KR101690907B1 - 휴대용 소형 풍력발전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 휴대용 소형 풍력발전장치는, 발전기가 내장된 몸체; 상기 발전기에 회전 동력을 전달하도록 상기 몸체의 전단에 회전가능하게 결합하는 허브; 상기 허브에 결합하는 것으로서, 사용자의 선택에 의해 접철 가능한 복수의 블레이드; 상기 허브와 블레이드를 접철 가능하게 결합시키는 결합수단; 및 상기 몸체의 하부에 분리 가능하게 결합하여, 상기 몸체를 지지하는 지지대를 포함한다. 이러한 본 발명에 따른 휴대용 소형 풍력발전장치는 이동 시, 블레이드를 결합된 몸체와 일(一)자 형상을 이루도록 배치시키고 상기 블레이드의 외측을 수납케이스로 덮어 보관하여, 블레이드가 외부의 충격으로 파손되는 것을 방지할 수 있다.

Description

휴대용 소형 풍력발전장치{Potable type small wind powered generator}

본 발명은 휴대용 소형 풍력발전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 바람의 양력(Lift force)을 이용하여 전기에너지를 생산하는 휴대용 소형 풍력발전장치에 관한 것이다.

풍력발전장치는 풍력에너지를 기계적인 에너지로 변환하여 전력을 발생시키는 장치로서, 불어오는 바람이 풍력발전장치의 날개를 회전시키도록 하여 날개의 회전력으로 전기를 생산한다.

이러한 풍력발전장치는, 풍력에너지가 타 신재생에너지 발전기에 비해 입지의 제약, 지속가능성, 효율, 안정성 등의 면에서 뛰어난 가용자원으로 평가되면서, 그 수요가 꾸준히 증가하고 있다.

초기의 풍력발전장치는 대형의 날개를 구비하여, 바람이 세게 부는 높은 곳에 고정 설치하는 지반 고정형이 대부분이었으나, 최근에는 몸체의 크기를 소형화하여 사용자가 휴대 할 수 있는 소형 풍력발전장치가 제안되고 있다.

이와 같은 소형 풍력발전장치는 야외활동 중에도 외부환경에서 손쉽게 전력을 얻을 수 있어, 스마트기기와 같은 휴대 단말기를 빈번하게 사용하는 현대인들에게 각광받고 있는 전력공급 수단이다.

이에 관련된 기술로서 대한민국 등록 실용신안 제20-0399617호가 개시되어 있다. 여기에서는 바람에 따라 회전할 수 있는 회전체와, 저속과 고속에도 일정한 회전을 얻기 위한 감속장치와, 감속장치에서 발전기를 구동하여 필요한 전기를 충전하는 발전 및 충전장치와, 충전용 1차 전지에서 필요한 용도에 따라 사용할 수 있는 출력부로 구성되는 풍력을 이용한 휴대용 발전장치를 제공하고 있다.

그러나 상기와 같은 휴대용 풍력 발전장치는 몸체와 회전부재가 일체로 형성되고, 보관 시에도 형상을 그대로 유지하도록 구성되어, 휴대성이 떨어지는 문제점이 있다.

또한 종래의 휴대용 풍력 발전장치는, 회전체로서 바람의 저항을 받기 쉽도록 하기 위하여, 평하고 두께가 얇은 부재를 사용하는데, 이러한 부재는 이동시 작은 충격에도 파손될 위험이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하고자 창출된 것으로, 휴대가 간편하고, 이동 시 블레이드의 손상을 최소화 할 수 있는 휴대용 소형 풍력발전장치를 제공하는 것에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 휴대용 소형 풍력발전장치는, 발전기가 내장된 몸체와, 상기 발전기에 회전 동력을 전달하도록 상기 몸체의 전단에 회전가능하게 결합하는 허브와, 상기 허브에 결합하는 것으로서, 사용자의 선택에 의해 접철 가능한 복수의 블레이드와, 상기 허브와 블레이드를 접철 가능하게 결합시키는 결합수단, 및 상기 몸체의 하부에 분리 가능하게 결합하여, 상기 몸체를 지지하는 지지대를 포함하는데, 상기 허브는 상기 블레이드에 대응하여 복수개의 체결홈을 형성하고, 상기 체결홈들에 결합된 각각의 블레이드가 고정된 상태를 유지하도록, 상기 체결홈의 결합수단인 고정블록을 포함한다.

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또한 상기 고정블록은 상기 블레이드가 바람방향에 수직하도록 상기 허브의 체결홈에 고정시키는 한편, 상기 블레이드가 바람방향에 평행하게 접철된 후에도 상기 블레이드를 상기 허브의 체결홈에 고정시킬 수 있다.

또한 상기 휴대용 소형 풍력발전장치는 상기 블레이드가 바람방향에 평행하게 접철된 후, 노출된 상기 블레이드 및 허브를 덮도록 상기 몸체의 전단에 결합하는 수납케이스를 더 포함할 수 있다.

또한 상기 휴대용 소형 풍력발전장치는 상기 몸체의 후단 일측에 구비되어, 상기 발전기에서 생산된 전기에너지를 출력하는 USB용 출력포트를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 휴대용 소형 풍력발전장치에 의하면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

첫째, 이동 시 블레이드를 몸체와 나란하게 배치시키고, 상기 블레이드의 외측을 수납케이스로 덮어 보관하여, 휴대가 용이할 뿐만 아니라 블레이드가 외부의 충격으로부터 파손되는 것을 방지할 수 있다.

둘째, 발전기와 연결되는 USB용 출력포트를 구비하여, 야외활동 중에도 자연환경으로부터 전력을 생산하여 스마트기기와 같은 휴대 전자기기에 공급할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 휴대용 소형 풍력발전장치의 사시도,
도 2는 도 1에 나타낸 휴대용 소형 풍력발전장치의 블레이드를 절첩하여 수납케이스를 장착하는 상태를 도시한 사시도,
도 3은 도 1에 나타낸 허브와 결합수단을 도시한 사시도,
도 4는 도 3에 나타낸 허브와 결합수단이 결합한 상태를 도시한 결합사시도,
도 5는 도 1에 나타낸 몸체의 후면을 도시한 평면도,
도 6은 도 1에 나타낸 블레이드를 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 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.

따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 균등한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 휴대용 소형 풍력발전장치의 사시도, 도 2는 도 1에 나타낸 휴대용 소형 풍력발전장치의 블레이드를 절첩하여 수납케이스를 장착하는 상태를 도시한 사시도, 도 3은 도 1에 나타낸 허브와 결합수단을 도시한 사시도, 도 4는 도 3에 나타낸 허브와 결합수단이 결합한 상태를 도시한 결합사시도, 도 5는 도 1에 나타낸 몸체의 후면을 도시한 평면도, 도 6은 도 1에 나타낸 블레이드를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 휴대용 소형 풍력발전장치(10: 이하,'풍력발전장치'라 함)는 바람의 양력(Lift force)을 이용하여 전기에너지를 생산하는 장치이다. 이를 위해 상기 풍력발전장치(10)는 몸체(100), 허브(200), 블레이드(300), 결합수단(400) 및 지지대(500)를 구비한다.

상기 몸체(100)는 수용공간이 가지며, 이러한 수용공간에 발전기가 배치된다. 또한 상기 수용공간에는 회전축(미도시)이 설치될 수 있는데, 상기 회전축의 일단은 상기 발전기와 연결되고, 타단은 상기 몸체(100)의 전면 중앙으로 돌출된다. 이때 상기 몸체(100)의 전면 중앙으로 돌출된 상기 회전축의 단부는, 후술(後述)할 허브(200)와 결합한다. 여기서 상기 발전기는 상기 허브(200)와 함께 회전하는 회전축으로부터 회전에너지를 공급받는다.

또한 상기 몸체(100)는, 그 후단에 상기 발전기와 연결되어 외부로 전력을 송출하는 USB용 출력포트(700)를 구비할 수 있다. 이러한 출력포트(700)를 이용하여 사용자는 야외활동 중에도 자연환경으로부터 생산된 전력을 스마트기기와 같은 휴대 전자기기에 공급하여 충전할 수 있다.

상기 허브(200)는 상술한 바와 같이, 상기 몸체(100)의 전단에 회전 가능하게 결합하여, 상기 발전기에 회전 동력을 전달한다. 이때 상기 허브(200)는 가장자리에 후술(後述)할 복수의 블레이드(300)가 결합할 수 있다.

또한 상기 허브(200)는, 도 3과 같이, 상하로 배치되어 상호 끼움 결합되는 상부블록(210)과 하부블록(220)으로 이루어지는 것이 바람직하다. 이때 상기 상부블록(210) 및 하부블록(220)에는 상기 블레이드(300)에 대응하는 복수 개의 체결홈(230)이 형성될 수 있다. 여기서 상기 체결홈(230)은 상기 상부블록(210)에 형성되는 사각형상의 상부체결홈(231)과, 상기 하부블록(220)에 형성되는'ㅜ'자 형상의 하부체결홈(232)을 포함한다. 이때, 상기 하부체결홈(232)은 상기 하부블록(220)의 측단면으로부터 상기 하부블록(220)의 중심방향으로 연장되는 외곽부(232-1)와, 상기 외곽부(232-1)로부터 상기 하부블록(200)의 중심 방향으로 연장되는 내측부(232-2)로 이루어질 수 있다. 이때 상기 내측부(232-2)는 상기 외곽부(232-1)에 비하여 폭이 더 넓게 형성되는 것이 바람직하다.

상기 블레이드(300)는 상기 허브(200)의 체결홈(230)에 결합하여, 바람의 양력을 받아 상기 허브(200)를 회전시킨다. 이때 상기 블레이드(300)는 복수로 구비되는 것이 바람직하다. 또한 상기 블레이드(300)는 사용자의 선택에 의해 절첩 가능하다.

도 6을 참조하면, 상기 블레이드(300)는 바람의 저항을 받도록 넓고 평평하게 형성되고 일측으로 갈수록 폭이 넓어지는 날개부(310)와, 상기 날개부(310)의 일단으로부터 연장되어 상기 허브(200)에 결합하는 결합부(320)로 이루어질 수 있다. 여기서 상기 결합부(320)는 상기 날개부(310)의 일단으로부터 연장되어 급격히 오목하게 형성되는 네크(321)와, 상기 네크(321)의 단부에 형성되어 상기 네크(321)의 연장방향과 수직을 이루도록 돌출되는 돌기(322)를 포함할 수 있다. 이때 상기 돌기(322)는 상기 내측부(232-2)에 삽입되며, 상기 네크(321)는 선택적으로 상기 외곽부(232-1) 또는 상기 상부체결홈(231)에 안착될 수 있다.

상기 결합수단(400)은 상기 각 블레이드(300)가 상기 체결홈(230)에 각각 결합된 상태를 고정한다. 도 4를 참조하면, 상기 결합수단(400)은 상기 상부체결홈(231)의 일측과 상기 하부체결홈(232)의 일측 개방을 차단하도록 설치되는 복수의 고정블록(400a)인 것이 바람직하다. 이때 상기 고정블록(400a)이 결합된 상기 허브(200)에는, 도 4에서 상측에 해당되는 방향을 향하도록 형성되는 제1개구(201)와, 도 4에서 측방향에 해당되는 방향을 향하도록 개방되는 제2개구(202)가 형성될 수 있다. 이때 상기 고정블록(400a)은 사용자의 선택에 따라, 상기 블레이드(300)가 바람방향에 수직하도록 상기 허브(200)의 체결홈(230)에 고정시키는 한편, 상기 블레이드(300)가 바람방향에 평행하게 접철된 후에도 상기 블레이드(300)를 상기 허브(200)의 체결홈(230)에 고정시킬 수 있다.

도 3, 도 4 및 도 6을 참조하여 보다 상세하게 설명하면, 상기 풍력발전장치(10)를 바람이 부는 곳에 설치하여 발전시키는 경우, 먼저 상기 블레이드(300)의 돌기(322)가 상기 하부체결홈(232)의 내측부(232-2)에 끼워지고, 네크(321)가 상기 외곽부(232-1)에 안착되도록, 상기 블레이드(300)를 상기 허브(200)에 결합시킨다. 그리고 상기 허브(200)에 상기 고정블록(400a)을 끼워 상기 블레이드(300)의 움직임을 고정한다. 이때 상기 블레이드는 네크(321)가 제2개구(202)를 관통하도록 배치된다. 이처럼 배치된 상기 블레이드(300)는 날개부(310)가, 도 1과 같이, 불어오는 바람의 방향에 수직으로 배치될 수 있다.

반면, 상기 풍력발전장치(10)를 휴대하고자 하는 경우, 상기 블레이드(300)의 돌기(322)가 하부체결홈(232)의 내측부(232-2)에 끼워지고 네크(321)가 상기 상부체결홈(231)에 안착되도록, 상기 블레이드(300)를 상기 허브(200)에 결합시킨다. 그리고 상기 고정블록(400a)을 끼워 상기 블레이드(300)의 움직임을 고정한다. 이때 상기 블레이드(300)의 네크(321)는 상기 제1개구(201)를 관통한다. 이처럼 배치된 상기 블레이드(300)는 날개부(310)가, 도 2와 같이, 상기 몸체(100)와 'ㅡ'자형을 이루어, 불어오는 바람에 평행하게 배치될 수 있다. 또한 여기서 상기 몸체(100)의 전단에 후술(後述)할 수납케이스(600)가 결합하여, 상기 블레이드(300)의 외측으로 상기 수납케이스(600)가 덮여지도록 하는 것이 바람직하다.

상기 지지대(500)는 상기 몸체(100)의 하부에 분리 가능하게 결합하여, 상기 몸체(100)를 지지한다. 도 2를 참조하면, 상기 지지대(500)는 복수의 레그(510)와, 상기 레그(510)의 각 일단과 회전 가능하게 결합하는 받침판(520)을 구비할 수 있다. 여기서 상기 레그(510)는 복수의 폴(510a)이 서로 빼거나 포개워 끼어 넣을 수 있는 텔레스코픽(Telescopic) 구조를 갖는 것이 바람직하다. 또한 상기 받침판(520)의 상면에 나사볼트(미도시)가 구비되어, 상기 몸체(100)의 하면에 형성된 너트홀(미도시)에 선택적으로 결합할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 풍력발전장치(10)는 휴대 시, 상기 블레이드(300)의 파손을 방지하기 위하여 수납케이스(600)를 더 포함할 수 있다.

이때 상기 수납케이스(600)는, 도 2와 같이, 노출된 상기 허브(200) 및 블레이드(300)를 덮도록 상기 몸체(100)의 전단에 결합한다. 이때 상기 블레이드(300)는 불어오는 바람 방향에 평행하도록 상기 몸체(100)와 나란하게 배치되는 것이 바람직하다. 이와 같이 상기 풍력발전장치(10)는 상기 수납케이스(600)를 구비함으로써, 이동 시 상기 블레이드(300)가 외부의 충격으로 파손되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 휴대가 간편하다는 장점을 갖는다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100 : 몸체 110 : 발전기
200 : 허브 201 : 제1개구
202 : 제2개구 210 : 상부블록
220 : 하부블록 230 : 체결홈
231 : 상부체결홈 232 : 하부체결홈
232-1 : 외곽부 232-2 : 내측부
300 : 블레이드 310 : 날개부
320 : 결합부 321 : 네크
322 : 돌기 400 : 결합수단
400a : 고정블록 500 : 지지대
600 : 수납케이스 700 : 출력포트

Claims (5)

1. 발전기가 내장된 몸체와, 상기 발전기에 회전 동력을 전달하도록 상기 몸체의 전단에 회전가능하게 결합하는 허브와, 상기 허브에 결합하는 것으로서, 사용자의 선택에 의해 접철 가능한 복수의 블레이드와, 상기 허브와 블레이드를 접철 가능하게 결합시키는 결합수단, 및 상기 몸체의 하부에 분리 가능하게 결합하여, 상기 몸체를 지지하는 지지대를 포함하는 휴대용 소형 풍력발전장치를 구성함에 있어서,
   상기 허브는 상기 블레이드에 대응하여 복수개의 체결홈을 형성하고,
   상기 체결홈들에 결합된 각각의 블레이드가 고정된 상태를 유지하도록, 상기 체결홈의 결합수단인 고정블록을 포함하는 휴대용 소형 풍력발전장치.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 고정블록은 상기 블레이드가 바람방향에 수직하도록 상기 허브의 체결홈에 고정시키는 한편,
   상기 블레이드가 바람방향에 평행하게 접철된 후에도 상기 블레이드를 상기 허브의 체결홈에 고정시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 휴대용 소형 풍력발전장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 블레이드가 바람방향에 평행하게 접철된 후, 노출된 상기 블레이드 및 허브를 덮도록 상기 몸체의 전단에 결합하는 수납케이스를 더 포함하는 휴대용 소형 풍력발전장치.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 몸체의 후단 일측에 구비되어, 상기 발전기에서 생산된 전기에너지를 출력하는 USB용 출력포트를 더 포함하는 휴대용 소형 풍력발전장치.

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