KR101115428B1 - Device for requlating the wind force - Google Patents

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Abstract

본 발명은 풍력의 운동에너지를 공기를 이용해 압축 방식으로 축적하였다가 방출하여 기계적 에너지로 변환하여 전기 생산을 이루도록 한 풍력 발전장치를 제공함에 의해 달성되게 되는데, 이 풍력 발전장치는 풍력을 이용한 발전장치로서, 풍력 에너지를 기계적 에너지로 변환하는 제1회전체와, 제1회전체로부터 출력되는 기계적 에너지를 증속시키는 변속기와, 이 변속기와 동력전달부재를 이용해 연결되어 상기 기계적 에너지로 구동하는 압축기와, 기계적 에너지로 구동하는 압축기를 이용해 상기 풍력 에너지를 공기를 이용해 압축방식으로 축적시키는 저장탱크와, 그리고 저장탱크에 축적된 상기 풍력 에너지를 이용해 구동하는 제2회전체 및 제2회전체의 출력 측에 연이어 설치되는 발전기를 갖추어서, 풍력의 운동에너지는 공기를 이용해 압축방식으로 축적하였다가 일정하게 방출하여 기계적 에너지로 변환하여 안정된 전기 생산을 이루게 된다.The present invention is achieved by providing a wind power generator that accumulates kinetic energy of wind power in a compressed manner using air and then converts it into mechanical energy to produce electricity. The wind power generator is a wind power generator. A first rotating body for converting wind energy into mechanical energy, a transmission for increasing mechanical energy output from the first rotating body, a compressor connected with the transmission and a power transmission member to drive the mechanical energy; A storage tank for accumulating the wind energy in a compressed manner using air using a compressor driven by mechanical energy, and an output side of the second and second rotating bodies driven using the wind energy accumulated in the storage tank. With generators installed in series, the kinetic energy of the wind is compressed using air The accumulation was consistently released into the expression to be converted into mechanical energy is formed a stable electricity production.

Description

풍력 발전장치{Device for requlating the wind force}Wind power generators {Device for requlating the wind force}

본 발명은 풍력의 운동에너지를 공기를 이용해 압축방식으로 축적하였다가 일정하게 방출하여 기계적 에너지로 변환하여 전기 생산을 이루도록 한 풍력 발전장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wind power generator that accumulates kinetic energy of wind power in a compressed manner using air and then releases it steadily to convert it into mechanical energy to produce electricity.

풍력발전은 공기의 운동에너지를 기계적 에너지로 변환시키고 이로부터 전기를 얻는 것으로서, 그러한 풍력발전의 원리는 공기역학에 의해 복수 개의 날개를 갖는 회전체가 돌아가면서 발생하는 기계적 운동에너지를 발전기를 통해 전기에너지로 변환하는 것이다.Wind power generation converts the kinetic energy of air into mechanical energy and obtains electricity from it. The principle of such wind power generation is that the mechanical kinetic energy generated by the rotation of a rotor having a plurality of blades by aerodynamics is transmitted through the generator. To convert it into energy.

이러한 풍력 발전 시스템은 다양한 형태의 풍차를 이용하여 바람 에너지를 기계적 에너지로 변환하고, 이 기계적 에너지로 발전기를 구동하여 전력을 얻어내고 있는 것으로서, 무한정의 청정에너지인 바람을 동력원으로 하므로 기존의 화석연료나 우라늄 등을 이용한 발전방식과 달리 발열에 의한 열 공해나 대기오염 그리고 방사능 누출 등과 같은 문제가 없는 자연 상태의 무공해 에너지원으로서 대체에너지원 중 가장 경제성이 높은 청정 에너지원이다. This wind power system converts wind energy into mechanical energy using various types of windmills, and obtains power by driving generators based on this mechanical energy. Unlike the power generation method using uranium, it is a clean energy source with the highest economical efficiency among alternative energy sources without any problems such as heat pollution, air pollution and radiation leakage caused by heat generation.

이에 따라 풍력 발전은 현재 가장 유력한 대체 에너지원으로 여러 방식의 풍 력발전기들이 개발되어 소기의 발전을 이루고 있는 것으로, 구조나 설치가 간단하고 운영 및 관리가 용이하여 무인화 및 자동화 운전이 가능하기 때문에 그 활용이 증가하고 있는 추세에 있다.As a result, wind power generation is the most powerful alternative energy source, and various types of wind power generators have been developed to achieve a desired generation. Since the structure or installation is simple, and operation and management are easy, unmanned and automated operation Usage is on the rise.

그런데 이러한 풍력발전기는 바람에 의해 회전하는 회전날개의 회전력이 발전기를 구동시켜 전기를 생산하게 되는데, 이때 주 동력원인 풍력이 불규칙하고 충분히 불지 않을 경우에는 회전날개의 회전이 충분치 못하여 발전기를 구동시키기에는 역부족이여서 전기 생산효율이 떨어지거나 발전을 할 수가 없었다.By the way, such a wind power generator generates electricity by the rotational force of the rotating blades rotated by the wind. At this time, if the wind power as the main power source is irregular and does not blow sufficiently, the rotation of the rotating blades is not enough to drive the generator. Insufficient electricity production efficiency or power generation was not possible.

따라서, 한정된 조건에서만 작동이 가능하며, 특히 우리나라의 간헐적인 바람의 특성때문에 풍력 에너지의 이용 효율이 떨어지는 문제점이 발생되었다Therefore, it is possible to operate only in limited conditions, especially due to the characteristics of the intermittent wind characteristics of our country has caused a problem that the efficiency of use of wind energy falls

본 발명은 상기에서와 같은 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 그 목적은 풍력의 운동에너지를 공기를 이용해 압축 저장하고, 압축 저장된 운동에너지를 기계적 에너지로 변환하여 전기발전을 이루게 함으로써, 불규칙한 풍력에 관계없이 전기 생산이 안정적이며 상시 일정하게 유지하고 전기의 생산효율을 높일 수 있는 풍력 발전장치를 제공함에 있다.The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and its object is to compress and store the kinetic energy of wind power using air, and convert the compressed and stored kinetic energy into mechanical energy to achieve electric power, irrespective of irregular wind power. The present invention aims to provide a wind power generator that can keep electricity production stable and constant and increase the production efficiency of electricity.

본 발명의 다른 목적은 발전장치의 최종 출력축에 커플링구조를 이용해 적어도 하나 이상의 발전기들을 직렬방식으로 연결하여 동력 회전체가 발전 가능한 한도에서 최대의 전기 생산을 얻을 수 있는 풍력 발전장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a wind turbine generator that can obtain the maximum electricity production to the extent that the power rotor can generate power by connecting at least one generator in series using a coupling structure to the final output shaft of the generator. .

본 발명의 또 다른 목적은 풍력의 운동에너지를 기계적 에너지로 변환하는 회전날개를 주회전 날개와 보조회전 날개로 이루고 이 보조회전날개 측에 발전을 이루고난 잔류에너지를 회수하여 재공급되게 함으로써, 에너지 활용성을 높인 풍력 발전장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to form a rotary blade for converting the kinetic energy of the wind into mechanical energy of the main rotary blades and the auxiliary rotary blades by recovering the residual energy that has been generated on the side of the auxiliary rotary blades, the energy The present invention aims to provide a wind power generator with improved usability.

이러한 본 발명의 목적은 풍력의 운동에너지를 공기를 이용해 압축방식으로 축적하였다 방출하여 기계적 에너지로 변환하여 전기 생산을 이루도록 한 풍력 발전장치를 제공함으로 인해 달성되게 되는데, 이 풍력 발전장치는 풍력을 이용한 발전장치로서, 풍력 에너지를 기계적 에너지로 변환하는 제1회전체와, 제1회전체로부터 출력되는 기계적 에너지를 증속시키는 변속기와, 이 변속기와 동력전달부재를 이용해 연결되어 상기 기계적 에너지로 구동하는 압축기와, 기계적 에너지로 구동하는 압축기를 이용한 상기 풍력 에너지는 유체를 이용해 압축방식으로 축적시키는 저장탱크와, 그리고 저장탱크에 축적된 상기 풍력 에너지를 이용해 구동하는 제2회전체 및 제2회전체의 출력 측에 연이어 설치되는 발전기를 갖추어서, 풍력의 운동에너지를 공기를 이용해 압축방식으로 축적하였다가 방출하여 기계적 에너지로 변환하여 전기 생산을 이루게 된다.The object of the present invention is achieved by providing a wind power generator for generating electricity by converting the kinetic energy of the wind in the compressed manner using air to release the mechanical energy, the wind power generator using the wind power A generator, comprising: a first rotating body for converting wind energy into mechanical energy; a transmission for increasing mechanical energy output from the first rotating body; and a compressor connected to the transmission using the transmission and the power transmission member to drive the mechanical energy. And, the wind energy using the compressor driven by mechanical energy is stored in the compression tank using the fluid and the output of the second and second rotors and the second rotary body driven by using the wind energy accumulated in the storage tank The generator is installed next to each other so that the kinetic energy of the wind With release were accumulated by the compression method is converted into a mechanical energy to generate electricity is formed.

본 발명에 따른 풍력 발전장치에 의하면, 본 발명은 풍력의 운동에너지를 공기를 이용해 압축 저장하고, 압축 저장된 운동에너지를 기계적 에너지로 변환하여 전기발전을 이루게 함으로써, 불규칙한 풍력에 관계없이 전기 생산이 안정적이며 전기의 생산효율을 높일 수 있는 효과가 있다.According to the wind power generation device according to the present invention, the present invention by compressing and storing the kinetic energy of the wind using air, and converts the compressed and stored kinetic energy into mechanical energy to achieve electrical power, stable electricity production regardless of irregular wind power And it has the effect of increasing the production efficiency of electricity.

또 본 발명은 발전장치의 최종 출력축에 커플링 구조를 이용해 적어도 하나 이상의 발전기들을 직렬방식으로 연결하여 동력발생이 가능한 최대의 전기생산 능력을 향상시키는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of improving the maximum electricity production capacity capable of generating power by connecting at least one generator in series using a coupling structure to the final output shaft of the generator.

또한 본 발명은 풍력의 운동에너지를 기계적 에너지로 변환하는 회전날개를 주 회전날개와 보조회전날개로 이루어지며 이 보조회전날개 측에 발전을 이루고난 잔류에너지를 회수하여 재공급되게 함으로써, 에너지 손실을 최소화함은 물론 폐 에너지를 재활용함으로 설비의 효율성을 극대화 할 수 있다.In addition, the present invention consists of a rotary blade for converting the kinetic energy of the wind into mechanical energy consisting of the main rotor blade and the auxiliary rotor blades by recovering the residual energy that has been generated on the side of the auxiliary rotor blades to be resupply, energy loss Minimizing and recycling the waste energy can maximize the efficiency of the installation.

다음 본 발명의 일실시 예에 관해 상세히 설명하겠다. 도 1에는 본 발명에 따른 풍력 발전장치가 상세히 도시되어 있는데, 이러한 풍력 발전은 풍력의 운동에너지를 기계적 에너지로 변환시키고 이로부터 전기를 얻는 것으로서, 그러한 풍력발전의 원리는 대략 공기역학에 의해 복수개의 날개를 갖는 회전체가 돌아가면서 발생하는 기계적 운동에너지를 발전기를 통해 전기에너지로 변환시켜 소기의 발전을 이루게 된다.Next will be described in detail with respect to an embodiment of the present invention. Figure 1 shows in detail the wind turbine according to the present invention, which is to convert the kinetic energy of the wind into mechanical energy and to obtain electricity therefrom, the principle of such wind power is a plurality of aerodynamics by Mechanical kinetic energy generated by the rotation of the rotor with the blades is converted into electrical energy through a generator to achieve a desired generation.

본 발명은 풍력의 운동에너지를 기계적 운동에너지로 변환하는 제1회전체(10)를 갖는데, 이러한 제1회전체(10)는 가장 바람직하게는 풍력을 가장 잘 받아드리는 위치에 설치될 것이다.The present invention has a first rotating body 10 for converting the kinetic energy of the wind into mechanical kinetic energy, the first rotating body 10 will most preferably be installed in a position that best receives the wind.

제1회전체(10)는 수평축형 또는 수직축형을 이용할 수 있는데, 본 발명에서는 수직축형의 경우를 보이고 있다.The first rotating body 10 may use a horizontal axis type or a vertical axis type. In the present invention, the vertical axis type is illustrated.

본 발명 제1회전체(10)는 동축상에 주팬(12)과, 그리고 이후에 설명할 회수 에너지에 의해 구동하는 보조팬(14)으로 구성되어 있다.The first rotating body 10 of the present invention is composed of a main fan 12 coaxially and an auxiliary fan 14 driven by recovery energy to be described later.

또 제1회전체(10)의 출력축(10a)에 제1회전체(10)로부터 출력되는 기계적 에너지를 압축 가능한 회전으로 증속시키는 변속기(20)가 연이어 설치된다.In addition, a transmission 20 for successively increasing the mechanical energy output from the first rotating body 10 to a compressible rotation is provided on the output shaft 10a of the first rotating body 10 in series.

또한 변속기(20)의 출력축(20a)에는 풀리와 벨트 등으로 이루는 동력전달부재를 이용해 연결되어 제1회전체(10)의 기계적 에너지로 구동하는 압축기(30)가 연이어 설치된다.In addition, a compressor 30 connected to the output shaft 20a of the transmission 20 by using a power transmission member made of a pulley and a belt and driven by mechanical energy of the first rotating body 10 is installed successively.

그리고 기계적 에너지로 구동하는 압축기(30), 공급라인(32)과 공급라인에 설치된 체크밸브(역류방지용)로 연결되어 상기에서 설명한 풍력 에너지를 공기를 이용해 압축방식으로 축적시키는 저장탱크(40)를 갖는다. 이때 저장탱크(40)는 탱크내의 압력 확인을 위한 압력게이지(42)와 이상압력시 분출되는 안전밸브가 구비되어 있다.The storage tank 40 is connected to a compressor 30 driven by mechanical energy, a supply line 32, and a check valve (for preventing backflow) installed in the supply line to accumulate the wind energy described above in a compressed manner using air. Have At this time, the storage tank 40 is provided with a pressure gauge 42 for checking the pressure in the tank and a safety valve ejected at the abnormal pressure.

한편 저장탱크(40)에 압축방식으로 축적된 축적 에너지가 분출라인(40a) 및 콘트롤밸브 즉 압력을 일정하게 분출하는 장치를 통해 구동하는 제2회전체(50)를 갖는다.On the other hand, the accumulated energy accumulated in the storage tank 40 by the compression method has a second rotating body 50 which is driven through the ejection line 40a and the control valve, that is, the device for ejecting the pressure constantly.

그리고 이 제2회전체(50)의 출력축(50a)에 연이어서 발전기(60)가 설치 될 것이다. 이때 제2회전체(50)의 출력축(50a)에는 커플링구조(60a)를 이용해 직렬방식으로 적어도 하나 이상의 발전기들(60)이 연이어 설치될 수 있을 것이다.The generator 60 will be installed next to the output shaft 50a of the second rotating body 50. In this case, the output shaft 50a of the second rotating body 50 may be installed in series with at least one generator 60 in series using a coupling structure 60a.

또한 제2회전체(50)와 제1회전체(10)의 보조팬(14) 사이에는 회수라인(70)를 갖추어 제2회전체(50)를 구동시키고 난 배출공기를 회수하여 보조팬(14)의 구동력으로 재활용하게 하고 있다. 이러한 회수에너지의 재활용은 에너지 손실을 줄이고 전기 생산능력을 향상시키게 된다.In addition, a recovery line 70 is provided between the second rotating body 50 and the auxiliary fan 14 of the first rotating body 10 to drive the second rotating body 50 to recover discharged air from the auxiliary fan ( 14) the driving force to recycle. This recycling of recovered energy reduces energy loss and improves electricity production capacity.

이로인해 제1,2 회전체는 바람이 적거나 없을때 정지되는 경우가 발생되지 않고 작동이 가능케 함으로써 리싸이클링 효과 즉 활용과 재활용을 반복하는 시스템으로 구성되어 있다.As a result, the first and second rotors are composed of a system that repeats the recycling effect, that is, utilization and recycling by enabling operation without stopping when there is little wind or no wind.

이상에서와 같이 본 발명의 일 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명은 이에 국한되지 않고 청구범위에 기재된 범위 내에서 변경이 가능할 것이다.  As described above, an embodiment of the present invention has been described, but the present invention is not limited thereto and may be changed within the scope of the claims.

도 1은 본 발명 풍력 발전장치의 전체적인 구성을 보여 주는 계통도.1 is a system diagram showing the overall configuration of the present invention wind turbine.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings

10 :제1회전체 12 :주팬10: first rotating body 12: main fan

14 :보조팬 20 :변속기14: auxiliary fan 20: transmission

30 :압축기 40 :저장탱크30: compressor 40: storage tank

50 :제2회전체 60 :발전기50: second rotor 60: generator

Claims (3)

삭제delete 풍력을 이용한 발전장치로서, 다음을 포함하는 것:Generators using wind power, including: 풍력 에너지를 기계적 에너지로 변환하는 제1회전체;A first rotating body converting wind energy into mechanical energy; 상기 제1회전체로부터 출력되는 기계적 에너지를 증속시키는 변속기;A transmission for increasing the mechanical energy output from the first rotating body; 상기 변속기와 동력전달부재를 이용해 연결되어 상기 기계적 에너지로 구동하는 압축기;A compressor connected to the transmission using a power transmission member to drive the mechanical energy; 상기 기계적 에너지로 구동하는 압축기를 이용해 상기 풍력 에너지를 공기를 이용해 압축방식으로 축적시키는 저장탱크;A storage tank for accumulating the wind energy in a compressed manner using air using a compressor driven by the mechanical energy; 상기 저장탱크에 축적된 축적 에너지를 이용해 구동하는 제2회전체; A second rotating body driven by using accumulated energy accumulated in the storage tank; 상기 제2회전체의 출력 측에 연이어 설치되는 발전기; 및 A generator that is successively installed on the output side of the second rotating body; And 상기 제1회전체는 동축상에 직렬로 주팬과, 상기 제2회전체에서 회수되는 에너지에 의해 구동하는 보조팬으로 이룬 풍력 발전장치.And the first rotating body comprises a main fan in series on a coaxial shaft and an auxiliary fan driven by energy recovered from the second rotating body. 삭제delete
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