KR101937866B1 - 바람증속수단이 구비된 풍력발전장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 상하로 길게 형성되는 회전축(14)의 외주면에 복수개의 블레이드(16)가 설치되어, 풍력에 의해 고속으로 회전되는 상기 회전축(14)에 의해 전기를 생산하는 풍력발전수단(10)과; 상기 풍력발전수단(10)이 내부에 회전 가능하게 설치되는 설치공간(22)이 구비되며, 육면체 형상으로 이루어져, 중앙에 상기 풍력발전수단(10)이 설치되고, 내측 둘레면을 따라 상기 풍력발전수단(10) 측으로 바람의 공급을 안내하는 유입구(24)가 형성되는 바람유입챔버(20)와; 상기 바람유입챔버(20)의 전,후,좌,우측면에 각각 설치되며, 상기 유입구(24) 측으로 바람의 유입을 안내하는 바람유입가이드수단(30)과; 상기 바람유입챔버(20)의 상측에 다단으로 적층된 형태로 설치되며, 상기 바람유입챔버(20)의 상측 전방향으로 유입되는 바람을 흡입하여 상기 바람유입챔버(20)의 각 유입구(24) 측으로 추가적인 바람을 공급하는 바람증속수단(50);을 포함하는 바람증속수단이 구비된 풍력발전장치에 관한 것이다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 바람유입챔버의 상측에 바람증속수단이 추가적으로 설치되어 유입구측으로 유입되는 풍량을 증대시킬 수 있으므로, 상기 유입구 측으로 유입되는 풍량이 배가되어 보다 고효율의 발전 효율이 발생되는 효과가 있다.
또한, 바람유입챔버의 중앙에 풍력발전수단이 설치되고, 전,후,좌,우측면에 각각 바람증속가이드수단이 설치되어 유입되는 바람의 속도가 증속됨에 따라 저속의 풍력을 고속으로 변환시킬 수 있으므로 보다 효율적인 발전이 이루어질 수 있다.

Description

바람증속수단이 구비된 풍력발전장치{Wind turbines including wind speed devices}
본 발명은 바람증대수단이 구비된 풍력발전장치에 관한 것으로서, 바람유입챔버의 상측에 바람증속수단이 추가적으로 설치되어 유입구측으로 유입되는 풍량을 증대시킬 수 있으므로, 유입구 측으로 유입되는 풍량이 배가되어 보다 고효율의 발전 효율이 이루어질 수 있는 바람증속수단이 구비된 풍력발전장치에 관한 것이다.
일반적으로, 풍력발전장치는 바람의 에너지를 전기에너지로 전환하는 장치로서, 풍력을 이용한 날개를 회전시키고, 이렇게 발생한 날개의 회전력을 통해 발전기를 구동시켜 전기를 생산하는 청정에너지 발생장치이다.
상기한 풍력발전장치는 풍량과 풍향의 균일성이 충족되지 못할 때에는 효율성이 저하되는 근본적인 문제가 있는데, 통상 12m/s의 정격 풍속을 요구하는 기존 발전장치에 비해 우리나라의 지역별 평균 풍속은 가장 풍력자원이 우수하다는 제주도가 연평균 7~8m/s에 불과하므로 기존의 풍력발전장치로는 정격출력의 30~40% 효율의 발전이 이루어지는 문제가 발생하고 있다.
상기한 문제점을 개선한 풍력발전장치가 대한민국등록특허공보 10-1467396에 개시되어 있다.
상기의 풍력발전장치는 수직형 풍력발전기를 적층하여 구성하고, 각 층별로 독립적인 발전이 가능하도록 하며, 각 층마다 바람을 유도하는 가이드를 통해서 풍속을 증가시켜 낮은 풍속에서도 발전이 가능하도록 하며, 블레이드가 특정 방향으로 회전하도록 설계된 수직형 적층식 풍력발전장치가 개시되어 있다.
상기와 같은 풍력발전장치는 각 층마다 별도의 풍력발전설비를 설치해야 하므로 발전을 위한 설치비용이 증가하고, 미약한 바람이 유입되는 경우에 풍력 발전이 이루어지지 못하는 문제점이 있다.
또한, 상기한 풍력발전장치의 문제점을 감안하여 블레이드의 주변을 통과하는 바람을 블레이드로 유입시키는 가이드를 구성하는 경우가 있으나, 이러한 경우 지나치게 강한 바람이 부는 경우에는 과도한 회전력으로 인해 블레이드나 발전장치가 손상되는 역효과가 발생되는 문제점이 있다.
대한민국등록특허공보 10-1467396
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 바람유입챔버의 상측에 바람증속수단이 추가적으로 설치되어 유입구측으로 유입되는 풍량을 증대시킬 수 있으므로, 유입구 측으로 유입되는 풍량이 배가되어 보다 고효율의 발전 효율이 이루어질 수 있는 바람증속수단이 구비된 풍력발전장치를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명에 의한 바람증속수단이 구비된 풍력발전장치는, 상하로 길게 형성되는 회전축의 외주면에 복수개의 블레이드가 설치되어, 풍력에 의해 고속으로 회전되는 상기 회전축에 의해 전기를 생산하는 풍력발전수단과, 상기 풍력발전수단이 내부에 회전 가능하게 설치되는 설치공간이 구비되며, 육면체 형상으로 이루어져, 중앙에 상기 풍력발전수단이 설치되고, 내측 둘레면을 따라 상기 풍력발전수단 측으로 바람의 공급을 안내하는 유입구가 형성되는 바람유입챔버와, 상기 바람유입챔버의 전,후,좌,우측면에 각각 설치되며, 상기 유입구 측으로 바람의 유입을 안내하는 바람유입가이드수단과, 상기 바람유입챔버의 상측에 다단으로 적층된 형태로 설치되며, 상기 바람유입챔버의 상측 전방향으로 유입되는 바람을 흡입하여 상기 바람유입챔버의 각 유입구 측으로 추가적인 바람을 공급하는 바람증속수단을 포함한다.
상기 바람증속수단은, 상기 바람유입챔버의 상측에 다단으로 설치되며, 전,후,좌,우방향으로 배치된 바람증속부재로 이루어지며, 상기 바람증속부재는, 내부가 중공된 직육면체 형상으로 이루어져, 전면이 개방되고, 후면으로 갈수록 점차적으로 내경이 좁게 형성되어 전면 개구부를 통해 유입되는 바람을 증속시키는 증속챔버와, 상기 증속챔버의 후면과 연통되며, 관 형태로 이루어져, 일단은 상기 증속챔버에 연결되고, 타단은 유입구 측으로 연결되어 상기 증속챔버의 내부로 유입되는 바람을 상기 유입구 측으로 안내하는 바람투입관체를 포함한다.
상기 유입구의 전방에는, 사각형 플레이트로 이루어져, 상기 바람유입가이드수단의 내부에 상하로 길게 설치되어 상기 바람유입가이드수단의 내부를 구획하고, 상기 블레이드의 회전방향과 반대 방향으로 유입되는 바람을 상기 블레이드의 회전방향 측으로 안내하는 차단격벽이 더 구비된다.
상기 바람유입가이드수단은, 상기 유입구와 연결되며, 상기 바람유입챔버의 측면테두리부를 따라 소정 각도 경사지게 형성되며, 상기 유입구의 우측단과 연결되어 바람을 상기 유입구 측으로 안내하는 장면과, 상기 유입구와 연결되며, 상기 바람유입챔버의 측면테두리부를 따라 소정 각도 경사지게 형성되며, 상기 유입구의 좌측단과 연결되어 바람을 상기 유입구 측으로 안내하는 단면과, 상기 유입구와 연결되며, 상기 바람유입챔버의 상단테두리부를 따라 수평하게 형성되며, 상기 유입구의 상단과 연결되어 바람을 상기 유입구 측으로 안내하는 상부안내면과, 상기 유입구와 연결되며, 상기 바람유입챔버의 하단테두리부를 따라 수평하게 형성되며, 상기 유입구의 하단과 연결되어 바람을 상기 유입구 측으로 안내하는 하부안내면을 포함한다.
상기 유입구의 내부에는, 상기 유입구의 개구부를 따라 일렬로 나란하게 다수개가 회동 가능하게 설치되며, 상기 회전축의 회전속도에 따라 상기 유입구 측으로 유입되는 공기의 유입량을 조절하는 공기유입량조절판이 더 구비됨을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 바람증속수단이 구비된 풍력발전장치는 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명은, 바람유입챔버의 상측에 바람증속수단이 추가적으로 설치되어 유입구측으로 유입되는 풍량을 증대시킬 수 있으므로, 상기 유입구 측으로 유입되는 풍량이 배가되어 보다 고효율의 발전 효율이 발생되는 효과가 있다.
또한, 바람유입챔버의 중앙에 풍력발전수단이 설치되고, 전,후,좌,우측면에 각각 바람증속가이드수단이 설치되어 유입되는 바람의 속도가 증속됨에 따라 저속의 풍력을 고속으로 변환시킬 수 있으므로 보다 효율적인 발전이 이루어질 수 있다.
그리고, 유입구의 내부에 공기유입량조절판이 설치되어 유입구를 통해 유입되는 풍량이 조절되어 과도한 바람이 유입되는 경우 풍량이 조절됨에 따라 풍력발전수단의 파손이 방지될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 바람증속수단이 구비된 풍력발전장치의 바람직한 실시예의 구성을 보인 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 바람증속수단이 구비된 풍력발전장치의 바람직한 실시예의 구성을 보인 정면도.
도 3은 본 발명에 의한 바람증속수단이 구비된 풍력발전장치의 바람직한 실시예의 구성을 보인 평면도.
도 4는 본 발명에 의한 바람증속수단이 구비된 풍력발전장치의 바람직한 실시예의 구성을 보인 단면도.
도 5는 본 발명 실시예를 구성하는 바람유입챔버의 구성을 보인 사시도.
도 6는 본 발명 실시예를 구성하는 바람증속부재의 구성을 보인 평면도.
도 7은 본 발명 실시예를 구성하는 바람증속부재의 구성을 보인 정면도.
도 8은 본 발명 실시예를 구성하는 바람유입챔버 및 바람유입가이드수단의 구성을 보인 단면도.
도 9은 본 발명 실시예를 구성하는 공기유입량조절판의 구성을 보인 정단면도.
도 10는 본 발명 실시예를 구성하는 공기유입량조절판의 구성을 보인 평면도.
이하 본 발명에 의한 바람증속수단이 구비된 풍력발전장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 1에는 본 발명에 의한 바람증속수단이 구비된 풍력발전장치의 바람직한 실시예의 구성을 보인 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명에 의한 바람증속수단이 구비된 풍력발전장치의 바람직한 실시예의 구성을 보인 정면도가 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명에 의한 바람증속수단이 구비된 풍력발전장치의 바람직한 실시예의 구성을 보인 평면도가 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명에 의한 바람증속수단이 구비된 풍력발전장치의 바람직한 실시예의 구성을 보인 단면도가 도시되어 있고, 도 5에는 본 발명 실시예를 구성하는 바람유입챔버의 구성을 보인 사시도가 도시되어 있고, 도 6에는 본 발명 실시예를 구성하는 바람증속부재의 구성을 보인 평면도가 도시되어 있고, 도 7에는 본 발명 실시예를 구성하는 바람증속부재의 구성을 보인 정면도가 도시되어 있고, 도 8에는 본 발명 실시예를 구성하는 바람유입챔버 및 바람유입가이드수단의 구성을 보인 단면도가 도시되어 있고, 도 9에는 본 발명 실시예를 구성하는 공기유입량조절판의 구성을 보인 정단면도가 도시되어 있고, 도 10에는 본 발명 실시예를 구성하는 공기유입량조절판의 구성을 보인 평면도가 도시되어 있다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 바람증속수단이 구비된 풍력발전장치는, 상하로 길게 형성되는 회전축(14)의 외주면에 복수개의 블레이드(16)가 설치되어, 풍력에 의해 고속으로 회전되는 상기 회전축(14)에 의해 전기를 생산하는 풍력발전수단(10)과, 상기 풍력발전수단(10)이 내부에 회전 가능하게 설치되는 설치공간(22)이 구비되며, 육면체 형상으로 이루어져, 중앙에 상기 풍력발전수단(10)이 설치되고, 내측 둘레면을 따라 상기 풍력발전수단(10) 측으로 바람의 공급을 안내하는 유입구(24)가 형성되는 바람유입챔버(20)와, 상기 바람유입챔버(20)의 전,후,좌,우측면에 각각 설치되며, 상기 유입구(24) 측으로 바람의 유입을 안내하는 바람유입가이드수단(30)과, 상기 바람유입챔버(20)의 상측에 다단으로 적층된 형태로 설치되며, 상기 바람유입챔버(20)의 상측 전방향으로 유입되는 바람을 흡입하여 상기 바람유입챔버(20)의 각 유입구(24) 측으로 추가적인 바람을 공급하는 바람증속수단(50) 등으로 이루어진다.
상기 풍력발전수단(10)은, 도 5를 참조하면, 철재프레임으로 이루어져 육면체 형상을 가지는 본체프레임(12)과, 상기 본체프레임(12)의 중앙에 상하로 길게 설치되며, 상기 본체프레임(12)의 중앙에 회전 가능하게 설치되는 회전축(14)과, 상기 회전축(14)의 외주면 상,하측에 각각 고정 설치되며, 풍력에 의해 상기 회전축(14)을 고속으로 회전시키는 복수개의 블레이드(16)와, 상기 회전축(14)의 일측에 연결되며, 상기 회전축(14)의 회전에 따라 전기를 발생시키는 발전부재(18) 등으로 이루어진다.
상기 본체프레임(12)은 철재프레임으로 이루어져, 다수개의 부품을 지지하고, 후술할 설치공간(22)의 내부에 설치된다. 상기 본체프레임(12)은 다수의 부품을 지지하며, 외부의 충격으로 부터 내부에 설치된 부품을 보호한다.
상기 본체프레임(12)의 중앙에는 회전축(14)이 설치된다. 상기 회전축(14)은 원통 형상을 가지며, 상하로 길게 형성되어 상기 본체프레임(12)의 중앙에 상하로 길게 설치된다. 상기 회전축(14)의 상단은 상기 본체프레임(12)의 상단부에 회전 가능하게 고정되고, 하단은 후술할 발전부재(18)와 축결합되어 고정된다. 상기 회전축(14)은 상기 본체프레임(12)의 중앙에 설치되어 후술할 블레이드(16)에 의해 고속으로 회전된다.
상기 회전축(14)의 외주면에는 복수개의 블레이드(16)가 설치된다. 상기 블레이드(16)는 일반적인 풍력 블레이드로 자세한 설명은 생략한다. 상기 블레이드(16)는 상기 회전축(14)의 상,하측에 각각 고정 설치되며, 풍력에 의해 상기 회전축(14)을 고속으로 회전시키는 역할을 한다.
또한, 상기 블레이드(16)에 상기 본체프레임(12)의 전,후,좌우측 방향, 즉, 정방향으로 유입되는 풍력에 의해 상기 회전축(14)을 고속으로 회전시킬 수 있다.
상기 회전축(14)의 하부에는 발전부재(18)가 설치된다. 상기 발전부재(18)는 일반적인 발전기로 자세한 설명은 생략한다. 상기 발전부재(18)는 상기 회전축(14)과 동축 연결되어 상기 회전축(14)의 회전력에 따라 전기를 발생시키는 역할을 한다.
상기 풍력발전수단(10)의 외측에는 바람유입챔버(20)가 설치된다. 상기 바람유입챔버(20)는, 도 1를 참조하면, 육면체 형상으로 이루어져, 상기 풍력발전수단(10)을 감싸도록 설치된다. 상기 바람유입챔버(20)의 중앙에는 육면체 형상의 설치공간(22)이 형성된다. 상기 설치공간(22)의 내부에는 상기 풍력발전수단(10)이 장착되어 설치되는 부분이다.
상기 바람유입챔버(20)의 내측 둘레면에는 상기 설치공간(22)과 연통되는 유입구(24)가 형성된다. 상기 유입구(24)는 직사각형 형상으로 관통 형성된다. 상기 유입구(24)는 도 2와 같이, 상기 바람유입챔버(20)의 중심축을 기준으로 한쪽으로 치우치도록 형성된다.
즉, 상기 유입구(24)는 상기 바람유입챔버(20)의 내부에 설치되는 상기 블레이드(16) 측으로 바람이 유입되도록 안내하는 역할을 하므로, 상기 블레이드(16)가 상기 회전축(14)의 일측으로 돌출 형성됨에 따라 상기 블레이드(16)의 와치와 동일한 위치에 관통 형성된다.
또한, 상기 유입구(24)는 상기 바람유입챔버(20)의 내측 둘레면 즉, 전,후,좌,우측에 각각 관통 형성되어 상기 바람유입챔버(20)의 측으로 불어오는 바람이 향상 상기 블레이드(16)측으로 안내된다.
상기 바람유입챔버(20)의 내부에는 바람유입가이드수단(30)이 설치된다. 상기 바람유입가이드수단(30)은 장면(32), 단면(34), 상부안내면(36) 그리고 하부안내면(38) 등으로 이루어진다.
상기 유입구(24)의 우측에는 장면(32)이 형성된다. 상기 장면(32)은 도 1과 같이 플레이트 형상을 가지며, 일단은 상기 유입구(24)의 우측단과 연결되고, 타단은 상기 바람유입챔버(20)의 측면테두리부(25)와 연결된다. 상기 장면(32)은 상기 유입구(24)측으로 소정 각도 경사지게 형성되어 상기 바람유입챔버(20) 측으로 유입되는 바람을 상기 유입구(24) 측으로 안내한다.
또한, 상기 장면(32)의 경사각도는 후술할 단면(34)보다 더 큰 각도로 경사지게 형성된다. 이는 상기 유입구(24)의 형성 위치가 상기 바람유입챔버(20)의 중심축을 기준으로 좌측으로 편향되게 형성되어 상기 장면(32)의 경사각도가 후술할 단면(34)의 경사각도보다 크게 형성된다.
상기 유입구(24)의 좌측에는 단면(34)이 설치된다. 상기 단면(34)은 도 1과 같이, 플레이트 형상을 가지며, 일단은 상기 유입구(24)의 좌측단과 연결되고, 타단은 상기 바람유입챔버(20)의 측면테두리부(25)와 연결된다. 상기 단면(34)은 상기 유입구(24) 측으로 소정 각도 경사지게 설치되어 상기 바람유입챔버(20) 측으로 유입되는 바람을 상기 유입구(24) 측으로 안내한다.
또한, 상기 단면(34)의 경사각도는 상기 장면(32)보다 더 작은 경사각도로 경사지게 형성된다. 이는 상기 유입구(24)의 형성위치가 상기 바람유입챔버(20)의 중심축을 기준으로 좌측으로 편향되게 형성되어 상기 단면(34)의 경사각도가 장기 장면의 경사각도보다 작게 형성된다.
상기 유입구(24)의 상측에는 상부안내면(36)이 형성된다. 상기 상부안내면(36)은 도 1과 같이, 플레이트 형상을 가지며, 일단은 상기 유입구(24)의 상단과 연결되고, 타단은 상기 바람유입챔버(20)의 상단테두리부(26)와 연결된다. 상기 상부안내면(36)은 상기 바람유입챔버(20)의 상측으로 유입되는 바람을 상기 유입구(24)측으로 안내한다.
상기 유입구(24)의 하측에는 하부안내면(38)이 형성된다. 상기 하부안내면(38)은 도 1과 같이, 플레이트 형상을 가지며, 일단은 상기 유입구(24)의 하단과 연결되고, 타단은 상기 바람유입챔버(20)의 하단테두리부(27)와 연결된다. 상기 하부안내면(38)은 상기 유입구(24) 측으로 소정 각도 경사지게 형성되어 상기 바람유입챔버(20) 측으로 유입되는 바람을 상기 유입구(24) 측으로 안내한다.
상기 유입구(24)의 전방에는 차단격벽(40)이 설치된다. 상기 차단격벽(40)은 소정두께를 가지는 플레이트로 이루어져, 상기 유입구(24)의 전방에 상하로 길게 설치된다. 상기 차단격벽(40)은 도 8과 같이, 상기 유입구(24)의 전방 좌,우측을 각각 구획하며, 상기 유입구(24)를 내부로 유입되는 바람이 상기 블레이드(16)의 회전방향과 반대 방향으로 유입되는 것을 차단하고, 바람의 유입방향을 상기 블레이드(16)의 회전방향측으로 안내하는 역할을 한다.
즉, 도 8과 같이, 상기 바람유입챔버(20)의 전방에서 후방으로 바람이 유입되는 경우, 상기 블레이드(16)는 시계방향으로 회전되고, 상기 유입구(24)의 좌측으로 유입되는 일부의 바람이 상기 차단격벽(40)에 의해 상기 블레이드(16)의 반시계방향으로 유입되는 것이 차단됨과 동시에 상기 블레이드(16)의 시계방향 측으로 안내된다.
상기 바람유입챔버(20)의 상측에는 바람증속수단(50)이 설치된다. 상기 바람증속수단(50)은, 상기 바람유입챔버(20)의 상측에 다단으로 설치되며, 전,후,좌,우방향으로 배치된 바람증속부재(52)로 이루어진다.
상기 바람증속부재(52)는, 내부가 중공된 직육면체 형상으로 이루어져, 전면이 개방되고, 후면으로 갈수록 점차적으로 내경이 좁게 형성되어 전면 개구부를 통해 유입되는 바람을 증속시키는 증속챔버(54)와, 상기 증속챔버(54)의 후면과 연통되며, 관 형태로 이루어져, 일단은 상기 증속챔버(54)에 연결되고, 타단은 유입구(24) 측으로 연결되어 상기 증속챔버(54)의 내부로 유입되는 바람을 상기 유입구(24) 측으로 안내하는 바람투입관체(58) 등으로 이루어진다.
상기 증속챔버(54)는 도 6과 같이, 전면개구부(56) 측에서 후면으로 갈수록 내경이 점차 좁게 형성된다. 상기 증속챔버(54)는 상기 전면개구부(56)에서 상기 바람투입관체(58) 측으로 갈수록 체적이 점차적으로 작아짐에 따라 유입됨 바람을 증속시키는 역할을 한다.
상기 증속챔버(54)의 우측단에는 바람투입관체(58)가 설치된다. 상기 바람투입관체(58)는 "]"자 형상을 가지며, 내부가 중공된 파이프 형태로 이루어져, 일단은 상기 증속챔버(54)의 우측단에 연결되고, 타단은 상기 유입구(24)측에 연결된다. 상기 바람투입관체(58)는 상기 증속챔버(54)를 통해 증속된 바람을 상기 유입구(24) 측으로 안내하는 역할을 한다.
상기 바람증속부재(52)는 도 1과 같이, 상기 바람유입챔버(20)의 상측 전,후,좌,우측방향에 다단으로 적층된 형태로 설치된다.
구체적으로 살펴보면, 1단의 상기 바람증속부재(52)는 전면개구부(56)가 상기 바람유입챔버(20)의 좌,우측에 각각 위치되도록 설치되며, 2단의 상기 바람증속부재(52)는 전면개구부(56)가 상기 바람유입챔버(20)의 전,후측에 각각 위치하도록 설치된다.
따라서, 복수개의 상기 바람증속부재(52)가 다단으로 적층된 상태로 설치되어, 상기 바람유입챔버(20)의 상측으로 유입되는 전방향의 바람을 흡입할 수 있으며, 상기 증속챔버(54)를 통해 유입된 바람이 증속되고, 상기 바람투입관체(58)를 통해 상기 바람유입챔버(20)의 전방향 유입구(24) 각각에 추가적인 바람이 공급될 수 있다.
상기 유입구(24)의 내부에는 공기유입량조절판(60)이 설치된다. 상기 공기유입량조절판(60)은, 도 9 및 도 10과 같이, 상기 유입구(24)의 개구부를 따라 일렬로 나란하게 다수개가 회동 가능하게 설치되며, 상기 풍력발전수단(10)의 회전축(14)의 회전속도에 따라 상기 유입구(24) 측으로 유입되는 공기의 유입량을 조절하도록 구성된다.
상기 공기유입량조절판(60)은 셔터(shutter) 형태로 이루어져, 상기 유입구(24)의 내부에 수직방향을 따라 일정한 간격으로 복수개가 설치된다. 상기 공기유입량조절판(60)의 끝단에는 회전모터(미도시)가 설치되어 상기 회전축(14)의 회전속도에 따라 상기 유입구(24)의 공기 유입량을 조절하는 역할을 한다.
즉, 과도한 바람이 유입되어 상기 회전축(14)이 일정 속도 이상으로 회전되고, 이에 따라 상기 풍력발전수단(10)의 발전용량 이상으로 전기가 발생되어 상기 풍력발전수단(10)이 파손될 수 있으므로, 이를 방지하기 위해 상기 회전축(14)에 속도감지센서(미도시)가 설치된다. 상기 속도감지센서는 상기 회전축(14)의 회전속도를 감지하고, 상기 회전축(14)이 일정 속도 이상으로 회전되는 경우에, 제어부(미도시)에 의해 상기 공기유입량조절판(60)의 회전모터가 작동되어 상기 공기유입량조절판(60)의 회전각도를 조절하여 상기 유입구(24)를 통해 공급되는 풍량을 조절한다.
따라서, 상기 공기유입량조절판(60)에 의해 상기 유입구(24)는 통해 유입되는 풍량이 조절되어 과도한 바람이 유입되는 경우 풍량이 조절되어 상기 풍력발전수단(10)의 파손이 방지될 수 있다.
이하 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 바람증속수단이 구비된 풍력발전장치의 작용에 대해 도 1 내지 도 10을 참조하여 살펴본다.
먼저, 바람유입챔버(20)의 설치공간 내부에는 풍력발전수단(10)이 설치된다. 상기 바람유입챔버(20)의 전,후,좌,우측의 내측에는 각각 유입구(24)가 형성되어 상기 바람유입챔버(20)의 어느 방향으로 바람이 불더라도 상기 바람유입챔버(20)의 내부로 바람이 유입된다.
상기 유입구(24)의 테두리부에는 바람유입가이드수단(30)이 설치되어 상기 유입구(24) 측으로 바람을 안내함과 동시에 상기 바람유입가이드수단(30)의 장면(32), 단면(34), 상부안내면, 하부안내면(38)은 상기 유입구(24) 측으로 바람을 안내하여 바람의 풍속을 증가시키는 역할을 한다.
따라서, 상기 바람유입가이드수단(30)에 의해 상기 유입구(24) 측으로 안내되는 바람은 유입속도가 증가되어 상기 유입구(24)의 내부로 유입됨에 따라 상기 풍력발전수단(10)의 블레이드(16)를 고속으로 회전시키는 이점이 있다.
상기 바람유입챔버(20)의 상단에는 바람증속수단(50)이 설치된다. 상기 바람증속수단(50)은 복수개의 바람증속부재(52)이 적층된 형태로 이루어진다.
상기 바람증속부재(52)는 도 1과 같이, 상기 바람유입챔버(20)의 상측 전,후,좌,우측방향에 다단으로 적층된 형태로 설치되어, 상기 바람유입챔버(20)의 상측으로 유입되는 바람을 흡입하고, 이를 상기 바람유입챔버(20)의 전방향 위치한 상기 유입구(24)에 각각 공급한다.
즉, 도 1과같이, 1단의 상기 바람증속부재(52)는 전면개구부(56)가 상기 바람유입챔버(20)의 좌,우측에 각각 위치되도록 설치되며, 2단의 상기 바람증속부재(52)는 전면개구부(56)가 상기 바람유입챔버(20)의 전,후측에 각각 위치하도록 설치된다.
따라서, 복수개의 상기 바람증속부재(52)가 다단으로 적층된 상태로 설치되어, 상기 바람유입챔버(20)의 상측으로 유입되는 전방향의 바람을 흡입할 수 있으며, 상기 증속챔버(54)를 통해 유입된 바람이 증속되고, 상기 바람투입관체(58)를 통해 상기 바람유입챔버(20)의 전방향 유입구(24) 각각에 추가적인 바람이 공급될 수 있다.
또한, 상기 유입구(24)의 내부에는 공기유입량조절판(60)이 설치된다. 상기 공기유입량조절판(60)은 셔터 형태로 설치되어, 상기 회전축(14)의 회전속도에 따라 상기 유입구(24)의 공기 유입량을 조절한다.
즉, 상기 유입구(24)에 과도한 풍량이 유입되어 상기 회전축(14)이 일정 속도 이상으로 회전되는 경우에 상기 풍력발전수단(10)이 파손될 수 있으므로 이를 방지하기 위해 상기 공기유입량조절판(60)이 회전모터에 의해 상,하로 회전되어 상기 유입구(24)로 유입되는 풍량을 조절한다.
이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정되지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당 업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.
10. 풍력발전수단 12. 본체프레임
14. 회전축 16. 블레이드
20. 바람유입챔버 30. 바람유입가이드수단
40. 차단격벽 50. 바람증속수단
52. 바람증속부재 54. 증속챔버
56. 전면개구부 58. 바람투입관체

Claims (5)

  1. 상하로 길게 형성되는 회전축(14)의 외주면에 복수개의 블레이드(16)가 설치되어, 풍력에 의해 고속으로 회전되는 상기 회전축(14)에 의해 전기를 생산하는 풍력발전수단(10)과;
    상기 풍력발전수단(10)이 내부에 회전 가능하게 설치되는 설치공간(22)이 구비되며, 육면체 형상으로 이루어져, 중앙에 상기 풍력발전수단(10)이 설치되고, 내측 둘레면을 따라 상기 풍력발전수단(10) 측으로 바람의 공급을 안내하는 유입구(24)가 형성되는 바람유입챔버(20)와;
    상기 바람유입챔버(20)의 전,후,좌,우측면에 각각 설치되며, 상기 유입구(24) 측으로 바람의 유입을 안내하는 바람유입가이드수단(30)과;
    상기 바람유입챔버(20)의 상측에 다단으로 적층된 형태로 설치되며, 상기 바람유입챔버(20)의 상측 전방향으로 유입되는 바람을 흡입하여 상기 바람유입챔버(20)의 각 유입구(24) 측으로 추가적인 바람을 공급하는 바람증속수단(50);을 포함하는 바람증속수단이 구비된 풍력발전장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 바람증속수단(50)은,
    상기 바람유입챔버(20)의 상측에 다단으로 설치되며, 전,후,좌,우방향으로 배치된 바람증속부재(52)로 이루어지며,
    상기 바람증속부재(52)는,
    내부가 중공된 직육면체 형상으로 이루어져, 전면이 개방되고, 후면으로 갈수록 점차적으로 내경이 좁게 형성되어 전면 개구부를 통해 유입되는 바람을 증속시키는 증속챔버(54)와;
    상기 증속챔버(54)의 후면과 연통되며, 관 형태로 이루어져, 일단은 상기 증속챔버(54)에 연결되고, 타단은 유입구(24) 측으로 연결되어 상기 증속챔버(54)의 내부로 유입되는 바람을 상기 유입구(24) 측으로 안내하는 바람투입관체(58);를 포함하는 바람증속수단이 구비된 풍력발전장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 유입구(24)의 전방에는,
    사각형 플레이트로 이루어져, 상기 바람유입가이드수단(30)의 내부에 상하로 길게 설치되어 상기 바람유입가이드수단(30)의 내부를 구획하고, 상기 블레이드(16)의 회전방향과 반대 방향으로 유입되는 바람을 상기 블레이드(16)의 회전방향 측으로 안내하는 차단격벽(40)이 더 구비됨;을 특징으로 하는 바람증속수단이 구비된 풍력발전장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 바람유입가이드수단(30)은,
    상기 유입구(24)와 연결되며, 상기 바람유입챔버(20)의 측면테두리부(25)를 따라 소정 각도 경사지게 형성되며, 상기 유입구(24)의 우측단과 연결되어 바람을 상기 유입구(24) 측으로 안내하는 장면(32)과;
    상기 유입구(24)와 연결되며, 상기 바람유입챔버(20)의 측면테두리부(25)를 따라 소정 각도 경사지게 형성되며, 상기 유입구(24)의 좌측단과 연결되어 바람을 상기 유입구(24) 측으로 안내하는 단면(34)과;
    상기 유입구(24)와 연결되며, 상기 바람유입챔버(20)의 상단테두리부(26)를 따라 수평하게 형성되며, 상기 유입구(24)의 상단과 연결되어 바람을 상기 유입구(24) 측으로 안내하는 상부안내면(36)과;
    상기 유입구(24)와 연결되며, 상기 바람유입챔버(20)의 하단테두리부(27)를 따라 수평하게 형성되며, 상기 유입구(24)의 하단과 연결되어 바람을 상기 유입구(24) 측으로 안내하는 하부안내면(38);을 포함하는 바람증속수단이 구비된 풍력발전장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 유입구(24)의 내부에는,
    상기 유입구(24)의 개구부를 따라 일렬로 나란하게 다수개가 회동 가능하게 설치되며, 상기 회전축(14)의 회전속도에 따라 상기 유입구(24) 측으로 유입되는 공기의 유입량을 조절하는 공기유입량조절판(60)이 더 구비됨;을 특징으로 하는 바람증속수단이 구비된 풍력발전장치.
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