KR101948064B1 - 풍력발전기용 날개 - Google Patents

Abstract

본 발명은 풍력발전기용 날개에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 중앙부가 공간인 테두리 프레임 형태의 저항프레임 및 지지프레임을 직각의 절곡부를 갖도록 결합된 프레임 결합체를 회전 중심체인 주동축에 절곡부 안쪽 방향이 일방향성을 갖도록 저항프레임을 방사상으로 다수개 고정결합하되, 절곡부의 안쪽 방향 절곡모서리에 저항판을 풍력에 의해 축회전 가능하게 결합하여, 절곡부의 안쪽 방향에서 저항프레임이 풍향과 역방향에서 저항판이 저항프레임의 중앙 공간인 바람길을 막아 최대 저항력으로 주동축을 회전시키고, 풍향과 역방향이 아닌 구간에서는 풍력에 의한 저항판의 회전작동을 통해 저항프레임 및/또는 지지프레임의 중앙 공간으로 바람이 통과하여 항력을 발생시키지 않도록 구성하여, 저항프레임 및 지지프레임에 대한 저항판의 회전작동에 의해 풍향 변화에도 회전 중심체인 주동축의 회전방향이 변하지 않는 풍력발전기용 날개에 관한 것이다.

Description

풍력발전기용 날개{a blade for wind power generator}

본 발명은 풍력발전기용 날개에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 중앙부가 공간인 테두리 프레임 형태의 저항프레임 및 지지프레임을 직각의 절곡부를 갖도록 결합된 프레임 결합체를 회전 중심체인 주동축에 절곡부 안쪽 방향이 일방향성을 갖도록 저항프레임을 방사상으로 다수개 고정결합하되, 절곡부의 안쪽 방향 절곡모서리에 저항판을 풍력에 의해 축회전 가능하게 결합하여, 절곡부의 안쪽 방향에서 저항프레임이 풍향과 대면하여 저항판이 저항프레임의 중앙 공간인 바람길을 막아 최대 저항력으로 주동축을 회전시키고, 풍향과 대면하지 않는 구간에서는 풍력에 의한 저항판의 회전작동을 통해 저항프레임 및/또는 지지프레임의 중앙 공간으로 바람이 통과하여 항력을 발생시키지 않도록 구성하여, 저항프레임 및 지지프레임에 대한 저항판의 회전작동에 의해 풍향 변화에도 회전 중심체인 주동축의 회전방향이 변하지 않는 풍력발전기용 날개에 관한 것이다.

통상 수평축 풍력터빈은 블레이드의 회전방향과 직각으로 바람을 받아 견뎌야 하기 때문에 블레이드 날개의 견고성 확보를 위하여 고품질의 철강재와 단조기술 등 제조비용의 과다를 초래하고 있다. 이뿐만 아니라, 블레이드 날개가 견딜 수 있는 일정 수준 이상의 강한 바람이 불 때에는 블레이드 날개를 접어 풍력터빈의 가동을 중단함으로써 풍력에너지가 가장 밀집되는 시간대에 풍력을 활용하지 못하는 상황이 초래될 수도 있다.

한편, 수직축 풍력발전은 바람을 블레이드 날개면과 직각으로 받아 같은 바람의 세기에서 수평축 풍력터빈과 대비하여 더 큰 회전력을 얻을 수 있다. 그러나 블레이드 날개의 회전방향이 수직축을 기준으로 한쪽은 바람 방향과 순방향이고, 다른 쪽은 바람 방향과 역방향의 되는데, 이 역방향 구간의 저항으로 인하여 효율성이 떨어진다.

상기한 문제점을 해소하기 위한 블레이드의 각도가 회전방향과 바람방향에 따라 변경되는 구조의 가변 블레이드 수직축 풍력터빈이 고안되었는데, 일본 공개특허 JP 2005-9473 (공개일 2005.01.13)에 제시되어 있다. 상기의 공보에 따르면, 블레이드 면의 각도 변경 축을 기준으로 블레이드의 바람 받는 면적을 달리하여, 바람과 블레이드의 회전 중인 위치에 따라 바람의 순방향 회전구간에서는 블레이드가 바람 부는 방향과 직각인 면을 이루게 하고, 바람의 역방향 구간에서는 평행면을 이루게 하는 구조이다.

종래의 가변 블레이드 수직축 풍력터빈에서 블레이드 각도를 변경시키는 방법은 기본적으로 블레이드 면의 가변축을 기준으로 바람을 받는 면적의 차이에 따라 블레이드 면의 각도를 변경하게 하는 데 그 방법으로 다음의 두 가지로 나누어 볼 수 있다.

첫 번째 방법은 상기 일본 공개특허에서와 같이, 풍력터빈의 수직축을 기준으로 바람의 역방향으로 블레이드가 회전하는 구간에서의 블레이드 면 각도를 변경하는 힘과 바람의 순방향으로 회전하는 구간에서의 블레이드 면 각도를 변경하는 힘을 연계하는 방법이고, 두 번째 방법은 각각의 블레이드가 독립적으로 가변되게 하는 방법으로서 상기 일본 공개특허에서 수직축을 기준으로 양측의 가변 축들을 연결하지 않고 독립적으로 구성하는 경우이다.

상기 두 가지 방법은 다음과 같은 문제점이 있다.

첫 번째 방법의 경우, 블레이드가 바람의 역방향으로 회전하는 구간에서는 항상 블레이드 날개가 바람 방향과 평행에 가까운 면을 이루고, 바람의 순방향으로 회전하는 구간에서는 항상 블레이드 날개가 바람의 방향과 직각에 가까운 면을 이룸에 따라, 바람이 강하게 분 직후에 바람이 약하게 불게 될 때 바람의 순방향 구간에서 블레이드의 회전속도가 오히려 바람의 속도보다 높아서 블레이드 면에 강한 공기저항을 받게 되고, 직전의 강한 바람에 의한 회전력을 잃어버리는 결과를 가져 온다. 따라서, 바람의 단속적이고 불규칙한 특성을 고려할 때 이는 효율성을 크게 떨어뜨리는 요인이 된다.

두 번째 방법의 경우, 블레이드 날개가 바람의 순방향 구간에서 바람의 속도가 블레이드의 회전속도보다 낮을 경우 블레이드 면이 바람의 방향과 평행에 가까운 면으로 변경되게 되나, 기본적으로 블레이드 면의 각도를 변경하고 그 면을 바람의 방향과 평행에 가까운 각도로 유지하기 위하여 블레이드 면이 바람의 힘을 일정수준 이상 받아야 하므로, 블레이드의 회전에 상당한 수준의 저항으로 작용하게 되어 풍력 터빈의 효율은 그만큼 떨어지게 된다. 또한, 경제성 측면에서, 중심축에서 먼 구간의 블레이드 날개가 받는 힘에 견디기 위하여 블레이드 전 구간을 높은 수준의 기술과 품질이 요구되는 무거운 강재로 구성하는 것이 필수적이어서 비경제적이다.

일본 공개특허 2005-009473 (공개일 2005.01.13) 국내 등록특허 10-1030705 (등록일 2011.04.15) 국내 등록특허 10-1868973 (등록일 2018.06.12) 국내 등록특허 10-1087223 (등록일 2011.11.21) 국내 등록특허 10-1835540 (등록일 2018.02.28) 국내 등록특허 10-1905115 (등록일 2018.09.28) 국내 등록실용신안 20-0145595 (등록일 1999.02.19)

본 발명의 목적은 상기한 종래 방식이나 선행기술의 장단점이나 문제점을 감안하여 가장 효과적인 방식을 선택하되 보다 경제적이고 단순 간결한 구조이면서도, 기술적 다양성이 풍부할 수 있는 풍력발전기용 날개를 제공함에 있다.

또한, 풍향 변화에도 풍력터빈과 연결된 주동축의 회전방향을 일방향으로 유지시켜 회전할 수 있는 풍력발전기용 날개를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 풍력발전기용 날개는 테두리 프레임 형태의 안쪽으로 공간인 바람길을 갖는 저항프레임을 회전 중심체인 주동축에 대해 방사상으로 다수개 고정결합하고, 상기 저항프레임의 바깥쪽 종프레임에 테두리 프레임 형태로 안쪽에 공간인 바람골을 갖는 지지프레임을 일정 각도로 결합하여 절곡부를 형성하며, 상기 절곡부의 안쪽 방향 절곡모서리에 형성된 상하의 축삽입편에는 저항판의 축핀을 회전 가능하게 삽입결합하여, 풍향의 역방향인 일측에서는 유체 흐림에 따라 축회전하던 상기 저항판이 상기 절곡부의 안쪽 방향에서 상기 저항프레임의 바람길을 완전히 막으면서 회전저지되어 저항판의 풍력에 대한 최대 저향력으로 상기 주동축을 회전시키고, 다른 측에서는 상기 저항판이 상기 지지프레임에 접촉 또는 가까워짐에 따라 유체가 상기 바람길 및 바람골을 통과하여 저항판의 저항력을 차단하는 것으로 항력을 상쇄시키도록 구성하여, 상기 저항프레임 및 상기 지지프레임에 대한 상기 저항판의 배치에 따라 풍향 변화에도 상기 주동축의 회전방향이 변하지 않는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 저항프레임 상에는 다른 저항프레임과 서로 연결되는 제1 플라이휠이 구비되고, 상기 지지프레임 상에는 다른 지지프레임과 서로 연결되는 제2 플라이휠이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 절곡부의 안쪽 방향의 주동축에는 상기 저항판이 상기 저항프레임에 밀착됨을 감지하여 상기 저항판과 상기 저항프레임이 밀착상태를 유지하도록 상기 저항판의 회전동작을 저지하는 판고정부재를 더 구비하여, 상기 판고정부재에 의해 순차적으로 모든 저항판을 저항프레임에 강제로 밀착시켜 상기 주동축의 회전을 저지하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 절곡부의 상단 및 상기 지지프레임의 상단은 각각 상기 주동축 상단과 무게지지용 지지와이어로 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 통한 본 발명 풍력발전기용 날개는 중앙부가 공간인 테두리 프레임 형태의 저항프레임 및 지지프레임을 직각의 절곡부를 갖도록 결합하여 회전 중심체인 주동축에 저항프레임을 방사상으로 다수개 고정결합하되, 절곡부의 안쪽 방향 절곡모서리에 저항판을 풍력에 의해 축회전 가능하게 결합하여, 풍향과 역방향에서 저항판이 저항프레임의 중앙 공간을 막아 최대 저항력으로 주동축을 회전시키고, 풍향과 역방향이 아닌 구간에서는 풍력에 의한 저항판의 회전작동을 통해 저항프레임 및/또는 지지프레임의 중앙 공간으로 바람이 통과하여 항력을 발생시키지 않도록 구성하여, 저항프레임 및 지지프레임에 대한 저항판의 회전작동에 의해 풍향 변화에도 풍력터빈과 연결된 회전 중심체인 주동축의 회전방향이 변하지 않는다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 풍력발전기용 날개의 사시도.
도 2는 풍향에 따른 저항판의 거동을 개략적으로 나타낸 도면.

이하, 첨부된 도면을 이용하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 이하에서는 풍력발전을 실시예로 설명하고 있으나, 본 발명은 풍력발전은 물론 수력발전, 또는 기타 회전날개를 이용하는 분야에 폭 넓게 사용될 수 있다.

본 발명 풍력발전기용 날개는 풍력터빈과 연결된 회전 중심체인 주동축(20)에 절곡부(15)를 갖도록 연결결합된 저항프레임(11) 및 지지프레임(13)의 결합체인 프레임 결합체(10)가 방사상으로 다수개 고정결합되고, 상기 절곡부(15)의 안쪽 방향(I) 절곡모서리(16)에 풍력에 의해 축회전하는 저항판(18)이 결합되는 것을 포함한다.

상기 저항프레임(11)은 중앙부가 공간 형태로 형성되는 테두리 프레임 형태로 형성되며, 상기 중앙부의 공간은 바람이 통과하는 바람길(12)이다. 여기서 상기 저항프레임(11)의 테두리 형태는 다양하게 형성될 수 있으며, 바람직하게는 사각의 테두리 프레임으로 형성된다. 따라서 사각의 테두리 프레임 안쪽 전체 공간이 바람길(12)이 된다.

상기 지지프레임(13) 또한 상기 저항프레임(11)과 동일하게 형성된다. 즉, 중앙부가 공간 형태로 형성되는 테두리 프레임 형태로 형성되며, 상기 중앙부의 공간은 바람이 통과하는 바람골(14)이다. 여기서 상기 지지프레임(13)의 테두리 형태는 다양하게 형성될 수 있으며, 바람직하게는 사각의 테두리 프레임으로 형성된다. 따라서 사각의 테두리 프레임 안쪽 전체 공간이 바람골(14)이 된다.

상기와 같이 사각프레임 형태인 상기 저항프레임(11)의 종(縱)프레임 중 일측 종프레임에는 상기 지지프레임(13)의 일측 종프레임이 고정결합하여 프레임 결합체(10)를 형성함과 함께 서로 고정결합된 저항프레임(11) 및 지지프레임(13)의 일측 종프레임 부분은 절곡부(15)가 된다. 여기서 상기 절곡부(15)는 바람직하게 직각으로 형성되며, 상기 절곡부(15)의 안쪽 방향(I) 절곡모서리(16)에는 상하로 축삽입편(17)이 형성된다. 이렇게 형성되는 축삽입편(17)은 공지된 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 원형 또는 'C'자 형태로 상기 절곡모서리(16)에서 돌출형성된다.

상기와 같이, 바람직하게 직각의 절곡부(15)를 형성하며 고정결합된 하나의 상기 프레임 결합체(10) 중 상기 절곡부(15)를 형성하지 않은 저항프레임(11)의 타측 종프레임을 상기 주동축(20)에 고정결합시킨다. 이렇게 주동축(20)에 고정 결합되는 다수개의 상기 프레임 결합체(10)는 상기 절곡부(15)의 안쪽 방향(I)이 모두 동일 방향을 향하도록 일방향성을 유지한체 결합된다.

상기 저항판(18)은 평판으로 형성되는 몸판(18b)의 일측단에 원기둥 형태의 축핀(18a)이 일체로 결합형성된다. 여기서 상기 저항판(18)의 몸판(18b)의 크기는 상기 저항프레임(11)의 바람길(12) 및 상기 지지프레임(13)의 바람골(14)의 크기를 초과하도록 형성됨이 마땅하다. 이는 상기 축핀(18a)이 상기 축삽입편(17)에 축회전 가능하게 삽입결합된 후 풍력에 의해 회전하여 상기 저항프레임(11) 또는 지지프레임(13)에 걸려 회전이 저지될 수 있는 크기이다. 따라서 상기 몸판(18b)의 크기는 바람직하게 상기 바람길(12) 및 바람골(14)의 크기를 초과하되, 상기 저항프레임(11) 및 지지프레임(13)의 전체크기 이하로 형성된다.

또한, 상기 저항프레임(11)의 상단과 하단에는 하나의 저항프레임(11)과 다른 저항프레임(11)을 연결하는 링 형태의 제1 플라이휠(11a)이 설치될 수 있다. 상기 제1 플라이휠(11a)은 바람의 세기에 따라 상기 프레임 결합체(10)의 저항판(18)에 걸리는 저항력이 달라지는 것을 보상하여 상기 주동축(20)의 일정 회전속도가 유지될 수 있도록 도움을 준다. 이러한 상기 제1 플라이휠(11a)과 동일 기능을 수행하도록 상기 지지프레임(13)의 상단과 하단에도 제2 플라이휠(13a)이 설치될 수 있다. 바람직하게 상기 제 1 플라이휠(11a) 및 제2 플라이휠(13a)은 관성력이 크게 작용하도록 상기 저항프레임(11)과 지지프레임(13)의 가장 바깥단에 설치된다.

또한, 상기 절곡부(15)의 안쪽 방향(I)에 해당하는 상기 주동축(20) 상에는 상기 저항판(18)을 상기 저항프레임(11)에 밀착시키기 위한 판고정부재(19)가 설치될 수 있다. 상기 판고정부재(19)는 제어부(미도시)의 제어에 의해 작동하는 것으로, 풍력발전기의 점검 등을 이유로 상기 주동축(20)의 회전을 중지시킬 때 사용된다. 먼저, 도 2의 왼쪽에 설치된 상기 프레임 결합체(10)와 같이 저항판(18)이 상기 저항프레임(11)에 완전히 밀착됨을 감지한 접촉센서(미도시)가 상기 주동축(20)에 설치된 상기 판고정부재(19)에 신호를 전달하고, 전달된 신호에 따라 판고정부재(19)의 멈춤핀(19a)이 돌출동작하여 저항판(18)을 멈춤핀(19a)과 저항프레임(11) 사이에 가두어 회전동작을 저지시키게 된다. 이러한 상기 판고정부재(19)의 멈춤핀(19a) 작동은 주동축(20)이 회전하면서 저항판(18)이 저항프레임(11)에 밀착되는 다른 프레임 결합체(10)에서도 순차적으로 반복된다. 이렇게 모든 방향의 저항판(18)이 저항프레임(11)에 밀착되면 상기 주동축(20)은 회전을 멈추게 된다. 이는 풍향과 대면하는 방향의 저항판(18) 작동이 정상 작동됨에 따라 풍력에 의해 저항판(18)이 저항프레임(11)에 밀착되어 회전력을 발생시키려 할 때, 풍향과 동일 방향의 저항판(18)도 판고정부재(19)에 의해 저항프레임(11)에 밀착되면서 풍력에 의한 회전력이 상쇄되기 때문이다. 이렇게 상기 판고정부재(19)의 작동에 따라 모든 방향의 저항판(18)이 저항프레임(11)에 밀착되면, 풍력을 회전력으로 바꿔주는 저항판(18)의 저항력이 각 저항판(18)에 의해 상쇄되면서 발생하지 않아 주동축(20)은 회전을 멈추게 되는 것이다. 이렇게 회전을 멈추면 풍력발전기의 수리가 용이하게 된다.

또한, 상기 절곡부(15)의 상단 및 상기 지지프레임(13)의 상단에는 각각 상기 주동축(20) 상단과 무게지지용 지지와이어(30)로 연결될 수 있다. 여기서 당연하게 상기 지지와이어(30) 상에는 장력조절수단(31)이 설치된다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명 풍력발전기용 날개의 작동을 설명한다.

도 2는 풍향이 아래에서 위쪽으로 향하고 있을 경우이다. 이때, 바람의 방향과 수직으로 접하는 왼쪽에서 저항판(18)의 저항력이 최대가 되며, 이 최대 저항력으로 상기 주동축(20)의 회전력을 최대로 발생시킨다.

그런데, 도 2에서 바람의 방향과 상기 저항판(18)이 수직으로 접할 수 있는 구간은 이론상 왼쪽과 오른쪽인 양옆이다. 그런데 왼쪽에서는 저항판(18)의 저항력이 최대가 되고, 오른쪽에서는 저항판(18)의 저항력이 발생하지 않는다.

이는 본 발명의 특징인 상기 저항프레임(11)과 지지프레임(13)이 직각 절곡부(15)를 갖도록 프레임 결합체(10)가 형성되고, 이 프레임 결합체(10)의 절곡부(15) 안쪽 방향(I)이 일방향성을 갖도록 상기 주동축(20)에 다수개 고정결합되되, 상기 절곡부(15)의 안쪽 방향(I) 절곡모서리(16)에 상기 저항판(18)이 회전 가능하게 설치됨에 기인한다. 이러한 구성으로 말미암아 상기 저항판(18)의 회전 가동범위는 직각 절곡부(15)의 안쪽으로 제한된다. 이는 직각 절곡부(15) 안쪽에서 상기 절곡모서리(16)의 축삽입편(17)이 절곡 각도 내에 설치되고, 이 축삽입편(17)에 삽입결합된 상기 축핀(18a)을 회전축으로 하여 회전 작동하는 저항판(18)의 몸판(18b) 크기가 상기 바람길(12) 및 상기 바람골(14) 보다 크기 때문에 풍력에 의해 회전하는 저항판(18)이 저항프레임(11) 쪽에서는 저항프레임(11)에 걸려 회전동작이 저지되고, 지지프레임(13) 쪽에서는 지지프레임(13)에 걸려 회전동작이 저지되는 것이다.

다시 말해, 도 2의 왼쪽에 배치되는 프레임 결합체(10)와 같이 프레임 결합체(10)의 직각 절곡부(15) 안쪽 방향(I)이 풍향과 대면(역방향)하도록 배치되면, 풍력에 의해 상기 축삽입편(17)에 삽입된 상기 축핀(18a)을 축으로 몸판(18b)이 회전하여 저항판(18) 전체가 상기 지지프레임(13)에서 멀어져 상기 저항프레임(11)에 밀착됨에 따라 저항판(18)의 회전동작이 저지되면서 풍력에 대한 저항력이 최대로 발생한다. 그리고 이 최대 저항력이 상기 주동축(20)에 고스란히 전달되어 주동축(20)은 시계방향으로 회전동작하고, 주동축(20)의 회전동작에 의해 풍력터빈이 동작하게 되는 것이다.

반대로, 도 2의 오른쪽에 배치되는 프레임 결합체(10)와 같이 프레임 결합체(10)의 직각 절곡부(15) 안쪽 방향(I)이 풍향을 등지고(순방향) 배치되면, 바람이 상기 저항프레임(11)의 바람길(12)을 통과하면서 상기 저항판(18)을 밀어내게 된다. 이에 따라 상기 축삽입편(17)에 삽입된 상기 축핀(18a)을 축으로 몸판(18b)이 회전하여 저항판(18) 전체가 상기 지지프레임(13) 쪽으로 이동하다가 지지프레임(13)에 밀착됨에 따라 저항판(18)의 회전동작이 저지된다. 이렇게 지지프레임(13)에 밀착된 상태의 저항판(18)에는 풍력에 대한 저항력이 발생하지 않게 된다. 따라서 왼쪽 프레임 결합체(10)의 저항판(18)에 걸리는 풍력에 대한 최대 저항력으로 상기 주동축(20)이 시계방향으로 회전동작하게 된다.

아울러, 도 2의 왼쪽과 오른쪽이 아닌 다른 위치에서의 상기 프레임 결합체(10)에 대해 회전동작하는 상기 저항판(18)에도 풍력에 대한 저항력은 발생하지 않는다.

예컨데, 시계방향으로 회전하는 주동축(20)에 종속되어 오른쪽에서 앞쪽(도 2에서는 아래쪽으로 이동)으로 이동하는 상기 프레임 결합체(10)의 저항판(18)에도 항력은 발생하지 않는다. 이는 오른쪽에서 앞쪽으로 이동하는 프레임 결합체(10)의 절곡부(15) 안쪽 방향(I)이 풍향을 등지게 되는 본 발명의 특징에 기인한 것이다. 상기 절곡부(15) 안쪽 방향(I)이 풍향을 등지고 이동함에 따라, 상기 저항판(18)도 상기 지지프레임(13)의 바람골(14)을 통과하는 풍력에 의해 상기 저항프레임(11) 방향으로 축회전 되면서 풍향에 대해 항상 동일방향성이 유지되도록 위치 변경이 이루어진다.

그리고, 도 2의 앞쪽에서 왼쪽을 향해 이동하는 상기 프레임 결합체(10)는 절곡부(15) 안쪽 방향(I)이 풍향과 대면하는 방향으로 전환된다. 이로 인해 상기 저항판(18)은 지지프레임(13)의 바람골(14)을 통과한 풍력에 의해 상기 저항판(18)이 저항프레임(11)을 향해 축회전되면서 풍향을 대면하는 방향이 되도록 위치변경되어 항력을 발생시키게 된다.

또한, 도 2의 왼쪽에서 뒤쪽(도 2에서는 위쪽으로 이동)으로 상기 프레임 결합체(10)가 회전 이동할 경우에는, 풍력이 왼쪽에 위치한 상기 프레임 결합체(10)의 저항판(18)에 가로막혀 그 넘어까지지 전달되지 않기 때문에 저항판(18)은 저항프레임(11)과 밀착된 상태로 도면 왼쪽에서 뒤쪽으로 빠르게 회전한다. 이로 인해 뒤쪽으로 이동하는 저항판(18)에도 항력이 발생하지 않게 된다.

또한, 도 2의 뒤쪽에서 오른쪽으로 상기 프레임 결합체(10)가 회전 이동할 경우에는, 상기 저항판(18)은 상기 저항프레임(11)의 바람길(12)을 통과하는 풍력에 의해 상기 지지프레임(13) 방향으로 회전하면서 풍향에 대해 동일 방향성이 유지되도록 위치 변경된다. 이로 인해 뒤쪽에서 오른쪽으로 이동하는 저항판(18)에도 항력이 발생하지 않게 된다.

상기와 같이 절곡부(15)의 안쪽 방향(I)이 일정 방향성을 갖도록 상기 주동축(20)에 방사상으로 배치함으로 인해, 상기 절곡부(15)의 안쪽 방향(I) 중 상기 저항프레임(11)이 풍향과 대면(對面)하는 일측인 왼쪽에서는 유체 흐림에 따라 축회전하던 상기 저항판(18)이 상기 절곡부(15)의 안쪽 방향(I) 내에서 상기 저항프레임(11)의 바람길(12)을 완전히 막으면서 회전저지되어 저항판(18)의 풍력에 대한 최대 저향력으로 상기 주동축(20)을 회전시키고, 다른 측인 전·후 및 오른쪽에서는 유체가 상기 바람길(12) 및 바람골(14)을 통과하면서 상기 저항판(18)을 유체의 방향과 동일 방향을 향하도록 회전시키는 것으로 저항력이 발생하지 않도록 구성함으로써, 풍향 변화에도 불구하고 상기 주동축(20)의 회전방향이 변하지 않게 되는 것이다.

10: 프레임 결합체 11: 저항프레임
12: 바람길 13: 지지프레임
14: 바람골 15: 절곡부
16: 절곡모서리 17: 축삽입편
18: 저항판 18a: 축핀
18b: 몸판 19: 판고정부재
20: 주동축 30: 지지와이어
I: 안쪽 방향

Claims (5)

1. 사각테두리 프레임 형태의 안쪽으로 공간인 바람길(12)을 갖는 저항프레임(11)과 사각테두리 프레임 형태로 안쪽 공간인 바람골(14)을 갖는 지지프레임(13)의 일측 종(縱)프레임을 서로 결합하여 절곡부(15)를 구비한 프레임 결합체(10)를 형성하고, 상기 프레임 결합체(10)의 상기 절곡부(15)의 안쪽 방향(I)이 일방향성을 갖도록 상기 저항프레임(11)의 타측 종(縱)프레임을 회전 중심체인 주동축(20)에 대해 방사상으로 다수개 고정결합하고, 상기 절곡부(15)의 안쪽 방향(I) 절곡모서리(16)에 형성된 상하의 축삽입편(17)에는 저항판(18)의 축핀(18a)을 회전 가능하게 삽입결합하여,
   상기 절곡부(15)의 안쪽 방향(I) 중 상기 저항프레임(11)이 풍향과 대면(對面)하는 일측에서는 유체 흐림에 따라 축회전하던 상기 저항판(18)이 상기 절곡부(15)의 안쪽 방향(I)에서 상기 저항프레임(11)의 바람길(12)을 완전히 막으면서 회전저지되어 풍력에 대한 최대 저향력으로 상기 주동축(20)을 회전시키고, 다른 측에서는 유체가 상기 바람길(12) 및 바람골(14)을 통과하면서 상기 저항판(18)을 유체흐름 방향과 동일 방향이 되도록 회전시켜 항력이 발생하지 않도록 구성하여, 풍향 변화에도 상기 주동축(20)의 회전방향이 변하지 않는 것을 특징으로 하는 풍력발전기용 날개.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 저항프레임(11) 및 상기 지지프레임(13)의 절곡부(15) 각도는 직각인 것을 특징으로 하는 풍력발전기용 날개.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 저항프레임(11) 상에는 다른 저항프레임(11)과 서로 연결되는 제1 플라이휠(11a)이 구비되고, 상기 지지프레임(13) 상에는 다른 지지프레임(13)과 서로 연결되는 제2 플라이휠(13a)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 풍력발전기용 날개.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 절곡부(15)의 안쪽 방향(I)의 주동축(20)에는 상기 저항판(18)이 상기 저항프레임(11)에 밀착됨을 감지하여 상기 저항판(18)과 상기 저항프레임(11)이 밀착상태를 유지하도록 상기 저항판(18)의 회전동작을 저지하는 판고정부재(19)를 더 구비하여, 상기 판고정부재(19)에 의해 순차적으로 모든 저항판(18)을 저항프레임(11)에 강제로 밀착시켜 상기 주동축(20)의 회전을 저지하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기용 날개.
   
5. 제1항에 있어서, 상기 절곡부(15)의 상단 및 상기 지지프레임(13)의 상단은 각각 상기 주동축(20) 상단과 무게지지용 지지와이어(30)로 연결되는 것을 특징으로 하는 풍력발전기용 날개.

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