KR101194893B1 - 풍력과 수력겸용 발전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지지축; 상기 지지축의 상부에 상기 지지축에 회전가능하게 연결되며, 풍력에 의해 회전하는 회전날개가 형성된 풍력발전부; 상기 풍력발전부의 하측으로 상기 지지축에 회전가능하게 연결되고, 수력에 의해 회전하는 회전돌기가 형성되며, 상기 풍력발전부와 독립적으로 회전하는 수력발전부; 상기 풍력발전부의 내부에 형성되어 상기 풍력발전부의 회전에 따라 발전되는 제1발전부; 및 상기 수력발전부의 내부에 형성되어 상기 수력발전부의 회전에 따라 발전되는 제2발전부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력과 수력겸용 발전장치에 관한 것이다.
본 발명은 풍력발전부와 수력발전부의 내부에 발전부를 두어 풍력발전부와 수력발전부의 회전에 따라 전력이 발생되도록 하되, 풍력발전부와 수력발전부가 상하로 연결된 상태에서 독립적으로 회전하도록 함으로써 장치의 소형화를 통해 발전장치의 생산비용과 발전효율을 극대화시키는 효과가 있고, 또한 발전장치에 중심부재와 방향키를 형성시켜 조류의 방향등에 관계없이 다양한 위치에서 보다 편리하게 발전장치를 사용할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Description

풍력과 수력겸용 발전장치 {GENERATOR USING WIND POWER AND WATER POWER}

본 발명은 풍력과 수력겸용 발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 풍력발전부와 수력발전부의 내부에 발전부를 두어 풍력발전부와 수력발전부의 회전에 따라 전력이 발생되도록 하되, 풍력발전부와 수력발전부가 상하로 연결된 상태에서 독립적으로 회전하도록 함으로써 장치의 소형화를 통해 발전장치의 생산비용과 발전효율을 극대화시키며, 발전장치의 하부에 고정키를 형성시켜 조류의 방향등에 관계없이 다양한 위치에서 보다 편리하게 발전장치를 사용할 수 있도록 하는 풍력과 수력겸용 발전장치에 관한 것이다.

일반적인 발전방법으로는 수력발전, 화력발전, 원자력발전 등을 들 수 있는데, 이러한 발전방법들은 대규모의 발전설비가 필요하고, 화력발전의 경우 발전설비를 가동시키기 위해 많은 양의 석유 또는 석탄에너지가 필수적으로 공급되어야 하기 때문에 석유, 석탄자원이 고갈되고 있는 현 시점에서는 많은 어려움이 예견되고 있다.

또한 상기 화력발전은 공기오염이 큰 문제로 제기되고 있으며 원자력발전의 경우에는 방사능 유출과 핵폐기물 처리가 심각한 문제점으로 제기되고 있다.

따라서 상기의 일반적인 발전방법보다 저렴하고 안전한 발전방법이 요구되고 있는 실정이다.

이러한 문제점을 해결하기 위해서 등록특허 제10-1038451호에는 풍력과 수력을 이용하여 발전하는 발전장치가 개시되어 있다.

하지만 상기의 발전장치는 풍력과 수력을 병행해서 발전함으로써 발전설비에 소요되는 비용을 절감할 수 있는 장점이 있지만 발전장치가 수면위에 뜨는 것이 아니라 발전장치의 외부에 별도로 설치된 고정축에 발전장치를 고정해서 사용해야 하므로 발전장치의 생산비용이 증가하는 문제점이 있었다.

또한 풍력장치와 수력장치를 분리된 구조로 형성시켜 구조가 복잡해지는 문제점이 있었고 이에 따라 다양한 공간에 사용할 수 없다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 풍력발전부와 수력발전부의 내부에 발전부를 두어 풍력발전부와 수력발전부의 회전에 따라 전력이 발생되도록 하되, 풍력발전부와 수력발전부가 상하로 연결된 상태에서 독립적으로 회전하도록 함으로써 장치의 소형화를 통해 발전장치의 생산비용과 발전효율을 극대화시키는 것을 그 목적으로 하고, 또한 발전장치의 하부에 고정키를 형성시켜 조류의 방향등에 관계없이 다양한 위치에서 보다 편리하게 발전장치를 사용할 수 있도록 하는 것을 그 목적으로 한다.

전술한 본 발명의 목적은, 지지축; 상기 지지축의 상부에 상기 지지축에 회전가능하게 연결되고 내부에는 밀폐공간이 형성된 원통 형상의 풍력발전부 몸체와, 상기 풍력발전부 몸체의 외주면에 장착되어 풍력에 의해 회전하는 풍력날개로 구성되는 풍력발전부; 상기 지지축에 회전가능하게 연결되고, 내부에는 밀폐공간이 형성된 원통 형상의 수력발전부 몸체와, 상기 수력발전부 몸체의 외주면에 장착되어 수력에 의해 회전하는 수력날개와, 상기 풍력발전부의 하부에 상기 풍력발전부와 독립적으로 회전하도록 장착된 베어링으로 구성되는 수력발전부; 상기 풍력발전부의 내부에 형성되어 상기 풍력발전부의 회전에 따라 발전되는 제1발전부; 상기 수력발전부의 내부에 형성되어 상기 수력발전부의 회전에 따라 발전되는 제2발전부; 및 상기 지지축의 하단에는 상기 풍력발전부 및 수력발전부가 항상 상부에 위치하도록 설치되는 일정 중량의 무게중심부재와, 상기 무게중심부재의 외주면에 부착되어 유체의 흐름 방향에 따라 각도가 조절되어 상기 지지축의 회동을 방지하는 방향키로 구성되는 고정키;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 풍력과 수력겸용 발전장치.를 제공함으로써 달성된다.

본 발명은 풍력발전부와 수력발전부의 회전에 따라 독립적으로 전력을 생산할 수 있도록 하여 발전효율을 극대화시킬 수 있는 효과가 있고, 또한 풍력발전부와 수력발전부를 하나의 지지축에서 상하에 위치하도록 하여 발전장치를 소형화시킴으로써 발전장치의 생산비용을 절감시키는 효과가 있다.

상기 제1발전부는, 상기 지지축의 외측면에 형성되는 고정자와, 상기 풍력발전부에 형성된 회전자로 이루어지며, 상기 제2발전부는, 상기 지지축의 외측면에 형성되는 고정자와, 상기 수력발전부에 형성된 회전자로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 지지축의 하부에는 상기 발전장치가 유체의 흐름에 의해 고정되도록 고정키가 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 고정키는 일정한 중량을 갖는 무게중심부재와, 상기 무게중심부재의 외측면에 형성되어 유체의 흐름 방향에 따라 각도가 조절되어 상기 지지축의 회동을 방지하는 방향키로 구성된 것을 특징으로 한다. 상기 무게중심부재에 의해 홍수 등에 의해 물의 유속이 빨라서 지지축이 기울어지거나, 강한 바람에 의해 지지축이 기울어지는 경우에도 빠른 시간내에 원위치를 회복할 수 있도록 하는 기능을 한다.

본 발명은 상기 고정키를 상기 지지축의 하부에 형성시킴으로써 조류의 흐름에 따라 일정위치에 고정된 상태에서 전력을 생산할 수 있게 되는 효과가 있고, 또한 조류의 흐름으로 인해 회전되는 것이 상기 고정키에 의해 방지됨으로써 보다 안정적이고, 효율적으로 전력을 생산할 수 있게 되는 효과가 있다.

상기 수력발전부의 내부에는 헬륨 또는 산소가 차 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 수력발전부의 내부에 헬륨 또는 산소를 채움으로써 발전장치가 보다 용이하게 수면에 뜰 수 있도록 하는 효과가 있다.

상술한 바와 같이 본 발명인 풍력과 수력겸용 발전장치는 풍력발전부와 수력발전부의 내부에 발전부를 두어 풍력발전부와 수력발전부의 회전에 따라 전력이 발생되도록 하되, 풍력발전부와 수력발전부가 상하로 연결된 상태에서 독립적으로 회전하도록 함으로써 장치의 소형화를 통해 발전장치의 생산비용과 발전효율을 극대화시키는 효과가 있고, 또한 발전장치의 하부에 고정키를 형성시켜 조류의 방향등에 관계없이 다양한 위치에서 보다 편리하게 발전장치를 사용할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 풍력발전부 및 수력발전부에 밀폐공간이 형성되어 자체적으로 부유체의 역할을 할 수 있으므로 별도의 부력체가 필요없다는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명에 따른 풍력과 수력겸용 발전장치의 외관 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 풍력과 수력겸용 발전장치의 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 지지축의 하부에 형성된 중심부재와 방향 키를 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 풍력과 수력겸용 발전장치가 수면위에 뜬 상태를 나타낸 측면도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 풍력과 수력겸용 발전장치의 외관 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 풍력과 수력겸용 발전장치의 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 지지축의 하부에 형성된 중심부재와 방향 키를 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 풍력과 수력겸용 발전장치가 수면위에 뜬 상태를 나타낸 측면도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 풍력과 수력겸용 발전장치는 풍력에 의해 회전하는 풍력발전부(100)와, 상기 풍력발전부(100)의 하측에 형성되어 수력에 의해 회전하는 수력발전부(200) 및 상기 풍력발전부(100)와 상기 수력발전부(200)의 중앙을 관통하고 상기 풍력발전부(100)와 상기 수력발전부(200)에 연결수단을 통해 연결된 지지축(300)을 포함하여 이루어진다.

상기 풍력발전부(100)는 내부에 밀폐공간이 형성된 풍력발전부몸체(110)와 상기 풍력발전부몸체(110)의 외주면에 형성된 풍력날개(130)로 이루어진다. 상기 풍력발전부몸체(110)는 상부와 하부가 상기 지지축(300)과 제1연결수단(113)과 제2연결수단(115)을 통해 연결되며, 이때 상기 풍력발전부몸체(110)가 상기 지지축(300)과 독립적으로 회전되게 하기 위해 상기 제1연결수단(113)과 상기 제2연결수단(115)은 베어링을 사용한다.

또한 상기 제1연결수단(113)의 상측에 상기 풍력발전부(100)의 내부공간으로 외부의 유체가 유입되지 못하도록 하기 위해 패킹(111)처리를 한다.

이에 더하여, 상기 풍력발전부(100)의 내부에는 상기 지지축(300)의 외측면에 형성되고 코일이 권취되어 있는 고정자(450)와 상기 풍력발전부(100)의 내측면에 연결부재(410)를 통해 연결된 자성을 띤 회전자(430)로 이루어진 제1발전부(400)가 형성된다.

이에 따라, 상기 풍력발전부몸체(110)의 상부와 하부가 상기 지지축(300)과 베어링으로 연결된 상태에서 풍력에 의한 풍력날개(130)의 회전에 따라 회전하게 되면 상기 풍력발전부몸체(100)는 상기 지지축(300)과 상기 베어링에 의해 독립하여 회전하게 되고, 이때 상기 풍력발전부몸체(110)의 내측면에 연결부재(410)를 통해 연결된 상기 회전자(430)가 동시에 회전함과 더불어 상기 회전자(430)가 상기 지지축(300)의 외측면에 형성된 상기 고정자(530)의 주위를 회전하게 되어 상기 제1발전부(400)를 통해 전력이 생산되게 된다.

상기 수력발전부(200)는 상기 풍력발전부(100)의 하측에 형성되고, 내부에 밀폐공간이 형성된 수력발전부몸체(210)와, 수력발전부몸체(210)의 외주면에 형성된 수력날개(220)로 이루어지며, 재질은 우레탄이나 플라스틱을 사용하여 제작하고, 또한 상기 수력발전부(200)내부에 헬륨이나 산소를 채워 별도의 부력수단을 갖추지 않고서도 발전장치가 보다 쉽게 수면에 뜰 수 있도록 할 수도 있다.

상기 수력발전부몸체(210)의 상부와 하부는 상기 지지축(300)과 제3연결수단(211)과 제4연결수단(217)을 통해 연결되며 이때 상기 수력발전부(200)가 상기 지지축(300)과 독립적으로 회전되게 하기 위해 상기 연결수단은 베어링을 사용한다. 상기 제4연결수단(217)의 상측에는 상기 수력발전부(200)의 내부공간으로 외부의 유체가 유입되지 못하도록 하기 위해 패킹(219)처리를 한다.

또한 상기 수력발전부(200)는 상측에 형성된 풍력발전부(100)와 제5연결수단(215)을 통해 연결되고, 이때 상기 풍력발전부몸체(110)와 독립적으로 회전하기 위해 상기 제5연결수단(215)은 베어링을 사용한다.

이에 더하여 상기 베어링(2157)과 외측으로 이격된 거리에 패킹(213)처리를 하여 외부의 유체가 상기 풍력발전부(100)와 상기 수력발전부(200)사이에 형성된 간극으로 유입되는 것을 방지한다.

또한 상기 수력발전부(200) 내부에는 상기 지지축(300)의 외측면에 형성되어 코일이 권취되어 있는 고정자(550)와, 상기 수력발전부(200)의 내측면에 상기 연결부재(410)를 통해 연결된 회전자(530)로 이루어진 제2발전부(500)가 형성된다.

이에 따라 본 발명에 따른 상기 수력발전부(200)가 상기 지지축(300) 및 상기 풍력발전부(100)와 볼베어링을 통해 연결된 상태에서 조류의 흐름에 따른 수력날개(220)의 회전에 의해 상기 수력발전부(200)가 회전하게 되면, 상기 수력발전부몸체(210)의 내측면에 상기 연결부재(410)를 통해 연결된 회전자(530)가 상기 수력발전부몸체(210)와 동시에 회전하게 되고, 이에 따라 상기 회전자(530)가 상기 지지축(300)의 외측면에 형성된 고정자(550)주위를 회전하게 되어 상기 제2발전부(500)로부터 전력이 생산되게 된다.

또한 본 발명의 경우 도 3과 도 4에 나타난 바와 같이, 상기 발전장치가 조류의 흐름에 의해 일정한 위치에 고정되도록 상기 지지축(300)의 하부에 철과 같은 무거운 중량을 갖는 고정키(310,311)를 형성한다.

상기 고정키(300,311)는 무거운 중량을 갖는 무게중심부재(300)와 무게중심부재(300)의 외측면에 형성된 방향키(311)로 구성되며, 사용자가 본 발명인 발전장치를 물과 같은 유체에 뜨게 하여 사용하는 경우 상기 무게중심부재(310)와 상기 방향키(311)로 인해 조류가 형성된 곳의 조류의 흐름에 따라 상기 발전장치가 현재의 위치에 고정됨으로써 보다 안정적으로 상기 발전장치를 이용하여 전력을 생산할 수 있게 된다.

또한 사용자가 상기 발전장치를 이용하여 전력을 생산하기위해 상기 발전장치를 물과 같은 유체에 띄우는 경우 조류의 방향에 맞도록 상기 방향키(311)의 각도를 조절함으로써 조류의 흐름으로 인해 상기 발전장치가 회전되는 것을 방지할 수 있게 된다.

따라서 본 발명인 발전장치는 상기 고정키(310,311)에 의해 조류의 흐름에 따라 일정위치에 고정되어 전력을 생산할 수 있게 되고, 또한 상기 고정키(310,311)를 구성하는 상기 방향키(311)에 의해 조류의 흐름에 따라 상기 발전장치가 회전되는 것이 방지됨으로써 상기 발전장치가 보다 안정적이고, 효율적으로 전력을 생산할 수 있게 된다.

상기에서 설명드린 바와 같이, 본 발명인 풍력과 수력겸용 발전장치는 풍력에 의해 전력을 생산하는 풍력발전부(100)와 수력에 의해 전력을 생산하는 수력발전부(200)가 상하의 위치에서 서로 독립적으로 회전하면서 전력을 생산하도록하여 보다 소형인 장치를 통해 전력생산을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

또한 지지축(300)의 하부에 고정키(310,311)를 형성시킴으로써 본 발명인 발전장치가 조류의 흐름에 의해 현재의 위치에서 고정된 상태로 전력을 생산할 수 있게 되는 효과가 있고, 또한 고정키(310,311)를 구성하는 방향키(311)를 통해 발전장치(300)가 조류의 흐름에 따라 회전되는 것을 방지함으로써 발전장치의 전력효율을 극대화 할 수 있게 하는 효과가 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 일 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있고, 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용 할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

100: 풍력발전부 110: 풍력발전부몸체
111,213,219: 패킹 113: 제1연결수단
115: 제2연결수단 130: 풍력날개
200: 수력발전부 210: 수력발전부몸체
211: 제3연결수단 215: 제5연결수단
217: 제4연결수단 220: 수력날개
300: 지지축 310: 무게중심부재
311: 방향키 400: 제1발전부
410: 지지부재 430,530: 회전자
450,550: 고정자 500: 제2발전부

Claims (5)

1. 지지축;
   상기 지지축의 상부에 상기 지지축에 회전가능하게 연결되고 내부에는 밀폐공간이 형성된 원통 형상의 풍력발전부 몸체와, 상기 풍력발전부 몸체의 외주면에 장착되어 풍력에 의해 회전하는 풍력날개로 구성되는 풍력발전부;
   상기 지지축에 회전가능하게 연결되고, 내부에는 밀폐공간이 형성된 원통 형상의 수력발전부 몸체와, 상기 수력발전부 몸체의 외주면에 장착되어 수력에 의해 회전하는 수력날개와, 상기 풍력발전부의 하부에 상기 풍력발전부와 독립적으로 회전하도록 장착된 베어링으로 구성되는 수력발전부;
   상기 풍력발전부의 내부에 형성되어 상기 풍력발전부의 회전에 따라 발전되는 제1발전부;
   상기 수력발전부의 내부에 형성되어 상기 수력발전부의 회전에 따라 발전되는 제2발전부; 및
   상기 지지축의 하단에는 상기 풍력발전부 및 수력발전부가 항상 상부에 위치하도록 설치되는 일정 중량의 무게중심부재와, 상기 무게중심부재의 외주면에 부착되어 유체의 흐름 방향에 따라 각도가 조절되어 상기 지지축의 회동을 방지하는 방향키로 구성되는 고정키;
   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 풍력과 수력겸용 발전장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1발전부는, 상기 지지축의 외측면에 형성되는 고정자와, 상기 풍력발전부에 형성된 회전자로 이루어지며,
   상기 제2발전부는, 상기 지지축의 외측면에 형성되는 고정자와, 상기 수력발전부에 형성된 회전자로 이루어진 것을 특징으로 하는 풍력과 수력겸용 발전장치.
   
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 수력발전부의 내부에는 헬륨 또는 산소가 차 있는 것을 특징으로 하는 풍력과 수력겸용 발전장치.

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