KR20120092342A

KR20120092342A - Vertical axis turbine for wind power generation having double blade of wing type

Info

Publication number: KR20120092342A
Application number: KR1020110012337A
Authority: KR
Inventors: 손민
Original assignee: 동해기연(주)
Priority date: 2011-02-11
Filing date: 2011-02-11
Publication date: 2012-08-21
Also published as: KR101236888B1

Abstract

본 발명은 바람 에너지를 이용하여 동력을 발생시키는 풍력발전용 터빈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유유선형으로 형성된 터빈의 상.하부판과, 블레이드를 다양한 곡률부를 갖는 큰익형의 주익과 작은익형의 보조익으로 된 2개 한 조의 블레이드를 다수 조 형성함으로, 상.하부판에 의해 터빈 내부의 양압을 유지시켜 터빈의 안정감을 주고, 2중 블레이드에 의해 유로의 원활한 형성으로 외부 바람이 터빈 내부에서는 항력에 의하여 동력으로 변환하고 외부에서는 양력에 의하여 동력으로 변환시킴으로 수시로 변하는 풍속에서도 터빈의 원활한 회전이 가능하여 지속적이고 안정적으로 전력을 생산할 수 있게 한 익형 2중 블레이드를 갖는 풍력발전용 수직축 터빈에 관한 것이다.The present invention relates to a wind turbine for generating power using wind energy, and more particularly, the upper and lower plates of the turbine formed in a wired and linear shape, and the main blade of the large blade type and the auxiliary blade of the small blade type having a variety of curvature of the blade. By forming two pairs of two blades, the upper and lower plates maintain the positive pressure inside the turbine, giving stability to the turbine. The present invention relates to a vertical axis turbine for wind power generation having a blade double blade capable of producing power continuously and stably by allowing the turbine to rotate smoothly at frequent wind speeds by converting the power into the power by the external force.

Description

Vertical axis turbine for wind power generation having double blade of wing type}

본 발명은 바람 에너지를 이용하여 동력을 발생시키는 풍력발전용 터빈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유선형 형상의 상.하부판과, 다양한 곡률부를 갖는 2개 한조의 블레이드를 다수 조 형성함으로, 유로 형성을 원활하게 하여 항력(抗力)과 양력(揚力)에 의한 연속적으로 원활한 회전력의 전달이 가능하고, 이로 인한 터빈의 성능을 크게 향상시킬 수 있게 한 익형 2중 블레이드를 갖는 풍력발전용 수직축 터빈에 관한 것이다.
The present invention relates to a wind turbine for generating power by using wind energy, and more particularly, by forming a plurality of sets of two sets of blades having a streamlined upper and lower plates and various curvatures to form a flow path. The present invention relates to a vertical axis turbine for wind power generation, having a blade dual blade that can smoothly transmit a continuous rotational force by drag and lift and thereby greatly improve the performance of the turbine. .

일반적으로 우리나라 전력생산은 화력발전이 대부분이며 나머지는 원자력 발전에 의해 얻어진다.In general, electricity generation in Korea is mostly thermal power generation, and the rest is obtained by nuclear power generation.

그 중 화력발전은 전력을 생산키 위한 연료비가 막대하여 요즘 같은 초고유가 시대에서 전력생산원가가 너무 커지는 문제가 있고, 석유와 석탄 등에서 배출되는 이산화탄소는 지구온난화의 주원인이 되고 있다. 또한 원자력 발전은 방사성 폐기물의 발생과 초기 설비투자비가 막대한 문제점이 있어 유지비용이 거의 들지 않는 풍력 또는 태양열 발전에 많은 연구개발이 진행되고 있다.Among them, thermal power generation has a huge fuel cost to generate electric power, and thus, in the ultra-high oil price era, the power generation cost is too large. Carbon dioxide emitted from oil and coal has become a major cause of global warming. Nuclear power generation has a lot of research and development in the wind or solar power generation, which generates little radioactive waste and the initial capital investment costs, so that the maintenance cost is little.

전기한 바와 같이 고갈되는 에너지, 고유가, 지구온난화로 인하여 에너지원을 대체할 만한 신,재생 에너지에 대한 관심이 고조되고 있고, 그 신,재생 에너지는 석유와 석탄 등 이산화탄소를 배출하는 기존의 화석연료를 대체하는 다양한 에너지, 새로운 기술로 개발한 신에너지와 계속 공급이 가능한 재생에너지를 포함하는 바이오에너지, 연료전지, 수소에너지, 태양열, 풍력, 지열, 폐기열 어너지, 소수력, 해양에너지 등이 있으며, 이는 설치장소 및 이동공간에 따른 제약이 없고 무공해, 무한정한 에너지의 이용으로 연료비가 들지 않고 유지, 보수, 관리가 용이한 장점이 있다.As mentioned above, due to depleted energy, high oil prices and global warming, there is a growing interest in renewable energy, which can replace energy sources, and the renewable energy is a conventional fossil fuel that emits carbon dioxide such as oil and coal. Bio energy, fuel cell, hydrogen energy, solar heat, wind power, geothermal energy, waste heat energy, hydropower, marine energy, including new energy developed by new technology and renewable energy that can be supplied continuously. This is because there is no restriction on installation place and moving space, and it is pollution-free, and there is an advantage of easy maintenance, repair and management without using fuel cost due to infinite energy use.

이러한 신,재생에너지 중에서도 설치가 간단하고 유지비용이 적게 들며 초기 투자가 적은 방식으로 주거건축물, 초고층 건축물에 적합한 풍력을 이용한 발전시스템이 선호되고 있다.Among these new and renewable energies, wind power generation systems suitable for residential buildings and high-rise buildings are preferred because of their simple installation, low maintenance costs, and low initial investment.

일반적으로 풍력발전시스템은 자연의 바람 에너지를 기계 에너지로 변환시켜 발전하는 것이다.In general, wind power generation systems generate electricity by converting natural wind energy into mechanical energy.

즉, 상기 풍력발전시스템은 바람이 많이 부는 장소에 설치하여 상기 바람을 유입함은 물론 유입된 바람의 힘으로 터빈을 회전시켜 동력 및 전기가 발생되도록 하는 것이다.In other words, the wind power generation system is installed in a place where there is a lot of wind to inflow the wind as well as to rotate the turbine by the force of the introduced wind to generate power and electricity.

상기 풍력발전시스템으로는, 바람의 힘에 의해 회전하는 복수개의 회전날개가 방사상형태로 결합된 형태 또는, 바람과의 접촉면을 넓힌 복수개의 블레이드가 결합된 형태 등 다양한 형태를 갖는다.The wind power generation system may have a variety of forms, such as a form in which a plurality of rotary blades that are rotated by the force of the wind are combined in a radial form, or a form in which a plurality of blades that extend a contact surface with the wind are combined.

또한, 풍력발전시스템은 동력 및 전기를 발생시키기 위해 바람에 의해 회전하는 터빈의 형태 및 회전방향, 설치위치에 따라 수평형 및 수직형으로 구분된다.In addition, the wind power generation system is divided into a horizontal type and a vertical type according to the shape, rotation direction, and installation position of a turbine rotating by wind to generate power and electricity.

상기 풍력발전시스템은 외부에서 유입되는 바람이 상기 터빈에 결합된 복수개의 회전날개 또는, 블레이드와 접촉되어 상기 각 회전날개 또는, 블레이드를 밀어줌에 따라 상기 터빈은 축을 중심으로 하여 회전한다.In the wind power generation system, the turbine rotates about an axis as the wind flowing from the outside contacts the plurality of rotary blades or blades coupled to the turbine and pushes the respective rotary blades or blades.

상기 축을 중심으로 회전하면서 발생되는 상기 터빈의 회전력은 풍력발전시스템의 발전기로 전달되고, 상기 발전기에서는 터빈의 회전력을 자기력으로 변환하여 동력 및 전기를 발생한다.The rotational force of the turbine generated while rotating about the axis is transmitted to the generator of the wind power generation system, and the generator converts the rotational force of the turbine into a magnetic force to generate power and electricity.

한편, 상기와 같은 풍력발전용 터빈으로는, 그 회전축의 방향에 따라 회전축이 지면과 평행하게 설치되는 수평회전축 방식과, 회전축이 지면과 수직을 이루는 수직회전축 방식이 적용되고 있다.On the other hand, as the above-mentioned wind turbine, a horizontal rotating shaft system in which the rotating shaft is installed in parallel with the ground along the direction of the rotating shaft, and a vertical rotating shaft system in which the rotating shaft is perpendicular to the ground are applied.

여기서, 수평축 발전시스템은 프로펠러 날개를 구비하여 바람의 양력(Lift Force)를 이용한 방식으로, 회전 날개의 회전 속도가 높아 발전 효율은 높으나, 풍향에 따라 회전 날개의 방향을 바꾸어 주어야 하며 또한 풍속에 따라 회전 날개의 각도를 바꾸어 주어야 하므로 복잡한 장치가 필요하다.Here, the horizontal axis power generation system is equipped with propeller blades and uses the lift force of the wind. The rotational speed of the rotary blades is high, so the power generation efficiency is high, but the direction of the rotary blades must be changed according to the wind direction. Since the angle of the rotor blades must be changed, a complicated device is required.

이에 반해 수직축 풍력발전시스템은 발전 효율은 낮으나, 낮은 풍속에서도 큰 회전력을 얻을 수 있고 풍향에 크게 좌우되지 않는다는 장점이 있어 흔히 소형 풍력발전시스템에 많이 적용되고 있다.On the other hand, vertical axis wind power generation system has low power generation efficiency, but it is often applied to small wind power generation system because it can get big rotational force even at low wind speed and does not depend greatly on wind direction.

수직축 풍력발전시스템에는 크게 다리우스 날개와 사보니우스 날개가 알려져 있으며, 다리우스 날개는 바람의 양력을 이용하는 방식으로 초기에 스스로 기동하지 못하여 보조 동력장치가 필한 반면에, 사보니우스 날개는 바람의 항력(Drag Force)를 이용하는 방식이므로 회전 속도가 풍속보다는 높을 수 없다는 단점이 있지만, 낮은 풍속에서 큰 회전력을 얻을 수 있으며 자체 기동력이 있기 때문에 소형 풍력발전시스템에 주로 활용되고 있다.In the vertical wind power system, Darius's wing and Savonius's wing are known, and Darius's wing does not start by itself in the early stage by using the wind's lift force. Because of the drag force method, the rotational speed cannot be higher than the wind speed, but it is mainly used in small wind power systems because it can obtain a large rotational force at low wind speeds and has its own maneuverability.

한편, 상기와 같은 일반적인 사보니우스 날개를 갖는 수직축 회전방식 터빈은, 상기 수직축을 중심으로 하여 결합되는 평판형 상판과 하판사이에 사각형 판재를 소정형상으로 절곡한 형상을 이루게 되는 블레이드가 결합되는 구성이다.On the other hand, the vertical axis rotary turbine having a common savonius blade as described above, the blade is formed between the flat plate and the lower plate is coupled to form a shape of bending a rectangular plate in a predetermined shape between the flat plate and the lower plate is coupled around the vertical axis to be.

그러나, 상기와 같은 터빈은, 터빈의 기류변화시 터빈 내부의 와류나 불규칙한 압력이 발생하여 효율 및 성능이 크게 저하되는 문제점을 가지고 있다.However, the above turbine has a problem in that efficiency and performance are greatly reduced due to eddy currents and irregular pressure generated inside the turbine when the airflow of the turbine changes.

또한, 풍향이 수시로 변화하며 풍속이 느린 지역에서는 터빈의 회전이 제대로 이루어지지 못하여 지속적이고 안정적인 전력 생산이 이루어지기 힘든 문제점도 있었다.
In addition, in the region where the wind direction changes frequently and the wind speed is slow, there is a problem that it is difficult to produce a continuous and stable power due to the poor rotation of the turbine.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 유선형으로 형성된 터빈의 상.하부판과, 블레이드를 다양한 곡률부를 갖는 큰익형의 주익과 작은익형의 보조익으로 된 2개 한 조의 블레이드를 다수 조 형성함으로, 상.하부판에 의해 터빈 내부의 양압을 유지시켜 터빈의 안정감을 주고, 2중 블레이드에 의해 유로의 원활한 형성으로 외부 바람이 터빈 내부에서는 항력에 의하여 동력으로 변환하고 외부에서는 양력에 의하여 동력으로 변환시킴으로 수시로 변하는 풍속에서도 터빈의 원활한 회전이 가능하여 지속적이고 안정적으로 전력을 생산할 수 있게 한 익형 2중 블레이드를 갖는 풍력발전용 수직축 터빈을 제공함에 본 발명의 목적이 있는 것이다.
The present invention has been made to solve the above problems, a plurality of sets of two blades consisting of the upper and lower plates of the turbine formed in a streamline, the main blade of the large blade having a variety of curvature and the auxiliary blade of the small blade. By forming the upper and lower plates, the positive pressure inside the turbine is maintained to give stability to the turbine, and the double blades make the flow path smooth, and the external wind is converted into power by the drag inside the turbine and by the lift force outside. It is an object of the present invention to provide a vertical axis turbine for wind power generation having a blade dual blade capable of producing power continuously and stably by converting to a wind turbine, which can be smoothly rotated at ever changing wind speed.

상기 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로는, 상부와 하부에 설치되는 마주보는 한쌍의 상.하판과, 상기 상.하판의 중앙을 수직 연결하는 회전축과, 상기 회전축의 주연부에서 상.하판을 수직 연결하는 블레이드로 구성된 풍력발전용 터빈에 있어서,As a specific means for achieving the above object, a pair of opposing upper and lower plates installed on the upper and lower, a rotary shaft for vertically connecting the center of the upper and lower plates, and vertically connecting the upper and lower plates at the periphery of the rotary shaft In the turbine for wind power consisting of a blade,

상기 상.하판은, 대칭되는 형성을 가지며 정면상 각각의 둘레면이 곡선 형성되고 중심으로 갈수록 평면을 이루는 유선형 형상을 가지되, The upper and lower plates have a streamlined shape having a symmetrical formation and each circumferential surface of the front face is curved and forms a plane toward the center.

상.하판의 내측면에는 회전축을 중심으로 원주방향으로 블레이드입설부가 형성되며,On the inner side of the upper and lower plates, blade tongues are formed in the circumferential direction around the rotation axis.

상기 회전축은, 중앙이 중공되고, 직경이 상기 상.하판 직경의 0.2~0.3배에 해당하는 직경의 원통형으로 형성되며,The rotating shaft is hollow in the center, the diameter is formed in a cylindrical shape of the diameter corresponding to 0.2 to 0.3 times the diameter of the upper and lower plates,

상기 블레이드는, 상기 블레이드입설부에서 상.하판을 연결하며, 평면상 블레이드입설부의 외둘레로부터 내측의 회전축 방향으로 곡률을 이루며 형성된 내.외측 제1.2바람유도면을 갖는 큰 익형 형상의 주익과, 곡률을 이루며 형성된 내.외측 제1.2바람유도면을 갖는 작은 익형 형상의 보조익이 한 조를 이루는 다수 조로 구성하되, The blade is connected to the upper and lower plates in the blade ridge, the main blade of the large airfoil shape having an inner and outer 1.2 wind guidance surface formed in a curvature in the direction of the rotation axis from the outer circumference of the blade ridge in the plane and It consists of a plurality of pairs of auxiliary blades of a small airfoil shape having inner and outer 1.2 wind guidance planes formed in a curvature,

한 조의 주익과 보조익의 사이 간격은 비교적 좁은 압축로(330)를 형성하고, 어느 한 조의 주익과 다른 한 조의 보조익과의 사이 간격은 비교적 넓은 확장로가 형성되며, 주익과 회전축과의 사이에는 배출로를 형성함으로 달성할 수 있는 것이다.
The spacing between the main wing and the secondary wing of a pair forms a relatively narrow compression path 330, and the spacing between the main wing of one group and the auxiliary wing of another group forms a relatively wide expansion path, and discharges between the main wing and the rotating shaft. It can be achieved by forming a furnace.

이상과 같이 본 발명 익형 2중 블레이드를 갖는 풍력발전용 수직축 터빈은, 유선형으로 형성된 상.하부판에 의해 터빈 내부의 양압을 유지시켜 회전되는 터빈의 안정감을 줄 수 있는 효과를 얻을 수 있는 것이다.As described above, the vertical axis turbine for wind power generation having the airfoil double blade of the present invention can obtain the effect of maintaining stability of the turbine rotated by maintaining the positive pressure inside the turbine by the upper and lower plates formed in a streamlined shape.

또한, 기류변화에 적응하는 다양한 곡률과 각도를 갖는 주익 및 보조익에 의해 터빈 내.외부의 유로의 원활한 형성이 가능하여 터빈 내부에서는 항력이 작용하여 동력을 변환하고, 외주에서는 양력이 작용하여 동력을 변환시켜 터빈의 효율을 현격히 향상시킴과 동시에 풍력장치의 안정적인 전력의 생산이 가능하게 하는 효과를 얻을 수 있는 것이다.
In addition, the main and sub-wings with various curvatures and angles that adapt to the air flow make it possible to smoothly form the flow path inside and outside the turbine, so that the drag force acts in the turbine and converts the power. By converting, the efficiency of the turbine can be greatly improved, and at the same time, it is possible to produce stable power of the wind turbine.

도 1은 본 발명 익형 2중 블레이드를 갖는 풍력발전용 수직축 터빈의 사시도.
도 2는 본 발명 익형 2중 블레이드를 갖는 풍력발전용 수직축 터빈의 평단면도.
도 3은 본 발명 익형 2중 블레이드를 갖는 풍력발전용 수직축 터빈의 블레이드를 나타낸 요부 평면도.
도 4는 본 발명 익형 2중 블레이드를 갖는 풍력발전용 수직축 터빈의 바람의 진행 방향을 나타낸 정면도.
도 5는 본 발명 익형 2중 블레이드를 갖는 풍력발전용 수직축 터빈의 내 외부의 바람에 의한 작용 및 분포도를 나타낸 도면대용 사진.
도 6은 본 발명 익형 2중 블레이드를 갖는 풍력발전용 수직축 터빈의 상.하판에 작용하는 바람의 작용 및 분포도를 나타낸 도면대용 사진.1 is a perspective view of a vertical axis turbine for wind power generation having the blade blade of the present invention.
Figure 2 is a plan cross-sectional view of a vertical axis turbine for wind power generation having the blade dual blades of the present invention.
Figure 3 is a plan view of the main portion of the blade of the vertical axis turbine for wind power generation having blade dual blades of the present invention.
Figure 4 is a front view showing the propagation direction of the wind of the vertical axis turbine for wind power having a blade dual blade of the present invention.
Figure 5 is a drawing substitute photograph showing the action and distribution by the wind from the inside and outside of the vertical axis turbine for wind power generation having a blade dual blade of the present invention.
Figure 6 is a drawing substitute photo showing the action and distribution of the wind acting on the upper and lower plates of the vertical axis turbine for wind power generation having a blade blade dual blade of the present invention.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms and the inventor may appropriately define the concept of the term in order to best describe its invention It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention, and not all of the technical ideas of the present invention are described. Therefore, It should be understood that various equivalents and modifications may be present.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명 익형 2중 블레이드를 갖는 풍력발전용 수직축 터빈의 사시도 이고, 도 2는 본 발명 익형 2중 블레이드를 갖는 풍력발전용 수직축 터빈의 평단면도 이며, 도 3은 본 발명 익형 2중 블레이드를 갖는 풍력발전용 수직축 터빈의 주익을 나타낸 요부 평면도이다.1 is a perspective view of a vertical axis turbine for wind turbines having airfoil dual blades of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view of a vertical axis turbine for wind turbines having a double blade blade of the present invention, Figure 3 is a double blade blades of the present invention A main part plan view showing the main wing of a vertical axis turbine for wind power generation having a.

도 1 내지 도 3의 도시와 같이 본 발명 익형 2중 블레이드를 갖는 풍력발전용 수직축 터빈(1)은, 상부와 하부 상.하판(100)(100')과, 상기 상.하판(100)(100')을 연결하는 회전축(200)과, 상기 회전축(200)의 주연부에 형성된 블레이드(300)로 구성된 것이다.As shown in FIGS. 1 to 3, the vertical shaft turbine 1 for wind power generation having the airfoil double blade of the present invention includes upper and lower upper and lower plates 100 and 100 ′, and upper and lower plates 100 ( 100 ') is composed of a rotating shaft 200 and a blade 300 formed on the periphery of the rotating shaft 200.

이때, 상기 상.하판(100)(100')은, 마주보는 한쌍으로 대칭되게 형성하되, 정면상 각각의 둘레면이 곡선 형성되고, 중심부는 평면을 이루는 유선형 형상을 이루며, 상기 각각의 상.하판(100)(100')의 내측면 평면부에는 회전축(200)을 중심으로 원주방향으로 블레이드입설부(110)가 형성된 것이다.At this time, the upper and lower plates 100, 100 'is formed to be symmetrically formed in a pair facing each other, each circumferential surface is curved on the front, the center is a streamlined shape forming a plane, each of the upper. On the inner side plane portion of the lower plate 100, 100 'is a blade tongue portion 110 is formed in the circumferential direction around the rotation axis 200.

또한, 상기 회전축(200)은, 상기 상.하판(100)(100')의 중심을 수직 연결하는 것으로, 중앙이 중공되고, 직경(d1)이 상기 상.하판(100)(100') 직경(d)의 0.2~0.3배에 해당하는 직경의 원통형으로 구성된 것이다.In addition, the rotation shaft 200, by vertically connecting the center of the upper and lower plates 100, 100 ', the center is hollow, the diameter (d1) of the upper and lower plates 100, 100' diameter It consists of a cylinder of diameter 0.2-0.3 times (d).

또한, 블레이드(300)는, 상기 회전축(200)의 주연부 블레이드입설부(110)에서 상기 상.하판(100)(100')을 연결하게 구성된 것으로, 평면상 블레이드입설부(110)의 외둘레로부터 내측의 회전축(200) 방향으로 곡률을 이루며 형성된 익형(翼型) 형상의 주익(310)과, 보조익(320)으로 구성된 것이다.In addition, the blade 300 is configured to connect the upper and lower plates 100 and 100 'at the peripheral blade insert portion 110 of the rotating shaft 200, and the outer circumference of the planar blade insert portion 110. It is composed of a blade-shaped main blade 310 and the auxiliary blade 320 formed to form a curvature in the direction of the inner rotation axis 200 from the.

이때, 상기 주익(310)은, 오목한 곡률을 갖는 내측의 제1바람유도면(311)과, 볼록한 곡률을 갖는 외측의 제2바람유도면(311')을 이루는 큰 익형 형상으로 구성된 것으로, 평면상 그 일단부는 블레이드입설부(110)의 외둘레에 접하고, 그 타단부는 블레이드입설부(110) 내에서 회전축(200)과 근접하게 입설된 것이다.At this time, the main blade 310 is formed of a large airfoil shape consisting of the inner first wind induction surface 311 having a concave curvature, and the outer second wind induction surface 311 'having a convex curvature. One end thereof is in contact with the outer circumference of the blade tongue portion 110, the other end is placed in close proximity to the rotary shaft 200 in the blade tongue portion 110.

또한, 보조익(320)은, 오목한 곡률을 갖는 내측의 제1바람유도면(311)과, 볼록한 곡률을 갖는 외측의 제2바람유도면(311')을 이루는 작은 익형 형상으로 구성된 것으로, 상기 주익(310)과 이격되게 평면상 일단부는 블레이드입설부(110)의 외둘레에 접하고, 그 타단부는 블레이드입설부(110)의 중간 부분에 위치되게 입설된 것이다.In addition, the auxiliary wing 320 is configured of a small airfoil shape that forms an inner first wind guidance surface 311 having a concave curvature and an outer second wind guidance surface 311 ′ having a convex curvature. One end of the plane is spaced apart from the 310 is in contact with the outer circumference of the blade tongue portion 110, the other end is placed in the middle portion of the blade tongue portion 110.

이때, 상기 주익(310)과 보조익(320)은 각각 한개씩 두개 한 조를 이루게 구성된 것으로, 상기 회전축(200)을 중심으로 하여 블레이드입설부(110)에 원주방향으로 다수 조로 구성된 것이며, 본 발명에서는 3개조를 설치하여 구성한 것이다.At this time, the main blade 310 and the auxiliary blade 320 is composed of two pairs, one each one, is composed of a plurality of groups in the circumferential direction to the blade mounting portion 110 around the rotating shaft 200, in the present invention Three sets were installed and configured.

또한, 상기 각 한 조의 주익(310)과 보조익(320)의 사이 간격은 바람이 유입되는 비교적 좁은 폭의 압축로(330)가 형성되고, 어느 한 조의 주익(310)과 다른 한 조의 보조익(320)과의 사이 간격은 바람이 유입되는 비교적 넓은 확장로(340)가 형성되며, 주익(310)과 회전축(200)과의 사이에는 유입된 바람이 배출되는 배출로(350)가 형성된 것이다.In addition, the space between the main wing 310 and the auxiliary wing 320 of each of the pair is formed a relatively narrow width of the compression path 330, the wind is introduced, one of the main wing 310 and the other of the auxiliary wing 320 The distance between the) is formed with a relatively wide expansion path 340 through which wind is introduced, and the discharge path 350 through which the introduced wind is discharged is formed between the main blade 310 and the rotary shaft 200.

한편, 도 3은 본 발명 익형 2중 블레이드를 갖는 풍력발전용 수직축 터빈의 주익을 나타낸 요부 평면도로써, On the other hand, Figure 3 is a plan view showing the main part of the main blade of the vertical axis turbine for wind power generation having a blade blade dual blade of the present invention,

상기 주익(310)은, 바람이 유입되는 일단부로부터 바람이 배출되는 타단부에 이르기까지 비교적 뾰족한 형상을 가지는 얇은 두께에서 점차 확대되는 두께를 가지게 구성된 것으로, The main blade 310 is configured to have a thickness gradually increasing from a thin thickness having a relatively sharp shape from one end to which the wind is introduced to the other end to which the wind is discharged.

상기 일단부는 단부가 회전축(200) 방향으로 소정 적곡된 절곡부(312)가 형성되고, 타단부는 단부가 상.하판(100)(100')의 지름의 0.02~0.03배에 해당하는 곡률을 가지는 곡선부(313)가 형성된 것이다.The one end portion is formed with a bent portion 312 has a predetermined bending in the direction of the rotation axis 200, the other end portion has a curvature corresponding to 0.02 ~ 0.03 times the diameter of the upper and lower plates 100, 100 ' The branched portion 313 is formed.

또한, 상기 주익(310)의 오목형 내측 제1바람유도면(311)은, 압축로(330)로부터 내측을 향하게 제1곡선부(314)와, 타측단 배출로(350)로부터 내측을 향하게 제2곡선부(315)로 구성하되, 상기 제1곡선부(314)와 제2곡선부(315)는 약 90~120°의 각도(α°)를 이루게 제3곡선부(316)로 연결 구성되고, In addition, the concave inner first wind induction plane 311 of the main blade 310 faces inwardly from the first curved portion 314 and the other end discharge path 350 to face inwardly from the compression path 330. Consists of a second curved portion 315, the first curved portion 314 and the second curved portion 315 is connected to the third curved portion 316 to form an angle (α °) of about 90 ~ 120 ° Composed,

볼록형 외측 제2바람유도면(311')은, 상기 내측의 제1바람유도면(311)보다 완만한 곡률을 갖는 만곡부(317)를 이루게 구성된 것이다.The convex outer second wind induction plane 311 ′ is configured to form a curved portion 317 having a smoother curvature than the inner first wind induction plane 311.

이하, 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명 익형 2중 블레이드를 갖는 풍력발전용 수직축 터빈의 작용을 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings the operation of the vertical axis turbine for wind power having a blade dual blade of the present invention having the configuration as described above will be described in detail.

본 발명 익형 2중 블레이드를 갖는 풍력발전용 수직축 터빈은, 바람의 작용시 터빈 내부의 양압의 유지와 항력 및 양력에 의한 회전력이 부여됨으로 안정된 터빈의 작동은 물론 터빈의 발전 효율을 현격히 증가시킬 수 있는 것으로,The vertical axis turbine for wind power generation having the airfoil double blade of the present invention is provided with the maintenance of positive pressure inside the turbine and the rotational force by the drag and lift force when the wind is acting, thus not only stable turbine operation but also significantly increase the power generation efficiency of the turbine. In that,

본 발명 터빈(1)은, 아파트나 공장, 창고 등의 옥상이나 각종 시설물의 타워에 설치되어 바람에 의해 터빈(1)이 회전하면서 그 회전력에 의해 발전기(도면중 미도시함)를 회전시켜 전력을 얻고 이를 통상의 방법으로 정류 및 충전하여 비상등과 같이 공용전기로 사용함으로써 에너지를 절약할 수 있는 것이다.The turbine 1 of the present invention is installed on a roof of an apartment, a factory, a warehouse, or a tower of various facilities, and rotates a generator (not shown in the drawing) by the rotational force while the turbine 1 rotates by wind. It is possible to save energy by rectifying and charging it in the usual way and using it as a common electric power such as an emergency lamp.

이에, 그 작용을 살펴보면, If you look at the action,

본 발명의 터빈(1)은, 도 4의 도시와 같이 바람이 불어올 경우 그 바람이 블레이드(300)에 작용하여 회전축(200)을 회전시키는 것으로, Turbine 1 of the present invention, as shown in Figure 4 when the wind blows the wind acts on the blade 300 to rotate the rotating shaft 200,

도 5는 본 발명 익형 2중 블레이드를 갖는 풍력발전용 수직축 터빈의 내 외부의 바람에 의한 작용 및 분포도를 나타낸 도면대용 사진이다.5 is a drawing substitute photograph showing the action and distribution of the wind from the inside and outside of the vertical axis turbine for wind power generation having a blade dual blade of the present invention.

도 5의 도시와 같이 외부에서 바람이 불어오면 터빈(1)의 블레이드(300)의 내.외부에 바람이 작용하여 터빈(1)의 회전력을 부여하는 것으로,As shown in FIG. 5, when wind blows from the outside, wind acts on the inside and outside of the blade 300 of the turbine 1 to impart rotational force of the turbine 1,

먼저, 터빈(1)의 내부는, 외부의 바람이 터빈(1) 내의 압축로(330)와 확장로(340)로 유입되는 것이며, 유입된 바람은 곡률 형성된 주익(310)의 제1바람유도면(311)과 보조익(320)의 제1바람유도면(311)을 따라 유입되는 것으로, 이때, 그 각각의 제1바람유도면(311)에는 바람에 대한 항력이 작용하여 터빈(1)의 회전력을 부여하게 되는 것이다.First, the inside of the turbine 1, the outside wind is introduced into the compression path 330 and the expansion path 340 in the turbine 1, the introduced wind is the first wind induction of the curb formed main blade 310 It is introduced along the first wind induction plane 311 of the surface 311 and the auxiliary wing 320, wherein, each of the first wind induction plane 311, a drag against the wind acts on the turbine 1 It will give a rotational force.

이때, 압축로(330)에는, 주익(310)의 제1바람유도면(311)과 보조익(320)의 제2바람유도면(311')을 따라 바람이 유입되는 것인바, 이때 유입되는 바람은 좁아진 공간으로 바람이 모아지는 상태로 되어 유속이 증대된 상태에서 주익(310)의 제1곡선부(314)로부터 제3곡선부(316)를 거쳐 제2곡선부(315)에 의해 항력이 작용하여 회전동력으로 변환되는 것으로, 약 90~120°로 형성된 주익(310)의 내측 제1바람유도면(311)에 의해 흐르는 바람에 대한 항력을 증대 시킬 수 있는 것이다.At this time, the compression path 330, the wind is introduced along the first wind induction plane 311 of the main blade 310 and the second wind induction plane 311 'of the auxiliary wing 320, the wind flowing at this time Is a state in which wind is collected in a narrowed space, and the drag force is increased by the second curved portion 315 from the first curved portion 314 of the main blade 310 to the third curved portion 316 in the state where the flow velocity is increased. By acting to be converted into rotational power, it is possible to increase the drag against the wind flowing by the inner first wind induction surface 311 of the main blade 310 formed at about 90 ~ 120 °.

또한, 터빈(1)의 외부는, 주익(310)의 외측 제2바람유도면(311')의 만곡한 곡률을 이루는 만곡부(317)에는 양력이 발생하는 것으로, 그 양력에 의해 터빈(1)의 회전력을 부여하게 되는 것이다.In addition, lift force is generated in the bent portion 317 which forms the curved curvature of the outer side 2nd wind guidance surface 311 'of the main blade 310 at the exterior of the turbine 1, and the turbine 1 is lifted by the lift force. Will give the rotational force.

한편, 주익(310)의 일단부에 형성된 절곡부(312)는, 주익(310)의 단부에 바람이 부딪힐 시 박리 현상을 막아주어 양측 제1.2바람유도면(311)(311')을 따라 효과적으로 바람이 분산되게 할 수 있는 것이다.Meanwhile, the bent portion 312 formed at one end of the main blade 310 prevents the peeling phenomenon when the wind strikes the end of the main blade 310 along the first and second wind guidance planes 311 and 311 ′ of the two sides. It can effectively distribute the wind.

또한, 주익(310)의 타단부에 형성된 곡선부(313)는, 터빈(1)내로 유입되어 주익(310)을 따라 흐르는 바람이 파형을 이루며 배출로(350)를 따라 외부로 원활한 배출이 가능하게 함으로, 기류 변화로 인한 터빈의 성능저하를 예방할 수 있는 것이다.In addition, the curved portion 313 formed at the other end of the main blade 310, the wind flowing into the turbine 1 and flowing along the main blade 310 forms a waveform and can be smoothly discharged to the outside along the discharge path 350. By doing so, it is possible to prevent the performance degradation of the turbine due to the air flow change.

도 6은 본 발명 익형 2중 블레이드를 갖는 풍력발전용 수직축 터빈의 상.하판에 작용하는 바람의 작용 및 분포도를 나타낸 도면대용 사진으로써,6 is a drawing substitute photograph showing the action and distribution of the wind acting on the upper and lower plates of the vertical axis turbine for wind power generation having a blade blade dual blade of the present invention,

도 6의 도시와 같이 외부로부터 불어오는 바람이 터빈(1)의 상.하판에 작용하게 되면, 그 상판(100)과 하판(100')에 바람에 의한 압력이 작용하는 것인바, When the wind blowing from the outside as shown in Figure 6 acts on the upper and lower plates of the turbine 1, the pressure due to the wind acts on the upper plate 100 and the lower plate (100 '),

이때, 작용하는 바람의 압력은 유선형으로 형성된 상.하판의 측면 곡선에 의해 바람에 저항 감소 및 상.하 동일한 압력이 작용하여 터빈(1) 내부의 양압을 유지시켜 줌으로 터빈(1)의 유동 및 내부의 와류의 발생을 방지함으로 터빈(1)의 안정된 회전력을 부여할 수 있게 되는 것이다.At this time, the pressure of the working wind is reduced in resistance to the wind by the side curves of the upper and lower plates formed in a streamline, and the same pressure is applied to maintain the positive pressure inside the turbine 1 by the same pressure up and down the flow of the turbine (1) And it is possible to give a stable rotational force of the turbine 1 by preventing the generation of vortex inside.

이상과 같이 본 발명 익형 2중 블레이드를 갖는 풍력발전용 수직축 터빈은 터빈의 내.외부에서 항력과 양력에 의한 회전동력의 변환 및 내부 양압의 유지로 터비의 회전효율을 현격히 상승시켜줄 수 있는 것이다.
As described above, the vertical axis turbine for wind power generation having the airfoil dual blade of the present invention can significantly increase the rotational efficiency of Turby by converting rotational power by drag and lift and maintaining internal positive pressure inside and outside the turbine.

1 : 터빈 100,100' : 상.하판
110 : 블레이드입설부 200 : 회전축
300 : 블레이드 310 : 주익
311,311' : 제1.2바람유도면 312 : 절곡부
313 : 곡선부 314 : 제1곡선부
315 : 제2곡선부 316 : 제3곡선부
320 : 보조익1: Turbine 100,100 ': Upper and lower plates
110: blade entrance part 200: rotation axis
300: blade 310: main wing
311,311 ': 1.2 Wind induction drawing 312: Bending part
313 curve portion 314 first curve portion
315: second curved portion 316: third curved portion
320: auxiliary wing

Claims

A pair of upper and lower plates 100 and 100 'facing each other and installed on the upper and lower portions thereof, the rotary shaft 200 vertically connecting the centers of the upper and lower plates 100 and 100', and a peripheral portion of the rotary shaft In the turbine for wind power consisting of a blade 300 for vertically connecting the upper and lower plates 100, 100 ',
The upper and lower plates 100 and 100 'have a symmetrical shape, each circumferential surface of the front face is curved and has a streamlined shape that forms a plane toward the center,
On the inner surface of the upper and lower plates 100, 100 ', blade inserts 110 are formed in the circumferential direction around the rotating shaft 200,
The rotating shaft 200 is hollow in the center, the diameter is formed in a cylindrical shape having a diameter corresponding to 0.2 ~ 0.3 times the diameter of the upper and lower plates 100, 100 ',
The blade 300 connects the upper and lower plates 100 and 100 'at the blade recess 110 and has a curvature in the direction of the inner rotation axis 200 from the outer circumference of the blade recess 110 in the plane. The main blade 310 having a large airfoil shape having inner and outer 1.2 wind induction planes 311 and 311 ′ formed in a shape, and the inner and outer 1.2 wind induction planes 311 and 311 ′ formed in a curvature. A secondary wing 320 having a small airfoil shape having a plurality of groups to form a pair,
The spacing between the set of main blades 310 and the secondary wing 320 forms a relatively narrow compression path 330, and the spacing between the set of main blades 310 and the other wing 320 is relatively wide. 340 is formed, wind turbine vertical axis turbine having a blade dual blade, characterized in that the discharge path 350 is formed between the main blade 310 and the rotary shaft 200.

The method of claim 1,
The main blade 310 is configured to have a thickness gradually increasing from a thickness close to the tip from one end to which the wind is introduced to the other end to which the wind is discharged,
The one end portion is formed with a bent portion 312, the end is bent in the direction of the rotation axis 200, the other end curved portion having a curvature corresponding to 0.02 ~ 0.03 of the diameter of the upper and lower plates 100, 100 ' A vertical axis turbine for wind power with a blade dual blade characterized in that it forms (313).

The method of claim 1,
The first wind induction plane 311 of the main wing 310,
An outer first curved portion 314 and an inner second curved portion 315 may be formed, and the first curved portion 314 and the second curved portion 315 may have an angle of 90 ° to 120 °. °) to be connected by the third curved portion 316,
The second wind induction plane 311 ′ is a vertical axis turbine for wind power generation having a blade dual blade, characterized in that the curved portion 317 formed to be gentler than the wind induction plane 311 of the inner side.