KR20130089392A - Windmill for wind power generation - Google Patents

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KR20130089392A
KR20130089392A KR1020120010718A KR20120010718A KR20130089392A KR 20130089392 A KR20130089392 A KR 20130089392A KR 1020120010718 A KR1020120010718 A KR 1020120010718A KR 20120010718 A KR20120010718 A KR 20120010718A KR 20130089392 A KR20130089392 A KR 20130089392A
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Abstract

PURPOSE: A windmill for wind power generation is provided to prevent the asymmetric load of a rotary shaft during the rotation of a rotary blade because both ends of the rotary shaft for supporting the rotary blade are rotationally supported by a power generator and a rotary shaft support part. CONSTITUTION: A windmill for wind power generation comprises a pillar (10), a power generator (30), a rotary blade (40), and a rotary blade support part (50). The pillar is erected on the floor. The power generator is supported on the top of the pillar. The rotary blade is rotationally mounted on the power generator using a rotary shaft. The rotary shaft support part is installed at the top of the pillar in a state of being separated from the power generator. The rotary shaft support part rotationally supports the front end of the rotary shaft penetrating the rotary blade. Both ends of the rotary shaft are rotationally supported by the power generator and the rotary shaft support part to prevent the asymmetric load of the rotary shaft during the rotation of the rotary blade.

Description

풍력발전용 풍차{WINDMILL FOR WIND POWER GENERATION}Wind Power Windmills {WINDMILL FOR WIND POWER GENERATION}

본 발명은 풍력발전용 풍차에 관한 것으로, 회전날개가 안정적으로 회전할 수 있도록 이루어진 풍력발전용 풍차에 관한 것이다.The present invention relates to a windmill for wind turbines, and more particularly to a windmill for wind turbines made to rotate stably.

풍력발전용 풍차는 바람에 의해 회전되는 회전날개로부터 얻은 회전동력을 전기적인 에너지로 변환하여 전기를 얻을 수 있는 발전장치이다. 풍차는 상대적으로 저가의 설치비용으로 안전한 천연에너지를 얻을 수 있는 것으로서 비교적 고지대나 바람이 많은 곳에 설치된다.Windmill for wind power generation is a power generation device that can obtain electricity by converting the rotational power obtained from the rotary blades rotated by the wind into electrical energy. Windmills can be installed at relatively high altitudes or in windy areas where safe natural energy can be obtained at relatively low installation costs.

풍력발전을 위해 사용되는 종래의 풍력발전용 풍차는 도 1에 도시와 같이 수직 입설된 지주(100)의 선단에 발전기(101)가 장착되고, 발전기(101)의 일측에 다수의 회전날개(102)가 장착된다. 회전날개(102)가 바람에 의해 회전하면 발전기(101)에서 회전날개(102)의 회전동력을 전기적인 에너지로 변환시켜 전기를 얻을 수 있게 된다.Conventional wind turbines used for wind power generation are equipped with a generator 101 at the tip of a vertically installed strut 100 as shown in FIG. 1, and a plurality of rotary blades 102 on one side of the generator 101. ) Is mounted. When the rotary blade 102 is rotated by the wind it is possible to obtain electricity by converting the rotary power of the rotary blade 102 in the generator 101 into electrical energy.

상술한 바와 같이 구성된 종래의 풍력발전용 풍차는 회전날개(102)가 회전할 때 편하중이 발생하게 되며, 편하중은 바람이 강하게 불수록 더욱 커진다. 편하중이 장시간 작용하게 되면 회전축에 무리를 주어 회전날개(102)가 원활하게 회전하지 못하게 되며, 결과적으로 풍차를 운용하는데 많은 문제점을 발생시키게 된다.In the conventional wind turbine for wind turbines configured as described above, the load is generated when the rotary blade 102 rotates, and the load is larger as the wind blows stronger. When the unloading load acts for a long time, the rotary blade 102 cannot be rotated smoothly, resulting in many problems in operating the windmill.

본 발명의 목적은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 회전날개 회전시 회전축에 편하중이 발생하는 것을 방지할 수 있는 풍력발전용 풍차를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a windmill for wind power generation that can be prevented from occurring an unbalanced load on a rotating shaft when rotating a rotor blade.

본 발명 풍력발전용 풍차는, 바닥에 수직 입설되는 지주; 지주의 상단에 지지되는 발전기; 발전기에 회전축을 이용해 회전 가능하게 장착되는 회전날개; 및 지주의 상단에 발전기와 이격되게 지지되어 회전날개를 관통하는 회전축의 선단을 회전 가능하게 지지하는 회전축 지지부;를 포함하여, 회전축의 양단이 발전기 및 회전축 지지부에 각각 회전 가능하게 지지되므로 회전날개의 회전시 편하중 발생을 방지한다.The wind turbine for wind power generation of the present invention is a prop vertically installed on the floor; A generator supported on the top of the shore; A rotary blade rotatably mounted to the generator using a rotating shaft; And a rotation shaft support part rotatably supported at the upper end of the support so as to rotatably support the tip of the rotation shaft passing through the rotation blade, so that both ends of the rotation shaft are rotatably supported by the generator and the rotation shaft support part, respectively. Prevents unbalanced loads during rotation.

회전축 지지부는 회전축의 선단을 지지하기 위한 베어링이 고정되는 베어링 보스; 및 베어링 보스를 지지하면서 베어링 보스를 중심으로 방사상으로 배열되어 바람의 방향이 일정하게 유지되도록 하는 복수 개의 풍향키;를 포함한다.The rotating shaft support portion includes a bearing boss to which a bearing for supporting the tip of the rotating shaft is fixed; And a plurality of wind direction keys arranged radially about the bearing boss while supporting the bearing boss to maintain a constant wind direction.

본 발명은 지주의 상단에 장착되어 발전기를 지지하는 발전기 지지부;를 더 포함한다.The present invention further includes a generator support portion mounted to the top of the support for supporting the generator.

발전기 지지부는 발전기를 중심으로 방사상으로 배열되며 풍향키의 단부와 각각 결합되어 발전기를 지지하는 복수 개의 지지날개로 구성된다.The generator support portion is arranged radially around the generator and is composed of a plurality of support wings coupled to the ends of the wind direction keys to support the generator.

본 발명 풍력발전용 풍차에 의하면 다음과 같은 효과들을 갖는다.According to the present invention, a windmill for wind power has the following effects.

첫째, 회전날개를 지지하는 회전축의 양단을 발전기 및 회전축 지지부에 각각 회전 가능하게 지지함으로써 회전날개 회전시 회전축에 편하중이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 회전날개 회전시 회전축에 무리를 주지 않게 되며 풍차의 수명을 연장시킬 수 있는 장점이 있고, 발전이 원활하게 이루어질 수 있는 장점이 있다.First, by supporting both ends of the rotating shaft for supporting the rotary blade to the generator and the rotating shaft support, respectively, it is possible to prevent the occurrence of a load on the rotating shaft during rotation of the rotary blade. Therefore, there is an advantage to extend the life of the windmill and do not give a burden to the rotating shaft when rotating the rotary blade, there is an advantage that the power generation can be made smoothly.

둘째, 회전축 지지부에 바람의 방향이 일정하게 유지되도록 하는 복수 개의 방향키를 구비함으로써 바람의 방향이 변하더라도 회전날개로 공급되는 바람의 방향은 일정하게 유지됨으로써 회전날개의 회전효율을 증대시킬 수 있고, 회전날개, 회전축 및 발전기 등에서 고장이 발생할 염려를 대폭 줄일 수 있다.Second, by providing a plurality of direction keys to keep the direction of the wind to the rotating shaft support portion, even if the direction of the wind changes the direction of the wind supplied to the rotary blades to maintain a constant rotation efficiency of the rotary blades, It can greatly reduce the risk of failure in the rotor blades, rotary shaft, and generator.

도 1은 종래기술에 따른 풍력발전용 풍차를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 풍력발전용 풍차를 나타낸 사시도.
도 3은 도 2의 정면도.
도 4는 도 2의 횡단면도.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 풍력발전용 풍차를 나타낸 사시도.1 is a perspective view showing a windmill for generating wind power according to the prior art.
2 is a perspective view showing a windmill for generating wind power according to the first embodiment of the present invention.
Figure 3 is a front view of Figure 2;
4 is a cross-sectional view of FIG. 2.
5 is a perspective view showing a windmill for generating wind power according to a second embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명 풍력발전용 풍차를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter will be described in detail with reference to the accompanying drawings, the present invention wind turbines.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 풍력발전용 풍차를 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 2의 정면도이며, 도 4는 도 2의 횡단면도이다.2 is a perspective view showing a windmill for generating wind power according to a first embodiment of the present invention, FIG. 3 is a front view of FIG. 2, and FIG. 4 is a cross-sectional view of FIG. 2.

본 발명 풍력발전용 풍차(1)는 지주(10), 회전체(20), 발전기(30), 회전날개(40), 회전축 지지부(50) 및 발전기 지지부(60)를 포함한다.Wind turbine 1 for the present invention includes a support 10, a rotating body 20, a generator 30, a rotary wing 40, a rotating shaft support 50 and a generator support 60.

지주(10)는 기초(미도시) 상에 수직으로 입설된다. 이러한 지주(10)는 횡단면이 원형 또는 사각형 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다.The strut 10 is vertically placed on a foundation (not shown). The strut 10 may be formed in various shapes such as a circular or rectangular cross section.

회전체(20)는 지주(10)의 상단부에 회전 가능하게 설치되고 그 상부에 회전축 지지부(50) 및 발전기 지지부(60)가 장착된다. 이러한 회전체(20)는 풍향에 따라 회전할 수 있도록 이루어진다. 도면에 도시하지는 않았으나 지주(10)에는 회전체(20)를 회전시키기 위한 구동수단과 후술할 풍향계와 연결되어 풍향에 따라 구동수단을 제어하도록 된 제어부가 구비된다.The rotating body 20 is rotatably installed at the upper end of the support 10, and the rotating shaft support 50 and the generator support 60 are mounted thereon. The rotating body 20 is made to rotate in accordance with the wind direction. Although not shown in the drawings, the strut 10 is provided with a driving means for rotating the rotating body 20 and a control unit connected to a wind vane to be described later to control the driving means according to the wind direction.

발전기(30)는 지주(10)의 상단부에 구비된 회전체(20)에 발전기 지지부(60)를 이용해 수평 설치된다. 발전기(30)의 외부에는 주변의 풍속을 측정하는 풍속계(미도시), 풍향을 측정하는 풍향계(미도시) 및 피뢰침(미도시)이 구비될 수 있다.The generator 30 is horizontally installed using the generator support unit 60 on the rotating body 20 provided at the upper end of the support 10. The outside of the generator 30 may be provided with an anemometer (not shown) for measuring the surrounding wind speed, a wind vane (not shown) and a lightning rod (not shown) for measuring the wind direction.

회전날개(40)는 회전축(70)을 이용해 발전기(30)에 회전 가능하게 장착된다. 이러한 회전날개(40)는 복수 개가 구비되어 회전축(70)에 방사상으로 장착된다. 회전날개(40)는 횡단면 형상이 중공체이며 유리강화플라스틱 등의 소재로 제작된다.The rotary blade 40 is rotatably mounted to the generator 30 using the rotary shaft 70. The rotary blade 40 is provided with a plurality of radially mounted on the rotary shaft (70). Rotating blade 40 is a hollow cross-sectional shape is made of a material such as glass-reinforced plastic.

회전축 지지부(50)는 지주(10)의 상단부에 구비된 회전체(20)에 발전기(30)와 이격되게 장착되어 회전날개(40)를 관통하는 회전축(70)의 선단을 회전 가능하게 지지한다. 회전축 지지부(50)는 베어링 보스(51) 및 풍향키(52)를 포함한다. 베어링 보스(51)는 내부에 회전축(70) 선단을 회전 가능하게 지지하기 위한 베어링(53)이 고정된다. 풍향키(52)는 복수 개가 구비되어 베어링 보스(51)를 지지하면서 베어링 보스(51)를 중심으로 방사상으로 배열되어 바람의 방향이 일정하게 유지되도록 한다. 풍향키(52)는 바람이 회전날개(40)에 수직으로 입사되도록 해준다. 이러한 회전축 지지부(50)는 베어링 보스(51)를 중심으로 풍향키(52)가 단부로 가면서 후방으로 경사진 형태로 배열된다.The rotary shaft support unit 50 is rotatably mounted on the rotary body 20 provided at the upper end of the support 10 so as to be spaced apart from the generator 30 so as to rotatably support the tip of the rotary shaft 70 passing through the rotary blade 40. . The rotary shaft support part 50 includes a bearing boss 51 and a wind direction key 52. The bearing boss 51 is fixed with a bearing 53 for rotatably supporting the tip of the rotation shaft 70 therein. A plurality of wind direction keys 52 are provided to support the bearing boss 51 while being arranged radially about the bearing boss 51 to maintain a constant wind direction. The wind direction key 52 allows wind to enter the rotor vane 40 vertically. The rotary shaft support unit 50 is arranged in a form inclined to the rear while the wind direction key 52 toward the end with respect to the bearing boss 51.

발전기 지지부(60)는 지주(10)의 상단부에 구비된 회전체(20)에 장착되어 발전기(30)를 지지한다. 발전기 지지부(60)는 발전기(30)를 중심으로 방사상으로 배열되며 풍향키(52)의 단부와 각각 결합되어 발전기(30)를 지지하는 복수 개의 지지날개(61)로 구성된다. 이러한 발전기 지지부(60)는 발전기(30)를 중심으로 지지날개(61)가 단부로 가면서 전방으로 경사진 형태로 배열된다.The generator support unit 60 is mounted to the rotating body 20 provided at the upper end of the support 10 to support the generator 30. The generator support unit 60 is radially arranged around the generator 30 and is composed of a plurality of support wings 61 coupled to each end of the wind direction key 52 to support the generator 30. The generator support 60 is arranged in a form inclined forward while the support wing 61 toward the end with respect to the generator 30.

한편, 복수 개의 풍향키(52)와 복수 개의 지지날개(61) 중 최하부에 위치된 것들은 그 결합부분이 회전체(20)에 고정된다. 따라서, 회전체(20) 회전시 회전축 지지부(50)와 발전기 지지부(60)도 함께 회전하게 된다.
On the other hand, the lower portion of the plurality of wind direction key 52 and the plurality of support wings 61 is the coupling portion is fixed to the rotating body (20). Therefore, when the rotating body 20 rotates, the rotating shaft support part 50 and the generator support part 60 also rotate together.

이하에서는 상술한 바와 같이 구성된 본 발명 풍력발전용 풍차의 작용을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter will be described in detail the operation of the wind turbine for wind power generation of the present invention configured as described above.

바람이 불면 발전기(30)에 구비된 풍향계에 의해 바람의 방향이 감지되고 바람의 방향에 따라 회전체(20)가 회전하여 회전날개(40)가 바람이 불어오는 방향을 향하도록 위치된다.When the wind blows, the wind direction is sensed by the wind vane provided in the generator 30, and the rotor 20 is rotated according to the wind direction so that the rotary blade 40 faces the wind blowing direction.

회전날개(40)의 전방으로부터 불어오는 바람은 풍향키(52)에 의해 가이드되어 회전날개(40)에 수직으로 부딪히게 된다. 이처럼 풍향키(52)에 의해 회전날개(40)의 전방으로부터 불어오는 바람의 방향이 일정하게 유지되므로, 회전날개(40)의 회전이 원활하게 유지될 수 있을 뿐만 아니라 소음을 줄일 수 있고 회전날개(40), 회전축(70) 및 발전기(30)의 고장을 대폭 줄일 수 있다.The wind blowing from the front of the rotary blade 40 is guided by the wind direction key 52 to be perpendicular to the rotary blade 40. In this way, since the direction of the wind blowing from the front of the rotary blade 40 by the wind direction key 52 is kept constant, not only can the rotation of the rotary blade 40 be maintained smoothly, but also the noise can be reduced and the rotary blade The failure of the 40, the rotating shaft 70, and the generator 30 can be greatly reduced.

회전날개(40)를 회전 가능하게 지지하는 회전축(70)의 일단은 발전기(30)에 회전 가능하게 지지되고 타단은 회전축 지지부(50)에 구비되는 베어링(53)에 회전 가능하게 지지됨으로써, 회전날개(40) 회전시 회전축(70)에 편하중이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 회전날개(40) 회전시 편하중으로 인해 회전축(70) 및 발전기(30) 등이 파손되거나 고장날 염려가 없게 된다.One end of the rotary shaft 70 for rotatably supporting the rotary blade 40 is rotatably supported by the generator 30 and the other end is rotatably supported by a bearing 53 provided in the rotary shaft support 50. When the blade 40 rotates, it is possible to prevent the occurrence of an uneven load on the rotation shaft 70. Therefore, there is no fear that the rotating shaft 70 and the generator 30 may be damaged or broken due to the uneven load during the rotation of the rotary blade 40.

회전날개(40)에 바람이 닿으면 날개면에 교차할 방향으로 양력이 발생하게 된다. 이 양력에 의해서 회전날개(40)가 이동하므로 회전축(70)이 회전하게 된다. 회전축(70)의 회전에 의해 발전기(30)가 구동하여 전기를 생산하게 된다.
When the wind hits the rotary blade 40, the lifting force is generated in the direction to cross the wing surface. The rotary blade 40 is moved by this lifting force, so that the rotary shaft 70 rotates. The generator 30 is driven by the rotation of the rotary shaft 70 to produce electricity.

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 풍력발전용 풍차를 나타낸 사시도이다.5 is a perspective view showing a windmill for generating wind power according to a second embodiment of the present invention.

본 실시예에 따른 풍력발전용 풍차(1)는 회전축 지지부(50)의 풍향키(52)와 발전기 지지부(60)의 지지날개(61)가 결합되는 부분들을 서로 연결하여 풍향키(52)와 지지날개(61)의 연결상태를 견고하게 하는 복수 개의 연결부재(80)를 더 포함한다.Wind turbine for wind power generation 1 according to this embodiment is connected to the wind direction key 52 of the rotary shaft support unit 50 and the support wing 61 of the generator support unit 60 is connected to each other and the wind direction key 52 and It further comprises a plurality of connecting members 80 to secure the connection state of the support wings (61).

연결부재(80)들이 연결되는 전체적인 형상은 풍향키(52)와 지지날개(61)의 갯수에 따라 달라질 수 있다. 본 실시예에서는 원형으로 형성되었으나 이에 한정되지 않고 사각형 등 다양한 형태로 실시될 수 있다.
The overall shape in which the connecting members 80 are connected may vary depending on the number of the wind vanes 52 and the support wings 61. In the present embodiment is formed in a circular shape, but is not limited to this may be implemented in various forms, such as a square.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 기초로 설명하였으나, 본 발명은 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 해당분야 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 변경할 수 있다.As described above, the present invention has been described based on the preferred embodiments, but the present invention is not limited to the specific embodiments, and those skilled in the art may change the scope within the scope of the claims. .

1 : 풍차 10 : 지주
20 : 회전체 30 : 발전기
40 : 회전날개 50 : 회전축 지지부
51 : 베어링 보스 52 : 풍향키
53 : 베어링 60 : 발전기 지지부
61 : 지지날개 70 : 회전축
80 : 연결부재1: windmill 10: prop
20: rotating body 30: generator
40: rotary blade 50: rotary shaft support
51: bearing boss 52: wind direction key
53: bearing 60: generator support
61: support wing 70: rotation axis
80: connecting member

Claims (4)

바닥에 수직 입설되는 지주;
상기 지주의 상단에 지지되는 발전기;
상기 발전기에 회전축을 이용해 회전 가능하게 장착되는 회전날개; 및
상기 지주의 상단에 상기 발전기와 이격되게 지지되어 상기 회전날개를 관통하는 상기 회전축의 선단을 회전 가능하게 지지하는 회전축 지지부;를 포함하여,
상기 회전축의 양단이 상기 발전기 및 회전축 지지부에 각각 회전 가능하게 지지되므로 상기 회전날개의 회전시 편하중 발생을 방지하는 풍력발전용 풍차.Props vertically placed on the floor;
A generator supported on the top of the post;
A rotary blade rotatably mounted to the generator using a rotating shaft; And
And a rotation shaft support part rotatably supported at the upper end of the support so as to rotatably support the tip of the rotation shaft penetrating the rotor blades.
Both ends of the rotary shaft is rotatably supported by the generator and the rotary shaft support portion, respectively, to prevent wind power generation during the rotation of the rotary blades. 제1항에 있어서,
상기 회전축 지지부는
상기 회전축의 선단을 지지하기 위한 베어링이 고정되는 베어링 보스; 및
상기 베어링 보스를 지지하면서 상기 베어링 보스를 중심으로 방사상으로 배열되어 바람의 방향이 일정하게 유지되도록 하는 복수 개의 풍향키;를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력발전용 풍차.The method of claim 1,
The rotating shaft support portion
A bearing boss to which a bearing for supporting the tip of the rotating shaft is fixed; And
And a plurality of wind direction keys radially arranged around the bearing boss while supporting the bearing boss to maintain a constant wind direction. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 지주의 상단에 장착되어 상기 발전기를 지지하는 발전기 지지부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력발전용 풍차.The method according to claim 1 or 2,
Wind turbine for wind power generation further comprises a; generator support that is mounted on the top of the support for supporting the generator. 제3항에 있어서,
상기 발전기 지지부는 상기 발전기를 중심으로 방사상으로 배열되며 상기 풍향키의 단부와 각각 결합되어 상기 발전기를 지지하는 복수 개의 지지날개로 구성되는 것을 특징으로 하는 풍력발전용 풍차.The method of claim 3,
The generator support unit is a radially arranged around the generator and wind turbine for wind power generation, characterized in that composed of a plurality of support wings coupled to each end of the wind direction key to support the generator.
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