KR102081977B1

KR102081977B1 - 가로등용 풍력발전장치

Info

Publication number: KR102081977B1
Application number: KR1020190119160A
Authority: KR
Inventors: 이용규
Original assignee: 이용규
Priority date: 2019-09-26
Filing date: 2019-09-26
Publication date: 2020-02-26
Also published as: US20220333578A1; CN114072576A; WO2021060705A1

Abstract

가로등용 풍력발전장치에 관한 것으로, 수직으로 설치되는 기둥부재; 상기 기둥부재의 상부에 수평으로 설치되는 중심고정축부재; 바람에 의해 회전이 이루어지도록 일측에 제1 블레이드가 설치되고, 상기 중심고정축부재의 외측에 회전 가능하게 설치되는 제1 블레이드부재; 바람에 의해 회전이 이루어지도록 일측에 제2 블레이드가 설치되고, 상기 제1 블레이드부재의 외측에 회전 가능하게 설치되는 제2 블레이드부재; 상기 제1 블레이드부재 및 상기 제2 블레이드부재를 향해 바람이 원활하게 이동되도록 소정의 각도로 경사지게 형성되는 콘부재; 상기 제1 블레이드부재 및 상기 제2 블레이드부재에 의해 회전되어 전원을 발생시키는 발전모듈;을 마련하여 제1 블레이드와 제2 블레이드를 2중으로 설치하여 풍력발전에 필요한 토크 및 회전수를 얻을 수 있고, 하나의 블레이드가 아닌 2개의 블레이드로 발전모듈을 구동시켜 풍력발전에 따른 발전시간을 증대시킬 수 있으며, 제1 회전축과 제2 회전축을 이중으로 설치함에 따라 회전축에 의해 설치공간을 최소화 시킬 뿐만 아니라 풍력발전기의 크기를 소형화 시킬 수 있다는 효과가 얻어진다.

Description

가로등용 풍력발전장치{Street Wind Power Generator}

본 발명은 가로등용 풍력발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 2중으로 설치된 블레이드에 의해 발전모듈을 구동 시키면서 2개의 블레이드에 의해 발전모듈의 회전에 따른 토크를 제공함은 물론 발전모듈의 회전수를 증가시켜 구동할 수 있는 가로등용 풍력발전장치에 관한 것이다.

일반적으로 풍력은 바람에너지를 변환시켜 전기를 생산하는 발전 기술이다. 풍력의 시스템은 "기계장치부, 전기장치부, 제어장치부" 등으로 구성된다.

기계장치부는 바람으로부터 회전력을 생산하는 회전날개(Blade), 회전축(Shaft)을 포함한 회전자(Rotor), 이를 적정 속도로 변환하는 증속기(Gearbox)와 기동, 제동 및 운용 효율성 향상을 위한 브레이크(Brake), 피칭 시스템(Pitching System), 요잉 시스템(Yawing System) 등의 제어장치부문으로 구성되어진다.

전기장치부는 발전기 및 기타 안정된 전력을 공급하도록 하는 전력안정화 장치로 구성된다.

제어장치부는 풍력발전기가 무인 운전이 가능토록 설정, 운전하는 제어 시스템(Control System) 및 바람방향을 향하도록 블레이드의 방향조절(Yawing Controller), 날개의 경사각(pitch) 조절로 출력을 능동적 제어(Pitching Controller)와 원격지 제어 및 지상에서 시스템 상태 판별을 가능하게 하는 모니터링 시스템(Monitoring System)으로 구성된다.

풍력시스템은 회전축 방향에 따라 구분하면 수직축 발전기와 수평축 발전기로 나뉘어 진다.

수직축 발전기는 바람의 방향과 관계가 없어 사막이나 평원에 많이 설치하여 이용이 가능하지만 소재가 비싸고 수평축 풍차에 비해 효율이 떨어지는 단점이 있다.

수평축 발전기는 간단한 구조로 이루어져 있어 설치하기 편리하나 바람의 방향에 영향을 받는다. 일반적으로 중대형급 이상은 수평축 발전기를 사용하고, 100kW급 이하 소형은 수직축 발전기를 사용하는 편이다.

풍력시스템을 운전방식 따른 구분하면 기어형(Geared)과 기어리스형(Gearless)으로 구분된다.

대부분의 풍력시스템은 정속운전 유도형 발전기기를 사용하는 기어(Geared) 풍력발전시스템에 해당되며 유도형 발전기기의 높은 정격회전수에 맞추기 위해 회전자의 회전속도를 증속하는 기어장치가 장착되어 있는 형태이다.

기어리스(Gearless)형은 가변속 운전동기형(또는 영구자석형) 발전기를 사용하는 풍력발전 시스템에 해당되며 다극형 동기발전기를 사용하여 증속기어 장치가 없이 회전자와 발전기가 직결되는 직접 구동(direct-drive) 형태이다.

발전효율은 높지만, 유도발전기보다 비싸고 크기도 큰 단점이 있다.

풍력 발전기는 풍속이 세고, 풍차가 클수록 더 많은 풍력 에너지를 생산할 수 있기 때문에 풍력 발전기의 발전량은 바람의 세기와 풍차의 크기에 의존하고 있다. 또한 높이가 높아질수록 바람이 세게 불기 때문에 높은 곳의 발전기가 낮은 곳의 발전기보다 크고 발전량도 많다.

풍력으로 발전하려면 평균 초속 4m/s 이상으로 부는 바람이 필요하다. 여기서 말하는 바람의 속도는 우리가 서 있는 땅위가 아니라 풍력 발전기의 날개가 있는 높이에서의 속도를 말한다.

특히 발전기는 화석연료의 고갈에 따른 에너지위기 및 환경오염의 심각성이 대두됨에 따라, 청정에너지인 풍력이나 조력을 이용하여 전력을 생산하기 위해 세계 각국에서 기술 개발되고 있다.

이와 같이, 종래의 풍력 발전을 위한 발전기는 많은 공간을 차지하므로, 가로등과 같이 적은 용량에 사용하기에는 부적합하여, 사용이 어렵다는 단점이 있다.

따라서, 가로등과 같이 협소한 장소에도 풍력을 이용하여 충분한 발전을 할 수 있다.

예를 들어, 하기 특허문헌 1에는 '가로등용 풍력 발전시스템'이 개시되어 있다.

하기 특허문헌 1에 따른 가로등용 풍력 발전시스템은 가로등 지주의 상단에 고정자가 고정되고, 상기 고정자의 상부에 원통형의 회전자가 결합되어지는 가로등용 풍력 발전시스템에 있어서, 상기 고정자는 상기 지주의 상단에 지주결합부가 결합되어지고, 상기 지주결합부 상측으로 지주허브가 돌출 형성되어 상기 지주허브의 외측으로 코어가 고정되어지며, 상기 코어는 중공의 원통형으로 형성되고 상기 코어의 외측으로 코일권선부가 방사형으로 돌출 형성되어 상기 코일권선부에 코일이 권선된다.

상기 회전자는 상기 고정자의 지주허브 외주면에 설치된 베어링에 의하여 캡허브가 회동 가능하게 결합되어지고, 상기 캡허브에 캡이 연결되어 고정되어지며, 상기 캡은 상기 고정자의 코어를 감싸면서 그 내주면에 N극과 S극의 영구자석이 배치된다.

상기 회전자의 캡 외주면에는 다수개의 링형상의 플랜지가 일정 간격을 두고 상하로 결합되고, 상기 플랜지에 블레이드 고정편이 고정되어 상기 블레이드 고정편에 블레이드가 고정된다.

하기 특허문헌 2에는 '가로등용 발전기'가 개시되어 있다.

하기 특허문헌 2에 따른 가로등용 발전기는 가로등지주의 상부에 블레이드를 갖는 풍력발전부가 결합되어지고, 상기 풍력발전부에 태양광발전부가 결합되어지게 구성된 가로등용 발전기에 있어서, 상기 풍력발전부는 지지프레임과, 상기 지지프레임의 상부에 결합된 고정자프레임 및 상기 고정자프레임의 상부에 회전 가능하게 결합된 회전자프레임으로 구성딘다.

상기 지지프레임은 중공부재의 하부에 볼트홀을 갖는 지지플랜지가 형성되어 가로등지주의 상부에 형성된 플랜지에 볼트로 결합되어지며, 상기 중공부재의 상부에 안착판이 형성되어지고, 상기 중공부재의 외주연부에 다수개의 보강리브가 일체로 형성된다.

상기 고정자프레임은 디스크 형태를 갖는 고정판의 중앙 하부에 인출홀을 갖는 중공고정부재가 형성되어지며, 상기 중공고정부재와 대응되는 중공가이드부재가 고정판의 상부에 일체로 형성되어지고, 상기 고정판의 상부에 고정편이 돌출되게 형성되어 고정자가 결합되어지고, 상기 고정편의 내측에 케이블인출홀이 형성되어지며, 상기 케이블인출홀과 중공가이드부재 사이에 받침부재가 일체로 형성된다.

대한민국 특허 등록번호 제10-0958669호 대한민국 특허 등록번호 제10-0968777호 대한민국 특허 공개번호 제10-2013-0003788호

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 2중으로 설치된 블레이드에 의해 발전모듈을 구동 시킬 수 있도록 하는 가로등용 풍력발전장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 2개의 블레이드에 의해 발전모듈의 회전에 따른 토크를 제공함은 물론 발전모듈의 회전수를 증가시켜 구동할 수 있도록 하는 가로등용 풍력발전장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 블레이드 방향으로 바람의 이동을 안내하여 지속적인 풍력발전이 이루어지도록 하는 가로등용 풍력발전장치를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 가로등용 풍력발전장치는 수직으로 설치되는 기둥부재(10); 상기 기둥부재(10)의 상부에 수평으로 설치되는 중심고정축부재(20); 바람에 의해 회전이 이루어지도록 일측에 제1 블레이드(33)가 설치되고, 상기 중심고정축부재(20)의 외측에 회전 가능하게 설치되는 제1 블레이드부재(30); 바람에 의해 회전이 이루어지도록 일측에 제2 블레이드(43)가 설치되고, 상기 제1 블레이드부재(30)의 외측에 회전 가능하게 설치되는 제2 블레이드부재(40); 상기 제1 블레이드부재(30) 및 상기 제2 블레이드부재(40)를 향해 바람이 원활하게 이동되도록 소정의 각도로 경사지게 형성되는 콘부재(50); 상기 제1 블레이드부재(30) 및 상기 제2 블레이드부재(40)에 의해 회전되어 전원을 발생시키는 발전모듈(60);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 기둥부재(10)는 소정 높이로 형성되는 하부기둥(11); 상기 하부기둥(11)의 상면에 소정의 직경으로 형성되는 하부플랜지(12); 상기 하부기둥(11)의 상면에 설치되는 상부기둥(13); 상기 하부플랜지(12)와 동일 직경으로 상기 하부기둥(13)의 하면에 형성되는 상부플랜지(14); 상기 하부플랜지(12)와 상기 상부플랜지(14)의 외면에 결합되는 플랜지커버(15);를 포함하며, 상기 상부기둥(13)은 상기 하부기둥(11)을 중심으로 회전 가능하게 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 블레이드부재(30)는 상기 중심고정축부재(20)의 외측에 회전 가능하게 설치되는 제1 회전축(31); 상기 제1 회전축(31)의 일단에 소정의 직경을 갖는 원판으로 형성되는 제1 회전판(32); 상기 콘부재(50)를 따라 이동되는 풍력에 의해 회전이 이루어지도록 상기 제1 회전판(32)의 외경으로 돌출되게 형성되는 다수의 제1 블레이드(33); 상기 제1 블레이드(43)에 의해 회전되는 상기 제1 회전축(31)의 타단에 형성되는 제1 회전기어(34); 상기 제1 회전기어(34)에 맞물리게 설치되어 상기 발전모듈(60)을 회전시키는 제2 회전기어(35);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제2 블레이드부재(40)는 상기 제1 회전축(31)의 외측에 회전 가능하게 설치되는 제2 회전축(41); 상기 제1 회전축(41)의 일단에 소정의 직경을 갖는 원판으로 형성되는 제2 회전판(42); 상기 콘부재를 따라 이동되는 풍력에 의해 회전이 이루어지도록 상기 제2 회전판(42)의 외경으로 돌출되게 형성되는 다수의 제2 블레이드(43); 상기 제2 블레이드(43)에 의해 회전되는 제2 회전축(41)의 타단에 상기 제1 회전기어(34)와 동일한 직경으로 형성되는 제3 회전기어(44); 상기 제3 회전기어(44)에 맞물리게 설치되어 상기 발전모듈(60)을 회전시키는 제4 회전기어(45);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 콘부재(50)는 바람이 상기 제1 블레이드부재(30) 및 상기 제2 블레이드부재(40)를 향해 이동되도록 콘 형상으로 형성되는 콘본체(51); 상기 콘본체(51)가 안정되게 고정되도록 상기 중심고정축부재(20)의 일측에 설치되는 제1 지지프레임(52); 상기 콘본체(51)가 안정되게 고정되도록 상기 제2 블레이드부재(40)의 외면에 설치되는 제2 지지프레임(53);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 가로등용 풍력발전장치에 의하면, 제1 블레이드와 제2 블레이드를 2중으로 설치하여 풍력발전에 필요한 토크 및 회전수를 얻을 수 있고, 하나의 블레이드가 아닌 2개의 블레이드로 발전모듈을 구동시켜 풍력발전에 따른 발전시간을 증대시킬 수 있으며, 제1 회전축과 제2 회전축을 이중으로 설치함에 따라 회전축에 의해 설치공간을 최소화 시킬 뿐만 아니라 풍력발전기의 크기를 소형화 시킬 수 있다는 효과가 얻어진다.

본 발명에 따른 가로등용 풍력발전장치에 의하면, 풍량이 작은 경우 2개의 블레이드에 의해 발전모듈을 구동 시킬 수 있고, 콘부재에 의해 바람을 블레이드로 이동시켜 풍력발전을 지속적으로 할 수 있다는 효과가 얻어진다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가로등용 풍력발전장치를 도시한 단면 입체도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가로등용 풍력발전장치를 도시한 단면 입체도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가로등용 풍력발전장치를 도시한 확대 단면 입체도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가로등용 풍력발전장치를 도시한 확대 단면 입체도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가로등용 풍력발전장치를 도시한 분해 단면 입체도,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가로등용 풍력발전장치를 도시한 분해 단면 입체도,
도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가로등용 풍력발전장치를 도시한 단면도,
도 8은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가로등용 풍력발전장치를 도시한 입체도,
도 9는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가로등용 풍력발전장치를 도시한 입체도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가로등용 풍력발전장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가로등용 풍력발전장치는 수직으로 설치되는 기둥부재(10), 상기 기둥부재(10)의 상부에 수평으로 설치되는 중심고정축부재(20), 바람에 의해 회전이 이루어지도록 일측에 제1 블레이드(33)가 설치되고, 상기 중심고정축부재(20)의 외측에 회전 가능하게 설치되는 제1 블레이드부재(30), 바람에 의해 회전이 이루어지도록 일측에 제2 블레이드(43)가 설치되고, 상기 제1 블레이드부재(30)의 외측에 회전 가능하게 설치되는 제2 블레이드부재(40), 상기 제1 블레이드부재(30) 및 상기 제2 블레이드부재(40)를 향해 바람이 원활하게 이동되도록 소정의 각도로 경사지게 형성되는 콘부재(50), 상기 제1 블레이드부재(30) 및 상기 제2 블레이드부재(40)에 의해 회전되어 전원을 발생시키는 발전모듈(60)를 포함한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가로등용 풍력발전장치를 도시한 단면 입체도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가로등용 풍력발전장치를 도시한 단면 입체도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 가로등용 풍력발전장치는 소정의 높이로 설치되는 기둥부재(10)와, 상기 기둥부재(10)의 상부에 설치되는 중심고정축부재(20)와, 상기 중심고정축부재(20)를 중심으로 회전 가능하게 설치되는 제1 블레이드부재(30)와, 상기 제1 블레이드부재(30)의 외측에 회전 가능하게 설치되는 제2 블레이드부재(40)와, 상기 제1 블레이드부재(30)와 제2 블레이드부재(40)의 외부에 설치되는 콘부재(50)와, 상기 제1 블레이드부재(30)와 제2 블레이드부재(40)에 의해 발전이 이루어지는 발전모듈(60)로 이루어진다.

상기 기둥부재(10)는 소정 높이로 형성되는 하부기둥(11)와, 상기 하부기둥(11)의 상면에 소정의 직경으로 형성되는 하부플랜지(12)와, 상기 하부기둥(11)의 상면에 설치되는 상부기둥(13)와, 상기 하부플랜지(12)와 동일 직경으로 상기 하부기둥(13)의 하면에 형성되는 상부플랜지(14)와, 상기 하부플랜지(12)와 상기 상부플랜지(14)의 외면에 결합되는 플랜지커버를 포함하며, 상기 상부기둥(13)은 상기 하부기둥(11)을 중심으로 회전 가능하게 설치된다.

상기 기둥부재(10)는 블레이드부재(30, 40)가 소정 높이에 설치되도록 하부기둥(11)과 상부기둥(13)으로 이루어진다. 상기 하부기둥(11)의 상면에는 직경보다 큰 직경의 하부플렌지(12)가 일체로 형성된다.

또한 상기 상부기둥(13)은 소정의 높이로 형성되고, 상기 상부기둥(13)의 하면에는 상기 하부플랜지(12)와 동일한 직경으로 상부플랜지(14)가 형성된다.

상기 상부기둥(13)은 바람의 방향에 따라 회전이 이루어지도록 하부기둥(11)을 중심으로 회전 가능하게 설치된다. 즉, 상기 하부플랜지(12)와 상부플랜지(14)는 서로 맞댄 상태로 설치되며, 이들 플랜지(12, 14)의 외면에는 플랜지커버(미도시)가 설치된다.

이에 상기 상부기둥(13)은 하부기둥(11)을 중심으로 회전됨에 따라 바랑의 방향에 관계없이 블레이드(33, 43)를 회전시킬 수 있으며, 발전모듈(60)을 지속적으로 구동시킬 수 있게 된다.

상기 상부기둥(10)의 상부에는 수평 방향으로 중심고정축부재(20)가 설치된다. 상기 중심고정축부재(20)의 외면에는 제1 블레이드부재(30)가 회전 가능하게 설치되도록 제1 베어링(21)이 설치되고, 상기 제1 베어링(21)으로부터 소정의 거리만큼 이격되어 제2 베어링(22)이 설치된다.

이들 제1 베어링(21) 및 제2 베어링(22)은 중심고정축부재(20)의 외측에 설치되는 제1 블레이드부재(30)가 회전 가능하게 설치되게 한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가로등용 풍력발전장치를 도시한 확대 단면 입체도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가로등용 풍력발전장치를 도시한 확대 단면 입체도이며, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가로등용 풍력발전장치를 도시한 분해 단면 입체도이고, 도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가로등용 풍력발전장치를 도시한 분해 단면 입체도이며, 도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가로등용 풍력발전장치를 도시한 단면도이다.

도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제1 블레이드부재(30)는 상기 중심고정축부재(20)의 외측에 회전 가능하게 설치되는 제1 회전축(31)와, 상기 제1 회전축(31)의 일단에 소정의 직경을 갖는 원판으로 형성되는 제1 회전판(32)와, 상기 콘부재(50)를 따라 이동되는 풍력에 의해 회전이 이루어지도록 상기 제1 회전판(32)의 외경으로 돌출되게 형성되는 다수의 제1 블레이드(33)와, 상기 제1 블레이드(33)에 의해 회전되는 상기 제1 회전축(31)의 타단에 형성되는 제1 회전기어(34)와, 상기 제1 회전기어(34)에 맞물리게 설치되어 상기 발전모듈(60)을 회전시키는 제2 회전기어(35)를 포함한다.

상기 제1 블레이드부재(30)는 풍력에 의해 회전되는 것으로, 상기 중심고정축부재(20)의 외측에 중공으로 이루어진 제1 회전축(31)이 회전 가능하게 설치된다.

상기 제1 회전축(31)은 중심고정축부재(20)의 외측에 결합되도록 중공으로 형성되고, 상기 중심고정축부재(20)와 제1 회전축(31) 사이에 제1 베어링(21) 및 제2 베어링(22)이 설치된다.

아울러 상기 제1 회전축(31)의 일단에는 일정 직경을 갖는 원판으로 이루어지는 제1 회전판(32)이 형성되고, 상기 제1 회전판(32)의 외면에는 풍력에 의해 회전되는 제1 블레이드(33)가 설치된다.

이러한 제1 블레이드(33)는 제1 회전판(32)에 다수개가 설치됨은 물론이다.

상기 제1 회전축(31)의 타단에는 제1 블레이드(33)에 의해 회전되는 제1 회전기어(34)가 설치되며, 상기 제1 회전기어(34)에는 제2 회전기어(35)가 치합되게 설치된다.

이러한 제2 회전기어(35)는 발전모듈(60)을 회전시켜 전원을 발생시키게 된다.

한편 상기 제1 블레이드부재(30)의 외측에는 제2 블레이드부재(40)가 회전 가능하게 설치된다.

상기 제2 블레이드부재(40)는 상기 제1 회전축(31)의 외측에 회전 가능하게 설치되는 제2 회전축(41)와, 상기 제1 회전축(41)의 일단에 소정의 직경을 갖는 원판으로 형성되는 제2 회전판(42)와, 상기 콘부재를 따라 이동되는 풍력에 의해 회전이 이루어지도록 상기 제2 회전판(42)의 외경으로 돌출되게 형성되는 다수의 제2 블레이드(43)와, 상기 제2 블레이드(43)에 의해 회전되는 제2 회전축(41)의 타단에 상기 제1 회전기어(34)와 동일한 직경으로 형성되는 제3 회전기어(44)와, 상기 제3 회전기어(44)에 맞물리게 설치되어 상기 발전모듈(60)을 회전시키는 제4 회전기어(45)를 포함한다.

상기 제2 블레이드부재(40)는 제1 블레이드부재(30)와 함께 발전모듈(60)을 회전시켜 전원을 발생시키는 것으로, 상기 제2 블레이드부재(40)는 제1 블레이드부재(30)의 외측에 설치된다.

상기 제2 회전축(41)은 중공의 형상으로 형성되며, 상기 제2 회전축(41)의 일단에는 일정 직경으로 이루어진 제2 회전판(42)이 형성되고, 상기 제2 회전판(42)의 외면에는 풍력에 의해 회전되는 제2 블레이드(43)가 설치된다.

이러한 상기 제2 블레이드(43)는 제1 블레이드(33)와 같이 다수개로 설치됨은 물론이다.

또한 상기 제2 회전축(41)과 제1 회전축(31) 사이에는 제3 베어링(23)이 설치되며, 이들 제3 베어링(23)에 의해 제1 회전축(31)과 별도로 회전이 이루어지도록 설치된다.

상기 제2 회전축(41)의 타단에는 제3 회전기어(44)가 형성되고, 상기 제3 회전기어(43)에는 제4 회전기어(45)가 치합되며, 상기 제4 회전기어(45)는 발전모듈(60)을 회전시켜 전원을 발생시키게 된다.

한편 상기 제1 블레이드(33)는 제2 블레이드(43)에 비해 상대적으로 길이를 길게 형성하여 실시하는 것이 바람직하다.

이들 제1 블레이드부재(30)와 제2 블레이드부재(40)의 일측에는 바람이 블레이드(33, 43)를 향해 이동되도록 콘부재(50)가 설치된다.

상기 콘부재(50)는 바람이 상기 제1 블레이드부재(30) 및 상기 제2 블레이드부재(40)를 향해 이동되도록 콘 형상으로 형성되는 콘본체(51)와, 상기 콘본체(51)가 안정되게 고정되도록 상기 중심고정축부재(20)의 일측에 설치되는 제1 지지프레임(52)와, 상기 콘본체(51)가 안정되게 고정되도록 상기 제2 블레이드부재(40)의 외면에 설치되는 제2 지지프레임(53)를 포함한다.

상기 콘본체(51)는 바람이 콘본체(51)를 따라 이동되도록 콘 형상으로 형성되며, 바람의 방향에 관계없이 바람이 블레이드(33, 43)를 향해 이동되게 함으로써, 제1 블레이드부재(30)와 제2 블레이드부재(40)가 풍력에 의해 회전되게 한다.

상기 콘본체(51)의 내부에는 안정되게 고정되도록 중심고정축부재(20)에 제1 지지프레임(52)이 설치되고, 상기 제2 블레이드부재(40)의 외면에는 제2 지지프레임(53)이 설치된다.

아울러 상기 콘본체(51)의 끝단에는 중심고정축부재(20)를 보다 안정되게 설치할 수 있도록 제3 지지프레임(54)이 설치되고, 상기 콘본체(51)의 외면에는 중심고정축부재(20)이 설치된다.

한편 상기 제1 블레이드부재(30)의 제2 회전기어(35)와 제2 블레이드부재(40)의 제4 회전기어(45) 사이에는 전원을 발생시키는 발전모듈(60)이 설치된다.

다음 도 1 내ㅣ 도 9를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가로등용 풍력발전장치의 작동방법을 설명한다.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가로등용 풍력발전장치를 도시한 입체도이고, 도 9는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가로등용 풍력발전장치를 도시한 입체도이다.

도 1 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 가로등용 풍력발전장치는 중심고정축부재(20)의 외측에 제1 블레이드(33)에 의해 회전되는 제1 블레이드부재(30)와 상기 제1 블레이드부재(30)의 외측에 제2 블레이드(43)에 의해 회전되는 제2 블레이드부재(40)가 이중으로 설치된다.

이들 제1 블레이드부재(30) 및 제2 블레이드부재(40)는 하부기둥(11)과 상부기둥(13)으로 이루어진 기둥부재(10)에 의해 적정 높이에 설치되며, 상기 상부기둥(13)은 바람의 방향에 따라 회전 가능하게 설치된다.

아울러 상기 제1 블레이드부재(30)와 제2 블레이드부재(40)의 외측에는 콘본체(51)가 설치됨에 따라 풍량이 작을 경우에도 제1 블레이드(33)와 제2 블레이드(43)가 회전될 수 있는 풍량을 공급할 수 있게 된다.

즉, 상기 콘본체(51)는 풍량이 작은 경우 바람이 콘본체(51)의 외면을 따라 블레이드(33, 43)를 향해 이동되게 하여 블레이드(33, 43)를 회전시킬 수 있게 한다.

상기 제1 블레이드부재(30)의 제1 블레이드(33)는 풍력에 의해 회전됨에 따라 제1 회전축(31)을 회전 시키게 되고, 이로 인해 제1 회전축(31)에 형성된 제1 회전기어(34)가 회전된다.

상기 제1 회전기어(34)는 제2 회전기어(35)를 회전시키며, 제2 회전기어(35)의 회전에 의해 발전모듈(60)에서 전원을 발생시키게 된다.

또한 상기 제2 블레이드부재(40)의 제2 블레이드(43)는 풍력에 의해 회전되며, 상기 제2 블레이드(43)에 의해 제2 회전축(41) 및 제3 회전기어(44)가 회전된다.

이러한 제3 회전기어(44)는 발전모듈(60)에 결합된 제4 회전기어(45)를 회전시켜 전원을 발생 시키게 된다.

이와 같이 제1 블레이드부재(30) 및 제2 블레이드부재(40)에 의해 발전모듈(60)의 회전에 필요한 충분한 토크를 공급할 수 있게 되며, 발전모듈(60)을 고속으로 회전시켜 전원을 발생 시킬 수 있게 된다.

또한 상기 콘부재(50)에 의해 풍량이 작은 경우에도 바람의 이동을 블레이드(33, 43)로 이동시켜 주어 지속적인 발전을 할 수 있게 된다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

10: 기둥부재 11: 하부기둥
12: 하부플랜지 13: 상부기둥
14: 상부플랜지
20: 중심고정축부재 21: 제1 베어링
22: 제2 베어링 23: 제3 베어링
30: 제1 블레이드부재 31: 제1 회전축
32: 제1 회전판 33: 제1 블레이드
34: 제1 회전기어 35: 제2 회전기어
40: 제2 블레이드부재 41: 제2 회전축
42: 제2 회전판 43: 제2 블레이드
44: 제3 회전기어 45: 제4 회전기어
50: 콘부재 51: 콘본체
52: 제1 지지프레임 53: 제2 지지프레임
54: 수직프레임
60: 발전모듈

Claims

수직으로 설치되는 기둥부재(10);
상기 기둥부재(10)의 상부에 수평으로 설치되는 중심고정축부재(20);
바람에 의해 회전이 이루어지도록 일측에 제1 블레이드(33)가 설치되고, 상기 중심고정축부재(20)의 외측에 회전 가능하게 설치되는 제1 블레이드부재(30);
바람에 의해 회전이 이루어지도록 일측에 제2 블레이드(43)가 설치되고, 상기 제1 블레이드부재(30)의 외측에 회전 가능하게 설치되는 제2 블레이드부재(40);
상기 제1 블레이드부재(30) 및 상기 제2 블레이드부재(40)를 향해 바람이 원활하게 이동되도록 소정의 각도로 경사지게 형성되는 콘부재(50);
상기 제1 블레이드부재(30) 및 상기 제2 블레이드부재(40)에 의해 회전되어 전원을 발생시키는 발전모듈(60);을 포함하되,
상기 콘부재(50)는 바람이 상기 제1 블레이드부재(30) 및 상기 제2 블레이드부재(40)를 향해 이동되도록 콘 형상으로 형성되는 콘본체(51);
상기 콘본체(51)가 안정되게 고정되도록 상기 중심고정축부재(20)의 일측에 설치되는 제1 지지프레임(52);
상기 콘본체(51)가 안정되게 고정되도록 상기 제2 블레이드부재(40)의 외면에 설치되는 제2 지지프레임(53);을 포함하는 것을 특징으로 하는 가로등용 풍력발전장치.
제1항에 있어서,
상기 기둥부재(10)는 소정 높이로 형성되는 하부기둥(11);
상기 하부기둥(11)의 상면에 소정의 직경으로 형성되는 하부플랜지(12);
상기 하부기둥(11)의 상면에 설치되는 상부기둥(13);
상기 하부플랜지(12)와 동일 직경으로 상기 하부기둥(13)의 하면에 형성되는 상부플랜지(14);
상기 하부플랜지(12)와 상기 상부플랜지(14)의 외면에 결합되는 플랜지커버;를 포함하며,
상기 상부기둥(13)은 상기 하부기둥(11)을 중심으로 회전 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 가로등용 풍력발전장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 블레이드부재(30)는 상기 중심고정축부재(20)의 외측에 회전 가능하게 설치되는 제1 회전축(31);
상기 제1 회전축(31)의 일단에 소정의 직경을 갖는 원판으로 형성되는 제1 회전판(32);
상기 콘부재(50)를 따라 이동되는 풍력에 의해 회전이 이루어지도록 상기 제1 회전판(32)의 외경으로 돌출되게 형성되는 다수의 제1 블레이드(33);
상기 제1 블레이드(43)에 의해 회전되는 상기 제1 회전축(31)의 타단에 형성되는 제1 회전기어(34);
상기 제1 회전기어(34)에 맞물리게 설치되어 상기 발전모듈(60)을 회전시키는 제2 회전기어(35);를 포함하는 것을 특징으로 하는 가로등용 풍력발전장치.
제3항에 있어서,
상기 제2 블레이드부재(40)는 상기 제1 회전축(31)의 외측에 회전 가능하게 설치되는 제2 회전축(41);
상기 제1 회전축(41)의 일단에 소정의 직경을 갖는 원판으로 형성되는 제2 회전판(42);
상기 콘부재를 따라 이동되는 풍력에 의해 회전이 이루어지도록 상기 제2 회전판(42)의 외경으로 돌출되게 형성되는 다수의 제2 블레이드(43);
상기 제2 블레이드(43)에 의해 회전되는 제2 회전축(41)의 타단에 상기 제1 회전기어(34)와 동일한 직경으로 형성되는 제3 회전기어(44);
상기 제3 회전기어(44)에 맞물리게 설치되어 상기 발전모듈(60)을 회전시키는 제4 회전기어(45);를 포함하는 것을 특징으로 하는 가로등용 풍력발전장치.
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