KR101217008B1 - 기울기 조절이 가능한 볼록날개를 갖춘 풍력발전기 - Google Patents

기울기 조절이 가능한 볼록날개를 갖춘 풍력발전기 Download PDF

Info

Publication number
KR101217008B1
KR101217008B1 KR1020110047678A KR20110047678A KR101217008B1 KR 101217008 B1 KR101217008 B1 KR 101217008B1 KR 1020110047678 A KR1020110047678 A KR 1020110047678A KR 20110047678 A KR20110047678 A KR 20110047678A KR 101217008 B1 KR101217008 B1 KR 101217008B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wind
convex
wing
convex wing
rotary
Prior art date
Application number
KR1020110047678A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120129430A (ko
Inventor
백 희 원
이희형
박병목
Original Assignee
백 희 원
박병목
이희형
(주) 인덕전력
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 백 희 원, 박병목, 이희형, (주) 인덕전력 filed Critical 백 희 원
Priority to KR1020110047678A priority Critical patent/KR101217008B1/ko
Publication of KR20120129430A publication Critical patent/KR20120129430A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101217008B1 publication Critical patent/KR101217008B1/ko

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

본 발명은 기울기 조절이 가능한 볼록날개를 갖춘 풍력발전기에 관한 것으로, 상기 회전날개부는 상기 회전축에 결합되고 바람을 받는 날개가 옆으로 부착되는 회전날개 프레임과; 상기 회전날개 프레임에 결합되며 풍력에 받아 회전되고, 앞면은 풍력을 많이 받을 수 있는 구조이고 뒷면은 풍력을 덜 받는 구조인 볼록날개와; 상기 볼록날개의 측면에 삽입 결합되어 상기 볼록날개가 상기 회전날개 프레임에 결합되게 하며, 상기 볼록날개의 기울기가 조정되게 하는 볼록날개회전축부와; 상기 볼록날개회전축부에 결합되어 풍력의 세기에 따라 설정 각도만큼 상기 볼록날개의 기울기를 변화시켜 상기 볼록날개가 받는 풍력을 감쇄시켜 상기 회전날개부를 보호하는 풍압조절기구로 구성되고, 상기 볼록날개는 날개의 전면은 평면이거나 오목한 구조이고 날개의 뒷면은 볼록한 구조여서 회전방향과 풍향이 같을 때는 회전력이 증대되고, 회전방향과 풍향이 반대일 때 즉 회전력과 반하는 풍향일 때는 반력을 감소시켜 주는 구조이며, 상기 볼록날개의 전면에는 바람의 힘을 많이 받을 수 있도록 중간에 돌출부를 두어 격실을 만들어 바람을 가둘 수 있게 하는 구조이다.
본 발명의 기울기 조절이 가능한 볼록날개를 갖춘 풍력발전기는 볼록날개를 가지고 있어 볼록날개의 회전방향과 바람이 반대방향을 때는 회전축이 회전되어 반력을 감소시킬 수 있으며, 볼록날개의 내부에 격실이 있어 바람의 힘을 많이 받을 수 있어 발전량을 증대시킬 수 있고, 강풍일 때는 바람의 세기에 따라 상기 볼록날개가 설정 각도만큼 회전되어 회전날개가 받은 풍력을 감쇄시켜 회전날개를 보호하여 풍력발전기의 수명을 연장시키는 효과가 있다.

Description

기울기 조절이 가능한 볼록날개를 갖춘 풍력발전기{Aerogenerator equipped with Inclinable Convex Rotating Airfoil}
본 발명은 풍력을 이용하여 전기를 생산하되 풍향과 풍속의 변화에 따라 회전날개가 조절되는 풍력 발전기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 특히, 종래의 프로펠러식 회전 날개에서 벗어나 바람을 받는 면적을 크게 하고 바람의 방향에 따라 회전날개의 위치가 변하고, 상기 회전날개는 상기 회전축에 결합되고 바람을 받는 날개가 옆으로 부착되는 회전날개 프레임과; 상기 회전날개 프레임에 결합되며 앞면은 풍력을 많이 받을 수 있는 구조이고 뒷면은 풍력을 덜받는 구조인 볼록날개와; 상기 볼록날개에 삽입 결합되어 상기 볼록날개가 상기 회전날개 프레임에 결합되는 볼록날개회전축과; 상기 볼록날개회전축에 결합되어 바람의 세기에 따라 설정 각도만큼 회전하여 상기 볼록날개가 받는 풍력을 감쇄시켜 상기 회전날개를 보호하는 풍압조절기구로 구성되는 기울기 조절이 가능한 볼록날개를 갖춘 풍력발전기에 관한 것이다.
일반적으로, 현재 사용되는 발전 방법으로는 화석 연료를 이용하는 화력 발전과, 우라늄을 이용하는 원자력 발전, 및 대규모의 담수 설비가 필요한 수력 발전 등을 제시할 수 있으나, 상기 제시한 발전 방법들은 대기 오염이나 온난화의 주범이 될 수 있고, 처리가 곤란한 방사선 폐기물등을 발생할 수 있어, 근래에 들어서는 보다 친환경적인 발전 방식이 시급히 요구되고 있는 실정이다.
이러한 요구 사항들을 충족시키기 위하여 3면이 바다로 둘러싸인 우리 나라는 바람의 힘을 이용한 풍력 발전 장치에 지대한 관심을 보이고 있는바, 상기 풍력 발전 장치는 공기의 유동이 가진 운동 에너지를 기계적 에너지로 변환한 다음, 상기 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있는 장치이다.
상기 풍력 발전 장치는 통상적으로 지면의 수직 방향으로 세워지는 지주와, 상기 지주의 상단에 장착되는 회전축, 및 상기 회전축의 일측 선단에 고정되어 바람에 의해 회전됨과 동시에 상기 회전축을 회전시킬 수 있는 다수 개의 프로펠러로 이루어지고, 상기 회전축의 타측에는 회전축의 회전력을 전달받아 발전기를 회전시킬 수 있도록 동력 전달 수단이 장착된다.
이러한 구조로 이루어진 풍력 발전 장치는 프로펠러로부터 발생된 회전력을 발전기에 전달하여 전기를 생성할 수 있다.
하지만, 상기 제시한 종래의 풍력 발전 장치는 발전 용량에 비례하여 프로펠러의 몸체가 커져야 한다는 부담이 있었고, 상기 프로펠러의 몸체가 커짐에 따라 설치 장소의 선택이 까다로워진다는 문제점도 있었다.
또한, 자연 바람을 이용하여 풍력을 얻어낼 수 있는 방향도 일 방향으로 한정되어 있어 불규칙적으로 불어오는 바람을 효과적으로 이용하는데에도 한계가 있었으며, 바람의 세기가 미약할 경우 발전기의 발전에 필요한 동력을 발생시킬 수 없다는 문제점도 있었다.
또, 강풍을 동반한 태풍에 유동적으로 대처할 수 있는 장비가 갖추어지지 않아 장비의 훼손이 심각하다는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 바람을 받을 수 있는 면적을 크게 할 수 있으며, 회전축의 회전방향과 회전날개의 회전방향을 동일하게 하여도 볼록날개에 의해 동력손실을 최소화 할 수 있고, 또한 동일방향이어서 동력 전달이 쉽고, 강풍일 때는 바람의 세기에 따라 볼록날개의 기울기가 설정 각도만큼 열려서 볼록날개가 받은 풍력을 감쇄시켜 회전날개부를 보호하는 풍압조절기구를 갖춘 기울기 조절이 가능한 볼록날개를 갖춘 풍력발전기를 제공함에 있다.
본 발명의 풍력발전기는 바람에 의해 회전되고 날개의 길이 및 폭의 중심을 기준으로 수평으로 무게의 평형을 이루는 회전날개부와; 상기 회전날개부에 의해 발생한 회전력으로 전기를 생산하는 발전기와; 상기 회전날개부와 결합되어 상기 회전날개부에 의해 발생한 회전력을 상기 발전기로 전달하기 위한 회전축과; 지면에 수직으로 세워져 상기 회전축에 걸리는 하중을 지지하는 지지축과; 상기 회전축의 회전동력을 상기 발전기로 전달하는 회전력전달수단으로 구성된다.
상기 회전날개부는 상기 회전축에 결합되고 바람을 받는 날개가 옆으로 부착되는 회전날개 프레임과; 상기 회전날개 프레임에 결합되며 풍력을 받아 회전되고, 날개의 전면은 평면이거나 오목한 구조이고 날개의 뒷면은 볼록한 구조여서 회전방향과 풍향이 같을 때는 회전력이 증대되고, 회전방향과 풍향이 반대일 때 즉 회전력과 반하는 풍향일 때는 반력을 감소시켜 주는 구조인 복수의 볼록날개와; 상기 볼록날개의 측면에 삽입 결합되어 상기 볼록날개가 상기 회전날개 프레임에 결합되게 하며, 상기 볼록날개의 기울기가 조정되게 하는 볼록날개회전축부와; 상기 볼록날개회전축부에 결합되어 풍력의 세기에 따라 설정 각도만큼 상기 볼록날개의 기울기를 변화시켜 상기 볼록날개가 받는 풍력을 감쇄시켜 상기 회전날개부를 보호하는 풍압조절기구로 구성된다.
상기 볼록날개의 전면에는 바람의 힘을 많이 받을 수 있도록 중간에 돌출부를 두어 격실을 만들어 바람을 가둘 수 있게 하는 구조이다.
상기 볼록날개회전축부는 상기 풍압조절기구가 설치되고 상기 회전날개 프레임에 직접 연결되어 힘을 받는 주볼록날개회전축과, 상기 볼록날개가 수직보다 더 회전되는 것을 방지하거나 상기 볼록날개의 기울기가 변할 때 수평보다 더 기울어지는 것을 방지하기 위한 2개의 보조볼록날개회전축으로 구성된다.
상기 회전날개 프레임은 상기 볼록날개가 결합되는 날개부 플레이트와;
상기 회전축과 결합되어 상기 볼록날개의 회전력을 회전축에 전달하는 회전축 연결부와; 상기 날개부 플레이트와 상기 회전축 연결부를 연결하는 회전축 연결브래킷으로 구성된다.
상기 날개부 플레이트에는 상기 볼록날개가 한쪽 방향으로 더 이상 열리지 않도록 상기 보조볼록날개회전축이 회전되는 것을 제한하고 다른 방향으로는 상기 볼록날개의 기울기를 따라 상기 보조볼록날개회전축이 회전될 수 있게 가이드 역할을 하는 보조볼록날개회전축 가이드홀과, 상기 주볼록날개회전축이 삽입되는 주볼록날개회전축 삽입홀와, 상기 풍압조절기구를 잡아 주어 일정 풍압일 때만 상기 볼록날개가 기울어지도록 상기 풍압조절기구가 풀리거나 감기는 것을 잡아주는 풍압조절기구 스토퍼가 형성되는 구조이다.
상기 회전날개부는 작은 풍력으로도 많은 발전을 하기 위하여 수직 방향으로 다단으로 설치되고, 상기 지지축은 다단으로 분리되어 다단의 회전날개부에서 얻은 회전력이 상기 회전축에 전달될 수 있는 구조이다.
상기 풍압조절기구는 일정 풍속 이상일 때는 풍속에 따라 상기 볼록날개의 기울기가 변화하여 상기 볼록날개가 받은 풍력을 감쇄시키는 구조이며, 상기 풍압조절기구는 스프링의 장력을 이용하여 10m/sec 이상의 풍속일 경우에 상기 주볼록날개회전축이 회전하기 시작하여 풍속에 비례되게 상기 볼록날개의 기울기의 회전각도가 결정되어 30m/sec 이상일 때는 제일 풍력을 적게 받는 기울기의 회전각도가 되는 구조이다.
상술한 기울기 조절이 가능한 볼록날개를 갖춘 풍력발전기로 본 발명의 해결하려는 과제를 해결할 수 있다.
본 발명의 기울기 조절이 가능한 볼록날개를 갖춘 풍력발전기는 볼록날개를 가지고 있어 볼록날개의 회전방향과 바람이 반대방향을 때는 회전축이 회전되어 반력을 감소시킬 수 있으며, 볼록날개의 내부에 격실이 있어 바람의 힘을 많이 받을 수 있어 발전량을 증대시킬 수 있고, 강풍일 때는 바람의 세기에 따라 상기 볼록날개가 설정 각도만큼 회전되어 회전날개가 받은 풍력을 감쇄시켜 회전날개를 보호하여 풍력발전기의 수명을 연장시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 기울기 조절이 가능한 볼록날개를 갖춘 풍력발전기에 따른 전체 사시도
도 2는 본 발명의 기울기 조절이 가능한 볼록날개를 갖춘 풍력발전기에 따른 회전날개부 전체 사시도
도 3은 본 발명의 기울기 조절이 가능한 볼록날개를 갖춘 풍력발전기에 따른 볼록날개 전체 사시도
도 4는 본 발명의 기울기 조절이 가능한 볼록날개를 갖춘 풍력발전기에 따른 볼록날개 개략도
도 5는 본 발명의 기울기 조절이 가능한 볼록날개를 갖춘 풍력발전기에 따른 회전날개 프레임 개략도
도 6은 본 발명의 기울기 조절이 가능한 볼록날개를 갖춘 풍력발전기에 따른 날개부 플레이트 개략도 및 볼록날개 기울기 회전 작동도
먼저, 본 발명의 구체적인 설명에 들어가기에 앞서, 본 발명에 관련된 공지 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 발명에 따른 "기울기 조절이 가능한 볼록날개를 갖춘 풍력발전기"를 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 풍력발전기는 바람에 의해 회전되고 날개의 길이 및 폭의 중심을 기준으로 수평으로 무게의 평형을 이루는 회전날개부(1)와; 상기 회전날개부(1)에 의해 발생한 회전력으로 전기를 생산하는 발전기(2)와; 상기 회전날개부(1)와 결합되어 상기 회전날개부(1)에 의해 발생한 회전력을 상기 발전기로 전달하기 위한 회전축(3)과; 지면에 수직으로 세워져 상기 회전축(3)에 걸리는 하중을 지지하는 지지축(4)과; 상기 회전축(3)의 회전동력을 상기 발전기(2)로 전달하는 회전력전달수단(5)으로 구성된다.
상기 회전날개부(1)는 상기 회전축(3)에 결합되고 바람을 받는 날개가 옆으로 부착되는 회전날개 프레임(11)과; 상기 회전날개 프레임(11)에 결합되며 풍력을 받아 회전되고, 날개의 전면은 평면이거나 오목한 구조이고 날개의 뒷면은 볼록한 구조여서 회전방향과 풍향이 같을 때는 회전력이 증대되고, 회전방향과 풍향이 반대일 때 즉 회전력과 반하는 풍향일 때는 반력을 감소시켜 주는 구조인 복수의 볼록날개(12)와; 상기 볼록날개(12)의 측면에 삽입 결합되어 상기 볼록날개(12)가 상기 회전날개 프레임(11)에 결합되게 하며, 상기 볼록날개(12)의 기울기가 조정되게 하는 볼록날개회전축부(13)와; 상기 볼록날개회전축부(13)에 결합되어 풍력의 세기에 따라 설정 각도만큼 상기 볼록날개(12)의 기울기를 변화시켜 상기 볼록날개(12)가 받는 풍력을 감쇄시켜 상기 회전날개부(1)를 보호하는 풍압조절기구(14)로 구성된다.
상기 볼록날개(12)의 전면에는 바람의 힘을 많이 받을 수 있도록 중간에 돌출부(121)를 두어 격실(122)을 만들어 바람을 가둘 수 있게 하는 구조이다.
상기 볼록날개회전축부(13)은 상기 풍압조절기구(14)가 설치되고 상기 회전날개 프레임(11)에 직접 연결되어 힘을 받는 주볼록날개회전축(131)과, 상기 볼록날개(12)가 수직보다 더 회전되는 것을 방지하거나 상기 볼록날개(12)의 기울기가 변할 때 수평보다 더 기울어지는 것을 방지하기 위한 2개의 보조볼록날개회전축(132)으로 구성된다.
상기 회전날개 프레임(11)은 상기 볼록날개(12)가 결합되는 날개부 플레이트(111)와; 상기 회전축(3)과 결합되어 상기 볼록날개(12)의 회전력을 회전축에 전달하는 회전축 연결부(113)와; 상기 날개부 플레이트(111)와 상기 회전축 연결부(113)를 연결하는 회전축 연결브래킷(112)으로 구성된다.
상기 날개부 플레이트(111)에는 상기 볼록날개(12)가 한쪽 방향으로 더 이상 열리지 않도록 상기 보조볼록날개회전축(132)이 회전되는 것을 제한하고 다른 방향으로는 상기 볼록날개(12)의 기울기를 따라 상기 보조볼록날개회전축(132)이 회전될 수 있게 가이드 역할을 하는 보조볼록날개회전축 가이드홀(1111)과, 상기 주볼록날개회전축(131)이 삽입되는 주볼록날개회전축 삽입홀(1112)와, 상기 풍압조절기구를 잡아 주어 일정 풍압일 때만 상기 볼록날개가 기울어지도록 상기 풍압조절기구가 풀리거나 감기는 것을 잡아주는 풍압조절기구 스토퍼(1113)가 형성되는 구조이다.
상기 회전날개부(1)는 작은 풍력으로도 많은 발전을 하기 위하여 수직 방향으로 다단으로 설치되고, 상기 지지축(4)은 다단으로 분리되어 다단의 회전날개부에서 얻은 회전력이 상기 회전축(3)에 전달될 수 있는 구조이다.
상기 풍압조절기구(14)는 일정 풍속 이상일 때는 풍속에 따라 상기 볼록날개(12)의 기울기가 변화하여 상기 볼록날개(12)가 받은 풍력을 감쇄시키는 구조이며, 상기 풍압조절기구(14)는 스프링의 장력을 이용하여 10m/sec 이상의 풍속일 경우에 상기 주볼록날개회전축(131)이 회전하기 시작하여 풍속에 비례되게 상기 볼록날개(12)의 기울기의 회전각도가 결정되어 30m/sec 이상일 때는 제일 풍력을 적게 받는 기울기의 회전각도가 되는 구조이다.
이하, 본 발명에 따른 "기울기 조절이 가능한 볼록날개를 갖춘 풍력발전기"에 관한 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 다음의 실시 예는 단지 본 발명을 설명하기 위하여 예시된 것에 불과하고, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 기울기 조절이 가능한 볼록날개를 갖춘 풍력발전기에 따른 전체 사시도이고, 도 2는 본 발명의 기울기 조절이 가능한 볼록날개를 갖춘 풍력발전기에 따른 회전날개부 전체 사시도이며, 도 3은 본 발명의 기울기 조절이 가능한 볼록날개를 갖춘 풍력발전기에 따른 볼록날개 전체 사시도이고, 도 4는 본 발명의 기울기 조절이 가능한 볼록날개를 갖춘 풍력발전기에 따른 볼록날개 개략도이며, 도 5는 본 발명의 기울기 조절이 가능한 볼록날개를 갖춘 풍력발전기에 따른 회전날개 프레임 개략도이고, 도 6은 본 발명의 기울기 조절이 가능한 볼록날개를 갖춘 풍력발전기에 따른 날개부 플레이트 개략도 및 볼록날개 기울기 회전 작동도이다.
도 1에 도시되어 있는 것 같이 본 발명의 풍력발전기(A)는 바람에 의해 회전되고 날개의 길이 및 폭의 중심을 기준으로 수평으로 무게의 평형을 이루는 회전날개부(1)와; 상기 회전날개부(1)에 의해 발생한 회전력으로 전기를 생산하는 발전기(2)와; 상기 회전날개부(1)와 결합되어 상기 회전날개부(1)에 의해 발생한 회전력을 상기 발전기로 전달하기 위한 회전축(3)과; 지면에 수직으로 세워져 상기 회전축(3)에 걸리는 하중을 지지하는 지지축(4)과; 상기 회전축(3)의 회전동력을 상기 발전기(2)로 전달하는 회전력전달수단(5)으로 구성된다.
본 발명의 풍력발전기의 구성요소인 상기 발전기(2)와 회전축(3)과 지지축(4)와 회전력전달수단(5)에 대해서는 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략하고 중점 개선부분인 상기 회전날개부(1)에 대해서만 상세히 설명한다.
본 발명의 풍력발전기(A)는 상기 회전축(3)의 회전방향과 회전날개부(1)의 회전방향이 동일하여 회전날개부(1)의 회전력을 회전축(3)으로 동력전달이 쉽고 날개의 전면은 평면이거나 오목한 구조이고 날개의 뒷면은 볼록한 구조여서 회전방향과 풍향이 같을 때는 회전력이 증대되고, 회전방향과 풍향이 반대일 때 즉 회전력과 반하는 풍향일 때는 반력을 감소시킬 수 있으며, 상기 볼록날개(12)의 내부에 격실이 있어 바람의 힘을 많이 받을 수 있어 발전량을 증대시킬 수 있고, 강풍일 때는 바람의 세기에 따라 상기 볼록날개(12)가 설정 각도만큼 기울기가 변화하여 상기 회전날개부(1)가 받은 풍력을 감쇄시켜 상기 회전날개부(1)를 보호하여 풍력발전기의 수명을 연장시킬 수 있는 장점이 있다.
도 2에 도시되어 있는 것 같이 상기 회전날개부(1)는 상기 회전축(3)에 결합되고 바람을 받는 날개가 옆으로 부착되는 회전날개 프레임(11)과; 상기 회전날개 프레임(11)에 결합되며 풍력을 받아 회전되고, 앞면은 풍력을 많이 받을 수 있는 구조이고 뒷면은 풍력을 덜 받는 구조이며 중심을 기준으로 수평으로 무게의 평형을 이루는 복수의 볼록날개(12)와; 상기 볼록날개(12)의 측면에 삽입 결합되어 상기 볼록날개(12)가 상기 회전날개 프레임(11)에 결합되게 하며, 상기 볼록날개(12)의 기울기가 조정되게 하는 볼록날개회전축부(13)와; 상기 볼록날개회전축부(13)에 결합되어 풍력의 세기에 따라 설정 각도만큼 상기 볼록날개(12)의 기울기를 변화시켜 상기 볼록날개(12)가 받는 풍력을 감쇄시켜 상기 회전날개부(1)를 보호하는 풍압조절기구(14)로 구성된다.
상기 회전날개부(1)는 작은 풍력으로도 많은 발전을 하기 위하여 수직 방향으로 다단으로 설치되는 것이 바람직하다.
상기 회전날개부(1)가 다단으로 설치될 때에는 상기 지지축(4)이 다단으로 분리되어 다단의 회전날개부에서 얻은 회전력이 상기 회전축(3)에 전달될 수 있는 구조이어야 한다.
도 3과 도4에 도시되어 있는 것 같이 상기 볼록날개(12)는 날개의 전면은 평면이거나 오목한 구조이고 날개의 뒷면은 볼록한 구조여서 회전방향과 풍향이 같을 때는 회전력이 증대되고, 회전방향과 풍향이 반대일 때 즉 회전력과 반하는 풍향일 때는 반력을 감소시켜 주는 구조이다.
상기 볼록날개(12)의 전면에는 바람의 힘을 많이 받을 수 있도록 중간에 돌출부(121)를 두어 격실(122)을 만들어 바람을 가둘 수 있게 하는 구조인 것이 바람직하다.
상기 볼록날개(12)의 일 측면에는 상기 볼록날개회전축부(13)가 삽입되며, 상기 볼록날개회전축부(13)는 상기 풍압조절기구(14)가 설치되고 상기 회전날개 프레임(11)에 직접 연결되어 힘을 받는 주볼록날개회전축(131)과, 상기 볼록날개(12)가 수직보다 더 회전되는 것을 방지하거나 상기 볼록날개(12)의 기울기가 변할 때 수평보다 더 기울어지는 것을 방지하기 위한 2개의 보조볼록날개회전축(132)으로 구성된다.
상기 풍압조절기구(14)의 말단은 상기 주볼록날개회전축(131)에 삽입되어 상기 주볼록날개회전축(131)과 결합되어, 상기 풍압조절기구(14)가 스프링 장력에 의해 감기거나 풀릴 때 상기 주볼록날개회전축(131)이 같이 회전하므로 상기 볼록날개(13)의 기울기가 변화된다.
상기 볼록날개(12)의 일 측면에는 주볼록날개회전축(131)이 삽입되는 주볼록날개회전축 삽입홀(123)과, 보조볼록날개회전축(132)이 삽입되는 2개의 보조볼록날개회전축 삽입홀(124)이 형성된다.
도 5에 도시되어 있는 것 같이 상기 회전날개 프레임(11)은 상기 볼록날개(12)가 결합되는 날개부 플레이트(111)와; 상기 회전축(3)과 결합되어 상기 볼록날개(12)의 회전력을 회전축에 전달하는 회전축 연결부(113)와; 상기 날개부 플레이트(111)와 상기 회전축 연결부(113)를 연결하는 회전축 연결브래킷(112)으로 구성된다.
상기 날개부 플레이트(111)에는 상기 볼록날개(12)가 한쪽 방향으로 더 이상 기울기가 기울어지지 않도록 상기 보조볼록날개회전축(132)이 회전되는 것을 제한하고, 다른 방향으로는 상기 볼록날개(12)의 기울기를 따라 상기 보조볼록날개회전축(132)이 회전될 수 있게 가이드 역할을 하는 보조볼록날개회전축 가이드홀(1111)과, 상기 주볼록날개회전축(131)이 삽입되는 주볼록날개회전축 삽입홀(1112)와, 상기 풍압조절기구(14)를 잡아 주어 일정 풍압일 때만 상기 볼록날개(12)가 기울어지도록 상기 풍압조절기구(14)가 풀리거나 감기는 것을 잡아주는 풍압조절기구 스토퍼(1113)가 형성되는 구조이다.
도 6에 도시되어 있는 것 같이 상기 볼록날개(12)가 수직으로 서 있을 때와 90°기울어져 수평으로 되었을 때의 상기 날개부 플레이트(111)에서 상기 보조볼록날개회전축(132)이 회전되는 것을 보여준다.
2개의 보조볼록날개회전축(132)은 상기 볼록날개(12)가 수직보다 더 회전되는 것을 방지하거나 상기 볼록날개(12)의 기울기가 변할 때 수평보다 더 기울어지는 것을 방지하기 위한 것이다.
상기 주볼록날개회전축(131)에는 상기 풍압조절기구(14)가 설치되며, 일정한 풍력을 받을 때까지는, 즉 풍속이 10m/sec 이하일 때까지는 상기 풍압기구(14)의 스프링의 장력이 풍속 10m/sec에 의해서 받은 풍력보다 커서 상기 풍압조절기구 스토퍼(1113)가 잡고 있기 때문에 상기 볼록날개(12)의 기울기가 수직을 유지하고 있으며, 즉 풍속이 10m/sec 이상일 때까지는 상기 풍압기구(14)의 스프링의 장력이 풍속 10m/sec에 의해서 받은 풍력보다 작아서 상기 볼록날개(12)가 기울어지기 시작하여 풍속이 30m/sec일 때는 수평으로 되어 풍력을 제일 적게 받게 된다.
즉 상기 풍압조절기구(14)는 스프링의 장력을 이용하여 10m/sec 이상의 풍속일 경우에 상기 주볼록날개회전축(131)이 회전하기 시작하여 풍속에 비례되게 상기 볼록날개(12)의 기울기의 회전각도가 결정되어 30m/sec 이상일 때는 제일 풍력을 적게 받는 기울기의 회전각도가 되는 구조로 설계되어야 한다.
본 발명의 기울기 조절이 가능한 볼록날개를 갖춘 풍력발전기는 볼록날개를 가지고 있어 볼록날개의 회전방향과 바람이 반대방향을 때는 회전축이 회전되어 반력을 감소시킬 수 있으며, 볼록날개의 내부에 격실이 있어 바람의 힘을 많이 받을 수 있어 발전량을 증대시킬 수 있고, 강풍일 때는 바람의 세기에 따라 상기 볼록날개가 설정 각도만큼 회전되어 회전날개가 받은 풍력을 감쇄시켜 회전날개를 보호하여 풍력발전기의 수명을 연장시키는 효과가 있다.
A : 풍력발전기
1 : 회전날개부 11 : 회전날개 프레임
111 : 날개부 플레이트 1111 : 보조볼록날개회전축 가이드홀
1112 : 주볼록날개회전축 삽입홀 1113 : 풍압조절기 스토퍼
12 : 회전축 연결브래킷 13 : 회전축 연결부
12 : 볼록날개 121 : 돌출부
122 : 격실 123 : 주볼록날개회전축 삽입홀
124 : 보조볼록날개회전축 삽입홀 13 볼록날개회전축부
131 : 주볼록날개회전축 132 : 보조볼록날개회전축
14 : 풍압조절기구
2 : 발전기 3 : 회전축
4 : 지지축 5 : 회전력전달수단

Claims (6)

  1. 바람에 의해 회전되고 날개의 길이 및 폭의 중심을 기준으로 수평으로 무게의 평형을 이루는 회전날개부(1)와;
    상기 회전날개부(1)에 의해 발생한 회전력으로 전기를 생산하는 발전기(2)와;
    상기 회전날개부(1)와 결합되어 상기 회전날개부(1)에 의해 발생한 회전력을 상기 발전기로 전달하기 위한 회전축(3)과;
    지면에 수직으로 세워져 상기 회전축(3)에 걸리는 하중을 지지하는 지지축(4)과;
    상기 회전축(3)의 회전동력을 상기 발전기(2)로 전달하는 회전력전달수단(5)으로 구성된 풍력발전기(A)에 있어서,
    상기 회전날개부(1)는 상기 회전축(3)에 결합되고 바람을 받는 날개가 옆으로 부착되는 회전날개 프레임(11)과;
    상기 회전날개 프레임(11)에 결합되며 풍력을 받아 회전되고, 날개의 전면은 평면이거나 오목한 구조이고 날개의 뒷면은 볼록한 구조여서 회전방향과 풍향이 같을 때는 회전력이 증대되고, 회전방향과 풍향이 반대일 때는 반력을 감소시켜 주는 구조인 복수의 볼록날개(12)와;
    상기 볼록날개(12)의 측면에 삽입 결합되어 상기 볼록날개(12)가 상기 회전날개 프레임(11)에 결합되게 하며, 상기 볼록날개(12)의 기울기가 조정되게 하는 볼록날개회전축부(13)와;
    상기 볼록날개회전축부(13)에 결합되어 풍력의 세기에 따라 설정 각도만큼 상기 볼록날개(12)의 기울기를 변화시켜 상기 볼록날개(12)가 받는 풍력을 감쇄시켜 상기 회전날개부(1)를 보호하는 풍압조절기구(14)로 구성되고,
    상기 볼록날개(12)의 전면에는 바람의 힘을 많이 받을 수 있도록 중간에 돌출부(121)를 두어 격실(122)을 만들어 바람을 가둘 수 있게 하는 구조이고,
    상기 볼록날개회전축부(13)는 상기 풍압조절기구(14)가 설치되고 상기 회전날개 프레임(11)에 직접 연결되어 힘을 받는 주볼록날개회전축(131)과, 상기 볼록날개(12)가 수직보다 더 회전되는 것을 방지하거나 상기 볼록날개(12)의 기울기가 변할 때 수평보다 더 기울어지는 것을 방지하기 위한 2개의 보조볼록날개회전축(132)으로 구성인 것을 특징으로 하는 기울기 조절이 가능한 볼록날개를 갖춘 풍력발전기
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 회전날개 프레임(11)은 상기 볼록날개(12)가 결합되는 날개부 플레이트(111)와;
    상기 회전축(3)과 결합되어 상기 볼록날개(12)의 회전력을 회전축에 전달하는 회전축 연결부(113)와;
    상기 날개부 플레이트(111)와 상기 회전축 연결부(113)를 연결하는 회전축 연결브래킷(112)으로 구성되고,
    상기 날개부 플레이트(111)에는 상기 볼록날개(12)가 한쪽 방향으로 더 이상 열리지 않도록 상기 보조볼록날개회전축(132)이 회전되는 것을 제한하고 다른 방향으로는 상기 볼록날개(12)의 기울기를 따라 상기 보조볼록날개회전축(132)이 회전될 수 있게 가이드 역할을 하는 보조볼록날개회전축 가이드홀(1111)과, 상기 주볼록날개회전축(131)이 삽입되는 주볼록날개회전축 삽입홀(1112)과, 상기 풍압조절기구를 잡아 주어 일정 풍압일 때만 상기 볼록날개(12)가 기울어지도록 상기 풍압조절기구(14)가 풀리거나 감기는 것을 잡아주는 풍압조절기구 스토퍼(1113)가 형성되는 구조인 것을 특징으로 하는 기울기 조절이 가능한 볼록날개를 갖춘 풍력발전기
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 회전날개부(1)는 수직 방향으로 다단으로 설치되고,
    상기 지지축(4)은 다단으로 분리되어 다단의 회전날개부에서 얻은 회전력이 상기 회전축(3)에 전달될 수 있는 구조인 것을 특징으로 하는 기울기 조절이 가능한 볼록날개를 갖춘 풍력발전기
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 풍압조절기구(14)는 일정 풍속 이상일 때는 풍속에 따라 상기 볼록날개(12)의 기울기가 변화하여 상기 볼록날개(12)가 받은 풍력을 감쇄시키는 구조인 것을 특징으로 하는 기울기 조절이 가능한 볼록날개를 갖춘 풍력발전기
  6. 삭제
KR1020110047678A 2011-05-20 2011-05-20 기울기 조절이 가능한 볼록날개를 갖춘 풍력발전기 KR101217008B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110047678A KR101217008B1 (ko) 2011-05-20 2011-05-20 기울기 조절이 가능한 볼록날개를 갖춘 풍력발전기

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110047678A KR101217008B1 (ko) 2011-05-20 2011-05-20 기울기 조절이 가능한 볼록날개를 갖춘 풍력발전기

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120129430A KR20120129430A (ko) 2012-11-28
KR101217008B1 true KR101217008B1 (ko) 2012-12-31

Family

ID=47513928

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110047678A KR101217008B1 (ko) 2011-05-20 2011-05-20 기울기 조절이 가능한 볼록날개를 갖춘 풍력발전기

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101217008B1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101471348B1 (ko) * 2012-12-03 2014-12-30 (주)에스마린시스템 슬림형 풍력발전장치
KR101552808B1 (ko) * 2015-01-30 2015-09-11 방소윤 에너지 발생장치의 저항판구조
KR101650544B1 (ko) * 2015-03-31 2016-08-24 국민대학교산학협력단 수직축 풍력 발전장치 및 이에 구비되는 회전체
KR101668594B1 (ko) * 2015-07-10 2016-10-24 주식회사 서준 저항판의 기울기 조절이 가능한 에너지 발생장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120129430A (ko) 2012-11-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7083378B2 (en) Wind generator
EP2472105B1 (en) Wind turbine - floating platform assembly and method for orienting said assembly
JP5619278B2 (ja) 風力発電システム及び風力発電システムを用いた装置及びそれらの運転方法
US20090224549A1 (en) Oscillating Windmill
EP3564525B1 (en) Vertical shaft wind power generator driving device for self-adaptive variable-propeller, and wind power generator
KR101217008B1 (ko) 기울기 조절이 가능한 볼록날개를 갖춘 풍력발전기
KR20090064731A (ko) 풍력발전기용 풍차
US20090224551A1 (en) Oscillating Windmill
CN101451503A (zh) 具有可活动帆的风力发电机
US4439105A (en) Offset-axis windmill having inclined power shaft
CN202031779U (zh) 水平型风力发电机
WO2009041819A2 (en) Device for generating power from wind flow or water flow
US20140077505A1 (en) Wind Turbine Apparatus
CN101718251A (zh) 风力发电叶轮的捕风面可调叶片及其叶片的调整方法
KR100893299B1 (ko) 수직축 방식의 풍력발전장치
US4219308A (en) Torque control system for wind energy conversion devices
CN205955917U (zh) 新型自动上仰及复位风力发电机
KR101083916B1 (ko) 2중 날개 구조와 풍압조절기구를 갖춘 풍력발전기
KR101247792B1 (ko) 2중 날개 구조를 갖춘 풍력발전기
KR20120105645A (ko) 절첩 날개를 구비한 풍력발전기
JP4074707B2 (ja) 風力発電用の垂直風洞装置および風力エネルギー誘導方法
JP2010159657A (ja) 風力発電機
CN101929424B (zh) 垂直轴风力发电机
KR102482003B1 (ko) 교량형 풍력발전장치
CN213360306U (zh) 一种风力发电装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee