KR101549835B1 - 회전효율을 향상시킨 풍력발전장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 풍력에 의해 회전되는 회전부로부터 회전력을 전달받아 발전되는 풍력발전 장치에 관한 것으로, 상세하게는 풍향에 따라 회전부의 방향 조절이 가능함과 더불어 회전날개 바람막이에 의해 노출되는 회전날개에만 바람이 작용하게 하여 회전부의 회전 효율을 향상시키고 결과적으로 발전 효율을 극대화할 수 있는 회전효율을 향상시킨 풍력발전장치에 관한 것이다.
Description
본 발명은 풍력에 의해 회전되는 회전부로부터 회전력을 전달받아 발전되는 풍력발전 장치에 관한 것으로, 상세하게는 풍향에 따라 회전부의 방향 조절이 가능함과 더불어 회전날개 바람막이에 의해 노출되는 회전날개에만 바람이 작용하게 하여 회전부의 회전 효율을 향상시키고 결과적으로 발전 효율을 극대화할 수 있는 회전효율을 향상시킨 풍력발전장치에 관한 것이다.
일반적으로 풍력발전은 바람에 의해 회전되는 회전체로부터 회전력을 전달받아 전기를 생산하게 되는데 상기 회전체가 수직으로 회전하는 수평축 풍차와 수평으로 회전하는 수직 축 풍차로 분류된다.
이때 상기 수평축 풍차와 같은 경우 프로펠러가 주로 사용되고 있으며, 이는 바람의 일정한 방향에 의해 회전되는 원리로 풍향의 조정이 쉽지 않고 현재 가동중인 프로펠러식 풍력발전장치의 경우 주탑이 40∼80m인 바, 프로펠러의 회전직경 또한 그에 상응하도록 제작되고 있는데, 그 크기에 비해 효율성은 약 20% 정도에 그치고 있다.
또한 회전체가 회전함에 따라 발생되는 소음으로 인해 주거지역 인근에서의 설치가 용이하지 않는 단점이 있다.
따라서 본 발명은 상술한 문제점들을 해결하고자 인출된 것으로, 풍향에 따라 회전부의 방향조절이 가능함과 더불어 회전부가 일측은 바람에 노출되어 있고 타측은 회전날개 바람막이가 설치되어 있어서 회전부 한쪽을 바람의 저항이 없이하여 회전부의 회전효율을 향상시킬 수 있는 풍력발전장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 회전효율을 향상시킨 풍력발전장치는 지면에 고정 설치되는 고정부와, 상기 고정부의 상부에 결합되며 풍향에 따라 회동하는 본체와 상기 본체 상부에서 본체의 회동방향과 직교하는 방향으로 회동하도록 구성되는 중심측과 상기 중심측의 외측면을 따라 방사형으로 장착되는 복수의 회전날개를 포함하여 풍력에 의한 회전력을 발생시키는 회전부 및 상기 회전부로부터 회전력을 전달받아 발전하는 발전 수단을 포함하는 풍력발전장치에 있어서, 상기 회전부는, 상기 본체의 상단에 결합되되 상기 중심축을 기준으로 중심축 하부에 위치하는 회전날개만을 수용하는 회전날개 바람막이; 상기 회전날개 바람막이에 구성되는 하나 이상의 풍압조절통풍구; 상기 고정부 정면에 설치되어 풍향 정보를 수집하는 풍향계; 상기 풍향계의 풍향 정보를 전송받아 상기 본체를 회동시키는 모터; 상기 본체 후방에 수직방향으로 설치되어 풍향에 따라 상기 본체를 고정시켜 주는 고정날개; 및 상기 본체 전방에서 상기 회전날개 측 방향으로 소정의 기울기를 갖도록 설치되어 상기 본체로 유입되는 바람을 상기 회전날개로 유도하는 바람유도 루프;를 더 포함하며, 상기 회전날개는, 그 끝단이 내측으로 절곡되는 굴곡부를 구성하며, 인접하는 타 회전날개와 연결되도록 양단면에는 측벽을 구성하고, 커텐식 구조로 그 외면을 따라 회전날개막 고리가 설치되어 선택적으로 상하 또는 좌우 방향으로 접을 수 있도록 구성된 것이 특징이다.
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이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 회전효율을 향상시킨 풍력발전장치는 풍향에 따라 회전부의 방향조절이 가능하여 풍력이 효율적으로 작용되도록 하며, 풍력에 의해 회전되는 회전날개가 바람이 불어오는 지점에서 일측은 바람에 노출되어 있고 타측은 회전날개 바람막이로 가려져 있어서 바람이 한쪽 회전날개에만 작용하게 하여 회전부의 회전 효율을 향상시키고 본체 앞 부분의 바람유도루프는 본체의 앞 부분에 불어오는 바람을 본체 윗부분에 설치된 회전날개로 상승 유도시켜 더 많은 양의 바람이 회전날개 측으로 유입될 수 있도록 함으로써 회전 효율을 향상시켜 결과적으로 발전 효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 회전효율을 향상시킨 수평축 풍력발전장치의 옆면도.
도 2는 도 1의 정면도.
도 3a는 회전날개의 a형 옆면도.
도 3b는 회전날개의 b형 옆면도.
도 3c는 회전날개의 c형 옆면도.
도 4a는 커텐식 회전날개 막 a형의 앞면도.
도 4b는 커텐식 회전날개 막 b형의 앞면도.
도 2는 도 1의 정면도.
도 3a는 회전날개의 a형 옆면도.
도 3b는 회전날개의 b형 옆면도.
도 3c는 회전날개의 c형 옆면도.
도 4a는 커텐식 회전날개 막 a형의 앞면도.
도 4b는 커텐식 회전날개 막 b형의 앞면도.
본 발명을 설명함에 있어서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이하 본 발명의 실시 예들을 첨부되는 도면을 통해 보다 상세히 설명하도록 한다.
본 발명은 풍력에 의해 회전하게 되는 회전부(20)로부터 회전력을 전달받아 받아 발전되는 풍력발전장치에 관한 것이다.
이러한 풍력발전장치는 풍향에 따라 회전부(20)의 방향 조절이 가능함과 더불어 상기 회전부(20)에 있어 실질적으로 회전력이 발생하게 되는 회전날개(201)의 일측은 바람에 노출되도록 하고, 타측은 회전날개 바람막이(204)로 가려져 있어서 바람이 한 방향으로만 회전날개(201)에만 작용하게 함으로써 역방향의 바람 저항을 최소화하여 회전부(20)의 회전 효율을 향상시킬 수 있게 된다.
그리고 상기 회전날개 바람막이(204)에는 적어도 하나 이상의 풍압조절통풍구(208)를 구성하여 상기 회전날개 바람막이(204)의 회전 시 발생될 수 있는 풍압을 조절해 주는 등 통풍구로서의 기능을 수행할 수 있도록 되어있다.
또한 고정부(10)에 연결되는 회전부(20)의 본체(200)는 전방에 바람유도 루프(203)를 설치하여 본체(200)의 전방으로부터 불어오는 바람을 본체(200) 상부에 설치된 회전날개(201) 방향으로 상승 유도시켜 더 많은 바람이 회전날개(201) 측에 유입될 수 있도록 함으로써 회전부(20)의 회전 효율을 향상시켜 결과적으로 발전 효율을 극대화할 수 있게 된다.
그리고 상기 회전날개 바람막이(204)에는 적어도 하나 이상의 풍압조절통풍구(208)를 구성하여 상기 회전날개 바람막이(204)의 회전 시 발생될 수 있는 풍압을 조절해 주는 등 통풍구로서의 기능을 수행할 수 있도록 되어있다.
또한 고정부(10)에 연결되는 회전부(20)의 본체(200)는 전방에 바람유도 루프(203)를 설치하여 본체(200)의 전방으로부터 불어오는 바람을 본체(200) 상부에 설치된 회전날개(201) 방향으로 상승 유도시켜 더 많은 바람이 회전날개(201) 측에 유입될 수 있도록 함으로써 회전부(20)의 회전 효율을 향상시켜 결과적으로 발전 효율을 극대화할 수 있게 된다.
구체적으로, 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 풍력발전장치는 지면에 고정 설치되는 고정부(10)와, 상기 고정부(10)의 상부에 결합되며 풍향에 따라 회동하는 본체(200)와 상기 본체(200) 상부에서 본체(200)의 회동방향과 직교하는 방향으로 회동하도록 구성되는 중심측(202)과 상기 중심측(202)의 외측면을 따라 방사형으로 장착되는 복수의 회전날개(201)를 포함하여 풍력에 의한 회전력을 발생시키는 회전부(20) 및 상기 회전부(20)로부터 회전력을 전달받아 발전하는 발전 수단(206)을 포함할 수 있다.
여기서 발전수단(206)은 상기 본체(200) 상부에 결합되는 회전부(20)로부터 회전력을 전달받아 발전되는 것으로 그 발전구조 및 발전방법 등은 공지 기술에 따라 다양하게 구성될 수 있는 바, 본 발명에서는 상기 발전수단(206)에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
한편, 상기 회전부(20)는 상기 본체(200)의 상단에 결합되되 상기 중심축(202)을 기준으로 중심축(202) 하부에 위치하는 회전날개(201)만을 수용하는 회전날개 바람막이(204)를 구성한다.
그리고 상기 회전날개 바람막이(204)에는 하나 이상의 풍압조절통풍구가 관통형성되도록 한다.
이와 같이 구성되는 상기 회전부(20)는 상기 회전날개(201)가 일측은 바람에 노출되어 있고 타측은 상기 회전날개 바람막이(204)로 가려져 있어서 바람이 한쪽 회전날개에만 작용하게 하여 회전 효율을 향상시킬 수 있게 된다.
즉, 바람이 회전날개(201)의 한 방향으로만 작용되게 하고 역방향의 바람은 상기 회전날개(201)에 작용하지 않도록 하여 역방향 풍력 저항을 최소화하도록 하는 것이다.
그리고 상기 회전날개 바람막이(204)에 구성되는 풍압조절통풍구(208)는 회전날개(201)의 회전 시 생기는 풍압을 조절할 수 있게 된다.
한편, 상기 회전부(20)는 상기 고정부(10) 정면에 설치되어 풍향 정보를 수집하는 풍향계(11)와, 도면에 도시된 바 없으나 상기 풍향계(11)의 풍향 정보를 전송받아 상기 본체(200)를 회동시키는 모터와, 상기 본체(200) 후방에 수직방향으로 설치되어 풍향에 따라 상기 본체(200)를 고정시켜 주는 고정날개(205)를 포함한다.
상기 풍향계(11)는 상기 본체(10) 내부에 디지털 방식으로 바람의 풍향 정보를 실시간 수집하게 되며, 상기 본체(200)로 앞 부분으로 바람이 실시간으로 유입될 수 있도록 본체(200) 내부에 설치되어 있는 모터가 상기 풍향계(11)로부터 수집되는 실시간 풍향 정보에 따라 상기 본체(200)를 회동시키게 된다.
그리고 상기 고정날개(205)는 상기 본체(200) 외측면에 수직방향으로 결합되는 것으로, 상기 풍향 정보에 따라 회동되는 본체(200)의 현재 위치를 고정하는 역할을 수행하게 된다.
한편, 상기 회전부(20)는 상기 본체(200) 전방에서 상기 회전날개(201) 측 방향으로 소정의 기울기를 갖도록 설치되어 상기 본체(200)로 유입되는 바람을 상기 회전날개(201)로 유도하는 바람유도 루프(203)를 더 포함할 수 있다.
즉, 상기 본체(200) 전방의 바람유도 루프(203)는 본체(200)의 정면에서 불어오는 바람을 본체(200) 윗부분에 설치된 회전날개(201) 측 방향으로 상승시켜 더 많은 양의 바람이 회전날개(201)에 유입될 수 있도록 유도하게 되는 것이다.
여기서 발전수단(206)은 상기 본체(200) 상부에 결합되는 회전부(20)로부터 회전력을 전달받아 발전되는 것으로 그 발전구조 및 발전방법 등은 공지 기술에 따라 다양하게 구성될 수 있는 바, 본 발명에서는 상기 발전수단(206)에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
한편, 상기 회전부(20)는 상기 본체(200)의 상단에 결합되되 상기 중심축(202)을 기준으로 중심축(202) 하부에 위치하는 회전날개(201)만을 수용하는 회전날개 바람막이(204)를 구성한다.
그리고 상기 회전날개 바람막이(204)에는 하나 이상의 풍압조절통풍구가 관통형성되도록 한다.
이와 같이 구성되는 상기 회전부(20)는 상기 회전날개(201)가 일측은 바람에 노출되어 있고 타측은 상기 회전날개 바람막이(204)로 가려져 있어서 바람이 한쪽 회전날개에만 작용하게 하여 회전 효율을 향상시킬 수 있게 된다.
즉, 바람이 회전날개(201)의 한 방향으로만 작용되게 하고 역방향의 바람은 상기 회전날개(201)에 작용하지 않도록 하여 역방향 풍력 저항을 최소화하도록 하는 것이다.
그리고 상기 회전날개 바람막이(204)에 구성되는 풍압조절통풍구(208)는 회전날개(201)의 회전 시 생기는 풍압을 조절할 수 있게 된다.
한편, 상기 회전부(20)는 상기 고정부(10) 정면에 설치되어 풍향 정보를 수집하는 풍향계(11)와, 도면에 도시된 바 없으나 상기 풍향계(11)의 풍향 정보를 전송받아 상기 본체(200)를 회동시키는 모터와, 상기 본체(200) 후방에 수직방향으로 설치되어 풍향에 따라 상기 본체(200)를 고정시켜 주는 고정날개(205)를 포함한다.
상기 풍향계(11)는 상기 본체(10) 내부에 디지털 방식으로 바람의 풍향 정보를 실시간 수집하게 되며, 상기 본체(200)로 앞 부분으로 바람이 실시간으로 유입될 수 있도록 본체(200) 내부에 설치되어 있는 모터가 상기 풍향계(11)로부터 수집되는 실시간 풍향 정보에 따라 상기 본체(200)를 회동시키게 된다.
그리고 상기 고정날개(205)는 상기 본체(200) 외측면에 수직방향으로 결합되는 것으로, 상기 풍향 정보에 따라 회동되는 본체(200)의 현재 위치를 고정하는 역할을 수행하게 된다.
한편, 상기 회전부(20)는 상기 본체(200) 전방에서 상기 회전날개(201) 측 방향으로 소정의 기울기를 갖도록 설치되어 상기 본체(200)로 유입되는 바람을 상기 회전날개(201)로 유도하는 바람유도 루프(203)를 더 포함할 수 있다.
즉, 상기 본체(200) 전방의 바람유도 루프(203)는 본체(200)의 정면에서 불어오는 바람을 본체(200) 윗부분에 설치된 회전날개(201) 측 방향으로 상승시켜 더 많은 양의 바람이 회전날개(201)에 유입될 수 있도록 유도하게 되는 것이다.
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도 2는 도1의 정면도이며,
도 3a는 중심축(202) 외측면을 따라 방사형으로 부착된 일반적인 회전날개(201)의 옆면도이며, 도 3b는 중심축(202)에서 방사형으로 뻗어나간 회전날개(201)의 다른 예를 나타내는 것으로 회전날개(201)의 끝단이 내측으로 절곡된 굴곡부(미도시)를 구성함으로써 굴곡부에서 바람의 와류를 형성하여 회전 효율이 배가되도록 할 수 있다.
그리고, 도 3c는 회전날개(201)의 또 다른 예를 나타내는 것으로, 인접하는 타 회전날개(201)와 연결되도록 양단면에는 측벽을 구성할 수 있다.
이와 같이 회전날개(201)의 양단면을 측벽으로 막아 불어오는 바람의 힘을 양측면 방향으로 유출되지 않게 하여 회전력을 더 얻을 수 있도록 할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전날개(201)는 커텐식 구조로 그 외면을 따라 회전날개막 고리(207)가 설치되어 선택적으로 상하 또는 좌우 방향으로 접을 수 있도록 구성될 수 있다.
예를 들면, 도 4a는 커텐식 회전날개막 a형으로써 회전날개막 고리(207)가 회전날개(201)의 상하에 설치되어 있어서 태풍이나 기타 개폐시 신속하게 회전날개막을 좌우로 이동시켜 접을 수 있으며, 도 4b는 커텐식 회전날개막 b형으로써 회전날개막 고리(207)가 좌우에 설치되어 있어서 태풍이나 기타 개폐시 신속하게 회전날개막을 상하로 이동시켜 접을 수도 있다.
그리고, 도 3c는 회전날개(201)의 또 다른 예를 나타내는 것으로, 인접하는 타 회전날개(201)와 연결되도록 양단면에는 측벽을 구성할 수 있다.
이와 같이 회전날개(201)의 양단면을 측벽으로 막아 불어오는 바람의 힘을 양측면 방향으로 유출되지 않게 하여 회전력을 더 얻을 수 있도록 할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전날개(201)는 커텐식 구조로 그 외면을 따라 회전날개막 고리(207)가 설치되어 선택적으로 상하 또는 좌우 방향으로 접을 수 있도록 구성될 수 있다.
예를 들면, 도 4a는 커텐식 회전날개막 a형으로써 회전날개막 고리(207)가 회전날개(201)의 상하에 설치되어 있어서 태풍이나 기타 개폐시 신속하게 회전날개막을 좌우로 이동시켜 접을 수 있으며, 도 4b는 커텐식 회전날개막 b형으로써 회전날개막 고리(207)가 좌우에 설치되어 있어서 태풍이나 기타 개폐시 신속하게 회전날개막을 상하로 이동시켜 접을 수도 있다.
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10 : 고정부
11 : 풍향계
20 : 회전부
200 : 본체
201 : 회전날개
202 : 중심축
203 : 바람유도 루프
204 : 회전날개 바람막이
205 : 고정날개
206 : 발전 수단
207 : 회전날개막 고리
208 : 풍압조절 통풍구
11 : 풍향계
20 : 회전부
200 : 본체
201 : 회전날개
202 : 중심축
203 : 바람유도 루프
204 : 회전날개 바람막이
205 : 고정날개
206 : 발전 수단
207 : 회전날개막 고리
208 : 풍압조절 통풍구
Claims (3)
- 지면에 고정 설치되는 고정부와, 상기 고정부의 상부에 결합되며 풍향에 따라 회동하는 본체와 상기 본체 상부에서 본체의 회동방향과 직교하는 방향으로 회동하도록 구성되는 중심측과 상기 중심측의 외측면을 따라 방사형으로 장착되는 복수의 회전날개를 포함하여 풍력에 의한 회전력을 발생시키는 회전부 및 상기 회전부로부터 회전력을 전달받아 발전하는 발전 수단을 포함하는 풍력발전장치에 있어서,
상기 회전부는,
상기 본체의 상단에 결합되되 상기 중심축을 기준으로 중심축 하부에 위치하는 회전날개만을 수용하는 회전날개 바람막이;
상기 회전날개 바람막이에 구성되는 하나 이상의 풍압조절통풍구;
상기 고정부 정면에 설치되어 풍향 정보를 수집하는 풍향계;
상기 풍향계의 풍향 정보를 전송받아 상기 본체를 회동시키는 모터;
상기 본체 후방에 수직방향으로 설치되어 풍향에 따라 상기 본체를 고정시켜 주는 고정날개; 및
상기 본체 전방에서 상기 회전날개 측 방향으로 소정의 기울기를 갖도록 설치되어 상기 본체로 유입되는 바람을 상기 회전날개로 유도하는 바람유도 루프;를 더 포함하며,
상기 회전날개는,
그 끝단이 내측으로 절곡되는 굴곡부를 구성하며, 인접하는 타 회전날개와 연결되도록 양단면에는 측벽을 구성하고, 커텐식 구조로 그 외면을 따라 회전날개막 고리가 설치되어 선택적으로 상하 또는 좌우 방향으로 접을 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 회전효율을 향상시킨 풍력발전장치. - 삭제
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| KR20150032957A (ko) | 2015-04-01 |
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