KR101336280B1 - 집풍식 풍력 터빈 발전기 - Google Patents

집풍식 풍력 터빈 발전기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 집풍식 풍력 터빈 발전기에 관한 것이다.
본 발명은 바람을 받도록 일정 높이의 지지구조물 상에 설치 지지되며, 풍향으로 회전되고 풍속에 따라 제어 발전하는 집풍식 풍력 터빈 발전기에 있어서, 지면으로부터 수직으로 설치되는 주축; 상기 수직 주축의 상부에 고정설치되는 외부디프셔와, 유입되는 바람을 빠른 바람으로 가속하도록 상기 외부디프셔의 내주면에 소정간격 이격되어 설치되는 내부디프셔를 포함하는 집풍관; 바람이 불어오는 방향에 대해서 소정의 각도를 가지며, 유입되는 바람에 의해 회전가능하도록 상기 내부디프셔의 내부에 설치된 허브에 축설되는 터빈 블레이드; 및 상기 내부디프셔의 전방에 결합되는 다수에 연결지지대에 결합되며, 상기 집풍관의 내부로 유입되는 바람이 상기 내부디프셔로 집중되도록 상기 내부디프셔의 전단부로부터 소정 간격 이격되어 설치되는 유도집풍관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 집풍식 풍력 터빈 발전기를 제공한다.

Description

집풍식 풍력 터빈 발전기{Wind power generator of a wind focus type}
본 발명은 집풍식 풍력 터빈 발전기에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 유입되는 바람의 손실을 최소화하고, 많은 양의 바람을 유도하여 집중적으로 유입시키며 풍력발전을 극대화하는 집풍식 풍력 터빈 발전기에 관한 것이다.
일반적으로, 풍력 발전기는 바람이 지니고 있는 에너지를 우리가 유용하게 사용할 수 있는 전기에너지로 바꿔주는 장치로서, 불어오는 바람이 풍력발전기의 날개를 회전시키게 되며, 이때 생긴 날개의 회전력으로 전기를 생산하여 우리가 사용하게 되는 것으로, 공기가 익형 위를 지날 때 양력이 발생되는 공기역학적 특성을 통해 회전자가 회전하게 되는데 이때 발생되는 기계적 회전 에너지가 발전기를 통해 전기 에너지로 변환되게 된다.
이와 같은, 풍력발전기는 허브의 방향에 따라 수평축형과 수직축형으로 구분되는데, 현재는 주로 수평축 또는 프로펠러 풍력발전기가 주로 사용된다.
여기서, 수평축 풍력발전기는 지주(또는 타워)와 지주의 상단에 설치된 나셀(nacelle) 및 나셀의 선단에 설치된 회전체로 구성되고, 이 회전체에는 회전 날개가 구비되며, 나셀은 기어박스, 발전기 등으로 이루어진다. 물론, 기어박스와 발전기는 회전체 안에 구비되는 경우도 있다.
또한, 풍력발전기는 터빈 방식을 채용한 풍력 터빈 발전기(WTGS:Wind Turbine Generater System)로써, 수평축 풍력터빈(HAWT:Horizontal Axis WindTurbine)과 수직축풍력터빈(VAWT:Vertical Axis Wind Turbine)이 사용되고 있으며, 주로 수평축형의 풍력 터빈 발전기가 많이 사용되는 데, 이는 지면으로부터 세워지는 탑과, 이동하는 공기 스트림(stream)이 향하는 "로터(rotor)"로 불리는 프로펠러형 디바이스를 포함하는 것으로, 공기가 로터에 부딪힐 때, 로터가 그 중심에 대하여 회전을 일으키도록 공기가 로터 상에 힘을 발생시키고, 기어, 벨트, 체인 또는 다른 수단과 같은 링키지(linkage)를 통하여 발전기 또는 기계적인 디바이스에 연결되며, 발전 및 배터리 동력 공급용으로 사용되고, 이와 같은, 풍력 발전기를 다수개 설치하여 대용량의 전기를 발생시키는 "풍력 기지(wind farm)"에서 풍력 터빈 발전기를 찾는 것은 매우 흔한 것이다.
이러한, 풍력발전에 대한 기술은 대한민국 공개특허공보 10-2008-0101338호(수평 원통형 풍력발전기) 외 다수 개시되어 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 풍력 터빈 발전기를 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 바람의 에너지를 최대로 활용하기 위하여 지표로부터 높은 곳에서 바람을 유도하는 스테이터를 구비한 풍력발전기를 개시하고 있다.
그러나, 전술한 종래기술은 스테이터를 통하여 바람의 유입량은 어느 정도 개선할 수 있으나, 유입된 바람의 속도를 높이기에는 어려운 베인으로 구성되어, 바람의 속도를 높이기 위하여 반드시 지표로부터 높은 곳에 설치되어야 하는 문제점이 있으며, 지형적인 요인과 자연환경으로 인하여 2∼3㎧이상의 평균적인 바람이 불지 않으면 블레이드의 회전이 원활하지 못하여 발전이 이루어지기 어렵다.
또한, 2∼3㎧이상의 풍속에서 발전을 한다, 하여도 발전장치의 발전량이 적어 발전량을 올리기 위해 풍력발전기가 대형화되어 가고 있으며 이는 생산되는 발전량에 비해 많은 면적과 대규모의 설치비용이 요구되는 문제가 있을 뿐만 아니라, 전방으로 불어오는 바람이 블레이드에 부딪치면서 형성되는 반발풍에 의해 바람이 진입하지 못하고 외부로 다시 나오는 현상이 발생할 수 있고, 이에 따라 새로운 바람이 진입하지 못하고 반발풍과 다시 부딪쳐 바람의 손실이 발생할 수 있는 문제점이 있다.
(특허문헌 1) 대한민국 공개특허공보 제2008-0101338호 (2008.11.21.)
이와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명은, 유입되는 바람의 손실을 최소화할 수 있도록, 많은 양의 바람을 유도하여 집중적으로 유입시키며 풍력발전을 극대화하는 데, 그 목적이 있다.
본 발명은, 2∼3㎧이상의 풍속에서 발전을 하더라도 유입되는 바람의 속도를 높이며 블레이드의 원활한 회전에 의해 더욱 효율적인 발전이 이루어지도록 하여, 발전장치의 발전량을 증대시키는 데 목적이 있다.
본 발명은 생산되는 발전량에 비해 적은 면적과 소규모로 설치하는 것을 가능하도록 하여 설치비용을 절감하고, 전방으로 불어오는 바람이 블레이드에 부딪치면서 형성되는 반발풍에 의해 바람이 진입하지 못하고 외부로 다시 나오는 현상을 방지할 수 있고, 이에 따라 새로운 바람이 진입하지 못하고 반발풍과 다시 부딪쳐 바람이 손실되는 것을 최소화하여 바람의 유입량이 증대시켜 더욱 많은 전기에너지를 생산하는데 목적이 있다.
이와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 바람을 받도록 일정 높이의 지지구조물 상에 설치 지지되며, 풍향으로 회전되고 풍속에 따라 제어 발전하는 집풍식 풍력 터빈 발전기에 있어서, 지면으로부터 수직으로 설치되는 주축; 상기 수직 주축의 상부에 고정설치되는 외부디프셔와, 유입되는 바람을 빠른 바람으로 가속하도록 상기 외부디프셔의 내주면에 소정간격 이격되어 설치되는 내부디프셔를 포함하는 집풍관; 바람이 불어오는 방향에 대해서 소정의 각도를 가지며, 유입되는 바람에 의해 회전가능하도록 상기 내부디프셔의 내부에 설치된 허브에 축설되는 터빈 블레이드; 및 상기 내부디프셔의 전방에 결합되는 다수에 연결지지대에 결합되며, 상기 집풍관의 내부로 유입되는 바람이 상기 내부디프셔로 집중되도록 상기 내부디프셔의 전단부로부터 소정 간격 이격되어 설치되는 유도집풍관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 집풍식 풍력 터빈 발전기를 제공한다.
또한, 상기 외부디프셔는 내부에 바람이 유입 및 통과하도록 원통형상으로 전, 후방이 개방형성되고, 불어오는 바람의 방향 및 풍속에 따라 소정의 각도 및 반경으로 회동이 가능하도록 상기 주축의 상단부에 연결설치되는 것을 특징으로 하는 집풍식 풍력 터빈 발전기를 제공한다.
또한, 상기 내부디프셔는 유입되는 바람의 풍량은 물론 바람의 속도가 가속되도록 후방측 단부가 내측 방향으로 경사지게 형성된 경사부가 형성되는 것을 특징으로 하는 집풍식 풍력 터빈 발전기를 제공한다.
또한, 상기 내부디프셔는 상기 터빈 블레이드의 회전력, 토크 및 바람의 유입량을 증대시키기 위해 외주면에 적어도 한 개 이상 개방형성되는 유입증속부를 포함하는 것을 특징으로 하는 집풍식 풍력 터빈 발전기를 제공한다.
또한, 상기 터빈 블레이드는 유입되는 바람에 의해 회전 토크가 증대되도록 상기 허브의 외주에 전, 후방향으로 소정간격 이격되는 전방 터빈블레이드 및 후방 터빈 블레이드가 복수로 배치구성되는 것을 특징으로 하는 집풍식 풍력 터빈 발전기를 제공한다.
또한, 상기 유도집풍관은 전방으로 유입되는 바람에 의한 반발풍을 상쇄하도록 전방에서 불어오는 바람을 상기 집풍관으로 유도하고, 상기 터빈 블레이드와 부딪쳐 외부로 배출되는 바람을 상기 유도집풍관과 상기 집풍관 사이에 형성된 홀을 통해 배출하는 것을 더 포함하는 집풍식 풍력 터빈 발전기를 제공한다.
이와 같은 본 발명에 따르면, 유입되는 바람의 손실을 최소화할 수 있도록, 많은 양의 바람을 유도하여 집중적으로 유입시키며 풍력발전을 극대화하는 효과가 있다.
본 발명은, 2∼3㎧이상의 풍속에서 발전을 하더라도 유입되는 바람의 속도를 높이며 블레이드의 원활한 회전에 의해 더욱 효율적인 발전이 이루어지도록 하여, 발전장치의 발전량을 증대시키는 효과가 있다.
본 발명은 생산되는 발전량에 비해 적은 면적과 소규모로 설치하는 것을 가능하도록 하여 설치비용을 절감하고, 전방으로 불어오는 바람이 블레이드에 부딪치면서 형성되는 반발풍에 의해 바람이 진입하지 못하고 외부로 다시 나오는 현상을 방지할 수 있고, 이에 따라 새로운 바람이 진입하지 못하고 반발풍과 다시 부딪쳐 바람이 손실되는 것을 최소화하여 바람의 유입량이 증대시켜 더욱 많은 전기에너지를 생산할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 풍력 발전기를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 집풍식 풍력 터빈 발전기를 나타낸 단면도,
도 3 및 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 집풍식 풍력 터빈 발전기를 나타낸 정면도 및 배면도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 집풍식 풍력 터빈 발전기를 나타낸 분해 사시도,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 집풍식 풍력 터빈 발전기를 나타낸 결합 사시도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 단지, 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 오로지 특허청구범위에 기재된 청구항의 범주에 의하여 정의될 뿐이다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 집풍식 풍력 터빈 발전기를 나타낸 단면도, 도 3 및 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 집풍식 풍력 터빈 발전기를 나타낸 정면도 및 배면도, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 집풍식 풍력 터빈 발전기를 나타낸 분해 사시도, 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 집풍식 풍력 터빈 발전기를 나타낸 결합 사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 집풍식 풍력 터빈 발전기는 후술할 바람에 의한 터빈 블레이드(250)의 회전에 따라 바람의 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 에너지변환기술인 집풍식 풍력 터빈 발전기로서, 지면으로부터 수직하게 세워지는 주축(110), 주축(110)의 상단에 설치되는 집풍관(210)과, 집풍관(210)의 내부에 구성되며 발전부가 내장 설치된 허브(240)에 회전 가능하게 축설되는 터빈 블레이드(250) 및 집풍관(210)의 전방에 소정간격 이격되도록 설치되는 유도집풍관(310)을 포함하여 이루어진다.
주축(110)은 집풍식 풍력 터빈 발전기가 지면에 안착을 이루면서 소정의 높이로 수직하게 설치되는 것으로, 내부에 축전기(160)를 구비하며, 집풍관(210)의 터빈 블레이드(250)의 회전력에 의해 생산된 전기 에너지를 비축하고, 필요한 곳으로 공급할 수 있다.
집풍관(210)은 주축(110)의 상단에 수평하도록 설치되며, 유입되는 바람의 손실을 최소화하고, 많은 양의 바람을 유도하여 집중적으로 유입시키며, 2∼3㎧이상의 풍속에서 발전을 하더라도 유입되는 바람의 속도를 높이며, 터빈 블레이드(250)의 회전력을 원활하게 하여 풍력 발전을 극대화하도록 하는 구성요소이다.
이러한, 집풍관(210)은 주축(110)의 상단부에 수평하도록 연결설치되는 외부 디프셔(220)와 이 외부 디프셔(220)의 내부에 설치되는 내부 디프셔(230)를 포함하여 구성된다.
여기서, 외부 디프셔(220)는 내부에 바람이 유입 및 통과하도록 원통형상으로 전, 후방이 개방형성되고, 불어오는 바람의 방향 및 풍속에 따라 추축(110)에서 소정의 각도 및 반경으로 조절 또는 회동이 가능하도록 연결 설치될 수 있다.
예를 들면, 외부디프셔(220)는 불어오는 바람이 내부공간으로 유입 및 통과할 수 있도록 전·후방이 개방되게 형성되며, 불어오는 바람의 방향 및 풍속에 대하여 집풍관(110)의 외부디프셔(220)가 주축(110)의 상단에서 소정의 반경 및 각도를 갖도록 회동 및 상,하로 조절이 가능하게 주축(110)의 상단에 연결 설치됨에 따라, 불어오는 바람에 따라 집풍관(110)의 내부로 바람을 선택적으로 유입되도록 하여 풍력발전의 효율을 높일 수 있다.
그리고, 내부디프셔(230)는 외부디프셔(220)와 동축선상으로 외부디프셔(220)의 내부에 설치되며, 바람의 유속 및 바람의 유입량을 증대시키고 터빈 블레이드(250)의 회전력을 증대시켜 풍력 발전을 증대시키는 것으로, 외부디프셔(220)와 동일한 직경을 갖도록 원통형상으로 형성되며, 바람이 유입 및 통과하도록 전, 후방이 개방 형성되고, 외주면에는 외부디프셔(220)의 내주면과 소정간격 이격되어 고정되도록 외주방향으로 지지대(231)가 등간격으로 다수 배치형성된다.
이러한, 내부디프셔(230)는 내부의 중앙에 축방향으로 허브(240)가 설치되고, 내부디프셔(230)로 유입되는 바람에 대하여 회전가능하도록 허브(240)에 축설되는 터빈 블레이드(250)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 허브(240)는 외주에 터빈 블레이드(250)가 회전가능하도록 축설되고, 이 허브(240)의 내부에 내장설치된 발전부(미도시)로부터 바람에 의한 터빈 블레이드(250)와 허브(240)의 회전을 동력원으로 하여 전기 에너지를 생산한다.
또한, 도면에 도시되지 않았으나, 허브(240)의 내부에는 터빈 블레이드(250)가 회전가능하도록 동력모터, 기어박스, 발전기 및 이를 제어하는 제어부가 연결설치됨에 따라, 집풍관(210)의 내부로 유입되는 바람과 더불어, 터빈 블레이드(250)를 원활하게 회전시켜 풍력발전을 할 수가 있다.
그리고, 터빈 블레이드(250)는 바람이 불어오는 방향에 대해서 소정의 각도를 가지도록 허브(240)의 외주에 원주방향으로 등간격 다수개가 배치형성되며, 축설되는 것으로, 집풍관(210)의 내부를 통과하는 바람에 의해 회전하며, 이 터빈 블레이드(250)와 허브(240)의 회전을 동력원으로 하여, 발전부로부터 전기 에너지를 생산하여 풍력발전을 하도록 한다.
또한, 터빈 블레이드(250)는 허브(240)의 외주에 전, 후방향으로 소정간격 이격되도록 전방 터빈블레이드(221) 및 후방 터빈 블레이드(252)로 배치 구성됨에 따라 바람에 의한 터빈 블레이드(250)의 회전력을 원활하게 하고, 토크를 증대하며, 더욱 효율적인 풍력발전을 하여 전기 에너지생산을 극대화할 수가 있다.
한편, 내부디프셔(230)는 후방측 단부가 내측 방향으로 경사지게 형성된 경사부(232)가 형성된다.
즉, 내부디프셔(230)는 후방측 단부의 직경이 전방측 단부의 직경보다 좁게 형성되는 것으로, 바람직하게는 내부디프셔(230)의 후방측 단부의 외주면이 내측방향으로 각도로 8 도 테이퍼되도록 형성된 경사부(232)가 형성됨에 따라, 집풍관(210)의 후방으로 불어오는 바람이 외부티프셔(220)와 내부디프셔(230)의 사이의 통로를 통해 후방에서 전방측 방향으로 통과할 시, 바람이 유입되는 통로의 단면적이 좁아지면서 유입되는 바람의 풍량은 물론 바람의 속도가 증속되는 벤츄리 효과가 있을 뿐만 아니라, 전방으로 통과하는 바람의 속도가 가속되는 노즐 효과가 발생하여 터빈 블레이드(250)의 회전력 및 토크가 더욱 증대됨은 물론, 풍력발전에 의한 전기 에너지 생산을 더욱 극대화할 수 있는 것이다.
아울러, 내부디프셔(230)는 후방측 단부의 외주면에 개방형성된 유입증속부(232)가 적어도 한 개 이상 개방형성됨에 따라, 집풍관(210)의 후방으로부터 불어오는 바람이 유입증속부(233)를 통해 후방 터빈 블레이드(252) 측으로 유입되어 후방 터빈 블레이드(252)의 회전력 ,토크 및 바람의 유입량을 증대할 수가 있다.
유도집풍관(310)은 집풍관(210)으로 바람이 집중되도록 유도함과 동시에, 전방으로 불어오는 바람이 터빈 블레이드(250)에 부딪치면서 형성되는 반발풍을 상쇄하여 반발풍에 의한 바람의 손실을 최소화하고, 터빈 블레이드(250)의 회전을 원활하게 하며 많은 양의 바람을 유입시켜 발전효율을 극대화하는 구성요소이다.
이러한, 유도집풍관(310)은 원형의 링 형상으로 형성되며, 집풍관(210)의 전방측 단부로부터 소정간격 이격되도록 배치형성된다.
즉, 유도집풍관(310)은 집풍관(210)의 전방측 단부의 외주연에 연결형성된 다수개의 연결지지대(234)에 유도집풍관(310)과 집풍관(210)의 사이의 이격거리를 유지하도록 결합되며, 집풍관(210)의 전방측 단부로부터 소정간격 이격되어 배치결합됨에 따라, 바람이 집풍관(210)으로 집중 공급이 가능하도록 유도할 수가 있는 것이다.
또한, 유도집풍관(310)은 연결지지대(234)에 의해 집풍관(120)과 소정 이격된 상태로 배치되되, 유도집풍관(310)과 집풍관(210) 사이에 개방된 홀을 다수 형성됨에 따라, 전방으로 불어오는 바람이 터빈 블레이드(250)에 부딪치면서 형성되는 반발풍을 용이하게 상쇄 가능하도록 한다.
예를 들면, 유도집풍관(310)의 전방으로 진입한 바람은 유도집풍관(310)을 통과하여 집풍관(210)으로 유입되며, 터빈 블레이드(250)와 부딪친 바람이 유도집풍관(310)과 집풍관(210)의 사이에 형성된 홀을 통해 외부로 배출되는 것으로 즉, 다시말해, 바람이 집풍관(210)으로 진입하고 터빈 블레이드(250)를 회전시키면서 터빈 블레이드(250)와 부딪친 바람은 더 이상 진입하지 못하고, 외부로 다시 나오는 반발풍을 유도집풍관(310)과 집풍관(210) 사이 홀을 통해 배출하여 새로 진입하는 바람이 반발풍과 부딪힘 없이 집풍관(210)으로 즉시 진입할 수 있도록 하여 반발풍과 새로 진입하는 바람이 다시 부딪혀 손실되는 바람이 없게 됨에 따라, 반발풍에 의한 바람의 손실을 최소화하여 많은 양의 바람을 유입시켜 최대의 발전 효율 및 풍력발전을 더욱 원활하게 할 수 있을 뿐만 아니라, 구성이 단순화되어 소형, 경량화의 구현이 가능하도록 하고, 조립, 분해 및 풍량 조절의 용이함으로 인해 쉽게 설치, 유지 및 관리를 할 수 있다.
이와 같은, 본 발명에 따르면 집풍식 풍력 터빈 발전기에 있어서, 집풍관(210)의 내부로 유입되는 바람의 손실을 최소화하고, 많은 양의 바람을 유도하여 집중적으로 유입시키며 풍력발전을 극대화하고, 2∼3㎧이상의 풍속에서 발전을 하더라도 유입되는 바람의 속도를 높이고, 터빈 블레이드(250)의 회전을 원활하게 하며, 용이하게 발전이 이루어지도록 하여 발전부의 발전량을 증대하고, 생산되는 발전량에 비해 적은 면적과 소규모로 설치하는 것을 가능하도록 하여 설치비용을 절감하고, 전방으로 불어오는 바람이 터빈 블레이드(250)에 부딪치면서 형성되는 반발풍에 의해 바람이 진입하지 못하고 외부로 다시 나오는 현상을 방지할 수 있고, 이에 따라 새로운 바람이 진입하지 못하고 반발풍과 다시 부딪쳐 바람이 손실되는 것을 최소하여 많은 양의 바람의 유입을 통한 발전을 극대화하여 풍력의 회전력에 의해 많은 전기 에너지를 생산할 수 있는 발명이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110: 주축 160: 축전기
210: 집풍관 220: 외부 디프셔
230: 내부 디프셔 231: 지지대
232: 경사부 233: 유입증속부
234: 연결지지대 240: 허브
250: 터빈 블레이드 251: 전방 터빈블레이드
252: 후방 터빈블레이드 310: 유도집풍관

Claims (6)

  1. 바람을 받도록 일정 높이의 지지구조물 상에 설치 지지되며, 풍향으로 회전되고 풍속에 따라 제어 발전하는 집풍식 풍력 터빈 발전기에 있어서,
    지면으로부터 수직으로 설치되는 주축;
    상기 수직 주축의 상부에 고정설치되는 외부디프셔와, 유입되는 바람을 빠른 바람으로 가속하도록 상기 외부디프셔의 내주면에 소정간격 이격되어 설치되는 내부디프셔를 포함하는 집풍관;
    바람이 불어오는 방향에 대해서 소정의 각도를 가지며, 유입되는 바람에 의해 회전가능하도록 상기 내부디프셔의 내부에 설치된 허브에 축설되는 터빈 블레이드; 및
    상기 내부디프셔의 전방에 결합되는 다수에 연결지지대에 결합되며, 상기 집풍관의 내부로 유입되는 바람이 상기 내부디프셔로 집중되도록 상기 내부디프셔의 전단부로부터 소정 간격 이격되어 설치되는 유도집풍관; 및
    상기 유도집풍관과 상기 집풍관의 사이에는 전방으로 유입되는 바람에 의한 반발풍을 상쇄하도록 전방에서 불어오는 바람을 상기 집풍관으로 유도하고, 상기 터빈 블레이드와 부딪쳐 외부로 배출되는 바람을 배출하도록 관통형성된 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 집풍식 풍력 터빈 발전기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 외부디프셔는 내부에 바람이 유입 및 통과하도록 원통형상으로 전, 후방이 개방형성되고, 불어오는 바람의 방향 및 풍속에 따라 소정의 각도 및 반경으로 회동이 가능하도록 상기 주축의 상단부에 연결설치되는 것을 특징으로 하는 집풍식 풍력 터빈 발전기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 내부디프셔는 유입되는 바람의 풍량은 물론 바람의 속도가 가속되도록 후방측 단부가 내측 방향으로 경사지게 형성된 경사부가 형성되는 것을 특징으로 하는 집풍식 풍력 터빈 발전기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 내부디프셔는 상기 터빈 블레이드의 회전력, 토크 및 바람의 유입량을 증대시키기 위해 외주면에 적어도 한 개 이상 개방형성되는 유입증속부를 포함하는 것을 특징으로 하는 집풍식 풍력 터빈 발전기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 터빈 블레이드는 유입되는 바람에 의해 회전 토크가 증대되도록 상기 허브의 외주에 전, 후방향으로 소정간격 이격되는 전방 터빈블레이드 및 후방 터빈 블레이드가 복수로 배치구성되는 것을 특징으로 하는 집풍식 풍력 터빈 발전기.
  6. 삭제
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