KR101160921B1 - 태양전지판을 구비한 풍력발전기용 집풍타워 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양전지판을 구비한 풍력발전기용 집풍타워에 관한 것으로, 통모양의 풍동; 상기 풍동의 내측 통공으로 바람을 유도하는 복수개의 집풍판; 상기 집풍판 사이에서 다수개의 유도통로를 형성하도록 상호 이격되어 배치된 다수개의 가이드판; 상기 유도통로로 이어진 다수개의 외측 통공이 관통되어 있는 지지프레임; 상기 지지프레임의 외부로부터 내부로 들어오는 바람의 유통만을 허용하고, 반대로 상기 지지프레임의 내부로부터 외부로 나가는 바람의 유통은 규제하도록 상기 지지프레임의 상기 외측 통공과 인접한 내주면 일측에 장착된 다수개의 개폐구; 상기 개폐구의 외측면에 각각 장착된 다수개의 태양전지판; 상기 풍동의 출구에 연결된 송풍관로 상에 터빈이 설치된 발전기와 상기 태양전지판에 전기적으로 연결되어 있는 축전지; 및 상기 개폐구의 배면 테두리 부분에 걸리도록 상기 지지프레임 내주면에 장착되어 상기 개폐구를 개방되는 반대방향으로 가압하도록 되어 있는 회동저지수단;으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하며, 따라서, 본 발명에 의하면, 바람이 거의 또는 전혀 불지 않더라도 태양전지판에 의해 태양광 발전을 지속적으로 할 수 있으므로, 발전효율을 높일 수 있는 장점이 있다.

집풍타워, 풍력발전, 태양전지, 회동저지수단

Description

태양전지판을 구비한 풍력발전기용 집풍타워{Wind-collecting tower with solar cell panels for a wind electric power generator}

본 발명은 태양전지판을 구비한 풍력발전기용 집풍타워에 관한 것으로, 보다 상세하게는 풍력발전 뿐만 아니라 태양광발전도 동시에 수행할 수 있도록 한 태양전지판을 구비한 풍력발전기용 집풍타워에 관한 것이다.

일반적으로 바람을 이용하여 발전을 하는 풍력발전기는 발전기의 회전축에 풍차를 설치하여, 바람에 의해 풍차가 회전됨에 따라 발생되는 회전력을 이용하여 발전을 할 수 있도록 구성된다.

그런데, 이러한 풍력발전기는 비교적 높은 풍속의 바람이 불어야만 풍차가 회전되어 발전이 이루어지므로, 바람이 많이 부는 특정한 지역을 제외하고 풍력발전기를 설치하는 것이 부적절하며, 바람의 에너지를 전기로 변환하는 효율이 매우 낮은 문제점이 있었다.

따라서 본 출원인은 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 집풍타워를 이용하여 바람을 집중시켜 풍속이 낮을 경우에도 발전을 할 수 있도록 된 새로운 구조의 풍력발전장치를 특허출원한 바 있다(공개특허번호 10-2009-0021305호).

상기 풍력발전장치는 도 1에 도시한 바와 같이, 지하에 발전기실(111)을, 지상에 집풍수단(112)을 각각 마련하고 있으며, 상기 집풍수단(112)은, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 기초(基礎; 113)의 위쪽에 연직방향으로 세워서 설치한 통모양 부재로 구성되고 둘레면에는 다수개의 바람 도입구(117)가 형성된 풍동(114)과, 상기 풍동(114)의 둘레의 벽으로부터 법선 방향으로 설치된 복수의 집풍판(115)과, 상기 집풍판(115) 상호간 및 풍동(114)의 상단 개구를 막는 천판(116)과, 인접하는 집풍판(115) 사이에 설치되어 상기 집풍판(115) 사이로 불어오는 바람을 상기 풍동(114) 쪽으로 가이드하는 복수의 가이드판(118)과, 인접하는 집풍판(115) 사이에 설치되어 집풍판(115)의 외부로부터 집풍판(115)의 내부로 바람의 유통만을 허용하고 집풍판(115) 내부로부터 외부로의 유통을 규제하는 다수의 플랩(124, 129)으로 이루어진다.

상기 발전기실(111)에는 상기 풍동(114)에 연통하는 지하 풍동(130)이 설치되어, 이 지하 풍동(130)내를 흐르는 바람에 의해 회전 구동되는 터빈(131)과, 이 터빈(131)에 의해 구동되는 발전기(132)와, 그 외의 송전설비 등이 설치되어 있다.

위와 같은 구조로 이루어지는 풍력발전장치는 풍동(114)의 둘레부에 부는 바람이 상기 집풍판(115)과 가이드판(118)에 의해서 형성되는 유도통로에 안내되고, 다시 상기 바람 도입구(117)를 통해 풍동(114)의 내부로 유입된 후 터빈(131)으로 공급되어, 터빈(131)과 터빈(131)에 연결된 발전기(132)를 회전시켜 발전을 할 수 있도록 구성된다.

따라서 이러한 풍력발전장치는 다양한 방향으로부터 불어오는 바람을 유효하 게 포집하여 상기 풍동(114)의 내부로 바람이 집중 유입되도록 함으로써 바람의 풍속이 비교적 낮은 경우에도 지속적인 발전이 가능하므로, 풍력발전장치의 설치위치에 대한 제한요소가 적으며, 발전효율을 높일 수 있는 장점이 있다.

그런데, 이러한 풍력발전장치 역시 바람을 이용한다는 점에 있어서는 종래의 풍력발전장치와 차이가 없으므로, 바람이 거의 불지 않는 경우에는 발전이 이루어지지 못하는 한계가 있었다. 또한, 이러한 풍력발전기는 효율적인 관리와 유지, 보수를 위해, 다양한 제어장치와 감지장치 및 조명장치가 구비되며 이러한 장비에 전원을 공급하기 위한 배터리가 구비되는데, 발전이 장시간 정지되어 배터리가 방전될 경우, 전술한 장비의 작동이 정지되어 풍력발전기의 관리와 유지, 보수가 어려워지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 바람이 거의 또는 전혀 불지 않더라도 태양광에 의해 지속적으로 발전을 할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

또한, 유효하게 터빈을 회전시켜 발전을 할 수 없는 바람에 대해서는 바람이 들어오는 외측 통공을 막고 있는 개폐구를 회전하지 않도록 함으로써, 개폐구 외측면에 부착된 태양전지판의 발전시간을 늘려 풍력발전과 태양광발전이 더해진 전체적인 발전효율을 더욱 높이고자 하는 데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 둘레면에 바람이 유입되는 다수개의 내측 통공이 형성된 통모양의 풍동; 상기 풍동의 둘레부에 방사방향으로 배치되어 상기 내측 통공으로 바람을 유도하는 복수개의 집풍판; 상기 풍동의 둘레부에 위치하면서 상기 집풍판 사이에서 다수개의 유도통로를 형성하도록 상호 이격되어 배치된 다수개의 가이드판; 상기 집풍판 및 상기 가이드판의 외곽을 둘러싸고 있으며, 상기 유도통로로 이어진 다수개의 외측 통공이 관통되어 있는 지지프레임; 상기 지지프레임의 외부로부터 내부로 들어오는 바람의 유통만을 허용하고, 반대로 상기 지지프레임의 내부로부터 외부로 바람이 나가지 못하도록 상기 지지프레임의 상기 외측 통공과 인접한 내주면 일측에 장착된 다수개의 개폐구; 상기 개폐구의 외측면에 각각 장착된 다수개의 태양전지판; 상기 풍동의 출구에 연결된 송풍관로 상에 터빈이 설치된 발전기와 상기 태양전지판에 전기적으로 연결되어 있는 축전지; 및 상기 개폐구의 배면 테두리 부분에 걸리도록 상기 지지프레임 내주면에 장착되어 설정된 풍압보다 낮을 때, 상기 개폐구가 열리는 것을 방지하도록 하는 회동저지수단;으로 이루어져 있는 태양전지판을 구비한 풍력발전기용 집풍타워를 제공한다.

또한, 상기 회동저지수단은 외기의 풍속이 2㎧ 이상일 때 상기 개폐구를 개방하도록 되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 회동저지수단은, 외체를 이루며 상기 개폐구의 회동방향과 동일한 방향으로 배열되되, 상기 개폐구의 하단에 위치하는 상기 지지프레임의 내주면에 부착되고, 외주면의 상단에는 축방향으로 길게 슬롯이 절결되어 있는 통형상의 케이스; 상기 케이스 내부에 축방향으로 이동 가능하게 장착되는 가압몸체; 상기 케이스 내의 상기 가압몸체 뒤쪽에 장착되어 상기 가압몸체를 상기 케이스 후면에 대해 반발하도록 지지하는 탄성부재; 및 상기 가압몸체의 둘레면 상단에 삽입되어 상기 슬롯을 통해 상기 케이스 밖으로 노출되되, 상면이 앞쪽에서 뒤쪽으로 기울도록 경사져 있는 탄성 빗면돌기;로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 케이스의 후단에 관통 삽입된 연결봉; 상기 연결봉의 후단에 형성되어 앞뒤로 이동하도록 조작되는 손잡이; 및 상기 연결봉의 선단에 형성되어 상기 탄성부재의 후단을 가압 또는 이완하도록 되어 있는 밀판;으로 이루어진 반력조절수단을 더 포함하고 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 태양전지판을 구비한 풍력발전기용 집풍타워에 의하면, 바람이 거의 또는 전혀 불지 않아서 터빈에 의한 발전이 이루어지지 않더라도 낮 시간에는 태양전지판에 의한 발전이 이루어지며, 특히, 발전기를 작동시키는 바람은 맑은 낮보다는 약간 흐린날 또는 밤에 강하게 부는 경향이 있으므로, 발전기와 태양전지판이 상호 보완적으로 작용하여, 발전의 지속성을 보장할 수 있는 장점이 있다.

그리고, 태양 전지판에서 출력되는 전력을 이용하여 풍력발전기의 제어장치와 감지장치 및 조명장치 등에 전원을 공급할 수 있으므로, 장시간 바람을 이용한 발전이 되지 않아서 풍력발전기의 각종 장치가 작동 정지되는 것을 방지할 수 있고, 따라서 풍력발전기의 관리와 유지, 보수를 원활히 할 수 있게 되는 장점이 있다.

더욱이, 터빈을 회전시켜 발전을 할 수 없는 바람에 대해서는 외측 통공을 막고 있는 개폐구가 닫힌 상태를 그대로 유지하게 함으로써, 태양광에 의한 발전시간을 늘려 전체적인 발전효율을 향상시킬 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양전지판을 구비한 풍력발전기용 집풍타워를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명한다.

본 발명의 집풍타워는 도 4 및 도 5에 도면부호 1로 도시된 바와 같이, 크게 풍동(10), 집풍판(20), 가이드판(30), 지지프레임(40), 개폐구(50), 태양전지판(60), 축전지(70), 및 회동저지수단(80)으로 이루어진다.

여기에서, 먼저 상기 풍동(10)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 집풍타워(1) 중심으로 바람을 모으는 통모양 부재로서, 둘레면에 바람이 유입되는 다수개의 내측 통공(11)이 형성되어 있다. 또한, 풍동(10)은 기부(37) 위에 연직방향으로 세워져 있으며, 다양한 단면 형상을 가질 수 있으나 도 2에 도시된 것처럼 정6각형 모양으로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 풍동(10)의 하단 출구에는 에어덕트(17)가 연결되어 있으며, 이 에어덕트(17)의 일 지점에는 터빈(91)이 설치되어 있고, 이 터빈(91)은 발전기(93)와 동축상으로 연결되어 에어덕트(17)를 통해 공급되는 바람에 의해 회전함으로써 발전기(93)를 구동시키도록 되어 있다.

이때, 선택적으로 풍동(10)은 내부로 유입된 바람이 역류해 나가는 것을 방지하기 위해, 도 5에 도시된 바와 같이 그 외곽에 역류방지수단(12)을 설치할 수 있으며, 이를 위해 역류방지수단(12)의 벽면에는 다수개의 중간 통공(14)이 관통되 어 이 통공(14)의 안쪽에 힌지식으로 설치된 플랩(미도시)에 의해 바람의 유입만 허용하고, 유출은 억지하도록 되어 있다.

상기 집풍판(20)은 풍동(10)의 내측 통공(11)으로 바람을 유도하는 판재로서, 도 5에 도시된 바와 같이 복수개가 풍동(10)의 둘레부에 방사방향으로 배치되어 있는 바, 특히 도 2에서 알 수 있듯이 본 실시예에서와 같이 풍동(10)의 단면이 6각형일 경우 6개의 꼭지점에 각각 하나씩 6개가 부착된다.

상기 가이드판(30)은 집풍판(20)과 함께 풍동(10)의 내측 통공(11)으로 바람을 유도하는 부분으로서, 다수개가 집풍판(20) 사이에서 예컨대, 횡방향으로 수평하게 상하로 이격되어 풍동(10)의 둘레부에 부착되어 있다. 따라서, 가이드판(30)은 집풍판(20)과 함께 다수개의 유도통로(13)를 형성하도록 되어 있는 바, 도 5에 도시된 바와 같이, 외측에서 내측으로 갈수록 하강하는 하향만곡부(30a)와, 역류방지수단(12)을 기점으로 이 하향만곡부(30a)의 내측에서 수평방향으로 연장되어 풍동(10)의 둘레면으로 연결되는 수평부(30b)로 이루어진다.

상기 지지프레임(40)은 집풍타워(1)의 최외곽을 마감하는 통모양 부재로서, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 집풍판(20) 및 가이드판(30)의 외측단을 둘러싸고 있는 바, 다양한 단면 형상을 가질 수 있는데, 본 실시예에서는 정6각형인 풍동(10)의 모양에 맞추어 정6각 단면을 가지는 것이 바람직하다. 또한, 지지프레임(40)은 내주면이 다수개의 집풍판(20)과 가이드판(30)에 의해 다수개의 종횡 구간으로 구획되어 유도통로(13)와 일대일로 대응하도록 되어 있으며, 구획된 각각의 구간마다 다시 다수의 외측 통공(15)이 관통 형성되어 있다. 이때 외측 통공(15)의 개구 형상은 다양한 형태로 제작할 수 있으며, 특히 본 실시예에서와 같이 직사각형으로 하는 것이 바람직하다.

상기 개폐구(50)는 외측 통공(15)을 통해 지지프레임(40)의 외부로부터 내부로 들어오는 바람의 유통만을 허용하고, 반대로 상기 지지프레임(40)의 내부로부터 외부로 바람이 나가지 못하도록 하는 외측 통공(15)의 개폐수단으로서, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 외측 통공(15)과 인접한 지지프레임(40) 내주면 일측에 힌지식으로 일대일 장착되는 바, 도 6의 하단에 도시된 바와 같이, 외부로부터 풍압이 작용하면 힌지(39)를 중심으로 하여 하부가 내측으로 열리고, 지지프레임(40)의 외부에서 내부의 유도통로(13)로 바람이 들어올 수 있게 한다. 또한, 외부로부터 풍압이 작용하고 있지 않을 때에는 도 6의 상단에 도시된 것처럼, 외측 통공(15)을 닫은 상태가 되어, 외부에서 유도통로(13)로 바람이 들어오지 못하게 규제한다.

상기 태양전지판(60)은 풍력 발전과는 별도로 태양광을 이용하여 전기를 만들어내는 수단으로서, 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 개폐구(50)의 외측면에 각각 장착되는 바, 제어부(미도시)를 통해 축전지(70)에 연결되어 태양광에 의해 발생된 전기를 축전지(70)에 충전하도록 되어 있다.

상기 축전지(70)는 태양전지판(60)이나 발전기(93)에서 발생된 전기를 모아 저장하는 수단으로서, 도 5에 도시된 바와 같이 기부(37) 내부 일측에 설치되어 제어부를 통해 각각의 태양전지판(60)에 연결되어 있는 것은 물론이고, 에어덕트(17) 상에 터빈(91)이 설치되어 있는 발전기(93)와도 A/D 컨버터(미도시) 및 제어부를 통해 전기적으로 연결되어 태양전지판(60)과 발전기(93)에서 생산된 전기를 충전하도록 되어 있다.

끝으로, 상기 회동저지수단(80)은 개폐구(50)에 걸리는 풍압이 약할 때 개폐구(50)가 회전하지 못하도록 규제하는 수단으로서, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 개폐구(50)의 배면 테두리 부분에 걸리도록 외측 통공(15)과 인접한 지지프레임(40)의 내주면 일측에 장착되어 개폐구(50)를 개방되는 반대방향 즉, 도면 상 우측방향으로 가압하도록 되어 있다.

특히, 회동저지수단(80)은 외기의 풍속이 예컨대, 2㎧ 이상일 때 비로소 개폐구(50)가 개방되어 집풍타워(1) 안으로 외기가 유입되는 것을 허용하도록 할 수 있으며, 따라서 당연히 2㎧에 못 미치는 풍속으로 개폐구(50)에 작용하는 바람의 풍압에 의해서는 외측 통공(15)이 개방되지 않도록 한다.

이를 위해 회동저지수단(80)은 다양한 형태로 제작될 수 있으나, 특히 본 실시예에서는 도 7에 도시된 형태로 구성된다. 즉, 회동저지수단(80)은 도 7에 도시된 바와 같이, 케이스(21), 탄성부재(25), 및 탄성 빗면돌기(27)로 이루어진다.

여기에서, 케이스(21)는 회동저지수단(80)의 외체를 이루는 통형상 부분으로, 도 6 및 도 7에 도시된 것처럼 개폐구(50)의 회동방향과 동일한 방향으로 배열되어, 개폐구(50)의 하단에서 인접한 지지프레임(40)의 내주면에 부착되며, 외주면의 상단에 축방향으로 길게 슬롯(19)이 절결되어 있다.

또한, 가압몸체(23)는 탄성 빗면돌기(27)의 전후진을 안내하는 부재로서, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 케이스(21) 내부에 축방향으로 미끄럼 이동 가능하 게 장착되는 바, 외주면 상단에 탄성 빗면돌기(27)를 삽입하기 위한 삽입공(41) 길이방향으로 형성되어 있다.

또한, 탄성부재(25)는 가압몸체(23)를 후방에서 탄력적으로 지지하는 탄성수단으로서, 도 6 및 도 7에 도시된 것처럼, 케이스(21) 내의 가압몸체(23) 뒤쪽에 장착되어 케이스(21) 내주면 후단에 대해 가압몸체(23)를 탄력적으로 지지한다.

끝으로, 탄성 빗면돌기(27)는 개폐구(50) 선단에 의해 순간적으로 가압되어 복귀되어 개폐구(50)를 스냅식으로 고정시키는 부재로서, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상면이 앞쪽에서 뒤쪽으로 기울도록 길게 경사져 있는 직육면체 형태로 되어 슬롯(19)을 통해 케이스(21) 밖으로 노출되며, 가압몸체(23)의 삽입공(41)에 삽입되어 삽입공(41) 바닥에 장착된 판스프링과 같은 탄성부재(43)에 의해 상하방향으로 탄력 지지된다.

한편, 회동저지수단(80)은 도 8에 도시된 바와 같이 실시형태가 변형될 수 있는 바, 도시된 것처럼 케이스(21)의 후방에 반력조절수단(29)이 추가로 장착될 수 있다.

이때, 반력조절수단(29)은 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 예컨대 도 8에서 알 수 있듯이, 연결봉(31), 손잡이(33), 그리고 밀판(35)으로 이루어질 수 있다.

여기에서, 연결봉(31)은 손잡이(33)와 밀판(35)을 연결하기 위해 케이스(21)의 후단에 관통 삽입된 봉체로서, 도 8에 도시된 것처럼 외주면에 수나사가 가공되어 반력조절수단(29)을 나사 이송되도록 할 수 있다.

또한, 손잡이(33)는 반력조절수단(29)을 조작할 때 사용자가 파지할 수 있도록 한 부분으로, 도 8에 도시된 것처럼 연결봉(31)의 후단에 일체로 형성되어 정역회전시켜 연결봉(31) 선단의 밀판(35)을 앞뒤로 이동시키도록 되어 있다.

끝으로, 밀판(35)은 탄성부재(25)를 후단에서 가압 또는 이완시키는 수단으로서, 도 8에 도시된 것처럼 연결봉(31)의 선단에 일체로 형성되어 케이스(21)의 내주면을 따라 미끄럼 이동하는 상태에서 탄성부재(25)의 후단에 접촉하고 있다.

이제, 위와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양전지판을 구비한 풍력발전기용 집풍타워의 작용을 설명한다.

본 발명의 집풍타워(1)는 일반적인 풍력발전기용 집풍타워에서와 마찬가지로 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 풍압에 의해 개폐구(50)가 개방되면, 외측 통공(15)으로 유입된 외기는 유도통로(13)를 따라 흘러들어 역류방지수단통(12)을 통과한 후 내측 통공(11)을 통해 풍동(10) 안으로 유입된다.

이렇게 해서 풍동(10) 안으로 모인 바람은 풍동(10)을 빠져나와 에어덕트(17)를 이동하여 풍력발전기의 터빈(91)을 회전시키게 되고, 이때 발생되는 터빈(91)의 회전에 의해 발전기(93)로부터 전기가 생산되며, 생산된 전기는 필요에 따라 곧바로 사용되거나 축전지(70)에 충전되어 저장될 수 있다.

한편, 위와 같은 풍력발전과는 별개로 본 발명의 집풍타워(1)는 도 6의 위쪽에 도시된 것처럼, 개폐구(50)의 외측면에 부착된 태양전지판(60)에 조사되는 태양광으로부터 전기를 발생시켜 축전지(70)에 충전함으로써 태양광 발전을 동시에 수행할 수도 있다.

특히, 본 발명의 집풍타워(1)는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 개폐구(50)의 하단 모서리 부분에 스냅식으로 구속/해제되는 회동저지수단(80)을 구비하는 바, 도 6의 위쪽에 도시된 것처럼 개폐구(50)는 외측 통공(15)을 폐쇄하고 있을 때는 탄성 빗면돌기(27)에 걸려 탄성부재(25)의 탄력에 의해 가압됨으로써 닫힌 상태를 그대로 유지하게 된다.

이때, 개폐구(50)는 도 9에 도시된 것처럼, 외측면에 걸리는 풍압이 탄성부재(25)로부터 가해지는 탄성반발력보다 클 때 비로소 탄성 빗면돌기(27)를 통해 가압몸체(23)를 뒤로 후퇴시키고 개방되기 시작하므로, 탄성부재(25)는 예컨대, 개폐구(50)에 작용하는 풍속이 2㎧ 이상일 때 비로소 압축되기 시작하도록 탄성반발력이 설정됨으로써, 풍속이 2㎧에 못 미칠 때는 개폐구(50)가 개방되지 못하게 할 수 있다.

따라서, 개폐구(50)는 외측 통공(15)을 통과하더라도 중간 과정에서 발생하는 마찰 등의 저항으로 인해 압력이 저하되어 터빈(91)을 회전시킬 수 없을 정도의 약한 바람 즉, 예컨대 2㎧에 못 미치는 풍속의 바람에 의해서는 개방되지 않고 닫힌 상태를 유지하도록 함으로써, 태양전지판(60)에 의한 태양광 발전이 개폐구(50)의 회동으로 인해 간섭 받는 일없이 지속될 수 있도록 하여 오히려 전기 생산량을 증대시키게 된다.

이와 같이, 회동저지수단(80)은 개폐구(50)에 작용하는 풍압이 설정된 임계값에 이르렀을 시점에 일단 개방되면, 더 이상 개폐구(50)에 하중을 가하지 않으므로, 이후 외측 통공(15)을 통과하는 바람에 추가적인 저항을 전혀 일으키지 아니 한다. 반대로, 풍압이 제거되어 닫힐 때 개폐구(50)는 도 10에 도시된 바와 같이, 하단 모서리면이 탄성 빗면돌기(27)의 빗면을 타고 올라가면서 이 돌기(27)를 아래로 누르면서 스냅식으로 도 6 위쪽에 도시된 것처럼 닫힌 상태로 복귀하게 된다.

한편, 도 8에 도시된 바와 같이 회동저지수단(80)이 반력조절수단(29)을 구비하고 있는 경우에는 반력조절수단(29)의 손잡이(33)를 죄거나 풀어 밀판(35)에 의해 탄성부재(25)에 가해지는 가압력을 달리함으로써, 탄성부재(25)의 초기 반력설정값을 조정하여 탄성부재(25) 즉, 회동저지수단(80)에 의해 구속된 개폐구(50)가 해제되어 개방되는 풍압의 임계값을 조정할 수 있게 된다.

이에 따라, 각각의 외측 통공(15)을 통해 유입된 바람이 터빈(91)까지 이르는 유동길이가 다르고, 따라서 바람의 압력 저하도 유동길이에 반비례하여 달라지므로, 즉, 유동길이가 길수록 압력저하가 더 커지므로, 이를 감안하여 유동길이가 긴 지점에 위치하는 외측 통공(15)의 개폐구(50)를 구속하는 회동저지수단(80)의 탄성부재(25)의 초기 압축량을 더 늘리고, 반대로 유동길이가 짧은 지점에 위치하는 외측 통공(15)의 회동저지수단(80)의 탄성부재(25)의 초기 압축량은 더 줄이거나 없앰으로써, 개폐구(50)의 폐쇄 유지시간 즉, 태양광 노출시간을 더 늘려 그만큼 태양광 발전량을 증대시킬 수 있게 된다.

도 1은 종래의 풍력발전기를 도시한 측단면구성도,

도 2는 종래의 풍력발전기를 도시한 평단면도,

도 3은 본 발명에 따른 풍력발전기의 풍력조절장치를 도시한 측단면구성도,

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 태양전지판을 구비한 풍력발전기용 집풍타워를 도시한 외관 정면도,

도 5는 도 4의 정단면도,

도 6은 도 5의 A 부분 상세도,

도 7은 도 6에 도시된 회동저지수단의 종단 사시도,

도 8은 도 6에 도시된 회동저지수단의 다른 실시예를 도시한 종단 사시도,

도 9는 도 8에 도시된 개폐구가 열릴 때의 회동저지수단의 동작 상태를 보인 상세도,

도 10은 도 6에 도시된 개폐구가 닫힐 때의 회동저지수단의 동작 상태를 보인 상세도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 집풍타워 10 : 풍동

11 : 내측 통공 12 : 역류방지수단

13 : 유도통로 15 : 외측 통공

17 : 송풍관로 19 : 슬롯

20 : 집풍판 21 : 케이스

23 : 가압몸체 25, 43 : 탄성부재

27 : 탄성 빗면돌기 29 : 반력조절수단

30 : 가이드판 31 : 연결봉

33 : 손잡이 35 : 밀판

37 : 기부 40 : 지지프레임

50 : 개폐구 60 : 태양전지판

70 : 축전지 80 : 회동저지수단

91 : 터빈 93 : 발전기

Claims (4)

1. 둘레면에 바람이 유입되는 다수개의 내측 통공(11)이 형성된 통모양의 풍동(10);

   상기 풍동(10)의 둘레부에 방사방향으로 배치되어 상기 내측 통공(11)으로 바람을 유도하는 복수개의 집풍판(20);

   상기 풍동(10)의 둘레부에 위치하면서 상기 집풍판(20) 사이에서 다수개의 유도통로(13)를 형성하도록 상호 이격되어 배치된 다수개의 가이드판(30);

   상기 집풍판(20) 및 상기 가이드판(30)의 외곽을 둘러싸고 있으며, 상기 유도통로(13)로 이어진 다수개의 외측 통공(15)이 관통되어 있는 지지프레임(40);

   상기 지지프레임(40)의 외부로부터 내부로 들어오는 바람의 유통만을 허용하고, 반대로 상기 지지프레임(40)의 내부로부터 외부로 바람이 나가지 못하도록 상기 지지프레임(40)의 상기 외측 통공(15)과 인접한 내주면 일측에 장착된 다수개의 개폐구(50);

   상기 개폐구(50)의 외측면에 각각 장착된 다수개의 태양전지판(60);

   상기 풍동(10)의 출구에 연결된 에어덕트(17) 상에 터빈(91)이 설치된 발전기(93)와 상기 태양전지판(60)에 전기적으로 연결되어 있는 축전지(70); 및

   상기 개폐구(50)의 배면 테두리 부분에 걸리도록 상기 지지프레임(40) 내주면에 장착되어 설정된 풍압보다 낮을 때, 상기 개폐구(50)가 열리는 것을 방지하도록 하는 회동저지수단(80);으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 태양전지판을 구비한 풍력발전기용 집풍타워.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 회동저지수단(80)은 외기의 풍속이 2㎧ 이상일 때 상기 개폐구(50)를 개방하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 태양전지판을 구비한 풍력발전기용 집풍타워.
3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,

   상기 회동저지수단(80)은,

   외체를 이루며 상기 개폐구(50)의 하단에 회동방향과 동일한 방향으로 배열되되, 상기 개폐구(50)의 하단에 위치하는 상기 지지프레임(40)의 내주면에 부착되고, 외주면의 상단에는 축방향으로 길게 슬롯(19)이 절결되어 있는 통형상의 케이스(21);

   상기 케이스(21) 내부에 축방향으로 이동 가능하게 장착되는 가압몸체(23);

   상기 케이스(21) 내의 상기 가압몸체(23) 뒤쪽에 장착되어 상기 가압몸체(23)를 상기 케이스(21) 후면에 대해 반발하도록 지지하는 탄성부재(25); 및

   상기 가압몸체(23)의 둘레면 상단에 삽입되어 상기 슬롯(19)을 통해 상기 케이스(21) 밖으로 노출되되, 상면이 앞쪽에서 뒤쪽으로 기울도록 경사져 있는 탄성 빗면돌기(27);로 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양전지판을 구비한 풍력발전기용 집풍타워.
4. 제3 항에 있어서,

   상기 케이스(21)의 후단에 관통 삽입된 연결봉(31);

   상기 연결봉(31)의 후단에 형성되어 앞뒤로 이동하도록 조작되는 손잡이(33); 및

   상기 연결봉(31)의 선단에 형성되어 상기 탄성부재(25)의 후단을 가압 또는 이완하도록 되어 있는 밀판(35);으로 이루어진 반력조절수단(29)을 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 태양전지판을 구비한 풍력발전기용 집풍타워.

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