KR101314777B1 - 날개길이 가변식 수직형 풍력발전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 날개길이 가변식 수직형 풍력발전장치에 관한 것으로서, 수직의 축부와, 상기 축부를 중심으로 풍력에 의해 회전하면서 그 회전력을 상기 축부에 인가하되, 그 선단부와 상기 축부와의 이격거리가 가변될 수 있는 날개부와, 상기 축부와는 독립적으로 풍향의 변화에 따라 연동 회전되는 풍향연동부와, 상기 풍향연동부에 형성되며, 풍향에 대해 상기 날개부가 정방향 회전할 때상기 이격거리를 증가시킴과 함께 역방향 회전할 때 상기 이격거리가 감소되도록 상기 날개부의 수평이동을 안내하는 궤도레일을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 날개부와 축부와의 이격거리가 정방향 회전시에는 증가됨과 함께 역방향 회전시에는 감소되도록 구성함으로써 정방향 회전력의 증가 및 역방향 저항의 감소를 통하여 풍력에 의한 발전변환효율을 증대시킬 수 있는 장점이 있다.

Description

날개길이 가변식 수직형 풍력발전장치 {Variable length type vertical wind power generation}

본 발명은 날개길이 가변식 수직형 풍력발전장치에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 날개부와 축부와의 이격거리가 정방향 회전시에는 증가됨과 함께 역방향 회전시에는 감소되도록 구성함으로써 정방향 회전력의 증가 및 역방향 저항의 감소를 통하여 풍력에 의한 발전변환효율을 증대시킬 수 있으며, 특히 상기 이격거리의 증감을 위한 날개부의 수평이동이 간단한 구조의 궤도레일을 통해 이루어지도록 함으로써 별도의 동력수단이 불필요하고 구조를 보다 단순화하여 제조 및 설치가 용이한 날개길이 가변식 수직형 풍력발전장치에 관한 것이다.

풍력발전이란 풍차를 이용해 바람이 가진 에너지를 회전축을 통한 기계적인 에너지(회전력)로 변환시키고, 이러한 기계적 에너지가 발전기를 구동함으로써 전기적인 에너지로 변환되어 전력을 얻는 발전 방식을 말하는 것으로서, 현재까지 개발된 신재생에너지원 중 가장 경제성이 높을 뿐 아니라 무한정, 무비용의 청정에너지원인 바람을 이용하여 발전할 수 있는 장점때문에 일찍이 풍력발전산업이 발달한 유럽은 물론 최근에는 미주와 아시아 등지에서도 적극적인 투자가 이뤄지고 있는 실정이다.

특히, 풍력발전은 전력생산단가의 가격경쟁력 향상 및 발전시스템 설치의 소요면적 최소화 등과 같은 원가적인 측면과, 화석에너지 고갈에 대한 대체에너지원과 온난화방지와 같은 지구환경보호라는 사회환경적 측면과 아울러 공급의 안정성 및 에너지 수입의 의존도 감소라는 경제적인 측면에서의 장점때문에 정부에서도 풍력발전의 보급을 적극 지원하고 있으며, 그에 따라 국내에서도 향후 풍력발전의 성장세가 본격화될 것으로 기대되고 있다.

이러한 풍력발전은 날개의 회전축의 방향에 따라 회전축이 지면에 대해 수평으로 설치되어 있는 수평형 풍력발전장치와, 회전축이 지면에 대해 수직으로 설치되어 있는 수직형 풍력발전장치로 구분할 수 있으며, 현재까지 수직형에 비해 수평형 풍력발전장치의 효율이 높고 안정적이어서 상업용 풍력발전단지에는 대부분 수평형 풍력발전기가 적용되고 있다.

상기한 수평형 풍력발전장치는 가장 일반적인 형태로서 높은 발전효율을 구현할 수 있는 장점이 있으나, 바람의 방향이 자주 바뀌는 지역에서는 원활한 발전이 어려우며, 회전체를 비롯한 주요 부품들이 높은 곳에 설치되므로 고가의 설치비용이 소요될 뿐만 아니라 그 유지보수가 쉽지 않으며, 태풍 등의 강한 바람에 구조적으로 취약한 단점을 갖고 있다.

이러한 수평형 풍력발전장치의 단점과 비교할 때 상기 수직형 풍력발전장치는 바람의 방향에 관계없이 발전이 가능하며, 증속기 및 발전기 등의 주요 부품들이 지상에 설치되므로 설치비용이 저렴하고 그 유지보수가 용이한 장점을 가지고 있다.

그럼에도 불구하고 전술한 바와 같이 수평형 발전장치가 선호되는 것은 수직형 발전장치가 수평형 발전장치에 비해 그 발전효율이 떨어지기 때문이다.

이것은 수직형 풍력발전장치의 구조적인 문제점으로서, 블레이드가 풍향에 대해 수직한 평면상에서 회전을 하게 되는 수평형 발전장치와 달리 회전날개가 풍향과 수평한 평면상에서 회전을 하게 되기 때문이다.

즉, 도 10에 도시된 바와 같이, 수직형 풍력발전장치는 구조적으로 회전날개의 한쪽(a1)은 풍력에 의해 정방향 회전을 하면서 바람(W)의 에너지를 회전축(b)의 기계적인 회전력으로 변환시키지만, 그 회전날개의 반대쪽(a2)은 풍력에 대해 역방향 회전을 하게 되기 때문에 회전축(b)의 회전에 저항으로 작용을 하게 되어 기계적인 에너지의 변환효율이 저하될 수 밖에 없는 것이다.

이러한 종래 수직형 풍력발전장치가 가지고 있는 발전효율의 문제점을 인식하여 본 출원인은 날개를 역방향쪽에서 정방향 쪽으로 이동시키는 방식을 통해 회전축에 오로지 정방향 회전력만을 인가시킬 수 있는 이동식 회전날개구조체(등록특허번호 제10-1016473호)와, 날개의 틸트방식을 통해 회전축에 오로지 정방향 회전력만을 인가시킬 수 있는 틸트식 회전날개장치(공개특허번호 제10-2011-0057301호)를 개발하여 제시하였다.

본 출원인이 제시한 상기의 종래기술들은 수직형 풍력발전에 있어서의 근본적인 문제점인 역방향 저항을 효율적으로 제거할 수 있어 발전변환효율을 증대시킬 수 있는 획기적인 기술임에 분명하지만, 날개를 이동시키기거나 틸트를 시키기 위한 구성수단이 다소 복잡하거나 별도의 동력수단을 필요로 하는 등의 세부 문제점이 발견되었는 바, 본 출원인은 별도의 동력수단이 전혀 필요치 않음과 함께 보다 간단한 구조와 방식을 통하여 제조 및 설치가 용이하고 역저항 제거를 위한 날개의 작동 또한 보다 원활하게 이루어질 수 있는 본 출원기술을 개발하기에 이르렀다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 날개부의 선단부와 회전력을 인가받는 축부와의 이격거리가 정방향 회전시에는 증가되고 역방향 회전시에는 감소되도록 함으로써 정방향 회전력의 증가 및 역방향 저항의 감소를 통하여 풍력에 의한 발전변환효율을 증대시킬 수 있는 날개길이 가변식 수직형 풍력발전장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 정방향 회전영역쪽으로 편심된 궤도레일을 따라 회전하는 날개부가 안내되면서 수평이동이 가능하도록 구현함으로써 별도의 동력수단을 구비할 필요없이 원활하게 날개부의 수평이동을 달성할 수 있음과 함께 보다 간단한 구조를 통해 제조 및 설치의 용이성을 향상시킬 수 있는 날개길이 가변식 수직형 풍력발전장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 과제해결수단으로서,

수직의 축부와, 상기 축부를 중심으로 풍력에 의해 회전하면서 그 회전력을 상기 축부에 인가하되, 그 선단부와 상기 축부와의 이격거리가 가변될 수 있는 날개부와, 상기 축부와는 독립적으로 풍향의 변화에 따라 연동 회전되는 풍향연동부와, 상기 풍향연동부에 형성되며, 풍향에 대해 상기 날개부가 정방향 회전할 때 상기 이격거리를 증가시킴과 함께 역방향 회전할 때 상기 이격거리가 감소되도록 상기 날개부의 수평이동을 안내하는 궤도레일을 포함하는 날개길이 가변식 수직형 풍력발전장치가 개시된다.

여기서, 상기 날개부는, 상기 축부와 함께 회전하는 외부날개와, 상기 외부날개의 내측에 수평이동 가능하게 구비되는 내부날개, 및 상기 내부날개와 연결됨과 함께 상기 궤도레일을 따라 이동 가능하게 구비되는 날개가이더를 포함하여 이루어질 수 있다.

또한, 상기 궤도레일은 원 또는 타원 형상을 가지되, 상기 축부의 중심에서 상기 날개부의 정방향 회전영역 쪽으로 편심되어 형성될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 날개길이 가변식 수직형 풍력발전장치는 상기 축부, 날개부, 풍향연동부가 한쌍으로 구비되되, 상기 풍향연동부 한쌍은 함께 회전 가능하게 서로 연결됨과 함께 그 전방측 연결부위에는 불어오는 바람을 양쪽으로 분기시키는 바람분기부가 형성되고, 상기 궤도레일은 상기 풍향연동부 한쌍에 서로 대칭을 이루어 각각 형성되도록 할 수 있다.

여기서, 상기 날개부 한쌍은 서로 45°각도로 엇갈리게 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 날개길이 가변식 수직형 풍력발전장치는,

날개부의 선단부와 회전력을 인가받는 축부와의 이격거리가 정방향 회전시에는 증가되고 역방향 회전시에는 감소되므로 정방향 회전력은 증가되고 역방향 저항은 감소됨으로써 풍력에 의한 발전변환효율을 증대시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 회전하는 날개부가 정방향 회전영역쪽으로 편심된 궤도레일을 따라 안내되면서 수평이동이 가능하도록 구성하여 별도의 동력수단을 구비할 필요가 전혀 없음과 함께 궤도레일을 따라 안내되는 방식이므로 날개부의 수평이동이 매우 원활하게 이루어질 수 있는 장점이 있다.

또한, 궤도레일을 따라 날개부가 수평이동 안내되는 간단한 구조를 채용함으로써 제조비용이 절감되고 설치가 용이한 장점이 있다.

또한, 단일 축부 이외에 복수의 축부를 구비하는 이중구조의 발전장치로 구현할 수 있으며, 그에 따라 동일 풍력대비 발전변환효율을 더욱 극대화할 수 있는 정점도 있다.

아울러, 상기한 바와 같이 구체적으로 명시한 효과 이외에 본 발명의 특징적인 구성으로부터 용이하게 도출되고 기대될 수 있는 특유한 효과 또한 본 발명의 효과에 포함될 수 있음을 첨언한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전장치의 구성 사시도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전장치의 측면 구성도이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전장치의 평면 구성도이고
도 4 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전장치의 작동상태를 회전각도에 따라 예시한 작동예시도들이며,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 복수로 구성된 풍력발전장치의 사시도이고,
도 9는 복수로 구성된 풍력발전장치의 평면 구성도이며,
도 10은 통상의 수직형 발전장치의 풍력에 대한 날개의 회전상태를 예시한 예시도이다.

이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 날개길이 가변식 수직형 풍력발전장치의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.

본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것으로서, 도면에서의 요소의 형상, 크기 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있음을 유의하여야 한다.

또한, 실시예를 설명하는데 있어서 원칙적으로 관련된 공지의 기능이나 공지의 구성과 같이 이미 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 기술적 특징을 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 날개길이 가변식 수직형 풍력발전장치(이하, “풍력발전장치”라 함.)의 일 실시예를 나타내는 도면들로서, 상기한 도면들을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전장치는 축부(10)와, 날개부(20)와, 풍향연동부(30)와, 궤도레일(40)을 포함하여 이루어질 수 있다.
이러한 실시예의 설명에 앞서 먼저 용어를 살펴보면, 본 명세서 전체에서 사용되는 정방향 및 역방향이란 용어는 풍향을 기준으로 한 방향을 의미하는 것으로서, 정방향은 풍향과 동일한 방향을, 역방향은 풍향의 반대방향을 의미하는 것으로 이해될 수 있으며, 따라서 날개부(20)가 정방향 회전한다는 것은 날개부(20)가 풍향과 동일한 방향으로 회전하는 것을, 역방향 회전한다는 것은 날개부(20)가 풍향에 대해 반대방향으로 회전하는 것을 의미하게 된다.

이하, 본 실시예에 따른 세부 구성을 보다 자세하게 살펴보면, 먼저, 상기 축부(10)는 지면에 수직으로 설치가 된다.

상기 축부(10)는 도 2에 도시된 것처럼 통상적인 수직형 풍력발전장치와 같이 동력전달수단을 통해 발전부(G)와 연결이 되도록 설치될 수 있으며, 그에 따라 풍력에 의해 발생된 축부(10)의 회전동력이 발전부(G)로 인가되어 전기를 생성할 수 있음은 충분히 이해될 수 있다.

상기 날개부(20)는 바람이 불어와 풍력이 작용하면 상기 축부(10)를 중심으로 회전을 하면서 상기 축부(10)에 풍력에 의한 회전력을 인가시키는 기능을 수행하는 것으로서, 상기 도면들에 도시된 것처럼 축부(10)를 중심으로 하여 90도 간격으로 4개가 형성될 수 있으며, 이러한 날개부(10)의 갯수는 설계변경의 범위내에서 다양하게 선택될 수 있다.

이러한 상기 날개부(20)는 그 선단부와 상기 축부(10)의 중심과의 이격거리(L)가 가변될 수 있도록 구현된다.

이를 위하여, 상기 날개부(20)는 상기 축부(10)와 함께 회전하는 외부날개(21)와, 상기 외부날개(21)의 내부에 수평이동 가능하게 구비되는 내부날개(22)와, 상기 내부날개(22)의 수평이동을 안내하기 위한 날개가이더(23)로 이루어지는 것이 가능하다.

상기 외부날개(21)는 상기 축부(10)와 함게 회전되도록 축부(10)와 결합이 되며, 그에 따라 풍력이 가해지면 회전하면서 상기 축부(10)에 회전력을 인가시키게 된다.

상기 내부날개(22)는 상기 외부날개(21)의 내부를 따라 수평이동하면서 외부날개(21)를 출입할 수 있도록 구성된다.

그러므로, 도 3에 도시된 것처럼 상기 내부날개(22)가 외부날개(21)에 완전히 인입되면 날개부(20)는 최소길이를 갖게 되면서 상기 이격거리(L)는 감소되어 최소거리(Lm)가 되고, 그에 따라 날개부(20)에 의해 축부(10)로 인가되는 풍력에 의한 회전력은 최소가 됨을 알 수 있다.

또한, 반대로 상기 내부날개(22)가 외부날개(21)에서 최대로 인출이 되면 날개부(20)는 최대길이를 갖게 되면서 상기 이격거리(L)는 증가되어 최대거리(Lx)가 되고, 그에 따라 날개부(20)에 의해 축부(10)로 인가되는 풍력에 의한 회전력은 최대가 됨을 알 수 있다.

상기 날개가이더(23)는 상기 내부날개(22)의 수평이동을 안내하기 위한 것으로서, 상기 내부날개(22)와 연결이 되고, 또한 후술할 상기 궤도레일(40)을 따라 이동이 가능하도록 궤도레일(40)과 결합이 된다.

상기 날개가이더(23)는 풍력에 의해 날개부(20)가 회전을 하게 되면, 그 회전력에 의해서 궤도레일(40)을 따라 이동을 시작하게 되는 것이며, 이러한 궤도레일(40)을 따라 이동하면서 연결된 상기 내부날개(22)에 수평이동력을 제공하게 되는 것이다.

이러한 날개가이더(23)는 일 예로 도 2에 도시된 것처럼 궤도레일(40)의 홈을 따라 구름운동을 할 수 있는 회전휠(23a)과, 곡선 형태의 궤도레일(40)을 따라 구름운동하는 회전휠(23a)에 따라 내부날개(22)가 직선운동을 하도록 수평방향으로 자유회전이 가능한 회전연결부재(23b)를 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다. 다만, 이는 일 예시이며, 구름운동 대신 슬라이딩 이동방식 등과 같이 당해기술분야에서 공지된 여러 구성을 설계변경의 범위내에서 다양하게 채택할 수 있음은 당연하다.

상기 풍향연동부(30)는 상기 축부(10)와는 독립적으로 회전이 가능한 부분으로서, 풍향의 변화에 따라 연동하여 축부(10)의 회전과는 별개로 회전이 이루어지게 된다.

여기서, 풍력에 의해 상기 날개부(20)가 회전할 때, 날개부(20)는 축부(10)를 중심으로 풍향에 대해 정방향 회전과 역방향 회전을 반복하게 되는 바, 180°회전할 때마다 정방향 회전에서 역방향 회전으로 또는 역방향 회전에서 정방향 회전으로 변환을 하게 된다.

따라서, 본 발명의 설명에서는 날개부(20)가 정방향 회전에서 역방향 회전으로 변환되는 지점을 정역변환지점(PN)이라고 정의하고, 역방향 회전에서 정방향 회전으로 변환되는 지점을 역정변환지점(NP)이라고 정의할 것이며, 그러므로 정역변환지점(PN)과 역정변환지점(NP)은 상기 축부(10)를 중심으로 180°의 각도 차이를 갖게 됨을 이해할 수 있다.

그리고 이러한 정역변환지점(PN) 및 역정변환지점(NP)은 바람의 방향, 즉 풍향이 바뀌면 그에 따라서 바뀌는 위치이므로, 상기 풍향연동부(30)는 풍향이 변하게 되면 그에 따라 연동 회전하면서 상기 정역변환지점(PN)과 역정변환지점(NP)의 풍향에 대한 상대적인 위치가 항상 일정하도록 조정하는 기능을 수행하게 되는 것이다.

이러한 풍향연동부(30)는 별도의 지지구조물에 회전 가능하게 지지되도록 설치될 수 있으며, 풍향의 변화에 따라 회전력이 발생하도록 풍향지시부재(31)가 형성될 수 있다.

상기 궤도레일(40)은 풍향에 대해 상기 날개부(20)가 정방향 회전할 때 상기 이격거리(L)를 증가시킴과 함께 역방향 회전할 때 상기 이격거리(L)가 감소되도록 상기 날개부(20)의 수평이동을 안내하는 기능을 수행한다.

이러한 궤도레일(40)은 풍향이 바뀌더라도 그 상대적인 위치가 항상 일정하도록 상기 풍향연동부(30)에 형성이 되는 것이다.

그리고 궤도레일(40)의 형태는 원 또는 타원의 형상을 가질 수 있는데, 날개부(20)가 역정변환지점(NP)을 통과할 때 내부날개(22)가 빠르게 외부날개(21)로부터 인출되어 이격거리(L)가 단시간에 최대가 되고, 정역변환지점(PN)을 통과할 때 내부날개(22)가 빠르게 외부날개(21)의 내부로 인입되어 이격거리(L)가 단시간에 최소가 될 수 있도록 도 3에 도시된 바와 같은 타원의 형태를 가짐이 보다 바람직하다.

또한, 상기 궤도레일(40)은 도 3에 도시된 것처럼 상기 축부(10)의 중심에서 상기 날개부(20)의 정방향 회전영역 쪽으로 편심된 위치에 형성되는 것이 바람직하다.

이러한 구성의 궤도레일(40)에는 전술한 날개부(20)의 날개가이더(23)가 결합되어 궤도레일(40)을 따라 이동하게 되는 것이며, 날개가이더(23)가 궤도레일(40)을 따라 이동함에 의해서 그와 연결된 내부날개(22)의 수평이동이 이루어지게 되는 것이다.

또한, 상기 궤도레일(40)은 도시된 것처럼 상하부쪽 풍향연동부(30) 모두에 형성되는 것 뿐만 아니라, 설계변경의 범위내에서 날개부(20)의 상부쪽 풍향연동부(30) 또는 하부쪽 풍향연동부(30) 어느 일측에 형성되는 것도 가능함은 당연하다.

상술한 구성으로 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전장치의 작동에 대해 설명하면 다음과 같다.

도 4 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전장치에 있어 날개부(20)의 회전 진행에 따른 작동도들(작동을 보다 잘 이해할 수 있도록 날개부(20) 하나만을 도시하였음.)로서, 날개부(20)가 풍력에 의해 회전을 하게 되면 날개부(20)의 내부날개(22)가 궤도레일(40)의 안내에 따라 수평이동이 자연스럽게 이루어지면서 날개부(20)의 길이가 가변되는 상태를 확인할 수 있다.

먼저, 도 4에 도시된 것처럼, 날개부(20)가 회전하면서 역정변환지점(NP)을 통과할 때, 즉 정방향 회전영역으로 진입하게 될 때 궤도레일(40)의 안내에 따라 내부날개(22)가 수평이동하면서 외부날개(21)로부터 인출이 되기 시작한다.

그리고 도 5에 도시된 것처럼 날개부(20)가 좀더 회전함에 따라 내부날개(22)는 외부날개(21)로부터 최대위치로 인출이 이루어지게 되고, 이렇게 날개부(20)의 길이가 최대인 상태에서 정방향 회전을 계속적으로 진행하면서 축부(10)에 풍력에 의한 최대의 정방향 회전력을 인가시키게 된다.

또한, 도 6에 도시된 것처럼 날개부(20)가 좀더 회전하여 정역변환지점(PN) 부근에 다다르면서 궤도레일(40)의 안내에 따라 인출되었던 내부날개(22)가 반대로 수평이동을 하여 외부날개(21)의 내부로 인입이 이루어지게 된다.

또한, 도 7에 도시된 것처럼 날개부(20)가 역방향 회전영역을 회전할 때는 내부날개(22)가 외부날개(21)의 내부로 최대인입이 이루어지게 되고, 이렇게 날개부(20)의 길이가 최소인 상태에서 역방향 회전을 계속적으로 진행하게 되므로 최소한의 역방향 저항만을 발생시키게 된다.

이와 같이 본 발명은 정방향 회전과 역방향 회전에 따라 날개부의 길이가 가변되면서 정방향 회전력을 증가시키고 역방향 저항력을 감소시키기 때문에 풍력에 의한 발전효율을 향상시킬 수 있으며, 특히 이러한 날개부의 가변을 위한 구성이 별도의 동력을 사용하거나 복잡한 구조로 이루어진 것이 아니라 궤도레일을 따라 자연스럽게 내부날개의 수평이동이 이루어지면서 달성되도록 구현됨으로써 구조를 보다 단순화하고 원활하게 작동이 이루어질 수 있음을 알 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 풍력발전장치는 상술한 것처럼 날개부(20)의 길이가 가변되기 때문에 발전효율의 증강을 위하여 복수의 축부(10)를 구비하는 구성으로 실시되는 것도 가능해진다.

도 8과 도 9는 이렇게 축부(10), 날개부(20), 풍향연동부(30)를 복수로 구성한 실시예를 나타내는 도면들로서, 도시된 것처럼 상기 축부(10), 날개부(20), 풍향연동부(30)를 한 쌍으로 설치하는 것이며, 각 풍향연동부(30)에는 궤도레일(40)이 서로 대칭을 이루어 형성이 된다.

여기서, 한쌍의 날개부(20) 각각은 도 9에 도시된 것처럼 서로 45° 각도로 엇갈리도록 구비됨이 바람직하다. 이렇게 엇갈리게 형성되면 역방향 회전시 서로 간섭되는 것을 피할 수 있어 양쪽 축부(10) 간의 거리를 보다 가깝게 설치할 수 있는 장점이 있게 된다.

그리고 상기 한쌍의 풍향연동부(30)는 풍향의 변화에 따라 함께 회전이 될 수 있도록 상호 연결을 시키고, 그 연결부위 중 전방측 연결부위에는 전방에서 불어오는 바람을 양쪽으로 분기시켜 양쪽에서 회전하는 한쌍의 날개부(20)로 바람이 원활하게 입사되도록 하는 바람분기부(32)가 전방으로 돌출되도록 형성될 수 있다.

이와 같이 구성됨으로써 전방에서 바람이 불면, 바람은 바람분기부(32)에 의해 양쪽으로 분기 안내되고 그에 따라 각각의 날개부(20)가 서로 반대방향으로(즉, 도 9에서 왼쪽에 위치된 축부(10)의 날개부(20)는 시계방향으로, 오른쪽에 위치된 축부(10)의 날개부(20)는 반시계방향으로) 각각 정방향 회전을 하면서 각각의 축부(10)에 회전동력을 독립적으로 인가시키게 된다.

그리고 이러한 각 축부(10)의 회전동력은 기어결합을 통해 별도의 동력전달축(도면 미도시)에 함께 전달이 되도록 구성함으로써 동일한 풍력에 대한 발전효율을 더욱 높일 수 있게 되는 것이다.

이상으로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였는데, 본 발명의 기술적 범위는 상술한 실시예 및 도면들에 기재된 내용으로 한정되는 것은 아니며, 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 수정 또는 변경된 등가의 구성은 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 것이라 할 것이다.

첨부된 도면의 주요부위에 대한 부호를 설명하면 다음과 같다.
10: 축부 20: 날개부
21: 외부날개 22: 내부날개
23: 날개가이더 30: 풍향연동부
31: 풍향지시부재 32: 바람분기부
40: 궤도레일

Claims (5)

1. 수직의 축부;
   상기 축부를 중심으로 풍력에 의해 회전하면서 그 회전력을 상기 축부에 인가하되, 그 선단부와 상기 축부와의 이격거리가 가변될 수 있는 날개부;
   상기 축부와는 독립적으로 풍향의 변화에 따라 연동 회전되는 풍향연동부;
   상기 풍향연동부에 형성되며, 풍향에 대해 상기 날개부가 정방향(풍향과 동일한 방향)으로 회전할 때 상기 이격거리를 증가시킴과 함께 역방향(풍향의 반대방향)으로 회전할 때 상기 이격거리가 감소되도록 상기 날개부의 수평이동을 안내하는 궤도레일;을 포함하는 날개길이 가변식 수직형 풍력발전장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 날개부는,
   상기 축부와 함께 회전하는 외부날개;
   상기 외부날개의 내측에 수평이동 가능하게 구비되는 내부날개; 및
   상기 내부날개와 연결됨과 함께 상기 궤도레일을 따라 이동 가능하게 구비되는 날개가이더;를 포함하는 것을 특징으로 하는 날개길이 가변식 수직형 풍력발전장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 궤도레일은 원 또는 타원 형상을 가지되, 상기 축부의 중심에서 상기 날개부의 정방향(풍향과 동일한 방향) 회전영역 쪽으로 편심된 것을 특징으로 하는 날개길이 가변식 수직형 풍력발전장치.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 축부, 날개부, 풍향연동부가 한쌍으로 구비되되,
   상기 풍향연동부 한쌍은 함께 회전 가능하게 서로 연결됨과 함께 그 전방측 연결부위에는 불어오는 바람을 양쪽으로 분기시키는 바람분기부가 형성되고, 상기 궤도레일은 상기 풍향연동부 한쌍에 서로 대칭을 이루어 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 날개길이 가변식 수직형 풍력발전장치.
5. 제 4항에 있어서,
   상기 날개부 한쌍은 서로 45°각도로 엇갈리게 형성되는 것을 특징으로 하는 날개길이 가변식 수직형 풍력발전장치.

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