KR101439230B1 - V-Shape Vertical-Axis Wind Turbine - Google Patents

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KR101439230B1
KR101439230B1 KR1020130048041A KR20130048041A KR101439230B1 KR 101439230 B1 KR101439230 B1 KR 101439230B1 KR 1020130048041 A KR1020130048041 A KR 1020130048041A KR 20130048041 A KR20130048041 A KR 20130048041A KR 101439230 B1 KR101439230 B1 KR 101439230B1
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Abstract

The present invention relates to a vertical axis wind turbine which generates electricity by being rotated by the wind around a vertical shaft. More specifically, the V-shaped vertical axis wind turbine has a minimized tower compared to that of the existing vertical axis wind turbines, to decrease vibration caused by eccentricity for enhanced structural stability. In addition, the manufacture and transporting of the wind turbine is easy, and the weight of the wind turbine is minimized, thereby being most suited to be installed on the rooftop of buildings in cities.

Description

Ｖ-형 수직축 풍력발전기{V-Shape Vertical-Axis Wind Turbine}[0001] V-Shape Vertical-Axis Wind Turbine [0002]

본 발명은 풍력에 의해 수직축을 중심으로 회전하여 전력을 생산하는 수직축 풍력 발전기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기존의 수직축 풍력 발전기보다 타워의 크기를 최소화하여 편심에 의한 진동을 줄여 구조적으로 안정하도록 개선하였고, 제작 및 운반이 편리하면서 무게를 최소화하여 도심 지역의 건물 옥상 설치에 가장 적합한 신개념 V-형 수직축 풍력 발전기에 관한 것이다.
The present invention relates to a vertical axis wind turbine generating power by rotating around a vertical axis by wind power, more specifically, by minimizing the size of a tower than a conventional vertical axis wind turbine, The present invention relates to a new concept V-type vertical axis wind turbine, which is most suitable for building roofs in an urban area by minimizing weight and making it easy to manufacture and transport.

수직축 풍력 발전기는 수평축 발전기에 비해 풍향 변화에 상관없는 안정적인 효율과, 블레이드를 고정하는 암 및 허브구조를 매우 안정적이고 안전하게 설계할 수 있는 점 등의 다양한 장점이 있다. 따라서 수직축 풍력 발전기는 설계에 따라 2m/s 이하(시동 풍속 0.8~1.5m/s)의 낮은 풍속에서도 효율적이면서 안전한 전력발전이 가능하다.The vertical axis wind power generator has various advantages such as a stable efficiency regardless of the change of the wind direction and a structure of the arm and hub fixing the blade in a very stable and safe manner. Therefore, the vertical axis wind turbine generator can design efficient and safe power generation even at low wind speeds below 2m / s (starting wind speed 0.8 ~ 1.5m / s).

하지만, 이러한 장점에도 불구하고 기존의 수직축 풍력 발전기는 회전축을 중심으로 블레이드가 하방으로 내려와야 하기 때문에 블레이드 길이방향의 질량분포 불균형과 각 블레이드의 무게 차이로 인해 발생하는 편심에 의한 진동 방지를 위한 강건한 구조설계 및 제작이 요구되어 상대적으로 가격이 비싸지는 단점이 있다.However, in spite of these advantages, since the conventional vertical axis wind turbine has to descend downward about the rotary shaft, it is difficult to prevent the vibration due to the eccentricity caused by the mass distribution imbalance in the longitudinal direction of the blade and the weight of each blade Structure design and fabrication are required and the price is relatively high.

도 1에는 통상의 수직축 풍력발전기의 사시도가 도시되어 있다.1 is a perspective view of a conventional vertical axis wind power generator.

일반적인 수직축 풍력 발전기의 구성은 도시된 바와 같이, 블레이드(1), 블레이드를 지지하는 암(arm, 2), 허브(3)에 의해 암(2)과 결합되는 마스트(Mast) 형태의 회전축(4)을 포함하여 이루어지는 회전 중심부와 및 베어링 연결 없이 회전 중심부와 직접연결 또는 증속을 위해 벨트나 기어박스로 연결 가능한 발전기(5)로 이루어진다. 상기 회전 중심부에는 유동 흐름에 허브하우징 효과를 더하기 위해 실린더 형태로 형성되어 회전 중심부를 감싸는 형태로 구비되는 외부 덮개(6)가 추가로 구비될 수 있다. 또한, 일반적으로 암(2) 및 회전축(4)은 금속재 또는 복합재의 재질로 형성된다.The construction of a typical vertical axis wind power generator includes a blade 1, an arm 2 supporting the blade, a rotary shaft 4 of a mast type coupled with the arm 2 by a hub 3, And a generator 5 connectable to a belt or a gear box for direct connection or acceleration with the rotation center without bearing connection. The rotation center portion may be further provided with an outer cover 6 formed in a cylinder shape to surround the rotation center portion in order to add a hub housing effect to the flow. In general, the arm 2 and the rotary shaft 4 are formed of a metal material or a composite material.

종래의 풍력 발전기는 회전축(4)과 블레이드(1)를 연결하는 암(2)의 구성이 지면에 수평하게 구성되기 때문에 블레이드(1) 회전 공간을 많이 차지하며, 블레이드(1)는 지면에 수직한 상하 길이 방향으로 배치되기 때문에 회전축(타워)이 길어지는 문제점이 있었다.
In the conventional wind turbine generator, the configuration of the arm 2 connecting the rotary shaft 4 and the blade 1 is configured horizontally on the ground, so that the rotary 1 occupies much of the rotary space, and the blade 1 is perpendicular There is a problem in that the rotation axis (tower) becomes long because it is arranged in one vertical direction.

이에 따라 발전기 공간을 적게 차지하며, 블레이드의 무게 차이로 인해 발생하는 편심에 의한 진동의 방지를 위해 타워의 길이를 낮게 설계하여 진동을 최소화하고, 조립 및 분해가 용이하면서도 충분한 강도를 가질 수 있어 대량 생산이 용이하며, 제작단가가 저렴하고, 유지보수 비용이 적은 수직축 풍력 발전기의 개발이 요구된다.
Accordingly, the length of the tower is designed to be low so as to minimize the generator space and to prevent the vibration due to the eccentricity caused by the weight difference of the blades, thereby minimizing the vibration, It is required to develop a vertical axis wind turbine that is easy to produce, low in manufacturing cost, and low in maintenance cost.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 수직축 풍력 발전기의 구조물 중 블레이드와 회전축을 연결하는 암 구조물의 블레이드 결합부 측이 상방을 향하도록 기울어지게 각도를 주어 회전축을 중심으로 V-형태를 이루도록 구성하고, 블레이드 역시 지면에 수직한 방향에서 일정각도 기울어지게 배치하여 타워의 길이를 최소화함에 따라 편심에 의한 진동 현상을 최소화하고 초경량 구조 제작으로 저속 회전성능의 극대화 및 풍력 발전기 시스템 수명을 최대화한 V-형 수직축 풍력발전기를 제공함에 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a vertical axis wind turbine that has a structure in which a blade connecting portion side of a structure for connecting a blade and a rotary shaft of the vertical axis wind turbine is inclined upward, And the blade is arranged at a certain angle in a direction perpendicular to the ground to minimize the length of the tower, thereby minimizing the vibration caused by the eccentricity and maximizing the low-speed rotation performance by making the ultra- And a V-type vertical axis wind turbine that maximizes the life of the wind power generator system.

본 발명의 V-형 수직축 풍력발전기는, 지면에 고정되며, 상하 길이방향으로 형성되는 타워; 상기 타워에 설치되며, 회전력에 의해 전기를 발생시키는 발전기; 상기 타워에서 소정거리 이격 배치되는 블레이드; 일단이 상기 발전기에 연결되며, 타단이 상기 블레이드에 고정되어 상기 블레이드의 회전력을 상기 발전기에 전달하는 암; 을 포함하되, 상기 블레이드는 상측으로 갈수록 상기 타워의 축 방향에 근접하도록 소정각도 기울어지게 배치되며, 상기 암은 타단으로 갈수록 상방으로 소정각도 기울어지게 배치된다.A V-shaped vertical axis wind power generator of the present invention comprises: a tower fixed to a ground and formed in a vertical direction; A generator installed in the tower and generating electricity by rotational force; A blade disposed at a predetermined distance from the tower; An arm connected to the generator at one end and fixed to the blade at the other end to transmit rotational force of the blade to the generator; Wherein the blade is arranged to be inclined at a predetermined angle so as to be closer to the axial direction of the tower toward the upper side, and the arm is arranged to be inclined upward at an angle toward the other end.

또한, 상기 풍력발전기는, 상기 암의 일단이 연결되며, 상기 발전기의 상측 또는 하측에 결합되는 허브를 포함하며, 상기 허브는, 상기 암의 일단이 결합되도록 암결합부가 둘레면 외측으로 돌출 형성되되, 상기 암결합부는 끝단으로 갈수록 상방으로 소정각도 기울어지게 형성된다.Also, the wind turbine generator may include a hub connected to one end of the arm and coupled to an upper side or a lower side of the generator, wherein the hub has an arm coupling portion protruding outwardly from the circumferential surface for coupling one end of the arm The arm coupling portion is formed to be inclined upward at an angle toward the end.

또한, 상기 풍력발전기는, 상기 블레이드가 상기 암에 견고히 고정되도록, 상기 블레이드와 상기 암을 연결하는 적어도 하나 이상의 보강암; 이 더 구비된다.Also, the wind power generator may include at least one reinforcing arm connecting the blade and the arm so that the blade is firmly fixed to the arm; .

이때, 상기 보강암은, 일단이 상기 암에 결합되고, 타단이 상기 블레이드와 암의 결합부에서 상방으로 소정거리 이격부에 결합되는 제1 보강암; 및 일단이 상기 암에 결합되고, 타단이 상기 블레이드와 암의 결합부에서 하방으로 소정거리 이격부에 결합되는 제2 보강암; 으로 구성된다.The reinforcing arm may include a first reinforcing arm, one end of which is coupled to the arm, and the other end of which is coupled to a predetermined distance from the coupling portion of the blade and the arm. And a second reinforcing arm, one end of which is coupled to the arm and the other end of which is coupled to a predetermined distance spaced downward from the coupling portion of the blade and the arm; .

또한, 상기 허브는, 상기 발전기의 상측에 결합되는 제1 허브; 및 상기 발전기의 하측에 결합되는 제2 허브; 를 포함하며, 상기 암은, 일단이 상기 제1 허브에 연결되고, 타단이 상기 블레이드에 연결되는 제1 암; 및 일단이 상기 제2 허브에 연결되고, 타단이 상기 블레이드에 연결되는 제2 암; 으로 구성되되, 상기 제1 암 및 제2 암은 소정거리 이격 배치된다.Further, the hub includes: a first hub coupled to the upper side of the generator; And a second hub coupled to the lower side of the generator; The arm comprising: a first arm having one end connected to the first hub and the other end connected to the blade; A second arm having one end connected to the second hub and the other end connected to the blade; Wherein the first arm and the second arm are spaced apart from each other by a predetermined distance.

이때, 상기 허브는, 상기 블레이드가 끼워지도록 타단부에 블레이드삽입부가 형성되며, 상기 블레이드삽입부 둘레에는, 블레이드고정돌기가 형성되는 블레이드고정부가 구비되고, 상기 블레이드는, 상기 암에 끼움 결합 시 상기 블레이드고정돌기가 끼워지도록 외면에 블레이드고정홈이 함몰 형성된다.At this time, the hub has a blade inserting portion formed at the other end so as to fit the blade, and a blade fixing portion formed with a blade fixing protrusion is provided around the blade inserting portion, A blade fixing groove is formed on the outer surface so as to fit the blade fixing protrusion.

아울러, 상기 암은, 상기 암결합부가 끼워지도록 일단에서 내측으로 허브결합홈이 함몰 형성되며, 상기 암과 허브는 상기 암 및 상기 암결합부를 관통하는 나사 또는 볼트를 통해 결합된다.
In addition, the arm has a hub engagement recess formed at one end thereof so that the arm engagement portion is fitted, and the arm and the hub are coupled through a screw or a bolt passing through the arm and the arm engagement portion.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 V-형 수직축 풍력 발전기는 V-형태로 배치되는 암과 블레이드를 일체형으로 구성하고 타워의 높이가 줄어들기 때문에 풍력 발전 효율을 높이고, 발전기의 운반이 용이하다.In the V-type vertical axis wind turbine of the present invention constructed as described above, since the arm and the blade arranged in a V-shape are integrally formed and the height of the tower is reduced, the efficiency of wind power generation is increased and the generator is easily transported.

또한 기존의 수직축 풍력 발전기보다 낮은 타워로 인해 편심에 의한 진동 현상을 최소화할 수 있고, 초경량 구조 제작이 가능하며 저속 회전성능을 높이고 풍력 발전기 시스템 수명이 향상되는 효과가 있다.
In addition, due to the lower tower than the existing vertical axis wind power generator, it is possible to minimize the vibration phenomenon due to eccentricity, to make an ultra light structure, to improve the low speed rotation performance, and to improve the life of the wind power generator system.

도 1은 종래의 수직축 풍력발전기
도 2는 본 발명의 제1 실시 예의 수직축 풍력발전기 사시도
도 3은 본 발명의 제1 실시 예의 암 및 허브 결합사시도
도 4는 본 발명의 제1 실시 예의 블레이드 및 암 결합사시도
도 5는 도 4의 부분확대도
도 6은 본 발명의 제2 실시 예의 수직축 풍력발전기 사시도
도 7은 본 발명의 제2 실시 예의 암 및 허브 결합사시도
도 8은 본 발명의 제2 실시 예의 블레이드 및 암 결합사시도
도 9는 도 8의 부분확대도1 shows a conventional vertical axis wind power generator
2 is a perspective view of a vertical axis wind power generator according to a first embodiment of the present invention;
Fig. 3 is a perspective view of the arm and hub combined perspective view of the first embodiment of the present invention
Fig. 4 is a perspective view showing the blade and female coupling perspective view of the first embodiment of the present invention
5 is a partial enlarged view of Fig. 4
6 is a perspective view of a vertical axis wind power generator according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a perspective view showing the arm and hub combination perspective view of the second embodiment of the present invention
8 is a cross-sectional view of the blade and the female coupling perspective view of the second embodiment of the present invention
9 is a partial enlarged view of Fig. 8

이하, 상기와 같은 본 발명의 일실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 2에는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 수직축 풍력발전기(100)의 사시도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 풍력발전기(100)는 타워(110), 발전기(120), 블레이드(130), 암(140), 허브(150) 및 보강암(160)을 포함한다.
2 is a perspective view of a vertical axis wind power generator 100 according to a first embodiment of the present invention. As shown, the wind turbine generator 100 includes a tower 110, a generator 120, a blade 130, an arm 140, a hub 150, and a reinforcing arm 160.

타워(110)는 본 발명의 수직축 풍력발전기를 지면에 설치하기 위한 구성으로 상하 길이 방향으로 형성될 수 있다. 타워(110)는 하단이 지면 또는 건물의 바닥면에 설치되며, 상단에 발전기(120)가 고정될 수 있다. 타워(110)는 통상의 지지구조물이 적용되며, 수직축 풍력발전기의 하중 및 블레이드(130)의 회전하중을 견딜 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 적용될 수 있음은 자명하다.The tower 110 may be formed in the vertical direction to provide the vertical axis wind power generator of the present invention on the ground. The tower 110 may be installed on the floor or on the bottom surface of the building, and the generator 120 may be fixed to the tower. It is apparent that any configuration can be applied to the tower 110 as long as a normal support structure is applied and the structure can withstand the load of the vertical axis wind power generator and the rotational load of the blade 130.

발전기(120)는 타워(110)의 상단에 설치된다. 발전기(120)는 회전력을 전기에너지로 전환할 수 있는 통상의 발전기가 적용될 수 있다. 발전기(120)는 블레이드(130)의 회전력을 허브(150)를 통해 전달받게 되며, 회전에 의해 발전하게 된다.The generator 120 is installed at the top of the tower 110. The generator 120 may be a conventional generator capable of converting the rotational force into electric energy. The generator 120 receives the rotational force of the blade 130 through the hub 150 and is generated by rotation.

블레이드(130)는 발전기(120)의 회전축에서 소정거리 이격되어 다수 개가 방사상으로 배치된다. 이때 블레이드(130)는 상측으로 갈수록 상기 회전축에 근접하도록 소정각도 기울어지게 배치된다.A plurality of the blades 130 are radially disposed at a predetermined distance from the rotation axis of the generator 120. At this time, the blade 130 is arranged to be inclined at a predetermined angle so as to approach the rotation axis toward the upper side.

암(140)은 블레이드(130)와 발전기(120)를 연결하도록 로드 상으로 이루어진다. 암(140)의 일단부는 블레이드(130)에 연결되며 타단부는 발전기(120)에 연결된다. 이때 암(140)은 타단으로 갈수록 상방으로 소정각도 기울어지게 배치된다.The arm 140 is rod-shaped so as to connect the blade 130 and the generator 120. One end of the arm 140 is connected to the blade 130 and the other end is connected to the generator 120. At this time, the arm 140 is arranged to be inclined upward at a predetermined angle toward the other end.

허브(150)는 발전기(120)의 상단에 결합 고정된다. 허브(150)는 원판상으로 둘레에 암(140)의 타단이 결합되도록 구성된다. 즉 허브(150)는 블레이드(130)와 발전기(120)를 연결하는 암(140)이 발전기(120)에 용이하게 연결되도록 구성된다.The hub 150 is coupled and fixed to the upper end of the generator 120. The hub 150 is configured so that the other end of the arm 140 is coupled to the periphery of the hub. That is, the hub 150 is configured such that the arm 140 connecting the blade 130 and the generator 120 is easily connected to the generator 120.

보강암(160)은 로드 상으로 블레이드(130)와 암(140)을 추가 연결하여 블레이드(130)가 암(140)에 견고히 고정되도록 구성된다.
The reinforcing arm 160 is configured to additionally connect the blade 130 and the arm 140 onto the rod so that the blade 130 is firmly fixed to the arm 140.

본 발명의 제1 실시 예에 따른 풍력발전기(100)는 암(140)이 타단으로 갈수록 상방으로 소정각도 기울어지게 배치되도록 다음과 같은 특징적인 구성을 갖는다. 도 3에는 본 발명의 암(140)과 허브(150)의 결합사시도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 허브(150)의 둘레면에는 암결합돌기(151)가 외측으로 돌출 형성된다. 암결합돌기(151)는 외측으로 갈수록 상방으로 경사지게 형성된다. 암(140)의 타단에는 암결합돌기(151)가 끼워지도록 허브결합홈(140a)이 함몰 형성된다. 따라서 암(140)이 허브(150)에 결합 시 암결합돌기(151)의 경사로 인해 암(140)은 일단으로 갈수록 상방으로 경사지게 배치될 수 있다. 암(140)과 허브(150)는 암(140)의 타단부와 암결합돌기(151)를 관통하는 제1 결합수단(145)을 통해 견고히 결합되며, 제1 결합수단(145)은 나사 또는 볼트가 적용될 수 있다.
The wind turbine generator 100 according to the first embodiment of the present invention has the following characteristic structure so that the arm 140 is arranged to be inclined upward at a predetermined angle toward the other end. 3 shows an assembled perspective view of the arm 140 and the hub 150 of the present invention. As shown in the figure, an arm coupling protrusion 151 protrudes outward on the circumferential surface of the hub 150. The female engaging projection 151 is inclined upward toward the outer side. At the other end of the arm 140, the hub coupling groove 140a is recessed so that the arm coupling projection 151 is inserted. Therefore, when the arm 140 is coupled to the hub 150, the arm 140 may be inclined upward as it goes to one end due to the inclination of the arm coupling protrusion 151. The arm 140 and the hub 150 are rigidly coupled through the first coupling means 145 penetrating the other end of the arm 140 and the female coupling protrusion 151, Bolts may be applied.

본 발명의 제1 실시 예에 따른 풍력발전기(100)는 단수 개의 암(140)으로 블레이드(130)를 견고히 지지하기 위해 다음과 같은 특징적인 구성을 갖는다. 도 4에는 본 발명의 암(140)과 블레이드(130)의 결합사시도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 블레이드(130)는 암(140)의 일단부에 끼움 결합되며, 블레이드(130)와 암(140)을 연결하는 한 쌍의 보강암(160)을 통해 추가 고정된다. 보강암(160)은 제1 보강암(161)과 제2 보강암(162)으로 구성된다. 제1 보강암(161)은 일단이 암(140)과 블레이드(130)의 결합부에서 상측으로 소정거리 이격된 블레이드(130) 상에 고정되며, 타단이 암(140)과 블레이드(130)의 결합부에서 내측으로 소정거리 이격된 암(140) 상에 고정된다. 제2 보강암(162)은 일단이 암(140)과 블레이드(130)의 결합부에서 하측으로 소정거리 이격된 블레이드(130) 상에 고정되며, 타단이 암(140)과 블레이드(130)의 결합부에서 내측으로 소정거리 이격된 암(140) 상에 고정된다. 보강암(160)은 블레이드(130) 및 암(140)에 구비되는 허브링(165)에 고정될 수 있다.
The wind turbine generator 100 according to the first embodiment of the present invention has the following characteristic structure for firmly supporting the blade 130 by a single number of arms 140. 4 shows an assembled perspective view of the arm 140 and the blade 130 of the present invention. The blade 130 is fitted to one end of the arm 140 and further fixed through a pair of reinforcing arms 160 connecting the blade 130 and the arm 140. [ The reinforcing arm 160 is composed of a first reinforcing arm 161 and a second reinforcing arm 162. The first reinforcing arm 161 is fixed on the blade 130 spaced a predetermined distance upward from the coupling portion between the arm 140 and the blade 130 and the other end is fixed to the arm 140 and the blade 130 And is fixed on an arm 140 spaced a predetermined distance inward from the engaging portion. The other end of the second reinforcing arm 162 is fixed to the arm 140 and the blade 130 so that the other end of the second reinforcing arm 162 is fixed to the blade 130, And is fixed on an arm 140 spaced a predetermined distance inward from the engaging portion. The reinforcing arm 160 may be fixed to the hub ring 165 provided on the blade 130 and the arm 140. [

아울러, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 풍력발전기(100)는, 암(140)에 블레이드(130)를 견고하게 고정시키기 위해 다음과 같은 특징적인 구성을 갖는다. 도 5에는 암(140)의 일단부와 블레이드(130)의 결합사시도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 블레이드(130)는 암(140)의 일단부에 형성되는 블레이드결합부(140b)에 끼움 결합된다. 이때 블레이드(130)는 블레이드결합부(140b)둘레에 구비되는 고정부(141)를 통해 암(140)에 견고히 고정된다. 고정부(141)에는 블레이드고정돌기(141a)가 형성되며, 고정부(141)가 암(140)에 고정 시 블레이드고정돌기(141a)가 블레이드(130)의 외면에 함몰 형성되는 암결합홈(131)에 끼워지도록 하여 블레이드(130)를 암(140)에 견고히 고정시킨다. 고정부(141)는 블레이드(130)의 윗면부와 아랫면 부에 각각 한 쌍이 구비될 수 있다.
In addition, the wind turbine generator 100 according to the first embodiment of the present invention has the following characteristic structure for firmly fixing the blade 130 to the arm 140. FIG. 5 is a perspective view showing an assembled perspective of the blade 130 and one end of the arm 140. As shown in FIG. The blade 130 is fitted into the blade coupling portion 140b formed at one end of the arm 140 as shown in FIG. At this time, the blade 130 is firmly fixed to the arm 140 through the fixing portion 141 provided around the blade coupling portion 140b. A blade fixing protrusion 141a is formed in the fixing portion 141. When the fixing portion 141 is fixed to the arm 140, the blade fixing protrusion 141a is inserted into the female coupling groove 131 so that the blade 130 is firmly fixed to the arm 140. The fixing portion 141 may be provided on the upper surface portion and the lower surface portion of the blade 130, respectively.

-실시 예 2 (더블 암)Example 2 (double arm)

도 6에는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 수직축 풍력발전기(200)의 사시도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 풍력발전기(200)는 타워(210), 발전기(220), 블레이드(230), 암(240) 및 허브(250)를 포함한다.6 is a perspective view of a vertical axis wind power generator 200 according to a second embodiment of the present invention. As shown, the wind power generator 200 includes a tower 210, a generator 220, a blade 230, an arm 240, and a hub 250.

타워(210)는 상하 길이방향으로 형성되며, 하단이 지면 또는 건물의 바닥면에 설치되고, 상단에 발전기(220)가 설치된다. 타워(210)는 풍력발전기(200)를 지지하기 위한 통상의 타워 구성이 적용될 수 있다.The tower 210 is formed in the vertical direction, and the lower end of the tower 210 is installed on the ground or the bottom surface of the building, and the generator 220 is installed on the upper end. The tower 210 may be a conventional tower configuration for supporting the wind power generator 200.

발전기(220)는 타워(210)의 상단에 설치되며, 회전에 의해 전기를 발생시키는 통상의 풍력발전기용 발전기가 적용될 수 있다.The generator 220 is installed at the top of the tower 210, and a generator for a conventional wind power generator that generates electricity by rotation can be applied.

블레이드(230)는 발전기(220)의 회전축에서 소정거리 이격되어 다수 개가 방사상으로 배치된다. 이때 블레이드(230)는 상측으로 갈수록 상기 회전축에 근접하도록 소정각도 기울어지게 배치된다.A plurality of the blades 230 are radially disposed at a predetermined distance from the rotation axis of the generator 220. At this time, the blade 230 is arranged to be inclined at a predetermined angle so as to approach the rotation axis toward the upper side.

암(240)은 블레이드(230)와 발전기(220)를 연결하도록 로드 상으로 이루어진다. 암(240)의 일단부는 블레이드(230)에 연결되며 타단부는 발전기(220)에 연결된다. 이때 암(240)은 타단으로 갈수록 상방으로 소정각도 기울어지게 배치된다. 또한 암(240)은 제1 암(241)과 제2 암(242)이 소정거리 이격 배치된다.The arm 240 is rod-shaped so as to connect the blade 230 and the generator 220. One end of the arm 240 is connected to the blade 230 and the other end is connected to the generator 220. At this time, the arm 240 is arranged to be inclined upward at a predetermined angle toward the other end. Also, the first arm 241 and the second arm 242 are spaced apart from each other by a predetermined distance.

허브(250)는 발전기(220)의 상단에 결합 고정되는 제1 허브(251)과 발전기(220)의 하단에 결합 고정되는 제2 허브(252)로 구성된다. 허브(250)는 원판상으로 둘레에 암(240)의 타단이 결합되도록 구성된다. 즉 허브(250)는 블레이드(230)와 발전기(220)를 연결하는 암(240)이 발전기(220)에 용이하게 연결되도록 구성된다.
The hub 250 includes a first hub 251 coupled to the upper end of the generator 220 and a second hub 252 coupled to the lower end of the generator 220. The hub 250 is configured to be coupled to the other end of the arm 240 around the disk. The hub 250 is configured such that the arm 240 connecting the blade 230 and the generator 220 is easily connected to the generator 220.

본 발명의 제2 실시 예에 따른 풍력발전기(200)는 암(240)이 타단으로 갈수록 상방으로 소정각도 기울어지게 배치되도록 다음과 같은 특징적인 구성을 갖는다. 도 7에는 본 발명의 암(140)과 허브(150)의 결합사시도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 제1 허브(251)는 발전기(220)의 상측에 결합 고정되며, 제1 허브(251)의 둘레면에는 제1 암결합돌기(251a)가 외측으로 돌출 형성된다. 제1 암결합돌기(251a)는 외측으로 갈수록 상방으로 경사지게 형성된다. 제1 암(141)의 타단에는 제1 암결합돌기(251a)가 끼워지도록 제1 허브결합홈(241a)이 함몰 형성된다. 따라서 제1 암(241)이 제1 허브(251)에 결합 시 제1 암결합돌기(251a)의 경사로 인해 제1 암(241)은 일단으로 갈수록 상방으로 경사지게 배치될 수 있다. 제1 암(241)과 제1 허브(251)는 제1 암(241)의 타단부와 제1 암결합돌기(251a)를 관통하는 제2 결합수단(245)을 통해 견고히 결합되며, 제2 결합수단(245)은 나사 또는 볼트가 적용될 수 있다. 제2 허브(252)는 발전기(220)의 하측에 결합 고정되며, 제2 허브(252)의 둘레면에는 제2 암결합돌기(252a)가 외측으로 돌출 형성된다. 제2 암결합돌기(252a)는 외측으로 갈수록 상방으로 경사지게 형성된다. 제2 암(142)의 타단에는 제2 암결합돌기(252a)가 끼워지도록 제2 허브결합홈(242a)이 함몰 형성된다. 따라서 제2 암(242)이 제2 허브(252)에 결합 시 제2 암결합돌기(252a)의 경사로 인해 제2 암(242)은 일단으로 갈수록 상방으로 경사지게 배치될 수 있다. 제2 암(242)과 제2 허브(252)는 제2 암(242)의 타단부와 제2 암결합돌기(252a)를 관통하는 제3 결합수단(246)을 통해 견고히 결합되며, 제3 결합수단(246)은 나사 또는 볼트가 적용될 수 있다.
The wind turbine generator 200 according to the second embodiment of the present invention has the following characteristic features so that the arm 240 is arranged to be inclined upward at a predetermined angle toward the other end. FIG. 7 is a perspective view showing an assembled perspective view of the arm 140 and the hub 150 of the present invention. As shown in the figure, the first hub 251 is fixed to the upper side of the generator 220, and the first arm coupling protrusion 251a protrudes outward on the circumference of the first hub 251. The first arm engagement protrusions 251a are inclined upward toward the outer side. A first hub coupling groove 241a is recessed at the other end of the first arm 141 so that the first arm coupling protrusion 251a is inserted. Therefore, when the first arm 241 is coupled to the first hub 251, the first arm 241 may be inclined upwardly toward the first end due to the inclination of the first arm coupling protrusion 251a. The first arm 241 and the first hub 251 are firmly coupled through the second coupling means 245 passing through the other end of the first arm 241 and the first arm coupling protrusion 251a, The coupling means 245 may be a screw or bolt. The second hub 252 is coupled to the lower side of the generator 220 and the second arm 252a protrudes outward on the circumference of the second hub 252. The second female engaging projection 252a is inclined upward toward the outer side. A second hub coupling groove 242a is recessed at the other end of the second arm 142 so that the second arm coupling projection 252a is inserted. Therefore, when the second arm 242 is coupled to the second hub 252, the second arm 242 may be inclined upwardly toward the first end due to the inclination of the second arm coupling protrusion 252a. The second arm 242 and the second hub 252 are firmly coupled through the third coupling means 246 penetrating the other end of the second arm 242 and the second arm coupling protrusion 252a, The coupling means 246 may be a screw or bolt.

본 발명의 제2 실시 예에 따른 풍력발전기(200)는 블레이드(230)를 견고히 지지하기 위해 다음과 같은 특징적인 구성을 갖는다. 도 8에는 본 발명의 암(140)과 블레이드(130)의 결합사시도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 블레이드(130)는 암(140)의 일단부에 끼움 결합되며, 소정거리 이격 배치되는 한 쌍의 제1 및 제2 암(140)에 끼움 고정되어 블레이드(130)가 암(140)에 견고히 고정 및 지지된다.
The wind turbine generator 200 according to the second embodiment of the present invention has the following characteristic structure for firmly supporting the blade 230. [ 8 shows an assembled perspective view of the arm 140 and the blade 130 of the present invention. The blade 130 is fitted to one end of the arm 140 and is fitted and fixed to a pair of first and second arms 140 spaced apart from each other by a predetermined distance, As shown in Fig.

아울러, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 풍력발전기(200)는, 암(240)에 블레이드(230)를 견고하게 고정시키기 위해 다음과 같은 특징적인 구성을 갖는다. 도 9에는 암(240)의 일단부와 블레이드(230)의 결합사시도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 블레이드(230)는 제1 암(241)의 일단부에 형성되는 제1 블레이드결합부(241b)에 끼움 결합된다. 이때 블레이드(230)는 제1 블레이드결합부(241b)둘레에 구비되는 제1 고정부(243)를 통해 제1 암(241)에 견고히 고정된다. 제1 고정부(243)에는 제1 블레이드고정돌기(243a)가 형성되며, 제1 고정부(243)가 제1 암(241)에 고정 시 제1 블레이드고정돌기(243a)가 블레이드(230)의 외면에 함몰 형성되는 제1 암결합홈(231)에 끼워지도록 하여 블레이드(230)를 제1 암(241)에 견고히 고정시킨다. 제1 고정부(243)는 블레이드(230)의 윗면부와 아랫면 부에 각각 한 쌍이 구비될 수 있다. 또한 블레이드(230)는 제2 암(242)의 일단부에 형성되는 제2 블레이드결합부(242b)에 끼움 결합된다. 이때 블레이드(230)는 제2 블레이드결합부(242b)둘레에 구비되는 제2 고정부(244)를 통해 제2 암(242)에 견고히 고정된다. 제2 고정부(244)에는 제2 블레이드고정돌기(244a)가 형성되며, 제2 고정부(244)가 제2 암(242)에 고정 시 제2 블레이드고정돌기(244a)가 블레이드(230)의 외면에 함몰 형성되는 제2 암결합홈(232)에 끼워지도록 하여 블레이드(230)를 제2 암(242)에 견고히 고정시킨다. 제2 고정부(244는 블레이드(230)의 윗면부와 아랫면 부에 각각 한 쌍이 구비될 수 있다.
In addition, the wind turbine generator 200 according to the second embodiment of the present invention has the following characteristic structure for firmly fixing the blade 230 to the arm 240. FIG. 9 is a perspective view showing an assembled perspective view of one end of the arm 240 and the blade 230. As shown in FIG. The blade 230 is fitted to the first blade coupling portion 241b formed at one end of the first arm 241 as shown in FIG. At this time, the blade 230 is firmly fixed to the first arm 241 through the first fixing part 243 provided around the first blade coupling part 241b. When the first fixing portion 243 is fixed to the first arm 241, the first blade fixing protrusion 243a is engaged with the blade 230, and the first fixing portion 243a is formed in the first fixing portion 243. [ The blade 230 is fixed to the first arm 241 so as to be fitted into the first arm coupling groove 231 formed in the outer surface of the first arm 241. [ The first fixing portion 243 may be provided on the upper surface portion and the lower surface portion of the blade 230, respectively. The blade 230 is fitted to the second blade coupling portion 242b formed at one end of the second arm 242. [ At this time, the blade 230 is firmly fixed to the second arm 242 through the second fixing portion 244 provided around the second blade coupling portion 242b. The second fixing part 244a is formed on the second fixing part 244 and the second fixing part 244a is fixed on the blade 230 when the second fixing part 244 is fixed to the second arm 242. [ So that the blade 230 is firmly fixed to the second arm 242. As shown in FIG. The pair of second fixing portions 244 may be provided on the upper surface portion and the lower surface portion of the blade 230, respectively.

본 발명의 상기한 실시 예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.
The technical idea should not be interpreted as being limited to the above-described embodiment of the present invention. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Accordingly, such modifications and changes are within the scope of protection of the present invention as long as it is obvious to those skilled in the art.

100, 200 : 수직축 풍력발전기
110, 210 : 타워 120, 220 : 발전기
130, 230 : 블레이드 140, 240 : 암
141 : 고정부 150, 250 : 허브
151 : 암결합돌기 160 : 보강암
161 : 제1 보강암 162 : 제2 보강암
241 : 제1 암 242 : 제2 암
243 : 제1 고정부 244 : 제2 고정부
251 : 제1 허브 252 : 제2 허브
251a : 제1 암결합돌기 252a : 제2 암결합돌기100, 200: Vertical axis wind power generator
110, 210: towers 120, 220: generator
130, 230: blade 140, 240: arm
141: fixing part 150, 250: hub
151: female coupling projection 160: reinforcing arm
161: first reinforcing arm 162: second reinforcing arm
241: first arm 242: second arm
243: first fixing portion 244: second fixing portion
251: first hub 252: second hub
251a: first female engaging projection 252a: second female engaging projection

Claims (7)

지면에 고정되며, 상하 길이방향으로 형성되는 타워;
상기 타워에 설치되며, 회전력에 의해 전기를 발생시키는 발전기;
상기 타워에서 소정거리 이격 배치되는 블레이드;
일단이 상기 발전기에 연결되며, 타단이 상기 블레이드에 고정되어 상기 블레이드의 회전력을 상기 발전기에 전달하는 암; 및
상기 암의 일단이 연결되며, 상기 발전기의 상측 또는 하측에 결합되는 허브; 를 포함하되,
상기 블레이드는 상측으로 갈수록 상기 타워의 축 방향에 근접하도록 소정각도 기울어지게 배치되며, 상기 암은 타단으로 갈수록 상방으로 소정각도 기울어지게 배치되고,
상기 허브는, 상기 블레이드가 끼워지도록 타단부에 블레이드삽입부가 형성되며, 상기 블레이드삽입부 둘레에는, 블레이드고정돌기가 형성되는 블레이드고정부가 구비되고,
상기 블레이드는, 상기 암에 끼움 결합 시 상기 블레이드고정돌기가 끼워지도록 외면에 블레이드고정홈이 함몰 형성되는, V-형 수직축 풍력발전기.
A tower fixed to the ground and formed in the vertical direction;
A generator installed in the tower and generating electricity by rotational force;
A blade disposed at a predetermined distance from the tower;
An arm connected to the generator at one end and fixed to the blade at the other end to transmit rotational force of the blade to the generator; And
A hub connected to one end of the arm and coupled to an upper side or a lower side of the generator; , ≪ / RTI &
Wherein the blade is arranged to be inclined at a predetermined angle so as to be closer to the axial direction of the tower toward the upper side and the arm is arranged to be inclined upward at a predetermined angle toward the other end,
The hub has a blade inserting portion formed at the other end so as to sandwich the blade, and a blade fixing portion formed with a blade fixing protrusion is provided around the blade inserting portion,
Wherein the blade has a blade fixing groove formed on an outer surface of the V-shaped vertical axis wind turbine so as to fit the blade fixing protrusion when the blade is fitted into the arm.
지면에 고정되며, 상하 길이방향으로 형성되는 타워;
상기 타워에 설치되며, 회전력에 의해 전기를 발생시키는 발전기;
상기 타워에서 소정거리 이격 배치되는 블레이드;
일단이 상기 발전기에 연결되며, 타단이 상기 블레이드에 고정되어 상기 블레이드의 회전력을 상기 발전기에 전달하는 암; 및
상기 암의 일단이 연결되며, 상기 발전기의 상측 또는 하측에 결합되는 허브; 를 포함하되,
상기 블레이드는 상측으로 갈수록 상기 타워의 축 방향에 근접하도록 소정각도 기울어지게 배치되며, 상기 암은 타단으로 갈수록 상방으로 소정각도 기울어지게 배치되고,
상기 허브는, 상기 암의 일단이 결합되도록 암결합부가 둘레면 외측으로 돌출 형성되되, 상기 암결합부는 끝단으로 갈수록 상방으로 소정각도 기울어지게 형성되고,
상기 암은, 상기 암결합부가 끼워지도록 일단에서 내측으로 허브결합홈이 함몰 형성되며, 상기 암과 허브는 상기 암 및 상기 암결합부를 관통하는 나사 또는 볼트를 통해 결합되는, V-형 수직축 풍력발전기.
A tower fixed to the ground and formed in the vertical direction;
A generator installed in the tower and generating electricity by rotational force;
A blade disposed at a predetermined distance from the tower;
An arm connected to the generator at one end and fixed to the blade at the other end to transmit rotational force of the blade to the generator; And
A hub connected to one end of the arm and coupled to an upper side or a lower side of the generator; , ≪ / RTI &
Wherein the blade is arranged to be inclined at a predetermined angle so as to be closer to the axial direction of the tower toward the upper side and the arm is arranged to be inclined upward at a predetermined angle toward the other end,
The hub has a female coupling portion protruding outwardly in a circumferential direction so that one end of the arm is engaged. The female coupling portion is formed to be inclined upward at a predetermined angle toward the end,
Wherein the arm is formed by recessing a hub coupling groove inwardly at one end so as to fit the arm coupling section and the arm and hub are coupled through a screw or bolt passing through the arm and the arm coupling section, .
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 풍력발전기는,
상기 블레이드가 상기 암에 견고히 고정되도록, 상기 블레이드와 상기 암을 연결하는 적어도 하나 이상의 보강암; 이 더 구비되는, V-형 수직축 풍력발전기.
3. The method according to claim 1 or 2,
The wind power generator includes:
At least one reinforcement arm connecting the blade and the arm so that the blade is firmly fixed to the arm; Further comprising a V-shaped vertical axis wind power generator.
제 3항에 있어서,
상기 보강암은,
일단이 상기 암에 결합되고, 타단이 상기 블레이드와 암의 결합부에서 상방으로 소정거리 이격부에 결합되는 제1 보강암; 및 일단이 상기 암에 결합되고, 타단이 상기 블레이드와 암의 결합부에서 하방으로 소정거리 이격부에 결합되는 제2 보강암; 으로 구성되는, V-형 수직축 풍력발전기.
The method of claim 3,
The reinforcing arm
A first reinforcing arm, one end of which is coupled to the arm, and the other end of which is coupled to a predetermined distance from the coupling portion of the blade and the arm; And a second reinforcing arm, one end of which is coupled to the arm and the other end of which is coupled to a predetermined distance spaced downward from the coupling portion of the blade and the arm; Wherein the V-shaped vertical axis wind power generator comprises:
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 허브는,
상기 발전기의 상측에 결합되는 제1 허브; 및 상기 발전기의 하측에 결합되는 제2 허브; 를 포함하며,
상기 암은,
일단이 상기 제1 허브에 연결되고, 타단이 상기 블레이드에 연결되는 제1 암; 및 일단이 상기 제2 허브에 연결되고, 타단이 상기 블레이드에 연결되는 제2 암; 으로 구성되되, 상기 제1 암 및 제2 암은 소정거리 이격 배치되는, V-형 수직축 풍력발전기.3. The method according to claim 1 or 2,
The hub includes:
A first hub coupled to an upper side of the generator; And a second hub coupled to the lower side of the generator; / RTI >
The arm
A first arm having one end connected to the first hub and the other end connected to the blade; A second arm having one end connected to the second hub and the other end connected to the blade; Wherein the first arm and the second arm are spaced apart from each other by a predetermined distance. 삭제delete 삭제delete
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