KR101279003B1 - 접이가 가능한 가변폭 방식 수직축 풍력발전기 - Google Patents

접이가 가능한 가변폭 방식 수직축 풍력발전기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 접이가 가능한 가변폭 방식 수직축 풍력발전기에 관한 것으로서, 회전축과 블레이드 사이의 거리를 조절하여 배, 차량 등을 포함한 운송수단의 정박 및 주차시에도 발전기의 발전이 가능함은 물론 배, 차량 등을 포함한 운송수단의 이동과정 중에 수직축회전블레이드의 블레이드에 미치는 바람의 영향을 최소화할 수 있고, 이로 인해 배 등을 포함한 운송수단의 이동성이 저하되는 것을 보다 용이하게 방지할 수 있을 뿐만 아니라 상기 블레이드와 회전축 사이의 거리를 조절하여 상기 발전기의 축의 토크를 보다 용이하게 조절할 수 있음은 물론 강풍 발생시 또는 배, 차량 등을 포함한 운송수단의 이동시 상기 블레이드와 회전축 사이의 거리를 최소화하여 상기 수직축회전블레이드를 안전하게 보호할 수 있는 효과가 있다.

Description

접이가 가능한 가변폭 방식 수직축 풍력발전기{FOLDING METHOD CAPABLE OF VARIABLE WIDTH VERTICAL AXIS WIND TURBINES}
본 발명은 회전축과 블레이드 사이의 거리를 조절하여 배, 차량 등을 포함한 운송수단의 정박 및 주차시에도 발전기의 발전이 가능함은 물론 배, 차량 등을 포함한 운송수단의 이동과정 중에 수직축회전블레이드의 블레이드에 미치는 바람의 영향을 최소화할 수 있고, 이로 인해 배 등을 포함한 운송수단의 이동성이 저하되는 것을 보다 용이하게 방지할 수 있을 뿐만 아니라 상기 블레이드와 회전축 사이의 거리를 조절하여 상기 발전기의 축의 토크를 보다 용이하게 조절할 수 있음은 물론 강풍 발생시 또는 배, 차량 등을 포함한 운송수단의 이동시 상기 블레이드와 회전축 사이의 거리를 최소화하여 상기 수직축회전블레이드를 안전하게 보호할 수 있는 접이가 가능한 가변폭 방식 수직축 풍력발전기에 관한 것이다.
일반적으로, 풍력발전기는 블레이드가 바람에 의해 정역회전하면서 발전기를 통해 전원을 발생시키는 장치이다.
상기 풍력발전기는 회전축이 지면에 대해 수직으로 설치되어 있는 수직형 풍력발전기와, 회전축이 지면에 대해 수평으로 설치되는 수평형 발전기로 구별된다.
이 중 수직형 풍력발전기가 배 등을 포함한 운송수단에 설치된 경우, 배 등을 포함한 운송수단의 이동과정 중에 상기 수직형 발전기에 미치는 바람 등의 영향으로 인해 배 등을 포함한 운송수단의 이동속도가 저해되는 문제점이 있다.
일본 공개특허공보 특개소57-032076호 공개특허공보 제10-2011-0047299호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로써, 회전축과 블레이드 사이의 거리를 조절하여 배, 차량 등을 포함한 운송수단의 정박 및 주차시에도 발전기의 발전이 가능함은 물론 배, 차량 등을 포함한 운송수단의 이동과정 중에 수직축회전블레이드의 블레이드에 미치는 바람의 영향을 최소화할 수 있고, 이로 인해 배 등을 포함한 운송수단의 이동성이 저하되는 것을 보다 용이하게 방지할 수 있을 뿐만 아니라 상기 블레이드와 회전축 사이의 거리를 조절하여 상기 발전기의 축의 토크를 보다 용이하게 조절할 수 있음은 물론 강풍 발생시 또는 배, 차량 등을 포함한 운송수단의 이동시 상기 블레이드와 회전축 사이의 거리를 최소화하여 상기 수직축회전블레이드를 안전하게 보호할 수 있는 접이가 가능한 가변폭 방식 수직축 풍력발전기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 풍력에 의해 회전하는 수직축회전블레이드와; 상기 수직축회전블레이드의 회전력을 전달받아 전원을 발생시키는 발전기;를 포함하여 이루어지는 풍력발전기에 있어서, 상기 수직축회전블레이드는 상기 발전기의 축과 축결합되는 회전축과; 상기 회전축에 구비되고, 상기 회전축을 따라 상하이동하는 하부 고정링과; 상기 회전축의 상부에 상측이 축결합되는 제 1연결링크와, 상기 하부 고정링에 하측이 축결합되는 제 2연결링크로 구성되는 연결부와; 상기 제 1연결링크의 하측이 하부 내주면에 축결합되고, 제 2연결링크의 상측이 상부 내주면에 축결합되는 블레이드와; 상기 하부 고정링을 상하이동시키는 고정링 이동부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 접이가 가능한 가변폭 방식 수직축 풍력발전기를 제공한다.
여기서, 상기 고정링 이동부는 상기 회전축의 상부에 구비되는 구동모터와; 상기 구동모터와 축결합되는 리드스크류와; 상기 리드스크류에 구비되고, 상기 하부 고정링과 연결된 상태에서 상기 리드스크류를 따라 상하이동하는 제 1상하이동부재;를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 회전축은 중공관으로 이루어지고, 상기 중공관의 외주면에 상기 하부 고정링의 상하이동을 안내하는 가이드슬릿이 상하방향으로 일정길이 연장형성되고, 상기 리드스크류는 상기 회전축의 내부 중앙에 수직구비되며, 상기 하부 고정링의 내주면에는 상기 가이드슬릿내에 수용된 상태로 상기 제 1상하이동부재에 고정되는 가이드편이 형성되는 것이 바람직하다.
나아가, 상기 하부 고정링의 상부방향에 위치하도록 상기 회전축의 상부에 상부 고정링이 상하이동가능하게 구비되고, 상기 제 1연결링크의 상측은 상기 상부 고정링에 축결합되고, 상기 회전축은 중공관으로 이루어지고, 상기 중공관의 외주면에 상기 상부 고정링과 하부 고정링의 상하이동을 안내하는 가이드슬릿이 상하방향으로 일정길이 연장형성되고, 상기 고정링 이동부는 상기 회전축의 상부에 구비되는 구동모터와; 상기 구동모터와 축결합되는 양방향 스크류와; 상기 양방향 스크류에 구비되고, 상기 하부 고정링과 연결된 상태에서 상기 양방향 스크류를 따라 상하이동하는 제 1상하이동부재와; 상기 제 1상하이동부재의 상부방향에 위치하도록 상기 양방향 스크류에 구비되고, 상기 상부 고정링과 연결된 상태에서 상기 양방향 스크류를 따라 상하이동하는 제 2상하이동부재;를 포함하여 이루어지고, 상기 양방향 스크류는 상기 회전축의 내부 중앙에 수직구비되며, 상기 하부 고정링의 내주면과 상기 상부 고정링의 내주면에는 상기 가이드슬릿내에 수용된 상태에서 상기 제 1상하이동부재와 상기 제 2상하이동부재에 고정되는 가이드편이 각각 형성되는 것이 바람직하다.
더불어, 상기 수직축회전블레이드와 발전기가 수용되는 수용공간이 내부에 형성되는 케이싱과; 상기 케이싱의 수용공간에 수용된 상기 수직축회전블레이드와 발전기를 상하이동시키는 상하이동부;를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
특히, 상기 상하이동부는 상기 발전기에 고정되는 랙부와; 상기 랙부와 치합된 상태로 상기 케이싱에 축결합되는 피니언기어와; 상기 피니언기어를 회전시키는 구동모터;를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 케이싱의 수용공간에 상기 발전기의 상하이동을 안내하는 가이드부가 구비되고, 상기 가이드부는 상기 수용공간에 수직구비되는 가이드봉과; 상기 가이드봉과 축결합된 상태로 상기 발전기에 고정되는 가이드부재;를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 회전축의 회전수를 측정하는 인코더와; 상기 인코더가 측정한 측정값과 미리 입력된 기준 회전수범위값을 비교하여 상기 고정링 이동부를 제어하는 제어부;를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
또는, 풍속을 측정하는 풍속계와; 상기 풍속계가 측정한 측정값을 근거로 상기 고정링 이동부를 제어하는 제어부;를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명은 수직축회전블레이드의 고정링 이동부를 통해 회전축과 블레이드 사이의 거리를 조절하여 배, 차량 등을 포함한 운송수단의 정박 및 주차시에도 발전기의 발전이 가능함은 물론 배, 차량 등을 포함한 운송수단의 이동과정 중에 상기 수직축회전블레이드의 블레이드에 미치는 바람의 영향을 최소화할 수 있고, 이로 인해 배 등을 포함한 운송수단의 이동성이 저하되는 것을 보다 용이하게 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 블레이드와 회전축 사이의 거리를 조절하여 상기 발전기의 축의 토크를 보다 용이하게 조절할 수 있음은 물론 강풍 발생시 또는 배, 차량 등을 포함한 운송수단의 이동시 상기 블레이드와 회전축 사이의 거리를 최소화하여 상기 수직축회전블레이드를 안전하게 보호할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제 1실시예인 접이가 가능한 가변폭 방식 수직축 풍력발전기를 개략적으로 나타내는 정면도이고,
도 2 및 도 3은 도 1의 단면도이고,
도 4는 본 발명의 제 2실시예인 접이가 가능한 가변폭 방식 수직축 풍력발전기를 개략적으로 나타내는 정면도이고,
도 5 및 도 6은 도 4의 단면도이고,
도 7은 케이싱과 상하이동부를 개략적으로 나타내는 단면도이고,
도 8 및 도 9는 제어부의 제어상태를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 물론 본 발명의 권리범위는 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진자에 의하여 다양하게 변형 실시될 수 있다.
본 발명인 접이가 가능한 가변폭 방식 수직축 풍력발전기는 배, 차량 등을 포함한 운송수단에 설치될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1실시예인 접이가 가능한 가변폭 방식 수직축 풍력발전기를 개략적으로 나타내는 정면도이다.
본 발명의 제 1실시예인 접이가 가능한 가변폭 방식 수직축 풍력발전기는 도 1에서 보는 바와 같이 크게, 풍력에 의해 정역회전하는 수직축회전블레이드(10)와; 상기 수직축회전블레이드(10)의 정역회전력을 전달받아 전원을 발생시키는 발전기(20);를 포함하여 이루어진다.
먼저, 상기 수직축회전블레이드(10)는 크게, 회전축(110), 하부 고정링(120), 연결부(130), 블레이드(140) 및 고정링 이동부(150)를 포함하여 이루어진다.
상기 회전축(110)의 하측은 상기 발전기(20)의 축(210)과 축결합될 수 있다.
상기 회전축(110)의 상부 외주면에는 상기 회전축(110)의 외측으로 수평돌출되는 연결편(113)이 일정간격으로 일체형성될 수 있다.
상기 하부 고정링(120)은 내부에 상기 회전축(110)을 수용한 상태로 상기 회전축(110)에 구비되어 상기 회전축(110)을 따라 상하이동하게 된다.
상기 하부 고정링(120)의 외주면에는 상기 하부 고정링(120)의 외측으로 수평돌출되는 연결편(122)이 일정간격으로 일체형성될 수 있다.
상기 연결부(130)는 제 1연결링크(131)와 제 2연결링크(132)로 구성되어 'X'형상을 이룰 수 있다.
상기 제 1연결링크(131)의 상측은 상기 회전축(110)의 상부 외주면에 형성된 상기 연결편(113)과 축결합될 수 있다.
상기 제 2연결링크(132)의 하측은 상기 하부 고정링(120)의 외주면에 형성된 상기 연결편(122)과 축결합될 수 있다.
상기 블레이드(140)의 내주면 상측과 내주면 하측에는 상기 회전축(110) 방향으로 수평돌출되는 연결편(141, 142)가 각각 형성될 수 있다.
한편, 후술할 제 2실시예에서의 상기 연결편(141, 142)은 상기 블레이드(140)의 내주면 상측과 내주면 하측에 각각 고정식으로 일체형성되는 반면에,
상기 블레이드(140)의 내주면 하측에 형성된 제 1실시예의 상기 연결편(142)의 경우 상기 제 1, 2연결링크(131, 132)가 접철되는 과정 중에 상기 블레이드(140)의 길이방향으로 상하이동할 수 있다.
이를 위해, 제 1실시예의 도면에서는 도시되지 않았으나, 상기 블레이드(140)의 내주면 하측에는 상하방향으로 일정길이 연장되는 'T'형상의 가이드홈이 형성되고,
상기 연결편(142)에는 'T'형상 등의 상기 가이드홈내에 수용된 상태에서 상기 가이드홈을 따라 상하이동하는 'T'형상 등의 가이드편이 형성될 수 있다.
상기 제 1연결링크(131)의 하측은 상기 블레이드(140)의 내주면 하측에 형성된 상기 연결편(142)과 축결합될 수 있다.
상기 제 2연결링크(131)의 상측은 상기 블레이드(140)의 내주면 상측에 형성된 상기 연결편(141)과 축결합될 수 있다.
바람에 의해 상기 블레이드(140)가 정역회전할 시 상기 회전축(110)과 상기 발전기(20)의 축(210)은 상기 블레이드(140)를 따라 정역회전하게 되고, 이로 인해 상기 발전기(20)가 전원을 발생시키게 된다.
상기 발전기(20)가 발생시킨 전원은 상기 수직축회전블레이드(10)의 주변에 별도설치되는 축전지(도 8의 80)에 축전될 수 있다.
상기 고정링 이동부(150)는 후술할 제어부(도 8의 70)의 제어에 의해 상기 하부 고정링(120)을 상하이동시킬 수 있다.
도 2 및 도 3은 도 1의 단면도이다.
다음으로, 도 2 및 도 3에서 보는 바와 같이 상기 고정링 이동부(150)는 구동모터(151), 리드스크류(152) 및 제 1상하이동부재(153)를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 구동모터(151)는 상기 회전축(110)의 상부에 수직으로 안착구비될 수 있다.
상기 구동모터(151)의 하단부 양측은 상기 회전축(110)의 상부 양측에 각각 볼트고정될 수 있다.
상기 리드스크류(152)의 상측은 상기 구동모터(151)의 구동축(151a)의 하측에 축결합될 수 있다.
상기 제 1상하이동부재(153)는 내부에 상기 리드스크류(152)가 수용될 수 있다.
상기 제 1상하이동부재(153)는 상기 리드스크류(152)와 나사결합된 상태로 상기 리드스크류(152)에 구비될 수 있다.
상기 제 1상하이동부재(153)는 상기 하부 고정링(120)과 연결된 상태에서 상기 구동모터(151)에 의해 상기 리드스크류(152)가 정역회전할 시 상기 리드스크류(152)를 따라 상하이동할 수 있다.
상기 구동모터(151)가 정방향으로 회전할 시 상기 제 1상하이동부재(153)와 상기 하부 고정링(120)은 상승하게 되고,
이때, 'X'형상의 상기 연결부(130)는 도 2에서 보는 바와 같이 상기 회전축(110)의 외측방향으로 펼쳐지게 됨과 동시에 상기 블레이드(140)와 상기 회전축(110) 사이의 거리(W)가 넓어지게 된다.
상기 구동모터(151)가 역방향으로 회전할 시 상기 제 1상하이동부재(153)와 상기 하부 고정링(120)은 하강하게 되고,
이때, 'X'형상의 상기 연결부(130)는 도 3에서 보는 바와 같이 상기 회전축(110) 방향으로 접혀지게 됨과 동시에 상기 블레이드(140)와 상기 회전축(110) 사이의 거리(W)가 좁혀지게 된다.
다음으로, 도 2 및 도 3에서 보는 바와 같이 상기 회전축(110)은 상측이 개방된 수직형 중공관(111)으로 이루어질 수 있다.
상기 중공관(111)의 외주면에는 상기 하부 고정링(120)의 상하이동을 안내하는 가이드슬릿(112)이 상하방향으로 일정길이 연장형성될 수 있다.
상기 리드스크류(152)는 상기 회전축(110)의 내부 중앙에 수직구비될 수 있다.
상기 리드스크류(152)의 하측은 상기 회전축(110)의 내부 바닥면에 베어링고정될 수 있다.
상기 하부 고정링(120)의 내주면 양측에는 상기 회전축(111)의 내부 방향으로 수평돌출되는 가이드편(121)이 일체형성될 수 있다.
상기 가이드편(121)은 상기 가이드슬릿(112)내에 수용될 수 있다.
상기 가이드편(121)은 상기 제 1상하이동부재(153)에 고정될 수 있다.
상기 제 1상하이동부재(153)의 외주면 양측에는 상기 하부 고정링(120)의 가이드편(121) 방향으로 수평돌출되는 연결편(153a)이 일체형성될 수 있다.
상기 가이드편(121)을 상기 연결편(153a)에 고정시키기 위한 고정부재(90)가 구비될 수 있다.
상기 고정부재(90)는 고정볼트(910)와 너트(920)로 구성될 수 있다.
상기 고정볼트(910)는 상기 가이드편(121)의 하부면과 상기 연결편(153a)의 상부면이 서로 접한 상태에서 상기 가이드편(121)과 상기 연결편(153a)을 수직관통할 수 있다.
상기 너트(920)는 상기 고정볼트(910)의 하측에 나사결합될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제 2실시예인 접이가 가능한 가변폭 방식 수직축 풍력발전기를 개략적으로 나타내는 정면도이다.
다음으로, 본 발명의 제 2실시예인 접이가 가능한 가변폭 방식 수직축 풍력발전기는 제 1실시예와 동일하게 상기 수직축회전블레이드(10)와 발전기(20)로 구성될 수 있다.
단, 제 2실시예에서는 도 4에서 보는 바와 같이 상기 하부 고정링(120)의 상부방향에 위치하도록 상기 회전축(110)의 상부에 상부 고정링(160)이 상기 회전축(110)을 따라 상하이동가능하게 구비될 수 있다.
상기 상부 고정링(160)의 외주면에는 상기 상부 고정링(160)의 외측으로 수평돌출되는 연결편(162)이 일정간격으로 일체형성될 수 있다.
상기 제 1연결링크(131)의 상측은 상기 상부 고정링(160)의 연결편(162)과 축결합될 수 있다.
도 5 및 도 6은 도 4의 단면도이다.
도 5 및 도 6에서 보는 바와 같이 상기 회전축(110)은 상측이 개방된 상기 중공관(111)으로 이루어질 수 있다.
상기 중공관(111)의 외주면에는 상기 상부 고정링(160)과 하부 고정링(120)의 상하이동을 안내하는 상기 가이드슬릿(112)이 상하방향으로 일정길이 연장형성될 수 있다.
상기 고정링 이동부(150)는 도 5 및 도 6에서 보는 바와 같이 크게, 상기 구동모터(151), 양방향 스크류(154), 상기 제 1상하이동부재(153) 및 제 2상하이동부재(155)를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 양방향 스크류(154)의 상측은 상기 구동모터(151)의 구동축(151a)의 하측에 축결합될 수 있다.
상기 양방향 스크류(154)의 하측은 상기 회전축(110)의 내부 바닥면에 베어링고정될 수 있다.
상기 제 1상하이동부재(153)는 상기 양방향 스크류(154)와 나사결합된 상태로 상기 양방향 스크류(154)의 하측에 구비될 수 있다.
상기 제 1상하이동부재(153)는 상기 하부 고정링(120)과 연결된 상태에서 상기 양방향 스크류(154)를 따라 상하이동할 수 있다.
상기 제 2상하이동부재(155)는 상기 제 1상하이동부재(153)의 상부방향에 위치하도록 상기 양방향 스크류(154)와 나사결합된 상태로 상기 양방향 스크류(154)의 상측에 구비될 수 있다.
상기 제 2상하이동부재(155)는 상기 상부 고정링(160)과 연결된 상태에서 상기 양방향 스크류(154)를 따라 상하이동할 수 있다.
상기 양방향 스크류(154)는 상기 회전축(110)의 내부 중앙에 수직구비될 수 있다.
상기 하부 고정링(120)의 내주면과 상기 상부 고정링(160)의 내주면에는 상기 회전축(111)의 내부 방향으로 수평돌출되는 가이드편(121, 161)이 일체형성될 수 있다.
상기 가이드편(121, 161)은 상기 가이드슬릿(112)내에 수용될 수 있다.
상기 가이드편(121)은 앞서 상술한 바와 같이 상기 제 1상하이동부재(153)에 고정될 수 있다.
상기 가이드편(161)은 상기 제 2상하이동부재(155)에 고정될 수 있다.
상기 제 2상하이동부재(155)의 외주면 양측에는 상기 상부 고정링(160)의 가이드편(161) 방향으로 수평돌출되는 연결편(155a)이 일체형성될 수 있다.
상기 가이드편(161)의 하부면과 상기 연결편(155a)의 상부면이 서로 접한 상태로 상기 고정부재(90)에 의해 상기 가이드편(161)이 상기 연결편(155a)에 고정될 수 있다.
상기 구동모터(151)가 정방향으로 회전할 시 상기 제 1상하이동부재(153)는 상승하게 되고, 상기 제 2상하이동부재(155)는 하강하게 된다.
이때, 'X'형상의 상기 연결부(130)는 도 5에서 보는 바와 같이 상기 회전축(110)의 외측방향으로 펼쳐지게 됨과 동시에 상기 블레이드(140)와 상기 회전축(110) 사이의 거리(W)가 넓어지게 된다.
상기 구동모터(151)가 역방향으로 회전할 시 상기 제 1상하이동부재(153)는 하강하게 되고, 상기 제 2상하이동부재(155)는 상승하게 된다.
이때, 'X'형상의 상기 연결부(130)는 도 6에서 보는 바와 같이 상기 회전축(110) 방향으로 접혀지게 됨과 동시에 상기 블레이드(140)와 상기 회전축(110) 사이의 거리(W)가 좁혀지게 된다.
도 7은 케이싱(30)과 상하이동부(40)를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
다음으로, 도 7에서 보는 바와 같이 케이싱(30)과 상하이동부(40)가 더 구비될 수 있다.
상기 케이싱(30)의 상측은 개방될 수 있으며, 상기 케이싱(30)의 내부에는 수용공간(101)이 형성된다.
상기 케이싱(30)의 수용공간(101)에는 상기 수직축회전블레이드(10)와 발전기(20)가 수용될 수 있다.
상기 상하이동부(40)는 상기 수직축회전블레이드(10)의 블레이드(140)가 상기 케이싱(30)의 외부로 노출될 수 있도록 상기 제어부(70)의 제어에 의해 상기 케이싱(30)의 수용공간(101)에 수용된 상기 수직축회전블레이드(10)와 발전기(20)를 상하이동시킬 수 있다.
다음으로, 상기 상하이동부(40)는 도 7에서 보는 바와 같이 랙부(410), 피니언기어(420) 및 구동모터(430)를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 랙부(410)는 상기 발전기(20)의 타측 상하부에 각각 수평으로 일체형성되는 연결편(411)에 일체형으로 수직고정될 수 있다.
상기 피니언기어(420)는 상기 케이싱(30)의 타측 중간부에 상하방향으로 연장형성되는 슬릿(310)내에 축결합될 수 있다.
상기 피니언기어(420)는 상기 랙부(410)와 치합될 수 있다.
상기 구동모터(430)는 상기 제어부(70)의 제어에 의해 상기 피니언기어(420)를 정역회전시킬 수 있다.
상기 구동모터(430)의 구동축(431)과 상기 피니언기어(420) 사이에는 상기 구동모터(430)의 구동축(431)의 정역회전력을 감속 또는 가속전달하는 공지된 기어박스(440)가 구비될 수 있다.
상기 기어박스(440)를 통해 상기 구동모터(430)의 구동축(431)의 회전력을 전달받아 회전하는 상기 피니언기어(420)가 정방향으로 회전할 시 상기 랙부(410)는 상승하게 되고, 이로 인해 상기 수직축회전블레이드(10)와 상기 발전기(20)는 상승하게 된다.
상기 기어박스(440)를 통해 상기 구동모터(430)의 구동축(431)의 회전력을 전달받아 회전하는 상기 피니언기어(420)가 역방향으로 회전할 시 상기 랙부(410)는 하강하게 되고, 이로 인해 상기 수직축회전블레이드(10)와 상기 발전기(20)가 하강하여 상기 케이싱(30)의 내부에 상기 수직축회전블레이드(10)와 상기 발전기(20)가 수용될 수 있게 됨은 물론 상기 수직축회전블레이드(10)의 블레이드(140)가 바람에 의해 정역회전될 수 없게 된다.
상기 고정링 이동부(150)의 구동모터(151)의 상부에는 도 7에서 보는 바와 같이 상기 케이싱(30)의 상측을 개폐하기 위한 덮개(100)가 일체형으로 수평구비될 수 있다.
상기 덮개(100)의 양측은 상기 덮개(100)의 하부방향으로 절곡형성되어 상기 케이싱(30)의 상측 외주면을 감쌀 수 있다.
상기 덮개(100)는 상기 상하이동부(40)에 의해 상기 수직축회전블레이드(10)와 상기 발전기(20)는 상승하게 될 시 상기 케이싱(30)의 상측을 개방하게 된다.
상기 덮개(100)는 상기 상하이동부(40)에 의해 상기 수직축회전블레이드(10)와 상기 발전기(20)가 하강하게 될 시 상기 케이싱(30)의 상측을 폐쇄하게 된다.
상기 상하이동부(40)에 의해 상기 수직축회전블레이드(10)와 상기 발전기(20)가 하강하여 상기 케이싱(30)의 내부에 수용된 상태에서 상기 덮개(100)가 상기 케이싱(30)의 상측에 안착되어 상기 케이싱(30)의 상측을 폐쇄하기 때문에 상기 케이싱(30)의 내부로 빗물 등을 포함한 이물질이 유입되는 것을 보다 용이하게 방지할 수 있다.
한편, 상기 케이싱(30)의 하부면 타측에는 상기 케이싱(30)의 수용공간(101)내로 유입된 일부 빗물 등을 외부로 배출시키기 위한 배출구(320)가 형성될 수도 있다.
다음으로, 상기 케이싱(30)의 수용공간(101)에는 상기 발전기(20)의 상하이동을 안내하는 가이드부(50)가 구비될 수 있다.
상기 케이싱(30)의 내주면 일측 하부와 상기 케이싱(30)의 내주면 중간에는 상기 케이싱(30)의 내주면 일측에서 상기 수용공간(101) 방향으로 수평돌출되는 고정편(330)이 일체형성될 수 있다.
상기 가이드부(50)는 가이드봉(510)과 가이드부재(520)를 포함하여 이루어질 수
상기 가이드봉(510)은 상기 수용공간(101)에 수직구비될 수 있도록 상기 고정편(330) 사이에 일체형성될 수 있다.
상기 가이드부재(520)상기 가이드봉(510)과 축결합되어 상기 가이드봉(510)을 따라 상하이동할 수 있다.
상기 가이드부재(520)의 타측과 상기 발전기(20)의 일측 중간에 양단부가 각각 일체연결되어 상기 가이드부재(520)와 상기 발전기(20)를 연결하는 연결편(200)이 구비될 수 있다.
도 8은 제어부(70)의 제어상태를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
다음으로, 도 8에서 보는 바와 같이 인코더(60)와 상기 제어부(70)가 더 구비될 수 있다.
상기 인코더(60)는 상기 회전축(110)에 구비되어 상기 회전축(110)의 정역회전수를 측정할 수 있다.
상기 제어부(70)에는 기준 회전수범위값이 미리 입력될 수 있다.
상기 제어부(70)는 상기 인코더(60)가 측정한 측정값 즉, 상기 회전축(110)의 정역회전수와 기준회전수범위값을 비교하여 상기 고정링 이동부(150)를 제어할 수 있다.
상기 인코더(60)가 측정한 측정값 즉, 상기 회전축(110)의 정역회전수가 기준회전수범위값 미만인 경우,
상기 제어부(70)는 상기 블레이드(140)와 상기 회전축(110) 사이의 거리(W)가 넓어지도록 상기 고정링 이동부(150)를 제어하게 된다.
상기 인코더(60)가 측정한 측정값 즉, 상기 회전축(110)의 정역회전수가 기준회전수값 이상이 경우,
상기 제어부(70)는 상기 블레이드(140)와 상기 회전축(110) 사이의 거리(W)가 좁혀지도록 상기 고정링 이동부(150)를 제어하게 된다.
또는, 도 9에서 보는 바와 같이 풍속계(300)와 상기 제어부(70)가 더 구비될 수 있다.
상기 풍속계(300)는 가령, 상기 블레이드(140)에 구비될 수 있겠으나, 그 구비위치는 이에 한정되는 것이 아니며, 보다 다양한 위치에 구비될 수 있음은 물론이다.
상기 풍속계(300)는 상기 수직축회전블레이드(10)의 블레이드(140)로 부는 바람의 풍속을 측정하게 된다.
상기 제어부(70)는 상기 풍속계(300)가 측정한 측정값을 근거로 상기 고정링 이동부(150)를 제어할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 제어부(70)에는 기준 풍속값범위가 미리 입력될 수 있다.
상기 풍속계(300)가 측정한 측정값 즉, 풍속값이 기준 풍속값범위 미만인 경우,3
상기 제어부(70)는 상기 블레이드(140)와 상기 회전축(110) 사이의 거리(W)가 넓어지도록 상기 고정링 이동부(150)를 제어하게 된다.
상기 풍속계(300)가 측정한 측정값 즉, 풍속값이 기준 풍속값범위 이상인 경우,
상기 제어부(70)는 상기 블레이드(140)와 상기 회전축(110) 사이의 거리(W)가 좁혀지도록 상기 고정링 이동부(150)를 제어하게 된다.
상기 풍속계(300)가 측정한 측정값을 근거로 상기 제어부(70)가 상기 고정링 이동부(150)를 제어함에 따라 상기 블레이드(140)와 상기 회전축(110) 사이의 거리(W)를 조절하여 상기 발전기(20)의 축(210)의 토크(torque), 즉, 상기 발전기(20)의 축(210)의 회전력의 강약을 보다 용이하게 조절할 수 있음은 물론,
특히, 강풍 발생시 또는 배, 차량 등을 포함한 운송수단의 이동시 상기 블레이드(140)와 상기 회전축(110) 사이의 거리(W)를 최소화하여 상기 수직축회전블레이드(10)를 안전하게 보호할 수 있게 된다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명은 상기 수직축블레이드(10)의 고정링 이동부(150)를 통해 상기 회전축(110)과 블레이드(140) 사이의 거리(W)를 조절하여 배, 차량 등을 포함한 운송수단의 정박 및 주차시에도 상기 발전기(20)의 발전이 가능함은 물론 배, 차량 등을 포함한 운송수단의 이동과정 중에 상기 수직축회전블레이드(10)의 블레이드(140)에 미치는 바람의 영향을 최소화할 수 있고, 이로 인해 배 등을 포함한 운송수단의 이동성이 저하되는 것을 보다 용이하게 방지할 수 있는 이점이 있다.
10; 수직축회전블레이드, 110; 회전축,
120; 하부 고정링, 130; 연결부,
140; 블레이드, 150; 고정링 이동부,
20; 발전기.

Claims (9)

  1. 풍력에 의해 회전하는 수직축회전블레이드(10)와; 상기 수직축회전블레이드(10)의 회전력을 전달받아 전원을 발생시키는 발전기(20);를 포함하여 이루어지는 풍력발전기에 있어서,
    상기 수직축회전블레이드(10)는 상기 발전기(20)의 축(210)과 축결합되는 회전축(110)과;
    상기 회전축(110)에 구비되고, 상기 회전축(110)을 따라 상하이동하는 하부 고정링(120)과;
    상기 회전축(110)의 상부에 상측이 축결합되는 제 1연결링크(131)와, 상기 하부 고정링(120)에 하측이 축결합되는 제 2연결링크(132)로 구성되는 연결부(130)와;상기 제 1연결링크(131)의 하측이 하부 내주면에 축결합되고, 제 2연결링크(132)의 상측이 상부 내주면에 축결합되는 블레이드(140)와;
    상기 하부 고정링(120)을 상하이동시키는 고정링 이동부(150);를 포함하여 이루어지고,
    상기 수직축회전블레이드(10)와 발전기(20)가 수용되는 수용공간(101)이 내부에 형성되는 케이싱(30)과;
    상기 케이싱(30)의 수용공간(101)에 수용된 상기 수직축회전블레이드(10)와 발전기(20)를 상하이동시키는 상하이동부(40);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 접이가 가능한 가변폭 방식 수직축 풍력발전기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 고정링 이동부(150)는 상기 회전축(110)의 상부에 구비되는 구동모터(151)와;
    상기 구동모터(151)와 축결합되는 리드스크류(152)와;
    상기 리드스크류(152)에 구비되고, 상기 하부 고정링(120)과 연결된 상태에서 상기 리드스크류(152)를 따라 상하이동하는 제 1상하이동부재(153);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 접이가 가능한 가변폭 방식 수직축 풍력발전기.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 회전축(110)은 중공관(111)으로 이루어지고,
    상기 중공관(111)의 외주면에 상기 하부 고정링(120)의 상하이동을 안내하는 가이드슬릿(112)이 상하방향으로 일정길이 연장형성되고,
    상기 리드스크류(152)는 상기 회전축(110)의 내부 중앙에 수직구비되며,
    상기 하부 고정링(120)의 내주면에는 상기 가이드슬릿(112)내에 수용된 상태로 상기 제 1상하이동부재(153)에 고정되는 가이드편(121)이 형성되는 것을 특징으로 하는 접이가 가능한 가변폭 방식 수직축 풍력발전기.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 상하이동부(40)는 상기 발전기(20)에 고정되는 랙부(410)와;
    상기 랙부(410)와 치합된 상태로 상기 케이싱(30)에 축결합되는 피니언기어(420)와;
    상기 피니언기어(420)를 회전시키는 구동모터(430);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 접이가 가능한 가변폭 방식 수직축 풍력발전기.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 케이싱(30)의 수용공간(101)에 상기 발전기(20)의 상하이동을 안내하는 가이드부(50)가 구비되고,
    상기 가이드부(50)는 상기 수용공간(101)에 수직구비되는 가이드봉(510)과;
    상기 가이드봉(510)과 축결합된 상태로 상기 발전기(20)에 고정되는 가이드부재(520);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 접이가 가능한 가변폭 방식 수직축 풍력발전기.
  6. 풍력에 의해 회전하는 수직축회전블레이드(10)와; 상기 수직축회전블레이드(10)의 회전력을 전달받아 전원을 발생시키는 발전기(20);를 포함하여 이루어지는 풍력발전기에 있어서,
    상기 수직축회전블레이드(10)는 상기 발전기(20)의 축(210)과 축결합되는 회전축(110)과;
    상기 회전축(110)에 구비되고, 상기 회전축(110)을 따라 상하이동하는 하부 고정링(120)과;
    상기 회전축(110)의 상부에 상측이 축결합되는 제 1연결링크(131)와, 상기 하부 고정링(120)에 하측이 축결합되는 제 2연결링크(132)로 구성되는 연결부(130)와;상기 제 1연결링크(131)의 하측이 하부 내주면에 축결합되고, 제 2연결링크(132)의 상측이 상부 내주면에 축결합되는 블레이드(140)와;
    상기 하부 고정링(120)을 상하이동시키는 고정링 이동부(150);를 포함하여 이루어지고,
    상기 하부 고정링(120)의 상부방향에 위치하도록 상기 회전축(110)의 상부에 상부 고정링(160)이 상하이동가능하게 구비되고,
    상기 제 1연결링크(131)의 상측은 상기 상부 고정링(160)에 축결합되고,
    상기 회전축(110)은 중공관(111)으로 이루어지고,
    상기 중공관(111)의 외주면에 상기 상부 고정링(160)과 하부 고정링(120)의 상하이동을 안내하는 가이드슬릿(112)이 상하방향으로 일정길이 연장형성되고,
    상기 고정링 이동부(150)는 상기 회전축(110)의 상부에 구비되는 구동모터(151)와;
    상기 구동모터(151)와 축결합되는 양방향 스크류(154)와;
    상기 양방향 스크류(154)에 구비되고, 상기 하부 고정링(120)과 연결된 상태에서 상기 양방향 스크류(154)를 따라 상하이동하는 제 1상하이동부재(153)와;
    상기 제 1상하이동부재(153)의 상부방향에 위치하도록 상기 양방향 스크류(154)에 구비되고, 상기 상부 고정링(160)과 연결된 상태에서 상기 양방향 스크류(154)를 따라 상하이동하는 제 2상하이동부재(155);를 포함하여 이루어지고,
    상기 양방향 스크류(154)는 상기 회전축(110)의 내부 중앙에 수직구비되며,
    상기 하부 고정링(120)의 내주면과 상기 상부 고정링(160)의 내주면에는 상기 가이드슬릿(112)내에 수용된 상태에서 상기 제 1상하이동부재(153)와 상기 제 2상하이동부재(155)에 고정되는 가이드편(121, 161)이 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 접이가 가능한 가변폭 방식 수직축 풍력발전기.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전축(110)의 회전수를 측정하는 인코더(60)와;
    상기 인코더(60)가 측정한 측정값과 미리 입력된 기준 회전수범위값을 비교하여 상기 고정링 이동부(150)를 제어하는 제어부(70);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 접이가 가능한 가변폭 방식 수직축 풍력발전기.
  8. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    풍속을 측정하는 풍속계(300)와;
    상기 풍속계(300)가 측정한 측정값을 근거로 상기 고정링 이동부(150)를 제어하는 제어부(70);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 접이가 가능한 가변폭 방식 수직축 풍력발전기.
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