KR101348610B1

KR101348610B1 - 풍력발전장치

Info

Publication number: KR101348610B1
Application number: KR1020120123547A
Authority: KR
Inventors: 장금식; 조성례
Original assignee: 조성례; 장금식
Priority date: 2012-11-02
Filing date: 2012-11-02
Publication date: 2014-01-08

Abstract

본 발명은 체인위에 설치되어 무한궤도를 도는 블레이드를 이용하여 전기를 얻을 수 있도록 한 풍력발전장치에 관한 것으로, 이러한 본 발명은 전면과 배면이 관통된 외함의 내측 상하부에 구동기어를 설치하고, 구동기어의 둘레에, 체인을 둘러서 무한궤도를 만들고, 체인 위에 다수의 블레이드를 설치함과 아울러 상기 블레이드의 양 측단부에 블레이드를 상하로 각도를 조절하는 전면부 암과 후면부 암을 갖는 조절부를 설치하고, 전면부 암과 후면부 암의 뒤쪽에 상기 전면부 암과 후면부 암이 연결되는 전면부 안내받침대와 후면부 안내받침대를 설치하며, 상기 전면부 안내받침대와 후면부 안내받침대를 제어할 수 있도록 실린더를 설치하여서 바람이 부는 전면부와 후면부에서 블레이드의 받음각을 제어하며, 상기 구동기어의 일단에 변속기를 설치하여 증속하되, 상기 변속기에 클러치및 두 개 이상의 발전기를 설치하여서 발전기를 다단으로 개폐하여서 발전한다.

Description

풍력발전장치{Wind Turbine}

본 발명은 풍력발전장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 타원의 무한궤도로 회전하는 무한궤도용 체인과 블레이드를 이용하여 전기를 얻을 수 있도록 한 풍력발전장치에 관한 것이다.

일반적으로 전기를 얻을 수 있는 장치로, 원자력발전장치, 수력발전장치, 화력발전장치, 태양열발전장치, 풍력발전장치 등이 있다.

상기한 풍력발전장치는 3-블레이드(blade)형 수평축 풍력발전장치(HAWT : Horizontal Axis Wind Turbine)와, 다리우스형 또는 사보니우스(savonius)형 수직축 풍력발전장치(VAWT : Vertical Axis Wind Turbine)로 크게 나눌 수 있다.

상기 3-블레이드(blade)형 수평축 풍력발전장치는 효율성, 안정성 및 경제성을 인정받아 대규모로 설치되고 있는 실정에 있다.

그러나, 상기한 3-블레이드(blade)형 수평축 풍력발전장치는 현재 기술로서는 최대 2MW ∼ 5MW 용량을 한계로 머물고 있는 문제점이 있었다.

또한, 상기한 3-블레이드(blade)형 수평축 풍력발전장치는 소(小)용량에서부터 대(大)용량까지 모두 그 기본적 모양은 변화가 없이 같은 모양을 하고 있는 단조로움이 있는 문제점이 있었다.

또한, 상기한 3-블레이드(blade)형 수평축 풍력발전장치는 블레이드(blade)가 회전하는 회전반경에 따르는 단면적에 비해 블레이드(blade) 가 차지하는 비율이 10％ 내외로써 이론적인 최적의 비율인 60％에 못 미치므로 전체적인 단면적대비 발전 효율이 높지 않은 문제점이 있었다.

또한, 상기한 3-블레이드(blade)형 수평축 풍력발전장치 중 2MW 용량의 경우 100m의 타워와 70m ∼ 80m 직경의 블레이드로 이루어져 있는바, 2MW 용량보다 큰 용량(예를 들어, 3MW ∼ 5MW 용량)은 육상용으로는 가공 및 운반에 제약이 있어서 주로 해상에 설치해야하는 문제점이 있었다.

또한, 상기한 3-블레이드(blade)형 수평축 풍력발전장치의 블레이드, 로터, 타워는 수십 수백 톤(ton)의 중량에다 수십m의 대형으로 제작하여야하는 문제점이 있을 뿐만 아니라 운반이 어렵고 설치 또한 어려운 문제점이 있었다.

특히, 상기한 3-블레이드(blade)형 수평축 풍력발전장치는 제조비가 고가이고, 경제적이지 못하여서 원자력발전장치나 수력발전장치 등 저가의 발전설비에 비해 초기 설치비가 고가인 문제점이 있었다.

이로 인해, 발전 원가가 원자력발전장치의 3배 ∼ 4배로 경제성이 떨어지는바, 국가에서 전력 구매단가를 보조해 주지 않으면 설치운용을 할 수 없게 되므로 신재생에너지의 장점에도 불구하고 전기 에너지원으로 보급되지 못하는 문제점이 있었다.

상기한 문제점을 해결하기 위해, 본 출원인은 출원번호 10-2012-0006055를 출원한바 있다.

그러나, 상기한 선출원 된 출원번호 10-2012-0006055에서 블레이드(122)의 각도조정을 위하여 조절부(128)가 설치되어 있고, 상기 조절부(128)는 블레이드(122)의 양 측단에 각각 설치되어 상기 블레이드(122)를 상하로 각도를 조절하는 전면부 암(124)과 후면부 암(126)을 갖는 조절부(128)를 구비하고, 상기 조절부(128)의 전면부 암(124) 및 후면부 암(126)에 연동되어 전면부 암(124) 및 후면부 암(126)을 조절하여 블레이드(122)의 각도조정을 하는 실린더(130-1, 130-2)를 구비하고 있으나,

회전하는 블레이드의 전면부와 후면부의 각도제어를 위하여 전면부 암(124)에서 후면부 암(126)으로 바턴을 받아서 제어하므로, 장치가 복잡하여 기계적으로 고장의 원인이 될 수 있는 원인적인 소지가 있고, 180도로 바람의 방향이 바뀔 때 제어장치의 제어를 위해서는 이중으로 제어부를 설치해야 하는 등, 복잡하고 제어가 어려워지는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술에 따른 제반 문제점을 해결하기 위하여 개량발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 선출원 된 출원번호 10-2012-0006055에서 블레이드(122)의 각도조정을 위하여 설치된 조절부(128)를 개량한 후, 보다 원활하고 제어가 쉽도록 한 것으로 타원의 무한궤도를 회전하는 무한궤도용 체인과 블레이드를 이용하여 전기를 얻을 수 있도록 한 풍력발전장치를 제공함에 있다.

그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 풍력발전장치는,

전면과 배면이 관통된 외함의 내측 상하부에 구동기어를 설치하고, 구동기어의 둘레에, 체인을 둘러서 무한궤도를 만들고, 체인 위에 다수의 블레이드를 설치함과 아울러 상기 블레이드의 양 측단부에 블레이드를 상하로 각도를 조절하는 나사식 제어부(526-1, 526-2)를 갖는 조절부를 설치하고, 나사식 제어부(526-1, 526-2)의 양옆에 제어판(540-1, 540-2) 설치하여 양쪽 끝 부분을 좌우에서로 밀어주어서 블레이드의 각도를 상하로 조절하는 제어판(540-1, 540-2)을 설치하며, 상기 제어판(540-1, 540-2)을 제어할 수 있도록 실린더(130-1, 130-2)를 설치하여서 바람이 부는 전면부와 후면부에서 블레이드의 받음각을 피치 제어한다.

상기 구동기어의 일단에 변속기를 설치하여 증속하되, 상기 변속기에 클러치 및 두 개 이상의 발전기를 설치하여서 발전기를 다단으로 개폐하여서 발전한다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 풍력발전장치는 부품이 소형이며 가볍고, 효율이 높은 효과가 있다.

본 발명에 따른 풍력발전장치는 사각형의 상자형 틀 내부에 블레이드를 촘촘히 다수를 설치하고 바람이 부는 전면부와 후면부에서 이중으로 바람을 받아서 발전하는 구조이므로, 블레이드가 받는 바람의 단면적을 이론적 최대값인 60％까지 올릴 수 있어서 단위 면적당 발전효율이 높은 효과가 있다.

그리고, 본 발명에 따른 풍력발전장치는 소형의 부품을 다수 조합한 조립식으로 제조 및 설치가 쉬운 효과가 있다.

특히, 본 발명에 따른 풍력발전장치는 사용부품이 소형으로 제조가 쉬우며 염가이면서도 사각형의 외함 내부에 설치되는 구조이기 때문에 다수를 설치할 때, 사이를 띄울 필요가 없이, 바로 맞대어 설치가 가능하여 해안의 방풍림, 고속도로변의 소음차단벽을 대신하여 사용할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 본 발명에 따른 풍력발전장치는 소음이 없어서 건물의 옥상, 고속도의 육교 및 다리 등에 설치가 가능한 효과가 있다.

그리고, 본 발명에 따른 풍력발전장치는 가볍고 소형의 부품을 조립해서 생산하면서도 대(大)출력 용량으로 제작할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 본 발명에 따른 풍력발전장치는 요잉 장치가 없는 고정식으로서 설치가 가능하며, 바람의 방향이 좌우 45도로 수시로 바뀌거나 180도 반대로 불어도 발전이 가능한 효과가 있다.

그리고, 본 발명에 따른 풍력발전장치는 한곳에 다수를 설치할 수 있는바, 단위면적당 발전 효율이 높은 효과가 있다.

그리고, 본 발명에 따른 풍력발전장치는 블레이드를 통과하는 바람의 속도가 모두 같고, 바람이 불어오는 전면부의 블레이드와 바람이 빠져나가는 후면부의 블레이드가 모두 순방향으로 양력을 받고, 회전하는 구조이고 바람을 받는 블레이드 단면적이 많기 때문에, 중심축을 기준으로 한쪽만 양력을 받고, 반대편은 항력을 받는바, 종래의 수평축 풍력발전장치나 수직축 풍력발전장치 등에 비해서 효율이 좋을 뿐만 아니라 다양한 효과를 제공한다.

그리고, 본 발명에 따른 나사식 제어부(526-1, 526-2)를 갖는 조절부는 설치가 간편하고 제어가 쉬운 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 풍력발전장치를 나타낸 도면,
도 2는 도 1의 외함에 설치된 축, 기어, 무한궤도용 체인, 블레이드를 나타낸 도면,
도 3 내지 도 5는 도 2의 요부 확대 단면도,
도 6 내지 도 10은 도 1의 요부 확대 단면도,
도 11 내지 도 14는 도 1의 블레이드의 연결 상태의 요부 확대도,
도 15a는 도 8의 나사식 제어부의 확대도,
도 15b는 도 15a의 분해도,
도 16a 내지 도 16b는 도 2의 블레이드의 회전방향을 나타낸 도면,
도 17a 내지 도 17b는 도 1의 제어판을 상세히 나타낸 도면,
도 18a 내지 도 18d는 도 1의 제어판만을 사용하여 나사식 제어부가 한쪽에서 제어되도록 한 도면,
도 19는 도 2의 블레이드가 제어되는 상태를 개략적으로 나타낸 도면,
도 20은 도 1의 외함에 설치된 축, 기어, 무한궤도용 체인, 블레이드의 사용 상태를 나타낸 도면,
도 21은 본 발명에 따른 풍력발전장치의 다른 실시예를 나타낸 도면,
도 22 내지 23은 본 발명에 따른 풍력발전장치의 또 다른 실시예를 나타낸 도면,

이하, 본 발명에 따른 풍력발전장치의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 풍력발전장치를 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 외함에 설치된 축, 기어, 무한궤도용 체인, 블레이드를 나타낸 도면이며, 도 3 내지 도 5는 도 2의 요부 확대 단면도이고, 도 6 내지 도 10은 도 1의 요부 확대 단면도이며, 도 11 내지 도 14는 도 1의 블레이드의 연결 상태의 요부 확대도이고, 도 15a는 도 8의 나사식 제어부의 확대도이며, 도 15b는 도 15a의 분해도이고, 도 20은 도 1의 외함에 설치된 축, 기어, 무한궤도용 체인, 블레이드의 사용 상태를 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 15b 및 도 20에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 풍력발전장치(100)는,

기둥(102)과;

상기 기둥(102)의 상면에 설치되되, 전면과 배면이 관통된 사각박스 형상의 외함(104)과;

상기 외함(104)의 상부 일측 내면과 상부 타측 내면 사이에 회전가능하게 설치된 제1축(106)과;

상기 외함(104)의 하부 일측 내면과 하부 타측 내면 사이에 회전가능하게 설치된 제2축(108)과;

상기 제1축(106)의 일단부에 회전가능하게 설치된 제1구동기어(110)와;

상기 제1축(106)의 타단부에 회전가능하게 설치된 제2구동기어(112)와;

상기 제2축(108)의 일단부에 회전가능하게 설치된 제3구동기어(114)와;

상기 제2축(108)의 타단부에 회전가능하게 설치된 제4구동기어(116)와;

상기 제1구동기어(110)와 제3구동기어(114)에 회전가능하게 설치된 제1무한궤도용 체인(118)과;

상기 제2구동기어(112)와 제4구동기어(116)에 회전가능하게 설치된 제2무한궤도용 체인(120)과;

상기 제1무한궤도용 체인(118)과 제2무한궤도용 체인(120) 사이에 일정간격을 두고 다수 개 설치된 블레이드(122)으로 구성되고,

상기 블레이드의 양 측단부에 블레이드를 상하로 각도를 조절하는 나사식 제어부(526-1, 526-2)를 갖는 조절부를 설치하고, 나사식 제어부(526-1, 526-2)의 양옆에 제어판(540-1, 540-2) 설치하여 양쪽 끝 부분을 좌우에서로 밀어주어서 블레이드의 각도를 상하로 조절하는 제어판(540-1, 540-2)을 설치하며, 상기 제어판(540-1, 540-2)을 제어할 수 있도록 실린더(130-1, 130-2)를 설치하여서 바람이 부는 전면부와 후면부에서 블레이드의 받음각을 피치 제어한다.

그리고, 상기 제4구동기어(116)으로부터 일정간격을 두고 제2축(108)의 단부에 회전가능하게 설치되어 제2축(108)을 회전시키는 전달기어(132)와;

상기 전달기어(132)에 연결되어 전달기어(132)로 회전력을 전달하는 변속기(134)와; 상기 변속기(134)에 연결된 클러치(136)와; 상기 클러치(136)에 전기적으로 연결되어 클러치(136)로 구동력을 전달함과 아울러 구동력을 차단하는 발전기(138)로 구성된다.

한편, 상기 발전기(138)는 기 설정된 프로그램에 따라 풍력발전장치(100)를 제어하는 제어부(도시는 생략함)에 연결됨과 아울러 요잉장치(144)에 전기적으로 연결된다.

또한, 상기 제어부에는 풍향을 감지하는 풍향센서(도시는 생략함), 풍속을 감지하는 풍속센서(도시는 생략함) 그리고, 발전기의 속도를 감지하는 속도센서(도시는 생략함), 발전기의 전압을 감지하는 전압센서(도시는 생략함), 발전기의 전류를 감지하는 전류센서(도시는 생략함) 및 발전기의 위상을 감지하는 위상센서(도시는 생략함) 등이 전기적으로 연결된다.

그리고, 상기 풍력발전장치(100)에는 제1무한궤도용 체인(118)과 제2무한궤도용 체인(120)의 회전력을 전기 에너지로 저장하는 충전부(도시는 생략함)가 설치된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 풍력발전장치(100)를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 전면과 배면이 관통된 사각박스 형상의 외함(104)의 상부 일측 내면과 상부 타측 내면 사이에 제1축(106)을 설치함과 아울러 외함(104)의 하부 일측 내면과 하부 타측 내면 사이에 제2축(108)을 설치한다.

그리고, 상기 제1축(106)의 일단부에 제1구동기어(110)와 타단부에 제2구동기어(112)를 설치한 후, 상기 제2축(108)의 일단부에 제3구동기어(114)와 타단부에 제4구동기어(116)를 설치한다.

그리고, 상기 제1구동기어(110)와 제3구동기어(114)에 제1무한궤도용 체인(118)을 설치한 후, 제2구동기어(112)와 제4구동기어(116)에 제2무한궤도용 체인(120)을 설치한다.

그리고, 상기 제1무한궤도용 체인(118)과 제2무한궤도용 체인(120) 사이에 일정간격을 두고 블레이드(122)를 설치한 후, 상기 블레이드(122)의 양 측단에 블레이드(122)를 상하로 각도를 조절하는 전면부 암(124)과 후면부 암(126)을 갖는 조절부(128)를 설치한다.

그리고, 조절부(128)는 도 2와 같이 블레이드(122)의 양 측단에 설치하여 블레이드(122)를 각도를 상하로 조절하는 방법으로,

나사식 제어부(526-1, 526-2)를 설치하고 제어판(540-1, 540-2)를 설치하여서 블레이드(122)의 중심축을 좌우에서 밀어 주어서, 각도를 제어하는 방법도 가능하다.

그리고, 나사식 제어부(526-1, 526-2)는 블레이드(122)의 각도를 상하로 회전 조절하는 방법으로, 상기한 전면부 암(124)과 후면부 암(126)에서 전후로 제어하는 각도를 90도로 전환해서 좌우로 제어하게 함으로써, 보다 제어가 쉽고, 하나만으로 모든 각도로 제어할 수 있는 효과가 있다.

본 발명을 도면에 의하여 자세하게 설명하면 다음과 같다.

상기 전면부 암(124)과 후면부 암(126)이 설치 각도가 후면부 암(126)모양으로 설치되는 것에 비해 블레이드(122)중심축과 같은 방향과 같이 설치된다.

따라서, 블레이드(122)가 체인을 따라 회전하면서, 바람이부는 전면부에서는 전면부 암(124)으로 후면부에서는 후면부 암(126)으로 두 개가 교대로 바턴을 받아서 연속으로 제어되는 것에 비해서,

바턴을 받는 동작이 필요 없고 나사식 제어부(526-1, 526-2) 만으로 블레이드를 필요한 각도로 임의대로 180도 자유롭게 조절할 수 있어서, 순방향 바람일 때의 제어와 역방향 바람일 때의 제어까지 장치의 교환이 필요 없이 하나로 간편하게 변환하여 제어가 되는 이점이 있다.

따라서, 나사식 제어부(526-1, 526-2)는 암나사(527)와 수나사(528)로 구성되어있다. 또한, 수나사(528) 한쪽 끝 부분에는 볼 베어링이 설치되어있다.

그리고, 수나사(528)를 한 바퀴 돌릴 때 나아가는 거리인 피치(pitch)는, 1/2 피치로 180도 즉 반 바퀴를 돌릴 수 있게 한 구조이다.

상기 수나사(528)는 일반 나사를 길게 잡아 늘린 모양이며 이렇게 길게 피치를 늘리므로 써, 수나사(528)부에서의 작동이 쉽고 암나사(527)에서는 작동이 어려운 것으로 일방향 작동식 구조이다.

여기서, 상기 수나사(528)와 암나사(527)는 볼록형 또는 오목형이거나, 또 다른 변형된 나사 구조여도 무방하다.

따라서, 수나사(528)의 피치 경사각이 15도 정도로, 길이 방향으로 길게 되어 있고, 수나사(528)부는 블레이드(122)양쪽 끝에 한축으로 연결되어 있다.

상기 블레이드(122)는 양측의 암나사(527)만 양측의 체인에 고정되어 있고, 수나사(528)는 암나사(527) 안에서 블레이드와 같이 하나의 축으로 연결되어 좌우로 움직이면 동시에 회전하도록 되어있는 구조이다.

그리고, 상기 수나사(528)는 암나사(527)가 체인에 고정되어 있으므로, 암나사(527)가 안에서 좌우로 움직이면 나사작용으로 동시에 블레이드(122)의 각도제어 동작도 같이 하게 된다.

따라서, 수나사부(528)와 암나사부(527)는 도 16a 내지 도 16b에 도시된 같이, 블레이드(122)는 B2에서 A1 혹은 B2에서 C3으로 한쪽 방향으로 90도, 좌우 합계 180도까지 회전할 수 있는 1/2 피치각의 나사구조로 되어있다.

또한, 나사식 제어부(526-1, 526-2)는 제어에 블레이드가 같은 방향으로 회전되도록 양측 나사의 경사 각도가 반대로 되어있다.

따라서, 블레이드(122)는 축 양쪽 끝 부분에 나사식 제어부(526-1, 526-2)가 설치되어 제어판을 움직여서 수나사(528)와 같이 동시에 좌우로 움직이고 동시에 블레이드(122)가 상하로 움직여 각도가 변한다.

한편, 양 측면에 설치된 제어판(540-1, 540-2)의 안쪽에는 체인(118, 120)에 암나사(527)만 고정되고 좌우로 이동 가능한 수나사(528)의 축과 블레이드가 한축으로 하나로 연결되어 매달려 있는 상태로 설치된다.

또한, 양쪽의 제어판(540-1, 540-2)이 좌우방향으로 회전하면 블레이드(122)가 상하로 90도 최대 180도 각도까지 상하로 회전된다.

따라서, 제어판 측면에 부착된 실린더(130-1, 130-2)에 의해 제어판을 회전시켜서 피치 제어한다.

그리고, 제어판은 블레이드 양옆에 설치되고, 결합부(542-1, 542-2)의 고정된 축을 중심축으로 회전하며 정방향의 바람이불 경우 도 16a 내지 도 16b에 도시된 바와 같이, A1 ∼ B2 간의 범위에서 제어판의 회전 각도를 제어하고 역방향의 바람이불 경우 B2 ∼ C3 간의 범위에서 제어판의 회전 각도를 제어할 수 있도록 실린더(130-1, 130-2)를 제어한다.

본 발명의 동작을 도면에 의해서 좀 더 자세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 바람이 발전개시 풍속 이하로 불면, 제어판은 B2 위치에 있고, 수나사(528)와 암나사(527)는 좌우 중립의 위치에 있고 블레이드는 체인과 같은 나란한 방향으로 고정된다.

다음 발전개시, 풍속 이상의 정면 방향의 바람이 불면 제어판은 실린더를 움직여서 A1과 B2 간에서 블레이드의 받음각을 제어한다. 따라서 제어판은 실린더에 의해서 A1의 위치로 된다.

한편, 나사식 제어부(526-1, 526-2)를 우측으로 밀어서 블레이드가 바람이부는 방향에 대하여 45도의 받음각을 갖도록 회전한다.

또한, 바람의 강약에 따라 좌측제어부(526-1)와 우측 제어부(526-2)에서교대로 밀어주어서 블레이드의 받음각을 줄이거나 늘리는 피치 제어를 하며 태풍과 같이 강한 바람이 불 때나 비상시에는 바람에 대한 받음각을 0도로 하여 바람에 대한 저항을 줄여서 전체 발전 시스템을 보호한다.

그리고, 후면 방향 바람이 불면 제어판이 B2과 C3 간에 위치하도록 실린더를 제어한다.

따라서, 제어판의 위치는 C3의 위치로 되어 블레이드는 바람이부는 방향에 대하여 45도의 받음각을 갖게 된다. 또한 바람의 강약에 따라 블레이드의 받음각을 줄이거나 늘리는 피치 제어를 하며 태풍과 같이 강한 바람이 불 때나 비상시에는 바람과의 받음각 0도로하여 보호한다.

그리고, 상기 방법에 의한 제어는 바람이 정면 방향에서 불 때나 후면 방향에서 불 때나 블레이드가 항상 같은 방향으로 회전하여 발전기 출력이 일정하게 나오므로 요잉 제어를 할 수 없는 조력발전용이나 고정형으로 설치할 경우에 동기 발전기에 의한 계통연계 시스템 등 장치가 간단하고 효율높은 발전에 유리하다.

따라서, 별도의 기계적인 장치변환이 없이, 정면 방향에서 후면 방향으로 바람이 바뀌어도 실린더의 위치 제어만으로 블레이드가 최적의 각도를 유지할 수 있도록 각도를 자유롭게 제어할 수 있으므로 요잉 시스템이 없는 고정식 풍력발전 시스템이나 조류발전에서, 양 방향 모두에서 효율 높은 발전이 가능하다.

본 발명을 좀 더 자세하게 설명하면,

기둥(102)과;

상기 제1무한궤도용 체인(118)과 제2무한궤도용 체인(120) 사이에 일정간격을 두고 다수 개 설치된 블레이드(122)와;

상기 블레이드(122)의 양 측단에 각각 설치되어 상기 블레이드(122)를 상하로 각도를 조절하는 나사식 제어부(526-1, 526-2);

상기 나사식 제어부(526-1, 526-2)와 연동되어 나사식 제어부(526-1, 526-2)를 양옆에서 밀어서 움직여주는 제어판(540-1, 540-2) 상기 나사식 제어부(526-1, 526-2)와 제어판(540-1, 540-2)에 연동되어 제어판(540-1, 540-2)을 제어하는 실린더(130-1, 130-2)와;

상기 제4구동기어(116)으로부터 일정간격을 두고 제2축(108)의 단부에 회전가능하게 설치되어 제2축(108)을 회전시키는 전달기어(132)와;

상기 전달기어(132)에 연결되어 전달기어(132)로 회전력을 전달하는 변속기(134)와;

상기 변속기(134)에 연결된 클러치(136)와;

상기 클러치(136)에 전기적으로 연결되어 클러치(136)로 구동력을 전달함과 아울러 구동력을 차단하는 발전기(138)로 구성된다.

상기 블레이드(122)는 비대칭에어포일, Clark-Y 에어포일, 대칭에어포일 , 등 다양한 모양의 에어포일을 사용하는 것이 가능하다.

상기 블레이드(122)는 유리섬유 재질, 혹은 탄소섬유 재질에 에폭시수지를 혼합하여 제조하거나, 중심축을 위주로 생선가시와 같이 방사형으로 뼈대를 만든 후 내부를 발포 수지로 채운다음 외피를 단단한 유리섬유와 에폭시수지 혼합 재로 포장 하거나 두꺼운 방수천으로 입혀서 제조하거나, 알루미늄 재질로 압출 성형하는 방법 등으로, 제조하는 것도 가능하다.

여기서, 상기 블레이드(122)는 바람이 불어오는 전면부와 바람이 빠져나가는 후면부에서 모두 순방향(발전에 도움이 되는)의 양력을 얻도록 조절부(128)가 설치된, 나사식 제어부(526-1, 526-2)의 유도를 받아서 블레이드(122) 각도가 자동으로 제어된다.

그리고, 상기 나사식 제어부(526, 530)을 갖는 조절부(128)에 연동한 제어판(540, 541)를 좌우로 회전시켜주는 실린더(130-1, 103-2) 설치한다.

여기서, 상기 실린더(130-1, 103-2)는 도면에는 예시되지 않았지만 각종의 기술적으로 가능한 여러 가지의 풍향, 풍속, 및 발전기의 속도, 전압, 전류, 위상에 따르는 센서의 전기적 신호에 따라서, 자동으로 제어되며, 제어판(540, 541)를 움직여 나사식 제어부(526-1, 526-2)을 블레이드(122)가 적정한 각도가 되도록, 좌우에서 밀어 주어서 블레이드를 제어하여 원활한 회전이 되고, 비상시에는 정지되어, 안전한 발전이 되도록 제어를 한다.

그리고, 상기 제4구동기어(116)으로부터 일정간격을 두고 제2축(108)의 단부에 제2축(108)을 회전시키는 전달기어(132)를 설치한 후, 상기 전달기어(132)에 변속기(134)를 설치한다.

그리고, 상기 변속기(134)에 클러치(136)를 설치한 후, 상기 클러치(136)에 구동력을 전달하는 발전기(138)를 설치한다.

그리고, 상기 발전기(138)의 하측에 요잉장치(144)를 설치한다.

여기서, 상기 요잉장치(144)는 블레이드(122)가 바람이 불어오는 방향과 항상 직각으로 되도록 요잉제어를 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 풍력발전장치(100)를 좀 더 자세히 설명하면 다음과 같다.

그리고, 상기 제1무한궤도용 체인(118)과 제2무한궤도용 체인(120) 사이에 일정간격을 두고 블레이드(122)를 설치한 후, 상기 블레이드(122)의 양 측단에 블레이드(122)를 상하로 각도를 조절하는 나사식 제어부(526-1, 526-2)을 갖는 조절부(128)를 설치한다.

그리고, 상기 조절부(128)의 나사식 제어부(526-1, 526-2) 양쪽에는 블레이드(122)의 각도를 제어하는 제어판(540-1, 540-2)를 설치한다.

여기서, 상기 제어판(540-1, 540-2)는 블레이드(122)의 양 측단에 있는 나사식 제어부(526-1, 526-2)를 좌우에서 밀어 주어서, 블레이드(122)가 바람을 받는 전면부과 바람이 나가는 후면부에서 블레이드(122)의 각도가 항상 양력을 받는 각도가 되게 자동으로 조절하여, 적절한 양력을 받도록 피치 제어를 할 수 있게 한다.

이를 위하여 상기 블레이드의 양 측단부에 블레이드를 상하로 각도를 조절하는 나사식 제어부(526-1, 526-2)를 갖는 조절부를 설치하고, 나사식 제어부 (526-1, 526-2)의 양옆에 제어판(540-1, 540-2) 설치하여 양쪽 끝 부분을 좌우에서로 밀어주어서 블레이드의 각도를 상하로 조절하는 제어판(540-1, 540-2)을 설치하며, 상기 제어판(540-1, 540-2)을 제어할 수 있도록 실린더(130-1, 130-2)를 설치하여서 바람이 부는 전면부와 후면부에서 블레이드의 받음각을 피치 제어한다.

그리고, 상기 조절부(128)의 나사식 제어부(526-1, 526-2)는 실린더(130-1, 130-2)를 움직여 안내받침대(140, 142) 움직인 후, 암(124, 126)을 움직여 블레이드(122)의 받음각을 조절하는 순으로, 속도조절을 위한 피치 제어를 하는 것도 가능하다.

그리고, 도 18a 내지 도 18d에 도시된 바와 같이, 나사식 제어부(526-1, 526-2)는 한 개의 제어판만을 사용하여 한쪽에서 제어하는 것도 무방하다.

본 발명을 도면에 의하여 자세하게 설명하면, 먼저, 상기 조절부(128)의 나사식 제어부는 수나사(528)와 암나사(527)에 암나사 커버부(도시는 생략함)를 추가한 구조로 설치된다.

그리고, 상기 수나사(528)에는 중심부에 베어링(도시는 생략함)이 설치되고 암나사(527)에는 한쪽 끝에 갈고리형의 마주보는 2개의 대칭형의 걸 고리가 부착되어있다.

또한, 추가로 설치된 암나사(527)는 내장되는 암나사가 자유로이 움직일 수 있도록 하며 수나사(528)의 베어링이 고정될 수 있는 구조로 되어있다.

따라서, 상기 수나사(528)와 암나사(527-2)는 암나사 커버부에 하나로 조립된 나사식 제어부는 블레이드축의 한쪽 체인에 설치되며, 제어판에 의해 암나사(527)가 좌우로 움직여서 피치제어 되며, 블레이드(122)는 수나사(528)의 베어링에 의해서 좌우로의 움직임은 억제되고 상하로 회전만 된다.

그리고, 암나사(527)는 암나사 커버부에 의해 좌우로 자유롭게 움직이는 것이 가능하나 회전운동은 억제되므로 좌우로 움직이면 수나사(528)가 나사작용으로 제어되며 블레이드가(122)가 회전 제어된다.

한편, 상기 제4구동기어(116)로부터 일정간격을 두고 제2축(108)의 단부에 제2축(108)을 회전시키는 전달기어(132)와 체인으로 구성된 변속기(134)를 설치한 후, 상기 전달기어(132)에 변속기(134)를 설치한다.

여기서, 상기 변속기(134)는 발전기(138)가 발전에 필요한 최적의 속도가 되도록 증속한다.

다른 한편, 상기 발전기(138)는 2개 이상으로 설치되되, 전단에 설치된 클러치(136)로 개폐할 수 있게 하여, 풍속에 따른 부하를 조정하여, 발전효율을 높이고 비상시 차단을 할 수 있게 한다.

상기 클러치(136)는 브레이크 기능을 겸할 수 있도록 하여 강풍이나 비상시 에 블레이드를 정지하여 발전기를 보호한다.

본 발명의 풍력발전장치는 외함의 태두리 부분을, 바람이 안쪽으로 모이게 하는, 유선형이나, 포물선 혹은 삼각형으로 제작하여, 바람의 저항을 덜 받게 하고, 외함에 부는 바람을 모두, 블레이드(blade)쪽으로 유도하여 발전효율을 높이도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 풍력발전장치는 외함의 아래쪽에 오일 탱크를 마련하여 암이나 체인 등 모든 유동부에, 자동으로 반영구적 급유 되도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 풍력발전장치는 각 부분의 유동부에는, 오일리스베어링 혹은 볼 베어링을 채용하여 마찰을 줄이는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 요잉장치(144)는 불어오는 바람과 풍력발전장치가 항상 직각으로 일치되도록 제어할 수 있게 상부를 회전시킨다.

상기한 풍력발전장치(100)의 주요 구성과 작동 상태를 좀더 자세히 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 블레이드(122)는 설계할 때, 무게중심이 앞전(leading edge)보다는 뒷전(frailing edge) 쪽으로 무게중심이 충분히 쏠리도록 중심축을 부착한다.

이에 따라, 먼저 바람이 불지 않으면 바람이 불어오는 방향인 전면부 쪽의 블레이드(122)는 도 2에 도시된 바와 같이, 모두 아래쪽 방향으로 향한 F의 위치 각에 있고, 반면 후면부 쪽의 블레이드(122)는 후면부 암(126)이 후면부 안내받침대(142)에서 제어를 받는 상태인 M의 위치 각에 있다.

다음 바람이 발전개시 속도 이상이 되면, 바람이 불어오는 쪽인 전면부 쪽의 블레이드(122)는 모두 F위치 각에서 G위치 각으로 회전하여 블레이드(122)가 상승하는 방향의 힘을 받는, 상승양력을 받고 상승 회전한다.

그리고, 후면부 쪽의 블레이드(122)는 M의 위치 각에서, 바로 하강하는 방향의 힘을 받는 회전 양력을 받고 하강 회전한다.

따라서, 본 발명의 풍력발전장치는 종래의 수평축 풍력발전장치에서 중심축을 중심으로 한쪽은 순방향으로 양력을 받고 다른 쪽은 역방향으로 항력을 받음으로 인한, 효율 감소가 없고 바람이 부는 전면부와 후면부 모두 회전하는 힘을 받는, 순방향으로 양력을 받게 되므로, 발전효율이 좋다.

또한, 본 발명의 풍력발전장치는 블레이드가 길게 타원을 그리며 회전하고 납작한 상자모양 안에 내장되므로, 제조 및 운반 설치가 쉽고 대용량으로 제조하기가 용이하다.

특히, 종래의 수평축 풍력발전장치가, 블레이드에 닫는 바람의 속도가 모두 다르고 중심축이 하나로, 크고 무거우며 블레이드 끝에서 소음이 발생하지만 본 발명의 풍력발전장치는 전체적으로 블레이드에 받는 바람이 일정하며, 끝을 지지해주는 받침점이 블레이드의 양끝으로 두 군데이고 소형인 다수를 사용하므로,

블레이드를 제조할 때, 군살이 없이 가볍고 날렵하며 값싸게 제조할 수 있을뿐더러, 알루미늄으로 압출하여 제조할 수 있어서, 빠르고 쉽게 대량생산할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 상자 형으로 제조되어 설치 간격을 두지 않고 연속으로 좌우상하에 맞대서 설치가 가능하며 전체적인 완제품의 크기가 작고 가벼워서, 공장에서 완제품으로 제조한 상태에서 쉽게 운반할 수 있으며, 바람이 있는 곳에는 어디에나 설치가 용이하다.

또한, 건물의 옥상이나 교량 고속도로의 육교 등과 해안에 병풍처럼 길게 설치하여 방풍을 겸한 시설로 유용할 수 있다.

또한, 본 발명의 풍력발전장치는 종래의 수직축 풍력발전기와 같이 바람의 방향에 따르는 발전기의 방향을 제어하는 요잉 제어를 하지 않는, 고정식으로 제조 및 설치가 가능하며, 델타 날개의 비행기가 날개 면에 부는 바람이 45도로 경사지게 불어도 문제되지 않고, 양력을 얻을 수 있는 원리와 같이 바람의 방향이 수시로 바뀌거나 좌우 45도 이상으로 바뀌어도 발전이 가능하다.

또한, 바람의 방향이 180도로 반대로 불어도, 블레이드의 각도를 대응하여 조절하여서 발전이 가능하다.

한편, 본 발명의 풍력발전장치는 발전기(138)를 두 개 설치하고, 초속 2m ∼ 4m의 저속으로 부는 바람에는 발전기(138)를 1개만 작동하고 초속 4m 이상으로 강해지면 클러치(136)를 조작하여 예비 발전기를 추가로 구동하여, 2개를 동시에 구동시킨다.

이렇게 하므로써 초속 4m 이상의 센 바람에만, 작동하는 종래의 풍력발전에 비해서 2m ∼ 4m의 약하게 부는 바람에도 발전할 수 있으므로 발전효율을 높일 수 있다.

또한, 본 발명의 풍력발전장치에는 발전기를 2개 비치하여 2단으로 작동하는 걸로 예시되어 있지만, 2개 이상의 다 단으로, 단수를 높여서 구동하는 것이 바람직한바, 종래에는 통상 발전개시 속도가 초속 4m 이상으로, 2m ∼ 4m의 저속으로 부는 바람에는 발전이 되지못하고, 그 이상으로 센 바람이 불어도, 피치 제어를 해서 강하게 부는 바람을 바이패스(bypass) 시켜버리고, 블레이드를 일정한 속도로 회전하도록 하여, 발전출력이 항상 일정하게 발전하게 되므로, 바람의 강약에 따르는 효율적인 발전이 되지 못하고 있었다.

따라서, 본 발명은 발전기를 다수 부착하여 바람의 강약에 따라 다단계로 발전하므로써 약한 바람에서 부터 강한바람까지, 바이패스(bypass)되는 바람의 양을 줄이고 발전효율을 높일 수 있다.

도 21은 본 발명에 따른 풍력발전장치의 다른 실시예를 나타낸 도면으로,

블레이드를 수평방향으로 배열하여 설치하는 수평형에 대비하여 수직방향으로 배열하여 설치하는, 수직형으로 설치한 것으로 좁고 길게 제조가 가능하여서 조류발전용이나 하천의 급류 발전용으로 교량이나 육교 등에 설치가능하다.

하천의 급류 발전용이나 조류발전의 경우 수심이 비교적 깊지 않고 넓은 면적에 걸쳐서 폭이 넓게 설치해야 하는 경우가 있다, 따라서 폭은넓고 길이는 좁은 형태로, 수십 m 혹은 수백 m의 길다 란 형태의 풍력발전장치가 요구된다.

따라서, 수평방향으로 블레이드가 배치되는 본 발명의 일실시 예 인 수평형 풍력발전장치에서는 블레이드가 수십 수백 m로 길게 제조되어 설치되어야 하므로 블레이드 중앙부의 중력에 의한 휘어짐 등 을 해소하기위하여 보다 강하고 튼튼하게 제조해야 하므로 비용이 더 많이 들고 무거우며 제어가 곤란한 어려움이 있다. 따라서, 블레이드를 수직으로 설치하므로 써 이러한 어려움을 해결할 수 있으며 체인의 길이와 지지대만 보강하면 , 상하 폭의 길이 많큼의 비교적 짧은 길이의 블레이드를 연속으로 다수 설치하면 되므로 교량의 길이에 맞춰서 수백 m 로 길게 풍력발전장치를 제조할 수 있는 이점이 있다.

그리고, 수직형 발전장치는 녹슬지 않는 재질로 제조하는 내식성 구조물로 제조하여 조류발전 및 하천의 급류를 이용한 수력발전에 응용이 가능하다.

본 발명은 급류가 흐르는 하천의 중심에 설치용지지대를 설치하지 않고 발전장치를 하천의 폭 많큼 길게 제조하여 현수교와 같이 하천의 양옆에서 발전장치의 양끝을 당겨서 지지해주는 구조로 설치한다.

따라서, 하천의 급류지점에 설치하면, 하천의 급류 전체를 모두 발전에 이용할 수 있어서 자연조건에서 발전에 이용하기에 최적인 장소가 드물고 극히 제한적인 환경에서 보다 효율 높은 발전을 할 수 있는 이점이 있다.

그리고, 설치 시에도 급류가 흐르는 하천의 중심에 지지대를 설치하지 않고 양끝에서 잡아주는 구조로 하여 보다 쉽게 설치할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 조석 간만의 차로인한 바다의 조류를 이용한 조력발전에 값싸고 효율적으로 설치가 가능하다.

유속이 비교적 느리고 넓은 면적을 커버해야 하는 조류발전을 하기 위해서 수백미터로 길게 제조하여 수중에 설치하므로, 2블레이드 혹은 3블레이드방식의 작은 용량의 발전기를 여러 개 나열해서 설치하는 종래의 조류발전장치와 비교해서 넓은 면적을 한꺼번에 커버하여 하나의 발전기로 대용량의 시스템으로 설치가 가능하며 블레이드 비율이 높게 효율 높은 발전을 할 수 있을뿐더러 물이 깊고 물살이 빠른 여건 하에서도 중간에 지지대를 설치하지 않고 양끝에서 당겨서 지지해주는 구조로 설치 할 수 있어서 설치가 쉬우며 구조물이 물 밖으로 나오지 않게 설치하므로 써, 자연 풍경을 최소한으로 훼손시키고 설치할 수 있는 이점이 있다.

도 22 내지 도 23은 본 발명에 따른 풍력발전장치의 또 다른 실시예를 나타낸 도면으로, 대규모로 설치하기 위한 것으로 "아파트형"으로 철근콘크리트 구조물 위에 밀집되게 고층으로 설치한 예, 얼마든지 초고층으로 크고 높게 대단위로 설치할 수 있고, 인력이 근접하기 쉬워서 보수가 편리하고 대용량 풍력발전이 가능하다.

종래에는 대규모로 풍력발전단지를 조성할 때 발전기간의 간섭을 최소화하기 위해서 풍력발전기 사이는, 보통 좌우 앞뒤 의 간격을 400 ∼ 500m 이상의 간격을 두고 설치한다. 따라서 최적으로 입지조건이 맞는 장소가 많지 않은, 풍력발전에 적합한 장소에 불과 수십개의 발전기밖에 설치하지 못하고 있는 실정이다.

본 발명의 풍력발전장치는 고정식으로 설치가 가능하므로 외부가 사각형의 틀 안에 내장되어있는 모양으로 상하 좌우에 바로 붙여서 연대서 설치가 가능하다.

따라서, 설치할 때에 한곳에 집중적으로 대량으로 많은 풍력발전장치의 설치가 가능하다. 본 발명은 도 21에 예시된 것과 같이 아파트를 지을 때와 같은 공법으로 철근콘크리트 재질로 초고층 아파트식으로 다층의 선반과 같은 구조물을 만들고 그사이에 풍력발전기를 촘촘히 설치하는 구조로 설치한다.

이렇게 초고층으로 설치하므로 써 고도가 높을수록 효율이 좋은 풍력발전의 특성상 저비용으로 수백 m 의 초고층으로 설치할 수 있으며, 초고층아파트에도 상층부에 발전용 타워를 추가로 설치하여 소비하는 전력을 자체적으로 발전하는 건물이 가능하다.

따라서, 아파트 식으로 설치함으로써, 설치 면적을 적게 차지하고 선반 구조물 옆에 인력이 접근할 수 있는 통로를 추가로 설치하면 유지보수가 쉬운 이점이 있다.

한편, 본 발명에 따른 풍력발전장치를 비행기에 적용한 도면으로, 무한궤도용 체인을 비행기날개의 에어포일형태로 만들고, 이를 따라서 블레이드를 회전시키므로 써, 양력을 얻고 수직으로 상승하며, 양쪽의 프로펠러로 전진하는 추진력을 얻는다, 이렇게 무한궤도로 블레이드를 회전시키므로 써 날개에서의 소음을 줄이고 효율이 높게, 고속으로 비행할 수 있는 효과가 있다.

수직 이착륙을 할수있는 비행기로 헬리콥터 (Helicopter)가 있지만 모든 헬리콥터는 일반적인 고정익항공기(Fixed wing Aircraft)와는 달리 회전하는 로터(Rotor)에서 대부분의 양력 및 추력을 얻는다.

그러나, 회전반경이 큰 로터(Rotor)로 인한 큰 소음과 음속을 돌파하게 되어 속도를 높일 수 없는 로터(Rotor)로 인한 한계로 최대 전진속도 가 느린 단점은 문제점으로 해결이 어려운 난제이다.

이러한 문제를 해소할 방법으로 양쪽 날개에 배치된 회전익을 비행 중에 기울여 고속으로 전진비행 할 수 있는 틸트 로터(Tilt rotor) 비행기가 최근에 실용화되기도 하였으나 틸트 로터(Tilt rotor) 방식은 비행중에 회전익의 방향을 전환해야 하므로 안정성에 문제가 있다.

본 발명은 풍력발전시스템이 바람을 받아서 블레이드를 회전시키고 따라서 발전기를 회전시켜서 전기를 발전하는 것에 대비하여,

역으로 발전기대신 모터나 엔진을 부착하여 모터나 엔진의 힘으로 블레이드를 회전시키면 바람을 보내는 송풍기 역할을 할 수 있는 것이다.

따라서, 타원형이던 풍력발전시스템의 체인의 궤도를 비행기 날개형태의 에어포일로 만들고, 이를 따라서 엔진의 힘으로 블레이드를 강하게 회전시키므로 써, 강한 바람을 아래로 보내서 반작용으로 양력을 얻고 수직으로 상승하며, 양쪽에 별도로 추가된 전진 전용 회전익으로 전진하는 추진력을 얻는다.

따라서, 기존의 헬리콥터(Helicopter)날개에서 발생하는 고속으로 공기를 가르는 소음을 줄일 수 있고 틸트 로터(Tilt rotor) 방식 에서와 같이 비행중에 회전익의 방향을 바꾸지 않아도 되므로 효율이 높고 안정하고 고속으로 비행할 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 풍력발전장치는 또한 풍력발전시스템의 과는 역 동작으로, 모터로 타원의 무한궤도를 따라 블레이드를 회전시켜서 바람을 보내는 평면형 송풍기로서 제조 및 응용이 가능하다.

따라서, 본 발명은 헬리콥터(Helicopter)뿐만 아니라 평면형 선풍기 및 창문의 블라인더 형태로 제조 하므로 써 블라인더를 겸한 환풍기, 넓은 면적에 바람을 강하게 보내야하는 풍동용 송풍기 등 새로운 형태의 송풍기로써의 다양한 응용기기의 제조가 가능하다.

또한, 본 발명에 따른 풍력발전장치는 기업체의 광고용 간판으로 이용하기 위하여, 광고 문구가 항상 풍력발전장치의 정 중앙에 오도록 자동제어 하거나, 조명 및 광고 장치를 추가 할 수 있으며 시각적인 효과를 주기 위해서 다양한 제어를 하는 것도 가능하다.

그리고, 상기 풍력발전장치는 계곡양쪽을 가로질러 연결하는 길고 탄력있는 블레이드를 1∼2개 혹은 2 ∼ 3개 이용한 왕복운동형 풍력발전장치도 가능하다.

이상에서는 본 발명이 특정 실시 예들을 중심으로 하여 설명되었지만, 본 발명의 취지 및 첨부된 특허 청구범위 내에서 다양한 변형, 변경 또는 수정이 당해 기술 분야에서 있을 수 있으며, 따라서 전술한 설명 및 도면은 본 발명의 기술사상을 한정하는 것이 아닌 본 발명을 예시하는 것으로 해석되어 져야 한다.

100 : 풍력발전장치 102 : 기둥
104 : 사각박스 형상의 외함 106 : 제1축
108 : 제2축 110 : 제1구동기어
112 : 제2구동기어 114 : 제3구동기어
116 : 제4구동기어 118 : 제1무한궤도용 체인
120 : 제2무한궤도용 체인 122 : 블레이드
124 : 전면부 암 126 : 후면부 암
128 : 조절부 130 : 실린더
132 : 전달기어 134 : 변속기
136 : 클러치 138 : 발전기
140 : 전면부 안내받침대 142 : 후면부 안내받침대
144 : 요잉장치

Claims

전면과 배면이 관통된 외함의 내측 상하부에 구동기어를 설치하고, 구동기어의 둘레에, 체인을 둘러서 무한궤도를 만들고, 체인 위에 다수의 블레이드를 설치함과 아울러 상기 블레이드의 양 측단부에 블레이드를 상하로 각도를 조절하는 전면부 암과 후면부 암을 갖는 조절부를 설치하고, 전면부 암과 후면부 암의 뒤쪽에 상기 전면부 암과 후면부 암이 연결되는 전면부 안내받침대와 후면부 안내받침대를 설치하며, 상기 전면부 안내받침대와 후면부 안내받침대를 제어할 수 있도록 실린더를 설치하여서 바람이 부는 전면부와 후면부에서 블레이드의 받음각을 제어하며,
상기 구동기어의 일단에 변속기를 설치하여 증속하되, 상기 변속기에 클러치및 두 개 이상의 발전기를 설치하여서 발전기를 다단으로 개폐하여서 발전하는 것을 특징으로 하는 풍력발전장치에 있어서 상기 블레이드(122)의 양 측단에 각각 설치되어 상기 블레이드(122)를 상하로 각도를 조절하는 나사식 제어부(526-1, 526-2)를 구비하되, 상기 나사식 제어부(526-1, 526-2)는 조절부(128)를 이용하여 양쪽 두 개의 제어판을 사용하여 양쪽에서 제어할 수 있도록 한 풍력발전장치.
제 1 항에 있어서,
상기 풍력발전장치에 있어서, 상기 블레이드(122)의 양 측단에 각각 설치되어 상기 블레이드(122)를 상하로 각도를 조절하는 나사식 제어부(526-1, 526-2); 상기 조절부(128)의 나사식 제어부(526-1, 526-2)에 있어 상기 나사식 제어부(526-3)를 이용하여 한 개의 제어판만을 사용하여 한쪽에서 제어할 수 있도록 한 풍력발전장치.
기둥(102)과;
상기 기둥(102)의 상면에 설치되되, 전면과 배면이 관통된 사각박스 형상의 외함(104)과;
상기 외함(104)의 상부 일측 내면과 상부 타측 내면 사이에 회전가능하게 설치된 제1축(106)과;
상기 외함(104)의 하부 일측 내면과 하부 타측 내면 사이에 회전가능하게 설치된 제2축(108)과;
상기 제1축(106)의 일단부에 회전가능하게 설치된 제1구동기어(110)와;
상기 제1축(106)의 타단부에 회전가능하게 설치된 제2구동기어(112)와;
상기 제2축(108)의 일단부에 회전가능하게 설치된 제3구동기어(114)와;
상기 제2축(108)의 타단부에 회전가능하게 설치된 제4구동기어(116)와;
상기 제1구동기어(110)와 제3구동기어(114)에 회전가능하게 설치된 제1무한궤도용 체인(118)과;
상기 제2구동기어(112)와 제4구동기어(116)에 회전가능하게 설치된 제2무한궤도용 체인(120)과;
상기 제1무한궤도용 체인(118)과 제2무한궤도용 체인(120) 사이에 일정간격을 두고 다수 개 설치된 블레이드(122)와;
상기 블레이드(122)의 양 측단에 각각 설치되어 상기 블레이드(122)를 상하로 조절하는 전면부 암(124)과 후면부 암(126)을 갖는 조절부(128)와;
상기 조절부(128)의 전면부 암(124) 및 후면부 암(126)에 연동되어 전면부 암(124) 및 후면부 암(126)을 조절하는 실린더(130-1, 130-2)와;
상기 제4구동기어(116)으로부터 일정간격을 두고 제2축(108)의 단부에 회전가능하게 설치되어 제2축(108)을 회전시키는 전달기어(132)와;
상기 전달기어(132)에 연결되어 전달기어(132)로 회전력을 전달하는 변속기(134)와;
상기 변속기(134)에 연결된 클러치(136)와;
상기 클러치(136)에 전기적으로 연결되어 클러치(136)로 구동력을 전달함과 아울러 구동력을 차단하는 발전기(138)로 구성되되,
상기 전면부 암(124)과 후면부 암(126)의 뒤쪽에, 상기 전면부 암과 후면부 암이 연결되는 전면부 안내받침대(140)와 후면부 안내받침대(142)가 설치되고,
상기 블레이드(122)의 양 측단에 각각 설치되어 상기 블레이드(122)를 상하로 각도를 조절하는 나사식 제어부(526-1, 526-2)와;
상기 나사식 제어부(526-1, 526-2)와 연동되어 나사식 제어부(526-1, 526-2)를 양옆에서 밀어서 움직여주는 제어판(540-1, 540-2)과;
상기 나사식 제어부(526-1, 526-2)와 제어판(540-1, 540-2)에 연동되어 제어판(540-1, 540-2)을 제어하는 실린더(130-1, 130-2)가 설치된 것을 특징으로 하는 있도록 한 풍력발전장치.