KR101479215B1 - 쌍륜형 풍력발전 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 쌍륜형 풍력발전 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 본체의 내부에 발전수단이 설치되고, 본체의 상부에 발전수단의 회전축과 연결되는 발전축이 횡설되며, 발전축의 양단에 각각 바람에 의해 회전하면서 발전수단을 구동시키는 회전날개가 설치되어, 바람이 작용할 때 두 개의 회전날개가 동시에 회전하여 더욱 강한 힘으로 발전수단을 구동시킴으로써 발전효율을 향상시켜 전기 생산량을 증대시킬 수 있는 쌍륜형 풍력발전 장치에 관한 것이다.
이러한 본 발명은, 지면에 이동 가능하게 안착되는 본체; 상기 본체의 내부에 설치되는 발전수단; 상기 본체의 상단에 수평 방향으로 설치되어, 상기 발전수단의 구동축과 연결되는 발전축; 및 상기 발전축의 양단에 각각 발전축과 일체로 회전되게 설치되어, 바람에 의해 일방향으로 회전 운동하면서 상기 발전수단의 구동축을 회전시켜 전기가 생산되도록 하는 한 쌍의 날개바퀴;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 쌍륜형 풍력발전 장치를 기술적 요지로 한다.

Description

쌍륜형 풍력발전 장치{Wind power generator with two wheel}

본 발명은 쌍륜형 풍력발전 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 본체의 내부에 발전수단이 설치되고, 본체의 상부에 발전수단의 회전축과 연결되는 발전축이 설치되며, 발전축의 양단에 각각 바람에 의해 회전하면서 발전수단을 구동시키는 회전날개가 설치되어, 바람이 작용할 때 두 개의 회전날개가 동시에 회전하여 더욱 강한 힘으로 발전수단을 구동시킴으로써 발전효율을 향상시켜 전기 생산량을 증대시킬 수 있는 쌍륜형 풍력발전 장치에 관한 것이다.

오늘날에는 석탄, 석유, 천연가스 등과 같은 화석연료의 무분별한 사용으로 인하여 지구 온난화 등과 같은 환경문제를 지속적으로 야기함에 따라 이를 대체할 수 있는 대체에너지에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.

이러한 대체에너지로는 태양에너지, 바람에너지, 낙차에너지, 핵에너지 등이 있고, 이를 위해 태양발전 장치, 풍력발전 장치, 수력발전 장치, 원자력발전 장치 등이 사용되고 있다.

상기한 장치들 중에서 구조가 가장 단순하고 에너지 생산을 위한 특별한 비용이 들지 않는 풍력발전 장치가 최근 들어 각광을 받고 있는데, 국내에서는 바람이 많은 제주도와 대관령 등에 풍력발전 장치를 설치하여 바람에너지로부터 전기에너지를 생산하고 있다.

그러나 종래의 풍력발전 장치는 규모가 상당한 대형으로 구성됨에 따라 설치공간을 많이 차지하므로 설치 장소에 구애를 많이 받을 뿐만 아니라 크기에 비하여 발전효율이 떨어지므로 경제적으로 비효율적인 문제점이 있었다.

또한, 종래의 풍력발전 장치는 바람이 많은 장소에 고정 설치됨에 따라, 한 번 설치하면 철거하지 않는 이상 다른 장소로 이동이 불가능하여 해당 장소에 바람이 적을 때는 발전효율을 기대하기 어려운 문제점도 있었다.

따라서 설치장소에 구애받지 않게 소형화하더라도 발전효율이 떨어지지 않을 뿐만 아니라 바람이 많은 장소로 이동 가능하며 바람이 작용하는 방향으로 회전 가능하여 높은 발전효율을 기대할 수 있는 풍력발전 장치에 대한 개발이 절실하다.

국내 등록특허공보 제10-0724045호, 2007.05.25.자 등록. 국내 공개특허공보 제10-2013-0017506호, 2013.02.20.자 공개.

본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위해 발명된 것으로서, 설치장소에 구애받지 않도록 소형화하더라도 발전효율이 떨어지지 않을 뿐만 아니라 바람이 많은 장소로 이동 가능하고 바람이 작용하는 방향으로 회전 가능하도록, 본체의 내부에 설치되는 발전수단을 구동시키는 발전축의 양단에 각각 날개바퀴가 설치되고 본체는 지면에 수직방향으로 안착되는 구조를 가진 쌍륜형 풍력발전 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 쌍륜형 풍력발전 장치는, 지면에 이동 가능하게 안착되는 본체; 상기 본체의 내부에 설치되는 발전수단; 상기 본체의 상단에 수평 방향으로 설치되어, 상기 발전수단의 구동축과 연결되는 발전축; 및 상기 발전축의 양단에 각각 발전축과 일체로 회전되게 설치되어, 바람에 의해 일방향으로 회전 운동하면서 상기 발전수단의 구동축을 회전시켜 전기가 생산되도록 하는 한 쌍의 날개바퀴;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 날개바퀴는, 상기 발전축에 설치되어 일체로 회전하는 내측림; 상기 내측림의 외면에 일정각도 간격을 두고 방사상으로 설치되되, 내측림을 기준으로 하여 전방 혹은 후방으로 경사지게 설치되는 복수 개의 발전날개; 및 상기 발전날개의 단부를 원형으로 연결하는 외측림;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 발전날개는, 상기 내측림과 외측림의 사이에 설치되는 지지림을 경계로 하여 내측발전날개와 외측발전날개로 분리되게 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 지지림의 너비는, 상기 내측발전날개의 너비와 대응되게 구성되어 상기 내측발전날개와 단차 없이 설치되고, 상기 외측림의 너비는, 상기 외측발전날개의 너비보다 상대적으로 작게 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 본체의 하부에는, 복수 개의 이동바퀴가 더 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기한 구성에 의한 본 발명은 종래의 풍력발전 장치에 비하여 규모가 상대적으로 작아도 바람에너지를 전기에너지로 변환하기 위한 날개바퀴가 한 쌍으로 구성되어 발전수단을 구동시키는 발전축의 양단에 각각 설치됨에 따라 발전축을 강한 힘으로 회전시킬 수 있으므로 발전효율을 크게 높일 수 있는 효과가 있다.

그리고, 본 발명은 종래의 풍력발전 장치와는 달리 자유롭게 이동 가능하게 구성됨에 따라 바람이 많은 장소로 자유롭게 이동시켜 사용할 수 있을 뿐만 아니라 날개바퀴의 방향을 바람이 작용하는 방향과 대응되게 조정할 수 있으므로 높은 발전효율을 기대할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 종래의 풍력발전 장치에 비하여 상대적으로 높이가 낮아 구성요소가 파손되거나 이상이 발생하더라도 간편하게 보수할 수 있으므로 유지보수를 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 쌍륜형 풍력발전 장치를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 쌍륜형 풍력발전 장치를 도시한 평면도.
도 3은 본 발명의 쌍륜형 풍력발전 장치의 본체를 도시한 종단면도.
도 4는 본 발명의 쌍륜형 풍력발전 장치의 날개바퀴를 도시한 정면도.

본 발명에 따른 쌍륜형 풍력발전 장치는, 대체에너지로 각광받고 있는 바람에너지를 이용하여 발전수단의 회전축과 연결되는 날개바퀴를 회전시켜 전기에너지를 생산하는 장치이다.

특히, 본 발명에 따른 쌍륜형 풍력발전 장치는, 종래의 풍력발전 장치에 비하여 규모는 작지만 날개바퀴를 통해 발전수단을 구동시키는 바람에너지의 힘을 극대화시켜 높은 발전효율을 기대할 수 있을 뿐만 아니라 바람이 많이 부는 장소로 자유롭게 이동 가능하고 날개바퀴를 바람이 작용하는 방향으로 조정 가능하여 발전효율을 향상시킬 수 있는 것이 특징이다.

이러한 특징은, 날개바퀴는 한 쌍으로 구성하여 본체의 내부에 설치되는 발전수단의 구동축과 연결되는 발전축의 양단에 각각 설치되고, 날개바퀴를 지지하는 본체가 지면에 이동 가능하게 안착되는 구성에 의해 달성된다.

따라서 두 개의 날개바퀴가 바람에 의해 동시에 회전 운동하면서 더욱 강한 토크로 발전축을 회전시킴에 따라, 발전축을 통해 발전수단의 구동축으로 전달되는 운동에너지를 극대화시킴으로써 발전효율을 높일 수 있게 된다.

그리고 본체를 바람이 많이 부는 장소로 자유롭게 이동 설치 가능할 뿐만 아니라 날개바퀴를 바람이 작용하는 방향으로 조정 가능함에 따라, 바람을 최대한으로 이용하여 발전효율을 더욱 높일 수 있게 된다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 쌍륜형 풍력발전 장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 쌍륜형 풍력발전 장치를 도시한 평면도이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 쌍륜형 풍력발전 장치의 본체를 도시한 종단면도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 쌍륜형 풍력발전 장치의 날개바퀴를 도시한 정면도이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 쌍륜형 풍력발전 장치(100)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본체(10), 발전수단(20), 발전축(30), 및 한 쌍의 날개바퀴(40)를 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 본체(10)는, 자유롭게 이동 가능하도록 지면에 안착되는 것으로, 그 내부에는 발전수단(20)이 설치되고, 그 상부에는 발전수단(20)의 구동축과 연결되는 발전축(30)이 수평 방향으로 설치된다. 이때 본체(10)의 하부에는 지면에 안정적으로 놓일 수 있도록 지지프레임(11)이 설치되는 것이 바람직하다.

그러면 본체(10)는 자유롭게 이동 가능하게 되므로 날개바퀴(40)의 방향을 바람이 작용하는 방향에 맞게 조정할 수 있고 이와 동시에 본체(10)를 바람이 많이 부는 장소로 자유롭게 이동 설치할 수 있다.

여기서 본체(10)의 이동이 더욱 자유롭게 할 수 있도록 그 하부에 복수 개의 이동바퀴가 더 설치되는 것도 가능하다. 단, 상기 이동바퀴에는 본체(10)를 특정 장소로 이동 설치한 후 본체(10)의 위치를 고정할 수 있도록 별도의 고정부재가 구비되는 것이 바람직하다.

다음으로, 상기 발전수단(20)은, 본체(10)의 내부에 설치되는 것으로, 이는 구동축이 본체(10)의 상부에 회전 가능하게 설치되는 발전축(30)과 연결되어 발전축(30)이 바람에 의해 회전 운동할 때 구동축이 회전하면서 전기에너지를 생산하는 것이다.

여기서, 도 3에 도시된 바와 같이 발전수단(20)의 구동축은 동력전달수단(60)을 통해 발전축(30)과 연결되거나, 도시하지 않았지만 동력전달수단(60) 없이 발전수단(20)의 구동축에 발전축(30)이 축설되는 것이 바람직하다.

즉, 발전수단(20)의 구동축은 날개바퀴(40)가 바람에 의해 회전하는 과정에서 발전축(30)과 함께 회전하면서 전기에너지를 생산하는 구조로 구성되는 것이 바람직하다.

다음으로, 상기 발전축(30)은, 본체(10)의 상부에 발전수단(20)의 구동축과 함께 일체로 회전 가능하게 설치되는 것으로, 이는 날개바퀴(40)가 바람에 의해 회전 운동할 때 발생하는 운동에너지를 발전수단(20)의 구동축으로 전달하는 것이다.

이때 발전축(30)은 본체(10)의 상부에 수평 방향으로 설치되는 것이 바람직하다. 즉, 발전축(30)은 본체(10)와는 직교하는 방향으로 설치되는 것이 바람직한데, 이는 날개바퀴(40)가 수직 방향으로 설치되도록 하여 바람의 영향을 가장 효율적으로 받게 하기 위함이다.

그리고 발전축(30)은 도시하지 않았지만 날개바퀴(40)의 운동에너지를 발전수단(20)으로 전달할 때 발생하는 손실을 최소화할 수 있도록 회전 부하를 줄이는 베어링에 의해 축지되어 설치되는 것이 바람직하다.

마지막으로, 상기 날개바퀴(40)는 한 쌍으로 구성되어 발전축(30)의 양단에 발전축(30)과 일체로 회전되게 설치되는 것으로, 이는 바람에 의해 회전 운동하면서 운동에너지를 발생시키는 것이다.

여기서, 날개바퀴(40)는 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이 내측림(41), 발전날개(42), 및 외측림(43);을 포함하여 구성된다. 상기 내측림(41)은 발전축(30)의 외측에 고정 설치되어 발전축(30)과 일체로 회전 운동하는 것이다.

상기 발전날개(42)는 복수 개로 구성되어 내측림(41)의 외주면에 일정간격을 두고 방사상으로 설치되는 것으로, 이는 내측림(41)을 기준으로 하여 전방 혹은 후방으로 경사지게 설치되어 바람과 충돌하면서 날개바퀴(40)의 회전 운동을 자연스럽게 유도하는 것이다.

상기 외측림(43)은 발전날개(42)의 단부를 원형으로 연결하는 것으로, 이는 발전날개(42)의 상호 간격을 유지하고 이와 동시에 발전날개(42)의 단부를 상호 연결하여 지지하는 것이다.

이때 상기 발전날개(42)는 도 4에 도시된 바와 같이 내측림(41)과 외측림(43)의 사이에 설치되는 지지림(44)을 경계로 하여 내측발전날개(42a)와 외측발전날개(42b)로 분리되어 설치되는데, 이는 발전날개(42)를 견고하게 지지하여 바람의 충돌작용이 원활하게 하기 위함이다.

이때 지지림(44)은 내측발전날개(42a)와 외측발전날개(42b)를 견고하게 지지하도록 내측발전날개(42a)의 너비와 대응되게 구성되어 지지림(44)과는 단차 없이 설치되는 것이 바람직하다.

그리고 외측림(43)은 외측발전날개(42b)의 단부를 연결할 수 있는 최소한의 너비로 외측발전날개(42b)의 너비보다는 상대적으로 작게 구성되는 것이 바람직한데, 이는 발전날개(42)의 전체 무게로 인한 회전부하를 줄이기 위함이다.

이상과 같이 본 발명에 따른 쌍륜형 풍력발전 장치는, 두 개의 발전날개가 바람과의 충돌로 인해 동시에 회전 운동하면서 발전수단을 더욱 강한 힘으로 구동시킴으로써 바람에 의한 운동에너지로부터 전기에너지를 생산하는 발전효율을 향상시킬 수 있게 된다.

그리고 바람이 작용하는 방향에 맞게 날개바퀴의 방향을 조정할 수 있을 뿐만 아니라 바람이 많이 부는 장소로 이동시켜 설치할 수 있으므로 바람에너지를 최대한으로 이용하여 발전효율을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 높이가 종래의 풍력발전 장치에 비하여 상대적으로 낮아 날개바퀴 등에 파손되거나 이상이 발생하는 경우 간단하게 처리할 수 있으므로 유지보수를 편리하게 할 수 있게 된다.

상기한 실시예는 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야에 대한 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양하게 변형된 다른 실시예가 가능하다.

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위에는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 상기의 실시예뿐만 아니라 다양하게 변형된 다른 실시예가 포함되어야 한다.

10: 본체 11: 지지프레임
20: 발전수단 30: 발전축
40: 날개바퀴 41: 내측림
42: 발전날개 42a: 내측발전날개
42b: 외측발전날개 43: 외측림
44: 지지림 50: 동력전달수단
100: 쌍륜형 풍력발전 장치

Claims (5)

1. 지면에 이동 가능하게 안착되는 본체(10);
   상기 본체(10)의 내부에 설치되는 발전수단(20);
   상기 본체(10)의 상단에 수평 방향으로 설치되어, 상기 발전수단(20)의 구동축과 연결되는 발전축(30); 및
   상기 발전축(30)의 양단에 각각 발전축(30)과 일체로 회전되게 설치되어, 바람에 의해 일방향으로 회전 운동하면서 상기 발전수단(20)의 구동축을 회전시켜 전기가 생산되도록 하는 한 쌍의 날개바퀴(40);를 포함하여 구성되고,
   상기 날개바퀴(40)는,
   상기 발전축(30)에 설치되어 일체로 회전하는 내측림(41);
   상기 내측림(41)의 외면에 일정각도 간격을 두고 방사상으로 설치되되, 내측림(41)을 기준으로 하여 전방 혹은 후방으로 경사지게 설치되는 복수 개의 발전날개(42); 및
   상기 발전날개(42)의 단부를 원형으로 연결하는 외측림(43);을 포함하여 구성되며,
   상기 발전날개(42)는,
   상기 내측림(41)과 외측림(43)의 사이에 설치되는 지지림(43)을 경계로 하여 내측발전날개(42a)와 외측발전날개(42b)로 분리되게 설치되되,
   상기 지지림(44)의 너비는,
   상기 내측발전날개(42a)의 너비와 대응되게 구성되어 상기 내측발전날개(42a)와 단차 없이 설치되고,
   상기 외측림(43)의 너비는,
   상기 발전날개(42)의 전체 무게로 인한 회전부하를 줄이기 위하여 상기 외측발전날개(42b)의 너비보다 상대적으로 작게 구성되는 것을 특징으로 하는 쌍륜형 풍력발전 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 본체(10)의 하부에는,
   복수 개의 이동바퀴가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 쌍륜형 풍력발전 장치.

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