KR101061740B1 - 공중풍력발전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상승 양력이 향상되고 보다 경량화되며 풍력발전수단이 더욱 강한 풍력을 받을 수 있게 하여 더욱 많은 전기에너지를 얻을 수 있도록 하면서도 공중풍력발전장치가 공중에 떠있게 되는 높이를 제어할 수 있게 하고 흔들림이 최소화되고 번개로부터 안전성이 확보되는 공중풍력발전장치에 관한 것이다.
따라서, 본 발명은 지상연결와이어(1)와 연결되어 공중에 부상되고 기낭에 부양기체가 수용되어 상호 수평방향으로 대향 되게 구비되는 한쌍의 공중부양튜브(10,10')와, 상기 한쌍의 공중부양튜브(10,10') 사이에서 골바람이 불어지게 하는 협곡통로(11)를 구비하기 위해 한쌍의 공중부양튜브(10,10') 사이를 연결되게 하고 기낭(20a)에 부양기체가 수용되는 다수의 골격튜브프레임(20)과, 상기 골격튜브프레임(20) 위에 고정되게 설치되어 외부로 개방되게 구비되는 풍력발전수단(30)과, 상기 한쌍의 공중부양튜브(10,10')의 후미 사이를 연결되게 하고 기낭(40a)에 부양기체가 수용되는 상,하측보조튜브프레임(40,40')과, 상기 상측보조튜브프레임(40)에 수평방향으로 일렬로 다수 구비되어 한쌍의 공중부양튜브(10,10')의 높낮이를 제어하는 공중높이제어수단(50)으로 구성되는 한편, 상기 한쌍의 공중부양튜브(10,10') 후미부에 각각 구비하게 되는 한쌍의 풍향꼬리날개(12,12') 및 양측 수평꼬리날개(13,13') 사이를 다수의 보강와이어(14)에 의해 상호 연결되도록 하고, 상기 한쌍의 공중부양튜브(10,10')의 외측면에 각각 복수개의 Y자형 연결와이어(16)가 고정되어 한 지점에서 지상와이어(1)와 연결되도록 하며, 상기 한쌍의 공중부양튜브(10,10')에 피뢰선(60)을 구비하도록 이루어져 있다.

Description

공중풍력발전장치{aerial wind power generator}

본 발명은 기구의 부상력을 이용하여 공중에서 풍력에 의해 전기에너지를 얻게 하는 공중풍력발전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 더욱 발전효율을 높일 수 있고 상승 및 하강 제어가 되며 보다 경량화되면서도 견고성을 가지며 안전성이 확보되는 공중풍력발전장치에 관한 것이다.

일반적으로 공중에서 부는 바람에 의해서 발전 되게 하는 수많은 기구들이 개시되었으나 한쌍의 공중부양튜브를 이용하여 풍력발전되게 하는 공중풍력발전장치는 본 발명자에 의해 발명되어 선등록된 대한민국 등록특허 제886214호 및 동 등록특허 제933785호와 동 등록특허 제971308호와 같은 공중풍력발전장치가 선행기술로 개시되었다.

그러나 상기한 선행기술들은 한쌍의 튜브부양체 사이에 바람터널을 구비하고 그 바람터널 내부에 풍력터빈을 구비하여 발전이 되도록 하는 구조로 이루어져 있다.

따라서, 바람터널을 구성하기 위해서는 비중이 비교적 높은 플레이트나 판넬 등이 채용될 수밖에 없었기 때문에 공중풍력발전장치 전체 중량이 무거워지는 단점이 초래되었다.

그리고 공중풍력발전장치에 의해서 경제성 있는 전기에너지를 얻으려면 공중풍력발전장치의 크기가 매우 커져야 만이 되기 때문에 그 전체적인 중량이 매우 무거울 수밖에 없고 그로 인해 공중풍력발전장치를 공중으로 부양되게 하는데 있어서는 바람터널구조물에 의한 무거운 중량은 하나의 저해 요인으로 지적되고 있다.

또한, 바람통로는 한쌍의 튜브부양체 사이에 구비되는 것이므로 바람통로를 크게 구성하는데에는 한계가 따르므로 바람통로 내부에 설치되는 풍력터빈의 터빈익을 크게 할 수 없는 단점이 초래되었다.

그러므로 풍력터빈이 바람을 받는 면적이 많을수록 풍압력이 증대되어 발전효율이 증대되는데 선행기술들은 풍력터빈이 한정된 공간을 가진 바람통로에서 회전됨에 따라 약풍이 불 경우 풍력터빈이 회전되지 않거나 또는 발전할 수 없을 정도로 미약하게 회전됨에 따라 발전가동시간이 감소 되고 발전효율이 저하되는 문제점이 야기되고 있다.

또한, 선행기술의 공중풍력발전장치는 양측으로 구비하게 되는 한쌍의 튜브부양체가 전면은 구형태이고 물방울을 옆으로 눕힌 형상으로 전면에 부딪치는 바람이 위,아래로 등분포 되므로 안정적이기는 하지만 강한 바람이 불 경우에 튜브부양체는 뒤로 밀리게 되게 되고 지상케이블이 튜브부양체를 잡고 있는 상태이기 때문에 튜브부양체가 점점 하강하게 되는 단점이 야기되었다.

그리고 공중에서 발생 되는 번개에 전혀 대응할 수 없었기 때문에 주로 금속으로 이루어지게 되는 발전수단이 낙뢰를 맞아서 파손되는 문제점을 수반하고 있다.

(문헌1) KR 10-0886214 B1 2009.03.10 (문헌2) KR 10-0933785 B1 2010.01.06 (문헌3) KR 10-0971308 B1 2010.08.18

본 발명은 공중풍력발전장치의 상승 양력이 향상되게 하는 동시에 보다 경량화 되게 하고 발전수단이 개방된 상태의 협곡통로에 구비되게 하여 더욱 강한 풍력을 받을 수 있게 함으로써 더욱 많은 전기에너지를 얻을 수 있도록 개선된 공중풍력발전장치를 제공하려는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 공중풍력발전장치가 공중에 떠있게 되는 높이를 제어할 수 있는 공중풍력발전장치를 제공하려는데 있다.

본 발명의 또다른 목적은, 꼬리날개들이 강풍에도 견딜 수 있게 하여 흔들림 현상이 최소화되는 공중풍력발전장치를 제공하려는데 있다.

본 발명의 또다른 목적은, 공중에서 발생 되는 번개로부터 안전성이 확보되는 공중풍력발전장치를 제공하려는데 있다.

본 발명은, 지상연결와이어와 연결되어 공중에 부상되는 것으로서, 기낭에 부양기체가 수용되고 상호 수평방향으로 대향 되게 구비되는 한쌍의 공중부양튜브와, 상기 한쌍의 공중부양튜브 사이에서 골바람이 불어지게 하는 협곡통로를 구비하기 위해 한쌍의 공중부양튜브 사이를 연결되게 하고 기낭에 부양기체가 수용되는 다수의 골격튜브프레임과, 상기 골격튜브프레임 위에 고정되게 설치되어 외부로 개방되게 구비되는 풍력발전수단과, 상기 한쌍의 공중부양튜브의 후미 사이를 연결되게 하고 기낭에 부양기체가 수용되는 상,하측보조튜브프레임과, 상기 상측보조튜브프레임에 수평방향으로 일렬로 다수 구비되어 한쌍의 공중부양튜브의 높낮이를 제어하는 공중높이제어수단을 포함하여 이루어지는 것을 그 특징으로 한다.

상기 다수의 골격튜브프레임은, 선측부터 후미쪽으로 갈수록 점차적으로 직경이 작아지는 것이 고정되게 구비되도록 이루어지는 것을 다른 특징으로 한다.

상기 다수의 골격튜브프레임은, 협곡통로를 강풍력의 기류가 통과되게 하면서 상승양력이 발생 되게 하기 위해 선측부터 후미쪽으로 갈수록 점차 높은 위치에 배치 되게 하여 다수의 골격프레임 상부방향으로 곡선바람이 통과되도록 이루어지는 것을 또다른 특징으로 한다.

상기 다수의 골격튜브프레임이 선측에서 후미쪽 방향으로 1열로 배치되게 하여 외부에 외피부재가 더 씌워지도록 이루어지는 것을 또다른 특징으로 한다.

상기 상,하측보조튜브프레임의 양측 사이에는 기낭에 부양기체가 수용되는 다수의 보강튜브프레임이 더 세워지게 고정되도록 이루어지는 것을 또다른 특징으로 한다.

상기 공중높이제어수단은, 상측보조튜브프레임에 지지되게 하는 지지수단과, 상기 지지수단과 연결되어 고정되게 구비되는 동력수단과, 상기 동력수단에 의해 정역회전운동을 하고 일측면에서 볼 때 엑스자형을 이루면서도 각각 이격되게 구비되고 끝단부에 각각 구비하는 상,하측관절부가 사방에 각각 위치하도록 구비되는 한쌍의 제1,2크로스바아와, 상기 사방으로 각각 위치하는 상,하측관절부를 각각 관통하는 한쌍의 상,하부연동로드와, 상기 상,하부연동로드가 각각 관통하는 관절부를 구비하여 상기 상,하부연동로드를 사방에서 각각 연결되게 하는 다수의 링크부재와, 상기 상,하부연동로드 양단부에 양측 관절부재에 의해 각각 연결되는 상,하부기류판부재에 의해 이루어지는 것을 다른 특징으로 한다.

상기 지지수단은, 상측보조튜브프레임의 상,하부면에 각각 밀착되는 한쌍의 ㄷ자형태의 상,하부수평바아와, 상기 상,하부수평바아가 관통되고 상측보조튜브프레임에 고정되게 부착되는 다수의 고정부재와, 상기 상,하부수평바아의 끝단부끼리 연결되게 하는 한쌍의 가압부재와, 상기 가압부재를 고정되게 하기 위해 상,하부수평바아 끝단부에 각각 체결되는 로크너트에 의해 이루어지는 것을 또다른 특징으로 한다.

상기 동력수단은, 지지수단에 고정되는 케이스부재와, 상기 케이스부재 내부에 각각 고정되게 구비되는 한쌍의 정역감속모터와, 상기 정역감속모터 동력으로 회전되고 제1,2크로스바아가 각각 대각선 방향으로 고정되는 회동부재에 의해 이루어지는 것을 또다른 특징으로 한다.

상기 정역감속모터는 지상콘트롤부에 의해서 제어되도록 이루어지는 것을 또다른 특징으로 한다.

상기 한쌍의 공중부양튜브 후미부에 각각 구비하게 되는 한쌍의 풍향꼬리날개 및 양측 수평꼬리날개 사이를 부착부재에 의해 고정되는 다수의 보강와이어에 의해 상호 연결되도록 이루어지는 것을 다른 특징으로 하낟.

상기 한쌍의 풍향꼬리날개 및 양측 수평꼬리날개 사이를 다수의 보강와이어에 의해 상호 연결되는 형상이 사다리꼴 형태를 이루도록 한 것을 또다른 특징으로 한다.

상기 한쌍의 공중부양튜브에는 다수의 부착부재에 의해 고정되는 피뢰선을 더 구비하도록 이루어지는 것을 또다른 특징으로 한다.

상기 피뢰선은 T자 형태로 배선되게 이루어지는 것을 또다른 특징으로 한다.

상기 한쌍의 공중부양튜브는 각각 외측면에 복수개의 Y자형 연결와이어가 부착부재에 의해 각각 고정되어 한 지점에서 지상와이어와 연결되도록 이루어지는 것을 다른 특징으로 한다.

상기 Y자형 연결와이어의 끝단부에는 이탈방지부재를 구비하여 부착부재에 의해 고정되도록 이루어지는 것을 또다른 특징으로 한다.

본 발명은 골격튜브프레임에 의해 상승 양력이 향상되면서도 더욱 경량화되는 공중풍력발전장치를 제공하는 효과가 있을 뿐만 아니라 더욱 강한 바람이 생성되어 풍력발전수단에 불게 되므로 풍력발전 효율이 크게 향상되게 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 공중에서 공중풍력발전장치의 높낮이를 조절하여 바람이 잘 부는 공중에서 체공 되게 할 수 있으므로 더욱 풍력발전 효율을 높일 수 있게 되는 효과를 제공할 뿐만 아니라 공중풍력발전장치의 수평상태를 조절하거나 또는 지상에서 부상되게 할 때나 다시 지상으로 하강 되게 하는 것을 보다 용이하고 수월하게 할 수 있게 하는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명은 꼬리날개들이 보강와이어에 의해 강풍에도 견딜 수 있게 하여 흔들림 현상이 최소화되게 하여 풍력발전에 지장이 없게 할 뿐만 아니라 Y자형 연결와이어 채용으로 한쌍의 공증부양튜브가 안정적으로 체공할 수 있게 되므로 더욱 풍력발전 효율이 향상되는 효과가 있다.

그리고 본 발명은 피뢰선을 구비하여 공중에서 발생 되는 번개로부터 안전성이 확보되는 공중풍력발전장치를 제공하게 되는 효과가 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 공중풍력발전장치의 전체 사시도,
도 2는 본 발명에 의한 공중풍력발전장치의 전체 평면 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 공중풍력발전장치의 전체 정면 구성도,
도 4는 본 발명에 의한 공중풍력발전장치의 전체 저면 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 공중풍력발전장치의 전체 일측면 구성도,
도 6은 본 발명에 따른 골격튜브프레임의 작용을 설명하는 일측면 구성도,
도 7은 본 발명에 의한 공중풍력발전장치의 전체 후면 구성도,
도 8은 본 발명에 따른 공중높이제어수단의 일부 평면 구성도,
도 9는 도 8의 Y-Y'선 일부 단면 확대도,
도 10은 도 8의 X-X'선 일부 단면 확대도,
도 11은 본 발명의 공중높이제어수단을 나타낸 배면 구성도,
도 12의 (a),(b)는 본 발명의 공중높이제어수단의 작용을 설명하는 개략 설명도,
도 13의 (a),(b)는 본 발명에 따른 보강와이어의 장착상태를 설명하는 일부단면도 및 개략 구성도,
도 14의 (a)는 본 발명에 따른 Y자형 연결와이어의 장착 상태를 보인 종단면도이고, (b)는 (a)의 Z-Z선 단면 구성도이다.
도 15는 본 발명에 따른 피뢰선의 배선 구성도이다.

본 발명을 첨부된 바람직한 실시 도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명은 기낭(10a)에 부양기체가 수용되고 상호 수평방향으로 대향 되게 구비되는 한쌍의 공중부양튜브(10,10')를 구비한다.

또한, 상기 한쌍의 공중부양튜브(10,10')는 기낭(20a)에 부양기체가 수용되는 다수의 골격튜브프레임(20)에 의해서 연결되게 구성된다.

상기 한쌍의 공중부양튜브(10,10') 및 다수의 골격튜브프레임(20)은 각각의 기낭(10a,20a)에 헬륨가스와 같은 부양기체가 수용됨으로써 공중으로 부상될 수 있다.

그리고 한쌍의 공중부양튜브(10,10') 및 다수의 골격튜브프레임(20)의 기낭(10a,20a) 내부에 헬륨가스와 같은 부양기체가 수용되게 하는 것은 도 3에 나타낸 골격튜브프레임(20)에 도시된 가스주입장치(P)를 통해서 주입되도록 한다.

상기 가스주입장치(P)는 본 발명자에 의해 고안되어 선등록된 대한민국 등록실용신안 제349396호에 의해 개시된 가스주입장치(P)가 채용되는 것이 바람직 하지만 반드시 그러한 것은 아니고 다른 구조의 가스주입수단이 채용될 수도 있다. 상기 가스주입장치(P)는 이미 알려진 것이므로 상세한 도면과 설명은 생략한다.

따라서, 상기 가스주입장치(P)는 한쌍의 공중부양튜브(10,10') 및 상,하측보조튜브프레임(40,40')나 보강튜브프레임(41) 또는 풍향꼬리날개(12,12')나 수평꼬리날개(13,13')에도 모두 구비되는 것으로서 이후에는 설명을 생략하기로 한다.

그리고 상기한 한쌍의 공중부양튜브(10,10')나 다수의 골격튜브프레임(2) 및 상,하측보조튜브프레임(40,40')이나 보강튜브프레임(41) 또는 풍향꼬리날개(12,12')나 수평꼬리날개(13,13')는 강도가 강한 우레탄수지에 의해서 제조되는 것이다.

그러므로 한쌍의 공중부양튜브(10,10')에 다수의 골격튜브프레임(20)이 고정되게 하는 것은 본 발명의 발명자에 의해 발명되어 선등록된 대한민국 등록특허 제0886214호에서 설명된 바와 같이 상호 접착되게 하거나 또는 고주파접착되게 하여 이루어지게 할 수 있는 한편 훅크와 훅크고리(미도시됨)를 구비하여 상호 연결되게 고정될 수 있게 이루어지게 할 수 있는 것이다. 상기한 고정수단들은 이미 알려진 것이므로 상세한 도면과 설명은 생략한다.

그러나 상,하측보조튜브프레임(40,40')이나 보강튜브프레임(41) 또는 풍향꼬리날개(12,12')나 수평꼬리날개(13,13')등은 상호 접착되게 하거나 또는 고주파접착되게 하여 이루어지게 되는 것이다.

따라서, 본 발명에서 상기와 같이 접착되거나 연결 및 고정되게 하는 기술이나 가스주입장치(P)에 관련해서는 이미 알려진 것이므로 상세한 도면 도시나 설명은 모두 생략하고 설명하기로 한다.

따라서, 본 발명은 한쌍의 공중부양튜브(10,10')가 다수의 골격튜브프레임(20)에 의해서 연결되게 함으로써 한쌍의 공중부양튜브(10,10') 사이에는 길이방향으로 상부가 개방되면서도 골바람이 불어지게 하는 협곡통로(11)를 구비하게 된다.

또한, 상기 협곡통로(11) 후측에는 풍력발전수단(30)이 설치되게 구비된다.

상기 풍력발전수단(30)은 골격튜브프레임(20) 위에 고정되게 설치됨으로써 외부로 개방될 수 있도록 풍력발전수단(30)을 구비되게 할 수 있다.

도 5를 참조하면, 풍력발전수단(30)은 골격튜브프레임(20) 위에 프레임(31)이 고정되게 설치한 다음에 바람에 의해서 회전되는 풍력터빈(32)과, 상기 풍력터빈(32)의 회전력을 전달받아 증속되게 하는 증속기(33) 및 증속기(33)의 회전력을 전달받아 전기에너지를 생성시키는 제네레이터(34)에 의해 이루어지게 된다.

또한, 상기 풍력터빈(32) 앞쪽에는 바람유도부재가 설치되게 하는 것이 바람직하고, 제네레이터(34)에서 발생 되는 전기에너지는 지상연결와이어(1)를 따라 배선되는 송전선(35)에 의해서 지상발전소(미도시됨)로 송전 된다.

상기한 풍력발전수단(30)은 이미 알려진 것이므로 상세한 도면 도시와 설명은 생략한다.

그러나 본 발명은 상부가 개방되는 협곡통로(11)의 골격튜브프레임(20)에 위에 풍력발전수단(30)이 설치되어 구비되는 것이므로 본 발명에 채용되는 풍력발전수단(30)의 크기가 구속받지 않고 채용 가능하게 된다.

그러므로 본 발명은 크기가 큰 풍력터빈(32)이 채용 가능하게 되고 보다 성능이나 발전용량이 큰 증속기(33)나 제네레이터(34)의 탑재가 가능하게 되므로 보다 발전효율을 크게 증대 가능하게 된다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명에 실시되는 다수의 골격튜브프레임(20)은 선측부터 후미 쪽으로 갈수록 점차적으로 직경이 작아지는 것이 고정되게 구비되도록 되어 있다.

물론, 상기 다수의 골격튜브프레임(20)들이 직경이 동일한 것이 채용될 수도 있다.

그러나 다수의 골격튜브프레임(20)은 선측부터 후미 쪽으로 갈수록 점차적으로 직경이 작아지는 것이 채용되게 함으로써 한쌍의 공중부양튜브(10,10')의 선측부터 풍력발전수단(30)이 설치되는 중간부까지 더 많은 개수의 골격튜브프레임(20)을 구비되게 할 수 있게 된다.

본 발명의 이해를 돕기 위해 가령 한쌍의 공중부양튜브(10,10')의 선측부터 풍력발전수단(30)이 설치되는 중간부까지 단일체(1개)의 골격튜브프레임(20)에 의해 한쌍의 공중부양튜브(10,10')이 연결되게 하는 것보다는 여러개의 골격튜브프레임(20)에 의해서 연결되게 하는 것이 한쌍의 공중부양튜브(10,10')간에 연결되게 하는 연결력이 더욱 강하게 된다.

또한, 여러개의 골격튜브프레임(20)에 의해서 연결되게 하더라도 가령 2개의 골격튜브프레임(20)에 의해서 연결되게 하는 것보다는 6개의 골격튜브프레임(20)에 의해서 연결되게 하는 것이 구조공학적으로 한쌍의 공중부양튜브(10,10')간에 연결되게 하는 연결력이 더욱 강한 연결력을 가지게 되는 것이다.

그러므로 한쌍의 공중부양튜브(10,10')의 선측부터 풍력발전수단(30)이 설치되는 중간부까지 일정한 거리에 더 많은 개수의 골격튜브프레임(20)이 고정되게 구비하기 위해서 다수의 골격튜브프레임(20)이 한쌍의 공중부양튜브(10,10') 선측부터 후미 쪽으로 갈수록 점차적으로 직경이 작아지는 것이 연결되게 고정되도록 함으로써 더욱 강한 견고력을 가질 수 있게 되는 것이다.

그리고 본 발명은 도 5에 나타낸 바와 같이 다수의 골격튜브프레임(20)은 선측부터 후미쪽으로 갈수록 점차 높은 위치에 고정되게 하여 협곡통로(11)를 통과하는 기류가 강한 풍력(강풍력이라고도 함)으로 변하면서 상승양력이 발생 되도록 이루어지게 되어 있다.

도 6을 참조하면, 다수의 골격튜브프레임(20)의 선측에서 불어오는 바람은 다수의 골격튜브프레임(20)의 처음에 위치하는 골격튜브프레임(20)의 상부 쪽과 하부 쪽으로 갈라져서 불어지게 되고, 이와 같이 분할되어 부는 바람은 맨 마지막에 위치하는 골격튜브프레임(20)이 위치하는 지점에서 서로 합쳐지게 되어 불게 된다.

따라서, 바람이 갈라지는 지점을 바람분할지점(n)이라고 하고 갈라져서 부는 바람이 다시 합쳐지는 지점을 바람합일지점(m)이라고 한다.

상기 바람분할지점(n)에서 상측으로 분할되어 부는 바람(h)은 다수의 골격튜브프레임(20) 위를 따라 유도되게 불어지게 되므로 곡선적으로 바람이 통과 되게 되고 바람분할지점(n)에서 하측으로 분할되어 부는 바람(H)은 다수의 골격튜브프레임(20) 밑으로 통과되기 때문에 직선적으로 바람이 통과되는 상태가 된다.

본 발명의 이해를 돕기 위해, 다수의 골격튜브프레임(20) 위에서 곡선적으로 부는 바람을 곡선바람(h)이라고 하고 밑에서 직선적으로 부는 바람은 직선바람(H)이라고 명칭하고 설명하기로 한다.

따라서, 공기역학적으로 바람분할지점(n)부터 바람합일지점(m)까지 곡선바람(h)이 통과하는 시간과 직선바람(H)이 통과하는 시간이 동일하여야 한다.

그러므로 직선바람(H)의 통과거리보다는 곡선바람(h)의 통과거리(바람이동거리)가 더 길기 때문에 곡선바람(h)은 직선바람(H)보다는 더욱 빠른 속도로 바람이 불어야 만이 하기 때문에 다수의 골격튜브프레임(20) 위를 통과하는 곡선바람(h)의 풍속은 공중에서 부는 바람의 풍속보다는 더욱 빠른 풍속으로 불게 된다.

따라서, 협곡통로(11)를 따라 부는 바람의 풍속이 빠르게 되고 풍속이 빠를 수록 풍압의 세기가 커지게 되기 때문에 풍력발전수단(30)의 풍력터빈(32)은 강한 풍력을 받아 회전하게 되고 그로 인해 발전효율이 더욱 향상될 수 있게 되는 것이다.

또한, 협곡통로(11)로 부는 바람이 강한 바람이 되어 불게 되므로 대기중에 약한 풍속의 바람이 불게 되더라도 풍력터빈(32)에 작용 되는 풍력이 강해져서 약풍이 대기상에 불게 되덜도 양호하게 발전이 되어 전기에너지를 얻을 수 있게 된다.

본 발명의 이해를 돕기 위해, 예전에는 약풍이 불 때 풍력터빈(32)이 회전되지 않거나 또는 발전이 불가능한 상태로 회전되었지만 본 발명은 약풍이 불어도 더욱 강한 풍압을 풍력터빈(32)이 받을 수 있게 되므로 발전이 가능 하게 되는 것이다.

그러므로 본 발명은 약풍이 불어도 전기에너지를 발생시킬 수 있게 되는 것이고 그로 인해 발전가동시간이 증대되고 발전효율이 향상될 수 있게 되는 것이다.

또한, 다수의 골격튜브프레임(20) 위를 통과하는 곡선바람(h)의 풍속은 공중에서 부는 바람의 풍속보다는 더욱 빠른 풍속으로 불게 되므로 바람 이동거리가 긴 곡선바람(h)이 빠른 속도로 이동하게 되면서 양력이 발생한다.

그러므로 이러한 양력은 공중풍력발전장치 전체에 추가적인 상승 양력을 발생시켜 안정적으로 공중에서 체공할 수 있게 한다. 즉, 다수의 골격튜브프레임(20)의 아랫면양력(Ka) 보다도 윗면양력(Kb)이 훨씬 큰 양력이 발생 되기 때문에 상승 양력을 발생시켜 안정적으로 공중에서 체공하게 되는 것이다.

또한, 본 발명은 한쌍의 공중부양튜브(10,10')를 연결하는 프레임이 금속재로된 프레임보다 상대적으로 가벼운 골격튜브프레임(20)을 구비함으로써 공중풍력발전장치의 전체 무게가 경량화되기 때문에 공중풍력발전장치가 공중으로 부양되게 하는 부양력이 기존의 것보다는 크게 향상된다.

특히, 골격튜브프레임(20)에 헬륨가스와 같은 부양기체가 충진 되어 수용되므로 더욱 부양력이 향상되기 때문에 중량물에 해당되는 풍력발전수단(30)을 떠받치는 부양력이 더욱 향상되고 공중에서 더욱 안정적으로 체공할 수 있게 되는 것이다.

그리고 예기치 못한 기상 악화 등의 요인에 의해서 공중풍력발전장치가 추락 하는 경우가 발생 될 경우에는 부양기체가 수용된 골격튜브프레임(20)이 지상 구조물과 충돌시 완충작용을 하게 됨으로써 고가에 해당되는 풍력발전수단(30)이 보호되는 것일 뿐만 아니라 지상구조물도 파손되지 않고 보호되게 하므로 비상추락시 안전성이 크게 향상되게 하는 것이다.

그리고 다수의 골격튜브프레임(20)은 도 6의 가상선 도시와 같이 선측에서 후미쪽 방향으로 1열로 배치되게 하여 외부에 외피부재(21)가 더 씌워지도록 함으로써 바람 접촉 저항이 감소하게 하여 협곡통로(11)로의 바람 통과 효율을 더욱 향상되게 할 수도 있다.

도 7를 참조하면, 본 발명은 한쌍의 공중부양튜브(10,10')의 후미 사이를 연결되게 하고 기낭(40a)에 부양기체가 수용되는 상측보조튜브프레임(40) 및 하측보조튜브프레임(40')을 구비한다. 상기 상측보조튜브프레임(40) 및 하측보조튜브프레임(40')은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 경우에 따라서는 상,하측보조튜브프레임(40,40')이라고 명칭하여 설명하기도 한다.

상기 상,하측보조튜브프레임(40,40')은 풍력발전수단(30)을 통과하는 바람이 한쌍의 공중부양튜브(10,10') 후미 쪽을 통과할 때 회오리바람이 되어 통과되는 것을 미연에 방지하게 된다.

즉, 바람이 풍력터빈(32)을 따라 돌아서 불어 지게 되므로 풍력터빈(32)을 통과한 후에 회오리바람으로 변하는 경우에 그 회오리바람이 상,하측보조튜브프레임(40,40')에 부딪치게 되어 소멸 되는 것이고, 그로 인해 공중풍력발전장치가 흔들림 없이 안정적인 상태로 공중에 부양된 상태를 유지할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 상측보조튜브프레임(40)에 한쌍의 공중부양튜브(10,10')의 높낮이를 제어하기 위해 수평방향으로 다수의 공중높이제어수단(50)을 구비하도록 되어 있다.

따라서, 상,하측보조튜브프레임(40,40')의 양측에는 기낭(41a)에 부양기체가 수용되는 다수의 보강튜브프레임(41)이 세워지게 고정되게 함으로써 공중높이제어수단(50)의 무게를 상측보조튜브프레임(40)이 충분히 지탱할 수 있게 하는 견고력을 가질 수 있게 구성된다.

도 8를 참조하면, 본 발명의 공중높이조절수단(50)은 상측보조튜브프레임(40)에 고정되게 하는 지지수단(51)과, 상기 지지수단(51)과 연결되어 고정되는 동력수단(52)과, 상기 동력수단(52)에 의해 상,하방향으로 경사지도록 기울어지게 동작 되는 한쌍의 상,하부기류판부재(56,56')를 구비하도록 되어 있다.

상기 지지수단(51)은, 도 8 및 도 9에 나타낸 바와 같이 상측보조튜브프레임(40)의 상,하부면에 각각 밀착되는 한쌍의 ㄷ자형태의 상,하부수평바아(511,511')를 구비한다.

또한, 상기 상,하부수평바아(511,511')는 다수의 고정부재(512)를 관통되게 한 후 상기 고정부재(512)가 상측보조튜브프레임(40)에 고정되게 부착되도록 되어 있다.

또한, 상기 상,하부수평바아(511,511')의 끝단부끼리 한쌍의 가압부재(513)가 각각 연결되게 한 다음 상,하부수평바아(511,511') 끝단부에 각각 로크너트(514)가 체결되게 하여 고정되도록 함으로써 상측보조튜브프레임(40)에 지지수단(51)이 견고하게 고정되는 상태가 되어 공중높이제어수단(50)이 상측보조튜브프레임(40)에 견고하게 지지 될 수 있게 되는 것이다.

상기 지지수단(51)은 공중높이제어수단(50)이 상측보조튜브프레임(40)에 견고하게 지지하게 하는 역할을 하는 것이므로 경우에 따라서는 다른 형태나 구조의 지지수단이 채용되게 할 수도 있다.

도 10 및 도 11를 참조하면, 공중높이제어수단(50)의 동력수단(52)은 지지수단(51)에 고정되는 케이스부재(521)를 구비하고, 상기 케이스부재(521) 내부에는 각각 케이스부재(521)에 고정되는 한쌍의 정역감속모터((522,522')를 구비하도록 되어 있으며, 상기 정역감속모터(522,522') 동력으로 각각 회전되는 각각의 회동부재(523,523')를 구비하여 이루어지도록 되어 있다.

한편, 상기 한쌍의 회동부재(523,523')에는 제1크로스바아(53) 및 제2크로스바아(53')가 각각 대각선 방향으로 고정되어 있으므로 동력수단(52)에 의해 정역회전운동을 하도록 되어 있다. 상기 제1크로스바아(53) 및 제2크로스바아(53')는 경우에 따라서는 한쌍의 제1,2크로스바아(53,53')라고도 명칭하여 설명하기도 한다.

따라서, 상기 제1크로스바아(53) 및 제2크로스바아(53')는 각각 상호 이격 된 상태로 구비되는 한쌍의 회동부재(523,523')에 각각 대각선 방향으로 고정되는 것이므로 일측면에서 볼 때 엑스자형을 이루면서도 각각 이격되게 구비되는 것으로서, 도 10에 나타낸 바와 같이 끝단부에 각각 상,하측관절부(531,532)가 사방에 각각 위치하도록 구비되게 이루어져 있다.

따라서, 상기 사방으로 각각 위치하는 상,하측관절부(531,532)를 각각 관통하는 상부연동로드(54) 및 하부연동로드(54')를 구비한다. 상기 상부연동로드(54) 및 하부연동로드(54')는 경우에 따라서는 한쌍의 상,하부연동로드(54,54')라고도 설명하기로 한다.

상기 상,하부연동로드(54,54') 양측에는 관절부(551)를 구비하는 다수의 링크부재(55,55')가 연결되는데, 상기 다수의 링크부재(55,55')가 상,하부연동로드(54,54')를 사방에서 각각 연결되도록 되어 있다.

또한, 상기 상,하부연동로드(54,54') 양단부에는 관절부재(561)을 가진 상부기류판부재(56) 및 하부기류판부재(56')가 각각 연결되도록 되어 있다. 상기 상부기류판부재(56) 및 하부기류판부재(56')는 경우에 따라서는 상,하부기류판부재(56,56')이라고 명칭하여 설명하기도 한다.

따라서, 본 발명의 공중높이제어수단(50)은 지상발전소에 있는 지상콘트롤부(미도시됨)를 조작하여 정역감속모터(522,522')를 가동시켜 동작 되게 제어되는 것이다.

그리고 지상콘트롤부에 의해 제어시에는 복수개의 정역감속모터(522,522') 중에 어느 하나의 정역감속모터(522)만을 제어되게 한다.

또한, 상기 정역감속모터(522)는 지상콘트롤부에 조작에 의해서 정회전이나 역회전되게 제어되게 하는 것으로서, 본 발명의 이해를 돕기 위해서 시계방향으로 회전되게 하는 것을 정회전이라고 하고 시계반대방향으로 회전되게 하는 것을 역회전이라고 정의하고 설명하기로 한다.

따라서, 공중높이제어수단(50)은 평상시에는 상,하부기류판부재(56,56')가 도 11에 도시된 바와 같이 평형상태를 유지하도록 되어 있다. 이때는 공중풍력발전장치가 공중에서 수평상태를 유지하는 경우이다.

상기 상태에서 공중풍력발전장치를 좀 더 낮은 높이로 하강 되게 할 경우에는 정역감속모터(522)를 가동시켜 도 12의 (a)와 같이 회동부재(523)가 시계방향으로 정회전 되게 하면 제1크로스바아(53)가 시계방향으로 회전하게 된다.

따라서, 상부연동로드(54)가 시계방향으로 회전하므로 상부기류판부재(56)의 선단부가 앞쪽으로 경사지게 이동되는 상태가 되면서 상기 상부연동로드(54)가 시계방향으로 회전하므로 링크부재(55)가 하부방향으로 이동하게 되면서 하부연동로드(54')를 하측방향으로 밀게 되기 때문에 하부기류판부재(56')의 선단부가 앞쪽으로 경사지게 이동되는 상태가 된다.

또한, 상기한 상,하부연동로드(54,54')의 회동은 회전중심선(R)과 같이 동심원상으로 회전되기 때문에 제1크로스바아(53)와 연결된 하부연동로드(54') 역시 동시적으로 시계방향으로 회전됨으로써 링크부재(55')가 제2크로스바아(53')와 연결된 상부연동로드(54)를 시계방향으로 회전시키게 됨으로써 상,하부기류판부재(56,56')의 후미부가 상부방향으로 회동 되어 경사지게 되는 상태가 된다.

즉, 상기 제1크로스바아(53)가 시계방향으로 회동되면 링크부재(55,55')에 의해서 제2크로스바아(53')도 동시적으로 시계방향으로 회동되므로 상,하부기류판부재(56,56')는 전체적으로 선단부가 하부방향으로 기울어지면서 후미부는 상부방향으로 동시적으로 기울어져서 전체가 앞쪽으로 경사지는 상태가 되는 것이다.

그러므로 바람부는 방향이 도 12 (a)에서 화살표(A) 방향으로 불게 되는 바람이 앞쪽으로 경사지게 기울어진 상,하부기류판부재(56,56')의 상부면에 부딪치게 되기 때문에 풍압력이 화살표(B) 방향인 하부방향으로 작용 됨으로써 한쌍의 공중부양튜브(10,10')는 하측방향으로 서서히 하강 되게 이동하여 내려가게 되는 것이다.

그리고 공중풍력발전장치가 머물고자하는 높이까지 내려가게 한 다음에는 다시 정역감속모터(522)를 역회전되게 가동시켜 제1크로스바아(53) 및 제2크로스바아(53')가 시계반대방향으로 회전되게 하여 상,하부기류판부재(56,56')가 수평상태로 하여 제자리에 머물게 하는 것이다.

물론, 이때는 지상와이어(1)를 감거나 또는 푸는 장치인 지상의 와이어윈치장치(미도시됨)에 의해서 지상와이어(1)를 감아서 공중풍력발전장치가 제자리에 머물도록 하는 것이다.

한편, 공중풍력발전장치를 더 높은 위치로 상승 되게 할 경우에는

정역감속모터(522)를 역회전되게 가동시켜 도 12의 (b)와 같이 회동부재(523)가 반시계방향으로 역회전되게 하면 제1크로스바아(53)가 반시계방향으로 회전하게 된다.

따라서, 상부연동로드(54)가 반시계방향으로 회전하므로 상부기류판부재(56)의 선단부가 상부쪽으로 경사지게 이동되는 상태가 되면서 상기 상부연동로드(54)가 반시계방향으로 회전하므로 링크부재(55)가 상부방향으로 이동하게 되면서 하부연동로드(54')를 상측 방향으로 밀게 되기 때문에 하부기류판부재(56')의 선단부가 상부 쪽으로 경사지게 이동되는 상태가 된다.

또한, 상기한 상,하부연동로드(54,54')의 회동은 회전중심선(R)과 같이 동심원상으로 회전되기 때문에 제1크로스바아(53)와 연결된 하부연동로드(54') 역시 동시적으로 반시계방향으로 회전됨으로써 링크부재(55')가 제2크로스바아(53')와 연결된 상부연동로드(54)를 반시계방향으로 회전시키게 됨으로써 상,하부기류판부재(56,56')의 후미부가 하부방향으로 회동 되어 경사지게 되는 상태가 된다.

즉, 상기 제1크로스바아(53)가 반시계방향으로 회동되면 링크부재(55,55')에 의해서 제2크로스바아(53')도 동시적으로 반시계방향으로 회동되므로 상,하부기류판부재(56,56')는 전체적으로 선단부가 상부방향으로 기울어지면서 후미부는 하부방향으로 동시적으로 기울어져서 전체가 뒤쪽으로 기울어지게 경사지는 상태가 되는 것이다.

그러므로 바람부는 방향이 도 12 (b)에서 화살표(A) 방향으로 불게 되는 바람이 뒤쪽으로 경사지게 기울어진 상,하부기류판부재(56,56')의 하부면에 부딪치게 되기 때문에 풍압력이 화살표(B) 방향인 상부방향으로 작용 됨으로써 한쌍의 공중부양튜브(10,10')는 상측방향으로 서서히 상승 되게 이동하여 올라가게 되는 것이다.

물론, 이때에도 지상와이어(1)를 감거나 또는 푸는 장치인 지상의 와이어윈치장치(미도시됨)에 의해서 지상와이어(1)를 서서히 풀어서 공중풍력발전장치가 상승된 높이에서 머물도록 하는 것이다.

상기 공중높이제어수단(50)은 링크부재(55,55')에 의해서 제1,2크로스바아(53,53') 및 상,하부연동로드(54,54')가 연동되기 때문에 복수개의 정역감속모터(522,522')중에 어느 하나의 정역감속모터(522)만을 가동시켜도 상,하부기류판부재(56,56')가 어느 일측으로 기울어지게 동작 된다.

그러므로 본 발명은 어느 하나의 정역감속모터(522)만을 채용되게 할 수도 있으나 공중높이제어수단(50)은 공중에 있게 되는 것이므로 어느 하나의 정역감속모터(522)가 고장이 발생 되었을 때를 대비하여 복수개의 정역감속모터(522,522')가 채용되게 하는 것이 바람직하다.

가령, 제1크로스바아(53)를 작동시키는 어느 하나의 정역감속모터(522)가 고장이 발생하였을 때 다른 하나의 정역감속모터(522')를 가동시켜 제2크로스바아(53')가 가동되게 하여도 상,하부연동로드(54,54') 및 링크부재(55,55')가 연동되어 상,하부기류판부재(56,56')가 어느 일측으로 기울어지게 동작 되는 것이다.

그러나 제조원가절감이나 기타 여러가지 요인에 의해서 구동력이 다소 약한 모터를 채용하게 되는 경우에는 복수개의 정역감속모터(522,522')를 모두 동시적으로 가동시켜 상,하부기류판부재(56,56')가 어느 일측으로 기울어지게 동작 되도록 할 수도 있는 것이다.

또한, 본 발명의 공중높이제어수단(50)은 제1,2크로스바아(53,53')를 회전시켜 상,하부연동로드(54,54') 및 링크부재(55,55')가 연동되게 하여 상,하부기류판부재(56,56')가 어느 일측으로 기울어지게 동작 되도록 하는 것이기 때문에 상기 제1,2크로스바아(53,53')만 회동되게 하면 되므로 경우에 따라서는 상기 제1,2크로스바아(53,53')를 가령 전자솔레노이드에 의해서 동작 되게 하는 등 다른 구동수단에 의해서 제1,2크로스바아(53,53')가 회동 되게 할 수도 있다.

따라서, 본 발명은 공중높이제어수단(50)에 의해서 공중에서 바람이 가장 잘 부는 높이로 공중풍력발전장치를 상승시키거나 하강시킬 수 있게 되므로 더욱 발전효율을 높일 수 있게 되는 것이다.

또한, 공중높이제어수단(50)은 공중풍력발전장치가 수평상태를 유지하다가 여러 가지 원인에 의해서 비수평 상태가 되는 경우에 이를 다시 수평상태를 유지하도록 할 시에 공중높이제어수단(50)을 작동시켜 공중풍력발전장치가 다시 수평상태를 유지하도록 하는 경우에 이용될 수도 있다.

또한, 공중풍력발전장치를 지상에서 공중으로 부상시킬 때나 또는 다시 지상으로 하강시킬 때 공중높이제어수단(50)을 이용하게 되면 더욱 신속하고 효율적으로 공중풍력발전장치를 공중으로 부상시키거나 또는 하강시킬 수 있게 되는 것이다.

다시 도 7를 참조하면, 본 발명은 한쌍의 공중부양튜브(10,10') 후미부에 각각 구비하게 되는 한쌍의 풍향꼬리날개(12,12') 및 양측 수평꼬리날개(13,13') 사이를 다수의 보강와이어(14)에 의해 상호 연결되도록 구성된다.

그리고 상기 한쌍의 풍향꼬리날개(12,12') 및 양측 수평꼬리날개(13,13') 사이를 다수의 보강와이어(14)에 의해 상호 연결되는 것이 사다리꼴 형태를 이루도록 하는 것이 바람직하다.

따라서, 다수의 보강와이어(14)에 의해서 한쌍의 풍향꼬리날개(12,12') 및 양측 수평꼬리날개(13,13')가 팽팽하게 당겨지게 되므로 공중에서 부는 강한 바람에 의해서 한쌍의 풍향꼬리날개(12,12') 및 양측 수평꼬리날개(13,13')가 떨어서 진동이 발생 되는 것을 최대한 방지하게 된다.

즉, 예전에는 한쌍의 풍향꼬리날개(12,12') 및 양측 수평꼬리날개(13,13')가 강한 바람에 의해서 떨게 되어 진동이 발생 됨에 따라 공중풍력발전장치가 균형을 상실하여 발전을 하는데 지장이 초래되었으나 본 발명은 한쌍의 풍향꼬리날개(12,12') 및 양측 수평꼬리날개(13,13')가 다수의 보강와이어(14)에 의해서 서로 팽팽하게 당겨지게 되기 때문에 떨림 및 진동현상이 최소화되거나 전혀 발생 되지 않게 되어 풍력발전을 하는데 있어서 지장이 없게 되므로 풍력발전 효율이 향상되게 하는 것이다.

따라서, 상기 다수의 보강와이어(14)는 도 13의 (a),(b)에 나타낸 바와 같이 각각의 보강와이어(14) 끝단부에 이탈방지부재(18)를 각각 구비하도록 하여 부착부재(15)로 부착되게 하여 고정되도록 하는 것이 바람직하다. 상기 부착부재(15)는 강력접착제가 도포 된 것으로서 이미 알려진 것이므로 상세한 도면과 설명은 생략하기로 한다.

그러므로 강한 바람이 보강와이어(14)에 불게 되더라도 이탈방지부재(18)가 강력하게 부착된 부착부재(15)에 걸림 되는 상태이기 때문에 보강와이어(14)가 이탈하지 않게 된다.

또한, 본 발명은 공중풍력발전장치가 공중에서 보다 균형을 이루면서 부상될 수 있도록 하기 위해 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 한쌍의 공중부양튜브(10,10')가 각각의 외측면에 복수개의 Y자형 연결와이어(16)가 고정되게 하여 한 지점에서 지상와이어(1)와 연결되도록 구성된다.

그러므로 복수개의 Y자형 연결와이어(16)가 각각의 공중부양튜브(10,10')의 외측면에 고정되어 당겨지게 되므로 한쌍의 공중부양튜브(10,10')는 어느 일측으로 기울어지지 않고 수평상태로 공중에 떠있게 되는 것이다.

물론, 풍력발전에 지장이 초래될 만큼의 매우 강한 강풍이 부는 경우에는 다소 일측으로 기울어질 수도 있지만 다시 바람직하게 풍력발전이 가능한 상태로 바람이 다소 약화 될 시에는 복수개의 Y자형 연결와이어(16)가 각각의 공중부양튜브(10,10')의 외측면에 고정되어 있으므로 한쌍의 공중부양튜브(10,10')는 신속하게 수평상태로 되돌아 오게 되어 풍력발전이 정상적으로 이루어지게 되는 것이다.

상기 Y자형 연결와이어(16)에도 도 14의 (a),(b)에 도시된 바와 같이 끝단부에는 이탈방지부재(18)를 구비하여 부착부재(17)에 의해 고정되도록 이루어짐으로써 강한 바람이 연결와이어(16)에 불게 되더라도 이탈방지부재(18)가 강력하게 부착된 부착부재(17)에 걸림 되는 상태이기 때문에 연결와이어(16)가 이탈하지 않게 되는 것이다.

그리고 본 발명은 도 1 및 도 2에 보인 바와 같이 한쌍의 공중부양튜브(10,10')에 다수의 부착부재(61)에 의해 고정되는 피뢰선(60)을 구비하도록 구성된다.

상기 피뢰선(60)은 도 15에 보인 바와 같이 T자 형태로 배선되게 이루어지게 하는 것이 바람직하고, 이러한 피로선(60)은 지상케이블(1)을 따라 별도의 낙뢰송전선(미도시됨)이 이어지게 함으로써 지상으로 낙뢰가 송전 되어 소멸할 수 있게 하는 것이다.

그러므로 공중에 부상되어 있는 공중풍력발전장치 주위에서 번개가 발생 되면 피뢰선(60)으로 낙뢰가 떨어지게 됨으로써 고가에 해당되는 풍력발전수단(30)을 번개로부터 보호할 수 있게 되고 공중풍력발전장치가 파손되는 것을 미연에 방지할 수 있게 되는 것이다.

한편, 경우에 따라서는 보강와이어(14)들을 금속선으로 채용하여 피뢰선(60)과 연결되게 함으로써 상기 보강와이어(14)를 피뢰선 역할을 하도록 할 수도 있다.

본 발명은 일실시예에 의해 도시되고 설명되었지만 여기에 국한되는 것은 아니고 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해서 여러 가지 형태로 변형 실시될 수도 있는 것이므로 청구범위를 크게 벗어나지 않는 한 폭넓게 보호되어야 하는 것은 자명한 것이다.

1:지상연결와이어 10,10':공중부양튜브
11:협곡통로 12,12':풍향꼬리날개
13,13':수평꼬리날개 14:보강와이어
15,17,62:부착부재 16:Y자형 연결와이어
18,62:이탈방지부재 20:골격튜브프레임
21:외피부재 30:풍력발전수단
40,40':상,하측보조튜브프레임 41:보강튜브프레임
50:공중높이제어수단 51:지지수단
511,511':상,하부수평바아 512:고정부재
513:가압부재 514:로크너트
52:동력수단 521:케이스부재
522,522':정역감속모터 523,523':회동부재
53,53':제1,2크로스바아 54,54':상,하부연동로드
55,55':링크부재 56,56':상,하부기류판부재
60:피뢰선

Claims (15)

1. 지상연결와이어와 연결되어 공중에 부상되는 것으로서;
   기낭에 부양기체가 수용되고 상호 수평방향으로 대향 되게 구비되는 한쌍의 공중부양튜브;
   상기 한쌍의 공중부양튜브 사이에서 골바람이 불어지게 하는 개방된 협곡통로를 구비하기 위해 한쌍의 공중부양튜브 사이를 연결되게 하고 기낭에 부양기체가 수용되는 다수의 골격튜브프레임;
   상기 협곡통로의 골격튜브프레임 위에 고정되게 설치되어 외부로 개방되게 구비되는 풍력발전수단;
   상기 한쌍의 공중부양튜브의 후미 사이를 연결되게 하고 기낭에 부양기체가 수용되는 상,하측보조튜브프레임;
   상기 상측보조튜브프레임에 수평방향으로 일렬로 다수 구비되어 한쌍의 공중부양튜브의 높낮이를 제어하는 공중높이제어수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 공중풍력발전장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 다수의 골격튜브프레임은 선측부터 후미쪽으로 갈수록 점차적으로 직경이 작아지는 것이 고정되게 구비되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 공중풍력발전장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 다수의 골격튜브프레임은 협곡통로를 강풍력의 기류가 통과되게 하면서 상승양력이 발생 되게 하기 위해 선측부터 후미쪽으로 갈수록 점차 높은 위치에 배치 되게 하여 다수의 골격프레임 상부방향으로 곡선바람이 통과되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 공중풍력발전장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 다수의 골격튜브프레임이 선측에서 후미쪽 방향으로 1열로 배치되게 하여 외부에 외피부재가 더 씌워지도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 공중풍력발전장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 상,하측보조튜브프레임의 양측 사이에는 기낭에 부양기체가 수용되는 다수의 보강튜브프레임이 더 세워지게 고정되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 공중풍력발전장치.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 공중높이제어수단은,
   상측보조튜브프레임에 지지되게 하는 지지수단과;
   상기 지지수단과 연결되어 고정되게 구비되는 동력수단과;
   상기 동력수단에 의해 정역회전운동을 하고 일측면에서 볼 때 엑스자형을 이루면서도 각각 이격되게 구비되고 끝단부에 각각 구비하는 상,하측관절부가 사방에 각각 위치하도록 구비되는 한쌍의 제1,2크로스바아와;
   상기 사방으로 각각 위치하는 상,하측관절부를 각각 관통하는 한쌍의 상,하부연동로드와;
   상기 상,하부연동로드가 각각 관통하는 관절부를 구비하여 상기 상,하부연동로드를 사방에서 각각 연결되게 하는 다수의 링크부재와;
   상기 상,하부연동로드 양단부에 양측 관절부재에 의해 각각 연결되는 상,하부기류판부재에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 공중풍력발전장치.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 지지수단은 상측보조튜브프레임의 상,하부면에 각각 밀착되는 한쌍의 ㄷ자형태의 상,하부수평바아와, 상기 상,하부수평바아가 관통되고 상측보조튜브프레임에 고정되게 부착되는 다수의 고정부재와, 상기 상,하부수평바아의 끝단부끼리 연결되게 하는 한쌍의 가압부재와, 상기 가압부재를 고정되게 하기 위해 상,하부수평바아 끝단부에 각각 체결되는 로크너트에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 공중풍력발전장치.
8. 제 6 항에 있어서, 상기 동력수단은, 지지수단에 고정되는 케이스부재와, 상기 케이스부재 내부에 각각 고정되게 구비되는 한쌍의 정역감속모터와, 상기 정역감속모터 동력으로 회전되고 제1,2크로스바아가 각각 대각선 방향으로 고정되는 회동부재에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 공중풍력발전장치.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 정역감속모터는 지상콘트롤부에 의해서 제어되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 공중풍력발전장치.
10. 제 1 항에 있어서, 상기 한쌍의 공중부양튜브 후미부에 각각 구비하게 되는 한쌍의 풍향꼬리날개 및 양측 수평꼬리날개 사이를 부착부재에 의해 고정되는 다수의 보강와이어에 의해 상호 연결되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 공중풍력발전장치.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 한쌍의 풍향꼬리날개 및 양측 수평꼬리날개 사이를 다수의 보강와이어에 의해 상호 연결되는 형상이 사다리꼴 형태를 이루도록 한 것을 특징으로 하는 공중풍력발전장치.
12. 제 1 항에 있어서, 상기 한쌍의 공중부양튜브에는 다수의 부착부재에 의해 고정되는 피뢰선을 더 구비하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 공중풍력발전장치.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 피뢰선은 T자 형태로 배선되게 이루어지는 것을 특징으로 하는 공중풍력발전장치.
14. 제 1 항에 있어서, 상기 한쌍의 공중부양튜브는 각각 외측면에 복수개의 Y자형 연결와이어가 부착부재에 의해 각각 고정되어 한 지점에서 지상와이어와 연결되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 공중풍력발전장치.
15. 제 14 항에 있어서, 상기 Y자형 연결와이어의 끝단부에는 이탈방지부재를 구비하여 부착부재에 의해 고정되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 공중풍력발전장치.

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