KR100677779B1 - A wind power generating apparatus using magnetic force - Google Patents
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Abstract
Description
도1은 본 발명의 제1실시예에 따른 풍력 발전기의 사시도이다.1 is a perspective view of a wind generator according to a first embodiment of the present invention.
도2는 본 발명의 제1실시예에 따른 풍력 발전기의 측면도이다.2 is a side view of a wind generator according to a first embodiment of the present invention.
도3은 본 발명의 제1실시예에 따른 풍차 날개의 요부 사시도이다.3 is a perspective view of main parts of a windmill blade according to a first embodiment of the present invention;
도4는 본 발명의 제1실시예에 따른 회전축과 고정축의 상세 단면도이다.4 is a detailed cross-sectional view of the rotating shaft and the fixed shaft according to the first embodiment of the present invention.
도5는 본 발명의 제2실시예에 따른 풍차 날개의 요부 사시도이다.5 is a perspective view of main parts of a windmill blade according to a second embodiment of the present invention.
도6은 종래 기술에 따른 풍력 발전기의 사시도이다.6 is a perspective view of a wind generator according to the prior art.
도7은 종래 기술에 따른 풍력 발전기의 측단면도이다.7 is a side sectional view of a wind generator according to the prior art.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10: 풍력 발전기 12: 발전기10: wind generator 12: generator
20: 발전부 30: 풍향 지시기20: power generation unit 30: wind direction indicator
100: 풍력 발전기 101: 기본 프레임100: wind generator 101: base frame
102: 상단 외주 프레임 103: 상단 내주 프레임102: upper outer frame 103: upper inner frame
104: 세로 프레임 105: 베어링 지지 프레임104: vertical frame 105: bearing support frame
109: 회전축측 지지 프레임 110: 상부 자석109: rotating shaft side support frame 110: upper magnet
111: 고정축 112: 고정축측 헤드111: fixed shaft 112: fixed shaft side head
113 고정축측 너트 120: 하부 자석113 Fixed shaft side nut 120: Lower magnet
121:회전축 122: 회전축측 헤드121: rotating shaft 122: rotating shaft side head
125: 회전축측 기어 126: 하부 베어링125: rotation shaft side gear 126: lower bearing
130: 상부 베어링 140: 풍차부130: upper bearing 140: windmill
141: 풍차 날개 142: 과속방지판141: Windmill Wing 142: Speed Baffle
145: 상부 회전판 146: 하부 회전판145: upper rotating plate 146: lower rotating plate
150: 발전기 151: 발전기측 기어150: generator 151: gear on the generator side
본 발명은 자력을 이용한 풍력 발전기에 관한 것으로, 풍차부의 하중에 따른 발전량의 감소가 없어 발전 효율이 높고 좁은 공간에도 설치가 가능하며 바람의 방향에 영향을 받지 않는 풍력 발전기에 관한 것이다.The present invention relates to a wind power generator using a magnetic force, there is no reduction in the amount of power generation according to the load of the windmill, the power generation efficiency is high and can be installed in a narrow space, and relates to a wind generator that is not affected by the direction of the wind.
전기를 생산하기 위하여, 석유나 석탄과 같은 화석 연료를 연소하여 생긴 열을 이용하는 화력 발전이 주로 사용되고 있다.In order to produce electricity, thermal power generation using heat generated by burning fossil fuels such as petroleum and coal is mainly used.
이와 같은 화력 발전은 공해 문제 등으로 인하여 전기의 수요지인 대도시에서 멀리 떨어져서 발전 시설이 건설되어야 하기 때문에 송전 설비에 막대한 비용이 소모될 뿐만 아니라 송전 중에 발생하는 누설 전류로 인하여 효율이 낮은 문제가 발생한다. 또한, 화석 연료의 가격이 꾸준히 상승하여 경제성이 나쁜 문제가 있다.Since thermal power generation has to be constructed far from large cities, which are the demand for electricity due to pollution, etc., not only does it cost a lot of power to the power transmission facilities, but also causes problems of low efficiency due to leakage current generated during power transmission. . In addition, the price of fossil fuel steadily rises, there is a problem of poor economic efficiency.
이러한 화력 발전을 대체하기 위한 수단으로, 햇빛, 바람, 조력 등의 자연력 을 이용한 발전 방법이 제안되었다.As a means to replace the thermal power generation, a power generation method using natural forces such as sunlight, wind, tidal power, etc. has been proposed.
이 중 바람을 이용한 풍력 발전은 지형에 크게 영향을 받지 않기 때문에 그 효용성이 높다.Among these, wind power generation using wind is highly useful because it is not significantly affected by the terrain.
풍력 발전은 대규모의 풍차 날개를 지지하기 위한 건축물을 필요로 한다. 따라서, 넓은 대지를 필요로 하게 되고, 바람이 일정한 방향으로 불지 않는 경우에는 발전 효율이 나쁜 문제가 상존한다.Wind power generation requires structures to support large windmill wings. Therefore, when a large site is required and the wind does not blow in a certain direction, there is a problem of poor power generation efficiency.
이와 같은 일반적인 대형 풍차 날개를 사용한 풍력 발전의 문제를 해결하기 위하여 도6과 도7에 도시된 바와 같은 풍력 발전기가 제안되었다.In order to solve the problem of wind power generation using such a general large windmill wings, a wind generator as shown in FIGS. 6 and 7 has been proposed.
도6은 종래 기술에 따른 풍력 발전기의 사시도이고, 도7은 종래 기술에 따른 풍력 발전기의 측단면도이다.Figure 6 is a perspective view of a wind generator according to the prior art, Figure 7 is a side sectional view of the wind generator according to the prior art.
도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 풍력 발전기(10)는 고정대(11) 상부에 바람을 받아들이는 발전부(20)가 설치되어 구성된다.As shown, the
고정대(11)는 풍력 발전기(10)의 구성 요소를 탑재하고, 지면에 고정시키는 기능을 담당한다.The fixed
발전부(20)는 내부에 풍차 날개(21)가 회전 가능하게 설치된다. 풍차 날개(21)의 회전은 회전 기어(23)를 회전시키게 되고, 상부 전달 기어(24)와 하부 전달 기어(26)를 거쳐 발전기(12)의 발전 기어(13)를 회전시켜 전기를 발생한다.The
발전부(20)의 상부에는 풍향 지시기(30)가 설치되어, 풍향에 따라 풍차 날개(21)의 노출부위를 회전시킨다.The
이와 같은 구성을 갖는 풍력 발전기(10)는 대형 날개를 사용하지 않기 때문 에 섬과 같은 산간 오지에도 설치가 용이하고, 풍향에 따라 풍력 발전기(10)를 회전시켜 최적의 발전량을 확보할 수 있다.Since the
그러나, 종래 기술에 따른 풍력 발전기(10)는 풍향이 수시로 변하는 경우에, 풍력 발전기(10)의 방향을 바꾸어야 하기 때문에 사용이 불편한 문제가 발생한다.However, when the
또한 풍차 날개(21)의 중량으로 인해, 바람의 힘이 마찰력에 많이 소모되어 발전 효율이 나쁜 문제가 있다.In addition, due to the weight of the
본 발명은 전술된 종래 기술에 따른 문제점들을 해결하기 위하여 도출된 것으로, 풍향에 관계없이 발전이 가능한 풍력 발전기의 제공을 목적으로 한다.The present invention has been drawn to solve the problems according to the prior art described above, and an object of the present invention is to provide a wind generator capable of generating power regardless of the wind direction.
본 발명의 다른 목적은 설치 및 이동이 간편하여, 섬과 같은 산간 오지에 적용이 용이하고, 필요에 따라 휴대용 발전기로 사용할 수 있는 풍력 발전기를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a wind generator that is easy to install and move, easy to apply to mountainous backlands such as islands, and can be used as a portable generator as needed.
본 발명의 또 다른 목적은 풍차 날개의 중량으로 인해 발생하는 마찰력을 최소화하여 발전 효율이 높은 풍력 발전기를 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a wind power generator having high power generation efficiency by minimizing frictional force caused by the weight of the windmill blade.
전술된 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시형태에 따른 자력을 이용한 풍력 발전기는, 회전축, 상기 회전축의 상부에 결합된 하부자석, 상기 회전축의 중앙부에 결합된 풍차부, 상기 회전축의 일측에 결합된 회전축측 기어, 상기 회전축측 기어에 맞물린 발전기측 기어, 상기 발전기측 기어에 의해 회전되어 전력을 발생하는 발전기, 상기 하부자석에 서로 다른극이 대면되도록 연결되어 자기 유도에 의한 인력을 발생시키는 상부자석 및 상기 상부자석을 지면에 대해 고정시키는 고정프레임을 포함할 수 있다. In order to achieve the above object, a wind power generator using a magnetic force according to an embodiment of the present invention, a rotary shaft, a lower magnet coupled to the upper portion of the rotary shaft, a windmill unit coupled to the central portion of the rotary shaft, coupled to one side of the rotary shaft Rotation shaft side gear, the generator-side gear meshed with the rotation shaft-side gear, the generator rotated by the generator-side gear to generate power, the upper pole is connected so that different poles face the lower magnet to generate an attraction force by magnetic induction It may include a fixing frame for fixing the magnet and the upper magnet to the ground.
본 발명에서, 상기 풍차부는 상기 회전축에서 상기 회전축측 기어보다 상부에 결합된 하부 회전판, 상기 회전축에서 상기 하부자석에 연동되는 상부 회전판 및, 상기 하부 회전판과 상부 회전판을 상호 연결하는 복수개의 풍차 날개를 포함할 수 있다. In the present invention, the windmill unit has a lower rotary plate coupled to the upper than the rotary shaft side gear in the rotary shaft, an upper rotary plate linked to the lower magnet in the rotary shaft, and a plurality of windmill wings interconnecting the lower rotary plate and the upper rotary plate It may include.
본 발명에서, 상기 풍차날개는, 상기 풍차날개가 복수개의 판이 결합되어 구성되도록 상기 풍차날개를 구분하는 다수개의 판으로 구성되며, 상기 판들은 바람이 풍차날개에 부딪히는 풍력을 크게하기 위하여 전체적으로 오목한 형상이 되도록 절곡되게 결합될 수 있으며, 상기 판들 중 중앙에 위치하는 중앙판에는 풍차날개에 부딪히는 바람의 량을 감소시켜 풍차날개가 과속되는 것을 방지하기 위해 과속방지판이 형성되되, 상기 중앙판의 일부인 상기 과속방지판이 상부로 이동되거나 상기 과속방지판이 상기 풍차날개의 중앙에서 바깥쪽으로 이동되어 과속이 방지될 수 있다. In the present invention, the windmill wings, the windmill wings are composed of a plurality of plates for distinguishing the windmill wings so that a plurality of plates are combined, the plates are concave shape as a whole to increase the wind power that the wind hit the windmill wings. To be bent to be coupled to, the central plate is located in the middle of the plate to reduce the amount of wind that hits the windmill wings to form a speed preventing plate to prevent the windmill wings are overspeed, the part of the middle plate The speed limit plate may be moved upwards or the speed limit plate may be moved outward from the center of the windmill blade to prevent overspeed.
본 발명에서, 상기 풍차날개의 중앙에서 바깥쪽으로 이동이 가능한 상기 과속방지판은, 원심력에 의해 중심 바깥쪽으로 슬라이딩되도록 결합될 수 있다. In the present invention, the speed preventing plate, which is movable outward from the center of the windmill blade, may be coupled to slide outward from the center by centrifugal force.
본 발명에서, 상기 과속방지판은, 풍력이 약한 경우 중심 바깥으로 이동한 과속방지판이 원위치로 복귀되도록 그 일측은 풍차날개에 연결되고 그 타측은 과속방지판에 연결되는 탄성부재가 더 포함될 수 있다. In the present invention, when the wind speed is weak, one side is connected to the windmill wings and the other side is an elastic member connected to the speed limit plate so that the speed limit plate moved out of the center when the wind is weak. .
본 발명에서, 상기 과속방지판의 일측에는 상기 과속방지판이 풍향, 풍속에 따라 변위되지 않도록 그 일측은 상기 과속방지판에 결합되며, 그 타측은 상기 과속방지판이 결합된 판에 결합되는 지판이 더 포함될 수 있다. In the present invention, one side of the speed preventing plate is coupled to the speed preventing plate so that the speed preventing plate is not displaced according to the wind direction, wind speed, the other side of which is coupled to the plate coupled to the speed preventing plate is further May be included.
본 발명에서, 상기 하부 자석의 외주에 회전 가능하게 결합된 상부 베어링, 상기 회전축의 하부 외주에 회전 가능하게 결합된 하부 베어링 및, 상기 하부 베어링을 지면에 대해 고정시키는 회전축측 지지 프레임을 더 포함할 수 있다. In the present invention, further comprising an upper bearing rotatably coupled to the outer circumference of the lower magnet, a lower bearing rotatably coupled to the lower outer circumference of the rotating shaft, and a rotation shaft side support frame for fixing the lower bearing relative to the ground. Can be.
본 발명에서, 상기 고정프레임에 고정되는 고정축측 헤드와 상기 회전축에 설치되는 회전축측 헤드는 회전시 발생되는 마찰력을 줄이기 위하여 반구형 또는 다각형 뿔 형상으로 형성될 수 있다. In the present invention, the fixed shaft side head fixed to the fixed frame and the rotating shaft side head is installed in the rotating shaft may be formed in a hemispherical or polygonal horn shape in order to reduce the friction generated during rotation.
본 발명에서, 하부 회전판과 상기 상부 회전판은 자체의 중량을 감소시키기 위해, 상기 풍차 날개와 접촉하지 않는 면은 개방홈이 형성될 수 있다. In the present invention, the lower rotating plate and the upper rotating plate in order to reduce the weight of its own, the surface that is not in contact with the windmill blades may be formed with an open groove.
본 발명에서, 상기 상부자석과 상기 하부자석 사이의 인력은 상기 상부자석에 매달려 있는 중량물의 하중력보다 큰 것일 수 있다. In the present invention, the attraction force between the upper magnet and the lower magnet may be greater than the load force of the weight hanging on the upper magnet.
이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예가 기술된다.In the following, embodiments of the present invention are described with reference to the accompanying drawings.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략될 것이다. 또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이 용어들은 제품을 생산하는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으며, 용어들의 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In the following description of the present invention, if it is determined that detailed descriptions of related known functions or configurations may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted. In addition, the terms to be described later are terms set in consideration of functions in the present invention, and these terms may vary according to the intention or custom of the producer producing the product, and the definition of the terms should be made based on the contents throughout the present specification.
(제1실시예)(First embodiment)
이하에서 첨부된 도면 도1 내지 도4를 참조로 본 발명의 제1실시예에 따른 자력을 이용한 풍력 발전기의 구성을 설명한다.Hereinafter, a configuration of a wind generator using magnetic force according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
도1은 본 발명의 제1실시예에 따른 풍력 발전기의 사시도이고, 도2는 본 발명의 제1실시예에 따른 풍력 발전기의 측면도이고, 도3은 본 발명의 제1실시예에 따른 풍차 날개의 요부 사시도이고, 도4는 본 발명의 제1실시예에 따른 회전축과 고정축의 상세 단면도이다.1 is a perspective view of a wind generator according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side view of a wind generator according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a windmill vane according to a first embodiment of the present invention. Is a perspective view of the main part, and FIG. 4 is a detailed sectional view of the rotating shaft and the fixed shaft according to the first embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 자력을 이용한 풍력 발전기(100: 이하에서 별다른 설명이 없는 한, '자력을 이용한 풍력 발전기'는 간략히 '풍력 발전기'라 한다)라 한다. As shown, the wind generator using a magnetic force according to an embodiment of the present invention (100: Unless otherwise described below, "wind generator using magnetic force" will be referred to simply as "wind generator").
또한 고정프레임에는 기본 프레임(101), 상단 외주 프레임(102) 상단 내주 프레임(103), 세로 프레임(104)를 포함하는 것으로 한다.In addition, the fixed frame is assumed to include a
본 발명에서, 풍력발전기(100)의 풍차부(140)가 결합된 회전축(121)의 상부에 하부 자석(120)이 결합되고, 기본 프레임(101)에 결합된 고정축(111)의 외주에 상부 자석(110)이 결합된다.In the present invention, the
상기 회전축(121)과 고정축(111)에는 반구형 형상의 고정축측 헤드(112)와 회전축측 헤드(122)가 자력에 의해 결합되되 회전 가능하게 결합되어 구성된다.The hemisphere-shaped fixed
회전축(121)의 상단인 회전축측 헤드(122)는 반구형으로 형성된다. 회전축측 헤드(122)는 고정축측 헤드(112)와 자력으로 결합되며, 회전시에 발생하는 마찰력을 최소화하기 위하여 반구형으로 형성된다. The rotating
그러나 본 발명은 이에 특별히 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라, 다각형 뿔 형상으로 회전축측 헤드(122)가 형성될 수도 있음에 유의해야 한다. 이는 후술될 고정축측 헤드(112)에도 적용될 수 있다.However, the present invention is not particularly limited thereto, and it should be noted that the rotation
회전축측 헤드(122)의 하부에는 하부 자석(120)이 결합되어, 회전축측 헤드(122)에 자기 유도가 발생하도록 한다.The
하부 자석(120)의 외주는 상부 베어링(130)이 결합되어, 회전축(121)의 회전시에 발생하는 마찰을 없애주며, 상부 베어링(130)은 상기 상부자석(110)에 매달린 중량물(하부자석(120), 풍차부(140), 회전축측기어(125) 등)이 바람부는 방향에 따라 흔들리는 것을 방지한다. The outer circumference of the
풍차부(140)는 회전축(121)의 중앙부에 결합된다. 풍차부(140)는 하부 회전판(146), 상부 회전판(145) 및 풍차 날개(141)로 구성된다. 풍차부(140)는 풍력을 받아회전부(회전축(121), 회전축측기어(125))가 회전하게 만든다.The
하부 회전판(146)과 상부 회전판(145)은 회전축(121)에 결합되어 풍차 날개(141)를 고정시키기 위해 사용된다. 또한, 하부 회전판(146)과 상부 회전판(145)은 자체의 중량을 감소시키기 위해, 풍차 날개(141)과 접촉하지 않는 면은 개방홈이 형성되는 것이 바람직하다.The lower
풍차 날개(141)는 수평 방향으로 절곡된 3개의 판이 결합되어 하나의 날개를 형성하며, 본 실시예에서는 3개의 날개가 사용된다. The
그러나 본 발명은 이에 특별히 한정되는 것은 아니며, 4개 이상의 판이나 반원형 형상의 판이 사용될 수도 있으며, 2개 또는 4개 이상의 날개가 사용될 수도 있음에 유의해야 한다.However, the present invention is not particularly limited thereto, and it should be noted that four or more plates or semi-circular plates may be used, and two or four wings may be used.
3개의 판 중 중앙 판은 일부가 분리 가능하게 결합된 과속방지판(142)이 된다. 과속방지판(142)은 바람의 강도가 강한 경우에 제거되어, 풍력 발전기(100)의 쓰러짐이나 풍차부(140)의 파손을 방지하게 된다. The middle plate of the three plates is a
이때, 상부 회전판(145)에는 제거홈(147)이 형성되어, 풍차부(140)의 분해 없이도, 과속방지판(142)을 제거홈(147)을 통해 제거할 수 있다.At this time, the
회전축(121)의 풍차부(140) 하부에는 회전축측 기어(125)가 결합된다. 회전 축측 기어(125)는 후술되는 발전기측 기어(151)와 맞물려, 발전기(150)가 전기를 발생하도록 한다.The rotary
회전축(121)의 종단부에는 하부 베어링(126)이 결합된다. 하부 베어링(126)은 회전시에 발생되는 마찰을 감소시키고, 전술된 상부 베어링(130)과 동일하게 회전축(121)의 하부가 바람부는 방향에 따라 흔들리는 것을 방지한다.The
하부 베어링(126)은 회전축측 지지 프레임(109)에 의해 지면 등에 고정된다.The
고정축(111)의 하단인 고정축측 헤드(112)는 반구형으로 형성된다. 고정축측 헤드(112)는 회전축측 헤드(122)와 자력으로 결합되며, 회전시에 발생하는 마찰력을 최소화하기 위하여 반구형으로 형성된다.The fixed
고정축(111)의 외주에는 상부 자석(110)이 결합되어, 고정축측 헤드(112)에 자기 유도가 발생하도록 한다.The
고정축(111)의 상단은 고정축측 너트(113)에 의해 기본 프레임(101)의 상단 프레임(103)에 결합된다.The upper end of the fixed
기본 프레임(101)은 상단 내주 프레임(103), 상단 외주 프레임(102), 베어링 지지 프레임(105) 및 세로 프레임(104)을 포함한다.The
상단 내주 프레임(103)은 고정축측 너트(113)를 기본 프레임(101)에 고정하기 위해 사용된다. The upper inner
상단 외주 프레임(102)은 4개의 세로 프레임(104)을 서로 연결하기 위해 사용된다.The upper
베어링 지지 프레임(105)은 상부 베어링(130)을 기본 프레임(101)에 고정하 기 위해 사용된다.The
세로 프레임(104)은 풍력 발전기(100)를 지면 등에 고정하기 위해 사용된다.The
발전기측 기어(151)는 회전축측 기어(125)와 맞물려, 풍차부(140)에 의해 발생된 회전력을 발전기(150)로 전달한다.The
발전기(150)는 발전기측 기어(151)에 의해 전달받은 회전력으로 전기를 생산한다. 도시되지는 않았지만, 발전기(150)에 의해 생산된 전기는 축전기를 통해 축전되거나, 외부 연결 케이블을 통해 전기 장치 등에 직접 연결될 수도 있다.The
(동작예)(Operation example)
이하에서, 본 발명의 실시예에 따른 풍력 발전기의 동작을 설명한다.Hereinafter, the operation of the wind generator according to the embodiment of the present invention.
동작예의 설명에 앞서, 본 실시예에 따른 풍력 발전기(100)는 상부 자석(110)과 하부 자석(120)의 작용에 의해 회전축(121)의 중량이 하부에 마찰력으로 작용되지 않음에 유의한다.Prior to the description of the operation example, it is noted that the
즉, 상부 자석(110)에 의해 자기 유도된 고정축측 헤드(112)와 하부 자석(120)에 의해 자기 유도된 회전축측 헤드(122)는 자력의 인력에 의해 서로 끌어당겨진다. That is, the fixed
따라서, 회전축(121)에 연결된 풍차부(140), 회전축측 기어(125)는 공중에서 회전하는 것과 유사하게 마찰력을 거의 발생하지 않는다. Accordingly, the
한편, 상부 베어링(130)과 하부 베어링(126)은 상기 상부자석(110)에 매달린 중량물(하부자석(120), 풍차부(140), 회전축측거어(125) 등)이 바람부는 방향에 따라 흔들리는 것을 방지하고. 회전시에 발생하는 마찰력을 제거하여 회전 효율을 높 이게 된다.On the other hand, the
제1단계, 바람이 불게 되면, 바람의 방향에 관계없이 풍차 날개(141)가 회전하게 된다. 즉, 풍차 날개(141)는 사방이 개방된 상태로 회전축(121)에 결합되어 있기 때문에, 어느 방향에서부터 불어오는 바람이든 관계없이 회전을 하게 된다.In the first step, when the wind blows, the
제2단계, 풍차 날개(141)의 회전은 풍차부(140)가 결합된 회전축(121)의 질량에 따른 마찰력의 손실 없이 회전하게 된다.In the second step, the
제3단계, 회전축(121)이 회전함에 따라 회전축측 기어(125)가 회전한다.In the third step, the rotating
제4단계, 회전축측 기어(125)가 회전함에 따라, 이에 맞물린 발전기측 기어(151)가 회전하고, 이에 의해 발전기(150)가 전자기 유도에 의해 전기를 생산한다.As the fourth step, the rotary
한편, 바람이 강하게 불게 되면, 풍차부(140)가 소정 한계 회전수보다 높은 회전수로 회전할 우려가 있다. 이 경우, 풍차부(140)가 파손되거나, 풍력 발전기(100)가 쓰러질 수 있다.On the other hand, when the wind blows strongly, the
이를 방지하기 위하여, 바람이 강하게 불 경우에는, 사용자(또는 관리자)는 풍차부(140)의 과속방지판(142)을 풍차 날개(141)에서 분리한다.In order to prevent this, when the wind blows strongly, the user (or manager) separates the
이에 의해 과속방지판(142)이 위치했던 공간을 통해 바람이 새 나가게 되어, 풍차부(140)의 회전수를 한계 회전수보다 낮게 조절할 수 있다. 이때, 과속방지판(142)의 분리는, 모든 풍차 날개(141)에서 이루어지는 것이 바람직하다. 즉, 3개의 풍차 날개(141)가 사용되는 경우, 하나의 풍차 날개(141)에서만 과속방지판(142)이 분리되면, 풍차부(140)의 회전 중심이 한쪽으로 쏠리게 되어 풍차부(140)가 진동하면서 회전할 우려가 있기 때문이다. 그러나, 4개의 풍차 날개(141)가 사용되는 경우에는, 서로 마주보는 두 개의 풍차 날개(141)로부터 과속방지판(142)을 분리하여 사용할 수도 있음에 유의한다.As a result, the wind leaks through the space where the
(제2실시예)Second Embodiment
이하에서 첨부된 도면 도5를 참조로 본 발명의 제2실시예에 풍력 발전기를 설명한다.Hereinafter, a wind power generator according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5.
도5는 본 발명의 제2실시예에 따른 풍차 날개의 요부 사시도이다.5 is a perspective view of main parts of a windmill blade according to a second embodiment of the present invention.
도5에 도시된 바와 같이, 본 제2실시예에 따른 풍차부(240)는 과속방지판(242)이 풍차 날개(241)에 대해 원심력에 의해 중심 바깥쪽으로 슬라이딩되도록 결합된 것을 제외하고는 제1실시예와 동일한 구성을 갖는다.As shown in FIG. 5, the
즉, 상기 과속방지판(242)이 원심력에 의해 슬라이딩되도록 결합되되, 풍력이 약한 경우 중심 바깥으로 이동한 과속방지판(242)이 원위치로 복귀될 수 있도록 그 일측은 풍차날개(241)에 연결되고 그 타측은 과속방지판(242)에 연결되는 탄성부재(243)가 결합된다. That is, the
또한, 상기 과속방지판(242)이, 풍향에 따라 영향을 받지 않도록 상기 과속방지판(242) 일측에는 지지판(244)이 더 포함된다. In addition, the
이와 같은 과속방지판(242)은, 풍력이 약한 경우에는 탄성 부재(243)의 탄성에 의해 원위치를 유지하여 최적의 풍력 발전 효율이 되도록 한다. The
한편, 강한 풍력이 발생하여 회전부가 강하게 회전되면 과속방지판(242)에 가해지는 원심력이 증가되어 상기 원심력이 상기 탄성부재(243)의 틴성력보다 크게 되면, 상기 과속방지판(242)이 중심 바깥쪽으로 슬라이딩 되어 공간이 형성된다. On the other hand, when strong wind is generated and the rotating part is strongly rotated, the centrifugal force applied to the
따라서 강한 풍력이 작용하는 경우 과속방지판(242)이 작동되어 생긴 공간으로 바람이 빠져나가게 되므로, 풍차부(240)의 파손 등을 방지할 수 있게 된다.Therefore, when the strong wind is acting, the wind is drawn out to the space created by the
또한, 상기 과속방지판(242)에는 지지판(244)이 결합되어, 풍향, 풍속에 의해 과속방지판(242)이 영향을 받지 않게 된다. In addition, the speeding
즉, 바람이 부는 방향에 따라, 특히 풍속이 강한 바람이 부는 경우는 더욱 상기 과속방지판(242)이 바람부는 방향을 따라 벌어지면서 슬라이딩이 될 수 있는 바, 상기 과속방지판(242)이 바람부는 방향을 따라 벌어지는 것을 방지할 수 있게 된다. That is, according to the direction in which the wind blows, in particular, when the wind is strong wind speed can be further sliding along the wind speed direction, the
이상으로 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조로 기술하였다. 그러나 본 발명은 전술된 실시예에만 특별히 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라, 당업자에 의해, 첨부된 청구범위의 정신과 사상 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함에 유의해야 한다.The embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings. However, it is to be noted that the present invention is not particularly limited only to the above-described embodiments, and that various modifications and changes can be made by those skilled in the art within the spirit and spirit of the appended claims as necessary.
전술된 바와 같이, 본 발명에 따르면 풍차부가 개방된 상태로 설치되어, 풍향에 관계없이 발전이 가능한 풍력 발전기를 제공할 수 있다.As described above, according to the present invention, the windmill may be installed in an open state to provide a wind generator capable of generating power regardless of the wind direction.
또한 상부 자석과 하부 자석의 자기 유도에 따라, 회전축이 고정축에 자력에 의해 매달린 상태로 회전하게 되어, 풍차 날개의 중량에 따른 마찰력이 발생하지 않아 발전 효율이 높은 풍력 발전기를 제공할 수 있다.In addition, according to the magnetic induction of the upper magnet and the lower magnet, the rotating shaft is rotated in a state suspended by the magnetic force on the fixed shaft, the friction force according to the weight of the windmill blades does not occur can provide a wind power generator with high power generation efficiency.
또한 과속방지판이 분리 가능하게 결합되어, 강풍이 부는 경우에도 풍력 발전기가 파손되지 않게 된다In addition, the speed limit plate is detachably coupled so that the wind generator is not damaged even in strong winds.
한편, 수동으로 과속방지판을 조작하도록 구성된 경우에는 구조가 간단하여 제조비용이 저렴한 장점이 있으며, 과속방지판이 판에 원심력에 의해 슬라이딩 가능하게 결합됨으로써, 풍력의 세기에 따라 자동적으로 과속방지판이 작동되도록 한 구성의 경우에는, 수동으로 과속방지판을 분리하는 것보다 사용이 편리한 장점이 있다. On the other hand, when the speed limit plate is configured to be operated manually, the structure is simple and the manufacturing cost is low, and the speed limit plate is slidably coupled to the plate by centrifugal force, so that the speed limit plate automatically operates according to the strength of the wind. In the case of the configuration to be possible, there is an advantage that it is easier to use than removing the speed limit plate manually.
또한, 과속방지판에는 지지판이 결합되어, 과속방지판이 바람부는 방향을 따라 벌어지는 것을 방지할 수 있게 되어, 탄성부재 및 과속방지판 등의 훼손을 방지할 수 있게 된다. In addition, the speeding plate is coupled to the support plate, it is possible to prevent the speeding plate to spread along the wind direction, it is possible to prevent damage to the elastic member and the speeding plate.
또한, 상기 하부 자석의 외주에 회전 가능하게 결합된 상부 베어링과, 상기 회전축의 하부 외주에 회전 가능하게 결합된 하부 베어링이 더 포함되어, 회전시에 발생하는 마찰력을 감소시켜 회전 효율을 증가시킬 수 있게 되고, 회전부가 바람부는 방향에 따라 흔들리는 것을 방지하게 된다. In addition, an upper bearing rotatably coupled to an outer circumference of the lower magnet and a lower bearing rotatably coupled to a lower outer circumference of the rotating shaft may further include reducing frictional forces generated during rotation to increase rotation efficiency. And the rotation part is prevented from shaking in the windy direction.
또한, 고정프레임에 고정되는 고정축측 헤드와 상기 회전축에 설치되는 회전축측 헤드는 반구형 또는 다각형 뿔 형상으로 형성되어 회전시 발생되는 마찰력을 줄일 수 있게 된다. In addition, the fixed shaft side head fixed to the fixed frame and the rotating shaft side head is installed in the rotating shaft is formed in a hemispherical or polygonal horn shape can reduce the friction force generated during rotation.
또한, 상기 하부 회전판과 상기 상부 회전판에는 상기 풍차 날개와 접촉하지 않는 면에 개방홈이 형성되도록 하여 자체의 중량을 감소시킬 뿐만 아니라 회전시 발생되는 마찰력도 줄일 수 있게 된다.In addition, the lower rotary plate and the upper rotary plate is formed to have an open groove on the surface that is not in contact with the windmill blades to reduce the weight of itself as well as to reduce the friction generated during the rotation.
또한, 상부자석은 상기 하부자석의 자력보다 2배 이상의 자력을 갖는 경우 안정적으로 하부자석에 메달려 있는 하중물을 유지시킬 수 있게 된다. In addition, when the upper magnet has a magnetic force of more than twice the magnetic force of the lower magnet it is possible to stably maintain the load suspended in the lower magnet.
또한, 상기 상부자석과 상기 하부자석의 자력은 상기 상부자석에 매달려 있는 중량물의 하중력보다 크도록 형성하여 안정적으로 하부자석에 메달려 있는 하중물을 유지시킬 수 있게 된다.In addition, the magnetic force of the upper magnet and the lower magnet is formed to be greater than the load force of the heavy material hanging on the upper magnet it is possible to stably maintain the load suspended on the lower magnet.
Claims (11)
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