KR20250032655A - Small vertical wind turbine with manual pitch regulator - Google Patents

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KR20250032655A KR1020230115766A KR20230115766A KR20250032655A KR 20250032655 A KR20250032655 A KR 20250032655A KR 1020230115766 A KR1020230115766 A KR 1020230115766A KR 20230115766 A KR20230115766 A KR 20230115766A KR 20250032655 A KR20250032655 A KR 20250032655A
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Abstract

본 발명은 풍력에 의해 회전하는 복수 개의 블레이드, 각각의 블레이드와 소정 거리 이격되고 각각의 블레이드의 중심에 위치하는 지주대, 지주대 및 각각의 블레이드와 결합되어 블레이드를 지지하는 지지암 및 블레이드 및 지지암과 결합되는 수동피치조절장치를 포함하고, 수동피치조절장치에 의해 블레이드의 피치각이 조절되는 것을 특징으로 하는 수동피치조절장치를 갖는 소형 수직형 풍력발전장치를 제공한다.The present invention provides a small vertical wind power generator having a manual pitch control device, which comprises a plurality of blades that rotate by wind force, a support member spaced apart from each blade by a predetermined distance and positioned at the center of each blade, a support arm that is connected to the support member and each blade to support the blades, and a manual pitch control device connected to the blades and the support arm, wherein the pitch angle of the blades is controlled by the manual pitch control device.

Description

수동피치조절장치를 갖는 소형 수직형 풍력발전장치 {Small vertical wind turbine with manual pitch regulator}{Small vertical wind turbine with manual pitch regulator}

본 발명은 수동피치조절장치를 갖는 소형 수직형 풍력발전장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 블레이드가 소정 크기의 피치각을 가지도록 블레이드의 피치각을 조절함으로써, 소형 수직형 풍력발전기의 시동 토크를 향상시켜 소형 수직형 풍력발전기의 구동이 멈추는 것을 방지할 수 있는 수동피치조절장치를 갖는 소형 수직형 풍력발전장치에 관한 것이다.The present invention relates to a small vertical wind turbine having a manual pitch control device, and more specifically, to a small vertical wind turbine having a manual pitch control device which can prevent the operation of the small vertical wind turbine from stopping by improving the starting torque of the small vertical wind turbine by controlling the pitch angle of the blade so that the blade has a pitch angle of a predetermined size.

풍력발전(Wind Power)이란 풍력 터빈 등의 장치를 통해 바람에너지를 기계적 에너지로 변환시키고, 이 에너지로서 발전기를 가동하여 전기를 생산하는 것을 말한다.Wind power refers to converting wind energy into mechanical energy using devices such as wind turbines, and using this energy to operate a generator to produce electricity.

풍력발전기는 설치장소에 따라 육상, 해상에 시설되고, 회전축에 방향에 의한 분류로는 수평축 풍력발전기(양력식), 수직축 풍력발전기(항력식)가 대표적이라 할 수 있다.Depending on the installation location, wind turbines are installed on land or at sea, and based on the direction of the rotation axis, the representative types are horizontal axis wind turbines (lift type) and vertical axis wind turbines (drag type).

최근의 풍력발전기에 적용되는 블레이드는 날개각제어형(Pitch regulated type)의 풍력발전이 이루어진다.The blades used in recent wind turbines are pitch regulated type wind power generation.

날개각제어형의 풍력발전은 그 단면이 유선형으로 된 날개각도에 따라 풍속에 대한 양력을 받는 정도가 달라지기 때문에 날개의 각도(캠버)를 조정하면 다양한 범위의 회전속도를 얻을 수 있다.Since the degree of lift received for wind speed varies depending on the angle of the blades, which have a streamlined cross-section, a blade-angle-controlled wind power generator can obtain a wide range of rotational speeds by adjusting the angle (camber) of the blades.

이와 같은 원리를 이용하여 블레이드의 각도를 조정하여 회전속도의 토크를 제어하여 필요로 하는 바람에너지를 효율적으로 기계에너지로 전환하여 정격 풍속 이상에서 효율적인 출력제어를 할 수 있어 풍력터빈시설에서 거의 필수적으로 채용되고 있다.By using this principle, the angle of the blades can be adjusted to control the torque of the rotational speed, efficiently converting the required wind energy into mechanical energy, and efficiently controlling the output at wind speeds above the rated wind speed, so it is almost always used in wind turbine facilities.

풍력은 재생에너지의 일종으로 자원이 풍부하고, 끊임없이 재생되며, 광범위한 지역에 분포되어 있고, 운전중 온실가스의 배출이 없다는 점에서 화석에너지 고갈 시에 대비한 유망한 대체에너지원으로 각광받고 있다.Wind power is a type of renewable energy that is abundant, continuously renewable, widely distributed, and does not emit greenhouse gases during operation, and is thus attracting attention as a promising alternative energy source to prepare for the depletion of fossil fuels.

상기와 같은 풍력발전기는 발전기의 용량이나 규모에 따라, 대형 풍력발전기와 소형 풍력발전기로 구분될 수 있다.Wind turbines such as the above can be classified into large wind turbines and small wind turbines depending on the capacity or size of the generator.

소형 풍력발전기는 블레이드 고속 회전시 양력 항력이 일치하도록 하여 실속상태로 발전, 또는 고풍속시 전자브레이크를 사용해서 블레이드를 정지시키는 제어방식을 사용한다.Small wind turbines use a control method that ensures that the lift and drag forces are equal when the blades rotate at high speeds, thereby generating power in a stalled state, or that uses an electronic brake to stop the blades at high wind speeds.

여기서, 소형 풍력발전기에 사용되는 실속(失速)제어방식은 가장 간단하고 값이 싼 제어시스템으로서, 단순한 허브나 일체형 블레이드를 이용할 수 있고 파워 액추에이터를 사용하기 위한 보조기계도 필요 없다.Here, the stall control method used in small wind turbines is the simplest and cheapest control system, which can utilize a simple hub or integral blade and does not require auxiliary machinery for using a power actuator.

따라서, 500kw 이하 소형풍력 발전기에 많이 적용하지만 로터 회전수를 독립으로 제어할 수 없고 과회전을 방지할 수 없으므로 공력브레이크 장치가 필요하며, 실속제어를 하려면 블레이드 중간부부터 선단까지 바람을 받는 면적이 작아지는 특징을 가지며, 이는 곧 시동풍속이 매우 높아지므로 저풍속(풍속 4 m/s 이하)에서 블레이드가 바람을 받는 면적이 작아지므로 기동이 되지 않아 고풍속에 적합한 방식이다.Therefore, it is widely applied to small wind power generators of 500kW or less, but since the rotor speed cannot be independently controlled and over-rotation cannot be prevented, an aerodynamic brake device is required, and in order to perform stall control, it has the characteristic that the area receiving the wind from the middle of the blade to the tip becomes small, which means that the starting wind speed is very high, so at low wind speeds (wind speeds of 4 m/s or less), the blade does not start because the area receiving the wind becomes small, so it is a method suitable for high wind speeds.

그러나, 우리나라는 풍속의 특성을 보면 일부 해안을 제외하고는 대부분 지역에서의 풍속이 4m/s 이하이고, 순간 풍속은 25 m/s 이상이므로, 소형 풍력발전기 설치시 블레이드가 회전이 되지 않는 문제점이 있었다.However, looking at the characteristics of wind speed in our country, except for some coastal areas, the wind speed in most areas is below 4 m/s, and the instantaneous wind speed is above 25 m/s, so there was a problem with the blades not rotating when installing small wind turbines.

대한민국 등록특허 제 10-1732604호(발명의 명칭: 수직축 터빈)에서는, 회전축을 가진 터빈 로터 및 터빈의 회전축으로부터 이격되어 있으며 회전축 주위로 회전하게 장착된 적어도 하나의 블레이드를 포함하는 터빈으로서, 상기 블레이드는 회전축과 평행하며 사용시 터빈 로터 상에서 유입하는 유체와 접촉하는 적어도 하나의 종방향 표면을 구비하고, 상기 블레이드는 제1 블레이드 선행부가 제2 블레이드 후속부에 선회 가능하게 연결되어 있는 두 부분으로 이루어진 블레이드이며, 상기 터빈은 블레이드의 피치 및 캠버를 제어하기 위한 능동 피치 제어 수단과 능동 캠버 제어 수단을 또한 포함하며, 상기 능동 피치 제어 수단은 제1 블레이드 선행부에 피벗을 포함하고, 피치 피벗은 제1 물리적 구성품에 의해 형성된 피치 경로를 따라 안내될 수 있고, 상기 능동 캠버 제어 수단은 제2 블레이드 후속부에 캠버 피벗을 포함하고, 캠버 피벗은 제2 물리적 구성품에 의해 형성된 캠버 경로 주위로 안내될 수 있는 것을 특징으로 하는 터빈이 개시되어 있다.Korean Patent Registration No. 10-1732604 (Title: Vertical Axis Turbine) discloses a turbine including a turbine rotor having a rotational axis and at least one blade spaced from the rotational axis of the turbine and rotatably mounted about the rotational axis, the blade having at least one longitudinal surface parallel to the rotational axis and contacting a fluid flowing on the turbine rotor during use, the blade being a two-part blade having a first blade leading portion pivotally connected to a second blade trailing portion, the turbine further including active pitch control means and active camber control means for controlling pitch and camber of the blade, the active pitch control means including a pivot in the first blade leading portion, the pitch pivot being guideable along a pitch path defined by a first physical component, and the active camber control means including a camber pivot in the second blade trailing portion, the camber pivot being guideable around a camber path defined by the second physical component.

(특허문헌 1) 대한민국 등록특허 제 10-1732604호(2017.04.26)(Patent Document 1) Republic of Korea Registered Patent No. 10-1732604 (April 26, 2017)

상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 가이드홀이 형성되는 가이드부재를 구비하는 수동피치조절장치를 이용하여, 풍속이 작을 때, 가이드부재를 회전시킴으로써 블레이드를 함께 회전시키고, 블레이드의 피치각을 조절하여 블레이드가 소정 크기의 피치각을 가지도록 함으로써 소형 수직형 풍력발전기의 시동 토크를 향상시킴에 따라, 풍속이 작을 때에도 소형 수직형 풍력발전기의 작동이 멈추는 것을 방지하여 소형 수직형 풍력발전기가 계속적으로 구동할 수 있게 하는 수동피치조절장치를 갖는 소형 수직형 풍력발전장치를 제공하는 것이다.The purpose of the present invention to solve the above problems is to provide a small vertical wind turbine having a manual pitch control device that improves the starting torque of a small vertical wind turbine by using a manual pitch control device having a guide member in which a guide hole is formed, thereby rotating the guide member when the wind speed is low to rotate the blades together and controlling the pitch angle of the blades so that the blades have a pitch angle of a predetermined size, thereby preventing the operation of the small vertical wind turbine from stopping even when the wind speed is low, thereby enabling the small vertical wind turbine to operate continuously.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by a person having ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs from the description below.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 풍력에 의해 회전하는 복수 개의 블레이드; 각각의 상기 블레이드와 소정 거리 이격되고 각각의 상기 블레이드의 중심에 위치하는 지주대; 상기 지주대 및 각각의 상기 블레이드와 결합되어 상기 블레이드를 지지하는 지지암; 및 상기 블레이드 및 상기 지지암과 결합되는 수동피치조절장치;를 포함하고, 상기 수동피치조절장치에 의해 상기 블레이드의 피치각이 조절되는 것을 특징으로 하는 수동피치조절장치를 갖는 소형 수직형 풍력발전장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a small vertical wind power generator having a manual pitch control device, which comprises: a plurality of blades that rotate by wind force; a support member spaced apart from each of the blades by a predetermined distance and positioned at the center of each of the blades; a support arm that is connected to the support member and each of the blades to support the blades; and a manual pitch control device connected to the blades and the support arm, wherein the pitch angle of the blades is controlled by the manual pitch control device.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 수동피치조절장치는, 상기 블레이드와 결합되고, 상부면의 적어도 일부에 관통되어 형성되는 홀인 가이드홀이 형성되는 가이드부재; 상기 가이드부재를 상기 지지암에 결합시키기 위해 상기 가이드홀에 결합되는 조절볼트; 상기 조절볼트에 회전 결합하여 상기 가이드부재를 상기 지지암에 고정시키는 조절너트; 및 상기 가이드부재 및 상기 블레이드와 결합하는 고정핀;을 구비할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the manual pitch control device may include: a guide member formed with a guide hole that is formed by penetrating at least a portion of an upper surface and is coupled with the blade; an adjustment bolt coupled to the guide hole to couple the guide member to the support arm; an adjustment nut that is rotatably coupled to the adjustment bolt to fix the guide member to the support arm; and a fixing pin coupled with the guide member and the blade.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 가이드홀은, 상기 가이드부재의 형상을 따라 상기 가이드부재의 원주방향으로 소정 크기로 형성되고, 상기 가이드홀이 형성되는 범위만큼 상기 가이드부재가 회전할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the guide hole is formed with a predetermined size in the circumferential direction of the guide member along the shape of the guide member, and the guide member can rotate within the range in which the guide hole is formed.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 가이드홀은, 복수 개로 형성되며, 복수 개의 상기 가이드홀 각각은 상기 가이드부재의 적어도 일부에 형성되고 서로 대응되는 위치에 배치될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the guide holes are formed in a plurality, and each of the plurality of guide holes can be formed in at least a part of the guide member and arranged at positions corresponding to each other.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 고정핀은, 상기 가이드부재의 상부면에서부터 상기 블레이드의 상부면으로 관통되면서 결합되어 상기 가이드부재와 상기 블레이드를 고정 결합시킬 수 있다.In an embodiment of the present invention, the fixed pin can be fixedly connected to the guide member and the blade by penetrating from the upper surface of the guide member to the upper surface of the blade.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 지지암은, 상기 지주대의 중심부를 기준으로 방사형으로 배치되며, 상기 블레이드의 상부에 배치되는 상부지지암 및 상기 블레이드의 하부에 배치되는 하부지지암을 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the support arms are arranged radially based on the center of the support member, and may include an upper support arm arranged above the blade and a lower support arm arranged below the blade.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 수동피치조절장치는, 상기 조절볼트가 상기 가이드홀 및 상기 지지암에 관통 결합되며 상기 가이드부재가 가이드홀을 통해 상기 조절볼트를 기준으로 회전되고 상기 조절너트에 의해 고정됨으로써 상기 가이드부재가 회전된 상태로 고정됨에 따라 상기 블레이드가 함께 회전되어 상기 블레이드의 피치각을 조절할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the manual pitch adjustment device is configured such that the adjustment bolt is penetratedly connected to the guide hole and the support arm, the guide member is rotated based on the adjustment bolt through the guide hole and is fixed by the adjustment nut, so that the blade rotates together as the guide member is fixed in a rotated state, thereby adjusting the pitch angle of the blade.

상기와 같은 구성에 따르는 본 발명의 효과는, 가이드홀이 형성되는 가이드부재를 구비하는 수동피치조절장치를 이용하여, 풍속이 작을 때, 가이드부재를 회전시킴으로써 블레이드를 함께 회전시키고, 블레이드의 피치각을 조절하여 블레이드가 소정 크기의 피치각을 가지도록 함으로써 소형 수직형 풍력발전기의 시동 토크를 향상시킴에 따라, 풍속이 작을 때에도 소형 수직형 풍력발전기의 작동이 멈추는 것을 방지하여 소형 수직형 풍력발전기가 계속적으로 구동할 수 있도록 할 수 있다.The effect of the present invention according to the above configuration is that, by using a manual pitch control device having a guide member in which a guide hole is formed, when the wind speed is low, the guide member is rotated to rotate the blades together, and the pitch angle of the blades is adjusted so that the blades have a pitch angle of a predetermined size, thereby improving the starting torque of the small vertical wind turbine, thereby preventing the operation of the small vertical wind turbine from stopping even when the wind speed is low, and enabling the small vertical wind turbine to operate continuously.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the effects described above, and should be understood to include all effects that can be inferred from the detailed description of the present invention or the composition of the invention described in the claims.

도 1은 수직형 풍력발전장치에서 일정 크기의 피치각이 주어진 것을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 수동피치조절장치가 수직형 풍력발전장치에 결합된 것을 나타내는 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 수동피치조절장치가 수직형 풍력발전장치에 결합된 것을 나타내는 측면도이다.Figure 1 is a drawing showing a vertical wind turbine with a given pitch angle.
FIG. 2 is a front view showing a manual pitch control device according to one embodiment of the present invention coupled to a vertical wind power generator.
FIG. 3 is a side view showing a manual pitch control device according to one embodiment of the present invention coupled to a vertical wind power generator.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the attached drawings. However, the present invention can be implemented in various different forms, and therefore is not limited to the embodiments described herein. In addition, in order to clearly describe the present invention in the drawings, parts that are not related to the description are omitted, and similar parts are assigned similar drawing reference numerals throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to be "connected (connected, contacted, joined)" to another part, this includes not only the case where it is "directly connected" but also the case where it is "indirectly connected" with another member in between. Also, when a part is said to "include" a certain component, this does not mean that other components are excluded, unless otherwise specifically stated, but that other components can be included.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly indicates otherwise. As used herein, the terms "comprises" or "has" and the like are intended to specify the presence of a feature, number, step, operation, component, part or combination thereof described in the specification, but should be understood to not exclude in advance the possibility of the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

도 1은 수직형 풍력발전장치에서 일정 크기의 피치각이 주어진 것을 나타낸 도면이다.Figure 1 is a drawing showing a vertical wind turbine with a given pitch angle.

도 1을 참조하면, 도 1에서 φ는 블레이드(100)의 피치각을 나타내고, 도 1에서와 같이 블레이드(100)에 일정 크기의 피치각을 주면, 수직형 풍력발전장치의 시동 시의 토크를 크게 할 수 있다.Referring to FIG. 1, φ in FIG. 1 represents the pitch angle of the blade (100), and if a pitch angle of a certain size is given to the blade (100) as in FIG. 1, the torque at the start of the vertical wind power generator can be increased.

한편, 풍속이 작을 때, 수직형 풍력발전장치는 록킹(Locking)현상이 발생하여 구동이 멈출 수 있는데, 이때, 블레이드(100)에 일정 크기의 피치각을 주면 수직형 풍력발전장치의 시동 토크가 향상됨에 따라 록킹(Locking)현상을 넘어 수직형 풍력발전장치가 계속적으로 구동이 가능하다.Meanwhile, when the wind speed is low, the vertical wind turbine may experience a locking phenomenon and stop operating. At this time, if a pitch angle of a certain size is applied to the blade (100), the starting torque of the vertical wind turbine is improved, thereby overcoming the locking phenomenon and enabling the vertical wind turbine to continue operating.

블레이드(100)의 피치각을 수동으로 조절 가능하여 상기와 같은 효과를 얻을 수 있는 본 발명의 수동피치조절장치를 갖는 소형 수직형 풍력발전장치를 하기에서 설명하기로 한다.A small vertical wind power generator having a manual pitch control device of the present invention, which can manually control the pitch angle of the blade (100) to obtain the above-described effect, will be described below.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 수동피치조절장치(400)가 수직형 풍력발전장치에 결합된 것을 나타내는 정면도이다.FIG. 2 is a front view showing a manual pitch control device (400) according to one embodiment of the present invention coupled to a vertical wind power generator.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 수동피치조절장치(400)가 수직형 풍력발전장치에 결합된 것을 나타내는 측면도이다.FIG. 3 is a side view showing a manual pitch control device (400) according to one embodiment of the present invention coupled to a vertical wind power generator.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 수동피치조절장치를 갖는 소형 수직형 풍력발전장치는 블레이드(100), 지주대(200), 지지암(300) 및 수동피치조절장치(400)를 포함한다.Referring to FIGS. 2 and 3, a small vertical wind turbine with a manual pitch control device of the present invention includes a blade (100), a support member (200), a support arm (300), and a manual pitch control device (400).

블레이드(100)는 후술되는 지지암(300)에 결합될 수 있다.The blade (100) can be coupled to a support arm (300) described later.

상기한 블레이드(100)는 복수 개로 구성되고, 풍력에 의해 회전할 수 있다.The above-mentioned blade (100) is composed of multiple pieces and can rotate by wind power.

구체적으로, 복수 개의 블레이드(100)는 후술되는 지주대(200)의 둘레방향을 따라 등간격으로 배치되고, 블레이드(100)는 지지암(300)에 결합되며 풍력에 의해 회전함에 따라 지지암(300)과 함께 회전하여 지주대(200)에 회전력을 발생시킬 수 있다.Specifically, a plurality of blades (100) are arranged at equal intervals along the circumference of the support member (200) described below, and the blades (100) are coupled to the support arm (300) and rotate together with the support arm (300) as they rotate due to wind force, thereby generating rotational force in the support member (200).

또한, 전술한 블레이드(100)는 높이 방향에 수직한 단면의 형상이 대칭을 이루는 대칭익형으로 형성될 수 있다.In addition, the blade (100) described above can be formed into a symmetrical wing shape in which the shape of the cross-section perpendicular to the height direction is symmetrical.

아울러, 블레이드(100)의 상부면과 하부면 각각의 적어도 일부는 후술되는 수동피치조절장치(400)에 구비되는 가이드부재(410)와 접촉하도록 위치하고, 수동피치조절장치(400)에 구비되는 고정핀(420)에 의해 가이드부재(410)와 각각 고정 결합될 수 있다.In addition, at least a portion of each of the upper surface and the lower surface of the blade (100) is positioned to contact the guide member (410) provided in the manual pitch adjustment device (400) described below, and can be fixedly connected to the guide member (410) by a fixing pin (420) provided in the manual pitch adjustment device (400).

지주대(200)는 상하 방향으로 연장되는 기둥 형상으로 형성될 수 있다.The support member (200) can be formed in a pillar shape extending in the vertical direction.

또한, 지주대(200)는 각각의 블레이드(100)와 소정 거리 이격되고 각각의 블레이드(100)의 중심에 위치할 수 있다.Additionally, the support member (200) may be spaced apart from each blade (100) by a predetermined distance and positioned at the center of each blade (100).

이러한 지주대(200)는 고정볼트(210) 및 고정너트(220)를 구비한다.These support posts (200) are equipped with fixing bolts (210) and fixing nuts (220).

고정볼트(210)는 지주대(200)와 지지암(300)을 관통하여 결합되며, 고정너트(220)가 고정볼트(210)에 회전 결합됨으로써 지주대(200)와 지지암(300)을 고정 결합시킬 수 있다.The fixed bolt (210) is connected by penetrating the support member (200) and the support arm (300), and the fixed nut (220) is rotatably connected to the fixed bolt (210), thereby allowing the support member (200) and the support arm (300) to be fixedly connected.

지지암(300)은 지주대(200) 및 각각의 블레이드(100)와 결합되어 각각의 블레이드(100)를 지지할 수 있다.The support arm (300) is combined with the support member (200) and each blade (100) to support each blade (100).

구체적으로, 상기한 지지암(300)은 지주대(200)의 외측에 반경 방향으로 복수 개 구비될 수 있으며, 지주대(200)의 둘레 방향을 따라 소정의 각도 간격으로 배치될 수 있다.Specifically, the above-mentioned support arms (300) may be provided in multiple numbers radially on the outer side of the support member (200) and may be arranged at predetermined angular intervals along the circumferential direction of the support member (200).

또한, 복수 개의 지지암(300) 각각에는 복수 개의 블레이드(100) 각각이 결합될 수 있다.Additionally, a plurality of blades (100) may be combined with each of a plurality of support arms (300).

전술한 지지암(300)은 블레이드(100)의 높이에 따라 하나 또는 복수 개로 구비될 수 있다.The aforementioned support arm (300) may be provided in one or more pieces depending on the height of the blade (100).

여기서, 복수 개의 지지암(300) 각각은 지주대(200)를 중심으로 방사상으로 연장 형성되어 지주대(200)와 함께 회전하며, 지주대(200) 및 블레이드(100)와 결합됨에 따라 블레이드(100)를 지주대(200)에 고정시킬 수 있다.Here, each of the plurality of support arms (300) is formed to extend radially around the support member (200) and rotate together with the support member (200), and by being combined with the support member (200) and the blade (100), the blade (100) can be fixed to the support member (200).

이러한 지지암(300)은 상부지지암(310) 및 하부지지암(320)을 구비한다.This support rock (300) has an upper support rock (310) and a lower support rock (320).

상부지지암(310)은 지주대(200)의 중심부를 기준으로 방사형으로 배치되며, 블레이드(100)의 상부에 배치될 수 있다.The upper support rock (310) is arranged radially based on the center of the support base (200) and can be arranged on the upper side of the blade (100).

하부지지암(320)은 지주대(200)의 중심부를 기준으로 방사형으로 배치되며, 블레이드(100)의 하부에 배치될 수 있다.The lower support rock (320) is arranged radially based on the center of the support base (200) and can be arranged at the bottom of the blade (100).

상기한 상부지지암(310) 및 하부지지암(320)은 각각이 서로 마주보도록 소정 거리 이격되어 위치할 수 있다.The above-mentioned upper support arm (310) and lower support arm (320) can be positioned at a predetermined distance apart from each other so as to face each other.

여기서, 상부지지암(310) 및 하부지지암(320)의 사이에 블레이드(100)가 설치될 수 있다.Here, a blade (100) can be installed between the upper support arm (310) and the lower support arm (320).

수동피치조절장치(400)는 적어도 일부가 지지암(300)에 설치되어 블레이드(100) 및 지지암(300)과 결합될 수 있으며, 수동피치조절장치(400)에 의해 블레이드(100)의 피치각이 조절될 수 있다.The manual pitch control device (400) can be installed at least partially on the support arm (300) and combined with the blade (100) and the support arm (300), and the pitch angle of the blade (100) can be controlled by the manual pitch control device (400).

여기서, 수동피치조절장치(400)는 상부지지암(310)의 상부면 및 하부지지암(320)의 하부면 각각에 설치될 수 있으나, 상부지지암(310)과 하부지지암(320)은 서로 마주하도록 배치되는 것을 제외하고 실질적으로 동일하므로 하기의 설명에서는 설명의 편의상 상부지지암(310)을 중심으로 설명하기로 한다. 하기의 설명은 하부지지암(320)이 상부지지암(310)과 서로 마주하도록 배치된다는 것을 고려하면 하부지지암(320)에서도 그 외의 내용은 동일하다.Here, the manual pitch control device (400) may be installed on the upper surface of the upper support arm (310) and the lower surface of the lower support arm (320), but the upper support arm (310) and the lower support arm (320) are substantially the same except that they are arranged to face each other, so in the following description, for the sake of convenience, the upper support arm (310) will be described as the center. The following description considers that the lower support arm (320) is arranged to face the upper support arm (310), and the other contents are the same for the lower support arm (320).

상기한 수동피치조절장치(400)는 가이드부재(410), 고정핀(420), 조절볼트(430), 조절너트(440)를 구비한다.The above-mentioned manual pitch adjustment device (400) is equipped with a guide member (410), a fixing pin (420), an adjustment bolt (430), and an adjustment nut (440).

가이드부재(410)는 상부지지암(310)의 상부면에 설치되어 블레이드(100)와 결합되고, 상부면의 적어도 일부에 관통되어 형성되는 홀인 가이드홀(411)이 형성될 수 있다.A guide member (410) is installed on the upper surface of the upper support arm (310) and is combined with the blade (100), and a guide hole (411), which is a hole formed by penetrating at least a portion of the upper surface, can be formed.

상기한 가이드부재(410)는 소정의 두께를 가지는 원형의 형상으로 형성될 수 있다.The above-mentioned guide member (410) can be formed into a circular shape having a predetermined thickness.

가이드홀(411)은 가이드부재(410)의 형상을 따라 가이드부재(410)의 원주방향으로 소정 크기로 형성되고, 가이드홀(411)이 형성되는 범위만큼 가이드부재(410)가 회전할 수 있다.The guide hole (411) is formed with a predetermined size in the circumferential direction of the guide member (410) along the shape of the guide member (410), and the guide member (410) can rotate within the range in which the guide hole (411) is formed.

상기한 가이드홀(411)은 복수 개로 형성될 수 있으며, 복수 개의 가이드홀(411) 각각은 가이드부재(410)의 적어도 일부에 형성되고 서로 대응되는 위치에 배치될 수 있다.The above-mentioned guide holes (411) may be formed in multiple numbers, and each of the multiple guide holes (411) may be formed in at least a part of the guide member (410) and may be positioned at corresponding positions.

고정핀(420)은 가이드부재(410) 및 블레이드(100)와 결합할 수 있다.The fixed pin (420) can be combined with the guide member (410) and the blade (100).

구체적으로, 고정핀(420)은, 가이드부재(410)의 상부면에서부터 블레이드(100)의 상부면으로 관통되면서 결합되어 가이드부재(410)와 블레이드(100)를 고정 결합시킬 수 있다.Specifically, the fixed pin (420) can be fixedly connected to the guide member (410) and the blade (100) by penetrating from the upper surface of the guide member (410) to the upper surface of the blade (100).

이때, 가이드부재(410)와 블레이드(100)가 고정핀(420)에 의해 고정 결합됨에 따라, 가이드부재(410)가 회전할 경우 블레이드(100)가 함께 회전할 수 있다.At this time, since the guide member (410) and the blade (100) are fixedly connected by the fixing pin (420), when the guide member (410) rotates, the blade (100) can rotate together.

상기한 고정핀(420)은 복수 개로 형성될 수 있으며, 가이드부재(410)의 중심부에 위치하고, 복수 개의 고정핀(420) 각각은 서로 대응되도록 배치될 수 있다.The above-described fixed pin (420) may be formed in multiple pieces, positioned at the center of the guide member (410), and each of the multiple fixed pins (420) may be arranged to correspond to each other.

조절볼트(430)는 가이드부재(410)를 지지암(300)에 결합시키기 위해 가이드홀(411)에 결합될 수 있다.The adjusting bolt (430) can be coupled to the guide hole (411) to couple the guide member (410) to the support arm (300).

상기한 조절볼트(430)는 가이드홀(411)을 통해 가이드부재(410)와 지지암(300)을 관통하도록 결합될 수 있다.The above-mentioned adjustment bolt (430) can be combined to penetrate the guide member (410) and the support arm (300) through the guide hole (411).

조절너트(440)는 조절볼트(430)에 회전 결합하여 가이드부재(410)를 지지암(300)에 고정시킬 수 있다.The adjusting nut (440) can be rotatably coupled to the adjusting bolt (430) to secure the guide member (410) to the support arm (300).

예시적으로, 가이드부재(410)가 상부지지암(310)의 상부면에 위치하고, 조절볼트(430)가 가이드부재(410)의 상부면에서부터 가이드부재(410)를 관통하여 상부지지암(310)의 하부면까지 관통하도록 결합되며, 조절너트(440)는 상부지지암(310)의 하부면과 접촉하도록 조절볼트(430)에 회전 결합될 수 있다.For example, the guide member (410) is positioned on the upper surface of the upper support arm (310), the adjustment bolt (430) is coupled to penetrate from the upper surface of the guide member (410) through the guide member (410) to the lower surface of the upper support arm (310), and the adjustment nut (440) can be rotatably coupled to the adjustment bolt (430) so as to come into contact with the lower surface of the upper support arm (310).

한편, 가이드부재(410)가 가이드홀(411)을 통해 조절볼트(430)를 중심으로 회전하면서 블레이드(100)를 회전시키게 된다.Meanwhile, the guide member (410) rotates around the adjustment bolt (430) through the guide hole (411) to rotate the blade (100).

즉, 상기와 같이, 수동피치조절장치(400)는, 조절볼트(430)가 가이드홀(411) 및 지지암(300)에 관통 결합되며, 가이드부재(410)가 가이드홀(411)을 통해 조절볼트(430)를 기준으로 회전되고 조절너트(440)에 의해 고정됨으로써 가이드부재(410)가 회전된 상태로 고정됨에 따라 블레이드(100)가 함께 회전되어 블레이드(100)의 피치각이 변하게 되며, 이에 따라 블레이드(100)의 피치각을 조절할 수 있다.That is, as described above, the manual pitch adjustment device (400) has an adjustment bolt (430) penetratingly connected to the guide hole (411) and the support arm (300), and the guide member (410) is rotated based on the adjustment bolt (430) through the guide hole (411) and fixed by the adjustment nut (440), so that when the guide member (410) is fixed in a rotated state, the blade (100) rotates together, thereby changing the pitch angle of the blade (100), and accordingly, the pitch angle of the blade (100) can be adjusted.

따라서, 풍속이 작을 때, 가이드부재(410)를 회전시킴으로써 블레이드(100)를 함께 회전시키고, 블레이드(100)의 피치각을 조절하여 블레이드(100)가 소정 크기의 피치각을 가지도록 함으로써 소형 수직형 풍력발전기의 시동 토크를 향상시킴에 따라, 록킹(Locking) 현상의 발생을 방지하여 풍속이 작을 때에도 소형 수직형 풍력발전기의 작동이 멈추는 것을 방지하고 소형 수직형 풍력발전기가 계속적으로 구동할 수 있도록 할 수 있다.Accordingly, when the wind speed is low, the guide member (410) is rotated to rotate the blade (100) together, and the pitch angle of the blade (100) is adjusted so that the blade (100) has a pitch angle of a predetermined size, thereby improving the starting torque of the small vertical wind turbine, thereby preventing the occurrence of a locking phenomenon, thereby preventing the operation of the small vertical wind turbine from stopping even when the wind speed is low, and enabling the small vertical wind turbine to operate continuously.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustrative purposes, and those skilled in the art will understand that the present invention can be easily modified into other specific forms without changing the technical idea or essential characteristics of the present invention. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single component may be implemented in a distributed manner, and likewise, components described as distributed may be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the claims described below, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

100: 블레이드
200: 지주대
210: 고정볼트
220: 고정너트
300: 지지암
310: 상부지지암
320: 하부지지암
400: 수동피치조절장치
410: 가이드부재
411: 가이드홀
420: 고정핀
430: 조절볼트
440: 조절너트100: Blade
200: Landlord
210: Fixed bolt
220: Fixed nut
300: Supporting rock
310: Upper support rock
320: Lower support rock
400: Manual pitch control device
410: Absence of guide
411: Guide Hall
420: Fixed pin
430: Adjusting bolt
440: Adjusting nut

Claims (7)

풍력에 의해 회전하는 복수 개의 블레이드;
각각의 상기 블레이드와 소정 거리 이격되고 각각의 상기 블레이드의 중심에 위치하는 지주대;
상기 지주대 및 각각의 상기 블레이드와 결합되어 상기 블레이드를 지지하는 지지암; 및
상기 블레이드 및 상기 지지암과 결합되는 수동피치조절장치;를 포함하고,
상기 수동피치조절장치에 의해 상기 블레이드의 피치각이 조절되는 것을 특징으로 하는 수동피치조절장치를 갖는 소형 수직형 풍력발전장치.
Multiple blades rotating by wind force;
A support member spaced apart from each of the above blades by a predetermined distance and positioned at the center of each of the above blades;
A support arm coupled with the above-mentioned support member and each of the above-mentioned blades to support the above-mentioned blades; and
A manual pitch control device coupled with the above blade and the above support arm;
A small vertical wind power generator having a manual pitch control device, characterized in that the pitch angle of the blade is controlled by the manual pitch control device.
 제 1 항에 있어서,
상기 수동피치조절장치는,
상기 블레이드와 결합되고, 상부면의 적어도 일부에 관통되어 형성되는 홀인 가이드홀이 형성되는 가이드부재;
상기 가이드부재를 상기 지지암에 결합시키기 위해 상기 가이드홀에 결합되는 조절볼트;
상기 조절볼트에 회전 결합하여 상기 가이드부재를 상기 지지암에 고정시키는 조절너트; 및
상기 가이드부재 및 상기 블레이드와 결합하는 고정핀;을 구비하는 것을 특징으로 하는 수동피치조절장치를 갖는 소형 수직형 풍력발전장치.
In paragraph 1,
The above manual pitch control device is,
A guide member formed with a guide hole, which is combined with the above blade and formed by penetrating at least a portion of the upper surface;
An adjusting bolt coupled to the guide hole to couple the guide member to the support arm;
An adjusting nut that rotates and fixes the guide member to the support arm by being connected to the adjusting bolt; and
A small vertical wind power generator having a manual pitch control device, characterized by comprising a fixed pin coupled with the above guide member and the blade.
 제 2 항에 있어서,
상기 가이드홀은,
상기 가이드부재의 형상을 따라 상기 가이드부재의 원주방향으로 소정 크기로 형성되고,
상기 가이드홀이 형성되는 범위만큼 상기 가이드부재가 회전하는 것을 특징으로 하는 수동피치조절장치를 갖는 소형 수직형 풍력발전장치.
In the second paragraph,
The above guide hole is,
It is formed to a predetermined size in the circumferential direction of the guide member along the shape of the guide member,
A small vertical wind power generator having a manual pitch control device, characterized in that the guide member rotates as much as the range in which the guide hole is formed.
 제 2 항에 있어서,
상기 가이드홀은,
복수 개로 형성되며, 복수 개의 상기 가이드홀 각각은 상기 가이드부재의 적어도 일부에 형성되고 서로 대응되는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 수동피치조절장치를 갖는 소형 수직형 풍력발전장치
In the second paragraph,
The above guide hole is,
A small vertical wind power generator having a manual pitch control device, characterized in that it is formed of a plurality of guide holes, and each of the plurality of guide holes is formed in at least a part of the guide member and is arranged in a position corresponding to each other.
 제 2 항에 있어서,
상기 고정핀은,
상기 가이드부재의 상부면에서부터 상기 블레이드의 상부면으로 관통되면서 결합되어 상기 가이드부재와 상기 블레이드를 고정 결합시키는 것을 특징으로 하는 수동피치조절장치를 갖는 소형 수직형 풍력발전장치.
In the second paragraph,
The above fixed pin is,
A small vertical wind power generator having a manual pitch control device characterized in that the guide member and the blade are fixedly connected by connecting the guide member and the blade while penetrating from the upper surface of the guide member to the upper surface of the blade.
 제 1 항에 있어서,
상기 지지암은,
상기 지주대의 중심부를 기준으로 방사형으로 배치되며, 상기 블레이드의 상부에 배치되는 상부지지암 및 상기 블레이드의 하부에 배치되는 하부지지암을 포함하는 것을 특징으로 하는 수동피치조절장치를 갖는 소형 수직형 풍력발전장치.
In paragraph 1,
The above support rock is,
A small vertical wind power generator having a manual pitch control device, characterized in that the generators are arranged radially based on the center of the above-mentioned support structure, and include an upper support arm arranged on the upper side of the blade and a lower support arm arranged on the lower side of the blade.
 제 2 항에 있어서,
상기 수동피치조절장치는,
상기 조절볼트가 상기 가이드홀 및 상기 지지암에 관통 결합되며 상기 가이드부재가 가이드홀을 통해 상기 조절볼트를 기준으로 회전되고 상기 조절너트에 의해 고정됨으로써 상기 가이드부재가 회전된 상태로 고정됨에 따라 상기 블레이드가 함께 회전되어 상기 블레이드의 피치각을 조절하는 것을 특징으로 하는 소형 수직형 풍력발전장치.
In the second paragraph,
The above manual pitch control device is,
A small vertical wind power generator characterized in that the above adjustment bolt is penetratedly connected to the guide hole and the support arm, the guide member is rotated based on the adjustment bolt through the guide hole and fixed by the adjustment nut, so that the blade rotates together as the guide member is fixed in a rotated state to adjust the pitch angle of the blade.
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