KR101038904B1 - Wind Power Generator - Google Patents

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Abstract

본 발명은 풍력발전기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 메인바디의 전후단에 바람에 대해 서로 반대방향으로 회전하는 앞날개와 뒷날개를 축결합하고, 메인바디의 내부에는 상기 앞날개를 통해 전달되는 회전력으로 회전하는 영구자석과 상기 뒷날개를 통해 전달되는 회전력으로 영구자석에 대해 반대방향으로 회전하는 코일체가 설치되며, 상기 메인바디는 일정높이의 타워기둥에 설치되는 것을 포함하는 풍력발전기에 있어서,
상기 타워기둥 내부에 메인바디와 연결되는 타워회전축과, 상기 타워회전축의 하측으로 커플링에 의해 연결되는 클러치 연결축과, 상기 클러치 연결축의 하부에 직결되고 전원의 공급 여부에 따라 선택적으로 자화되어 하단의 작동축의 회전력을 클러치 연결축에 선택적으로 공급하는 마그네트 클러치와, 상기 마그네트 클러치의 하단에 연결 설치되는 작동축과, 상기 작동축의 외주면상에 결합되는 워엄기어와, 상기 워엄기어에 맞물리는 워엄을 정역회전 구동시키는 구동모터를 더 설치하고,
풍향 및 풍속에 따라 풍력발전기를 자동요잉시키는 제어수단으로서,
메인바디의 상부에 설치된 풍향계의 회전각도에 대응하는 풍향정보를 출력하는 엔코더와;
상기 엔코더에서 공급되는 풍향정보에 따라 구동모터를 정,역 구동시켜 풍력발전기의 메인바디가 바람 방향에 대해 정면으로 마주하도록 제어하는 제어장치부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 서로 상반된 방향으로 회전하는 앞,뒤날개의 회전력으로 영구자석과 코일체가 서로 반대방향으로 회전하면서 높은 발전효율을 제공하는 풍력발전기를 구현하고, 저풍속의 바람이 불 때에는 풍력발전기가 바람의 방향에 따라 자유회전하면서 바람을 정면으로 맞이하고, 중풍속의 바람이 불 때에는 구동모터의 동력을 이용하여 풍력발전기를 강제회전시켜 풍력발전기가 바람을 정면으로 맞이하도록 하며, 강풍속의 바람이 불 때에는 구동모터의 동력을 이용하여 풍력발전기가 바람이 불어오는 방향에 대해 직교하도록 하여 강풍에 의해 앞,뒤날개 및 동체가 파손 또는 고장나는 현상을 방지할 수 있도록 한 풍력발전기를 제공하는 효과를 기대할 수 있다.The present invention relates to a wind power generator, and more specifically, to the front and rear ends of the main body axially coupled to the front wing and the rear wing which rotates in opposite directions with respect to the wind, the inside of the main body rotates through the rotational force transmitted through the fore wing In the wind power generator comprising a permanent magnet and a coil body that rotates in the opposite direction with respect to the permanent magnet by the rotational force transmitted through the rear wing, the main body is installed in a tower column of a predetermined height,
A tower rotating shaft connected to the main body inside the tower pillar, a clutch connecting shaft connected by a coupling to the lower side of the tower rotating shaft, and directly connected to a lower portion of the clutch connecting shaft and selectively magnetized according to whether power is supplied A magnet clutch selectively supplying rotational force of the operating shaft to the clutch connecting shaft, an operating shaft connected to the lower end of the magnet clutch, a worm gear coupled to the outer circumferential surface of the operating shaft, and a worm engaged with the worm gear. Install a drive motor for driving forward and reverse rotation,
As a control means for automatically yawing the wind generator according to the wind direction and wind speed,
An encoder for outputting wind direction information corresponding to a rotation angle of the wind vane installed above the main body;
A control unit for controlling the main body of the wind turbine to face the front of the wind by driving the driving motor forward and backward according to the wind direction information supplied from the encoder; Characterized in that it comprises a.
According to the present invention, the permanent magnet and the coil body rotate in opposite directions with the rotational force of the front and rear blades rotating in opposite directions to each other to implement a wind power generator that provides high power generation efficiency, When the generator rotates freely along the direction of the wind, the wind is struck by the wind. When the wind blows in the middle wind, the wind turbine is forced to rotate by using the power of the driving motor. In this case, by using the power of the driving motor, the wind generator is orthogonal to the direction from which the wind is blowing, so that the wind generator can be prevented from being damaged or broken by the strong winds. You can expect.

Description

풍력발전기{Wind power generator}Wind power generators

본 발명은 풍력발전기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 서로 상반된 방향으로 회전하는 앞,뒤날개의 회전력으로 영구자석과 코일체가 서로 반대방향으로 회전하면서 높은 발전효율을 제공하는 풍력발전기를 구현하고, 저풍속의 바람이 불 때에는 풍력발전기가 바람의 방향에 따라 자유회전하면서 바람을 정면으로 맞이하고, 중풍속의 바람이 불 때에는 구동모터의 동력을 이용하여 풍력발전기를 강제회전시켜 풍력발전기가 바람을 정면으로 맞이하도록 하며, 강풍속의 바람이 불 때에는 구동모터의 동력을 이용하여 풍력발전기가 바람이 불어오는 방향에 대해 직교하도록 하여 강풍에 의해 앞,뒤날개가 파손되는 현상을 방지할 수 있도록 한 풍력발전기에 관한 것이다.The present invention relates to a wind power generator, and more particularly, to implement a wind power generator that provides high power generation efficiency while the permanent magnet and the coil body rotate in opposite directions with the rotational force of the front and rear blades rotating in opposite directions. When the wind blows at low wind speeds, the wind turbine rotates freely along the direction of the wind and greets the wind in front of the wind. When the wind blows at mid wind speed, the wind turbine is forced to rotate by using the power of the driving motor. Wind turbines to prevent wind turbines from breaking front and rear blades due to strong winds by using the power of the drive motor when the winds blow in the strong winds. It is about.

본 출원인은 앞,뒤날개가 서로 반대방향으로 회전하고, 그 앞,뒤날개에 의해 제공되는 상반된 회전력으로 영구자석과 코일체를 서로 반대방향으로 회전시켜 높은 발전효율을 얻을 수 있는 풍력발전기를 선출원하였다.Applicant filed a front wind turbine generator that can achieve high power generation efficiency by rotating the permanent magnet and the coil body in the opposite direction with the opposite rotational force provided by the front and rear wings, the front and rear blades rotate in opposite directions. It was.

그런데, 앞,뒤날개가 서로 반대방향으로 회전하는 풍력발전기는 하나의 날개로만 발전하는 풍력발전기에 비해 저풍속의 바람에도 작동하여 발전하는 특징이 있으며, 강한 바람에 대해서는 날개가 너무 빨리 회전하여 파손의 위험이 발생하는 문제점이 있었다.However, the wind turbines with the front and rear blades rotating in opposite directions have the characteristic of generating and operating even at low wind speeds compared to wind turbines with only one wing. There was a problem that the risk of occurring.

또한, 국내의 지리적 여건상 바람이 한 방향으로만 지속적으로 불지않고 바람의 방향이 급변하는 회오리바람이 부는 여건하에서는 바람 방향에 따라 풍력발전기가 바람을 마주하도록 회전하는 자동 요잉기능이 매우 중요한데,In addition, in the domestic geographic conditions, the automatic yawing function that rotates the wind generator to face the wind in accordance with the wind direction is very important under the condition that the wind does not continuously blow in only one direction and the whirlwind changes rapidly.

종래의 풍력발전기는 자동 요잉기능이 떨어져 바람방향에 대해 신속하게 회전작동하여 항시 바람을 마주하도록 자세를 고쳐주지 못하는 고장요인이 발생하고 있어 유지보수에 많은 어려움이 따랐음은 물론 풍력발전기의 자체 수명이 매우 짧은 문제점이 있었다.Conventional wind power generators have a lack of automatic yawing function and rotate quickly in the wind direction, causing troubles that prevent them from changing their posture to face the wind at all times. There was a very short problem.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 서로 상반된 방향으로 회전하는 앞,뒤날개의 회전력으로 영구자석과 코일체가 서로 반대방향으로 회전하면서 높은 발전효율을 제공하는 풍력발전기를 구현하고, 저풍속(약 12m 이하)의 바람이 불 때에는 풍력발전기가 바람의 방향에 따라 자유회전하면서 바람을 정면으로 맞이하고, 중풍속(12m 이상)의 바람이 불 때에는 구동모터의 동력을 이용하여 풍력발전기를 강제회전시켜 풍력발전기가 바람을 정면으로 맞이하도록 하며, 강풍속(18m 이상)의 바람이 불 때에는 구동모터의 동력을 이용하여 풍력발전기가 바람이 불어오는 방향에 대해 직교하도록 하여 강풍에 의해 앞,뒤날개가 파손되거나 풍력발전기 동체가 파손되는 현상을 방지할 수 있도록 한 풍력발전기를 제공함을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention for solving the above problems implements a wind power generator that provides a high power generation efficiency while the permanent magnet and the coil body rotates in opposite directions with the rotational force of the front and rear blades to rotate in opposite directions, low wind speed When the wind blows (about 12m or less), the wind turbine rotates freely along the direction of the wind, and the wind is struck by the wind. When the wind blows at the medium wind speed (12m or more), the wind turbine is forced by the power of the driving motor. Rotate the wind generator to face the wind in front of the wind, and when the wind blows at a strong wind speed (over 18m), use the power of the drive motor to make the wind generator orthogonal to the wind blowing direction. It is an object of the present invention to provide a wind turbine capable of preventing the vane from being damaged or the wind turbine fuselage.

상기 목적달성을 위한 본 발명은,According to an aspect of the present invention,

메인바디의 전후단에 바람에 대해 서로 반대방향으로 회전하는 앞날개와 뒷날개를 축결합하고, 메인바디의 내부에는 상기 앞날개를 통해 전달되는 회전력으로 회전하는 영구자석과 상기 뒷날개를 통해 전달되는 회전력으로 영구자석에 대해 반대방향으로 회전하는 코일체가 설치되며, 상기 메인바디는 일정높이의 타워기둥에 설치되는 것을 포함하는 풍력발전기에 있어서, The front and rear ends of the main body axially coupled to each other in the opposite direction to the wind against the wind, and the inside of the main body permanently rotated by the rotational force transmitted through the front wing and the permanent force through the rear wing permanently In the wind power generator comprising a coil body rotating in the opposite direction to the magnet, the main body is installed in a tower column of a certain height,

상기 타워기둥 내부에 메인바디와 연결되는 타워회전축과, 상기 타워회전축의 하측으로 커플링에 의해 연결되는 클러치 연결축과, 상기 클러치 연결축의 하부에 직결되고 전원의 공급 여부에 따라 선택적으로 자화되어 하단의 작동축의 회전력을 클러치 연결축에 선택적으로 공급하는 마그네트 클러치와, 상기 마그네트 클러치의 하단에 연결 설치되는 작동축과, 상기 작동축의 외주면상에 결합되는 워엄기어와, 상기 워엄기어에 맞물리는 워엄을 정역회전 구동시키는 구동모터를 더 설치하고, A tower rotating shaft connected to the main body inside the tower pillar, a clutch connecting shaft connected by a coupling to the lower side of the tower rotating shaft, and directly connected to a lower portion of the clutch connecting shaft and selectively magnetized according to whether power is supplied A magnet clutch for selectively supplying rotational force of the operating shaft to the clutch connecting shaft, an operating shaft connected to the lower end of the magnet clutch, a worm gear coupled to an outer circumferential surface of the operating shaft, and a worm engaged with the worm gear. Install a drive motor for driving forward and reverse rotation,

풍향 및 풍속에 따라 풍력발전기를 자동요잉시키는 제어수단으로서,As a control means for automatically yawing the wind generator according to the wind direction and wind speed,

메인바디의 상부에 설치된 풍향계의 회전각도에 대응하는 풍향정보를 출력하는 엔코더와;An encoder for outputting wind direction information corresponding to a rotation angle of the wind vane installed above the main body;

상기 엔코더에서 공급되는 풍향정보에 따라 구동모터를 정,역 구동시켜 풍력발전기의 메인바디가 바람 방향에 대해 정면으로 마주하도록 제어하는 제어장치부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.A control unit for controlling the main body of the wind turbine to face the front of the wind by driving the driving motor forward and backward according to the wind direction information supplied from the encoder; Characterized in that it comprises a.

본 발명에 의하면, 서로 상반된 방향으로 회전하는 앞,뒤날개의 회전력으로 영구자석과 코일체가 서로 반대방향으로 회전하면서 높은 발전효율을 제공하는 풍력발전기를 구현하고, 저풍속의 바람이 불 때에는 풍력발전기가 바람의 방향에 따라 자유회전하면서 바람을 정면으로 맞이하고, 중풍속의 바람이 불 때에는 구동모터의 동력을 이용하여 풍력발전기를 강제회전시켜 풍력발전기가 바람을 정면으로 맞이하도록 하며, 강풍속의 바람이 불 때에는 구동모터의 동력을 이용하여 풍력발전기가 바람이 불어오는 방향에 대해 직교하도록 하여 강풍에 의해 앞,뒤날개 및 동체가 파손 또는 고장나는 현상을 방지할 수 있도록 한 풍력발전기를 제공하는 효과를 기대할 수 있다.According to the present invention, the permanent magnet and the coil body rotate in opposite directions with the rotational force of the front and rear blades rotating in opposite directions to each other to implement a wind power generator that provides high power generation efficiency, When the generator rotates freely along the direction of the wind, the wind is struck by the wind. When the wind blows in the middle wind, the wind turbine is forced to rotate by using the power of the driving motor. In this case, by using the power of the driving motor, the wind generator is orthogonal to the direction from which the wind is blowing, so that the wind generator can be prevented from being damaged or broken by the strong winds. You can expect.

도 1 은 본 발명의 풍력발전기를 보인 단면도.
도 2 내지 도 4 는 본 발명의 내부 구성을 확대 도시한 도면.
도 5 는 본 발명에 적용된 제어수단을 보인 블럭도.
도 6 은 본 발명의 제어과정을 보인 플로우챠트.
도 7 은 본 발명의 풍력발전기의 작동상태를 보인 도면.1 is a cross-sectional view showing a wind turbine of the present invention.
2 to 4 are enlarged views showing the internal configuration of the present invention.
Figure 5 is a block diagram showing a control means applied to the present invention.
6 is a flow chart showing a control process of the present invention.
7 is a view showing an operating state of the wind power generator of the present invention.

이하, 첨부된 도면 도 1 내지 도 7 을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, FIGS. 1 to 7.

도면부호 1 은 메인바디를 나타낸다.Reference numeral 1 denotes the main body.

상기 메인바디(1)의 전후단에 바람에 대해 서로 반대방향으로 회전하는 앞날개(2)와 뒷날개(10)를 축결하고, 메인바디(1)의 내부에는 상기 앞날개(2)를 통해 전달되는 회전력으로 회전하는 영구자석(7)과 상기 뒷날개(10)를 통해 전달되는 회전력으로 영구자석(7)에 대해 반대방향으로 회전하는 코일체(22)가 설치되며, 상기 메인바디(1)는 일정높이의 타워기둥(30)에 받쳐지도록 설치된다.Condensing the front wing (2) and the rear wing (10) to rotate in the opposite direction to the wind in the front and rear ends of the main body (1), the rotational force transmitted through the front wing (2) inside the main body (1) The permanent magnet 7 and the coil body 22 is rotated in the opposite direction to the permanent magnet 7 by the rotational force transmitted through the rear wing 10 is installed, the main body 1 is a certain height It is installed to be supported by the tower pillar (30).

상기 메인바디(1)의 앞쪽에 축결합되는 프론트축(3)의 선단부에 프론트허브(4)를 결합하고, 상기 프론트허브(4)에 앞날개(2)를 다수의 볼트로서 결합하며, 상기 프론트허브(4)의 앞쪽으로 프론트허브캡(5)을 결합하여 프론트축(3) 부분이 비바람이나 외부충격으로 부터 보호될 수 있도록 하고, 상기 프론트축(3)의 중간부에 스파이더(6)를 체결하며, 상기 스파이더(6)의 외경에 다수의 영구자석(7)을 적정간격으로 고정 설치한다.Coupling the front hub (4) to the front end of the front shaft (3) which is axially coupled to the front of the main body (1), the front blade (4) to the front hub (4) as a plurality of bolts, the front The front hub cap 5 is coupled to the front of the hub 4 so that the front shaft 3 portion can be protected from weather or external shock, and the spider 6 is placed in the middle of the front shaft 3. Fasten and install a plurality of permanent magnets 7 at appropriate intervals on the outer diameter of the spider (6).

상기 영구자석(7)은 앞날개(2)가 축결합된 프론트축(3)에 연결되도록 설치되므로, 앞날개(2)가 회전하는 방향과 동일한 방향으로 회전하게 된다.Since the permanent magnet 7 is installed to be connected to the front shaft (3) in which the front blade (2) is axially coupled, the permanent magnet (7) is rotated in the same direction as the direction in which the front blade (2) rotates.

한편, 상기 프론트축(3)과 내측(21)이 베어링(27a)에 의해 결합되어 프론트축(3)과는 독립회전할 수 있는 회전체(20)를 상기 영구자석(7)을 내경에 수용토록 메인바디(1) 내부에 설치하고, 상기 회전체(20)의 외경에 영구자석(7)에 대향하도록 코일체(22)를 설치하여 상기 코일체(22)가 뒷날개(10)의 회전력에 의해 영구자석(7)과는 반대방향으로 회전토록 한다.On the other hand, the front shaft (3) and the inner side (21) is coupled by a bearing (27a) to accommodate the rotor 20 that can rotate independently from the front shaft (3) accommodates the permanent magnet (7) in the inner diameter The coil body 22 is installed inside the main body 1 so as to face the permanent magnet 7 on the outer diameter of the rotating body 20 so that the coil body 22 is applied to the rotational force of the rear wing 10. Thereby rotating in the opposite direction to the permanent magnet (7).

메인바디(1)의 내부 후단에 상기 회전체(20)의 내측(21) 일단과 연결되면서 그 끝단이 메인바디(1) 후단부로 노출되는 리어축을 설치하고, 상기 리어축의 끝단에 결합되는 리어허브(17)에 뒷날개(10)를 결합하며, 상기 리어허브(17)에는 리어허브캡(18)을 결합하여 리어축을 보호할 수 있도록 한다.A rear hub coupled to one end of the inner 21 of the rotating body 20 at an inner rear end of the main body 1 and having an end thereof exposed to the rear end of the main body 1, and coupled to an end of the rear shaft. The rear wing 10 is coupled to the 17, and the rear hub 17 is coupled to the rear hub cap 18 to protect the rear shaft.

이때, 상기 리어축은 회전체(20)의 내측(21) 일단과 연결되는 제 1 리어축(11)과, 끝단부에 리어허브(17)가 결합된 상태로 상기 제 1 리어축(11)과는 체인커플링(13)에 의해 연결되는 제 2 리어축(12)으로 분리 구성하며,At this time, the rear shaft and the first rear shaft 11 connected to one end of the inner side 21 of the rotating body 20 and the rear hub 17 is coupled to the end and the first rear shaft 11; Is separated into a second rear shaft 12 connected by a chain coupling 13,

상기 체인커플링(13)은 제 1 리어축(11)의 끝단에 제 1 스프로켓(14)을 결합하고, 제 2 리어축(12)의 일측에 제 2 스프로켓(15)을 결합하며, 상기 제 1 및 제 2 스프로켓(14)(15)을 더블체인(16)으로 연결하여 제 1 리어축(11)과 제 2 리어축(12)이 연결되도록 하는 것이며, 이에따라, 뒷날개(10)의 회전력이 리어허브(17), 제 2 리어축(12), 제 1 리어축(11), 회전체(20)의 순서로 전달되어 코일체(22)을 영구자석(7)의 반대방향으로 회전시키게 되는 것이다.The chain coupling 13 couples the first sprocket 14 to the end of the first rear shaft 11 and couples the second sprocket 15 to one side of the second rear shaft 12. The first and second sprockets 14 and 15 are connected by a double chain 16 so that the first rear shaft 11 and the second rear shaft 12 are connected. Accordingly, the rotational force of the rear wing 10 is increased. It is transmitted in the order of the rear hub 17, the second rear shaft 12, the first rear shaft 11, the rotating body 20 to rotate the coil body 22 in the opposite direction of the permanent magnet (7) will be.

상기 제 1 리어축(11)에는 코일체(22)에 유기된 전기를 인출하기 위한 슬립링(24), 브러쉬(25) 및 브러쉬홀더(26)가 설치되고, 상기 브러쉬(25)를 통해 인출되는 전기는 미도시된 정류장치에 의해 정류되어 충전소로 전송되며, 이러한 슬립링, 브러쉬 및 브러쉬홀더의 구성은 이미 공지된 기술이므로 상세한설명을 생략한다.The first rear shaft 11 is provided with a slip ring 24, a brush 25, and a brush holder 26 for drawing out electricity induced in the coil body 22, and are drawn out through the brush 25. The electricity that is to be rectified by the stop not shown is transmitted to the charging station, the configuration of such a slip ring, brush and brush holder is already known in the art, so a detailed description thereof will be omitted.

그리고, 미설명된 도면부호 27a, 27b, 27c, 27d는 베어링 이다.
Unexplained reference numerals 27a, 27b, 27c, and 27d are bearings.

한편, 상기 타워기둥(30) 내부 상단에 메인바디(1)와 연결되는 타워회전축(31)을 종방향으로 설치하고, 상기 타워회전축(31)의 하측으로 클러치 연결축(33)을 연결설치하는데, 이때, 상기 타워회전축(31)의 하부와 클러치 연결축(33)의 상부를 커플링(32)를 이용하여 연결하므로서, 타워회전축(31)과 클러치 연결축(33)이 함께 회전할 수 있도록 하고,On the other hand, to install the tower rotating shaft 31 connected to the main body (1) in the longitudinal direction on the inside of the tower pillar 30 in the longitudinal direction, connecting the clutch connecting shaft 33 to the lower side of the tower rotating shaft (31) At this time, by connecting the lower portion of the tower rotating shaft 31 and the upper portion of the clutch connecting shaft 33 using the coupling 32, so that the tower rotating shaft 31 and the clutch connecting shaft 33 can rotate together. and,

상기 클러치 연결축(33)의 하부에 전원의 공급 여부에 따라 선택적으로 자화되어 하단의 작동축(35)의 회전력을 클러치 연결축(33)에 선택적으로 공급하는 마그네트 클러치(34)를 직결하며, 상기 마그네트 클러치(34)의 하단에 작동축(35)을 연결 설치한다.It is directly magnetized depending on whether the power supply to the lower portion of the clutch connecting shaft 33 is directly connected to the magnet clutch 34 for selectively supplying the rotational force of the lower working shaft 35 to the clutch connecting shaft 33, The operating shaft 35 is installed at the lower end of the magnet clutch 34.

상기 마그네트 클러치(34)는 공급되는 전류에 의해 선택적으로 자화되는 것으로서, 전류가 공급될 때에는 자화되어 하부의 작동축(35)과 상부의 클러치 연결축(33)을 상호 연결하여 작동축(35)의 회전력이 그대로 타워회전축(31)으로 전달되도록 하고, 전류가 공급되지 않을 때에는 자력이 상실되면서 클러치 연결축(33)이 자유회전할 수 있도록 하므로서 바람의 방향에 따라 메인바디(1)가 자유회전할 수 있게되는 것이다.The magnet clutch 34 is selectively magnetized by the supplied current, and when the current is supplied, the magnet clutch 34 is magnetized to interconnect the lower operating shaft 35 and the upper clutch connecting shaft 33 to the operating shaft 35. The rotational force of the main body (1) is freely rotated according to the direction of the wind by allowing the clutch connection shaft 33 to rotate freely while the magnetic force is lost and the magnetic force is lost when the current is not supplied to the tower rotating shaft (31). You can do it.

그리고, 상기 작동축(35)의 외주면상에 워엄기어(36)를 결합하고, 상기 워엄기어(36)에 워엄(37)을 연결하며, 상기 워엄(37)을 구동모터(38)의 축에 축지시켜 구동모터(38)의 정,역구동에 의해 작동축(35)이 정방향 또는 역방향으로 회전하게 된다.
Then, the worm gear 36 is coupled to the outer circumferential surface of the operating shaft 35, the worm 37 is connected to the worm gear 36, and the worm 37 is connected to the shaft of the drive motor 38. The driving shaft 35 is rotated in the forward or reverse direction by the forward and reverse driving of the driving motor 38.

한편, 본 발명에서는 풍향 및 풍속에 따라 풍력발전기를 자동요잉시키는 제어수단을 더 구성하는데,On the other hand, the present invention further comprises a control means for automatically yawing the wind generator according to the wind direction and wind speed,

상기 제어수단은,The control means,

메인바디(1)의 상부에 설치된 풍향계(50)의 회전각도에 대응하는 풍향정보를 출력하는 엔코더(51)와;An encoder 51 for outputting wind direction information corresponding to a rotation angle of the wind vane 50 provided on the main body 1;

메인바디(1)의 상부에 설치된 풍속감지날개(52)의 회전속도를 이용하여 풍속을 감지 출력하는 풍속계(53)와;An anemometer 53 for sensing and outputting wind speed by using a rotational speed of the wind speed detection blade 52 provided at an upper portion of the main body 1;

풍속계(53)에서 감지되는 감지풍속에 따라 마그네트 클러치(34)에 선택적으로 전류를 공급하면서 상기 엔코더(51)에서 공급되는 풍향정보에 따라 구동모터(38)를 정,역 구동시켜 풍력발전기의 메인바디(1)가 바람 방향에 대해 정면으로 마주하도록 제어하는 제어장치부(54); 를 포함하여 구성한다.The drive motor 38 is driven forward and backward according to the wind direction information supplied from the encoder 51 while selectively supplying current to the magnet clutch 34 according to the sensed wind speed sensed by the anemometer 53 to maintain the wind turbine main. A control unit 54 for controlling the body 1 to face the wind direction; Consists of including.

상기 풍향계(50)는 메인바디(1)의 상부에 바람방향에 따라 회전하도록 설치하고, 상기 엔코더(51)는 풍향계(50)의 축과 연결되도록 설치하여 풍향계(50)가 회전하는 각도에 대응하는 풍향정보를 펄스형태로 제어장치부(54)에 공급하는 것이다.The wind vane 50 is installed on the upper part of the main body 1 to rotate according to the wind direction, and the encoder 51 is installed to be connected to the shaft of the wind vane 50 to correspond to the angle at which the wind vane 50 rotates. The wind direction information is supplied to the control unit 54 in the form of a pulse.

또한, 상기 풍속감지날개(52)는 메인바디(1)의 상부에 바람속도에 따라 회전하도록 설치하고, 상기 풍속감지날개(52)의 축과 연결되도록 풍속계(53)를 메인바디(1)상에 설치하여 풍속계(53)가 풍속감지날개(52)의 회전속도에 대응하는 풍속정보를 제어장치부(54)로 출력토록 구성한다.In addition, the wind speed detection blade 52 is installed to rotate in accordance with the wind speed on the upper portion of the main body (1), and the wind speed meter (53) on the main body (1) to be connected to the axis of the wind speed detection blade (52) And the wind speed sensor 53 outputs the wind speed information corresponding to the rotational speed of the wind speed detection blade 52 to the control unit 54.

여기서, 상기 제어장치부(54)의 동작을 좀더 상세히 설명하면,Here, if the operation of the control unit 54 will be described in more detail,

상기 제어장치부(54)는 감지풍속이 미리 설정된 제 1 기준풍속(12m) 이하일때 마그네트 클러치(34)로 공급되는 전류를 차단하여 메인바디(1)가 바람방향에 따라 자유회전하도록 제어하고,The control unit 54 controls the main body 1 to rotate freely according to the wind direction by cutting off the current supplied to the magnet clutch 34 when the sensing wind speed is less than or equal to the preset first reference wind speed 12m.

상기 제어장치부(54)는 감지풍속이 미리 설정된 제 1 기준풍속(12m)과 제 2 기준풍속(18m) 사이일 때, 마그네트 클러치(34)로 전류를 공급하여 작동축(35)과 클러치 타워회전축(31)이 연결되도록 한 후 엔코더(51)의 풍향정보에 따라 구동모터(38)를 정,역구동시켜 풍력발전기의 메인바디(1)가 바람방향을 따라 강제 회전되도록 하여 메인바디(1)가 바람을 정면으로 마주할 수 있도록 제어하며,The control unit 54 supplies a current to the magnet clutch 34 when the sensing wind speed is between the first reference wind speed 12m and the second reference wind speed 18m, which are set in advance, to operate the shaft 35 and the clutch tower. After the rotary shaft 31 is connected, the driving motor 38 is forward and backward driven according to the wind direction information of the encoder 51 so that the main body 1 of the wind power generator is forcibly rotated along the wind direction. ) To face the wind head-on,

상기 제어장치부(54)는 감지풍속이 미리 설정된 제 2 기준풍속(18m) 이상일때 마그네트 클러치(34)로 전류를 공급하여 작동축(35)과 클러치 타워회전축(31)이 연결되도록 한 후 구동모터(38)를 정,역구동시켜 풍력발전기의 메인바디(1)가 도 7 과 같이 바람방향에 대해 직교하도록 하여 앞,뒤날개(2)(10)가 강한바람에 구동하지 않도록 하므로서, 강한 풍속에의해 앞,뒤날개(2)(10)가 파손되는 현상이 발생하지 않도록 하는 것이다.The control unit 54 supplies a current to the magnet clutch 34 when the sensed wind speed is equal to or greater than the predetermined second reference wind speed 18m so that the operating shaft 35 and the clutch tower rotating shaft 31 are connected. By driving the motor 38 forward and backward, the main body 1 of the wind power generator is orthogonal to the wind direction as shown in FIG. 7 so that the front and rear wings 2 and 10 do not drive in a strong wind. This is to prevent the phenomenon that the front and rear wings 2 and 10 are damaged by the wind speed.

상기 제어장치부(54)의 작동기준이 되는 제 1 기준풍속과 제 2 기준풍속은 오랜 실험에 의해 얻은 데이타로서, 제 1 기준풍속 보다 낮은 속도의 풍속에서는 본 발명의 앞,뒤 날개(2)(10)가 바람을 정면으로 맞으면서 바람의 방향에 따라 서서히 메인바디(1)가 자유회전할 수 있고, 제 1 기준퐁속 보다 높고 제 2 기준풍속 보다 낮은 바람에서는 앞,뒤 날개(2)(10)가 비교적 빠른 속도로 회전하게 되므로 자칫 잘못하여 메인바디(1)가 너무 빠르게 회전하면서 내부 마찰부품의 파손을 유발할 수 있으므로 구동모터(38)의 회전력을 이용하여 서서히 메인바디(1)가 회전하도록 제어하는 것이며, 제 2 기준풍속 보다 빠른 바람에서는 앞,뒤날개(2)(10)가 너무 빠른 속도로 회전하여 파손될 수 있으므로 도 7 과 같이 메인바디(1)가 바람방향에 대해 직교하도록 제어하는 것이다.The first reference wind speed and the second reference wind speed, which are the operating standards of the control unit 54, are data obtained by a long experiment, and at the wind speeds lower than the first reference wind speed, the front and rear vanes 2 of the present invention. Main body (1) can freely rotate freely along the direction of the wind while (10) is hitting the wind in the front, and in the wind higher than the first reference fan and lower than the second reference wind speed (2) ( 10) rotates at a relatively high speed, so that the main body 1 rotates too quickly and may cause damage to the internal frictional components. Therefore, the main body 1 gradually rotates using the rotational force of the driving motor 38. In the wind faster than the second reference wind speed, the front and rear blades (2) and (10) may be rotated at a too fast speed and be damaged, so that the main body (1) is controlled to be perpendicular to the wind direction as shown in FIG. 7. To do The.

도면부호 39 는 타워기둥(30) 내부에 설치되어 타워회전축(31)이 지속적으로 한방향으로 회전하지 못하도록 차단하는 스토퍼를 나타내고, Reference numeral 39 denotes a stopper installed inside the tower pillar 30 to block the tower rotating shaft 31 from continuously rotating in one direction.

도면부호 40a, 40b, 40c, 40d는 축을 지지하는 베어링이다.
Reference numerals 40a, 40b, 40c, and 40d denote bearings supporting the shaft.

1: 메인바디, 2: 앞날개,
3: 프론트축, 7: 영구자석,
10: 뒷날개, 11,12: 리어축,
13: 체인커플링, 22: 코일체,
30: 타워기둥, 31: 타워회전축,
32: 커플링, 33: 클러치 연결축,
34: 마그네트 클러치, 35: 작동축,
36: 워엄기어, 37: 워엄,
38: 구동모터, 50: 풍향계,
51: 엔코더, 52: 풍속감지날개,
53: 풍속계, 54: 제어장치부,1: main body, 2: front wings,
3: front axle, 7: permanent magnet,
10: rear wing, 11,12: rear axle,
13: chain coupling, 22: coil body,
30: tower pillar, 31: tower rotating shaft,
32: coupling, 33: clutch connecting shaft,
34: magnet clutch, 35: working shaft,
36: worm gear, 37: worm,
38: drive motor, 50: wind vane,
51: encoder, 52: wind detection wing,
53: anemometer, 54: control unit,

Claims (3)

메인바디(1)의 전후단에 바람에 대해 서로 반대방향으로 회전하는 앞날개(2)와 뒷날개(10)를 축결합하고, 메인바디(1)의 내부에는 상기 앞날개(2)를 통해 전달되는 회전력으로 회전하는 영구자석(7)과 상기 뒷날개(10)를 통해 전달되는 회전력으로 영구자석(7)에 대해 반대방향으로 회전하는 코일체(22)가 설치되며, 상기 메인바디(1)는 일정높이의 타워기둥(30)에 설치되는 것을 포함하는 풍력발전기에 있어서,
상기 타워기둥(30) 내부에 메인바디(1)와 연결되는 타워회전축(31)과, 상기 타워회전축(31)의 하측으로 커플링(32)에 의해 연결되는 클러치 연결축(33)과, 상기 클러치 연결축(33)의 하부에 직결되고 전원의 공급 여부에 따라 선택적으로 자화되어 하단의 작동축(35)의 회전력을 클러치 연결축(33)에 선택적으로 공급하는 마그네트 클러치(34)와, 상기 마그네트 클러치(34)의 하단에 연결 설치되는 작동축(35)과, 상기 작동축(35)의 외주면상에 결합되는 워엄기어(36)와, 상기 워엄기어(36)에 맞물리는 워엄(37)을 정역회전 구동시키는 구동모터(38)를 더 설치하고,
풍향 및 풍속에 따라 풍력발전기를 자동요잉시키는 제어수단으로서,
메인바디(1)의 상부에 설치된 풍향계(50)의 회전각도에 대응하는 풍향정보를 출력하는 엔코더(51)와;
상기 엔코더(51)에서 공급되는 풍향정보에 따라 구동모터(38)를 정,역 구동시켜 풍력발전기의 메인바디(1)가 바람 방향에 대해 정면으로 마주하도록 제어하는 제어장치부(54); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기.
The front and rear ends of the main body (1) axially coupled to the front wing (2) and the rear wing (10) rotated in opposite directions with respect to the wind, and the rotational force transmitted through the front wing (2) inside the main body (1) The permanent magnet 7 and the coil body 22 is rotated in the opposite direction to the permanent magnet 7 by the rotational force transmitted through the rear wing 10 is installed, the main body 1 is a certain height In the wind turbine, including being installed on the tower column 30 of,
A tower connecting shaft 33 connected to the main body 1 in the tower pillar 30, a clutch connecting shaft 33 connected to the lower side of the tower rotating shaft 31 by a coupling 32, and A magnet clutch 34 directly connected to the lower portion of the clutch connecting shaft 33 and selectively magnetized according to whether power is supplied to selectively supply the rotational force of the lower working shaft 35 to the clutch connecting shaft 33; An operating shaft 35 connected to the lower end of the magnet clutch 34, a worm gear 36 coupled to an outer circumferential surface of the operating shaft 35, and a worm 37 engaged with the worm gear 36. Install a drive motor 38 for driving the positive and reverse rotation,
As a control means for automatically yawing the wind generator according to the wind direction and wind speed,
An encoder 51 for outputting wind direction information corresponding to a rotation angle of the wind vane 50 provided on the main body 1;
A control unit 54 for controlling the main body 1 of the wind turbine to face the wind direction by driving the driving motor 38 forward and reverse according to the wind direction information supplied from the encoder 51; Wind power generator comprising a.
제 1 항에 있어서, 메인바디(1)의 상부에 설치된 풍속감지날개(52)의 회전속도를 이용하여 풍속을 감지 출력하는 풍속계(53)를 더 포함하고,
상기 제어장치부(54)는 풍속계(53)에서 감지되는 감지풍속에 따라 마그네트 클러치(34)에 선택적으로 전류를 공급하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기.
According to claim 1, further comprising an anemometer (53) for sensing and outputting the wind speed by using the rotational speed of the wind speed detection blades 52 installed on the upper portion of the main body (1),
The control unit 54 is characterized in that for selectively supplying a current to the magnet clutch 34 according to the sensed wind speed detected by the anemometer (53).
제 2 항에 있어서, 상기 제어장치부(54)는 감지풍속이 미리 설정된 제 1 기준풍속(12m) 이하일때 마그네트 클러치(34)로 공급되는 전류를 차단하여 메인바디(1)가 바람방향에 따라 자유회전하도록 제어하고,
감지풍속이 미리 설정된 제 1 기준풍속(12m)과 제 2 기준풍속(18m) 사이일 때, 마그네트 클러치(34)로 전류를 공급하여 작동축(35)과 클러치 타워회전축(31)이 연결되도록 한 후 엔코더(51)의 풍향정보에 따라 구동모터(38)를 정,역구동시켜 풍력발전기의 메인바디(1)가 바람방향을 따라 강제 회전되도록 제어하며,
감지풍속이 미리 설정된 제 2 기준풍속(18m) 이상일때 마그네트 클러치(34)로 전류를 공급하여 작동축(35)과 클러치 타워회전축(31)이 연결되도록 한 후 구동모터(38)를 정,역구동시켜 풍력발전기의 메인바디(1)가 바람방향에 대해 직교하도록 하여 앞,뒤날개(2)(10)가 구동하지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기.The method of claim 2, wherein the control unit 54 cuts off the current supplied to the magnet clutch 34 when the sensed wind speed is less than or equal to the predetermined first reference wind speed (12m), the main body 1 according to the wind direction Control free rotation,
When the sensing wind speed is between the preset first reference wind speed 12m and the second reference wind speed 18m, the current is supplied to the magnet clutch 34 so that the operating shaft 35 and the clutch tower rotating shaft 31 are connected. After driving the drive motor 38 forward and reverse according to the wind direction information of the encoder 51 to control the main body (1) of the wind turbine is forced to rotate along the wind direction,
When the detected wind speed is equal to or greater than the second predetermined reference wind speed (18m), the current is supplied to the magnet clutch 34 so that the operating shaft 35 and the clutch tower rotation shaft 31 are connected, and then the driving motor 38 is reversed. Wind drive generator characterized in that the main body (1) of the wind generator to be orthogonal to the wind direction so that the front, rear wings (2) (10) do not drive.
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