KR20140111829A - Blade of wind energy facility - Google Patents

Abstract

Translated fromKorean

본 발명에 따른 풍력 발전 장치용 블레이드는, 일면에 배치되는 제1 스킨; 및 상기 제1 스킨과 마주하도록 타면에 배치되는 제2 스킨;을 포함하며, 상기 제1 스킨을 형성하는 섬유의 배향각도는 상기 제2 스킨을 형성하는 섬유의 배향각도와 다르게 형성될 수 있다. 이로 인해 블레이드의 인장강도와 좌굴강도를 모두 강화할 수 있다.A blade for a wind power generator according to the present invention comprises: a first skin arranged on one surface; And a second skin disposed on the other surface to face the first skin, wherein an orientation angle of the fibers forming the first skin is different from an orientation angle of the fibers forming the second skin. This can strengthen both the tensile strength and the buckling strength of the blade.

Description

Translated fromKorean

풍력 발전 장치용 블레이드{Blade of wind energy facility}{Blade of wind energy facility}

본 발명은 풍력 발전 장치용 블레이드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 블레이드의 표면을 형성하는 양쪽 스킨의 섬유방향을 서로 다르게 하여 인장강도를 높임과 동시에 좌굴강도도 높일 수 있는 풍력 발전 장치용 블레이드에 관한 것이다.BACKGROUND OF THEINVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a blade for a wind power generator, and more particularly, to a blade for a wind power generator that can increase tensile strength and increase buckling strength by making the fiber directions of both skins forming the surface of the blade different from each other will be.

풍력 발전은 바람의 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 에너지 변환 기술로서, 공기가 블레이드 위를 지날 때 양력과 항력이 발생하는 공기역학적 특성을 통해 회전자의 블레이드가 회전하게 되는데, 이 때 발생하는 기계적 회전 에너지가 발전기를 통해 전기 에너지로 변환된다.Wind power generation is an energy conversion technology that converts kinetic energy of wind into electric energy. When the air passes over the blade, the blade of the rotor rotates through the aerodynamic characteristics of generating lift and drag. Rotational energy is converted into electrical energy through the generator.

도 1은 종래 기술에 따른 풍력 발전 장치를 도시한 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이 종래의 풍력 발전 장치(1)는 타워(10), 나셀(30), 허브(21) 및 복수개의 블레이드(20)를 포함한다. 나셀(30)은 타워(10)의 상부에 고정되어 있고, 허브(21)는 회전 가능하도록 나셀(30)에 결합되어 있는 수평축에 결합되어 있으며, 블레이드(20)는 바람에 의하여 회전할 수 있도록 허브(21)에 결합되어 있다. 도 1에 도시된 블레이드(20)는 그 수가 3개이지만 이에 한정되는 것은 아니다.1 is a perspective view showing a conventional wind power generator. 1, a conventionalwind turbine generator 1 includes atower 10, anacelle 30, ahub 21, and a plurality ofblades 20. As shown in Fig. Thenacelle 30 is fixed to the top of thetower 10 and thehub 21 is coupled to a horizontal shaft coupled to thenacelle 30 for rotation so that theblade 20 can be rotated by the wind And is coupled to thehub 21. The number ofblades 20 shown in Fig. 1 is three, but is not limited thereto.

도 2 및 도 3은 종래 기술에 따른 풍력 발전 장치용 블레이드를 도시한 단면도이고, 도 4는 종래 기술에 따른 풍력 발전 장치용 블레이드의 인장강도 및 좌굴강도에 대한 실험 데이터이다.FIGS. 2 and 3 are cross-sectional views showing a blade for a wind power generator according to the prior art, and FIG. 4 is experimental data on tensile strength and buckling strength of a blade for a wind power generator according to the prior art.

도 2에 도시된 바와 같이, 블레이드(20)의 단면구조에 알 수 있듯이 블레이드(20)는 표면을 형성하며 서로 마주 보도록 배치된 2개의 스킨(PS,SS) 및 이 2개의 스킨 사이를 지지하는 스파캡(spar cap, 미도시)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 각각의 스킨(PS,SS)은 차례로 적층된 제1 섬유시트(S1), 코어(C) 및 제2 섬유시트(S2)를 포함할 수 있다.As can be seen from the cross-sectional structure of theblade 20, as shown in Fig. 2, theblade 20 has two skins PS, SS, which are arranged to face each other and face each other, And a spar cap (not shown). Here, each of the skins PS and SS may include a first fiber sheet S1, a core C and a second fiber sheet S2 which are sequentially stacked.

블레이드(20)의 스킨 중 제1 스킨(PS)은 바람의 힘을 받는 쪽 스킨이고, 제1 스킨(PS)과 마주보는 제2 스킨(SS)은 바람의 힘을 받지 않는 쪽의 스킨이다. 바람의 힘을 받는 제1 스킨(PS)은 Pressure side skin이며 인장력을 받게 된다. 바람의 힘을 받지 않는 제2 스킨(SS)은 Suction side skin이며 압축력을 받게 된다. 이와 같이, 블레이드(20)의 양쪽 스킨(PS,SS)에는 서로 다른 힘이 작용하게 된다.The first skin (PS) of the skin of theblade 20 is the skin to receive the wind force and the second skin (SS) facing the first skin PS is the skin which is not subjected to the wind force. The first skin (PS), which receives the force of the wind, is a pressure side skin and receives tensile force. The second skin (SS), which is not subjected to the wind force, is suction side skin and receives compression force. Thus, different forces act on the skins PS and SS of theblade 20, respectively.

블레이드(20)의 스킨(PS,SS)의 섬유시트는 섬유를 여러 가닥 배향 직조하여 형성되는데, 종래의 블레이드(20)는 직조된 섬유 가닥 사이의 배향각도가 제1 스킨(PS)이나 제2 스킨(SS)이나 동일하다. 도 3에 도시된 바와 같이, 바람의 힘을 받는 제1 스킨(PS)의 섬유시트(26)의 섬유배향각도는 0도/±45도이고, 바람의 힘을 받지 않는 제2 스킨(SS)의 섬유시트(21)의 섬유배향각도도 0도/±45도이다. 즉, 바람의 힘을 받아 인장력이 작용하는 제1 스킨(PS)을 형성하는 섬유는 0도/±45도 방향으로 배향되고, 바람의 힘을 받지 않아 압축력이 작용하는 제2 스킨(SS)을 형성하는 섬유도 0도/±45도 방향으로 배향된다.The fiber sheets of the skins PS and SS of theblades 20 are formed by weaving a plurality of strands of fibers. Theconventional blades 20 are formed such that the orientation angle between the woven fiber strands is the first skin PS, Skin (SS) is the same. 3, the fiber orientation angle of thefiber sheet 26 of the first skin PS receiving the wind force is 0 degree / +/- 45 degrees, and the second skin SS, which is not subjected to the force of wind, The fiber orientation angle of thefiber sheet 21 of Fig. That is, the fibers forming the first skin (PS) acting on the tensile force by the force of the wind are oriented in the 0 degree / ± 45 degree direction, and the second skin (SS) The fibers to be formed are also oriented in the 0 degree / +/- 45 degree direction.

이와 같이, 종래기술에 따른 블레이드(20)는 제1 스킨(PS)과 제2 스킨(SS)에 있어서 섬유의 배향각도가 동일하게 되어 있다.As described above, in theblade 20 according to the related art, the orientation angles of the fibers in the first skin PS and the second skin SS are the same.

바람의 힘을 받지 않지만 압축력이 작용하는 제2 스킨(SS)의 경우에는 섬유가 0도/±45도의 배향 각도를 가지기 때문에 좌굴(Bucking)에 가장 강한 특성을 가질 수 있다. 하지만, 바람의 힘을 받아서 인장력이 작용하는 제1 스킨(PS)의 경우에는 섬유가 0도/±45도의 배향 각도를 가지게 되어 인장 강도에 취약한 문제가 있다. 즉, 종래기술에 따른 풍력 발전 장치용 블레이드는 제1 스킨(PS)과 제2 스킨(SS)의 섬유가 동일한 배향각도(0도/±45도)를 가지기 때문에 제2 스킨(SS)은 좌굴에 강한 반면에 제1 스킨(PS)은 인장강도가 크지 않다는 문제가 있다.In the case of the second skin (SS), which is not subjected to the force of wind but has a compressive force, the fiber has the strongest characteristic to bucking since it has an orientation angle of 0 degrees / +/- 45 degrees. However, in the case of the first skin (PS) subjected to the tensile force by the force of the wind, the fiber has an orientation angle of 0 degrees / +/- 45 degrees, which is problematic in tensile strength. That is, since the fibers of the first skin PS and the second skin SS have the same orientation angle (0 deg. / +/- 45 deg.) In the blade for a wind power generator according to the related art, Whereas the first skin (PS) has a problem that the tensile strength is not large.

도 4를 참조하면, 인장 강도(Strengths)는 섬유 각도(Fiber angle)이 45도인 경우에 작은 반면에, 좌굴 강도(Buckling loads)는 45도에서 큰 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 4, it can be seen that the tensile strengths are small at a fiber angle of 45 degrees, while the buckling loads are large at 45 degrees.

본 발명은 제1 스킨과 제2 스킨에 대해서 섬유의 배향각도를 서로 다르게 함으로써 좌굴에 대한 강도와 인장에 대한 강도를 모두 높일 수 있는 풍력 발전 장치용 블레이드를 제공한다.The present invention provides a blade for a wind power generator capable of enhancing the strength against buckling and the strength against tensile by making the orientation angles of the fibers different for the first skin and the second skin.

본 발명은 블레이드의 스킨 중 바람의 힘이 직접 가해지는 스킨과 그 스킨의 반대편에 있는 스킨에 대해서 섬유의 배향각도를 다르게 형성하여 스킨의 인장 강도를 개선할 수 있는 풍력 발전 장치용 블레이드를 제공한다.The present invention provides a blade for a wind power generator capable of improving the tensile strength of a skin by forming an orientation angle of fibers differently from a skin directly applied with the force of wind and a skin opposite to the skin of the blade .

상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 장치용 블레이드는, 일면에 배치되는 제1 스킨; 및 상기 제1 스킨과 마주하도록 타면에 배치되는 제2 스킨;을 포함하며, 상기 제1 스킨을 형성하는 섬유의 배향각도는 상기 제2 스킨을 형성하는 섬유의 배향각도와 다르게 형성될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a blade for a wind power generator including: a first skin disposed on one surface; And a second skin disposed on the other surface to face the first skin, wherein an orientation angle of the fibers forming the first skin is different from an orientation angle of the fibers forming the second skin.

상기와 같이 구성함으로써, 바람을 받는 스킨의 인장강도를 높일 수 있고 바람을 받는 쪽의 반대편 스킨의 좌굴강도를 높일 수 있다.With this configuration, it is possible to increase the tensile strength of the wind-receiving skin and increase the buckling strength of the skin on the opposite side of the wind-receiving side.

상기 제1 스킨을 형성하는 섬유의 배향각도는 상기 제2 스킨을 형성하는 섬유의 배향각도 보다 작게 형성될 수 있다.The orientation angle of the fibers forming the first skin may be smaller than the orientation angle of the fibers forming the second skin.

상기 제1 스킨에는 인장력이 작용하고, 상기 제2 스킨에는 압축력이 작용할 수 있다.A tensile force acts on the first skin, and a compressive force acts on the second skin.

상기 제1 스킨의 섬유는 최대 인장하중에 견디는 배향각도를 가지고, 상기 제2 스킨의 섬유는 최대 좌굴하중에 견디는 배향각도를 가질 수 있다.The fibers of the first skin may have an orientation angle to withstand the maximum tensile load, and the fibers of the second skin may have an orientation angle to withstand the maximum buckling load.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 장치용 블레이드는 바람을 받는 쪽에 형성되며, 제1 인장섬유 및 제2 인장섬유를 포함하는 인장섬유시트를 구비하는 제1 스킨; 및 상기 제1 스킨과 마주하도록 타면에 형성되며, 제1 압축섬유 및 제2 압축섬유를 포함하는 압축섬유시트를 구비하는 제2 스킨;을 포함하며, 상기 제1 압축섬유와 상기 제2 압축섬유 사이의 각도는 상기 제1 인장섬유와 상기 제2 인장섬유 사이의 각도와 다르게 형성될 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a blade for a wind power generator, comprising: a first skin formed on a windward side and having a tensile fiber sheet including first tensile fibers and second tensile fibers; And a second skin formed on the other surface facing the first skin, the second skin comprising a first compressed fiber and a second compressed fiber sheet, wherein the first compressed fiber and the second compressed fiber May be formed differently from the angle between the first tensile fiber and the second tensile fiber.

상기 제1 압축섬유와 상기 제2 압축섬유 사이의 각도는 상기 제1 인장섬유와 상기 제2 인장섬유 사이의 각도 보다 크게 형성될 수 있다.The angle between the first compressed fiber and the second compressed fiber may be larger than the angle between the first tensile fiber and the second tensile fiber.

상기 압축섬유시트는 상기 제1 압축섬유와 상기 제2 압축섬유 사이에 형성되는 제3 압축섬유를 더 포함하고, 상기 제3 압축섬유에 대한 상기 제1 압축섬유의 배향각도는 상기 제3 압축섬유에 대한 상기 제2 압축섬유의 배향각도와 같게 형성될 수 있다.Wherein the first compressed fiber sheet further comprises a third compressed fiber formed between the first compressed fiber and the second compressed fiber, and an orientation angle of the first compressed fiber with respect to the third compressed fiber is smaller than an orientation angle of the third compressed fiber with respect to the third compressed fiber. The angle of orientation of the second compressed fiber with respect to the first compressed fiber may be the same.

상기 인장섬유시트는 상기 제1 인장섬유와 상기 제2 인장섬유 사이에 형성되는 제3 인장섬유를 더 포함하고, 상기 제3 인장섬유에 대한 상기 제1 인장섬유의 배향각도는 상기 제3 인장섬유에 대한 상기 제2 인장섬유의 배향각도와 같거나 다르게 형성될 수 있다.Wherein the tensile fiber sheet further comprises a third tensile fiber formed between the first tensile fiber and the second tensile fiber, the orientation angle of the first tensile fiber with respect to the third tensile fiber being greater than the angle of orientation of the third tensile fiber with respect to the third tensile fiber The angle of orientation of the second tensile fibers with respect to the first tensile fibers may be equal to or different from that of the second tensile fibers.

상기 제1 스킨은 상기 인장섬유시트를 복수개 적층하여 형성되고, 상기 제2 스킨은 상기 압축섬유시트를 복수개 적층하여 형성될 수 있다.The first skin may be formed by laminating a plurality of the tensile fiber sheets, and the second skin may be formed by laminating a plurality of the compressed fiber sheets.

상기 제1 인장섬유 및 상기 제2 인장섬유 중 어느 하나는 0도의 배향각도를 가지고 다른 하나는 0도인 인장섬유에 대해 25도 내지 35도의 배향각도를 가지고, 상기 제1 압축섬유 및 상기 제2 압축섬유 중 어느 하나는 0도의 배향각도를 가지고 다른 하나는 0도인 압축섬유에 대해 45도의 배향각도를 가질 수 있다.Wherein one of the first tensile fiber and the second tensile fiber has an orientation angle of 25 degrees to 35 degrees with respect to the tensile fiber having an orientation angle of 0 degrees and the other one being 0 degrees, Either one of the fibers may have an orientation angle of 0 degrees and the other one may have an orientation angle of 45 degrees with respect to the 0 degree compressed fibers.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 장치용 블레이드는 0도의 배향각도를 가지는 위사인장섬유 및 상기 위사인장섬유에 대해 인장배향각도를 가지는 경사인장섬유를 포함하는 인장섬유시트를 구비하는 제1 스킨; 및 0도의 배향각도를 가지는 위사압축섬유 및 상기 위사압축섬유에 대해 압축배향각도를 가지는 경사압축섬유를 포함하는 압축섬유시트를 구비하는 제2 스킨;을 포함하며, 상기 제1 스킨은 상기 위사인장섬유를 기준으로 상기 인장배향각도가 대칭 또는 비대칭이 되도록 상기 인장섬유시트를 적어도 하나 적층하여 형성되고, 상기 제2 스킨은 상기 위사압축섬유를 기준으로 상기 압축배향각도가 대칭이 되도록 상기 압축섬유시트를 적어도 하나 적층하여 형성될 수 있다.Further, the blade for a wind power generator according to an embodiment of the present invention includes a tensile fiber sheet having an oriented angle of 0 degrees and a tensile fiber sheet having a tensile orientation angle with respect to the weft- 1 skin; And a second skin comprising a woven and compressed fiber having an orientation angle of 0 degrees and a compressed fiber sheet including warp-compressed fibers having a compression orientation angle with respect to the weft-oriented compressed fiber, And the second skin is formed by laminating at least one of the tensile fiber sheets so that the tensile orientation angle is symmetrical or asymmetrical with respect to the fiber, As shown in FIG.

상기 인장배향각도와 상기 압축배향각도는 서로 다르게 형성될 수 있다.The tensile orientation angle and the compression orientation angle may be different from each other.

상기 인장배향각도는 상기 압축배향각도 보다 작게 형성될 수 있다.The tensile orientation angle may be smaller than the compression orientation angle.

상기 인장배향각도는 25도 내지 35도로 형성되고, 상기 압축배향각도는 45도로 형성될 수 있다.The tensile orientation angle may be 25 to 35 degrees, and the compression orientation angle may be 45 degrees.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 자속 풍력 발전 장치용 블레이드는 바람의 힘이 직접 가해지는 스킨과 그 스킨의 반대편에 있는 스킨에 대해서 섬유의 배향각도를 다르게 형성하여 스킨의 인장 강도를 개선함과 동시에 스킨의 좌굴 강도도 유지할 수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the blade for a magnetic flux wind power generator according to the present invention improves the tensile strength of a skin by forming a fiber orientation angle differently from a skin directly applied with wind force and a skin opposite to the skin, At the same time, the buckling strength of the skin can be maintained.

본 발명에 따른 풍력 발전 장치용 블레이드는 블레이드의 크기가 큰 경우에도 인장강도와 좌굴강도를 높게 유지할 수 있기 때문에 블레이드의 대형화로 인한 한계를 극복할 수 있다.The blade for a wind power generator according to the present invention can keep the tensile strength and the buckling strength high even when the size of the blade is large, thereby overcoming the limit due to the enlargement of the blade.

도 1은 종래 기술에 따른 풍력 발전 장치를 도시한 사시도이다.
도 2 및 도 3은 종래 기술에 따른 풍력 발전 장치용 블레이드를 도시한 단면도이다.
도 4는 종래 기술에 따른 풍력 발전 장치용 블레이드의 인장강도 및 좌굴강도에 대한 실험 데이터이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 장치용 블레이드의 제1 스킨을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 장치용 블레이드의 제2 스킨을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 장치용 블레이드의 제1 및 제2 스킨의 인장강도와 좌굴강도에 대한 실험 데이터이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 장치용 블레이드의 스킨에 작용하는 힘들을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 블레이드의 섬유 각도 및 섬유 재질에 따른 피로강도를 보여주는 실험데이터이다.1 is a perspective view showing a conventional wind power generator.
2 and 3 are sectional views showing a blade for a wind power generator according to the prior art.
4 is experimental data on tensile strength and buckling strength of a blade for a wind power generator according to the prior art.
5 is a view showing a first skin of a blade for a wind power generator according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing a second skin of a blade for a wind power generator according to an embodiment of the present invention.
7 is experimental data on tensile strength and buckling strength of first and second skins of a blade for a wind power generator according to an embodiment of the present invention.
8 is a view showing forces acting on a skin of a blade for a wind power generator according to an embodiment of the present invention.
9 is experimental data showing the fiber angle and the fatigue strength according to the fiber material of the blade according to an embodiment of the present invention.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to or limited by the embodiments. Like reference symbols in the drawings denote like elements.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 장치용 블레이드의 제1 스킨을 도시한 도면, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 장치용 블레이드의 제2 스킨을 도시한 도면, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 장치용 블레이드의 제1 및 제2 스킨의 인장강도와 좌굴강도에 대한 실험 데이터, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 장치용 블레이드의 스킨에 작용하는 힘들을 도시한 도면, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 블레이드의 섬유 각도 및 섬유 재질에 따른 피로강도를 보여주는 실험데이터이다.FIG. 5 is a view showing a first skin of a blade for a wind power generator according to an embodiment of the present invention, FIG. 6 is a view showing a second skin of a blade for a wind power generator according to an embodiment of the present invention, FIG. 7 is a graph showing experimental data on tensile strength and buckling strength of first and second skins of a blade for a wind power generator according to an embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 9 is experimental data showing the fiber angle of the blade and the fatigue strength according to the fiber material according to an embodiment of the present invention. FIG.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 장치용 블레이드(200)는, 일면에 배치되는 제1 스킨(PS) 및 제1 스킨(PS)과 마주하도록 타면에 배치되는 제2 스킨(SS)을 포함하며, 제1 스킨(PS)을 형성하는 섬유의 배향각도는 제2 스킨(SS)을 형성하는 섬유의 배향각도와 다르게 형성될 수 있다.5 and 6, ablade 200 for a wind power generator according to an embodiment of the present invention includes a first skin PS and a first skin PS disposed on one surface, And the orientation angle of the fibers forming the first skin PS may be different from the orientation angle of the fibers forming the second skin SS.

상기와 같이 구성함으로써, 바람을 받는 제1 스킨(PS)의 인장강도를 높일 수 있고 바람을 받는 쪽의 반대편에 있는 제2 스킨(SS)의 좌굴강도도 높일 수 있다.With this configuration, the tensile strength of the wind-receiving first skin PS can be increased and the buckling strength of the second skin SS on the opposite side of the wind-receiving side can be increased.

본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 장치용 블레이드(200)는 스킨(PS,SS)의 구조가 종래기술에 따른 블레이드의 구조와 상이하다. 즉, 상기에서 언급한 바와 같이, 바람을 직접 맞이하기 때문에 바람의 힘이 작용하는 제1 스킨(PS)을 형성하는 섬유(261,262,263)의 배향각도(α,β)는 바람의 힘이 직접 작용하지 않는 제2 스킨(SS)을 형성하는 섬유(211,212,213)의 배향각도(0도/±45도)를 다르다.In theblade 200 for a wind power generator according to the embodiment of the present invention, the structure of the skins PS and SS is different from that of the blades according to the prior art. That is, as mentioned above, the orientation angles α and β of thefibers 261, 262 and 263 forming the first skin PS on which the force of the wind acts are directly influenced by the wind force (0 degrees / +/- 45 degrees) of thefibers 211, 212, and 213 forming the second skin SS.

제1 스킨(PS)에는 인장력이 작용하고, 제2 스킨(SS)에는 압축력이 작용할 수 있다. 제1 스킨(PS)에는 바람의 힘이 직접 작용하기 때문에 인장력이 걸리게 되고, 제1 스킨(PS)을 형성하는 인장섬유시트(260)는 2가닥 또는 3가닥의 섬유를 직조하여 형성될 수 있다. 도 5에 도시된 인장섬유시트(260)의 경우에는 3가닥의 섬유를 직조한 경우가 예시적으로 되어 있다. 즉, 1장의 인장섬유시트(260)는 3가닥의 섬유를 직조하여 형성될 수 있다.A tensile force acts on the first skin PS and a compressive force acts on the second skin SS. The tensile force is applied to the first skin PS because the force of the wind acts directly on the first skin PS and thetensile fiber sheet 260 forming the first skin PS can be formed by weaving two or three strands of the fiber . In the case of thestretchable fiber sheet 260 shown in Fig. 5, three strands of fibers are illustrated as an example. That is, onestretchable fiber sheet 260 can be formed by weaving three strands of fibers.

도 5에서 인장섬유시트(260)는 배향각도가 0도인 위사인장섬유(262)를 기준으로 그 상하에 각각 섬유(261,263)가 직조되는데, 위사인장섬유(262)에 대해서 그 상하에 있는 경사인장섬유(261,263)는 각각 소정의 각도로 이루며 경사진 상태로 직조될 수 있다. 여기서, 위사인장섬유(262)에 대한 경사인장섬유(261,263)의 배향각도는 도 6에 도시된 압축섬유시트(210)의 위사압축섬유(212)에 대한 경사압축섬유(211,213)의 배향 각도와 동일하지 않다.5, thefibers 261 and 263 are woven on the upper and lower sides of the wefttensile fibers 262 having an orientation angle of 0 degrees, respectively. The warp and wefttensile fibers 262 are warp- Thefibers 261 and 263 may be woven in a tilted state at predetermined angles. The orientation angles of thewarp tension fibers 261 and 263 with respect to thewarp tension fibers 262 are the same as the orientation angles of thewarp compression fibers 211 and 213 with respect to theweft compression fibers 212 of thecompression fiber sheet 210 shown in Fig. It is not the same.

제1 스킨(PS)을 형성하는 섬유(261,262,263)의 배향각도는 제2 스킨(SS)을 형성하는 섬유(211,212,213)의 배향각도 보다 작게 형성될 수 있다.The orientation angle of thefibers 261, 262, 263 forming the first skin PS may be smaller than the orientation angle of thefibers 211, 212, 213 forming the second skin SS.

이 때, 제1 스킨(PS)의 인장섬유시트(260)를 형성하는 섬유(261,262,263) 사이의 배향각도는 25도 내지 35도가 되는 반면에, 제2 스킨(SS)의 압축섬유시트(210)를 형성하는 섬유(211,212,213) 사이의 배향각도는 0도, +45도 또는 -45도가 될 수 있다. 즉, 압축력을 받는 제2 스킨(SS)은 종래의 블레이드와 동일한 섬유 배향각도를 가진다. 따라서, 제2 스킨(SS) 또는 제2 스킨(SS)의 섬유는 최대 좌굴하중에 견디는 배향각도를 가질 수 있다.At this time, the orientation angle between thefibers 261, 262, 263 forming thetensile fiber sheet 260 of the first skin PS is 25 to 35 degrees, The orientation angles between thefibers 211, 212, and 213 forming the fibers may be 0 degree, +45 degrees, or -45 degrees. That is, the second skin SS receiving the compressive force has the same fiber orientation angle as the conventional blade. Therefore, the fibers of the second skin (SS) or the second skin (SS) can have an orientation angle to withstand the maximum buckling load.

본 발명에 따른 블레이드(200)의 제1 스킨(PS)의 인장섬유시트(260)를 형성하는 섬유들은 최대 인장하중에 견디는 배향각도를 가질 수 있다. 이를 위해, 제1 스킨(PS)의 인장섬유시트(260)를 형성하는 섬유(261,262,263) 사이의 배향각도는 45도 보다 작은 25도 내지 35도가 바람직하다.Fibers forming thetensile fiber sheet 260 of the first skin (PS) of theblade 200 according to the present invention may have an orientation angle to withstand the maximum tensile load. For this, the orientation angle betweenfibers 261, 262, 263 forming thetensile fiber sheet 260 of the first skin (PS) is preferably between 25 and 35 degrees, which is less than 45 degrees.

인장섬유시트(260)를 형성하는 섬유(261,262,263) 사이의 배향각도를 25도 보다 더 작게 할 수 있다면 제1 스킨(PS)의 인장강도를 더 크게 할 수 있을 것이다. 하지만, 인장섬유시트(260)를 형성하는 섬유(261,262,263) 사이의 배향각도를 25도 보다 더 작게 하는 경우에는 인장섬유시트(260)의 제작이 쉽지 않다는 단점이 있다. 특히나, 블레이드의 크기가 대형인 경우에 섬유(261,262,263) 사이의 배향각도가 25도 보다 더 작은 인장섬유시트(260)를 만들거나 직조하기 위해서는 매우 큰 장비가 필요하다는 문제가 있다.If the orientation angle between thefibers 261, 262, 263 forming thetensile fiber sheet 260 can be made smaller than 25 degrees, the tensile strength of the first skin PS can be made larger. However, when the orientation angle between thefibers 261, 262, 263 forming thetensile fiber sheet 260 is made smaller than 25 degrees, it is disadvantageous in that it is not easy to produce thetensile fiber sheet 260. Particularly, there is a problem that very large equipment is required to make or weave astretchable fiber sheet 260 having an orientation angle of less than 25 degrees between thefibers 261, 262, 263 when the size of the blade is large.

또한, 제1 스킨(PS)의 인장섬유시트(260)의 인장강도를 크게 하기 위해 섬유들(261,262,263) 사이의 배향각도를 0도 내지 25도 정도로 한다면, 인장섬유시트(260)에 작용하는 측면하중 내지는 비틀림하중에 의해서 섬유가 끊어지거나 뜯어질 가능성이 크다. 도 8에는 제2 스킨(SS)의 압축섬유시트(210)에 작용하는 힘이 도시되어 있는데, 제1 스킨(PS)에도 유사한 방향으로 힘이 작용할 수 있다. 도 8을 참조하면, 압축섬유시트(210)에는 측면하중(σ₁)과 비틀림하중(σ₆)가 모두 작용한다. 이러한 힘들에 의해서 배향각도가 25도 보다 작은 섬유의 경우에는 끊어지거나 뜯어질 가능성이 매우 높다. 따라서, 인장강도를 크게 하기 위해서 인장섬유시트(260)의 섬유배향각도를 0도에 근접하는 정도로 작게 할 수는 없다. 이러한 문제를 방지하기 위해서, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 장치용 블레이드(200)는 바람의 힘이 직접 작용해서 인장력이 걸리는 제1 스킨(PS)의 인장섬유시트(260)의 섬유배향 각도를 25도 내지 35도로 함으로써 제1 스킨(PS)의 인장 강도를 높일 수 있다.Further, if the orientation angle between thefibers 261, 262, 263 is set to about 0 to 25 degrees in order to increase the tensile strength of thetensile fiber sheet 260 of the first skin PS, There is a high possibility that the fibers are broken or torn due to a load or a torsional load. 8 shows the force acting on thecompressed fiber sheet 210 of the second skin SS, and the force can also act in a similar direction on the first skin PS. Referring to FIG. 8, both the side load (?₁ ) and the torsional load (?₆ ) are exerted on the compressed fiber sheet (210). With these forces, fibers with an orientation angle of less than 25 degrees are very likely to break or tear. Therefore, in order to increase the tensile strength, the fiber orientation angle of thetensile fiber sheet 260 can not be made as small as close to 0 degrees. In order to prevent such a problem, theblade 200 for a wind power generator according to an embodiment of the present invention has a fiber orientation of atensile fiber sheet 260 of a first skin (PS) The tensile strength of the first skin (PS) can be increased by an angle of 25 to 35 degrees.

도 5에 도시된 인장섬유시트(260)는 3가닥의 섬유를 직조하여 형성되는데, 가운데 있는 위사인장섬유(262)는 배향각도가 0도이다. 위사인장섬유(262)를 기준으로 상하에 직조되는 경사인장섬유(261,263) 중 어느 하나는 +25도 내지 +35도의 배향각도를 가지고 다른 하나는 -25도 내지 -35도의 배향각도를 가질 수 있다. 여기서, 위사인장섬유(262)를 기준으로 상하에 각각 배치 또는 직조되는 경사인장섬유(261,263)의 배향각도는 서로 같을 수도 있고, 다를 수도 있다.The tensionedfiber sheet 260 shown in FIG. 5 is formed by weaving three strands of fibers, wherein theweft tension fiber 262 in the middle has an orientation angle of 0 degrees. One of thewarp tension fibers 261 and 263 woven up and down with respect to theweft tension fiber 262 may have an orientation angle of +25 degrees to +35 degrees and the other one may have an orientation angle of -25 degrees to -35 degrees . Here, the orientation angles of thewarp tension fibers 261 and 263, which are arranged or woven on the upper and lower sides, respectively, with reference to theweft tension fiber 262, may be the same or different.

예를 들면, 위사인장섬유(262)를 기준으로 위쪽에 직조되는 경사인장섬유(261)의 배향각도가 +30도이고 아래쪽에 직조되는 경사인장섬유(263)의 배향각도가 -30도가 될 수도 있다. 이와 같이, 상하의 경사인장섬유(261,263)의 배향각도가 동일한 경우에는 경사인장섬유(261,263)가 대칭인 상태로 직조된다고 할 수 있다. 반면에, 위사인장섬유(262)를 기준으로 위쪽에 직조되는 경사인장섬유(261)의 배향각도가 +30도이고 아래쪽에 직조되는 경사인장섬유(263)의 배향각도가 -25도가 될 수도 있다. 이와 같이, 상하의 경사인장섬유(261,263)의 배향각도가 서로 다른 경우에는 경사인장섬유(261,263)가 비대칭인 상태로 직조된다고 할 수 있다.For example, if the orientation angle of theoblique tension fibers 261 woven upward on the basis of the wefttensile fibers 262 is +30 degrees and the orientation angle of theoblique stretch fibers 263 woven downward may be -30 degrees have. Thus, when the orientation angles of the upper and loweroblique tension fibers 261 and 263 are the same, the warp tensionedfibers 261 and 263 can be said to be woven in a symmetrical state. On the other hand, the orientation angle of theoblique tension fibers 261 woven upward on the basis of theweft tension fiber 262 may be +30 degrees, and the orientation angle of the obliquely tensionedfibers 263 woven down may be -25 degrees . As described above, when the orientation angles of the upper and loweroblique tension fibers 261 and 263 are different from each other, it can be said that theoblique stretch fibers 261 and 263 are woven in an asymmetric state.

도 5 및 도 6에 도시된 인장섬유시트(260) 및 압축섬유시트(210)는 각각 2가닥의 섬유로 형성되어 있는데, 각각 2가닥의 섬유로 형성될 수도 있다.Thestretchable fiber sheet 260 and thecompressed fiber sheet 210 shown in Figs. 5 and 6 are each formed of two strands of fibers, each of which may be formed of two strands of fibers.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 장치용 블레이드(200)의 제1 스킨(PS)의 인장섬유시트(260)는 제1 인장섬유(261) 및 제2 인장섬유(263)를 직조하여 형성될 수도 있다. 이 때, 제1 인장섬유(261)와 제2 인장섬유(263) 사이의 섬유배향각도는 50도 내지 70도가 될 수 있다.That is, thetensile fiber sheet 260 of the first skin (PS) of theblade 200 for a wind power generator according to an embodiment of the present invention is formed by weaving the firsttensile fibers 261 and the secondtensile fibers 263 . At this time, the fiber orientation angle between the firsttensile fibers 261 and the secondtensile fibers 263 may be 50 to 70 degrees.

마찬가지로, 제2 스킨(SS)의 압축섬유시트(210)는 제1 압축섬유(211) 및 제2 압축섬유(213)를 직조하여 형성될 수도 있다. 이 때, 제1 압축섬유(211)와 제2 압축섬유(213) 사이의 섬유배향각도는 90도가 될 수 있다.Similarly, thecompressed fiber sheet 210 of the second skin SS may be formed by weaving the firstcompressed fiber 211 and the secondcompressed fiber 213. At this time, the fiber orientation angle between the firstcompressed fiber 211 and the secondcompressed fiber 213 may be 90 degrees.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 장치용 블레이드(200)는 2가닥의 인장섬유(261,263)로 직조된 인장섬유시트(260)를 구비하는 제1 스킨(PS) 및 2가닥의 압축섬유(211,213)로 직조된 압축섬유시트(210)를 구비하는 제2 스킨(SS)을 포함하며, 압축섬유시트(210)의 섬유배향각도는 인장섬유시트(260)의 섬유배향각도와 다르게 형성될 수 있다.As described above, theblade 200 for a wind power generator according to an embodiment of the present invention includes a first skin (PS) having astretch fiber sheet 260 woven with two strands ofstretch fibers 261 and 263, And a second skin SS having acompressed fiber sheet 210 woven withcompressed fibers 211 and 213. The fiber orientation angle of thecompressed fiber sheet 210 is different from the fiber orientation angle of thetensile fiber sheet 260 .

제1 압축섬유(211)와 제2 압축섬유(213) 사이의 각도(90도)는 제1 인장섬유(261)와 제2 인장섬유(263) 사이의 각도(50도~70도) 보다 크게 형성될 수 있다.The angle (90 degrees) between the firstcompressed fiber 211 and the secondcompressed fiber 213 is larger than the angle (50 degrees to 70 degrees) between the firsttensile fiber 261 and the secondtensile fiber 263 .

한편, 상기에서 설명한 바와 같이, 인장섬유시트(260)와 압축섬유시트(210)는 3가닥의 섬유를 직조하여 형성될 수도 있다. 압축섬유시트(210)는 제1 압축섬유(211)와 제2 압축섬유(213) 사이에 형성되는 제3 압축섬유(212)를 더 포함하고, 제3 압축섬유(212)에 대한 제1 압축섬유(211)의 배향각도(45도)는 제3 압축섬유(212)에 대한 제2 압축섬유(213)의 배향각도(45도)와 같게 형성될 수 있다.Meanwhile, as described above, thetensile fiber sheet 260 and thecompressed fiber sheet 210 may be formed by weaving three strands of fibers. Thecompressed fiber sheet 210 further comprises a thirdcompressed fiber 212 formed between the firstcompressed fiber 211 and the secondcompressed fiber 213 and the first compressed The orientation angle (45 degrees) of thefibers 211 may be formed to be the same as the orientation angle (45 degrees) of the secondcompressed fibers 213 with respect to the thirdcompressed fibers 212.

인장섬유시트(260)는 제1 인장섬유(261)와 제2 인장섬유(263) 사이에 형성되는 제3 인장섬유(262)를 더 포함하고, 제3 인장섬유(262)에 대한 제1 인장섬유(261)의 배향각도(25도~35도)는 제3 인장섬유(262)에 대한 제2 인장섬유(263)의 배향각도(25도~35도)와 같거나 다르게 형성될 수 있다. 즉, 대칭 또는 비대칭 형태로 직조될 수 있다.Thetensile fiber sheet 260 further includes a thirdtensile fiber 262 formed between the firsttensile fibers 261 and the secondtensile fibers 263 and the firsttensile fibers 262, The orientation angle (25 degrees to 35 degrees) of thefibers 261 may be equal to or different from the orientation angle (25 degrees to 35 degrees) of the secondtensile fibers 263 with respect to the thirdtensile fibers 262. [ That is, they may be woven in a symmetrical or asymmetrical fashion.

제1 스킨(PS)은 인장섬유시트(260)를 복수개 적층하여 형성되고, 제2 스킨(SS)은 압축섬유시트(210)를 복수개 적층하여 형성될 수 있다.The first skin PS may be formed by laminating a plurality oftensile fiber sheets 260 and the second skin SS may be formed by laminating a plurality of thecompressed fiber sheets 210.

한편, 2가닥의 섬유만을 이용하여 인장섬유시트(260) 및 압축섬유시트(210)를 형성하는 경우, 어느 한 가닥의 섬유를 위사(緯絲)로 하고 나머지 한 가닥의 섬유를 경사(經絲)로 할 수 있다. 즉, 제1 인장섬유(261) 및 제2 인장섬유(263) 중 어느 하나는 0도의 배향각도를 가지는 위사인장섬유이고 다른 하나는 0도인 위사인장섬유에 대해 25도 내지 35도의 배향각도를 가지는 경사인장섬유이며, 제1 압축섬유(211) 및 제2 압축섬유(213) 중 어느 하나는 0도의 배향각도를 가지는 위사압축섬유이고 다른 하나는 0도인 위사압축섬유에 대해 45도의 배향각도를 가지는 경사압축섬유가 될 수 있다.On the other hand, when thetensile fiber sheet 260 and thecompressed fiber sheet 210 are formed using only two strands of fibers, one strand of the fibers is a weft yarn and the other strand of the fibers is warped ). In other words, any one of the firsttensile fibers 261 and the secondtensile fibers 263 is a weft-in-tension fiber having an orientation angle of 0 degrees and the other is a 0 degree-woven tensile fiber having an orientation angle of 25 degrees to 35 degrees Wherein one of the first compressed fiber (211) and the second compressed fiber (213) is a weft compression fiber having an orientation angle of 0 degrees and the other is an orientation angle of 45 degrees with respect to a weft- It can be an oblique compression fiber.

이와 같이, 2가닥을 직조하여 만들어진 인장섬유시트(260) 및 압축섬유시트(210)를 여러 개 적층하여 스킨()을 형성하는 경우, 배향각도가 0도인 위사압축섬유(211)가 서로 일치하도록 압축섬유시트(210)를 적층하면 경사압축섬유(213)도 서로 일치하도록 적층될 수 있다. 왜냐하면, 압축섬유시트(210)의 섬유배향각도는 45도로 일정하기 때문이다.In this way, when a plurality oftensile fiber sheets 260 and a plurality ofcompressed fiber sheets 210 made by weaving two strands are laminated to form skins, theweft compression fibers 211 having an orientation angle of 0 degrees are made to coincide with each other When thecompressed fiber sheets 210 are laminated, the warp-compressedfibers 213 can also be laminated so as to coincide with each other. This is because the fiber orientation angle of thecompressed fiber sheet 210 is constant at 45 degrees.

반면에, 배향각도가 0도인 위사인장섬유(261)가 서로 일치하도록 인장섬유시트(260)를 적층하면 경사인장섬유(263)는 서로 일치하도록 적층될 수 있지만, 일치하지 않은 상태로 적층될 수도 있다. 인장섬유시트(260)를 적층하여 형성되는 제1 스킨(PS)은 섬유배향각도가 위사인장섬유(262)를 기준으로 상하의 섬유가 동일할 수도 있고 다를 수도 있기 때문이다.On the other hand, when thetensile fiber sheets 260 are laminated so that theweft tension fibers 261 having an orientation angle of 0 degrees are aligned with each other, thewarp tension fibers 263 can be laminated to coincide with each other, have. This is because the fiber orientation angle of the first skin (PS) formed by laminating the tensile fiber sheet (260) may be the same or different depending on the weft yarn (262).

다시 설명해 보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 장치용 블레이드(200)는 0도의 배향각도를 가지는 위사인장섬유(262) 및 위사인장섬유(262)에 대해 인장배향각도를 가지는 경사인장섬유(261,263)를 포함하는 인장섬유시트(260)를 구비하는 제1 스킨(PS) 및 0도의 배향각도를 가지는 위사압축섬유(212) 및 위사압축섬유(212)에 대해 압축배향각도를 가지는 경사압축섬유(211,213)를 포함하는 압축섬유시트(210)를 구비하는 제2 스킨(SS)을 포함하며, 제1 스킨(PS)은 위사인장섬유(262)를 기준으로 인장배향각도가 대칭 또는 비대칭이 되도록 인장섬유시트(260)를 적어도 하나 적층하여 형성되고, 제2 스킨(SS)은 위사압축섬유(212)를 기준으로 압축배향각도가 대칭이 되도록 압축섬유시트(210)를 적어도 하나 적층하여 형성될 수 있다.In other words, theblade 200 for a wind power generator according to an embodiment of the present invention includes awarp tension fiber 262 having an orientation angle of 0 degrees and awarp tension fiber 262 having a tensile orientation angle with respect to thewarp tension fiber 262. [ Aweft compression yarn 212 having an orientation angle of 0 degrees and aweft compression yarn 212 having atensile fiber sheet 260 comprising awarp yarns 261 and 263, And a second skin (SS) having a compressed fiber sheet (210) comprising fibers (211,213), wherein the first skin (PS) has a tensile orientation angle symmetrical or asymmetric with respect to the weft tensile fibers The second skin SS is formed by laminating at least one piece of thecompressed fiber sheet 210 so that the compression orientation angle is symmetrical with respect to theweft compression fiber 212 .

여기서, 인장섬유시트(260)의 인장배향각도와 압축섬유시트(210)의 압축배향각도는 서로 다르게 형성될 수 있고, 인장배향각도는 압축배향각도 보다 작게 형성될 수 있다. 인장섬유시트(260)의 인장배향각도는 25도 내지 35도로 형성되고, 압축섬유시트(210)는 압축배향각도는 45도로 형성될 수 있다.Here, the tensile orientation angle of thetensile fiber sheet 260 and the compressive orientation angle of thecompressed fiber sheet 210 may be different from each other, and the tensile orientation angle may be formed smaller than the compression orientation angle. The tensile orientation angle of thetensile fiber sheet 260 is formed at 25 to 35 degrees, and thecompressed fiber sheet 210 can be formed at a compression orientation angle of 45 degrees.

제2 스킨(SS)은 적어도 하나의 압축섬유시트(210)를 적층함에 있어서, 압축배향각도가 항상 45도이며, 모든 압축섬유시트(210)의 압축배향각도가 일치하도록 적층될 수 있다. 이와 같이, 제2 스킨(SS)은 섬유배향각도가 45도이기 때문에 최적의 좌굴강도를 유지할 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 좌굴강도(Buckling loads)는 45도에서 최대임을 알 수 있다.The second skin (SS) can be laminated so that the compression orientation angle is always 45 degrees and the compression orientation angles of all thecompressed fiber sheets 210 are the same when the at least onecompressed fiber sheet 210 is laminated. Thus, since the fiber orientation angle of the second skin SS is 45 degrees, the optimum buckling strength can be maintained. As shown in FIG. 7, it can be seen that buckling loads are maximum at 45 degrees.

한편, 제1 스킨(PS)은 적어도 하나의 인장섬유시트(260)를 적층함에 있어서, 인장배향각도가 25도 내지 35도이기 때문에 모든 인장섬유시트(260)의 인장배향각도가 동일할 수도 있고(대칭) 동일하지 않을 수도 있다(비대칭). 도 7을 참조하면 인장강도(Strengths)는 인장배향각도가 45도인 경우 보다 25도 내지 35도인 경우가 큼을 알 수 있다.On the other hand, in the case of laminating at least onetensile fiber sheet 260, the first skin (PS) may have the same tensile orientation angle of all thetensile fiber sheets 260 because the tensile orientation angle is 25 degrees to 35 degrees (Symmetric) or not (asymmetric). Referring to FIG. 7, it can be seen that the tensile strength (Strengths) is greater than 25 degrees to 35 degrees when the tensile orientation angle is 45 degrees.

본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 장치용 블레이드(200)의 제1 스킨(PS) 및 제2 스킨(SS)을 형성하는 섬유시트(210,260)는 유리섬유(glass fiber) 또는 탄소섬유(carbon fiber)로 만들어질 수도 있다. 뿐만 아니라 유리섬유와 탄소섬유를 혼합한 복합재 또는 하이브리드 섬유로 만들어질 수도 있다.Thefiber sheets 210 and 260 forming the first and second skins PS and SS of theblade 200 for a wind power generator according to an embodiment of the present invention may be formed of glass fiber or carbon fiber fiber. In addition, it may be made of a composite material made of a mixture of glass fiber and carbon fiber, or a hybrid fiber.

도 9의 (a) 와 (b) 탄소섬유와 유리섬유 각각에 두 종류의 섬유배향각도(0도/+45도/-45도)와 (0도/+25도/-25도)에 대한 인장 하중의 피로 수명 (S-N curve)을 보여주는 데이터이다. 탄소섬유와 유리섬유의 경우 모두 배향각도가 25도인 경우가 45도인 경우에 비해서 수명이 늘어남을 알 수 있다. 섬유배향각도가 25도인 탄소섬유와 유리섬유를 인장을 받는 제 1 스킨 (PS)에 사용하면 우수하다는 것을 보여준다.(0 degree / + 45 degrees / -45 degrees) and (0 degrees / + 25 degrees / -25 degrees) for two kinds of fiber orientation angles This is data showing the fatigue life (SN curve) of the tensile load. In the case of carbon fiber and glass fiber, the lifetime is increased as compared with the case where the orientation angle is 25 degrees at 45 degrees. The use of carbon fibers and glass fibers with a fiber orientation angle of 25 degrees on the first skin (PS) to be stretched is superior.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 장치용 블레이드는 바람이 직접 작용하고 인장력이 걸리는 스킨의 섬유배향각도와 바람이 직접 작용하지 않고 압축력이 걸리는 스킨의 섬유배향각도를 다르게 함으로써, 블레이드의 인장강도와 좌굴강도를 모두 확보할 수 있기 때문에, 블레이드의 수명을 늘일 수 있고 블레이드가 대형화하는 경우에도 제한없이 블레이드를 제조할 수 있다는 장점이 있다.As described so far, the blade for a wind power generator according to an embodiment of the present invention has a fiber orientation angle of a skin that directly acts on the wind and a tensile force is applied, and a fiber orientation angle of the skin, Thus, both the tensile strength and the buckling strength of the blade can be ensured. This makes it possible to increase the lifetime of the blade and to manufacture the blade regardless of the size of the blade.

이상과 같이 본 발명의 일 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention .

200: 풍력 발전 장치용 블레이드
210: 압축섬유시트
211,212,213: 압축섬유
260: 인장섬유시트
261,262,263: 인장섬유
PS: 제1 스킨
SS: 제2 스킨200: Blades for wind power devices
210: Compressed fiber sheet
211, 212, 213: Compressed fiber
260: tensile fiber sheet
261,262,263: Tensile fibers
PS: First skin
SS: 2nd skin

Claims (14)

Translated fromKorean

일면에 배치되는 제1 스킨; 및
상기 제1 스킨과 마주하도록 타면에 배치되는 제2 스킨;을 포함하며,
상기 제1 스킨을 형성하는 섬유의 배향각도는 상기 제2 스킨을 형성하는 섬유의 배향각도와 다른 것을 특징으로 하는 풍력 발전 장치용 블레이드.
A first skin disposed on one surface; And
And a second skin disposed on the other surface to face the first skin,
Wherein the orientation angle of the fibers forming the first skin is different from the orientation angle of the fibers forming the second skin.
제1항에 있어서,
상기 제1 스킨을 형성하는 섬유의 배향각도는 상기 제2 스킨을 형성하는 섬유의 배향각도 보다 작은 것을 특징으로 하는 풍력 발전 장치용 블레이드.
The method according to claim 1,
Wherein the orientation angle of the fibers forming the first skin is smaller than the orientation angle of the fibers forming the second skin.
제2항에 있어서,
상기 제1 스킨에는 인장력이 작용하고, 상기 제2 스킨에는 압축력이 작용하는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 장치용 블레이드.
3. The method of claim 2,
Wherein a tensile force acts on the first skin and a compressive force acts on the second skin.
제2항에 있어서,
상기 제1 스킨의 섬유는 최대 인장하중에 견디는 배향각도를 가지고, 상기 제2 스킨의 섬유는 최대 좌굴하중에 견디는 배향각도를 가지는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 장치용 블레이드.
3. The method of claim 2,
Wherein the fibers of the first skin have an orientation angle to withstand the maximum tensile load and the fibers of the second skin have an orientation angle that resists the maximum buckling load.
바람을 받는 쪽에 형성되며, 제1 인장섬유 및 제2 인장섬유를 포함하는 인장섬유시트를 구비하는 제1 스킨; 및
상기 제1 스킨과 마주하도록 타면에 형성되며, 제1 압축섬유 및 제2 압축섬유를 포함하는 압축섬유시트를 구비하는 제2 스킨;을 포함하며,
상기 제1 압축섬유와 상기 제2 압축섬유 사이의 각도는 상기 제1 인장섬유와 상기 제2 인장섬유 사이의 각도와 다르게 형성되는, 풍력 발전 장치용 블레이드.
A first skin formed on the wind receiving side and comprising a tensile fiber sheet comprising a first tensile fiber and a second tensile fiber; And
And a second skin formed on the other surface facing the first skin and having a compressed fiber sheet including first compressed fiber and second compressed fiber,
Wherein an angle between the first compressed fiber and the second compressed fiber is formed differently from an angle between the first tensile fiber and the second tensile fiber.
제5항에 있어서,
상기 제1 압축섬유와 상기 제2 압축섬유 사이의 각도는 상기 제1 인장섬유와 상기 제2 인장섬유 사이의 각도 보다 크게 형성되는, 풍력 발전 장치용 블레이드.
6. The method of claim 5,
Wherein an angle between the first compressed fiber and the second compressed fiber is formed larger than an angle between the first tensile fiber and the second tensile fiber.
제6항에 있어서,
상기 압축섬유시트는 상기 제1 압축섬유와 상기 제2 압축섬유 사이에 형성되는 제3 압축섬유를 더 포함하고,
상기 제3 압축섬유에 대한 상기 제1 압축섬유의 배향각도는 상기 제3 압축섬유에 대한 상기 제2 압축섬유의 배향각도와 같은 것을 특징으로 하는 풍력 발전 장치용 블레이드.
The method according to claim 6,
The compressed fiber sheet further comprises a third compressed fiber formed between the first compressed fiber and the second compressed fiber,
Wherein the orientation angle of the first compressed fiber with respect to the third compressed fiber is the same as the orientation angle of the second compressed fiber with respect to the third compressed fiber.
제7항에 있어서,
상기 인장섬유시트는 상기 제1 인장섬유와 상기 제2 인장섬유 사이에 형성되는 제3 인장섬유를 더 포함하고,
상기 제3 인장섬유에 대한 상기 제1 인장섬유의 배향각도는 상기 제3 인장섬유에 대한 상기 제2 인장섬유의 배향각도와 같거나 다른 것을 특징으로 하는 풍력 발전 장치용 블레이드.
8. The method of claim 7,
Wherein the tensile fiber sheet further comprises a third tensile fiber formed between the first tensile fiber and the second tensile fiber,
Wherein an orientation angle of the first tensile fiber with respect to the third tensile fiber is equal to or different from an orientation angle of the second tensile fiber with respect to the third tensile fiber.
제8항에 있어서,
상기 제1 스킨은 상기 인장섬유시트를 복수개 적층하여 형성되고, 상기 제2 스킨은 상기 압축섬유시트를 복수개 적층하여 형성되는, 풍력 발전 장치용 블레이드.
9. The method of claim 8,
Wherein the first skin is formed by laminating a plurality of the tensile fiber sheets, and the second skin is formed by laminating a plurality of the compressed fiber sheets.
제5항에 있어서,
상기 제1 인장섬유 및 상기 제2 인장섬유 중 어느 하나는 0도의 배향각도를 가지고 다른 하나는 0도인 인장섬유에 대해 25도 내지 35도의 배향각도를 가지고,
상기 제1 압축섬유 및 상기 제2 압축섬유 중 어느 하나는 0도의 배향각도를 가지고 다른 하나는 0도인 압축섬유에 대해 45도의 배향각도를 가지는, 풍력 발전 장치용 블레이드.
6. The method of claim 5,
Wherein one of the first tensile fiber and the second tensile fiber has an orientation angle of 25 degrees to 35 degrees with respect to the tensile fiber having an orientation angle of 0 degrees and the other of 0 degrees,
Wherein either one of the first compressed fiber and the second compressed fiber has an orientation angle of 0 degrees and the other has an orientation angle of 45 degrees with respect to the compressed fiber having 0 degrees.
0도의 배향각도를 가지는 위사인장섬유 및 상기 위사인장섬유에 대해 인장배향각도를 가지는 경사인장섬유를 포함하는 인장섬유시트를 구비하는 제1 스킨; 및
0도의 배향각도를 가지는 위사압축섬유 및 상기 위사압축섬유에 대해 압축배향각도를 가지는 경사압축섬유를 포함하는 압축섬유시트를 구비하는 제2 스킨;을 포함하며,
상기 제1 스킨은 상기 위사인장섬유를 기준으로 상기 인장배향각도가 대칭 또는 비대칭이 되도록 상기 인장섬유시트를 적어도 하나 적층하여 형성되고,
상기 제2 스킨은 상기 위사압축섬유를 기준으로 상기 압축배향각도가 대칭이 되도록 상기 압축섬유시트를 적어도 하나 적층하여 형성되는, 풍력 발전 장치용 블레이드.
A first skin having a tensile fiber sheet including warp tension fibers having an orientation angle of 0 degrees and warp tension fibers having a tensile orientation angle with respect to the weft tension fibers; And
And a second skin comprising a woven and compressed fiber having an orientation angle of 0 degrees and a compressed fiber sheet including warp-compressed fibers having a compression orientation angle with respect to the weft-
Wherein the first skin is formed by stacking at least one of the tensile fiber sheets so that the tensile orientation angle is symmetrical or asymmetrical with respect to the weft tensile fiber,
Wherein the second skin is formed by stacking at least one of the compressed fiber sheets so that the compression orientation angle is symmetrical with respect to the weft-compressed fiber.
제11항에 있어서,
상기 인장배향각도와 상기 압축배향각도는 서로 다른 것을 특징으로 하는 풍력 발전 장치용 블레이드.
12. The method of claim 11,
Wherein the tensile orientation angle and the compression orientation angle are different from each other.
제11항에 있어서,
상기 인장배향각도는 상기 압축배향각도 보다 작은 것을 특징으로 하는 풍력 발전 장치용 블레이드.
12. The method of claim 11,
Wherein the tensile orientation angle is smaller than the compression orientation angle.
제11항에 있어서,
상기 인장배향각도는 25도 내지 35도이고, 상기 압축배향각도는 45도인 것을 특징으로 하는 풍력 발전 장치용 블레이드.12. The method of claim 11,
Wherein the tensile orientation angle is from 25 degrees to 35 degrees, and the compression orientation angle is 45 degrees.

Images