KR101692284B1 - 이동식 풍력발전장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 블레이드와 받침대를 접어서 케이스 내로 슬라이딩시켜 발전기 및 발전장치 전체를 콤팩트하게 하나의 케이스 내에 보관함으로써, 발전장치를 필요한 장소로 간편하게 운반하여 설치 및 철수할 수 있어서, 야외에서 하는 다양한 활동과 행사 및 훈련 등에 유용하게 사용할 수 있는 이동식 풍력발전장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 이동식 풍력발전장치는, 원통 형상의 케이스를 구비하여 구성되며, 케이스의 내주면 길이방향을 따라 등간격으로 슬라이드홈이 형성된 하우징; 블레이드와 발전기를 포함하여 구성되어, 상기 케이스의 상부에서 케이스 내로 삽입 가능하도록 설치된 발전부; 방사상으로 설치된 받침대를 접고 펼칠 수 있도록 구성되어, 상기 케이스의 하부에서 케이스 내로 삽입 가능하도록 설치된 받침부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

이동식 풍력발전장치{Portable wind power generation apparatus}
본 발명은 이동식 풍력발전장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 블레이드와 받침대를 접이식으로 제작하여 운반하거나 사용하지 않을 때에는 발전장치를 하나의 케이스 내에 보관할 수 있어서 야외에서 하는 다양한 활동과 행사 및 훈련시마다 필요한 장소로 옮겨서 설치하여 사용할 수 있는 이동식 풍력발전장치에 관한 것이다.
전력을 생산하는 방법은 화력발전, 원자력발전, 수력발전, 태양광발전, 풍력발전, 조력발전 등이 있다. 화력발전 및 원자력발전은 열에 의해 발생된 증기로 발전기 내의 터빈을 회전시켜 전기를 생산하는 방식인데, 화력발전은 화석연료 연소에 따른 공해 배출로 환경오염을 유발하고, 원자력발전은 원자력 폐기물 등에 의한 환경오염 등의 문제가 있다. 또한, 수력발전과 조력발전은 물의 낙차 또는 조류를 이용하여 물이 가지고 있는 물리적 에너지를 전기에너지로 변환시키는 발전방식인데, 수력발전은 무공해이기는 하지만 대형 댐 건설에 따른 환경파괴는 물론 침수로 인한 사회적 문제 등을 야기하게 되고, 조력발전의 경우 빠른 조류가 있어야 하기 때문에 건설 장소가 제한적이라는 문제가 있다.
최근 무공해 청정에너지에 대한 사회적 관심이 많아지면서, 환경오염은 물론 폐기물도 전혀 발생시키지 않으면서 환경도 파괴시키지 않는 태양광과 바람을 이용하는 발전방식이 신재생에너지로 각광받고 있다. 태양광발전은 모듈을 통해 태양광을 받아서 전기로 변환시키는 발전방식으로, 필요한 장소에 필요한 만큼의 전기를 생산할 수 있는 발전방식이다. 또한, 풍력발전은 바람을 이용하여 블레이드 또는 프로펠러를 회전시켜서 발생한 회전력을 발전기로 전달하여 전기를 생산하는 방식으로 소형에서부터 대형에 이르기까지 다양한 규모로 설치되고 있다.
한편, 최근들어 야외에서 하는 다양한 활동과 행사 및 훈련 등이 많아지고 있는데, 현대인들은 편리하고 풍요로운 생활에 익숙해져 있기 때문에 이러한 야외 활동에서도 일상 생활에서와 같은 편리함을 추구하고 있는 것이 일반적인 현상이라고 할 수 있으며, 이러한 편리함을 위해 기본적으로 필요한 것이 전기라고 하겠다. 그런데, 지금까지 출현했던 풍력발전의 경우, 발전장치가 설치되었된 장소에 고정되어 있기 때문에 장소를 옮겨가면서 활동이나 훈련을 하게 되는 야외에서는 사용할 수 없다는 문제가 있다.
풍력발전장치에서 어느 하나의 구성이라도 움직일 수 있는 기술을 예로든다면, 특허등록 제1434288호 "수직 이동이 자유로운 풍력발전 타워 작업대"와 같은 기술을 들 수 있는데, 상기 특허는 풍력발전장치는 일정한 장소에 고정 설치해 놓고, 발전기 및 블레이드의 유지 보수를 안전하고도 편리하게 하기 위하여 타워에 설치된 작업대를 작업할 개소까지 상하로 이동시켜서 작업자가 편리하게 작업할 수 있게 한 기술로, 발전장치 자체는 일정한 장소에 고정 설치되어 있기 때문에 전기를 사용할 장소로 발전장치를 이동시킬 수 없다는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 블레이드와 받침대를 접어서 발전기 및 발전장치 전체를 하나의 케이스 내에 콤팩트하게 보관함으로써, 발전장치를 필요한 장소로 간편하게 운반하여 설치 및 철수할 수 있어서, 야외에서 하는 다양한 활동과 행사 및 훈련 등에 유용하게 사용할 수 있는 이동식 풍력발전장치를 제공하기 위한 것이다.
상기와 같은 과제 해결을 위해 본 발명에 따른 이동식 풍력발전장치는, 원통 형상의 케이스를 구비하여 구성되며, 케이스의 내주면 길이방향을 따라 등간격으로 슬라이드홈이 형성된 하우징; 블레이드와 발전기를 포함하여 구성되어, 상기 케이스의 상부에서 케이스 내로 삽입될 수 있도록 설치된 발전부; 방사상으로 설치된 받침대를 접고 펼칠 수 있도록 구성되어, 상기 케이스의 하부에서 케이스 내로 삽입될 수 있도록 설치된 받침부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 발전부는, 전기를 생산하는 발전기; 상기 발전기의 상부로 돌출된 회전축 단부(端部)에 고정 설치된 원판 형상의 블레이드 고정판; 상기 블레이드 고정판의 가장자리 원주를 따라 등간격으로 설치되고, 블레이드 고정판에 대하여 회동 가능하도록 설치된 블레이드; 발전기에서 생산된 전기를 축전하는 배터리와 제어부가 포함되어 구성되며, 외주면에는 상기 슬라이드홈에 대응하는 형상의 슬라이드돌기가 형성되어 있는 콘트롤러박스; 상부는 판상(板狀)이고 하부는 원기둥 형상이고, 하단부가 상기 콘트롤러박스의 상면에 고정 설치되며, 원기둥 부분에 회전할 수 있는 슬립링이 끼워지게 되는 고정판; 상단이 상기 발전기의 하부에 고정 설치되고, 하단이 상기 고정판에 대하여 회동 가능하도록 힌지결합되어 설치된 판상의 회동판을 포함하여 구성된다.
바람직하게는, 회동판은 고정판에 대하여 회동 가능하게 설치되어, 사용시에는 회동판이 고정판에 대하여 90°회동하여 수평방향으로 위치하게 되고, 보관시에는 회동판이 수직방향으로 위치하게 되면서 고정판과 일직선으로 위치하게 된다.
바람직하게는, 받침부는, 다단(多段)실린더 형상으로 구성되어 수직으로 배치된 지주; 원판 형상으로 중심부에 상기 지주가 관통하며, 원판 형상의 외주면에 제1나선(螺旋)이 형성된 상부고정판; 상기 지주의 하단에 결합 고정되며, 원기둥 형상의 돌기가 중앙부에 형성되고, 돌기의 외주면에 제2나선이 형성되어 구성된 하부고정판; 일단(一端)이 상기 하부고정판의 가장자리를 따라 회동 가능하도록 힌지결합되어, 방사상으로 설치되는 받침대를 포함하여 구성된다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 이동식 풍력발전장치는, 블레이드와 받침대를 접었다가 펼칠 수 있도록 제작되어 있기 때문에 사용하지 않을 때에는 블레이드와 받침대를 접어서 케이스 내로 슬라이딩시켜 콤팩트하게 하나의 케이스로 보관할 수 있다. 따라서 하나의 케이스 내에 모든 발전장치의 구성이 들어가 있어서 운반 및 보관이 매우 간편하고, 사용하고자 할 때는 접어서 보관했던 블레이드와 받침대를 다시 펼치고 받침대를 지면에 고정 설치하기만 하면 되므로, 야외에서 하는 다양한 활동과 행사 및 훈련 등에서 매우 편리하게 사용할 수 있다.
도 1a, 1b는 본 발명의 풍력발전장치를 설치한 상태를 도시한 사시도 및 부분절개도이다.
도 2는 본 발명의 풍력발전장치가 하우징 내에 접어서 보관된 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 풍력발전장치의 발전부를 회동시켜 설치 및 보관하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 4는 풍력발전장치의 받침대를 회동시켜 설치 및 보관하는 과정을 나타내는 도면이다.
본 발명에 따른 이동식 풍력발전장치의 가장 큰 기술적 특징은, 블레이드와 받침대를 접이식으로 제작하여 발전기와 함께 발전장치를 하나의 케이스에 보관할 수 있게 함으로써, 야외에서 하는 다양한 활동과 행사 및 훈련시 발전장치 자체를 필요한 장소로 간편하게 운반하여 설치 및 철수할 수 있게 했다는 점이다.
본 발명의 이동식 풍력발전장치는, 블레이드(23)와 발전기(21)를 구비하여 발전하는 발전부(20)와, 풍력발전장치를 지면에 고정시키기 위한 받침부(30)와, 사용하지 않을 때 발전부(20)와 받침부(30)를 내부에 보관하기 위한 하우징(10)을 기본적인 구성으로 구비하게 된다.
하우징(10)은 원통 형상의 케이스(11)와, 케이스(11)의 상단에 체결되는 상단캡(12)을 구비하여 구성되는데, 케이스(11)의 내주면에는 길이방향을 따라 등간격으로 슬라이드홈(111)이 형성되어 구성되며, 케이스(11) 상단에 체결되는 상단캡(12)은 중앙부분으로 발전기(21) 등이 관통해야 되기 때문에 중앙부분은 구멍이 형성되어 있어야 한다. 하우징(10)의 상부에는 발전부(20)를 수납하고 나서 상단캡(12)을 폐쇄시킬 뚜껑(미도시)과 운반시 편의를 위해 손잡이(미도시)를 더 구비할 수도 있다.
발전부(20)는 전기를 발전하게 되는 부분으로, 블레이드(23)와 발전기(21)를 기본적인 구성으로 포함하여 구성되며, 케이스(11)의 상부에서 케이스 내로 삽입 가능하도록 설치된다. 발전부(20)에는 전기를 생산하는 발전기(21)와, 블레이드(23) 및 블레이드(23)를 설치하기 위한 블레이드 고정판(22)과, 콘트롤러박스(28)와, 콘트롤러박스(28)와 발전기(21)를 연결하기 위한 고정판(26)과 회동판(25) 및 슬립링(27)을 구비하여 구성된다.
블레이드 고정판(22)은 원판 형상으로, 발전기(21)의 상부로 돌출된 발전기의 회전축 단부(端部)에 고정 설치되며, 원판의 직경은 케이스(11)의 내경보다 약간 작아야 한다. 발전기의 회전축 단부가 블레이드 고정판(22)의 중심부를 관통하게 하여, 회전축의 선단(先端)에 고정구(24)를 나사결합시켜 고정시키는 것이 바람직하다.
블레이드(23)는 블레이드 고정판(22)의 가장자리 원주를 따라 등간격으로 설치되고, 블레이드 고정판(22)에 대하여 회동 가능하도록 설치되어, 펼쳐졌을 때 방사상으로 위치하게 되며 그 개수는 3∼5개 정도가 바람직하다. 풍력발전장치를 사용할 때는 블레이드(23)를 펼쳐서 사용하고(도 1a, 1b 참조), 사용하지 않을 때는 블레이드(23)를 접어서 케이스(11) 내에 수납하여 보관한다(도 2 참조).
콘트롤러박스(28)는 발전기(21)에서 생산된 전기를 축전하는 배터리와 제어부가 포함되어 구성되며, 콘트롤러박스(28)의 외주면에는 케이스(11)의 내주면에 형성된 슬라이드홈(111)에 대응하는 형상의 슬라이드돌기(281)가 형성되어 있어서, 발전부(20)가 케이스(11) 내로 삽입될 때 슬라이드돌기(281)가 슬라이드홈(111)에 삽입되어 슬라이딩 되게 된다. 풍력발전장치를 사용할 때는 콘트롤러박스(28)가 위치가 고정되어야 하기 때문에 콘트롤러박스(28)가 케이스(11)의 상단까지 올라온 상태에서 케이스(11)의 외주면에서 콘트롤러박스(28) 쪽으로 볼트와 같은 고정수단을 체결할 수도 있고, 콘트롤러박스(28)의 상단 외주면에 나선을 형성하고 상단캡(12)의 내주면에도 나선을 형성하여 서로 나사결합시켜 고정시킬 수도 있다.
고정판(26)은 하면이 콘트롤러박스(28)의 상면에 고정 설치되는데, 고정판(26)의 형상은, 상부는 수직으로 배치된 단일 판상(板狀) 또는 일정간격으로 배치된 한쌍의 판상부재이며, 하단부분은 원기둥 형상이어서 원기둥 부분에 슬립링(27)이 끼워져서 회전하게 된다. 또한, 전체를 원기둥 형상으로 하고 상부를 절개시켜, 절개부로 회동판(25)이 삽입되어 서로 힌지결합 될 수 있게 할 수도 있다.
회동판(25)은 상단이 발전기(21)의 하부에 고정 설치되고, 하단이 상기 고정판(26)과 회동 가능하도록 힌지결합되어 설치된 판상의 부재이다(도 3 참조). 고정판(26)과 회동판(25)에는 각각 2개씩의 구멍이 뚫려 있어서 1개씩은 힌지결합시키기 위한 것이고, 다른 하나는 회동판(25)을 90°회동시켰을 때 고정판(26)과 회동판(25)에 각각 형성된 구멍에 핀 등을 삽입하여 위치를 고정시키기 위한 것이다.
회동판(25)은 고정판(26)에 대하여 회동 가능하게 설치되어, 사용시에는 회동판(25)이 고정판(26)에 대하여 90°회동하여 발전기(21)와 함께 수평방향으로 위치하게 되고, 사용하지 않을 때나 보관시에는 회동판(25)과 발전기(21)가 수직방향으로 위치하게 되면서 고정판(26)과 일직선으로 위치하게 된다.
받침부(30)는 풍력발전장치를 설치할 때 발전장치를 지지하여 지면에 고정시키기 위한 부분인데, 방사상으로 설치된 받침대(33)를 접고 펼칠 수 있도록 구성되어, 케이스(11)의 하부에서 케이스(11) 내로 삽입 가능하도록 설치된다.
받침부(30)는, 상부에 위치하는 단(段)일수록 직경이 작은 다단(多段)실린더 형상으로 구성되어 수직으로 배치된 지주(31)와, 원판 형상으로 중심부에 지주(31)가 관통하도록 된 상부고정판(32)과, 지주(31)의 하단과 결합된 하부고정판(34) 및 방사상으로 설치되는 받침대(33)를 구비하게 된다. 지주(31)의 상단에는 콘트롤러박스(28)의 하단이 결합되게 된다.
하부고정판(34)은, 지주(31)의 하단과 결합 고정되는 원기둥 형상의 돌기가 중앙부에 형성되어 있고, 돌기의 외주면에는 제2나선(341)이 형성되어 있어서, 발전장치를 고정시킬 때는 받침대(33)를 펼치고 하부고정판(34)의 돌기에 형성된 제2나선(341)에 상부고정판(31)을 끼워서, 상부고정판(31)의 중앙부에 형성된 구멍(지주가 관통하는 구멍이다)의 내주면과 제2나선(341)을 나사결합시키는데, 이때 상부고정판(31)의 외주면에 형성된 제1나선(321)이 케이스(11)의 하단부분 내주면에 형성된 나선과 나사결합되게 된다.
받침대(33)는 일단(一端)이 하부고정판(34)에 회동 가능하도록 힌지결합되어 방사상으로 설치되는데, 받침대(33)는 중공(中空) 파이프 또는 상부가 개방된 사각파이프를 사용하는 것이 바람직한데, 그 형상은 기술적으로 아무런 어려움없이 얼마든지 변경가능하다. 받침대(33)를 지면에 고정할 때는 핀이나 꺽쇠와 같은 수단을 사용하여 받침대(33)를 지면에 박아서 고정한다.
상부고정판(32)은 원판 형상으로 중심부에 지주(31)가 관통하며, 원판 형상의 외주면에 제1나선(螺旋)(321)이 형성되어 구성된다. 풍력발전장치를 설치할 때는 받침부(30)를 케이스(31)의 하부에서 잡아당기면 지주(31)의 다단실린더 길이가 늘어나면서 상부고정판(32)이 하부고정판(34)의 돌기까지 내려오면, 상부고정판(32)를 돌려서 상부고정판(31)의 중앙부에 뚫린 구멍의 내주면에 형성된 나선과 하부고정판(34)에 형성된 제2나선(341)이 나사결합하면서, 동시에 상부고정판(32)의 외주면에 형성된 제1나선(321)이 케이스(11)의 하단부분 내주면에 형성된 나선과 나사결합되면서 받침부(30)도 움직이지 않게 되면서, 받침대(33)를 지면에 고정시키면 풍력발전장치가 흔들거리지 않고 지면에 고정되게 된다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것이고, 명세서에 게시된 실시예는 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 그러므로 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되고, 그와 균등한 범위 내에 있는 기술적 사항도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 하우징 11 : 케이스
111 : 슬라이드홈 12 : 상단캡
20 : 발전부 21 : 발전기
22 : 블레이드 고정판 23 : 블레이드
24 : 고정구 25 : 회동판
26 : 고정판 27 : 슬립링
28 : 콘트롤러박스 281 : 슬라이드돌기
30: 받침부 31 : 지주
32 : 상부고정판 321 : 제1나선(螺旋)
33 : 받침대
34 : 하부고정판 341 : 제2나선(螺旋)

Claims (6)

  1. 원통 형상의 케이스를 구비하여 구성되며, 케이스의 내주면 길이방향을 따라 등간격으로 슬라이드홈이 형성된 하우징;
    블레이드와 발전기를 포함하여 구성되어, 상기 케이스의 상부에서 케이스 내로 삽입 가능하도록 설치된 발전부;
    방사상으로 설치된 받침대를 접고 펼칠 수 있도록 구성되어, 상기 케이스의 하부에서 케이스 내로 삽입 가능하도록 설치된 받침부;
    를 포함하여 구성되고,
    상기 발전부는, 전기를 생산하는 발전기; 상기 발전기의 상부로 돌출된 회전축 단부(端部)에 고정 설치된 원판 형상의 블레이드 고정판; 상기 블레이드 고정판의 가장자리 원주를 따라 등간격으로 설치되고, 블레이드 고정판에 대하여 회동 가능하도록 설치된 블레이드; 발전기에서 생산된 전기를 축전하는 배터리와 제어부가 포함되어 구성되며, 외주면에는 상기 하우징의 슬라이드홈에 대응하는 형상의 슬라이드돌기가 형성되어 있는 콘트롤러박스; 상부는 판상(板狀)이고 하부는 원기둥 형상이며, 하단부가 상기 콘트롤러박스의 상면에 고정 설치되며, 원기둥 부분에 회전할 수 있는 슬립링이 끼워지게 되는 고정판; 상단이 상기 발전기의 하부에 고정 설치되고, 하단이 상기 고정판에 대하여 회동 가능하도록 힌지결합되어 설치된 판상의 회동판을 구비하여 구성되며,
    상기 받침부는, 다단(多段)실린더 형상으로 구성되어 수직으로 배치되며, 상단에 콘트롤러박스가 결합된 지주; 원판 형상으로 중심부에 상기 지주가 관통하며, 원판 형상의 외주면에 케이스의 하단부분 내주면과 결합되게 되는 제1나선(螺旋)이 형성되어 구성된 상부고정판; 상기 지주의 하단에 결합 고정되며, 원기둥 형상의 돌기가 중앙부에 형성되고, 돌기의 외주면에 상부고정판의 중앙에 형성된 구멍의 내주면과 결합되게 되는 제2나선이 형성된 하부고정판; 일단(一端)이 상기 하부고정판의 가장자리를 따라 회동 가능하도록 힌지결합되어, 방사상으로 설치되는 받침대를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 이동식 풍력발전장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 회동판은 고정판에 대하여 회동 가능하게 설치되어, 사용시에는 회동판이 고정판에 대하여 90°회동하여 수평방향으로 위치하게 되고, 보관시에는 회동판이 수직방향으로 위치하게 되면서 고정판과 일직선으로 위치하게 되는 것을 특징으로 하는 이동식 풍력발전장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 받침대는 중공(中空) 파이프 또는 상부가 개방된 사각파이프인 것을 특징으로 하는 이동식 풍력발전장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 고정판은 원기둥 형상이고, 원기둥의 상부가 절개되어 있어서, 절개부로 상기 회동판이 삽입되어 고정판과 회동판이 회동 가능하도록 힌지결합되는 것을 특징으로 하는 이동식 풍력발전장치.
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