KR101089129B1 - 확장형날개를 지닌 풍력발전장치 - Google Patents

확장형날개를 지닌 풍력발전장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101089129B1
KR101089129B1 KR1020100028040A KR20100028040A KR101089129B1 KR 101089129 B1 KR101089129 B1 KR 101089129B1 KR 1020100028040 A KR1020100028040 A KR 1020100028040A KR 20100028040 A KR20100028040 A KR 20100028040A KR 101089129 B1 KR101089129 B1 KR 101089129B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wing
wind
expandable
horizontal casing
rotating shaft
Prior art date
Application number
KR1020100028040A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100044753A (ko
Inventor
박완규
Original Assignee
박완규
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 박완규 filed Critical 박완규
Priority to KR1020100028040A priority Critical patent/KR101089129B1/ko
Publication of KR20100044753A publication Critical patent/KR20100044753A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101089129B1 publication Critical patent/KR101089129B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor 
    • F03D1/06—Rotors
    • F03D1/065—Rotors characterised by their construction elements
    • F03D1/0658—Arrangements for fixing wind-engaging parts to a hub
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F03D7/02—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/0204—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor for orientation in relation to wind direction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/20—Rotors
    • F05B2240/30—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/20—Rotors
    • F05B2240/30—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
    • F05B2240/31—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor of changeable form or shape
    • F05B2240/311—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor of changeable form or shape flexible or elastic
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

본 발명은 날개부에 구비된 확장형날개에 의해 풍력을 받는 면적이 최대화되면서 상기 확장형날개가 방향타역할을 동시에 하도록 되어 있는 풍력발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지면위에 수직으로 세워지는 기둥부재와, 상기 기둥부재의 상단부에 회전가능하게 수직으로 설치된 지지축과, 상기 지지축의 상단부에 수평방향으로 고정부착된 수평케이싱과, 상기 수평케이싱의 내측에 수평방향으로 설치되며 수평케이싱의 후방을 관통하여 회전가능하게 돌출 설치되는 회전축이 구비되어 있고 상기 회전축의 후방 외주면에 일정간격으로 고정부착되어 풍력에 의해 회전되면서 회전축을 회전시킴과 동시에 방향타역할을 하는 복수개의 확장형날개가 구비되어 있어 있는 날개부와, 상기 수평케이싱의 내측에 설치되며 회전축의 전방끝단과 연결되어 있어 상기 날개부로부터 회전력을 전달받아 발전되는 발전수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 확장형날개가 구비된 풍력발전장치에 관한 것이다.

Description

확장형날개를 지닌 풍력발전장치{A windpower generator which is possessed of the expande dwings}
본 발명은 날개부에 구비된 확장형날개에 의해 풍력을 받는 면적이 최대화되면서 상기 확장형날개가 방향타역할을 동시에 하도록 되어 있는 풍력발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지면위에 수직으로 세워지는 기둥부재와, 상기 기둥부재의 상단부에 회전가능하게 수직으로 설치된 지지축과, 상기 지지축의 상단부에 수평방향으로 고정부착된 수평케이싱과, 상기 수평케이싱의 내측에 수평방향으로 설치되며 수평케이싱의 후방을 관통하여 회전가능하게 돌출 설치되는 회전축이 구비되어 있고 상기 회전축의 후방 외주면에 일정간격으로 고정부착되어 풍력에 의해 회전되면서 회전축을 회전시킴과 동시에 방향타역할을 하는 복수개의 확장형날개가 구비되어 있되 상기 각 확장형날개의 하단부는 그 폭이 전후로 길게 확장되어 있어 회전축의 길이방향을 따라 전후 대각선방향으로 비스듬히 고정부착되어 있고 상부로 갈수록 그 폭이 점점 확장되면서 전방쪽으로 비틀린 스크루형상으로 각 확장형날개의 상부가 전방을 향하도록 되어 있어 풍력을 받는 면적이 증대되도록 되어 있으며 각 확장형날개의 상부 전방에는 에어집중홈이 형성되어 있어 풍력이 집중되도록 되어 있고 각 확장형날개의 상부 및 후방이 후방쪽으로 탄성있게 휘어지도록 되어 있어 강한 풍력이 가해지는 경우에도 각 확장형날개가 꺽이거나 부러지지 않도록 되어 있는 날개부와, 상기 수평케이싱의 내측에 설치되며 회전축의 전방끝단과 연결되어 있어 상기 날개부로부터 회전력을 전달받아 발전되는 발전수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 확장형날개가 구비된 풍력발전장치에 관한 것이다.
일반적으로 전력에너지를 생산하는 방법으로 석유나 석탄 등의 화석연료를 이용한 화력발전과 우라늄이나 플루토늄 등의 핵연료를 이용한 원자력발전이 현재 가장 많은 전력에너지를 생산하는 방법으로 전세계적으로 사용되고 있으나 상기와 같은 화력발전과 원자력발전은 지구온실화, 지하자원의 고갈, 핵폐기물처리, 방사능유출과 같은 각종 심각한 환경문제 등을 유발하여 차세대 에너지원으로서 그 효용가치가 점차적으로 감소하고 있다.
반면, 바람의 힘을 이용한 풍력발전, 물의 힘을 이용한 수력발전, 조수간만의 차를 이용한 조력발전, 태양에너지를 이용한 태양광 및 태양열발전은 친환경적이면서 인체에 무해한 자연에너지를 이용하여 전력에너지를 얻기 위한 방법들로 현재 차세대 에너지원으로 크게 각광받고 있다.
이러한 차세대 에너지원 중 종래의 풍력발전장치(1')는 도 7에 도시된 바와 같이 지면위에 수직으로 세워진 기둥부재(2')가 구비되어 있고 상기 기둥부재(2')의 하부에는 지중에 매설되어 기둥부재(2')를 견고하게 지지하는 기초부재(7')가 설치되어 있으며 상기 기둥부재(2')의 상단부 가운데부분에는 수직방향으로 지지축(3')이 회전가능하게 끼움결합되어 있고 상기 지지축(3')의 상부에는 베이스몸체(25')가 고정설치되어 있으며, 상기 베이스몸체(25')의 상부에는 회전축(9')이 회전가능하게 수평방향으로 관통 개재되어 있고 상기 회전축(9')의 전방에는 풍력에 의해 회전되는 통상의 선풍기날개식으로 된 복수개의 날개(26')가 구비된 날개부(8')가 설치되어 있으며, 상기 회전축(9')의 후방에는 베이스몸체(25')의 상부에 고정설치된 상태로 상기 날개부(8')로부터의 회전력을 전달받아 발전되는 발전수단(24')이 연결 설치되어 있고 상기 베이스몸체(25')의 후방에는 방향타(27')가 고정설치되어 있는 것이어서, 상기 기둥부재(2')의 상단부에 회전가능하게 설치된 지지축(3')의 베이스몸체(25') 후방에 설치된 방향타(27')에 의해 풍력이 가해지는 방향쪽으로 상기 날개부(8')의 전면부가 대향(對向)되면서 풍력에 의해 자연적으로 상기 날개부(8')가 회전되어 풍력발전이 이루어지도록 되어 있다.
그러나, 상기와 같은 종래의 풍력발전장치(1')는 날개부(8')에 구비된 복수개의 날개(26')가 통상의 선풍기날개와 같은 구조로 되어 있어 회전축(9')에 연결 장착되는 각 날개(26')의 하단부는 봉형상으로 폭이 좁게 형성되어 있고 상부로 갈수록 그 폭이 점점 넓어지다가 상단부에서는 다시 좁아지는 유선형으로 형성되어 있어 각 날개(26')에 바람을 받는 면적이 적어 가해지는 풍력에 비해 날개부(8')가 받는 회전력이 크지 않을 뿐 아니라 약한 바람이 부는 경우에는 날개부(8')가 전혀 회전되지 않아 발전효율이 크게 떨어지는 문제점이 있었고, 상기 복수개의 날개(26')는 그 재질이 단단한 금속이나 세라믹 또는 플라스틱 재질 등으로 되어 있어 제작 비용이 클 뿐 만 아니라 태풍이나 강풍이 부는 경우 각 날개(26')가 꺽어지거나 부러지는 문제점이 있었다.
또한, 풍력이 가해지는 방향쪽으로 상기 날개부(8')의 전면부가 대향되도록 방향타(27')가 반드시 필요한 구조로 되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위한 것으로 날개부에 구비된 복수개의 확장형날개는 그 하단부의 폭을 전후로 길게 확장하여 회전축의 길이방향을 따라 전후 대각선방향으로 위치된 상태로 고정부착하며 상부로 갈수록 그 폭이 점점 확장되면서 전방쪽으로 비틀린 스크루형상으로 각 확장형날개의 상부가 전방을 향하도록 하여 풍력을 받는 면적이 최대되도록 하고 각 확장형날개의 상부 전방에는 에어집중홈을 형성하여 약한 풍력이 가해지는 경우에도 풍력이 집중되어 효율적인 발전이 이루어지도록 하며, 각 확장형날개의 상부 및 후방을 후방쪽으로 탄성있게 휘어지도록 하여 강한 풍력이 가해지는 경우 각 확장형날개가 꺽이거나 부러지지 않도록 하고, 또한 회전축의 후방쪽에 복수개의 확장형날개가 위치되도록 하여 별도의 방향타가 없어도 바람이 부는 방향을 향해 날개부의 전면부가 자연적으로 대향(對向)되도록 하는 것에 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 지면위에 수직으로 세워지는 기둥부재와, 상기 기둥부재의 상단부에 회전가능하게 수직으로 설치된 지지축과, 상기 지지축의 상단부에 수평방향으로 고정부착된 수평케이싱과, 상기 수평케이싱의 내측에 수평방향으로 설치되며 수평케이싱의 후방을 관통하여 회전가능하게 돌출 설치되는 회전축이 구비되어 있고 상기 회전축의 후방 외주면에 일정간격으로 고정부착되어 풍력에 의해 회전되면서 회전축을 회전시킴과 동시에 방향타역할을 하는 복수개의 확장형날개가 구비되어 있되 상기 각 확장형날개의 하단부는 그 폭이 전후로 길게 확장되어 있어 회전축의 길이방향을 따라 전후 대각선방향으로 비스듬히 고정부착되어 있고 상부로 갈수록 그 폭이 점점 확장되면서 전방쪽으로 비틀린 스크루형상으로 각 확장형날개의 상부가 전방을 향하도록 되어 있어 풍력을 받는 면적이 증대되도록 되어 있으며 각 확장형날개의 상부 전방에는 에어집중홈이 형성되어 있어 풍력이 집중되도록 되어 있고 각 확장형날개의 상부 및 후방이 후방쪽으로 탄성있게 휘어지도록 되어 있어 강한 풍력이 가해지는 경우에도 각 확장형날개가 꺽이거나 부러지지 않도록 되어 있는 날개부와, 상기 수평케이싱의 내측에 설치되며 회전축의 전방끝단과 연결되어 있어 상기 날개부로부터 회전력을 전달받아 발전되는 발전수단으로 구성된 것에 본 발명의 특징이 있다.
상기와 같이 본 발명에 의하면 날개부에 구비된 복수개의 확장형날개는 그 하단부의 폭이 전후로 길게 확장되어 있어 회전축의 길이방향을 따라 전후 대각선방향으로 위치된 상태로 고정부착되어 있으며 상부로 갈수록 그 폭이 점점 확장되면서 전방쪽으로 비틀린 스크루형상으로 각 확장형날개의 상부가 전방을 향하도록 되어 있어 풍력을 받는 면적이 최대화될 수 있고 각 확장형날개의 상부 전방에는 에어집중홈이 형성되어 있어 약한 풍력이 가해지는 경우에도 풍력이 집중되면서 효율적인 발전이 이루어질 수 있으며, 각 확장형날개의 상부 및 후방이 후방쪽으로 탄성있게 휘어지도록 되어 있어 강한 풍력이 가해지는 경우 각 확장형날개가 꺽이거나 부러지지 않아 장기간 안전성있게 사용가능하며, 또한 회전축의 후방쪽에 복수개의 확장형날개가 위치되어 별도의 방향타가 없어도 바람이 부는 방향을 향해 날개부의 전면부가 자연적으로 대향(對向)될 수 있어 설치구조가 매우 간단한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 풍력발전장치에서 날개부의 분해 상태를 도시한 사시개략도
도 2는 본 발명에 따른 풍력발전장치의 전체 조립상태를 도시한 사시개략도
도 3은 본 발명에 따른 풍력발전장치의 날개부를 도시한 사시개략도
도 4는 본 발명에 따른 풍력발전장치의 날개부의 다른 실시예를 도시한 사시개략도
도 5는 본 발명에 따른 풍력발전장치에 약한 풍력이 가해지는 경우 날개부가 회전되는 상태를 도시한 사시개략도
도 6은 본 발명에 따른 풍력발전장치에 강한 풍력이 가해지는 경우 날개부의 상부 및 후방이 후방쪽으로 탄성있게 휘어지면서 빠르게 회전되는 상태를 도시한 사시개략도
도 7은 종래 풍력발전장치의 사시개략도
이하 본 발명에 따른 바람직한 구성을 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 확장형날개가 구비된 풍력발전장치(1)는 도 1 내지 6에 도시된 바와 같이 바람이 강하고 지속적으로 부는 해안가나 산간지역 등에 설치된 상태로 풍력에 의해 날개부(8)가 회전작동되어 전력에너지를 얻도록 되어 있으며 상기 날개부(8)에 구비된 복수개의 확장형날개(10)에 의해 풍력을 받는 면적이 최대화되면서 상기 확장형날개(10)가 방향타역할을 동시에 하도록 되어 있는 발전장치로서, 지면위에 수직으로 세워지는 기둥부재(2)와, 상기 기둥부재(2)의 상단부에 회전가능하게 수직으로 설치된 지지축(3)과, 상기 지지축(3)의 상단부에 수평방향으로 고정부착된 수평케이싱(5)과, 상기 수평케이싱(5)의 내측에 수평방향으로 설치되며 수평케이싱(5)의 후방을 관통하여 회전가능하게 돌출 설치되는 회전축(9)이 구비되어 있고 상기 회전축(9)의 후방 외주면에 일정간격으로 고정부착되어 풍력에 의해 회전되면서 회전축(9)을 회전시킴과 동시에 방향타역할을 하는 복수개의 확장형날개(10)가 구비되어 있는 날개부(8)와, 상기 수평케이싱(5)의 내측에 설치되며 회전축(9)의 전방끝단과 연결되어 있어 상기 날개부(8)로부터 회전력을 전달받아 발전되는 발전수단(24)으로 구성되어 있다.
상기 기둥부재(2)는 도 1, 2, 5, 6에 도시된 바와 같이 지면위에 수직으로 세워진 상태로 고정설치되는 부분으로, 수직으로 세워진 긴 기둥형상으로 기둥부재(2)의 하부에는 지중에 매설되어 기둥부재(2)를 견고하게 지지하는 기초부재(7)가 설치되어 있고 상기 기둥부재(2)의 상단부 가운데부분에는 수직방향으로 지지축(3)이 끼움결합되어 있되 상기 지지축(3)과 기둥부재(2)가 끼움 결합된 부분 사이에는 하나 또는 복수개의 베어링(4a)이 개재(介在)되어 있어 지지축(3)이 원활하게 회전 가능하도록 되어 있다.
상기 지지축(3)은 도 1, 2, 5, 6에 도시된 바와 같이 기둥부재(2)의 상단부에 회전가능하게 수직으로 설치되는 부분으로, 수직으로 세워진 짧은 기둥형상으로 상기 기둥부재(2)의 상단부 가운데부분에 끼움결합된 상태로 회전가능하게 설치되어 있으며 상단부에는 수평방향으로 위치된 수평케이싱(5)이 고정부착되도록 되어 있어 상기 수평케이싱(5)의 후방에 설치되는 날개부(8)에 풍력이 가해지는 경우 상기 날개부(8)가 방향타역할을 수행하면서 지지축(3)을 중심으로 자연스럽게 회전되어 복수개의 확장형날개(10)의 전면부가 바람이 부는 방향과 대향(對向)되게 위치되도록 되어 있다.
상기 수평케이싱(5)은 도 1, 2, 5, 6에 도시된 바와 같이 수평으로 위치된 원통형의 케이싱으로 전방 하부가 지지축(3)의 상단부에 고정부착되도록 되어 있어 전방은 짧고 후방은 길어 중심이 날개부(8)가 장착되는 후방에 편심되면서 풍력이 가해지는 경우 수평케이싱(5)의 후방에 위치된 날개부(8)가 방향타역할을 수행하면서 수평케이싱(5)이 지지축(3)을 중심으로 바람부는 방향에 대향되게 회전되도록 되어 있으며, 상기 수평케이싱(5)의 전방에는 원뿔형상으로 된 전방캡(6)이 끼움결합되도록 되어 있어 전방에서 가해지는 풍력의 저항이 최소화되도록 되어 있다.
또한, 상기 수평케이싱(5)은 내측 수평방향으로 회전축(9)이 수평케이싱(5)의 후방을 관통한 상태로 회전가능하게 돌출 설치되도록 되어 있되, 상기 회전축(9)이 관통되는 수평케이싱(5)의 후방 내측에는 하나 또는 복수개의 베어링(4b)이 회전축(9)과 수평케이싱(5) 사이에 개재(介在)되어 있어 상기 회전축(9)이 원활하게 회전되도록 되어 있으며, 상기 수평케이싱(5)의 내측 전방에는 발전수단(24)이 내장설치되도록 되어 있고 상기 수평케이싱(5)의 내측에 위치된 회전축(9)의 전방끝단은 상기 발전수단(24)에 연결되어 날개부(8)로부터 회전력을 전달받아 발전되도록 되어 있다.
상기 날개부(8)는 도 1 내지 6에 도시된 바와 같이 기둥부재(2) 등에 의해 바람이 강하고 지속적으로 부는 위치의 지상위에서 일정높이로 위치되어 방향타역할을 수행하면서 풍력을 받는 면적의 최대화로 약한 풍력이 가해지는 경우에도 풍력이 집중되어 효율적인 발전이 이루어지도록 하는 부분으로, 상기 수평케이싱(5)의 내측에 수평방향으로 설치되며 수평케이싱(5)의 후방을 관통하여 회전가능하게 돌출 설치되는 회전축(9)이 구비되어 있고, 상기 회전축(9)의 후방 외주면에 일정간격으로 일체로 고정부착되어 풍력에 의해 회전되면서 회전축(9)을 회전시킴과 동시에 방향타역할을 하는 복수개의 확장형날개(10)가 구비되어 있다.
상기 각 확장형날개(10)는 장방형의 판형상으로 된 날개가 일정각도로 비틀린 스크루형상으로 형성되어 있으며 하단부는 그 폭이 전후로 길게 확장되어 있어 회전축(9)의 길이방향을 따라 전후 대각선방향으로 비스듬히 고정부착되어 있고 상부로 갈수록 그 폭이 확장되면서 점점 전방쪽으로 비틀린 스크루형상으로 각 확장형날개(10)의 상부가 전방을 향하도록 되어 있어 바람을 받는 면적이 종래보다 크게 증대되면서 도 5에 도시된 바와 같이 약한 풍력이 가해지는 경우에도 날개부(8)의 회전이 원활하게 이루어지며, 상기 각 확장형날개(10)의 상부 전방에는 내측으로 움푹 들어간 에어집중홈(11)이 형성되어 있어 풍력이 상기 에어집중홈(11)에 집중되면서 날개부(8)를 더욱 원활하고 빠르게 회전시키도록 되어 있으며, 상기 각 확장형날개(10)의 상부 및 후방이 후방쪽으로 탄성있게 휘어지도록 되어 있어 도 6에 도시된 바와 같이 통상의 날개가 꺽이거나 부러질 정도의 강한 풍력이 가해지는 경우에도 각 확장형날개(10)가 꺽이거나 부러지지 않도록 되어 있다.
상기와 같은 확장형날개(10)의 구체적인 실시예는 다음과 같다.
상기 각 확장형날개(10)는 도 1 내지 3에 도시된 바와 같이 외주면에 골조를 이루는 날개틀(12)이 둘러싸고 있되, 상기 날개틀(12)은 전방대(13)와 후방대(14)와 상단대(15)와 하단대(16)가 사각틀형상으로 일체로 연결되어 형성되도록 되어 있고 상기 날개틀(12)의 내측에는 천막이나 플렉시블(flexible)한 합성수지재질로 된 날개막(17)이 고정설치되어 각 확장형날개(10)를 형성하도록 되어 있으며, 상기 날개틀(12)의 상단대(15)와 하단대(16) 사이의 가운데부분에는 중간지지대(18)가 고정설치되어 있되 상기 중간지지대(18)는 상부 끝부분에 전방쪽으로 절곡된 절곡부(19)가 형성되어 있어 상기 절곡부(19)에 의해 날개틀(12)의 내측에 설치되는 날개막(17)의 상부 끝부분이 내측으로 움푹 들어가게 되어 확장형날개(10)의 상부 끝부분에 에어집중홈(11)이 형성되도록 되어 있다.
또한, 상기 날개틀(12)을 형성하는 전방대(13) 및 하단대(16)는 높은 강도 및 내구성을 지닌 금속이나 플라스틱 재질로 되어 있어 강풍에도 휘어지거나 꺽이지 않도록 되어 있고 상기 후방대(14)와 상단대(15)는 탄성이 있는 금속 또는 플라스틱재질로 되어 있어 강한 풍력이 가해지는 경우 도 6에 도시된 바와 같이 각 확장형날개(10)의 상단대(15) 및 후방대(14)가 후방쪽으로 탄성있게 휘어지면서 각 확장형날개(10)가 꺽이거나 손상되지 않도록 되어 있다.
한편, 상기 날개틀(12)의 전방대(13)와 후방대(14) 사이의 가운데부분에는 하나 또는 복수개의 보강대(20)가 고정설치되어 확장형날개(10)의 전체적인 강도를 보강하도록 되어 있다.
또한, 본 발명에 따른 확장형날개(10)의 다른 실시예로서 도 4에 도시된 바와 같이 날개틀(12)의 내측에 고정설치되는 날개막(17)은 전방 끝부분과 하단부가 전방대(13) 및 하단대(16)에 일체로 고정부착되며 후방 끝부분과 상단부는 후방대(14) 및 상단대(15)와 일정간격 이격된 상태에서 복수개의 탄성스프링(21a)(21b)에 의해 연결되도록 되어 있되, 상기 후방대(14) 및 상단대(15)에는 내측면을 따라 복수개의 체결링(22a)(22b)이 일정간격으로 고정부착되어 있고 상기 날개막(17)의 후방 끝부분 및 상부 끝부분에는 일정간격으로 복수개의 체결공(23a)(23b)이 천공되어 있어 상기 체결링(22a)(22b)과 체결공(23a)(23b) 사이에 각각 탄성스프링(21a)(21b)이 끼움결합되어 날개막(17)의 후방과 상부가 더욱 탄성력있게 날개틀(12)과 결합된 상태를 유지하여 강풍이 부는 경우 확장형날개(10)의 후방 및 상부가 후방쪽으로 용이하게 휘어지면서 날개막(17)이 손상되지 않도록 되어 있다.
상기 발전수단(24)은 통상의 발전기로 되어 있으며 상기 수평케이싱(5)의 내측 전방에 고정설치된 상태로 수평케이싱(5)의 후방을 관통하여 개재된 회전축(9)의 전방 끝단에 연결되어 있어 상기 날개부(8)로부터의 회전력을 전달받아 발전되면서 전력에너지를 발생시키도록 되어 있다.
또한, 상기 발전수단(24)은 내부에 통상의 가속기어장치(도시하지 않음)가 설치되어 있어 회전축(9)으로부터의 회전력을 일정비율로 증가시켜 상기 발전기가 고속으로 회전되면서 더욱 효율적으로 전력에너지를 발생시키도록 되어 있고, 상기 발전수단(24)은 통상의 축전장치(도시하지 않음) 등과 연결되도록 되어 있어 발전된 전력에너지를 저장하여 사용하도록 할 수 있다.
이하 본 발명에 따른 작용은 다음과 같다.
본 발명에 따른 풍력발전장치(1)를 바람이 강하고 지속적으로 부는 해안가나 산간지역 등에 설치하여 풍력에 의해 회전되면서 회전에너지를 전력에너지로 전환하여 발전되도록 하되, 도 2 및 5에 도시된 바와 같이 지지축(3)의 상부에 일체로 구비된 수평케이싱(5)의 후방에 날개부(8)가 설치되어 있어 무게중심이 수평케이싱(5)의 후방쪽에 편심되면서 편심된 수평케이싱(5) 및 회전가능하게 설치된 지지축(3)에 의해 날개부(8)가 방향타역할을 수행하여 풍력이 가해지는 경우 상기 수평케이싱(5) 및 지지축(3)이 풍력이 가해지는 방향을 향해 자연적으로 회전되고 상기 날개부(8)의 전면부가 바람이 부는 방향에 대향(對向)되게 방향전환되게 된다.
상기 지지축(3)이 회전되면서 날개부(8)가 풍력이 가해지는 방향과 대향되게 위치되면 상기 날개부(8)에 구비된 복수개의 확장형날개(10)가 풍력을 받아 회전되는데, 일정각도로 비틀린 스크루형상으로 형성된 각 확장형날개(10)의 하단부는 그 폭이 전후로 길게 확장되어 있어 회전축(9)의 길이방향을 따라 전후 대각선방향으로 비스듬히 고정부착되어 있고 상부로 갈수록 그 폭이 확장되면서 점점 전방쪽으로 비틀린 스크루형상으로 각 확장형날개(10)의 상부가 전방을 향하도록 되어 있어 바람을 받는 면적이 증대되면서 도 5에 도시된 바와 같이 약한 풍력이 가해지는 경우에도 날개부(8)의 회전이 원활하게 이루어지며, 상기 각 확장형날개(10)의 상부 전방에는 내측으로 움푹 들어간 에어집중홈(11)이 형성되어 있어 풍력이 상기 에어집중홈(11)에 집중되면서 날개부(8)를 더욱 원활하고 빠르게 회전시키며, 또한 도 6에 도시된 바와 같이 강한 풍력이 가해지는 경우 각 확장형날개(10)의 상부 및 후방이 후방쪽으로 탄성있게 휘어지면서 각 확장형날개(10)가 꺽이거나 부러지지 않고 안정적으로 회전된다.
이때 상기 수평케이싱(5)의 후방을 관통하여 내측으로 개재된 회전축(9)의 전방끝단이 수평케이싱(5)의 내측 전방에 설치된 발전수단(24)과 연결되어 있어 상기 날개부(8)로부터의 회전력을 전달받아 발전되면서 가해지는 풍력 대비 발전효율을 크게 증진시켜 원활한 전력생산이 이루어지게 된다.
1, 1'. 풍력발전장치 2, 2'. 기둥부재
3. 3'. 지지축 4a, 4b. 베어링
5. 수평케이싱 6. 전방캡
7, 7'. 기초부재 8, 8'. 날개부
9, 9'. 회전축 10. 확장형날개
11. 에어집중홈 12. 날개틀
13. 전방대 14. 후방대
15. 상단대 16. 하단대
17. 날개막 18. 중간지지대
19. 절곡부 20. 보강대
21a, 21b. 탄성스프링 22a, 22b. 체결링
23a, 23b. 체결공 24, 24'. 발전수단
25'. 베이스몸체 26'. 날개
27'. 방향타

Claims (6)

  1. 지면위에 수직으로 세워지는 기둥부재(2)와, 상기 기둥부재(2)의 상단부에 회전가능하게 수직으로 설치된 지지축(3)과, 상기 지지축(3)의 상단부에 수평방향으로 고정부착된 수평케이싱(5)과, 상기 수평케이싱(5)의 내측에 수평방향으로 설치되며 수평케이싱(5)의 후방을 관통하여 회전가능하게 돌출 설치된 회전축(9)이 구비되어 있고 상기 회전축(9)의 후방 외주면에 일정간격으로 고정부착되어 풍력에 의해 회전되면서 회전축(9)을 회전시킴과 동시에 방향타역할을 하는 복수개의 확장형날개(10)가 구비되어 있되 상기 각 확장형날개(10)의 하단부는 그 폭이 전후로 확장되어 있어 회전축(9)의 길이방향을 따라 전후 대각선방향으로 고정부착되어 있고 상부로 갈수록 그 폭이 점점 확장되면서 전방쪽으로 비틀린 스크루형상으로 각 확장형날개(10)의 상부가 전방을 향하도록 되어 있으며 상기 각 확장형날개(10)의 상부 전방에는 에어집중홈(11)이 형성되어 있어 풍력이 집중되도록 되어 있고 각 확장형날개(10)의 상부 및 후방이 후방쪽으로 탄성있게 휘어지도록 되어 있는 날개부(8)와, 상기 수평케이싱(5)의 내측에 설치되며 회전축(9)의 전방끝단과 연결되어 있어 상기 날개부(8)로부터 회전력을 전달받아 발전되는 발전수단(24)으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 확장형날개를 지닌 풍력발전장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 수평케이싱(5)은 수평으로 위치된 원통형의 케이싱으로 전방 하부가 지지축(3)의 상단부에 고정부착되도록 되어 있어 전방은 짧고 후방은 길어 중심이 날개부(8)가 장착되는 후방에 편심되도록 되어 있으며, 상기 수평케이싱(5)의 전방에는 원뿔형상으로 된 전방캡(6)이 끼움결합되도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 확장형날개를 지닌 풍력발전장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 각 확장형날개(10)는 외주면에 골조를 이루는 날개틀(12)이 둘러싸고 있되, 상기 날개틀(12)은 전방대(13)와 후방대(14)와 상단대(15)와 하단대(16)가 사각틀형상으로 일체로 연결되어 형성되도록 되어 있고 상기 날개틀(12)의 내측에는 천막이나 플렉시블한 합성수지재질로 된 날개막(17)이 설치되어 각 확장형날개(10)를 형성하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 확장형날개를 지닌 풍력발전장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 날개틀(12)은 상단대(15)와 하단대(16) 사이의 가운데부분에는 중간지지대(18)가 고정설치되어 있되 상기 중간지지대(18)는 상부 끝부분에 전방쪽으로 절곡된 절곡부(19)가 형성되어 있어 상기 절곡부(19)에 의해 날개틀(12)의 내측에 설치되는 날개막(17)의 상부 끝부분이 내측으로 움푹 들어가게 되어 확장형날개(10)의 상부 끝부분에 에어집중홈(11)이 형성되도록 되어 있으며, 상기 날개틀(12)의 전방대(13)와 후방대(14) 사이의 가운데부분에는 하나 또는 복수개의 보강대(20)가 고정설치되어 있는 것을 특징으로 하는 확장형날개를 지닌 풍력발전장치.
  5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서, 상기 날개틀(12)은 후방대(14)와 상단대(15)가 탄성있는 금속 또는 플라스틱재질로 되어 있어 강한 풍력이 부는 경우에도 꺽이거나 부러지지 않게 후방쪽으로 탄성있게 휘어지도록 되어 있고, 상기 날개틀(12)의 전방대(13)와 후방대(14) 사이의 가운데부분에는 하나 또는 복수개의 보강대(20)가 고정설치되어 확장형날개(10)의 전체 강도를 보강하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 확장형날개를 지닌 풍력발전장치.
  6. 제 3항 또는 제 4항에 있어서, 상기 각 확장형날개(10)는 날개틀(12)의 내측에 고정설치되는 날개막(17)의 전방 끝부분과 하단부가 전방대(13) 및 하단대(16)에 일체로 고정부착되며 후방 끝부분과 상단부는 후방대(14) 및 상단대(15)와 일정간격 이격된 상태에서 복수개의 탄성스프링(21a)(21b)에 의해 연결되도록 되어 있되, 상기 후방대(14) 및 상단대(15)에는 내측면을 따라 복수개의 체결링(22a)(22b)이 일정간격으로 고정부착되어 있고 상기 날개막(17)의 후방 끝부분 및 상부 끝부분에는 일정간격으로 복수개의 체결공(23a)(23b)이 천공되어 있어 상기 체결링(22a)(22b)과 체결공(23a)(23b) 사이에 각각 탄성스프링(21a)(21b)이 끼움결합되어 날개막(17)의 후방과 상부가 탄성력있게 날개틀(12)과 결합된 상태를 유지하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 확장형날개를 지닌 풍력발전장치.

KR1020100028040A 2010-03-29 2010-03-29 확장형날개를 지닌 풍력발전장치 KR101089129B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100028040A KR101089129B1 (ko) 2010-03-29 2010-03-29 확장형날개를 지닌 풍력발전장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100028040A KR101089129B1 (ko) 2010-03-29 2010-03-29 확장형날개를 지닌 풍력발전장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100044753A KR20100044753A (ko) 2010-04-30
KR101089129B1 true KR101089129B1 (ko) 2011-12-02

Family

ID=42219388

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100028040A KR101089129B1 (ko) 2010-03-29 2010-03-29 확장형날개를 지닌 풍력발전장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101089129B1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003269320A (ja) 2002-03-13 2003-09-25 Kanki Kenzo 風力発電装置のブレード及び補助部材

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003269320A (ja) 2002-03-13 2003-09-25 Kanki Kenzo 風力発電装置のブレード及び補助部材

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100044753A (ko) 2010-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4623671B2 (ja) 需要家発電装置
US20090218823A1 (en) Wind turbine structure having a plurality of propeller-type rotors
KR100904190B1 (ko) 풍력발전장치
KR102107839B1 (ko) 수상 복합 발전시스템
KR101236347B1 (ko) 집풍 구조물의 수직 상승기류를 이용한 풍력발전 터빈
KR20120051893A (ko) 복합형 발전장치
JP5455092B1 (ja) 風力原動機
EP2663768B1 (en) Dynamic turbine system
US11788507B2 (en) Vertical axis windmill with shutters and blinds
KR101018688B1 (ko) 도심에 설치 가능한 풍력 발전기
KR101057417B1 (ko) 풍력발전장치
US20170159645A1 (en) A Vertical Axis Wind Turbine with Controllable Output Power
KR100840400B1 (ko) 경사각도 조정형 태양광 발전장치
KR101298910B1 (ko) 굴뚝형 풍력발전기
KR101089129B1 (ko) 확장형날개를 지닌 풍력발전장치
KR101111301B1 (ko) 풍력발전기의 기둥용 태양광 발전기
KR20060106353A (ko) 바람 집진용 풍력발전기
KR101387351B1 (ko) 수직축형 풍력 발전 장치
KR200463426Y1 (ko) 터널식 수력발전장치
KR100962481B1 (ko) 풍력발전장치
KR20130133713A (ko) 수력과 풍력발전기의 날개
KR101203160B1 (ko) 태양전지패널이 제공되는 풍력발전기용 날개
KR102466784B1 (ko) 풍력발전기용 터보팬
KR200392775Y1 (ko) 바람 집진용 풍력발전기
KR20110094168A (ko) 풍력발전기에 연설되는 태양광 발전장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
G15R Request for early publication
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee