a"')의 외측에 임의의 두께를 갖고 상기 회전자의 외주연에 반경방향으로 원호 형상을 유지하며 상기 제 1 블레이드 편(210a"')보다 짧은 길이로 설치된 제 2 블레이드 편(210b"')과, 상기 제 2 블라이드 편(210b"')의 외측에 임의의 두께를 갖고 상기 회전자의 외주연에 반경방향으로 원호 형상을 유지하며 상기 제 2 블레이드 편(210b"')보다 짧은 길이로 설치된 제 3 블레이드 편(210c"')을 포함하여 구성된다.
즉 길이가 서로 다른 복수의 블레이드 편(210a"', 210b"', 210c"')이 회전자의 외주연으로부터 반경 방향을 따라 원호 형상으로 설치되어 바람의 세기가 증가함에 따라 길이가 긴 제 1 블레이드 편(210a"')부터 바람의 진행방향으로 휘어져 블레이드(200"', 201"', 202"')의 면적이 작아지게 가변된다.
따라서 수평형 풍력 발전기의 블레이드나 수직형 풍력 발전기의 블레이드로 설치되어 바람의 세기에 따라 블레이드 면적을 가변시킴으로써, 별도의 브레이크 장치 없이 회전 속도를 제어할 수 있게 된다.
또한, 블레이드의 구조를 단순화시킴으로써 제조 과정 및 비용을 감소시킬 수 있게 된다.
상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예를 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있으며, 상술된 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
100 : 풍력 발전기 110 : 고정축
120 : 고정자 130 : 회전자
200, 200', 200", 200"' : 제 1 블레이드
201, 201', 201", 201"' : 제 2 블레이드
202, 202', 202", 202"' : 제 3 블레이드
210, 210' : 블레이드 편(片)
210a, 210a', 210a", 210a"' : 제 1 블레이드 편
210b, 210b", 210b"' : 제 2 블레이드 편
210c, 210c", 210c"' : 제 3 블레이드 편
220, 220' : 휨부
220a, 220a', 220a" : 제 1 휨부 220b : 제 2 휨부
220c : 제 3 휨부 230 : 절개부

Claims (6)

  1. 풍력 발전기용 블레이드로서,
    복수의 블레이드 편(片)이 절곡 가능하게 연결되고, 바람의 세기가 증가함에 따라 상기 연결된 적어도 하나의 블레이드 편이 바람의 진행방향으로 휘어져 블레이드의 크기가 가변되도록 하는 것을 특징으로 하는 풍력 발전기용 가변 블레이드.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 블레이드는 회전자의 반경 방향을 따라 원호 형상으로 배치된 복수의 블레이드 편; 및
    상기 블레이드 편 사이에 설치되어 미리 설정된 임계값 이상의 바람이 불면 임의의 블레이드 편이 상기 바람의 진행방향으로 휘어지도록 휨 변형하는 휨부를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력 발전기용 가변 블레이드.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 휨부는 형상 기억 합금 또는 형상 기억 플라스틱 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 풍력 발전기용 가변 블레이드.
  4. 풍력 발전기용 블레이드로서,
    회전자의 외주연에 두께가 서로 다른 복수의 블레이드 편(片)이 순차적으로 연결되고, 바람의 세기가 증가함에 따라 두께가 얇은 블레이드 편부터 바람의 진행방향으로 휘어져 블레이드의 크기가 가변되도록 하는 것을 특징으로 하는 풍력 발전기용 가변 블레이드.
  5. 풍력 발전기용 블레이드로서,
    테이퍼 형상의 블레이드 편이 회전자의 외주연으로부터 반경 방향을 따라 원호 형상으로 설치되어 바람의 세기가 증가함에 따라 두께가 얇은 블레이드의 일부가 바람의 진행방향으로 휘어져 블레이드의 크기가 가변되도록 하는 것을 특징으로 하는 풍력 발전기용 가변 블레이드.
  6. 풍력 발전기용 블레이드로서,
    길이가 서로 다른 복수의 블레이드 편이 회전자의 외주연으로부터 반경 방향을 따라 원호 형상으로 설치되어 바람의 세기가 증가함에 따라 길이가 긴 블레이드 편부터 바람의 진행방향으로 휘어져 블레이드의 크기가 가변되도록 하는 것을 특징으로 하는 풍력 발전기용 가변 블레이드.
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