KR101237535B1 - The wind power generator having structure capable of changing flow direction - Google Patents

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김명회
박형재
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Abstract

PURPOSE: A wind-shifting wind power generator is provided to improve power generation efficiency by applying venturi effect to collected wind. CONSTITUTION: A wind-shifting wind power generator comprises a rotary shaft(15), a blade structure, a wind shifting structure(30), and a power generator. Blades of the blade structure are radially connected in a longitudinal direction to the rotary shaft. The wind shifting structure guides wind to the blades. The power generator generates electricity by receiving a rotary force from the rotary shaft. The wind shifting structure comprises a plurality of funnel-shaped wind shifting guides. The sectional area of a fluid inlet of the funnel-shaped wind shifting guide is larger than the sectional area of a fluid outlet, and the side of the funnel-shaped wind shifting guide is curved.

Description

풍향전환 풍력 발전기{The wind power generator having structure capable of changing flow direction}The wind power generator having structure capable of changing flow direction}

본 발명은 풍력 발전기에 관한 것으로, 동서남북 방향의 수평으로 부는 바람을 집풍하여 풍향을 전환시키면서 풍속을 증가 시킬 수 있는 구조물에 유입시키고, 상기한 구조물 내에서 증속된 바람을 풍력 발전에 사용함으로써 발전 효율을 높일 수 있는 풍향전환 풍력 발전기에 관한 것이다.
The present invention relates to a wind power generator, the wind blowing in the horizontal direction of the east, west, north and north directions to the wind turbines to increase the wind speed while switching to the structure, and the increased wind efficiency in the above-described structure using the wind power generation efficiency It relates to a wind direction wind generator that can increase the.

일반적인 발전 방법으로는 수력을 이용한 수력발전, 화석연료를 이용한 화력발전, 원자력을 이용한 원자력 발전 등을 들 수 있다. 그러나 이러한 발전방법들은 대규모의 발전설비와 이를 가동시키기 위한 막대한 양의 에너지원을 필요로 한다.Common power generation methods include hydroelectric power generation using hydroelectric power, thermal power generation using fossil fuels, and nuclear power generation using nuclear power. However, these power generation methods require large-scale power generation facilities and huge amounts of energy to operate them.

화력발전에 이용되는 에너지원으로써 석유나 석탄 등의 화석연료는 타 연료에 비해 그 의존도가 크기 때문에 자원의 고갈과 같은 문제점을 초래한다. 더구나, 석유나 석탄 등의 화석연료는 오존층을 파괴하여 지구의 온난화를 일으키는 주요원인이 되고 있다. 또한, 석유나 석탄 등의 화석연료는 환경오염을 야기시키는 동시에 특히, 석유나 석탄 등의 화석연료는 타 연료에 비해 그 의존도가 높아 자원의 고갈 및 환경오염을 급속도로 악화시키는 원인이 되었다.As fossil fuels such as petroleum and coal as energy sources used in thermal power generation, they are more dependent than other fuels, causing problems such as exhaustion of resources. Moreover, fossil fuels such as petroleum and coal are the main causes of global warming by destroying the ozone layer. In addition, fossil fuels such as petroleum and coal cause environmental pollution, and in particular, fossil fuels such as petroleum and coal are highly dependent on other fuels, causing rapid depletion of resources and environmental pollution.

따라서, 석유나 석탄 등의 사용에 따라 자원의 고갈과 석유나 석탄 등을 연소시킴으로써 발생하는 지구온난화에 따른 각종 재해 및 각종 공해물질의 발생으로 인한 환경오염을 방지하기 위해 석유나 석탄 등의 화석연료가 필요 없는 획기적 발전방법이 요구되고 있다.Therefore, fossil fuels such as petroleum and coal are used to prevent environmental pollution caused by depletion of resources according to the use of petroleum or coal, and various disasters caused by global warming caused by combustion of petroleum and coal, and generation of various pollutants. There is a demand for breakthrough development that does not require

전술한 바와 같이, 석유나 석탄 등의 화석연료가 필요 없는 발전방법으로는 태양에너지를 이용한 태양열발전, 조력발전, 풍력발전 등이 있으며, 이 중 가장 쉽게 적용할 수 있는 발전방법이 태양열을 이용한 태양열발전과 바람의 힘을 이용한 풍력발전이라 할 수 있을 것이다.As described above, power generation methods that do not require fossil fuels such as oil or coal include solar power generation, tidal power generation, and wind power generation using solar energy, and the most easily applicable power generation method is solar heat using solar heat. It can be called wind power generation using power and wind power.

전술한 풍력발전(風力發電)이란, 풍력에너지를 풍차에 의해 기계적 에너지로 변환하여 발전기를 돌려 발전하는 방식으로서 풍력에너지는 풍속에 따라 변화하며, 수풍 면적의 반지름 1m, 풍속 10m/s에서는 약 1kW를 얻을 수 있다. The above-mentioned wind power generation refers to a method of converting wind energy into mechanical energy by a windmill and turning the generator to generate electricity. Wind energy varies according to wind speed, and is about 1 kW at a radius of the wind area of 1 m and a wind speed of 10 m / s. Can be obtained.

풍력발전의 이용 시스템으로는, 교류의 풍력 발전기를 직접 전력계통에 이용하는 직접이용 시스템과 풍력 발전기의 전기를 축전지에 축적하여, 전력계통에 병렬하는 축전이용 시스템의 2가지가 있다. 전자는 풍력변화의 영향을 직접 받는데 비해, 후자는 풍력이 변동하여도 축전지로 보충하기 때문에 평균적으로 이용할 수 있는 장점이 있으나 설비비가 비싼 문제점이 있다. 풍력에너지를 동력원으로 이용하는 대표적인 예는 네덜란드의 풍차인데, 미국, 영국에서는 100~1,000kW급이 이미 개발되고 있다.There are two types of wind power generation systems, a direct use system using an alternating current wind generator for a power system and a storage use system in which electricity from a wind generator is stored in a storage battery and paralleled to a power system. While the former is directly affected by the wind change, the latter has an advantage that can be used on average because it is supplemented with a battery even if the wind is fluctuating, but there is a problem of expensive equipment cost. A typical example of using wind energy as a power source is windmills in the Netherlands, with 100-1,000 kW already being developed in the United States and the United Kingdom.

이러한 풍력발전은 폐기물을 수반하지 않는 무공해 에너지원으로서, 개인적 규모로는 충분히 이용할 수 있으며, 바람이 강한 외딴섬 같은 곳에서 풍력이 등대의 발전용으로 쓰이고 있다. 또한, 발전설비가 다른 발전설비에 비해 매우 간단히 설치할 수 있다는 점과 함께 발전에 따른 별도의 폐기물이 발생하지 않는다는 장점이 있다. 더불어, 전술한 풍력발전의 경우 발전설비가 다른 발전설비에 비해 매우 간단히 설치할 수 있다는 이점과 함께 발전에 따른 별도의 폐기물이 발생하지 않는다는 장점이 있다.Such wind power generation is a pollution-free energy source that does not involve waste, and is fully available on a personal scale. Wind power is used for power generation of lighthouses in remote windy islands. In addition, there is an advantage that the power generation facilities can be installed very simply compared to other power generation facilities and does not generate a separate waste due to power generation. In addition, in the case of the above-mentioned wind power generation, the power generation facility is very simple to install than other power generation facilities, and there is an advantage that no separate waste is generated due to power generation.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 풍력 발전기(1)는 일 년 중 바람의 속도가 항상 일정하게 불어오는 해안가 등에 설치되는 것으로, 적어도 5m 이상의 높이를 가지는 타워(5) 상단부에 복수의 블레이드(3)를 가지는 로터(2)를 장착하여 전력을 만들어 낸다. 복수개의 풍력 발전기(10)에서 생산된 전력은 축전지에 모아져서 필요한 개소에 공급된다.As shown in FIG. 1, the conventional wind generator 1 is installed at a coastal area where wind speeds are constantly blowing during the year, and includes a plurality of blades at an upper end of the tower 5 having a height of at least 5 m. A rotor (2) having 3) is mounted to generate electric power. The electric power produced by the plurality of wind generators 10 is collected in a storage battery and supplied to a required place.

그러나, 종래기술에 따른 풍력 발전기(1)는 공중에 노출된 블레이드(3) 면에 접촉하는 바람에 의해 블레이드(3)가 회전함으로써 발전이 이루어 진다. 따라서, 블레이드(3)의 면적과 발전량은 밀접한 관계를 갖게 된다. 하지만, 발전량을 크게 하기 위해 블레이드(3)의 면적을 크게 한다면, 풍력 발전기(1)의 설치비 및 유지비가 상승하는 또 다른 문제점이 발생하게 된다.However, the wind power generator 1 according to the prior art is generated by the rotation of the blade 3 by the wind in contact with the blade 3 surface exposed to the air. Therefore, the area of the blade 3 and the amount of power generation have a close relationship. However, if the area of the blade 3 is increased in order to increase the amount of power generated, another problem arises in that the installation cost and maintenance cost of the wind power generator 1 increase.

또한, 블레이드(3)는 바람과의 그 접촉 면이 협소하여 일정 이상의 강풍이 발생하는 경우에는 블레이드(3) 회전의 과부하를 부분적으로 방지할 수는 있으나, 바람의 세기가 약한 미풍일 경우에는 오히려 회전력이 급속하게 떨어지면서 발생시키는 전력이 자가발전의 기준치에 현격히 떨어지는 등 바람의 세기를 효과적으로 이용하지 못하는 문제점이 있다. In addition, the blade 3 may partially prevent the overload of the rotation of the blade 3 in the case where the contact surface with the wind is narrow and a certain amount of strong wind is generated. There is a problem that can not effectively use the strength of the wind, such as the power generated by the rapid fall of the rotation force falls significantly to the reference value of self-power generation.

또한, 블레이드(3)는 타워(5)의 상단에 설치되어 외부에 직접 노출된다. 이에 따라, 블레이드(3)는 예상치 못한 강풍이나 돌풍 등에 의해 날아 다니는 물체와 충돌할 가능성이 있고, 상기한 충돌이 발생되면 블레이드(3)는 심각하게 손상될 수 있으며 결국 풍력 발전기(1)의 기능 손상 문제로 이어지게 된다.
In addition, the blade 3 is installed on the top of the tower 5 is directly exposed to the outside. Accordingly, the blade 3 may collide with the flying object due to an unexpected strong wind or gust, and when the collision occurs, the blade 3 may be seriously damaged and eventually the wind generator 1 functions. This leads to damage problems.

상술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 상공에서 강하게 부는 바람을 모아 강한 하강 기류를 만들어 내고, 상기한 하강 기류를 풍력발전에 이용함으로써 발전 효율을 높일 수 있는 기술을 제공하는 것이다.In order to solve the above problems, the present invention is to provide a technique that can collect the wind blowing strongly in the air to create a strong downdraft, and to increase the power generation efficiency by using the downdraft for wind power generation.

또한, 모아진 바람에 벤츄리 효과를 줄 수 있는 구조물을 풍력 발전에 적용함으로써 발전 효율을 높일 수 있는 기술을 제공하고자 한다.In addition, the present invention is to provide a technology that can increase the power generation efficiency by applying a structure that can give a venturi effect on the collected wind power.

또한, 블레이드를 공중에 노출시키지 않음으로써 예상치 못한 블레이드의 파손을 막을 수 있는 기술을 제공하고자 한다.
It is also an object of the present invention to prevent unexpected blade breakage by not exposing the blade to the air.

본 발명의 일 측면에 따르면, 풍향전환 풍력 발전기는, 회전축; 상기 회전축의 길이방향에 대해 방사상(放射狀)으로 연결되는 복수의 블레이드를 포함하는 블레이드 구조물; 수평으로 부는 바람의 풍향을 변화시켜 상기 복수의 블레이드에 인도하는 풍향전환 구조물; 및 상기 회전축으로부터 회전력을 전달 받아 전기를 발생시키는 발전기를 포함하되, 상기 풍향전환 구조물은, 유체 유입구의 단면적이 유체 유출구의 단면적 보다 크고 측면이 곡률져 있는 깔때기 형상의 풍향전환 가이드를 복수개 포함하고, 상기 유체 유입구의 중심과 상기 유체 유출구의 중심을 잇는 가상의 직선인 가이드 중심축은 상기 회전축과 동축이며, 상기 복수의 풍향전환 가이드 각각은 상기 가이드 중심축 방향을 따라 일정 간격으로 이격되어 위치할 수 있다.According to one aspect of the invention, the wind direction wind generator, the rotating shaft; A blade structure including a plurality of blades connected radially with respect to the longitudinal direction of the rotation axis; A wind direction converting structure for changing the wind direction of the wind blowing horizontally to guide the plurality of blades; And a generator configured to generate electricity by receiving rotational force from the rotating shaft, wherein the wind direction converting structure includes a plurality of funnel-shaped wind direction conversion guides having a cross-sectional area of the fluid inlet greater than that of the fluid outlet and having a curved side. The guide central axis, which is a virtual straight line connecting the center of the fluid inlet and the center of the fluid outlet, is coaxial with the rotation axis, and each of the plurality of wind direction conversion guides may be spaced apart at regular intervals along the direction of the guide center axis. .

본 발명의 다른 측면에 따르면, 풍향전환 풍력 발전기는, 복수의 블레이드, 상기 복수의 블레이드가 고정되는 허브, 상기 허브의 회전력을 전달받는 로터축 및 상기 로터축의 회전력을 전달 받아 전기를 발생시키는 발전기를 포함하는 풍력 발전기; 및 수평으로 부는 바람의 풍향을 변화시켜 상기 복수의 블레이드에 인도하는 풍향전환 구조물을 포함하되, 상기 풍력발전기는 복수이고, 상기 복수의 풍력발전기의 로터축은 동축상에 위치하며, 상기 복수의 풍력발전기는 소정의 간격으로 이격되어 위치하며, 상기 풍향전환 구조물은, 유체 유입구의 단면적이 유체 유출구의 단면적 보다 크고 측면이 곡률져 있는 깔때기 형상의 풍향전환 가이드를 복수개 포함하고, 상기 유체 유입구의 중심과 상기 유체 유출구의 중심을 잇는 가상의 직선인 가이드 중심축은 상기 로터축과 동축이며, 상기 복수의 풍향전환 가이드 각각은 상기 가이드 중심축 방향을 따라 일정 간격으로 이격되어 위치할 수 있다.According to another aspect of the invention, the wind direction conversion wind generator, a plurality of blades, the hub to which the plurality of blades are fixed, a rotor shaft to receive the rotational force of the hub and a generator for generating electricity by receiving the rotational force of the rotor shaft Including a wind generator; And a wind direction converting structure for varying the wind direction of the wind blowing horizontally to guide the plurality of blades, wherein the wind turbine is plural, and the rotor shafts of the plural wind turbines are coaxially located. Are spaced apart at predetermined intervals, and the wind direction converting structure includes a plurality of funnel-shaped wind direction conversion guides having a cross-sectional area of the fluid inlet greater than the cross-sectional area of the fluid outlet and having a curved side, and a center of the fluid inlet and the The guide central axis, which is a virtual straight line connecting the center of the fluid outlet, is coaxial with the rotor shaft, and each of the plurality of wind direction conversion guides may be spaced apart at regular intervals along the direction of the guide central axis.

여기서, 상기 복수의 풍향전환 가이드는 상기 블레이드 구조물을 감싸도록 배치될 수 있다.Here, the plurality of wind direction conversion guide may be disposed to surround the blade structure.

여기서, 상기 풍향전환 구조물은, 상기 복수의 풍향전환 가이드 사이에 형성되는 공간에 위치하고, 서로 다른 풍향전환 가이드의 외부 측면과 내부 측면을 연결하는 가이드 패널을 더 포함할 수 있다.The wind direction converting structure may further include a guide panel positioned in a space formed between the plurality of wind direction converting guides and connecting the outer side and the inner side of different wind direction converting guides.

여기서, 상기한 풍향전환 풍력 발전기는, 수평으로 불어오는 바람을 상기 가이드 중심축 방향으로 안내하는 집풍 구조물을 더 포함하되, 상기 집풍 구조물은, 상기 유체 유입구의 테두리에서 상기 가이드 중심축의 길이방향에 대해 방사상으로 연장되는 수평 가이드; 및 상기 수평 가이드 사이에 위치하고 상기 가이드 중심축 방향으로의 방향성을 가지는 가이드 격벽을 포함할 수 있다.Here, the wind direction conversion wind generator further comprises a wind collecting structure for guiding the wind blowing horizontally in the direction of the guide central axis, wherein the wind collecting structure, with respect to the longitudinal direction of the guide central axis at the edge of the fluid inlet Radially extending horizontal guides; And a guide partition wall disposed between the horizontal guides and having a direction in the direction of the guide central axis.

여기서, 상기 가이드 격벽은 커브(curve)를 이루면서 상기 가이드 중심축 방향으로의 방향성을 가질 수 있다.
Here, the guide partition wall may have a direction toward the guide central axis while forming a curve.

본 발명은 상공에서 강하게 부는 바람을 모아 강한 하강 기류를 만들어 내고, 상기한 하강 기류를 풍력발전에 이용함으로써 발전 효율을 높일 수 있는 풍향전환 풍력 발전기를 제공할 수 있다.The present invention collects the wind blowing strongly in the air to create a strong downdraft, by using the downdraft to the wind power generation can provide a wind turning wind generator that can increase the power generation efficiency.

또한, 모아진 바람에 벤츄리 효과를 줄 수 있는 구조물을 풍력 발전에 적용함으로써 발전 효율을 높일 수 있는 풍향전환 풍력 발전기를 제공할 수 있다.In addition, it is possible to provide a wind direction conversion wind generator that can increase the power generation efficiency by applying a structure that can give a Venturi effect on the wind collected.

또한, 블레이드를 공중에 노출시키지 않음으로써 예상치 못한 블레이드의 파손을 막을 수 있는 풍향전환 풍력 발전기를 제공할 수 있다.
In addition, it is possible to provide a wind turning wind generator that can prevent unexpected blade failure by not exposing the blade to the air.

도 1은 종래 기술에 따른 풍력 발전기의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍향전환 풍력 발전기의 사시도.
도 3 내지 도 12는 도 2에 도시된 풍향전환 풍력 발전기의 구성을 나타낸 사시도.
도 13 내지 도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가이드 격벽의 모양을 나타낸 도면.
도 16 내지 도 22는 본 발명의 다른 실시예에 따른 풍향전환 풍력발전기의 구조를 나타낸 사시도.
1 is a perspective view of a wind generator according to the prior art.
2 is a perspective view of a wind direction wind generator according to an embodiment of the present invention.
3 to 12 is a perspective view showing the configuration of the wind turning wind generator shown in FIG.
13 to 15 is a view showing the shape of the guide partition wall according to another embodiment of the present invention.
16 to 22 is a perspective view showing the structure of the wind direction wind turbine according to another embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍향전환 풍력 발전기의 사시도이고, 도 3 내지 도 12는 도 2에 도시된 풍향전환 풍력 발전기의 구성을 나타낸 사시도이다.2 is a perspective view of the wind direction conversion wind generator according to an embodiment of the present invention, Figures 3 to 12 is a perspective view showing the configuration of the wind direction conversion wind generator shown in FIG.

도 2 내지 도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍향전환 풍력 발전기(10)는 회전축(15), 블레이드 구조물(20), 풍향전환 구조물(30) 및 발전기(미도시)를 포함한다. 도 3을 참조하면, 회전축(15)은 지지면에 수직한 방향으로 설치된다. 블레이드 구조물(20)는 회전축(15)의 길이방향(즉, 지지면에 수직한 방향)에 대해 방사상(放射狀)으로 연결된다. 블레이드 구조물(20)은 복수의 블레이드(22)를 포함한다. 복수의 블레이드(22)는 회전축(15)에 대해 방사상(지지면에 수평한 방향)으로 연결된다. 이때, 복수의 블레이드(22)는 연결의 편의성 및 단단한 고정을 위해 회전축(15)에 대해 허브(미도시)를 통해 연결될 수 있다.As shown in Figures 2 to 13, the wind turning wind generator 10 according to an embodiment of the present invention is a rotating shaft 15, the blade structure 20, the wind turning structure 30 and the generator (not shown) It includes. Referring to FIG. 3, the rotation shaft 15 is installed in a direction perpendicular to the support surface. The blade structure 20 is connected radially with respect to the longitudinal direction (ie, the direction perpendicular to the support surface) of the rotation shaft 15. The blade structure 20 includes a plurality of blades 22. The plurality of blades 22 are connected radially (direction horizontal to the ground) with respect to the rotation axis 15. In this case, the plurality of blades 22 may be connected to the rotating shaft 15 via a hub (not shown) for convenience of connection and tight fixation.

바람에 의해 블레이드 구조물(20)이 회전하면, 블레이드 구조물(20)과 결합된 회전축(15)이 회전하게 된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 블레이드 구조물(20)은 복수일 수 있다. 발전기(미도시)는 회전축(15)과 연결되어 있다. 발전기는 회전축(15)으로부터 회전력을 전달 받아 전기를 발생시킨다. 상기한 발전기의 발전 원리에 관한 상세한 사항은 당업자에게 자명하며, 본 발명의 요지와 다소 거리가 있으므로 생략한다.When the blade structure 20 is rotated by the wind, the rotating shaft 15 coupled with the blade structure 20 is rotated. As shown in FIG. 3, the blade structure 20 may be plural. The generator (not shown) is connected to the rotation shaft 15. The generator receives the rotational force from the rotating shaft 15 to generate electricity. Details of the above-described power generation principle of the generator will be apparent to those skilled in the art, and will be omitted since it is somewhat distance from the gist of the present invention.

풍향전환 구조물(30)은 풍향전환 가이드(31)를 2개 이상 포함한다. 풍향전환 가이드(31)는 전체적으로 갈때기 형상을 가진다. 보다 상세하게 풍향전환 가이드(31)는 유체 유입구의 단면적이 유체 유출구의 단면적 보다 크고 측면이 곡률져 있다. 상기한 유체 유입구와 유체 유출구의 모양은 원형, 타원형, 다각형 형상 등일 수 있으며, 그 모양에 있어서 특별한 제한은 없다. 유체 유입구의 중심과 유체 유출구의 중심을 잇는 가상의 직선인 가이드 중심축은 회전축(15)과 동축이다. 풍향전환 가이드(31)의 측면은 가이드 중심축을 기준으로 외부 방향에 대해 오목한 형상을 가질 수 있다. 복수의 풍향전환 가이드(31) 각각은 가이드 중심축 방향을 따라 일정 간격으로 이격되어 위치한다. 풍향전환 가이드(31)는 금속, 강화플라스틱 등으로 만들어 질 수 있으며, 그 재질에 있어서는 특별한 제한이 없다.The wind deflection structure 30 includes two or more wind deflection guides 31. The wind direction conversion guide 31 has a browning shape as a whole. More specifically, the wind direction conversion guide 31 has a cross-sectional area of the fluid inlet greater than that of the fluid outlet and is curved on the side. The shape of the fluid inlet and the fluid outlet may be circular, elliptical, polygonal, or the like, and the shape thereof is not particularly limited. An imaginary straight line guide center axis connecting the center of the fluid inlet and the center of the fluid outlet is coaxial with the axis of rotation 15. Sides of the wind direction conversion guide 31 may have a concave shape with respect to the outward direction with respect to the guide center axis. Each of the plurality of wind direction conversion guides 31 is spaced apart at regular intervals along the direction of the guide central axis. Wind direction conversion guide 31 may be made of metal, reinforced plastics, etc., there is no particular limitation on the material.

풍향전환 구조물(30)은 하나 이상의 가이드 패널(33)을 더 포함할 수 있다. 가이드 패널(33)은 복수의 풍향전환가이드(31) 사이 사이에 위치한다. 가이드 패널(33)은 복수의 풍향전환가이드(31)의 외부 측면과 내부 측면을 연결한다. 즉, 풍향전환 가이드(31)가 2개인 경우, 가이드 패널(33)은 상부의 풍향전환 가이드(31)의 외부 측면과 하부의 풍향전환 가이드(31)의 내부 측면을 연결한다. 가이드 패널(33)은 복수의 풍향전환 가이드(31) 사이로 유입된 바람이 측면을 타고 반대쪽으로 흘러나가는 것을 방지하는 역할을 한다. 즉, 복수의 풍향전환 가이드(31) 사이로 유입된 바람은 복수의 풍향전환 가이드(31)의 유체 유출구 쪽으로 빠져 나가야 하는데, 가이드 패널(33)이 없는 경우 유입된 바람 중 일부는 풍향전환 가이드(31) 사이로 유입되었다가 측면을 타고 반대쪽으로 흘러가 풍향전환 가이드(31)의 유체 유출구 쪽으로 빠져나갈 수 있다. 이때, 가이드 패널(33)은 유입된 바람이 풍향전환 가이드(31)의 측면을 타고 흘러나가는 것을 방지하는 기능을 수행한다. 풍향전환 가이드(31)가 n개라면, 풍향전환 가이드(31) 사이 사이의 공간은 n-1개가 된다. 따라서, 가이드 패널(33) 역시 n-1개의 세트가 상기한 풍향전환 가이드(31) 사이 사이의 공간에 위치한다. 가이드 패널(33) 1세트에는 복수개의 가이드 패널(33)이 포함될 수 있다. 예를 들어, 도 8을 참조하면, 풍향전환 가이드(31)는 6개이고, 복수의 풍향전환 가이드(31) 사이 공간은 5개가 존재한다. 또한, 가이드 패널(33)은 5세트가 존재한다. 가이드 패널(33) 1세트에는 2개가 존재하는 것으로 표시되어 있다. The wind turning structure 30 may further include one or more guide panels 33. The guide panel 33 is positioned between the plurality of wind direction switching guides 31. The guide panel 33 connects the outer side and the inner side of the plurality of wind direction conversion guides 31. That is, when the wind direction changing guide 31 is two, the guide panel 33 connects the outer side of the upper wind direction switching guide 31 and the inner side of the lower wind direction changing guide 31. The guide panel 33 serves to prevent the wind introduced between the plurality of wind direction conversion guides 31 from flowing out to the opposite side. That is, the wind introduced between the plurality of wind direction conversion guide 31 has to exit to the fluid outlet of the plurality of wind direction conversion guide 31, if there is no guide panel 33, some of the wind introduced into the wind direction guide (31) ) And flows to the opposite side through the side to exit to the fluid outlet of the wind direction conversion guide (31). At this time, the guide panel 33 performs a function of preventing the flow of the wind flowing through the side of the wind direction conversion guide 31. If there are n wind direction change guides 31, the space between the wind direction change guides 31 becomes n-1. Thus, the guide panel 33 is also located in the space between the n-1 sets of the above-mentioned wind direction conversion guide 31. One set of guide panels 33 may include a plurality of guide panels 33. For example, referring to FIG. 8, there are six wind direction changing guides 31 and five spaces exist between the plurality of wind direction changing guides 31. In addition, there are five sets of guide panels 33. One set of guide panels 33 is indicated as being present in two.

풍향전환 가이드 지지부(32)는 풍향전환 가이드(31)를 지지 및 고정한다. 이때, 풍향전환 가이드 지지부(32)는 복수의 풍향전환 가이드(31)를 특정 거리만큼 이격되어 위치되도록 하는 기능을 수행할 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이 풍향전환 가이드 지지부(32)는 소정의 길이를 가지는 기둥의 형상을 가질 수 있다. 또한, 풍향전환 가이드 지지부(32)는 풍향전환 가이드(31)의 유체 유입구 주변을 따라 부착될 수 있다. 다만, 도 8에 도시된 풍향전환 가이드 지지부(32)는 본 발명의 일 실시예일뿐이면 그 형태에 있어서 제한이 없다. 예를 들어, 풍향전환 가이드 지지부(32)는 가장 하단에 위치하는 풍향전환 가이드(31)만을 지지할 수도 있다. 이때, 각각의 풍향전환 가이드(31)는 별도의 이격프레임(미도시)을 통해 특정 거리만큼 이격될 수 있다. 이격프레임은 풍향전환 가이드(31)의 유체 유입구 주변을 따라 부착될 수도 있고, 각각의 풍향전환 가이드(31) 사이 사이에 배치될 수도 있다.
The wind direction conversion guide support part 32 supports and fixes the wind direction change guide 31. In this case, the wind direction conversion guide support part 32 may perform a function of positioning the plurality of wind direction conversion guides 31 spaced apart by a specific distance. As illustrated in FIG. 8, the wind direction conversion guide support part 32 may have a pillar shape having a predetermined length. In addition, the direction change guide support 32 may be attached along the periphery of the fluid inlet of the direction change guide (31). However, the wind direction conversion guide support part 32 shown in FIG. 8 is not limited in its form as long as it is only one embodiment of the present invention. For example, the wind direction conversion guide support part 32 may support only the wind direction change guide 31 positioned at the bottom. At this time, each wind direction conversion guide 31 may be spaced apart by a specific distance through a separate spaced apart frame (not shown). The spacing frame may be attached along the periphery of the fluid inlet of the wind direction conversion guide 31, and may be disposed between each wind direction guide 31.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 풍향전환 가이드(31)는 블레이드 구조물(20)을 감싸도록 배치될 수 있다. 즉, 풍향전환 가이드(31)의 유체 유출구의 수평 단면적(즉, 회전축(15)에 대해 수직한 단면적)은 블레이드 구조물(20)이 영위하는 수평 단면적 보다 크다. 유체 유출구의 수직 위치는 블레이드(21)의 수직 위치와 일치할 수 있다. 또는 유체 유출구의 수직 위치는 블레이드(21)의 수직 위치 보다 높을 수도 있다. 즉, 풍향전환 가이드(31)는 블레이드 구조물(20) 보다 상부(즉, 회전축(15)의 길이방향을 따라 상부)에 위치할 수 있다. 또한, 유체 유출구의 수직 위치는 블레이드(21)의 수직 위치 보다 낮을 수도 있다. 풍향전환 가이드(31)는 블레이드 구조물(20) 보다 상부에 위치하는 경우, 풍향전환 가이드(31)의 유체 유출구의 수평 단면적(즉, 회전축(15)에 대해 수직한 단면적)은 블레이드 구조물(20)이 영위하는 수평 단면적 보다 작을 수 있다.4 and 5, the wind direction conversion guide 31 may be disposed to surround the blade structure 20. That is, the horizontal cross-sectional area (ie, the cross-sectional area perpendicular to the rotation axis 15) of the fluid outlet of the wind direction conversion guide 31 is larger than the horizontal cross-sectional area that the blade structure 20 runs. The vertical position of the fluid outlet may coincide with the vertical position of the blade 21. Alternatively, the vertical position of the fluid outlet may be higher than the vertical position of the blade 21. That is, the wind direction conversion guide 31 may be located above the blade structure 20 (that is, the upper portion along the longitudinal direction of the rotation axis 15). In addition, the vertical position of the fluid outlet may be lower than the vertical position of the blade 21. When the wind deflection guide 31 is located above the blade structure 20, the horizontal cross-sectional area of the fluid outlet of the wind deflection guide 31 (ie, the cross-sectional area perpendicular to the rotation axis 15) is the blade structure 20. It may be smaller than the running horizontal cross-sectional area.

도 5에서는 상공에서 수평으로 부는 바람의 방향이 어떻게 바뀌는지 나타내었다. 참조번호 35에 따르면, 수평으로 부는 바람은 각각의 풍향전환 가이드(31) 사이 사이로 유입된다. 이때, 수평으로 부는 바람은 풍향전환 가이드(31)의 곡률진 측면을 따라 안내된다. 따라서, 수평으로 부는 바람은 풍향전환 가이드(31)의 측면이 곡률진 정도에 따라 방향이 바뀌게 된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 풍향전환 가이드(31)의 유체 유입구 주변에 도달한 바람의 방향은 수평에 가깝지만, 풍향전환 가이드(31)의 유체 유출구 주변에 도달한 바람은 수직에 가까운 방향을 가지게 된다. 따라서, 본 실시예에 따르면, 수평으로 부는 바람은 최종적으로 수직 하강 기류가 될 수 있다. 또한, 각각의 풍향전환 가이드(31)의 유체 유입구 사이의 간격은 유체 유출구의 사이의 간격 보다 크다. 따라서, 풍향전환 가이드(31) 사이를 통과하는 바람에는 벤츄리 효과가 적용된다. 벤츄리 효과(venturi effect)란 두 빌딩에 의해서 공기가 깔때기모양으로 수렴하여 풍속이 증가하도록 하는 것을 말한다. 벤츄리 효과는 베르누이의 정리(Bernoulli's theorem)에 기인한다. 상기한 벤츄리 효과는 풍향전환 가이드(31) 측면이 가이드 중심축을 기준으로 외부방향에 대해 오목한 형상을 가지기 때문이다. 결국 풍향전환 가이드(31)의 형상 때문에 풍속을 증가 시킬 수 있고, 최종적으로 증가된 풍속은 발전 효율을 상승시키는 결과를 가져 온다.5 shows how the direction of the wind blowing in the air is changed horizontally. According to reference numeral 35, horizontally blowing winds are introduced between each wind deflection guide 31. At this time, the wind blowing horizontally is guided along the curvature side of the wind direction conversion guide (31). Therefore, the wind blowing in the horizontal direction is changed in accordance with the degree of curvature of the side of the wind direction conversion guide (31). As shown in FIG. 5, the direction of the wind reaching the periphery of the fluid inlet of the wind deflection guide 31 is close to horizontal, but the wind reaching the periphery of the fluid outlet of the wind deflection guide 31 has a direction close to the vertical. do. Thus, according to the present embodiment, the wind blowing horizontally can finally be a vertical downdraft. In addition, the spacing between the fluid inlets of each wind direction guide 31 is greater than the spacing between the fluid outlets. Therefore, the venturi effect is applied to the wind passing between the wind direction conversion guide 31. The venturi effect is the increase in wind speed by the convergence of air into a funnel by two buildings. The Venturi effect is due to Bernoulli's theorem. The Venturi effect is because the side of the wind direction conversion guide 31 has a concave shape with respect to the outward direction with respect to the guide center axis. As a result, the wind speed can be increased due to the shape of the wind direction conversion guide 31, and finally, the increased wind speed increases the power generation efficiency.

도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 풍향 전환 풍력 발전기(10)는 집풍 구조물(40)을 더 포함할 수 있다. 집풍 구조물(40)은 수평으로 불어오는 바람을 회전축(15) 방향으로 안내하는 역할을 수행한다. 집풍 구조물(40)은 수평 가이드(41)와 가이드 격벽(42)을 포함한다. 수평 가이드(41)는 유체 유입구의 테두리에서 회전축(15)의 길이방향에 대해 방사상으로 연장된다. 가이드 격벽(42)은 수평 가이드(41) 사이에 위치하고 회전축(15) 방향으로의 방향성을 가진다. 가이드 격벽(42)은 수평 가이드(41) 면에 대해 수직한 방향으로 연장되는 수평성분(즉, 높이)를 가질 수 있다(도 10참조). 또는 가이드 격벽(42)은 수평 가이드(41) 면에 대해 특정한 각도를 가지고 연장되는 높이를 가질 수 있다. 이때, 가이드 격벽(42)의 수평 성분(즉, 길이)은 상술한 바와 같이 회전축(15) 방향으로의 방향성은 가지면서 연장된다. 가이드 격벽(42)은 가이드 격벽(42)의 상부에 위치하는 수평 가이드(41)와 하부에 위치하는 수평 가이드(41) 모두에 연결되어 고정될 수 있다. 또는, 가이드 격벽(42)은 가이드 격벽(42)의 상부에 위치하는 수평 가이드(41) 또는 하부에 위치하는 수평 가이드(41) 중 어느 하나에만 연결되어 고정될 수도 있다. 또한, 가이드 격벽(42)는 소정의 두께를 가질 수 있다. 이때, 가이드 격벽의 두께에는 특별한 제한이 없다. 도 10의 예시와 같이, 가이드 격벽(42)은 판상의 직사각형 형태일 수 있지만, 볼 발명의 실시예에 이에 한정되는 것은 아니다. 도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 수평 가이드(41)는 소정의 두께를 가지는 판상의 형태일 수 있다. 이때, 수평 가이드(41)의 중심부는 회전축(15) 방향으로 빈 공간이 된다. 상기한 수평 가이드(41)의 빈 공간의 모양은 유체 유입구에 상응하는 형상을 가진다. 즉, 유체 유입구의 모양이 원형 또는 다각형의 형상이면 수평 가이드(41)의 빈 공간의 모양은 이에 상응하여 원형 또는 다각형 형상이 된다. 이는 수평 가이드(41)가 유체 유입구의 테두리에서 회전축(15)의 길이방향에 대해 방사상으로 연장되기 때문이다. 수평 가이드(41)와 가이드 격벽(42)의 반복된 구조로 인해 집풍 구조물(40)에는 집풍 구조물(40)의 측면을 따라 바람 유인홀(43)이 형성된다. 바람 유인홀(43)로 유인된 바람은 가이드 격벽(42)의 방향성으로 인해 회전축(15) 방향으로 안내된다. 이때, 회전축(15) 방향으로 안내된 바람은 복수의 수평 가이드(41) 사이에 형성된 공간을 따라 방향이 전환된다. 도 10에는 참조번호 45를 통해 바람 유인홀(43)에 유입된 바람의 진행 방향이 도시되어 있다. 가이드 격벽(42)이 회전축(15)을 향하기 때문에, 바람 유인홀(43)의 수직 단면적은 회전축(15)에 가까워 질수록 작아진다. 이에 따라 바람 유인홀(43) 내에서 이동하는 바람에는 벤츄리 효과가 적용된다. 결국 바람 유인홀(43)에 안내된 바람은 이동하면서 증속되고, 최종적으로 발전효율의 상승을 가져온다.10 to 12, the wind direction conversion wind generator 10 according to the present invention may further include a wind collecting structure 40. The wind collecting structure 40 serves to guide the wind blowing horizontally in the direction of the rotation axis 15. The wind collecting structure 40 includes a horizontal guide 41 and a guide partition 42. The horizontal guide 41 extends radially with respect to the longitudinal direction of the rotation axis 15 at the edge of the fluid inlet. The guide partition 42 is positioned between the horizontal guides 41 and has a direction in the direction of the rotation axis 15. The guide partition wall 42 may have a horizontal component (that is, a height) extending in a direction perpendicular to the horizontal guide 41 plane (see FIG. 10). Alternatively, the guide partition 42 may have a height extending at a specific angle with respect to the horizontal guide 41 plane. At this time, the horizontal component (that is, the length) of the guide partition wall 42 extends with the directivity in the direction of the rotation axis 15 as described above. The guide partition wall 42 may be connected to and fixed to both the horizontal guide 41 positioned above the guide partition 42 and the horizontal guide 41 positioned below. Alternatively, the guide partition 42 may be connected and fixed to only one of the horizontal guide 41 positioned above the guide partition 42 or the horizontal guide 41 positioned below. In addition, the guide partition wall 42 may have a predetermined thickness. At this time, the thickness of the guide partition wall is not particularly limited. As illustrated in FIG. 10, the guide partition wall 42 may have a rectangular plate shape, but is not limited thereto. 10 to 12, the horizontal guide 41 may have a plate shape having a predetermined thickness. At this time, the center of the horizontal guide 41 is an empty space in the direction of the rotation axis (15). The shape of the empty space of the horizontal guide 41 has a shape corresponding to the fluid inlet. That is, if the shape of the fluid inlet is a circular or polygonal shape, the shape of the empty space of the horizontal guide 41 becomes a circular or polygonal shape correspondingly. This is because the horizontal guide 41 extends radially with respect to the longitudinal direction of the rotation axis 15 at the edge of the fluid inlet. Due to the repeated structure of the horizontal guide 41 and the guide partition wall 42, the wind collecting structure 40 is formed along the side of the wind collecting structure (40). The wind drawn into the wind attraction hole 43 is guided in the direction of the rotation axis 15 due to the directionality of the guide partition wall 42. At this time, the wind guided in the direction of the rotation axis 15 is changed in direction along the space formed between the plurality of horizontal guides (41). 10 illustrates the direction of the wind flowing into the wind attraction hole 43 through reference numeral 45. Since the guide partition 42 faces the rotation axis 15, the vertical cross-sectional area of the wind attraction hole 43 becomes smaller as it approaches the rotation axis 15. Accordingly, the Venturi effect is applied to the wind moving in the wind attraction hole 43. As a result, the wind guided to the wind attraction hole 43 is increased while moving, and finally, the power generation efficiency is increased.

본 발명에 따른 풍향전환 풍력 발전기(10)는 집풍 구조물 지지부(50)를 더 포함할 수 있다. 도 10을 참조하면, 집풍 구조물(40)은 집풍 구조물 지지부(50)에 의해 지지 및 고정된다. 집풍 구조물 지지부(50)는 받침부(51)와 수직 지지부(52)를 포함할 수 있다. 받침부(51)는 지지프레임(60)의 상부에 수평으로 장착되어 있다. 수직 지지부(52)는 받침부(51)에 대해 수직하게 연장된다. 도 10에 도시된 받침부(51)와 수직 지지부(52)의 형상은 본 발명의 일 실시예에 불과하며, 집풍 구조물(40)을 지지프레임(60)에 대해 상부로 이격시킬 수 있는 구조물이라면 그 형상에 있어서 제한이 없다.Wind direction conversion wind generator 10 according to the present invention may further include a wind collecting structure support (50). Referring to FIG. 10, the wind collecting structure 40 is supported and fixed by the wind collecting structure support 50. The wind collecting structure support part 50 may include a support part 51 and a vertical support part 52. The supporting part 51 is horizontally mounted on the support frame 60. The vertical support 52 extends perpendicularly to the base 51. The shape of the support 51 and the vertical support 52 shown in Figure 10 is only one embodiment of the present invention, if the structure that can be spaced apart from the wind collecting structure 40 to the support frame 60 There is no limitation in the shape.

도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 풍향전환 풍력 발전기(10)는 지지프레임(60)을 더 포함할 수 있다. 지지프레임(60)은 지지판(61)과 지지 다리(62)를 포함할 수 있다. 지지프레임(60)은 집풍 구조물 지지부(50)를 지지하는 기능을 수행한다. 지지 다리(62)는 복수이며, 지지 다리(62)는 지지판(61) 상부에 장착되는 구조물들을 지지면(예를 들어, 지면, 선박의 갑판, 바다의 해수면 등)으로부터 수직 상방향으로 이격 시키는 기능을 수행한다. 지지 다리(62)에 고정되는 지지판(61) 상부에는 집풍 구조물 지지부(50)가 장착된다. 지지 다리(62)는 원통이나 다각 기둥 형상일 수 있다. 지지판(61)은 소정의 두께를 가지는 판상의 형상을 가질 수 있다. 도 2 내지 도 5에 도시된 지지프레임(60)은 본 발명의 일 예에 불과하며, 지지프레임(60)은 콘크리트 구조물일 수도 있을 것이다. 지지프레임(60)이 콘크리트 구조물일 경우 그 내부에는 발전 설비 등을 보관할 수 있는 공간이 마련될 수 있다.As shown in Figure 2 to 5, the wind direction wind generator 10 according to the present invention may further include a support frame (60). The support frame 60 may include a support plate 61 and a support leg 62. The support frame 60 performs a function of supporting the wind collecting structure support 50. The support leg 62 is plural, and the support leg 62 separates the structures mounted on the support plate 61 from the support surface (for example, the ground, the deck of the ship, the sea surface of the sea, etc.) in the vertical upward direction. Perform the function. The wind collecting structure support part 50 is mounted on an upper portion of the support plate 61 fixed to the support leg 62. The support leg 62 may be cylindrical or polygonal pillar shaped. The support plate 61 may have a plate shape having a predetermined thickness. 2 to 5 is only one example of the present invention, the support frame 60 may be a concrete structure. When the support frame 60 is a concrete structure, a space for storing a power generation facility may be provided therein.

도면에는 도시되지 않았으나, 바람 유인홀(43)의 수직 단면에는 격자 형태를 가진 차단막이 설치될 수 있다. 상기한 차단막은 강풍이나 돌풍으로 인해 날아다니는 물체가 바람유인홀(43) 내부로 유입되는 것을 차단하여 블레이드(21)의 파손을 방지하는 역할을 수행한다.
Although not shown in the figure, a barrier film having a grid shape may be installed in a vertical cross section of the wind attraction hole 43. The blocking film serves to prevent the blade 21 from being damaged by blocking the flying object due to the strong wind or the strong wind from flowing into the wind induction hole 43.

도 13 내지 도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가이드 격벽의 모양을 나타낸 도면이다.13 to 15 is a view showing the shape of the guide partition wall according to another embodiment of the present invention.

도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 가이드 격벽(42)은 회전축(15)을 향해 직선의 형상을 가질 수 있지만, 도 13 내지 도 15에 도시된 바와 같이, 커브(curve)를 이루면서 상기 회전축(15) 방향으로의 방향성을 가질 수도 있다. 본 실시예에 따르면, 바람 유인홀(43)로 안내된 바람은 상기한 커브 형상으로 인해 바람의 이동 단면적이 극적으로 축소되기 때문에 보다 강한 벤츄리 효과를 기대할 수 있다.
As shown in FIGS. 10 to 12, the guide partition wall 42 may have a straight shape toward the rotation axis 15, but as shown in FIGS. 13 to 15, the rotation axis forms a curve. It may have directivity in the (15) direction. According to the present embodiment, the wind guided to the wind induction hole 43 can be expected a stronger Venturi effect because the cross-sectional area of the wind is dramatically reduced due to the above-mentioned curve shape.

도 16 내지 도 22는 본 발명의 다른 실시예에 따른 풍향전환 풍력발전기의 구조를 나타낸 사시도이다.16 to 22 are perspective views showing the structure of the wind direction wind turbine according to another embodiment of the present invention.

본 실시예를 설명하는데 있어서, 도 2 내지 도 15에 도시된 것과 동일한 기능 및 구조를 가지는 구성 요소는 동일한 참조 번호로 표시될 것이며, 이미 설명된 내용은 생략될 것이지만 본 실시예에 동일하게 적용될 수 있음은 자명하다.In describing the present embodiment, components having the same function and structure as those shown in FIGS. 2 to 15 will be denoted by the same reference numerals, and the descriptions thereof will be omitted but may be equally applied to the present embodiment. It is self-evident.

도 16을 참조하면, 풍력발전기(110)는 로터(115)와 로터(115)로부터 발생되는 회전력을 전달 받아 전기를 발생시키는 발전기(115)를 포함한다. 로터(115)는 복수의 블레이드(111), 블레이드(111)가 고정되는 허부(112) 및 허부(112)의 회전력을 전달받는 로터축(미도시, 도 16상에서는 블레이드(111)와 허부(112)에 가려져 있음)을 포함한다. 상기한 구성을 포함하는 풍력발전기(110)에 관한 사항은 이미 공지의 구성이고 당업자에게 자명하므로 보다 상세한 사항은 생략하기로 한다.Referring to FIG. 16, the wind power generator 110 includes a rotor 115 and a generator 115 configured to generate electricity by receiving rotational force generated from the rotor 115. The rotor 115 may include a plurality of blades 111, a hub portion 112 to which the blades 111 are fixed, and a rotor shaft (not shown, in FIG. 16, blades 111 and hub portion 112) to receive rotational force of the hub portion 112. Hidden)). The matters related to the wind power generator 110 including the above configuration are already known configurations and will be omitted by those skilled in the art.

도 17을 참조하면, 풍력발전기(110)는 2이상이며, 2이상의 풍력발전기(110)의 로터축은 동축상 위치하며, 각각의 풍력발전기(110)는 소정의 간격으로 이격되어 위치한다. 도면에는 도시되지 않았으나, 풍향전환 풍력발전기(10)는 복수의 풍력발전기(110)가 도 17에 도시된 것과 같이 배치시키기 위해 고정프레임(미도시)을 더 포함한다. 고정 프레임은 복수의 풍력발전기(110)를 상기와 같이 배치될 수 있는 구조물이라면 그 형태에 있어서 제한이 없다. 예를 들어, 고정 프레임은 다층으로 구성된 골격을 가지는 구조물이며, 상기한 구조물에서 연장된 지지편이 풍력발전기(110)의 비회전 구성요소(예를 들어, 발전기(115))와 연결되어 풍력발전기(110)가 고정되는 구조일 수 있다. 또는 고정 프레임은 복층 형식의 선반구조이며, 상기한 선반 각각에 풍력발전기(110)가 안착되는 구조일 수 있다.Referring to FIG. 17, two or more wind generators 110 are located, and rotor shafts of two or more wind generators 110 are coaxially positioned, and each wind generator 110 is spaced apart at a predetermined interval. Although not shown in the drawing, the wind direction converting wind turbine 10 further includes a fixed frame (not shown) for arranging the plurality of wind turbines 110 as shown in FIG. 17. The fixed frame is not limited in form as long as it is a structure in which the plurality of wind generators 110 can be arranged as described above. For example, the fixed frame is a structure having a skeleton composed of a multi-layer, the support piece extending from the structure is connected to the non-rotating component (for example, the generator 115) of the wind power generator 110 is connected to the wind power generator ( 110 may be fixed. Alternatively, the fixed frame may have a multi-layer shelf structure, and the wind generator 110 may be mounted on each of the shelves.

도 18 내지 도 21에 도시된 바와 같이, 복수의 풍향전환 가이드(31) 각각은 가이드 중심축 방향을 따라 일정 간격으로 이격되어 위치한다. 이때, 복수의 풍력발전기(110)의 로터축과 가이드 중심축은 동축이 된다. 복수의 풍향전환 가이드(21)의 수는 풍력발전기(110)의 수 보다 1개 많다. 즉, 풍력발전기(110)의 수가 m개라면 풍향전환 가이드(21)는 m+1개가 된다. 풍향전환 구조물(30)은 하나 이상의 가이드 패널(33)을 더 포함할 수 있다. 풍향전환 가이드 지지부(32)는 풍향전환 가이드(31)를 지지 및 고정한다. 풍향전환 구조물(30) 및 풍향전환 가이드 지지부(32)에 관한 설명은 상술한 바와 같으므로 생략한다. 도 18 및 도 22에 도시된 바와 같이, 풍향전환 가이드(31)는 풍력발전기(110)를 감싸도록 배치될 수 있다. 이때, 복수의 풍향전환 가이드(31) 사이 사이에 존재하는 공간을 통해 유입 및 유출되는 바람은 블레이드(111)를 회전시키며, 이에 따라 발전이 이루어지게 된다.
As illustrated in FIGS. 18 to 21, each of the plurality of wind direction conversion guides 31 is spaced apart at regular intervals along the guide central axis direction. At this time, the rotor shaft and the guide central axis of the plurality of wind power generators 110 are coaxial. The number of the plurality of wind direction conversion guide 21 is one more than the number of the wind turbine 110. That is, if the number of the wind power generator 110 is m, the wind direction conversion guide 21 is m + 1. The wind turning structure 30 may further include one or more guide panels 33. The wind direction conversion guide support part 32 supports and fixes the wind direction change guide 31. Description of the wind direction conversion structure 30 and the wind direction conversion guide support 32 is as described above will be omitted. As illustrated in FIGS. 18 and 22, the wind direction conversion guide 31 may be disposed to surround the wind power generator 110. At this time, the wind flowing in and out through the space existing between the plurality of wind direction conversion guide 31 rotates the blade 111, thereby generating power.

도면에는 도시되지 않았으나, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 풍향전환 가이드(31)의 유체 유입구는 풍향전환 가이드(31)의 유체 유출구 보다 하부에 있을 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 집풍 구조물은 도 5에 도시된 집풍 구조물(40)의 위와 아래가 뒤집어진 형상이 된다. 본 실시예에 따르면, 복수의 풍향전환 가이드(31) 사이로 유입된 바람은 상승 기류를 만들어 낸다.
Although not shown in the drawings, according to another embodiment of the present invention, the fluid inlet of the wind direction conversion guide 31 may be lower than the fluid outlet of the wind direction guide 31. That is, the wind collecting structure according to the present embodiment has a shape in which the top and bottom of the wind collecting structure 40 illustrated in FIG. 5 are inverted. According to the present embodiment, the wind introduced between the plurality of wind direction changing guides 31 creates an upward air flow.

상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
Preferred embodiments of the present invention described above are disclosed for purposes of illustration, and those skilled in the art will be able to make various modifications, changes, and additions within the spirit and scope of the present invention. Additions should be considered to be within the scope of the following claims.

10 : 풍향전환 풍력 발전기
15 : 회전축
20 : 블레이드 구조물
21 : 블레이드
30 : 풍향전환 구조물
31 : 풍향전환 가이드
32 : 풍향전환 가이드 지지부
40 : 집풍 구조물
41 : 수평 가이드
42 : 가이드 격벽
43 : 바람 유인홀
50 : 집풍 구조물 지지부
51 : 받침부
52 : 수직 지지부
60 : 지지프레임
10: wind direction wind generator
15: axis of rotation
20: blade structure
21: blade
30: wind direction conversion structure
31: Wind direction conversion guide
32: wind direction conversion guide support
40: windbreak structure
41: horizontal guide
42: guide bulkhead
43: wind manned hall
50: wind collecting structure support
51: support
52: vertical support
60: support frame

Claims (6)

회전축;
상기 회전축의 길이방향에 대해 방사상(放射狀)으로 연결되는 복수의 블레이드를 포함하는 블레이드 구조물;
수평으로 부는 바람의 풍향을 변화시켜 상기 복수의 블레이드에 인도하는 풍향전환 구조물; 및
상기 회전축으로부터 회전력을 전달 받아 전기를 발생시키는 발전기를 포함하되,
상기 풍향전환 구조물은, 유체 유입구의 단면적이 유체 유출구의 단면적 보다 크고 측면이 곡률져 있는 깔때기 형상의 풍향전환 가이드를 복수개 포함하고, 상기 유체 유입구의 중심과 상기 유체 유출구의 중심을 잇는 가상의 직선인 가이드 중심축은 상기 회전축과 동축이며, 상기 복수의 풍향전환 가이드 각각은 상기 가이드 중심축 방향을 따라 일정 간격으로 이격되어 위치하는 것을 특징으로 하는 풍향전환 풍력 발전기.
A rotating shaft;
A blade structure including a plurality of blades connected radially with respect to the longitudinal direction of the rotation axis;
A wind direction converting structure for changing the wind direction of the wind blowing horizontally to guide the plurality of blades; And
Including a generator for generating electricity by receiving a rotational force from the rotating shaft,
The wind direction converting structure includes a plurality of funnel-shaped wind direction conversion guides having a cross-sectional area of the fluid inlet larger than the cross-sectional area of the fluid outlet and having a curved side, and a virtual straight line connecting the center of the fluid inlet to the center of the fluid outlet. A guide central axis is coaxial with the rotation axis, and each of the plurality of wind direction conversion guide wind direction conversion wind generator, characterized in that spaced apart at regular intervals along the direction of the guide center axis.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 복수의 풍향전환 가이드는 상기 블레이드 구조물을 감싸도록 배치되는 것을 특징으로 하는 풍향전환 풍력 발전기.
The method of claim 1,
And the plurality of wind direction conversion guides are disposed to surround the blade structure.
제1항에 있어서,
상기 풍향전환 구조물은, 상기 복수의 풍향전환 가이드 사이에 형성되는 공간에 위치하고, 서로 다른 풍향전환 가이드의 외부 측면과 내부 측면을 연결하는 가이드 패널을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 풍향전환 풍력 발전기.
The method of claim 1,
The wind direction converting structure is located in a space formed between the plurality of wind direction conversion guide, the wind direction wind generator further comprises a guide panel for connecting the outer side and the inner side of the different wind direction conversion guide.
제1항에 있어서,
수평으로 불어오는 바람을 상기 가이드 중심축 방향으로 안내하는 집풍 구조물을 더 포함하되,
상기 집풍 구조물은,
상기 유체 유입구의 테두리에서 상기 가이드 중심축의 길이방향에 대해 방사상으로 연장되는 수평 가이드; 및 상기 수평 가이드 사이에 위치하고 상기 가이드 중심축 방향으로의 방향성을 가지는 가이드 격벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 풍향전환 풍력 발전기.
The method of claim 1,
Further comprising a wind collecting structure for guiding the horizontally blowing wind in the direction of the guide axis,
The wind collecting structure,
A horizontal guide extending radially with respect to the longitudinal direction of the guide central axis at the edge of the fluid inlet; And a guide partition disposed between the horizontal guides and having a direction in the direction of the guide central axis.
제1항에 있어서,
상기 가이드 격벽은 커브(curve)를 이루면서 상기 가이드 중심축 방향으로의 방향성을 가지는 것을 특징으로 하는 풍향전환 풍력 발전기.
The method of claim 1,
The guide partition wall has a direction to the direction of the guide central axis while forming a curve (curve) characterized in that the wind turning wind generator.
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