KR102072921B1 - Efficient wind energy harvesting system with bulb sectional shape bluff body - Google Patents

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KR102072921B1
KR102072921B1 KR1020180120933A KR20180120933A KR102072921B1 KR 102072921 B1 KR102072921 B1 KR 102072921B1 KR 1020180120933 A KR1020180120933 A KR 1020180120933A KR 20180120933 A KR20180120933 A KR 20180120933A KR 102072921 B1 KR102072921 B1 KR 102072921B1
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석종원
손만
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중앙대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a wind energy harvesting device for converting vibration energy by wind into electrical energy and harvesting the electrical energy, including: a bluff body against which the wind strikes, and which has a rounded friction unit, is formed in a columnar shape so as to realize at least one of movement of vortex-induced vibration or galloping motion by friction with the wind; a beam plate which has an electroactive material on a surface and formed in a bar shape so as to convert the movement of the bluff body into electrical energy; and an after body having one side connected to the bluff body so as to transfer the movement of the bluff body to the beam plate and the other side detachably connected to the beam plate.

Description

풍력 에너지 하베스팅 장치{Efficient wind energy harvesting system with bulb sectional shape bluff body}Wind energy harvesting system {Efficient wind energy harvesting system with bulb sectional shape bluff body}

본 발명은 풍력 에너지 하베스팅 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 바람에 의한 와유기 진동과 갤로핑 현상의 시너지 효과를 극대화할 수 있고 높은 에너지 효율을 얻을 수 있도록 구조가 개선된 풍력 에너지 하베스팅 장치에 관한 것임.The present invention relates to a wind energy harvesting device, and more particularly, a wind energy harvesting device having an improved structure to maximize synergistic effects of vortex vibration and galloping phenomenon caused by wind and to obtain high energy efficiency. It is about.

전 세계적으로 에너지 소비가 급격하게 증가함에 따라 열에너지, 태양 에너지, 풍력 에너지 등과 같이 재생 가능한 에너지의 수확 기술이 연구되고 있다. 많은 연구 기관들은 새로운 에너지 변환 및 전환 기술, 에너지 재충전과 저장 기술을 포함하는 다양한 에너지 수확 기술의 개발에 전념하고 있다.As energy consumption increases rapidly around the world, technologies for harvesting renewable energy such as thermal energy, solar energy and wind energy are being studied. Many research institutes are dedicated to the development of various energy harvesting technologies, including new energy conversion and conversion technologies, and energy recharge and storage technologies.

재생 가능한 에너지 중 풍력 에너지는 가장 보편적이고 지속 가능하며 믿을 수 있는 에너지원들 중 하나로서 기계 에너지를 전기 에너지로 변환하는데 널리 사용되고 있다. Among renewable energy, wind energy is one of the most common, sustainable and reliable energy sources, and is widely used to convert mechanical energy into electrical energy.

일반적으로 풍력 에너지를 전기 에너지로 변환하기 위해 풍력 터빈이 사용된다. 풍력 터빈을 이용한 풍력 발전기는 사막이나 초원같이 바람이 많고 낮은 인구밀도를 가지는 지역에 주로 설치되어 운영된다. In general, wind turbines are used to convert wind energy into electrical energy. Wind generators using wind turbines are mainly installed and operated in windy and low population areas such as deserts and grasslands.

종래의 풍력 발전기는 설치 비용이 높고 유지 보수가 어려우며 기계수명이 제한되어 있어 비용 대비 효과가 낮다. 한편 풍력 발전기는 구동 시 소음으로 인해 환경 문제를 발생시키고, 전기 에너지를 높은 효율로 생성시키기 어려운 문제점을 가진다.Conventional wind generators are low in cost effectiveness due to high installation costs, difficult maintenance and limited machine life. On the other hand, the wind generator generates environmental problems due to noise when driving, and has a problem that it is difficult to generate electrical energy with high efficiency.

종래기술로는 한국공개특허 제2018-0076095호 ‘풍력 하베스팅 발전장치’가 있다.The prior art is Korean Patent Application Publication No. 2018-0076095 'Wind power harvesting power generation device'.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 전기 에너지 생성 및 수확 효율을 증대시킬 수 있도록 하고, 설치 비용을 낮추며 유지 보수가 용이하고 기계수명을 연장시킬 수 있도록 하며, 소음으로 인한 환경문제를 방지할 수 있도록 하는 풍력 에너지 하베스팅 장치를 제공하고자 한다. The present invention has been made to solve the above problems, the object of the present invention is to increase the electrical energy generation and harvesting efficiency, to lower the installation cost, easy maintenance and to extend the life of the machine To provide a wind energy harvesting device that can prevent environmental problems caused by noise.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.The problem of the present invention is not limited to those mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 풍력 에너지 하베스팅 장치는, 바람에 의한 진동 에너지를 전기 에너지로 변환시키고, 상기 전기 에너지를 수확하는 풍력 에너지 하베스팅 장치에 관한 것으로, 바람과 마찰되어 와유기 진동 또는 갤로핑 동작 중 적어도 하나의 움직임이 구현될 수 있도록, 상기 바람과 마찰되며 라운드진 마찰부를 구비하고 기둥 형태로 이루어진 블러프 바디; 상기 블러프 바디의 움직임을 전기 에너지로 변환시킬 수 있도록, 표면에 전기 활성 물질을 구비하며 바 형태로 이루어진 빔 플레이트; 및 상기 블러프 바디의 움직임을 빔 플레이트로 전달할 수 있도록, 일측이 상기 블러프 바디와 연결되며, 타측이 상기 빔 플레이트와 착탈 가능하게 연결된 애프터 바디;를 포함하여 이루어진다.Wind energy harvesting apparatus according to the present invention for achieving the above object, relates to a wind energy harvesting device for converting the vibration energy of the wind into electrical energy, and harvesting the electrical energy, friction with the wind A bluff body which has a rounded friction part and is in the form of a column so as to be able to realize at least one movement of a vibration or a galloping operation; A beam plate having an electroactive material on a surface thereof and having a bar shape so as to convert the movement of the bluff body into electric energy; And an after body connected to the bluff body on one side and detachably connected to the beam plate on the other side to transfer the movement of the bluff body to the beam plate.

상기 블러프 바디는, 원기둥 형태이며, 상기 빔 플레이트를 향하는 상기 마찰부의 반대 측이 애프터 바디와 일체형으로 이루어지는 것이 바람직하다. It is preferable that the bluff body has a cylindrical shape, and the opposite side of the friction portion facing the beam plate is formed integrally with the after body.

상기 애프터 바디는, 상기 블러프 바디와 연결되지 않는 타측이 다각기둥 형태로 이루어질 수 있다. The after body, the other side that is not connected to the bluff body may be made of a polygonal pillar shape.

본 발명은, 상기 블러프 바디가 바람의 이동 공간에 위치되어 상기 바람에 의해 상기 움직임을 구현할 수 있도록, 상기 빔 플레이트를 바닥으로부터 이격되게 지지하는 키퍼;를 더 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다. The present invention preferably further comprises a keeper for supporting the beam plate spaced apart from the floor so that the bluff body is located in the movement space of the wind to implement the movement by the wind.

상기 블러프 바디는, 상기 바람과의 마찰면적을 증대시킬 수 있도록, 상기 마찰부에 요철구조의 마찰증대면을 형성할 수 있다. The bluff body may form an increased friction surface of the uneven structure in the friction part so as to increase the friction area with the wind.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 풍력 에너지 하베스팅 장치는, 블러프 바디가 기둥 형태로 이루어지며 라운드진 마찰부를 구비하고, 빔 플레이트가 바형태로 이루어지며 전기 활성 물질을 구비하고, 애프터 바디의 일측이 블러프 바디와 연결되고 타측이 빔 플레이트와 연결되어 블러프 바디가 와유기 진동 및 갤로핑 동작되게 하며 그 움직임들을 빔 플레이트에 전달하여 전기 에너지 생성을 가능하게 함으로써, 전기 에너지 생성 및 수확 효율을 증대시키고 풍력을 이용한 전기 에너지 생성 및 축전 장치의 설치 비용을 낮출 수 있으며, 유지 보수가 용이하고 기계수명을 연장시키고, 소음으로 인한 환경문제를 방지시키는 효과를 가진다.Wind energy harvesting apparatus according to the present invention having the configuration as described above, the bluff body in the form of a column and has a round friction portion, the beam plate in the form of a bar, having an electroactive material, after One side of the body is connected to the bluff body and the other side is connected to the beam plate to allow the bluff body to oscillate and gallop and transfer the movements to the beam plate to generate electrical energy, thereby generating electrical energy and It can increase the harvesting efficiency and lower the installation cost of electric energy generation and power storage device using wind power, it is easy to maintain, extend the life of the machine, and have the effect of preventing the environmental problems caused by noise.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다. The effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 풍력 에너지 하베스팅 장치를 설명하기 위한 사시도.
도 2는 본 발명 일실시예의 평면도.
도 3은 본 발명 일실시예에 채용된 블러프 바디 및 애프터 바디를 설명하기 위한 도면.
도 4 및 도 5는 본 발명 일실시예와 비교모델 간의 전기 에너지 생성 효율을 비교하기 위한 그래프.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 풍력 에너지 하베스팅 장치에 채용된 마찰증대면을 설명하기 위한 사시도.
도 7 및 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 풍력 에너지 하베스팅 장치에 채용된 진동 증가 리브들을 설명하기 위한 도면.1 is a perspective view for explaining a wind energy harvesting apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a plan view of one embodiment of the present invention.
Figure 3 is a view for explaining the bluff body and the after-body employed in one embodiment of the present invention.
4 and 5 are graphs for comparing the electrical energy generation efficiency between the embodiment of the present invention and the comparative model.
Figure 6 is a perspective view for explaining the friction increased surface employed in the wind energy harvesting apparatus according to another embodiment of the present invention.
7 and 8 are diagrams for explaining the vibration increasing ribs employed in the wind energy harvesting apparatus according to another embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 풍력 에너지 하베스팅 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, a wind energy harvesting apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 풍력 에너지 하베스팅 장치를 설명하기 위한 사시도이고, 도 2는 본 발명 일실시예의 평면도이며, 도 3은 본 발명 일실시예에 채용된 블러프 바디 및 애프터 바디를 설명하기 위한 도면이고, 도 4 및 도 5는 본 발명 일실시예와 비교모델 간의 전기 에너지 생성 효율을 비교하기 위한 그래프이다.1 is a perspective view for explaining a wind energy harvesting apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a plan view of one embodiment of the present invention, Figure 3 is a bluff body and the after employed in one embodiment of the present invention 4 and 5 are graphs for comparing the electrical energy generation efficiency between an embodiment of the present invention and a comparative model.

본 발명은 바람에 의한 진동 에너지를 전기 에너지로 변환시키고, 그 전기 에너지를 수확하는 풍력 에너지 하베스팅 장치에 관한 것으로 블러프 바디(100), 빔 플레이트(200) 및 애프터 바디(300)를 포함하여 이루어진다. The present invention relates to a wind energy harvesting device that converts vibrational energy caused by wind into electrical energy and harvests the electrical energy, including a bluff body 100, a beam plate 200, and an after body 300. Is done.

본 실시예의 상기 블러프 바디(100)는, 기둥 형태로 이루어지고 전면에 라운드진 마찰부(110)를 구비하여 바람과 마찰됨으로써, 바람과의 마찰에 의해 와유기 진동(Vortex-Induced Vibration; VIV)과 갤로핑(Galloping) 동작(현상)을 구현한다. The bluff body 100 of the present embodiment has a columnar shape and is provided with a friction part 110 rounded on the front thereof to be rubbed with wind, thereby causing a vortex-induced vibration (VIV) by friction with the wind. ) And Galloping behavior (phenomena).

상기 블러프 바디(100)는 원기둥 형태로 이루어지며, 횡단면 형태가 벌브 형상으로 이루어질 수 있고, 알루미늄과 같은 금속이나 합성수지 등으로 이루어질 수 있다. 상기 블러프 바디(100)는 마찰부(110)와 반대되는 측면이 애프터 바디(300)와 일체형 또는 착탈 가능하게 연결될 수 있다. The bluff body 100 is formed in a cylindrical shape, the cross-sectional shape may be formed in a bulb shape, it may be made of a metal such as aluminum or synthetic resin. The bluff body 100 may have a side opposite to the friction part 110 integrally or detachably connected to the after body 300.

상기 블러프 바디(100)의 마찰부(110)는 횡단면 형태가 반구 형태로 이루어지는 것이 바람직하며, 바람과 마찰 시 진동과 갤로핑 형상을 효과적으로 발생시킬 수 있게 한다. The friction portion 110 of the bluff body 100 preferably has a hemispherical cross-sectional shape, it is possible to effectively generate the vibration and galloping shape when the wind and friction.

상기 빔 플레이트(200)는 표면에 전기 활성 물질(210)을 구비하며 상기 블러프 바디(100)와 연결되어 그 블러프 바디(100)의 와유기 진동 및 갤로핑 동작에 따른 진동 에너지를 전기 에너지로 변환될 수 있게 한다. The beam plate 200 includes an electroactive material 210 on a surface thereof and is connected to the bluff body 100 so as to generate vibration energy due to vortic vibration and galloping of the bluff body 100. To be converted to.

상기 빔 플레이트(200)는 콘덴서나 전기회로 등과 전기적으로 연결될 수 있고, 블러프 바디(100)의 움직임에 따른 전기 에너지를 축전기로 전달시킨다. 상기 빔 플레이트(200)는 반복된 움직임이 가능하도록 위치(형태) 복원이 가능한 소재로 이루어지는 것이 바람직하다. The beam plate 200 may be electrically connected to a condenser, an electric circuit, or the like, and transmits electrical energy according to the movement of the bluff body 100 to the capacitor. The beam plate 200 is preferably made of a material capable of restoring position (shape) to allow repeated movement.

상기 애프터 바디(300)는, 블러프 바디(100)와 빔 플레이트(200) 사이에 배치되어 일측이 상기 블러프 바디(100)에 연결되고, 타측이 상기 빔 플레이트(200)와 착탈 가능하게 연결됨으로써, 그 블러프 바디(100)와 빔 플레이트(200)가 착탈가능하게 결합될 수 있도록 하며 상기 블러프 바디의 움직임을 빔 플레이트에 효과적으로 전달될 수 있게 한다. The after body 300 is disposed between the bluff body 100 and the beam plate 200, one side is connected to the bluff body 100, and the other side is detachably connected to the beam plate 200. As a result, the bluff body 100 and the beam plate 200 can be detachably coupled and the movement of the bluff body can be effectively transmitted to the beam plate.

상기 애프터 바디(300)는, 블러프 바디(100)와 연결되어 바람의 이동 경로에서 상기 블러프 바디(100)의 효과적으로 와유기 진동과 갤로핑 동작을 가능하게 하는 장점을 가진다.The after body 300 is connected to the bluff body 100 and has an advantage of enabling the vortexing vibration and the galloping operation of the bluff body 100 effectively in the movement path of the wind.

상기 애프터 바디(300)는 블러프 바디(100)의 마찰부(110) 반대측에 연결되며, 그 반대측에서 블러프 바디와 일체형으로 이루어질 수 있다. 상기 애프터 바디(300)는 도 3의 가상 중심선(a)를 기준으로 절단각(α) 10° 내지 30° 지점에서 블러프 바디(100)로부터 절곡되어 형성되는 것이 바람직하다. The after body 300 is connected to the opposite side of the friction portion 110 of the bluff body 100, it may be formed integrally with the bluff body on the opposite side. The after body 300 is preferably bent from the bluff body 100 at a cutting angle α of 10 ° to 30 ° based on the virtual center line a of FIG. 3.

상술한 바와 같은 구성을 포함하는 본 발명의 일실시예에 따른 풍력 에너지 하베스팅 장치는, 블러프 바디(100)가 기둥 형태로 이루어지며 라운드진 마찰부(110)를 구비하고, 빔 플레이트(200)가 바형태로 이루어지며 전기 활성 물질을 구비하고, 애프터 바디(300)의 일측이 블러프 바디(100)와 연결되고 타측이 빔 플레이트(200)와 연결되어 상기 블러프 바디가 와유기 진동 및 갤로핑 동작되게 하며 그 움직임들을 빔 플레이트(200)에 전달하여 전기 에너지 생성을 가능하게 함으로써, 풍력에 의한 전기 에너지 생성 및 수확 효율을 증대시키고, 풍력 에너지 하베스팅 장치의 설치 비용을 낮출 수 있으며, 유지 보수가 용이하고 기계수명을 연장시키며, 소음으로 인한 환경문제를 방지시키는 효과를 가진다. Wind energy harvesting apparatus according to an embodiment of the present invention including the configuration as described above, the bluff body 100 is made of a pillar shape and has a round friction portion 110, the beam plate 200 ) Is formed in a bar shape and has an electroactive material, one side of the after body 300 is connected to the bluff body 100 and the other side is connected to the beam plate 200 so that the bluff body vibrates with the vortic vibration and By making the galloping operation and transmitting the movements to the beam plate 200 to enable the electrical energy generation, it is possible to increase the electrical energy generation and harvesting efficiency by the wind, and to lower the installation cost of the wind energy harvesting device, It is easy to maintain, extends the life of the machine, and has the effect of preventing environmental problems caused by noise.

한편, 애프터 바디(300)는 블러프 바디(100)와 연결되지 않는 타측이 사각기둥 형태로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 애프터 바디(300)의 타측은 블러프 바디로부터 절곡되어짐으로써 다각기둥 형태를 이루는데, 절곡되는 지점이 앞서 설명한 바와 같이 가상 중심선(a)를 기준으로 절단각(α)이 10° 내지 30°인 것이 바람직하다. On the other hand, it is preferable that the other side of the after body 300 is not connected to the bluff body 100 is formed in a square pillar shape. The other side of the after body 300 is bent from the bluff body to form a polygonal pillar. As described above, the cutting angle α is 10 ° to 30 ° based on the virtual center line a. Is preferably.

본 실시예는 블러프 바디(100)가 전면부에 라운드진 마찰부(110)를 구비하고 전체적인 형상이 원기둥 형태로 이루어지고, 상기 마찰부(110)의 반대편에 사각기둥 형태의 애프터 바디(300)가 마련되어, 블러프 바디(100) 및 애프터 바디(300)에 바람이 마찰될 경우 와유기 진동 및 갤로핑 동작을 동시에 발생시킴으로써, 에너지 수확 효율을 극대화시키는 효과를 도출한다. In this embodiment, the bluff body 100 is provided with a friction portion 110 rounded on the front surface, the overall shape is made of a cylindrical shape, the after body 300 of the square pillar shape on the opposite side of the friction portion 110 ) Is provided, and when the wind is rubbed on the bluff body 100 and the after body 300 by generating a vortex vibration and a galloping operation at the same time, to derive the effect of maximizing the energy harvesting efficiency.

본 실시예는 도 4를 통해 알 수 있듯이, 블러프 바디(100) 및 애프터 바디(300)의 구조적 특징으로 인해, 풍속이 3.9m/s 시 최대 전압 상승 효율이 비교모델(종래의 사각형 블러프 바디)에 비해 57.6%에 달하는 것으로 나타났다. As can be seen from FIG. 4, due to the structural features of the bluff body 100 and the after body 300, the maximum voltage increase efficiency at the wind speed of 3.9 m / s is comparative model (conventional square bluff). 57.6%).

아울러, 본 실시예는 도 5를 통해 알 수 있듯이, 최대 전압상승율이 비교모델과 비교 시 145%로 나타났다. 이와 같이, 본 실시예는 바람에 의한 진동 에너지를 전기 에너지로 변환 시, 유체유발진동의 두가지 기본적인 현상인 와유기 진동 및 갤로핑 동작을 모두 증대시켜 에너지 효율을 극대화시킨다. In addition, as shown in FIG. 5, the present embodiment showed a maximum voltage increase rate of 145% when compared with the comparison model. As such, the present embodiment maximizes energy efficiency by increasing both organic vibration and galloping operations, which are two basic phenomena of fluid-induced vibration when converting vibrational energy from wind into electrical energy.

본 실시예에 따른 풍력 에너지 하베스팅 장치는 키퍼(400)를 포함하여 이루진다.The wind energy harvesting device according to the present embodiment includes a keeper 400.

상기 키퍼(400)는 블러프 바디(100)의 타측에 위치한 애프터 바디(300)와 연결된 빔 플레이트(200)를 바닥으로부터 이격되게 지지함으로써, 블러프 바디(100)와 애프터 바디(300)가 바람의 이동 공간에 위치되어 바람에 의해 와유기 진동 및 갤로핑 동작을 자유롭게 구현할 수 있게 하고 빔 플레이트(200)의 형태 변형 및 복원이 효과적으로 이루어지게 하여 전기 에너지 변환 효율을 증대시키는 장점을 가진다. The keeper 400 supports the beam plate 200 connected to the after body 300 located on the other side of the bluff body 100 so that the bluff body 100 and the after body 300 are winded. Located in the moving space of the vorticity vibration and galloping operation by the wind can be freely implemented and the shape deformation and restoration of the beam plate 200 is effectively made to increase the electrical energy conversion efficiency.

이상 본 발명의 일실시예에 따른 풍력 에너지 하베스팅 장치를 설명하였다. 이하에서는, 도 6을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 풍력 에너지 하베스팅 장치를 설명하기로 한다. The wind energy harvesting apparatus according to the embodiment of the present invention has been described above. In the following, Referring to Figure 6 will be described a wind energy harvesting apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 풍력 에너지 하베스팅 장치에 채용된 마찰증대면을 설명하기 위한 사시도이다.Figure 6 is a perspective view for explaining the friction increased surface employed in the wind energy harvesting apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 6에 도시된 바와 같이 본 실시예는 앞서 설명한 실시예와 대부분의 구성이 유사하나 블러프 바디(100)에 마찰증대면(500)이 구비된다는 점에서 차이점을 가진다. As shown in FIG. 6, the present embodiment is similar in configuration to most of the above-described embodiments, but has a difference in that a friction increasing surface 500 is provided on the bluff body 100.

즉, 본 실시예에 채용된 마찰증대면(500)은 상기 블러프 바디(100)의 마찰부(110)에 요철구조로 이루어짐으로써, 바람이 상기 블러프 바디(100)에 마찰될 때 그 블러프 바디(100)의 마찰부(110)와 바람 간의 마찰면적을 증대시키는 효과를 가진다. That is, the friction increasing surface 500 employed in the present embodiment has a concave-convex structure in the friction part 110 of the bluff body 100, so that the blur when the wind is rubbed against the bluff body 100. It has an effect of increasing the friction area between the friction portion 110 and the wind of the frame body (100).

상기 마찰증대면(500)은 블러프 바디(100)의 마찰부(110)에 일체형으로 이루어져 그 마찰부(110)에 직접 형성될 수 있고, 별도로 제작되어 그 마찰부(110)에 구비될 수도 있다.The friction increasing surface 500 may be integrally formed with the friction part 110 of the bluff body 100, and may be directly formed on the friction part 110, or may be separately manufactured and provided on the friction part 110. have.

따라서, 본 실시예의 상기 블러프 바디(100)는 마찰증대면(500)에 의해 바람과의 마찰이 증가되고 애프터 바디(300)와 함께 움직임(와유기 진동 및 갤로핑 동작)이 증가됨으로써, 전기 에너지 생성 및 축적 효율을 높이는 장점을 가진다. Thus, the bluff body 100 of the present embodiment is increased by friction with the wind by the friction increasing surface 500 and the movement (with the organic vibration and galloping operation) with the after body 300 is increased, It has the advantage of increasing energy generation and accumulation efficiency.

이상 본 발명의 다른 실시예에 따른 풍력 에너지 하베스팅 장치를 설명하였다. 이하에서는, 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 풍력 에너지 하베스팅 장치를 설명하기로 한다. The wind energy harvesting apparatus according to another embodiment of the present invention has been described above. Hereinafter, a wind energy harvesting apparatus according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 and 8.

도 7 및 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 풍력 에너지 하베스팅 장치에 채용된 진동 증가 리브들을 설명하기 위한 도면이다.7 and 8 are diagrams for explaining the vibration increasing ribs employed in the wind energy harvesting apparatus according to another embodiment of the present invention.

도면에 도시된 바와 같이 본 실시예는 앞서 설명한 실시예들과 대부분의 구성이 유사하나 블러프 바디(100)의 마찰부(110)에 진동 증가 리브들(600)을 구비한다는 점에서 차이점이 있다. As shown in the figure, the present embodiment is similar in configuration to most of the above-described embodiments, except that the vibration increasing ribs 600 are provided in the friction portion 110 of the bluff body 100. .

즉, 상기 마찰부(110)는 복수의 진동 증가 리브들(600)을 더 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 진동 증가 리브들(600)은 마찰부(110)로부터 돌출형성되거나 별도로 구비되어 바람과의 마찰을 증가시키고, 애프터 바디(300)와 연결된 블러프 바디(100)의 바람에 의한 움직임을 높여줌으로써, 상기 빔 플레이트(200)의 변형 및 복원 횟수를 증가시켜 에너지 생성과 축적 효율을 증가시키는 효과를 도출한다.That is, the friction part 110 may further include a plurality of vibration increasing ribs 600. The vibration increasing ribs 600 are protruded or provided separately from the friction part 110 to increase friction with the wind, and increase the movement by the wind of the bluff body 100 connected to the after body 300. In addition, the number of deformation and restoration of the beam plate 200 is increased to derive an effect of increasing energy generation and accumulation efficiency.

상기 진동 증가 리브들(600)은 상기 마찰부(110)와 일체형으로 이루어지거나 착탈 가능하게 이루어질 수 있다. 한편, 상기 진동 증가 리브들(600)은 블러프 바디(100)의 마찰부(110)에 마찰증대면(500)과 함께 구비될 수도 있음으로써, 블러프 바디(100)와 바람 간의 마찰 면적을 효과적으로 증대시킬 수 있다. The vibration increasing ribs 600 may be formed integrally with the friction part 110 or may be detachable. On the other hand, the vibration increasing ribs 600 may be provided with the friction increasing surface 500 in the friction portion 110 of the bluff body 100, thereby reducing the friction area between the bluff body 100 and the wind Can be effectively increased.

한편, 본 발명의 실시예들은 상기 블러프 바디(100), 애프터 바디(300) 및 빔 플레이트(200)를 각각 한쌍으로 구비할 수 있다. 이때 상기 블러프 바디(100), 애프터 바디(300) 및 빔 플레이트(200)는 키퍼(400)를 기준으로 서로 대칭되게 설치됨으로써, 블러프 바디(100)와 애프터 바디(300)가 바람의 이동 방향을 기준으로 전방 및 후방에서 각각 움직이게 되어 전기 에너지 생산 효율을 효과적으로 높일 수 있다.On the other hand, embodiments of the present invention may be provided with a pair of the bluff body 100, the after body 300 and the beam plate 200, respectively. In this case, the bluff body 100, the after body 300 and the beam plate 200 are installed symmetrically with respect to the keeper 400, so that the bluff body 100 and the after body 300 are moved in the wind. It can move forward and backward respectively with respect to the direction, effectively increasing the efficiency of electric energy production.

이상, 본 발명에 대한 바람직한 실시예를 설명하였으나 본 발명은, 위에서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며 본 발명이 속하는 기술분야에서 다양한 변형과 개발을 할 수 있음은 자명하다.As mentioned above, although preferred embodiments of the present invention have been described, the present invention is not limited to the above-described embodiments, but is defined by the claims, and various modifications and developments can be made in the technical field to which the present invention belongs. Self-explanatory

100: 블러프 바디 110: 마찰부
200: 빔 플레이트 210: 전기 활성 물질
300: 애프터 바디 400: 키퍼
500: 마찰증대면 600: 진동 증가 리브들100: bluff body 110: friction part
200: beam plate 210: electroactive material
300: after body 400: keeper
500: friction increase surface 600: vibration increasing ribs

Claims (5)

바람에 의한 진동 에너지를 전기 에너지로 변환시키고, 상기 전기 에너지를 수확하는 풍력 에너지 하베스팅 장치에 관한 것으로,
바람과 마찰되어 와유기 진동 또는 갤로핑 동작 중 적어도 하나의 움직임이 구현될 수 있도록, 상기 바람과 마찰되며 라운드진 마찰부를 구비하고 원기둥 형태로 이루어지는 블러프 바디;
상기 블러프 바디의 움직임을 전기 에너지로 변환시킬 수 있도록, 표면에 전기 활성 물질을 구비하며 바 형태로 이루어진 빔 플레이트; 및
상기 빔 플레이트와 블러프 바디 사이에서 배치되되 상기 원기둥 형태의 블러프 바디와 일체형으로 형성되고, 상기 블러프 바디의 움직임을 빔 플레이트로 전달할 수 있도록, 일측이 상기 블러프 바디와 연결되고 타측이 상기 빔 플레이트와 착탈 가능하게 연결되며, 상기 블러프 바디와 연결되지 않는 타측이 사각기둥 형태로 이루어지며, 상기 타측의 블러프 바디로부터 절곡되는 지점의, 블러프 바디의 중심선을 기준으로 한 절단각이 10°내지 30°인 애프터 바디;를 포함하여 이루어지는 풍력 에너지 하베스팅 장치.The wind energy harvesting device for converting the vibration energy from the wind into electrical energy, and harvesting the electrical energy,
A bluff body rubbing against the wind and having a rounded friction portion and having a cylindrical shape so as to be rubbed with the wind so that at least one of the vortex vibration and the galloping motion can be realized;
A beam plate having an electroactive material on a surface thereof and having a bar shape so as to convert the movement of the bluff body into electric energy; And
It is disposed between the beam plate and the bluff body, and integrally formed with the cylindrical bluff body, so that one side is connected to the bluff body and the other side is configured to transmit the movement of the bluff body to the beam plate. Removably connected to the beam plate, the other side that is not connected to the bluff body is formed in the form of a square pillar, the cutting angle with respect to the center line of the bluff body at the point that is bent from the other bluff body Wind energy harvesting device comprising a; after the body of 10 ° to 30 °. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 블러프 바디가 바람의 이동 공간에 위치되어 상기 바람에 의해 상기 움직임을 구현할 수 있도록, 상기 빔 플레이트를 바닥으로부터 이격되게 지지하는 키퍼;를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 풍력 에너지 하베스팅 장치.
The method of claim 1,
And a keeper for supporting the beam plate spaced apart from a floor so that the bluff body is located in a moving space of the wind so as to implement the movement by the wind.
제1항에 있어서,
상기 블러프 바디는,
상기 바람과의 마찰면적을 증대시킬 수 있도록, 상기 마찰부에 요철구조의 마찰증대면을 형성하는 것을 특징으로 하는 풍력 에너지 하베스팅 장치.The method of claim 1,
The bluff body,
Wind energy harvesting device, characterized in that to increase the friction area with the wind, to increase the friction surface of the uneven structure to the friction portion.
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