KR101248408B1 - Hanger type windpower and hybrid type street light using solar power and the windpower - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수직축 풍력발전장치에서 블레이드가 고정 설치되는 블레이드 아암과 회전축의 지지구조를 개선하여 수직축 블레이드의 구조적 취약성을 극복하여 다양한 장소에 설치할 수 있는 풍력발전장치와, 가로등뿐만 아니라 통신 기지국이나 무인카메라 또는 적은 전력으로 운전 가능한 옥외에 설치된 부하에 대하여 풍력발전과 태양광 발전에서 얻어진 전력을 공급할 수 있는 풍력발전과 태양광 발전장치를 사용한 하이브리드형 가로등에 관한 것이다.
본 발명에 따른 걸이식 풍력발전장치는, 원판 형상이며, 원주의 가장자리 부분을 따라 등간격으로 블레이드 삽입홀이 형성되어 있고, 상부와 하부에 각각 설치되는 블레이드 아암; 양단(兩端)부분이 상부와 하부에 설치된 상기 블레이드 아암의 블레이드 삽입홀에 삽입 고정되어 수직방향으로 설치되는 블레이드; 상기 상부와 하부에 설치된 블레이드 아암의 중심부 사이에 위치하게 되고, 상단과 하단에 각각 결합판이 부착되어 있는 회전축; 상기 회전축의 결합판 상부에 설치되는 베어링; 상기 회전축의 하단에 부착된 결합판과 하부 블레이드 아암의 중심부 사이에 설치되는 발전기; 상단과 하단에서 각각 상기 회전축의 중심축을 고정시키며, 풍력발전장치를 구조물에 부착 고정시키는 지지대를 포함하여 구성된다.The present invention improves the support structure of the blade arm and the rotating shaft in which the fixed blade is installed in the vertical axis wind power generators to overcome the structural weakness of the vertical axis blades, wind power generators that can be installed in various places, as well as streetlights and communication base stations or unmanned cameras Alternatively, the present invention relates to a hybrid street light using wind power and a photovoltaic device capable of supplying power obtained from wind power and photovoltaic power generation to a load installed outdoors that can operate with low power.
Hook-type wind turbine according to the invention, the disk-shaped, blade insertion holes are formed at equal intervals along the edge portion of the circumference, blade arms are respectively installed on the upper and lower; Blades whose both ends are inserted into and fixed in the blade insertion holes of the blade arms provided at the top and bottom thereof and installed in the vertical direction; A rotating shaft positioned between the centers of the blade arms installed at the upper and lower portions, and having a coupling plate attached to upper and lower ends, respectively; A bearing installed at an upper portion of the coupling plate of the rotating shaft; A generator installed between the coupling plate attached to the lower end of the rotating shaft and the center of the lower blade arm; Fixing the central axis of the rotary shaft at the top and bottom, respectively, is configured to include a support for attaching and fixing the wind turbine generator.
Description
본 발명은 걸이식 풍력발전장치와 이를 사용한 하이브리드형 가로등에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 수직축 풍력발전장치에서 블레이드가 고정 설치되는 블레이드 아암과 회전축의 지지구조를 개선하여 수직축 블레이드의 구조적 취약성을 극복하여 다양한 장소에 설치할 수 있는 풍력발전장치와, 가로등뿐만 아니라 통신 기지국이나 무인카메라 또는 적은 전력으로 운전 가능한 옥외에 설치된 부하에 대하여 풍력발전과 태양광 발전에서 얻어진 전력을 공급할 수 있는 풍력발전과 태양광 발전장치를 사용한 하이브리드형 가로등에 관한 것이다.
The present invention relates to a hook-type wind turbine and a hybrid street lamp using the same, and more particularly, to overcome the structural weakness of the vertical blade by improving the support structure of the blade arm and the rotating shaft fixedly installed in the vertical shaft wind turbine Wind power and solar power that can be installed in various places, and can supply power obtained from wind power and solar power to communication base stations, unmanned cameras, or loads installed outdoors that can be operated with low power. The present invention relates to a hybrid street light using a power generator.
일반적으로 가로변에 설치되는 가로등은 일몰 이후 도로상의 자동차의 안전운행과 보행자의 안전보행을 위해 설치되는데, 통상적인 기존의 가로등은 타이머나 중앙제어 또는 센서의 작동으로 외부전원이 공급되어 고압수은등, 형광등, 나트륨등, LED 램프 등을 광원으로 하는 램프를 점등하고 있으나, 외부전원 공급을 위한 시설의 유지 보수와 외부전력 사용에 따른 비용이 지속적으로 소요되며 가로등이 침수될 경우에는 외부전원으로 인한 감전사고의 원인이 되어 왔다.
In general, streetlights installed on the side of the road are installed for the safe driving of cars on the road after sunset and the pedestrians' safety. The conventional street lights are supplied with external power through the operation of timers, central control, or sensors, so that high-pressure mercury lamps and fluorescent lamps are installed. Lamps that use light sources such as LEDs, sodium lamps, LED lamps, etc. are turned on, but the cost of maintenance of facilities for external power supply and the use of external power is constantly incurred. Has been the cause.
이후 태양광 발전을 이용한 가로등이 출현하였으나, 태양광에 의한 가로등의 경우에는 기상 악화로 인하여 일조량이 부족할 경우 발전량이 부족하여 가로등의 기능을 제대로 할 수 없게 되고, 정상적인 날씨라 하더라도 일조시간이 짧은 동절기에는 가로등의 점등시간은 길어져야 하고, 반대로 일조시간이 긴 하절기에는 가로등의 점등시간이 짧은 불합리한 점이 있어서 가로등의 역할을 제대로 하지 못하는 경우가 빈번히 발생하게 된다. 따라서 이러한 태양광 가로등의 경우 통상적으로 일정기간(3~7일)의 악천후를 감안하여 그 기간 동안 충전하지 않더라도 축전지에 저장된 전력을 이용하여 가로등을 점등시킬 수 있도록 하고 있는데, 이 때문에 대용량의 축전지가 필요할 뿐만 아니라 장마기간이나 동절기의 연속된 궂은 날씨에는 안정적인 전력공급원으로서의 기능을 제대로 발휘하지 못하는 문제점이 있다.
Since then, street lamps using photovoltaic power generation have appeared, but in the case of street lamps caused by solar power, when the amount of sunshine is insufficient due to bad weather, the amount of power is insufficient to function properly. Even in normal weather, the sunshine time is short. The lighting time of the street lamp should be long, and on the contrary, in the summer, when the sunshine time is long, the lighting time of the street lamp is short and unreasonable. Therefore, in the case of such solar street lights, in general, in consideration of bad weather for a certain period of time (3-7 days), even if not charged during that period, the street lamp can be turned on by using the power stored in the battery. In addition to the necessity, there is a problem in that it does not properly function as a stable power supply in the rainy season or the continuous inclement weather in winter.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 태양광 가로등에 외부전원을 연결하여 필요시 외부전원으로 가로등을 점등시키는 방안이 있으나, 이는 외부전원과의 연결을 위한 전원공급시설 등을 추가로 설치해 주어야 하는데, 가로등이나 보안등이 설치된 곳과 외부전원이 인접해 있는 장소에서는 전원 공급에 큰 문제가 없지만, 고속도로, 외곽도로, 농촌 및 산간도로 등과 같이 전원공급 환경이 열악한 장소에서는 외부전원 공급 자체가 어렵다는 문제가 있다.
In order to solve this problem, there is a way to connect an external power source to the solar street lamp to turn on the street lamp with an external power source if necessary, but this should be additionally provided with a power supply facility for connecting to an external power source. In the place where the external power is installed and there is no big problem in the power supply, there is a problem that the external power supply itself is difficult in places where the power supply environment is poor, such as highways, outer roads, rural and mountain roads.
태양광 가로등의 상기와 같은 문제점을 감안하여 출현한 것이 가로등 전원으로 태양광 발전과 풍력발전을 함께 사용하는 하이브리드 방식의 가로등이 출현하게 되었다. 예를 들면, 공개특허 제2011-27433호 "풍력 및 태양광 발전 가로등"인데, 도 1을 참조하여 가로등의 구성을 간략히 설명하면, 하단이 지면에 매설되는 지주(1), 지주의 상단에 장착되어 바람에 의해 회전하면서 전력을 생산하는 풍력발전장치(2), 풍력발전장치의 하부에 설치되는 한 쌍의 태양광 전지(3), 태양광 전지 또는 풍력발전장치에서 생산된 전력을 공급받아 빛을 조사하는 LED 가로등(4)으로 구성되고, 풍력발전장치(2)는 복수 개의 수직축 블레이드(2a)와, 복수 개의 수직축 블레이드의 중심 하단의 회전축(2b)에 연결되어 회전축의 회전속도를 증속시키는 증속기(2c)와, 블레이드의 회전속도를 더 증가시키기 위하여 복수 개의 수직축 블레이드의 중앙에 S자형 날개(2d)를 수직으로 설치하여 구성한 것이다.
In view of the above problems of the solar street light has emerged a hybrid street light using a combination of photovoltaic power generation and wind power generation as a street light power source. For example, Patent Publication No. 2011-27433 "Wind and photovoltaic street light," briefly describe the configuration of the street lamp with reference to Figure 1, the lower end is embedded in the ground (1), mounted on the top of the post Wind power generator (2) is rotated by the wind to produce power, a pair of photovoltaic cells (3) installed in the lower portion of the wind power generator, the power received from the solar cell or wind power generator It consists of an LED street light (4) for irradiating the, wind power generator (2) is connected to a plurality of vertical shaft blades (2a), and a rotating shaft (2b) of the lower center of the plurality of vertical shaft blades to increase the speed of rotation of the rotating shaft In order to further increase the rotational speed of the speed increaser 2c and the blade, the S-
하지만, 상기 풍력발전장치는 지주의 상단에 결합되어 베어링에 의해 회전축이 회동할 수 있게 설치되어 있으며, 블레이드 아암의 단부(端部) 외측면에 복수 개의 수직축 블레이드가 부착 결합된 중심의 하단에 회전축만 결합되어 있고 다른 어떤 지지수단도 구비되어 있지 않기 때문에 계속되는 진동과, 강풍이나 태풍 또는 순간 돌풍에 의해 회전축과 블레이드에 무리한 힘이 가해지게 되고, 수직축 블레이드의 구조적 취약성으로 인해 풍력발전장치의 구조물이 파손되어 발전이 중단될 뿐만 아니라 복수의 블레이드가 설치된 회전축이 날아가거나 낙하하여 또 다른 위험과 피해를 야기하는 심각한 문제가 있다.
However, the wind turbine is coupled to the upper end of the support is installed so that the rotating shaft is rotated by the bearing, the rotary shaft at the lower end of the center of the plurality of vertical shaft blades attached to the outer surface of the end of the blade arm Only combined and no other supporting means are applied to the rotating shaft and the blade due to continuous vibrations, strong winds, typhoons or instantaneous gusts of wind. There is a serious problem that not only breakage and power generation is stopped, but also rotating or falling of the rotary shaft is installed a plurality of blades, causing another risk and damage.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 바람에 의해 블레이드를 회전시켜 발전하는 수직축 풍력발전장치에서 블레이드가 고정 설치되는 블레이드 아암과 회전축을 지지하는 지지부의 구조를 개선하여 수직축 블레이드의 구조적 취약성을 극복하고, 풍력발전장치를 가로등의 지주, 통신 기지국의 철탑, 바람의 유동환경이 좋은 도심의 빌딩 벽체 또는 건물 모서리 등 전원 공급이 필요한 다양한 구조물에 부착 가능한 걸이식 풍력발전장치를 제공하기 위한 것이다.
The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention, the structure of the blade arm and the support for supporting the rotating shaft in which the blade is fixed in the vertical axis wind power generator that is generated by rotating the blade by the wind It overcomes the structural weakness of the vertical axis blades, and the wind power generator can be attached to various structures that need power supply, such as the props of street lamps, steel towers of telecommunication base stations, building walls or the corners of buildings with good wind flow environment. To provide a wind power generator.
본 발명의 또 다른 목적은, 가로등이나 보안등뿐만 아니라 통신 기지국이나 무인카메라 또는 적은 전력으로 운전 가능한 옥외에 설치된 부하에 대하여 풍력발전과 태양광 발전에서 얻어진 전력을 축전지에 저장했다가, 필요할 때 상기 축전지로부터 전력을 안정적으로 공급할 수 있는 풍력발전장치와 태양광 발전장치를 사용한 하이브리드형 가로등을 제공하기 위한 것이다.
Still another object of the present invention is to store power obtained from wind power and photovoltaic power generation in a storage battery for a load installed in a communication base station, an unmanned camera, or an outdoor unit which can be operated with low power, as well as a street lamp or a security light, and when necessary, the storage battery It is to provide a hybrid street light using a wind power generator and a photovoltaic device that can stably supply electric power from the solar cell.
상기와 같은 과제 해결을 위하여 본 발명에 따른 걸이식 풍력발전장치는, 원판 형상이며, 원주의 가장자리 부분을 따라 등간격으로 블레이드 삽입홀이 형성되어 있고, 상부와 하부에 각각 설치되는 블레이드 아암; 양단(兩端)부분이 상부와 하부에 설치된 상기 블레이드 아암의 블레이드 삽입홀에 삽입 고정되어 수직방향으로 설치되는 블레이드; 상기 상부와 하부에 설치된 블레이드 아암의 중심부 사이에 위치하게 되고, 상단과 하단에 각각 결합판이 부착되어 있는 회전축; 상기 회전축의 결합판 상부에 설치되는 베어링; 상기 회전축의 하단에 부착된 결합판과 하부 블레이드 아암의 중심부 사이에 설치되는 발전기; 상단과 하단에서 각각 상기 회전축의 중심축을 고정시키며, 풍력발전장치를 구조물에 부착 고정시키는 지지대를 포함하여 구성되며, 상기 지지대는, 상기 블레이드의 길이보다 길고, 수직방향으로 위치하게 되는 수직부; 상기 수직부의 상단에 위치하는 상단수평부; 상기 수직부의 하단에 위치하는 하단수평부; 상기 상단수평부의 일단(一端)에 결합하게 되는 수평부와, 수평부의 단부(端部)에 하향 수직방향으로 고정 결합된 수직부로 구성되고, 수직부의 하단이 상기 베어링과 회전축에 삽입되어 회전축의 위치를 고정시키는 상단고정축; 상기 하단수평부의 일단에 상향으로 고정 설치되어, 상기 발전기의 고정축이 관통 삽입되게 되는 하단고정축; 상기 상단수평부와 하단수평부의 타단(他端)에 고정 부착되어, 풍력발전장치를 구조물에 부착 고정시키는 부착수단으로 구성된다.
Hook-type wind turbine according to the present invention for solving the above problems, the disk-shaped, blade insertion holes are formed at equal intervals along the edge portion of the circumference, blade arms which are respectively installed on the upper and lower; Blades whose both ends are inserted into and fixed in the blade insertion holes of the blade arms provided at the top and bottom thereof and installed in the vertical direction; A rotating shaft positioned between the centers of the blade arms installed at the upper and lower portions, and having a coupling plate attached to upper and lower ends, respectively; A bearing installed at an upper portion of the coupling plate of the rotating shaft; A generator installed between the coupling plate attached to the lower end of the rotating shaft and the center of the lower blade arm; Fixing the central axis of the rotary shaft at the top and bottom, respectively, comprising a support for attaching and fixing the wind power generator to the structure, the support is longer than the length of the blade, the vertical portion is located in the vertical direction; An upper horizontal part positioned at an upper end of the vertical part; A lower horizontal part positioned at a lower end of the vertical part; And a horizontal portion coupled to one end of the upper horizontal portion, and a vertical portion fixedly coupled in a downward vertical direction to an end portion of the horizontal portion, and a lower end of the vertical portion is inserted into the bearing and the rotary shaft to position the rotary shaft. Fixing the upper fixed shaft; A lower fixed shaft which is fixedly installed upward at one end of the lower horizontal portion, into which a fixed shaft of the generator is inserted; It is fixed to the other end of the upper horizontal portion and the lower horizontal portion (他 端), consisting of an attachment means for attaching and fixing the wind power generator to the structure.
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바람직하게는, 걸이식 풍력발전장치를 구조물에 결합 고정시키기 위한 부착수단은 밴드, 판상(板狀)의 부착판, 절곡된 꺽쇠 중 어느 하나이다.
Preferably, the attachment means for coupling and fixing the hanging wind power generator to the structure is any one of a band, a plate-shaped attachment plate, and a bent bracket.
본 발명에 따른 풍력발전과 태양광 발전장치를 사용한 하이브리드형 가로등은, 가로등 램프가 부착 설치되며, 하부가 지면에 묻혀서 입설(立設)되는 지주; 상기 지주의 상단에 설치되는 태양광 발전장치; 상기 태양광 발전장치의 하부에 위치하며, 상기 지주에 부착 설치되는 걸이식 풍력발전장치; 상기 지주의 하부에 설치되어, 상기 태양광 발전장치와 풍력발전장치에서 발전된 전력을 저장하는 축전지와, 가로등의 동작을 제어하기 위한 제어부가 구비되어 있는 함체를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
Hybrid type street light using the wind power and photovoltaic power generation device according to the present invention, the street lamp is attached to the lamp, the bottom is buried buried in the ground (立 設); A photovoltaic device installed on an upper end of the support; Hanging wind power generator is located in the lower portion of the photovoltaic device, attached to the holding post; Is installed in the lower portion of the support, characterized in that it comprises a housing having a storage unit for storing the power generated in the photovoltaic device and the wind power generator, and a control unit for controlling the operation of the street light.
상기와 같은 구성적 특징을 갖는 본 발명에 따른 걸이식 풍력발전장치는, 바람에 의해 블레이드를 회전시켜 발전하는 수직축 풍력발전장치에서 블레이드가 설치된 블레이드 아암의 결합구조를 개선하고, 또한 회전축을 지지하는 지지부의 구조를 개선함으로써 수직축 블레이드의 구조적 취약성을 극복했기 때문에 강풍이나 돌풍이 불더라도 파괴되지 않고 안전하며, 풍력발전장치를 다양한 구조물에 부착 가능하도록 부착수단을 구비한 걸이식으로 함으로써, 풍력발전장치를 가로등이나 보안등 또는 통신 기지국의 지주나 철탑, 바람의 유동환경이 좋은 도심의 빌딩 벽체 또는 건물 모서리 등 어떤 구조물에도 설치 가능하다.
Hanging wind turbine according to the present invention having the configuration features as described above, in the vertical axis wind turbine generating power by rotating the blade by the wind to improve the coupling structure of the blade arm installed blades, and also to support the rotating shaft By overcoming the structural weakness of the vertical shaft blades by improving the structure of the supporting part, it is safe to be destroyed without strong winds or gusts of wind, and it is a hook type with attachment means to attach the wind power generator to various structures. It can be installed on any structure, such as street lamps, security lamps, prop towers of telecommunication base stations, steel towers, building walls or corners of buildings with good wind flow.
본 발명에 따른 풍력발전과 태양광 발전을 사용한 하이브리드식 가로등은, 태양광 발전과 소형 풍력발전장치를 구조물에 함께 설치함으로써, 일조량이 부족하고 바람이 많은 동절기에 태양광 발전이 갖는 취약점을 보완하여 전력이 필요한 부하에 안정적으로 전력을 공급할 수 있다.
Hybrid street light using wind power and photovoltaic power generation according to the present invention, by installing a combination of solar power and small wind power generators on the structure, to compensate for the weakness of the solar power generation in the winter season when lack of sunshine and windy It can reliably supply power to loads that require power.
도 1은 종래의 하이브리드형 가로등을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 하이브리드형 가로등을 도시한 도면이다.
도 3a 내지 3c는 본 발명에 따른 걸이식 풍력발전장치를 다양한 구조물에 설치할 수 있는 실시예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 걸이식 풍력발전장치의 블레이드와 블레이드 아암의 결합 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 걸이식 풍력발전장치의 블레이드 아암의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 걸이식 풍력발전장치의 회전축과 상단고정축의 결합 관계를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view showing a conventional hybrid street light.
2 is a view showing a hybrid street light according to the present invention.
Figure 3a to 3c is a view showing an embodiment that can be installed in a variety of structures the wind turbine according to the present invention.
4 is a view for explaining the coupling relationship between the blade and the blade arm of the hanging wind turbine generator according to the present invention.
5 is a view showing another embodiment of the blade arm of the hanging wind turbine according to the invention.
6 is a view for explaining the coupling relationship between the rotating shaft and the upper fixed shaft of the hook type wind power generator according to the present invention.
본 발명에 따른 걸이식 풍력발전장치의 기술적 특징은,Technical features of the hook-type wind power generator according to the invention,
첫째,수직축 풍력발전장치에서 블레이드를 블레이드 아암에 형성한 삽입홀에 삽입하여 고정함으로써, 블레이드와 블레이드 아암의 결합구조를 개선한 점,First, in the vertical shaft wind power generator by inserting and fixing the blade in the insertion hole formed in the blade arm, improving the coupling structure of the blade and the blade arm,
둘째, 회전축을 상단과 하단 양단(兩端)에서 각각 고정시킴으로써, 회전에 의한 진동 또는 강풍이나 돌풍이 불더라도 중심축이 편심되지 않도록 하여 수직축 블레이드의 구조적 취약점을 개선했다는 점,Second, by fixing the rotary shafts at the upper and lower ends, respectively, the structural weakness of the vertical axis blade was improved by preventing the central axis from being eccentric even if the vibration caused by the rotation, the strong wind, or the strong wind blows.
셋째, 풍력발전장치를 가로등의 지주나 통신 기지국의 철탑, 빌딩 벽체 또는 건물 모서리 등 다양한 개소에 사용자가 쉽게 조립하여 설치할 수 있도록 별도의 부착수단을 채용했다는 점이다.
Third, a separate attachment means has been adopted so that the user can easily assemble and install the wind power generator in various places such as a pillar of a street lamp, a steel tower of a communication base station, a building wall or a corner of a building.
본 발명의 걸이식 풍력발전장치는 기본적인 구성으로 복수의 블레이드(31), 블레이드(31)를 고정하기 위한 한 쌍의 블레이드 아암(32), 회전축(33), 베어링(34), 발전기(38), 지지대(36) 및 전체를 제어하기 위한 제어부를 구비한다.
The hook-type wind power generator of the present invention has a plurality of
블레이드 아암(32)은 원판 형상(도면에 도시된 바와 같이, 원판에 동일하게 복수의 구멍을 형성한 것도 포함됨)이며, 원주의 가장자리 부분을 따라 등간격으로 블레이드 삽입홀(32a)이 형성되어 있고, 회전축(33)의 상부와 하부에 쌍을 이뤄 설치되며, 블레이드 삽입홀(32a)에는 블레이드(31)가 삽입되어 수직방향으로 고정되게 된다. 종래에는 대부분이 블레이드를 블레이드 아암의 단부(端部) 외측면에 부착하여 결합시켜 설치했기 때문에 진동이나 강풍 등에 의해 블레이드가 탈락하는 경우도 있었으나, 본 발명에서는 이런 문제를 해결하기 위하여 블레이드(31)를 블레이드 아암(32)에 형성한 블레이드 삽입홀(32a)에 삽입한 후에 다시 볼트와 같은 체결수단으로 체결하여 고정시켰기 때문에 어떤 상황에서도 블레이드가 탈락하는 사고가 일어나지 않게 된다.
The
도 4에 도시한 바와 같이, 블레이드 삽입홀(32a)의 대향하는 양측부에는 고정지그(32c)를 삽입하기 위한 요홈부(32b)가 형성된다. 고정지그(32c)는 90°로 절곡된 꺽쇠 형상인데, 블레이드 삽입홀(32a)에 블레이드(31)를 삽입시킨 후, 요홈부(32b)에 고정지그(32c)의 수직면을 삽입시킨 다음, 고정지그(32c)의 수평면은 원판 형상의 블레이드 아암(32) 상면에 볼트로 체결하고, 요홈부(32b)에 삽입된 고정지그(32c)의 수직면은 블레이드(31)와 볼트(32d)로 체결하여 블레이드(31)를 블레이드 아암(32)에 고정한다. 이때 고정지그(32c)의 수평면과 수직면에는 볼트 체결을 위한 볼트 구멍을 미리 형성해 놓는 것이 바람직하다.
As shown in FIG. 4,
블레이드 아암(32)에 블레이드(31)를 고정시키는 또 다른 방법은, 도 5에 도시한 것과 같이, 블레이드 삽입홀(32a)의 대향하는 양측부에 각각 돌출부(32e)를 형성한 방법인데, 결합시에는 돌출부(32e)를 수직으로 절곡시킨 다음, 블레이드 삽입홀(32a)에 블레이드(31)를 삽입한 후 절곡된 돌출부(32e)와 블레이드(31)를 볼트로 결합 고정시킨다. 이때도 돌출부(32e)에는 볼트 체결을 위한 볼트 구멍을 미리 형성해 놓는 것이 바람직하다.
Another method of fixing the
회전축(33)은, 상부와 하부에 쌍으로 설치된 블레이드 아암(32)의 중심부 사이에 위치하게 되고, 회전축(33)의 상단과 하단에 각각 결합판(33a, 33b)이 부착되어 있으며, 상단에 위치한 결합판(33a)의 상부에는 원활한 회전을 위하여 베어링케이스(34a)와 베어링(34b) 및 베어링뚜껑(34c)으로 구성된 베어링(34)이 설치되어 있다.
The
수직축 풍력발전장치에서 기술적으로 중요한 사항은, 조립시 수직으로 설치된 회전축의 중심축 정렬(alignment)이 잘 맞아야 한다는 점과, 블레이드의 회전에 의한 진동이나 강풍 등에 의해 회전축의 중심축이 변위되거나 흔들려서는 안 된다는 것인데, 종래의 수직축 풍력발전장치는 회전축의 하단(下端)만이 지주의 상단(上端)에 결합되어 있기 때문에 진동이나 강풍 등에 의해 회전축의 중심축이 변위되거나 흔들려서 고장 발생이 많다는 문제가 있었다. 본 발명에서는 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 회전축(33)의 상단에 상단고정축(35)의 수직부(35a)를 삽입하면서 회전축의 중심축 정렬(alignment)작업을 쉽게 하고, 회전축(33)의 상단과 하단 양쪽에서 회전축의 중심축을 지지대(36)로 확고하게 고정시키며, 풍력발전장치를 다양한 구조물에 설치 가능하도록 개선하였다.
Technically important point in the vertical axis wind power generator is that the alignment of the central axis of the vertically installed rotary shaft should be well aligned, and the central shaft of the rotary shaft may be displaced or shaken due to vibration or strong wind caused by the blade rotation. In the conventional vertical shaft wind power generator, since only the lower end of the rotary shaft is coupled to the upper end of the prop, there is a problem that the central axis of the rotary shaft is displaced or shaken due to vibration or strong wind, and thus, a lot of failure occurs. In the present invention, in order to solve the problem as described above, while inserting the vertical portion (35a) of the upper fixed
이와 같이 회전축(33)의 중심축 정렬을 간편하게 하고, 회전축(33)의 중심축을 확고히 고정시키며, 풍력발전장치를 다양한 구조물의 다양한 위치에 설치시키는 기능을 하는 지지대(36)는 수직부(36a)와 상단수평부(36b), 하단수평부(36c), 상단고정축(35), 하단고정축(36d) 및 부착수단을 구비한다.
In this way, the
지지대(36)의 수직부(36a)는 블레이드(31)의 길이보다 길고, 블레이드(31)의 길이방향과 평행하게 수직방향으로 위치하는 부분이며, 사각 파이프 형상으로 하는 것이 바람직하다.
The
지지대(36)의 상단수평부(36b)는 수직부(36a)의 상단에 고정 결합되어 위치하는 부분이며, 하단수평부(36c)는 수직부(36a)의 하단에 위치하는 부분으로, 이들은 수직부(36a)와 같이 사각 파이프 형상으로 하는 것이 바람직하다.
The upper
상단고정축(35)은 수직부(35a)와 수평부(35b)로 구성되는데, 수평부(35b)는 상단수평부(36b)의 일단(一端, 회전축이 위치하는 부분을 지칭함)에 결합하게 되고, 수직부(35a)는 수평부(35b)의 단부(端部)에 하향 수직방향으로 고정 결합되어 그 하단이 베어링(34)과 회전축(33)에 삽입되어 회전축의 중심축 위치를 정렬하여 고정시키게 된다.
The upper fixed
하단수평부(36c)의 일단부(一端部)에는 상향으로 중공(中空)의 하단고정축(36d)이 고정 설치되어 있는데, 하단고정축(36d)으로는 발전기의 고정축(38a)이 관통되어, 발전기의 고정축(38a)의 단부(端部)가 하단수평부(36c)의 측면에 형성된 볼트구멍을 통해 볼트로 체결되어 고정되게 된다.
A hollow lower end fixed
본 발명에 따른 걸이식 풍력발전기는 가로등이나 보안등의 지주, 통신 기지국의 철탑, 바람의 유동환경이 좋은 도심의 빌딩 벽체 또는 건물 모서리 등 다양한 구조물에 설치할 수 있기 때문에 부착수단이 필요한데, 부착수단은 상단수평부(36b)와 하단수평부(36c)의 타단(他端, 회전축이 위치하는 부분과 반대방향)에 위치하며, 밴드(37a), 판상(板狀)의 부착판(37b), 절곡된 꺽쇠(37c) 등과 같이 설치하는 구조물에 맞게 다양한 형상으로 할 수 있다.
The hook type wind power generator according to the present invention requires an attachment means because it can be installed on various structures such as posts of street lamps or security lamps, steel towers of communication base stations, building walls or corners of buildings with good wind flow environment, Located at the other end of the
발전기(38)는 수직방향으로 설치되는 회전축(33)의 하단에 부착된 결합판(33b)과 하부에 설치되어 있는 블레이드 아암(32)의 중심부 사이에 설치되며, 발전기의 하부로 돌출된 발전기 축(38a)을 구비한다. 발전기(38)는 통상적으로 사용되는 것이므로 구체적인 구성에 대한 설명은 생략한다.
The
하이브리드형 가로등은, 기존의 태양광 발전장치를 설치한 가로등에 소형 풍력발전장치를 더 설치하여 태양광 발전장치가 갖는 여러 가지 문제점을 보완한 가로등인데, 본 발명에서 용어를 '가로등'이라고 기재했지만, 본 명세서에서 '가로등'이라는 의미는 가로등뿐만 아니라 통신 기지국이나 무인카메라가 설치된 철탑 또는 적은 전력으로 운전 가능한 옥외에 설치된 부하가 설치된 모든 구조물에 대하여 풍력발전과 태양광 발전에서 얻어진 전력을 공급하여 사용할 수 있는 곳이라면 어디에도 사용할 수 있는 구조물을 의미이며, 권리범위도 동일하게 적용된다는 점을 밝혀둔다.
Hybrid street light is a street light that supplements various problems of the photovoltaic device by further installing a small wind power generator in the street light in which the existing photovoltaic device is installed, but the term 'street lamp' is described in the present invention. In the present specification, the term 'street lamp' means not only a street lamp but also a power supply tower obtained from wind power generation and solar power generation for all structures equipped with a communication tower or an unmanned camera-mounted pylon or a load installed outdoors that can operate with low power. Wherever possible, it means a structure that can be used anywhere, and the same applies to the scope of rights.
본 발명에 따른 하이브리드형 가로등에 대하여 도 2를 참조하여 설명하면, 하이브리드형 가로등은, 가로등 램프(10)가 부착 설치되며 하부가 지면에 묻혀서 입설(立設)되는 지주(11)와, 지주(11)의 상단에 설치되는 태양광 발전장치(20)와, 태양광 발전장치(20)의 하부에 위치하며 지주(11)에 부착 설치되는 걸이식 풍력발전장치(30)와, 지주(11)의 하부에 설치되어 태양광 발전장치(20)와 풍력발전장치(30)에서 발전된 전력을 저장하는 축전지(미도시) 및 가로등의 동작을 제어하기 위한 제어부(미도시)가 구비되어 있는 함체(13)를 포함하여 구성된다.
Referring to Figure 2 with respect to the hybrid street light according to the present invention, the hybrid street light, the
태양광 발전장치(20)는 이미 공지되어 있고, 태양광 발전장치라는 그 자체가 본 발명의 대상이 아니므로 구체적인 설명은 생략하고, 풍력발전장치(30)는 이미 앞에서 자세히 설명했기 때문에 중복되는 설명은 생략한다.
Since the
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 게시된 실시예는 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and changes without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
10 : 가로등 램프 11 : 지주
13 : 함체
20 : 태양광 발전장치
30 : 풍력발전장치 31 : 블레이드(blade)
32 : 블레이드 아암(arm) 33 : 회전축
34 : 베어링 35 : 상단고정축
36 : 지지대 37 : 부착수단
38 : 발전기10: street light lamp 11: holding
13: enclosure
20 solar photovoltaic device
30: wind power generator 31: blade
32: blade arm 33: rotation axis
34: bearing 35: upper fixed shaft
36: support 37: attachment means
38: generator
Claims (8)
원판 형상이며, 원주의 가장자리 부분을 따라 등간격으로 블레이드 삽입홀이 형성되어 있고, 상부와 하부에 각각 설치되는 블레이드 아암;
양단(兩端)부분이 상부와 하부에 설치된 상기 블레이드 아암의 블레이드 삽입홀에 삽입 고정되어 수직방향으로 설치되는 블레이드;
상기 상부와 하부에 설치된 블레이드 아암의 중심부 사이에 위치하게 되고, 상단과 하단에 각각 결합판이 부착되어 있는 회전축;
상기 회전축의 결합판 상부에 설치되는 베어링;
상기 회전축의 하단에 부착된 결합판과 하부 블레이드 아암의 중심부 사이에 설치되는 발전기;
상기 회전축의 중심축을 상단과 하단에서 각각 고정시키며, 풍력발전장치를 구조물에 부착 고정시키는 지지대;
를 포함하여 구성되며, 상기 지지대는,
상기 블레이드의 길이보다 길고, 수직방향으로 위치하게 되는 수직부;
상기 수직부의 상단에 위치하는 상단수평부;
상기 수직부의 하단에 위치하는 하단수평부;
상기 상단수평부의 일단(一端)에 결합하게 되는 수평부와, 수평부의 단부(端部)에 하향 수직방향으로 고정 결합된 수직부로 구성되고, 수직부의 하단이 상기 베어링과 회전축에 삽입되어 회전축의 위치를 고정시키는 상단고정축;
상기 하단수평부의 일단에 상향으로 고정 설치되어, 상기 발전기의 고정축이 관통 삽입되게 되는 하단고정축;
상기 상단수평부와 하단수평부의 타단(他端)에 고정 부착되어, 풍력발전장치를 구조물에 부착 고정시키는 부착수단;
으로 구성되는 것을 특징으로 하는 걸이식 풍력발전장치.
In the wind power generator of the vertical axis type to generate power by rotating the blade by the wind, the wind power generator,
A blade arm having a disc shape, and blade insertion holes are formed at equal intervals along the edge portion of the circumference, and respectively installed at upper and lower portions thereof;
Blades whose both ends are inserted into and fixed in the blade insertion holes of the blade arms provided at the top and bottom thereof and installed in the vertical direction;
A rotating shaft positioned between the centers of the blade arms installed at the upper and lower portions, and having a coupling plate attached to upper and lower ends, respectively;
A bearing installed at an upper portion of the coupling plate of the rotating shaft;
A generator installed between the coupling plate attached to the lower end of the rotating shaft and the center of the lower blade arm;
A support for fixing the central axis of the rotary shaft at the top and the bottom, respectively, for attaching and fixing the wind power generator to the structure;
It is configured to include, the support is,
A vertical portion longer than the length of the blade and positioned vertically;
An upper horizontal part positioned at an upper end of the vertical part;
A lower horizontal part positioned at a lower end of the vertical part;
And a horizontal portion coupled to one end of the upper horizontal portion, and a vertical portion fixedly coupled in a downward vertical direction to an end portion of the horizontal portion, and a lower end of the vertical portion is inserted into the bearing and the rotary shaft to position the rotary shaft. Fixing the upper fixed shaft;
A lower fixed shaft which is fixedly installed upward at one end of the lower horizontal portion, into which a fixed shaft of the generator is inserted;
Attachment means fixedly attached to the other end of the upper horizontal portion and the lower horizontal portion to attach and fix the wind power generator to the structure;
Hanging wind power generator, characterized in that consisting of.
상기 블레이드 삽입홀의 대향하는 양측부에는, 블레이드 삽입홀에 상기 블레이드를 삽입한 후 고정하기 위한 고정지그가 삽입되는 요홈부가 각각 형성되어 있으며, 상기 고정지그는 90°로 절곡된 꺽쇠 형상인 것을 특징으로 하는 걸이식 풍력발전장치.
The method of claim 1,
Opposite side portions of the blade insertion hole, grooves for inserting the fixing jig for inserting and fixing the blade into the blade insertion hole is formed, respectively, wherein the fixing jig is characterized in that the bracket is bent at 90 ° Hanging wind power plant.
상기 90°로 절곡된 고정지그는 상기 요홈부에 삽입된 후, 수평면은 상기 블레이드 아암과 볼트로 체결하고, 수직면은 블레이드 삽입홀에 삽입된 블레이드와 볼트로 체결하여 블레이드를 블레이드 아암에 고정시키는 것을 특징으로 하는 걸이식 풍력발전장치.
The method of claim 2,
The fixing jig bent at 90 ° is inserted into the recess, and then the horizontal surface is fastened with the blade arm and the bolt, and the vertical surface is fastened with the blade and the bolt inserted into the blade insertion hole to fix the blade to the blade arm. Hanging wind power plant characterized in that.
상기 블레이드 삽입홀의 대향하는 양측부에는 각각 돌출부가 형성되어 있어서, 상기 돌출부를 수직으로 절곡시킨 다음, 블레이드 삽입홀에 상기 블레이드를 삽입한 후 절곡된 돌출부와 블레이드를 볼트로 결합 고정시키는 것을 특징으로 하는 걸이식 풍력발전장치.
The method of claim 1,
Protruding portions are formed on opposite sides of the blade insertion holes, respectively, and the protrusions are vertically bent, and then the blades are inserted into the blade insertion holes, and then the bent protrusions and the blades are fixed by bolts. Hanging wind turbines.
상기 부착수단은, 풍력발전장치를 구조물에 결합 고정시키기 위한 밴드, 판상(板狀)의 부착판, 절곡된 꺽쇠 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 걸이식 풍력발전장치.
The method of claim 1,
The attachment means is a hook type wind power generator, characterized in that any one of the band, plate-shaped mounting plate, bent bracket for fixing the wind power generator to the structure.
상기 가로등은,
가로등 램프가 부착 설치되며, 하부가 지면에 묻혀서 입설(立設)되는 지주;
상기 지주의 상단에 설치되는 태양광 발전장치;
상기 태양광 발전장치의 하부에 위치하며, 상기 지주에 부착 설치되는 걸이식 풍력발전장치;
상기 지주의 하부에 설치되어, 상기 태양광 발전장치와 풍력발전장치에서 발전된 전력을 저장하는 축전지와, 가로등의 동작을 제어하기 위한 제어부가 구비되어 있는 함체;
를 포함하여 구성되고, 상기 걸이식 풍력발전장치는,
원주의 가장자리 부분을 따라 등간격으로 블레이드 삽입홀이 형성되어 있고, 상부와 하부에 각각 설치되는 블레이드 아암;
양단(兩端)부분이 상부와 하부에 설치된 상기 블레이드 아암의 블레이드 삽입홀에 삽입 고정되어 수직방향으로 설치되는 블레이드;
상기 상부와 하부에 설치된 블레이드 아암의 중심부 사이에 위치하게 되고, 상단과 하단에 각각 결합판이 부착되어 있는 회전축;
상기 회전축의 결합판 상단에 설치되는 베어링;
상기 회전축의 하단에 부착된 결합판과 하부 블레이드 아암의 중심부 사이에 설치되는 발전기;
상단과 하단에서 각각 상기 회전축의 중심축을 고정시키며, 풍력발전장치를 구조물에 부착 고정시키는 지지대;
를 포함하여 구성되며, 상기 지지대는,
상기 블레이드의 길이보다 길고, 수직방향으로 위치하게 되는 수직부;
상기 수직부의 상단에 위치하는 상단수평부;
상기 수직부의 하단에 위치하는 하단수평부;
상기 상단수평부의 일단(一端)에 결합하게 되는 수평부와, 수평부의 단부(端部)에 하향 수직방향으로 고정 결합된 수직부로 구성되고, 수직부의 하단이 상기 베어링과 회전축에 삽입되어 회전축의 위치를 고정시키는 상단고정축;
상기 하단수평부의 일단에 상향으로 결합 고정되어, 상기 발전기의 고정축이 삽입되게 되는 하단고정축;
상기 상단수평부와 하단수평부의 타단(他端)에 고정 부착되어, 풍력발전장치를 구조물에 부착 고정시키는 부착수단;
으로 구성되는 것을 특징으로 하는 걸이식 풍력발전장치를 사용한 하이브리드형 가로등.In a hybrid street light using a wind power generator and a solar power generator,
The street light,
Street lamps are attached to the installation, the bottom is buried buried in the ground (立 設);
A photovoltaic device installed on an upper end of the support;
Hanging wind power generator is located in the lower portion of the photovoltaic device, attached to the holding post;
A housing installed at a lower portion of the support and including a storage battery for storing electric power generated by the photovoltaic device and the wind power generator, and a control unit for controlling an operation of a street light;
It is configured to include, the hanging wind power generator,
Blade arms are formed at equal intervals along the edge portion of the circumference, the blade arm is installed in the upper and lower portions, respectively;
Blades whose both ends are inserted into and fixed in the blade insertion holes of the blade arms provided at the top and bottom thereof and installed in the vertical direction;
A rotating shaft positioned between the centers of the blade arms installed at the upper and lower portions, and having a coupling plate attached to upper and lower ends, respectively;
A bearing installed at an upper end of a coupling plate of the rotating shaft;
A generator installed between the coupling plate attached to the lower end of the rotating shaft and the center of the lower blade arm;
A support for fixing a central axis of the rotary shaft at upper and lower ends, respectively, for attaching and fixing the wind power generator to the structure;
It is configured to include, the support is,
A vertical portion longer than the length of the blade and positioned vertically;
An upper horizontal part positioned at an upper end of the vertical part;
A lower horizontal part positioned at a lower end of the vertical part;
And a horizontal portion coupled to one end of the upper horizontal portion, and a vertical portion fixedly coupled in a downward vertical direction to an end portion of the horizontal portion, and a lower end of the vertical portion is inserted into the bearing and the rotary shaft to position the rotary shaft. Fixing the upper fixed shaft;
A lower fixed shaft which is coupled upwardly and fixed to one end of the lower horizontal portion, into which a fixed shaft of the generator is inserted;
Attachment means fixedly attached to the other end of the upper horizontal portion and the lower horizontal portion to attach and fix the wind power generator to the structure;
Hybrid type street light using a hook-type wind power generator, characterized in that consisting of.
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