KR102055575B1 - 풍력발전기 - Google Patents

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KR102055575B1
KR102055575B1 KR1020170077060A KR20170077060A KR102055575B1 KR 102055575 B1 KR102055575 B1 KR 102055575B1 KR 1020170077060 A KR1020170077060 A KR 1020170077060A KR 20170077060 A KR20170077060 A KR 20170077060A KR 102055575 B1 KR102055575 B1 KR 102055575B1
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구보경
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한국건설기술연구원
에스앤피글로벌주식회사
(주)이에이엔테크놀로지
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Abstract

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 풍력발전기는 공동주택의 수직덕트와 결합하여 배기풍이 이동하는 본체와, 상기 본체의 상단과 결합하여 외기풍 또는 배기풍에 의해 회전하는 파상날개와, 일단이 상기 파상날개의 내측 상면에 고정되어 수직덕트 방향으로 길게 형성되는 연결핀과, 상기 연결핀의 타단에 연결되어 상기 파상날개의 회전력을 통해 자가발전을 하는 발전기와, 상기 발전기의 외부에 구비되어 상기 발전기가 내장되는 케이스와, 상기 케이스를 관통하고, 상기 발전기의 상부와 결합하며 양단이 상기 본체에 고정되어 상기 발전기의 소음 및 진동을 최소화하는 상부고정판을 구비할 수 있다.

Description

풍력발전기{ventilator}
본 발명은 풍력발전기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외기풍과 배기풍을 이용하여 자가발전을 할 수 있는 풍력발전기에 관한 것이다.
수직형 또는 수평형 풍력발전기로 정의되는 종래 소형 풍력발전기는 대지위에 독립형으로 지표면에서 5~10m 이상의 지지구조물 상부에 시공되었다. 상기의 소형 풍력발전기는 10m 이내의 지표면 외기 풍에 100% 의존하기 때문에 발전효율이 낮은 한계 있다.
그리고 5~10m 내외에서의 설치를 위한 작업은 높이가 높아 크레인과 같은 추가적 장비의 적용을 통한 작업이 필요하며, 이는 향후 유지관리 시 유지관리 편리성이나 경제성 측면에서 용이하지 못하다는 문제점이 있다.
또한, 풍력발전기는 통상 회전자+발전기+지지구조물로 구성되는 신 재생에너지기술로서 상대적으로 고가에 속한다.
한편, 독립형 풍력발전기는 블레이드의 지름이 3m 이상임과 동시에 발전기 무게를 포함할 경우, 전체 무게가 60~70kg에 달해 큰 사이즈의 블레이드가 고속으로 작동시 발생하는 소음과 진동 등의 민원 발생 요인들은 풍력발전기의 도심 적용을 방해하는 걸림돌이 되고 있으며, 블레이드 제작이 복잡하여 금형제작에 적지 않은 비용이 소요되어 전체적인 비용상승의 원인이 되고 있다.
대한민국 등록특허 제10-1604909호(2016.03.14)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 외기풍과 배기풍을 동시에 이용할 수 있는 풍력발전기를 제공하는 것이다.
또한, 배기풍을 시동동력으로 사용하여 지속적으로 작동할 수 있는 풍력발전기를 제공하는 것이다.
또한, 작업 용이성을 확보할 수 있는 풍력발전기를 제공하는 것이다.
또한, 외기풍 또는 배기풍 양이 적을 시에도 발전 효율을 개선할 수 있는 풍력발전기를 제공하는 것이다.
또한, 소음 및 진동을 최소화할 수 있는 풍력발전기를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 풍력발전기는 공동주택의 수직덕트와 결합하여 배기풍이 이동하는 본체와, 상기 본체의 상단과 결합하여 외기풍 또는 배기풍에 의해 회전하는 파상날개와, 일단이 상기 파상날개의 내측 상면에 고정되어 수직덕트 방향으로 길게 형성되는 연결핀과, 상기 연결핀의 타단에 연결되어 상기 파상날개의 회전력을 통해 자가발전을 하는 발전기와, 상기 발전기의 외부에 구비되어 상기 발전기가 내장되는 케이스와, 상기 케이스를 관통하고, 상기 발전기의 상부와 결합하며 양단이 상기 본체에 고정되어 상기 발전기의 소음 및 진동을 최소화하는 상부고정판을 구비할 수 있다.
상기 상부고정판은 상기 케이스를 관통하여 상기 발전기와 결합하는 제1결합부와, 상기 제1결합부에서 하 방향으로 절곡되어 상기 본체에 고정되는 제1고정부를 구비할 수 있다.
상기 케이스는 상기 제1결합부가 관통되는 몸체부와, 상기 몸체부의 일단에서 연장되고 수직덕트 방향으로 반구 형상으로 형성되어 최소한의 저항으로 배기풍을 유도하는 머리부를 구비할 수 있다.
상기 케이스를 관통하고, 상기 발전기의 하부와 결합하며 양단이 상기 본체에 고정되어 상기 발전기의 소음 및 진동을 최소화하는 하부고정판을 더 구비할 수 있다.
상기 하부고정판은 상기 케이스를 관통하여 상기 발전기와 결합하는 제2결합부와, 상기 제2결합부에서 하 방향으로 절곡되어 상기 본체에 고정되는 제2고정부를 구비할 수 있다.
상기 파상날개는 상기 케이스의 상단에 위치하여 상기 케이스의 상단을 축으로 회전하는 회전부와, 상기 회전부의 상부에 구비되어 외기풍 또는 배기풍에 의해 회전하는 날개부를 구비할 수 있다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 풍력발전기는 공동주택의 수직덕트와 결합하여 배기풍이 이동하는 본체와, 상기 본체의 상단과 결합하여 외기풍 또는 배기풍에 의해 회전하는 파상날개와, 일단이 상기 파상날개의 내측 상면에 고정되어 수직덕트 방향으로 길게 형성되는 연결핀과, 상기 연결핀의 타단에 연결되어 상기 파상날개의 회전력을 통해 자가발전을 하는 발전기와, 상기 연결핀과 결합하고 외기풍 또는 배기풍에 의해 회전하여 상기 발전기에 전달되는 회전력을 증가시키는 블레이드와, 상기 발전기의 외부에 구비되어 상기 발전기가 내장되는 케이스를 구비할 수 있다.
상기 케이스를 관통하고, 상기 발전기의 상부와 결합하며 양단이 상기 본체에 고정되어 상기 발전기의 소음 및 진동을 최소화하는 상부고정판을 더 구비할 수 있다.
상기 블레이드는 상기 연결핀과 결합하는 결합구와, 상기 결합구와 상기 연결핀 사이에 구비되어 상기 블레이드가 상기 연결핀을 축으로 용이하게 회전하도록 하는 베어링과, 유선형으로 형성되고 상기 결합구의 외주면에서 상기 본체 방향으로 연장되어 배기풍에 의해 회전하는 다수개의 윙을 구비할 수 있다.
상기 케이스를 관통하고, 상기 발전기의 하부와 결합하며 양단이 상기 본체에 고정되어 상기 발전기의 소음 및 진동을 최소화하는 하부고정판을 더 구비할 수 있다.
상기 발전기와 상기 연결핀 사이에는 상기 발전기 및 상기 연결핀과 연결되어 상기 발전기에 제공된 회전력을 높이는 제1기어박스가 구비될 수 있다.
상기 제1기어박스는 상기 상부고정판의 상부에 위치하여 상기 연결핀과 결합하는 제1기어와, 상기 상부고정판의 상부에 위치하여 상기 제1기어와 맞물려 회전하는 제2기어와, 일단이 상기 제2기어와 연결되고 타단이 상기 발전기의 상부와 연결되어 상기 발전기에 회전력을 전달하는 제1기어핀을 구비할 수 있다.
상기 제1기어박스는 상기 상부고정판의 상부에 위치하여 상기 연결핀과 결합하는 제1기어와, 상기 상부고정판의 상부에 위치하는 제2기어와, 일단이 상기 제2기어와 연결되고 타단이 상기 발전기의 상부와 연결되어 상기 발전기에 회전력을 전달하는 제1기어핀과, 상기 상부고정판의 상측에 위치하여 상기 제1기어와 맞물려 회전하는 제3기어와, 상기 상부고정판의 하측에 위치하여 상기 제2기어와 맞물려 회전하는 제4기어와, 일단이 상기 제3기어와 결합하고, 상기 제4기어를 관통하여 타단이 상기 하부고정판의 하부에 노출되도록 구비되는 제2기어핀과, 상기 제2기어핀의 타단에 결합하여 상기 하부고정판에 고정되는 고정구를 구비할 수 있다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 풍력발전기는 공동주택의 수직덕트와 결합하여 배기풍이 이동하는 본체와, 상기 본체의 상단과 결합하여 외기풍 또는 배기풍에 의해 회전하는 파상날개와, 일단이 상기 파상날개의 내측 상면에 고정되어 수직덕트 방향으로 길게 형성되는 연결핀과, 상기 연결핀과 결합하여 외기풍 또는 배기풍에 의해 회전하는 블레이드와, 상기 본체의 외면에 고정되어 상기 파상날개 또는 상기 블레이드의 회전력을 통해 자가발전을 하는 발전기와, 상기 발전기와 상기 연결핀을 연결하여 상기 발전기에 제공되는 회전력을 높이는 제2기어박스를 구비할 수 있다.
상기 제2기어박스는 상기 연결핀과 결합하여 상기 파상날개 및 상기 블레이드에 의해 회전하는 대기어와, 상기 대기어와 수직으로 맞물려 회전하는 소기어와, 상기 소기어에서 연장되어 상기 소기어와 상기 발전기를 연결하는 연장핀과, 상기 대기어와 상기 소기어를 덮는 커버와, 상기 커버를 관통하고 상기 연장핀의 하부에 위치하도록 상기 본체에 고정되어 상기 연장핀을 지지하는 지지판이 구비할 수 있다.
본 발명의 따른 풍력발전기에 의하면, 외기풍과 배기풍을 동시에 이용할 수 있다.
또한, 배기풍을 시동동력으로 사용하여 지속적으로 작동할 수 있다.
또한, 작업 용이성을 확보할 수 있다.
또한, 외기풍 또는 배기풍의 양이 적을 시에도 발전 효율을 개선할 수 있다.
또한, 소음 및 진동을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 풍력발전기의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 풍력발전기의 단면도.
도 3은 도 2에 도시된 풍력발전기의 변형 예를 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 풍력발전기의 단면도.
도 5 내지 도 7은 도 4에 도시된 풍력발전기의 변형 예를 나타낸 단면도.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 풍력발전기의 단면도.
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 풍력발전기의 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 풍력발전기(10)는 공동주택의 수직덕트와 결합하여 외부에서 발생하는 외기풍과 내부에서 발생하는 배기풍을 이용하여 자가발전을 할 수 있다. 풍력발전기(10)를 공동주택의 수직덕트에 결합하는 방식으로 풍력발전기(10)를 설치할 수 있게 됨에 따라 작업의 용이성을 확보할 수 있다.
그리고 상기의 풍력발전기(10)는 외기풍과 배기풍을 이용하여 자가발전을 하기 위해 본체(100), 파상날개(200), 연결핀(300), 발전기(400), 케이스(500) 및 상부고정판(600)을 구비할 수 있다.
상기의 본체(100)는 공동주택의 수직덕트와 실질적으로 결합하는 곳으로서 수직덕트의 형상에 따라 원형을 비롯한 다각형의 기둥형상으로 제작될 수 있고, 도면에는 도시하지 않았지만, 배기풍의 흐름을 집중시키기 위해 상부로 갈수록 단면적의 크기가 작아지는 형태의 기둥형상으로 제작될 수 있다.
상기의 파상날개(200)는 본체(100)의 상부에 위치하여 본체(100)의 상단과 결합할 수 있다. 여기서, 파상날개(200)는 회전부(210)와 날개부(220)를 구비하고, 회전부(210)는 케이스(500)의 상단의 외주면을 감싸도록 케이스(500)의 상단에 위치하여 케이스(500)의 상단을 축으로 회전할 수 있다. 그리고 날개부(220)는 회전부(210)의 상부에 위치하고 다수개가 일정거리를 유지하도록 구비되어 외기풍이나 배기풍이 내외부로 자유롭게 이동되도록 함으로써 외기풍이나 배기풍에 의해 회전할 수 있다.
상기의 연결핀(300)은 일 방향으로 길게 형성되어 일단이 파상날개(200)의 내측 상면에 고정되고 타단이 수직덕트 방향으로 길게 뻗은 형태로 구비될 수 있다. 연결핀(300)은 파상날개(200)가 회전할 시 파상날개(200)와 함께 회전할 수 있다.
상기의 발전기(400)는 연결핀(300)의 타단에 연결되어 연결핀(300)을 통해 파상날개(200)의 회전력을 전달받아 자가발전을 할 수 있다.
상기의 케이스(500)는 발전기(400)의 외부에 구비되어 발전기(400)가 내장될 수 있으며, 몸체부(510), 머리부(520) 및 바닥부(530)를 구비할 수 있다. 몸체부(510)는 발전기(400)의 측면과 연결핀(300) 측 일면을 감싸는 형태로 구비되고, 머리부(520)는 몸체부(510)의 일단에서 연장되어 수직덕트 측 일면을 가리는 형태로 구비될 수 있다. 여기서, 머리부(520)는 수직덕트 방향으로 반구 형상이 되도록 구비되어 최소한의 저항으로 배기풍이 파상날개(200) 측으로 이동하도록 유도하는 효과를 발휘할 수 있다.
그리고 바닥부(530)는 머리부(520)와 대응되도록 몸체부(510)의 타단에 구비되며, 몸체부(510)와 머리부(520)에 의해 측면과 하부가 감싸진 형태로 구비되는 발전기(400)의 상부를 덮어 케이스(500)의 내부를 밀폐시킬 수 있다. 바닥부(530)에 의해 케이스(500)의 내부가 밀폐됨으로써 케이스(500)의 내부로 오염물질이 유입되는 것을 방지하는 효과를 발휘할 수 있다.
상기의 상부고정판(600)은 케이스(500)를 관통하고 발전기(400)의 상부와 결합하며 양단이 본체(100)에 고정될 수 있다. 이를 위해, 상부고정판(600)은 케이스(500)를 관통하여 발전기(400)와 결합하는 제1결합부(610)와 제1결합부(610)에서 하 방향으로 절곡되어 본체(100)에 고정되는 제1고정부(620)를 구비할 수 있다. 제1고정부(620)가 제1결합부(610)에서 하 방향으로 절곡됨에 따라 단면상으로 'ㄷ'자 형상으로 구비될 수 있으며, 본체(100)와 맞대어지는 제1고정부(620)는 별도의 피스 또는 나사 등에 의해 본체(100)에 고정될 수 있다. 발전기(400)와 결합하는 상부고정판(600)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 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 풍력발전기의 변형 예를 나타낸 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 풍력발전기(10)는 하부고정판(700)을 더 구비할 수 있다.
상기의 하부고정판(700)은 케이스(500)를 관통하고, 발전기(400)의 하부와 결합하며 양단이 본체(100)에 고정될 수 있다. 이를 위해, 하부고정판(700)은 케이스(500)를 관통하여 발전기(400)와 결합하는 제2결합부(710)와 제2결합부(710)에서 하 방향으로 절곡되어 본체(100)에 고정되는 제2고정부(720)를 구비할 수 있다. 제2고정부(720)가 제2결합부(710)에서 하 방향으로 절곡됨에 따라 단면상으로 'ㄷ'자 형상으로 구비될 수 있으며, 본체(100)와 맞대어지는 제2고정부(720)는 별도의 피스 또는 나사 등에 의해 본체(100)에 고정될 수 있다. 발전기(400)와 결합하는 하부고정판(700)이 본체(100)에 고정됨에 따라 상부고정판(600)과 더불어 발전기(400)가 작동될 시 발생하는 소음 및 진동을 최소화하는 효과를 발휘할 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 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 풍력발전기의 단면도이고, 도 5 내지 도 7은 도 4에 도시된 풍력발전기의 변형 예를 나타낸 단면도이다.
도 4 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 풍력발전기(10)는 공동주택의 수직덕트와 결합하여 배기풍이 이동하는 본체(100), 본체(100)의 상단과 결합하여 외기풍 또는 배기풍에 의해 회전하는 파상날개(200), 일단이 파상날개(200)의 내측 상면에 고정되어 수직덕트 방향으로 길게 형성되는 연결핀(300), 연결핀(300)의 타단에 연결되어 파상날개(200)의 회전력을 통해 자가발전을 하는 발전기(400), 연결핀(300)과 결합하고 외기풍 또는 배기풍에 의해 회전하여 발전기(400)에 전달되는 회전력을 높이는 블레이드(800), 발전기(400)의 외부에 구비되어 상기 발전기(400)가 내장되는 케이스(500) 및 케이스(500)를 관통하고, 발전기(400)의 상부와 결합하며 양단이 본체(100)에 고정되어 발전기(400)의 소음 및 진동을 최소화하는 상부고정판(600)을 구비할 수 있다.
상기의 블레이드(800)는 연결핀(300)과 결합하고 외기풍 또는 배기풍에 의해 회전하여 발전기(400)에 전달되는 회전력을 증가하기 위해 결합구(810), 베어링(820) 및 윙(830)을 구비할 수 있다.
결합구(810)는 연결핀(300)과 결합하는 곳으로서 연결핀(300)의 외주면 일부를 감싸는 원기둥 형상으로 구비될 수 있다.
베어링(820)은 결합구(810)와 연결핀(300) 사이에 구비되어 블레이드(800)가 연결핀(300)을 축으로 회전할 시 결합구(810)와 연결핀(300) 사이에 발생하는 마찰력을 최소화하여 블레이드(800)가 용이하게 회전하도록 할 수 있다.
윙(830)은 유선형으로 형성되고 결합구(810)의 외주면에 일정간격을 유지하여 다수개가 구비될 수 있다. 다수개의 윙(830)이 일정간격을 유지하도록 구비됨으로써 배기풍이 파상날개(200) 방향으로 용이하게 이동될 수 있다.
상기와 같이, 블레이드(800)가 구비됨으로써 외기풍이나 배기풍에 의한 회전력이 증가됨에 따라 발전기(400)에 전달되는 회전력 또한 증가하여 자가발전량을 높일 수 있다.
또한, 배기풍에 의해 블레이드(800)가 회전할 시 연결핀(300)에 의해 파상날개(200)가 회전하게 됨으로써 배기풍을 시동동력으로 사용하여 지속적으로 작동할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 풍력발전기(10)는 도 5에 도시된 바와 같이, 케이스(500)를 관통하고, 발전기(400)의 하부와 결합하며 양단이 본체(100)에 고정되어 발전기(400)의 소음 및 진동을 최소화하는 하부고정판(700)을 더 구비할 수 있다. 하부고정판(700)이 추가로 구비됨에 따라 발전기(400)가 작동할 시 발생하는 소음 및 진동을 더욱 효과적으로 방지할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 풍력발전기(10)는 도 6에 도시된 바와 같이, 발전기(400)에 제공된 회전력을 높이는 제1기어박스(900)를 구비할 수 있다.
상기의 제1기어박스(900)는 발전기(400)와 연결핀(300) 사이에 위치하고 발전기(400)와 연결핀(300)이 직접 맞물려 회전하도록 발전기(400) 및 연결핀(300)과 연결되며 외기풍이나 배기풍의 량이 적어 발전기(400)에 적은 회전력이 전달될 시 적은 회전력에도 발전기(400)가 자기발전을 하도록 할 수 있다.
이를 위해, 제1기어박스(900)는 제1기어(910), 제2기어(920) 및 제1기어핀(930)을 구비할 수 있다.
상기의 제1기어(910)는 상부고정판(600)의 상부에 위치하여 연결핀(300)과 결합하고, 상기의 제2기어(920)는 제1기어(910)와 마찬가지로 상부고정판(600)의 상부에 위치하여 제1기어(910)와 맞물려 회전할 수 있다. 그리고 상기의 제1기어핀(930)은 일단이 제2기어(920)와 연결되고 타단이 발전기(400)의 상부와 연결되어 제1기어(910)와 제2기어(920)가 맞물려 회전할 시 발생하는 회전력을 발전기(400)에 전달할 수 있다. 여기서, 제1기어(910)가 구비되는 연결핀(300)은 타단이 본체(100)의 중심에 위치하도록 파상날개(200)에 고정되므로 제1기어(910) 또한 본체(100)의 중심에 위치할 수 있다. 이에 따라, 제2기어(920)는 제1기어(910)와 맞물려 회전하기 위해 제1기어(910)의 일측에 치우치게 되고 발전기(400) 또한 본체(100)의 중심으로부터 일측으로 치우친 상태로 상부고정판(600)과 하부고정판(700)에 고정될 수 있다.
이와 같이, 제1기어(910)와 제2기어(920)를 통해 적은 량의 회전력에도 발전기(400)가 자가발전을 할 수 있게 됨으로써 풍력발전기(10)의 발전 효율을 높이는 효과를 발휘할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 풍력발전기(10)는 도 7에 도시된 바와 같이, 발전기(400)에 제공된 회전력을 높이는 또 다른 형태의 제1기어박스(900)를 구비할 수 있다.
또 다른 형태의 제1기어박스(900)는 발전기(400)와 연결핀(300) 사이에 위치하고 발전기(400)와 연결핀(300)이 간접적으로 맞물려 회전하도록 발전기(400) 및 연결핀(300)과 연결되며 외기풍이나 배기풍의 량이 적어 발전기(400)에 적은 회전력이 전달될 시 적은 회전력에도 발전기(400)가 자기발전을 하도록 할 수 있다.
이를 위해, 제1기어박스(900)는 상기 상부고정판(600)의 상부에 위치하여 상기 연결핀(300)과 결합하는 제1기어(910), 상부고정판(600)의 상부에 위치하는 제2기어(920), 일단이 제2기어(920)와 연결되고 타단이 발전기(400)의 상부와 연결되어 발전기(400)에 회전력을 전달하는 제1기어핀(930), 상부고정판(600)의 상측에 위치하여 제1기어(910)와 맞물려 회전하는 제3기어(940), 상부고정판(600)의 하측에 위치하여 제2기어(920)와 맞물려 회전하는 제4기어(950), 일단이 제3기어(940)와 결합하고, 제4기어(950)를 관통하여 타단이 하부고정판(700)의 하부에 노출되도록 구비되는 제2기어핀(960) 및 제2기어핀(960)의 타단에 결합하여 하부고정판(700)에 고정되는 고정구(970)를 구비할 수 있다.
연결핀(300)과 연결된 제1기어(910)와 발전기(400)와 연결된 제2기어(920)는 서로 떨어져 구비되고, 제3기어(940), 제4기어(950) 및 제2고정핀에 의해 연결핀(300)과 발전기(400)가 연결될 수 있다. 그리고 제2기어핀(960)은 하부고정판(700)에 고정된 고정구(970)의 중심을 축으로 하여 회전할 수 있다. 이에 따라, 연결핀(300)에 연결된 제1기어(910)가 회전할 경우, 제1기어(910)와 맞물려 있는 제3기어(940)가 회전함과 동시에 제2기어핀(960) 및 제2기어핀(960)을 통해 제3기어(940)와 연결되어 있는 제4기어(950)가 회전하게 되고, 제4기어(950)가 회전함에 따라 제4기어(950)와 맞물려 있는 제2기어(920)가 회전할 수 있다.
이와 같이, 제1기어(910), 제2기어(920), 제3기어(940) 및 제4기어(950)를 통해 적은 량의 회전력에도 발전기(400)가 자가발전을 할 수 있게 됨으로써 풍력발전기(10)의 발전 효율을 높이는 효과를 발휘할 수 있다.
다음은 본 발명의 또 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 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 풍력발전기의 단면도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 풍력발전기(10)는 공동주택의 수직덕트와 결합하여 배기풍이 이동하는 본체(100), 본체(100)의 상단과 결합하여 외기풍 또는 배기풍에 의해 회전하는 파상날개(200), 일단이 파상날개(200)의 내측 상면에 고정되어 수직덕트 방향으로 길게 형성되는 연결핀(300), 연결핀(300)과 결합하여 외기풍 또는 배기풍에 의해 회전하는 블레이드(800), 본체(100)의 외면에 고정되어 파상날개(200) 또는 블레이드(800)의 회전력을 통해 자가발전을 하는 발전기(400) 및 발전기(400)와 연결핀(300)을 연결하여 발전기(400)에 제공되는 회전력을 높이는 제2기어박스(1000)를 구비할 수 있다.
제2기어박스(1000)를 구비함으로써 외기풍이나 배기풍의 량이 적어 발전기(400)에 적은 회전력이 전달될 시 적은 회전력에도 발전기(400)가 자기발전을 하도록 할 수 있다.
이를 위해, 제2기어박스(1000)는 연결핀(300)과 결합하여 파상날개(200) 및 블레이드(800)에 의해 수평방향으로 회전하는 대기어(1010), 대기어(1010)와 수직으로 맞물려 수직방향으로 회전하는 소기어(1020), 소기어(1020)에서 연장되어 소기어(1020)와 발전기(400)를 연결하는 연장핀(1030), 대기어(1010)와 소기어(1020)를 덮는 커버(1040) 및 커버(1040)를 관통하고 연장핀(1030)의 하부에 위치하도록 본체(100)에 고정되어 연장핀(1030)을 지지하는 지지판(1050)이 구비될 수 있다.
여기서, 상기의 커버(1040)는 다른 실시 예에서 언급한 케이스(500)와 같이, 수직덕트 측 일면이 수직덕트 방향으로 반구 형상이 되도록 구비되어 최소한의 저항으로 배기풍이 파상날개(200) 측으로 이동하도록 유도하고 오염물질이 유입되는 것을 방지하는 효과를 발휘할 수 있다.
그리고 상기의 지지판(1050)은 다른 실시 예에서 언급한 상부고정판(600) 및 하부고정판(700)과 마찬가지로 커버(1040)를 관통하도록 구비되어 연장핀(1030)을 지지할 수 있다.
이와 같이, 제2기어박스(1000)를 통해 적은 량의 회전력에도 발전기(400)가 자가발전을 할 수 있게 됨으로써 풍력발전기(10)의 발전 효율을 높이는 효과를 발휘할 수 있다.
더불어 상기의 발전기(400)를 본체(100)의 외부에 구비함으로써 발전기(400)를 점검, 관리하거나 교체가 용이하게 이루어질 수 있어 유지관리편리성을 향상시킬 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
200: 파상날개 300: 연결핀
400: 발전기 500: 케이스
600: 상부고정판 700: 하부고정판
800: 블레이드 900: 제1기어박스
1000: 제2기어박스

Claims (15)

  1. 공동주택의 수직덕트와 결합하여 배기풍이 이동하는 본체와,
    상기 본체의 상단과 결합하여 외기풍 또는 배기풍에 의해 회전하는 파상날개와,
    일단이 상기 파상날개의 내측 상면에 고정되어 수직덕트 방향으로 길게 형성되는 연결핀과,
    상기 연결핀의 타단에 연결되어 상기 파상날개의 회전력을 통해 자가발전을 하는 발전기와,
    상기 발전기의 외부에 구비되어 상기 발전기가 내장되는 케이스와,
    상기 케이스를 관통하고, 상기 발전기의 상부와 결합하며 양단이 상기 본체에 고정되어 상기 발전기의 소음 및 진동을 최소화하는 상부고정판을 구비하고,
    상기 상부고정판은 상기 케이스를 관통하여 상기 발전기와 결합하는 제1결합부와, 상기 제1결합부에서 하 방향으로 절곡되어 상기 본체에 고정되는 제1고정부를 구비하고,
    상기 케이스는 상기 제1결합부가 관통되는 몸체부와, 상기 몸체부의 일단에서 연장되고 수직덕트 방향으로 반구 형상으로 형성되어 최소한의 저항으로 배기풍을 유도하는 머리부와, 상기 머리부와 대응되도록 상기 몸체부의 타단에 구비되어 상기 케이스의 내부로 오염물질이 유입되는 것을 방지하는 바닥부를 구비하고,
    상기 케이스를 관통하고, 상기 발전기의 하부와 결합하며 양단이 상기 본체에 고정되어 상기 발전기의 소음 및 진동을 최소화하는 하부고정판을 더 구비하고,
    상기 하부고정판은 상기 케이스를 관통하여 상기 발전기와 결합하는 제2결합부와, 상기 제2결합부에서 하 방향으로 절곡되어 상기 본체에 고정되는 제2고정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 파상날개는 상기 케이스의 상단에 위치하여 상기 케이스의 상단을 축으로 회전하는 회전부와,
    상기 회전부의 상부에 구비되어 외기풍 또는 배기풍에 의해 회전하는 날개부를 구비하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기.
  7. 공동주택의 수직덕트와 결합하여 배기풍이 이동하는 본체와,
    상기 본체의 상단과 결합하여 외기풍 또는 배기풍에 의해 회전하는 파상날개와,
    일단이 상기 파상날개의 내측 상면에 고정되어 수직덕트 방향으로 길게 형성되는 연결핀과,
    상기 연결핀의 타단에 연결되어 상기 파상날개의 회전력을 통해 자가발전을 하는 발전기와,
    상기 연결핀과 결합하고 외기풍 또는 배기풍에 의해 회전하여 상기 발전기에 전달되는 회전력을 증가시키는 블레이드와,
    상기 발전기의 외부에 구비되어 상기 발전기가 내장되는 케이스를 구비하고,
    상기 케이스를 관통하고, 상기 발전기의 상부와 결합하며 양단이 상기 본체에 고정되어 상기 발전기의 소음 및 진동을 최소화하는 상부고정판을 더 구비하고,
    상기 블레이드는 상기 연결핀과 결합하는 결합구와, 상기 결합구와 상기 연결핀 사이에 구비되어 상기 블레이드가 상기 연결핀을 축으로 용이하게 회전하도록 하는 베어링과, 유선형으로 형성되고 상기 결합구의 외주면에서 상기 본체 방향으로 연장되어 배기풍에 의해 회전하는 다수개의 윙을 구비하고,
    상기 케이스를 관통하고, 상기 발전기의 하부와 결합하며 양단이 상기 본체에 고정되어 상기 발전기의 소음 및 진동을 최소화하는 하부고정판을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 발전기와 상기 연결핀 사이에는 상기 발전기 및 상기 연결핀과 연결되어 상기 발전기에 제공된 회전력을 높이는 제1기어박스가 구비되는 것을 특징으로 하는 풍력발전기.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 제1기어박스는 상기 상부고정판의 상부에 위치하여 상기 연결핀과 결합하는 제1기어와,
    상기 상부고정판의 상부에 위치하여 상기 제1기어와 맞물려 회전하는 제2기어와,
    일단이 상기 제2기어와 연결되고 타단이 상기 발전기의 상부와 연결되어 상기 발전기에 회전력을 전달하는 제1기어핀을 구비하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 제1기어박스는 상기 상부고정판의 상부에 위치하여 상기 연결핀과 결합하는 제1기어와,
    상기 상부고정판의 상부에 위치하는 제2기어와,
    일단이 상기 제2기어와 연결되고 타단이 상기 발전기의 상부와 연결되어 상기 발전기에 회전력을 전달하는 제1기어핀과,
    상기 상부고정판의 상측에 위치하여 상기 제1기어와 맞물려 회전하는 제3기어와,
    상기 상부고정판의 하측에 위치하여 상기 제2기어와 맞물려 회전하는 제4기어와,
    일단이 상기 제3기어와 결합하고, 상기 제4기어를 관통하여 타단이 상기 하부고정판의 하부에 노출되도록 구비되는 제2기어핀과,
    상기 제2기어핀의 타단에 결합하여 상기 하부고정판에 고정되는 고정구를 구비하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기.
  14. 삭제
  15. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101001432B1 (ko) * 2010-06-10 2010-12-14 손종하 집진기의 폐바람을 이용한 풍력 발전 시스템
KR101266271B1 (ko) * 2012-09-19 2013-05-22 로지시스템(주) 신재생에너지를 전력 피크시 전력원으로 사용하는 빌딩 자동제어장치

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