KR101863124B1 - 풍력발전기 - Google Patents

풍력발전기 Download PDF

Info

Publication number
KR101863124B1
KR101863124B1 KR1020170168123A KR20170168123A KR101863124B1 KR 101863124 B1 KR101863124 B1 KR 101863124B1 KR 1020170168123 A KR1020170168123 A KR 1020170168123A KR 20170168123 A KR20170168123 A KR 20170168123A KR 101863124 B1 KR101863124 B1 KR 101863124B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wind
fixing
rotation
rotating
unit
Prior art date
Application number
KR1020170168123A
Other languages
English (en)
Inventor
이건호
장대희
구보경
정승현
주정훈
정진우
Original Assignee
한국건설기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국건설기술연구원 filed Critical 한국건설기술연구원
Priority to KR1020170168123A priority Critical patent/KR101863124B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101863124B1 publication Critical patent/KR101863124B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/005—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  the axis being vertical
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F03D7/06—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/30—Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/34—Wind motors specially adapted for installation in particular locations on stationary objects or on stationary man-made structures
    • F03D9/35—Wind motors specially adapted for installation in particular locations on stationary objects or on stationary man-made structures within towers, e.g. using chimney effects
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/30—Wind power
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/728—Onshore wind turbines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 풍력발전기는 공동주택 또는 고층건물의 옥상에 고정되며 수직덕트와 결합하여 배기풍이 이동하는 본체와, 상기 본체의 상단부가 내부에 위치하도록 상기 본체에 얹혀져 외기풍 또는 배기풍에 의해 회전하는 회전체와, 상기 회전체의 내측 상면에 고정되어 수직덕트 방향으로 길게 형성되는 연결핀과, 상기 연결핀의 타단에 연결되어 상기 회전체의 회전력을 통해 자가발전을 하는 발전기와, 상기 본체에 고정되고 외기풍의 공력에 의해 상기 회전체와 접촉되어 상기 회전체의 회전속도를 제어하는 제어장치를 구비할 수 있다.

Description

풍력발전기{A wind turbine generator}
본 발명은 풍력발전기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공력을 이용하여 회전수를 제어할 수 있는 풍력발전기에 관한 것이다.
일반적으로 공동주택이나 고층건물의 옥상에는 벤츄레이터 또는 수직형 풍력발전기가 설치된다.
특히, 최근 시공되는 공동주택은 3가구 이상의 유닛이 되는 타워형으로 많이 시공되며, 이때 공용공간에는 계단실 및 엘리베이터 실을 중심으로 큰 삼각형의 덕트 공간이 발생하여 약 12~15개의 벤츄레이터가 적용될 수 있다.
여기서, 상기의 벤츄레이터 및 수직형 풍력발전기는 7~8m/s 이상의 외기풍이 동반되는 태풍 및 기상이변이 발생할 시 파손의 가능성이 크다.
종래의 기술들은 이를 해결하기 위해 강풍 발생시 브레이크 디스크를 이용하여 회전수를 제어하는 것이 대부분이다. 그러나 장기간 디스크가 작동하여 접촉 횟수가 증가할수록 화재의 가능성이 커지며, 마찰 시 발생하는 소음 및 분진 등이 발생하는 문제점이 있다.
또한, 디스크를 이용한 브레이크는 고가이므로 저가의 건자재에 속하는 벤츄레이터에 적용하기에는 어려움이 있다.
대한민국 등록특허 제10-1673540호(2016.11.01)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 공력을 이용하여 회전수를 제어할 수 있는 풍력발전기를 제공하는 것이다.
또한, 회전수를 제어할 시 발생하는 마찰소음, 분진발생 및 화재발생을 최소화할 수 있는 풍력발전기를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 풍력발전기는 공동주택 또는 고층건물의 옥상에 고정되며 수직덕트와 결합하여 배기풍이 이동하는 본체와, 상기 본체의 상단부가 내부에 위치하도록 상기 본체에 얹혀져 외기풍 또는 배기풍에 의해 회전하는 회전체와, 상기 회전체의 내측 상면에 고정되어 수직덕트 방향으로 길게 형성되는 연결핀과, 상기 연결핀의 타단에 연결되어 상기 회전체의 회전력을 통해 자가발전을 하는 발전기와, 상기 본체에 고정되고 외기풍의 공력에 의해 상기 회전체와 접촉되어 상기 회전체의 회전속도를 제어하는 제어장치를 구비할 수 있다.
상기 제어장치는 상기 본체에 고정되는 고정부와, 상기 고정부에 고정되어 상기 회전체 방향으로 돌출된 받침부와, 상기 받침부의 일단에 구비되는 회전부와, 상기 회전부 및 상기 받침부와 연결되어 상기 회전부가 상기 받침부를 축으로 회전하도록 하는 연결부와, 상기 회전부의 하단과 상기 고정부의 일면 사이에 위치하여 상기 회전부가 탄력적으로 움직이도록 하는 스프링부와, 상기 회전부의 상단에 구비되는 롤러부와, 상기 회전체에 구비되어 상기 롤러부와 접촉되는 접촉부를 구비할 수 있다.
상기 회전부는 상기 롤러부와 결합하는 제1부재와, 상기 제1부재의 하단에 구비되어 상기 연결부와 연결되는 제2부재와, 상기 제2부재의 하단에 구비되어 상기 스프링부와 결합하는 제1결합판이 구비된 제3부재를 구비할 수 있다.
상기 고정부에는 상기 제1결합판과 대응되는 위치에 구비되어 상기 스프링부와 결합하는 제2결합판이 구비될 수 있다.
상기 제1부재에는 상기 롤러부의 상단과 하단에 각각 구비되어 상기 롤러부가 상기 제1부재에서 이탈하는 것을 방지하는 한 쌍의 고정판이 구비될 수 있다.
상기 제3부재에는 상기 제1결합판과 대응되는 일면에 구비되어 풍압을 받는 풍압판이 구비될 수 있다.
상기 롤러부는 상기 풍압판이 받는 외기풍의 풍압 방향과 반대되는 방향으로 회전할 수 있다.
한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 풍력발전기는 공동주택 또는 고층건물의 옥상에 고정되는 고정부재와, 상기 고정부재의 상단에 위치하여 외기풍에 의해 회전하는 회전부재와, 상기 고정부재에 고정되고 외기풍의 공력에 의해 상기 회전부재와 접촉되어 상기 회전부재의 회전속도를 제어하는 제어장치를 구비할 수 있다.
상기 제어장치는 상기 고정부재에 고정되어 상기 회전체 방향으로 돌출된 받침부와, 상기 받침부의 일단에 구비되는 회전부와, 상기 회전부의 일단 및 상기 받침부와 연결되어 상기 회전부가 상기 받침부를 축으로 회전하도록 하는 연결부와, 상기 회전부의 고정부재 측 일면과 상기 고정부재 사이에 위치하여 상기 회전부가 탄력적으로 움직이도록 하는 스프링부와, 상기 회전부의 상단에 구비되는 롤러부와, 상기 회전부재에 구비되어 상기 롤러부와 접촉되는 접촉부를 구비할 수 있다.
상기 회전부는 상기 롤러부와 결합하는 제1부재와, 상기 제1부재의 하단에 구비되어 상기 연결부와 연결되고 상기 스프링부와 결합하는 제1결합판이 구비된 제2부재를 구비할 수 있다.
상기 고정부재에는 상기 제1결합판과 대응되는 위치에 구비되어 상기 스프링부와 결합하는 제2결합판이 구비될 수 있다.
상기 제1부재에는 상기 롤러부의 상단과 하단에 각각 구비되어 상기 롤러부가 상기 제1부재에서 이탈하는 것을 방지하는 한 쌍의 고정판이 구비될 수 있다.
상기 제1부재에는 상기 제1결합판과 대응되는 일면에 구비되어 풍압을 받는 풍압판이 구비될 수 있다.
상기 롤러부는 상기 풍압판이 받는 외기풍의 풍압 방향과 동일한 방향으로 회전할 수 있다.
본 발명의 따른 풍력발전기에 의하면, 공력을 이용하여 회전수를 제어할 수 있는 것이다.
또한, 회전수를 제어할 시 발생하는 마찰소음, 분진발생 및 화재발생을 최소화할 수 있는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 풍력발전기의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 A 부분을 확대한 확대도.
도 3은 도 2에 도시된 제어장치의 변형 예를 나타낸 사시도.
도 4 내지 도 6은 도 1에 도시된 풍력발전기의 변형 예를 나타낸 단면도.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 풍력발전기의 사시도.
도 8은 7에 도시된 풍력발전기의 제어장치를 나타낸 도면.
도 9는 도 8에 도시된 제어장치의 변형 예를 나타낸 사시도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 풍력발전기에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 풍력발전기의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 A 부분을 확대한 확대도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 풍력발전기(10)는 공동주택 또는 고층건물의 옥상에 설치되며, 수직덕트와 결합하여 외부에서 발생하는 외기풍과 내부에서 발생하는 배기풍을 이용하여 자가발전을 할 수 있다.
그리고 상기의 풍력발전기(10)는 7~8m/s 이상의 외기풍이 동반되는 태풍 및 기상이변이 발생할 시 회전속도를 제어함으로써 풍력발전기(10)의 파손을 방지할 수 있다.
이를 위해, 상기의 풍력발전기(10)는 본체(100), 회전체(200), 연결핀(300), 발전기(400) 및 제어장치(500)를 구비할 수 있다.
상기의 본체(100)는 공동주택의 수직덕트와 실질적으로 결합하는 곳으로서 배기풍이 본체(100)에 의해 이동할 수 있다. 그리고 수직덕트의 형상에 따라 원형을 비롯한 다각형의 기둥형상으로 제작될 수 있으며 도면에는 도시하지 않았지만, 배기풍의 흐름을 집중시키기 위해 상부로 갈수록 단면적이 작아지는 형태의 기둥형상으로 제작될 수 있다.
상기의 회전체(200)는 본체(100)의 상단에 얹혀져 외기풍 또는 배기풍에 의해 회전할 수 있다. 여기서, 회전체(200)에는 본체(100)의 상단부(110)가 내부에 위치하도록 얹혀지며, 상단부(110)와 회전체(200) 사이에 형성된 이격 공간에 의해 본체(100)의 상단부(110)를 축으로 회전하게 된다.
상기의 연결핀(300)은 일 방향으로 길게 형성되어 일단이 회전체(200)의 내측 상면에 고정되고 타단이 수직덕트 방향으로 길게 뻗은 형태로 구비될 수 있다. 연결핀(300)은 회전체(200)가 회전할 시 회전체(200)와 함께 회전할 수 있다.
상기의 발전기(400)는 연결핀(300)의 타단에 연결되어 연결핀(300)을 통해 회전체(200)의 회전력을 전달받아 자가발전을 할 수 있다.
상기의 제어장치(500)는 본체(100)의 외면에 고정되고 외기풍의 공력에 의해 회전체(200)와 접촉되어 회전체(200)의 회전속도를 제어하여 7~8m/s 이상의 외기풍이 동반되는 태풍 및 기상이변으로 인해 풍력발전기(10)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.
이를 위해, 상기의 제어장치(500)는 고정부(510), 받침부(520), 회전부(530), 연결부(540), 스프링부(550), 롤러부(560) 및 접촉부(570)를 구비할 수 있다.
상기의 고정부(510)는 판 형상으로 형성되며, 본체(100)의 외면에 구비될 수 있다. 도면에는 도시하지 않았지만, 피스 등을 활용하여 본체(100)에 고정하여 설치 및 향후 교체나 수리가 용이하도록 함으로써 신규 또는 기존 풍력발전기(10)에도 용이하게 적용할 수 있다.
상기의 받침부(520)는 고정부(510)에 고정되며 회전체(200)의 내측면 방향으로 돌출된 형태로 구비될 수 있다. 그리고 받침부(520)의 일단에는 회전부(530)가 구비될 수 있다. 여기서, 상기의 회전부(530)는 제1부재(531), 제1부재(531)의 하단에서 연장되는 제2부재(532) 및 제2부재(532)의 하단에서 연장되는 제3부재(533)를 구비할 수 있다.
상기의 회전부(530)의 제2부재(532)와 받침부(520)는 상기의 연결부(540)에 연결될 수 있으며, 연결부(540)를 통해 받침부(520)와 연결된 회전부(530)는 받침부(520)를 축으로 회전할 수 있다. 여기서, 상기의 받침부(520)는 일측이 고정부(510)에 고정된 상태이므로 회전부(530)의 제1부재(531)가 고정부(510)와 근접하게 회전할 경우에는 회전부(530)의 제3부재(533)가 고정부(510)와 멀어지게 되고, 회전부(530)의 제1부재(531)가 고정부(510)와 멀어지게 될 경우에는 회전부(530)의 제3부재(533)가 고정부(510)와 근접하게 된다.
상기의 스프링부(550)는 회전부(530)의 제3부재(533)와 고정부(510)의 일면 사이에 위치하며 회전부(530)가 회전할 시 탄력적으로 움직이도록 할 수 있다. 이에 따라, 평소에는 회전부(530)의 제1부재(531)가 고정부(510)와 근접한 상태를 유지하고 일정 속도 이상의 외기풍이 불 시에는 회전부(530)의 제3부재(533)가 고정부(510)와 근접하도록 하며, 외기풍이 불지 않을 시에는 다시 회전부(530)의 제1부재(531)가 고정부(510)와 근접한 상태를 유지하도록 할 수 있다.
그리고 제3부재(533)에는 스프링부(550)와 결합하는 제1결합판(534)이 구비되며, 고정부(510)에는 제1결합판(534)과 대응되는 위치에 구비되어 스프링부(550)와 결합하는 제2결합판(511)이 구비될 수 있다.
상기의 롤러부(560)는 회전부(530)의 제1부재(531)에 구비될 수 있다. 제1부재(531)에 구비되는 롤러부(560)는 제1부재(531)가 외기풍에 의해 고정부(510)와 멀어짐과 동시에 회전체(200)의 내측면과 접촉할 수 있다. 여기서, 제1부재(531)에는 한 쌍의 고정판(5311)이 구비되는데 상기의 한 쌍의 고정판(5311)은 롤러부(560)의 상단과 하단에 각각 구비되어 롤러부(560)가 제1부재(531)에서 이탈하는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다.
상기의 접촉부(570)는 회전체(200)의 내측면의 내주면을 따라 구비될 수 있다. 이때, 접촉부(570)는 외기풍에 의해 제1부재(531)가 고정부(510)와 멀어져 롤러부(560)가 회전체(200)에 접촉되는 위치에 구비되어 롤러부(560)와 접촉되도록 할 수 있다.
상기에서 살펴본 내용을 토대로 제어장치(500)의 회전속도 제어 원리를 살펴보면 다음과 같다.
우선, 일정속도 이상의 외기풍이 불기 전에는 스프링부(550)의 탄성에 의해 롤러부(560)가 고정부(510)와 근접하게 위치한다. 이로 인해 회전체(200)는 제어장치(500)에 영향을 받지 않고 회전하게 된다.
일정속도 이상의 외기풍이 불 시에는 외기풍에 의해 회전부(530)의 제3부재(533)가 고정부(510)에 근접하게 되고 이와 동시에 롤러부(560)가 접촉부(570)와 접촉하게 된다. 회전체(200)는 제어장치(500)의 롤러부(560)와 접촉부(570)가 서로 맞대어진 상태로 회전하게 된다. 회전체(200)가 롤러부(560)와 접촉부(570)가 서로 맞대어진 상태로 회전함에 따라 롤러부(560)와 접촉부(570) 사이의 마찰력이 지속적으로 가해져 회전체(200)의 회전속도를 감쇠시켜 회전체(200)가 외기풍에 의해 과하게 회전하는 것을 방지할 수 있다.
일정속도 이상의 외기풍이 더는 불지 않을 시에는 스프링부(550)의 탄성에 의해 회전부(530)의 제3부재(533)가 다시 고정부(510)와 멀어지게 되고 이와 동시에 롤러부(560)가 접촉부(570)로부터 떨어지게 되어 회전체(200)가 제어장치(500)의 제어로부터 해제될 수 있다.
이와 같이, 상기의 제어장치(500)를 구비함에 따라 회전속도를 제어함과 동시에 분진, 소음감소 및 화재 예방을 할 수 있어 민원발생을 최소화할 수 있고, 간단한 구조이므로 현장적용성이 높으며 낮은 비용으로 적용할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 풍력발전기(10)는 발전기(400)의 외부에 구비되어 발전기(400)가 내장되는 케이스(800)가 구비될 수 있다. 상기의 케이스(800)는 몸체부(810), 머리부(820) 및 바닥부(830)를 구비할 수 있다. 몸체부(810)는 발전기(400)의 측면과 연결핀(300) 측 일면을 감싸는 형태로 구비되고, 머리부(820)는 몸체부(810)의 일단에서 연장되어 수직덕트 측 일면을 가리는 형태로 구비될 수 있다. 여기서, 머리부(820)는 수직덕트 방향으로 반구 형상이 되도록 구비되어 최소한의 저항으로 배기풍이 회전체(200) 측으로 이동하도록 유도하는 효과를 발휘할 수 있다.
그리고 바닥부(830)는 머리부(820)와 대응되도록 몸체부(810)의 타단에 구비되며, 몸체부(810)와 머리부(820)에 의해 측면과 하부가 감싸진 형태로 구비되는 발전기(400)의 상부를 덮어 케이스(800)의 내부를 밀폐시킬 수 있다. 바닥부(830)에 의해 케이스(800)의 내부가 밀폐됨으로써 케이스(800)의 내부로 오염물질이 유입되는 것을 방지하는 효과를 발휘할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 풍력발전기(10)는 발전기(400)를 본체(100)에 고정하는 상부고정판(900)이 구비될 수 있다. 상기의 상부고정판(900)은 케이스(800)를 관통하여 발전기(400)와 결합하는 제1결합부(910)와 제1결합부(910)에서 하 방향으로 절곡되어 본체(100)에 고정되는 제2결합부(920)를 구비할 수 있다. 제2결합부(920)가 제1결합부(910)에서 하 방향으로 절곡됨에 따라 단면상으로 'ㄷ'자 형상으로 구비될 수 있으며, 본체(100)와 맞대어지는 제2결합부(920)는 별도의 피스 또는 나사 등에 의해 본체(100)에 고정될 수 있다. 발전기(400)와 결합하는 상부고정판(900)이 본체(100)에 고정됨에 따라 발전기(400)가 작동될 시 발생하는 소음 및 진동을 최소화하는 효과를 발휘할 수 있다.
다음은 본 발명의 일 실시 예에 따른 풍력발전기(10)의 제어장치(500)의 변형 예에 대해 설명하도록 한다. 이하의 설명에서는 상술한 실시 예와 서로 다른 부분만을 상세하게 설명하며 동일하거나 극히 유사한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
도 3은 도 2에 도시된 제어장치의 변형 예를 나타낸 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 풍력발전기(10)의 제어장치(500)는 풍압판(535)을 구비할 수 있다.
상기의 풍압판(535)은 제3부재(533)에 구비될 수 있으며, 제3부재(533)에 구비되는 제1결합판(534)과 대응되는 일면에 위치할 수 있다.
제3부재(533)에 구비된 풍압판(535)은 외기풍의 풍압을 받은 역할을 하여 외기풍에 의해 제3부재(533)가 고정부(510)와 근접하게 위치하도록 함과 동시에 롤러부(560)가 접촉부(570)와 접촉되도록 하며, 상기의 롤러부(560)는 풍압판(535)이 받는 외기풍의 풍압 방향과 반대되는 방향으로 회전하게 된다.
다음은 본 발명의 일 실시 예에 따른 풍력발전기(10)의 변형 예에 대해 설명하도록 한다. 이하의 설명에서는 상술한 실시 예와 서로 다른 부분만을 상세하게 설명하며 동일하거나 극히 유사한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
도 4 내지 도 6은 도 1에 도시된 풍력발전기의 변형 예를 나타낸 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 풍력발전기(10)는 하부고정판(1000)을 구비할 수 있다. 상기의 하부고정판(1000)은 케이스(800)를 관통하고, 발전기(400)의 하부와 결합하며 양단이 본체(100)에 고정될 수 있다. 이를 위해, 하부고정판(1000)은 케이스(800)를 관통하여 발전기(400)와 결합하는 제3결합부(1010)와 제3결합부(1010)에서 하 방향으로 절곡되어 본체(100)에 고정되는 제4결합부(1020)를 구비할 수 있다. 제4결합부(1020)가 제3결합부(1010)에서 하 방향으로 절곡됨에 따라 단면상으로 'ㄷ'자 형상으로 구비될 수 있으며, 본체(100)와 맞대어지는 제4결합부(1020)는 별도의 피스 또는 나사 등에 의해 본체(100)에 고정될 수 있다. 발전기(400)와 결합하는 하부고정판(1000)이 본체(100)에 고정됨에 따라 상부고정판(900)과 더불어 발전기(400)가 작동될 시 발생하는 소음 및 진동을 최소화하는 효과를 발휘할 수 있다.
한편, 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 풍력발전기(10)는 블레이드(1100)를 구비할 수 있다. 상기의 블레이드(1100)는 연결핀(300)과 결합하고 외기풍 또는 배기풍에 의해 회전하여 발전기(400)에 전달되는 회전력 향상을 위해 결합구(1110), 베어링(1120) 및 윙(1130)을 구비할 수 있다. 결합구(1110)는 연결핀(300)과 결합하는 곳으로서 연결핀(300)의 외주면 일부를 감싸는 원기둥 형상으로 구비될 수 있다. 베어링(1120)은 결합구(1110)와 연결핀(300) 사이에 구비되어 블레이드(1100)가 연결핀(300)을 축으로 회전할 시 결합구(1110)와 연결핀(300) 사이에 발생하는 마찰력을 최소화하여 블레이드(1100)가 용이하게 회전하도록 할 수 있다. 윙(1130)은 유선형으로 형성되고 결합구(1110)의 외주면에 일정간격을 유지하여 다수개가 구비될 수 있다. 다수개의 윙(1130)이 일정간격을 유지하도록 구비됨으로써 배기풍이 회전체(200) 방향으로 용이하게 이동될 수 있다. 상기와 같이, 블레이드(1100)가 구비됨으로써 외기풍이나 배기풍에 의한 회전력이 향상됨에 따라 발전기(400)에 전달되는 회전력 또한 증가하여 자가발전량을 높일 수 있다. 또한, 배기풍에 의해 블레이드(1100)가 회전할 시 연결핀(300)에 의해 회전체(200)가 회전하게 됨으로써 배기풍을 시동동력으로 사용하여 지속적으로 작동할 수 있다.
한편, 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 풍력발전기(10)는 케이스(800)를 관통하고, 발전기(400)의 하부와 결합하며 양단이 본체(100)에 고정되어 발전기(400)의 소음 및 진동을 최소화하는 하부고정판(1000)을 더 구비할 수 있다. 하부고정판(1000)이 추가로 구비됨에 따라 발전기(400)가 작동할 시 발생하는 소음 및 진동을 더욱 효과적으로 방지할 수 있다.
다음은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 풍력발전기(10)에 대해 설명하도록 한다. 이하의 설명에서는 상술한 실시 예와 서로 다른 부분만을 상세하게 설명하며 동일하거나 극히 유사한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 풍력발전기의 사시도이고, 도 8은 도 7에 도시된 풍력발전기의 제어장치를 나타낸 도면이다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 풍력발전기(10)는 공동주택 또는 고층건물의 옥상에 고정되는 고정부재(600), 고정부재(600)의 상단에 위치하여 외기풍에 의해 회전하는 회전부재(700) 및 고정부재(600)에 고정되고 외기풍의 공력에 의해 회전부재(700)와 접촉되어 회전부재(700)의 회전속도를 제어하는 제어장치(500)를 구비할 수 있다.
그리고 상기의 제어장치(500)는 고정부(510), 받침부(520), 회전부(530), 연결부(540), 스프링부(550), 롤러부(560) 및 접촉부(570)를 구비할 수 있다.
상기의 고정부(510)는 판 형상으로 형성되며, 고정부재(600)에 구비될 수 있다. 도면에는 도시하지 않았지만, 피스 등을 활용하여 고정부재(600)에 고정하여 설치 및 향후 교체나 수리가 용이하도록 함으로써 신규 또는 기존 풍력발전기(10)에도 용이하게 적용할 수 있다.
상기의 받침부(520)는 고정부(510)에 고정되며 고정부(510)로부터 돌출된 형태로 구비될 수 있다. 그리고 받침부(520)의 일단에는 회전부(530)가 구비될 수 있다. 여기서, 상기의 회전부(530)는 제1부재(531) 및 제1부재(531)의 하단에서 연장되는 제2부재(532)를 구비할 수 있다.
상기의 제2부재(532)의 일단과 받침부(520)는 상기의 연결부(540)에 연결될 수 있으며, 연결부(540)를 통해 받침부(520)와 연결된 회전부(530)는 받침부(520)를 축으로 회전할 수 있다.
상기의 스프링부(550)는 회전부(530)의 고정부재(600) 측 일면과 고정부재(600) 사이에 위치하여 회전부(530)가 탄력적으로 움직이도록 할 수 있다. 이에 따라, 평소에는 회전부(530)의 제1부재(531)가 회전부재(700)와 멀어진 상태를 유지하고 일정 속도 이상의 외기풍이 불 시에는 회전부(530)의 제1부재(531)가 회전부재(700)와 근접하도록 하며, 외기풍이 불지 않을 시에는 다시 회전부(530)의 제1부재(531)가 회전부재(700)와 멀어진 상태를 유지하도록 할 수 있다.
그리고 제2부재(532)에는 스프링부(550)와 결합하는 제1결합판(534)이 구비되며, 고정부재(600)에는 제1결합판(534)과 대응되는 위치에 구비되어 스프링부(550)와 결합하는 제2결합판(511)이 구비될 수 있다.
상기의 롤러부(560)는 회전부(530)의 제1부재(531)에 구비될 수 있다. 제1부재(531)에 구비되는 롤러부(560)는 제1부재(531)가 외기풍에 의해 고정부재(600)와 접촉할 수 있다. 여기서, 제1부재(531)에는 한 쌍의 고정판(5311)이 구비되는데 상기의 한 쌍의 고정판(5311)은 롤러부(560)의 상단과 하단에 각각 구비되어 롤러부(560)가 제1부재(531)에서 이탈하는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다.
상기의 접촉부(570)는 회전부재(700)의 외측면의 외주면을 따라 구비될 수 있다. 이때, 접촉부(570)는 외기풍에 의해 제1부재(531)가 회전부재(700)가 근접하여 롤러부(560)가 회전부재(700)에 접촉되는 위치에 구비되어 롤러부(560)와 접촉되도록 할 수 있다.
상기에서 살펴본 내용을 토대로 제어장치(500)의 회전속도 제어 원리를 살펴보면 다음과 같다.
우선, 일정속도 이상의 외기풍이 불기 전에는 스프링부(550)의 탄성에 의해 롤러부(560)가 회전부재(700)와 일정거리 이격되어 위치한다. 이로 인해 회전부재(700)는 제어장치(500)에 영향을 받지 않고 회전하게 된다.
일정속도 이상의 외기풍이 불 시에는 외기풍에 의해 회전부(530)의 제1부재(531)가 회전부재(700)에 근접하게 되고 이와 동시에 롤러부(560)가 접촉부(570)와 접촉하게 된다. 회전부재(700)는 제어장치(500)의 롤러부(560)와 접촉부(570)가 서로 맞대어진 상태로 회전하게 된다. 회전부재(700)가 롤러부(560)와 접촉부(570)가 서로 맞대어진 상태로 회전함에 따라 롤러부(560)와 접촉부(570) 사이의 마찰력이 지속적으로 가해져 회전부재(700)의 회전속도를 감쇠시켜 회전부재(700)가 외기풍에 의해 과하게 회전하는 것을 방지할 수 있다.
일정속도 이상의 외기풍이 더는 불지 않을 시에는 스프링부(550)의 탄성에 의해 회전부(530)의 제1부재(531)가 다시 회전부재(700)와 멀어지게 되고 이와 동시에 롤러부(560)가 접촉부(570)로부터 떨어지게 되어 회전부재(700)가 제어장치(500)의 제어로부터 해제될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 풍력발전기(10)는 상기의 제어장치(500)를 구비함에 따라 회전속도를 제어할 수 있다. 그리고 분진, 소음감소 및 화재 예방을 할 수 있어 민원발생을 최소화할 수 있고, 간단한 구조이므로 현장적용성이 높으며 낮은 비용으로 적용할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
다음은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 풍력발전기(10)의 제어장치(500)의 변형 예에 대해 설명하도록 한다. 이하의 설명에서는 상술한 실시 예와 서로 다른 부분만을 상세하게 설명하며 동일하거나 극히 유사한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
도 9는 도 7에 도시된 제어장치의 변형 예를 나타낸 사시도이다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 풍력발전기(10)의 제어장치(500)는 풍압판(535)을 구비할 수 있다.
상기의 풍압판(535)은 제2부재(532)에 구비될 수 있으며, 제2부재(532)에 구비되는 제1결합판(534)과 대응되는 일면에 위치할 수 있다.
제2부재(532)에 구비된 풍압판(535)은 외기풍의 풍압을 받은 역할을 하여 외기풍에 의해 제1부재(531)가 회전부재(700)와 근접하게 위치하도록 하여 롤러부(560)가 접촉부(570)와 접촉되도록 하며, 상기의 롤러부(560)는 풍압판(535)이 받는 외기풍의 풍압 방향과 동일한 방향으로 회전할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 풍력발전기에 대해 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니한다. 그리고 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
10: 풍력발전기 100: 본체
110: 상단부 200: 회전체
300: 연결핀 400: 발전기
500: 제어장치 510: 고정부
511: 제2결합판 520: 받침부
530: 회전부 531: 제1부재
5311: 고정판 532: 제2부재
533: 제3부재 534: 제1결합판
535: 풍압판 540: 연결부
550: 스프링부 560: 롤러부
570: 접촉부 600: 고정부재
700: 회전부재

Claims (14)

  1. 공동주택 또는 고층건물의 옥상에 고정되며 수직덕트와 결합하여 배기풍이 이동하는 본체와,
    상기 본체의 상단부가 내부에 위치하도록 상기 본체에 얹혀져 외기풍 또는 배기풍에 의해 회전하는 회전체와,
    상기 회전체의 내측 상면에 고정되어 수직덕트 방향으로 길게 형성되는 연결핀과,
    상기 연결핀의 타단에 연결되어 상기 회전체의 회전력을 통해 자가발전을 하는 발전기와,
    상기 본체에 고정되고 외기풍의 공력에 의해 상기 회전체와 접촉되어 상기 회전체의 회전속도를 제어하는 제어장치를 구비하고,
    상기 제어장치는 상기 본체에 고정되는 고정부와, 상기 고정부에 고정되어 상기 회전체 방향으로 돌출된 받침부와, 상기 받침부의 일단에 구비되는 회전부와, 상기 회전부 및 상기 받침부와 연결되어 상기 회전부가 상기 받침부를 축으로 회전하도록 하는 연결부와, 상기 회전부의 하단과 상기 고정부의 일면 사이에 위치하여 상기 회전부가 탄력적으로 움직이도록 하는 스프링부와, 상기 회전부의 상단에 구비되는 롤러부와, 상기 회전체에 구비되어 상기 롤러부와 접촉되는 접촉부를 구비하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 회전부는 상기 롤러부와 결합하는 제1부재와,
    상기 제1부재의 하단에 구비되어 상기 연결부와 연결되는 제2부재와,
    상기 제2부재의 하단에 구비되어 상기 스프링부와 결합하는 제1결합판이 구비된 제3부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 고정부에는 상기 제1결합판과 대응되는 위치에 구비되어 상기 스프링부와 결합하는 제2결합판이 구비되는 것을 특징으로 하는 풍력발전기.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제1부재에는 상기 롤러부의 상단과 하단에 각각 구비되어 상기 롤러부가 상기 제1부재에서 이탈하는 것을 방지하는 한 쌍의 고정판이 구비되는 것을 특징으로 하는 풍력발전기.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제3부재에는 상기 제1결합판과 대응되는 일면에 구비되어 풍압을 받는 풍압판이 구비되는 것을 특징으로 하는 풍력발전기.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 롤러부는 상기 풍압판이 받는 외기풍의 풍압 방향과 반대되는 방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기.
  8. 공동주택 또는 고층건물의 옥상에 고정되는 고정부재와,
    상기 고정부재의 상단에 위치하여 외기풍에 의해 회전하는 회전부재와,
    상기 고정부재에 고정되고 외기풍의 공력에 의해 상기 회전부재와 접촉되어 상기 회전부재의 회전속도를 제어하는 제어장치를 구비하고,
    상기 제어장치는 상기 고정부재에 고정되어 상기 회전부재 방향으로 돌출된 받침부와, 상기 받침부의 일단에 구비되는 회전부와, 상기 회전부의 일단 및 상기 받침부와 연결되어 상기 회전부가 상기 받침부를 축으로 회전하도록 하는 연결부와, 상기 회전부의 고정부재 측 일면과 상기 고정부재 사이에 위치하여 상기 회전부가 탄력적으로 움직이도록 하는 스프링부와, 상기 회전부의 상단에 구비되는 롤러부와, 상기 회전부재에 구비되어 상기 롤러부와 접촉되는 접촉부를 구비하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기.
  9. 삭제
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 회전부는 상기 롤러부와 결합하는 제1부재와,
    상기 제1부재의 하단에 구비되어 상기 연결부와 연결되고 상기 스프링부와 결합하는 제1결합판이 구비된 제2부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 고정부재에는 상기 제1결합판과 대응되는 위치에 구비되어 상기 스프링부와 결합하는 제2결합판이 구비되는 것을 특징으로 하는 풍력발전기.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 제1부재에는 상기 롤러부의 상단과 하단에 각각 구비되어 상기 롤러부가 상기 제1부재에서 이탈하는 것을 방지하는 한 쌍의 고정판이 구비되는 것을 특징으로 하는 풍력발전기.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 제1부재에는 상기 제1결합판과 대응되는 일면에 구비되어 풍압을 받는 풍압판이 구비되는 것을 특징으로 하는 풍력발전기.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 롤러부는 상기 풍압판이 받는 외기풍의 풍압 방향과 동일한 방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기.
KR1020170168123A 2017-12-08 2017-12-08 풍력발전기 KR101863124B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170168123A KR101863124B1 (ko) 2017-12-08 2017-12-08 풍력발전기

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170168123A KR101863124B1 (ko) 2017-12-08 2017-12-08 풍력발전기

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101863124B1 true KR101863124B1 (ko) 2018-07-02

Family

ID=62913971

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170168123A KR101863124B1 (ko) 2017-12-08 2017-12-08 풍력발전기

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101863124B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102016471B1 (ko) * 2018-06-21 2019-09-02 한국건설기술연구원 풍력발전기
CN114562780A (zh) * 2022-02-15 2022-05-31 熊艺浩 一种利用风能驱动的高楼换气装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004124770A (ja) * 2002-09-30 2004-04-22 Daiwa House Ind Co Ltd 垂直軸型風車のブレーキシステム
JP2004232582A (ja) * 2003-01-31 2004-08-19 Fjc:Kk 縦軸風車
KR101806399B1 (ko) 2016-12-01 2017-12-08 한국건설기술연구원 벤츄레이터

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004124770A (ja) * 2002-09-30 2004-04-22 Daiwa House Ind Co Ltd 垂直軸型風車のブレーキシステム
JP2004232582A (ja) * 2003-01-31 2004-08-19 Fjc:Kk 縦軸風車
KR101806399B1 (ko) 2016-12-01 2017-12-08 한국건설기술연구원 벤츄레이터

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102016471B1 (ko) * 2018-06-21 2019-09-02 한국건설기술연구원 풍력발전기
CN114562780A (zh) * 2022-02-15 2022-05-31 熊艺浩 一种利用风能驱动的高楼换气装置
CN114562780B (zh) * 2022-02-15 2023-12-12 广东威诺高科技股份有限公司 一种利用风能驱动的高楼换气装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11268528B2 (en) Ceiling fan system with brushless motor
KR101863124B1 (ko) 풍력발전기
EP2456974B1 (en) Wind generator
US8336844B2 (en) Mounting system for supporting a ceiling fan assembly
US20100330898A1 (en) Roof ventilation system
EP3640552B1 (en) Air-conditioner outdoor unit and control method for fan of air-conditioner outdoor unit
US8322683B2 (en) Method and device for an actuator motor including a fan brake device
MX2010009777A (es) Ventilador para montaje en techo, con tubos concetricos y plataforma estacionaria.
JP2015532692A (ja) 風力エネルギー変換システムを備える建築物
ATE458537T1 (de) Rotationsverteiler für schaum
JP2008002708A (ja) 換気構造
MX2008001362A (es) Sistema de montaje para soportar una ensambladura de ventilador de techo.
JP2009197752A (ja) 双方向風回転機及び風力発電装置
JP2014157012A (ja) 換気ダンパ
JP2008267272A (ja) 風力発電装置
KR101524178B1 (ko) 실내 환풍 겸용 자연채광 광덕트 장치
KR101814645B1 (ko) 풍량 조절 댐퍼
CN210707881U (zh) 一种灭火无人机
CN209212614U (zh) 一种隔音箱式防腐风机
KR960033239A (ko) 공기 충전식 비닐 하우스
KR20160028960A (ko) 개폐창문을 이용한 풍력발전장치
KR20000074857A (ko) 형상기억합금을 이용한 가변형 자동 디퓨져
CN109356870A (zh) 一种隔音箱式防腐风机
JP2612998B2 (ja) 換気扇
KR102055575B1 (ko) 풍력발전기

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant