KR100993070B1 - 전남포 풍력발전 - Google Patents

Abstract

이 발명은, 태풍과 같이 강한 바람이 부는 경우에는 바람이 집중되는 나팔관의 날개가 열려져서 바람을 통과시킴으로써 강한 바람에 의해 발진장치가 부러져 파손이 되는 것을 방지할 수 있는, 보호기능을 구비한 대형 풍력 발전장치에 관한 것으로서,

지반에 설치되어 지지력을 제공하기 위한 지지대와, 상기한 지지대에 회전 가능하게 설치되어 있는 중심축과, 상기한 중심축의 일측에 연결되어 있으며 바람을 집중시키는 역할을 하면서 태풍과 같이 강한 바람이 부는 경우에는 집풍판이 열려져서 바람을 통과시킴으로써 강한 바람에 의해 파손을 방지하기 위한 나팔관 상기한 나팔관의 날개를 구동하기 위한 체인과, 싱기한 나팔관의 후단에 설치되어 있으며 상기한 나팔관에 의해 집중되는 바람의 힘을 이용하여 터빈 날개를 돌림으로써 전기를 생성시키는 발전부와, 싱기한 발전부로 유입되는 바람을 차단하여 터빈 날개의 회전을 중지시킴으로써 전기가 생성되지 못하도록 하는 발전차단도어와, 상기한 나팔관 및 발전부를 보조적으로 지지하기 위한 받침대와, 싱기한 중심축의 타측에 연결되어 있으며 상기한 나팔관 및 발전부와 대응하여 중심축의 균형을 유지시키기 위한 균형추를 포함하여 이루어진다.

지지대, 중심축, 나팔관, 발전부, 받침대, 균형추

Description

전남포 풍력발전{Generator using wind force}

이 발명은 발전 분야에 관한 것으로서, 좀더 세부적으로 말하자면 태풍과 같이 강한 바람이 부는 경우에는 바람이 집중되는 나팔관의 날개가 열려져서 바람을 통과하시킴으로써 강한 바람에 의해 발전장치가 부러져 파손이 되는 것을 방지할 수 있는, 보호기능을 구비한 대형 풍력 발전장치에 관한 것이다.

풍력 발전을 위한 풍력 발전장치는 공기의 이동 운동에너지를 회전자의 공기 역학적 특성을 이용하여 회전자를 회전시켜서 회전 운동에너지로 변환시킨 후에, 상기한 회전 운동에너지로 발전기를 회전시킴으로써 전기 에너지를 생산하는 장치이다.

종래의 풍력 발전장치는 길고 큰 3개의 날개를 가지고 있으나, 공간과 해전의 비효율성에서 비경제적이다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 바람의 한방향으로 가이드하여 줌으로써 바람의 이동 에너지를 효과적으로 집중시킬 수가 있으며, 바람의 방향이 바뀌는 경우에는 바람의 방향에 따라 회전함으로써 전기 예너지의 생산율이 저하되지 않도록 하는 풍력 발전장치에 관한 기술이 대한민국 실용신안 등록번호 제20-0298959호(공고일자 : 2003년 1월 3일)에서 본 출원인에 의해 개시된 바 있다.

그러나, 상기한 대한민국 실용신안 등록번호 제20-0298959호는 태풍과 같이 강한 바람이 부는 경우에 바람이 집중되는 나팔관을 보호해주는 기능이 구비되어 있지 않아서 강한 바람에 의해 발전장치가 부러져 파손되어 버리는 문제점 등이 있었다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 태풍과 같이 강한 바람이 부는 경우에는 바람이 집중되는 나팔관을 우산처럼 접을 수 있도록 함으로써 강한 바람에 의해 발전장치가 부러져 파손이 되는 것을 방지할 수 있는 풍력 발전장치에 관한 기술이 대한민국 실용신안 등록번호 제20-0340125호(공고일자 :2004년 1월 31일)에서 본 출원인에 의해 개시된 바 있다.

그러나, 상기한 대한민국 실용신안 등록번호 제20-0340125호는 나팔관을 접은 상태에서도 바람의 영향을 크게 받게 되는 문제점이 있고 갑자기 일어나는 강풍에는 대응을 하지 못했다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 태풍과 같은 강한 바람이 갑자기 부는 경우에도 바람이 집중되는 나팔관의 집중판 날개가 열려져서 바람을 통과시킴으로써 강한 바람에 의해 발전장치가 부러져 파손이 되는 것을 방지할 수 있는, 보호기능을 구비한 대형 풍력 발전장치를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 구성은, 지반에 설치되어 지지력을 제공하기 위한 지지대와, 상기한 지지대에 회전가능하게 설치되어 있는 중심축과, 상기한 중심축의 일측에 연결되어 있으며 바람을 집중시키는 역할을 하면서 태풍과 같이 강한 바람이 갑자기 부는 경우에도 집풍판 날개가 열려져서 바람을 통과 시킴으로써 강한 바람에 의한 파손을 방지하기 위한 나팔관과, 상기한 나팔관의 회전날개를 구동하기 위한 체인과, 상기한 나팔관의 후단에 설치되어 있으며 상기한 나팔관에 의해 집중되는 바람의 힘을 이용하여 터빈 날개를 돌림으로써 전기를 생성시키는 발전부와, 상기한 발전부로 유입되는 바람을 차단하여 터빈 날개의 회전을 중지시킴으로써 전기가 생성되지 못하도록 하는 발전차단도어와, 상기한 나팔관 및 발전부를 보조적으로 지지하기 위한 받침대와, 상기한 중심축의 타측에 연결되어 있으며 상기한 나팔관 및 발전부와 대응하여 중심축의 균형을 유지시키기 위한 균형추를 포함하여 이루어진다.

이 발명의 구성은, 상기한 나팔관은, 바람을 가장자리로 모아 주기 위한 원뿔형태의 돌출부가 중앙에 형성되어 있으며, 상기한 돌출부를 중심으로 나팔관의 외형을 이루면서 다수개의 방사축이 일정한 간격을 두고서 방사상으로 설치되어 있고, 상기한 다수개의 방사축의 외주면에는 회전축이 각각 조립 설치되어 있으며, 상기한 회전축의 끝에는 회전기어가 각각 형성되어 있고, 상기한 회전축의 좌우측에는 일정한 면적의 회전날개가 형성되어 있으며, 상기한 회전날개는 회전 방향에 방해되지 않도록 하면서 인접한 회전날개와 끝이 조금씩 겹치는 구조로 이루어져 있다.

이 발명의 구성은, 상기한 발전부는, 상기한 나팔관에 의해 모아진 바람의 힘에 의해 회전됨으로써 회전동력을 발생시키는 터빈 날개가 설치되어 있고, 자석과 코일로 구성되어 상기한 터빈 날개의 회전동력에 의해 자석이나 코일이 회전됨으로써 전기를 발생시키는 발전기가 설치되어 있는 구조로 이루어저 있다.

이 발명은, 태풍과 같이 강한 바람이 갑자기 부는 경우에도 바람이 집중되는 나팔관의 회전날개가 열려져서 바람을 통과시킴으로써 강한 바람에 의해 발전장치가 부러져 파손이 되는 것을 방지할 수 있는, 효과를 갖는다.

이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있는 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.

참고로, 여기에서 개시되는 실시에는 여러 가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.

도 1은 이 발명의 일실시예에 따른 보호기능을 구비한 대형 풍력 발전장치의 전체 구성도이고, 도 2는 이 발명의 일실시예에 따른 보호기능을 구비한 대형 풍력발전장치의 나팔관의 요부 구성도이고, 도 3은 이 발명의 일실시예에 따른 보호기능을 구비한 대형 풍력 발전장치의 나팔관의 회전날개가 닫혀 있을 때에 정면도이고, 도 4는 이 발명의 일실시예에 따른 보호기능을 구비한 대형 풍력 발전장치의 나팔관의 회전날개가 열려 있을 때의 정면도이다.

도 1 내지 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 이 발명의 일실시예에 따른 보호기능을 구비한 대형 풍력 발전장치의 구성은, 지반에 설치되어 지지력을 제공하기 위한 지지대(1)와, 상기한 지지대(1)에 회전가능하게 설치되어 있는 중심축(2)과, 상기한 중심축(2)의 일측에 연결되어 있으며 바람을 집중시키는 역할을 하면서 태풍과 같이 강한 바람이 부는 경우에는 회전날개(34)가 열려져서 바람을 통과시킴으로써 강한 바람에 의한 파손을 방지하기 위한 나팔관(3)과, 상기한 나팔관(3)의 회전날개(34)의 개폐를 구동하기 위한 체인(4)과, 상기한 나팔관(3)의 후단에 설치되어 있으며, 상기한 나팔관(3)에 의해 집중되는 바람의 힘을 이용하여 터빈 날개(51)를 돌림으로써 전기를 생성시키는 발전부(5)와, 상기한 발전부(5)로 유입되는 바람을 차단하여 터빈날개(51)의 회전을 중지시킴으로써 전기가 생성되지 못하도록 하는 발전차단도어(6)와, 상기한 나팔관(3) 및 발전부(5)를 보조적으로 지지하기 위한 받침대(7)와, 상기한 중심축(2)의 타측에 연결되어 있으며 상기한 나팔관(3) 및 발전부(5)와 대응하여 중심축(2)의 균형을 유지시키기 위한 균형추(8)를 포함하여 이루어진다.

상기한 중심축(2)은 나팔관(3)과 발전부(5)를 지지하면서 지지대(1)를 중심 으로 회전되는 구조로 이루어지며, 사용자가 나팔관(3)과 발전부(5)의 내부를 수리하거나 청소하는 경우에 쉽게 이동할 수 있도록 난간(21)이 설치되는 구조로 이루어진다.

상기한 나팔관(3)은, 바람을 가장자리로 모아 주기 위한 원뿔형태의 돌출부(35)가 중앙에 형성되어 있으며, 상기한 돌출부(35)를 중심으로 나팔관(3)의 외형을 이루면서 다수개의 방사축(31)이 일정한 간격을 두고서 방사상으로 설치되어 있고, 상기한 다수개의 방사축(31)의 외주면에는 회전축(32)이 각각 조립 설치되어 있으며, 상기한 회전축(32)의 끝에는 회전기어(33)가 각각 형성되어 있고, 상기한 회전축(32)의 좌우측에는 일정한 면적의 회전날개(34)가 형성되어 있으며, 상기한 회전날개(34)는 회전방향에 방해되지 않도록 하면서 인접한 회전날개와 끝이 조금씩 겹치는 구조로 이루어진다.

상기한 체인(4)은 상기한 나팔관(3)의 회전기어(32)들을 연결함으로써 각각의 회전기어(32)가 가지고 있는 마찰저항을 하나로 통합시키는 역할을 하며, 이와 같이 통합된 마찰저항에 더하여 추가로 사용자가 임의로 마찰저항을 증가시킬 수 있는 무게추(41)가 연결되어 있는 구조로 이루어진다.

상기한 발전부(5)는 상기한 나팔관(3)에 의해 모아진 바람의 힘에 의해 회전됨으로써 회전동력을 발생시키는 터빈 날개(51)가 설치되어 있고, 자석과 코일로 구성되어 상기한 터빈 날개(51)의 회전동력에 의해 자석이나 코일이 회전됨으로써 전기를 발생시키는 발전기(52)가 설치되어 있는 구조로 이루어진다.

상기한 발전차단도어(6)는 나팔관(3)으로부터 발전부(5)로 유입되는 바람을 차단할 수 있도록 돌출부(5)의 가장자리를 따라서 설치되어 있는 도어를 사용자가 수동으로 개폐시킬 수 있는 작동추(61)가 연결되어 있는 구조로 이루어진다.

상기한 균형추(8)는 중심축(2)이 균형을 유지할 수 있도록 나팔관(3)과 발전부(5)의 무게를 감안하여 그 무게가 설정된다.

상기한 구성에 의한, 이 발명의 일실시예에 따른 보호기능을 구비한 대형 풍력 발전장치의 작용은 다음과 같다.

바람이 불어오면 나팔관(3)은 이를 받아들여 안쪽 내부로 가이드하여 주고 원뿔형의 돌출부(35)는 유입된 바람을 가장자리로 가이드하여 줌으로써 상기한 나팔관(3)과 연결되어 있는 발전부(5)로 바람이 유입되도록 한다.

상기한 발전부(5)의 안에는 터빈 날개(51)가 설치되어 있어서 입력되는 바람에 의해 회전됨으로써 회전동력을 발생시킨다. 이와 같이 터빈 날개(51)가 회전되면 자석과 코일로 이루어져 있는 발전기(52)의 자석이나 코일이 상기한 터빈 날개(51)의 회전동력에 의해 자석이나 코일이 회전됨으로써 발전기(52)로부터 전기가 발생되어 출력된다.

한편, 태풍과 같이 강한 바람이 부는 경우에, 나팔관(3)의 회전나개(34)들에 가해지는 풍력이, 상기한 체인(4)에 의해서 연결되어 있는 회전기어(32)들의 마찰저항의 합보다 크게 되면, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 인접한 회전날개와 끝부분이 겹쳐짐으로써 닫혀져 있던 회전날개(34)들이 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 풍력에 의해 한쪽 방향으로 일제히 회전하게 됨으로써 활짝 열려지게 된다.

이와 같이 나팔관(3)의 회전날개(34)들이 열려지게 되면, 나팔관(3)으로 들 어왔던 바람들이 별다른 저항없이 회전날개(34)들의 사이사이에 형성된 개구부를 통해서 통과할 수 있게 됨으로써 강한 바람에 의하 파손을 방지할 수가 있게 된다.

이 경우에, 사용자는 체인(4)에 연결된 무게추(41)의 무게를 증가시켜서 체인(4)의 마찰저항을 증가시킬 수 있도록 함으로써 상기한 나팔관(3)의 회전날개(34)를 열림게 하는 풍력의 크기를 임의로 정할 수 있게 된다.

그리고, 사용자가 나팔관(3)이나 발전부(5)를 수리 및 점검하거나 청소하고자 하는 경우에, 작동추(61)를 동작시켜서 상기한 작동추(61)와 간단하게 기구적으로 연결되어 있는 발전차단도어(6)를 닫게 되면, 나팔관(3)으로부터 발전부(5)로 유입되는 바람이 차단됨으로써 터빈 날개(51)가 회전하지 않게 되어 발전이 중단된다.

이와 같이 발전을 중단시킨 상태에서, 사용자는 사다리 등을 이용하여 중심축(2)으로 올라간 뒤에 중심축(2)을 따라서 이동하여 나팔관(3)이나 발전부(5)의 내부를 수리 및 점검하거나 청소를 할 수 있으며, 중심축(2)에 형성된 난간(21)은 사용자가 안전하게 이동하는 것을 도와주게 된다.

도 1은 이 발명의 일실시예에 따른 보호기능을 구비한 대형 풍력 발전장치의 전체 구성도이다.

도 2는 이 발명의 일실시예에 따른 보호기능을 구비한 대형 풍력 발전장치의 나팔관의 요부 구성도이다.

도 3은 이 발명의 일실시예에 따른 보호기능을 구비한 대형 풍력 발전장치의 나팔관의 회전날개가 닫혀 있을 때의 정면도이다.

도 4는 이 발명의 일실시예에 따른 보호기능을 구비한 대형 풍력 발전장치의 나팔관의 회전날개가 열려 있을 때의 정면도이다.

Claims (3)

1. 지반에 설치되어 지지력을 제공하기 위한 지지대와,

   상기한 지지대에 회전가능하게 설치되어 있는 중심축과,

   상기한 중심축의 일측에 연결되어 있으며 바람을 집중시키는 역할을 하면서 태풍과 같이 강한 바람이 부는 경우에는 회전날개가 열려져서 바람을 통과시킴으로써 강한 바람에 의한 파손을 방지하기 위한 나팔관과,

   상기한 나팔관의 회전날개를 구동하기 위한 체인과,

   상기한 나팔관의 후단에 설치되어 있으며 상기한 나팔관에 의해 집중되는 바람의 힘을 이용하여 터빈 날개를 돌림으로써 전기를 생성시키는 발전부와,

   상기한 발전부로 유입되는 바람을 차단하여 터빈 날개의 회전을 중지시킴으로써 전기가 생성되지 못하도록 하는 발전차단도어와,

   상기한 나팔관 및 발전부를 보조적으로 지지하기 위한 받침대와,

   상기한 중심축의 타측에 연결되어 있으며 상기한 나팔관 및 발전부와 대응하여 중심축의 균형을 유지시키기 위한 균형추를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 보호기능을 구비한 대형 풍력 발전장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기한 나팔관은, 바람을 가장자리로 모아 주기 위한 원뿔형태의 돌출부가 중앙에 형성되어 있으며, 상기한 돌출부를 중심으로 나팔관의 외형을 이루면서 다 수개의 방사축이 일정한 간격을 두고서 방사상으로 설치되어 있고, 상기한 다수개의 방사축의 외주면에는 회전축이 각각 조립 설치되어 있으며, 상기한 회전축의 끝에는 회전기어가 각각 형성되어 있고, 상기한 회전축의 좌우측에는 일정한 면적의 회전날개가 형성되어 있으며, 상기한 회전날개는 회전방향에 방해되지 않도록 하면서 인접한 회전날개와 끝이 조금씩 겹치는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 보호기능을 구비한 대형 풍력 발전장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기한 발전부는, 상기한 나팔관에 의해 모아진 바람의 힘에 의해 회전됨으로써 회전동력을 발생시키는 터빈 날개가 설치되어 있고, 자석과 코일로 구성되어 상기한 터빈 날개의 회전동력에 의해 자석이나 코일이 회전됨으로써 전기를 발생시키는 발전기가 설치되어 있는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 보호기능을 구비한 대형 풍력 발전장치.

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