KR101756404B1

KR101756404B1 - 풍력 발전 장치

Info

Publication number: KR101756404B1
Application number: KR1020160172546A
Authority: KR
Inventors: 문용돈
Original assignee: 문용돈
Priority date: 2016-12-16
Filing date: 2016-12-16
Publication date: 2017-07-11
Anticipated expiration: 2036-12-16

Abstract

본 발명은 풍향에 따라 블레이드가 회전할 수 있도록 상기 블레이드의 방향을 자동으로 조정하여 블레이드의 회전력을 향상시킬 수 있어 발전효율을 대폭 향상시킬 수 있는 풍력 발전 장치에 관한 것이다.
본 발명은 일정길이를 갖는 메인회전축(10)에 서로 이격되도록 끼워져 고정되기 위한 일정크기의 제1지지판(100) 및 제2지지판(200)과, 상기 제1지지판(100)과 제2지지판(200) 사이에 설치되어 풍력에 의해 회전되기 위한 블레이드(300)가 형성된 다수의 블레이드회전축(310)과, 상기 블레이드회전축(310)에 연결되어 상기 블레이드(300)의 각도를 변경시키기 위한 블레이드 암(320)과, 상기 블레이드 암(320)을 가이드하기 위해 단면상에서 연속된 곡선으로 회전가이드레일(410)이 형성되고 상기 제2지지판(200)과 이격되도록 상기 메인회전축(10)에 끼워져 고정되기 위한 가이드판(400)과, 상기 가이드판(400)에 연결되어 풍향에 따라 상기 가이드판(400)의 방향을 조정하기 위한 방향키(420)와, 상기 블레이드(300)의 회전동력을 전달받은 상기 제1지지판(100) 및 제2지지판(200)의 회전에 의한 상기 메인회전축(10)의 회전력을 이용하여 전기에너지를 생성하기 위한 발전기(500)를 포함하는 풍력 발전 장치에 있어서, 상기 회전가이드레일(410)은, 상기 메인회전축(10)을 기준으로 제1구간(411), 제2구간(412), 제3구간(413), 제4구간(414)으로 구성되고, 상기 제1구간(411)은, 상기 메인회전축(10)부터 상기 곡선까지의 길이인 곡률반경이 일정길이를 갖는 일측에서 타측까지 상기 곡률반경이 일정하게 형성되며, 상기 제2구간(412)은, 상기 제1구간(411)의 타측과 연결된 일측에서 타측으로 갈수록 점차 곡률반경이 작아지고, 상기 제3구간(413)은, 상기 제2구간(412)의 타측과 연결된 일측에서 타측으로 갈수록 점차 곡률반경이 작아지며, 상기 제4구간(414)은, 상기 제3구간(413)의 타측과 연결된 일측에서 왜곡부(415)로 갈수록 점차 곡률반경이 작아지다가 상기 왜곡부(415)에서 상기 회전가이드레일(410)의 외측방향으로 돌출되도록 왜곡된 후 상기 제1구간(411)의 일측과 연결되도록 타측으로 갈수록 곡률반경이 커지고, 상기 제4구간(414)의 왜곡부(415)는, 곡률반경이 상기 제1구간(411) 내지 제3구간(413)의 곡률반경보다 작게 형성되며, 상기 회전가이드레일(410)의 제1구간(411) 및 상기 제4구간(414)은, 풍력에 의해 상기 블레이드(300)가 회전될 수 있도록 상기 블레이드(300)의 각도를 변경시키기 위해 풍향과 마주하는 방향에 위치되어 구성된다.

Description

풍력 발전 장치{WIND POWER GENERATOR}

본 발명은 풍력 발전 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 풍향에 따라 블레이드가 회전할 수 있도록 상기 블레이드의 방향을 자동으로 조정하여 블레이드의 회전력을 향상시킬 수 있어 발전효율을 대폭 향상시킬 수 있는 풍력 발전 장치에 관한 것이다.

현재 전기를 생산하기 위해 사용되는 발전장치로는 크게 태양광 발전 장치, 화력 발전 장치, 수력 발전 장치, 풍력 발전 장치가 있다.

상기 태양광 발전 장치는 태양빛을 전기에너지로 변환시키는 장치이며, 상기 화력 발전 장치는 연료에너지를 연소시켜 전기에너지를 얻어내는 장치이고, 상기 수력 발전 장치는 물의 위치에너지를 이용하여 전기에너지를 얻는 장치이다.

특히, 상기 풍력 발전 장치는 자연바람을 이용하여 전기에너지를 얻는 장치로써, 대부분 등록특허 제10-1330123호(등록일자: 2013년 11월 11일)에 게재된 바와 같이, 허브에 구비되고 풍력에 의해 회전하는 제1블레이드와, 상기 제1블레이드가 회전하면서 발생되는 기계에너지를 전기에너지로 변환하는 발전부를 갖는 풍력발전부와, 상기 풍력발전부의 전방에 구비되어 상기 풍력발전부와 독립적으로 작동하는 조류퇴치부를 포함하여 이루어지며, 상기 조류퇴치부는 일단부가 상기 허브에 연결되고 상기 허브보다 빠르게 독립적으로 회전하는 독립회전축을 갖는 축 조립체와, 상기 독립회전축의 타단부에 구비되어 회전하면서 조류퇴치용 이미지가 표시되도록 하는 조류퇴치용 이미지 발생부와 상기 조류퇴치용 이미지 발생부에 구비되어 상기 조류퇴치용 이미지 발생부와 일체로 회전하는 제2블레이드로 이루어질 수 있다.

상기와 같이 이루어진 풍력 발전 장치는 블레이드가 풍력발전부에 고정되어 회전되기 때문에 풍향이 달라질 경우 블레이드의 회전력이 변화될 수 있어 블레이드의 회전력을 일정하게 유지시키기 어려울 뿐만 아니라 발전효율이 저하되는 문제점이 있다.

이에 따라, 상기 블레이드의 회전력을 향상시켜 일정하게 유지시켜 발전효율을 향상시킬 수 있는 풍력 발전 장치가 요구되고 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 풍향에 따라 블레이드의 방향을 자동으로 조정하여 블레이드가 회전할 수 있도록 하는 풍력 발전 장치를 제공하는 목적이 있다.

다시 말해, 풍향에 따라 블레이드의 회전력을 극대화시키기 위해 상기 블레이드의 각도가 유지되도록 상기 블레이드의 방향을 자동으로 조정하여 상기 블레이드를 회전시킬 수 있는 풍력 발전 장치를 제공하는 목적이 있다.

또한, 다수개의 블레이드를 회전시키기 위해 상기 블레이드의 방향을 조정하기 위한 방향키와 회전가이드레일을 구성하여 서로 마주보도록 위치된 블레이드의 각도가 서로 동일하게 되는 것을 방지할 수 있는 풍력 발전 장치를 제공하는 목적이 있다.

본 발명이 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 풍력 발전 장치는, 일정길이를 갖는 메인회전축(10)에 서로 이격되도록 끼워져 고정되기 위한 일정크기의 제1지지판(100) 및 제2지지판(200)과, 상기 제1지지판(100)과 제2지지판(200) 사이에 설치되어 풍력에 의해 회전되기 위한 블레이드(300)가 형성된 다수의 블레이드회전축(310)과, 상기 블레이드회전축(310)에 연결되어 상기 블레이드(300)의 각도를 변경시키기 위한 블레이드 암(320)과, 상기 블레이드 암(320)을 가이드하기 위해 단면상에서 연속된 곡선으로 회전가이드레일(410)이 형성되고 상기 제2지지판(200)과 이격되도록 상기 메인회전축(10)에 끼워져 고정되기 위한 가이드판(400)과, 상기 가이드판(400)에 연결되어 풍향에 따라 상기 가이드판(400)의 방향을 조정하기 위한 방향키(420)와, 상기 블레이드(300)의 회전동력을 전달받은 상기 제1지지판(100) 및 제2지지판(200)의 회전에 의한 상기 메인회전축(10)의 회전력을 이용하여 전기에너지를 생성하기 위한 발전기(500)를 포함하는 풍력 발전 장치에 있어서, 상기 회전가이드레일(410)은, 상기 메인회전축(10)을 기준으로 제1구간(411), 제2구간(412), 제3구간(413), 제4구간(414)으로 구성되고, 상기 제1구간(411)은, 상기 메인회전축(10)부터 상기 곡선까지의 길이인 곡률반경이 일정길이를 갖는 일측에서 타측까지 상기 곡률반경이 일정하게 형성되며, 상기 제2구간(412)은, 상기 제1구간(411)의 타측과 연결된 일측에서 타측으로 갈수록 점차 곡률반경이 작아지고, 상기 제3구간(413)은, 상기 제2구간(412)의 타측과 연결된 일측에서 타측으로 갈수록 점차 곡률반경이 작아지며, 상기 제4구간(414)은, 상기 제3구간(413)의 타측과 연결된 일측에서 왜곡부(415)로 갈수록 점차 곡률반경이 작아지다가 상기 왜곡부(415)에서 상기 회전가이드레일(410)의 외측방향으로 돌출되도록 왜곡된 후 상기 제1구간(411)의 일측과 연결되도록 타측으로 갈수록 곡률반경이 커지고, 상기 제4구간(414)의 왜곡부(415)는, 곡률반경이 상기 제1구간(411) 내지 제3구간(413)의 곡률반경보다 작게 형성되며, 상기 회전가이드레일(410)의 제1구간(411) 및 상기 제4구간(414)은, 풍력에 의해 상기 블레이드(300)가 회전될 수 있도록 상기 블레이드(300)의 각도를 변경시키기 위해 풍향과 마주하는 방향에 위치되어 구성된다.

삭제

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 풍향에 따라 블레이드의 방향을 자동으로 조정하여 상기 블레이드가 회전할 수 있도록 블레이드의 각도를 유지시킴으로써 상기 블레이드의 회전력을 극대화시키면서 일정하게 유지시킬 수 있어 발전효율을 대폭 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 즉, 블레이드의 방향을 조정하기 위한 방향키와 회전가이드레일을 통해 서로 마주보도록 위치된 블레이드의 각도가 서로 동일하게 됨으로 인해 상기 블레이드의 회전력이 상쇄되는 것을 방지하여 상기 블레이드의 회전력을 극대화시킬 뿐만 아니라 회전력을 일정하게 유지시킬 수 있어 발전효율을 대폭 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 블레이드의 회전력을 향상시킬 수 있기 때문에 바람이 약한 미풍에서도 발전효율을 대폭 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 의한 풍력 발전 장치의 사시도,
도 2는 본 발명의 일실시 예에 의한 풍력 발전 장치의 단면도,
도 3은 본 발명의 일실시 예에 의한 풍력 발전 장치의 가이드판,
도 4는 본 발명의 일실시 예에 의한 풍력 발전 장치가 회전하는 상태도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 풍력 발전 장치를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 의한 풍력 발전 장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시 예에 의한 풍력 발전 장치의 단면도이며, 도 3은 본 발명의 일실시 예에 의한 풍력 발전 장치의 가이드판이고, 도 4는 본 발명의 일실시 예에 의한 풍력 발전 장치가 회전하는 상태도이다.

상기 도면의 구성 요소들에 인용부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있으며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, '상부', '하부', '앞', '뒤', '선단', '전방', '후단' 등과 같은 방향성 용어는 개시된 도면(들)의 배향과 관련하여 사용된다. 본 발명의 실시 예의 구성요소는 다양한 배향으로 위치설정될 수 있기 때문에 방향성 용어는 예시를 목적으로 사용되는 것이지 이를 제한하는 것은 아니다.

본 발명의 바람직한 일실시 예에 의한 풍력 발전 장치는, 상기 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 일정길이를 갖는 메인회전축(10)에 끼워져 고정되기 위한 제1지지판(100) 및 제2지지판(200)과, 상기 제1지지판(100)과 제2지지판(200) 사이에 설치되어 풍력에 의해 회전되기 위한 블레이드(300)가 형성된 다수의 블레이드회전축(310)과, 상기 블레이드회전축(310)에 연결되어 형성된 블레이드 암(320)과, 상기 블레이드 암(320)을 가이드하기 위한 회전가이드레일(410)이 형성되고 상기 메인회전축(10)에 설치되기 위한 가이드판(400)과, 상기 가이드판(400)에 연결되어 풍향에 따라 상기 블레이드(300)의 방향을 조정하기 위한 방향키(420)와, 상기 메인회전축(10)의 회전력을 이용하여 전기에너지를 생성하기 위한 발전기(500)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 풍력 발전 장치는 상기 방향키(420)가 구비되어 있어 바람이 불어오는 방향인 풍향에 따라 상기 블레이드(300)가 회전할 수 있도록 상기 블레이드(300)의 방향을 자동으로 조정할 수 있을 뿐만 아니라 상기 회전가이드레일(410)에 의해 상기 블레이드(300)의 각도를 주기적으로 변경할 수 있게 된다.

상기 메인회전축(10)은, 일정길이를 갖는 원통형으로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 메인회전축(10)에는 상기 제1지지판(100)과, 상기 제2지지판(200)과, 상기 가이드판(400) 등이 끼워질 수 있다.

상기 제1지지판(100)은, 일정크기를 갖는 원판형상으로 형성되는 것이 바람직하며, 이에 한정되는 것이 아니라 사각형상 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

상기 제1지지판(100)의 중앙에는 상기 메인회전축(10)이 끼워질 수 있도록 제1끼움공(미도시)이 형성되는 것이 바람직하며, 상기 제1끼움공(미도시)에 상기 메인회전축(10)의 일측을 끼워 고정한다.

상기 제1지지판(100)의 중앙에는 상기 메인회전축(10)을 끼울 수 있도록 제1끼움공(미도시)이 형성되어야 하며, 상기 제1끼움공(미도시)에 상기 메인회전축(10)의 일측이 끼워져 고정된다.

상기 제1지지판(100)과 이격되어 상기 메인회전축(10)에 끼워지는 제2지지판(200)은, 상기 제1지지판(100)과 동일한 크기와 형상으로 형성되는 것이 바람직하지만, 이에 한정하는 것은 아니다.

또한, 상기 제2지지판(200)의 중앙에는 상기 메인회전축(10)을 끼울 수 있도록 제2끼움공(미도시)이 형성되어야 하며, 상기 제2끼움공(미도시)를 통해 상기 제1지지판(100)과 이격되도록 상기 메인회전축(10)에 끼워져 고정된다.

다시 말해, 상기 제2지지판(200)은 상기 메인회전축(10)에 끼워진 상기 제1지지판(100)에서 상기 메인회전축(10)의 타측방향으로 일정간격 이격되어 상기 메인회전축(10)에 끼워져 고정되게 된다.

상기 메인회전축(10)에 끼워져 고정된 제1지지판(100)과 제2지지판(200) 사이에는 상기 블레이드회전축(310)이 설치된다.

상기 블레이드회전축(310)은, 적어도 상기 제1지지판(100)과 제2지지판(200) 사이의 이격된 간격보다 길게 형성되야 하며, 원통형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 블레이드회전축(310)에는 블레이드(300)가 형성되게 된다.

상기 블레이드(300)는 상기 블레이드회전축(310)을 중심으로 풍력에 의해 회전될 수 있도록 가벼운 재질로 제작되어야 하며, 사각판형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 블레이드(300)가 형성된 블레이드회전축(310)의 일측은 상기 제2지지판(200)에 설치되고, 타측은 상기 제1지지판(100)에 설치되게 된다.

이러한 블레이드(300)가 형성된 블레이드회전축(310)은 상기 제1지지판(100)과 제2지지판(200) 사이에 다수개가 설치될 수 있다.

상기 블레이드회전축(310)의 일측에는 상기 블레이드 암(320)이 연결되게 된다.

상기 블레이드 암(320)은, 'ㄱ'자 형상으로 형성될 수 있으며 상기 블레이드회전축(310)의 일측에 구성된다.

또한, 상기 블레이드 암(320)은 바람에 의해 상기 가이드판(400)의 회전가이드레일(410)을 따라 움직일 수 있도록 바퀴 등을 더 포함할 수 있다.

상기 가이드판(400)은, 상기 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1지지판(100) 또는 상기 제2지지판(200)과 동일한 크기 및 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 가이드판(400)의 중앙에는 상기 메인회전축(10)에 설치되기 위해 가이드끼움공(430)이 형성되며, 상기 가이드끼움공(430)에 상기 메인회전축(10)이 회전할 수 있도록 가이드베어링(431)이 구비되어 있어야 한다. 즉, 상기 가이드판(400)의 중앙에 형성된 가이드끼움공(430)에는 상기 메인회전축(10)이 설치되어 회전될 수 있도록 상기 가이드베어링(431)을 구비하여야 한다.

또한, 상기 가이드판(400)에는 상기 블레이드 암(320)을 가이드하기 위한 회전가이드레일(410)이 형성되어야 한다.
상기 회전가이드레일(410)은 단면상에서 연속된 곡선으로 형성되며, 상기 가이드끼움공(430)에 끼워진 상기 메인회전축(10)을 중심으로 4등분된 제1구간(411), 제2구간(412), 제3구간(413), 제4구간(414)으로 구성된다.

삭제

상기 제1구간(411)은 상기 메인회전축(10)부터 상기 곡선까지의 길이인 곡률반경이 일정길이로 형성되며, 상기 곡률반경이 일정길이로 형성된 일측에서 타측까지 일정한 곡률반경을 갖는 원호로 형성된다.

상기 제2구간(412)은 일측이 상기 제1구간(411)의 타측과 연결되어 있어야 하며, 상기 일측에서 타측으로 갈수록 점차 곡률반경이 작아지는 원호로 형성되어야 한다.

상기 제3구간(413)은 상기 제2구간(412)의 타측과 연결되는 일측에서 타측으로 갈수록 점차 곡률반경이 작아지는 원호로 형성된다.

상기 제4구간(414)은 일측이 상기 제3구간(413)의 타측과 연결되고, 타측이 상기 제1구간(411)의 일측과 연결되어야 한다.

상기 제4구간(414)의 일측은 왜곡부(415)로 갈수록 점차 곡률반경이 작아지다가 상기 왜곡부(415)에서 상기 회전가이드레일(410)의 외측방향으로 왜곡된 후 상기 타측으로 갈수록 곡률반경이 커지게 된다.

다시 말해, 상기 제4구간(414)은 상기 제3구간(413)의 타측과 연결되는 일측에서 왜곡부(415)로 갈수록 점차 곡률반경이 작아지다가 상기 왜곡부(415)에서 상기 회전가이드레일(410)의 외측방향으로 왜곡된 후 다시 타측으로 갈수록 급격하게 곡률반경이 커지면서 상기 제1구간(411)의 일측과 연결될 수 있게 된다.

이때, 상기 제4구간(414)의 왜곡부(415)가 상기 회전가이드레일(410)의 외측방향으로 왜곡되기 때문에 상기 왜곡부(415)의 곡률반경은 상기 제1구간(411) 내지 제3구간(413)의 곡률반경보다 작은 곡률반경을 갖게 된다.

또한, 상기 제4구간(414)의 왜곡부(415)에서 타측까지의 곡률반경은 상기 제1구간(411) 내지 제3구간(413)의 곡률반경보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 형성되는 회전가이드레일(410)은 원형이 아니기 때문에 상기 블레이드 암(320)이 따라 움직이면서 상기 블레이드(300)의 각도를 지속적으로 변경할 수 있게 된다.
상기 회전가이드레일(410)이 상기와 같이 왜곡을 갖는 연속의 곡선으로 형성됨으로써 상기 블레이드(300)가 회전할 수 있도록 상기 블레이드(300)의 각도를 지속적으로 변경하여 바람에 의해 회전력을 갖는 블레이드(300)와 상기 회전력을 갖는 블레이드(300)의 반대방향에 위치된 블레이드(300)의 각도가 서로 달라짐으로 인해 상기 회전력을 갖는 블레이드(300)의 반대방향에 위치된 블레이드(300)가 무저항이 되기 때문에 상기 회전력을 갖는 블레이드(300)의 회전력이 상쇄되는 것을 방지할 수 있어 회전력을 향상시킬 수 있게 된다.
다시 말해, 상기 회전가이드레일이 원형일 경우 상기 블레이드 암(320)이 상기 회전가이드레일(410)을 따라 움직이더라도 상기 블레이드(300)의 각도가 변경되지 않을 뿐만 아니라 서로 마주보는 위치에 있는 블레이드(300)의 각도가 동일하게 될 경우 바람에 의해 회전되는 블레이드(300)의 반대방향에 위치된 블레이드(300)로 저항이 작용하기 때문에 상기 회전되는 블레이드(300)의 회전력이 상쇄되는 문제점이 있지만, 상기 회전가이드레일(410)을 왜곡을 갖는 연속의 곡선으로 형성됨으로써 상기 블레이드(300)의 회전력이 상쇄되는 것을 방지할 수 있게 된다.

상기 회전가이드레일(410)이 형성된 가이드판(400)은 상기 제2지지판(200)에서 상기 메인회전축(10)의 타측방향으로 이격되어 상기 메인회전축(10)에 설치된다.

또한, 상기 가이드판(400)에는 풍향에 따라 상기 가이드판(400) 및 상기 블레이드(300)의 방향을 조정하기 위한 방향키(420)가 연결되어 설치된다.

상기 방향키(420)가 상기 가이드판(400)에 설치될 경우 상기 가이드판(400)에 형성된 회전가이드레일(410)의 제2구간(412) 및 제3구간(413)과 인접되는 위치에 연결되게 된다. 즉, 상기 방향키(420)는 상기 가이드판(400)에 형성된 회전가이드레일(410)의 제1구간(411) 및 제4구간(414)이 인접되는 위치와 반대방향인 제2구간(412) 및 제3구간(413)과 인접되는 위치에 연결되어 설치된다.

상기 방향키(420)는 자동으로 상기 풍향과 동일한 방향으로 위치되어 상기 회전가이드레일(410)의 제1구간(411) 및 제4구간(414)이 상기 풍향과 마주하는 방향에 위치되도록 하여 상기 블레이드(300)의 회전력을 향상시킬 수 있도록 블레이드(300)의 방향을 조정할 수 있게 된다.

여기서, 상기 가이드판(400)과 이격되도록 상기 메인회전축(10)의 타측에 상기 발전기(500)가 설치된다.

상기 발전기(500)는 상기 메인회전축(10)의 타측에 설치되어 풍력에 의해 회전되는 블레이드(300)의 회전동력을 전달받은 상기 제1지지판(100) 및 제2지지판(200)의 회전에 의한 회전되는 상기 메인회전축(10)의 회전력을 이용하여 전기에너지를 생성한다.

한편, 상기 풍력 발전 장치는 상기 메인회전축(10)을 지지하기 위한 지지대(600)와, 상기 메인회전축(10)이 회전하도록 상기 메인회전축(10)의 타측에 설치되는 지지대베어링(610)과, 상기 지지대베어링(610)과 상기 지지대(600)를 연결시키기 위한 보조지지대(620)를 더 포함할 수 있다.

상기 지지대(600)는, 일정길이로 형성되어 상기 풍력 발전 장치를 설치하기 위한 벽면 또는 바닥면 등에 설치될 수 있다.

상기 지지대베어링(610)은, 상기 메인회전축(10)이 회전할 수 있도록 볼베어링 등을 사용하여 상기 메인회전축(10)의 타측에 적어도 하나 이상이 설치되는 것이 바람직하다.

상기 보조지지대(620)는, 일정길이를 갖는 원통형상이나 사각형상 등으로 형성될 수 있으며, 일측이 상기 지지대베어링(610)에 부착되고 타측이 상기 지지대(600)에 부착되어 상기 지지대베어링(610)과 상기 지지대(600)를 연결시켜줄 수 있게 된다.

상기와 같이 구성되는 풍력 발전 장치를 작동시키는 방법은, 상기 도 4에 도시된 바와 같이, 먼저, 상기 방향키(420)가 바람이 불어오는 방향인 풍향과 동일한 방향에 위치된다. 이때, 상기 가이드판(400)의 회전가이드레일(410)은 상기 제1구간(411) 및 제4구간(414)이 상기 풍향과 마주하는 방향에 위치되게 된다.

상기 방향키(420)의 위치가 정해질 경우 상기 블레이드 암(320)이 상기 가이드판(400)의 회전가이드레일(410)을 따라 반시계방향으로 회전하게 된다. 즉, 상기 블레이드(300)는 상기 방향키(420)의 위치가 정해진 후 상기 블레이드 암(320)이 상기 가이드판(400)의 회전가이드레일(410)을 따라 움직이게 됨으로 인해 상기 도 3 내지 도 4에 도시된 블레이드회전궤적(330)과 같이 반시계방향으로 회전하게 된다.
또한, 상기 블레이드(300)가 상기 회전가이드레일(410)을 따라 반시계방향으로 회전되어 상기 회전가이드레일(410)의 제4구간(414)에 위치될 경우 다시 회전가이드레일(410)을 따라 회전될 수 있도록 상기 제4구간(414)의 왜곡부(415)와 풍력으로 인해 각도가 변경되게 된다.

상기 블레이드 암(320)이 상기 회전가이드레일(410)을 따라 반시계방향으로 회전함으로써 상기 풍력이 작용하여 회전력을 향상시킬 수 있도록 상기 블레이드(300)의 방향을 배치하여 주게 된다.

이에 상기 바람과 반대쪽 저항으로 작용하는 블레이드는 무저항이 되기 때문에 회전되는 블레이드의 회전력에 도움을 줄 수 있게 된다.

상기 블레이드(300)가 상기 바람에 의해 회전됨에 따라 상기 메인회전축(10)에 고정된 제1지지판(100) 및 제2지지판(200)에 회전력을 제공하게 된다.

상기 제1지지판(100) 및 제2지지판(200)이 회전하면 상기 메인회전축(10)이 회전하기 때문에 상기 메인회전축(10)의 회전력으로 인해 상기 메인회전축(10)의 타측에 설치된 발전기(500)에 동력을 공급할 수 있다.

상기 발전기(500)는 상기 동력을 공급받아 전기에너지를 생산하게 된다.

상기와 같이 사용되는 풍력 발전 장치는, 풍향에 따라 상기 블레이드(300)의 방향을 자동으로 조정하여 상기 회전가이드레일(410)의 왜곡부(415)를 통해 상기 블레이드(300)가 회전할 수 있도록 상기 블레이드(300)의 각도를 주기적으로 변경함으로써 상기 회전가이드레일(410)의 각 구간을 거쳐 회전하는 블레이드(300)의 각도를 유지시켜 상기 블레이드(300)의 회전력을 극대화시킬 수 있으며, 상기 블레이드(300)의 회전력을 일정하게 유지시킬 수 있어 발전효율을 대폭 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

다시 말해, 상기 풍향에 따라 자동으로 상기 블레이드(300)의 방향을 조정하여 상기 회전가이드레일(410)의 왜곡부(415)와 풍력을 통해 상기 블레이드(300)가 회전할 수 있도록 상기 블레이드(300)의 각도를 주기적으로 변경함으로써 서로 마주보도록 위치된 블레이드(300)의 각도가 서로 동일하게 되어 회전력이 발생하는 블레이드(300)의 반대쪽 블레이드(300)에 저항이 작용하여 회전력이 상쇄되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 상기 블레이드(300)가 회전할 수 있도록 상기 블레이드(300)의 각도를 유지시켜주기 때문에 상기 블레이드(300)의 회전력을 극대화시킬 수 있으며, 바람이 약한 미풍이 불더라도 상기 블레이드(300)의 회전력을 일정하게 유지시킬 수 있어 발전효율을 대폭 향상시킬 수 있게 된다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 경우에는 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

10: 메인회전축 100: 제1지지판
200: 제2지지판 300: 블레이드
310: 블레이드회전축 320: 블레이드 암
330: 블레이드회전궤적 400: 가이드판
410: 회전가이드레일 411: 제1구간
412: 제2구간 413: 제3구간
414: 제4구간 415: 왜곡부
420: 방향키 430: 가이드끼움공
431: 가이드베어링 500: 발전기
600: 지지대 610: 지지대베어링
620: 보조지지대

Claims

일정길이를 갖는 메인회전축(10)에 서로 이격되도록 끼워져 고정되기 위한 일정크기의 제1지지판(100) 및 제2지지판(200)과, 상기 제1지지판(100)과 제2지지판(200) 사이에 설치되어 풍력에 의해 회전되기 위한 블레이드(300)가 형성된 다수의 블레이드회전축(310)과, 상기 블레이드회전축(310)에 연결되어 상기 블레이드(300)의 각도를 변경시키기 위한 블레이드 암(320)과, 상기 블레이드 암(320)을 가이드하기 위해 단면상에서 연속된 곡선으로 회전가이드레일(410)이 형성되고 상기 제2지지판(200)과 이격되도록 상기 메인회전축(10)에 끼워져 고정되기 위한 가이드판(400)과, 상기 가이드판(400)에 연결되어 풍향에 따라 상기 가이드판(400)의 방향을 조정하기 위한 방향키(420)와, 상기 블레이드(300)의 회전동력을 전달받은 상기 제1지지판(100) 및 제2지지판(200)의 회전에 의한 상기 메인회전축(10)의 회전력을 이용하여 전기에너지를 생성하기 위한 발전기(500)를 포함하는 풍력 발전 장치에 있어서,
상기 회전가이드레일(410)은, 상기 메인회전축(10)을 기준으로 제1구간(411), 제2구간(412), 제3구간(413), 제4구간(414)으로 구성되고,
상기 제1구간(411)은, 상기 메인회전축(10)부터 상기 곡선까지의 길이인 곡률반경이 일정길이를 갖는 일측에서 타측까지 상기 곡률반경이 일정하게 형성되며, 상기 제2구간(412)은, 상기 제1구간(411)의 타측과 연결된 일측에서 타측으로 갈수록 점차 곡률반경이 작아지고, 상기 제3구간(413)은, 상기 제2구간(412)의 타측과 연결된 일측에서 타측으로 갈수록 점차 곡률반경이 작아지며, 상기 제4구간(414)은, 상기 제3구간(413)의 타측과 연결된 일측에서 왜곡부(415)로 갈수록 점차 곡률반경이 작아지다가 상기 왜곡부(415)에서 상기 회전가이드레일(410)의 외측방향으로 돌출되도록 왜곡된 후 상기 제1구간(411)의 일측과 연결되도록 타측으로 갈수록 곡률반경이 커지고,
상기 제4구간(414)의 왜곡부(415)는, 곡률반경이 상기 제1구간(411) 내지 제3구간(413)의 곡률반경보다 작게 형성되며,
상기 회전가이드레일(410)의 제1구간(411) 및 상기 제4구간(414)은, 풍력에 의해 상기 블레이드(300)가 회전될 수 있도록 상기 블레이드(300)의 각도를 변경시키기 위해 풍향과 마주하는 방향에 위치되는 풍력 발전 장치.
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