KR101194836B1 - 풍력 에너지를 이용한 발전 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 풍력 에너지로부터 전력을 생산하는 발전 장치는, 풍력 에너지를 기계적 회전력 출력으로 변환할 수 있도록 기부(3)에 대해 회전 가능한 블레이드 장치(6)를 포함하고, 상기 블레이드 장치(6)는, 직립 블레이드(62)와 연결되며 기계적 회전력 출력을 전력으로 변환시키기 위해 기부(3) 내의 발전기(4)에 결합된 직립 로드(61)를 구비한다. 각 블레이드(62)는 이것의 제1 측면(621)으로부터 세로로 연장되며 서로 이격된 바람 수집 리브(623)들을 구비하고, 이에 의해 임의의 2개의 인접한 바람 수집 리브(623)들 사이에 바람 수집 공간(620)이 구획되어 형성된다. 바람 수집 유닛(5)은, 상기 기부(3)에 장착되며 상기 블레이드 장치(6) 둘레에 등각도 간격으로 배치된 직립판(51)들을 포함한다. 임의의 2개의 인접한 직립판(51)들은 이들 사이에 내향으로 수렴하는 바람 안내 채널(53)을 형성한다. 상기 직립판(51)들은, 바람이 직립판(241)들에 의해서 안내되어서 상기 바람 안내 채널(240)을 거쳐서 블레이드(231)의 제1 측면(2311) 상으로 송풍될 수 있도록 한 비평탄형으로 형성된다.

Description

풍력 에너지를 이용한 발전 장치{APPARATUS FOR GENERATING ELECTRIC POWER USING WIND ENERGY}
본 발명은 풍력 에너지로 전력을 생산하는 발전 장치에 관한 것이다.
종래의 풍력 에너지로 전력을 생산하는 발전 장치는 풍차와 발전기를 포함한다. 풍차는 지지면에 고정되게 장착된 직립 지주와, 다수의 블레이드를 구비한 풍력 임펠러를 포함한다. 풍차는 풍력 에너지를 기계적 회전력 출력으로 변환한다. 발전기는 풍차에 결합되어서 기계적 회전력을 전력으로 변환시킨다.
종래의 장치(1)에 있어서의 결점들 중 일부 결점은 다음과 같다.
1. 풍차의 지주의 높이는 약 70미터이고 풍차의 풍력 임펠러의 각 블레이드의 길이는 약 35미터이므로, 비교적 큰 공간이 필요하다. 따라서, 종래의 장치는 인구 밀집 지역에서 먼 곳에 위치되어야 하고, 그래서 실행에 있어서 불편이 따른다.
2. 종래 장치의 배열로는 바람의 방향이 여러 방향을 취하는 지역에서는 안정적인 전기 생산을 보장할 수 없다.
이와 같은 종래 장치에서의 단점들을 극복하기 위해, 대만 특허 M338278호에 개시되고 도 1에 도시된 바와 같이 풍력 에너지로부터 전력을 생산하는 또 다른 종래의 장치(2)가 제안된 바 있다. 상기 종래의 장치(2)는 직립 로드(232)에 바로 고정되게 연결된 직립 블레이드(231)를 구비하는 블레이드 유닛(23)을 포함하고, 상기 직립 로드는, 상기 블레이드 유닛(23)이 기부(21)에 대해 회전해서 풍력 에너지를 기계적 회전력 출력으로 변환시킬 수 있도록 기부(21)에 선회 가능하게 배치된 하단부를 구비하고, 상기 하단부는 또한 기계적 회전력 출력을 전력으로 변환시킬 수 있게 하기 위해 상기 기부(21)의 발전기(22)에 결합된다. 각 블레이드(231)는 서로 대향된 제1 측면(2311)과 제2 측면(2312)을 구비한다. 각 블레이드(231)의 상기 제1 측면(2311)은 인접한 블레이드(231)의 제2 측면(2312)과 대면한다. 바람 수집 유닛(24)은, 기부(21) 상에 등각도 간격으로 고정되며 블레이드 유닛(23) 둘레에 배치된 다수의 직립판(241)들을 포함한다. 임의의 2개의 인접하는 직립판(241)들은 그들 사이에 안쪽으로 수렴하는 바람 안내 채널(240)을 형성한다(도 3 참조). 상기 직립판(241)들은, 바람이 직립판(241)들에 의해 안내되어서 상기 바람 안내 채널(240)을 거쳐서 블레이드(231)의 제1 측면(2311) 상으로 송풍될 수 있도록 한 비평탄평으로 형성된다.
바람 수집 유닛(24)이 있음으로 인해, 각기 다른 방향에서 불어오는 바람이 직립판(241)들에 의해 안내되어서 상기 바람 안내 채널(24)을 거쳐서 블레이드 유닛(23)의 블레이드(231)들의 제1 측면(2311)으로 송풍될 수 있게 된다. 따라서, 상기 종래의 장치(2)는 바람 방향이 변하는 경우라 해도 전력을 안정되게 생산한다.
따라서, 전력 생산이 안정되고 전력 생산 효율이 향상된, 풍력 에너지를 이용하여 전력을 생산하는 장치를 설계하는 것이 요망되고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 안정된 전력 생산 효율을 향상시킬 수 있는, 풍력 에너지를 이용하여 전력을 생산하는 발전 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 풍력 에너지로부터 전력을 생산하는 다음과 같은 발전 장치가 제공된다. 본 발명의 발전 장치는,
기부와, 블레이드 장치와, 발전기와, 바람 수집 유닛을 포함하고;
블레이드 장치는, 기부 안에 선회 가능하게 배치된 하단부와 상단부를 구비하고 피벗축을 따라서 세로로 연장된 직립 로드와, 상기 직립 로드에 고정되게 바로 연결된 다수의 직립 블레이드들을 구비한 적어도 하나의 블레이드 유닛을 포함하고, 이로써 상기 블레이드 장치가 피벗축을 중심으로 해서 기부에 대해서 회전가능하게 되어 풍력 에너지를 기계적 회전력 출력으로 변환시킬 수 있고; 상기 블레이드 유닛의 각 블레이드는 서로 대향된 제1 측면 및 제2 측면과, 상기 제1 측면으로부터 세로로 연장되는 다수의 제1 바람 수집 리브들로서, 제1 바람 수집 리브들 중에서 임의의 2개의 인접하는 제1 바람 수집 리브들 사이에 바람 수집 공간이 형성될 수 있게 서로가 이격되어 있으며 상기 제1 측면을 향해서 점차 증가하는 두께를 갖는 다수의 제1 바람 수집 리브들을 구비하고; 블레이드 유닛의 블레이드들 각각의 상기 제1 측면은 인접하는 블레이드의 제2 측면과 대면하고;
상기 발전기는 기부에 배치되고 블레이드 장치의 직립 로드의 하단부에 결합되어 기계적 회전력 출력을 전력으로 변환시키고;
상기 바람 수집 유닛은 기부에 장착되며, 블레이드 장치 둘레에 등각도 간격으로 배치된 다수의 직립판들을 포함하고; 상기 직립판들 중 임의의 인접하는 두 직립판들은 그들 사이에 내향으로 수렴하는 안내 채널을 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 바람 수집 유닛의 직립판들은, 바람이 바람 수집 유닛의 직립판들에 의해 안내되어서 상기 바람 수집 유닛 내에서 상기 바람 안내 채널을 거쳐서 블레이드 장치의 블레이드 유닛의 블레이드들의 제1 측면으로 송풍될 수 있도록 한 비평탄형으로 형성된다.
본 발명에 따른 풍력 에너지를 이용하여 전력을 생산하는 발전 장치에 의하면, 전력 생산이 안정적이며 전력 생산 효율이 향상된다.
본 발명의 다른 특징들과 이점들은 다음과 같은 첨부 도면을 참조하면서 양호한 실시예를 설명한 이하의 설명에서 명백해질 것이다.
도 1은 풍력 에너지를 이용하여 전력을 생산하는 종래의 장치를 도시하는 부분 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 종래의 장치를 도시하는 개략적인 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 종래의 장치를 상부 벽을 제거하여 도시한 개략적인 평면도이다.
도 4는 풍력 에너지를 이용하여 전력을 생산하는 본 발명에 따른 장치의 제1 양호한 실시예를 도시하는 부분 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제1 양호한 실시예를 도시하는 개략적인 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제1 양호한 실시예를 상부 벽을 제거하여 도시한 개략적인 평면도이다.
도 7은 본 발명의 제1 양호한 실시예의 제어 유닛과 구동 유닛을 보이는 개략적인 회로 블록도이다.
도 8은 사용 상태에 있는 본 발명의 제1 양호한 실시예를 상부 벽을 제거하여 도시한 개략적인 평면도이다.
도 9는 또 다른 사용 상태에 있는 본 발명의 제1 양호한 실시예를 상부 벽을 제거하여 도시한 개략적인 평면도이다.
도 10은 본 발명의 제1 양호한 실시예의 블레이드 장치의 변형례를 보이는 부분 절단 사시도이다.
도 11은 풍력 에너지를 이용하여 전력을 생산하는 본 발명에 따른 장치의 제2 양호한 실시예를 도시하는 부분 분해 사시도이다.
도 12는 풍력 에너지를 이용하여 전력을 생산하는 본 발명에 따른 장치의 제3 양호한 실시예의 블레이드 장치를 보이는 사시도이다.
도 13은 본 발명의 제3 양호한 실시예의 블레이드 장치를 도시하는 개략적인 일부 단면도이다.
도 14는 풍력 에너지를 이용하여 전력을 생산하는 본 발명에 따른 장치의 제4 양호한 실시예를 보이는 사시도이다.
도 15는 본 발명의 제4 양호한 실시예를 상부 벽을 제거하여 부분적으로는 단면을 도시하는 개략적인 평면도이다.
도 16은 본 발명의 제4 양호한 실시예를 도시하는 개략적인 단면도이다.
본 발명을 상세히 설명하기에 앞서, 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호로 나타낸 것들은 유사한 부재들이라는 점을 밝힌다.
도 4 내지 도 7을 참조하면, 풍력 에너지를 이용하여 전력을 생산하는 본 발명에 따른 장치의 제1 양호한 실시예에는 기부(3), 블레이드 장치(6), 발전기(6), 바람 수집 유닛(5), 다수의 구동 유닛(8), 하나의 제어 유닛(7)이 구비된 것으로 도시되어 있다.
이 실시예에서, 기부(3)에는 원형의 기부 몸체(30), 기부 몸체(30)의 상측에서 상향으로 연장되는 장착 튜브(31), 상기 장착 튜브(31)에 배치된 베어링(32)이 포함된다.
블레이드 장치(6)에는, 장착 튜브(31)를 관통해서 기부 몸체(30) 안으로 연장되며 기부(3) 안에 선회 가능하게 배치된 하단부(612)를 구비하고 피벗축(X)을 따라서 세로로 연장된 직립 로드(61)와, 상기 직립 로드에 고정되게 바로 연결된 다수의 직립 블레이드(62)들을 구비한 블레이드 유닛이 포함되고, 이로써 상기 블레이드 장치(61)가 피벗축(X)을 중심으로 해서 기부(3)에 대해서 회전가능하게 되어 풍력 에너지를 기계적 회전력 출력으로 변환시킬 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이 직립 로드(61)의 하단부(612)와 기부(3)의 장착 튜브(31)의 환형 내면(311) 사이에는 베어링(32)이 배치된다. 각 블레이드(62)는 서로 대향된 제1 측면(621) 및 제2 측면(622)과, 상기 제1 측면(621)으로부터 세로로 연장되는 다수의 제1 바람 수집 리브(623)들로서, 임의의 2개의 인접하는 제1 바람 수집 리브(623)들 사이에 바람 수집 공간(620)이 형성될 수 있게 서로가 이격되어 있으며 상기 제1 측면(621)을 향해서 점차 증가하는 두께를 갖는 다수의 제1 바람 수집 리브(623)들을 구비한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 각 블레이드(62)의 상기 제1 측면(621)은 인접하는 블레이드(62)의 제2 측면(622)과 대면한다.
도 10은 블레이드 장치(6)의 변형례를 도시하는 것으로, 여기서 블레이드 유닛의 각 블레이드(62)는, 제1 측면(621)으로부터 수평으로 연장되며 서로가 이격되어 있고 제1 바람 수집 리브(623)들과 교차하는 다수의 제2 바람 수집 리브(624)들을 추가로 구비한다.
상기 발전기(4)는 기부(3)의 기부 몸체(30)에 배치되고 블레이드 장치(6)의 직립 로드(61)의 하단부(612)에 결합되어 기계적 회전력 출력을 전력으로 변환시킨다.
상기 바람 수집 유닛(5)은 기부(3)에 장착되며, 본 실시예에서는 도 5에 도시된 바와 같이 다수의 직립판(51)과, 다수의 보조 직립판(52)과, 상부 벽(53)과, 베어링(54)을 포함한다. 직립판(51)은 블레이드 장치(6) 둘레에 등각도 간격으로 배치되고, 본 실시예에서는 기부(3)의 기부 몸체(30)에 고정되게 연결된 바닥 단부들을 구비한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 직립판(51)들 중 임의의 인접하는 두 직립판들은 그들 사이에 내향으로 수렴하는 안내 채널(50)을 형성한다. 상기 직립판(51)들은, 그 직립판(51)들에 의해서 바람이 안내되어서 상기 바람 안내 채널(50)을 거쳐서 블레이드 장치(6)의 블레이드 유닛의 블레이드(62)들의 제1 측면(621)으로 송풍될 수 있도록 한 비평탄형으로 형성된다. 직립판(51) 각각은, 블레이드 장치(61)에 인접하며 비반경 방향으로 연장하는 제1 단부 부분(511)과, 상기 제1 단부 부분(511)의 반대측의 제2 단부 부분(512)을 구비하고, 상기 제1 단부 부분(511)과 상기 제2 단부 부분(512) 사이에 둔각(θ)이 형성되게 굽혀진다. 상기 둔각(θ)은 135° 내지 165°의 범위이다. 직립판(51) 각각의 제1 단부 부분(511)의 두께는 블레이드 장치(6)를 향하여 점차 감소한다. 본 실시예에서, 상기 직립판(51) 각각의 제1 단부 부분(511)은 서로 대향된 제1 표면(5111)과 제2 표면(5112)을 구비한다. 상기 직립판(51)들 각각에는 보조 직립판(52)이 이동 가능하게 배치된다. 각 보조 직립판(52)은 그에 대응한 직립판(51)에 대해서 후퇴 위치와 연장 위치 사이에서 이동할 수 있다. 그 결과, 임의의 두 보조 직립판(52)들이 연장 위치에 있게 될 때에, 그 보조 직립판들에 대응하는 인접하는 직립판(51)들 사이에 바람 수집 채널(50)이 형성된다. 상부 벽(53)은 직립판(51)의 상단부에 설치되고, 위치 결정 홈(532)이 형성된 바닥면을 구비하는데, 상기 위치 결정 홈은 블레이드 장치(6)의 직립 로드(61)의 상단부(611)가 그 안으로 연장되게 허용하는 것으로서, 상부 벽(53)의 환형 내면(533)에 의해 구획되어 형성된다. 상부 벽(53)의 환형 내면(533)과 블레이드 장치(6)의 직립 로드(61)의 상단부(611)의 환형 외면 사이에는 베어링(54)이 배치된다.
구동 유닛(8)들이 바람 수집 유닛(5)의 보조 직립판(52)들을 각각 구동하여서 후퇴 위치와 연장 위치 사이에서 움직이게 한다. 본 실시예에서는 도 5에 도시된 바와 같이, 각 구동 유닛(8)은 일례로 유압 실린더와 같은 다수의 유체 실린더를 구비한다. 각 구동 유닛(81)용의 유체 실린더(81)는 그 각각의 직립판(51)에 고정되게 장착된 실린더 본체(811)와, 상기 실린더 본체(811)에 이동 가능하게 결합되며 대응하는 보조 직립판(52)에 연결된 피스톤 로드(812)를 구비한다.
제어 유닛(7)은 구동 유닛(8)에 연결되며, 대기 중의 바람에 응하여 구동 유닛(8)들 각각의 작동을 제어하도록 작동 가능하다. 일례로, 대기 중의 바람이 도 8에 화살표 일점 쇄선으로 나타낸 바와 같이 남서쪽에서 불어오는 경우, 제어 유닛(7)의 제어에 의한 구동 유닛(8)의 작동을 통해서, 그 바람에 대응하는 4개의 보조 직립판(52)들은 연장 위치에 있게 되고 나머지 보조 직립판(52)들은 후퇴 위치에 있게 된다. 다른 예를 들어보면, 대기 중의 바람이 도 9에 화살표 일점 쇄선으로 나타낸 바와 같이 북동쪽에서 불어오는 경우, 제어 유닛(7)의 제어에 의한 구동 유닛(8)의 작동을 통해서, 그 바람에 대응하는 4개의 보조 직립판(52)들은 연장 위치에 있게 되고 나머지 보조 직립판(52)들은 후퇴 위치에 있게 된다.
정리하면, 바람 수집 유닛(5)에 직립판(51)과 보조 직립판(52)이 있고 각 블레이드(62)에 바람 수집 리브(623)들이 있음으로 인해, 각기 다른 방향에서 불어오는 바람이, 연장된 바람 안내 채널(50)을 거쳐서 블레이드 장치(6)의 블레이드(62)들의 제1 측면으로 송풍될 수 있도록, 직립판(51)에 의해 안내될 수 있고, 이에 의해 풍향이 바뀌는 경우에도 안정된 전기 생산 효율을 향상시킬 수 있게 된다.
도 11은 풍력 에너지를 이용하여 전력을 생산하는 본 발명에 따른 장치의 제2 양호한 실시예를 도시하는 것으로, 이는 제1 양호한 실시예를 변경한 것이다. 제1 양호한 실시예와 비교해 보면, 블레이드 장치(6)는 피벗축(X)에 정렬된 다수의 블레이드 유닛들을 포함한다. 각 블레이드 유닛의 블레이드(62)들은 등각도 간격으로 배치된다. 블레이드 유닛의 블레이드(62)들은 서로 다른 각도로 되어 있다.
또한, 바람 수집 유닛(5)은 다수의 연결 유닛(54)도 추가로 포함하는데, 상기 연결 유닛 각각은, 이 각각에 대응하는 2개의 인접한 직립판(51)들 사이를 상호 연결시켜서 이에 의해 직립판(51)들의 위치를 견고하게 유지시키는 다수의 연결판(541)들을 포함한다.
도 12 및 도 13은 풍력 에너지를 이용하여 전력을 생산하는 본 발명에 따른 장치(2)의 제3 양호한 실시예에 있어서의 블레이드 장치(6)를 도시하는 것으로, 이는 제1 양호한 실시예를 변경한 것이다. 제1 양호한 실시예와 비교해 보면, 블레이드 장치(6)의 직립 로드(61)가, 상단부(611)와 하단부(612)를 상호 연결시키며 환형 벽(6139)을 구비하는 튜브형 중간부(613)도 추가로 구비하는데, 여기서 상기 환형 벽은 블레이드 유닛의 블레이드(62)들과 연결되며 또한 그 환형 벽에는 다수의 개구(6131)가 형성되어 있다. 또한, 블레이드 장치(6)는, 직립 로드(61)의 중간부(613) 안으로 불어오는 바람을 블레이드 유닛의 블레이드(62)들의 제1 측면(621)을 향해 송풍되게 안내할 수 있도록 하기 위하여 직립 로드(61)의 중간부(613) 안에 배치되는 바람 안내 유닛(63)도 포함한다.
이 실시예에서, 상기 바람 안내 유닛(63)은 축방향 로드(631)와, 제1 바람 안내 판(632) 및 제2 바람 안내 판(633)을 포함한다. 축방향 로드(631)는 피벗축(X)을 따라서 연장되며, 그 양 단부는 직립 로드(61)의 상단부(611) 및 하단부(612)에 각각 선회 가능하게 연결된다. 상기 제1 바람 안내 판(632)과 제2 바람 안내 판(633)은, 본 실시예에서는 도 13에 도시된 바와 같이 제1 바람 안내 판(632)과 제2 바람 안내 판(633) 사이에 둔각이 형성되도록 해서, 축방향 로드(631)로부터 반경 방향으로 연장된다. 제1 바람 안내 판(632)의 폭은 제2 바람 안내 판(633)의 폭보다 크다.
도 14 내지 도 16은 풍력 에너지를 이용하여 전력을 생산하는 본 발명에 따른 장치의 제4 양호한 실시예를 도시하는 것으로, 이는 제1 양호한 실시예를 변경한 것이다. 제1 양호한 실시예와 비교해 보면, 보조 직립판(52)과, 구동 유닛(8)과, 제어 유닛(7)과, 장착 튜브(31)가 필요 없게 구성되었다. 이 실시예에서, 바람 수집 유닛(5)은 직립판(51)과, 연결 착좌부(55)와, 제1 베어링(561)과, 바람 수집 커버(57)와, 제2 베어링(562)과, 제3 베어링(563)을 포함한다.
상기 연결 착좌부(55)는, 도 16에 잘 도시되어 있는 바와 같이, 블레이드 장치(6)의 직립 로드(61)의 하단부(612)가 관통하여 연장할 수 있게 허용하며 기부(3)에 고정되게 장착된 튜브 몸체(551)와, 상기 튜브 몸체(551)의 한 단부로부터 반경 방향에서 외향으로 연장되며 직립판(51)의 바닥 단부에 고정되게 연결된 연결 판(552)을 구비한다.
블레이드 장치(6)의 직립 로드(61)의 하단부(612)의 환형 외면과 튜브 몸체(551)의 환형 내면 사이에 제1 베어링(561)이 배치된다.
바람 수집 커버(57)는, 연결 착좌부(55)의 연결판(552)과 직립판(51)과의 조립체 및 블레이드 장치(6)를 덮기 위하여 연결 착좌부(55)의 튜브 몸체(551)에 선회 가능하게 장착되는데, 그 바람 수집 커버(57)가 피벗축(X)을 중심으로 해서 기부(3)에 대해 회전할 수 있게 해서 장착된다. 이 실시예에서, 바람 수집 커버(57)는 바닥 벽, 상부 벽, C형 주변 벽(573), 그리고 2개의 바람 수집 판(58)을 포함한다. 상기 바닥 벽에는 연결 착좌부(55)의 튜브 몸체(551)가 관통하여 연장할 수 있게 한 관통공(5711)이 형성된다. 상기 바닥 벽(571)의 상기 관통공(5711)은 바닥 벽(571)의 환형 내면(5712)에 의해 구획되어 형성된다. 상부 벽(572)에는 블레이드 장치(6)의 직립 로드(61)의 상단부(611)가 안으로 연장되어 올 수 있게 하는 위치 결정 홈(5721)이 형성된다. 상부 벽(572)의 상기 위치 결정 홈(5721)은 환형 내면(5722)에 의해 구획되어 형성된다. 상기 주변 벽(573)은 바닥 벽(571)과 상부 벽(572)의 주변부들 사이에서 연장되고, 바닥 벽(571) 및 상부 벽(572)과 협동하여서 그들 사이에 내부 공간(9)을 형성한다. 주벽 벽(572)의 양 단부는 그들 사이에 바람 입구(91)를 형성하고, 또한 주변 벽에는, 피벗축(X)을 가로지르는 방향(A)에서 바람 입구(91)의 반대측에 있으며 내부 공간(9)과 공간이 연통된 2개의 바람 출구(92)가 형성된다. 바람 수집 판(58)들 각각은 주변 벽(573)의 단부(5731)들로부터 내부 공간(9) 안으로 연장되는데, 그 바람 안내 판(58)들 사이에 내향으로 수렴하는 바람 안내 채널(93)이 형성될 수 있게 연장된다. 실제 사용 시, 바람 수집 커버(57)는 그에 불어오는 바람에 응하여 회전하고, 이에 따라 바람이 바람 입구(91)를 거쳐서 내부 공간(9) 안으로 유동하고 바람 출구(92)를 거쳐서 내부 공간(9) 밖으로 유동할 수 있게 된다. 이 결과, 바람 수집 커버(57)의 방향은, 풍향이 바뀌기 전까지는 바람 입구(91)가 바람을 향하여 맞을 수 있도록 하는 방향으로 유지된다.
제2 베어링(562)이 바람 수집 커버(57)의 바닥 벽(571)의 환형 내면(5712)과 연결 착좌부(55)의 튜브 몸체(551)의 환형 외면 사이에 배치된다.
제3 베어링(563)이 바람 수집 커버(57)의 상부 벽(572)의 환형 내면(5722)과 블레이드 장치(6)의 직립 로드(61)의 상단부(611)의 환형 외면 사이에 배치된다.
이상과 같은 구성에서는, 각기 다른 방향에서 불어오는 대기 중의 바람이, 우선, 바람 안내 채널(93)을 거쳐서 내부 공간(9) 안으로 송풍되도록, 바람 수집 커버(57)의 회전에 의해서 안내될 수 있다. 후속해서, 내부 공간(9) 안의 바람은, 바람 안내 채널(50)을 거쳐서 블레이드 장치(6)의 블레이드(62)들의 제1 측면(621)을 향해 송풍되도록, 바람 안내 채널(93)에 인접하게 배치된 직립판(51)에 의해서 안내된다. 따라서, 본 발명의 장치는 풍향이 바뀌는 경우에도 안정된 전력 생산을 보장한다.

Claims (15)

  1. 풍력 에너지를 이용한 발전 장치로서,
    기부(3)와, 블레이드 장치(6)와, 발전기(4)와, 바람 수집 유닛(5)을 포함하고;
    상기 블레이드 장치(6)는, 기부(3) 안에 선회 가능하게 배치된 하단부(612)와 상단부(611)를 구비하고 피벗축(X)을 따라서 세로로 연장된 직립 로드(61)와, 상기 직립 로드(61)에 고정되게 바로 연결된 다수의 직립 블레이드(62)들을 구비한 적어도 하나의 블레이드 유닛을 포함하고, 이로써 상기 블레이드 장치(6)가 피벗축(X)을 중심으로 해서 기부(3)에 대해서 회전가능하게 되어 풍력 에너지를 기계적 회전력 출력으로 변환시킬 수 있고; 상기 블레이드 유닛의 각 블레이드(62)는 서로 대향된 제1 측면(621) 및 제2 측면(622)과, 상기 제1 측면(621)으로부터 세로로 연장되는 다수의 제1 바람 수집 리브(623)들로서, 제1 바람 수집 리브(623)들 중에서 임의의 2개의 인접하는 제1 바람 수집 리브들 사이에 바람 수집 공간(620)이 형성될 수 있게 서로가 이격되어 있으며 상기 제1 측면(621)을 향해서 점차 증가하는 두께를 갖는 다수의 제1 바람 수집 리브(623)들을 구비하고; 블레이드 유닛의 블레이드(62)들 각각의 상기 제1 측면(621)은 인접하는 블레이드(62)의 제2 측면(622)과 대면하고;
    상기 발전기(4)는 기부(3)에 배치되고 블레이드 장치(6)의 직립 로드(61)의 하단부(612)에 결합되어 기계적 회전력 출력을 전력으로 변환시키고;
    상기 바람 수집 유닛(5)은 기부(3)에 장착되며, 블레이드 장치(6) 둘레에 등각도 간격으로 배치된 다수의 직립판(51)들을 포함하고; 상기 직립판(51)들 중 임의의 인접하는 두 직립판들은 그들 사이에 내향으로 수렴하는 안내 채널을 형성하고;
    상기 바람 수집 유닛(5)의 직립판(51)들은, 바람이 바람 수집 유닛(5)의 직립판(51)들에 의해 안내되어서 상기 바람 수집 유닛(5) 내에서 상기 바람 안내 채널(53)을 거쳐서 블레이드 장치(6)의 블레이드 유닛의 블레이드(62)들의 제1 측면(621)으로 송풍될 수 있도록 한 비평탄형으로 형성되고;
    상기 바람 수집 유닛(5)은, 상기 직립판(51)들에 이동 가능하게 각각 배치된 다수의 보조 직립판(52)도 포함하고, 상기 보조 직립판(52) 각각은 그에 대응한 직립판(51)에 대해서 후퇴 위치와 연장 위치 사이에서 이동할 수 있고;
    발전 장치가, 상기 보조 직립판(52)들 각각을 후퇴 위치와 연장 위치 사이에서 움직일 수 있게 구동하는 다수의 구동 유닛(8)들과, 상기 구동 유닛(8)들에 결합되며 그 구동 유닛(8)들 각각의 작동을 제어하도록 작동 가능한 제어 유닛(7)도 또한 포함하는 것을 특징으로 하는, 풍력 에너지를 이용한 발전 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 구동 유닛(8)들 각각이 다수의 유체 실린더(81)를 포함하고,
    상기 유체 실린더 각각은 상기 직립판(51)들 각각에 고정되게 장착된 실린더 본체(811)와, 상기 실린더 본체(811)에 이동 가능하게 결합되며 상기 보조 직립판(52)들 중 대응하는 보조 직립판에 연결된 피스톤 로드(812)를 구비하는 것을 특징으로 하는, 풍력 에너지를 이용한 발전 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 블레이드 장치(6)의 블레이드 유닛의 상기 블레이드(62)들 각각이, 상기 제1 측면(621)으로부터 수평으로 연장되고 서로 이격되어 있으며 상기 제1 바람 수집 리브(623)들과 교차하는 다수의 제2 바람 수집 리브(624)들도 또한 구비하는 것을 특징으로 하는, 풍력 에너지를 이용한 발전 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 바람 수집 유닛(5)의 직립판(51)들 각각은, 상기 블레이드 장치(6)에 인접하며 비반경 방향으로 연장하는 제1 단부 부분(511)과, 상기 제1 단부 부분의 반대측에 있는 제2 단부 부분(512)을 구비하며, 상기 제1 단부 부분(511)과 상기 제2 단부 부분(512) 사이에 둔각(θ)이 형성되도록 굽혀진 것을 특징으로 하는, 풍력 에너지를 이용한 발전 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 둔각(θ)은 135° 내지 165°의 범위에 있는 것을 특징으로 하는, 풍력 에너지를 이용한 발전 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 직립판(51) 각각의 제1 단부 부분(511)은 상기 블레이드 장치(6)를 향하여 점차 감소하는 두께를 갖는 것을 특징으로 하는, 풍력 에너지를 이용한 발전 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 바람 수집 유닛(5)의 상기 직립판(51)들 각각의 제1 단부 부분(511)은 서로 대향된 제1 표면(5111)과 제2 표면(5112)을 구비하는 것을 특징으로 하는, 풍력 에너지를 이용한 발전 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 기부(3)가,
    상기 바람 수집 유닛(5)의 상기 직립판(51)의 바닥 단부들에 고정되게 연결되며 안에 상기 발전기(4)를 수용하는 기부 몸체(30)와,
    상기 블레이드 장치(6)의 직립 로드(61)의 하단부(612)로 하여금 관통하게 해서 기부(3) 안으로 연장할 수 있게 하기 위해, 상기 기부 몸체(30)의 상측에서 상향으로 연장되는 장착 튜브(31)와,
    상기 블레이드 장치(6)의 직립 로드(61)의 하단부(612)의 환형 외면과 상기 기부(3)의 장착 튜브(31)의 환형 내면 사이에 배치된 베어링(32)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 풍력 에너지를 이용한 발전 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 바람 수집 유닛(5)이, 상기 블레이드 장치(6)의 직립 로드(61)의 상단부가 안으로 연장될 수 있게 허용하는 위치 결정 홈(532)이 형성된 바닥면을 구비하며 상기 직립판(51)의 상단부들에 장착된 상부 벽(53)과, 상기 상부 벽(53)의 환형 내면(533)과 상기 블레이드 장치(6)의 직립 로드(61)의 상단부(611)의 환형 외면 사이에 배치된 베어링(54)도 또한 포함하고, 상기 위치 결정 홈(532)은 상기 상부 벽(53)의 환형 내면에 의해 구획되어 형성된 것을 특징으로 하는, 풍력 에너지를 이용한 발전 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 바람 수집 유닛(5)이 다수의 연결 유닛(54)들을 추가로 포함하고, 상기 연결 유닛들 각각은 이 각각에 대응하는 인접하는 2개의 직립판(51)들 사이를 상호 연결시키는 다수의 연결 판(541)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 풍력 에너지를 이용한 발전 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 블레이드 장치(6)가 상기 피벗축(X)에 정렬된 상기 다수의 블레이드 유닛들을 포함하고, 상기 블레이드 유닛들 각각의 상기 블레이드(62)들은 등각도 간격을 유지하며, 상기 블레이드 유닛들의 상기 블레이드(62)들은 서로 다른 각도를 유지하는 것을 특징으로 하는, 풍력 에너지를 이용한 발전 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 블레이드 장치(6)의 직립 로드(61)는, 상기 블레이드 유닛의 블레이드(62)들과 연결되고 다수의 개구(6131)가 형성되어 있는 환형 벽(6130)을 구비하고 상기 상단부(611)와 하단부(612)를 상호 연결시키는 튜브형 중간부(613)도 또한 포함하고,
    상기 블레이드 장치(6)는, 상기 개구(6131)들을 거쳐서 상기 직립 로드(61)의 상기 중간부(613) 안으로 유동하는 바람을 상기 블레이드 유닛의 상기 블레이드(62)들의 상기 제1 측면(621)을 향하여 송풍시킬 수 있게 안내하기 위하여 상기 직립 로드(61)의 상기 중간부(613)에 배치된 바람 안내 유닛(63)도 또한 포함하고,
    상기 바람 안내 유닛은, 피벗축(X)을 따라서 연장되며 양 단부가 직립 로드(61)의 상단부(611) 및 하단부(612)에 각각 선회 가능하게 연결된 축방향 로드(631)와, 상기 축방향 로드(631)로부터 반경 방향으로 연장되는 제1 바람 안내 판(632) 및 제2 바람 안내 판(633)을 포함하고,
    상기 제1 바람 안내 판(632)의 폭은 제2 바람 안내 판(633)의 폭보다 큰 것을 특징으로 하는, 풍력 에너지를 이용한 발전 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 바람 수집 유닛(5)이,
    상기 블레이드 장치(6)의 직립 로드(61)의 하단부(612)가 관통하여 연장할 수 있게 허용하며 기부(3)에 고정되게 장착된 튜브 몸체(551)와, 상기 튜브 몸체(551)의 한 단부로부터 반경 방향에서 외향으로 연장되며 직립판(51)의 바닥 단부에 고정되게 연결된 연결 판(552)을 구비하는 연결 착좌부(55);
    상기 블레이드 장치(6)의 직립 로드(61)의 하단부(612)의 환형 외면과 튜브 몸체(551)의 환형 내면 사이에 배치된 제1 베어링(561); 및
    상기 연결 착좌부(55)의 연결판(552)과 직립판(51)과의 조립체 및 상기 블레이드 장치(6)를 덮기 위하여 상기 연결 착좌부(55)의 튜브 몸체(551)에 선회 가능하게 장착되되 피벗축(X)을 중심으로 해서 기부(3)에 대해 회전할 수 있게 장착된 바람 수집 커버(57)를 포함하고,
    상기 바람 수집 커버(57)는,
    상기 연결 착좌부(55)의 튜브 몸체(551)가 관통하여 연장할 수 있게 허용하는 관통공(5711)이 형성된 바닥 벽(571)으로서, 이 바닥 벽(571)의 상기 관통공(5711)이 바닥 벽(571)의 환형 내면(5712)에 의해 구획되어 형성되게 구성된, 바닥 벽(571);
    상기 블레이드 장치(6)의 직립 로드(61)의 상단부(611)가 안으로 연장되어 올 수 있게 허용하는 위치 결정 홈(5721)이 형성된 상부 벽(572)으로서, 이 상부 벽(572)의 상기 위치 결정 홈(5721)이 상부 벽(572)의 환형 내면(5722)에 의해 구획되어 형성되게 구성된, 상부 벽(572);
    상기 바닥 벽(571)과 상기 상부 벽(572)의 주변부들 사이에서 연장되고, 상기 바닥 벽(571) 및 상기 상부 벽(572)과 협동하여서 그들 사이에 내부 공간(9)을 형성하는 C형 주변 벽(573)으로서, 이 주벽 벽(572)의 양 단부는 그들 사이에 상기 내부 공간(9)과 공간 연통되는 바람 입구(91)가 구획되어 형성되게 구성되고, 또한 주변 벽에, 피벗축(X)을 가로지르는 방향(A)에서 상기 바람 입구(91)의 반대측에 있으며 상기 내부 공간(9)과 공간 연통된 적어도 하나의 바람 출구(92)가 형성되게 구성된, 주변 벽(573); 및
    상기 주변 벽(573)의 단부(5731)들로부터 내부 공간(9) 안으로 각각 연장되는 2개의 바람 안내 판(58)들로서, 그 바람 안내 판(58)들 사이에 내향으로 수렴하는 바람 안내 채널(93)이 형성될 수 있게 연장된 2개의 바람 안내 판(58)을 포함하고,
    상기 바람 수집 커버(57)는, 바람이 바람 입구(91)를 거쳐서 내부 공간(9) 안으로 유동하고 바람 출구(92)를 거쳐서 내부 공간(9) 밖으로 유동할 수 있도록, 불어오는 바람에 응하여 회전하고,
    또한, 상기 바람 수집 유닛(5)이,
    상기 바람 수집 커버(57)의 상기 바닥 벽(571)의 환형 내면(5712)과 상기 연결 착좌부(55)의 튜브 몸체(551)의 환형 외면 사이에 배치된 제2 베어링(562)과,
    상기 바람 수집 커버(57)의 상기 상부 벽(572)의 환형 내면(5722)과 블레이드 장치(6)의 직립 로드(61)의 상단부(611)의 환형 외면 사이에 배치된 제3 베어링(563)도 또한 포함하는 것을 특징으로 하는, 풍력 에너지를 이용한 발전 장치.
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