KR100761471B1 - Apparatus for wind power generation with vertical axis - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 실시예인 풍력날개 보호기능이 구비된 수직축 풍력발전장치를 나타낸 평면도, 1 is a plan view showing a vertical axis wind power generator with a wind wing protection function of an embodiment of the present invention,
도 2는 본 발명의 실시예인 풍력날개 보호기능이 구비된 수직축 풍력발전장치를 나타낸 전면도, Figure 2 is a front view showing a vertical axis wind power generation device with a wind wing protection function of an embodiment of the present invention,
도 3은 본 발명의 실시예인 풍력날개 보호기능이 구비된 수직축 풍력발전장치의 구성 중 풍력날개용 커버를 나타낸 요부사시도, 3 is a main part perspective view showing a cover for the wind blades in the configuration of a vertical axis wind power generator with a wind wing protection function of an embodiment of the present invention,
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예인 풍력날개 보호기능이 구비된 수직축 풍력발전장치의 작동상태 요부단면도, 4 and 5 is a cross-sectional view of the main part of the operating state of the vertical axis wind power generator with a wind wing protection function of an embodiment of the present invention,
도 6은 본 발명의 다른 실시예인 풍력날개 보호기능이 구비된 수직축 풍력발전장치를 나타낸 평면도, Figure 6 is a plan view showing a vertical axis wind power generation device with a wind wing protection function according to another embodiment of the present invention,
도 7은 본 발명의 다른 실시예인 풍력날개 보호기능이 구비된 수직축 풍력발전장치를 나타낸 전면도, 7 is a front view showing a vertical axis wind power generation device with a wind wing protection function according to another embodiment of the present invention,
도 8은 본 발명의 다른 실시예인 풍력날개 보호기능이 구비된 수직축 풍력발전장치의 구성 중 풍력날개용 커버를 나타낸 요부사시도이다.8 is a main part perspective view showing a cover for the wind vane of the configuration of a vertical axis wind power generator with a wind wing protection function according to another embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호설명><Code Description of Main Parts of Drawing>
100a,100b,200 : 거치프레임 100a, 100b, 200: Mounting frame
101a,103a,121a,122a,221,222,320 : 볼베어링101a, 103a, 121a, 122a, 221,222,320: ball bearing
102a : 고정구 110a,110b : 연결회전축102a: Fixture 110a, 110b: connecting rotary shaft
111a,111b,211 : 풍력날개 120a,120b,220 : 풍력날개용 커버111a, 111b, 211:
123a,123b,223 : 중량체 124a,124b,224 : 풍향집중막123a, 123b, 223:
125a : 풍향통과공간 130a,130b,230 : 일측 베벨기어125a: wind direction
140a,140b,240 : 타측 베벨기어 150a,150b,250 : 동력중계용 축140a, 140b, 240:
160 : 차동기어부 170,260 : 발전기160: differential gear unit 170,260: generator
180a,180b : 공회전유도용 관 181a,181b : 일방향 베어링180a, 180b: Idle
300 : 고정축 310 : 회동관 300: fixed shaft 310: rotating tube
330 : 풍향방향 이동막 340 : 거치프레임 지지용 루프레일330: Wind direction direction moving membrane 340: Mounting frame supporting roof rail
350 : 레일바퀴 361,362,363 : 보강연결대 350: rail wheels 361,362,363: reinforcement connecting rod
370 : 지지대370 support
본 발명은 전동원 없이도 풍력날개의 보호를 위해 요구되는 풍력의 세기를 감지하는 수단을 구비하되, 그 구비되는 풍력의 세기를 감지하는 수단의 기계적 구 성 또한 간소화시켜 초기제조비용이 저렴하고, 설치 또한 용이하며, 사용 유지보수가 간편한 풍력날개 보호기능이 구비된 수직축 풍력발전장치에 관한 것이다. The present invention is provided with a means for sensing the strength of the wind required for the protection of the wind blades without a power source, but also simplified the mechanical configuration of the means for sensing the strength of the wind power provided, the initial manufacturing cost is low, installation It also relates to a vertical axis wind turbine with wind blade protection that is easy and easy to use and maintain.
일반적으로, 자연의 바람으로 풍차(風車)를 돌리고, 이것을 기어기구 등을 이용하여 발전기를 돌리는 발전 방식을 갖는 풍력발전장치는 자연상태의 무공해 에너지원으로서 화석연료를 대체하는 대체 에너지원 중 가장 경제성이 높은 대체 에너지원으로서 전세계적으로 각광을 받고 있다. In general, wind power generators that have a windmill driven by natural wind and a generator using a gear mechanism to turn the generator are the most economical alternatives to fossil fuels as a pollution-free energy source in the natural state. This high alternative energy source is in the spotlight worldwide.
그러나 우리나라의 기후환경은 외국의 기후환경과는 달리 바람의 방향이 수시로 바뀔 뿐만 아니라 바람이 부는 공간 상의 상부 및 하부에서의 각 바람의 방향 또한 다른 경우가 많고, 퐁속도 미풍이어서 바람의 세기 또한 작다. However, the climate environment of our country is not only changed the direction of the wind from time to time, but also the direction of each wind in the upper and lower parts of the space where the wind is blowing is also different, and the wind speed is small, so the strength of the wind is also small. .
그리고 계절 중 여름의 경우 집중호우 또는 태풍이 불 때의 풍속은 강풍이어서 바람의 세기 또한 크기 때문에 작은 풍속에도 풍차날개의 회전을 가능하게 하여 풍력발전을 수행할 수 있고, 큰 풍속의 경우에는 풍차날개를 보호하여 풍력발전장치의 훼손을 최소화시킬 수 있는 한국형 풍력발전장치의 필요성이 요구되고 있는 바, 이와 같은 요구에 부응하여 선출원(특허출원 제 2005-0103895호)된 것으로 종래의 풍력발전장치는 풍력의 강약에 따라 풍차날개의 풍압작용면적을 조절시키는 풍압조절수단이 구비된 날개조립체와, 풍력의 세기를 감지하여 상기 풍압조절수단이 구비된 날개조립체를 제어하는 신호를 발생하는 풍력감지수단과, 상기 풍력감지수단에 의해 발생된 신호를 이용해 풍압조절수단을 제어하는 제어부를 제공함으로써 작은 풍속에서도 풍력발전이 수행할 수 있고, 강한 풍속이 불 경우 이를 감지하여 날개조립체의 풍압작용면적을 축소함으로써 날개조립체의 훼손을 최소화시켜주 는 이점을 제공한다. In the summer, the wind speed during heavy rains or typhoons is strong, so the wind power is also large, enabling the wind turbine to rotate even at small wind speeds. There is a need for a Korean wind turbine that can minimize damage to wind turbines by protecting the wind turbines. In response to such demands, the application has been filed (Patent Application No. 2005-0103895). A wing assembly provided with wind pressure control means for adjusting the wind pressure action area of the windmill blade according to the strength and weakness of the wind turbine, and a wind sensing means for generating a signal for controlling the wing assembly provided with the wind pressure control means by sensing the strength of the wind power; By providing a control unit for controlling the wind pressure control means by using the signal generated by the wind sensing means at a small wind speed Wind power generation can be performed, and if strong wind speeds are detected, the wind pressure action area of the wing assembly is reduced to provide an advantage of minimizing damage to the wing assembly.
그러나 이와 같은 이점에도 불구하고 종래의 풍력발전장치는 다음과 같은 문제점이 있다. However, despite these advantages, the conventional wind power generator has the following problems.
먼저, 풍력의 세기를 감지하는 풍력감지수단은 회전팬, 오일펌프, 실린더, 제 1,2 감지용 신호발생캠 및 다수개의 감지용 리미트 스위치로 구성된다.First, the wind sensing means for sensing the strength of the wind is composed of a rotating fan, an oil pump, a cylinder, the first and second sensing signal generating cam and a plurality of sensing limit switches.
그리고 풍압조절수단이 구비된 날개조립체 중 날개조립체는 다수의 날개가 상호 등각도의 간격으로 유지시켜 주도록 고정블록과 연결되되, 그 다수의 날개와 고정블록 간에는 회전연결부에 의해 연결되고, 그 회전연결부는 다시 웜휠, 지지부, 제 1 구동모터, 웜으로 구성되고, 상기 다수의 날개는 프레임, 천, 앵글 및 평철로 각각 구성된다. And the wing assembly of the wing assembly with wind pressure control means is connected to the fixed block so that the plurality of wings are maintained at equally spaced intervals, the plurality of wings and the fixed block is connected by a rotary connection, the rotary connection portion The back is composed of a worm wheel, a support, a first drive motor, a worm, the plurality of wings are each composed of a frame, cloth, angle and flat iron.
또한, 상기 날개조립체에 구비된 풍압조절수단은 제 2 구동모터, 드럼, 지지축, 와인딩 롤러, 다수개의 코일형 스프링, 와이어로 구성된다. In addition, the wind pressure adjusting means provided in the wing assembly is composed of a second drive motor, a drum, a support shaft, a winding roller, a plurality of coiled springs, a wire.
이처럼, 종래의 풍력발전장치는 풍력의 세기를 감지하여 다수의 날개의 풍압작용면적을 조절하기 위한 기계적 구성이 매우 복잡할 뿐만 아니라, 별도의 전원공급을 통해야만 전기적인 제어가 가능하며, 장치 제어 또한 복잡한 문제점이 있다. As such, the conventional wind power generator is not only very complicated mechanical configuration for adjusting the wind pressure action area of the plurality of wings by sensing the strength of the wind, but also electrical control is possible only through a separate power supply, device control There is also a complicated problem.
이러한 문제점으로 인해 종래의 풍력발전장치는 막대한 초기제조비용이 소요되고, 장치의 설치 또한 어려우며, 사용 중 별도의 전원공급장치의 추가와 더불어 복잡한 기계적 구성의 유지보수비용이 크게 소요되는 폐단을 파생시키고 있다. Due to this problem, the conventional wind power generator has a huge initial manufacturing cost, it is difficult to install the device, and it leads to the addition of a separate power supply during use, resulting in a large cost of maintenance of a complicated mechanical configuration. have.
본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 전동원 없이도 풍력날개의 보호를 위해 요구되는 풍력의 세기를 감지하는 수단을 구비하되, 그 구비되는 풍력의 세기를 감지하는 수단의 기계적 구성 또한 간소화시켜 초기제조비용이 저렴하고, 설치 또한 용이하며, 사용 유지보수가 간편한 풍력날개 보호기능이 구비된 수직축 풍력발전장치를 제공하는데 있다. The present invention is to solve the problems of the prior art, an object of the present invention is provided with a means for sensing the strength of the wind power required for the protection of the wind turbine blades without a power source, to detect the strength of the wind power provided The mechanical configuration of the means is also simplified to provide a vertical axis wind turbine with wind blade protection, which is low in initial manufacturing cost, easy to install, and easy to use and maintain.
본 발명을 달성하기 위한 기술적 사상으로, 본 발명의 실시예인 풍력날개 보호기능이 구비된 수직축 풍력발전장치는, 한 쌍의 거치프레임과; 상기 한 쌍의 거치프레임에 각각 구비되는 것으로 외주연에 풍력날개가 연결고정되고, 일단부가 상기 거치프레임의 일측 내면에 회전가능하게 연결되며, 타단부가 상기 거치프레임의 타측 내면을 통해 관통내재되는 연결회전축과; 원통형상을 갖는 것으로 양측면에 관통공이 형성되고, 그 형성된 관통공에 볼베어링이 끼움연결되며, 그 끼움연결된 볼베어링을 통해 상기 연결회전축이 끼워지고, 전방의 하부가 개방되며, 하측 외면에 중량체가 연결된 풍력날개용 커버와; 상기 연결회전축의 타단부와 연결되는 일측 베벨기어와; 상기 일측 베벨기어와 연결되는 타측 베벨기어와; 상기 타측 베벨기어에 관통연결되는 동력중계용 축과; 상기 각 동력중계용 축에 연결되어 반대방향으로 회전하는 각 동력중계용 축의 회전을 하나의 회전방향으로 회전되도록 제어하는 차동기어부와; 상기 차동기어부에 연결되어 전달되는 회전력을 동력으로 전기를 생성하는 발전기로 이루어진다. As a technical idea for achieving the present invention, a vertical axis wind power generator with a wind wing protection function of an embodiment of the present invention, a pair of mounting frame; The wind vane is fixed to the outer periphery of the pair of mounting frames respectively provided, and one end is rotatably connected to one inner surface of the mounting frame, and the other end penetrates through the other inner surface of the mounting frame. Connecting rotary shaft; Through-holes are formed on both sides of the cylindrical shape, the ball bearings are fitted to the formed through-holes, and the connecting rotary shaft is fitted through the fitted ball bearings, the lower part of the front is opened, and the weight is connected to the lower outer surface. A wing cover; One side bevel gear connected to the other end of the connecting rotary shaft; Another bevel gear connected to the one bevel gear; A power relay shaft penetratingly connected to the other bevel gear; A differential gear unit connected to each of the power relay shafts to control rotation of each power relay shaft rotated in an opposite direction to rotate in one rotation direction; The generator is connected to the differential gear unit and generates electricity with power based on the rotational force transmitted.
본 발명의 다른 실시예인 풍력날개 보호기능이 구비된 수직축 풍력발전장치는, 거치프레임과; 상기 거치프레임에 구비되는 것으로 외주연에 풍력날개가 연결 고정되고, 일단부가 상기 거치프레임의 일측 내면에 회전가능하게 연결되며, 타단부가 상기 거치프레임의 타측 내면을 통해 관통내재되는 연결회전축과; 원통형상을 갖는 것으로 양측면에 관통공이 형성되고, 그 형성된 관통공에 볼베어링이 끼움연결되며, 그 끼움연결된 볼베어링을 통해 상기 연결회전축이 끼워지고, 전방의 하부가 개방되며, 하측 외면에 중량체가 연결된 풍력날개용 커버와; 상기 연결회전축의 타단부와 연결되는 일측 베벨기어와; 상기 일측 베벨기어와 연결되는 타측 베벨기어와; 상기 타측 베벨기어에 관통연결되는 동력중계용 축과; 상기 동력중계용 축에 연결되어 전달되는 회전력을 동력으로 전기를 생성하는 발전기로 이루어진다. Another embodiment of the present invention is a vertical axis wind power generation device with a wind wing protection function, the mounting frame; A connecting rotary shaft provided at the mounting frame and having a wind blade connected to and fixed to an outer circumference thereof, one end of which is rotatably connected to one inner surface of the mounting frame, and the other end penetrated through the other inner surface of the mounting frame; Through-holes are formed on both sides of the cylindrical shape, the ball bearings are fitted to the formed through-holes, and the connecting rotary shaft is fitted through the fitted ball bearings, the lower part of the front is opened, and the weight is connected to the lower outer surface. A wing cover; One side bevel gear connected to the other end of the connecting rotary shaft; Another bevel gear connected to the one bevel gear; A power relay shaft penetratingly connected to the other bevel gear; It is composed of a generator for generating electricity by the power of the rotational force is connected to the power relay for transmission.
상기 본 발명의 각 실시예에는 지면에 고정되는 고정축과; 상기 거치프레임을 고정시키는 것으로 상기 고정축이 내재되는 회동관과; 상기 고정축과 상기 회동관 사이에 끼워지는 볼베어링과; 상기 회동관의 전방에 고정되는 것으로 부는 바람에 따라 상기 볼베어링이 끼워진 상기 회동관이 바람의 방향으로 원활하게 회동할 수 있도록 제어하는 풍향방향 이동막을 포함한다.Each embodiment of the present invention includes a fixed shaft fixed to the ground; A rotating tube having the fixed shaft embedded therein to fix the mounting frame; A ball bearing fitted between the fixed shaft and the pivot tube; In accordance with the wind blowing to be fixed to the front of the rotating tube includes a wind direction moving membrane for controlling the rotating tube is inserted into the ball bearing smoothly in the direction of the wind.
상기 본 발명의 각 실시예에는 상기 연결회전축의 타단부에 연결고정되는 것으로 상기 연결회전축이 정회전 방향으로 회전 시 맞물리고, 역회전방향으로는 공회전하는 일방향 베어링이 안측에 연결된 공회전 유도용 관를 포함하고, 상기 공회전 유도용 관의 외측에 상기 일측 베벨기어가 연결고정된다. Each embodiment of the present invention is connected to the other end of the connection shaft to be fixed to the connection shaft is rotated in the forward rotation direction is engaged, and the one-way bearing for idle rotation in the reverse rotation direction is connected to the inner side induction pipe The one side bevel gear is fixed to the outside of the idle guide pipe.
상기 본 발명의 각 실시예의 풍력날개용 커버의 개방된 하부의 단면에는 풍향집중막이 연장돌출된다. The wind direction concentration film extends and protrudes from an open lower end section of the wind vane cover of each embodiment of the present invention.
상기 본 발명의 각 실시예의 회동관에는 거치프레임 지지용 루프레일이 연결 고정되고, 상기 거치프레임의 하면에는 레일바퀴가 부착되어, 상기 거치프레임의 레일바퀴가 상기 거치프레임 지지용 루프레일에 놓임으로서 상기 거치프레임이 안전하게 지지되어 회전되도록 제공한다. The rotatable pipe supporting loop rail of each embodiment of the present invention is connected and fixed, the lower surface of the mounting frame is attached to the rail wheel, the rail wheel of the mounting frame is placed on the mounting frame supporting loop rail The mounting frame is provided to be securely supported and rotated.
상기 본 발명의 각 실시예의 풍력날개용 커버의 배면에는 풍향통과공간이 형성된다. On the rear surface of the wind vane cover of each embodiment of the present invention, a wind direction passing space is formed.
이하에서는 본 발명의 실시예의 작용에 대하여 첨부한 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter will be described in detail with reference to the accompanying drawings for the operation of the embodiment of the present invention.
도 1은 본 발명의 실시예인 풍력날개 보호기능이 구비된 수직축 풍력발전장치를 나타낸 평면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예인 풍력날개 보호기능이 구비된 수직축 풍력발전장치를 나타낸 전면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예인 풍력날개 보호기능이 구비된 수직축 풍력발전장치의 구성 중 풍력날개용 커버를 나타낸 요부사시도이고, 도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예인 풍력날개 보호기능이 구비된 수직축 풍력발전장치의 작동상태 요부단면도이다.1 is a plan view showing a vertical axis wind power generator with a wind wing protection function of an embodiment of the present invention, Figure 2 is a front view showing a vertical axis wind power generator with a wind wing protection function of an embodiment of the present invention, 3 is a main part perspective view showing a cover for the wind vane of the configuration of a vertical axis wind power generator with a wind turbine protection function according to an embodiment of the present invention, Figures 4 and 5 is a vertical shaft having a wind blade protection function according to an embodiment of the present invention. Sectional view of the main state of operation of a wind turbine.
도시된 바와 같이, 본 발명의 수직축 풍력발전장치는 크게 일측 및 타측으로 구분되어 설치되는 한 쌍의 거치프레임(100a,100b), 각 거치프레임(100a,100b)에 회동가능하게 설치되는 것으로 바람에 의해 회전력을 생성하는 연결회전축(110a,110b), 각 연결회전축(110a,110b)을 씌워지는 것으로 풍속이 미풍일 시 연결회전축(110a,110b) 쪽으로 바람이 집중되도록 제공하고, 풍속이 강풍일 시 연결 회전축(110a,110b) 쪽으로 전달되는 바람을 최대한 차단시켜 강풍에 의한 풍력장비 훼손을 최소화시켜주도록 제어하는 풍력날개용 커버(120a,120b) 및 부는 바람을 따라 풍력날개용 커버(120a,120b)가 회동하도록 제어하는 수단으로 이루어진다. As shown, the vertical axis wind power generator of the present invention is largely installed to be rotatably installed in a pair of mounting frame (100a, 100b), each mounting frame (100a, 100b) is divided into one side and the other side By connecting the connecting shafts (110a, 110b), each of the connecting shafts (110a, 110b) to generate a rotational force by providing wind to concentrate towards the connecting shafts (110a, 110b) when the wind speed is a breeze, when the wind speed is a strong wind Wind vane cover (120a, 120b) and wind blade cover (120a, 120b) to control to minimize the damage to wind equipment by strong winds by blocking the wind transmitted to the connecting rotary shaft (110a, 110b) as much as possible Means for controlling to rotate.
먼저, 한 쌍의 거치프레임(100a,100b)은 사각형상을 갖는 관체이다. First, the pair of
상기 각각의 연결회전축(110a,110b)은 외주연에 풍력날개(111a,111b)가 연결고정되는데, 그 고정구조는 풍력날개(111a,111b)를 연결시켜주는 연결구의 중앙 부분에 삽입구멍이 관통형성되고, 그 관통형성된 삽입구멍에 연결회전축(110a,110b)이 내삽되어 고정되는 구조를 갖는다. Each of the connecting rotary shafts (110a, 110b) is fixed to the wind blade (111a, 111b) is connected to the outer periphery, the fixing structure is inserted through the insertion hole in the center portion of the connector for connecting the wind blade (111a, 111b) It is formed and has a structure in which the connecting rotation shaft (110a, 110b) is interpolated and fixed to the insertion hole formed therethrough.
여기서, 풍력날개(111a,111b)의 개수는 도면에서처럼, 4개이거나 3개 또는 5개 등 다양하게 적용하여 사용할 수 있는데, 이는 본 발명의 수직축 풍력장치가 설치되는 지역의 평균 바람의 세기 또는 풍력날개(111a,111b)의 크기에 따라 선택적용하여 사용한다. Here, the number of wind vanes (111a, 111b) can be used in a variety of applications, such as four, three or five, as shown in the figure, which is the average wind strength or wind power in the region where the vertical axis wind turbine of the present invention is installed Depending on the size of the wing (111a, 111b) is used for selective use.
상기 2개의 풍력날개용 커버(120a,120b)는 일측 및 타측으로 구분되는 각 연결회전축(110a,110b)에 설치되는 것으로 양측이 동일하기 때문에 일측의 풍력날개용 커버(120a)만 설명하면 다음과 같다. The two wind vane cover (120a, 120b) is installed on each connecting rotary shaft (110a, 110b) divided into one side and the other side because both sides are the same, if only one wind blade cover (120a) will be described as follows same.
일측의 풍력날개용 커버(120a)는 원통형상을 갖는 것으로 양측면에 관통공이 형성되고, 전방의 하부가 개방된 형상을 갖는다. 그리고 양측면에 형성된 관통공에 볼베어링(121a,122a)이 억지끼움 방식으로 연결되고, 그 연결된 볼베어링(121a,122a)을 통해 일측의 연결회전축(110a)이 끼워진다. The
그리고 일측의 풍력날개용 커버(120a)의 하측 외면을 따라 봉 형상의 중량 체(123a)가 볼트 등과 같은 체결수단을 통해 연결고정되어 있고, 일측의 풍력날개용 커버(120a)의 개방된 하부의 단면에는 풍향집중막(124a)이 연장돌출되어 있어, 전방 하부 쪽으로 부는 바람을 연결회전축(110a)에 고정연결된 풍력날개(111a) 쪽으로 집중시켜 단위시간 당 회전수가 증가될 수 있도록 제공한다. The rod-
즉, 평상시의 바람의 속도인 미풍(W1)이 불 경우 하측에 연결된 중량체(123a)에 의해 풍력날개용 커버(120a)는 회동하지 않아 부는 바람이 풍력날개용 커버(120a) 하부의 개방된 곳을 통해 집중된다. 다시 말해, 풍력날개용 커버(120a)의 개방된 하부의 단면에 연장돌출된 풍향집중막(124a)에 미풍(W1)이 부딪힌다 할지라도 풍속의 세기가 작아 하측에 중량체(123a)가 구비된 풍력날개용 커버(120a)를 회동시키지 못하고 굴절되어 풍력날개(111a) 쪽으로 집중되기 때문이다. That is, when the wind breeze (W1), which is the speed of the usual wind blows, the wind blade (120a) is not rotated by the weight body (123a) connected to the lower side, so that the blowing wind is opened under the wind blade cover (120a). Is concentrated through place. In other words, even if the breeze W1 strikes the wind
그리고 평상시의 바람의 속도인 미풍(W1)이 불 경우 풍력날개용 커버(120a) 내로 유동되는 미풍(W1)이 외부로 유출되도록 하여 상기 풍력날개(111a)가 원활하게 회전할 수 있도록 하기 위해 상기 풍력날개용 커버(120a)의 배면에는 풍향통과공간(125a)이 형성되어 제공된다. And when the wind breeze (W1) is the wind speed of the usual wind blows the wind breeze (W1) flowing into the wind blade cover (120a) to the outside to allow the
이처럼, 일측의 풍력날개용 커버(120a)에 끼워진 일측의 연결회전축(110a)은 다시 일측의 거치프레임(100a)에 회동되도록 내재되는데 먼저, 거치프레임(100a)의 일측 내면에 볼베어링(101a)이 내측에 안착된 고정구(102a)가 볼트 등을 통해 체결되고, 거치프레임(100a)의 일측 내면에 타측면에 다른 볼베어링(103a)이 삽입연결된 상태에서 연결회전축(110a)의 일단부가 고정구(102a)의 볼베어링(101a)에 끼움 연결되고, 타단부가 다른 볼베어링(103a)에 관통연결하여 완료한다. As such, one side of the connecting
여기서, 일측의 거치프레임(100a)의 내측면에 연결되는 일측의 풍력날개용 커버(120a)의 개수는 도면에서처럼 4개 정도가 연결되나 이 또한, 설치되는 지역에서 부는 바람 또는 풍력장치의 크기에 따라 다양한 개수를 적용하여 사용할 수 있다. Here, the number of the
이처럼 거치프레임(100a)에 연결된 풍력날개용 커버(120a)를 통해 장마 또는 태풍 등에 의해 풍력날개용 커버(120a) 쪽으로 하측에 중량체(123a)가 구비된 풍력날개용 커버(120a)를 이동시킬 정도의 강력한 속도를 갖는 바람인 강풍(W2)이 불 경우 풍력날개용 커버(120a)는 연결회전축(110a)에 볼베어링(121a,122a)를 통해 회동가능하게 연결되어 있어 풍력날개용 커버(120a)의 개방된 하부의 단면에 연장돌출된 풍향집중막(124a)에 강풍(W2)이 부딪힐 경우 풍력날개용 커버(120a)가 강풍(W2)의 진행방향인 시계방향으로 회동한다. Thus, through the wind vane cover (120a) connected to the mounting frame (100a) to move the wind vane cover (120a) provided with a
이 때문에, 풍력날개용 커버(120a) 하부의 개방된 곳으로 강풍(W2)의 유입을 최소화시킴으로써 강풍(W2)으로 인해 풍력날개용 커버(120a)의 내부에 구비된 풍력날개(111a)가 훼손되는 것을 방지할 수 있다. For this reason, by minimizing the inflow of the strong wind (W2) to the open portion of the lower portion of the wind vane cover (120a) by the strong wind (W2) damaged the wind vane (111a) provided in the interior of the wind vane cover (120a). Can be prevented.
타측의 거치프레임(100b)에도 상술한 방법대로 타측의 풍력날개용 커버(120b)를 연결하여 양측의 거치프레임(100a,100b)에 각각 풍력날개용 커버(120a,120b)의 연결을 완료한다. The other side of the mounting frame (100b) is connected to the wind blade cover (120b) of the other side as described above to complete the connection of the wind cover (120a, 120b) to the mounting frame (100a, 100b) of each side.
이후, 공회전 유도용 관(180a,180b)의 안측에 고정연결된 일방향 베어링(181a,181b)에 양측의 거치프레임(100a,100b)의 타측면을 통해 관통노출된 각 연 결회전축(110a,110b)을 연결한다. 여기서, 일방향 베어링(181a,181b)은 일방향으로만 회전될 수 있도록 제공하는 베어링으로서 여기서는, 연결회전축(110a,110b)이 시계방향으로 회전 시 연결회전축(110a,110b)에 맞물려 같이 회전하고, 연결회전축(110a,110b)이 시계반대방향으로 회전시 연결회전축(110a,110b)이 공회전하도록 제공한다. Then, each connecting rotary shaft (110a, 110b) through and exposed through the other side of the mounting frame (100a, 100b) on both sides to the one-way bearing (181a, 181b) fixedly connected to the inner side of the idle guide pipe (180a, 180b). Connect Here, the one-way bearing (181a, 181b) is provided to be rotated only in one direction, in this case, when the connecting rotary shaft (110a, 110b) is rotated in the clockwise direction to rotate together with the connecting rotary shaft (110a, 110b), When the
이처럼, 일방향 베어링(181a,181b)이 구비된 공회전 유도용 관(180a,180b)을 연결회전축(110a,110b)에 연결하는 이유는 수직으로 적층연결된 모든 풍력날개용 커버(120a,120b)로 바람이 불 경우 각 풍력날개용 커버(120a)의 내부에 구비된 풍력날개(111a,111b)는 발전을 하는데 필요한 회전방향인 시계방향으로 회전하고, 풍력날개(111a,111b)가 고정연결된 연결회전축(110a,110b)도 시계방향으로 회전하는데, 이때 연결회전축(110a,110b)과 연결된 일방향 베어링은 시계방향으로 회전 시 그 연결된 연결회전축(110a,110b)과 맞물려 함께 회전함으로써 동력중계용 축(150a,150b)으로 발전할 수 있는 회전력을 전달하여 전기발생효율을 극대화시켜준다. As such, the reason for connecting the idling
반면에, 수직으로 적층연결된 모든 풍력날개용 커버(120a,120b) 중 일부분(예를 들어, 상측 2개의 풍력날개용 커버)에만 바람이 불고, 나머지 부분(예를 들어, 하측 2개의 풍력날개용 커버)에는 바람이 불지 않을 경우 상측 2개의 풍력날개용 커버에서 전달되는 회전력에 의해 동력중계용 축(150a,150b)은 회전하나, 바람의 전달을 받지 않는 하측 2개의 풍력날개용 커버의 연결회전축은 회전하지 않아 상대적으로 시계반대방향으로 회전하는 것으로 된다. 그러나 이때, 연결회전축에 연결된 일방향 베어링은 연결회전축이 시계반대방향으로 회전할 경우 연결회전축에 맞물리지 않아 공회전함으로써 연결회전축으로 회전력을 전달하지 않기 때문에 발전효율을 향상시켜 준다. On the other hand, only part of the wind vane covers 120a and 120b stacked vertically (for example, two upper wind vane covers) blows the wind, and the other part (for example, the lower two wind vanes). Cover), when the wind is not blowing, the power relay shaft (150a, 150b) is rotated by the rotational force transmitted from the upper two wind blade cover, but the connecting rotary shaft of the lower two wind blade cover that does not receive the wind transmission Does not rotate and rotates relatively counterclockwise. At this time, however, the one-way bearing connected to the connecting rotary shaft improves power generation efficiency because the connecting rotary shaft does not transmit the rotational force to the connecting rotary shaft by idling when the connecting rotary shaft rotates counterclockwise.
이후, 공회전 유도용 관(180a,180b)의 외측에 일측 베벨기어(130a,130b)가 연결고정되고, 일측 베벨기어(130a,130b)는 다시 타측 베벨기어(140a,140b)에 연결된다. 또한, 타측 베벨기어(140a,140b)에는 동력중계용 축(150a,150b)이 관통연결된다. Thereafter, one side of the
여기서, 각 동력중계용 축(150a,150b)는 견고하게 연결되어 회동될 수 있도록 각 거치프레임(100a,100b)의 마주보는 상측단에 고정연결대가 각각 돌출되고, 그 돌출된 고정연결대의 하면에 볼베어링이 고정연결한 후 그 고정연결된 고정연결대의 볼베어링에 동력중계용 축(150a,150b)을 끼움되어 제공한다. Here, each of the power relay shaft (150a, 150b) is securely connected to the upper end facing each of the mounting frame (100a, 100b) so that it can be connected and rotated firmly, the bottom of the protruding fixed connector After the ball bearings are fixedly connected, the
그리고 각 동력중계용 축(150a,150b)은 상호가 반대방향으로 회전하기 때문에 이를 하나의 방향으로 회전할 수 있도록 각 동력중계용 축(150a,150b)은 차동기어부(160)에 연결되고, 각 동력중계용 축(150a,150b)에 연결된 차동기어부(160)는 다시 발전기(170)에 연결됨으로써 차동기어부(160)로부터 전달되는 회전력을 동력으로 전기를 생성한다. Each of the
도면에 도시하지는 않았지만, 축전기가 도선을 통해 발전기(600)에 연결시켜 생성되는 전기를 축전할 수 있게 제공할 수도 있다. Although not shown in the drawings, a capacitor may be connected to the generator 600 through a wire to provide electricity to be generated.
이처럼, 조립된 수직축 풍력발전장치가 부는 바람의 방향을 따라 회동하면서 발전할 수 있도록 하기 위해 지면에 고정축(300)을 고정시킨 상태에서 외주연에 볼 베어링(320)을 여러 개 끼운 후 그 볼베어링(320)이 끼워진 고정축(300)에 회동관(310)을 씌운다. 이후, 회동관(310)과 양측의 거치프레임(100a,100b,200) 간을 여러 개의 보강연결대(361,362,363)를 수직 및 수평으로 연결고정한다. As such, the
그리고 회동관(310)의 전방에 꺽쇠 형상을 갖는 풍향방향 이동막(330)을 고정연결함으로써 어느 방향에서든 바람이 불 경우 그 바람의 방향을 따라 회동관(310)이 회전하는데 특히, 회동관(310)의 전방에 고정된 풍향방향 이동막(330)에 부딪히는 바람에 의해 보다 빠르게 양측의 거치프레임(100a,100b,200)이 부는 바람의 방향으로 회동할 수 있도록 제공한다. In addition, when the wind blows in any direction by fixedly connecting the wind
그리고 바람의 방향을 따라 회동하는 양측의 거치프레임(100a,100b)이 원활하게 지지되면서 회전할 수 있도록 회동관(310)에 지지대(370)를 이용하여 거치프레임 지지용 루프레일(340)을 고정시키고, 양측의 거치프레임(100a,100b)의 하면에 레일바퀴(350)를 부착하여, 양측의 거치프레임(100a,100b)에 부착된 레일바퀴(350)가 거치프레임 지지용 루프레일(340)을 따라 회동할 수 있게 제공한다. And using the
도 6은 본 발명의 다른 실시예인 풍력날개 보호기능이 구비된 수직축 풍력발전장치를 나타낸 평면도이고, 도 7은 본 발명의 다른 실시예인 풍력날개 보호기능이 구비된 수직축 풍력발전장치를 나타낸 전면도이며, 도 8은 본 발명의 다른 실시예인 풍력날개 보호기능이 구비된 수직축 풍력발전장치의 구성 중 풍력날개용 커버를 나타낸 요부사시도이다.Figure 6 is a plan view showing a vertical axis wind power generator with a wind wing protection function of another embodiment of the present invention, Figure 7 is a front view showing a vertical axis wind power generator with a wind wing protection function of another embodiment of the present invention. 8 is a main part perspective view showing a cover for a wind vane among the components of a vertical axis wind turbine having a wind wing protection function according to another embodiment of the present invention.
본 발명의 다른 실시예를 설명하기에 앞서 상술한 실시예와 동일한 내용은 언급을 제외하기로 한다. Prior to describing another embodiment of the present invention, the same content as the above-described embodiment will be omitted.
도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예인 풍력날개 보호기능이 구비된 수직축 풍력발전장치와 상술한 실시예와의 차이는 풍력날개용 커버가 상술한 실시예는 2개로 구성되고, 다른 실시예는 1개로 구성되는 것이 차이이다. As shown, the difference between the vertical axis wind power generator with a wind wing protection function of another embodiment of the present invention and the above-described embodiment is the wind wing cover described above is composed of two embodiments, another embodiment is The difference is composed of one.
이와 같은, 차이로 인해 본 발명의 다른 실시예인 풍력날개 보호기능이 구비된 수직축 풍력발전장치의 구성 중 풍력날개용 커버(220)는 회동관을 중심으로 수평방향으로 긴 원통형으로 구성된다. Due to such a difference, the
이처럼 수평방향으로 긴 원통형상을 갖는 풍력날개용 커버(220) 양측면에 회동가능하게 끼워지는 외주연에 풍력날개(211)가 연결고정된 장방향의 연결회전축(210) 또한 1개의 구성으로 이루어진다. 여기서, 풍력날개용 커버(220)의 양측면에 볼베어링(221,222)이 끼워져 있고, 그 끼워진 볼베어링(221,222)을 통해 상기 연결회전축(210)이 끼워지기 때문에 회동가능하다. 또한, 풍력날개용 커버(220)의 개방된 하부의 단면에도 상술한 실시예와 동일하게 풍향집중막(224)이 연장돌출되고, 풍력날개용 커버(220)의 하측 외면에 중량체(223)가 구비되어 있어, 미풍이 불 경우 전달되는 바람을 풍력날개(211) 쪽으로 집중시키고, 강풍이 불 경우 풍력날개(211) 쪽으로 강풍이 전달되는 것을 최소화시켜 풍력발전장치의 훼손을 최소화시킬 수 있게 제공한다.As described above, the connecting
또한, 풍력날개용 커버(220)에 회동가능하게 끼워진 연결회전축(210)은 1개의 수평방향으로 긴 직사각형의 거치프레임(200) 내에 회동가능하게 연결되는데, 1개의 연결회전축(210)만 연결되기 때문에 회전력을 전달시켜주는 일측 베벨기어(230) 및 타측 베벨기어(240)도 각각 1개의 구성으로 이루어지고, 이와 마찬가지 로 타측 베벨기어(240)에 관통연결되는 동력중계용 축(250)도 1개의 구성으로 이루어진다. In addition, the connecting
그리고 1개의 동력중계용 축(250)으로 이루어지기 때문에 상기 동력중계용 축(250)은 차동기어부 없이 발전기에 직접적으로 연결되어 전기를 생성할 수 있게 제공한다. And because it is made of one
이처럼, 1개의 풍력날개용 커버(220)로 구성하여 본 발명의 다른 실시예를 제공하는 주된 이유는 구성부품의 간소화와 더불어 이를 통해 제조비용의 절감을 이루기 위함이다. As such, the main reason for providing another embodiment of the present invention by configuring one
또한, 본 발명의 다른 실시예의 풍력날개 보호기능이 구비된 수직축 풍력발전장치는 본 발명의 실시예와 같이 거치프레임(200)이 풍향을 따라 회동하는 것을 원할 경우 회동관, 지지대 및 거치프레임 지지용 루프레일 등을 포함하는 회동수단을 설치하여 제공할 수 있고 또는, 풍력발전이 지면에 고정설치되는 것을 원할 경우 회동수단 없이 거치프레임(200)의 양측에 고정설치대를 연결하여 제공할 수도 있다. In addition, the vertical axis wind power generation device with a wind wing protection function of another embodiment of the present invention, if the mounting
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 풍력날개의 보호를 위해 요구되는 풍력의 세기를 감지하는 수단을 오뚝이 원리를 적용하여 바람의 강약에 따라 자동적으로 풍력날개로 바람을 집중 또는 차단할 수 있어 별도의 전동원 없이도 구동이 가능할 뿐만 아니라 그 구성 또한 풍력날개에 전방 일부가 개방된 커버를 씌우되 그 씌워지는 커버의 하부에 중량체가 구비된 것으로 간소하게 이루어지기 때문에 초기제조비용이 저렴하고, 설치 또한 용이하며, 사용 유지보수가 간편한 효과를 발휘한다. As described above, the present invention by applying this principle to the means for sensing the strength of the wind required for the protection of the wind vane can be concentrated or blocked by the wind vane automatically according to the strength of the wind separate transmission Not only can it be driven without a circle, but its configuration is also made by covering the wind vane with an open part of the front cover, but having a weight body at the bottom of the covered cover, so the initial manufacturing cost is low and the installation is easy. It is easy to use and maintain.
또한, 본 발명은 수직축 풍력발전장치가 부는 바람의 방향을 따라 회동하면서 풍력발전을 할 수 있어 어느 방향에서든 바람이 불 경우에도 좋은 풍력발전효율을 제공하는 효과도 있다. In addition, the present invention can rotate the wind along the direction of the wind blowing in the vertical axis wind turbine generator can generate the wind power has an effect of providing good wind power generation efficiency even if the wind in any direction.
또한, 본 발명은 수직축으로 적층되어 있는 다수의 풍력날개 중 일부의 풍력날개에만 바람이 불지라도 바람이 불지 않는 다른 풍력날개로부터는 어떠한 간섭도 받지 않으면서 바람이 부는 풍력날개에서 전달되는 회전력만을 이용하여 풍력발전을 함으로써 발전효율을 향상시켜 주는 효과도 있다. In addition, the present invention uses only the rotational force transmitted from the wind blades blowing wind without any interference from the wind blades do not blow wind even if the wind of only some of the plurality of wind blades stacked in a vertical axis The wind power generation also has the effect of improving the power generation efficiency.
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