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WO2019039683A1 - Variable incidence angle vortex generating device - Google Patents

Variable incidence angle vortex generating device Download PDF

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Publication number
WO2019039683A1
WO2019039683A1 PCT/KR2018/002574 KR2018002574W WO2019039683A1 WO 2019039683 A1 WO2019039683 A1 WO 2019039683A1 KR 2018002574 W KR2018002574 W KR 2018002574W WO 2019039683 A1 WO2019039683 A1 WO 2019039683A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gear
pin
angle
rotation shaft
vortex
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/KR2018/002574
Other languages
French (fr)
Korean (ko)
Inventor
한재흥
김호현
김호영
한종섭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Korea Advanced Institute of Science and Technology KAIST
Original Assignee
Korea Advanced Institute of Science and Technology KAIST
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Korea Advanced Institute of Science and Technology KAIST filed Critical Korea Advanced Institute of Science and Technology KAIST
Publication of WO2019039683A1 publication Critical patent/WO2019039683A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15D—FLUID DYNAMICS, i.e. METHODS OR MEANS FOR INFLUENCING THE FLOW OF GASES OR LIQUIDS
    • F15D1/00—Influencing flow of fluids
    • F15D1/10—Influencing flow of fluids around bodies of solid material
    • F15D1/12—Influencing flow of fluids around bodies of solid material by influencing the boundary layer
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15D—FLUID DYNAMICS, i.e. METHODS OR MEANS FOR INFLUENCING THE FLOW OF GASES OR LIQUIDS
    • F15D1/00—Influencing flow of fluids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15D—FLUID DYNAMICS, i.e. METHODS OR MEANS FOR INFLUENCING THE FLOW OF GASES OR LIQUIDS
    • F15D1/00—Influencing flow of fluids
    • F15D1/002—Influencing flow of fluids by influencing the boundary layer
    • F15D1/0025—Influencing flow of fluids by influencing the boundary layer using passive means, i.e. without external energy supply
    • F15D1/003—Influencing flow of fluids by influencing the boundary layer using passive means, i.e. without external energy supply comprising surface features, e.g. indentations or protrusions

Definitions

  • the present invention relates to a variable annular vortex generating device for generating a vortex only when flow separation occurs, and to an operation method therefor.
  • the vortex generator is a flow control device widely used in aircraft, wind turbine blades, automobiles, and the like.
  • the vortex generator will be described as follows.
  • FIG. 1 is a view showing an angle of attack of an aircraft wing
  • FIG. 2 is a view showing a flow separation occurring in an aircraft wing.
  • an angle of attack refers to an angle formed between the chord of the aircraft and the airflow (relative wind, flow direction).
  • Flow separation refers to a phenomenon in which an airplane wing or fluid passing through a wind power generator blade is separated from an aircraft wing or a wind power generator blade.
  • Stalling occurs when flow separation occurs in an aircraft, i.e. when the angle of attack increases and the flow separation increases in the aircraft wing. Stalling refers to a phenomenon in which the fluid flow around the wing becomes disorderly (turbulence) and suddenly loses lift (force to lift).
  • the vortex generator is a flow control device that is mainly used in aircraft, wind turbine blades, automobiles, etc. for the purpose of obtaining an aerodynamic performance improvement effect by suppressing flow separation.
  • FIG 3 is a view showing that the vortex generator of the aircraft wing or wind turbine blade delays flow separation.
  • FIG. 3 (a) shows the absence of a vortex generator, showing that flow separation occurs in the aircraft wing or wind turbine blade.
  • FIG. 3 (b) shows a case in which a vortex generator is present, indicating that no flow separation occurs in the aircraft wing or the wind turbine blade.
  • the vortex generator generates a small vortex when the flow passes the pin of the vortex generator and the generated vortex serves to inhibit or delay the flow separation by transferring the momentum to the wake.
  • Such vortex generators are mainly used to suppress stalling angle of attack delays, lift increases and drag reduction effects by suppressing flow separation in aircraft wings or wind turbine blades.
  • a vortex generating device for generating a vortex only in an angle of attack angle in which flow separation occurs, that is, an angle of attack angle in which flow control is required, is required.
  • variable annular vortex generating device of an on / off type generating a vortex only in an intake angle section requiring flow control.
  • variable annular vortex generator comprising a first gear having a first rotation shaft, a second gear having a second rotation shaft and engaged with the first gear, And a second pin interlocked with a second rotation shaft of the second gear.
  • the rotation of the first gear causes the second gear to rotate, and the first pin and the second pin rotate in association with rotation of the first gear and the second gear.
  • the variable annular vortex generator of the present invention can control vortex generation on / off by controlling a first pin and a second pin for generating a vortex.
  • variable attachment angle vortex generator further includes a pinion gear which rotates about the first rotation shaft as a rotation axis and rotates the first gear, and a rack gear which rotates the pinion gear in engagement with the pinion gear.
  • the pinion gear and the rack gear are arranged in a set to increase the gear efficiency and minimize the space occupied by the gear box.
  • variable apposition angle vortex generator further includes a gear cover, wherein the first gear, the second gear, the first rotation shaft, the second rotation shaft, the pinion gear, and the rack gear are disposed inside the gear cover,
  • the first gear, the second gear and the pinion gear constitute one set of driving gears, and the driving gears are arranged in plural in the gear cover along the longitudinal direction of the gear cover, It engages with the pinion gear.
  • the variable annular vortex generating apparatus of the present invention can generate sufficient vortices when flow separation occurs by arranging one set of driving gears.
  • variable appendage vortex generator is configured such that the second gear engaged with the first gear rotates in a direction opposite to the first gear, and the first attachment angle, which is the angle between the longitudinal direction and the flow direction of the first pin, Which is the angle between the longitudinal direction and the flow direction of the second fin.
  • first attachment angle which is the angle between the longitudinal direction and the flow direction of the first pin, Which is the angle between the longitudinal direction and the flow direction of the second fin.
  • variable annular angled vortex generator further comprises a gear cover, the first pin and the second pin being disposed on the gear cover, and the second gear engaged with the first gear is opposed to the first gear And a second attachment angle which is an angle between the longitudinal direction of the second pin and the flow direction is an angle formed between the longitudinal direction of the first pin and the flow direction and the second attachment angle .
  • the first attachment angle and the second attachment angle are 0 degrees when no flow separation occurs and form a predetermined angle when flow separation occurs.
  • variable annular angled vortex generator has a shape of either a polygonal, semicircular or semi-elliptical shape of the first pin and the second pin.
  • Such a variable appendage vortex generating device of the present invention is not limited to the specific shape of the first pin and the second pin.
  • variable appendage vortex generating device suppresses flow separation in an aircraft blade or a wind turbine blade to delay the stall angle of attack, increase lift, and reduce drag.
  • a vortex can be generated only when flow separation occurs (flow control is required) without generating vortex.
  • 1 is a view showing an angle of attack of an aircraft wing.
  • Fig. 2 is a view showing flow separation occurring in an aircraft wing.
  • 3 is a view showing that the vortex generating device delays flow separation.
  • FIG. 4 is a view showing some components of a variable annular angry vortex generator according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 5 is a perspective view showing Fig. 4 (a).
  • FIG. 6 is a view showing a rotation of a first gear, a second gear, a first pin, and a second pin of the variable appendage vortex generator according to the embodiment of the present invention.
  • variable annular vortex generator 7 is a right side view of a variable annular vortex generator according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram showing a plurality of first gears, a second gear, a pinion gear, a first pin and a second pin of the variable annular vortex generator according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a perspective view in which a plurality of the first gear, the second gear, the pinion gear, the first pin, and the second pin of the variable appositional angular vortex generator according to the embodiment of the present invention are arranged in the gear cover.
  • FIG. 10 is a view showing the sizes and arrangement relationship of the first and second pins of the variable annular vortex generator according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a view showing a first attachment angle and a second attachment angle of the variable attachment angle vortex generator according to the embodiment of the present invention.
  • the vortex generating device is a flow control device used mainly in an aircraft, a blade of a wind turbine, and an automobile for the purpose of suppressing flow separation and obtaining an aerodynamic performance improving effect.
  • the vortex generator generates a small vortex when the flow passes the pin of the vortex generator and the generated vortex serves to inhibit or delay the flow separation by transferring the momentum to the wake.
  • variable annular vortex generator generates a vortex at the angle of attack angle at which the flow separation occurs (the angle of the intake angle at which flow control is required) without generating a vortex at the angle of attack angle at which flow separation does not occur, Suppress or retard separation.
  • variable annular vortex generating device according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
  • FIG. 4 is a view showing a part of constituent elements of a variable annular vortex generator according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a perspective view showing FIG. 4 (a).
  • FIG. 4 (a) shows a first gear 10, a second gear 20, a first rotation shaft 13, a second rotation shaft 23, a first pin 30 and
  • FIG. 4B is a front view showing a pinion gear 50 and a bearing 80.
  • FIG. 4B is a front view of the pinion gear 50 and the pinion gear 50 shown in FIG. And the pinion gear 50 is rotated in engagement with the rack gear 60 (rack gear).
  • variable annular vortex generator according to an embodiment of the present invention includes a first gear 10, a second gear 20, a first pin 30 and a second pin 40, . Further, the variable annular vortex generating device according to the embodiment of the present invention may further include a pinion gear 50 and a rack gear 60.
  • the first gear (10) has a first rotation shaft (13).
  • the second gear 20 has a second rotation shaft 23 and meshes with the first gear 10.
  • the first pin 30 interlocks with the first rotation shaft 13 of the first gear 10 and the second pin 40 interlocks with the second rotation shaft 23 of the second gear 20.
  • the variable annular angled vortex generator according to the embodiment of the present invention is configured such that the rotation of the first gear 10 rotates the second gear 20 and the rotation of the first gear 10 and the second gear 20 The first pin 30 and the second pin 40 are rotated together.
  • the pinion gear 50 rotates about the first rotation shaft 13 as a rotation shaft, and rotates the first gear 10.
  • the rack gear 60 meshes with the pinion gear 50 to rotate the pinion gear.
  • the first gear 10 has a first rotation shaft 13 and the second gear 20 has a second rotation shaft 23 and meshes with the first gear 10.
  • the first gear 10 is connected to the first rotation shaft 13, and the second gear 20 is connected to the second rotation shaft 23.
  • the first gear 10 and the first rotation shaft 13 may be integrally formed, separately manufactured, and connected to each other.
  • the second gear 20 and the second rotation shaft 23 may be integrally formed, or may be separately manufactured and connected to each other.
  • the first gear 10 and the second gear 20 may be spur gears or helical gears. Since the first gear 10 and the second gear 20 are engaged and rotated, various types of gears that can be rotated to be engaged with each other can be used.
  • the first gear 10 and the second gear 20 can be directly engaged and rotated, and indirectly engaged and rotated via another gear.
  • a state in which the first gear 10 and the second gear 20 are engaged and rotated is shown in Fig.
  • FIG. 6 is a view showing a rotating state of the first gear 10, the second gear 20, the first pin 30 and the second pin 40 of the variable appendage vortex generating device according to the embodiment of the present invention.
  • the second gear 20 meshing with the first gear 10 can rotate in a direction opposite to the first gear 10. Specifically, when the first gear 10 rotates in the clockwise direction, the second gear 20 can rotate in the counterclockwise direction. When the first gear 10 rotates in the counterclockwise direction, the second gear 20 20 can rotate clockwise. The first gear 10 can be rotated by the pinion gear 50 described below.
  • the pinion gear 50 rotates about the first rotation shaft 13 as a rotation shaft, and rotates the first gear 10.
  • the rack gear 60 meshes with the pinion gear 50 to rotate the pinion gear.
  • the pinion gear 50 is connected to the first rotation shaft 13 and rotates together with the first rotation shaft 13.
  • the pinion gear 50 can be engaged with the rack gear 60 and rotated.
  • the pinion gear 50 and the first rotation shaft 13 may be integrally formed, separately manufactured, and connected to each other.
  • the first rotation shaft 13, the first gear 10, and the pinion gear 50 may be integrally formed, or may be separately manufactured and connected to each other.
  • the pinion gear 50 and the rack gear 60 may be spur gears or helical gears. Since the pinion gear 50 and the rack gear 60 are engaged and rotated, various types of gears that can rotate together can be used.
  • the pinion gear 50 and the rack gear 60 can be directly engaged and rotated, and indirectly engaged and rotated via another gear.
  • the pinion gear 50 may be disposed under the first gear 10, but is not limited thereto. According to the embodiment of the present invention, the pinion gear 50 may be arranged on the upper side of the first gear 10. If the pinion gear 50 can rotate in engagement with the rack gear 60, the up-and-down positioning between the pinion gear 50 and the first gear 10 does not matter. The pinion gear 50 and the first gear 10 may be disposed in contact with each other. However, the pinion gear 50 and the first gear 10 are not necessarily limited to the pinion gear 50 and the first gear 10, It is possible.
  • the pinion gear 50 may be connected to the first rotation shaft 13 and may be connected to the second rotation shaft 23. That is, the pinion gear 50 may be disposed on either the first rotary shaft 13 or the second rotary shaft 23. Accordingly, the pinion gear 50 can be rotated with the second rotation shaft 23 as the rotation axis, and the second gear 20 can be rotated. Specifically, the pinion gear 50 is connected to the second rotation shaft 23 and can rotate together with the second rotation shaft 23.
  • the rack gear 60 can be operated by a motor or a solenoid. Specifically, one side of the rack gear 60 can be connected to a motor or a solenoid, and the rack gear 60 can perform a linear reciprocating motion by a motor or a solenoid.
  • variable annular vortex generator The operation principle of the variable annular vortex generator according to the embodiment of the present invention will be briefly described.
  • the rack gear 60 linearly moves by the motor or the solenoid
  • the pinion gear 50 And the pinion gear 50 rotates about the first rotation shaft 13 as the rotation axis so that the pinion gear 50 rotates the first gear 10 connected to the first rotation shaft 13.
  • the second gear 20 engaged with the first gear 10 rotates.
  • the second gear 20 meshing with the first gear 10 rotates in the direction opposite to the first gear 10.
  • the first pin 30 can be interlocked with the first rotation shaft 13 of the first gear 10 and the second pin 40 can be interlocked with the second rotation shaft 23 of the second gear 20 have.
  • the second gear 20 is rotated by the rotation of the first gear 10 and the first pin 30 and the second pin 40 are rotated in accordance with the rotation of the first gear 10 and the second gear 20. [ Can rotate in conjunction with each other.
  • the first pin 30 and the second pin 40 interlock with the first rotary shaft 13 and the second rotary shaft 23 of the first and second gears 10 and 20, 30 and the second pin 40 cooperate to rotate.
  • the second gear 20 engaged with the first gear 10 rotates in the direction opposite to the first gear 10, so that the second pin 40 rotates in the direction opposite to the first pin 30 .
  • the first pin 30 and the second pin 40 have the same shape and may be formed of a thin plate of a triangular shape.
  • the shape of the first pin 30 and the second pin 40 is not limited to a triangle.
  • the first pin 30 and the second pin 40 may have any one of a polygonal shape, a semicircular shape, and a semi-elliptical shape, and may have other shapes.
  • the first pin 30 may be disposed on one side of the first rotary shaft 13 and the second pin 40 may be disposed on one side of the second rotary shaft 23.
  • the first pin 30 and the first rotation shaft 13 may be integrally formed, separately manufactured, and connected to each other.
  • the second pin 40 and the second rotation shaft 23 may be integrally formed, or they may be separately manufactured and connected to each other.
  • a bearing 80 may be disposed on the other side of the first rotary shaft 13 and the second rotary shaft 23, respectively.
  • the bearing 80 can smoothly rotate the first rotation shaft 13 and the second rotation shaft 23.
  • Other devices or components that perform the same function as the bearing 80 may be disposed so that the first rotation shaft 13 and the second rotation shaft 23 can rotate. According to an embodiment of the present invention, there may be no bearings 80, other devices or components performing the functions of the bearings 80.
  • the bearing 80 may be disposed in the gear cover lower portion 73 described below.
  • variable annular vortex generator 7 is a right side view of a variable annular vortex generator according to an embodiment of the present invention.
  • variable annular angler generating device may further include a gear cover 70.
  • the first gear 10, the second gear 20, the first rotation shaft 13, the second rotation shaft 23, the pinion gear 50, and the rack gear 60 are disposed inside the gear cover 70
  • the first pin 30 and the second pin 40 can be disposed on the gear cover 70.
  • a bearing 80 disposed on the other side of the first rotation shaft 13 and the second rotation shaft 23 may be disposed inside the gear cover 70.
  • the gear cover 70 may be composed of a gear cover upper portion 71 and a gear cover lower portion 73.
  • the bearing 80 is not shown in Fig. 7, the bearing 80 may be inserted and disposed in the lower portion 73 of the gear cover.
  • the gear cover 70 may be disposed on a blade of an aircraft or a blade of a wind turbine. It is possible to form a groove corresponding to the outer shape of the gear cover 70 on the blade of the aircraft or the blade of the wind power generator and insert the gear cover 70 into the groove. In such a case, the gear cover 70 may be part of a blade of an aircraft or a blade of a wind turbine, and may perform the function of a blade of an aircraft or a blade of a wind turbine.
  • the gear cover 70 may not be present.
  • the first pin 30 and the second pin 40 may be disposed on the blade of the aircraft or the blade of the wind power generator.
  • the gear cover 70 since the gear cover 70 is not provided, the production cost of the vortex generator can be reduced and the components of the vortex generator can be simplified.
  • FIG. 8 shows a first gear 10, a second gear 20, a pinion gear 50, a first pin 30 and a second pin 40 of a variable apposition angular velocity generator according to an embodiment of the present invention.
  • 9 is a perspective view of the first gear 10, the second gear 20, the pinion gear 50, the first pin 30, and the second pinion 30 of the variable annular vortex generator according to the embodiment of the present invention.
  • the second pin 40 are arranged in the gear cover 70 in plural.
  • the first gear 10, the second gear 20 and the pinion gear 50 constitute one set of driving gears, And the rack gears can be engaged with the pinion gears 50 of the plurality of driving gears.
  • variable annular vortex generator includes a first gear 10 having a first rotation axis 13, a second gear 20 having a second rotation axis 23, A plurality of pinions 30, a second pin 40, a pinion gear 50 and a bearing 80 are arranged in the gear cover lower portion 73 along the longitudinal direction of the gear cover 70, 50 by a rack gear 60 engaged with the rack gear.
  • the variable annular angled vortex generating device includes the first gear 10 having the first rotation shaft 13 and the second rotation shaft 23 having the second rotation axis 23 when the gear cover 70 is not present
  • the second gear 20, the first pin 30, the second pin 40, the pinion gear 50 and the bearing 80 are arranged in the longitudinal direction of the aircraft wing or along the longitudinal direction of the wind- Can be arranged in a plurality of blades of a wind power generator and can be interlocked by a rack gear (60) engaged with a plurality of pinion gears (50).
  • the first pin 30 and the second pin 40 of the variable annular angled vortex generator according to the embodiment of the present invention generating a vortex are specifically shown in Fig.
  • FIG 10 is a view showing the size and arrangement relationship of the first pin 30 and the second pin 40 of the variable annular vortex generating device according to the embodiment of the present invention.
  • the first fin 30 and the second fin 40 have the same shape and may be formed of a thin plate of a triangular shape.
  • the length l of the base of the first pin 30 and the second pin 40 may be twice the height h of the first pin 30 and the second pin 40.
  • the first pin 30 and the second pin 40 are arranged in plural in the gear cover 70 along the longitudinal direction of the gear cover 70, the first pin 30 and the other adjacent first pin 30 may be six times the height h of the first pin 30 and the second pin 40.
  • variable annular vortex generator may not generate vortex at the angle of attack angle at which no flow separation occurs and may generate vortices at the angle of attack angle at which flow separation occurs, To inhibit or retard flow separation. This will be described in detail as follows.
  • FIG. 11 is a view showing a first attachment angle and a second attachment angle of the variable attachment angle vortex generator according to the embodiment of the present invention.
  • Flow separation refers to a phenomenon in which an airplane wing or a fluid passing through a blade of a wind power generator is separated from an aircraft wing or a blade of a wind power generator.
  • the first attachment angle A represents the angle formed by the longitudinal direction and the flow direction of the first fin 30 and the second attachment angle B represents the angle formed by the longitudinal direction of the second fin 40 Represents the angle formed by the flow direction.
  • the second gear 20 meshing with the first gear 10 rotates in the direction opposite to the first gear 10 so that the first pin 30 and the second pin 40 rotate in opposite directions to each other. Therefore, the first attachment angle A, which is the angle formed by the longitudinal direction and the flow direction of the first fin 30, is equal to the second attachment angle B, which is the angle formed by the longitudinal direction of the second fin 40 and the flow direction .
  • the first attachment angle A and the second attachment angle B are the same and symmetrical with respect to the flow direction .
  • the variable attachment angled vortex generator has a first attachment angle A (i.e., an angle formed by the longitudinal direction of the first pin 30 and the flow direction) And the second attachment angle B, which is the angle formed by the longitudinal direction and the flow direction of the second fin 40, can be adjusted.
  • the first attachment angle (A) and the second attachment angle (B) are 0 degrees when no flow separation occurs, and a predetermined angle when flow separation occurs.
  • the first pin 30 and the second pin 40 can be arranged parallel to the flow direction by controlling the angle A and the second attachment angle B to 0 degrees.
  • the pinion gear 50 is rotated by the linear movement of the rack gear 60, A and the second attachment angle B may be formed at a predetermined angle so that the first and second fins 30 and 40 are arranged to be shifted from the flow direction.
  • the first pin 30 and the second pin 40 are arranged symmetrically with respect to the flow direction, and a reverse-rotating vortex pair can be formed on the rear side of the first pin 30 and the second pin 40 . Flow separation can be suppressed or retarded due to the counter-rotating vortex pair.
  • first pin 30 and the second pin 40 are arranged to be shifted from the flow direction means that the first attachment angle A and the second attachment angle B have a predetermined angle, 30 and the second pin 40 are gradually distanced from one end of the first fin 30 and the other end of the second fin 40 to the other end. 10
  • the distance s between the other end of the first fin 30 and the other end of the second fin 40 is smaller than the height s of the first fin 30 and the second fin 40 2.5 times.
  • variable annular vortex generator The operation principle of the variable annular vortex generator according to the embodiment of the present invention is summarized as follows.
  • the first pin 30 and the second pin 40 can be arranged in parallel to the flow direction by controlling the first attachment angle A and the second attachment angle B to 0 degrees.
  • first pin 30 and the second pin 40 can be arranged to be shifted from the flow direction by controlling the predetermined angle.
  • a pair of reverse vortices may be formed on the rear side of the first fin 30 and the second fin 40, whereby the flow separation can be suppressed or delayed.
  • variable annular vortex generating device can suppress the flow separation in the airplane wing, the wind power generator blade, etc. to delay the stall angle, increase the lift, and reduce the drag.
  • first pin 40 second pin
  • gear cover 71 gear cover upper part

Landscapes

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 가변형 붙임각 와류 발생장치는 제1 회전축을 갖는 제1 기어, 제2 회전축을 갖고 제1 기어와 맞물린 제2 기어, 제1 기어의 제1 회전축과 연동하는 제1 핀 및 제2 기어의 제2 회전축과 연동하는 제2 핀을 포함한다. 제1 기어의 회전에 의해 제2 기어가 회전하고, 제1 기어와 제2 기어의 회전에 따라 제1 핀과 제2 핀이 연동하여 회전한다.A variable annular vortex generator according to an embodiment of the present invention includes a first gear having a first rotation shaft, a second gear having a second rotation shaft and meshed with the first gear, a first pin interlocked with a first rotation shaft of the first gear, And a second pin interlocked with the second rotation shaft of the second gear. The rotation of the first gear causes the second gear to rotate, and the first pin and the second pin rotate in association with rotation of the first gear and the second gear.

Description

가변형 붙임각 와류 발생장치Variable attachment angle vortex generator

본 발명은 가변형 붙임각 와류 발생장치에 관한 것으로, 좀더 구체적으로 유동분리가 발생하는 경우에만 와류를 발생시키는 가변형 붙임각 와류 발생장치와 이를 위한 동작방식에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a variable annular vortex generating device for generating a vortex only when flow separation occurs, and to an operation method therefor.

와류 발생장치는 항공기, 풍력발전기의 블레이드(blade), 자동차 등에서 많이 사용되고 있는 유동제어장치이다. 와류 발생장치에 대하여 설명하면 다음과 같다.The vortex generator is a flow control device widely used in aircraft, wind turbine blades, automobiles, and the like. The vortex generator will be described as follows.

도 1은 항공기 날개의 받음각을 나타내는 도면이고, 도 2는 항공기의 날개에서 발생하는 유동분리를 나타내는 도면이다. FIG. 1 is a view showing an angle of attack of an aircraft wing, and FIG. 2 is a view showing a flow separation occurring in an aircraft wing.

도 1을 참조하면, 받음각(angle of attack)은 항공기의 익현(翼弦)과 기류(상대풍, 유동방향)가 이루는 각도를 말한다. 유동분리는 항공기 날개 또는 풍력발전기 블레이드를 지나가는 유체가 항공기 날개 또는 풍력발전기 블레이드로부터 분리되는 현상을 말한다. Referring to FIG. 1, an angle of attack refers to an angle formed between the chord of the aircraft and the airflow (relative wind, flow direction). Flow separation refers to a phenomenon in which an airplane wing or fluid passing through a wind power generator blade is separated from an aircraft wing or a wind power generator blade.

도 2를 참조하면, 받음각이 0도인 경우에 항공기 날개의 뒷전(Trailing edge)에서 유동분리가 발생하고, 받음각이 증가하는 경우에는 유동분리가 확대되어 항공기 날개의 뒷전에서 항공기 날개의 앞전(leading edge)으로 유동분리점이 이동하는 것을 볼 수 있다. Referring to FIG. 2, when the angle of attack is 0 degrees, flow separation occurs at the trailing edge of the aircraft wing, and when the angle of attack increases, the flow separation increases so that the leading edge of the aircraft wing ), The flow separation point moves.

항공기에서 유동분리가 일어나는 경우, 즉 받음각이 증가하여 항공기 날개에서 유동분리가 확대되는 경우, 실속(stalling)이 발생한다. 실속은 날개 주위의 유체 흐름이 무질서한 상태가 되면서(난류, turbulence) 양력(상승하려는 힘)을 급격히 상실하는 현상을 말한다. Stalling occurs when flow separation occurs in an aircraft, i.e. when the angle of attack increases and the flow separation increases in the aircraft wing. Stalling refers to a phenomenon in which the fluid flow around the wing becomes disorderly (turbulence) and suddenly loses lift (force to lift).

항공기의 날개 및 풍력발전기의 블레이드에서 발생하는 유동분리를 지연시킬 수 있는 유동 제어장치가 필요하다. There is a need for a flow control device that can delay the flow separation of the blades of the aircraft and the blades of the wind turbine.

와류 발생장치는 유동분리를 억제하여 공력성능 향상 효과를 얻기 위한 목적으로 주로 항공기, 풍력발전기의 블레이드, 자동차 등에서 사용되고 있는 유동제어장치이다. The vortex generator is a flow control device that is mainly used in aircraft, wind turbine blades, automobiles, etc. for the purpose of obtaining an aerodynamic performance improvement effect by suppressing flow separation.

도 3은 항공기 날개 또는 풍력발전기 블레이드의 와류 발생장치가 유동분리를 지연시키는 것을 나타내는 도면이다. 3 is a view showing that the vortex generator of the aircraft wing or wind turbine blade delays flow separation.

도 3을 참조하면, 도 3의 (a)는 와류 발생장치가 없는 경우로서, 항공기 날개 또는 풍력발전기 블레이드에 유동분리가 발생하는 것을 나타낸다. 이에 반해, 도 3의 (b)는 와류 발생장치가 있는 경우로서, 항공기 날개 또는 풍력발전기 블레이드에 유동분리가 발생하지 않는 것을 나타낸다. Referring to FIG. 3, FIG. 3 (a) shows the absence of a vortex generator, showing that flow separation occurs in the aircraft wing or wind turbine blade. On the contrary, FIG. 3 (b) shows a case in which a vortex generator is present, indicating that no flow separation occurs in the aircraft wing or the wind turbine blade.

와류 발생장치는 유동이 와류 발생장치의 핀을 지날 때 소규모 와류를 발생시키고, 발생된 와류는 후류로 운동량을 전달하여 유동분리를 억제 또는 지연시키는 역할을 수행한다. 이와 같은 와류 발생장치는 주로 항공기 날개 또는 풍력발전기 블레이드에서 유동 분리를 억제하여 실속 받음각(stalling angle of attack) 지연, 양력 증가 및 항력 감소 효과를 얻기 위해 사용된다.The vortex generator generates a small vortex when the flow passes the pin of the vortex generator and the generated vortex serves to inhibit or delay the flow separation by transferring the momentum to the wake. Such vortex generators are mainly used to suppress stalling angle of attack delays, lift increases and drag reduction effects by suppressing flow separation in aircraft wings or wind turbine blades.

와류 발생장치에 관한 연구로는, 블레이드에 몸체 부재가 형성되고, 와류 발생기는 자력에 의해 몸체 부재에 결합되도록 하여, 와류 발생 조립체의 설치가 용이하게 이루어질 수 있어 제조 시간을 단축시킬 수 있는 발명이 있다. 이 발명은 와류 발생기가 파손된 경우, 몸체 부재로부터 파손된 와류 발생기만 분리하여 지상에서 교체 및 수리를 할 수 있으므로, 와류 발생 조립체 유지보수가 용이하게 이루어질 수 있다.Studies on the vortex generator have been made on the assumption that a body member is formed on the blade and the vortex generator is coupled to the body member by a magnetic force so that the vortex generating assembly can be easily installed, have. According to the present invention, when the vortex generator is broken, only the vortex generator broken from the body member can be separated and replaced or repaired on the ground, so that maintenance of the vortex generating assembly can be easily performed.

다만, 와류 발생기가 고정되어 부착된 경우에는 유동분리가 발생하는 받음각 구간에서는 공력성능이 개선되는 효과를 보이나, 유동분리가 발생하지 않는 받음각 구간에서는 오히려 와류 발생기가 없는 경우보다 낮은 공력성능을 보인다. 이와 같은 문제점을 개선하기 위해, 유동분리가 발생하는 받음각 구간, 즉 유동제어가 필요한 받음각 구간에서만 와류를 발생시키는 와류 발생장치가 필요하다.However, when the vortex generator is fixed, the aerodynamic performance is improved in the section where the flow separation occurs, but the aerodynamic performance is lower than that in the section where the flow separation is not performed. In order to solve such a problem, a vortex generating device for generating a vortex only in an angle of attack angle in which flow separation occurs, that is, an angle of attack angle in which flow control is required, is required.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 항공기 날개 및 풍력발전기의 블레이드 등에서 발생하는 유동분리를 지연시킬 수 있는 가변형 붙임각 와류 발생장치를 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a variable annular vortex generating device capable of delaying flow separation caused by an aircraft blade and a blade of a wind power generator.

또한, 유동제어가 필요한 받음각 구간에서만 와류를 발생시키는 온/오프(on/off) 방식의 가변형 붙임각 와류 발생장치를 제공하는 것이다.Further, it is an object of the present invention to provide a variable annular vortex generating device of an on / off type generating a vortex only in an intake angle section requiring flow control.

다만, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상기 과제로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 가변형 붙임각 와류 발생장치는, 제1 회전축을 갖는 제1 기어, 제2 회전축을 갖고 제1 기어와 맞물린 제2 기어, 제1 기어의 제1 회전축과 연동하는 제1 핀 및 제2 기어의 제2 회전축과 연동하는 제2 핀을 포함한다. 제1 기어의 회전에 의해 제2 기어가 회전하고, 제1 기어와 제2 기어의 회전에 따라 제1 핀과 제2 핀이 연동하여 회전한다. 이러한 본 발명의 가변형 붙임각 와류 발생장치는 와류를 발생시키는 제1 핀과 제2 핀을 제어하여 와류발생을 온/오프(on/off) 시킬 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a variable annular vortex generator comprising a first gear having a first rotation shaft, a second gear having a second rotation shaft and engaged with the first gear, And a second pin interlocked with a second rotation shaft of the second gear. The rotation of the first gear causes the second gear to rotate, and the first pin and the second pin rotate in association with rotation of the first gear and the second gear. The variable annular vortex generator of the present invention can control vortex generation on / off by controlling a first pin and a second pin for generating a vortex.

일 실시 예에 의하면, 가변형 붙임각 와류 발생장치는 제1 회전축을 회전축으로 하여 회전하고 제1 기어를 회전시키는 피니언 기어 및 피니언 기어와 맞물려 피니언 기어를 회전시키는 랙 기어를 더 포함한다. 이러한 본 발명의 가변형 붙임각 와류 발생장치는 피니언 기어와 랙기어를 세트로 배치시켜 기어효율성을 높이고 기어박스가 차지하는 공간을 최소화할 수 있다.According to one embodiment, the variable attachment angle vortex generator further includes a pinion gear which rotates about the first rotation shaft as a rotation axis and rotates the first gear, and a rack gear which rotates the pinion gear in engagement with the pinion gear. In this variable vane vortex generating device of the present invention, the pinion gear and the rack gear are arranged in a set to increase the gear efficiency and minimize the space occupied by the gear box.

일 실시 예에 의하면, 가변형 붙임각 와류 발생장치는 기어커버를 더 포함하고, 기어커버의 내부에 제1 기어, 제2 기어, 제1 회전축, 제2 회전축, 피니언 기어 및 랙 기어가 배치되고, 제1 기어, 제2 기어 및 피니언 기어는 1 세트(set)의 구동 기어를 구성하고, 구동 기어는 기어커버의 길이방향을 따라 기어커버에 복수로 배치되고, 랙 기어는 복수의 구동 기어 각각의 피니언 기어와 맞물린다. 이러한 본 발명의 가변형 붙임각 와류 발생장치는 1 세트(set)의 구동 기어를 복수로 배치함으로써 유동분리가 발생하는 경우 충분한 와류를 발생시킬 수 있다.According to one embodiment, the variable apposition angle vortex generator further includes a gear cover, wherein the first gear, the second gear, the first rotation shaft, the second rotation shaft, the pinion gear, and the rack gear are disposed inside the gear cover, The first gear, the second gear and the pinion gear constitute one set of driving gears, and the driving gears are arranged in plural in the gear cover along the longitudinal direction of the gear cover, It engages with the pinion gear. The variable annular vortex generating apparatus of the present invention can generate sufficient vortices when flow separation occurs by arranging one set of driving gears.

일 실시 예에 의하면, 가변형 붙임각 와류 발생장치는 제1 기어와 맞물리는 제2 기어는 제1 기어와 반대방향으로 회전하고, 제1 핀의 길이방향과 유동방향이 이루는 각인 제1 붙임각은 제2 핀의 길이방향과 유동방향이 이루는 각인 제2 붙임각과 동일하다. 이러한 본 발명의 가변형 붙임각 와류 발생장치는 제1 핀 및 제2 핀 후측에 역회전 와류 쌍을 형성할 수 있다.According to one embodiment, the variable appendage vortex generator is configured such that the second gear engaged with the first gear rotates in a direction opposite to the first gear, and the first attachment angle, which is the angle between the longitudinal direction and the flow direction of the first pin, Which is the angle between the longitudinal direction and the flow direction of the second fin. Such a variable annular vortex generating device of the present invention can form a pair of counter-rotating vortices on the rear side of the first pin and the second pin.

일 실시 예에 의하면, 가변형 붙임각 와류 발생장치는 기어커버를 더 포함하고, 제1 핀과 제2 핀은 기어커버 상에 배치되고, 제1 기어와 맞물리는 제2 기어는 제1 기어와 반대방향으로 회전하고, 기어커버와 유동방향이 이루는 각인 받음각에 따라, 제1 핀의 길이방향과 유동방향이 이루는 각인 제1 붙임각과 제2 핀의 길이방향과 유동방향이 이루는 각인 제2 붙임각이 조절된다. 이러한 본 발명의 가변형 붙임각 와류 발생장치는 유동분리가 발생하는지 여부에 따라 제1 붙임각과 제2 붙임각을 조절하여 와류발생을 온/오프 시킬 수 있다. According to one embodiment, the variable annular angled vortex generator further comprises a gear cover, the first pin and the second pin being disposed on the gear cover, and the second gear engaged with the first gear is opposed to the first gear And a second attachment angle which is an angle between the longitudinal direction of the second pin and the flow direction is an angle formed between the longitudinal direction of the first pin and the flow direction and the second attachment angle . According to the variable annular vortex generating apparatus of the present invention, it is possible to turn on / off the vortex generation by adjusting the first attachment angle and the second attachment angle according to whether or not flow separation occurs.

일 실시 예에 의하면, 가변형 붙임각 와류 발생장치는 제1 붙임각과 제2 붙임각은 유동분리가 발생하지 않는 경우에는 0도이고, 유동분리가 발생하는 경우에는 소정의 각도를 형성한다. According to one embodiment, in the variable annular angled vortex generator, the first attachment angle and the second attachment angle are 0 degrees when no flow separation occurs and form a predetermined angle when flow separation occurs.

일 실시 예에 의하면, 가변형 붙임각 와류 발생장치는 제1 핀 및 제2 핀은 다각형, 반원 또는 반타원 형상 중 어느 하나의 형상이다. 이러한 본 발명의 가변형 붙임각 와류 발생장치는 제1 핀 및 제2 핀의 특정한 형상에 한정되지 않는다.According to one embodiment, the variable annular angled vortex generator has a shape of either a polygonal, semicircular or semi-elliptical shape of the first pin and the second pin. Such a variable appendage vortex generating device of the present invention is not limited to the specific shape of the first pin and the second pin.

본 발명의 실시 예에 따른 가변형 붙임각 와류 발생장치는 항공기 날개 또는 풍력발전기 블레이드 등에서 유동분리를 억제하여 실속 받음각을 지연시키고, 양력을 증가시키며 항력을 감소시킨다. The variable appendage vortex generating device according to the embodiment of the present invention suppresses flow separation in an aircraft blade or a wind turbine blade to delay the stall angle of attack, increase lift, and reduce drag.

또한, 항공기 날개 및 풍력발전기의 블레이드 등에서 발생하는 유동분리를 지연시킬 수 있다. In addition, it is possible to delay the flow separation caused by the blade of the aircraft and the blade of the wind turbine.

또한, 유동분리가 발생하지 않는 경우에서는 와류를 발생시키지 않고, 유동분리가 발생하는 경우(유동제어가 필요한 경우)에서만 와류를 발생시킬 수 있다.In addition, in the case where no flow separation occurs, a vortex can be generated only when flow separation occurs (flow control is required) without generating vortex.

다만, 본 발명의 효과는 상기 효과들로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.However, the effects of the present invention are not limited to the above effects, and may be variously extended without departing from the spirit and scope of the present invention.

도 1은 항공기 날개의 받음각을 나타내는 도면이다. 1 is a view showing an angle of attack of an aircraft wing.

도 2는 항공기의 날개에서 발생하는 유동분리를 나타내는 도면이다.Fig. 2 is a view showing flow separation occurring in an aircraft wing. Fig.

도 3은 와류 발생장치가 유동분리를 지연시키는 것을 나타내는 도면이다.3 is a view showing that the vortex generating device delays flow separation.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 가변형 붙임각 와류 발생장치의 일부 구성요소를 나타내는 도면이다.4 is a view showing some components of a variable annular angry vortex generator according to an embodiment of the present invention.

도 5는 도 4의 (a)를 나타내는 사시도이다.Fig. 5 is a perspective view showing Fig. 4 (a).

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 가변형 붙임각 와류 발생장치의 제1 기어, 제2 기어, 제1 핀 및 제2 핀이 회전하는 모습을 나타내는 도면이다.6 is a view showing a rotation of a first gear, a second gear, a first pin, and a second pin of the variable appendage vortex generator according to the embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 가변형 붙임각 와류 발생장치의 우측면도이다. 7 is a right side view of a variable annular vortex generator according to an embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 가변형 붙임각 와류 발생장치의 제1 기어, 제2 기어, 피니언 기어, 제1 핀 및 제2 핀이 복수로 배치된 도면이다.8 is a diagram showing a plurality of first gears, a second gear, a pinion gear, a first pin and a second pin of the variable annular vortex generator according to the embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 가변형 붙임각 와류 발생장치의 제1 기어, 제2 기어, 피니언 기어, 제1 핀 및 제2 핀이 기어커버에 복수로 배치된 사시도이다.9 is a perspective view in which a plurality of the first gear, the second gear, the pinion gear, the first pin, and the second pin of the variable appositional angular vortex generator according to the embodiment of the present invention are arranged in the gear cover.

도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 가변형 붙임각 와류 발생장치의 제1 핀과 제2 핀의 크기 및 배치관계를 나타내는 도면이다.10 is a view showing the sizes and arrangement relationship of the first and second pins of the variable annular vortex generator according to the embodiment of the present invention.

도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 가변형 붙임각 와류 발생장치의 제1 붙임각과 제2 붙임각을 나타내는 도면이다.FIG. 11 is a view showing a first attachment angle and a second attachment angle of the variable attachment angle vortex generator according to the embodiment of the present invention. FIG.

이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 보다 상세하게 설명한다. 본 발명의 구성요소 중 종래기술에 의하여 통상의 기술자가 명확하게 파악할 수 있고 용이하게 재현할 수 있는 것에 관하여는 본 발명의 요지를 흐리지 않기 위하여 그 구체적인 설명을 생략하도록 한다.Embodiments of the present invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings. The detailed description of the components of the present invention will be omitted so as not to obscure the gist of the present invention with respect to what can be clearly understood and easily reproduced by the conventional art by the prior art.

발명의 배경이 되는 기술에서 언급한 바와 같이, 와류 발생장치는 유동분리를 억제하여 공력성능 향상 효과를 얻기 위한 목적으로 주로 항공기, 풍력발전기의 블레이드, 자동차 등에서 사용되고 있는 유동제어장치이다. 와류 발생장치는 유동이 와류 발생장치의 핀을 지날 때 소규모 와류를 발생시키고, 발생된 와류는 후류로 운동량을 전달하여 유동분리를 억제 또는 지연시키는 역할을 수행한다.As mentioned in the Background of the Invention, the vortex generating device is a flow control device used mainly in an aircraft, a blade of a wind turbine, and an automobile for the purpose of suppressing flow separation and obtaining an aerodynamic performance improving effect. The vortex generator generates a small vortex when the flow passes the pin of the vortex generator and the generated vortex serves to inhibit or delay the flow separation by transferring the momentum to the wake.

본 발명의 실시 예에 따른 가변형 붙임각 와류 발생장치는 유동분리가 발생하지 않는 받음각 구간에서는 와류를 발생시키지 않고, 유동분리가 발생하는 받음각 구간(유동제어가 필요한 받음각 구간)에서는 와류를 발생시켜 유동분리를 억제 또는 지연시킨다. The variable annular vortex generator according to the embodiment of the present invention generates a vortex at the angle of attack angle at which the flow separation occurs (the angle of the intake angle at which flow control is required) without generating a vortex at the angle of attack angle at which flow separation does not occur, Suppress or retard separation.

이하에서는, 본 발명의 실시 예에 따른 가변형 붙임각 와류 발생장치에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.Hereinafter, a variable annular vortex generating device according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 가변형 붙임각 와류 발생장치의 일부 구성요소를 나타내는 도면이고, 도 5는 도 4의 (a)를 나타내는 사시도이다.FIG. 4 is a view showing a part of constituent elements of a variable annular vortex generator according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a perspective view showing FIG. 4 (a).

도 4의 (a)는 가변형 붙임각 와류 발생장치의 제1 기어(10)(gear), 제2 기어(20), 제1 회전축(13), 제2 회전축(23), 제1 핀(30)(fin), 제2 핀(40), 피니언 기어(50)(pinion gear) 및 베어링(80)(bearing)을 나타내는 정면도이고, 도 4의 (b)는 도 4의 (a)에 도시된 피니언 기어(50)가 랙 기어(60)(rack gear)에 맞물려 회전하는 모습을 나타낸 평면도이다. 4 (a) shows a first gear 10, a second gear 20, a first rotation shaft 13, a second rotation shaft 23, a first pin 30 and FIG. 4B is a front view showing a pinion gear 50 and a bearing 80. FIG. 4B is a front view of the pinion gear 50 and the pinion gear 50 shown in FIG. And the pinion gear 50 is rotated in engagement with the rack gear 60 (rack gear).

도 4와 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 가변형 붙임각 와류 발생장치는 제1 기어(10), 제2 기어(20), 제1 핀(30) 및 제2 핀(40)을 포함한다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 가변형 붙임각 와류 발생장치는 피니언 기어(50) 및 랙 기어(60)를 더 포함할 수 있다.4 and 5, a variable annular vortex generator according to an embodiment of the present invention includes a first gear 10, a second gear 20, a first pin 30 and a second pin 40, . Further, the variable annular vortex generating device according to the embodiment of the present invention may further include a pinion gear 50 and a rack gear 60. [

제1 기어(10)는 제1 회전축(13)을 갖는다. 제2 기어(20)는 제2 회전축(23)을 갖고, 제1 기어(10)와 맞물린다. 제1 핀(30)은 제1 기어(10)의 제1 회전축(13)과 연동하고, 제2 핀(40)은 제2 기어(20)의 제2 회전축(23)과 연동한다. 본 발명의 실시 예에 따른 가변형 붙임각 와류 발생장치는 제1 기어(10)의 회전에 의해 제2 기어(20)가 회전하고, 제1 기어(10)와 제2 기어(20)의 회전에 따라 제1 핀(30)과 제2 핀(40)이 연동하여 회전한다. 그리고, 피니언 기어(50)는 제1 회전축(13)을 회전축으로 하여 회전하고, 제1 기어(10)를 회전시킨다. 랙 기어(60)는 피니언 기어(50)와 맞물려 피니언 기어를 회전시킨다. 이하 구체적으로 각 구성요소들을 살펴보도록 한다. The first gear (10) has a first rotation shaft (13). The second gear 20 has a second rotation shaft 23 and meshes with the first gear 10. The first pin 30 interlocks with the first rotation shaft 13 of the first gear 10 and the second pin 40 interlocks with the second rotation shaft 23 of the second gear 20. [ The variable annular angled vortex generator according to the embodiment of the present invention is configured such that the rotation of the first gear 10 rotates the second gear 20 and the rotation of the first gear 10 and the second gear 20 The first pin 30 and the second pin 40 are rotated together. Then, the pinion gear 50 rotates about the first rotation shaft 13 as a rotation shaft, and rotates the first gear 10. The rack gear 60 meshes with the pinion gear 50 to rotate the pinion gear. Hereinafter, each component will be specifically described.

<제1 기어(10)와 제2 기어(20)>&Lt; First gear 10 and second gear 20 >

제1 기어(10)는 제1 회전축(13)을 갖고, 제2 기어(20)는 제2 회전축(23)을 갖고 제1 기어(10)와 맞물린다. 구체적으로, 제1 기어(10)는 제1 회전축(13)과 연결되고, 제2 기어(20)는 제2 회전축(23)과 연결된다. 본 발명의 실시 예에 따라, 제1 기어(10)와 제1 회전축(13)은 일체로 형성될 수 있고, 별도로 제작되어 서로 연결될 수도 있다. 또한, 제2 기어(20)와 제2 회전축(23)은 일체로 형성될 수 있고, 별도로 제작되어 서로 연결될 수도 있다.The first gear 10 has a first rotation shaft 13 and the second gear 20 has a second rotation shaft 23 and meshes with the first gear 10. Specifically, the first gear 10 is connected to the first rotation shaft 13, and the second gear 20 is connected to the second rotation shaft 23. According to the embodiment of the present invention, the first gear 10 and the first rotation shaft 13 may be integrally formed, separately manufactured, and connected to each other. Also, the second gear 20 and the second rotation shaft 23 may be integrally formed, or may be separately manufactured and connected to each other.

제1 기어(10)와 제2 기어(20)는 평 기어일 수 있고, 헬리컬 기어일 수 있다. 제1 기어(10)와 제2 기어(20)는 맞물려 회전하므로, 맞물려 회전할 수 있는 다양한 형태의 기어가 사용될 수 있다. The first gear 10 and the second gear 20 may be spur gears or helical gears. Since the first gear 10 and the second gear 20 are engaged and rotated, various types of gears that can be rotated to be engaged with each other can be used.

제1 기어(10)와 제2 기어(20)는 직접적으로 맞물려 회전할 수 있고, 또 다른 기어를 매개로 하여 간접적으로 맞물려 회전할 수도 있다. 제1 기어(10)와 제2 기어(20)가 맞물려 회전하는 모습은 도 6에 도시되어 있다.The first gear 10 and the second gear 20 can be directly engaged and rotated, and indirectly engaged and rotated via another gear. A state in which the first gear 10 and the second gear 20 are engaged and rotated is shown in Fig.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 가변형 붙임각 와류 발생장치의 제1 기어(10), 제2 기어(20), 제1 핀(30) 및 제2 핀(40)이 회전하는 모습을 나타내는 도면이다. 6 is a view showing a rotating state of the first gear 10, the second gear 20, the first pin 30 and the second pin 40 of the variable appendage vortex generating device according to the embodiment of the present invention FIG.

도 6을 참조하면, 제1 기어(10)와 맞물리는 제2 기어(20)는 제1 기어(10)와 반대방향으로 회전할 수 있다. 구체적으로, 제1 기어(10)가 시계방향으로 회전하면, 제2 기어(20)는 반시계방향으로 회전할 수 있고, 제1 기어(10)가 반시계방향으로 회전하면, 제2 기어(20)는 시계방향으로 회전할 수 있다. 제1 기어(10)는 하기에서 설명하는 피니언 기어(50)에 의해 회전할 수 있다. Referring to FIG. 6, the second gear 20 meshing with the first gear 10 can rotate in a direction opposite to the first gear 10. Specifically, when the first gear 10 rotates in the clockwise direction, the second gear 20 can rotate in the counterclockwise direction. When the first gear 10 rotates in the counterclockwise direction, the second gear 20 20 can rotate clockwise. The first gear 10 can be rotated by the pinion gear 50 described below.

<피니언 기어(50)와 랙 기어(60)>&Lt; The pinion gear 50 and the rack gear 60 &

피니언 기어(50)는 제1 회전축(13)을 회전축으로 하여 회전하고, 제1 기어(10)를 회전시킨다. 랙 기어(60)는 피니언 기어(50)와 맞물려 피니언 기어를 회전시킨다. 구체적으로, 피니언 기어(50)는 제1 회전축(13)과 연결되어 제1 회전축(13)과 함께 회전한다. 제1 기어(10)는 제1 회전축(13)과 연결되므로, 피니언 기어(50)가 회전하면 제1 기어(10)도 함께 회전하게 된다. 피니언 기어(50)는 랙 기어(60)와 맞물려 회전할 수 있다.The pinion gear 50 rotates about the first rotation shaft 13 as a rotation shaft, and rotates the first gear 10. [ The rack gear 60 meshes with the pinion gear 50 to rotate the pinion gear. Specifically, the pinion gear 50 is connected to the first rotation shaft 13 and rotates together with the first rotation shaft 13. [ Since the first gear 10 is connected to the first rotation shaft 13, when the pinion gear 50 rotates, the first gear 10 also rotates together. The pinion gear 50 can be engaged with the rack gear 60 and rotated.

본 발명의 실시 예에 따라, 피니언 기어(50)와 제1 회전축(13)은 일체로 형성될 수 있고, 별도로 제작되어 서로 연결될 수도 있다. 또한, 제1 회전축(13), 제1 기어(10) 및 피니언 기어(50)는 일체로 형성될 수 있고, 별도로 제작되어 서로 연결될 수도 있다. According to the embodiment of the present invention, the pinion gear 50 and the first rotation shaft 13 may be integrally formed, separately manufactured, and connected to each other. The first rotation shaft 13, the first gear 10, and the pinion gear 50 may be integrally formed, or may be separately manufactured and connected to each other.

피니언 기어(50)와 랙 기어(60)는 평 기어일 수 있고, 헬리컬 기어일 수 있다. 피니언 기어(50)와 랙 기어(60)는 맞물려 회전하므로, 맞물려 회전할 수 있는 다양한 형태의 기어가 사용될 수 있다. The pinion gear 50 and the rack gear 60 may be spur gears or helical gears. Since the pinion gear 50 and the rack gear 60 are engaged and rotated, various types of gears that can rotate together can be used.

피니언 기어(50)와 랙 기어(60)는 직접적으로 맞물려 회전할 수 있고, 또 다른 기어를 매개로 하여 간접적으로 맞물려 회전할 수도 있다. The pinion gear 50 and the rack gear 60 can be directly engaged and rotated, and indirectly engaged and rotated via another gear.

도 4 및 도 5를 참조하면, 피니언 기어(50)는 제1 기어(10) 하측에 배치될 수 있으나, 반드시 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 실시 예에 따라, 피니언 기어(50)가 제1 기어(10) 상측에 배치될 수도 있다. 피니언 기어(50)가 랙 기어(60)와 맞물려 회전할 수 있다면, 피니언 기어(50)와 제1 기어(10) 사이의 상하 배치는 문제되지 않는다. 또한, 피니언 기어(50)와 제1 기어(10)가 접촉한 상태로 배치될 수 있으나, 반드시 이에 한정되지는 않고, 피니언 기어(50)와 제1 기어(10)가 소정 간격 이격되어 배치될 수도 있다.4 and 5, the pinion gear 50 may be disposed under the first gear 10, but is not limited thereto. According to the embodiment of the present invention, the pinion gear 50 may be arranged on the upper side of the first gear 10. If the pinion gear 50 can rotate in engagement with the rack gear 60, the up-and-down positioning between the pinion gear 50 and the first gear 10 does not matter. The pinion gear 50 and the first gear 10 may be disposed in contact with each other. However, the pinion gear 50 and the first gear 10 are not necessarily limited to the pinion gear 50 and the first gear 10, It is possible.

본 발명의 실시 예에 따라, 피니언 기어(50)는 제1 회전축(13)과 연결될 수 있고, 제2 회전축(23)과 연결될 수도 있다. 즉, 피니언 기어(50)는 제1 회전축(13) 또는 제2 회전축(23) 중 어느 하나에 배치될 수 있다. 따라서, 피니언 기어(50)는 제2 회전축(23)을 회전축으로 하여 회전할 수 있고, 제2 기어(20)를 회전시킬 수 있다. 구체적으로, 피니언 기어(50)는 제2 회전축(23)과 연결되어 제2 회전축(23)과 함께 회전할 수 있다. According to the embodiment of the present invention, the pinion gear 50 may be connected to the first rotation shaft 13 and may be connected to the second rotation shaft 23. That is, the pinion gear 50 may be disposed on either the first rotary shaft 13 or the second rotary shaft 23. Accordingly, the pinion gear 50 can be rotated with the second rotation shaft 23 as the rotation axis, and the second gear 20 can be rotated. Specifically, the pinion gear 50 is connected to the second rotation shaft 23 and can rotate together with the second rotation shaft 23.

랙 기어(60)는 모터(motor) 또는 솔레노이드(solenoid) 등에 의해 작동될 수 있다. 구체적으로, 랙 기어(60)의 일측은 모터 또는 솔레노이드와 연결될 수 있고, 랙 기어(60)는 모터 또는 솔레노이드에 의해 직선 왕복운동을 할 수 있다. The rack gear 60 can be operated by a motor or a solenoid. Specifically, one side of the rack gear 60 can be connected to a motor or a solenoid, and the rack gear 60 can perform a linear reciprocating motion by a motor or a solenoid.

본 발명의 실시 예에 따른 가변형 붙임각 와류 발생장치의 작동원리를 간단히 설명하면, 모터 또는 솔레노이드에 의해 랙 기어(60)가 직선운동을 하면, 랙 기어(60)와 맞물려 회전하는 피니언 기어(50)가 회전하고, 피니언 기어(50)가 제1 회전축(13)을 회전축으로 하여 회전하므로, 피니언 기어(50)는 제1 회전축(13)과 연결된 제1 기어(10)를 회전시킨다. 이에 따라 제1 기어(10)와 맞물린 제2 기어(20)가 회전하게 된다. 이때, 제1 기어(10)와 맞물리는 제2 기어(20)는 제1 기어(10)와 반대방향으로 회전한다. The operation principle of the variable annular vortex generator according to the embodiment of the present invention will be briefly described. When the rack gear 60 linearly moves by the motor or the solenoid, the pinion gear 50 And the pinion gear 50 rotates about the first rotation shaft 13 as the rotation axis so that the pinion gear 50 rotates the first gear 10 connected to the first rotation shaft 13. As a result, the second gear 20 engaged with the first gear 10 rotates. At this time, the second gear 20 meshing with the first gear 10 rotates in the direction opposite to the first gear 10.

<제1 핀(30)과 제2 핀(40)>&Lt; First pin 30 and second pin 40 >

제1 핀(30)은 제1 기어(10)의 제1 회전축(13)과 연동할 수 있고, 제2 핀(40)은 제2 기어(20)의 제2 회전축(23)과 연동할 수 있다. 제1 기어(10)의 회전에 의해 제2 기어(20)가 회전하고, 제1 기어(10)와 제2 기어(20)의 회전에 따라 제1 핀(30)과 제2 핀(40)이 연동하여 회전할 수 있다.The first pin 30 can be interlocked with the first rotation shaft 13 of the first gear 10 and the second pin 40 can be interlocked with the second rotation shaft 23 of the second gear 20 have. The second gear 20 is rotated by the rotation of the first gear 10 and the first pin 30 and the second pin 40 are rotated in accordance with the rotation of the first gear 10 and the second gear 20. [ Can rotate in conjunction with each other.

제1 핀(30)과 제2 핀(40)은 각각 제1 기어(10) 및 제2 기어(20)의 제1 회전축(13) 및 제2 회전축(23)과 연동하므로, 제1 핀(30)과 제2 핀(40)은 연동하여 회전하게 된다. 이때, 제1 기어(10)와 맞물리는 제2 기어(20)는 제1 기어(10)와 반대방향으로 회전하므로, 제2 핀(40)은 제1 핀(30)과 반대방향으로 회전한다.The first pin 30 and the second pin 40 interlock with the first rotary shaft 13 and the second rotary shaft 23 of the first and second gears 10 and 20, 30 and the second pin 40 cooperate to rotate. At this time, the second gear 20 engaged with the first gear 10 rotates in the direction opposite to the first gear 10, so that the second pin 40 rotates in the direction opposite to the first pin 30 .

도 5를 참조하면, 제1 핀(30)과 제2 핀(40)은 동일한 형상이고, 삼각형 형상의 얇은 판으로 형성될 수 있다. 제1 핀(30)과 제2 핀(40)의 형상은 삼각형으로 한정되지 않는다. 제1 핀(30)과 제2 핀(40)은 다각형, 반원 또는 반타원 형상 중 어느 하나의 형상일 수 있고, 이 이외에 다른 형상을 가질 수도 있다. Referring to FIG. 5, the first pin 30 and the second pin 40 have the same shape and may be formed of a thin plate of a triangular shape. The shape of the first pin 30 and the second pin 40 is not limited to a triangle. The first pin 30 and the second pin 40 may have any one of a polygonal shape, a semicircular shape, and a semi-elliptical shape, and may have other shapes.

제1 핀(30)은 제1 회전축(13)의 일측에 배치될 수 있고, 제2 핀(40)은 제2 회전축(23)의 일측에 배치될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따라, 제1 핀(30)과 제1 회전축(13)은 일체로 형성될 수 있고, 별도로 제작되어 서로 연결될 수도 있다. 또한, 제2 핀(40)과 제2 회전축(23)은 일체로 형성될 수 있고, 별도로 제작되어 서로 연결될 수도 있다.The first pin 30 may be disposed on one side of the first rotary shaft 13 and the second pin 40 may be disposed on one side of the second rotary shaft 23. According to the embodiment of the present invention, the first pin 30 and the first rotation shaft 13 may be integrally formed, separately manufactured, and connected to each other. In addition, the second pin 40 and the second rotation shaft 23 may be integrally formed, or they may be separately manufactured and connected to each other.

제1 회전축(13)과 제2 회전축(23)의 타측에는 각각 베어링(80)이 배치될 수 있다. 베어링(80)은 제1 회전축(13) 및 제2 회전축(23)이 원활하게 회전하는 역할을 수행할 수 있다. 제1 회전축(13) 및 제2 회전축(23)이 회전할 수 있도록 베어링(80)과 같은 기능을 수행하는 다른 장치 또는 구성요소가 배치될 수도 있다. 본 발명의 실시 예에 따라, 베어링(80), 베어링(80)의 기능을 수행하는 다른 장치 또는 구성요소가 존재하지 않을 수도 있다.A bearing 80 may be disposed on the other side of the first rotary shaft 13 and the second rotary shaft 23, respectively. The bearing 80 can smoothly rotate the first rotation shaft 13 and the second rotation shaft 23. Other devices or components that perform the same function as the bearing 80 may be disposed so that the first rotation shaft 13 and the second rotation shaft 23 can rotate. According to an embodiment of the present invention, there may be no bearings 80, other devices or components performing the functions of the bearings 80. [

베어링(80)은 하기에서 설명하는 기어커버 하부(73)에 배치될 수 있다.The bearing 80 may be disposed in the gear cover lower portion 73 described below.

<기어커버(70)>&Lt; The gear cover (70)

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 가변형 붙임각 와류 발생장치의 우측면도이다. 7 is a right side view of a variable annular vortex generator according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 가변형 붙임각 와류 발생장치는 기어커버(70)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7, the variable annular angler generating device according to the embodiment of the present invention may further include a gear cover 70.

기어커버(70)의 내부에는 제1 기어(10), 제2 기어(20), 제1 회전축(13), 제2 회전축(23), 피니언 기어(50) 및 랙 기어(60)가 배치될 수 있고, 제1 핀(30)과 제2 핀(40)은 기어커버(70) 상에 배치될 수 있다. 또한, 기어커버(70)의 내부에는 제1 회전축(13)과 제2 회전축(23)의 타측에 각각 배치된 베어링(80)도 배치될 수 있다. The first gear 10, the second gear 20, the first rotation shaft 13, the second rotation shaft 23, the pinion gear 50, and the rack gear 60 are disposed inside the gear cover 70 And the first pin 30 and the second pin 40 can be disposed on the gear cover 70. [ A bearing 80 disposed on the other side of the first rotation shaft 13 and the second rotation shaft 23 may be disposed inside the gear cover 70.

구체적으로, 기어커버(70)는 기어커버 상부(71)와 기어커버 하부(73)로 구성될 수 있다. 도 7에는 베어링(80)이 도시되지 않았지만, 베어링(80)은 기어커버 하부(73)에 삽입되어 배치될 수 있다.Specifically, the gear cover 70 may be composed of a gear cover upper portion 71 and a gear cover lower portion 73. Although the bearing 80 is not shown in Fig. 7, the bearing 80 may be inserted and disposed in the lower portion 73 of the gear cover.

기어커버(70)는 항공기의 날개 또는 풍력발전기의 블레이드에 배치될 수 있다. 항공기의 날개 또는 풍력발전기의 블레이드에 기어커버(70)의 외부 형상과 대응되는 홈을 형성하고, 기어커버(70)를 홈에 삽입하여 배치할 수 있다. 이와 같은 경우, 기어커버(70)는 항공기의 날개 또는 풍력발전기의 블레이드의 일부가 될 수 있고, 항공기의 날개 또는 풍력발전기의 블레이드의 기능을 수행할 수 있다.The gear cover 70 may be disposed on a blade of an aircraft or a blade of a wind turbine. It is possible to form a groove corresponding to the outer shape of the gear cover 70 on the blade of the aircraft or the blade of the wind power generator and insert the gear cover 70 into the groove. In such a case, the gear cover 70 may be part of a blade of an aircraft or a blade of a wind turbine, and may perform the function of a blade of an aircraft or a blade of a wind turbine.

본 발명의 실시 예에 따라 기어커버(70)는 존재하지 않을 수도 있다. 기어커버(70)를 제외하고, 제1 기어(10), 제2 기어(20), 제1 회전축(13), 제2 회전축(23), 피니언 기어(50), 랙 기어(60) 및 베어링(80)을 항공기의 날개 또는 풍력발전기의 블레이드 내부에 배치할 수 있고, 제1 핀(30)과 제2 핀(40)은 항공기의 날개 또는 풍력발전기의 블레이드 상에 배치할 수 있다. 이와 같은 경우에는 기어커버(70)가 존재하지 않으므로, 와류 발생장치의 생산비용을 절감할 수 있고, 와류 발생장치의 구성요소를 단순화시킬 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the gear cover 70 may not be present. The first gear 10, the second gear 20, the first rotation shaft 13, the second rotation shaft 23, the pinion gear 50, the rack gear 60, and the bearing (not shown) The first pin 30 and the second pin 40 may be disposed on the blade of the aircraft or the blade of the wind power generator. In this case, since the gear cover 70 is not provided, the production cost of the vortex generator can be reduced and the components of the vortex generator can be simplified.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 가변형 붙임각 와류 발생장치의 제1 기어(10), 제2 기어(20), 피니언 기어(50), 제1 핀(30) 및 제2 핀(40)이 복수로 배치된 도면이고, 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 가변형 붙임각 와류 발생장치의 제1 기어(10), 제2 기어(20), 피니언 기어(50), 제1 핀(30) 및 제2 핀(40)이 기어커버(70)에 복수로 배치된 사시도이다. 8 shows a first gear 10, a second gear 20, a pinion gear 50, a first pin 30 and a second pin 40 of a variable apposition angular velocity generator according to an embodiment of the present invention. 9 is a perspective view of the first gear 10, the second gear 20, the pinion gear 50, the first pin 30, and the second pinion 30 of the variable annular vortex generator according to the embodiment of the present invention. And the second pin 40 are arranged in the gear cover 70 in plural.

도 8 및 도 9를 참조하면, 제1 기어(10), 제2 기어(20) 및 피니언 기어(50)는 1 세트(set)의 구동 기어를 구성하고, 구동 기어는 기어커버(70)의 길이방향을 따라 기어커버(70)에 복수로 배치되고, 랙 기어는 복수의 구동 기어 각각의 피니언 기어(50)와 맞물릴 수 있다. 8 and 9, the first gear 10, the second gear 20 and the pinion gear 50 constitute one set of driving gears, And the rack gears can be engaged with the pinion gears 50 of the plurality of driving gears.

구체적으로, 본 발명의 실시 예에 따른 가변형 붙임각 와류 발생장치는, 제1 회전축(13)을 갖는 제1 기어(10), 제2 회전축(23)을 갖는 제2 기어(20), 제1 핀(30), 제2 핀(40), 피니언 기어(50) 및 베어링(80)이 기어커버(70)의 길이방향을 따라 기어커버 하부(73)에 복수로 배치되고, 복수의 피니언 기어(50)에 맞물린 랙 기어(60)에 의해 연동될 수 있다.Specifically, the variable annular vortex generator according to the embodiment of the present invention includes a first gear 10 having a first rotation axis 13, a second gear 20 having a second rotation axis 23, A plurality of pinions 30, a second pin 40, a pinion gear 50 and a bearing 80 are arranged in the gear cover lower portion 73 along the longitudinal direction of the gear cover 70, 50 by a rack gear 60 engaged with the rack gear.

본 발명의 실시 예에 따른 가변형 붙임각 와류 발생장치는, 기어커버(70)가 존재하지 않는 경우에는, 제1 회전축(13)을 갖는 제1 기어(10), 제2 회전축(23)을 갖는 제2 기어(20), 제1 핀(30), 제2 핀(40), 피니언 기어(50) 및 베어링(80)이 항공기 날개의 길이방향 또는 풍력발전기 블레이드의 길이방향을 따라 항공기의 날개 또는 풍력발전기의 블레이드에 복수로 배치될 수 있고, 복수의 피니언 기어(50)에 맞물린 랙 기어(60)에 의해 연동될 수 있다. The variable annular angled vortex generating device according to the embodiment of the present invention includes the first gear 10 having the first rotation shaft 13 and the second rotation shaft 23 having the second rotation axis 23 when the gear cover 70 is not present The second gear 20, the first pin 30, the second pin 40, the pinion gear 50 and the bearing 80 are arranged in the longitudinal direction of the aircraft wing or along the longitudinal direction of the wind- Can be arranged in a plurality of blades of a wind power generator and can be interlocked by a rack gear (60) engaged with a plurality of pinion gears (50).

와류를 발생시키는 본 발명의 실시 예에 따른 가변형 붙임각 와류 발생장치의 제1 핀(30)과 제2 핀(40)은 도 10에 구체적으로 도시되어 있다.The first pin 30 and the second pin 40 of the variable annular angled vortex generator according to the embodiment of the present invention generating a vortex are specifically shown in Fig.

도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 가변형 붙임각 와류 발생장치의 제1 핀(30)과 제2 핀(40)의 크기 및 배치관계를 나타내는 도면이다.10 is a view showing the size and arrangement relationship of the first pin 30 and the second pin 40 of the variable annular vortex generating device according to the embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 제1 핀(30) 및 제2 핀(40)은 동일한 형상이고, 삼각형 형상의 얇은 판으로 형성될 수 있다. 구체적으로, 제1 핀(30) 및 제2 핀(40)의 밑변의 길이(l)는 제1 핀(30) 및 제2 핀(40)의 높이(h)의 두 배일 수 있다. Referring to FIG. 10, the first fin 30 and the second fin 40 have the same shape and may be formed of a thin plate of a triangular shape. The length l of the base of the first pin 30 and the second pin 40 may be twice the height h of the first pin 30 and the second pin 40. [

제1 핀(30)과 제2 핀(40)이 기어커버(70)의 길이방향을 따라 기어커버(70)에 복수로 배치되는 경우, 제1 핀(30)과 이웃하는 다른 제1 핀(30) 사이의 거리(z)는 제1 핀(30) 및 제2 핀(40)의 높이(h)의 여섯 배일 수 있다.When the first pin 30 and the second pin 40 are arranged in plural in the gear cover 70 along the longitudinal direction of the gear cover 70, the first pin 30 and the other adjacent first pin 30 may be six times the height h of the first pin 30 and the second pin 40.

다만, 제1 핀(30) 및 제2 핀(40)의 크기 및 배치관계는 상술한 l=2h와 z=6h로 한정되는 것은 아니다. 항공기의 날개 및 풍력발전기의 블레이드의 크기, 또는 항공기의 날개 및 풍력발전기의 블레이드에서 발생하는 유동분리에 따라 적절하게 선택될 수 있다. However, the size and arrangement of the first pin 30 and the second pin 40 are not limited to l = 2h and z = 6h described above. The size of the blade of the aircraft and the size of the blade of the wind power generator, or the flow separation occurring in the blade of the aircraft and the blades of the wind power generator.

본 발명의 실시 예에 따른 가변형 붙임각 와류 발생장치는 유동분리가 발생하지 않는 받음각 구간에서는 와류를 발생시키지 않을 수 있고, 유동분리가 발생하는 받음각 구간, 즉 유동제어가 필요한 받음각 구간에서는 와류를 발생시켜 유동분리를 억제 또는 지연시킬 수 있다. 이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The variable annular vortex generator according to the embodiment of the present invention may not generate vortex at the angle of attack angle at which no flow separation occurs and may generate vortices at the angle of attack angle at which flow separation occurs, To inhibit or retard flow separation. This will be described in detail as follows.

도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 가변형 붙임각 와류 발생장치의 제1 붙임각과 제2 붙임각을 나타내는 도면이다.FIG. 11 is a view showing a first attachment angle and a second attachment angle of the variable attachment angle vortex generator according to the embodiment of the present invention. FIG.

유동분리는 항공기 날개 또는 풍력발전기의 블레이드를 지나가는 유체가 항공기 날개 또는 풍력발전기의 블레이드로부터 분리되는 현상을 말한다.Flow separation refers to a phenomenon in which an airplane wing or a fluid passing through a blade of a wind power generator is separated from an aircraft wing or a blade of a wind power generator.

본 발명의 실시 예에 따른 가변형 붙임각 와류 발생장치가 와류를 발생시키기 위해서는 붙임각에 대한 설명이 필요하다. 도 11을 참조하면, 제1 붙임각(A)은 제1 핀(30)의 길이방향과 유동방향이 이루는 각을 나타내고, 제2 붙임각(B)은 제2 핀(40)의 길이방향과 유동방향이 이루는 각을 나타낸다. In order to generate a vortex in the variable annular vortex generating device according to the embodiment of the present invention, a description is required of the attachment angle. 11, the first attachment angle A represents the angle formed by the longitudinal direction and the flow direction of the first fin 30 and the second attachment angle B represents the angle formed by the longitudinal direction of the second fin 40 Represents the angle formed by the flow direction.

제1 기어(10)와 맞물리는 제2 기어(20)는 제1 기어(10)와 반대방향으로 회전하므로, 제1 핀(30)과 제2 핀(40)은 서로 반대방향으로 회전한다. 따라서, 제1 핀(30)의 길이방향과 유동방향이 이루는 각인 제1 붙임각(A)은 제2 핀(40)의 길이방향과 유동방향이 이루는 각인 제2 붙임각(B)과 동일할 수 있다. 다시 말해, 랙 기어(60)의 직선운동에 의해 피니언 기어(50)가 회전하는 경우, 제1 붙임각(A)과 제2 붙임각(B)은 동일하고, 유동방향을 기준으로 대칭을 이룰 수 있다.The second gear 20 meshing with the first gear 10 rotates in the direction opposite to the first gear 10 so that the first pin 30 and the second pin 40 rotate in opposite directions to each other. Therefore, the first attachment angle A, which is the angle formed by the longitudinal direction and the flow direction of the first fin 30, is equal to the second attachment angle B, which is the angle formed by the longitudinal direction of the second fin 40 and the flow direction . In other words, when the pinion gear 50 rotates by the rectilinear motion of the rack gear 60, the first attachment angle A and the second attachment angle B are the same and symmetrical with respect to the flow direction .

본 발명의 실시 예에 따른 가변형 붙임각 와류 발생장치는 기어커버(70)와 유동방향이 이루는 각인 받음각에 따라, 제1 핀(30)의 길이방향과 유동방향이 이루는 각인 제1 붙임각(A)과 제2 핀(40)의 길이방향과 유동방향이 이루는 각인 제2 붙임각(B)이 조절될 수 있다. 제1 붙임각(A)과 제2 붙임각(B)은 유동분리가 발생하지 않는 경우에는 0도이고, 유동분리가 발생하는 경우에는 소정의 각도를 형성할 수 있다. The variable attachment angled vortex generator according to the embodiment of the present invention has a first attachment angle A (i.e., an angle formed by the longitudinal direction of the first pin 30 and the flow direction) And the second attachment angle B, which is the angle formed by the longitudinal direction and the flow direction of the second fin 40, can be adjusted. The first attachment angle (A) and the second attachment angle (B) are 0 degrees when no flow separation occurs, and a predetermined angle when flow separation occurs.

구체적으로, 항공기의 날개 또는 풍력발전기의 블레이드에서 유동분리가 발생하지 않는 경우에는 와류를 발생시킬 필요가 없으므로, 랙 기어(60)의 직선운동에 의해 피니언 기어(50)를 회전시켜, 제1 붙임각(A)과 제2 붙임각(B)을 0도로 제어하여 제1 핀(30)과 제2 핀(40)을 유동방향과 평행하게 배치할 수 있다.Specifically, when the blade of the aircraft or the blade of the wind turbine does not generate the flow separation, it is not necessary to generate a vortex, so that the pinion gear 50 is rotated by the linear movement of the rack gear 60, The first pin 30 and the second pin 40 can be arranged parallel to the flow direction by controlling the angle A and the second attachment angle B to 0 degrees.

또한, 항공기의 날개 또는 풍력발전기의 블레이드에서 유동분리가 발생하는 경우에는 와류를 발생시킬 필요가 있으므로, 랙 기어(60)의 직선운동에 의해 피니언 기어(50)를 회전시켜, 제1 붙임각(A)과 제2 붙임각(B)이 소정의 각도가 되도록 형성하여 제1 핀(30)과 제2 핀(40)을 유동방향과 어긋나게 배치할 수 있다. 이 경우 제1 핀(30)과 제2 핀(40)은 유동방향을 기준으로 대칭적으로 배치되고, 제1 핀(30)과 제2 핀(40) 후측에는 역회전 와류 쌍이 형성될 수 있다. 역회전 와류 쌍으로 인해 유동분리가 억제 또는 지연될 수 있다. In addition, when the blade of the aircraft or the blade of the wind turbine generates flow separation, it is necessary to generate a vortex. Therefore, the pinion gear 50 is rotated by the linear movement of the rack gear 60, A and the second attachment angle B may be formed at a predetermined angle so that the first and second fins 30 and 40 are arranged to be shifted from the flow direction. In this case, the first pin 30 and the second pin 40 are arranged symmetrically with respect to the flow direction, and a reverse-rotating vortex pair can be formed on the rear side of the first pin 30 and the second pin 40 . Flow separation can be suppressed or retarded due to the counter-rotating vortex pair.

제1 핀(30)과 제2 핀(40)이 유동방향과 어긋나게 배치된다는 것은 제1 붙임각(A)과 제2 붙임각(B)이 소정의 각도를 갖는다는 것이고, 이때 제1 핀(30)과 제2 핀(40) 사이의 거리는 제1 핀(30)과 제2 핀(40)의 일단으로부터 타단으로 갈수록 점차 멀어진다. 다시 도 10을 참조하면, 제1 핀(30)의 타단과 제2 핀(40)의 타단 사이의 거리(s)는 제1 핀(30) 및 제2 핀(40)의 높이(h)의 2.5 배일 수 있다. 다만, 이 수치는 항공기의 날개 및 풍력발전기의 블레이드의 크기, 또는 항공기의 날개 및 풍력발전기의 블레이드에서 발생하는 유동분리에 따라 적절하게 선택될 수 있고, 반드시 s=2.5h로 한정되는 것은 아니다.The fact that the first pin 30 and the second pin 40 are arranged to be shifted from the flow direction means that the first attachment angle A and the second attachment angle B have a predetermined angle, 30 and the second pin 40 are gradually distanced from one end of the first fin 30 and the other end of the second fin 40 to the other end. 10, the distance s between the other end of the first fin 30 and the other end of the second fin 40 is smaller than the height s of the first fin 30 and the second fin 40 2.5 times. However, this numerical value can be appropriately selected according to the size of the blade of the aircraft and the size of the blade of the wind power generator, or the flow separation occurring in the blade of the aircraft and the blade of the wind power generator, and is not necessarily limited to s = 2.5h.

본 발명의 실시 예에 따른 가변형 붙임각 와류 발생장치의 작동원리를 정리하면 다음과 같다.The operation principle of the variable annular vortex generator according to the embodiment of the present invention is summarized as follows.

모터 또는 솔레노이드에 의해 랙 기어(60)가 직선운동을 하면, 랙 기어(60)와 맞물려 회전하는 복수의 피니언 기어(50)가 회전하고, 피니언 기어(50)가 제1 회전축(13)을 회전축으로 하여 회전하므로, 피니언 기어(50)는 제1 회전축(13)을 갖는 제1 기어(10)를 회전시킨다. 이에 따라 제1 기어(10)와 맞물린 제2 기어(20)가 회전하게 된다. 제1 핀(30)과 제2 핀(40)은 각각 제1 기어(10) 및 제2 기어(20)의 제1 회전축(13) 및 제2 회전축(23)과 연동하므로, 제1 핀(30)과 제2 핀(40)은 연동하여 회전하게 된다. 이때, 제1 기어(10)와 맞물리는 제2 기어(20)는 제1 기어(10)와 반대방향으로 회전하므로, 제1 붙임각(A)은 제2 붙임각(B)과 동일한 각을 형성한다. 따라서, 제1 핀(30)과 제2 핀(40)은 대칭적으로 동일한 각을 이루면서 회전하게 된다. When the rack gear 60 linearly moves by the motor or the solenoid, the plurality of pinion gears 50 rotating in engagement with the rack gear 60 rotate and the pinion gear 50 rotates the first rotation shaft 13, So that the pinion gear 50 rotates the first gear 10 having the first rotation shaft 13. As a result, the second gear 20 engaged with the first gear 10 rotates. The first pin 30 and the second pin 40 interlock with the first rotary shaft 13 and the second rotary shaft 23 of the first and second gears 10 and 20, 30 and the second pin 40 cooperate to rotate. At this time, the second gear 20 meshing with the first gear 10 rotates in the direction opposite to the first gear 10, so that the first attachment angle A has the same angle as the second attachment angle B . Accordingly, the first pin 30 and the second pin 40 rotate symmetrically at the same angle.

상술한 본 발명의 실시 예에 따른 가변형 붙임각 와류 발생장치의 작동원리를 이용하여 항공기의 날개 또는 풍력발전기의 블레이드에서 유동분리가 발생하지 않는 경우에는 와류를 발생시킬 필요가 없으므로, 제1 붙임각(A)과 제2 붙임각(B)을 0도로 제어하여 제1 핀(30)과 제2 핀(40)을 유동방향과 평행하게 배치할 수 있다.It is not necessary to generate a vortex if the flow separation of the blade of the aircraft or the blade of the wind turbine does not occur by using the operating principle of the variable annular vortex generator according to the embodiment of the present invention, The first pin 30 and the second pin 40 can be arranged in parallel to the flow direction by controlling the first attachment angle A and the second attachment angle B to 0 degrees.

또한, 항공기의 날개 또는 풍력발전기의 블레이드에서 유동분리가 발생하는 경우에는 유동분리를 억제 또는 지연시키기 위해 와류를 발생시킬 필요가 있으므로, 제1 붙임각(A)과 제2 붙임각(B)이 소정의 각도가 되도록 제어하여 제1 핀(30)과 제2 핀(40)을 유동방향과 어긋나게 배치할 수 있다. 이 경우 제1 핀(30)과 제2 핀(40) 후측에는 역회전 와류 쌍이 형성될 수 있고, 이로 인해 유동분리가 억제 또는 지연될 수 있다.In addition, when a flow separation occurs in a blade of an aircraft or a blade of a wind turbine, it is necessary to generate a vortex to suppress or delay flow separation, so that the first attachment angle A and the second attachment angle B The first pin 30 and the second pin 40 can be arranged to be shifted from the flow direction by controlling the predetermined angle. In this case, a pair of reverse vortices may be formed on the rear side of the first fin 30 and the second fin 40, whereby the flow separation can be suppressed or delayed.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 가변형 붙임각 와류 발생장치는 항공기 날개 또는 풍력발전기 블레이드 등에서 유동분리를 억제하여 실속 받음각을 지연시키고, 양력을 증가시키며 항력을 감소시킬 수 있다. 또한, 항공기 날개 및 풍력발전기 블레이드 등에서 발생하는 유동분리를 지연시킬 수 있다. 그리고, 유동분리가 발생하지 않는 경우에는 와류를 발생시키지 않도록 하고, 유동분리가 발생하는 경우(유동제어가 필요한 경우)에서만 와류를 발생시켜 유동분리를 지연 또는 억제시킬 수 있다.As described above, the variable annular vortex generating device according to the embodiment of the present invention can suppress the flow separation in the airplane wing, the wind power generator blade, etc. to delay the stall angle, increase the lift, and reduce the drag. In addition, it is possible to delay the flow separation occurring in aircraft wings and wind turbine blades. If no flow separation occurs, no vortex is generated and flow separation can be delayed or suppressed by generating vortices only when flow separation occurs (flow control is required).

이상에서 실시 형태들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 형태에 포함되며, 반드시 하나의 실시 형태에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 형태에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 형태들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 형태들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The features, structures, effects and the like described in the embodiments are included in at least one embodiment of the present invention, and are not necessarily limited to only one embodiment. Furthermore, the features, structures, effects and the like illustrated in the embodiments can be combined and modified by other persons skilled in the art to which the embodiments belong. Therefore, it should be understood that the present invention is not limited to these combinations and modifications.

또한, 이상에서 실시 형태를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 형태의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 즉, 실시 형태에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the inventions. It will be appreciated that many variations and applications not illustrated are possible. That is, each component specifically shown in the embodiments can be modified and implemented. It is to be understood that all changes and modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims are therefore intended to be embraced therein.

[부호의 설명][Description of Symbols]

10: 제1 기어 13: 제1 회전축10: first gear 13: first rotation shaft

20: 제2 기어 23: 제2 회전축20: second gear 23: second rotation shaft

30: 제1 핀 40: 제2 핀30: first pin 40: second pin

50: 피니언 기어 60: 랙 기어50: Pinion gear 60: Rack gear

70: 기어커버 71: 기어커버 상부70: gear cover 71: gear cover upper part

73: 기어커버 하부 80: 베어링73: gear cover bottom 80: bearing

Claims (7)

제1 회전축을 갖는 제1 기어;A first gear having a first rotation axis; 제2 회전축을 갖고, 상기 제1 기어와 맞물린 제2 기어;A second gear having a second rotation shaft and engaged with the first gear; 상기 제1 기어의 제1 회전축과 연동하는 제1 핀; 및A first pin cooperating with a first rotation shaft of the first gear; And 상기 제2 기어의 제2 회전축과 연동하는 제2 핀;을 포함하고,And a second pin interlocked with a second rotation shaft of the second gear, 상기 제1 기어의 회전에 의해 상기 제2 기어가 회전하고, 상기 제1 기어와 상기 제2 기어의 회전에 따라 상기 제1 핀과 상기 제2 핀이 연동하여 회전하는, 가변형 붙임각 와류 발생장치.Wherein the second gear is rotated by the rotation of the first gear and the first pin and the second pin are rotated in conjunction with rotation of the first gear and the second gear, . 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제1 회전축을 회전축으로 하여 회전하고, 상기 제1 기어를 회전시키는 피니언 기어; 및A pinion gear which rotates with the first rotation shaft as a rotation axis and rotates the first gear; And 상기 피니언 기어와 맞물려 상기 피니언 기어를 회전시키는 랙 기어;를 더 포함하는, 가변형 붙임각 와류 발생장치.And a rack gear engaged with the pinion gear to rotate the pinion gear. 제2항에 있어서,3. The method of claim 2, 기어커버;를 더 포함하고,Further comprising a gear cover, 상기 기어커버의 내부에 상기 제1 기어, 상기 제2 기어, 상기 제1 회전축, 상기 제2 회전축, 상기 피니언 기어 및 상기 랙 기어가 배치되고, Wherein the first gear, the second gear, the first rotation shaft, the second rotation shaft, the pinion gear, and the rack gear are disposed inside the gear cover, 상기 제1 기어, 상기 제2 기어 및 상기 피니언 기어는 1 세트(set)의 구동 기어를 구성하고, Wherein the first gear, the second gear and the pinion gear constitute one set of drive gears, 상기 구동 기어는 상기 기어커버의 길이방향을 따라 상기 기어커버에 복수로 배치되고,Wherein the drive gears are arranged in plural in the gear cover along the longitudinal direction of the gear cover, 상기 랙 기어는 상기 복수의 구동 기어 각각의 피니언 기어와 맞물리는, 가변형 붙임각 와류 발생장치.And the rack gear meshes with a pinion gear of each of the plurality of drive gears. 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제1 기어와 맞물리는 상기 제2 기어는 상기 제1 기어와 반대방향으로 회전하고,The second gear engaged with the first gear rotates in a direction opposite to the first gear, 상기 제1 핀의 길이방향과 유동방향이 이루는 각인 제1 붙임각은 상기 제2 핀의 길이방향과 유동방향이 이루는 각인 제2 붙임각과 동일한, 가변형 붙임각 와류 발생장치.Wherein the first attachment angle, which is the angle between the longitudinal direction and the flow direction of the first fin, is the same as the second attachment angle which is the angle between the longitudinal direction and the flow direction of the second fin. 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 기어커버;를 더 포함하고,Further comprising a gear cover, 상기 제1 핀과 상기 제2 핀은 상기 기어커버 상에 배치되고,Wherein the first pin and the second pin are disposed on the gear cover, 상기 제1 기어와 맞물리는 상기 제2 기어는 상기 제1 기어와 반대방향으로 회전하고,The second gear engaged with the first gear rotates in a direction opposite to the first gear, 상기 기어커버와 유동방향이 이루는 각인 받음각에 따라, 상기 제1 핀의 길이방향과 유동방향이 이루는 각인 제1 붙임각과 상기 제2 핀의 길이방향과 유동방향이 이루는 각인 제2 붙임각이 조절되는, 가변형 붙임각 와류 발생장치.A second attachment angle which is an angle formed between the longitudinal direction of the first pin and the flow direction and the second attachment angle which is an angle formed by the longitudinal direction and the flow direction of the second pin are adjusted according to the angle of attack formed by the gear cover and the flow direction, , A variable annular angle vortex generator. 제5항에 있어서,6. The method of claim 5, 상기 제1 붙임각과 상기 제2 붙임각은 유동분리가 발생하지 않는 경우에는 0도이고, 유동분리가 발생하는 경우에는 소정의 각도를 형성하는, 가변형 붙임각 와류 발생장치.Wherein the first attachment angle and the second attachment angle are zero degrees when no flow separation occurs and form a predetermined angle when flow separation occurs. 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제1 핀 및 상기 제2 핀은 다각형, 반원 또는 반타원 형상 중 어느 하나의 형상인, 가변형 붙임각 와류 발생장치.Wherein the first fin and the second fin are in the shape of a polygonal, semicircular or semi-elliptic shape.
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