KR101049217B1 - Lift power generation system - Google Patents

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KR101049217B1
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안중환
김창환
김훈민
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부산대학교 산학협력단
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Abstract

PURPOSE: A lift power generation system is provided to offer excellent electric power production efficiency with a new mechanism by changing a vertically reciprocating movement of an airfoil into a rotational movement with lift force and producing electric power, and to solve various problems of the existing wind power generator like noise pollution, etc. CONSTITUTION: A lift power generation system comprises: a base(10); an airfoil(20) installed to the base to be movable vertically to ascend and descend with wind velocity; a turnover unit overturning the airfoil when the airfoil reaches an upper dead point and a lower dead point; two pistons(41) connected to the bottom of two supports(30) connected to two sides of the airfoil respectively to make a straight movement vertically along the inside of a cylinder(40); a movement changeover unit connected to the bottom of each piston to change the vertical straight movement of the piston into a rotational movement; a power generator(60) receiving rotary force from the movement changeover unit and producing electric power; and an accelerator(70) connected between the movement changeover unit and the power generator to accelerate the rotating speed of the movement changeover unit and to transfer to the power generator.

Description

양력 발전장치{Lift Power Generation System}Lift power generation system

본 발명은 양력 발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 바람의 힘에 의해 에어포일이 상승하는 양력을 이용하여 전력을 생산하는 양력 발전장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a lift-generating device, and more particularly to a lift-generating device for generating electric power by using the lifting force of the airfoil rises by the force of the wind.

최근 자원의 고갈과 심각한 환경오염 문제로 인하여 세계의 에너지 관련 연구는 대체 에너지 및 효율적인 에너지 시스템의 개발에 초점이 맞추어져 있다. 특히 친환경 에너지로 각광받고 있는 풍력발전의 경우 유럽 시장을 중심으로 해상 풍력시장이 형성되고 있음은 물론, 전 세계의 풍력시장이 급속도로 성장하고 있다. 또한, 미국과 영국을 포함한 대다수 선진국들은 대규모 풍력단지를 보유함으로써 수백 ㎿의 전력을 생산하거나 수십 GW의 전력을 생산할 계획을 추진함으로써 화석연료 사용을 줄임과 동시에 각 나라별 필요전력을 충당할 계획을 갖고 있다. Due to the recent depletion of resources and serious environmental pollution issues, the world's energy research is focused on the development of alternative and efficient energy systems. In particular, in the case of wind power generation, which is spotlighted as an environmentally friendly energy, the offshore wind market is being formed around the European market, and the wind power market around the world is growing rapidly. In addition, most developed countries, including the United States and the United Kingdom, plan to produce hundreds of kilowatts of electricity or tens of GWs of electricity by having large wind farms to reduce the use of fossil fuels and to meet the needs of each country. Have

그런데, 현재 운용되고 있는 지상 풍력발전장치는 풍력원(Wind Sources)의 지역성과 적시성 제한이 존재할 뿐 아니라, 요구되는 풍력을 획득하기 위해서 광범위한 지역을 점유해야 하거나, 또는 단일 구조물로 유효 풍력 및 발전용량을 확대하기 위하여 회전자 크기를 최대한 증가시켜야 하며, 회전자의 고속 회전에 따른 소음 공해를 유발하는 기술적 문제가 있다.
However, current wind turbines not only have locality and timeliness limitations of wind sources, but also have to occupy a large area in order to obtain the required wind power, or use a single structure for effective wind power and generating capacity. Rotor size should be increased as much as possible in order to increase the size, and there is a technical problem that causes noise pollution due to high speed rotation of the rotor.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 에어포일이 양력에 의해 수직 상승 및 하강하는 운동을 회전 운동으로 변환시켜 전력을 생산함으로써 기존의 풍력 장치와는 다른 새로운 메커니즘으로 우수한 전력 생산 효율을 제공할 수 있으며, 소음 공해 등 기존의 풍력 발전기가 갖는 여러가지 문제들을 해결할 수 있는 양력 발전장치를 제공함에 있다.
The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is to produce a power by converting the vertical movement of the airfoil up and down by the lifting force to the rotational movement to produce a new mechanism different from the existing wind turbine It is possible to provide excellent power production efficiency, and to provide a lift generator that can solve various problems of the existing wind generators, such as noise pollution.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 베이스와; 상기 베이스에 상하로 승강 운동 가능하게 설치되어 풍력에 의해 상승 및 하강 운동을 하게 되는 에어포일과; 상기 에어포일이 상사점과 하사점에 도달했을 때 에어포일을 뒤집는 턴오버(turnover)유닛과; 상기 에어포일에 연결되어 실린더 내부를 따라 상하방향으로 직선 운동하는 피스톤과; 상기 피스톤과 연결되어 피스톤의 상하 방향 직선 운동을 회전 운동을 변환시키는 운동변환유닛과; 상기 운동변환유닛으로부터 동력을 전달받아 전력을 생산하는 발전기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 양력 발전장치를 제공한다.
The present invention for achieving the above object, the base; An air foil installed on the base to move up and down and move up and down by wind power; A turnover unit that turns over the airfoil when the airfoil reaches top dead center and bottom dead center; A piston connected to the air foil and linearly moving up and down along a cylinder; A movement converting unit connected to the piston to convert a linear movement of the piston in a vertical direction to convert a rotational movement; It provides a lift-generating device, characterized in that it comprises a generator for generating power by receiving power from the motion conversion unit.

이러한 본 발명에 따르면, 에어포일의 상승 및 하강 운동에 의해 크랭크축을 회전시켜 발전기에서 전력을 생산하므로 작은 면적과 높은 에너지 변환 효율로 전력을 생산할 수 있으며, 거의 소음 공해를 일으키지 않으면서 전력을 생산할 수 있는 이점이 있다. According to the present invention, by generating the power from the generator by rotating the crankshaft by the up and down movement of the airfoil can produce power with a small area and high energy conversion efficiency, can produce power with little noise pollution There is an advantage to that.

또한, 기존의 풍력발전기는 효율을 높이기 위해 풍향에 따라 많은 각도를 회전해야 하지만, 본 발명의 양력 발전장치는 역풍에서도 순풍과 거의 동일한 양의 전력을 생산할 수 있는 이점이 있다.
In addition, the conventional wind power generator has to rotate a number of angles in accordance with the wind direction to increase the efficiency, the lift generator of the present invention has the advantage that can produce almost the same amount of power even in the reverse wind.

도 1은 본 발명에 따른 양력 발전장치의 바람직한 실시예를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 양력 발전장치의 정면에서 본 정면도이다.
도 3은 본 발명의 양력 발전장치의 턴오버유닛의 일 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 양력 발전장치의 턴오버유닛의 다른 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 5a 내지 도 5d는 도 4의 턴오버유닛의 작동을 순차적으로 나타낸 단면도이다.
도 6a 내지 6e는 도 1의 양력 발전장치의 작동을 순차적으로 나타낸 요부 단면도들이다. 1 is a perspective view schematically showing a preferred embodiment of the lift power generator according to the present invention.
FIG. 2 is a front view of the lift generator of FIG. 1 as viewed from the front. FIG.
Figure 3 is a perspective view showing an embodiment of a turnover unit of the lift generator of the present invention.
Figure 4 is a perspective view showing another embodiment of a turnover unit of the lift generator of the present invention.
5A through 5D are cross-sectional views sequentially illustrating the operation of the turnover unit of FIG. 4.
6A to 6E are cross-sectional views of main parts sequentially illustrating the operation of the lift power generator of FIG. 1.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 양력 발전장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the lift generator according to the present invention.

도 1 내지 도 6은 본 발명에 따른 양력 발전장치의 구성 및 작동의 실시예를 나타낸 것으로, 먼저 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 양력 발전장치는 베이스(10)와, 상기 베이스(10)에 상하로 이동 가능하게 설치되어 풍력에 의해 상승 및 하강 운동을 하는 에어포일(20)(airfoil)과, 상기 에어포일(20)이 상사점과 하사점에 도달했을 때 에어포일(20)을 뒤집는 턴오버(turnover)유닛과, 상기 에어포일(20)의 양측부에 연결된 2개의 지지대(30)의 하단에 각각 연결되어 실린더(40) 내부를 따라 상하로 직선 운동하는 2개의 피스톤(41)과, 상기 각각의 피스톤(41)의 하단에 연결되어 피스톤(41)의 상하 방향 직선 운동을 회전 운동을 변환시키는 운동변환유닛과, 상기 운동변환유닛으로부터 회전력을 전달받아 전력을 생산하는 발전기(60)와, 상기 운동변환유닛과 발전기(60) 사이에 연결되어 운동변환유닛의 회전 속도를 증속하여 발전기로 전달하는 증속기(70)를 포함한 구성으로 이루어진다. 1 to 6 show an embodiment of the configuration and operation of the lift generator according to the present invention. Referring first to FIGS. 1 and 2, the lift generator according to a preferred embodiment of the present invention includes a base 10. And an airfoil 20 which is installed to be movable up and down on the base 10 and moves up and down by wind, and the airfoil 20 reaches a top dead center and a bottom dead center. A turnover unit that inverts the airfoil 20 and a lower end of two supports 30 connected to both sides of the airfoil 20 are respectively linearly moved up and down along the inside of the cylinder 40. Two pistons 41, a motion conversion unit connected to the lower end of each of the pistons 41 for converting the up and down linear movement of the pistons 41 and the rotational movement, and receives the rotational force from the motion conversion unit Generator 60 and producing the movement Is connected between the ring unit and the generator (60) comprises a configuration and a speed increasing the rotation speed of the motion conversion unit, including a gearbox (70) to pass to the power generator.

상기 베이스(10)는 구조물에 고정되게 설치될 수도 있지만, 에어포일(20)의 방향이 풍향에 따라 가변될 수 있도록 구조물에 수직한 축(vertical axis)을 중심으로 회전 가능하게 설치되는 것이 바람직하다. The base 10 may be installed to be fixed to the structure, but it is preferable that the base 10 is rotatably installed about a vertical axis to the structure so that the direction of the airfoil 20 can be changed according to the wind direction. .

상기 에어포일(20)은 상부면과 하부면이 비대칭형으로 이루어져 바람의 흐름에 의해 상부면과 하부면에서 각각 서로 다른 크기의 압력이 형성되고, 이로 인해 양력이 발생하게 되는 형태를 갖는다. 이 실시예에서 상기 에어포일(20)은 전후 및 좌우가 대칭형이며 위에서 보았을 때 직사각형으로 이루어지지만, 이와 다르게 통상의 비행체의 날개의 에어포일과 동일 또는 유사한 형태를 가질 수 있다. 또한, 상기 에어포일(20)은 좌우 및/또는 전후가 비대칭형으로 이루어지거나, 위에서 보았을 때 직사각형이 아닌 부채꼴 형태 등 다양한 형태를 가질 수 있다. The air foil 20 has an upper surface and a lower surface are asymmetrical to form a pressure of different sizes on the upper surface and the lower surface by the flow of wind, thereby causing a lift force is generated. In this embodiment, the airfoil 20 is symmetrical in the front and rear and right and left and made of a rectangle when viewed from above, but may alternatively have the same or similar form as the airfoil of the wing of a conventional vehicle. In addition, the airfoil 20 may have various shapes such as left and right and / or front and rear asymmetrical shapes, or a fan shape rather than a rectangular shape when viewed from above.

또한, 상기 에어포일(20)의 양력을 증대시키기 위하여 에어포일(20)의 양단부에 윙릿(winglet)을 수직하게 형성할 수도 있을 것이다. In addition, winglets may be vertically formed at both ends of the air foil 20 to increase the lift force of the air foil 20.

상기 지지대(30)는 에어포일(20)의 양측 단부 중간 부분에 상대 회전 가능하게 연결되어, 상기 에어포일(20)이 상사점 및 하사점에 도달했을 때 상기 턴오버유닛에 의해 에어포일(20)이 지지대(30)에 대해 180도로 회전 운동한다. The support 30 is rotatably connected to the middle portions of both ends of the airfoil 20 so that the airfoil 20 is turned by the turnover unit when the airfoil 20 reaches the top dead center and the bottom dead center. ) Rotates 180 degrees with respect to the support (30).

상기 피스톤(41)은 지지대(30)의 하단부에 일체로 형성될 수 있으나, 이와 다르게 지지대(30)와 개별체로 제작된 후 지지대(30)의 하단에 체결수단에 의해서 고정될 수도 있다.The piston 41 may be formed integrally with the lower end of the support 30, otherwise it may be fixed to the lower end of the support 30 after being made separately from the support 30 and by a fastening means.

상기 실린더(40)는 상기 베이스(10)에 고정되게 설치되며, 상기 에어포일(20)의 상하 이동에 따라 피스톤(41)이 상하로 이동할 때 피스톤(41)의 이동을 안내하는 가이드의 작용을 한다. The cylinder 40 is installed to be fixed to the base 10, and acts as a guide for guiding the movement of the piston 41 when the piston 41 moves up and down according to the vertical movement of the airfoil 20. do.

상기 운동변환유닛은 상기 에어포일(20)의 상승 및 하강에 따른 피스톤(41)의 수직 상승 및 하강 운동을 회전 운동으로 변환시키는 작용을 한다. 상기 운동변환유닛은 에너지변환 효율이 높은 피스톤-크랭크 메커니즘을 이용하여 구성될 수 있는데, 이 실시예에서 상기 운동변환유닛은 상단이 상기 피스톤(41)에 제1힌지핀(51a)을 매개로 자유롭게 회전 가능하게 연결된 컨넥팅로드(51)와, 상기 컨넥팅로드(51)의 하단에 편심되게 연결되어 컨넥팅로드(51)의 상하 운동에 의해 회전 운동하는 크랭크축(53)으로 구성된다. 그리고, 상기 컨넥팅로드(51)의 하단부에는 회전속도의 변화를 줄이기 위하여 상기 크랭크축(53)에 회전 가능하게 연결되는 플라이휠(52)이 설치된다. 상기 플라이휠(52)은 링형태로 이루어져, 상기 크랭크축(53)에 반경반경 외측으로 돌출되게 형성된 한 쌍의 연결편(53a) 사이의 제2힌지핀(52a)에 자유롭게 회전 가능하게 연결된다. The motion conversion unit functions to convert the vertical raising and lowering motion of the piston 41 into the rotary motion according to the rising and falling of the air foil 20. The motion conversion unit may be configured using a piston-crank mechanism with high energy conversion efficiency. In this embodiment, the motion conversion unit has an upper end freely via the first hinge pin 51a on the piston 41. The connecting rod 51 is rotatably connected, and the crank shaft 53 is eccentrically connected to the lower end of the connecting rod 51 to rotate by the vertical movement of the connecting rod 51. In addition, a flywheel 52 rotatably connected to the crankshaft 53 is installed at a lower end of the connecting rod 51 to reduce a change in rotational speed. The flywheel 52 has a ring shape, and is rotatably connected to the second hinge pin 52a between the pair of connecting pieces 53a formed to protrude radially outward from the crankshaft 53.

상기 발전기(60)는 공지의 풍력발전기에 사용되는 발전기를 이용할 수 있다. 또한, 상기 증속기(70) 역시 공지의 풍력발전기에서 사용되는 기어박스 또는 기어트레인을 이용하여 구성될 수 있다. The generator 60 may use a generator used in a known wind generator. In addition, the speed increaser 70 may also be configured using a gearbox or a gear train used in a known wind power generator.

한편, 상기 턴오버유닛은 에어포일(20)이 상승하여 상사점에 도달했을 때 에어포일(20)을 대략 180도로 뒤집어 에어포일(20)이 다시 하강 운동하도록 하며, 에어포일(20)이 하사점에 도달했을 때 다시 180도로 뒤집어 에어포일(20)이 다시 상승 운동을 일으키도록 하는 작용을 한다. 이 실시예에서 상기 턴오버유닛은 도 3에 도시된 것과 같이, 지지대(30)의 상단에 설치되는 모터(81)와, 상기 모터(81)에 축결합되어 회전하는 구동기어(82)와, 상기 에어포일(20)의 양측 단부 중간부분에 고정되어 상기 구동기어(82)와 치합되어 회전하는 종동기어(83)와, 상기 에어포일(20)이 상사점 및 하사점에 도달한 것을 감지하여 상기 모터(81)를 작동시키는 센싱부를 포함하여 구성된다.On the other hand, when the airfoil 20 rises to reach the top dead center, the turnover unit turns the airfoil 20 to about 180 degrees so that the airfoil 20 moves downward again, and the airfoil 20 is lowered. When the point is reached, it flips back 180 degrees and acts to cause the airfoil 20 to rise again. In this embodiment, the turnover unit, as shown in FIG. The driven gear 83 is fixed to the middle portion of both ends of the airfoil 20 and meshes with the driving gear 82 to sense that the airfoil 20 has reached the top dead center and the bottom dead center. It is configured to include a sensing unit for operating the motor (81).

여기서, 상기 센싱부는 상기 실린더(40)의 상단부 및 하단부에 각각 관통되게 형성된 상부 센싱홀(85a) 및 하부 센싱홀(85b)과, 상기 피스톤(41) 또는 지지대(30)의 하단부에 고정되어 상기 상,하부 센싱홀(85a, 85b)과 대응하는 위치에 왔을 때 상기 상,하부 센싱홀(85a, 85b)을 감지하는 센서(84)를 포함한다. Here, the sensing unit is fixed to the upper sensing hole (85a) and lower sensing hole (85b) and the lower end of the piston 41 or the support (30) formed to penetrate the upper end and the lower end of the cylinder 40, respectively It includes a sensor 84 for detecting the upper and lower sensing holes (85a, 85b) when the position corresponding to the upper and lower sensing holes (85a, 85b).

따라서, 에어포일(20)이 상사점에 도달하여 피스톤(41)이 실린더(40)의 상단부에 위치되면, 상기 센서(84)가 상부 센싱홀(85a)을 감지하여 에어포일(20)이 상사점에 도달했음을 인식하게 되고, 이에 따라 모터(81)가 작동하여 구동기어(82)를 회전시키면, 구동기어(82)의 회전력이 종동기어(83)에 전달되어 에어포일(20)이 180도로 회전하게 된다. 이와 반대로, 에어포일(20)이 하사점에 도달하여 피스톤(41)이 실린더(40)의 하단부에 위치되면, 상기 센서(84)가 하부 센싱홀(85b)을 감지하여 에어포일(20)이 하사점에 도달했음을 인식하게 되고, 이에 따라 모터(81)가 작동하여 구동기어(82)를 회전시키면, 구동기어(82)의 회전력이 종동기어(83)에 전달되어 에어포일(20)이 다시 180도로 회전하여 에어포일(20)이 뒤집히게 된다. Therefore, when the airfoil 20 reaches the top dead center and the piston 41 is located at the upper end of the cylinder 40, the sensor 84 detects the upper sensing hole 85a to cause the airfoil 20 to be top dead. When the motor 81 is operated to rotate the drive gear 82, the rotational force of the drive gear 82 is transmitted to the driven gear 83, and the airfoil 20 is 180 degrees. Will rotate. On the contrary, when the airfoil 20 reaches the bottom dead center and the piston 41 is located at the lower end of the cylinder 40, the sensor 84 detects the lower sensing hole 85b so that the airfoil 20 When the bottom dead center has been reached, the motor 81 operates to rotate the driving gear 82. Accordingly, the rotational force of the driving gear 82 is transmitted to the driven gear 83, and the airfoil 20 again. The airfoil 20 is turned upside down by rotating 180 degrees.

그리고, 도 4 및, 5a 내지 도 5d는 상기 턴오버유닛의 다른 실시예를 나타낸 것으로, 이 실시예의 턴오버유닛은 상기 베이스(10)에 고정된 구조물(미도시)의 상단에 고정되어 상기 에어포일(20)이 상승했을 때 에어포일(20)의 양측단부와 부딪히면서 에어포일(20)을 회전시키는 상부 턴오버돌기(86)와, 상기 구조물(미도시)의 하부에 고정되어 상기 에어포일(20)이 하강했을 때 에어포일(20)의 양측 단부와 부딪히면서 에어포일(20)을 회전시키는 하부 턴오버돌기(87)와, 상기 에어포일(20)의 양측 단부에 상하로 관통되게 형성되어 에어포일(20)이 180도 회전하여 뒤집어졌을 때 상기 상부 턴오버돌기(86) 또는 하부 턴오버돌기(87)가 통과하게 되는 간섭회피홀(88)을 포함한 구성으로 이루어진다. 여기서, 상기 에어포일(20)은 지지대(30)의 상단부에 자유롭게 회전이 가능하게 연결된다. 4 and 5a to 5d show another embodiment of the turnover unit, the turnover unit of this embodiment is fixed to an upper end of a structure (not shown) fixed to the base 10 so that the air An upper turnover protrusion 86 which rotates the air foil 20 while hitting both ends of the air foil 20 when the foil 20 is raised, and is fixed to a lower portion of the structure (not shown), so that the air foil ( The lower turnover protrusion 87 which rotates the airfoil 20 while hitting both ends of the airfoil 20 when 20 is lowered, and is formed to penetrate upward and downward through both end portions of the airfoil 20. When the foil 20 is rotated by 180 degrees, the upper turnover protrusion 86 or the lower turnover protrusion 87 passes through the interference avoiding hole 88. Here, the air foil 20 is freely rotatable connected to the upper end of the support (30).

따라서, 에어포일(20)이 상사점에 도달하게 되면, 상기 에어포일(20)의 양단부가 상기 상부 턴오버돌기(86)에 부딪히면서 180도로 회전하여 뒤집히게 된다(도 5a 참조). 상기 상부 턴오버돌기(86)가 180도 회전하여 뒤집혔을 때 에어포일(20) 양측 단부의 간섭회피홀(88)은 상부 턴오버돌기(86)와 대응하는 위치에 오게 된다(도 5b 참조). 따라서, 에어포일(20)이 다시 하강할 때 상부 턴오버돌기(86)가 간섭회피홀(88)을 통과하게 되어 하강시 에어포일(20)이 상부 턴오버돌기(86)에 다시 부딪히거나 간섭되는 현상이 배제된다. 또한, 상기 에어포일(20)이 하사점에 도달하게 되면, 에어포일(20)의 양단부가 하부 턴오버돌기(87)에 부딪히면서 다시 180도로 회전하여 뒤집히게 된다(도 5c 참조). 이 때, 역시 상기 에어포일(20)의 간섭회피홀(88)이 하부 턴오버돌기(87)와 대응하는 위치에 오게 되어, 에어포일(20)이 다시 상승할 때 하부 턴오버돌기(87)가 간섭회피홀(88)을 통과하게 되어 간섭이 배제된다(도 5d 참조). Therefore, when the airfoil 20 reaches the top dead center, both ends of the airfoil 20 are rotated by 180 degrees while being bumped by the upper turnover protrusion 86 (see FIG. 5A). When the upper turnover protrusion 86 is rotated 180 degrees, the interference avoidance hole 88 at both ends of the airfoil 20 is in a position corresponding to the upper turnover protrusion 86 (see FIG. 5B). . Therefore, when the airfoil 20 is lowered again, the upper turnover protrusion 86 passes through the interference avoidance hole 88 so that the airfoil 20 hits the upper turnover protrusion 86 again when the airfoil is lowered. The phenomenon of interference is excluded. In addition, when the airfoil 20 reaches the bottom dead center, both ends of the airfoil 20 are rotated again by 180 degrees while colliding with the lower turnover protrusion 87 (see FIG. 5C). At this time, the interference avoiding hole 88 of the airfoil 20 also comes in a position corresponding to the lower turnover protrusion 87, and the lower turnover protrusion 87 when the airfoil 20 rises again. Passes through the interference avoidance hole 88 so that interference is excluded (see FIG. 5D).

상기와 같이 구성된 본 발명의 양력 발전장치는 다음과 같이 작동한다.The lift generator of the present invention configured as described above operates as follows.

도 6a에 도시한 것과 같이 바람이 불게 되면, 에어포일(20)의 상부면과 하부면 간의 압력 차이로 인하여 에어포일(20)이 상승하게 된다. 이 때, 에어포일(20)의 양단부의 지지대(30)에 연결된 피스톤(41)이 실린더(40)를 따라 수직 상승한다. As shown in FIG. 6A, when the wind blows, the airfoil 20 rises due to the pressure difference between the upper and lower surfaces of the airfoil 20. At this time, the piston 41 connected to the support 30 at both ends of the airfoil 20 rises vertically along the cylinder 40.

상기 피스톤(41)이 수직 상승함에 따라 컨넥팅로드(51)가 상승하면서 크랭크축(53)을 일방향(도면상 반시계방향)으로 회전시키게 된다. As the piston 41 is vertically raised, the connecting rod 51 is raised to rotate the crank shaft 53 in one direction (counterclockwise in the drawing).

도 6b에 도시한 것과 같이, 상기 에어포일(20)이 상사점에 도달하게 되면, 턴오버유닛을 구성하는 모터(81)의 작동에 의해 에어포일(20)이 지지대(30)에 대해 180도로 회전하여 뒤집어져 도 6c에 도시한 것과 같은 상태로 된다. 이에 따라 양력 방향이 반대로 되면서 에어포일(20)이 중력 및 크랭크축(53)의 회전 관성 등에 의해 하강 운동하게 된다. As shown in FIG. 6B, when the airfoil 20 reaches the top dead center, the airfoil 20 is 180 degrees with respect to the support 30 by the operation of the motor 81 constituting the turnover unit. It is rotated upside down, and it will be in the state as shown in FIG. 6C. Accordingly, while the lifting direction is reversed, the airfoil 20 moves downward due to gravity and rotational inertia of the crankshaft 53.

도 6d에 도시한 것과 같이, 상기 에어포일(20)이 하강함에 따라 피스톤(41)이 실린더(40)를 따라 수직 하강 운동하게 되고, 컨넥팅로드(51)도 하강하면서 크랭크축(53)을 일방향으로 더욱 회전시키게 된다. As shown in FIG. 6D, as the airfoil 20 descends, the piston 41 moves vertically down along the cylinder 40, and the connecting rod 51 also descends to lift the crankshaft 53. It will rotate more in one direction.

상기 에어포일(20)이 하사점에 도달하면, 도 6e에 도시한 것과 같이, 상기 크랭크축(53)의 360도 회전이 완성되고, 턴오버유닛인 모터(81)가 다시 작동하여 에어포일(20)이 180도 회전하여 뒤집어진다. When the airfoil 20 reaches the bottom dead center, as shown in FIG. 6E, the 360 degree rotation of the crankshaft 53 is completed, and the motor 81, which is a turnover unit, is operated again to produce the airfoil ( 20) is turned 180 degrees and turned over.

상기 크랭크축(53)의 회전은 증속기(70)를 통해 그 속도가 증가된 다음, 발전기(60)에 전달되어 전력을 생산하게 된다. The rotation of the crankshaft 53 is increased in speed through the gearbox 70 and then transmitted to the generator 60 to produce power.

이와 같이 본 발명의 양력 발전장치는 에어포일(20)이 상승-턴오버-하강-턴오버 동작을 순차적으로 반복하면서 피스톤(41)의 직선 운동이 컨넥팅로드(51)와 플라이휠(52) 및 크랭크축(53)으로 이루어진 운동변환유닛에 의해 회전 운동으로 변환되면서 발전기(60)에 전달되어 전력을 생산하게 된다. As described above, in the lift power generator of the present invention, the linear movement of the piston 41 is connected to the connecting rod 51 and the flywheel 52 while the airfoil 20 sequentially repeats the up-turnover-down-turnover operation. It is converted into rotational motion by the motion conversion unit made of the crankshaft 53 is delivered to the generator 60 to produce power.

이러한 본 발명에 따르면, 에어포일(20)의 상승 및 하강 운동에 의해 크랭크축(53)을 회전시켜 발전기(60)에서 전력을 생산하므로 작은 면적과 높은 에너지 변환 효율로 전력을 생산할 수 있다. 또한, 기존의 풍력 발전장치와 다르게 거의 소음 공해를 일으키지 않으며, 역풍에서도 순풍과 거의 동일한 양의 전력을 생산할 수 있는 이점이 있다. According to the present invention, since the crankshaft 53 is rotated by the up and down movement of the airfoil 20 to produce power in the generator 60, power can be produced with a small area and high energy conversion efficiency. In addition, unlike the existing wind power generators, almost no noise pollution, there is an advantage that can produce almost the same amount of power even in the reverse wind.

전술한 본 발명에 따른 양력 발전장치에 대한 실시예들은 단지 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시 목적으로 제시된 것으로 본 발명은 이에 국한되지 않으며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 첨부된 특허청구범위에 기재된 기술 사상의 범주 내에서 다양한 변경 및 실시가 가능할 것이다. Embodiments of the above-described lift generating apparatus according to the present invention are presented for purposes of illustration only to help understanding of the present invention, and the present invention is not limited thereto, and those skilled in the art to which the present invention pertains are attached. Various changes and implementations may be made within the scope of the technical idea described in the claims.

10 : 베이스 20 : 에어포일
30 : 지지대 40 : 실린더
41 : 피스톤 51 : 컨넥팅로드
52 : 플라이휠 53 : 크랭크축
60 : 발전기 70 : 증속기
81 : 모터 82 : 구동기어
83 : 종동기어 84 : 센서
85a, 85b : 상,하부 센싱홀 86 : 상부 턴오버돌기
87 : 하부 턴오버돌기 88 : 간섭회피홀10: base 20: airfoil
30: support 40: cylinder
41: Piston 51: Connecting Rod
52: flywheel 53: crankshaft
60: generator 70: gearbox
81: motor 82: drive gear
83: driven gear 84: sensor
85a, 85b: Upper and lower sensing holes 86: Upper turnover protrusion
87: lower turnover projection 88: interference avoiding hole

Claims (8)

베이스(10)와;
상기 베이스(10)에 상하로 승강 운동 가능하게 설치되어 풍력에 의해 상승 및 하강 운동을 하게 되는 에어포일(20)과;
상기 에어포일이 상사점과 하사점에 도달했을 때 에어포일을 뒤집는 턴오버(turnover)유닛과;
상기 에어포일에 연결되어 실린더 내부를 따라 상하방향으로 직선 운동하는 피스톤(41)과;
상기 피스톤과 연결되어 피스톤의 상하 방향 직선 운동을 회전 운동을 변환시키는 운동변환유닛과;
상기 운동변환유닛으로부터 동력을 전달받아 전력을 생산하는 발전기(60)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 양력 발전장치.A base 10;
An airfoil (20) installed on the base (10) to move up and down to move up and down by wind power;
A turnover unit that turns over the airfoil when the airfoil reaches top dead center and bottom dead center;
A piston 41 connected to the air foil and linearly moving up and down along the inside of the cylinder;
A movement converting unit connected to the piston to convert a linear movement of the piston in a vertical direction to convert a rotational movement;
Lifting power generator characterized in that it comprises a generator (60) for generating power by receiving power from the motion conversion unit. 제1항에 있어서, 상기 운동변환유닛과 발전기(60) 사이에 연결되어 운동변환유닛의 회전 속도를 증속하여 발전기(60)로 전달하는 증속기(70)를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 양력 발전장치. The lift according to claim 1, further comprising an speed increaser 70 connected between the motion conversion unit and the generator 60 to increase the rotational speed of the motion conversion unit and transmit the same to the generator 60. Power generation device. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 운동변환유닛은 상단이 상기 피스톤(41)에 회전 가능하게 연결된 컨넥팅로드(51)와, 상기 컨넥팅로드(51)의 하단에 편심되게 연결되어 컨넥팅로드(51)의 상하 운동에 의해 회전 운동하는 크랭크축(53)을 포함하는 것을 특징으로 하는 양력 발전장치. According to claim 1 or 2, wherein the motion conversion unit is connected to the connecting rod 51 and the eccentrically connected to the lower end of the connecting rod 51 rotatably connected to the piston (41) Lifting device, characterized in that it comprises a crank shaft (53) for rotational movement by the vertical movement of the necking rod (51). 제3항에 있어서, 상기 컨넥팅로드(51)의 하단에는 상기 크랭크축(53)에 회전 가능하게 연결되는 플라이휠(52)이 설치된 것을 특징으로 하는 양력 발전장치. The lift generator according to claim 3, wherein a flywheel (52) is rotatably connected to the crankshaft (53) at a lower end of the connecting rod (51). 제1항에 있어서, 상기 베이스(10)는 수직한 축을 중심으로 회전 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 양력 발전장치. The lift generator according to claim 1, wherein the base (10) is rotatably installed about a vertical axis. 제1항에 있어서, 상기 턴오버유닛은, 지지대(30)의 상단에 설치되는 모터(81)와, 상기 모터(81)에 축결합되어 회전하는 구동기어(82)와, 상기 에어포일(20)의 양측 단부 중간부분에 고정되어 상기 구동기어(82)와 치합되어 회전하는 종동기어(83)와, 상기 에어포일(20)이 상사점 및 하사점에 도달한 것을 감지하여 상기 모터(81)를 작동시키는 센싱부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 양력 발전장치. According to claim 1, The turn-over unit, the motor 81 is installed on the upper end of the support 30, the drive gear 82 is axially coupled to the motor 81 and the air foil 20 And a driven gear 83 which is fixed to the middle portions of both end portions thereof and is engaged with the driving gear 82 and rotates, and that the air foil 20 reaches the top dead center and the bottom dead center. Lifting device, characterized in that configured to include a sensing unit for operating. 제6항에 있어서, 상기 센싱부는 상기 실린더(40)의 상단부 및 하단부에 각각 관통되게 형성된 상부 센싱홀(85a) 및 하부 센싱홀(85b)과, 상기 피스톤(41) 또는 지지대(30)의 하단부에 고정되어 상기 상,하부 센싱홀(85a, 85b)과 대응하는 위치에 왔을 때 상기 상,하부 센싱홀(85a, 85b)을 감지하는 센서(84)로 구성된 것을 특징으로 하는 양력 발전장치. The upper sensing hole 85a and the lower sensing hole 85b formed through the upper end and the lower end of the cylinder 40, and the lower end of the piston 41 or the support 30, respectively. Lifting device is characterized in that consisting of a sensor (84) for detecting the upper and lower sensing holes (85a, 85b) when it is fixed to the upper and lower sensing holes (85a, 85b). 제1항에 있어서, 상기 턴오버유닛은, 상기 베이스(10)에 고정된 구조물의 상단에 고정되어 상기 에어포일(20)이 상승했을 때 에어포일(20)의 양측단부와 부딪히면서 에어포일(20)을 회전시키는 상부 턴오버돌기(86)와, 상기 구조물의 하부에 고정되어 상기 에어포일(20)이 하강했을 때 에어포일(20)의 양측 단부와 부딪히면서 에어포일(20)을 회전시키는 하부 턴오버돌기(87)와, 상기 에어포일(20)의 양측 단부에 상하로 관통되게 형성되어 에어포일(20)이 180도 회전하여 뒤집어졌을 때 상기 상부 턴오버돌기(86) 또는 하부 턴오버돌기(87)가 통과하게 되는 간섭회피홀(88)을 포함하는 것을 특징으로 하는 양력 발전장치. The airfoil (20) of claim 1, wherein the turnover unit is fixed to an upper end of a structure fixed to the base (10) and collides with both ends of the airfoil (20) when the airfoil (20) is raised. The upper turnover projection 86 for rotating the lower turn, and the lower turn is fixed to the lower portion of the structure to rotate the airfoil 20 while hitting both ends of the airfoil 20 when the airfoil 20 is lowered The upper protrusion 87 and the upper turnover protrusion 86 or the lower turnover protrusion when the air foil 20 is formed to penetrate up and down at both ends of the air foil 20 by being turned 180 degrees. Lifting device characterized in that it comprises an interference avoiding hole (88) to pass through.
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