KR101179702B1 - 회전 효율을 향상시킨 풍력 발전 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 풍력에 의해 회전되는 회전체로부터 회전력을 전달받아 발전되는 풍력 발전 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 풍향에 따라 회전체의 방향 조절이 가능함과 더불어 회전날개가 수직 또는 수평으로 자동 전환됨에 따라 공기저항을 최소화하여 회전체의 회전 효율을 향상시키고 결과적으로 발전 효율을 극대화할 수 있는 회전 효율을 향상시킨 풍력 발전 장치에 관한 것이다.

Description

회전 효율을 향상시킨 풍력 발전 장치{A Wind Generator Increasing Revolution Efficiency}
본 발명은 풍력에 의해 회전되는 회전체로부터 회전력을 전달받아 발전되는 풍력 발전 장치에 관한 것으로, 상세하게는 풍향에 따라 회전체의 방향 조절이 가능함과 더불어 회전날개가 수직 또는 수평으로 자동 전환됨에 따라 공기저항을 최소화하여 회전체의 회전 효율을 향상시키고 결과적으로 발전 효율을 극대화할 수 있는 회전 효율을 향상시킨 풍력 발전 장치에 관한 것이다.
일반적으로 풍력 발전은 바람에 의해 회전되는 회전체로부터 회전력을 전달받아 전기를 생산하게 되는데 상기 회전체가 수직으로 회전하는 수평축 풍차와 수평으로 회전하는 수직축 풍차로 분류된다.
이때, 상기 수평축 풍차와 같은 경우 프로펠러가 주로 사용되고 있으며 이는 바람의 일정한 방향에 의해 회전되는 원리로 풍향의 조정이 쉽지 않고 현재 가동중인 프로펠러식 풍력 발전 장치의 경우 주탑이 40 ~ 80m 이상인바, 프로펠러의 회전 직경 또한 그에 상응하도록 제작되고 있는데 그 크기에 비해 효율성은 약 20% 정도에 그치고 있다.
또한, 회전체가 회전함에 따라 발생되는 소음으로 인해 주거지역 인근에서의 설치가 용이하지 않는 단점이 있다.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점들을 해결하고자 안출된 것으로, 풍향에 따라 회전체의 방향 조절이 가능함과 더불어 회전날개가 수직 또는 수평으로 자동 전환됨에 따라 공기저항을 최소화하여 회전체의 회전 효율을 향상시킬 수 있는 회전 효율을 향상시킨 풍력 발전 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 회전 효율을 향상시킨 풍력 발전 장치 지면에 고정 설치되는 고정부 및 원통 형상으로 상기 고정부의 상부에 결합되며 풍력에 의해 회동되도록 구성되는 회전부 및 상기 회전부로부터 회전력을 전달받아 발전하는 발전수단을 포함하는 풍력 발전 장치에 있어서, 상기 회전부는, 상기 고정부로부터 회동되고 내부에는 소정의 공간이 마련되며 상부가 개방되는 본체와; 상기 본체의 외측면에 수직 방향으로 결합되고 풍향에 따라 상기 본체를 회동시켜 위치를 고정하는 고정날개와; 상기 본체의 공간 중앙에 회동되도록 설치되는 회전축, 상기 회전축의 외측면을 따라 회전축과 직각을 이루도록 방사형으로 결합되고 일단이 상기 본체의 외측까지 연장되며 상기 회전축의 외측면으로부터 각기 회동되도록 구성되는 복수의 연결프레임 및 각 연결프레임의 일단에 결합되는 회전날개로 구성되는 회전수단과; 상기 본체의 내측에서 상기 각 연결프레임에 일 부위에 수직 또는 수평 방향으로 결합되는 제1스틱 및 상기 제1스틱과 직교되며 소정의 이격 거리를 갖도록 상기 각 연결프레임에 결합되는 제2스틱으로 구성되는 방향전환스틱과; 상기 제1스틱을 회전시켜 상기 회전날개를 수직으로 유지하기 위해 상기 본체의 내측면의 반주가 내측으로 돌출 형성되는 제1레일 및 상기 제2스틱을 회전시켜 상기 회전날개를 수평으로 유지하기 위해 상기 제1레일의 일측부로부터 시작되어 타측부까지 형성되되 상기 제1레일보다 내측에 배치되는 제2레일로 구성되는 방향전환레일과; 상기 본체의 외측에서 상기 각 연결프레임의 일 부위에 결합되는 롤러; 및 상기 롤러가 접하도록 상기 본체의 상부 외측면을 따라 돌출 형성되어 회동되는 연결프레임의 수평을 유지하는 가이드 레일을 포함하여 구성되는 것이 특징이다.
일 실시예에 따른 본 발명은 상기 가이드 레일의 하부에서 상기 본체의 외측면을 둘러싸도록 배치되는 회전링과 상기 회전링의 하부에서 상기 본체의 외측면을 따라 돌출 형성되는 고정레일과 상기 회전링에 결합되고 상기 가이드 레일과 고정레일 사이에 배치되는 복수의 고정롤러 및 상기 각 연결프레임이 회동되도록 일측이 결합되고 타측이 상기 회전링의 측면에 결합되는 이탈방지부재로 구성되는 이탈방지수단을 더 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 고정부 상부 및 상기 회전부의 본체 하부에는 각기 그 외측면을 따라 관통공이 형성된 복수의 결합플렌지 서로 대향하도록 결합되며, 대향하는 양 결합플렌지를 결합하여 상기 회전부를 고정시키는 것이 특징이다.
다른 실시예에 따른 본 발명은 상기 본체의 공간 내부에 설치되어 상기 방향전환레일을 승강시키는 승강수단 및 상기 승강수단을 제어하기 위한 제어부를 더 포함하여 구성되는 것일 수 있다.
여기서 상기 승강수단은, 상기 본체의 공간 내부에 설치되어 상기 제어부의 제어에 의해 동력을 제공하는 모터와 상기 제1레일의 측면에 결합되고 복수의 승강너트가 형성된 승강판과 상기 각 승강너트에 수직방향으로 결합되며 상기 모터의 동력을 통해 회전되어 상기 제1레일을 상승 또는 하강시키는 복수의 승강볼트 및 상기 승강판의 적어도 일부위를 수직 방향으로 관통하여 승강하는 상기 제1레일을 지지하는 복수의 지지축으로 구성되는 것으로 구성되는 것이 특징이다.
한편 본 발명의 회전날개는 평판 형상으로 일측면과 타측면의 양단부가 내측으로 굽어지는 굴곡부가 형성되어 불어오는 바람의 방향에 관계없이 회전 효율을 향상시킬 수 있게 된다.
또한 상기 회전축은 그 상부에 결합 및 분리 가능하도록 구성되는 보호덮개를 포함하여 본체의 공간 내부를 빗물로부터 보호할 수 있게 된다.
또한, 상기 제1레일 및 제2레일의 양단부는 하향으로 일정 각도만큼 기울어지도록 형성되어 상지 제1스틱과 제2스틱의 안정적인 방향전환이 이루어질 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 회전 효율을 향상시킨 풍력 발전 장치는 풍향에 따라 회전부의 방향 조절이 가능하여 풍력이 효율적으로 작용되도록 하며, 풍력에 의해 회전하는 회전날개가 바람이 불어오는 지점에서는 수직으로, 반대 지점에서는 수평으로 자동 전환됨에 따라 공기 저항을 최소화하여 회전체의 회전 효율을 향상시키고 결과적으로 발전 효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 회전 효율을 향상시킨 풍력 발전 장치를 나타내는 사시도.
도 2는 도 1의 평면도.
도 3a는 본 발명에 따른 회전 효율을 향상시킨 풍력 발전 장치의 작동 상태를 설명하기 위한 도면.
도 3b는 본 발명에 따른 방향전환레일의 단면도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이탈방지수단을 나타내는 사시도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 결합플랜지를 나타내는 사시도.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 승강수단을 나타내는 사시도.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보호덮개를 나타내는 사시도.
이하 본 발명의 실시예들을 첨부되는 도면을 통해 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 회전 효율을 향상시킨 풍력 발전 장치를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 평면도이며, 도 3a는 본 발명에 따른 회전 효율을 향상시킨 풍력 발전 장치의 작동 상태를 설명하기 위한 도면이고, 도 3b는 본 발명에 따른 방향전환레일의 단면도이다.
또한, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이탈방지수단을 나타내는 사시도이며, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 결합플랜지를 나타내는 사시도이고, 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 승강수단을 나타내는 사시도이며, 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보호덮개를 나타내는 사시도이다.
본 발명은 풍력에 의해 회전되는 회전체로부터 회전력을 전달받아 발전되는 풍력 발전 장치로 특히, 풍향에 따라 회전체의 방향 조절이 가능함과 더불어 회전날개가 수직 또는 수평으로 자동 전환됨에 따라 공기저항을 최소화하여 회전체의 회전 효율을 향상시키고 결과적으로 발전 효율을 극대화할 수 있는 회전 효율을 향상시킨 풍력 발전 장치에 관한 것이다.
도 1에 도시된 본 발명에 따른 풍력 발전 장치는 고정부(10), 상기 고정부(10)의 상부에 결합되며 풍력에 의해 회동되도록 구성되는 회전부(20) 및 상기 회전부(20)로부터 회전력을 전달받아 전력을 생산하는 발전수단(30)을 포함하여 구성된다.
상기 고정부(10)는 지면에 고정 설치되고, 그 상부에 회동 가능하도록 결합되는 회전부(20)를 지지한다. 또한, 상기 고정부(10) 내부에는 상기 회전부(20)로부터 전달되는 회전력을 이용하여 발전되는 발전수단(30)이 설치될 수 있다.
여기서 상기 발전수단(30)은 상기 고정부(10)의 상부에 결합되는 회전부(20)로부터 회전력을 전달받아 발전되는 것으로, 그 발전구조 및 발전방법 등은 공지기술에 따라 다양하게 구현될 수 있는바, 본 발명에서는 상기 발전수단(30)에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
한편 상기 회전부(20)는 외면을 이루는 본체(200)와 상기 본체(200)의 외측면에 결합되는 고정날개(210)와 상기 본체(200)의 상부에서 회동 가능하도록 설치되는 회전수단(220) 및 상기 회전수단(220)을 상기 본체(200)의 상부 상에서 안정적으로 회동시키기 위한 롤러(250) 및 가이드레일(260)을 포함하여 구성되어 있다.
먼저 상기 본체(200)는 상기 고정부(10)의 상부에 결합되는데, 상기 고정부(10)로부터 회동 가능하도록 설치된다. 예를 들면 상기 본체(200)의 하부축은 상기 고정부(10)의 상부축과 베어링 구조로 결합되어 있을 수 있으며, 본체(200)의 외측면 어느 일 부위에는 본체(200)의 길이 방향으로부터 수직 방향으로 고정날개(210)가 결합됨에 따라 풍향에 상응하도록 상기 본체(200)를 회동시켜 위치를 고정하게 된다. 즉, 상기 고정날개(210)는 바람이 불어오는 방향에서 바람이 불어오는 반대 방향으로 본체(200)를 이동시키고, 바람이 불어오는 반대 방향에서 상기 본체(200)의 위치를 유지하여 상기 본체(200)를 고정시키게 된다. 이때 상기 본체(200)의 위치는 상기 고정날개(210)에 의해 결정됨으로 풍향에 따라 변동될 수 있음은 당연하다.
또한 상기 본체(200)는 도 1에 도시된 바와 같이 원통 형상으로 상기 고정부(10)의 외경보다 상대적으로 큰 외경을 갖도록 구성되며 고정부(10)의 상부 일부분을 감싸도록 구성되어 빗물로부터 상기 고정부(10)의 상부 공간을 보호할 수 있도록 한다. 또한, 상기 본체(200) 내부에는 소정의 공간(201)이 마련되는데 이 공간(201)에 상기 회전수단(220)이 설치되며, 상부면은 개방되도록 구성되어 내부의 공간(201)이 노출되어 있다.
상기 회전수단(220)은 상기 본체(200)의 중앙에 설치되는 회전축(221)과 상기 회전축(221)에 방사형으로 결합되는 복수의 연결프레임(222) 및 각 연결프레임(222)의 일단에 결합되는 회전날개(223)로 구성된다.
구체적으로, 상기 회전축(221)은 상기 본체(200)의 공간(201) 내 중앙에 설치되는데 그 일부가 상기 본체(200)의 상부측으로 노출되어 있으며, 상기 본체(200)와 별도로 회동 가능하도록 구성되어 있다. 이러한 회전축(221)은 하기에서 설명할 연결프레임(222)과 회전날개(223)에 의해 회동되어 실질적으로 상기 발전수단(30)으로 회전력을 제공하게 되어 발전이 이루어지는바, 바람직하게는 회전축(221)의 하부측에는 상기 발전수단(30)과 작용하여 발전이 이루어질 수 있도록 소정의 발전 장치(미도시)가 결합되어 있다.
상기 연결프레임(222)은 복수로 구성되어 상기 회전축(221)의 외측면을 따라 방사형으로 결합되는데, 상기 회전(221)과 직각을 이루도록 되어 있고 일단이 상기 본체(200)의 외측까지 연장되어 있다. 이때 상기 각 연결프레임(222)의 타단은 상기 회전축(221)의 외측면에 베어링 구조로 결합됨으로써 각기 회동 가능하게 구성된다.
상기 회전날개(223)는 상기 본체(200)의 외측으로 연장되는 상기 연결프레임(222)의 일단에 결합되어 있다.
여기서 본 발명에 따른 상기 회전날개(223)는 도 1 내지 도 3a에 도시된 바와 같이 평판 형상으로 구성되어 풍력에 작용하게 된다. 또한, 상기 회전날개(223)는 회전 효율을 향상시킬 수 있도록 경량으로 제작될 수 있는바, 예를 들면, 두께가 얇은 금속판이나 합성수지재 등으로 구성될 수 있다.
특히, 상기 연결프레임(222)에 결합되는 상기 회전날개(223)는 풍력에 의해 상기 회전축(221)을 회동시키게 되는데, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 바람이 불어오는 방향에 관계없이 상기 회전축(221)을 효율적으로 회동시키도록 평판의 일측면 및 타측면의 각 양단부가 내측으로 굽어지는 굴곡부(224)가 형성되어 있다. 또한 상기 연결프레임(222)이 상기 회전축(221)으로부터 별도로 회동 가능하기 때문에 상기 회전날개(223)의 평판은 상기 회전축(221)으로부터 수직 또는 수평 방향으로 각도가 전환될 수 있도록 구성되어 있다.
상술한 바와 같이 상기 회전날개(223)는 회전축(221)으로부터 수직 또는 수평 방향으로 전환될 수 있는데, 이하에서 설명할 방향전환스틱(230)과 방향전환레일(240)에 의해 풍향에 따라 회전날개(223)의 각도가 전환되고 그 각도를 유지할 수 있다.
구체적으로, 도 2의 평면도 및 도 3a에 도시된 바와 같이 상기 방향전환스틱(230)은 상기 본체(200)의 내측에서 상기 각 연결프레임(222)에 일 부위에 수직 또는 수평 방향으로 결합되는 제1스틱(231) 및 상기 제1스틱(231)과 직교되면서 소정의 이격 거리를 갖도록 각 연결프레임(222)에 결합되는 제2스틱(232)으로 구성된다.
또한, 상기 방향전환레일(240)은 상기 제1스틱(231)을 회전시켜 상기 회전날개(223)를 수직 방향으로 회동시키며 회동된 각도가 유지되도록 상기 본체(200)의 내측면의 반주가 내측으로 돌출 형성되고 상기 회전축(221)과 결합된 연결프레임(222)이 회동될 때 제1스틱(231)이 접하도록 구성되는 제1레일(241) 및 상기 제2스틱(232)을 회전시켜 상기 회전날개(223)를 수평 방향으로 회동시키며 회동된 각도가 유지되도록 상기 본체(200)의 공간에서 상기 제1레일(241)이 시작되는 일측부로부터 제1레일(241)이 끝나는 타측부까지 형성되되 상기 제1레일(241)보다 내측으로 배치되어 상기 제2스틱(232)과 접하도록 구성되는 제2레일(242)로 구성되어 있다.
이때 상기 제1레일(241) 및 제2레일(242)의 양단부는 도 3b에 도시된 바와 같이 하향으로 일정 각도만큼 기울어지도록 형성되어 있어 상기 제1스틱(231) 및 제2스틱(232)의 안정적인 방향 전환이 이루어지도록 하는 것이 타당하다.
도 3a를 참조하여 본 발명에 따른 풍력 발전 장치의 작동 상태를 살펴보면, 먼저 본체(200)는 고정날개(210)에 의해 바람이 불어오는 방향에 따라 고정부(10)의 상부에서 풍향에 따른 정지 위치 즉, 바람이 불어오는 반대 방향까지 회동되어 그 위치를 유지하게 된다.
이와 동시에 상기 회전날개(223)로 풍력이 작용함에 따라 상기 회전날개(223) 및 연결프레임(222)이 결합된 회전축(221)은 회동하게 되는데 바람이 불어오는 측의 회전날개(223)는, 해당 연결프레임(222)의 제1스틱(231)이 본체(200) 내측면에 형성된 제1레일(241)과 접하게 되면서 수직 방향으로 전환이 이루어지고 제1레일(241)이 끝나는 지점까지 수직 방향을 유지하게 된다.
또한 상기 회전축(221)은 상기 회전날개(223) 및 연결프레임(222)에 의해 바람의 불어오는 반대측으로 회동되는데, 이 지점에서는 해당 연결프레임(222)의 제2스틱(232)이 상기 제1레일(241)의 내측에 위치하는 제2레일(242)과 접하게 되면서 해당 회전날개(223)는 수평 방향으로의 전환이 이루어지게 되고 제2레일(242)이 끝나는 지점까지 수평 방향을 유지하게 된다.
각 회전날개(223)는 상술한 작동 상태가 연속적으로 이루어져 바람이 불어오는 지점에는 수직 방향을 유지하게 되며, 반대 지점에서는 수평 방향으로 유지하게 됨으로써 공기 저항을 최소화하여 회전 효율을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.
여기서 상기 회전축(221)에 방사형으로 결합되는 연결프레임(222)과 그 일단에 결합되는 회전날개(223)의 갯수는 도 1 내지 도 3a에서 4개로 도시되고 있지만, 본 발명이 상기 연결프레임(222) 및 회전날개(223)의 갯수에 한정되는 것은 아니며 풍력 발전 장치의 규모에 따른 전력 생산량 등을 고려하여 선택적으로 증가될 수 있으며, 증가된 연결프레임(222)과 회전날개(223)의 작동 상태는 상술한 바와 동일하게 이루어질 수 있음은 당연하다.
한편 회동되는 상기 연결프레임(222)의 수평을 유지하여 상기 회전축(221)을 본체(200) 상에서 안정적으로 회동시키기 위해 본 발명에 따른 풍력 발전 장치는, 본체(200) 상부에 가이드레일(260)이 형성되며, 상기 각 연결프레임(222)은 상기 가이드레일(260)과 접하는 롤러(250)가 결합되어 있다. 구체적으로 상기 롤러(250)는 도 1에 도시된 바와 같이 상기 본체(200)의 외측에서 상기 각 연결프레임(222)의 일 부위에 결합되며, 상기 가이드레일(260)은 상기 롤러(250)가 접하도록 상기 본체(200)의 상부 외측면을 따라 돌출 형성되어 있다.
뿐만 아니라, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 본 발명은 이탈방지수단(270)을 더 포함하여 상기 회전수단(220)이 풍력에 의해 정위치를 이탈하는 것을 방지할 수 있게 된다.
상기 이탈방지수단(270)은 도 4에 도시된 바와 같이 회전링(271), 고정레일(272), 고정롤러(273) 및 이탈방지부재(274)로 구성되어 있다.
상기 회전링(271)은 상기 가이드레일(260)의 하부에서 상기 본체(200)의 외측면을 둘러싸도록 배치되는데, 본체(200)의 외측면과 일정한 이격 거리를 갖도록 구성되어 본체(200)의 외측면 상에서 회동될 수 있게 된다.
상기 고정레일(272)은 상기 회전링(271)의 하부에서 상기 본체(200)의 외측면을 따라 돌출 형성되어 있다. 또한, 고정롤러(273)는 복수로 이루어져 상기 회전링(271)에 일정한 간격을 두고 결합되어 있으며 상기 가이드레일(260)과 고정레일(272) 사이에 배치되어 상기 회전링(271)이 고정레일(272) 상부에서 안정적으로 회동될 수 있게 한다.
상기 이탈방지부재(274)는 그 일측이 상기 각 연결프레임(222)에 결합되는데 상기 연결프레임(222)이 상기 회전축(221)으로부터 회동 가능하도록 결합되고, 타측은 상기 회전링(271)의 측면에 결합되어 있다.
이로써 상기 이탈방지수단(270)은 회동되는 회전축(221) 및 연결프레임(222)과 함께 회동되면서 상기 연결프레임(222)의 이탈을 방지함으로써 상기 회전축(221)이 안정적으로 회동될 수 있게 된다.
본 발명의 풍력 발전 장치의 미작동시에는 상기 회전부(20)를 상기 고정부(20)와 결합시켜 회전부(20)의 회동을 정지시킬 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이 상기 고정부(10)의 상부와 상기 회전부(20)의 본체(200) 하부는 각기 그 외측면을 따라 복수로 구성되는 결합플렌지(280)가 서로 대향하도록 결합되어 있다. 상기 결합플렌지(280)는 관통공(281)이 형성되어 있어 대향하는 양 결합플렌지(280)의 관통공(281)을 이용하여 볼트 또는 핀을 통해 결합시키게 됨으로써 상기 회전부(20)를 고정하게 되는 것이다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 상기 본체(200)의 공간 내부에 설치되어 상기 방향전환레일(240)의 제1레일(241)을 승강시키는 승강수단(290)과 상기 승강수단(290)을 제어하기 위한 제어부(미도시)를 포함하여 태풍이나 강풍에도 회전수단(220)의 속도 조절이 가능해질 수 있게 된다.
먼저 상기 제어부는 상기 승강수단(290)과 연결되어 있고 승강 조작을 위한 복수의 스위치를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 승강수단(290)은 공지기술에 따라 다양하게 구현될 수 있는데, 그 일 예로 도 6에 도시된 바와 같이 모터(291)와 승강판(292)과 승강볼트(293) 및 지지축(294)으로 구성될 수 있다.
상기 모터(291)는 상기 본체(200)의 공간 내부에 설치되고 상기 제어부의 제어에 의해 동력을 제공하게 되는데, 상기 동력은 정방향 또는 역방향으로 회전되는 회전력이 될 수 있다.
상기 승강판(292)은 상기 제1레일(241)의 측면에 결합되는데 적어도 일 부위에는 복수의 승강너트(292a)가 결합되어 있다. 상기 승강너트(292a)는 홀의 내주면에 나사산이 형성되는 통상의 너트이다. 상기 승강볼트(293)는 상기 승강너트(292a)에 수직방향으로 결합되며 상기 모터(291)의 동력을 통해 회전되어 상기 제1레일(241)을 상승 또는 하강시키게 된다.
또한, 지지축(294)은 상기 본체(200)의 내부에 배치되는데 상기 제1레일(241)의 적어도 일 부위를 수직 방향으로 관통하여, 승강되는 상기 제1레일(241)을 지지하게 된다.
상술한 승강수단(290)의 구성에 따르면 상기 제어부의 조작 신호에 따라 모터(291)가 정방향 또는 역방향으로 작동되어 승강볼트(293)는 회전하게 된다. 상기 제1레일(241)의 측면에 결합된 승강판(292)의 승강너트(292a)는 상기 승강볼트(293)가 모터(291)에 의해 회전됨에 따라 상승 또는 하강하게 되며 이와 결합된 상기 제1레일(241)도 함께 승강하게 되는 것이다.
따라서, 방향전환레일(240)이 승강하게 되어 이와 접하여 수직 또는 수평 방향으로 전환되는 상기 방향전환스틱(230)의 각도를 조절할 수 있게 된다.
즉, 상기 방향전환레일(240)의 제1레일(241)을 하강시키게 되면 이와 접하게 되는 방향전환스틱(230)의 제1스틱(231)은 완벽하게 수직 방향으로 각도가 전환되지 않게 되어 결과적으로 연결프레임(222)을 따라 회동되는 회전날개(223) 역시 수직 방향을 유지하지 못하게 되고 일정 각도로 기울어진체 풍력을 받게 된다.
이는 태풍이나 강풍 시 풍력을 직접적으로 받게 되는 회전날개(223)의 기울기를 조절하여 회전축(221)의 회전 속도 제어할 수 있도록 하기 위함이다.
한편, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 회전축(231)은 개방된 상기 본체(200)의 공간을 보호할 수 있도록 보호덮개(225)가 구비될 수 있다.
상기 보호덮개(225)는 상기 회전축(221)의 상부에 결합 및 분리 가능하도록 구성되는데 일 예로, 상기 회전축(221)의 상부와 보호덮개(225)의 하부에는 그 외측면을 따라 결합공(225b)가 형성된 결합부(225a)가 돌출 형성되고, 상기 결합부(225a)의 결합공(225b)를 통해 나사 결합시킴으로써 상기 보호덮개(225)는 상기 회전축(221)의 상부로부터 결합 및 분리될 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
10 : 고정부 20 : 회전부
30 : 발전수단
200 : 본체 210 : 고정날개
220 : 회전수단 230 : 방향전환스틱
240 : 방향전환레일 250 : 롤러
260 : 가이드레일 270 : 이탈방지수단
280 : 결합플렌지 290 : 승강수단
300 : 제어부

Claims (8)

  1. 지면에 고정 설치되는 고정부 및 원통 형상으로 상기 고정부의 상부에 결합되며 풍력에 의해 회동되도록 구성되는 회전부 및 상기 회전부로부터 회전력을 전달받아 발전하는 발전수단을 포함하는 풍력 발전 장치에 있어서,
    상기 회전부는,
    상기 고정부로부터 회동되고 내부에는 소정의 공간이 마련되며 상부가 개방되는 본체와;
    상기 본체의 외측면에 수직 방향으로 결합되고 풍향에 따라 상기 본체를 회동시켜 위치를 고정하는 고정날개와;
    상기 본체의 공간 중앙에 회동되도록 설치되는 회전축, 상기 회전축의 외측면을 따라 회전축과 직각을 이루도록 방사형으로 결합되고 일단이 상기 본체의 외측까지 연장되며 상기 회전축의 외측면으로부터 각기 회동되도록 구성되는 복수의 연결프레임 및 각 연결프레임의 일단에 결합되는 회전날개로 구성되는 회전수단과;
    상기 본체(200)의 내측에서 상기 각 연결프레임에 일 부위에 수직 또는 수평 방향으로 결합되는 제1스틱 및 상기 제1스틱과 직교되며 소정의 이격 거리를 갖도록 상기 각 연결프레임에 결합되는 제2스틱으로 구성되는 방향전환스틱과;
    상기 제1스틱을 회전시켜 상기 회전날개를 수직으로 유지하기 위해 상기 본체의 내측면의 반주가 내측으로 돌출 형성되는 제1레일 및 상기 제2스틱을 회전시켜 상기 회전날개를 수평으로 유지하기 위해 상기 제1레일의 일측부로부터 시작되어 타측부까지 형성되되 상기 제1레일보다 내측에 배치되는 제2레일로 구성되는 방향전환레일과;
    상기 본체의 외측에서 상기 각 연결프레임의 일 부위에 결합되는 롤러; 및
    상기 롤러가 접하도록 상기 본체의 상부 외측면을 따라 돌출 형성되어 회동되는 연결프레임의 수평을 유지하는 가이드레일을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 회전 효율을 향상시킨 풍력 발전 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 가이드레일의 하부에서 상기 본체의 외측면을 둘러싸도록 배치되는 회전링과 상기 회전링의 하부에서 상기 본체의 외측면을 따라 돌출 형성되는 고정레일과 상기 회전링에 결합되고 상기 가이드 레일과 고정레일 사이에 배치되는 복수의 고정롤러 및 상기 각 연결프레임이 회동되도록 일측이 결합되고 타측이 상기 회전링의 측면에 결합되는 이탈방지부재로 구성되는 이탈방지수단을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 회전 효율을 향상시킨 풍력 발전 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 고정부 상부 및 상기 회전부의 본체 하부에는 각기 그 외측면을 따라 관통공이 형성된 복수의 결합플렌지 서로 대향하도록 결합되며, 대향하는 양 결합플렌지를 결합하여 상기 회전부를 고정시키는 것을 특징으로 하는 회전 효율을 향상시킨 풍력 발전 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 본체의 공간 내부에 설치되어 상기 방향전환레일의 제1레일을 승강시키는 승강수단 및
    상기 승강수단을 제어하기 위한 제어부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 회전 효율을 향상시킨 풍력 발전 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 승강수단은,
    상기 본체의 공간 내부에 설치되어 상기 제어부의 제어에 의해 동력을 제공하는 모터와 상기 제1레일의 측면에 결합되고 복수의 승강너트가 형성된 승강판과 상기 각 승강너트에 수직방향으로 결합되며 상기 모터의 동력을 통해 회전되어 상기 제1레일을 상승 또는 하강시키는 복수의 승강볼트 및 상기 승강판의 적어도 일부위를 수직 방향으로 관통하여 승강하는 상기 제1레일을 지지하는 복수의 지지축으로 구성되는 것을 특징으로 하는 회전 효율을 향상시킨 풍력 발전 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 회전수단의 회전날개는
    평판 형상으로 일측면과 타측면의 양단부가 내측으로 굽어지는 굴곡부가 형성되는 것을 특징으로 하는 회전 효율을 향상시킨 풍력 발전 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 회전수단의 회전축은
    그 상부에 결합 및 분리 가능하도록 구성되는 보호덮개를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 효율을 향상시킨 풍력 발전 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제1레일 및 제2레일은
    그 양단부가 하향으로 기울어지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 회전 효율을 향상시킨 풍력 발전 장치.
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