(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地面に対して垂直に位置する回転軸、
前記回転軸の同心円上に等間隔で離隔し、前記回転軸と同一に地面に対して垂直に位置し、横断面の形状が流線形に形成される複数のメインブレード、
前記複数のメインブレードを前記回転軸に連結し、風の抵抗が減少するように横断面の形状が流線形に形成された支持台、及び
前記各メインブレードに結合され、風によって曲げられる補助ブレードを含み、
前記補助ブレードは、前記メインブレードを延長する形態で前記メインブレードの端に結合され、
前記補助ブレードは、前記メインブレードの長さ方向に複数結合され、
前記補助ブレードは、端に行くほど厚さが薄くなるように形成され、
前記メインブレードの端には突起挿入溝が形成され、前記補助ブレードの端には挿入突起が形成され、前記挿入突起が前記突起挿入溝に結合される形態で前記メインブレードと前記補助ブレードが結合され、
前記補助ブレードは、風の摩擦時に騒音が減少するように軟質材料でコーティングされ、
前記メインブレードの回転軸と対向する内側面は凹状に形成されたことを特徴とする風力発電用ローター。
【請求項２】
垂直又は水平に位置する回転軸、
前記回転軸の同心円上に等間隔で離隔する複数のメインブレード、及び
前記各メインブレードに結合され、風によって曲げられる補助ブレードを含み、
前記補助ブレードは、前記メインブレードの内側面と外側面に互いに対向するように一対が設置され、風によって前記補助ブレードの端が互いに当接することによって翼形を形成することを特徴とする風力発電用ローター。
【請求項３】
一対の前記補助ブレードは互いに異なる長さで形成されることを特徴とする、請求項２に記載の風力発電用ローター。
【請求項４】
垂直又は水平に位置する回転軸、及び
前記回転軸の同心円上に等間隔で離隔する複数のメインブレードを含み、
前記メインブレードの外面には、前記メインブレードの端が位置した方向に傾斜した突出片が複数形成され、
前記突出片は、その外側端を互いに連結した場合、流線形に形成されることを特徴とする風力発電用ローター。 
【請求項５】
前記突出片は、前記メインブレードの外面に対して５゜〜６０゜範囲の角度で傾斜したことを特徴とする、請求項４に記載の風力発電用ローター。
【請求項６】
前記突出片は突起形状に形成されることを特徴とする、請求項４に記載の風力発電用ローター。
【請求項７】
前記メインブレード及び前記突出片は板状に形成されることを特徴とする、請求項４に記載の風力発電用ローター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風で回転力を発生させ、この回転力を電気エネルギーに変換する風力発電用ローター及びこれを備えた風力発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、風力発電装置は、風がブレードにぶつかって発生する揚力及び抗力で回転力を発生させ、この回転力を用いて電気を発生させる発電機を駆動することによって電気を生産する装置である。
【０００３】
風力発電装置は、駆動する軸の位置によって水平軸風力発電装置と垂直軸風力発電装置とに大きく区分される。
【０００４】
水平軸風力発電装置は、通常、３個の羽根を有するローターが水平軸を中心に回転することによって発電機を駆動させる装置であって、ローターを回転させるためには比較的強い風が必要であるので、風が多く吹く海岸や海抜の高い場所に設置される。また、水平軸風力発電装置は、少ない風でも発電をするように大型で製作されるので、大型発電に適している。
【０００５】
一方、垂直軸風力発電装置は、水平軸風力発電機に比べて少ない風でもローターを回転できるので、比較的多様な場所に設置可能であり、装置を小型化できるので、最近は、垂直軸風力発電装置の発電効率を高めるために多くの研究・開発がなされている。
【０００６】
従来の垂直軸風力発電装置は、垂直に設置される複数のブレードが結合されたローターと、このローターに連結される発電機とを備えている。しかし、従来の垂直に設置されるローターのブレードは、ブレードの角度を調節できないように固定設置され、風によって最適化された回転力を発生できないので、発電効率が高くなかった。
【０００７】
そして、ブレードの角度を調節する場合にも、風車を分解した後、各ブレードごとに角度を設定して再設置しなければならないので、多くの時間が要され、各ブレードごとに角度を測定しなければならないので煩雑であるという問題があった。
【０００８】
また、ブレードが一定の形状に形成され、多様な風の変化に対応できないので、ローターを回転させる初期起動風速が高くなるという問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、前記のような問題を解決するためのもので、本発明が解決しようとする課題は、初期起動風速を低下させることができ、ローターの抗力及び揚力の増大によって発電効率を向上させ、ブレードの角度を容易に調節できる風力発電用ローター及びこれを備えた風力発電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記のような課題を達成するための本発明の一実施例に係る風力発電用ローターは、垂直又は水平に位置する回転軸と、前記回転軸の同心円上に等間隔で離隔する複数のメインブレードと、前記各メインブレードに結合され、風によって曲げられる補助ブレードとを含む。
【００１１】
前記補助ブレードは、前記メインブレードを延長する形態で前記メインブレードの端に結合することができる。
【００１２】
前記メインブレードの端には突起挿入溝が形成され、前記補助ブレードの端には挿入突起が形成され、前記挿入突起が前記突起挿入溝に結合されることによって前記メインブレードと前記補助ブレードとを結合することができる。
【００１３】
前記補助ブレードは、前記メインブレードの外側面に結合され、前記ブレードの端より長く形成することができる。
【００１４】
前記補助ブレードは、前記メインブレードの内側面に結合され、前記ブレードの端より長く形成することができる。
【００１５】
前記補助ブレードは、メインブレードの内側面と外側面に互いに対向するように一対が設置され、風によって前記補助ブレードの端が互いに当接することによって翼形を形成することができる。
【００１６】
一対の前記補助ブレードは、互いに異なる長さで形成することができる。
【００１７】
前記補助ブレードは、前記メインブレードの長さ方向に複数結合することができる。
【００１８】
前記補助ブレードは、前記メインブレードの端に向けて傾斜する形態で複数設置することができる。
【００１９】
前記補助ブレードの傾斜角度は、メインブレードの外面に対して５゜〜６０゜範囲の角度であり得る。
【００２０】
前記補助ブレードは、前記メインブレードにヒンジによって回動可能に結合することができる。
【００２１】
前記補助ブレードは、端に行くほど厚さが薄くなるように形成することができる。
【００２２】
前記補助ブレードは、風の摩擦時に騷音が減少するように軟質材料でコーティングすることができる。
【００２３】
本発明の他の実施例に係る風力発電用ローターは、垂直又は水平に位置する回転軸と、前記回転軸の同心円上に等間隔で離隔する複数のメインブレードとを含み、前記メインブレードの外面には、前記メインブレードの端が位置した方向に傾斜した突出片が複数形成される。
【００２４】
前記突起は、前記メインブレードの外面に対して５゜〜６０゜範囲の角度で傾斜することができる。
【００２５】
前記突出片は、突起形状に形成することができる。
【００２６】
前記メインブレード及び前記突出片は板状に形成することができる。
【００２７】
前記突出片は、その外側端を互いに連結した場合、流線形に形成することができる。
【００２８】
本発明の実施例に係る風力発電装置は、前記ローターと、前記ローターの回転力で駆動する発電機とを含み、前記ローターは、前記回転軸と前記メインブレードとを連結し、前記メインブレードが回動可能にヒンジによって結合される支持台をさらに備えており、前記支持台と前記メインブレードとの結合部分には、前記メインブレードの回動角度を表示する角度計を設置することができる。
【００２９】
前記メインブレードは、前記メインブレードに結合され、前記支持台と前記ヒンジによって結合されるブラケットをさらに含み、前記角度計は、前記ブラケット及び前記支持台のうちいずれか一つに形成された目盛りと、他の一つに前記目盛りを指示するために設けられた指示部材とを備えることができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によると、風によって曲げられるように可撓性を有する補助ブレードを備えることによって、初期起動風速を著しく低下できるとともに、風によって最適化された抗力及び揚力を発生できるので発電効率を増大させることができる。
【００３１】
また、メインブレードに突出片を形成し、ブレードと突出片との間に風が収容されるので、抗力及び揚力を増大させることができる。
【００３２】
また、角度計によるメインブレードの角度調節が容易であるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施例に係る風力発電用ローターを示した平面図である。
【図２】一実施例に係る風力発電用ローターのメインブレードを拡大した拡大図である。
【図３】図２の一実施例に係る風力発電用ローターの作動状態図である。
【図４】本発明の一実施例に係る風力発電用ローターを構成する補助ブレードの第１の変形例を示した斜視図である。
【図５】第１の変形例の補助ブレードが多様な風力発電用ローターに適用されたことを示した斜視図である。
【図６】本発明の一実施例に係る風力発電用ローターを構成する補助ブレードの第２の変形例を示した拡大図である。
【図７】本発明の一実施例に係る風力発電用ローターを構成する補助ブレードの第３の変形例を示した拡大図である。
【図８】本発明の一実施例に係る風力発電用ローターを構成する補助ブレードの第４の変形例を示した拡大図である。
【図９】図８の第４の変形例に係る補助ブレードが適用された風力発電用ローターの作動状態図である。
【図１０】本発明の一実施例に係る風力発電用ローターを構成する補助ブレードの第５の変形例を示した拡大図である。
【図１１】図１０の第５の変形例に係る補助ブレードが適用された風力発電用ローターの作動状態図である。
【図１２】本発明の他の実施例に係る風力発電用ローターのメインブレードを拡大した拡大図である。
【図１３】本発明の他の実施例に係る風力発電用ローターを構成するメインブレードの変形例を示した拡大図である。
【図１４】本発明の実施例に係る風力発電装置を示した斜視図である。
【図１５】本発明の実施例に係る風力発電装置の角度計が設置される部分を拡大した拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の実施例を添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００３５】
まず、本発明は、例示的に垂直軸を中心に回転するジャイロミル（Ｈ―ｒｏｔｏｒ、Ｇｙｒｏｍｉｌｌ）型風力発電装置に適用したことを説明するが、例えば、ヘリカルＨ―ローター型、ダリウス型、クロスフロー型、サボニウス型などの多様な形態の風力発電装置に適用することができる。
【００３６】
本明細書では、メインブレード１２０の面のうち回転軸１１０の半径方向外側に位置した面を外側面といい、回転軸１１０と対向する方向に位置した面を内側面という。
【００３７】
図１は、本発明の一実施例に係る風力発電用ローターを示した斜視図で、図２は、一実施例に係る風力発電用ローターのメインブレードを拡大した拡大図で、図３は、図２の一実施例に係る風力発電用ローターの作動状態図である。
【００３８】
図１及び図２に示したように、本発明の一実施例に係る風力発電用ローター１００は、回転軸１１０を含むことができる。この回転軸１１０は、回転して発電機２１０（後述する）を駆動させることができる。そして、回転軸１１０は、発電機２１０の駆動軸に直接結合されたり、例えば、ギア、スプロケット、プーリーなどが回転軸１１０に結合されることによって回転力を伝達することができる。
【００３９】
一方、回転軸１１０は、地面に対して垂直な状態で設置することができる。
【００４０】
風力発電用ローター１００は、メインブレード１２０を含むことができる。このメインブレード１２０は、風がぶつかって揚力及び抗力を発生させ、回転軸１１０の同心円上に一定間隔だけ離隔するように複数位置することができる。一実施例では、メインブレード１２０は、地面に対して垂直な状態で設置され、その内側面が回転軸１１０に向かうように回転軸１１０を中心に１２０゜の間隔で３個設置した。
【００４１】
メインブレード１２０は、板状に形成することができ、断面を流線形に形成することもできる。ここで、メインブレード１２０の断面が流線形に形成されるとき、メインブレード１２０の中心線を中心に内側面と外側面が同一の曲面を有するように形成することができ、内側面及び外側面のうちいずれか一側面がメインブレード１２０の中央に向けて内側に屈曲するように形成することができる。
【００４２】
一方、一実施例におけるメインブレード１２０は、内側面がメインブレードの内側に屈曲するように形成した。メインブレード１２０の内側面又は外側面が屈曲するように形成することによって、メインブレード１２０と風との接触面積を増加させ、抗力及び揚力を増大させることができる。
【００４３】
そして、メインブレード１２０は、押出で製作することができ、軽金属、合成樹脂、硬質ゴム、ファイバー複合材又はこれらの混合材で形成することができる。
【００４４】
風力発電用ローター１００は、補助ブレード１３０を含むことができる。この補助ブレード１３０は、可撓性を有するように形成され、風によって柔軟に曲げることができる。補助ブレード１３０が可撓性を有することによって、初期起動風速を低下させることができる。すなわち、少ない風でもローター１００を容易に回転させることができる。
【００４５】
一方、補助ブレード１３０は、板状に形成することができ、メインブレード１２０の端に結合することができる。このとき、補助ブレード１３０の上下方向の長さはメインブレード１２０の上下方向の長さと同一にすることができ、補助ブレード１３０を平面から見たとき、補助ブレード１３０は、その外側端に行くほど厚さが同一になるか、漸次減少するように形成し、風によって柔軟に曲げられるように構成することができる。
【００４６】
併せて、メインブレード１２０の端に突起挿入溝１２１を形成し、補助ブレード１３０には挿入突起１３１を形成し、前記突起挿入溝１２１に挿入突起１３１が挿入される形態でメインブレード１２０に補助ブレード１３０を結合することができる。
【００４７】
そして、補助ブレード１３０は、スプリング板材、合成樹脂、ファイバー複合材、合成ゴム、天然ゴム、又はこれらの複合材などで製作されることによって可撓性を有することができ、補助ブレード１３０には、補助ブレード１３０が風にぶつかって曲げられるときに発生する騷音が減少するように、軟質の材料、例えば、合成樹脂、合成ゴム、天然ゴム、ウレタン、シリコン又はこれらの複合物でコーティングすることができる。
【００４８】
風力発電用ローター１００は支持台１４０を含むことができる。この支持台１４０は、回転軸１１０とメインブレード１２０とを連結することができる。一方、支持台１４０は、複数のメインブレード１２０と回転軸１１０とを互いに連結する一つの支持台１４０に複数のメインブレード１２０が結合される形態、例えば、円板状に形成された支持台１４０に複数のメインブレード１２０が結合される形態で構成することができ、複数の支持台１４０がそれぞれのメインブレード１２０を回転軸１１０に連結する形態で構成することもできる。
【００４９】
そして、支持台１４０の断面が流線形に形成されるので、風力発電用ローター１００の回転時の風の抵抗を最小化することができる。
【００５０】
図３は、本発明の一実施例に係る風力発電用ローターの作動状態図で、図３は、風力発電用ローターが０゜から１２０゜まで３０゜の間隔で回転する状態を示す。
【００５１】
図３に示したように、風力発電用ローター１００に一定の方向で風が吹くと仮定するとき、補助ブレード１３０は、風によって柔軟に曲げられて初期風動を低下させると同時に、風によって最適の抗力と揚力を発生させることができる。
【００５２】
例えば、０゜で３時方向に位置した補助ブレード１３０を中心に０゜であるときの補助ブレード１３０は、風に対して抵抗を受けないようにメインブレード１２０と一直線上に位置し、１２０゜回転したときの補助ブレード１３０は、風が吹く方向に曲げられて揚力及び抗力を増加させると同時に、回転方向の抵抗力を最小化させることができる。
【００５３】
したがって、メインブレード１２０の端に補助ブレード１３０を設置することによって、風との接触面積の増加によって揚力と抗力が増大する。また、風によって補助ブレード１３０が曲げられ、メインブレード１２０の回転方向の風の抵抗力を最小化させることによって、発電効率を向上させることができる。
【００５４】
図４は、本発明の一実施例に係る風力発電用ローターを構成する補助ブレードの第１の変形例を示した斜視図で、図５は、第１の変形例の補助ブレードが多様な風力発電用ローターに適用されたことを示す斜視図である。
【００５５】
図４に示したように、第１の変形例に係る補助ブレード１３５は、一実施例における補助ブレード１３０と同一の構成を有し、メインブレード１２０の上下の長さ方向に複数設置することができる。図４の（ａ）は３個の補助ブレードを設置したことを示した斜視図で、図４の（ｂ）は複数の補助ブレードを設置したことを示した斜視図である。
【００５６】
図４に示したように、メインブレード１２０に補助ブレード１３５を複数設置することによって、長く形成されるメインブレード１２０に、例えば、高さによって風の強さが異なる場合や乱流の風が吹く場合にも、それぞれの補助ブレード１３０が高さに応じて互いに異なる風によって柔軟に曲げられるように構成され、風力発電用ローター１００の回転方向の抵抗を最小化させると同時に、揚力及び抗力の増大によって発電効率を向上させることができる。
【００５７】
図５に示したように、第１の変形例の補助ブレード１３５は、例えば、ヘリカルＨ―ローター型、ダリウス型、クロスフロー型、サボニウス型などの多様な風力発電用ローターに適用することができる。
【００５８】
図６は、本発明の一実施例に係る風力発電用ローターを構成する補助ブレードの第２の変形例を示した拡大図である。
【００５９】
図６に示したように、第２の変形例に係る補助ブレード２３０は、一実施例における補助ブレード１３０と同一の構成を有し、メインブレード１２０の内側面に結合することができる。一方、第２の変形例の補助ブレード２３０は、上部から見たとき、メインブレード１２０の端より延長する長さで形成することができる。
【００６０】
このように構成された補助ブレード２３０は、メインブレード１２０が風と向かい合うように位置すると、メインブレード１２０の内周面に補助ブレード２３０が密着することによって風の抵抗を減少させる。また、メインブレード１２０が風に背を向ける場合は、メインブレード１２０と補助ブレード２３０との間に風が収容されるので、抗力と揚力の増大によって発電効率を向上させることができる。
【００６１】
図７は、本発明の一実施例に係る風力発電用ローターを構成する補助ブレードの第３の変形例を示した拡大図である。
【００６２】
図７に示したように、第３の変形例に係る補助ブレード３３０は、一実施例における補助ブレード１３０と同一の構成を有し、メインブレード１２０の外側面に結合することができる。
【００６３】
一方、第３の変形例の補助ブレード３３０は、上部から見たとき、メインブレード１２０の端より延長する長さで形成することができる。このとき、メインブレード１２０は、補助ブレード３３０が結合されるメインブレード１２０の後方が切断された形態で形成することができる。すなわち、補助ブレード３３０が結合されるメインブレード１２０の後方部分は除去され、メインブレード１２０の前方部分のみが形成される形態で構成することができる。
【００６４】
このように補助ブレード３３０を構成すると、一部のメインブレード１２０が切断された状態で形成され、風力発電用ローター１００の重さを大幅に減少させることができる。また、補助ブレード３３０が風によって柔軟に曲げられ、風力発電用ローター１００の回転方向には風の抵抗を減少させ、側面には補助ブレードによって揚力と抗力を増加させることによって、発電効率を向上させることができる。
【００６５】
図８は、本発明の一実施例に係る風力発電用ローターを構成する補助ブレードの第４の変形例を示した拡大図で、図９は、図８の第４の変形例に係る補助ブレードが適用された風力発電用ローターの作動状態図で、風力発電用ローターが０゜から１２０゜まで３０゜の間隔で回転する状態を示す。
【００６６】
図８に示したように、第４の変形例に係る補助ブレード４３０は、一実施例の補助ブレード１３０と同一の構成を有し、メインブレード１２０の両側面に一対を結合することができる。
【００６７】
すなわち、第４の変形例の補助ブレード４３０は、上部から見たとき、一対の補助ブレード４３０をメインブレード１２０の内側面と外側面に互いに離隔するように結合することができる。
【００６８】
このとき、メインブレード１２０は、補助ブレード４３０が結合された後、すなわち、補助ブレード４３０によってメインブレード１２０が隠される部分が切断される形態で形成され、風力発電用ローター１００の重さを大幅に減少させることができる。
【００６９】
一方、一対の補助ブレード４３０のうちいずれか一つの補助ブレード４３０は相対的に短く形成され、長い補助ブレード４３０が短い補助ブレード４３０より曲げられるように構成することができる。
【００７０】
第４の変形例における補助ブレード４３０は、メインブレード１２０の内側面に位置した補助ブレード４３０をより短く形成した。
【００７１】
このように構成された第４の変形例に係る補助ブレード４３０は、図９に示したように、一定の方向で風が吹くと仮定するとき、風によって柔軟に曲げられて初期風動を低下させると同時に、風によって最適の抗力と揚力を発生させることができる。
【００７２】
例えば、０゜で３時方向に位置した補助ブレード４３０を中心に０゜であるときの補助ブレード４３０は、風に対して抵抗を受けないようにメインブレード１２０と一直線上に位置し、１２０゜回転したときの補助ブレード４３０は、メインブレード１２０の外側面に位置した補助ブレード４３０が内側面に位置する補助ブレード４３０より曲げられるようになり、端が互いに当接する形態で翼形、すなわち、羽形状に形成される。その結果、メインブレードの回転方向の抵抗力を減少させると同時に、揚力及び抗力を増加させることができる。
【００７３】
図１０は、本発明の一実施例に係る風力発電用ローターを構成する補助ブレードの第５の変形例を示した拡大図で、図１１は、図１０の第５の変形例に係る補助ブレードが適用された風力発電用ローターの作動状態図で、風力発電用ローターが０゜から１２０゜まで３０゜の間隔で回転する状態を示す。
【００７４】
図１０に示したように、第５の変形例に係る補助ブレード５３０は、一実施例の補助ブレード１３０と同一の構成を有し、メインブレード１２０の外面に複数の補助ブレード５３０を結合することができる。
【００７５】
第５の変形例の補助ブレード５３０は、メインブレード１２０の上下方向に長く形成することができ、メインブレード１２０の端に向けて傾斜するようにメインブレード１２０の外面に一定間隔だけ離隔した状態で複数結合することができる。このとき、メインブレード１２０の内側面及び外側面に結合される補助ブレード５３０は、メインブレード１２０の同一の端に向かうように傾斜して結合され、魚のひれのような形状に形成することができる。
【００７６】
このとき、補助ブレード５３０の傾斜角度は、メインブレード１２０の外面から端に向けて５゜〜６０゜の範囲であることが望ましい。ここで、補助ブレード５３０の傾斜角度ｄが５゜未満であると、風力発電用ローター１００の回転時、補助ブレード５３０にぶつかる風によって補助ブレード５３０がメインブレード１２０に容易に密着し、補助ブレード５３０を設置した効果を発揮することができない。また、傾斜角度ｄが６０゜を超えると、風力発電用ローター１００の回転時、補助ブレード５３０によって抵抗力が高くなり、発電効率が低下する。
【００７７】
一方、複数の補助ブレード５３０は、メインブレード１２０にヒンジ５３１によって回動可能に結合することができる。このとき、それぞれの補助ブレード５３０の端にはヒンジ５３１が一体に形成され、メインブレード１２０にはヒンジ５３１が挿入されるヒンジ挿入溝１２３が形成され、補助ブレード５３０に形成されたヒンジ５３１がヒンジ挿入溝１２３に挿入される形態でメインブレード１２０に補助ブレード５３０を回動可能に結合することができる。
【００７８】
このように構成された第５の変形例に係る補助ブレード５３０は、図１１に示したように、一定の方向で風が吹くと仮定するとき、メインブレード１２０が風に背を向けるように位置すると（図１０の６０゜回転したときの９時方向のメインブレードを参照）、補助ブレード５３０がメインブレード１２０から伸ばされることによって抗力が高くなるので、風力発電用ローター１００の回転力を向上させる。また、メインブレード１２０が風と向かい合うように位置すると（図１０の０゜又は１２０゜回転したときの３時方向のメインブレードを参照）、補助ブレード５３０がメインブレード１２０の外面に密着し、風力発電用ローター１００の回転時の抵抗力を減少させることができる。
【００７９】
したがって、メインブレード１２０が背を向ける風の場合、風との接触面積の増加によって揚力と抗力が増大し、メインブレード１２０が対向する風の場合、風の抵抗の減少によって発電効率を高めることができる。
【００８０】
図１２は、本発明の他の実施例に係る風力発電用ローターのメインブレードを拡大した拡大図である。
【００８１】
図１２に示したように、他の実施例に係る風力発電用ローター１００は、一実施例と同一の構成には同一の符号を付与し、同一の構成は同一の効果を有するので、それについての詳細な説明は省略する。
【００８２】
他の実施例に係る風力発電用ローター１００は、一実施例と同一の構成を有し、メインブレード１２０には突出片１２８をさらに形成することができる。
【００８３】
この突出片１２８は、メインブレード１２０の外面で端が尖った突起形状に形成することができる。一方、突出片１２８は、メインブレード１２０の外面に沿って上下方向に長く複数形成することができ、メインブレード１２０の端に向けて傾斜するように形成することができる。
【００８４】
一方、メインブレード１２０に突出片１２８を形成することによって、メインブレード１２０の外面と突出片１２８との間に風が残留し、揚力及び抗力を増大させることができる。
【００８５】
このとき、突出片１２８は、メインブレード１２０の外面からメインブレード１２０の端に向けて５゜〜６０゜の範囲で傾斜して形成されることが望ましい。ここで、突出片１２８の傾斜角度ｅが５゜未満であると、風力発電用ローター１００の回転時、突出片１２８とメインブレード１２０の外面との間に残留する風の量が少ないので、突出片１２８を形成した効果を発揮することができない。また、突出片１２８の傾斜角度ｅが６０゜を超えると、風力発電用ローター１００の回転時、突出片１２８によって抵抗力が高くなり、発電効率が低下する。
【００８６】
したがって、突出片１２８を形成することによって、メインブレード１２０と風との接触面積を増加させ、揚力と抗力を増大させると同時に、メインブレード１２０と突出片１２８との間に風が残留することによって揚力及び抗力をさらに増大させることができる。
【００８７】
図１３は、本発明の他の実施例に係る風力発電用ローターを構成するメインブレードの変形例を示した拡大図である。
【００８８】
図１３に示したように、他の実施例の変形例に係る風力発電用ローターは、他の実施例のメインブレード１２０と同一の構成を有し、メインブレード１２０に突出片１２９を形成したことを特徴とする。
【００８９】
他の実施例の変形例に係る突出片１２９とメインブレード１２０は板状に形成することができ、板状に形成された突出片１２９は、メインブレード１２０でメインブレード１２０の端に向けて傾斜した形態で複数形成することができる。
【００９０】
このとき、突出片１２９は、メインブレード１２０の外面からメインブレード１２０の端に向けて５゜〜６０゜の範囲で傾斜して形成されることが望ましい。ここで、突出片１２９の傾斜角度ｅが５゜未満であると、風力発電用ローター１００の回転時、突出片１２９とメインブレード１２０との間に収容される風の量が少ないので、突出片１２９を形成した効果を発揮することができない。また、突出片１２９の傾斜角度ｅが６０゜を超えると、風力発電用ローター１００の回転時、突出片１２９によって抵抗力が高くなり、発電効率が低下する。
【００９１】
一方、突出片１２９は、隣接した突出片１２９と互いに端を連結したとき、全体的に流線形に形成することができ、突出片１２９が傾斜した反対方向の端に位置する突出片１２９は、風力発電用ローター１００の回転時の風の抵抗を最小化するように円弧状に形成することができる。そして、突出片１２９は、メインブレード１２０と一体に形成することができる。
【００９２】
したがって、メインブレード１２０と風との接触面積を増加させるとともに、メインブレード１２０と突出片１２９との間に風が収容され、揚力及び抗力を増大させることができる。
【００９３】
図１４は、本発明の実施例に係る風力発電装置を示した斜視図で、図１５は、本発明の実施例に係る風力発電装置の角度計が設置される部分を拡大した拡大図である。
【００９４】
図１４及び図１５に示したように、本発明の実施例に係る風力発電装置２００は発電機２１０を含む。この発電機２１０は、回転力を電気エネルギーに変換するものであって、磁石間で駆動軸に巻かれたコイルを回転させたり、コイル間で駆動軸に付着された磁石を回転させ、誘導起電力によって電気を発生させる。発電機２１０としては公知の発電機が使用可能であるので、それについての詳細な説明は省略する。
【００９５】
一方、風力発電装置２００は、風力発電用ローター１００を含むことができる。この風力発電用ローター１００は、風がぶつかって発生する揚力及び抗力で発電機２１０を回転させることができる。一方、風力発電用ローター１００と発電機２１０は、動力伝達部材、例えば、ベルトやチェーンで連結されて発電機２１０を駆動させることができ、ローター１００が発電機２１０に直接結合されて発電機２１０を回転させる形態で構成することができる。
【００９６】
併せて、風力発電用ローター１００としては、上述した一実施例、他の実施例及び多様な変形例の風力発電用ローター１００が適用可能であるので、それについての詳細な説明は省略する。ただし、本発明では、一実施例に係る風力発電用ローター１００が適用されたことを説明し、その細部的に変わる構成のみを説明する。
【００９７】
風力発電装置２００において、風力発電用ローター１００は、支持台１４０とメインブレード１２０とをヒンジＨによって回動可能に結合するように構成することができる。このとき、メインブレード１２０にはブラケット１２５が結合され、ブラケット１２５と支持台１４０がヒンジＨによって結合される形態でメインブレード１２０を支持台１４０に回動可能に結合することができる。
【００９８】
風力発電装置２００は角度計１５０を含むことができる。この角度計１５０は、メインブレード１２０の回動角度を表示することができる。一方、角度計１５０は、一定の角度を表示する目盛り１５１と、目盛り１５１を指示する指示部材１５３とを含むことができる。このとき、目盛り１５１が支持台１４０及びメインブレード１２０のうちいずれか一つに形成され、他の一つには指示部材１５３が結合される形態で構成することができる。
【００９９】
本実施例では、目盛り１５１をヒンジＨと同心円上に位置するようにブラケット１２５に形成し、指示部材１５３は、ブラケット１２５に形成された目盛り１５１を指示するように支持台１４０に結合した。
【０１００】
一方、指示部材１５３がブラケット１２５の上面に位置した状態で、締結部材１５５が指示部材１５３、ブラケット１２５、及び支持台１４０を順次貫通する形態で指示部材１５３とブラケット１２５とを締結することができる。このとき、ブラケット１２５には、締結部材１５５が貫通される円弧状のガイド孔１２６を形成し、このガイド孔１２６はヒンジの同心円上に形成することができる。
【０１０１】
したがって、指示部材１５３が支持台１４０と締結される締結部材１５５の締結力によって指示部材１５３と支持台１４０との間に位置するブラケット１２５を加圧することによって、メインブレード１２０の回動を固定させることができる。
【０１０２】
このように構成された風力発電装置１００は、メインブレード１２０の角度を調節するときは、締結部材１５５を完全に除去していない状態でブラケット１２５を加圧する加圧力が解除される程度に締結部材１５５を解いてメインブレード１２０を回動させる。一方、メインブレード１２０を固定させるときは、締結部材１５５を締めて指示部材１５３と支持台１４０との締結力でブラケット１３５を加圧し、メインブレード１２０を固定させる。
【０１０３】
したがって、角度計１５０を用いてメインブレード１２０の回動角度を調節できるので、メインブレード１２０の微細な角度調節を行うことができ、指示部材１５３と支持台１４０との締結力によってメインブレード１２０を固定したり、メインブレード１２０の固定を解除することによってメインブレード１２０の角度調節が容易である。
【０１０４】
以上では本発明の実施例を説明したが、本発明の権利範囲は、これに限定されず、本発明の実施例から本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者によって容易に変更されて均等なものと認められる範囲の全ての変更及び修正を含む。
【符号の説明】
【０１０５】
１００    風力発電用ローター
１１０    回転軸
１２０    メインブレード
１２１    突起挿入溝
１２３    ヒンジ挿入溝
１２５    ブラケット
１２６    ガイド孔
１２８、１２９    突出片
１３０、１３５、２３０、３３０、４３０、５３０    補助ブレード
１３１    挿入突起
１４０    支持台
１５０    角度計
１５１    目盛り
１５３    指示部材
１５５    締結部材
２００    風力発電装置
２１０    発電機
５３１    ヒンジ
ｄ    補助ブレードの傾斜角度
ｅ    突出片の傾斜角度
Ｈ    ヒンジ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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