KR101089425B1 - A aerial wind power generating system - Google Patents

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KR101089425B1 KR1020090073447A KR20090073447A KR101089425B1 KR 101089425 B1 KR101089425 B1 KR 101089425B1 KR 1020090073447 A KR1020090073447 A KR 1020090073447A KR 20090073447 A KR20090073447 A KR 20090073447A KR 101089425 B1 KR101089425 B1 KR 101089425B1
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Abstract

본 발명은 공중에서 풍향의 변화에 신속하게 대응함으로써 발전효율을 높일 수 있는 공중풍력 발전장치를 제공함에 있다. 따라서, 본 발명인 공중풍력발전장치는, 대기중에서 부력을 가지는 기체가 주입되는 부양체와, 상기 부양체에 설치되고 임펠러를 포함하는 풍력발전기와, 상기 부양체를 지상의 고정체와 연결하는 지지케이블과, 상기 부양체와 상기 지지케이블을 연결하는 것으로 상기 부양체의 길이방향의 일측이 항상 풍향 측으로 위치하도록 상기 일측 방면으로 치우쳐 설치되는 체결부를 포함하는 공중풍력발전장치에 있어서, 상기 부양체는 전체 형상에 대한 중심축을 가지고, 상기 체결부는 상기 중심축과 수직으로 교차하고 상기 부양체의 회전중심이 되는 체결축을 가지며, 상기 임펠러는 상기 중심축 방향을 향하도록 배치되고, 상기 부양체의 형상은 상기 중심축과 상기 체결축을 모두 포함하는 평면을 기준으로 양측이 대칭이고, 상기 중심축을 포함하고 상기 체결축과는 수직으로 만나는 평면을 기준으로 하여 양측이 대칭인 형상이며, 상기 체결축은 상기 부력과, 상기 체결축을 중심으로 선회하는 모든 구성요소의 전체 중량에 의해서 토크가 발생하지 않는 위치에 설치되는 것을 특징으로 한다.The present invention provides an aerial wind power generation device that can increase power generation efficiency by quickly responding to changes in the wind direction in the air. Therefore, the air wind power generator according to the present invention includes a support body into which a buoyant gas is injected in the atmosphere, a wind generator installed in the support body, and including an impeller, and a support cable connecting the support body to a ground fixture. And a fastening part installed to be biased toward the one side such that one side in the longitudinal direction of the support body is always located toward the wind direction by connecting the support body and the support cable. It has a central axis for the shape, the fastening portion has a fastening axis that intersects the center axis and perpendicular to the central axis, the impeller is disposed to face the central axis direction, the shape of the support body Both sides are symmetrical with respect to a plane including both a central axis and the fastening axis, and include the central axis and Both sides are symmetrical with respect to a plane perpendicular to the existing fastening shaft, and the fastening shaft is installed at a position where torque is not generated due to the buoyancy force and the total weight of all components pivoting about the fastening shaft. It is characterized by.

풍력, 부양, 부력, 모멘트, 발전, 공중 Wind power, flotation, buoyancy, moment, power generation, aerial

Description

공중풍력 발전장치{A aerial wind power generating system}Aerial wind power generating system

본 발명은 공중풍력 발전장치에 관한 것으로, 구체적으로는 헬륨과 같이 공기보다 비중이 낮은 가스를 이용하여 발전기를 고공에 체류시키면서 풍력으로 전기를 생산하는 발전장치에 관한 것이다.The present invention relates to an aerial wind power generation apparatus, and more particularly, to a power generation apparatus that generates electricity by wind while maintaining a generator in high air using a gas having a specific gravity lower than air such as helium.

풍력발전 시스템이란 다양한 형태의 풍차를 이용하여 바람 에너지를 기계적 에너지로 변환하고, 그 기계적 에너지를 이용하여 발전기에서 전력을 얻어내는 시스템을 말한다.The wind power generation system refers to a system that converts wind energy into mechanical energy using various types of windmills and obtains power from a generator using the mechanical energy.

근래, 세계기후변화협약과 같은 국제 환경의 변화와 유가상승, 국내 사용 에너지의 96%를 수입에 의존하고 있는 현실적인 문제에 대응하기 위하여 풍력발전 시스템에 대한 관심이 높다.In recent years, interest in wind power generation systems has been increasing in order to cope with real-world problems such as changes in the international environment such as the World Climate Change Convention, rising oil prices, and 96% of domestic energy use.

종래의 풍력발전장치는 바람이 많은 지역을 선정하여 지상에 설치하였으나, 보다 품질 좋은 풍력을 활용하기 위하여 기구의 내부에 비중이 낮은 가스를 충진시켜 발전기를 고공에 체류시키면서 풍력에 의한 발전이 이루어지는 방식이 많이 시도되고 있다.Conventional wind turbines are installed on the ground by selecting windy areas. However, in order to utilize better wind power, the wind turbine is filled with low specific gravity gas and the generator is kept at high altitude while generating electricity by wind. This has been tried a lot.

그러한 공중풍력발전장치는 도1과 같이 여러 개의 로프(12)로써 기구(11)의 위치가 고정되거나, 도2와 같이 하나의 로프(22)가 연결되어 고정되는 방식으로 설치되고 있는데 그 경우, 난기류 등 불규칙한 풍향의 변화, 특히 상하로 소정각도가 변하는 풍향(14,24)에 대하여 신속하게 대처할 수 없으므로 임펠러(13,23)가 풍향에 대하여 정확히 마주하도록 방향을 잡기 어려운 문제점이 있었다. 즉, 도1에서는 여러 개의 로프(12)가 기구(11)를 지지하고 있으므로 기구(11)가 상하방향으로 기울어지는 것이 매우 어려운 구조이고, 도2에서는 하나의 로프(22)가 기구(21)를 지지하고 있더라도 기구(21)의 하부에 체결되어 있음에 따라 그 체결점에서 풍력에 의한 회전모멘트(MF)가 발생되고[풍력으로 인하여 기구가 받는 합력은 F이고 그 합력이 작용하는 위치는 상기 체결점에서 소정거리(a)만큼 이격되어 있어 상기 체결점에서 그것으로 인한 회전모멘트가 발생한다], 이로 인해 도2의 점선과 같은 상태로 기구(21)가 기울어짐에 따라 임펠러(23)는 풍향에 대하여 정확히 마주하지 못하고 소정각도로 기울어진 상태에서 풍력을 받게 된다. 따라서, 상기와 같은 기구(11,21)의 고정구조는 임펠러(13,23)가 정확한 자세를 잡지 못함으로 인해 풍력에 대한 발전효율을 떨어뜨리는 원인이 된다.Such a wind power generator is installed in such a way that the position of the mechanism 11 is fixed by a plurality of ropes 12 as shown in FIG. 1, or one rope 22 is connected and fixed as shown in FIG. 2. There is a problem that it is difficult to orient the impeller (13, 23) to accurately face the wind direction because it can not quickly cope with the change of irregular wind direction, such as turbulence, in particular, the wind direction (14, 24) that changes the predetermined angle up and down. That is, in FIG. 1, since several ropes 12 support the mechanism 11, it is very difficult to incline the mechanism 11 in the up and down direction, and in FIG. 2, one rope 22 is the mechanism 21. Even though it is supported by the lower part of the mechanism 21, the moment of rotation (M F ) caused by the wind is generated at the fastening point. Spaced apart by a predetermined distance (a) from the fastening point to generate a rotation moment due to it at the fastening point], thereby impeller 23 as the mechanism 21 is inclined in a state as shown in the dotted line of FIG. Does not face the wind direction exactly and receives the wind in an inclined angle. Therefore, the fixed structure of the mechanism (11, 21) as described above causes the impeller (13, 23) does not hold the correct posture to cause the power generation efficiency for the wind.

또한, 종래의 공중풍력발전장치는 풍력에 대한 효율을 높이기 위하여 큰 용량의 임펠러(13,23)를 설치할 필요가 있으나, 기구(11,21)의 부양력에 한계가 있으므로 임펠러(13,23)의 크기가 제한될 수 밖에 없고, 보다 높은 발전효율을 구현하는데 어려움이 있었다.In addition, in the conventional wind power generator, it is necessary to install a large capacity impeller (13, 23) in order to increase the efficiency against the wind, but because the lifting force of the mechanism (11, 21) of the impeller (13, 23) Size is bound to be limited, there was a difficulty in realizing higher power generation efficiency.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명은 공중에서 풍향의 변화에 신속하게 대응함으로써 발전효율을 높일 수 있는 공중풍력 발전장치를 제공함에 있다. The present invention has been made to solve the above problems, the present invention is to provide an aerial wind power generation apparatus that can increase the power generation efficiency by rapidly responding to changes in the wind direction in the air.

본 발명의 또다른 목적은 발전기를 통과하는 풍속을 증대시킴으로써 발전효율을 보다 높이는 공중풍력 발전장치를 제공함에 있다. Still another object of the present invention is to provide an aerial wind power generation device that increases power generation efficiency by increasing wind speed passing through a generator.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명인 공중풍력발전장치는, 대기중에서 부력을 가지는 기체가 주입되는 부양체와, 상기 부양체에 설치되고 임펠러를 포함하는 풍력발전기와, 상기 부양체를 지상의 고정체와 연결하는 지지케이블과, 상기 부양체와 상기 지지케이블을 연결하는 것으로 상기 부양체의 길이방향의 일측이 항상 풍향 측으로 위치하도록 상기 일측 방면으로 치우쳐 설치되는 체결부를 포함하는 공중풍력발전장치에 있어서, 상기 부양체는 전체 형상에 대한 중심축을 가지고, 상기 체결부는 상기 중심축과 수직으로 교차하고 상기 부양체의 회전중심이 되는 체결축을 가지며, 상기 임펠러는 상기 중심축 방향을 향하도록 배치되고, 상기 부양체의 형상은 상기 중심축과 상기 체결축을 모두 포함하는 평면을 기준으로 양측이 대칭이고, 상기 중심축을 포함하고 상기 체결축과는 수직으로 만나는 평면을 기준으로 하여 양측이 대칭인 형상이며, 상기 체결축은 상기 부력과, 상기 체결축을 중심으로 선회하는 모든 구성요소의 전체 중량에 의해서 토크가 발생하지 않는 위치에 설치되는 것을 특징으로 한다.Aerial wind power generation apparatus of the present invention for achieving the above object, the buoyant is injected into the air having a buoyancy in the air, the wind generator is installed on the buoyant and includes an impeller, and the buoyant on the ground In the air wind power generation device comprising a support cable for connecting the stagnation and the coupling portion is installed to be biased toward the one side so that one side in the longitudinal direction of the support body is always located in the wind direction by connecting the support body and the support cable. The support body has a central axis with respect to the overall shape, and the fastening part has a fastening axis that intersects the center axis perpendicularly and becomes a rotational center of the support body, and the impeller is disposed to face the center axis direction. The shape of the support body is symmetrical on both sides with respect to the plane including both the central axis and the fastening axis, Both sides are symmetrical on the basis of a plane including the central axis and perpendicular to the fastening axis, and the fastening axis generates torque due to the buoyancy and the total weight of all components pivoting about the fastening axis. It is characterized in that it is installed in a position not to.

상기 부양체의 형상은 원기둥, 타원기둥, 다각기둥, 원추, 다각추 중 선택된 하나의 형상인 것이 바람직하다.The shape of the support body is preferably one of the shape selected from a cylinder, an elliptic cylinder, a polygonal pillar, a cone, and a polygonal weight.

또다른 관점에서 본 발명인 공중풍력발전장치는, 대기중에서 부력을 가지는 기체가 주입되는 부양체와, 상기 부양체에 설치되고 임펠러를 포함하는 풍력발전기와, 상기 부양체를 지상의 고정체와 연결하는 지지케이블과, 상기 부양체와 상기 지지케이블을 연결하는 것으로 상기 부양체의 길이방향의 일측이 항상 풍향 측으로 위치하도록 상기 일측 방면으로 치우쳐 설치되는 체결부를 포함하는 공중풍력발전장치에 있어서, 상기 부양체는 전체 형상에 대한 중심축을 가지고, 상기 체결부는 상기 중심축과 수직으로 교차하고 상기 부양체의 회전중심이 되는 체결축을 가지며, 상기 임펠러는 상기 중심축 방향을 향하도록 배치되고, 상기 부양체의 형상은 원기둥 또는 원추의 형상이며, 상기 부력의 합력과, 상기 공중풍력발전장치의 구성요소 중 상기 체결축을 중심으로 선회하는 모든 구성요소의 전체 중량의 합력은 각각 상기 중심축 상에 그 작용점이 존재하고, 상기 체결축은 상기 부력의 합력과 상기 전체 중량의 합력에 의한 각 토크가 서로 상쇄되는 위치에 설치되는 것을 특징으로 한다.In another aspect, the present invention is an aerial wind power generator, a buoyant injecting a buoyant gas in the atmosphere, a wind turbine installed on the buoy and including an impeller, and connecting the buoy with a ground fixture. In the air-wind power generating apparatus comprising a support cable and a fastening portion which is installed to be biased toward one side so that one side in the longitudinal direction of the support body is always located toward the wind direction by connecting the support body and the support cable. Has a central axis with respect to the overall shape, the fastening portion has a fastening axis which intersects the center axis perpendicularly and becomes the center of rotation of the support body, and the impeller is disposed to face the center axis direction, and the shape of the support body Is the shape of a cylinder or cone, the buoyancy force and the sieve of the components of the air wind power generator The total weight of the total weight of all the components turning around the shaft has its working point on the central axis, and the fastening shaft is located at a position where the torque of the buoyancy and the total weight of the total weight cancel each other out. It is characterized by being installed.

또한, 본 발명은 상기 부양체에 상기 중심축을 그 중심축으로 하여 바람이 유동할 수 있도록 관통되는 공기유동공이 형성되고, 상기 공기유동공은 상기 일측에서부터 그 단면이 점점 작아지는 테이퍼 형상을 가지며, 상기 공기유동공의 내부에 상기 풍력발전기가 상기 중심축을 중심으로 설치되는 것을 또다른 특징으로 한 다.In addition, the present invention is formed in the air flow hole through which the air flows so that the wind flows through the central axis as the center axis, the air flow hole has a tapered shape that the cross-section is gradually smaller from the one side, Another feature is that the wind power generator is installed around the central axis in the air flow hole.

상기 공기유동공은 풍력발전기가 설치된 위치까지 점점 작아지는 테이퍼 형상이고, 상기 풍력발전기가 설치된 위치에서 상기 부양체의 타측까지는 확대되는 형상인 것이 더욱 바람직하다.The air flow hole has a tapered shape that gradually decreases to a position where the wind turbine is installed, and more preferably a shape that extends from the position where the wind generator is installed to the other side of the support body.

또한, 본 발명은 상기 체결부가 상기 부양체가 상기 체결축을 중심으로 회전할 수 있도록 상기 케이블과 결합되고, 상기 체결부에는 상기 체결축을 따라 튜브가 삽입되며, 상기 튜브의 내측에는 상기 풍력발전기의 송전선이 설치되는 것을 또다른 특징으로 한다.In addition, the present invention, the fastening portion is coupled to the cable so that the support body can rotate about the fastening shaft, the fastening portion is inserted into the tube along the fastening shaft, the transmission line of the wind turbine is inside the tube It is another feature to be installed.

한편, 상기 풍력발전기는 상기 부양체의 외곽면 이상으로 돌출된 부분이 발생되지 않도록 상기 외곽면의 안쪽에 위치하는 것이 바람직하다.On the other hand, the wind turbine is preferably located inside the outer surface so that a portion protruding beyond the outer surface of the support body does not occur.

상기와 같은 구성을 가진 본 발명은 다음과 같은 효과를 가진다.The present invention having the configuration as described above has the following effects.

첫째, 본 발명에 따른 공중풍력발전장치는 풍향에 대하여 신속하게 대응할 수 있는 구조로 이루어져 불규칙한 풍향 변화에 대하여도 임펠러가 풍향을 정확히 마주하는 자세를 취함으로써 임펠러로 유입되는 바람의 불필요한 마찰을 줄이고, 바람이 진입하는 각도가 가장 최적화될 수 있도록 하여 발전효율을 높일 수 있는 효과가 있다.First, the air wind power generator according to the present invention is made of a structure that can respond quickly to the wind direction to reduce the unnecessary friction of the wind flowing into the impeller by taking the attitude that the impeller accurately faces the wind direction even in the irregular wind direction change, The wind entry angle can be optimized to increase the power generation efficiency.

둘째, 본 발명은 풍력발전기의 임펠러가 설치된 터널부의 입구가 테이퍼 형상으로 구성되어 상기 회전날개가 위치하는 부분에서 풍속이 증가하도록 구성함으로써 풍력발전기의 임펠러를 기동시키기 위한 최소한의 풍력을 쉽게 얻을 수 있고, 한정된 용량의 임펠러에 대하여 풍속을 증대시킴으로써 발전효율을 높일 수 있다. Second, the present invention is configured by the inlet of the tunnel portion is installed in the wind turbine impeller is formed in a tapered shape so that the wind speed is increased in the portion where the rotary wing is located can easily obtain the minimum wind power for starting the impeller of the wind turbine In addition, the power generation efficiency can be increased by increasing the wind speed for the impeller having a limited capacity.

셋째, 본 발명은 풍력발전기가 부양체의 내부에 안정적으로 내입되어 있고 외부에 돌출되지 않으므로 본 발명의 발전장치가 추락하는 경우가 발생하더라도 사고를 유발하지 않고, 상기 풍력발전기도 파손없이 보호될 수 있다.Third, the present invention is because the wind turbine is stably embedded in the inside of the support body and does not protrude to the outside, even if the power generation device of the present invention falls, without causing an accident, the wind turbine can be protected without damage. have.

본 발명의 실시예를 도면을 참고하여 보다 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도3은 본 발명의 일실시예에 따른 공중풍력발전장치의 사시도이고, 도4는 본 발명의 일실시예에 따른 공중풍력발전장치의 중심축(X-X) 방향의 종단면도이며, 도5는 체결축(Y-Y) 방향의 횡단면도이다.Figure 3 is a perspective view of the aerial wind power generator according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a longitudinal cross-sectional view of the central axis (XX) direction of the aerial wind power generator according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is a fastening Cross-sectional view in the direction of the axis (YY).

도3 내지 도5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 공중풍력발전장치(100)는 부양체(110), 부양체의 내부에 형성된 공기유동공(120), 공기유동공에 설치되는 풍력발전기(130), 상기 부양체를 지지하는 지지케이블(140), 상기 부양체(110)에 지지케이블(140)을 연결하기 위한 체결부(150)를 포함하여 구성된다. 3 to 5, the aerial wind power generator 100 according to an embodiment of the present invention is installed in the floating body 110, the air flow hole 120 formed in the inside of the float, air flow hole The wind turbine 130, the support cable for supporting the support body 140, is configured to include a fastening portion 150 for connecting the support cable 140 to the support body (110).

상기 부양체(110)는 내부에 공기보다 비중이 낮은 가스, 예컨대 헬륨가스가 충진되어 공기 중에서 부력을 가짐으로써 풍력발전기(130)를 지상에서 수백m 까지 상승시키는 수단이다. 상기 부양체(110)의 중심부에는 상기 부양체(110)를 관통하는 터널형상의 공기유동공(120)이 형성되어 상기 부양체(110)를 향하는 바람에 의한 공기의 흐름을 허용한다. The buoy 110 is a means for raising the wind turbine 130 to several hundred meters above the ground by filling a gas having a specific gravity lower than air, for example, helium gas, to have buoyancy in the air. A tunnel-shaped air flow hole 120 penetrating the support body 110 is formed at the center of the support body 110 to allow the flow of air by the wind toward the support body 110.

본 실시예에서 상기 부양체(110)의 전체적인 형상은 상기 공기유동공(120)의 중심축(X-X)을 그 중심축으로 하는 원기둥 형상으로서, 그 길이가 특정범위로 한정되는 것은 아니나 단면에 비해 길게 형성되어 풍향에 대하여 길이방향이 수평을 이룰 수 있도록 구성되어 있다. 이는 후술하는 체결부(150)의 체결축(Y-Y)을 중심으로 부양체가 선회할 경우 부양체(110)의 일측인 정면, 즉 상기 공기유동공(120)의 유입구(121)가 위치하는 측이 풍향을 마주할 수 있도록 구성하여, 바람이 불필요한 저항없이 공기유동공(120)으로 진입할 수 있도록 구성하는 것을 의미한다. 상기 부양체(110)의 길이가 너무 짧을 경우, 상기 부양체(100)의 정면에서 바람에 대하여 받는 항력이 상대적으로 커지므로 공기유동공(120)의 유입구(121)가 풍향을 마주하는 자세를 취하기 어렵고 체결축(Y-Y)을 중심으로 회전되어 옆이나 뒷쪽을 향하는 자세로 변경될 것이다.In the present embodiment, the overall shape of the support body 110 is a cylindrical shape having the center axis XX of the air flow hole 120 as its center axis, but the length thereof is not limited to a specific range, but compared to the cross section. It is formed to be formed long so that the longitudinal direction is horizontal to the wind direction. This means that when the support body pivots about the fastening shaft YY of the fastening unit 150 to be described later, one side of the support body 110, that is, the side where the inlet 121 of the air flow hole 120 is located. By configuring to face the wind direction, means that the wind can enter the air flow hole 120 without unnecessary resistance. When the length of the support body 110 is too short, the drag received against the wind from the front of the support body 100 becomes relatively large so that the inlet 121 of the air flow hole 120 faces the wind direction. It will be difficult to take and will be rotated around the fastening axis YY and will change to a laterally or rearward position.

또한, 본 실시예에서 상기 부양체(110)의 원기둥 형상은 상기 중심축(X-X)이 풍향을 향하여 배치될 때, 상기 중심축을 기준으로 풍력에 대한 항력이 대칭적으로 발생하여 상기 중심축이 풍향에 대하여 기울어지지 않는 형상이다. 그러나, 그러한 형상은 원기둥 형상에 한정되는 것은 아니고, 타원기둥이나, 원추의 형상도 가능하고, 상기와 같은 특성을 가질 수 있는 사각기둥, 사각 추 등 다각기둥과 다각추의 형상 등이 모두 가능할 것이다. 상기와 같은 형상들이 가지는 공통된 특징은 상기 중심축(X-X)과 후술하는 체결축(Y-Y)을 모두 포함하는 평면을 기준으로 양측이 대칭이고, 상기 중심축을 포함하고 후술하는 체결축과는 수직으로 만나는 평면을 기준으로 하여 양측이 대칭인 형상이다. 그러한 형상은 상기 부양체(100)의 정면이 풍향을 마주하는 상태에서 좌우측의 양측이 서로 간에 동일한 항력이 발생되도록 하고, 상하측 양측도 서로 간에 동일한 항력이 발생함으로써 풍향에 대하여 상기 중심축이 기울어짐이 없이 상기 부양체(100)의 정면이 풍향을 정확히 마주할 수 있도록 하는 것이다.In addition, in this embodiment, the cylindrical shape of the support body 110 has a drag force against the wind symmetrically with respect to the central axis when the central axis XX is disposed toward the wind direction, so that the central axis is the wind direction. It does not tilt with respect to the shape. However, such a shape is not limited to the shape of a cylinder, and may be an elliptic cylinder, a shape of a cone, and a shape of a polygonal pillar, such as a square pillar, a square weight, and a polygonal weight, which may have the above characteristics. The common features of the above shapes are symmetrical with respect to a plane including both the central axis XX and the fastening axis YY to be described later, and are perpendicular to the fastening axis including the center axis and to be described later. It is a symmetrical shape on both sides of the plane. Such a shape is such that both sides of the left and right sides generate the same drag force to each other while the front side of the support body 100 faces the wind direction, and both sides of the upper and lower sides generate the same drag force to each other, thereby inclining the central axis with respect to the wind direction. The front of the support 100 without the load is to be able to exactly face the wind direction.

상기 풍력발전기(130)는 공기유동공(120)의 내부에 그 중심축을 중심으로 설치되어 공기유동공(120)을 흐르는 유속에 의해 전기를 생산하는 수단이다. 상기 풍력발전기(130)는 제너레이터를 포함하는 나셀과 풍력에 의해 상기 풍력발전기에 회전운동을 발생시키는 임펠러(132; 회전날개)로 이루어진다. 금속재질의 상기 풍력발전기(130)는 상기 공기유동공(120)의 내부에 설치되어 부양체(110)의 외곽면 이상으로 돌출되지 않도록 구성함으로써 추락시 부양체(110)가 쿠션작용을 하여 사고의 위험이나 풍력발전기(130)의 파손을 방지한다. 바람직하게는 부양체(110)의 일측에 있는 상기 공기유동공(120)의 유입구(121)를 도4와 같이 단면이 점점 작아지는 테이퍼(taper) 형상으로 구성하고 단면이 가장 좁아진 부분 즉, 공기의 유속이 가장 빠른 부분에 상기 풍력발전기(130)가 위치하도록 구성한다. 또한, 상기 풍력발전기(130)에서 부양체(110) 후측까지의 부분 즉, 공기유동공(120)의 유출구(122) 부분은 풍력발전기(130)에 유입되는 공기가 보다 원활히 배출됨으로써 유입되는 공기의 흐름에 저항을 발생시키지 않도록 구멍이 확대되도록 형성하는 것이 바람직하다.The wind generator 130 is a means for producing electricity by the flow rate flowing through the air flow hole 120 is installed around the central axis inside the air flow hole (120). The wind generator 130 includes a nacelle including a generator and an impeller 132 (rotary blade) for generating a rotational motion to the wind generator by the wind. The wind turbine 130 of metal material is installed inside the air flow hole 120 so as not to protrude beyond the outer surface of the support body 110, so that the support body 110 during the fall accident by cushioning action To prevent the risk of damage or wind turbine 130. Preferably, the inlet 121 of the air flow hole 120 on one side of the support body 110 is configured in a tapered shape in which the cross section becomes smaller as shown in FIG. 4, that is, the narrowest cross section. The wind generator 130 is configured to be located at the fastest flow rate of the. In addition, the portion from the wind generator 130 to the rear side of the support 110, that is, the outlet 122 of the air flow hole 120, the air introduced by the more smooth air discharged into the wind turbine 130 It is preferable to form the hole so that the hole is enlarged so as not to generate a resistance to the flow of.

상기 임펠러(132)는 부양체(110)의 중심축 방향을 향하도록 배치되어 상기 중심축이 풍향을 향하는 경우, 상기 임펠러(132)가 풍향 측으로 정확히 방향을 잡을 수 있도록 배치된다.The impeller 132 is disposed to face in the direction of the central axis of the support body 110, and when the central axis faces the wind direction, the impeller 132 is disposed to precisely orient the direction toward the wind direction.

상기 지지케이블(140)은 부양체(110)를 지상의 고정체와 연결함으로써 소정의 영역에 고정될 수 있도록 하고, 상기 풍력발전기(130)에서 생산된 전기를 지상으로 전송하기 위한 송전선(134)을 안내하게 된다.The support cable 140 may be fixed to a predetermined area by connecting the support body 110 to the ground fixture, and the transmission line 134 for transmitting the electricity produced by the wind turbine 130 to the ground. Will guide you.

상기 체결부(150)는 부양체(110)에 지지케이블(140)을 연결하기 위한 연결수단으로써 본 실시예에서는 부양체(110)의 외측에서 공기유동공(120)이 형성된 내측까지 관통하는 구멍을 형성하고, 튜브를 삽입하여 구성한다. 상기 튜브(152)는 강성을 고려하여 금속재질로 형성하는 것이 바람직하고, 그 외측 단부에 상기 지지케이블(140)이 연결된다. The fastening part 150 is a connection means for connecting the support cable 140 to the support body 110. In this embodiment, a hole penetrating from the outside of the support body 110 to the inner side where the air flow hole 120 is formed. Form and insert the tube. The tube 152 is preferably formed of a metal material in consideration of rigidity, and the support cable 140 is connected to an outer end thereof.

상기 체결부(150)가 설치되는 구조를 도5에서 도시하고 있다.5 illustrates a structure in which the fastening part 150 is installed.

도5에서 도시하는 바와 같이 상기 튜브(152)는 공기유동공(120)을 기준으로 양측에 각각의 튜브(152)를 삽입하고, 상기 튜브(152)의 외측 단부에 환형홈(153)을 각각 형성하여 지지케이블(140)이 감겨 안착되도록 연결하며, 지지케이블(140)이 상기 튜브의 단부에 형성된 환형홈(153)에 체결되어 안착될 때에는 윤환유를 게재시킨 슬립링(154)을 먼저 설치한 후에 체결함으로써 튜브와 상기 체결된 지지케이블(140)의 상대적인 회전이 가능하도록 한다. 또한 상기 각각의 지지케이블(140)은 단일의 지지케이블에 모아져 지상의 고정체와 연결된다.As shown in FIG. 5, the tubes 152 insert respective tubes 152 on both sides of the air flow hole 120, and annular grooves 153 are provided at the outer ends of the tubes 152, respectively. When the support cable 140 is fastened and seated in the annular groove 153 formed at the end of the tube, the slip ring 154 having the lubricating oil is first installed. After the fastening to allow relative rotation of the tube and the fastening support cable 140 is possible. In addition, each support cable 140 is collected in a single support cable is connected to the ground fixture.

상기 튜브(152)의 내측에는 상기 풍력발전기에서 나온 송전선(134)이 설치되어 안내됨으로써 송전선의 설치 및 고정이 보다 용이하고, 송전선(134)이 공기유동공(120)의 내부에서 부양체(110)의 외표면을 돌아 나오게 되는 구성상의 번잡함을 해소할 수 있다.The transmission line 134 from the wind generator is installed and guided inside the tube 152 to facilitate the installation and fixing of the transmission line, and the transmission line 134 has the support body 110 inside the air flow hole 120. The complexity of the structure that comes out of the outer surface of) can be eliminated.

한편, 본 실시예의 부양체(110)는 부양체의 원통형상과 공기유동공(150)의 중심축이 일치하는 형상으로써 상기 체결부(150)의 체결축은 부양체(110)의 중심축과 수직으로 교차하도록 결속되어야 한다. 또한, 상기 공기유동공(120)의 중심축에 수직으로 결속되는 체결부(150)가 중심축에서의 설치되는 위치는 전체적인 회전모멘트(토크)를 고려하여 설정되어야 한다. 이는, 풍향이 상하방향으로 경사지게 변화되더라도 정확하게 풍향의 방향으로 자세를 변화시키기 위한 것으로 그러한 작용에 대하여는 도6 및 도7을 참고하여 아래에서 설명한다.On the other hand, the support body 110 of the present embodiment is a shape in which the cylindrical axis of the support body and the central axis of the air flow hole 150 coincide with the fastening axis of the fastening part 150 is perpendicular to the central axis of the support body 110. Must be bound to intersect. In addition, the position where the fastening portion 150 which is vertically bound to the central axis of the air flow hole 120 is installed on the central axis should be set in consideration of the overall rotation moment (torque). This is to change the posture in the direction of the wind direction exactly even if the wind direction is changed to be inclined in the up and down direction, which will be described below with reference to FIGS. 6 and 7.

도6은 부양체(110)의 중심부를 관통하는 공기유동공(120)이 형성되고 공기유동공(120)의 중심축상에 체결부(150)의 체결위치(O)와 무게중심(A) 및 부력중심(B)이 위치하는 상태를 도시하고 있다.6 is an air flow hole 120 penetrating the center of the support body 110 is formed and the fastening position (O) and the center of gravity (A) of the fastening portion 150 on the central axis of the air flow hole 120 and The state where the buoyancy center B is located is shown.

상기 체결부(150)의 체결위치(O)는 지지케이블(140)이 부양체(110)와 연결되는 위치로서, 중량(G)과 부력(B)에 의해 토크 즉, 회전모멘트의 합이 0이 되는 위치이다.The fastening position O of the fastening part 150 is a position at which the support cable 140 is connected to the support body 110, and the torque, that is, the sum of the rotation moments is 0 by the weight G and the buoyancy force B. This is the location.

상기 무게중심(A)은 상기 체결축(Y-Y)을 중심으로 선회하는 구성요소들의 충 중량의 합력이 작용하는 작용점으로써 지지케이블(140)을 제외하고 체결축을 중심으로 선회하는 부양체(110)와 발전기(130) 및 기타 부속기기의 중량을 고려하여 계산된 전체 중량(G)의 작용점이다.The center of gravity (A) is a function point that the force of the filling weight of the components pivoting around the fastening axis (YY) acts as a support body 110 and pivoting around the fastening shaft except for the support cable 140 and The operating point of the total weight (G) calculated in consideration of the weight of the generator 130 and other accessories.

상기 부력중심(B)는 부양체(100) 내에 주입된 가스 예컨대 헬륨가스가 대기 중에서 가지는 전체 부력(F)의 합력이 작용하는 작용점이다.The buoyancy center (B) is a function point of the total force of the buoyancy (F) that the gas injected into the buoy 100, such as helium gas has in the atmosphere.

상기 체결부(150)의 체결위치(O)는 상기 무게중심(A)과 부력중심(B)에서 각 각 작용하는 전체 중량(G)과 전체 부력(F)에 의한 각각의 회전모멘트가 서로 상쇄되는 위치이다. 따라서, 상기 체결위치(O)에서는 상기 부력 및 중량에 의한 회전모멘트가 작용하지 않고, 상기 체결위치(O)에 지지케이블(140)이 체결되어 있는 경우에 공기부양체(110)는 공중에서 풍향이 변화하는 경우를 제외하면 상기 체결위치(O)를 중심으로 회전하지 않는다.The fastening position O of the fastening part 150 is offset by each rotation moment by the total weight (G) and the total buoyancy force (F) acting at the center of gravity (A) and the buoyancy center (B), respectively. Is the location. Therefore, the rotation moment due to the buoyancy and weight does not act in the fastening position (O), the air support 110 in the air direction when the support cable 140 is fastened to the fastening position (O) Except for this case, it does not rotate about the fastening position (O).

도6을 참고하여 체결위치(O)에서의 부력과 중량에 의한 회전모멘트를 수식으로 표현하면, Referring to Figure 6 expressing the rotational moment by buoyancy and weight at the tightening position (O) by the formula,

Figure 112009048744178-pat00001
Figure 112009048744178-pat00001

여기에서, 총부력(F)은 총중량(G)보다 크게 설계되어야 전체 발전장치가 공중으로 상승할 수 있다. 이에 따라, 부양체(110)의 중심축이라 할 수 있는 공기유동공(150)의 중심축 상에서 회전모멘트(Mo)가 0이 되는 상기 체결위치(O)가 발생하기 위해서는 무게중심(G)은 체결위치(O)로부터 부력중심(B)보다 더 멀리 떨어져 있어야 한다. 이것을 실현하기 위한 하나의 방법은 예컨데, 타 구성요소들에 비해 비교적 무거운 풍력발전기(130)를 공기유동공(120)의 출구측(122)에 가깝게 설치하는 것이다. 총 부력 및 총 중량은 실측(實測)에 의해 구할 수 있고, 각각의 작용하는 부력중심과 무게중심의 위치는 형상과 중량의 분포를 고려하여 공지의 수학적 방법 으로 구할 수 있다. 또한, 부력중심과 무게중심의 위치가 결정되면 X1이 결정되므로 상기 체결위치(O)에서의 회전모멘트(Mo)가 0이 되도록 X2를 계산하여 체결위치(O)를 정할 수 있다.Here, the total buoyancy force (F) must be designed to be larger than the total weight (G) so that the entire power generation device can rise to the air. Accordingly, in order to generate the fastening position O where the rotation moment Mo becomes zero on the central axis of the air flow hole 150, which may be referred to as the central axis of the support body 110, the center of gravity G is It should be farther from the clamping position (O) than the buoyancy center (B). One way to achieve this is, for example, to install a wind turbine 130 that is relatively heavy relative to the other components close to the outlet side 122 of the air flow hole 120. The total buoyancy and total weight can be obtained by actual measurements, and the positions of each acting buoyancy center and center of gravity can be obtained by known mathematical methods in consideration of the distribution of shape and weight. In addition, when the position of the buoyancy center and the center of gravity is determined, X 1 is determined so that the tightening position (O) can be determined by calculating X2 so that the rotation moment (Mo) at the fastening position (O) becomes zero.

한편, 상기 체결부(150)의 체결위치(O)는 소정의 비율로 축소제작된 모형의 시험을 통하여 정할 수도 있다. 이는 실제 발전장치와 동일한 구조 및 형태의 축소모형을 제작하여 중심축 상의 복수의 지점에서 회전모멘트(Mo)가 발생하는지 여부를 반복하여 시험하고, 회전모멘트(Mo)가 발생하지 않는 상기 체결위치(O)를 찾아내어 축소비율에 따라 실제의 발전장치에 적용할 수 있다. 상기 회전모멘트(Mo)가 0이 되지 않는 지점에 체결위치(O)가 설정되면, 부양체(110)가 공중에서 수평을 유지하지 못하고 부력 또는 중량의 영향으로 상기 체결위치(O)를 중심으로 상측 또는 하측으로 기울어지게 될 것이다. 이러한 설계방법은 설계 시 복잡한 수학적 계산을 피하고 보다 실제적이고 단순하게 체결위치(O)를 정할 수 있는 잇점이 있다.On the other hand, the fastening position (O) of the fastening portion 150 may be determined through the test of the reduced model produced at a predetermined ratio. This is to test whether the rotation moment (Mo) occurs at a plurality of points on the central axis by making a reduced model of the same structure and shape as the actual power generation device, and the fastening position (Mo) does not occur O) can be found and applied to the actual power plant according to the reduction ratio. When the tightening position (O) is set at a point where the rotation moment (Mo) does not become zero, the buoyant 110 does not maintain a level in the air and is centered on the fastening position (O) under the influence of buoyancy or weight. It will tilt upwards or downwards. This design method has the advantage of avoiding complicated mathematical calculations in the design and determining the fastening position O more practically and simply.

위와 같이, 상기 체결위치(O)에 지지케이블(140)이 체결되면 체결위치(O)를 중심으로 회전모멘트가 발생하지 않으므로 전방에서 불어오는 바람의 방향에 의해서만 공기유동공(120)의 유입구(121)가 향하는 방향이 결정된다. As described above, when the support cable 140 is fastened to the fastening position (O), since the rotation moment does not occur around the fastening position (O), the inlet port of the air flow hole 120 only by the direction of the wind blowing from the front ( The direction in which 121 is directed is determined.

도7은 도6의 발전장치에서 부양체의 중심축이 풍향에 의해서 그 방향이 결정되는 것을 예를 들어 설명하기 위한 것으로, 중력의 작용방향과 중심축의 방향이 서로 수직인 경우를 기준으로, 중심축이 각도 θ만큼 기울어지고 풍향과도 일치하지 않는 경우를 도시하고 있다. 상기의 경우 O점에서 작용하는 회전모멘트(Mo)는 아래 수식과 같다.FIG. 7 illustrates, for example, that the direction of the center axis of the support body is determined by the wind direction in the power generation device of FIG. 6, based on the case where the direction of action of gravity and the direction of the center axis are perpendicular to each other. The case where the axis is inclined by the angle θ and does not coincide with the wind direction is shown. In this case, the rotation moment Mo acting at point O is as shown in the following equation.

Figure 112009048744178-pat00002
Figure 112009048744178-pat00002

따라서, 상기 기울어진 각도에서도 O점에서 작용하는 회전모멘트는 부력의 합력(F)과 중량의 합력(G)에 의해 발생하는 회전모멘트에 cosθ를 각각 승산하여 구하는 값이므로, O점에서 작용하는 회전모멘트(Mo)가 영(0)이 되도록 설계된 경우라면, 소정의 각도(θ)로 기울어지더라도 부력 및 중량에 의한 회전모멘트(Mo)는 여전히 발생하지 않는다. 따라서, 풍력에 의해서만 O점에서의 회전모멘트가 영향받게 될 것이고, 도 7과 같이 풍향에 대하여 소정의 각도(θ)로 기울어져 있는 부양체(점선 표시)는 측부에 풍력이 작용하여 중심축이 풍향을 향하는 상태(실선 표시)로 복귀하게 될 것이다.Therefore, the rotation moment acting at the point O even at the inclined angle is a value obtained by multiplying the rotation moment generated by the force of buoyancy (F) and the force of weight (G), respectively, and thus the rotation acting at the point O. If the moment Mo is designed to be zero, even when tilted at a predetermined angle θ, the rotation moment Mo due to buoyancy and weight still does not occur. Therefore, the rotation moment at point O will be affected only by the wind power, and the buoyant (dotted line) inclined at a predetermined angle (θ) with respect to the wind direction as shown in FIG. It will return to the direction facing the wind direction (solid line display).

다음은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공중풍력발전장치를 설명한다.The following describes a wind power generator according to another embodiment of the present invention.

도8 내지 도10을 참조하면, 본 실시예에 따른 공중풍력발전장치의 구성은 전술한 실시예와 부양체의 형상에 있어서 차이가 있다. 본 실시예의 부양체(210)는 원추형상으로 구성된다.8 to 10, the configuration of the aerial wind power generator according to the present embodiment is different in the shape of the floating body and the embodiment described above. The support body 210 of the present embodiment is configured in a conical shape.

상기 부양체(210)의 중심부에도 상기 부양체(210)를 관통하는 터널형상의 공기유동공(220)이 형성되어 상기 부양체(210)를 향하는 바람에 의한 공기의 흐름을 허용한다. A tunnel-shaped air flow hole 220 penetrating through the support body 210 is also formed in the center of the support body 210 to allow the flow of air by the wind toward the support body 210.

상기 부양체(210)의 전체적인 형상은 상기 공기유동공(220)의 중심축을 그 중심축으로 하는 원추 형상의 경사면(211)이 상기 부양체(210)의 선단부(212)에서부터 정상(頂上)부(213)까지 형성되어 있다. 상기 경사면(211)은 부양체(210)의 내부에 가스를 주입하게 되면 두툼하게 부풀어 오르게 되므로 그 경사모양에 약간의 오차가 있을 수는 있으나, 그 단면형상이 전체적으로 공기유동공(220)의 중심축을 기준으로 양측이 대칭의 경사를 이루고 있는 형상이다.The overall shape of the support body 210 has a conical inclined surface 211 having the center axis of the air flow hole 220 as its center axis from the tip 212 of the support body 210. Up to 213 are formed. Since the inclined surface 211 is inflated thickly when gas is injected into the support body 210, there may be some errors in the inclined shape, but the cross-sectional shape of the inclined surface 211 is the center of the air flow hole 220 as a whole. Both sides are symmetrical with respect to the axis.

상기 공기유동공(220)은 상기 부양체를 원추 형상으로 볼 때, 그 원추형상의 꼭지점에 해당하는 부분과 상기 원추 형상의 밑면의 중심부에 해당하는 부분을 연결하는 방식의 터널로 형성되어 있다.The air flow hole 220 is formed as a tunnel of a method of connecting the portion corresponding to the vertex of the cone and the center portion of the bottom surface of the cone when the support body is viewed in a cone shape.

상기 체결부(250)가 설치되는 위치는 전술한 실시예와 같이 부양체 내부가스의 부력에 의한 회전모멘트와, 체결축(Y-Y)을 중심으로 선회하는 구성요소들의 중량에 의한 회전모멘트가 서로 상쇄되는 위치에 설치되도록 한다. 이 경우 대부분의 중량을 차지하는 발전기(230)가 공기유동공(220)의 후방으로 설치되어 전체 중량의 중심은 공기유동공의 후방에 위치하고 전체적인 부력의 중심은 그보다 전방에 위치하도록 하며, 상기 체결부(250)는 원추형태의 꼭지점에 인접하도록 설치하게 될 것이다.The position where the fastening part 250 is installed is offset by the rotation moment due to the buoyancy force of the internal gas of the buoyant body and the rotation moment due to the weight of the components turning about the fastening axis YY as in the above-described embodiment. To be installed in a suitable location. In this case, the generator 230, which occupies most of the weight, is installed to the rear of the air flow hole 220 so that the center of the total weight is located at the rear of the air flow hole and the center of the overall buoyancy is located in front of it. 250 will be installed adjacent to the vertex of the cone shape.

본 실시예와 같이 부양체(210)의 형상을 원추형으로 구성하는 경우, 부양체(210)의 후측부가 바람에 대한 저항을 많이 받도록 테이퍼 형태로 경사져 있으므로 후측부가 방향타의 역할을 하게 된다. 이는 풍향에 대하여 부양체(210)의 중심축이 일치하지 않을 경우 기둥 형상의 경우보다 상기 경사면(211)에서 더 많은 저항을 받음으로써 신속하게 풍향의 변화에 대응하여 중심축(X-X)을 풍향에 일치시키 는 자세로 변경이 가능하다. 별도의 방향타 역할을 하는 꼬리날개를 부가하는 경우, 부양체(210)가 통상 연질PVC 로 구성되어 있으므로 꼬리날개의 접합이 쉽지 않고, 강한 풍력이 지속적으로 작용하여 항력이 증가되고 접합부위가 쉽게 파손되는 등 내구성의 문제가 있을 수 있으나, 상기와 같은 원추형상으로 구성함으로써 별도의 꼬리날개의 부착이 불필요하여, 주변의 공기흐름에 대하여 항력을 증가시키거나 응력집중이 발생될 수 있는 돌출부위를 형성시킬 필요가 없다.When the shape of the support body 210 is configured as a conical shape as in the present embodiment, since the rear side of the support body 210 is inclined in a tapered form to receive a lot of resistance to wind, the rear side serves as a rudder. When the central axis of the support body 210 does not coincide with the direction of the wind direction, it receives more resistance on the inclined surface 211 than in the case of the column shape, thereby rapidly responding to the change of the wind direction, thereby causing the central axis XX to change in the direction of the wind direction. It is possible to change the posture to match. In the case of adding a tail wing that serves as a separate rudder, the support body 210 is usually composed of soft PVC, so that the tail wing is not easy to join, and the strong wind continuously acts to increase drag and damage the joint easily. There may be a problem of durability, such as, but by configuring the conical shape as described above, it is not necessary to attach a separate tail wing, to form a protrusion that can increase drag force or stress concentration on the surrounding air flow You don't have to.

한편, 상기와 같은 부양체(210)의 형상은 풍향에 대하여 후측부에 지속적인 부하가 작용하게 됨으로써 기둥형상의 부양체(110)에 비하여 후측부의 떨림이나 요동이 저감되므로 부양체를 포함한 본 발전장치의 내구성을 높이는 효과도 있다.On the other hand, the shape of the support body 210 as described above is a continuous load acts on the rear side to the wind direction, compared to the column-shaped support body 110, the vibration and fluctuation of the rear side is reduced, so the present generation including the support body It also has the effect of increasing the durability of the device.

도1는 종래 공중풍력발전장치의 사시도1 is a perspective view of a conventional aerial wind power generator

도2는 종래 또다른 공중풍력발전장치의 설명도Figure 2 is an explanatory diagram of another conventional wind power generator

도3은 본 발명의 일실시예에 따른 공중풍력발전장치의 사시도3 is a perspective view of an aerial wind power generator according to an embodiment of the present invention;

도4는 본 발명의 일실시예에 따른 공중풍력발전장치의 중심축방향의 단면도Figure 4 is a cross-sectional view in the central axis direction of the aerial wind power generator according to an embodiment of the present invention

도5는 본 발명의 일실시예에 따른 공중풍력발전장치의 체결축방향의 단면도Figure 5 is a cross-sectional view of the fastening shaft direction of the aerial wind power generator according to an embodiment of the present invention

도6은 본 발명의 일실시예에 따른 공중풍력발전장치의 체결위치에서 발생하는 회전모멘트 설명도6 is an explanatory view of a rotation moment occurring at the fastening position of the aerial wind power generator according to an embodiment of the present invention;

도7은 본 발명의 일실시예에 따른 공중풍력발전장치의 작용설명도7 is an operation explanatory diagram of an aerial wind power generator according to an embodiment of the present invention;

도8은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 공중풍력발전장치의 사시도8 is a perspective view of an aerial wind power generator according to another embodiment of the present invention.

도9는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 공중풍력발전장치의 단면도9 is a cross-sectional view of an aerial wind power generator according to another embodiment of the present invention.

도10은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 공중풍력발전장치의 체결부의 세부구성도10 is a detailed configuration of the fastening portion of the aerial wind power generator according to another embodiment of the present invention

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**        DESCRIPTION OF REFERENCE NUMERALS

100,200 : 공중풍력발전장치 110,210 : 부양체 100,200: Air wind power generator 110,210: Floating body

120,220 : 공기유동공 121 : 유입구 120,220: air flow hole 121: inlet

122 : 유출구 130,230 : 풍력발전기 122: outlet 130,230: wind power generator

132 : 임펠러(회전날개) 134,234 : 송전선 132: impeller (rotary wing) 134,234: power transmission line

140,240 : 지지케이블 150,250 : 체결부 140,240: Support cable 150,250: Fastening part

152,252 : 튜브 153 : 환형홈 152,252 Tube 153 annular groove

154,254 : 슬립링 211 : 경사면 154,254: slip ring 211: slope

212 : 선단부 213 : 정상(頂上)부 212: tip 213: top

Claims (7)

대기중에서 부력을 가지는 기체가 주입되는 부양체와,Buoyant into which buoyant gas is injected in the atmosphere, 상기 부양체에 설치되고 임펠러를 포함하는 풍력발전기와,A wind turbine installed on the support and including an impeller; 상기 부양체를 지상의 고정체와 연결하는 지지케이블과,A support cable for connecting the support to the ground fixture; 상기 부양체와 상기 지지케이블을 연결하는 것으로 상기 부양체의 길이방향의 일측이 항상 풍향 측으로 위치하도록 상기 일측 방면으로 치우쳐 설치되는 체결부를 포함하는 공중풍력발전장치에 있어서,In the air wind power generating device comprising a fastening portion which is installed to be biased toward the one side so that one side in the longitudinal direction of the support body is always located toward the wind direction by connecting the support body and the support cable, 상기 부양체는 전체 형상에 대한 중심축을 가지고,The buoy has a central axis for the overall shape, 상기 체결부는 상기 중심축과 수직으로 교차하고 상기 부양체의 회전중심이 되는 체결축을 가지며,The fastening part has a fastening axis intersecting the center axis perpendicularly to the center of rotation of the support body, 상기 임펠러는 상기 중심축 방향을 향하도록 배치되고,The impeller is disposed facing the central axis direction, 상기 부양체의 형상은 상기 중심축과 상기 체결축을 모두 포함하는 평면을 기준으로 양측이 대칭이고, 상기 중심축을 포함하고 상기 체결축과는 수직으로 만나는 평면을 기준으로 하여 양측이 대칭인 형상이며, The support body has a shape in which both sides are symmetrical with respect to a plane including both the central axis and the fastening axis, and both sides are symmetrical with respect to the plane including the central axis and perpendicularly meet the fastening axis. 상기 체결축은 상기 부력과, 상기 체결축을 중심으로 선회하는 모든 구성요소의 전체 중량에 의해서 토크가 발생하지 않는 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 공중풍력발전장치The fastening shaft is installed in the position where the torque does not occur by the buoyancy and the total weight of all the components that pivot around the fastening shaft 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 부양체의 형상은 원기둥, 타원기둥, 다각기둥, 원추, 다각추 중 선택된 하나의 형상인 것을 특징으로 하는 공중풍력발전장치The shape of the flotation body is an air wind power generator, characterized in that the selected shape of one of the cylinder, elliptic cylinder, polygonal pillar, cone, polygonal weight. 대기중에서 부력을 가지는 기체가 주입되는 부양체와,Buoyant into which buoyant gas is injected in the atmosphere, 상기 부양체에 설치되고 임펠러를 포함하는 풍력발전기와,A wind turbine installed on the support and including an impeller; 상기 부양체를 지상의 고정체와 연결하는 지지케이블과,A support cable for connecting the support to the ground fixture; 상기 부양체와 상기 지지케이블을 연결하는 것으로 상기 부양체의 길이방향의 일측이 항상 풍향 측으로 위치하도록 상기 일측 방면으로 치우쳐 설치되는 체결부를 포함하는 공중풍력발전장치에 있어서,In the air wind power generating device comprising a fastening portion which is installed to be biased toward the one side so that one side in the longitudinal direction of the support body is always located toward the wind direction by connecting the support body and the support cable, 상기 부양체는 전체 형상에 대한 중심축을 가지고,The buoy has a central axis for the overall shape, 상기 체결부는 상기 중심축과 수직으로 교차하고 상기 부양체의 회전중심이 되는 체결축을 가지며,The fastening part has a fastening axis intersecting the center axis perpendicularly to the center of rotation of the support body, 상기 임펠러는 상기 중심축 방향을 향하도록 배치되고,The impeller is disposed facing the central axis direction, 상기 부양체의 형상은 원기둥 또는 원추의 형상이며, The shape of the flotation is in the shape of a cylinder or cone, 상기 부력의 합력과, 상기 공중풍력발전장치의 구성요소 중 상기 체결축을 중심으로 선회하는 모든 구성요소의 전체 중량의 합력은 각각 상기 중심축 상에 그 작용점이 존재하고,The buoyancy force and the total weight of all components turning around the fastening axis among the components of the air wind power generator have their working points on the central axis, respectively. 상기 체결축은 상기 부력의 합력과 상기 전체 중량의 합력에 의한 각 토크가 서로 상쇄되는 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 공중풍력발전장치The fastening shaft is an aerial wind power generator, characterized in that installed in the position where the torque of each of the buoyancy and the total weight of the torque offset each other 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 부양체에는 상기 중심축을 그 중심축으로 하여 바람이 유동할 수 있도록 관통되는 공기유동공이 형성되고, The floating body is formed with an air flow hole through which the wind flows using the central axis as the central axis, 상기 공기유동공은 상기 일측에서부터 그 단면이 점점 작아지는 테이퍼 형상을 가지며, The air flow hole has a tapered shape whose cross section is gradually smaller from the one side, 상기 공기유동공의 내부에 상기 풍력발전기가 상기 중심축을 중심으로 설치되는 것을 특징으로 하는 공중풍력발전장치 An aerial wind power generator, characterized in that the wind generator is installed around the central axis of the air flow hole. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 체결부는 상기 부양체가 상기 체결축을 중심으로 회전할 수 있도록 상기 케이블과 결합되고,The fastening part is coupled to the cable so that the support body can rotate about the fastening shaft, 상기 체결부에는 상기 체결축을 따라 튜브가 삽입되며,The fastening portion is inserted into the tube along the fastening shaft, 상기 튜브의 내측에는 상기 풍력발전기의 송전선이 설치되는 것을 특징으로 하는 공중풍력발전장치 An aerial wind power generation device, characterized in that the transmission line of the wind generator is installed inside the tube. 제4항에 있어서,5. The method of claim 4, 상기 풍력발전기는 상기 부양체의 외곽면 이상으로 돌출된 부분이 발생되지 않도록 상기 외곽면의 안쪽에 위치하는 것을 특징으로 하는 공중풍력발전장치The wind power generator is an aerial wind power generator, characterized in that located on the inner side of the outer surface so that the protruding portion or more than the outer surface of the support body is not generated 제4항에 있어서,5. The method of claim 4, 상기 테이퍼 형상은 상기 풍력발전기가 설치된 위치까지 점점 작아지는 형상이고, The tapered shape is a shape that gradually decreases to the position where the wind turbine is installed, 상기 풍력발전기가 설치된 위치에서 상기 부양체의 타측까지는 공기유동공이 확대되는 형상인 것을 특징으로 하는 공중풍력발전장치Aerial wind power generator, characterized in that the air flow hole is expanded from the position where the wind generator is installed to the other side of the support body
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