KR101369942B1 - 가변날개가 구비된 풍차 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회전축(11)이 회전가능하게 결합된 지지대(10); 상기 회전축(11)과 함께 회전되도록 설치되고, 상기 회전축(11)을 중심으로 방사상으로 배치되며 반경방향을 따라 길게 연장되되 회전축(11)을 중심으로 대향 배치된 수평회전플레이트(20); 이 수평회전플레이트(20)의 상면에 결합되어 하단부를 중심으로 수평으로 접혀지거나 수직하게 펼쳐지는 복수개의 가변날개(30); 상기 서로 대향 배치된 각각의 수평회전플레이트(20)들을 서로 연결하며, 그 중 일측 수평회전플레이트(20)가 접혀지거나 또는 펼쳐질 때 타측 수평회전플레이트(20)는 펼쳐지거나 또는 접혀지도록 상호 연동시키는 연동수단(40); 상기 수평회전플레이트(20)의 상면에 구비되거나 또는 상기 가변날개(30)에 구비되며, 상기 가변날개(30)가 접혀질 때 수평회전플레이트(20)와 예각을 이루어서 면접촉되는 것을 방지해주는 스페이서(50); 및 상기 수평회전플레이트(20)의 상면에 구비되거나 또는 상기 가변날개(30)에 구비되며, 상기 가변날개(30)가 펼쳐질 때 수평회전플레이트(20)와 수직하게 유지되도록 해주는 스토퍼(60);를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변날개가 구비된 풍차를 제공한다.

Description

가변날개가 구비된 풍차{A windmill having variable blades}

본 발명은 가변날개가 구비된 풍차에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구조가 간단하여 제작비용이 절감되면서도 발전의 효율성이 향상된 가변날개가 구비된 풍차에 관한 것이다.

일반적으로, 에너지를 생산하기 위해서 화력발전, 수력발전, 원자력발전, 태양열발전 및 풍력발전 등의 방식을 사용하고 있지만, 화력, 수력, 원자력발전은 대기나 수질 및 생태계 파괴 등의 환경오염이나 인체에 치명적인 방사선폐기물 배출 등의 문제가 있어서, 태양열발전과 풍력발전이 차세대 발전방법으로 각광을 받고 있다.

그 중 풍력발전은 공기의 유동에 의해 형성되는 운동에너지를 이용하여 발전하는 방식으로, 상기 운동에너지에 의해 회전자가 회전되어 기계적 에너지로 변환되며, 이 기계적 에너지에 의해 전력을 얻게 된다. 종래의 풍력발전기는 이론상 운동에너지 중 약 60% 정도만이 전기 에너지로 전환되며, 실제적으로는 풍차의 형상에 따른 효율, 기계적인 마찰, 발전기 효율 등을 고려하면 20~40%만이 전기에너지로 이용될 수 있어서 시설규모에 비해 발전량이 매우 적다는 문제가 있다.

한편, 이러한 원리를 이용한 풍력발전기는 지면에 대한 회전축의 방향에 따라 수평형과 수직형으로 분류된다. 그런데, 수직형의 경우에는 바람의 방향이 자주 바뀌는 곳에서는 회전자가 지속적으로 회전되지 않아서 비효율적인 문제가 있다. 또한, 수평형의 경우에도 회전축을 중심으로 대향된 위치의 한 쌍의 회전자에 동일한 방향에서 바람이 불게 되면, 상기 한 쌍의 회전자는 서로 반대방향으로 회전력이 발생되므로, 회전자의 회전에 대한 저항력이 발생되어 회전자의 회전이 원활히 이루어지지 않게 되는 문제가 있다.

등록실용신안공보 제20-0413621호

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 공기저항을 최소화하기 위한 구조가 별도의 복잡한 부품을 사용하여 이루어지지 않아서 구조가 간단하면서도 공기저항이 최소화되어 발전효율이 향상되는 가변날개가 구비된 풍차를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 특징에 따르면, 회전축(11)이 회전가능하게 결합된 지지대(10);

상기 회전축(11)과 함께 회전되도록 설치되고, 상기 회전축(11)을 중심으로 방사상으로 배치되며 반경방향을 따라 길게 연장되되 회전축(11)을 중심으로 서로 대향 배치된 수평회전플레이트(20);

하단부가 상기 각 수평회전플레이트(20)의 상면에 회전가능하게 결합되어 하단부를 중심으로 수평으로 접혀지거나 수직하게 펼쳐지며, 상기 회전축(11)을 중심으로 방사상으로 배치되되 회전축(11)을 중심으로 대향 배치된 가변날개(30);

상기 서로 대향 배치된 각각의 가변날개(30)들을 서로 연결하며, 그 중 일측 가변날개(30)가 접혀지거나 또는 펼쳐질 때 타측 가변날개(30)는 펼쳐지거나 또는 접혀지도록 상호 연동시키는 연동수단(40);

상기 수평회전플레이트(20)의 상면에 구비되거나 또는 상기 가변날개(30)에 구비되며, 상기 가변날개(30)가 접혀질 때 수평회전플레이트(20)와 예각을 이루어서 면접촉되는 것을 방지해주는 스페이서(50); 및

상기 수평회전플레이트(20)의 상면에 구비되거나 또는 상기 가변날개(30)에 구비되며, 상기 가변날개(30)가 펼쳐질 때 수평회전플레이트(20)와 수직하게 유지되도록 해주는 스토퍼(60);를 포함하여 구성되며,

일측에서 바람이 불 때, 바람의 방향과 평행하며 상기 회전축(11)을 가로지르는 가상선(a)을 기준으로 일측영역(S1)에 배치된 가변날개(30)가 펼쳐짐에 따라 타측영역(S2)에 배치되며 상기 일측영역(S1)에 배치된 가변날개(30)와 대향 배치된 가변날개(30)는 상기 연동수단(40)에 의해 접혀지는 것을 특징으로 하는 가변날개가 구비된 풍차가 제공된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 연동수단(40)은 상기 회전축(11)을 가로지르며 상기 대향 배치된 수평회전플레이트(20)들의 길이방향으로 연장된 수평바(41)와, 이 수평바(41)의 양단부에서 각각 측방으로 돌출되며 서로 직각을 이루도록 형성된 한 쌍의 회전작동부(42, 43)로 이루어지며, 상기 한 쌍의 회전작동부(42, 43)는 대향 배치된 한 쌍의 가변날개(30)의 일면에 각각 결합된 것을 특징으로 하는 가변날개가 구비된 풍차가 제공된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 연동수단(40)은 각 수평회전플레이트(20)의 폭방향 일단에서 직립된 포스트(45)와, 이 포스트(45)의 상단에 구비된 도르레(46)와, 일단이 서로 대향 배치된 일측의 가변날개(30)의 일면에 고정되고 상기 도르레(46)를 경유하여 타단이 대향 배치된 타측의 가변날개(30)의 일면에 고정된 와이어(47)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 가변날개가 구비된 풍차가 제공된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 스페이서(50)는 일단이 수평회전플레이트(20) 또는 가변날개(30)에 결합되어 가변날개(30)가 접혀질 때 타단이 가변날개(30) 또는 수평회전플레이트(20)에 의해 탄성 가압되는 스프링으로 이루어진 것을 특징으로 하는 가변날개가 구비된 풍차가 제공된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 수평회전플레이트(20)의 회전방향을 따라 스페이서(50), 가변날개(30) 및 스토퍼(60)가 순차적으로 구비되며, 상기 스토퍼(60)는 수평회전판(20)에서 돌출되어 가변날개(30)의 일면을 지지하는 하나 이상의 수직바(61)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변날개가 구비된 풍차가 제공된다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 회전축(22)을 중심으로 서로 대향 배치된 수평회전플레이트(20)에 하단이 힌지결합된 각 가변날개(30)가 연동수단(40)에 의해 일측이 접힐 때 타측이 펼쳐지도록 구성함으로써, 가변날개(30)에 풍력과 함께 연동수단(40)에 의한 외력이 동시에 작용하여 가변날개(30)가 약한 바람에 의해서도 용이하게 펼쳐질 수 있어 종래 풍력발전을 위한 기상조건을 충족하지 못하는 악조건에서도 발전이 이루어질 수 있으므로 실효성이 증대되고 발전효율이 향상되는 효과가 있다. 또한, 접혀지는 가변날개(30)는 자중과 함께 연동수단(40)에 의한 외력이 동시에 작용하여 공기저항이 효과적으로 줄어들어 수평회전플레이트(20)의 회전이 좀 더 원활하게 이루어져서 발전효율이 더욱 향상된다. 이때, 연동수단(40)이 수평회전플레이트(20)의 상면을 따라 배치된 수평바(41)의 양단을 서로 직각되게 절곡시킨 형태로 이루어져서 구조가 매우 간단하여 비용이 절감되면서도 바람의 저항을 줄여 상기와 같은 효과를 더욱 증대시킬 수 있다.

또한, 가변날개(30)가 접혀질 때 수평회전플레이트(20)와 면접촉되는 것을 방지해주는 스페이서(50)를 구비함으로써, 약한 바람으로도 접혀진 가변날개(30)가 신속하고 용이하게 펼쳐질 수 있다. 이때, 상기 스페이서(50)를 스프링으로 구성함에 따라 가변날개(30)의 자중 및 가변날개(30)에 작용하는 풍력에 의해 스페이서(50)가 탄성 가압되므로, 공기저항이 더욱 줄어들어 회전이 원활하게 이루어져서 발전효율이 더욱 향상된다.

한편, 상기 가변날개(30)가 수직으로 펼쳐진 상태를 유지시켜주는 스토퍼(60)를 구비하여, 가변날개(30)가 바람에 의해 뒤로 젖혀지는 것이 방지되므로, 가변날개(30) 및 연동수단(40)의 파손이 방지되어 내구성이 향상되고, 바람이 가변날개(30)에 부딪치지 않고 그냥 통과하는 것이 방지되어 수평회전플레이트(20)의 회전이 원활하게 이루어져 발전효율이 증대된다.

도 1은 본 발명에 따른 가변날개가 구비된 풍차의 일실시예를 도시한 사시도
도 2는 상기 실시예의 요부의 작동을 보인 사시도
도 3은 도 2의 (a)의 측단면도
도 4는 상기 실시예의 스페이서의 작용을 보인 도면
도 5는 상기 실시예에서 연동수단의 변형된 형태를 보인 도면
도 6은 본 발명에 따른 가변날개가 구비된 풍차의 또 다른 실시예를 도시한 사시도
도 7은 도 6의 작동을 보인 사시도
도 8은 도 7의 요부를 보인 측단면도

상술한 본 발명의 목적, 특징들 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 가변날개가 구비된 풍차를 도시한 사시도이고, 도 2는 상기 실시예의 요부의 작동을 보인 도면이며, 도 3은 도 2의 (a)의 측단면도이고, 도 4는 상기 실시예의 스페이서의 작용을 보인 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 가변날개가 구비된 풍차는 수직하게 회전축(11)이 회전가능하게 결합된 지지대(10)와, 상기 회전축(11)을 중심으로 방사상으로 배치되되 서로 대향배치된 짝수개의 수평회전플레이트(20)와, 하단부가 이 수평회전플레이트(20)의 상면에 힌지결합된 복수개의 가변날개(30)와, 상기 대향 배치된 가변날개(30)의 회동을 연동시키는 연동수단(40)과, 상기 수평회전플레이트(20)의 상면에 각각 구비된 스페이서(50) 및 스토퍼(60)를 포함하여 구성된다.

상기 지지대(10)는 회전축(11)을 지지하는 것으로 각종 건물의 프레임 등으로 이루어질 수 있으나 형상에 제한은 없다. 이때, 지지대(10)는 풍차의 효율성을 높이기 위해 바람의 세기가 강한 고도가 높은 곳에 설치되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 회전축(11)은 수직하게 배치되어 상단 또는 하단이 지지대(10)에 도시안된 베어링 등을 통해 회전가능하게 결합된다.

상기 수평회전플레이트(20)는 상기 회전축(11)과 함께 회전되도록 구성되며, 상기 회전축(11)을 중심으로 복수개가 방사상으로 배치되되 짝수개로 이루어진다. 또한, 수평회전플레이트(20)는 반경방향을 따라 길게 연장되며 회전축(11)을 중심으로 두 개씩 서로 대향 배치된다. 이때, 도시된 실시예에서는, 8개의 수평회전플레이트(20)의 일단부가 일체로 결합 형성된 것을 예시하였으나, 경우에 따라 별개로 이루어져서 회전축(11)에 별도의 브래킷을 통해 결합될 수 있다.

한편, 상기 회전축(11)의 상단 또는 하단에는 도시안된 베벨기어가 구비되어 도시안된 발전기의 구동축과 직교되게 구동접속됨으로써, 회전축(11)이 회전됨에 따라 발전기가 구동되어 전기를 생산하게 되며 이는 종래부터 사용되고 있는 방식이므로 자세한 설명은 생략한다.

상기 가변날개(30)는 수평방향으로 길게 형성되며 하단에 길이방향을 따라 힌지축(31)이 구비되며, 이 힌지축(31)이 수평회전플레이트(20)의 상면의 길이방향을 따라 배치되어 회동가능하게 결합된다. 결국, 가변날개(30)도 짝수개로 이루어지며 회전축(11)을 중심으로 서로 대향 배치되며, 이와 같이 대향 배치된 각각의 가변날개(30)의 힌지축(31)은 동축선상에 위치되거나 평행하게 배치된다.

그리고, 상기 가변날개(30)는 두께가 상당히 얇은 알루미늄판, FRP, 티타늄판 등의 금속판이나 아크릴판 등의 합성수지판 등으로 이루어지는 것이 바람직하다. 이에 따라, 바람이 불지 않는 평상시에는 가변날개(30)가 자중에 의해 수평회전플레이트(20)에 수평으로 접혀지게 되는데, 대향된 가변날개(30)가 모두 자중에 의해 접혀지려고 할 때, 후술할 연동수단(40)으로 인해 양측 가변날개(30)가 모두 완전히 접혀지지 않고 수평회전플레이트(20)와 예각을 이루게 된다. 따라서, 바람이 불기 시작하는 초기에 완전히 접혀진 가변날개(30)를 펼치는 것에 비해 가변날개(30)를 신속하게 펼칠 수 있어 초기작동이 신속하게 이루어질 수 있다. 한편, 상기 가변날개(30)는 경우에 따라 와이어에 의해 형태가 유지되는 천으로 이루어질 수도 있다.

상기 연동수단(40)은 상기 회전축(11)을 중심으로 서로 대향 배치된 두 개의 수평회전플레이트(20)의 상면을 따라 길이방향으로 연장된 수평바(41)와, 이 수평바(41)의 양단부에서 각각 측방으로 돌출되되 서로 직각을 이루는 제1 및 제2회전작동부(42, 43)로 이루어진다. 도시된 실시예에서 제1 및 제2회전작동부(42, 43)는 바(bar) 형상으로 이루어진 것을 예시하였으나 이와 같은 형상에 국한되지 않으며, 바람직하게는 수평바(41)의 양단을 절곡시켜 제작하여 간편하게 제작할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 수평바(41)의 양단부는 대향 배치된 수평회전플레이트(20)의 상면에 회동브래킷(21)에 의해 회전가능하게 설치된다. 또한, 복수개의 수평바(41)들은 회전축(11)을 가로지르도록 배치되는데, 도시된 바와 같이 각 수평바(41)가 서로 간섭되지 않도록 중앙부를 적절하게 절곡시킨다. 이때, 수평바(41)들의 중앙부를 반원의 원호형상으로 절곡시켜 수평바(41)가 회동브래킷(21)을 중심으로 회전됨에 따라 서로 간섭되지 않으면서도 상향으로 덜 돌출되어 공기저항을 줄이도록 함이 바람직하다.

도 2에서와 같이, 제1 및 제2회전작동부(42, 43)는 대향 배치된 두 개의 가변날개(30)의 서로 다른 방향을 향하는 면의 중앙부에 결합된다. 이때, 제1 및 제2회전작동부(42, 43)는 단면 U자 형상의 브래킷(44)에 의해 결합되어, 가변날개(30)가 힌지축(31)을 중심으로 회동될 때 브래킷(44)을 따라 승강되도록 구성됨으로써, 가변날개(30)의 회동이 보다 원활하게 이루어지도록 함이 바람직하다.

이에 따라, 도 2의 (a) 및 도 3과 같이, 바람에 의해 대향 배치된 일측 가변날개(30)가 펼쳐지면 연동수단(40)의 제2회전작동부(43)가 수직하게 구비되도록 회전되며, 제2회전작동부(43)와 연동된 제1회전작동부(42)가 수평하게 구비되도록 회전되므로, 제1회전작동부(42)의 회전에 의해 타측 가변날개(30)는 자동으로 접혀지게 된다. 또한, 도 2의 (b)와 같이, 바람에 의해 타측 가변날개(30)가 접혀지면 연동수단(40)의 제2회전작동부(43)의 회전에 의해 일측 가변날개(30)는 자동으로 펼쳐지게 된다.

상기 스페이서(50)는 가변날개(30)가 회동되어 수평회전플레이트(20)와 면접되는 것을 방지하는 것으로, 도시된 실시예에서 스프링으로 이루어지는데, 단면이'∠'형상으로 이루어져서 하단이 수평회전플레이트(20)의 상면에 고정된 판스프링을 예시하였다. 이와 같은 스페이서(50)로 인해 상기 가변날개(30)가 수평회전플레이트(20)에 면접촉되면 정전기 등으로 인해 서로 부착됨에 따라 초기에 가변날개(30)가 바람에 의해 수평회전플레이트(20)에서 펼쳐지기가 어려울 수 있는 점이 해결된다.

도 4에서와 같이, 판스프링인 스페이서(50)는 가변날개(30)의 자중에 의해 탄성 가압되어 가변날개(30)가 수평회전플레이트(20)와 이루는 각(α)보다 바람에 의해 더욱 탄성 가압되어 가변날개(30)가 수평회전플레이트(20)와 이루는 각(β)이 더 작아진다. 따라서, 바람이 불어서 수평회전플레이트(20)가 회전될 때, 가변날개(30)에 의한 바람의 저항이 더욱 작아지기 때문에 수평회전플레이트(20)의 회전력이 저감되는 것이 방지된다.

상기 스토퍼(60)는 수평회전플레이트(20)의 상면에 구비되어 가변날개(30)가 펼쳐질 때 수평회전플레이트(20)와 수직한 상태를 유지시켜주는 것으로, 도시된 실시예에서는 한 쌍의 수직바(61)와, 이 수직바(61)들의 상단을 수평으로 연결하는 연장바(62)로 이루어진 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않고 복수개의 수직바(61)가 소정간격 이격 형성된 것일 수도 있다.

한편, 상기 스페이서(50), 가변날개(30) 및 스토퍼(60)가 수평회전플레이트(20)의 회전방향을 따라 순차적으로 형성된다. 이에 따라, 각 가변날개(30)들은 수평회전플레이트(20)의 회전방향의 반대방향을 따라 모두 접혀질 때 스페이서(50)에 의해 수평회전플레이트(20)와 면접촉되는 것이 방지되고, 수평회전플레이트(20)의 회전방향을 따라 모두 펼쳐질 때 스토퍼(60)에 의해 수평회전플레이트(20)와 수직하게 유지된다.

그리고 한편, 도 5는 상기 실시예에서 연동수단의 형태를 변형시킨 것을 도시한 것으로, 도시된 바와 같이 제1 및 제2회전작동부(42, 42a, 43, 43a)가 각각 두 개의 바(bar)로 이루어진 것을 예시하였다. 이에 따라, 제1회전작동부(42, 42a)가 서로 이격되어 동일한 가변날개(30)의 중앙이 아닌 양측을 지지함으로써, 바람이 불 때 가변날개(30)가 전번실시예와 달리 중앙부를 중심으로 꺾여지는 것이 방지될 수 있어, 가변날개(30)의 파손이 예방되고 가변날개(30)를 정확하게 미는 바람의 양이 줄지 않아서 수평회전플레이트(20)의 회전이 보다 원활해진다. 제2회전작동부(43, 43a)도 상기와 동일하다. 한편, 제1 및 제2회전작동부(42, 42a. 43, 43a)는 3개 이상의 바(bar)로 이루어질 수도 있다. 그리고, 도시된 실시예와 같이, 가변날개(30)에 별도의 힌지축이 구비되지 않고 수평바(41)를 힌지축으로 하여 회동될 수도 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 따른 가변날개가 구비된 풍차의 작동을 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1 및 2의 (a)에서와 같이, 바람이 일측에서 타측 방향으로 불 때, 회전축(11)을 가르는 가상선(a)을 기준으로 일측영역(S1)에 배치된 가변날개(30)는 바람에 의해 펼쳐지게 된다. 이에 따라, 상기 일측영역(S1)의 가변날개(30)와 연동수단(40)에 의해 연결된 타측영역(S2)에 배치된 가변날개(30)는 자동으로 접혀지게 된다. 동시에, 타측영역(S2)에 배치된 가변날개(30)가 바람에 의해 접혀지면 연동수단(40)으로 연결된 일측영역(S1)에 배치된 가변날개(30)는 자동으로 펼쳐진다.

따라서, 바람에 의해 펼쳐진 가변날개(30)가 바람에 밀려 수평회전플레이트(20)가 회전축(11)을 중심으로 일방향으로 회전된다. 이때, 바람의 방향이 바뀌더라도 스페이서(50)에 의해 수평회전플레이트(20)에서 상향 경사지게 접혀진 가변날개(30)가 바람에 의해 용이하게 펼쳐지게 되어 바람이 어느 쪽에서 불어오든지 상관없이 수평회전플레이트(20)가 신속하게 회전될 수 있다. 더욱이, 상기한 바와 같이 대향 배치된 가변날개(30)의 자중과 연동동수단(40)에 의해 가변날개(30)가 완전히 접히지 않으므로 바람의 방향과 무관하게 수평회전플레이트(20)의 회전이 원활하게 이루어지게 된다.

이와 같이, 대향된 가변날개(30)들 중 일측 가변날개(30)에는 풍력과 함께 타측 가변날개(30)가 바람에 의해 접혀짐에 따라 발생되는 연동수단(40)의 제1 또는 제2회전작동부(42, 43)의 회전력이 동시에 작용하게 되므로, 종래에 비해 약한 바람에 의해서도 가변날개(30)가 용이하게 펼쳐질 수 있어 초기작동이 신속하게 이루어질 뿐만 아니라 풍력발전을 위해 요구되는 기상조건을 좀 더 완화시킬 수 있으며, 이에 따라 종래 풍력발전이 어려웠던 기상조건에서도 발전이 이루어질 수 있어 실효성이 증대되고 발전효율이 향상된다. 이때, 타측 가변날개(30)는 풍력과 함께 자중에 의해 좀 더 용이하게 접혀지므로 이와 연동수단(40)으로 연결된 일측 가변날개(30)가 좀 더 약한 바람에 의해서도 용이하게 펼쳐질 수 있어 상기의 효과가 더욱 증대될 것이다.

도 6 내지 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가변날개가 구비된 풍차를 도시한 것으로, 연동수단(40)이 전번 실시예와 달리 포스트(45), 도르레(46) 및 와이어(47)로 구성된다. 상기 포스트(45)는 수평회전플레이트(20)의 폭방향 일단에서 대략 니은자 형상으로 상향 연장되되 스토퍼(60)를 기준으로 가변날개(30)와 대향 배치된다. 상기 도르레(46)는 포스트(45)의 상단에 설치되되 도르레(46)의 회전축이 포스트(45)에 대해 경사지도록 설치된다.

그리고, 상기 와이어(47)는 양단이 대향 배치된 두 개의 가변날개(30)의 일면에 브래킷(44)으로 각각 고정되고, 상기 각 가변날개(30)의 일측에 구비된 도르레(46)를 경유하도록 설치된다. 이때, 도시된 실시예와 같이, 브래킷(44)은 양단에 수평으로 길게 연장된 수평연장부(44a)가 형성되거나 또는 별도의 수평연장바에 결합되어, 와이어(47)의 장력에 의해 가변날개(30)가 견인될 때 가변날개(30)가 중앙부를 중심으로 양측이 휘어지거나 꺾여지는 것을 방지함이 바람직하다. 한편, 대향 배치된 일측 가변날개(30)가 펼쳐지면 와이어(47)의 장력에 의해 타측 가변날개(30)가 접히도록 와이어(47)의 길이가 적절히 조절된다.

이에 따라, 도 7의 (a) 및 도 8의 (a)와 같이, 바람에 의해 대향 배치된 일측 가변날개(30)가 펼쳐지면 연동수단(40)의 와이어(47)가 도 8의 (b)에서 도 8의 (a)와 같이 당겨지게 되며, 와이어(47)의 장력에 의해 펼쳐져 있던 타측 가변날개(30)는 자중에 의해 자동으로 접혀지게 된다. 또한, 도 7의 (b) 및 도 8의 (b)와 같이, 바람에 의해 타측 가변날개(30)가 접혀지면 연동수단(40)의 와이어(47)가 도 8의 (a)에서 도 8의 (b)와 같이 풀어지게 되며, 접혀져 있던 일측 가변날개(30)는 와이어(47)의 장력에 의해 자동으로 펼쳐지게 된다.

한편, 상기 스페이서(50)는 전번 실시예와 달리 수평회전플레이트(20)에서 돌출된 한 쌍의 지지다리(51)와, 이 지지다리(51)의 상단을 연결하는 수평연결바(52)가 일체로 형성된 것을 예시하였으나, 판스프링을 배제하는 것은 아니다. 이에 따라, 전번 실시예에서 언급한 스페이서(50)의 역할을 하면서도 구조가 간단하고 바람이 통과되어 저항이 최소화되는 장점이 있다.

바람직하게는, 상기 실시예들에서 가변날개(30)와 부딪치는 스토퍼(60)에 가변날개(30)가 펼쳐짐에 따라 탄성 압축되는 압축스프링을 구비하여, 바람의 방향이 바뀌면 가변날개(30)가 압축스프링의 탄성력에 의해 튕겨져서 보다 용이하게 접힐 수 있어 저항력을 더욱 줄일 수 있다.

한편, 상기 스페이서(50)는 상기 실시예들에서 예시된 형태로 한정되는 것은 아니고, 링크 또는 바아 형태로 이루어질 수도 있을 뿐만 아니라 수평회전플레이트(20)가 아닌 가변날개(30)에 구비되더라도 동일한 효과가 달성될 수 있다. 또한, 상기 스토퍼(60)도 상기 실시예들에서 예시된 형태로 한정되는 것은 아니고 역시 링크 형태로 이루어질 수도 있으며, 절곡바로 이루어져서 수평회전플레이트(20)가 아닌 가변날개(30)에 구비된 형태이더라도 동일한 효과가 달성될 수 있다.

그리고, 상기 가변날개(30)와 부딪치는 포스트(61)를 포함하는 프레임 형상의 스토퍼(60)에는 고무나 합성수지로 이루어지며 탄성이 구비된 흡음재 등이 설치되어, 가변날개(30)가 스토퍼(60)와 부딪치면서 발생되는 소음이 저감되도록 하는 것이 바람직하다. 그리고 한편, 경우에 따라 상기 실시예들의 수평회전플레이트(20)의 하면에도 가변날개(30)가 연동수단(40)에 의해 연동되도록 구비될 수도 있어, 일측영역(S1)의 가변날개(30)가 자중에 의해 쉽게 펼쳐짐에 따라 연동수단(40)에 의해 타측영역(S2)의 가변날개(30)는 용이하게 접혀져서, 펼쳐진 가변날개(30)의 면적이 증가되면서도 공기저항을 최소화시킬 수 있어 수평회전플레이트(20)의 회전력을 더욱 향상시킬 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

Claims (5)

1. 회전축(11)이 회전가능하게 결합된 지지대(10);
   상기 회전축(11)과 함께 회전되도록 설치되고, 상기 회전축(11)을 중심으로 방사상으로 배치되며 반경방향을 따라 길게 연장되되 회전축(11)을 중심으로 서로 대향 배치된 수평회전플레이트(20);
   하단부가 상기 각 수평회전플레이트(20)의 상면에 회전가능하게 결합되어 하단부를 중심으로 수평으로 접혀지거나 수직하게 펼쳐지며, 상기 회전축(11)을 중심으로 방사상으로 배치되되 회전축(11)을 중심으로 대향 배치된 가변날개(30);
   상기 서로 대향 배치된 각각의 가변날개(30)들을 서로 연결하며, 그 중 일측 가변날개(30)가 접혀지거나 또는 펼쳐질 때 타측 가변날개(30)는 펼쳐지거나 또는 접혀지도록 상호 연동시키는 연동수단(40);
   상기 수평회전플레이트(20)의 상면에 구비되거나 또는 상기 가변날개(30)에 구비되며, 상기 가변날개(30)가 접혀질 때 수평회전플레이트(20)와 예각을 이루어서 면접촉되는 것을 방지해주는 스페이서(50); 및
   상기 수평회전플레이트(20)의 상면에 구비되거나 또는 상기 가변날개(30)에 구비되며, 상기 가변날개(30)가 펼쳐질 때 수평회전플레이트(20)와 수직하게 유지되도록 해주는 스토퍼(60);를 포함하여 구성되며,
   일측에서 바람이 불 때, 바람의 방향과 평행하며 상기 회전축(11)을 가로지르는 가상선(a)을 기준으로 일측영역(S1)에 배치된 가변날개(30)가 펼쳐짐에 따라 타측영역(S2)에 배치되며 상기 일측영역(S1)에 배치된 가변날개(30)와 대향 배치된 가변날개(30)는 상기 연동수단(40)에 의해 접혀지는 것을 특징으로 하는 가변날개가 구비된 풍차.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 연동수단(40)은 상기 회전축(11)을 가로지르며 상기 대향 배치된 수평회전플레이트(20)들의 길이방향으로 연장된 수평바(41)와, 이 수평바(41)의 양단부에서 각각 측방으로 돌출되며 서로 직각을 이루도록 형성된 한 쌍의 회전작동부(42, 43)로 이루어지며, 상기 한 쌍의 회전작동부(42, 43)는 대향 배치된 한 쌍의 가변날개(30)의 일면에 각각 결합된 것을 특징으로 하는 가변날개가 구비된 풍차.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 연동수단(40)은 각 수평회전플레이트(20)의 폭방향 일단에서 직립된 포스트(45)와, 이 포스트(45)의 상단에 구비된 도르레(46)와, 일단이 서로 대향 배치된 일측의 가변날개(30)의 일면에 고정되고 상기 도르레(46)를 경유하여 타단이 대향 배치된 타측의 가변날개(30)의 일면에 고정된 와이어(47)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 가변날개가 구비된 풍차.
   
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스페이서(50)는 일단이 수평회전플레이트(20) 또는 가변날개(30)에 결합되어 가변날개(30)가 접혀질 때 타단이 가변날개(30) 또는 수평회전플레이트(20)에 의해 탄성 가압되는 스프링으로 이루어진 것을 특징으로 하는 가변날개가 구비된 풍차.
   
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수평회전플레이트(20)의 회전방향을 따라 스페이서(50), 가변날개(30) 및 스토퍼(60)가 순차적으로 구비되며, 상기 스토퍼(60)는 수평회전판(20)에서 돌출되어 가변날개(30)의 일면을 지지하는 하나 이상의 수직바(61)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변날개가 구비된 풍차.
   

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