KR101406839B1 - 풍력발전 타워 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 풍력발전 타워를 개시한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전 타워는,바람이 유입되는 윈드유입구가 형성되고, 상기 윈드유입구를 통해 유입된 바람의 방향 및 압력을 변화시키는 집풍부가 복수층으로 형성되는 풍력타워에 있어서, 상기 집풍부에는, 상기 집풍부의 중심에 양력형 블레이드가 구비되고, 상기 블레이드의 회전방향과 반대 방향으로 동일하게 경사져 상기 집풍부의 중심을 따라 방사상으로 배치되며 제 1 내지 제 7 윈드가이드벽으로 구분되는 복수개의 윈드가이드벽이 구비되며, 상기 윈드가이드벽의 출구단과 상기 블레이드 사이에 윈드유로가 형성되되, 상기 제 1 윈드가이드벽의 출구단은, 제 5 윈드가이드벽의 입구단과 상기 집풍부의 중심을 지나며, 상기 집풍부를 제 1 영역과 제 2 영역으로 구획하는 제 1 가상선과, 상기 제 2 영역에 상기 제 1 가상선과 평행하게 형성되는 제 2 가상선과, 상기 제 1 윈드가이드벽의 입구단을 지나며 상기 제 2 영역의 윈드유로 외주연과 접하는 접선을 형성할 경우, 상기 제 2 가상선과 상기 윈드유로 외주연의 교차점과, 상기 접선과 상기 윈드유로 외주연의 접점 사이의 윈드유로 외주연상에 위치되도록 한다.

Description

풍력발전 타워{TOWER FOR WIND POWER GENERATIOR}
본 발명은 풍력발전 타워에 관한 것으로, 보다 상세하게는 블레이드에 회전력을 생성시키지 못하고 통과되는 바람의 양을 최소화하여 블레이드를 회전시키기 위한 바람의 양을 증가시킴으로써 효과적인 풍력발전을 구현할 수 있는 풍력발전 타워에 관한 것이다.
일반적으로, 풍력발전시스템은 바람의 힘을 회전력으로 전환시켜 전력을 생산하는 기술로 바람에너지를 기계에너지로 변환하고 발전기를 구동하여 전력을 생산하는 시스템이다.
이러한, 풍력발전시스템은 다른 발전시스템에 비해 효과적인 부지 이용이 가능하고, 공해 및 폐기물의 배출이 없는 친환경적인 장점이 있는 반면에, 바람의 풍속이 낮은 지역에서는 발전 자체가 불가능하며, 바람에너지를 전기에너지로 변환하는 변환효율에 있어서도 매우 낮은 문제점이 있었다.
이에 다양한 방향으로부터 불어오는 바람을 효과적으로 집중시켜 저속의 바람이 발생할지라도, 풍속의 가속화를 구현하고 최적의 바람 각도를 유도하여 풍력발전시스템의 발전효율을 향상시킬 수 있는 기술이 요구되고 있다.
이와 관련하여, 국내 출원된 한국공개특허 '제10-2010-0117240호'(이하 '종래기술'로 지칭함)의 도 1과 같은 집풍구조(10)가 제안된 바 있다.
이때, 상기 종래기술의 도 1과 같은 집풍구조(10)는 저풍속에서도 바람을 효과적으로 집중시켜 발전효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
그러나, 상기 종래의 집풍구조(10)는 도 2와 같이 8개의 구간으로 구획된 8각 구조로써, 가속로로 유입되는 바람의 일부가 블레이드(20)를 회전시키는데 이용되지 못하고 도 2와 같이 집풍부의 중심부를 지나 반대편의 윈드유입구(P)로 빠져나가는 현상이 발생됨을 확인하였다.
이때, 상기와 같은 종래의 집풍구조(10)에서의 바람(W) 유동은 배면에 추력을 받아 회전하는 항력식 블레이드를 적용할 때에 있어서는 큰 문제점이 발생하지 않을 수있다.
그러나, 양력형 블레이드를 적용하는 경우 도 3과 같이 양(+)의 토크를 갖기 위해서는 블레이드의 외측면에 부딪쳐야하나, 블레이드를 관통하는 바람의 양이 많을수록 관통된 바람이 블레이드의 내측면에 부딪쳐 음(-)의 토크를 발생시키게 됨으로써 블레이드의 회전효율이 저하되는 문제점이 발생하게 된다.
이에 따라, 상기와 같이 양력형 블레이드를 적용 시, 블레이드를 회전시키지 못하고 빠져나가는 바람을 최소화하고, 블레이드를 회전시켜 양의 토크를 발생시킬 수 있는 바람의 양을 증대시킴으로써 발전효율을 향상시킬 수 있는 방안이 요구되는 실정이다.
본 발명의 실시예들은, 풍력타워에 유입되는 바람 중 블레이드를 회전시키는데 이용되지 못하고 통과하는 바람을 최소화고, 상대적으로 블레이드를 회전시키는 바람의 양을 증가시킴으로써 발전효율이 향상될 수 있는 풍력발전 타워를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 바람이 유입되는 윈드유입구가 형성되고, 상기 윈드유입구를 통해 유입된 바람의 방향 및 압력을 변화시키는 집풍부가 복수층으로 형성되는 풍력타워에 있어서, 상기 집풍부는, 상기 집풍부의 중심에 양력형 블레이드가 구비되고, 상기 블레이드의 회전방향과 반대 방향으로 동일하게 경사져 상기 집풍부의 중심을 따라 방사상으로 배치되며 제 1 내지 제 7 윈드가이드벽으로 구분되는 복수개의 윈드가이드벽이 구비되며, 상기 윈드가이드벽의 출구단과 상기 블레이드 사이에 윈드유로가 형성되되, 상기 제 1 윈드가이드벽의 출구단은, 제 5 윈드가이드벽의 입구단과 상기 집풍부의 중심을 지나며, 상기 집풍부를 제 1 영역과 제 2 영역으로 구획하는 제 1 가상선과, 상기 제 2 영역에 상기 제 1 가상선과 평행하게 형성되는 제 2 가상선과, 상기 제 1 윈드가이드벽의 입구단을 지나며 상기 제 2 영역의 윈드유로 외주연과 접하는 접선을 형성할 경우, 상기 제 2 가상선과 상기 윈드유로 외주연의 교차점과, 상기 접선과 상기 윈드유로 외주연의 접점 사이의 윈드유로 외주연상에 위치되는 것을 특징으로 하는 풍력발전 타워가 제공될 수 있다.
이때, 상기 제 1 윈드가이드벽의 출구단이 상기 제 2 가상선과 상기 윈드유로 외주연의 교차점에 위치할 경우, 상기 제 1 윈드가이드벽 및 제 4 윈드가이드벽의 출구단이 상기 제 2 가상선에 위치될 수 있다.
또한, 상기 집풍부는, 상기 제 1 윈드가이드벽을 기준으로 경사 방향을 따라 제 1 내지 제 7 윈드유입구로 구분될 때, 제 1 윈드유입구와 제 4 윈드유입구의 출구부는 상기 제 1 가상선 방향으로 상호 중첩되지 않는 것을 특징으로 할 수 있다.
아울러, 상기 제 1 가상선과 상기 제 2 가상선과의 간격은 하기 수학식에 의해 결정될 수 있다.
[수학식]
D = Rw x 0.2221
(여기서, D는 제 1 가상선과 제 2 가상선의 간격, Rw는 집풍부의 중심과 윈드유로의 외주연과의 거리)
본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전 타워는, 저속의 바람이라도 풍속을 가속화하여 풍력발전을 구현할 수 있음과 동시에 블레이드를 회전시키지 못하고 집풍부를 통과하는 바람을 최소화함으로써 바람의 이용효율을 증대시켜 전반적인 발전효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 집풍구조를 보여주는 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 집풍구조에서 바람이 유동되는 상태를 보여주는 개략도이다.
도 3은 양력형 블레이드의 위치와 바람과의 관계를 보여주는 설명도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전 타워를 보여주는 개략도이다.
도 5는 도 4에 도시된 풍력발전 타워의 집풍부의 윈드가이드벽이 경사지게 형성되지 않을 때의 바람의 유동상태를 보여주는 개략도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전 타워의 집풍부의 윈드가이드벽의 출구단의 위치를 범위를 설명하기 위한 설명도이다.
도 7은 도 4에 도시된 풍력발전 타워의 집풍부의 윈드가이드벽의 출구단이 최소 범위에 위치했을 때 내부의 바람 유동상태를 보여주는 개략도이다.
도 8은 본 발명이 일 실시예에 따른 풍력발전 타워 외부의 바람 유동 상태를 보여주는개략도이다.
도 9는 도 8에 도시된 본 발명이 일 실시예에 따른 풍력발전 타워 내부의 바람 유동 상태를 보여주는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전 타워(100)를 보여주는 개략도이다. 도 5는 도 4에 도시된 풍력발전 타워(100)의 집풍부(200)의 윈드가이드벽이 경사지게 형성되지 않을 때의 바람(W)의 유동상태를 보여주는 개략도이다.
도 4 및 도 5를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전 타워(100)는 복수개가 형성되어 적층되는 집풍부(200)를 포함한다.
상기 집풍부(200)는, 중심에 블레이드(300)가 배치되며, 상기 집풍부(200)의 중심(C)을 따라 방사상으로 배치되는 복수개의 윈드가이드벽이 배치될 수 있다.
상기 집풍부(200)는, 윈드가이드벽을 통해 블레이드(300) 측으로 바람(W)이 수렴될 수 있는 내부 구조로 형성될 수 있다.
상기 블레이드(300)는, 상기 집풍부(200)의 중심(C)에 배치되어 유입되는 바람(W)에 의해 회전하는 것으로, 상기 블레이드(300)는 발전기와 독립적으로 연결되어 회전에 의해 전력이 생산될 수 있다. 이때, 상기 블레이드(300)는 양력 또는 항력형일 수 있으며, 항력형일 경우, 상기 블레이드는 후술할 윈드유로(220)를 따라 유동하는 바람(W)의 유동방향과 동일할 수 있다. 반면 양력형일 경우, 블레이드의 회전방향은 윈드유로(220)를 따라 유동하는 바람의 유동방향과 반대일 수 있다. 이하 본 발명의 일 실시예에서는 상기 블레이드 중 상대적으로 전력생산 용량이 큰 양력형 블레이드가 적용된 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.
상기 윈드가이드벽은, 상기 집풍부(200)가 7등분 되도록 상기 집풍부(200)의 중심(C)을 따라 복수개가 배치되고, 상기 블레이드(300)의 회전방향과 반대 방향으로 배치되며, 제 1 내지 제 7 윈드가이드벽(211, 212, 213, 214, 215, 216, 217)으로 구분될 수 있다. 이때, 상기 윈드가이드벽은 상기 집풍부(200)에 유입되는 바람(W)이 블레이드(300) 측으로 유동되도록 바람(W)의 방향 및 압력을 변화시키는 기능을 할 수 있다.
또한, 상기 집풍부(200)의 내부에는 상기 블레이드(300)와 상기 윈드가이드벽 사이에 형성되는 윈드유로(220)가 형성될 수 있다. 상기 윈드유로(220)는 윈드유입구(P)로 유입되는 바람이 상기 블레이드(300)의 날개측으로 바람(W)이 유동되도록 하는 유동가이드와 같은 기능을 할 수 있다. 이때, 상기 윈드유로(220)를 형성하는 상기 윈드가이드벽과 상기 블레이드(300)의 간격은 최소 블레이드(300) 직경의 최소 1/10 이상으로 형성될 수 있다.
이는, 상기 윈드가이드벽과 상기 블레이드(300)의 간격은 최소 블레이드(300) 직경의 최소 1/10 이하로 형성될 경우, 유입되는 바람(W)이 상기 윈드유로(220)를 따라 이동하지 못하고 블레이드(300)에 반사됨에 따라 블레이드의 회전효율이 매우 낮으며, 오히려 블레이드(300)가 회전되지 않을 수 있다. 또한, 블레이드(300)가 회전하고 있는 경우라도 상기 윈드가이드벽이 회전을 방해하는 저항체가 되어 상기 블레이드(300)의 회전 효율이 저하될 뿐만 아니라 큰 충격 소음이 발생할 수 있다. 따라서, 상기 윈드유로(220)를 형성하기 위한 상기 윈드가이드벽과 상기 블레이드(300)의 간격은 최소 블레이드(300) 직경의 최소 1/10 이상으로 형성됨이 바람직할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전 타워(100)의 집풍부(200)의 윈드가이드벽의 출구단의 위치를 범위를 설명하기 위한 설명도이다. 도 7은 도 4에 도시된 풍력발전 타워의 집풍부(200)의 윈드가이드벽의 출구단이 최소 범위(A1)에 위치했을 때 내부의 바람(W) 유동상태를 보여주는 개략도이다.
도 6 및 도 7을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전 타워(100)는 우선, 모든 윈드가이드벽이 동일한 각도로 경사져 상기 집풍부(200)를 동일한 영역으로 구획하며, 상기 윈드가이드벽들의 입구단이 고정된 상태에서 출구단의 위치를 설정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
따라서, 제 1 윈드가이드벽(211)의 출구단(211b)의 위치를 설정하면, 제 1 윈드가이드벽(211)의 경사각이 도출되고, 도출된 경사각 만큼 모든 윈드가이드벽을 경사지게 하면, 동일한 각도로 경사짐과 동시에 동일한 영역으로 상기 집풍부(200)를 구획할 수 있다.
이에, 이하에서는 상기와 같은 이유로, 제 1 윈드가이드벽(211)의 출구단(211b)의 위치를 설정한는 것을 일예로 들어 설명하기로 한다.
상기 제 1 윈드가이드벽(211)의 출구단(211b)의 위치를 설정하기 위해서는 먼저, 제 5 윈드가이드벽(215)의 입구단(215a)과 상기 집풍부(200)의 중심(C)을 지나는 제 1 가상선(230)을 형성한다. 이에 따라, 상기 집풍부(200)는 상기 제 1 가상선(230)에 의해 제 1 영역 및 제 2 영역으로 구분될 수 있다.
다음으로, 상기 제 2 영역에 상기 제 1 가상선(230)과 평행하게 형성되는 제 2 가상선(240)을 형성한다. 이때, 상기 제 2 가상선(240)은 제 2 영역에 존재할 수 있으며, 보다 상세하게는 상기 제 2 영역의 상기 윈드유로(220)의 반경 내에 존재할 수 있다. 또한, 상기 제 1 가상선(230)과 상기 제 2 가상선(240)과의 이격거리(D)는 하기의 수학식에 의해 도출될 수 있다.
[수학식]
D = Rw x 0.2221
(여기서, D는 제 1 가상선과 제 2 가상선의 간격, Rw는 집풍부의 중심과 윈드유로의 외주연과의 거리)
상기와 같은 과정을 통해 제 2 가상선(240)이 형성하면, 상기 제 2 가상선(240)과 윈드유로의 외주연(221)의 교차점(A1)이 형성되고, 이때, 상기 제 1 윈드가이드벽(211)의 입구단(221a)과 가장 가까운 교차점(A1)이 상기 윈드유로 외주연(221)에 있어서의 상기 제 1 윈드가이드벽(211)의 출구단(211b)의 최소 위치로 설정될 수 있다.
이때, 상기 제 1 윈드가이드벽(211)의 출구단(211b)이 최소위치인 상기 제 2 가상선(240)과 상기 윈드유로 외주연(221)의 교차점(A1)에 위치할 경우, 상기 제 1 윈드가이드벽(211) 및 제 4 윈드가이드벽(214)의 출구단(211b, 214b)이 상기 제 2 가상선(240)에 위치될 수 있다.
또한, 상기 제 1 윈드가이드벽(211) 및 제 4 윈드가이드벽(214)의 출구단(211b, 214b)이 상기 제 2 가상선(240)에 위치됨에 따라, 상기 제 1 윈드가이드벽(211)을 기준으로 경사 방향을 따라 제 1 내지 제 7 윈드유입구(S1~S7)로 구분될 때, 제 1 윈드유입구(S1)와 제 4 윈드유입구(S4)의 출구부는 상기 제 1 가상선(230) 방향으로 상호 중첩되지 않는다.
한편, 상기 윈드유로 외주연(221)에 있어서의 상기 제 1 윈드가이드벽(211)의 출구단(211b)의 최대 위치는, 상기 제 1 윈드가이드벽(211)의 입구단(211a)을 지나며 상기 제 2 영역의 윈드유로 외주연(221)과 접하는 접선(250)을 형성한 후, 상기 접선(250)과, 상기 윈드유로의 외주연(221)이 접하는 접점(A2)이 최대위치로 설정될 수 있다.
즉, 상기 제 1 윈드가이드벽(211)의 출구단(211b)은 제 2 가상선(240)과 상기 윈드유로 외주연(221)의 교차점(A1)과, 상기 접선(250)과 상기 윈드유로 외주연(221)의 접점(A2) 사이의 윈드유로 외주연(221)상에 위치될 수 있다.
이하에서는 상기에서 상술한 바와 같이 윈드가이드벽의 출구단의 위치를 설정함에 따른 효과 및 그 원리에 대해 설명하기로 한다.
도 8은 본 발명이 일 실시예에 따른 풍력발전 타워(100) 외부의 바람 유동 상태를 보여주는개략도이다. 도 9는 도 8에 도시된 본 발명이 일 실시예에 따른 풍력발전 타워(100) 내부의 바람(W) 유동 상태를 보여주는 개략도이다.
도 8 및 9를 참고하면, 우선 도 8과 같이 풍력발전 타워(100)에 바람이 불게되면, 상기 풍력발전 타워(100)를 지나는 바람(W)은 풍력발전 타워(100)의 외주측 및 상부측을 따라 이동하게 되며, 이때, 상기 풍력발전 타워(100)의 외주측 및 상부측을 따라 이동하는 바람에 의해 상기 풍력발전 타워(100)의 후면측에는 와류가 형성되어 상대적으로 저압이 형성된다.
한편, 상기 풍력발전 타워(100)의 집풍부(200)로 불어오는 바람은 윈드유입구(S)를 통해 유입되며, 바람이 유입되는 윈드유입구(S)가 제 1 윈드유입구(S1) 및 제 2 윈드유입구(S2) 일 경우, 상기 제 1 윈드유입구(S1) 및 제 2 윈드유입구(S2)를 통해 유입된 바람은 윈드유로(220)를 따라 유동하여 블레이드(300)를 회전시킨 후, 제 4 윈드유입구(S4) 및 제 5 윈드유입구(S5)를 통해 빠져나가게 된다.
즉, 상기 내용을 다른 측면으로 설명하면, 상기 제 4 윈드유입구(S4) 및 제 5 윈드유입구(S5) 측에 형성된 저압(와류)에 의해 제 1 윈드유입구(S1) 및 제 2 윈드유입구(S2) 측으로 유입된 바람을 흡입하는 힘이 작용하고, 상기 흡입하는 힘의 작용에 의해 이에 제 1 윈드유입구(S1) 및 제 2 윈드유입구(S2) 측으로 유입된 바람이 가속되어 제 4 윈드유입구(S4) 및 제 5 윈드유입구(S5)측으로 빨려 나가게 된다.
그러나, 상기에서 상술한 바와 같이 제 1 윈드유입구(S1)의 출구부와 제 4 윈드유입구(S4)의 출구부의 중첩면적 커질수록 고압측에서 저압측으로 직진성을 갖고 유동되는 바람(공기) 유동의 특성상 상기 제 1 윈드유입구(S1) 및 제 2 윈드유입구(S2)를 통해 유입된 바람의 일부가 블레이드(300)의 중심을 통과하는 현상이 발생한다.
즉, 제 1 윈드유입구(S1)의 출구부와 제 4 윈드유입구(S4)의 출구부의 중첩면적 커질수록 상기 윈드유로(220)를 따라 이동하는 바람의 양보다 상기 블레이드(300)의 중심을 통과하는 바람의 양이 증가하게 된다.
따라서, 상기 제 1 윈드가이드벽(211)의 출구단(211b)이 최소점에 위치하는 경우, 상기 제 4 윈드가이드벽(214)의 출구단(214b)이 상기 제 1 윈드가이드벽(211)의 출구단(211b)과 같이 제 2 가상선(230) 상에 위치되도록 함으로써, 상기 제 1 윈드유입구(S1)의 출구부와 제 4 윈드유입구(S4)의 출구부가 바람이 불어오는 방향(제 1 가상선 방향)으로 상호 충첩되지 않는다,
이와 같이, 상기 제 1 윈드유입구(S1)의 출구부와 제 4 윈드유입구(S4)의 출구부를 바람이 불어오는 방향을 기준으로 중첩되지 않도록 형성함에 따라, 집풍부(200)의 중심(C)을 지나 블레이드(300)에 회전력을 생성시키지 못하는 바람의 양을 최소화시킬 수 있다.
또한, 집풍부(200)의 중심(C)을 지나는 바람을 최소화시킴에 따라 상대적으로 블레이드(300)에 회전력을 생성시키는데 기여하는 바람의 양을 증대시켜 발전효율을 상승시킬 수 있다.
아울러, 모든 바람이 상기 블레이드(300)에 회전력을 부가하는 방향으로만 유동 되도록함으로써 저풍속의 환경에서도 블레이드(300)의 시동 및 회전이 용이하고 전력생산 효율이 향상될 수 있다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
100: 풍력발전 타워
200: 집풍부
211, 212, 213, 214, 215, 216, 217: 윈드가이드벽
220: 윈드유로
300: 블레이드
S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7: 윈드유입구

Claims (4)

  1. 바람이 유입되는 윈드유입구가 형성되고, 상기 윈드유입구를 통해 유입된 바람의 방향 및 압력을 변화시키는 집풍부가 복수층으로 형성되는 풍력타워에 있어서,
    상기 집풍부(200)에는,
    상기 집풍부(200)의 중심에 수직축 블레이드(300)가 구비되고, 상기 블레이드(300)의 회전방향과 반대 방향으로 동일하게 경사져 상기 집풍부(200)의 중심을 따라 방사상으로 배치되며 제 1 내지 제 7 윈드가이드벽(211-217)으로 구분되는 윈드가이드벽이 구비되며, 상기 윈드가이드벽(211-217)의 출구단과 상기 블레이드(300) 사이에 윈드유로(220)가 형성되되,
    상기 제 1 윈드가이드벽(211)의 출구단의 최소 위치는, 제 5 윈드가이드벽(215)의 입구단과 상기 집풍부의 중심(C)을 지나며, 상기 집풍부(200)를 제 1 영역과 제 2 영역으로 구획하는 제 1 가상선(230)과, 상기 제 2 영역에 상기 제 1 가상선(230)과 평행하게 형성되는 제 2 가상선(240)을 형성하는 경우, 상기 제2 가상선(240)과 상기 윈드유로 외주연(221)의 교차점(A1)에 위치하고,
    상기 제 1 윈드가이드벽(211)의 출구단의 최대 위치는, 상기 윈드유로 외주연(221)과 접하는 접선(250) 상에 위치하며,
    상기 제2 가상선(240)은 상기 제 1 가상선(230)과 하기 수학식에 의해 결정되는 간격에 의해 그 위치가 결정되는 것을 특징으로 하는 풍력발전 타워.

    [수학식]
    D = Rw x 0.2221
    (여기서, D는 제 1 가상선과 제 2 가상선의 간격, Rw는 집풍부의 중심과 윈드유로의 외주연과의 거리)
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 윈드가이드벽(211)의 출구단이 상기 제 2 가상선(240)과 상기 윈드유로 외주연(221)의 교차점에 위치할 경우, 상기 제 1 윈드가이드벽(211) 및 제 4 윈드가이드벽(214)의 출구단이 상기 제 2 가상선(240)에 위치되는 것을 특징으로 하는 풍력발전 타워.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 집풍부(200)는,
    상기 제 1 윈드가이드벽(211)을 기준으로 경사 방향을 따라 제 1 내지 제 7 윈드유입구로 구분될 때, 제 1 윈드유입구(211)와 제 4 윈드유입구(214)의 출구부는 상기 제 1 가상선(230) 방향으로 상호 중첩되지 않는 것을 특징으로 하는 풍력발전 타워.

  4. 삭제
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106762466A (zh) * 2016-12-31 2017-05-31 瑞安市源博洁净新能源再生研究所 一种风力发电机

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05240141A (ja) * 1992-03-02 1993-09-17 Masahiko Akaha 案内羽根付貫流風車
JP2002155848A (ja) 2000-09-05 2002-05-31 Kongumi:Kk 貫流風車
KR20100040154A (ko) * 2008-10-09 2010-04-19 유형주 풍력발전기
KR101059160B1 (ko) * 2010-10-06 2011-08-25 제이케이이엔지(주) 풍력발전타워

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05240141A (ja) * 1992-03-02 1993-09-17 Masahiko Akaha 案内羽根付貫流風車
JP2002155848A (ja) 2000-09-05 2002-05-31 Kongumi:Kk 貫流風車
KR20100040154A (ko) * 2008-10-09 2010-04-19 유형주 풍력발전기
KR101059160B1 (ko) * 2010-10-06 2011-08-25 제이케이이엔지(주) 풍력발전타워

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106762466A (zh) * 2016-12-31 2017-05-31 瑞安市源博洁净新能源再生研究所 一种风力发电机
CN106762466B (zh) * 2016-12-31 2024-01-23 瑞安市源霸机械制造有限公司 一种风力发电机

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