KR101429822B1

KR101429822B1 - 풍력 발전기

Info

Publication number: KR101429822B1
Application number: KR1020120136340A
Authority: KR
Inventors: 이주희
Original assignee: 호서대학교 산학협력단
Priority date: 2012-11-28
Filing date: 2012-11-28
Publication date: 2014-08-12
Also published as: KR20140068631A

Abstract

풍력 발전기는 회전축을 갖는 발전기; 상기 회전축에 하단이 결합 된 회전 기둥; 상기 회전 기둥에 삽입되어 상기 회전 기둥을 따라 승강 또는 하강 되는 가변 플레이트; 상기 가변 플레이트에 일측단이 결합 되고 상기 회전 기둥의 단부에 상기 일측단과 대향하는 타측단이 결합되는 복수개의 플랙시블 회전 날개; 및 상기 플랙시블 회전 날개가 구부러진 상태를 유지하기 위해 상기 플랙시블 회전 날개를 상기 회전 로드에 고정하는 고정 부재를 포함한다.

Description

풍력 발전기{PORTABLE WIND POWER GENERATOR}

본 발명은 풍력 발전기에 관한 것이다. 특히, 회전 날개를 구부리거나 펼 수 있도록 하여 휴대 및 보관이 편리하며 풍력 발전 효율을 향상시킬 수 있는 풍력 발전기에 관한 것이다.

최근 들어, 바람을 이용하여 전기를 생산하는 풍력 발전기의 기술 개발이 진행되고 있다.

종래 풍력 발전기는 다리우스 방식 풍력 발전기 및 사보니우스 방식 풍력 발전기 등 다양한 방식이 개발되어 있다.

다리우스 방식 풍력 발전기의 경우 발전기의 회전축이 바람의 방향과 수직하게 배치되며 회전축에는 곡면 띠 형상의 블레이드들이 배치된다.

다리우스 방식 풍력 발전기의 경우 띠 형상의 블레이드들이 배치되며 블레이드의 곡률은 풍력 발전 효율에 큰 영향을 미친다.

일반적으로 다리우스 방식 풍력 발전기는 블레이드가 곡면 형태를 유지하고 있기 때문에 바람이 불지 않아 다리우스 방식 풍력 발전기를 사용하지 않을 때에도 블레이드가 큰 공간을 차지하게 되고 포터블 다리우스 방식 풍력 발전기의 경우 블레이드에 의하여 이동 및 보관이 어려운 문제점을 갖는다.

본 발명은 바람이 불지 않을 때에는 회전 날개(블레이드)를 접을 수 있도록 하거나 이동 및 보관이 용이하도록 하며, 바람이 불어 발전을 수행할 때에는 요구되는 곡률로 회전 날개를 구부릴 수 있도록 한 풍력 발전기를 제공한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

일실시예로서, 풍력 발전기는 회전축을 갖는 발전기; 상기 회전축에 하단이 결합 된 회전 기둥; 상기 회전 기둥에 삽입되어 상기 회전 기둥을 따라 승강 또는 하강 되는 가변 플레이트; 상기 가변 플레이트에 일측단이 결합 되고 상기 회전 기둥의 단부에 상기 일측단과 대향하는 타측단이 결합되는 복수개의 플랙시블 회전 날개; 및 상기 플랙시블 회전 날개가 구부러진 상태를 유지하기 위해 상기 플랙시블 회전 날개를 상기 회전 로드에 고정하는 고정 부재를 포함한다.

풍력 발전기의 상기 플랙시블 회전 날개의 횡단면은 유선형으로 형성된다.

풍력 발전기의 상기 플랙시블 회전 날개와 상기 가변 플레이트 및 상기 플랙시블 회전 날개와 상기 회전 기둥은 힌지 부재에 의하여 각각 힌지 결합 된다.

풍력 발전기는 상기 플랙시블 회전 날개의 양쪽 단부에 결합되어 상기 플랙시블 회전 날개의 형상을 유지하는 보강판을 더 포함한다.

풍력 발전기는 상기 보강판 및 상기 회전 기둥 중 어느 하나에 형성된 고리 및 상기 보강판 및 상기 회전 기둥 중 나머지 하나에 형성되어 상기 고리에 걸리는 걸림 부재를 더 포함한다.

풍력 발전기는 상기 발전기를 지면에 고정하기 위한 받침 유닛을 더 포함한다.

일실시예로서, 풍력 발전기는 회전축을 갖는 발전기; 상기 회전축에 하단이 결합 된 회전 기둥; 상기 회전 기둥의 단부에 일측단이 힌지 결합된 복수개의 플랙시블 회전 날개; 상기 플랙시블 회전 날개가 구부러진 상태를 유지하기 위해 상기 플랙시블 회전 날개의 상기 일측단과 대향하는 타측단을 회전 로드에 고정하는 고정 부재; 및 상기 플랙시블 회전 날개의 내측면 양쪽 단부에 결합되어 상기 플랙시블 회전 날개의 형상을 유지하는 보강판을 포함한다.

풍력 발전기는 상기 고정 부재는 상기 회전 기둥 및 상기 보강판 중 어느 하나에 형성된 고리 및 상기 회전 기둥 및 상기 보강판 중 나머지 하나에 형성되어 상기 고리에 걸리는 걸림 부재를 포함한다.

본 발명에 따른 풍력 발전기에 의하면, 바람이 불지 않거나 풍력 발전기를 가동하지 않을 때 혹은 풍력 발전기를 이송할 때에는 플랙시블 회전 날개를 구부리지 않고 바람이 불어 풍력 발전기를 가동할 때에는 플랙시블 회전 날개를 구부려 고정하여 발전을 수행함으로써 이동, 보관을 용이하게 할 뿐만 아니라 플랙시블 회전 날개의 곡률을 원하는 모양으로 정확하게 셋팅할 수 있도록 하여 발전 효율을 향상시키는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 풍력 발전기의 외관 사시도이다.
도 2는 도 1의 풍력 발전기가 발전을 하지 않는 상태의 단면도이다.
도 3은 도 1의 풍력 발전기가 발전을 수행하는 상태의 단면도이다.
도 4는 도 3의 'A' 부분 확대도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 풍력 발전기(700)는 발전기(100), 회전 기둥(200), 가변 플레이트(300), 플랙시블 회전 날개(400) 및 고정 부재(500)를 포함한다. 이에 더하여 풍력 발전기(700)는 받침 유닛(600)을 더 포함할 수 있다.

발전기(100)는 회전축(110)을 갖는 로터(미도시) 및 로터 주변에 고정 배치된 스테이터(미도시)를 포함할 수 있다. 회전축(110)의 회전에 의하여 발전기(100)는 전기를 생산한다.

본 발명의 일실시예에서, 발전기(100)는 상용화된 다양한 종류가 사용될 수 있는 바, 발전기(100)의 구조에 대해서는 한정하지 않기로 한다.

발전기(100)의 하부에는 받침 유닛(600)이 배치되며, 받침 유닛(600)은 발전기를 지면에 고정하는 역할을 한다. 받침 유닛(600) 및 발전기(100)는 상호 결합 또는 분리될 수 있는 구조를 갖는다.

회전 기둥(200)은 기둥 형상 또는 로드(rod) 형상으로 형성되며, 회전 기둥(200)의 축 방향 및 회전축(110)의 축 방향은 상호 평행하게 배치된다. 따라서, 회전 기둥(200)의 회전에 의하여 회전축(110)이 회전되면서 발전기(100)로부터는 전기가 생산된다.

본 발명의 일실시예에서, 회전 기둥(200)은 원기둥 형상, 사각 기둥 형상 또는 다각 기둥 형상으로 형성될 수 있다.

회전 기둥(200)은 내부가 빈 형상 또는 내부가 채워진 형상으로 형성될 수 있으며, 회전 기둥(200)은 금속 또는 합성 수지로 형성될 수 있다.

가변 플레이트(300)는 중앙부에 개구가 형성된 플레이트 형상으로 형성되며, 가변 플레이트(300)는 회전 기둥(200)의 외주면에 삽입된다. 가변 플레이트(300)는 회전 기둥(200)의 외주면을 따라 상승 또는 하강 되는 구조를 갖는다.

플랙시블 회전 날개(400)는 직육면체 플레이트와 유사한 형상을 가지며, 플랙시블 회전 날개(400)의 횡단면은 비행기 날개와 유사하게 유선형 형상으로 형성된다.

본 발명의 일실시예에서, 플랙시블 회전 날개(400)는 복수개가 회전 기둥(200) 및 가변 플레이트(300)에 결합된다.

각 플랙시블 회전 날개(400)의 일측단은 가변 플레이트(300)에 고정되고, 플랙시블 회전 날개(400)의 상기 일측단과 대향하는 타측단은 회전 기둥(200)의 상단에 고정된다.

본 발명의 일실시예에서, 플랙시블 회전 날개(400)의 상기 일측단은 가변 플레이트(300)에 힌지 결합 되고, 플랙시블 회전 날개(400)의 상기 일측단과 대향하는 타측단은 회전 기둥(200)에 힌지 결합 된다.

플랙시블 회전 날개(400)의 상기 일측단은 경첩 등을 이용하여 가변 플레이트(300)에 힌지 결합 될 수 있고, 플랙시블 회전 날개(400)의 상기 타측단은 플랙시블 회전 날개(400)에 돌기를 형성하고 회전 기둥(200)에 돌기와 힌지 결합 되는 홈을 형성하여 힌지 결합 될 수 있다.

플랙시블 회전 날개(400)의 상기 일측단을 가변 플레이트(300)에 힌지 결합하고, 플랙시블 회전 날개(400)의 타측단을 회전 기둥(200)에 결합할 경우 도 2에 도시된 바와 같이 플랙시블 회전 날개(400)는 구부러지지 않고 회전 기둥(200)의 측면과 평행한 형상 또는 가변 플레이트(300)를 회전 기둥(200)의 축방향과 평행한 방향으로 이동시킴으로써 도 3에 도시된 바와 같이 곡면 형상으로 구부러진 형상을 갖게 된다.

한편, 플랙시블 회전 날개(400)를 회전 기둥(200) 및 가변 플레이트(300)에 힌지 결합한 상태에서 가변 플레이트(300)를 업-다운시켜 플랙시블 회전 날개(400)를 곡면 형태로 만들 경우, 플랙시블 회전 날개(400)의 곡률 및 형상에 따라 풍력 발전기(700)의 발전 효율은 크게 변경된다.

또한, 가변 플레이트(300)를 업-다운 시켜 플랙시블 회전 날개(400)를 곡면 형상으로 반복하여 구부릴 때 플랙시블 회전 날개(400)의 곡률이 항상 일정하게 형성되어야 하기 때문에 본 발명의 일실시예에서 플랙시블 회전 날개(400)에는 도 4에 도시된 바와 같이 보강판(450)이 배치된다.

보강판(450)은, 예를 들어, 플랙시블 회전 날개(400) 중 회전 기둥(200)과 마주하는 플랙시블 회전 날개(400)의 내측면에 배치될 수 있다.

구체적으로, 보강판(450)은 플랙시블 회전 날개(400) 중 가변 플레이트(300)에 인접한 단부 및 회전 기둥(200)에 인접한 단부에 각각 배치된다.

보강판(450)은, 예를 들어, 플레이트 형상으로 형성되며, 보강판(450)은 플랙시블 회전 날개(400)에 비하여 강도가 높은 재질이 사용된다. 플랙시블 회전 날개(400)가 합성수지 재질로 형성될 경우 보강판(450)은 상기 합성 수지에 비하여 높은 강도를 갖는 금속판을 사용할 수 있다.

또한, 보강판(450)은 플랙시블 회전 날개(400)의 표면에 밀착되는 형상으로 형성될 수 있다.

본 발명의 일실시예에서, 보강판(450)은 회전 기둥(200)과 마주하는 플랙시블 회전 날개(400)의 내측면에 배치되는 것이 도시 및 설명되고 있지만, 이와 다르게 보강판(450)은 플랙시블 회전 날개(400)의 내측면 뿐만 아니라 외측면에 배치되어도 무방하며, 보강판(450)은 플랙시블 회전 날개(400)에 끼워지는 공간을 갖는 통 형상으로 형성되어도 무방하다.

고정 부재(500)는 회전 기둥(200)에 대하여 슬라이드 되면서 업-다운되는 가변 플레이트(300)를 회전 기둥(200)의 지정된 위치에 고정 시키는 역할을 한다. 고정 부재(500)에 의하여 플랙시블 회전 날개(400)는 가변 플레이트(300)의 이동에 의하여 구부러진 상태를 유지할 수 있다.

고정 부재(500)는 가변 플레이트(300)를 회전 기둥(200)에 고정하기 위한 다양한 구성을 가질 수 있으며, 본 발명의 일실시예에서 고정 부재(500)는 고리(510) 및 걸림 부재(520)를 포함할 수 있다.

고리(510)는, 예를 들어, 회전 기둥(200)과 마주하는 보강판(450)에 형성될 수 있다. 고리(510)는 보강판(450)에 용접 등의 방법으로 결합 될 수 있다.

걸림 부재(520)는 회전 기둥(200)에 결합되며 걸림 부재(520)의 단부는 둥글게 구부러진 상태로 구부러진 부분은 고리(510)에 걸리게 된다.

걸림 부재(520)가 고리(510)에 결합 됨에 따라 가변 플레이트(300)는 회전 기둥(200)의 지정된 위치에 고정되고 이로 인해 플랙시블 회전 날개(400)는 바람에 의하여 최대 효율로 발전을 수행하기에 적합한 형상으로 구부러지게 된다.

비록 본 발명의 일실시예에서는 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 회전 기둥(200)을 따라 이동되는 가변 플레이트(300)를 이용하여 플랙시블 회전 날개(400)를 구부리고 고정 부재(500)를 이용하여 가변 플레이트(300)를 회전 기둥(200)에 고정하는 실시예가 도시 및 설명되고 있지만 이와 다르게 가변 플레이트(300)를 사용하지 않고 플랙시블 회전 날개(400)에 형성된 보강판(450)에 형성된 고리(510)에 직접 걸림 부재(520)를 결합하여도 무방하다.

이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 바람이 불지 않거나 풍력 발전기를 가동하지 않을 때 혹은 풍력 발전기를 이송할 때에는 플랙시블 회전 날개를 구부리지 않고 바람이 불어 풍력 발전기를 가동할 때에는 플랙시블 회전 날개를 구부려 고정하여 발전을 수행함으로써 이동, 보관을 용이하게 할 뿐만 아니라 플랙시블 회전 날개의 곡률을 지정된 수치로 정확하게 셋팅할 수 있도록 하여 발전 효율을 향상시키는 효과를 갖는다.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

700...풍력 발전기 100...발전기
200...회전 기둥 300...가변 플레이트
400...플랙시블 회전 날개 500...고정 부재
600...받침 유닛

Claims

회전축(110)을 갖는 발전기(100);
상기 회전축(110)에 하단이 결합 된 회전 기둥(200);
상기 회전 기둥(200)에 삽입되어 상기 회전 기둥(200)을 따라 승강 또는 하강 되는 가변 플레이트(300);
상기 가변 플레이트(300)에 일측단이 결합 되고 상기 회전 기둥(200)의 단부에 상기 일측단과 대향하는 타측단이 결합되는 복수개의 플랙시블 회전 날개(400);
상기 플랙시블 회전 날개(400)가 구부러진 상태를 유지하기 위해 상기 플랙시블 회전 날개(400)를 상기 회전 기둥(200)에 고정하는 고정 부재(500); 및
상기 발전기(100)를 지면에 고정하기 위한 받침 유닛(600)을 포함하는 풍력 발전기(700).
제1항에 있어서,
상기 플랙시블 회전 날개(400)의 횡단면은 유선형으로 형성된 풍력 발전기(700).
제1항에 있어서,
상기 플랙시블 회전 날개(400)와 상기 가변 플레이트(300) 및 상기 플랙시블 회전 날개(400)와 상기 회전 기둥(200)은 힌지 부재에 의하여 각각 힌지 결합 된 풍력 발전기(700).
제1항에 있어서,
상기 플랙시블 회전 날개(400)의 양쪽 단부에 결합되어 상기 플랙시블 회전 날개(400)의 형상을 유지하는 보강판(450)을 더 포함하는 풍력 발전기(700).
제4항에 있어서,
상기 고정 부재(500)는 상기 보강판(450) 및 상기 회전 기둥(200) 중 어느 하나에 형성된 고리(510)와, 상기 보강판(450) 및 상기 회전 기둥(200) 중 나머지 하나에 형성되어 상기 고리(510)에 걸리는 걸림 부재(520)를 더 포함하는 풍력 발전기(700).
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