KR100971788B1 - 풍력 발전 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 풍력 발전 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 층으로 구성된 발전타워의 각 층에 수직축형 블레이드가 설치되고 각 층에 바람을 유도하기 위한 유도판이 회전가능하게 구비되어 바람이 약할 때에도 발전이 가능할 뿐만 아니라 태풍과 같이 바람이 센 경우에는 유도판을 접어 유도판이 파손되는 것을 방지할 수 있는 풍력 발전 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 풍력 발전 장치는, 적어도 하나 이상의 층이 형성되고, 각 층의 외측에 원형의 레일이 구비된 발전타워와, 상기 발전타워의 각 층의 내부에 연직의 회전축으로 지지되어 유입된 바람의 풍압에 의해 회전되는 수직형 풍차와, 상기 풍차의 회전축과 연결된 입력축을 통해 회전력을 전달받아 전기를 발생시키도록 상기 발전타워에 설치된 발전기와, 상기 발전타워의 레일을 따라 회전되는 지지체가 그 레일에 지지되고, 판상의 유도판 한 쌍이 상기 지지체에 연결되어 그 연결된 위치에서 상기 발전타워로 바람이 유입되기 위한 입구를 갖고 그 입구로부터 외측 방향으로 벌어지면서 마주보게 설치되어 상기 지지체와 유도판이 상기 발전타워의 주위를 일체로 회전되고, 상기 지지체를 회전시키기 위한 추종구동모터가 구비된 유도게이트와, 상기 유도판 사이의 입구로 바람이 통과되어 상기 발전타워 내부로 바람이 유입되게 상기 유도게이트가 풍향을 추종하는 방향으로 회전되도록 풍향을 측정하여 상기 추종구동모터를 구동시키기 위한 제어기가 포함된 것을 특징으로 한다.
풍력발전, 다층

Description

풍력 발전 시스템 {MULTI-STORY TYPE WIND POWER GENERATION SYSTEM}
본 발명은 풍력 발전 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 층으로 구성된 발전타워의 각 층에 수직축형 블레이드가 설치되고 각 층에 바람을 유도하기 위한 유도판이 회전가능하게 구비되어 바람이 약할 때에도 발전이 가능할 뿐만 아니라 태풍과 같이 바람이 센 경우에는 유도판을 접어 유도판이 파손되는 것을 방지할 수 있는 풍력 발전 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 풍력 발전 시스템은 자연에 무한하게 존재하는 바람의 힘을 이용하여 전기를 생산할 수 있도록 하는 것으로서, 오래전부터 개발되어 사용되고 있다. 풍력을 이용한 대표적인 기계는 네덜란드의 풍차가 있으며, 근래에서 들어서는 많은 나라들이 환경오염을 유발하지 않는 풍력발전에 많은 투자와 노력을 기울이고 있다.
일반적으로 풍력 발전 시스템은, 날개가 설치된 축의 방향에 의해서 수평형과, 수직형으로 구분되며, 수평-수직 통합형 구성도 있다.
도 12a는 일반적인 수평형 풍력 발전 시스템의 기본적인 구성도이다. 도시된 바와 같이, 바람을 받기 좋은 높이로 설치되는 지주(1)와, 지주(1)의 상부에 회전 가능하게 설치된 날개(2)와, 상기 날개(2)의 회전축의 회전 속도를 증가시켜 전달하는 기어박스(3)와, 상기 기어박스(3)에서 증속된 회전력을 전기적 에너지로 변환하는 발전기로 구성되어 있다. 상기와 같이 구성된 수평형 풍력 발전 시스템은 바람에 의해 날개(2)가 회전하면, 날개(2)의 회전력이 기어박스(3)를 통해 증속된다. 그리고 발전기(4)에서는 회전력에 의해 전기 에너지를 발생시키며, 이 전기 에너지는 축전장치 등에 인가되어 축전되거나 수요자에게 직접 인가된다.
한편, 도 12b는 일반적인 수직형 풍력 발전 시스템의 개념도이다. 수직형 풍력 발전 시스템은, 회전축(6)의 상단에 날개(5)가 설치되고, 상기 회전축(6)의 하단에 기어박스(7)가 설치되며, 기어박스(7)에 의해 회전력을 전달받아 전기를 생산하는 발전기(8)가 설치된다. 상기와 같은 일반적인 수직형 풍력 발전 시스템은, 날개(5)가 바람에 의해 회전되어 회전력을 얻고, 그 회전력에 의해 발전기(4)가 전기를 생산한다. 그러나, 날개(5)가 회전될 때 저항력을 받게 되므로 효율이 떨어진다는 단점이 있다.
상기와 같은 종래의 일반적인 풍력 발전 시스템은 하나의 발전지주에 하나의 발전날개만이 설치됨으로 그 시공원가에 비하여 생산 전력량이 적어 생산성이 낮은 문제점이 있다.
또한, 종래의 일반적이 풍력 발전 시스템은 날개가 차지하는 면적만큼만 바람을 받아 회전되기 때문에 발전효율이 떨어질 뿐만 아니라 바람이 약한 경우 충분한 회전력을 얻을 수 없어 발전이 불가능한 단점을 갖는다.
본 발명은 상기와 같은 점을 인식하여 안출된 것으로 본 발명의 목적은 복수의 층으로 구성된 발전타워의 각 층에 수직축형 블레이드가 설치되고 각 층에 바람을 유도하기 위한 유도판이 회전가능하게 구비되어 바람이 약할 때에도 발전이 가능할 뿐만 아니라 태풍과 같이 바람이 센 경우에는 유도판을 접어 유도판이 파손되는 것을 방지할 수 있는 풍력 발전 장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 풍력 발전 장치는, 적어도 하나 이상의 층이 형성되고, 각 층의 외측에 원형의 레일이 구비된 발전타워와, 상기 발전타워의 각 층의 내부에 연직의 회전축으로 지지되어 유입된 바람의 풍압에 의해 회전되는 수직형 풍차와, 상기 풍차의 회전축과 연결된 입력축을 통해 회전력을 전달받아 전기를 발생시키도록 상기 발전타워에 설치된 발전기와, 상기 발전타워의 레일을 따라 회전되는 지지체가 그 레일에 지지되고, 판상의 유도판 한 쌍이 상기 지지체에 연결되어 그 연결된 위치에서 상기 발전타워로 바람이 유입되기 위한 입구를 갖고 그 입구로부터 외측 방향으로 벌어지면서 마주보게 설치되어 상기 지지체와 유도판이 상기 발전타워의 주위를 일체로 회전되고, 상기 지지체를 회전시키기 위한 추종구동모터가 구비된 유도게이트와, 상기 유도판 사이의 입구로 바람이 통과되어 상기 발전타워 내부로 바람이 유입되게 상기 유도게이트가 풍향을 추종하는 방향으로 회전되도록 풍향을 측정하여 상기 추종구동모터를 구동시키기 위한 제어기가 포함된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 풍력 발전 장치는, 상기 유도게이트에는 상기 한 쌍의 유도판 중 하나의 후방에서 원호형의 차단판이 상기 발전타워의 측부 일부분을 막도록 상기 지지체에 연결되어 상기 지지체와 일체로 회전되도록 설치된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 풍력 발전 장치는, 유도게이트의 유도판은 사각형의 프레임과, 상기 프레임의 일측 변에 구비된 감김롤러와, 상기 감김롤러가 위치된 반대측 변에 구비된 지지롤러와, 상기 감김롤러에 감기고 풀리도록 일측변이 상기 감김롤러에 연결된 막부재과, 일단이 상기 막부재의 타측변에 연결되어 상기 지지롤러에 지지되어 상기 감김롤러에 감기고 풀리도록 타단이 상기 감김롤러에 연결된 당김 케이블과, 상기 감김롤러를 정회전 및 역회전시키기 위한 롤러구동모터가 구비되어 구성되며, 상기 제어기는 풍속을 측정하여 풍속에 따라 상기 막부재가 상기 감김롤러로부터 풀리고 감기도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 풍력 발전 장치는, 상기 제어기는 풍속이 일정이상이 되는 경우 상기 풍차로 유입되는 바람이 차단되도록 상기 유도게이트의 차단판이 바람이 불어오는 쪽에 위치되도록 상기 추종구동모터를 구동시켜 상기 유도게이트를 회전시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 풍력 발전 장치는, 상기 유도게이트의 유도판 사이의 입구 상부 또는 하부에는 상기 발전타워의 층간 사이를 막도록 층간차단벽이 상기 지지체에 연결되어 그 지지체와 일체로 회전되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성에 의하여 본 발명에 따른 풍력 발전장치는 복수의 층으로 구성된 발전타워의 각 층에 수직축형 블레이드가 설치되고 각 층에 바람을 유도하기 위한 유도판이 회전가능하게 구비되어 바람이 약할 때에도 발전이 가능할 뿐만 아니라 태풍과 같이 바람이 센 경우에는 유도판을 접어 유도판이 파손되는 것을 방지할 수 있는 장점을 갖는다.
이하에서는 도면에 도시된 실시예를 참조하여 본 발명에 따른 풍력 발전 장치를 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 풍력 발전 장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 풍력 발전 장치의 발전타워 및 풍차를 도시한 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일시시예에 따른 풍력 발전 장치의 발전타워를 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 풍력 발전 장치의 풍차를 도시한 사시도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 풍력 발전 장치의 유도게이트를 도시한 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 풍력 발전 장치의 유도게이트 구조체를 도시한 사시도이며, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 풍력 발전 장치의 유도게이트 차단판을 도시한 사시도이고, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 풍력 발전 장치를 도시한 평면도이며, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 풍력 발전 장치의 유도게이트 차단판의 작동을 도시한 평면도이고, 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 풍력 발전 장치를 도시한 측면도이며, 도 11은 도 11의 A부분을 도시한 도 면이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 일실시에에 따른 풍력 발전 장치는 발전타워(10), 복수개의 풍차(20), 복수개의 발전기(30), 유도게이트(40), 제어기(도면에 미도시)을 포함하여 구성된다.
상기 발전타워(10)은 연직방향으로 복수개의 층이 형성되어 각 층에 풍차(20)를 설치하여 그 풍차(20)에 발전기(30,30')를 연결 설치할 수 있는 공간을 형성하기 위한 구조물이다. 도면을 참조하면, 상기 발전타워(10)는 기둥보(11), 원형보(12), 횡보(13a,13b,13c,13d)를 연결하여 원기둥형상을 갖도록 베이스(B)의 상부에 연직방향으로 세워지게 형성되는데, 연직방향으로 복수개의 층(10a,10b,10c,10a',10b',10c',10a",10b",10c")이 형성된다. 복수의 층은 발전기(30) 등이 설치되기 위한 층(10a,10a',10a")과 그 상부에 풍차(20)가 설치되도록 연이어 형성된 2개의 층(10b,10c,10b',10b",10c',10c")이 순차적으로 배열된다. 도면을 참조하면, 상기 기둥보(11)는 원형보(12)를 지지하도록 세워지고, 각 층의 바닥 또는 천정에 해당되는 위치에 횡보(13a,13b,13c,13d)가 발전타워(10)의 중앙에서 교차되도록 설치되고, 그 횡보(13a,13b,13c,13d)가 교차되는 중앙의 위치에는 상기 풍차(20)의 회전축(21)이 축지지되기 위한 축지지 구성(예를 들어 베어링)이 설치된다. 상기 원형보(12)의 외측에는 레일(14)이 상기 원형보(12)를 일주하도록 구비된다. 상기 레일(14)은 상기 유도게이트(40)가 지지되고, 그 유도게이트(40)가 상기 발전타워(10)의 외측에서 원주방향으로 회전되도록 가이드하기 위한 구성이다.
상기 풍차(20)는 수직형 타입의 구조를 가진 것으로, 상기 발전타워(10)의 층 중 발전기가 설치된 층(10a,10a',10a")를 제외한 나머지 층에 설치된다. 도면에는 발전기가 설치된 층(10a,10a',10a") 사이에 2개의 층이 연속적으로 형성되어 그 이웃하는 2개의 층(10b,10c)(10b',10c'),(10b",10c") 각각에 풍차(20)이 설치되어 이웃하는 2개의 층층(10b,10c)(10b',10c'),(10b",10c")에 설치된 2개의 풍차(20)의 회전축(21)이 서로 연결되어 하나의 발전기(30)로 연결된 예가 도시되어 있다. 도 4를 참조하면, 상기 풍차(20)는 상기 발전타워(10)의 중앙에 구비된 축지지 구성에 회전지지되기 위한 회전축(21)과, 서로 이격되어 상기 회전축(21)에 중심이 연결된 3개의 원판(22)과, 그 원판(22) 사이에 방사 대칭형으로 구비되고 중심은 상기 회전축(21)에 연결되고 상하 가장자리는 상기 원판(22)에 연결된 블레이드(23)를 갖도록 구성된다. 본 발명은 상기 블레이드(23)가 원판(22)에 연결된 구조를 갖기 때문에 튼튼한 구조를 갖는다. 또한, 상기 블레이드(23)에 풍압을 가하는 바람은 원판(22) 사이로 유입되어 그 원판(22) 사이에 갖혀 외부로 빠지지 않기 때문에 블레이드(23)에 충분한 에너지가 전달되게 된다. 상기 풍차(20)는 유도게이트(40)에 의해 유도되어 상기 발전타워(10)의 내부로 유입된 바람에 의해 일방으로 회전되며, 상기 유도게이트(40)의 유도판(42)의 펼친 정도에 따라 그 회전속도가 조절된다.
상기 발전기(30)는 상기 풍차(20)의 회전력을 전달받아 전기를 발생시키기 위한 구성이다. 상기 발전기(30)는 2개의 풍차가 연속 설치된 층(10b,10c)(10b',10c')(10b",10c")의 하부에 구비된 층(10a,10a',10a")에 각각 설 치되어 입력축(31)이 상기 풍차(20)의 회전축(21)에 연결되어 풍차(20)의 회전력을 전달받아 회전되면서 전기를 발생시키게 구비된다.
상기 유도게이트(40)는 상기 발전타워(10)의 내부로 바람이 모아져 유입되도록 바람의 흐름을 유도하기 위한 구성이다. 특히, 상기 유도게이트(40)는 풍차(20)이 회전력을 얻도록 풍압이 가해지도록 바람이 유입되는 부분에 입구가 형성되도록 상기 발전타워(10)의 외측에 발전타워(10)의 주위를 회전할 수 있도록 설치된다.
도면을 참조하면, 상기 유도게이트(40)는 지지체(41), 유도판(42), 추종구동모터(43), 차단판(44), 층간차단벽(45) 및 계단(46)을 포함하여 구성된다. 상기 지지체(41)는 상기 유도판(42) 및 차단판(44)가 연결되어 그 유도판(42) 및 차단판(44)이 상기 발전타워(10)의 레일(14)에 지지되도록 하기 위한 구성이다. 도면을 참조하면, 상기 지지체(41)는 상기 발전타워(10)의 레일(14)에 대응되는 원형으로 형성된 지지링(411)이 복수개로 상하로 배열되어 연결바(412)에 의해 서로 연결되어 형성되며, 상기 지지링(411)에 구비된 롤러(41a)에 의해 상기 발전타워(10)의 레일(14)을 따라 회전되도록 지지된다. 상기 지지체(41)는 출력축이 상기 지지링(411)의 내측에 맞물려 회전력을 전달하는 추종구동모터(43)의 구동에 의해 회전된다. 상기 지지체(41)의 일측에는 바람이 상기 풍차(20)를 회전되도록 하는 방향으로 유입되도록 바람을 유도하기 위한 판상의 유도판(43)이 연결된다. 도면을 참조하면, 상기 판상의 유도판(43)은 한 쌍이 구비되어 그 한 쌍이 상기 지지체(41)의 지지링(411)에 연결되어 외측 방향으로 벌어지면서 마주보게 설치된다. 상기 유도판(43)이 상기 지지체(41)에 연결된 위치에서 상기 발전타워(10)로 바람이 유입되기 위한 입구가 형성된다. 상기 유도판(43)은 상기 발전타워(10)로 바람이 유입되는 전방에 위치되어 바람을 상기 발전타워(10)의 내측으로 유도하도록 발전타워(10)의 각 층에 대응되게 구비된다. 한편, 본 발명은 상기 유도판(43)이 풍향이 바뀌는 경우 그 풍향에 따라 상기 유도판(43)이 바람이 불어 오는 쪽을 향하도록 상기 유도게이트(40)가 상기 발전타워(10)의 주위를 회전되는 것을 특징으로 한다. 이는 상술한 바와 같이 상기 지지체(41)이 상기 발전타워(10)의 레일(14)를 따라 회전되게 지지됨으로써 이루어지며, 상기 유도판(43)이 바람의 방향을 추종하도록 상기 제어기는 바람의 방향을 감지하여 그 바람의 방향에 따라 상기 추종구동모터(43)를 제어하게 된다.
한편, 상기 지지판(41)은 바람의 세기에 따라 그 유도되는 바람의 양을 조절할 수 있도록 지지판(41)이 접히고 펼쳐지도록 구성된다. 도면을 참조하면, 상기 유도게이트(40)의 유도판(42)은 상기 내측 변이 상기 지지체(41)의 지지링(411)에 연결된 사각형의 프레임(421)과, 상기 프레임(421)의 내측 변에 상하방향의 축을 중심으로 회전되게 구비된 감김롤러(422)와, 상기 감김롤러(422)가 위치된 반대측 변, 즉 외측 변에 구비된 지지롤러(423)와, 상기 감김롤러(422)에 감기고 풀리도록 일측변이 상기 감김롤러(422)에 연결된 막부재(423)과, 일단이 상기 막부재(423)의 타측변에 연결되어 상기 지지롤러(424)에 지지되어 상기 감김롤러(422)에 감기고 풀리도록 타단이 상기 감김롤러(422)에 연결된 당김 케이블(425)과, 상기 감김롤러를 정회전 및 역회전시키기 위한 롤러구동모터(426)가 구비되어 구성된다. 상기 감김롤러(422)와 지지롤러(424) 각각은 상기 프레임(421)의 내측 및 외측 각각에 구비된 롤러지지브라켓(421a,421b)에 양단의 축이 축지지된다. 본 발명은 상기 롤러구동모터(426)는 상기 감김롤러(422)의 내부로 삽입되게 장착되어 공간을 덜 차지하도록 구성된 것을 특징으로 한다. 상기와 같이 구성된 유도판(42)은 제어기에 의해 펼쳐지고 접히도록 작동되는데, 상기 제어기는 풍속을 측정하여 풍속에 따라 상기 막부재(423)가 상기 감김롤러(422)로부터 풀리고 감기도록 상기 롤러구동모터(426)의 회전을 제어한다.
한편, 상기 유도게이트(40)에는 바람이 불어오는 방향의 반대 방향, 즉 후방에서 바람이 상기 발전타워(10)의 내부로 바람이 유입되지 않도록 차단판(44)이 구비된다. 상기 차단판(44)은 상기 유도판(42)의 유도로 발전타워(10)의 내부로 유입되어 상기 풍차(20)을 회전시킨 바람이 빠져나가는 부분을 제외한 나머지 후방 일부를 막도록 원호형으로 설치된다. 즉, 상기 상기 차단판(44)은 상기 유도판 중 하나의 후방에서 원호형으로 형성되어 상기 발전타워(10)의 측부 일부분을 막도록 설치되며, 그 차단판(44)은 상기 지지체(41)에 연결되어 상기 지지체(41)와 일체로 회전되도록 설치된다. 한편, 본 발명은 태풍과 같이 바람의 세기가 매우 큰 경우 풍차가 회전되지 않도록 상기 차단판(44)이 바람이 불어오는 쪽을 향하여 위치되도록 상기 유도게이트(40)을 회전시켜 발전타워(10)의 전방을 막도록 함으로써 태풍에 의한 안전사고를 방지할 수 있도록 구성된다. 즉, 상기 제어기는 태풍과 같이 일정 세기 이상의 바람이 불어 풍차(20)를 정지시키고자 하는 경우에 상기 추종구동모터(43)를 작동시켜 상기 유도게이트(40)가 회전되어 상기 차단판(44)이 발 전타워(10)의 바람이 불어오는 쪽을 막도록 상기 추종구동모터(43)의 작동을 제어하게 된다.
한편, 풍차(20)가 설치된 발전타워(10)의 층(10b,10c,10b',10c',10b",10b") 사이에서 상기 발전기(30)가 설치된 층(10a,10a',10a")으로 바람이 유입되지 않고 그 바람을 상기 풍차(20)가 설치된 층(10b,10c,10b',10c',10b",10b")으로 바람이 유도되도록 하기 위한 층간차단벽(45)가 구비된다. 도면을 참조하면, 상기 층간차단벽(45)는 상기 유도게이트(40)의 유도판(42) 사이의 입구 상부 및 하부에 풍차(20)가 설치된 층(10b,10c,10b',10c',10b",10b")간 사이를 막도록 상기 지지체(41)에 연결되어 그 지지체(41)와 일체로 회전되게 설치된다. 상기 층간차단벽(45)은 중앙부분이 볼록하게 솟게 형성되어 그 층간차단벽(45)에 충돌된 바람이 상하로 갈라져 풍차(20)가 설치된 층(10b,10c,10b',10c',10b",10b")으로 유입되도록 구성된다.
상기 유도게이트(40)에는 점검 등을 위해서 사람이 오르내릴 수 있는 계단(46)이 구비된다. 도면을 참조하면, 상기 계단(46)은 상기 유도게이트(40)의 차단판(42) 중 하나의 프레임(421)에 상하로 길게 부설된다.
상기 제어기는 풍향 및 풍속에 따라 유도게이트(40)의 작동을 제어하기 위한 것이다. 즉, 상기 제어기는 상기 유도게이트(40)의 유도판(42) 사이의 입구로 바람이 통과되어 상기 발전타워(10) 내부로 바람이 유입되게 상기 유도게이트(40)가 풍향을 추종하는 방향으로 회전되도록 풍향을 측정하여 상기 추종구동모터(43)를 구동시킨다.
또한, 상기 제어기는 풍속을 측정하여 풍속에 따라 바람이 약한 경우에는 상기 유도판(42)의 막부재(423)가 펼쳐지고, 바람이 약한 경우에는 상기 유도판(42)의 막부재(423)가 접어지도록 상기 롤러구동모터(426)을 작동시켜 상기 막부재(423)이 상기 감김롤러(422)로부터 풀리고 감기도록 제어한다.
또한, 상기 제어기는 태풍과 같이 일정 세기 이상의 바람이 불어 풍차(20)를 정지시키고자 하는 경우에 상기 추종구동모터(43)를 작동시켜 상기 유도게이트(40)가 회전되어 상기 차단판(44)이 발전타워(10)의 바람이 불어오는 쪽을 막도록 상기 추종구동모터(43)의 작동을 제어하게 된다.
앞에서 설명되고 도면에 도시된 풍력 발전 장치는 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 보호범위는 이하의 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 정하여지며, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 개량 및 변경된 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속한다고 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 풍력 발전 장치를 도시한 사시도
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 풍력 발전 장치의 발전타워 및 풍차를 도시한 사시도
도 3은 본 발명의 일시시예에 따른 풍력 발전 장치의 발전타워를 도시한 사시도
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 풍력 발전 장치의 풍차를 도시한 사시도
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 풍력 발전 장치의 유도게이트를 도시한 사시도
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 풍력 발전 장치의 유도게이트 구조체를 도시한 사시도
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 풍력 발전 장치의 유도게이트 차단판을 도시한 사시도
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 풍력 발전 장치를 도시한 평면도
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 풍력 발전 장치의 유도게이트 차단판의 작동을 도시한 평면도
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 풍력 발전 장치를 도시한 측면도
도 11은 도 11의 A부분을 도시한 도면
도 12a 및 도 12b는 일반적인 풍력 발전 장치를 도시한 도면
<주요 도면부호에 대한 간단한 설명>
10 발전타워
11 기둥보
12 원형보
13a,13b,13c,13d 횡보
14 레일
20 풍차
21 회전축
22 원판
23 블레이드
30 발전기
31 입력축
40 유도게이트
41 지지체
42 유도판
421 프레임
422 감김롤러
423 막부재
424 지지롤러
425 당김 케이블
426 롤러구동모터
43 추종구동모터
44 차단판
45 층간차단벽

Claims (5)

  1. 적어도 하나 이상의 층이 형성되고, 각 층의 외측에 원형의 레일이 구비된 발전타워와,
    상기 발전타워의 각 층의 내부에 연직의 회전축으로 지지되어 유입된 바람의 풍압에 의해 회전되는 수직형 풍차와,
    상기 풍차의 회전축과 연결된 입력축을 통해 회전력을 전달받아 전기를 발생시키도록 상기 발전타워에 설치된 발전기와,
    상기 발전타워의 레일을 따라 회전되는 지지체가 그 레일에 지지되고, 판상의 유도판 한 쌍이 상기 지지체에 연결되어 그 연결된 위치에서 상기 발전타워로 바람이 유입되기 위한 입구를 갖고 그 입구로부터 외측 방향으로 벌어지면서 마주보게 설치되어 상기 지지체와 유도판이 상기 발전타워의 주위를 일체로 회전되고, 상기 지지체를 회전시키기 위한 추종구동모터가 구비된 유도게이트와,
    상기 유도판 사이의 입구로 바람이 통과되어 상기 발전타워 내부로 바람이 유입되게 상기 유도게이트가 풍향을 추종하는 방향으로 회전되도록 풍향을 측정하여 상기 추종구동모터를 구동시키기 위한 제어기가 포함되되,
    상기 유도게이트의 유도판은 사각형의 프레임과, 상기 프레임의 일측 변에 구비된 감김롤러와, 상기 감김롤러가 위치된 반대측 변에 구비된 지지롤러와, 상기 감김롤러에 감기고 풀리도록 일측변이 상기 감김롤러에 연결된 막부재과, 일단이 상기 막부재의 타측변에 연결되어 상기 지지롤러에 지지되어 상기 감김롤러에 감기고 풀리도록 타단이 상기 감김롤러에 연결된 당김 케이블과, 상기 감김롤러를 정회전 및 역회전시키기 위한 롤러구동모터가 구비되어 구성되며,
    상기 제어기는 풍속을 측정하여 풍속에 따라 상기 막부재가 상기 감김롤러로부터 풀리고 감기도록 제어하는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 장치.
  2. 적어도 하나 이상의 층이 형성되고, 각 층의 외측에 원형의 레일이 구비된 발전타워와,
    상기 발전타워의 각 층의 내부에 연직의 회전축으로 지지되어 유입된 바람의 풍압에 의해 회전되는 수직형 풍차와,
    상기 풍차의 회전축과 연결된 입력축을 통해 회전력을 전달받아 전기를 발생시키도록 상기 발전타워에 설치된 발전기와,
    상기 발전타워의 레일을 따라 회전되는 지지체가 그 레일에 지지되고, 판상의 유도판 한 쌍이 상기 지지체에 연결되어 그 연결된 위치에서 상기 발전타워로 바람이 유입되기 위한 입구를 갖고 그 입구로부터 외측 방향으로 벌어지면서 마주보게 설치되어 상기 지지체와 유도판이 상기 발전타워의 주위를 일체로 회전되고, 상기 지지체를 회전시키기 위한 추종구동모터가 구비된 유도게이트와,
    상기 유도판 사이의 입구로 바람이 통과되어 상기 발전타워 내부로 바람이 유입되게 상기 유도게이트가 풍향을 추종하는 방향으로 회전되도록 풍향을 측정하여 상기 추종구동모터를 구동시키기 위한 제어기가 포함되되,
    상기 유도게이트에는 상기 한 쌍의 유도판 중 하나의 후방에서 원호형의 차단판이 상기 발전타워의 측부 일부분을 막도록 상기 지지체에 연결되어 상기 지지체와 일체로 회전되도록 설치된 것을 특징으로 하는 풍력 발전 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 유도게이트의 유도판은 사각형의 프레임과, 상기 프레임의 일측 변에 구비된 감김롤러와, 상기 감김롤러가 위치된 반대측 변에 구비된 지지롤러와, 상기 감김롤러에 감기고 풀리도록 일측변이 상기 감김롤러에 연결된 막부재과, 일단이 상기 막부재의 타측변에 연결되어 상기 지지롤러에 지지되어 상기 감김롤러에 감기고 풀리도록 타단이 상기 감김롤러에 연결된 당김 케이블과, 상기 감김롤러를 정회전 및 역회전시키기 위한 롤러구동모터가 구비되어 구성되며,
    상기 제어기는 풍속을 측정하여 풍속에 따라 상기 막부재가 상기 감김롤러로부터 풀리고 감기도록 제어하는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제어기는 풍속이 일정이상이 되는 경우 상기 풍차로 유입되는 바람이 차단되도록 상기 유도게이트의 차단판이 바람이 불어오는 쪽에 위치되도록 상기 추종구동모터를 구동시켜 상기 유도게이트를 회전시키는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 유도게이트의 유도판 사이의 입구 상부 또는 하부에는 상기 발전타워의 층간 사이를 막도록 층간차단벽이 상기 지지체에 연결되어 그 지지체와 일체로 회전되는 것을 특징으로 하는 풍력 발전기.
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