KR20170129135A - Wing cars and natural energy generating devices equipped with them - Google Patents

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KR20170129135A
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straight portion
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KR1020177025925A
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히로유키 노다
다쓰야 하야시
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엔티엔 가부시키가이샤
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Abstract

이 날개차(18)는, 축심 주위로 회전 가능하게 설치되는 주축(22)과, 이 주축(22)에 고정되고, 풍력 또는 수력에 의해 구동되어 상기 축심 주위로 회전하는 날개(24)를 구비한다. 상기 날개(24)는, 상기 주축(22)에 대하여 평행 또는 수직 방향으로 연장되는 스트레이트부(28)와, 상기 스트레이트부(28)의 단부로부터 연장되는 날개 선단부(29)를 가지고, 상기 날개 선단부(29)는, 이 날개 선단부(29)를 상기 주축(22)의 축심을 포함하는 평면을 따라 절단한 단면의 형상이, 기단으로부터 선단을 향함에 따라서 상기 스트레이트부(28)로부터 한쪽으로 이격되도록 경사진 제1 경사 부분(29a)과, 기단으로부터 선단을 향함에 따라서 상기 제1 경사 부분(29a)과는 반대측으로 멀어지도록 경사진 제2 경사 부분(29b)으로 되는 두 갈래로 분기되는 형상으로 형성되어 있다. The wing car 18 includes a main shaft 22 rotatably mounted around the shaft center and a blade 24 fixed to the main shaft 22 and driven by wind or hydraulic force to rotate around the shaft center do. The wing (24) has a straight portion (28) extending parallel or perpendicular to the main shaft (22) and a wing tip portion (29) extending from an end of the straight portion (28) (29) is formed such that the shape of a cross section cut along the plane including the axis of the main shaft (22) is spaced to one side from the straight portion (28) from the base end toward the tip end A first inclined portion 29a inclined and a second inclined portion 29b inclined so as to be distant from the first inclined portion 29a in the direction from the base end toward the front end, Respectively.

Description

날개차 및 이것을 구비하는 자연 에너지 발전 장치Wing cars and natural energy generating devices equipped with them

본 출원은, 2015년 3월 16일자 일본 특허출원 2015-051593 및 2015년 3월 19일자 일본 특허출원 2015-055848의 우선권을 주장하는 것이며, 그 전체를 참조에 의해 본원의 일부를 이루는 것으로서 인용한다. This application claims priority to Japanese Patent Application No. 2015-051593, filed March 16, 2015, and Japanese Patent Application No. 2015-055848, filed on March 19, 2015, the entirety of which is incorporated herein by reference in its entirety .

본 발명은, 날개차(turbine rotor) 및 자연 에너지 발전 장치에 관한 것이며, 날개가 받는 풍력이나 수력, 조력(潮力) 에너지에 대하여 회전 에너지로 변환하는 변환 효율을 높이는 동시에, 날개의 강도를 향상시키는 기술에 관한 것이다. The present invention relates to a turbine rotor and a natural energy generating device, and more particularly, to a turbine rotor and a natural energy generating device, which improve the conversion efficiency to convert rotational energy into wind, water, and tidal energy received by a wing, .

자연 에너지 발전 장치의 풍차나 수차(水車)는, 수평축식과 수직축식으로 대별되고, 수직축식은, 풍향이나 유수(流水) 방향, 조류(潮流) 방향에 대한 제어가 불필요하므로, 비교적 소형의 풍차나 수차에 사용되고 있다. Wind turbines and water turbines of natural energy generation devices are divided into horizontal and vertical shafts and vertical shafts do not require control over the direction of the wind direction, the running water direction and the tidal flow direction, .

수직축식의 발전용의 풍차나 수차에 있어서, 풍력이나 수력, 조력 에너지를 회전 에너지로 변환하는 변환 효율을 높이도록 날개의 선단부의 형상이 설계되어 있다. 예를 들면, 날개의 선단부를 수직 주축(vertical main shaft)에 근접하도록 경사지게 함으로써, 바람이나 유수, 조류로부터 받는 에너지를 효율적으로 회전 에너지로 변환하는 것이 가능해진다. 이 경사지게 한 날개 선단부를 윙릿(winglet)이라고 한다. 이 윙릿을 설치함으로써, 날개 선단으로부터의 날개단(blade tip) 와류(渦流)를 저감할 수 있어, 고효율의 날개로 된다(특허문헌 1). In the vertical axis wind turbine and aberration for power generation, the shape of the tip of the blade is designed so as to enhance the conversion efficiency of converting wind, hydraulic, and auxiliary energy into rotational energy. For example, it is possible to efficiently convert the energy received from wind, water, and algae into rotational energy by tilting the leading end of the wing close to the vertical main shaft. The wing tip of this inclined winglet is called a winglet. By providing the winglets, the blade tip vortex from the tip of the vane can be reduced, resulting in a highly efficient vane (Patent Document 1).

일본 특허 제4173727호 공보Japanese Patent No. 4173727

자연 에너지 발전 장치에 있어서, 날개가 받는 에너지에 대하여, 얼마나 효율적으로 회전 에너지로 변환할 수 있는지는 매우 중요한 요소(factor)이다. 이 변환 효율(파워 계수)은 이론적으로 16/27이 한계로 되어 있다[베츠의 한계(Betz limit)]. 이 한계값에 대하여 현재의 날개의 변환 효율은 0.3∼0.45 정도로 되어 있고, 이 변환 효율을 높이기 위해 새로운 날개의 개량이 필요해진다. In a natural energy generation device, how efficiently the rotational energy can be converted to the energy received by the wing is a very important factor. This conversion efficiency (power coefficient) is theoretically limited to 16/27 (Betz limit). The conversion efficiency of the current wing is about 0.3 to 0.45 with respect to the limit value, and a new wing is required to improve the conversion efficiency.

도 12a는 종래예의 수직축식 발전용의 풍차나 수차의 날개(50)의 정면도이며, 도 12b는 도 12a의 XVIIB-XVIIB선 단면도(斷面圖)이다. 이 날개(50)에 있어서, 스트레이트부(51)와 윙릿(52)이 이루는 각도 θ를 정해진 각도 이하로 하고 있는 경우, 이들 스트레이트부(51)와 윙릿(52)을 연결하는 이음부(53)에 응력이 집중될 우려가 있다. 이 경우, 날개의 강도 상 문제이다. Fig. 12A is a front view of a wind turbine or aberration blades 50 for vertical axis power generation of the conventional example, and Fig. 12B is a cross-sectional view taken along line XVIIB-XVIIB in Fig. 12A. When the angle? Between the straight portion 51 and the winglet 52 is less than a predetermined angle in the wing 50, the joint portion 53 connecting the straight portion 51 and the winglet 52, There is a possibility that stress is concentrated on the substrate. In this case, it is a problem of the strength of the wing.

이음부(53)의 각도 θ를 단지 크게 하면, 풍차나 수차의 사이즈에 따라 날개의 전체 길이 La가 규정되어 있으므로, 스트레이트부(51)의 길이 Lｖ가 짧아진다. 이 경우, 수풍(受風) 면적이나 수수(受水) 면적이 실질적으로 감소함으로써 상기 변환 효율이 저하된다. If the angle &thetas; of the joint portion 53 is simply increased, the entire length La of the blade is defined according to the size of the windmill and the aberration, so that the length Lv of the straight portion 51 is shortened. In this case, the conversion efficiency is lowered because the receiving wind area and the receiving area substantially decrease.

스트레이트부(51)의 길이 Lｖ를 확보한 데 더하여, 이음부(53)의 각도 θ를 크게 하는 것도 생각할 수 있다. 이 경우에도 전술한 바와 같이 날개(50)의 전체 길이 La가 규정되어 있으므로, 윙릿(52)의 수평 방향의 길이 Lh가 짧아진다. 그러면 날개단 와류를 저감하는 효과가 뒤떨어진다. It is also conceivable to increase the angle? Of the joint 53 in addition to securing the length Lv of the straight portion 51. In this case as well, since the overall length La of the wing 50 is defined as described above, the length Lh of the winglet 52 in the horizontal direction is shortened. Then, the effect of reducing the vortex vortex is poor.

본 발명의 목적은, 날개차에 있어서, 날개가 받는 에너지에 대하여 회전 에너지로 변환하는 변환 효율을 높이는 동시에, 날개의 강도를 향상시킬 수 있는 날개차 및 이것을 구비하는 자연 에너지 발전 장치를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a wing car capable of improving the conversion efficiency of converting the energy received by the wing into rotational energy and improving the strength of the wing in the wing car and a natural energy generating device provided with the wing car .

본 발명의 날개차는, 축심(軸心) 주위로 회전 가능하게 설치되는 주축(主軸)과, 이 주축에 고정되고, 풍력 또는 수력에 의해 구동되어 상기 축심 주위로 회전하는 날개를 구비한 날개차로서, A wing car of the present invention is a wing car having a main shaft which is rotatably installed around an axis and a wing which is fixed to the main shaft and is driven by wind or hydraulic force and rotates around the shaft center ,

상기 날개는, 상기 주축에 대하여 평행 또는 수직 방향으로 연장되는 스트레이트부와, 상기 스트레이트부의 단부(端部)로부터 연장되는 날개 선단부를 가지고, Wherein the wing has a straight portion extending parallel or perpendicular to the main shaft and a wing tip portion extending from an end portion of the straight portion,

상기 날개 선단부는, 이 날개 선단부를 상기 주축의 축심을 포함하는 평면을 따라 절단한 단면(斷面)의 형상이, 기단(基端)으로부터 선단을 향함에 따라서 상기 스트레이트부로부터 한쪽으로 이격되도록 경사진 제1 경사 부분과, 기단으로부터 선단을 향함에 따라서 상기 제1 경사 부분과는 반대측으로 멀어지도록 경사진 제2 경사 부분으로 이루어지는 두 갈래로 분기되는 형상(two-pronged shape)으로 형성되어 있다. The wing tip portion is formed such that a shape of a cross section cut along the plane including the axis of the main shaft is formed so as to be spaced apart from the straight portion from the proximal end toward the tip, And a second inclined portion inclined so as to be distant from the first inclined portion in the direction from the proximal end toward the distal end, and is formed in a two-pronged shape.

상기 날개차는, 풍차 또는 수차이다. The wing car is a windmill or aberration.

이 구성에 의하면, 날개 선단부의 상기 주축 단면이 기단으로부터 선단을 향함에 따라서 각각 스트레이트부로부터 서로 이격되도록 경사지는 단면 형상으로 하고 있다. 날개 선단부에서의, 제1 경사 부분이 이 제1 경사 부분의 날개 선단으로부터의 날개단 와류를 저감할 수 있는 데 더하여, 날개 선단부에서의, 상기 반대측의 제2 경사 부분도 이 제2 경사 부분의 날개 선단으로부터의 날개단 와류를 저감할 수 있다. 그러므로, 날개 선단부 전체적으로, 날개 선단으로부터의 날개단 와류를 효과적으로 저감할 수 있다. According to this configuration, the main shaft end face of the blade tip portion is inclined so as to be spaced apart from the straight portion from the base end toward the tip end. The first inclined portion at the tip of the blade can reduce vortex flow from the tip of the blade of the first inclined portion and the second inclined portion on the opposite side of the blade tip can also reduce It is possible to reduce vortex eddies from the tip of the vane. Therefore, vane swirling from the blade tip can be effectively reduced as a whole on the blade tip portion.

특히 날개 선단부를 제1, 제2 경사 부분으로 두 갈래로 분기시켰기 때문에, 제1 경사 부분에서의 날개 선단으로부터 스트레이트부까지의 수평 방향의 길이로, 제2 경사 부분에서의 날개 선단으로부터 스트레이트부까지의 수평 방향의 길이를 더한 날개 선단부 전체의 수평 방향의 길이를 길게 확보할 수 있다. 이와 같이, 두 갈래로 분기된 날개 선단부는, 전술한 1단(一段)으로 경사지게 한 경우와 비교하여, 날개 선단부에 국부적(局部的)으로 급준한 굴곡 부분을 생기게 하지 않고, 날개 선단부의 수평 방향의 길이를 날개 선단부 전체적으로 길게 확보할 수 있다. 그러므로, 날개 전체의 길이를 일정하게 한 경우에, 날개 선단부의 수평 방향의 길이를 원하는 길이로 확보하면서, 스트레이트부의 길이를 길게 확보할 수 있어, 원하는 수풍 면적 또는 수수 면적을 확보할 수 있다. 이상과 같이 날개 선단으로부터의 날개단 와류를 확실하게 저감할 수 있는 데 더하여, 원하는 수풍 면적 또는 수수 면적을 확보할 수 있으므로, 근소한 미풍 또는 저유속(低流速)의 물에서도 회전이 가능해진다. 또한, 날개 선단부의 제1, 제2 경사 부분을 서로 이격되도록 두 갈래로 분기시켰기 때문에, 한쪽으로만 경사지게 한 날개 선단부보다도 벤딩 모멘트를 저감할 수 있다. Particularly, since the tip end of the blade is branched into two halves by the first and second inclined portions, the length from the tip of the blade to the straight portion in the first inclined portion is equal to the length from the tip of the blade at the second inclined portion to the straight portion The length in the horizontal direction of the entire blade front end plus the length in the horizontal direction of the blade can be secured. As described above, the bifurcated leading end portion bifurcated does not cause a bending portion that is locally and steeply applied to the leading end portion of the wing, The entire length of the blade tip can be secured. Therefore, when the entire length of the wing is made constant, the length of the straight portion can be ensured long while securing a desired length of the wing tip in the horizontal direction. As described above, it is possible to reliably reduce vortex flow from the tip of the vane, and also to ensure a desired swim area or a receiving area, so that it is possible to rotate even in a slightly breezy or low-flow velocity water. Further, since the first and second inclined portions of the blade tip are branched into two bifurcations apart from each other, the bending moment can be reduced more than the blade tip portion inclined only to one side.

이와 같이, 스트레이트부의 길이를 길게 할 수 있으므로, 날개가 받는 에너지에 대하여 회전 에너지로 변환하는 변환 효율을 높일 수 있다. 또한, 날개 선단부의 수평 방향의 길이를 원하는 길이로 확보함으로써, 날개 선단으로부터 발생하는 날개단 와류를 확실하게 저감할 수 있고, 또한 날개 선단부의 국부적 벤딩 각도(bending angle)를 완만하게 할 수 있으므로, 날개 선단부의 벤딩부(curved portion)에 작용하는 응력을 저감할 수 있어, 날개의 강도를 향상시킬 수 있다. Thus, since the length of the straight portion can be made longer, the conversion efficiency for converting the energy received by the wing into rotational energy can be increased. In addition, by securing the length of the blade tip in the horizontal direction to a desired length, it is possible to reliably reduce the vane end vortices generated from the blade tip and to smooth the local bending angle of the blade tip, The stress acting on the curved portion of the blade front end portion can be reduced, and the strength of the blade can be improved.

본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 날개의 스트레이트부가 상기 주축에 대하여 평행하게 연장되고, 상기 날개가 상기 주축에 지지체를 통하여 상기 주축으로부터 반경 방향으로 이격된 위치에서 연결되어 있어도 된다. 즉, 상기 날개차는, 직선 날개 수직축형 날개차라도 된다. 이 경우, 날개에 작용하는 양력(揚力)과 항력과의 비를 높일 수 있다. 또한, 높은 주속비(周速比)로 큰 토크를 얻을 수 있다. In an embodiment of the present invention, the straight portion of the wing may extend parallel to the spindle, and the wing may be connected to the spindle at a position spaced radially from the spindle via the support. That is, the vane car may be a straight vane vertical vane. In this case, the ratio of lift to drag acting on the wing can be increased. In addition, a large torque can be obtained at a high peripheral speed ratio.

본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 날개차가 상기 수직축식의, 풍력 발전용의 풍차로서, 상하 방향으로 연장되는 복수 개의 상기 날개가, 상기 수직 주축으로부터 이격되어 상기 수직 주축의 주위에 설치되고, 각각의 상기 날개의 횡단면의 형상이, 상기 풍차가 지구의 북반구에 설치된 경우에, 평면에서 볼 때 반시계 방향으로 회전하는 회전력을 풍력에 의해 발생하는 형상이라도 된다. In one embodiment of the present invention, the vane car is a vertical wind turbine for wind power generation, wherein a plurality of vanes extending in the vertical direction are provided around the vertical spindle, spaced from the vertical spindle, The shape of the cross section of each of the blades may be a shape that generates a rotational force rotating in a counterclockwise direction when viewed from a plane by wind power when the windmill is installed in the northern hemisphere of the earth.

소형 풍력 발전기의 개발의 과정에 있어서, 날개의 회전 방향을 특정 방향으로 규정함으로써, 작은 바람의 에너지에서도 날개가 회전하는 것이 판명되었다. 구체적으로는, 북반구에서의 일본에 있어서, 수직축형 풍차의 상하 방향으로 연장되는 날개의 방향을 상하 반전(反轉)시켜 주축에 장착함으로써 확인한 바, 우측 주위에 비교하여 좌측 주위가 같은 조건 하에서 양호하게 회전하였다. 북반구에서는, 지구의 자전에 의해 태풍이나 와류 조수(潮水) 및 배수구의 소용돌이까지도 모두 좌측 주위(반시계 회전 방향)이다. 이것은, 지구의 자전에 의한 코리올리력(Coriolis force)이 작용하고 있기 때문인 것으로 생각된다. 한편, 풍차는, 그 날개의 단면 형상에 따라 날개가 바람을 받으면 그 날개의 양면을 흐르는 공기의 유속(流速) 차이로부터 생기는 양력(揚力)에 기초하여 회전 방향이 정해진다. In the process of developing a small wind turbine, it has been found that the wing rotates even in the energy of small wind by defining the rotation direction of the wing in a specific direction. Specifically, in Japan in the Northern Hemisphere, it was confirmed that the direction of the vanes extending in the vertical direction of the vertical axis type windmill was reversed and mounted on the main shaft. As a result, Respectively. In the northern hemisphere, the swirls of typhoons, tidal water, and drainage are all around the left (anticlockwise direction) by the rotation of the earth. This is thought to be due to the action of the Coriolis force due to the rotation of the earth. On the other hand, when the blades are winded according to the cross-sectional shape of the blades, the wind direction is determined based on the lift force generated from the difference in flow velocity of the air flowing on both sides of the blades.

이 구성의 풍차에 의하면, 북반구에 설치된 경우에, 각 날개의 횡단면 형상이 평면에서 볼 때 반시계 방향으로 회전하는 회전력을 풍력에 의해 발생하는 형상이므로, 종래의 시계 회전 방향의 날개를 가지는 수직축식 풍력 발전용의 풍차에 대하여, 지구의 자전에 의해 생기는 작용을 효과적으로 이용하여 회전 저항을 줄여, 같은 조건 하에서 많은 날개를 회전시킬 수 있다. 따라서, 수직 주축을 가지는 발전용의 풍차를 사용하여, 보다 작은 바람의 에너지로부터 발전을 행할 수 있다. According to the windmill of this configuration, when the windmill is installed in the northern hemisphere, the cross-sectional shape of each blade is a shape that is generated by the wind force in the counterclockwise direction when viewed from the plane, With respect to the wind turbine for wind power generation, it is possible to effectively use the action caused by the rotation of the earth to reduce the rotational resistance, and to rotate many blades under the same conditions. Therefore, power can be generated from smaller wind energy by using a windmill for power generation having a vertical spindle.

본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 날개의 상기 스트레이트부가, 상기 주축에 대하여 반경 방향 외측으로 연장되어 있어도 된다. 즉, 상기 날개차가 수평축식의 날개차라도 된다. In an embodiment of the present invention, the straight portion of the vane may extend radially outward with respect to the main shaft. That is, the wing car may be a horizontal wing car.

본 발명의 자연 에너지 발전 장치는, 본 발명에 있어서 중 어느 하나의 실시형태에 관한 날개차와, 이 날개차에 의해 구동되는 발전기를 구비한다. 이 구성에 의하면, 날개가 받는 에너지에 대하여 회전 에너지로 변환하는 변환 효율을 종래품보다도 높일 수 있다. 그러므로, 특히 수직축식에서는 종래, 설치가 보류되어 온 것과 같은 장소에, 이 자연 에너지 발전 장치를 설치하는 것이 가능해진다. 또한, 종래품보다도 날개의 강도를 향상시킬 수 있으므로, 예를 들면, 날개 재료의 저감을 도모하고 또한 유지보수성의 향상을 도모할 수 있다. The natural energy generating apparatus of the present invention includes a wing car according to any one of the embodiments of the present invention and a generator driven by the wing car. According to this configuration, the conversion efficiency for converting the energy received by the wing into rotational energy can be made higher than that of the conventional product. Therefore, particularly in the vertical shaft type, it is possible to install this natural energy generating device in a place where the installation has been conventionally reserved. Further, since the strength of the blade can be improved more than that of the conventional product, for example, the blade material can be reduced and the maintenance property can be improved.

본 발명의 일 실시형태에 관한 자연 에너지 발전 장치에 있어서, 상기 발전기는, 출력 코일이 권취된 출력 철심과, 주계자 코일(main field winding) 및 부계자 코일(auxiliary field winding)이 권취된 계자(界磁) 철심을 포함하고, 상기 출력 철심 및 계자 철심 중 어느 한쪽이 스테이터(stator)로 되고, 다른 쪽이 로터로 되고, 각각의 상기 계자 코일에 정류(整流) 수단이 접속되고, 상기 날개가 회전하여 상기 스테이터와 로터가 상대 회전함으로써 발전 전력을 얻는 자려식 발전기(self-excitation type power generator)로서, 발전의 초기 여자(勵磁)에 필요한 정도의 자력(磁力)을 생기게 하는 초기 여자 수단을 더 구비하고 있어도 된다. In the natural energy generating apparatus according to one embodiment of the present invention, the generator includes an output iron core wound with an output coil, a field coil wound around a main field winding and an auxiliary field winding Wherein one of the output iron core and the field iron core is a stator and the other is a rotor and rectifying means is connected to each of the field coils, A self-excitation type power generator for generating electric power by rotating the stator and the rotor relative to each other to generate an initial excitation means for generating a magnetic force necessary for initial excitation of power generation; May be further provided.

이 구성의 경우, 상기 발전기가 자려식이므로, 타려(他勵; separate excitation)를 위한 급전(給電)이 불필요하며, 구성이 간단하며, 또한 자계를 부여하는 영구 자석이 불필요하며, 코깅 토크(cogging torque)도 문제가 되지 않을 정도로 작다. 코깅 토크가 작으므로, 작은 토크로 시동(始動)시킬 수 있다. 시동 시는 자계가 필요하며, 잔류 자속(磁束)이 있으면 시동 가능하지만, 장기적인 방치나 보수로 잔류 자속이 소멸하는 경우가 있고, 잔류 자속이 소멸하고 있으면 시동할 수 없다. 그러나, 상기 초기 여자 수단을 설치함으로써, 확실한 시동이 행해진다. 계자로 되는 자속은 회전함에 따라 증대하므로, 초기 여자에 필요한 자속은 적고, 상기 코깅 토크에 대한 영향도 작아서, 작은 토크(small torque)로 회전을 개시하여 발전이 행해진다. In this configuration, since the generator is self-excited, it is unnecessary to feed power for separate excitation, a simple configuration, a permanent magnet for imparting a magnetic field is unnecessary, and a cogging torque ) Is too small to be a problem. Since the cogging torque is small, it is possible to start with a small torque. A magnetic field is required at the time of starting, and if there is a residual magnetic flux (magnetic flux), it is possible to start. However, the residual magnetic flux may disappear due to long-term neglect or maintenance, and the residual magnetic flux can not be started if it disappears. However, by installing the initial energizing means, reliable starting is performed. Since the magnetic flux as the field increases as the rotor rotates, the magnetic flux required for the initial excitation is small and the influence on the cogging torque is small, so that the rotation is started with small torque and power generation is performed.

이와 같이, 자려식으로 상기 초기 여자 수단을 설치한 발전기는, 작은 토크로 회전 가능하면서 또한 확실하게 발전이 가능하다는 장점을 얻을 수 있다. 한편, 상기 두 갈래로 분기된 날개 선단부를 가지는 날개차는 변환 효율을 높일 수 있다. 특히, 상기 두 갈래로 분기된 날개 선단부를 가지는 수직 주축형(vertical main shaft type)의 날개차와, 자려식으로 상기 초기 여자 수단을 설치한 발전기를 조합함으로써, 종래의 자연 에너지 발전기에서는 발전 효율이 나빴던 환경 하에 있어서도 필요 충분한 발전을 행하는 것이 가능해진다. 또한, 상기 경사진 날개 선단부를 가지는 날개차 및 만곡된 날개 선단부를 가지는 날개차에서는, 미풍 또는 저유속(低流速)의 물에서도 회전이 가능하다는 장점이 있다. 그러므로, 이와 같은 형상을 가지는 날개 선단부를 가지는 수직 주축형의 날개차와, 자려식으로 상기 초기 여자 수단을 설치한 발전기를 조합함으로써, 그 미풍 또는 저유속의 물에서도 회전이 생기는 날개차의 장점과, 작은 토크로 회전시켜 발전할 수 있는 발전기의 특징이 효과적으로 조합되는 것에 의해, 종래의 자연 에너지 발전기에서는 발전할 수 없었던 매우 적은 미풍 또는 저유속의 물에서의 발전이 가능해진다. As described above, the generator provided with the initial energizing means in a self-excited manner is advantageous in that it is rotatable with a small torque and can be reliably generated. On the other hand, the wing car having the two-branched wing tip can increase the conversion efficiency. Particularly, by combining a vertical main shaft type wing car having the bifurcated wing tip portion and a generator equipped with the initial excitation means in a self-contained manner, the power generation efficiency is improved in the conventional natural energy generator It is possible to perform necessary and sufficient development even in an environment where it is bad. In addition, the wing car having the inclined wing tip portion and the wing car having the curved wing tip portion are advantageous in that they can rotate even in the breeze or the low-flow velocity water. Therefore, by combining a vertical spindle type impeller having a blade tip having such a shape and a generator equipped with the initial excitation means in a self-excited manner, it is possible to realize the advantages of a wing car in which rotation is generated also in the breeze or low- By effectively combining the features of the generator that can be rotated by a small torque, it is possible to generate very little breeze or low-temperature water that could not be generated by the conventional natural energy generator.

특허청구범위 및/또는 명세서 및/또는 도면에 개시된 2개 이상의 구성의 어떠한 조합도, 본 발명에 포함된다. 특히, 청구의 범위의 각 청구항의 2개 이상의 어떠한 조합도, 본 발명에 포함된다.Any combination of two or more configurations disclosed in the claims and / or in the specification and / or drawings is included in the present invention. In particular, any combination of two or more of each claim in the claims is included in the present invention.

본 발명은, 첨부한 도면을 참고로 한 이하의 바람직한 실시형태의 설명으로부터, 보다 명료하게 이해할 수 있을 것이다. 그러나, 실시형태 및 도면은 단순한 도시 및 설명을 위한 것이며, 본 발명의 범위를 정하기 위해 이용되는 것은 아니다. 본 발명의 범위는 첨부한 청구의 범위에 의해 정해진다. 첨부 도면에 있어서, 복수의 도면에서의 동일한 부호는, 동일 또는 상당하는 부분을 나타낸다. The present invention will be more clearly understood from the following description of preferred embodiments with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the embodiments and drawings are for the purpose of illustration and description only and are not to be construed as limiting the scope of the invention. The scope of the present invention is defined by the appended claims. In the accompanying drawings, the same reference numerals in the plural drawings denote the same or equivalent parts.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 관한 날개차의 파단(破斷) 평면도이다.
도 2는 동 날개차의 정면도이다.
도 3a는 동 날개차의 날개의 정면도이다.
도 3b는 도 3a의 IIIB-IIIB선 단면도이다.
도 4는 도 3b의 IV-IV선 단면도이다.
도 5는 도 3b의 V부의 확대도이다.
도 6a는 본 발명의 제2 실시형태에 관한 날개차의 날개의 정면도이다.
도 6b는 도 6a의 VIB-VIB선 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시형태에 관한 풍력 발전용의 풍차의 파단 평면도이다.
도 8은 도 7에 나타낸 날개에 대하여, 도 4로 나타낸 단면과 동일 위치에서의 횡단면을 나타낸 단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시형태에 관한 발전기의 발전기 본체의 파단 정면도와 회로도를 조합한 설명도이다.
도 10은 동 발전기 본체를 직선형으로 전개하여 나타낸 설명도이다.
도 11은 동 발전기 본체의 전기 회로 구성을 나타낸 회로도이다.
도 12a는 종래예의 날개차의 날개의 정면도이다.
도 12b는 도 12a의 XIIB-XIIB선 단면도이다. BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a plan view showing a wing car according to a first embodiment of the present invention; FIG.
2 is a front view of the wing car.
3A is a front view of a wing of the wing car.
3B is a sectional view taken along line IIIB-IIIB of FIG. 3A.
4 is a sectional view taken along line IV-IV in Fig. 3B.
5 is an enlarged view of a portion V in Fig. 3B.
6A is a front view of a wing of a wing car according to a second embodiment of the present invention.
6B is a sectional view taken along the line VIB-VIB in FIG. 6A.
7 is a plan view of a wind turbine for wind power generation according to an embodiment of the present invention.
Fig. 8 is a cross-sectional view showing the cross section at the same position as the cross section shown in Fig. 4 with respect to the wing shown in Fig.
Fig. 9 is an explanatory diagram showing a combination of a front view and a circuit diagram of a generator main body of a generator according to an embodiment of the present invention; Fig.
Fig. 10 is an explanatory view showing the generator body in a linear form.
11 is a circuit diagram showing an electric circuit configuration of the generator main body.
12A is a front view of a wing of a conventional wing car.
12B is a sectional view taken along the line XIIB-XIIB in Fig. 12A.

본 발명의 실시형태에 관한 날개차 및 자연 에너지 발전 장치를 도 1 내지 도 5와 함께 설명한다. 도 1은, 이 실시형태에 관한 날개차(18)의 파단 평면도이다. 도 2는 이 날개차(18)의 정면도이다. 이 날개차(18)는, 날개(24)가 상하 방향으로 연장되는 이른바 직선 날개 수직축형 날개차(수직축식의 날개차)이다. 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 자연 에너지 발전 장치(19)는, 날개차(18)와, 이 날개차(18)에 의해 구동되는 발전기(26)(후술함)를 구비한다. 날개차(18)는, 회전체인 로터(Rt)와, 고정체인 고정 기대(fixed base)(Kd)를 가진다. 고정 기대(Kd)는, 지지판체(20)와, 프레임체(21)와, 기대(25)를 가진다. 지지판체(20)는, 접지면(接地面)에 탑재되는 평판형의 판체로서, 이 지지판체(20)의 상면에 기대(25)가 설치되어 있다. 이 기대(25)의 내부에는, 후술하는 발전기(26)가 설치되어 있다. 1 to 5, a wing car and a natural energy generating device according to an embodiment of the present invention will be described. Fig. 1 is a plan view of a wing car 18 according to this embodiment. Fig. 2 is a front view of the wing car 18. Fig. The wing car 18 is a so-called rectilinear wing vertical axis wing car (vertical axis wing car) in which the wing 24 extends in the vertical direction. 1 and 2, the natural energy generator 19 includes a wing car 18 and a generator 26 (to be described later) driven by the wing car 18. The impeller 18 has a rotor Rt as a rotating body and a fixed base Kd as a fixed body. The fixed base Kd has a support plate body 20, a frame body 21, and a base 25. The support plate body 20 is a plate-like plate body mounted on a ground surface. A base 25 is provided on the upper surface of the support plate body 20. A generator 26, which will be described later, is provided inside the base 25.

프레임체(21)는, 지지판체(20)로부터 위쪽으로 연장되는 복수(이 예에서는 4개)의 지주(支柱; column)(21a)와, 이들 지주(21a)를 수평 방향으로 연결하는 복수의 연결 부재(21b)와, 복수의 가설(架設) 부재(21c)를 가진다. 복수의 연결 부재(21b)는, 인접하는 지주(21a)의 상단부끼리를 서로 연결하는 상단(上段)의 복수의 연결 부재(21b)와, 인접하는 지주(21a)의 하단(下端) 부근부를 서로 연결하는 하단(下段)의 복수의 연결 부재(21b)를 포함한다. 상단(도 2의 상측)의 연결 부재(21b) 중 정해진 연결 부재(21b)와, 이 연결 부재(21b)에 대향하는 연결 부재(21b)에 걸쳐서 가설 부재(21c)가 가설되어 있다. 또한, 하단(도 2의 하측)의 연결 부재(21b) 중 정해진 연결 부재(21b)와, 이 연결 부재(21b)에 대향하는 연결 부재(21b)에 걸쳐서 가설 부재(21c)가 가설되어 있다. The frame body 21 has a plurality of (four in this example) columns 21a extending upward from the support plate body 20 and a plurality of columns 21a connecting the columnar supports 21a in the horizontal direction A connecting member 21b, and a plurality of mounting members 21c. The plurality of connecting members 21b are formed by connecting a plurality of connecting members 21b at the upper stage connecting the upper ends of adjacent struts 21a with each other and connecting the lower ends of the adjacent struts 21a to each other And a plurality of connecting members 21b at the lower stage to be connected. A predetermined connecting member 21b of the connecting member 21b at an upper end (upper side in Fig. 2) and a connecting member 21b facing the connecting member 21b are provided with a temporary stiffening member 21c. In addition, a predetermined connecting member 21b of the connecting member 21b at the lower end (lower side in Fig. 2) and a connecting member 21b facing the connecting member 21b are provided with a stiffening member 21c.

로터(Rt)는, 수직 주축(주축)(22)과, 지지체(23)와, 날개(24)를 가진다. 각각의 가설 부재(21c, 21c)의 길이 방향 중간부에, 각각 베어링(27, 27)을 통하여 수직 주축(22)이 회전 가능하게 지지되어 있다. 수직 주축(22)은 상하 방향으로 연장되고, 이 수직 주축(22)의 하단부가, 기대(25)의 내부까지 연장되어 있다. 수직 주축(22)의 길이 방향 중간 부근부로부터 복수의 지지체(23)가 각각 반경 방향 외측으로 연장되도록 설치되어 있다. 이들 지지체(23)는, 예를 들면, 이 날개차(18)의 정면에서 볼 때에 있어서 평행하게, 또한 동 날개차의 평면에서 볼 때 같은 위상이 되도록 설치되어 있다. The rotor Rt has a vertical main shaft (main shaft) 22, a support body 23, and a blade 24. A vertical spindle 22 is rotatably supported through bearings 27, 27 in the longitudinal middle portion of each of the temporary members 21c, 21c. The vertical spindle 22 extends in the vertical direction and the lower end of the vertical spindle 22 extends to the inside of the base 25. A plurality of support bodies 23 are provided so as to extend radially outwardly from the longitudinal middle portion of the vertical main shaft 22, respectively. These support members 23 are provided so as to be parallel to each other when viewed from the front of the vane wheel 18 and to have the same phase when viewed from the plane of the vane wheel.

복수의 지지체(23)에서의 양측의 선단부에는, 각각 날개(24)가 설치되어 있다. 이 예에서는, 상하의 지지체(23, 23)의 일단부(一端部)에 1개의 날개(24)가 연결되고, 상하의 지지체(23, 23)의 타단부에 다른 1개의 날개(24)가 연결되어 있다. 이들 날개(24, 24)는, 수직 주축(22)을 중심으로 하여 180°위상이 상이한 위치에 설치된다. 각 날개(24)는, 상하 방향을 따라 연장되고, 프레임체(21) 내에 있어서 동 프레임체(21)에 간섭하지 않도록 설치된다. 각 날개(24)는, 다양한 방향으로부터의 바람 또는 물을 받아 수직 주축(22)의 축심 L1 주위로 회전한다. A wing (24) is provided at the tip ends of both sides of the plurality of supports (23). In this example, one wing 24 is connected to one end of the upper and lower support members 23 and 23 and another wing 24 is connected to the other end of the upper and lower support members 23 and 23 have. These vanes 24 and 24 are installed at positions where they are 180 ° out of phase with respect to the vertical main shaft 22. Each wing 24 extends along the vertical direction and is provided so as not to interfere with the frame body 21 in the frame body 21. [ Each vane 24 receives wind or water from various directions and rotates about the axis L1 of the vertical spindle 22.

도 3a는 이 날개차의 날개(24)의 정면도이며, 도 3b는 도 3a의 IIIB-IIIB선 단면도이다. 도 3a, 도 3b에 나타낸 바와 같이, 날개(24)는, 스트레이트부(28)와 이 스트레이트부(28)의 길이 방향 양단으로부터 각각 연장되는 날개 선단부(29, 29)를 가진다. 스트레이트부(28) 및 각 날개 선단부(29, 29)는 동일 재료로 일체로 형성된다. 스트레이트부(28)는, 수직 주축(22)(도 2)과 평행하게 연장되고, 또한 도 3a에 나타낸 정면에서 볼 때 상하 방향의 어느 위치에 있어서도 동일 폭을 이룬다. 또한, 스트레이트부(28)는, 도 3b에 나타낸 바와 같이, 상하 방향의 어느 위치에 있어서도 동일한 두께로 형성된다. Fig. 3A is a front view of the vane 24 of the vane car, and Fig. 3B is a sectional view taken along line IIIB-IIIB of Fig. 3A. As shown in Figs. 3A and 3B, the blade 24 has a straight portion 28 and blade tip portions 29 and 29 extending from both ends in the longitudinal direction of the straight portion 28, respectively. The straight portion 28 and each blade tip 29, 29 are integrally formed of the same material. The straight portion 28 extends parallel to the vertical main shaft 22 (Fig. 2) and also has the same width at any position in the vertical direction as viewed from the front view shown in Fig. 3A. The straight portion 28 is formed to have the same thickness at any position in the vertical direction as shown in Fig. 3B.

도 4는, 도 3b의 IV-IV선 단면도이다. 도 1 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 복수(이 예에서는 2개)의 날개(24)는, 각각 수직 주축(22)의 축심 L1(도 2)에 수직인 평면을 따라 절단하여 본 횡단면이 날개(24)의 회전 방향에 대하여 비대칭이며, 또한 동 단면에서 두꺼운 측으로 되는 부분(동 도 4의 상측 부분)을 각 날개(24)의 회전 방향 선단으로 하고 있다. 또한, 각 날개(24)의 스트레이트부(28)의 외측면(28a)을 반경 방향 외측으로 볼록해지는 만곡면으로 하고, 스트레이트부(28)의 내측면(28b)의 대부분을 평탄면(28ba)으로 하고 있다. Fig. 4 is a sectional view taken along the line IV-IV in Fig. 3B. As shown in Figs. 1 and 4, a plurality of (two in this example) blades 24 are cut along a plane perpendicular to the axial center L1 (Fig. 2) of the vertical spindle 22, (Upper portion in Fig. 4) that is asymmetric with respect to the rotational direction of the rotor 24 and is thicker in the cross-section is the tip of the rotor 24 in the rotational direction. The outer surface 28a of the straight portion 28 of each blade 24 is formed as a curved surface convexed radially outward and most of the inner surface 28b of the straight portion 28 is formed as a flat surface 28ba, .

그리고, 내측면(28b)의 대부분을 평탄면(28ba)으로 하는 대신에, 내측면(28b)을 외측면(28a)보다도 곡률 반경이 큰 만곡면으로 해도 된다. 스트레이트부(28)의 내측면(28b)에서의, 외측면(28a)의 원주 방향 일단(一端)(도 4의 상측)과의 이음부는 원호면(28bb)을 이룬다. 이 원호면(28bb)과 평탄면(28ba)과의 이음부는 단차(段差)없이 스무스하게 이어지도록 형성되어 있다. The inner surface 28b may be a curved surface having a radius of curvature larger than that of the outer surface 28a instead of the flat surface 28ba for the most part of the inner surface 28b. One end in the circumferential direction of the outer side surface 28a at the inner side surface 28b of the straight portion 28 (upper side in Fig. 4) forms an arc surface 28bb. The joint between the circular arc surface 28bb and the flat surface 28ba is formed so as to smoothly extend without a step difference.

스트레이트부(28)의 내측면(28b)과 외측면(28a)의 원주 방향 타단(도 4의 하측)과의 이음부는, 예각(銳角)으로 되는 코너부에 형성되어 있다. 스트레이트부(28)의 내측면(28b)에서의 평탄면(28ba) 중 원호면(28bb) 가까이의 부분에, 지지체(23)의 선단부가 연결되어 있다. 상기 평탄면(28ba)은, 지지체(23)의 길이 방향에 대하여 수직인 평면을 이루고, 이 수직인 평면이 상하 방향을 따라 연장된다. The joint between the inner side 28b of the straight portion 28 and the other end in the circumferential direction of the outer side 28a (the lower side in Fig. 4) is formed at a corner portion having an acute angle. The tip end portion of the support body 23 is connected to a portion of the flat surface 28ba on the inner side surface 28b of the straight portion 28 near the arc surface 28bb. The flat surface 28ba forms a plane perpendicular to the longitudinal direction of the support body 23, and this perpendicular plane extends along the vertical direction.

도 2 및 도 3a, 도 3b에 나타낸 바와 같이, 날개 선단부(29, 29)는, 각각의 날개 선단으로부터의 날개단 와류를 저감하는 이른바 윙릿이다. 날개 선단부(29)는, 이 날개 선단부(29)를 상기 축심 L1을 포함하는 평면을 따라 절단하여 본 단면(주축 단면)의 형상이, 기단으로부터 선단을 향함에 따라서 수직 주축 측에 가까워지도록 경사진[환언하면, 스트레이트부(28)로부터 한쪽으로 이격되도록 경사진] 제1 경사 부분(29a)과, 기단으로부터 선단을 향함에 따라서 상기 수직 주축 측과는 반대측으로 멀어지도록 경사진[환언하면, 제1 경사 부분(29a)와는 반대측으로 멀어지도록 경사진] 제2 경사 부분(29b)으로 되는 두 갈래로 분기되는 형상으로 형성되어 있다. 상하의 날개 선단부(29, 29)는, 스트레이트부(28)의 길이 방향 중간부의 중심선 L2에 대하여, 선대칭으로 되는 동일 형상으로 형성되어 있다. As shown in Figs. 2 and 3A and 3B, the blade tip portions 29 and 29 are so-called winglets for reducing vortex flow from each blade tip. The wing tip end portion 29 is formed by cutting the wing tip end portion 29 along a plane including the axis L1 so that the shape of the main end face (main shaft end face) becomes closer to the vertical main shaft side from the base end toward the tip end (In other words, tilted so as to be spaced apart from the straight portion 28) and a second inclined portion 29a inclined so as to be distant from the base in the direction opposite to the vertical main axis side (in other words, And a second inclined portion 29b which is inclined to be away from the first inclined portion 29a). The upper and lower wing tip portions 29 and 29 are formed in the same shape to be line-symmetrical with respect to the center line L2 of the middle portion in the longitudinal direction of the straight portion 28.

도 5는, 도 3b의 V부 즉 상측의 날개 선단부(29)의 확대도이다. 그리고, 전술한 바와 같이 상하의 날개 선단부(29, 29)는 선대칭으로 되는 동일 형상이므로, 상측의 날개 선단부(29)에 대하여만 부호를 부여하여 상세하게 설명하고, 하측의 날개 선단부(29)에 대하여는 도 3b에서 상측의 날개 선단부(29)와 동일한 부호를 부여하여 그 상세한 설명을 생략한다. 도 3b 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 제1 경사 부분(29a) 및 제2 경사 부분(29b)의 기단은, 스트레이트부(28)의 길이 방향 선단(30)으로 연결된다. FIG. 5 is an enlarged view of the V portion, that is, the upper blade tip portion 29 in FIG. 3B. As described above, since the upper and lower blade tips 29 and 29 have the same shape in which they are linearly symmetrical, only the upper blade tip 29 is designated by reference numerals, and the lower blade tip 29 In Fig. 3B, the same reference numerals as those of the upper blade tip 29 are assigned, and a detailed description thereof will be omitted. The base ends of the first inclined portion 29a and the second inclined portion 29b are connected to the longitudinal end 30 of the straight portion 28 as shown in Figs.

제1 경사 부분(29a)은, 상기 주축 단면에 있어서, 선단을 향함에 따라서 수직 주축 측으로 완만하게 벤딩되도록 형성되어 있다. 이 제1 경사 부분(29a)의 주축 단면은, 수직 주축 측의 내면측 부분(29aa)과, 이 내면측 부분(29aa)과는 반대측의 외면측 부분(29ab)을 포함한다. 내면측 부분(29aa)은, 스트레이트부(28)의 내측면(28b)으로 단차없이 스무스하게 연결된다. 내면측 부분(29aa), 외면측 부분(29ab)은, 각각 정해진 곡률 반경 Ra, Rb로 이루어진다. 이들 내면측 부분(29aa), 외면측 부분(29ab)의 곡률 중심(C1, C2)은, 예를 들면, 스트레이트부(28)와 수직 주축(22)(도 2)과의 중간 부근에서, 또한 스트레이트부(28)의 길이 방향 선단(30)과 대략 같은 높이에 위치하고 있다. 이들 내면측 부분(29aa), 외면측 부분(29ab)의 곡률 중심(C1, C2)은 서로 다른 위치에 설정된다. 또한, 제1 경사 부분(29a)은, 상기 주축 단면에서의 두께 t1이 상단(上端)을 향함에 따라 얇은 두께로 되는 단면 형상으로 형성된다. 그리고, 곡률 반경 Ra, Rb는, 예를 들면, 실험이나 시뮬레이션 등의 결과로부터 적절하게 정해진다. The first inclined portion 29a is formed so as to gently bend toward the vertical main axis side toward the front end in the end surface of the main shaft. The main shaft section of the first inclined portion 29a includes an inner surface side portion 29aa on the vertical main shaft side and an outer surface side portion 29ab on the opposite side to the inner surface side portion 29aa. The inner side portion 29aa is smoothly connected to the inner side 28b of the straight portion 28 without a step. The inner surface side portion 29aa and the outer surface side portion 29ab are made up of predetermined curvature radii Ra and Rb, respectively. The centers of curvature C1 and C2 of the inner side portion 29aa and the outer side portion 29ab are located in the vicinity of the center of the straight portion 28 and the vertical main shaft 22 And is located at approximately the same height as the longitudinal direction end 30 of the straight portion 28. The curvature centers C1 and C2 of the inner side portion 29aa and the outer side portion 29ab are set at different positions. In addition, the first inclined portion 29a is formed in a sectional shape having a thin thickness as the thickness t1 in the major axis section faces the upper end. The curvature radii Ra and Rb are appropriately determined, for example, from the results of experiments and simulations.

제2 경사 부분(29b)은, 상기 주축 단면에 있어서, 선단을 향함에 따라서 수직 주축 측과는 반대측으로 완만하게 벤딩되도록 형성되어 있다. 이 제2 경사 부분(29b)의 주축 단면은, 스트레이트부(28)의 외면측(28a)으로 단차없이 연결되는 내면측 부분(29ba)과, 이 내면측 부분(29ba)과는 반대측의 외면측 부분(29bb)를 포함한다. 이들 내면측 부분(29ba), 외면측 부분(29bb)은, 각각 정해진 곡률 반경으로 이루어진다. 그 외에 제1 경사 부분(29a)과 대략 동일한 구성으로 되어 있다. 단, 제2 경사 부분(29b)에서의 수평 방향의 길이 Lhb는, 제1 경사 부분(29a)에서의 수평 방향의 길이 Lha보다도 짧게 설정되어 있다. 날개 선단부 전체로서의 수평 방향의 길이는, 제1 경사 부분(29a)에서의 수평 방향의 길이 Lha에, 제2 경사 부분(29b)에서의 수평 방향의 길이 Lhb를 더한 값(Lha＋Lhb)이다. The second inclined portion 29b is formed so as to gently bend in a direction opposite to the vertical main axis side toward the front end in the main shaft section. The main shaft section of the second inclined portion 29b has an inner surface side portion 29ba connected to the outer surface side 28a of the straight portion 28 in a stepped manner and an outer surface side portion 29ba opposite to the inner surface side portion 29ba Portion 29bb. The inner side portion 29ba and the outer side portion 29bb each have a predetermined radius of curvature. And has substantially the same configuration as the first inclined portion 29a. However, the length Lhb in the horizontal direction in the second inclined portion 29b is set to be shorter than the length Lha in the horizontal direction in the first inclined portion 29a. The horizontal length of the blade tip as a whole is a value (Lha + Lhb) obtained by adding the horizontal length Lhb in the second inclined portion 29b to the horizontal length Lha in the first inclined portion 29a.

이상 설명한 날개차(18)의 날개(24)에 의하면, 날개 선단부(29)의 주축 단면이 기단으로부터 선단을 향함에 따라서 수직 주축 측과 그 반대측으로 각각 경사지는 단면 형상으로 하고 있다. 날개 선단부(29)에서의, 제1 경사 부분(29a)이 이 제1 경사 부분(29a)의 날개 선단으로부터의 날개단 와류를 저감할 수 있는 데 더하여, 날개 선단부(29)에서의, 제2 경사 부분(29b)도 이 제2 경사 부분(29b)의 날개 선단으로부터의 날개단 와류를 저감할 수 있다. 그러므로, 날개 선단부 전체적으로, 날개 선단으로부터의 날개단 와류를 효과적으로 저감할 수 있다. According to the blade 24 of the vane wheel 18 described above, the end surface of the main shaft of the vane tip end portion 29 has a sectional shape that is inclined toward the vertical main shaft side and the opposite side from the base end toward the tip end. The first inclined portion 29a at the blade tip 29 can reduce the blade tip vortices from the tip of the blade of the first inclined portion 29a and the second blade tip 29b at the blade tip 29, The inclined portion 29b can also reduce vortical flow from the blade tip of the second inclined portion 29b. Therefore, vane swirling from the blade tip can be effectively reduced as a whole on the blade tip portion.

특히 날개 선단부(29)를 제1, 제2 경사 부분(29a, 29b)에서 두 갈래로 분기시켰기 때문에, 제1 경사 부분(29a)에서의 날개 선단으로부터 스트레이트부(28)까지의 수평 방향의 길이 Lha에, 제2 경사 부분(29b)에서의 날개 선단으로부터 스트레이트부(28)까지의 수평 방향의 길이 Lhb를 부가한 날개 선단부 전체의 수평 방향의 길이(Lha＋Lhb)를 길게 확보할 수 있다. 이와 같이, 두 갈래로 분기된 날개 선단부(29)는, 전술한 1단으로 경사지게 한 경우와 비교하여, 날개 선단부(29)에 국부적으로 급준한 굴곡 부분을 생기게 하지 않고, 날개 선단부(29)의 수평 방향의 길이(Lha＋Lhb)를 날개 선단부 전체적으로 길게 확보할 수 있다. 그러므로, 날개 전체의 길이를 일정하게 한 경우에, 날개 선단부(29)의 수평 방향의 길이(Lha＋Lhb)를 원하는 길이로 확보하면서, 스트레이트부(28)의 길이 Lｖ를 길게 확보할 수 있어, 원하는 수풍 면적 또는 수수 면적을 확보할 수 있다. 이상과 같이 날개 선단으로부터의 날개단 와류를 확실하게 저감할 수 있는 데 더하여, 원하는 수풍 면적 또는 수수 면적을 확보할 수 있으므로, 근소한 미풍 또는 저유속의 물에서도 회전이 가능해진다. 또한, 제1, 제2 경사 부분(29a, 29b)을 서로 이격되도록 두 갈래로 분기시켰기 때문에, 한쪽으로만 경사지게 한 날개 선단부보다도 벤딩 모멘트를 저감할 수 있다. The length of the first inclined portion 29a in the horizontal direction from the leading end of the blade to the straight portion 28 can be reduced because the blade tip 29 is branched into two branches at the first and second inclined portions 29a and 29b. (Lha + Lhb) of the entire blade front end portion to which the length Lhb in the horizontal direction from the blade tip to the straight portion 28 in the second inclined portion 29b is added to the Lha. As described above, the bifurcated leading end portion 29 branched into two bifurcations does not cause a bending portion that is locally sharpened at the leading end portion 29 of the wing, The length Lha + Lhb in the horizontal direction can be ensured as a whole on the tip of the blade. The length Lv of the straight portion 28 can be secured to be long while the length Lha + Lhb of the blade tip portion 29 in the horizontal direction is secured to a desired length when the entire length of the blade is made constant, It is possible to secure an area or a receiving area. As described above, since vortex vortices from the blade tip can be surely reduced, a desired water flow area or a water receiving area can be ensured, so that even a slight breeze or low-velocity water can be rotated. Further, since the first and second inclined portions 29a and 29b are diverged from each other so as to be spaced apart from each other, the bending moment can be reduced more than the blade tip portion inclined only to one side.

이와 같이, 스트레이트부(28)의 길이 Lｖ를 길게 할 수 있으므로, 날개(24)가 받는 에너지에 대하여 회전 에너지로 변환하는 변환 효율을 높일 수 있다. 또한, 날개 선단부(29)의 수평 방향의 길이(Lha＋Lhb)를 원하는 길이로 확보함으로써, 날개 선단으로부터 발생하는 날개단 와류를 확실하게 저감할 수 있고, 또한 날개 선단부(29)의 국부적 벤딩 각도를 완만하게 할 수 있으므로, 날개 선단부(29)의 벤딩부에 작용하는 응력을 저감할 수 있어, 날개(24)의 강도를 향상시킬 수 있다. In this manner, since the length Lv of the straight portion 28 can be made longer, the conversion efficiency for converting the energy received by the vane 24 into rotational energy can be increased. In addition, by ensuring the length (Lha + Lhb) of the blade tip 29 in the horizontal direction to be a desired length, it is possible to reliably reduce the vane end vortex generated from the vane tip, and also to slow down the local bending angle of the vane tip end 29 The stress acting on the bending portion of the blade tip portion 29 can be reduced, and the strength of the blade 24 can be improved.

날개 선단부(29)는, 기단으로부터 선단을 향함에 따라서 협폭으로 되는 테이퍼형으로 하였으므로, 날개 선단을 예를 들면, 평탄 형상으로 하는 것보다 날개단 와류를 더욱 저감할 수 있다. 따라서, 날개(24)가 받는 에너지에 대하여 회전 에너지로 변환하는 변환 효율을 더 높이는 것이 가능하다Since the blade tip end portion 29 is tapered so as to be narrowed from the base end to the tip end, it is possible to further reduce the blade tip vortices than to make the blade tip flat, for example. Therefore, it is possible to further increase the conversion efficiency for converting the energy received by the vanes 24 into rotational energy

그리고, 제1 경사 부분(29a)의 내면측 부분(29aa), 외면측 부분(29ab)은, 동일한 곡률 반경으로 이루어지는 것으로 하고, 또한 제1 경사 부분(29a)의 상기 주축 단면에서의 두께 t1을 상하 방향의 어느 위치에 있어서도 동일 두께로 해도 된다. 제1 경사 부분(29a)의 내면측 부분(29aa), 외면측 부분(29ab)은, 각각 기단으로부터 어느 일정한 위치까지, 정해진 곡률 반경으로 이루어지는 것으로 하고, 상기 일정한 위치로부터 선단까지 2차 곡선 등의 포물선형의 곡선으로 이루어지는 것이라도 된다. 이 곡률 반경과 포물선형의 곡선과의 관계를 반대로 해도 된다. 그 외에 곡률 반경과 포물선형의 곡선을 복합적으로 조합한 것으로 해도 된다. 제2 경사 부분(29b)에 대하여도, 전술한 제1 경사 부분(29a)과 마찬가지의 변경을 행해도 된다. The inner surface side portion 29aa and the outer surface side portion 29ab of the first inclined portion 29a are formed to have the same radius of curvature and the thickness t1 of the first inclined portion 29a But may be the same thickness at any position in the vertical direction. The inner surface side portion 29aa and the outer surface side portion 29ab of the first inclined portion 29a each have a predetermined radius of curvature from a base end to a certain position and a quadratic curve or the like It may be a parabolic curve. The relationship between the curvature radius and the parabolic curve may be reversed. Alternatively, a combination of a curvature radius and a parabolic curve may be combined. Similar changes to the above-described first inclined portion 29a may be made for the second inclined portion 29b.

1개의 수직 주축(22)에 대하여 상하 방향으로 복수 단(plural steps)의 날개(24)를 설치해도 된다. 이 경우, 날개차의 설치 면적에 대하여 날개(24)의 수풍 면적을 증가시킬 수 있다. 날개 개수는 1단당 2개로 한정되는 것이 아니고, 3개 이상으로 해도 된다. A plurality of steps 24 may be provided in the vertical direction with respect to one vertical main shaft 22. In this case, the swirling area of the blades 24 can be increased with respect to the installation area of the blades. The number of wings is not limited to two per one unit, but may be three or more.

본 발명의 제2 실시형태에 대하여 설명한다. 이하의 설명에 있어서는, 각 형태에서 선행하는 형태에서 설명하고 있는 사항에 대응하고 있는 부분에는 동일한 참조 부호를 부여하고, 중복되는 설명을 생략한다. 구성의 일부만을 설명하고 있는 경우, 구성의 다른 부분은, 특별히 기재가 없는 한 선행하여 설명하고 있는 형태와 마찬가지로 한다. 동일한 구성으로부터 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다. 실시의 각 형태로 구체적으로 설명하고 있는 부분의 조합뿐만아니라, 특히 조합에 지장이 생기지 않으면, 실시형태끼리를 부분적으로 조합시키는 것도 가능하다. A second embodiment of the present invention will be described. In the following description, the same reference numerals are assigned to the parts corresponding to those described in the preceding embodiments in the respective embodiments, and redundant explanations are omitted. In the case where only a part of the configuration is described, the other parts of the configuration are the same as the configuration described above unless otherwise described. The same operation and effect can be obtained from the same configuration. It is also possible to partially combine the embodiments as well as the combination of the parts specifically described in the embodiments of the present invention, especially if the combination does not hinder.

도 6a는 제2 실시형태에 관한 날개차의 날개(24A)의 상반부의 정면도이며, 도 6b는 도 6a의 VIB-VIB선 단면도이다. 이 날개차는, 날개(24A)의 스트레이트부(28A)가 주축(22)에 대하여 반경 방향 외측으로 연장되는 수평축식 날개차이다. 즉 주축(22)은 그 축심 L1 주위로 회전 가능하게 설치되고, 이 주축(22)의 외주(外周)에 원주 방향 일정 간격을 두고 복수(예를 들면, 2∼5개 정도: 도 6a에서는 1개만 표시하고 있음)의 날개(24A)가 고정된다. 날개(24A)의 스트레이트부(28A)는, 도 6a에 나타낸 정면에서 볼 때 기단으로부터 선단을 향함에 따라서 광폭(廣幅)으로 형성된다. 그 외에 전술한 제1 실시형태와 동일 구성으로 되어 있다. 날개(24A)는 주축(22)의 회전 축심으로부터 이격될수록 토크를 크게 확보할 수 있다. 그리고, 날개 선단부(29)를 경사지게 하는 방향을, 주축(22)의 기단측(基端側)을 향해도 되고, 주축(22)의 선단측을 향해도 된다. 이 구성에 의하면, 스트레이트부(28A)가 기단으로부터 선단을 향함에 따라서 광폭으로 형성되는, 즉 면적이 커져 있으므로, 토크를 크게 확보할 수 있는 스트레이트부(28A)의 선단의 변환 효율을 더욱 높일 수 있다. 또한, 날개 선단부(29)를 전술한 바와 같이 두 갈래로 분기된 단면 형상으로 하였으므로, 날개(24A)가 받는 에너지에 대하여 회전 에너지로 변환하는 변환 효율을 높이는 동시에, 날개(24A)의 강도를 향상시킬 수 있다.Fig. 6A is a front view of the upper half of the vane blades 24A according to the second embodiment, and Fig. 6B is a sectional view taken along the line VIB-VIB in Fig. 6A. The wing car is a horizontal axis winger in which the straight portion 28A of the wing 24A extends radially outward with respect to the main shaft 22. That is, the main shaft 22 is provided so as to be rotatable about its axis L1, and a plurality of (for example, about 2 to 5: about 1 in FIG. 6A) are arranged on the outer circumference The wing 24A of the wing 24A is fixed. The straight portion 28A of the blade 24A is formed to have a wide width from the base end toward the tip as viewed from the front as shown in Fig. 6A. And has the same configuration as that of the first embodiment described above. The wing 24A can secure a large torque as it is spaced apart from the rotational center of the main shaft 22. [ The direction in which the blade tip 29 is tilted may be toward the base end side of the main shaft 22 or toward the tip end side of the main shaft 22. [ According to this configuration, since the straight portion 28A is formed wide in width from the base end toward the tip end, that is, the area is large, the conversion efficiency of the tip end of the straight portion 28A, have. Further, since the blade tip portion 29 is formed into a bifurcated cross-sectional shape as described above, the conversion efficiency for converting the energy received by the blade 24A into rotational energy can be increased and the strength of the blade 24A can be improved .

본 발명의 제3 실시형태에 관한 날개차인 풍력 발전용의 풍차 및 자연 에너지 발전 장치인 풍력 발전 장치를 도 7 및 도 8과 함께 설명한다. 도 7은, 이 실시형태에 관한 풍력 발전용의 날개차(풍차)(18)의 파단 평면도이다. 이 풍차(18)는, 날개(24)가 상하 방향으로 연장되는 이른바 직선 날개 수직축형 풍차이다. 이 풍차(18)는 북반구에 설치되는 것이다. 이하의 설명에 있어서는, 각 형태에서 선행하는 형태에서 설명하고 있는 사항에 대응하고 있는 부분에는 동일한 참조 부호를 부여하고, 중복되는 설명을 생략한다. 구성의 일부만을 설명하고 있는 경우, 구성의 다른 부분은, 특별히 기재가 없는 한 선행하여 설명하고 있는 형태와 마찬가지로 한다. 동일한 구성으로부터 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다. 실시의 각 형태에서 구체적으로 설명하고 있는 부분의 조합뿐만아니라, 특히 조합에 지장이 생기지 않으면, 실시형태끼리를 부분적으로 조합시키는 것도 가능하다. 7 and 8, a wind turbine generator for a wind turbine and a wind turbine generator for a wind turbine according to a third embodiment of the present invention will be described. Fig. 7 is a broken-away plan view of a wind turbine (windmill) 18 for wind power generation according to this embodiment. This windmill 18 is a so-called straight-wing vertical axis type windmill in which the wings 24 extend vertically. This windmill 18 is installed in the northern hemisphere. In the following description, the same reference numerals are assigned to the parts corresponding to those described in the preceding embodiments in the respective embodiments, and redundant explanations are omitted. In the case where only a part of the configuration is described, the other parts of the configuration are the same as the configuration described above unless otherwise described. The same operation and effect can be obtained from the same configuration. It is also possible to partially combine the embodiments as well as the combination of the parts specifically described in the embodiments of the present invention, especially if the combination does not hinder.

도 8은, 도 7에 나타낸 본 실시형태의 날개(24)에 대하여, 제1 실시형태의 도 4에 나타낸 단면과 동일 위치에서의 횡단면을 나타낸 단면도이다. 도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 복수(이 예에서는 2개)의 날개(24)의 횡단면은, 풍향에 관계없이 회전 방향을 특정 방향(도 13에서 화살표 R1로 나타내는 반시계 회전 방향)으로 규정하는 형상으로 형성되어 있다. 즉 복수의 날개(24)는, 각각 수직 주축(22)의 축심 L1에 수직인 평면을 따라 절단하여 본 횡단면이 날개(24)의 회전 방향에 대하여 비대칭이며, 또한 동 단면에서 두꺼운 측으로 되는 부분(동 도 14의 하측 부분)을 각 날개(24)의 회전 방향 선단으로 하고 있다. 또한, 각 날개(24)의 스트레이트부(28)의 외측면(28a)을 반경 방향 외측으로 볼록해지는 만곡면으로 하고, 각 날개(24)의 스트레이트부(28)의 내측면(28b)의 대부분을 평탄면(28ba)으로 하고 있다. Fig. 8 is a cross-sectional view showing a cross section at the same position as the cross section shown in Fig. 4 of the first embodiment with respect to the blade 24 of the present embodiment shown in Fig. As shown in Figs. 7 and 8, a plurality of (in this example, two) blades 24 are formed so that the cross section of the blade 24 is rotated in a specific direction (counterclockwise rotation direction indicated by arrow R1 in Fig. 13) irrespective of the wind direction And is formed in a prescribed shape. That is, the plurality of blades 24 are each cut along a plane perpendicular to the axial center L1 of the vertical main shaft 22, and the cross section is asymmetric with respect to the rotational direction of the blades 24, 14) is defined as the forward end of each blade 24 in the rotation direction. The outer surface 28a of the straight portion 28 of each blade 24 is a curved surface convexed radially outward and most of the inner surface 28b of the straight portion 28 of each blade 24 is curved, As a flat surface 28ba.

그리고, 내측면(28b)의 대부분을 평탄면(28ba)으로 하는 대신에, 내측면(28b)을 외측면(28a)보다도 곡률 반경이 큰 만곡면으로 해도 된다. 스트레이트부(28)의 내측면(28b)에서의, 외측면(28a)의 원주 방향 일단(도 8의 하측)과의 이음부는 원호면(28bb)을 이룬다. 이 원호면(28bb)과 평탄면(28ba)과의 이음부는 단차없이 스무스하게 이어지도록 형성되어 있다. The inner surface 28b may be a curved surface having a radius of curvature larger than that of the outer surface 28a instead of the flat surface 28ba for the most part of the inner surface 28b. The joint between the inner side surface 28b of the straight portion 28 and one end in the circumferential direction of the outer side surface 28a (the lower side in Fig. 8) forms an arc surface 28bb. The joint between the circular arc surface 28bb and the flat surface 28ba is formed so as to smoothly continue without a step.

스트레이트부(28)의 내측면(28b)과, 외측면(28a)의 원주 방향 타단(도 8의 상측)과의 이음부는, 예각으로 되는 코너부에 형성되어 있다. 스트레이트부(28)의 내측면(28b)에서의 평탄면(28ba) 중 원호면(28bb) 가까이의 부분에, 지지체(23)의 선단부가 연결되어 있다. 상기 평탄면(28ba)은, 지지체(23)의 길이 방향에 대하여 수직인 평면을 이루고, 이 수직인 평면이 상하 방향을 따라 연장된다. The joint between the inner side surface 28b of the straight portion 28 and the other end in the circumferential direction of the outer side surface 28a (the upper side in Fig. 8) is formed at a corner portion having an acute angle. The tip end portion of the support body 23 is connected to a portion of the flat surface 28ba on the inner side surface 28b of the straight portion 28 near the arc surface 28bb. The flat surface 28ba forms a plane perpendicular to the longitudinal direction of the support body 23, and this perpendicular plane extends along the vertical direction.

이와 같은 날개(24)가 바람을 받으면, 내측면(28b)을 따르는 유속보다도 외측면(28a)을 따르는 유속이 빠르고, 날개 주위의 압력 분포는 외측면(28a)의 부압(負壓)이 커지게 된다. 따라서 날개 전체적으로 내측면 측으로부터 외측면 측으로의 양력 L이 발생한다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 여기서 날개(24)의 회전에 의해 생기는 상대(相對) 풍속ｖ과 풍속 u과의 합성 풍속 w에 의해 날개에 발생하는 양력을 L이라고 한다. 그러면, 양력 L과 항력 D의 t 방향의 합성 성분(Lt-Dt)이 날개(24)의 회전 방향의 힘으로 된다. The flow velocity along the outer side surface 28a is faster than the flow velocity along the inner side surface 28b and the pressure distribution around the blade is larger than the negative pressure of the outer side surface 28a . Therefore, a lifting force L is generated from the inner side to the outer side of the blade as a whole. As shown in Fig. 8, the lift generated in the blades by the composite wind speed w of the relative wind velocity v and the wind velocity u generated by the rotation of the blade 24 is referred to as L. Then, the synthetic component (Lt-Dt) in the t direction of the lift L and the drag D becomes the force in the rotating direction of the blade (24).

풍향에 관계없이 회전 방향을 반시계 방향으로 규정한 전술한 복수의 날개(24)를 구비하는 풍차(18)를 북반구에 설치한 경우, 종래의 시계 회전 방향의 날개를 가지는 수직축식 풍력 발전용의 풍차에 대하여, 지구의 자전에 의해 생기는 코리올리력을 효과적으로 이용하여 회전 저항을 줄이고, 같은 조건 하에서 많은 날개(24)를 회전시킬 수 있다. 따라서, 수직 주축(22)을 가지는 발전용의 풍차(18)를 사용하여, 보다 적은 바람의 에너지로부터 발전을 행할 수 있다. 풍차(18)는 직선 날개 수직축형 풍차이므로, 날개(24)에 작용하는 양력과 항력과의 비를 높일 수 있다. 또한, 높은 주속비(周速比)로 큰 토크를 얻을 수 있다. When the wind turbine 18 having the aforementioned plurality of blades 24 defining the rotation direction in the counterclockwise direction regardless of the wind direction is installed in the northern hemisphere, With respect to the windmill, it is possible to effectively use the Coriolis force generated by the earth's rotation to reduce the rotational resistance and to rotate the many blades 24 under the same conditions. Therefore, by using the windmill 18 for power generation having the vertical main shaft 22, it is possible to generate power from less wind energy. Since the windmill 18 is a straight wing vertical axis type windmill, the ratio of the lift force to the drag force acting on the blade 24 can be increased. In addition, a large torque can be obtained at a high peripheral speed ratio.

다음에, 발전기(26)에 대하여 도 9 내지 도 11과 함께 설명한다. 기대(25)(도 2)의 내부에는, 수직 주축(22)(도 2)의 회전에 의해 후술하는 로터(5)를 회전시켜 발전을 행하는 발전기(26)가 설치되어 있다. 도 9는, 발전기(26)의 발전기 본체(1)의 파단 정면도와 회로도를 조합한 설명도이다. 동 도 9에 있어서, 발전기(26)의 발전기 본체(1)는, 환형(環形)의 스테이터(4)와, 이 스테이터(4)의 내측에 스테이터(4)의 중심 주위에서 회전 가능하게 설치된 로터(5)를 가진다. 예를 들면, 이 로터(5)와 전술한 수직 주축(도 2)이 동축(同軸)에 연결되어 있다. 스테이터(4)는 출력 철심(6)과 출력 코일(7)을 가진다. 이 실시형태는 2극 발전기에 적용한 예이며, 출력 철심(6)은, 원환형(圓環狀)의 요크부(6a)의 원주 방향 2개소(箇所)에, 내측으로 돌출하는 기어형의 자극부(磁極部)(6b)가 형성되어 있다. 각각의 자극부(6b)에 상기 출력 코일(7)이 권취되어 있다. Next, the generator 26 will be described with reference to Figs. 9 to 11. Fig. In the interior of the base 25 (Fig. 2), there is provided a generator 26 for generating electric power by rotating the rotor 5 described later by rotation of the vertical main shaft 22 (Fig. 2). Fig. 9 is an explanatory view showing a combination of the front view of the generator main body 1 of the generator 26 and the circuit diagram. 9, the generator main body 1 of the generator 26 includes an annular stator 4, a rotor (not shown) rotatably installed around the center of the stator 4, (5). For example, the rotor 5 and the aforementioned vertical spindle (FIG. 2) are connected coaxially. The stator (4) has an output iron core (6) and an output coil (7). This embodiment is an example applied to a bipolar generator. The output iron core 6 has two annular yoke portions 6a in the circumferential direction at two places, (Magnetic pole portion) 6b are formed. And the output coil 7 is wound around each magnetic-pole portion 6b.

도 10에 나타낸 바와 같이, 각각의 자극부(6b)의 출력 코일(7)은, 출력 철심(6)의 인접하는 자극부(6b)의 내경측(內徑側)을 향하는 자극면(磁極面)에 서로 다른 자극(磁極)이 나타낸 바와 같이, 직렬로 접속되어 있다. 출력 코일(7)의 양단이 단자(7a, 7b)로 되고, 이들 단자(7a, 7b)에 도 9와 같이 외부 부하(3)를 접속하고, 발전기로부터 전류를 외부로 인출한다. 10, the output coils 7 of the respective magnetic pole portions 6b are arranged on the magnetic pole surfaces (magnetic pole surfaces) facing the inner diameters side of the adjacent magnetic pole portions 6b of the output core 6. [ As shown by different magnetic poles (magnetic poles). Both ends of the output coil 7 serve as terminals 7a and 7b and an external load 3 is connected to these terminals 7a and 7b as shown in Fig.

도 9 및 도 10에 나타낸 바와 같이, 로터(5)는, 계자 철심(8)과, 이 계자 철심(8)에 권취된 주계자 코일(9) 및 부계자 코일(10)을 가진다. 계자 철심(8)은, 중심공을 가지는 철심 본체(8a)의 외주에, 외경측으로 돌출하는 복수의 기어형의 자극부(8b)가 원주 방향으로 나란히 설치되어 있다. 이 자극부(8b)는, 출력 철심(6)의 1개의 자극부(6b)에 대하여 각각 3개씩 설치되어 있다. 9 and 10, the rotor 5 has a field iron core 8, a main magnetic coil 9 wound around the field core 8, and a secondary magnetic coil 10. The field iron core 8 has a plurality of gear-shaped magnetic pole portions 8b projecting radially outward from the outer periphery of the iron core main body 8a having a center hole arranged in the circumferential direction. Three magnetic pole portions 8b are provided for one magnetic pole portion 6b of the output iron core 6. [

주계자 코일(9)은, 인접하는 2개의 자극부(8b, 8b)에 걸쳐 감겨지고, 이 2개의 자극부(8b, 8b)에 걸쳐 권취된 각각의 주계자 코일(9)은, 2개 1조(組)로 된 인접하는 자극조(磁極組)끼리의 자극면에 상이한 자극이 나타난 바와 같이, 직렬로 접속되어 있다. 부계자 코일(10)은, 주계자 코일(9)과 1개의 자극부(8b)의 분만큼 위상을 어긋나게 하여, 주계자 코일(9)과 마찬가지로, 인접하는 2개의 자극부(8b, 8b)에 걸쳐 권취되어 있다. 이 2개의 자극부(8b, 8b)에 걸쳐 권취된 각각의 부계자 코일(10)은, 2개 1조된 인접하는 자극조끼리의 자극면에 상이한 자극이 나타난 바와 같이, 직렬로 접속되어 있다. 주계자 코일(9) 및 부계자 코일(10)의 각 직렬 접속체의 양단의 단자를, 각각 부호 "9a", "9b", "10a", "10b"로 도 10에 나타낸다. The main magnetic coil 9 is wound around the adjacent two magnetic pole portions 8b and 8b and each main magnetic pole coil 9 wound around the two magnetic pole portions 8b and 8b is wound around two magnetic pole portions 8b and 8b And are connected in series, as shown by different magnetic poles on the pole faces of adjacent pair of pole sets (magnetic pole sets). The auxiliary magnet coil 10 is shifted in phase by the amount corresponding to the main magnetic coil 9 and the one magnetic pole portion 8b so that the two adjacent magnetic pole portions 8b and 8b, Respectively. Each of the secondary permanent magnet coils 10 wound around the two magnetic pole portions 8b and 8b is connected in series as shown by different magnetic poles on the pole faces of two adjacent pairs of pole cores. The terminals at both ends of each series connection body of the main magnetic coil 9 and the subsidiary magnetic coil 10 are denoted by reference numerals 9a, 9b, 10a, and 10b, respectively.

도 11에 나타낸 바와 같이, 주계자 코일(9)에는 병렬로 정류 소자(정류 수단)(11)가 접속되고, 주계자 코일(9)에는 정류 소자(11)가 흐르게 할 수 있는 방향의 전류가 흐른다. 부계자 코일(10)은 주계자 코일(9)과 직렬로 접속되고, 또한 직렬로 정류 소자(정류 수단)(12)가 접속되고, 부계자 코일(10)에는 주계자 코일(9)과 같은 방향의 전류만이 흐른다. 도면 중의 화살표는 전류가 흐르는 방향을 나타낸다. 11, a rectifying element (rectifying means) 11 is connected in parallel to the main magnetic coil 9 and a current in a direction in which the rectifying element 11 can flow is connected to the main magnetic coil 9 Flows. The auxiliary magnetic coil 10 is connected in series with the main magnetic coil 9 and is connected in series to a rectifying element (rectifying means) 12. The auxiliary magnetic coil 10 is connected to the main magnetic coil 9 Only the current in the direction flows. Arrows in the figure indicate directions in which current flows.

이 발전기(26)는, 이와 같은 부계자 코일(10)을 가지는 구성의 자려형(自勵型)의 발전기에 있어서, 발전의 초기 여자에 필요한 정도의 자력을 생기게 하는 초기 여자 수단(2)을 가진다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 출력 코일(7)에, 스위칭 수단(13)을 통하여 착자용(着磁用) 전원(14)이 외부 부하(3)와 병렬로 접속되어 있다. 착자용 전원(14)과 스위칭 수단(13)에 의해 초기 여자 수단(2)이 구성된다. 스위칭 수단(13)은, 반도체 스위칭 소자 또는 유접점의 스위치가 사용된다. 착자용 전원(14)은 2차 전지 또는 컨덴서 등의 축전 수단이다. 외부 부하(3)가 2차 전지의 경우에는, 그것을 착자용 전원으로서 사용해도 된다. The generator 26 includes an initial energization means 2 for generating a magnetic force to the extent necessary for initial energization of the power generator in a self-contained type generator having such a secondary energizer coil 10 I have. 9, a power source 14 for magnetization is connected to the output coil 7 in parallel with the external load 3 via the switching means 13. [ The earthing power source 14 and the switching means 13 constitute the initial energizing means 2. [ As the switching means 13, a semiconductor switching element or a switch of a contact point is used. The earthing power source 14 is a storage means such as a secondary battery or a condenser. When the external load 3 is a secondary battery, it may be used as a power source for the earthing.

착자(着磁)를 하기 위해서는, 소정의 크기의 전류를 극단시간(極短時間) 흐르게 하면 된다. 착자의 정도는, 발전의 개시를 위한 초기 여자에 필요한 잔류 자기(磁氣)를 얻을 수 있는 정도로 되고, 전류의 크기와 스위칭 수단(13)의 온 시간으로 정해진다. 스위칭 수단(13)의 개폐 조작은, 개폐 제어 수단(15)에 의해 행해진다. 개폐 제어 수단(15)은, 예를 들면, 로터(5)의 회전을 검출하는 회전 검출 수단(16)의 검출 신호를 감시하고, 로터(5)가 정지 상태로부터 회전을 개시한 것이 검출되면, 스위칭 수단(13)을 착자에 필요한 설정 시간만큼 온시킨다. In order to perform magnetization, a current of a predetermined magnitude may be allowed to flow for an extremely short time. The magnitude of the magnetic field is such that the residual magnetic force necessary for the initial excitation for starting the generation of electric power can be obtained and is determined by the magnitude of the current and the on time of the switching means 13. The opening and closing operation of the switching means 13 is performed by the opening and closing control means 15. [ The opening and closing control means 15 monitors the detection signal of the rotation detecting means 16 for detecting the rotation of the rotor 5 and when it is detected that the rotor 5 starts rotating from the stop state, The switching means 13 is turned on for the set time required for magnetization.

그리고, 로터(5)의 회전의 정지(停止) 시간이 짧은 경우는 잔류 자기가 충분히 남아 있으므로, 개폐 제어 수단(15)은, 설정 시간 이상의 로터(5)의 정지의 후에 회전을 개시한 경우에만 스위칭 수단(13)을 온시키는 등, 설정 조건에 따라 스위칭 수단(13)을 온시키도록 제어로 해도 된다. 또한, 소정의 회전수가 되어도 발전을 개시하지 않을 때만 착자를 하도록 해도 되고, 소정 시간마다 발전기의 회전이 정지하고 있을 때 착자를 해도 된다. When the time for stopping the rotation of the rotor 5 is short, the residual magnetism remains sufficiently. Therefore, when the rotation of the rotor 5 is started after the rotor 5 has been stopped for more than the set time, The switching means 13 may be turned on in accordance with the setting conditions such as turning on the switching means 13, for example. It is also possible to perform the magnetization only when the power generation is not started even if the predetermined number of revolutions is achieved, or to make the magnetization when the rotation of the generator is stopped every predetermined time.

이 실시형태에서는 출력 코일(7)에 착자용 전원(14)을 접속하였으나, 도 11에 나타낸 바와 같이, 계자 코일(9, 10)에 스위칭 수단(13)을 통하여 착자용 전원(14)을 접속해도 된다. 이 예의 경우에도, 착자용 전원(14)은 2차 전지 또는 컨덴서이다. 착자를 하기 위해서는, 소정의 크기의 전류를 극단시간 흐르게 하면 된다. 스위칭 수단(13)은, 도 15의 실시형태와 마찬가지로 개폐 제어 수단(15)에 의해 개폐 제어된다. The power source 14 is connected to the output coil 7 but the power source 14 is connected to the field coils 9 and 10 via the switching means 13 as shown in Fig. You can. In this example as well, the power source 14 is a secondary battery or a capacitor. In order to perform magnetization, a current of a predetermined magnitude may be caused to flow for an extremely long time. The switching means 13 is controlled by the opening / closing control means 15 in the same manner as in the embodiment shown in Fig.

로터(5)가 회전하여 발전을 행하고 있는 경우의 동작을 설명한다. 도 11에 나타낸 바와 같이, 주계자 코일(9)에는 병렬로 정류 소자(11)가 접속되어 있으므로, 주계자 코일(9)에는 정류 소자(11)가 흐르게 할 수 있는 방향의 전류가 흐른다. 그러므로, 주계자 코일(9)에 흐르게 할 수 있는 전류에 의해 정해지는 방향의 자속이 발생한다. 또한, 전자(電磁) 유도에 의해, 전류가 만드는 자속과 같은 방향의 자속의 감소를 방해하는 방향으로 전류가 흐르지만, 자속이 증가하는 것을 저지하는 방향으로는 전류는 흐르지 않는다. 그러므로, 자속의 감소는 방해할 수 있지만, 자속의 증가는 방해할 수 없다. 부계자 코일(10)에는 직렬로 정류 소자(12)가 접속되고, 주계자 코일(9)과 같은 방향의 전류만이 흐른다. The operation in the case where the rotor 5 rotates and generates power will be described. As shown in Fig. 11, since the rectifying element 11 is connected in parallel to the main magnetic coil 9, a current flows in the main magnetic coil 9 in a direction in which the rectifying element 11 can flow. Therefore, a magnetic flux in a direction determined by the current that can flow through the main magnetic coil 9 is generated. In addition, although the current flows in the direction that impedes the decrease of the magnetic flux in the same direction as the magnetic flux produced by the current by the electromagnetic induction, the current does not flow in the direction to prevent the magnetic flux from increasing. Therefore, the reduction of magnetic flux can be interrupted, but the increase of magnetic flux can not be interrupted. A rectifying element 12 is connected in series to the subsidiary coil 10, and only a current in the same direction as the main-magnetic-field coil 9 flows.

도 9 내지 도 11에 나타낸 바와 같이, 출력 철심(6) 또는 계자 철심(8)의 잔류 자기에 의해, 주계자 코일(9)에 전류가 흐른다. 이 전류에 의해 주계자 코일(9)이 만드는 자속에 의해 부계자 코일(10)에 쇄교(鎖交)하는 자속이 변화되어, 부계자 코일(10)에 전압이 발생한다. 이 전압으로 부계자 코일(10)이 주계자 코일(9)을 통하여 전류를 공급하고, 주계자 코일(9)에 흐르는 전류를 증가시킨다. 부계자 코일(10)에 전압이 유기(誘起)되지 않아 전류를 공급하고 있지 않을 때, 주계자 코일(9)에는 정류자(11)를 통해 환류(還流) 전류가 흘러 주계자 코일(9)의 자속을 유지한다. As shown in Figs. 9 to 11, a current flows through the main magnetic coil 9 by the residual magnetism of the output iron core 6 or the field iron core 8. Fig. The magnetic flux generated by the main magnetic coil 9 changes the magnetic flux linking to the subsidiary magnetic coil 10 by this current, and a voltage is generated in the subsidiary magnetic coil 10. With this voltage, the subsidiary magnetic coil 10 supplies current through the main magnetic coil 9 to increase the current flowing through the main magnetic coil 9. [ A circulating current flows through the main magnetic coil 9 to the main magnetic coil 9 when the voltage is not supplied to the main magnetic coil 10 and the current is not supplied to the main magnetic coil 9, Maintain magnetic flux.

주계자 코일(9)에 전류가 공급되고, 주계자 코일(9)이 만드는 자속이 커지므로, 부계자 코일(10)에 쇄교하는 자속도 커지고, 또한 큰 전류가 주계자 코일(9)에 공급된다. 이와 같이, 주계자 코일(9)의 전류가 점차로 증가하고, 발전에 필요한 계자 자속이 만들어진다. 출력 철심(6)과 계자 철심(8)의 상대 운동에 의해, 출력 코일(7)의 쇄교 자속이 변화되어 전압이 발생한다. Since the current is supplied to the main magnetic coil 9 and the magnetic flux produced by the main magnetic coil 9 becomes large, the magnetic flux to be connected to the secondary magnetic coil 10 becomes large and a large current flows to the main magnetic coil 9 . Thus, the current of the main magnetic coil 9 gradually increases, and field magnetic flux necessary for power generation is produced. The relative flux of the output iron core 6 and the field iron core 8 changes the flux linkage of the output coil 7 to generate a voltage.

상기한 바와 같이, 로터(5)가 회전을 행하고 있는 동안에 발전을 행하지만, 로터(5)가 어느 정도 긴 시간을 정지하고 있으므로, 출력 철심(6) 및 계자 철심(8) 중 어디에도 잔류 자기가 없거나, 또는 잔류 자기가 불충분하여, 발전을 개시할 수 없다. 그래서, 이 실시형태에서는, 로터(5)의 정지 후의 회전의 개시 시에, 초기 여자 수단(2)의 스위칭 수단(13)을 온으로 하여 착자용 전원(14)으로부터 출력 코일(7)에 착자 전류를 흘려, 출력 철심(6)을 착자한다. 자속은 전술한 바와 같이 회전을 계속하면 점차로 커지므로, 착자의 정도는, 발전의 개시를 위한 초기 여자에 필요한 잔류 자기를 얻을 수 있는 정도로 된다. 그러므로, 착자를 하기 위해서는, 소정의 크기의 전류를 극단시간 흐르게 하면 된다. 이 착자에 의해, 로터(5)의 장시간의 정지 후에도, 회전의 재개에 의해 발전이 확실하게 개시된다. As described above, since the rotor 5 is stopped for a long period of time, the power generation is performed while the rotor 5 is rotating, and the residual magnetic force is generated in either the output core 6 or the field core 8 Or the residual magnetism is insufficient, and the generation of electricity can not be started. In this embodiment, at the start of rotation after the rotor 5 is stopped, the switching means 13 of the initial energization means 2 is turned on to apply a magnetic field to the output coil 7 from the magnetizing power source 14 And the output iron core 6 is magnetized. Since the magnetic flux gradually increases as the rotation continues as described above, the magnitude of the magnetic flux becomes such that the residual magnet necessary for the initial excitation for starting the generation of electric power can be obtained. Therefore, in order to perform magnetization, a current of a predetermined magnitude may be caused to flow for an extremely long time. By this magnetization, even after the rotor 5 has been stopped for a long time, generation of electric power is surely started by resumption of rotation.

스위칭 수단(13)을 설치한 실시형태의 경우에는, 로터(5)의 정지 후의 회전의 개시 시에, 초기 여자 수단(2)의 스위칭 수단(13)을 온으로 하여 착자용 전원(14)으로부터 주계자 코일(8)에 착자 전류를 흘려, 계자 철심(8)을 착자한다. 이와 같이, 계자 철심(8)을 착자한 경우에도, 로터(5)의 장시간의 정지 후에도, 발전이 개시된다. In the embodiment in which the switching means 13 is provided, the switching means 13 of the initial energization means 2 is turned on to start the rotation of the rotor 5 from the earthing power source 14 A magnetizing current is supplied to the main magnetic coil 8, and the field iron core 8 is magnetized. As described above, even when the field iron core 8 is magnetized, power generation is started even after the rotor 5 has been stopped for a long time.

본 실시형태의 발전기(26)에 의하면, 다음의 장점을 얻을 수 있다. 발전기(26)가 자려식 발전기이므로, 타려를 위한 급전이 불필요하며 구성이 간단하며, 또한 자계를 부여하는 영구 자석이 불필요하며, 코깅 토크도 문제가 되지 않을 정도로 작다. 코깅 토크가 작으므로, 작은 토크로 시동시킬 수 있다. 시동 시는 자계가 필요하며, 잔류 자속이 있으면 시동 가능하지만, 장기의 방치나 보수로 잔류 자속이 소멸하는 경우가 있고, 잔류 자속이 소멸하고 있으면 시동할 수 없다. 그러나, 상기 초기 여자 수단(2)을 설치함으로써, 확실한 시동이 행해진다. 계자로 되는 자속은 회전함에 따라 증대하므로, 초기 여자에 필요한 자속은 적어, 상기 코깅 토크에 대한 영향도 작아서, 작은 토크로 회전을 개시하여 발전이 행해진다. According to the generator 26 of the present embodiment, the following advantages can be obtained. Since the generator 26 is a self-excited power generator, it is unnecessary to feed power to the motorcycle, the configuration is simple, the permanent magnet for imparting a magnetic field is unnecessary, and the cogging torque is small enough not to be a problem. Since the cogging torque is small, it can be started with a small torque. A magnetic field is required at the time of starting, and if there is a residual magnetic flux, it is possible to start. However, the residual magnetic flux may disappear due to long-term maintenance or repair, and the residual magnetic flux can not be started if it disappears. However, by providing the initial energizing means 2, reliable starting is performed. Since the magnetic flux as the field increases as the rotor rotates, the magnetic flux necessary for the initial excitation is small, and the influence on the cogging torque is also small, so that the rotation is started with small torque and power generation is performed.

이와 같이, 자려식으로 상기 초기 여자 수단(2)을 설치한 발전기(26)는, 작은 토크로 회전 가능하면서 또한 확실하게 발전이 가능하다는 장점을 얻을 수 있다. 한편, 전술한 두 갈래로 분기된 날개 선단부(29)를 가지는 날개차(18)는, 미풍 또는 저유속의 물에서도 회전이 가능하다는 장점이 있다. 그러므로, 이 경사진 날개 선단부(29)를 가지는 수직 주축형의 날개차(18)와, 자려식으로 상기 초기 여자 수단(2)을 설치한 발전기(26)를 조합함으로써, 그 미풍 또는 저유속의 물에서도 회전이 생기는 날개차(18)의 장점과 작은 토크로 회전할 수 있어, 발전할 수 있는 발전기(26)의 특징이 효과적으로 조합되는 것에 의해, 종래의 자연 에너지 발전기에서는 발전할 수 없었던 매우 적은 미풍 또는 저유속의 물에서의 발전이 가능해진다. As described above, the generator 26 provided with the initial energizing means 2 in a self-excited manner can be advantageously rotated at a small torque and can be reliably generated. On the other hand, the wing car 18 having the two-branched wing tip portion 29 has an advantage that it can rotate in breeze or low-velocity water. Therefore, by combining the vertical spindle type impeller 18 having the inclined blade tip 29 and the generator 26 having the initial excitation means 2 in a self-contained manner, It is possible to rotate by a small torque and the advantages of the vane car 18 in which rotation also occurs and the characteristics of the generator 26 capable of generating power can be effectively combined so that a very small breeze Or it is possible to generate electricity in low-temperature water.

자려식이지만, 발전의 초기 여자에 필요한 자력을 발생하는 경우가 가능할 정도로, 발전기 중 어느 하나의 철심을 착자하는 초기 여자 수단(2)을 설치하였으므로, 회전의 정지 후나 분해 보수 후에 있어서도, 또한 저속 회전이라도, 확실하게 발전을 개시할 수 있다. 상기 초기 여자 수단(2)은 필요로 하지만, 이 초기 여자 수단(2)은 발전의 초기 여자에 필요한 자력을 발생하는 경우가 가능할 정도로 착자를 행할 수 있는 것이면 되므로, 타려식(他勵式; separately-excited type)의 발전기에서의 외부 전원에 비해 비약적으로 소형의 것으로 된다. Since the initial exciting means 2 for magnetizing any one of the iron cores of the generators is provided so as to be able to generate the magnetic force necessary for the initial excitation of the power generation even after the rotation is stopped or after the decomposition and repair, It is possible to start development with certainty. Since the initial exciting means 2 is required, the initial exciting means 2 must be capable of magnetizing to such an extent that it is possible to generate a magnetic force necessary for initial excitation of power generation. Therefore, -excited type) power generator.

그리고, 상기 실시형태에서는, 스테이터(4) 측을 출력 철심(6), 로터(5) 측을 계자 철심(8)으로 하였으나, 이와는 반대로 스테이터(4) 측을 계자 철심(9, 10)으로 하고, 로터(5) 측을 출력 철심(6)으로 해도 된다. 또한, 상기 실시형태에서는 2극 발전기로 하였으나, 4극, 8극, 16극 등, 다극(多極)의 발전기로 해도 된다. 그리고, 발전기는, 자려식 발전기에 한정되지 않고 타려식 발전기나 다른 각종 형식의 발전기라도 된다. In the above embodiment, the output iron core 6 side and the rotor 5 side are the field iron cores 8 on the side of the stator 4, but on the contrary, the side of the stator 4 is the field cores 9 and 10 , And the rotor 5 side may be used as the output iron core 6. In the above embodiment, a bipolar generator is used, but a multipolar generator such as a 4-pole, 8-pole, or 16-pole may be used. The generator is not limited to a self-excited generator, but may be a take-off generator or any other various types of generators.

발전기(26)는, 계자의 생성에 영구 자석을 사용한 동기(同期) 발전기를 사용해도 된다. The generator (26) may use a synchronous generator using permanent magnets to generate fields.

1개의 수직 주축(22)에 대하여 복수의 발전기(26)를 설치하고, 상기 1개의 수직 주축(22)의 회전에 의해 각각의 발전기(26)를 개별적으로 발전하는 것도 가능하다. It is also possible to provide a plurality of generators 26 with respect to one vertical main shaft 22 and separately generate the respective generators 26 by the rotation of the one vertical main shaft 22. [

이상, 실시형태에 기초하여 본 발명을 실시하기 위한 형태를 설명하였으나, 이번 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시로서 제한적인 것은 아니다. 본 발명의 범위는 상기한 설명에서가 아니라 특허 청구의 범위에 의해 표시되고, 특허 청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.Although the embodiments for carrying out the present invention have been described above based on the embodiments, the presently disclosed embodiments are not limited by the examples in all respects. It is intended that the scope of the invention be indicated by the appended claims rather than the foregoing description, and that all changes and modifications within the meaning and range of equivalency of the claims are intended to be embraced therein.

2: 초기 여자 수단
4: 스테이터
5: 로터
6: 출력 철심
7: 출력 코일
8: 계자 철심
9: 주계자 코일
10: 부계자 코일
11, 12: 정류 소자(정류 수단)
18: 날개차
19: 자연 에너지 발전기
22: 수직 주축(주축)
23: 지지체
24, 24A: 날개
26: 발전기
28: 스트레이트부
29: 날개 선단부
29a: 제1 경사 부분
29b: 제2 경사 부분 2: Initial woman means
4:
5: Rotor
6: Output core
7: Output coil
8: Field iron core
9: Main coil
10: Coaxial coil
11, 12: rectifying element (rectifying means)
18: Wing tea
19: Natural energy generator
22: Vertical spindle (main spindle)
23: Support
24, 24A: wing
26: generator
28: Straight portion
29: wing tip
29a: first inclined portion
29b: second inclined portion

Claims (6)

축심(軸心) 주위로 회전 가능하게 설치되는 주축(main shaft);
상기 주축에 고정되고, 풍력 또는 수력에 의해 구동되어 상기 축심 주위로 회전하는 날개(blade);
를 포함하는 날개차(turbine rotor)로서,
상기 날개는,
상기 주축에 대하여 평행 또는 수직 방향으로 연장되는 스트레이트부; 및
상기 스트레이트부의 단부(端部)로부터 연장되는 날개 선단부(blade tip portion);를 구비하고,
상기 날개 선단부는, 상기 날개 선단부를 상기 주축의 축심을 포함하는 평면을 따라 절단한 단면(斷面)의 형상이, 기단(基端)으로부터 선단을 향함에 따라서 상기 스트레이트부로부터 한쪽으로 이격되도록 경사진 제1 경사 부분과, 기단으로부터 선단을 향함에 따라서 상기 제1 경사 부분과는 반대측으로 멀어지도록 경사진 제2 경사 부분으로 되는 두 갈래로 분기되는 형상(two-pronged shape)으로 형성되어 있는,
날개차. A main shaft rotatably installed around an axis;
A blade fixed to the main shaft and driven by wind or hydraulic force to rotate about the axis;
A turbine rotor comprising:
The wing
A straight portion extending parallel or perpendicular to the main axis; And
And a blade tip portion extending from an end of the straight portion,
Wherein the blade tip portion is formed such that a shape of a cross section cut along the plane including the axis of the main shaft is formed so as to be spaced apart from the straight portion from the base end toward the tip, Pronged shape having a first inclined portion and a second inclined portion inclined so as to be distant from the first inclined portion in the direction from the base end toward the tip,
Wing car. 제1항에 있어서,
상기 날개의 스트레이트부가 상기 주축에 대하여 평행하게 연장되고, 상기 날개가 상기 주축에 지지체를 통하여 상기 주축으로부터 반경 방향으로 이격된 위치에서 연결되어 있는, 날개차. The method according to claim 1,
Wherein a straight portion of the wing extends parallel to the main shaft and the wing is connected to the main shaft via a support in a radially spaced apart position from the main shaft. 제2항에 있어서,
상기 날개차가 풍력 발전용의 풍차로서, 상하 방향으로 연장되는 복수 개의 상기 날개가, 수직 주축으로부터 이격되어 상기 수직 주축의 주위에 설치되고, 각각의 상기 날개의 횡단면의 형상이, 상기 풍차가 지구의 북반구에 설치된 경우에, 평면에서 볼 때 반시계 방향으로 회전하는 회전력을 풍력에 의해 발생하는 형상인, 날개차. 3. The method of claim 2,
Wherein the wing car is a windmill for wind power generation, wherein a plurality of wings extending in a vertical direction are provided around the vertical spindle and spaced from the vertical spindle, the shape of each cross- Is a shape that is generated by a wind force that rotates in a counterclockwise direction when viewed in a plan view. 제1항에 있어서,
상기 날개의 상기 스트레이트부가, 상기 주축에 대하여 반경 방향 외측으로 연장되어 있는, 날개차. The method according to claim 1,
Wherein the straight portion of the wing extends radially outward with respect to the major axis. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 날개차; 및
상기 날개차에 의해 구동되는 발전기;
를 포함하는 자연 에너지 발전 장치. A wing car according to any one of claims 1 to 4, And
A generator driven by the vane car;
And a natural energy generating device. 제5항에 있어서,
상기 발전기는,
출력 코일이 권취된 출력 철심(output iron core); 및
주계자 코일(main field winding) 및 부계자 코일(auxiliary field winding )이 권취된 계자 철심;을 구비하고,
상기 출력 철심 및 상기 계자 철심 중 어느 한쪽이 스테이터(stator)로 되고, 다른 쪽이 로터로 되고, 각각의 상기 계자 코일에 정류(整流) 수단이 접속되고, 상기 날개가 회전하여 상기 스테이터와 상기 로터가 상대 회전함으로써 발전 전력을 얻는 자려식 발전기(self-excitation type power generator)로서,
발전의 초기 여자(勵磁)에 필요한 정도의 자력(磁力)이 생기게 하는 초기 여자 수단을 더 포함하는, 자연 에너지 발전 장치. 6. The method of claim 5,
The generator includes:
An output iron core wound with an output coil; And
A field iron core around which a main field winding and an auxiliary field winding are wound,
Wherein one of the output iron core and the field iron core is a stator and the other is a rotor and rectification means is connected to each of the field coils, Is a self-excitation type power generator that generates electric power by relatively rotating the electric motor,
Further comprising an initial energizing means for generating a magnetic force as much as necessary for initial energization of the power generation.
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