KR102343591B1 - Wind Power Generator With High Efficiency And Enhanced Torque - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 바람을 이용하여 전기를 생성하는 토크 증가형 고효율 풍력 발전 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a torque increasing type high-efficiency wind power generator that generates electricity using wind.
풍력 발전은 신재생 에너지 중의 하나로, 공기의 유동이 가진 운동 에너지를 회전자(팬 등)를 이용하여 기계적 에너지로 변환하고, 이를 다시 전기 에너지로 변환하는 기술이다.Wind power generation is a technology that converts kinetic energy of air flow into mechanical energy using a rotor (fan, etc.), and converts it back into electrical energy.
풍력 발전은 산재되어 있는 무공해, 무한정의 바람을 이용하므로 환경에 미치는 영향이 거의 없고, 국토를 효율적으로 이용할 수 있으며, 또한 대규모 발전 단지의 경우에는 발전 단가도 기존의 발전 방식에 비해 떨어지지 않는 발전 방식으로, 최근 화석 연료에 대한 대체 에너지로 부각되면서 고속 성장세를 이어가고 있다.Wind power generation is a power generation method that has little impact on the environment because it uses scattered, non-polluting, unlimited wind, and can use the land efficiently, and in the case of large-scale power generation complexes, the power generation cost does not fall compared to the existing power generation method. As a result, it has recently emerged as an alternative energy to fossil fuels, continuing its rapid growth.
풍력 발전 장치는 보통 풍력으로 회전하는 발전 팬을 포함하는데, 이에 더하여 발전 효율을 높이기 위한 추가 수단을 부가하는 경우가 있다. 예를 들어, 한국특허공개 제2010-0036524호와 한국특허공개 제2013-0026802호는 풍력과 압전체를 이용하여 전력을 생산하는 풍력 압전 발전 장치를 제시하고 있고, 한국특허등록 제10-0796441호와 한국특허공개 제2016-0092655호는 기압 차이를 이용하는 풍력 발전 장치를 제시하고 있다.A wind power generator usually includes a power generating fan that is rotated by wind power, and in addition to this, there are cases in which additional means for increasing power generation efficiency are added. For example, Korean Patent Laid-Open No. 2010-0036524 and Korean Patent Publication No. 2013-0026802 propose a wind power piezoelectric power generation device that generates power using wind power and a piezoelectric body, and Korean Patent Registration No. 10-0796441 and Korean Patent Laid-Open No. 2016-0092655 proposes a wind power generator using a pressure difference.
그런데, 이러한 풍력 발전 장치로는 바람이 약하거나 풍량이 적은 지역에서는 발전 효율을 높이는데 한계가 있다. 에너지 전문가들은 발전 효율이 최소 30%를 넘어야 경제성을 확보할 수 있다고 하는데, 한국의 평균 풍속은 7m/s로 비교적 느린 데다 풍향도 일정하지 않으며, 풍량이 적은 지역도 많아, 바람을 이용하여 전기를 생성하는데 어려움이 있다.However, such a wind power generator has a limit in increasing power generation efficiency in an area where the wind is weak or the wind volume is small. Energy experts say that the power generation efficiency must exceed at least 30% to secure economic feasibility. The average wind speed in Korea is 7 m/s, which is relatively slow, the wind direction is not constant, and there are many regions with low wind volume. It is difficult to create.
바람 속도가 작은 지역에서, 일반 프로펠라식 풍력 발전기는 바람을 받는 각도가 최대 45°여서 발전 토크가 작다.In an area with low wind speed, a general propeller type wind power generator has a maximum angle of receiving wind of 45°, resulting in low power generation torque.
또한, 프로펠라식 풍력 발전기는 회전 중 조류(새)들이 발전기 팬에 부딪혀 죽는 현상이 자주 발생하고 있다.In addition, a phenomenon in which birds (birds) collide with the generator fan during rotation of the propeller-type wind power generator frequently occurs.
이러한 문제를 해결하기 위해, 일정량 이상의 바람이 발생하는 특정 지역에 풍력 발전 장치를 집중 설치하는 경우가 있는데, 이 경우에도 발전 장치의 대형화로 인해 설치 장소 확보, 소음 발생 등의 다른 문제를 유발하고 있다.In order to solve this problem, there are cases where wind power generators are concentrated in a specific area where a certain amount of wind is generated. Even in this case, due to the enlargement of the power generation device, other problems such as securing an installation place and generating noise are caused. .
[선행기술문헌][Prior art literature]
1. 한국특허공개 제2010-0036524호1. Korean Patent Publication No. 2010-0036524
2. 한국특허공개 제2013-0026802호2. Korean Patent Publication No. 2013-0026802
3. 한국특허등록 제10-0796441호3. Korean Patent Registration No. 10-0796441
4. 한국특허공개 제2016-0092655호4. Korean Patent Publication No. 2016-0092655
본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로,The present invention is to solve the problems of the prior art,
첫째, 풍량이 적은 지역에서도 소형 발전 장치로 설치하여 사용할 수 있고, First, it can be installed and used as a small power generation device even in an area with low wind volume,
둘째, 장소에 구애됨이 없이 용이하게 설치가 가능하며, Second, it can be easily installed regardless of location.
셋째, 바람 방향의 변경에 적응하면서 능동적으로 발전이 가능하고,Third, it is possible to actively develop while adapting to the change of wind direction,
넷째, 회전자에 가해지는 풍압(풍량)을 조절하여 발전량을 제어할 수 있고,Fourth, it is possible to control the amount of power generation by adjusting the wind pressure (air volume) applied to the rotor,
다섯째, 발전 토크를 증가시켜 종래의 프로펠라식 풍력 발전기보다 2~8배까지 풍력 발전을 일으킬 수 있고,Fifth, by increasing the power generation torque, it is possible to generate wind power up to 2 to 8 times that of the conventional propeller type wind power generator,
여섯째, 조류(새)들이 부딪혀 죽는 현상이 거의 발생하지 않으며,Sixth, the phenomenon that birds (birds) collide and die rarely occurs,
일곱째, 조류(새)들이 접근하는 것을 방지할 수 있는, 풍력 발전 장치를 제공하고자 한다.Seventh, it is intended to provide a wind power generator that can prevent birds (birds) from approaching.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 풍력 발전 장치는 제1,2 지지판, 회전축, 날개 지지대, 회전 날개, 회전 기어, 발전 기어, 발전축, 지지판 보강대, 풍량 조절 커버 등을 포함할 수 있다.The wind power generator of the present invention for achieving this object may include first and second support plates, a rotary shaft, a wing support, a rotary blade, a rotary gear, a power generation gear, a power generation shaft, a support plate reinforcement, an air volume control cover, and the like.
제1 지지판과 제2 지지판은 이격 배치되어 이격 공간을 사이에 형성할 수 있다. 제1,2 지지판은 플레이트 형태로 구성할 수 있다.The first support plate and the second support plate may be spaced apart to form a space therebetween. The first and second support plates may be configured in a plate shape.
회전축은 제1,2 지지판에 축회전 가능하게 결합하며 봉 형태로 구성할 수 있다.The rotating shaft is axially rotatably coupled to the first and second support plates and may be configured in the form of a rod.
날개 지지대는 회전축에 방사상으로 결합하여 연장할 수 있다.The wing support may extend radially to the axis of rotation.
회전 날개는 날개 지지대의 외측 단부에 결합하여 바람 유입에 따라 이동하면서 날개 지지대와 회전축을 회전시킬 수 있다.The rotary blade may be coupled to the outer end of the blade support to rotate the blade support and the rotation shaft while moving according to the inflow of wind.
회전 기어는 원통 형태의 프레임으로 구성되어 회전축 또는 날개 지지대에 결합할 수 있다. 회전 기어는 회전축 또는 날개 지지대의 회전에 따라 같이 회전할 수 있다. 회전 기어는 원통 프레임의 내면 또는 외면에 제1 톱니를 구비할 수 있다.The rotating gear is configured as a cylindrical frame and can be coupled to a rotating shaft or a wing support. The rotating gear can rotate together according to the rotation of the rotating shaft or the wing support. The rotary gear may have first teeth on the inner surface or outer surface of the cylindrical frame.
발전 기어는 회전 기어의 제1 톱니에 결합하는 제2 톱니를 외면에 구비할 수 있다. 발전 기어는 회전 기어보다 작은 직경으로 구성되어 회전 기어보다 높은 회전수를 가질 수 있다.The power generation gear may be provided with a second tooth coupled to the first tooth of the rotation gear on the outer surface. The power generation gear may be configured with a smaller diameter than the rotating gear and may have a higher rotational speed than the rotating gear.
발전축은 일측이 발전 기어에 결합하여 발전 기어의 회전에 따라 축회전하고, 타측은 발전기에 결합하여 축회전력을 발전기에 전달할 수 있다.One side of the power generation shaft may be coupled to the power generation gear to rotate according to the rotation of the power generation gear, and the other side may be coupled to the generator to transmit shaft rotational power to the generator.
지지판 보강대는 제1 지지판과 제2 지지판에 결합하여 제1,2 지지판을 지지할 수 있다.The support plate reinforcing bar may be coupled to the first support plate and the second support plate to support the first and second support plates.
풍량 조절 커버는 제1,2 지지판 또는 지지판 보강대에 결합하여 제1,2 지지판의 이격 공간으로 유입하는 바람의 양을 조절할 수 있다. 풍량 조절 커버는 축회전할 수 있다.The air volume control cover may be coupled to the first and second support plates or the support plate reinforcement to adjust the amount of wind flowing into the space between the first and second support plates. The air volume control cover can pivot.
본 발명의 풍력 발전 장치에서, 회전 기어와 발전 기어는 회전축을 따라 날개 지지대의 외측에 대칭되게 2개를 각각 구비할 수 있다.In the wind power generator of the present invention, the rotation gear and the power generation gear may each be provided with two symmetrically on the outside of the wing support along the axis of rotation.
본 발명의 풍력 발전 장치는 풍량 조절 커버를 지지하는 커버 지지대를 포함할 수 있다. 커버 지지대는 일측 단부가 제1,2 조절판의 중심에 축회전 가능하게 결합하고 타측 단부는 풍량 조절 커버의 양측 상단에 결합할 수 있다.The wind power generator of the present invention may include a cover support for supporting the air volume control cover. One end of the cover support may be axially rotatably coupled to the center of the first and second regulating plates, and the other end may be coupled to both upper ends of the air volume control cover.
본 발명의 풍력 발전 장치에서, 제1,2 지지판은 1/2 원판으로 구성하고, 풍량 조절 커버는 1/4 초과 2/4 이하의 원판으로 구성할 수 있다. 이 경우, 풍량 조절 커버는 제1,2 지지판의 가장자리를 따라 슬라이딩 이동할 수 있다.In the wind power generator of the present invention, the first and second support plates may be formed of a 1/2 disk, and the air volume control cover may be formed of a disk of greater than 1/4 and less than or equal to 2/4. In this case, the air volume control cover may slide along the edges of the first and second support plates.
본 발명의 풍력 발전 장치는 회동 수직대를 포함할 수 있다. 회동 수직대는 수평 방향을 기준으로 회전하면서 회전 날개가 바람이 불어오는 방향을 향하도록 제1,2 지지판을 회전시킬 수 있다.The wind power generator of the present invention may include a rotating vertical stand. The rotating vertical stand may rotate the first and second support plates so that the rotor blades face the direction in which the wind blows while rotating with respect to the horizontal direction.
본 발명의 풍력 발전 장치에서, 회전 날개는 바람을 90°로 대향하여 토크를 최대로 상승시킬 수 있다.In the wind power generator of the present invention, the rotor blades may face the wind at 90° to maximize torque.
본 발명의 풍력 발전 장치에서, 회전 날개는 풍량 조절 커버가 개방하는 영역을 기준으로 상부에서 하부로 회전할 수 있다.In the wind power generator of the present invention, the rotary blade may rotate from the top to the bottom based on the area where the air volume control cover opens.
본 발명의 풍력 발전 장치에서, 제1,2 지지판, 회전 날개, 풍량 조절 커버 중 적어도 하나는 광반사 코팅막을 형성할 수 있다.In the wind power generator of the present invention, at least one of the first and second support plates, the rotary blades, and the air volume control cover may form a light reflective coating film.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 풍력 발전 장치는 작은 크기로 설치가 가능하고, 나아가 회전 기어와 발전 기어의 직경 비율을 조절하면 발전량을 최대화할 수 있어, 바람의 양이 적은 지역에서도 충분한 전기를 생성할 수 있다.The wind power generator of the present invention having such a configuration can be installed in a small size, and furthermore, by adjusting the diameter ratio of the rotary gear and the power generation gear, the amount of power generation can be maximized, so that it is possible to generate sufficient electricity even in an area with a small amount of wind. can
본 발명의 풍력 발전 장치는 회동 수직대를 통해 바람이 불어오는 방향으로 발전 장치를 자동으로 향하게 함으로써 바람 방향의 변화에 능동적으로 대응할 수 있고, 그 결과 바람 방향의 변경이 심한 지역에서도 안정적 발전이 가능하다.The wind power generator of the present invention can actively respond to a change in the wind direction by automatically orienting the power generator in the direction in which the wind blows through the rotating vertical stand, and as a result, stable power generation is possible even in an area with severe wind direction change do.
본 발명의 풍력 발전 장치는 풍량 조절 커버를 통해 회전 날개에 부딪히는 풍압(풍량)을 조절할 수 있고, 이를 통해 발전량을 필요에 따라 조절하는 것이 가능하다.The wind power generator of the present invention can adjust the wind pressure (air volume) hitting the rotor blades through the air volume control cover, and through this, it is possible to adjust the power generation amount as needed.
본 발명의 풍력 발전 장치는 발전기의 토크를 증가시켜 종래의 프로펠라식 풍력 발전기보다 생성되는 전기를 크게 증가시킬 수 있다. 즉, 본 발명에서는 회전 날개가 받는 바람의 각도가 90°여서 회전 날개가 생성하는 토크가 최대화될 수 있는데, 그 결과 동일 직경의 프로펠라식 풍력 발전기에 비해 5~8배 이상의 토크를 올릴 수 있다.The wind power generator of the present invention can significantly increase the generated electricity than the conventional propeller-type wind power generator by increasing the torque of the generator. That is, in the present invention, since the angle of the wind received by the rotor blades is 90°, the torque generated by the rotor blades can be maximized.
본 발명의 풍력 발전 장치는 회전 날개의 회전 방향을 항상 아래에서부터 위로 회전시키는 방식으로 구현하여 조류(새)들이 부딪혀 죽는 현상을 방지 내지 최소화할 수 있다. 조류들이 프로펠라식 풍력 발전기에 부딪혀 죽는 원인은 조류(새)들이 회전하는 프로펠라를 지날 때 위쪽에서 내려오는 프로펠라를 볼 수 없어 프로펠라에 부딪히기 때문이다. 즉, 조류(새)들의 시력 범위가 180~270° 사이여서 뒷통수 쪽은 잘 보지 못해 프로펠라에 부딪힐 수 있다. The wind power generator of the present invention can prevent or minimize a phenomenon in which birds (birds) collide and die by implementing the rotation direction of the rotor blades in such a way that they always rotate from bottom to top. The reason why birds (birds) collide with the propeller-type wind power generator and die is that when the birds (birds) pass the rotating propeller, they cannot see the propeller coming down from the top and collide with the propeller. In other words, the range of vision of birds (birds) is between 180 and 270°, so they cannot see well at the back of the head and can hit the propeller.
또한, 본 발명의 풍력 발전 장치는 회전 날개 등에 광반사 반사막을 형성하여 조류(새)들이 접근하는 것을 원천적으로 방지할 수 있다.In addition, the wind power generator of the present invention can fundamentally prevent birds (birds) from approaching by forming a light reflective film on the rotor blades and the like.
도 1은 본 발명에 따른 풍력 발전 장치의 제1 실시예를 도시하는 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 풍력 발전 장치의 제1 실시예의 내부 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 풍력 발전 장치의 제1 실시예에서 발전 원리를 보여주는 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 풍력 발전 장치의 제2 실시예의 내부 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 풍력 발전 장치의 제3 실시예를 도시하는 사시도이다.1 is a perspective view showing a first embodiment of a wind power generator according to the present invention.
2 is an internal perspective view of a first embodiment of a wind power generator according to the present invention.
3 is a perspective view showing a power generation principle in the first embodiment of the wind power generator according to the present invention.
4 is an internal perspective view of a second embodiment of the wind power generator according to the present invention.
5 is a perspective view showing a third embodiment of the wind power generator according to the present invention.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 풍력 발전 장치의 제1 실시예를 도시하는 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 풍력 발전 장치의 제1 실시예의 내부 사시도이다.1 is a perspective view showing a first embodiment of the wind power generator according to the present invention, Figure 2 is an internal perspective view of the first embodiment of the wind power generator according to the present invention.
도 1,2에 도시한 바와 같이, 풍력 발전 장치의 제1 실시예는 제1,2 지지판(110-1,110-2), 지지판 보강대(111), 회전축(120), 날개 지지대(130), 회전 날개(140), 회전 기어(150), 발전 기어(210), 발전축(220), 발전기(230), 풍량 조절 커버(310), 커버 지지대(320) 등을 포함할 수 있다.As shown in FIGS. 1 and 2 , the first embodiment of the wind power generator includes the first and second support plates 110-1 and 110-2, the
제1,2 지지판(110-1,110-2)은 플레이트 형태의 반원(즉, 1/2) 원판으로 구성할 수 있다. 제1,2 지지판(110-1,110-2)은 세워서 면대향시킨 후 수평으로 이격시켜 배치할 수 있다. 제1 지지판(110-1)과 제2 지지판(110-2)은 이격 공간을 사이에 형성할 수 있으며, 이격 공간은 전후로 연통하여 바람이 전후로 통과하게 할 수 있다. 제1,2 지지판(110-1,110-2)은, 도 1에 도시한 바와 같이, 플레이트 영역이 후방에 위치하도록 배치할 수 있다.The first and second support plates 110-1 and 110-2 may be configured as semicircular (ie, 1/2) disks in the form of a plate. The first and second support plates 110-1 and 110-2 may be disposed to be horizontally spaced apart from each other after standing up to face each other. The first support plate 110-1 and the second support plate 110-2 may form a separation space therebetween, and the separation space may communicate back and forth to allow the wind to pass therebetween. As shown in FIG. 1 , the first and second support plates 110 - 1 and 110 - 2 may be disposed such that the plate area is located at the rear.
지지판 보강대(111)는 제1,2 지지판(110-1,110-2)을 결합하여 지지하는 것으로, 플레이트를 ''자 형태로 절곡하여 구성할 수 있다. 지지판 보강대(111)의 양쪽 측방 플레이트는 제1,2 지지판(110-1,110-2)의 외측면에 결합하여 제1,2 지지판(110-1,110-2)를 수직되게 지지할 수 있다.The support
회전축(120)은 양측 단부가 제1,2 지지판(110-1,110-2)에 축회전 가능하게 결합할 수 있다. 회전축(120)은 봉(원형 바) 형태로 구성할 수 있다. 회전축(120)의 양측 단부에는 둘레를 따라 함몰부가 형성되고, 함몰부는 제1,2 지지판(110-1,110-2)에 관통 삽입되어 지지될 수 있다. 함몰부와 제1,2 지지판(100)의 결합 부위에는 볼 베어링 등이 삽입되어 마찰력을 최소화할 수 있다.Both end portions of the
날개 지지대(130)는 회전축(120)에 방사상으로 결합하여 연장할 수 있다. 날개 지지대(130)는 사각형 단면을 갖는 각형 바(bar)를 사용할 수 있다. 날개 지지대(130)는 회전축(120)을 중심으로 방사상 대칭되게 배치될 수 있다. 날개 지지대(130)는 2개 또는 4개의 각형 바를 회전축(120)에 중심이 위치하도록 '+'자 형태로 교차되게 배치하거나, 3개 또는 6개의 각형 바를 회전축(120)에 중심이 위치하도록 '*'자 형태로 교차되게 배치하는 등의 다양한 형태로 구성할 수 있다. 날개 지지대(130)는 회전축(120)의 길이방향을 따라 1 세트만 형성할 수도 있으나, 회전 날개(140)를 안정적으로 지지하기 위해서 회전축(120)의 길이방향을 따라 2개 이상의 세트를 대칭되게 이격시켜 구성하는 것이 바람직할 수 있다. The
회전 날개(140)는 날개 지지대(130)의 외측 단부에 결합하여 바람 유입에 따라 이동하면서 날개 지지대(130)를 회전시키고, 그 결과로서 회전축(120)을 회전시킬 수 있다. 회전 날개(140)는 플레이트 형태로 구성할 수도 있으나, 유입하는 바람의 풍력을 최대로 이용하도록 중앙으로 가면서 함몰하는 형태, 예를 들어 길이방향 양측 단부가 폐쇄되는 반원통 형태로 구성하는 것이 바람직할 수 있다.The
회전 기어(150)는 원통 형태의 프레임으로 구성되어 내면 또는 외면에 제1 톱니(또는 기어)를 구비할 수 있다. 회전 기어(150)는 회전축(120) 또는 날개 지지대(130)에 결합하여 회전축(120) 또는 날개 지지대(130)의 회전에 연동하여 회전할 수 있다. 회전 기어(150)는 가능한 최대 크기의 직경, 예를 들어 외측 단부가 회전 날개(140)에 닿는 정도로 구성하는 것이 바람직할 수 있다.The
발전 기어(210)는 원판 형태로 프레임으로 구성되어 외면에 제2 톱니(또는, 기어)를 구비할 수 있다. 제2 톱니는 회전 기어(150)의 제1 톱니에 기어 결합하여, 회전 기어(150)의 회전에 연동하여 회전할 수 있다. 발전 기어(210)는 회전 기어(150)보다 작은 직경으로 구성하여 회전 기어(150)의 회전수보다 높은 회전수로 회전하게 구성하는 것이 바람직할 수 있다. 이를 위해서는, 발전 기어(210)를 가능한 최소 크기의 직경으로 구성하여 발전 기어(210)와 회전 기어(150)의 회전수 비율을 최대로 하는 것이 바람직할 수 있다.The
발전축(220)은 일측이 발전 기어(210)에 결합하여 발전 기어(210)의 회전에 연동하여 축회전하는 것으로, 위에서 설명한 회전축(120))과 같이 봉(원형 바) 형태로 구성할 수 있다. 발전축(220)은 타측이 발전기(230)에 결합하여 발전 기어(210)의 축회전력을 발전기(230)로 전달할 수 있다.The
발전기(230)는 발전축(220)을 통해 전달되는 발전 기어(210)의 축회전력을 이용하여 전기를 생성할 수 있다.The
풍량 조절 커버(310)는 제1,2 지지판(110-1,110-2)의 이격 공간으로 유입하는 바람의 양을 조절하여 발전량을 제어하는 것으로, 길이방향의 양측 단부를 제1,2 지지판(110-1,110-2)의 내측 가장자리를 따라 슬라이딩 가능하게 결합할 수 있다. 이를 위해, 제1,2 지지판(110-1,110-2)의 가장자리 내측면에는 함몰 형태의 레일을 형성하고, 함몰 레일에는 풍량 조절 커버(310)의 길이방향 양측 단부가 슬라이딩 삽입되게 할 수 있다. The air
풍량 조절 커버(310)는 곡선 원판, 예를 들어 1/4 초과 2/4 이하의 원통 패널 형태로 구성할 수 있다. 풍량 조절 커버(310)는 제1,2 지지판(110-1,110-2)의 중심을 중심으로 회전하면서, 제1,2 지지판(110-1,110-2)의 전방 개방구의 개방 정도를 조절할 수 있다.The air
커버 지지대(320)는 풍량 조절 커버(310)의 일측을 지지하여 축회전시키는 것으로, 일측 단부는 제1,2 지지판(110-1,110-2)의 중심축에 결합하여 회전하고, 타측 단부는 풍량 조절 커버(310)의 양측 상단에 결합할 수 있다. 커버 지지대(320)의 일측 단부에는 커버 지지대(320)를 회전시키는 모터(미도시) 등이 결합될 수 있다.The
본 발명의 풍력 발전 장치에서, 제1,2 지지판(110-1,110-2), 지지판 보강대(111), 회전축(120), 날개 지지대(130), 회전 날개(140), 회전 기어(150), 발전 기어(210), 발전축(220), 발전기(230), 풍량 조절 커버(310), 커버 지지대(320)에, 적어도 면적이 큰 제1,2 지지판(110-1,110-2), 회전 날개(140), 풍량 조절 커버(310) 중 적어도 하나에는 광반사 코팅막을 형성하여, 조류(새)들이 접근하는 것을 차단할 수 있다.In the wind power generator of the present invention, the first and second support plates 110-1 and 110-2, the
도 3은 본 발명에 따른 풍력 발전 장치의 제1 실시예에서 발전 원리를 보여주는 사시도이다.3 is a perspective view showing a power generation principle in the first embodiment of the wind power generator according to the present invention.
도 3에 도시한 바와 같이, 먼저, 제1,2 지지판(110-1,110-2) 사이로 바람이 유입하면, 풍력에 의해 회전 날개(140)가 후방으로 이동할 수 있다.As shown in FIG. 3 , first, when wind flows between the first and second support plates 110 - 1 and 110 - 2 , the
둘째, 회전 날개(140)가 후방으로 이동하면, 회전 날개(140)가 결합된 날개 지지대(130)가 회전축(120)을 중심으로 회전하고, 그 결과로서 회전축(120)을 회전시킬 수 있다.Second, when the
셋째, 날개 지지대(130) 및 회전축(120)이 회전하면, 날개 지지대(130) 또는 회전축(120)에 결합된 회전 기어(150)가 회전할 수 있다.Third, when the
넷째, 회전 기어(150)가 회전하면, 회전 기어(150)의 제1 톱니(기어)에 제2 톱니(기어)가 결합된 발전 기어(210)가 회전할 수 있다. 이때, 회전 기어(150)와 발전 기어(210)의 회전수(톱니수) 비가 10 이면, 회전 기어(150)가 1 회전할 때 발전 기어(210)는 10 회전할 수 있다. 이와 같이, 회전 기어(150)와 발전 기어(210)의 회전수 비가 크면, 발전 효율을 크게 높일 수 있다. Fourth, when the
다섯째, 발전 기어(210)가 회전하면, 발전 기어(210)에 결합된 발전축(220)이 발전 기어(210)의 회전수와 동일한 회전수로 회전할 수 있다. Fifth, when the
여섯째, 발전축(220)이 회전하면, 발전축(220)에 연결된 발전기(230)에서 발전축(220)의 회전수에 비례하는 전기를 생성할 수 있다.Sixth, when the
한편, 도 3에서, 제1,2 지지판(110-1,110-2) 사이로 유입하는 바람의 양은 풍량 조절 커버(310)로 조절할 수 있다. 풍량 조절 커버(310)가 최상단, 즉 도 3에서 하측 1/2을 커버하고 있으면, 유입하는 바람의 양은 최소이지만 하측에 위치하는 회전 날개(140)에 풍력이 역방향으로 작용하지 않음으로써 회전 날개(140)에 최대의 회전력을 제공할 수 있다. 이러한 원리에 따라, 풍량 조절 커버(310)를 최상단에서 점차적으로 하방으로 축회전시키면, 발전기(230)의 발전량을 점진적으로 줄일 수 있다.Meanwhile, in FIG. 3 , the amount of wind flowing between the first and second support plates 110 - 1 and 110 - 2 may be controlled by the air
도 4는 본 발명에 따른 풍력 발전 장치의 제2 실시예의 내부 사시도이다.4 is an internal perspective view of a second embodiment of the wind power generator according to the present invention.
도 4에 도시한 바와 같이, 풍력 발전 장치의 제2 실시예는 제1 실시예에서 설명한 회전 기어(150), 발전 기어(210), 발전기(230)의 발전 세트에 더하여, 회전축(120)의 길이방향을 따라 반대편에 다른 발전 세트를 대칭적으로 구비하고 있다. 즉, 도 4에 도시한 바와 같이, 제2 회전 기어(151), 제2 발전 기어(211), 제2 발전기(231)를 추가로 구비하여, 발전량을 2배까지 증가시킬 수 있다.As shown in FIG. 4 , the second embodiment of the wind power generator includes the
도 5는 본 발명에 따른 풍력 발전 장치의 제3 실시예를 보여주는 사시도이다.5 is a perspective view showing a third embodiment of the wind power generator according to the present invention.
도 5에 도시한 바와 같이, 풍력 발전 장치의 제3 실시예는 회동 수직대(400)를 포함하여, 바람 방향에 따라 풍력 발전 장치를 회전시키면서 풍량을 최대로 활용하도록 구성할 수 있다.As shown in FIG. 5 , the third embodiment of the wind power generator includes a rotating
회동 수직대(400)는 고정 기둥, 고정 원판, 회전 원판, 연결대 등으로 구성할 수 있다.The rotating
고정 기둥은 하측이 지반, 지붕 등에 결합되어 고정되는 것으로, 원형, 사각 등의 단면을 갖는 바(bar) 등으로 구성할 수 있다.The fixed pillar is fixed to the lower side by being coupled to the ground or roof, and may be composed of a bar having a cross section such as a circular shape or a square shape.
고정 원판은 고정 기둥의 상단에 결합하여 고정되는 것으로, 원판 형태로 구성할 수 있다.The fixed disk is fixed to the upper end of the fixed column, and may be configured in the form of a disk.
회전 원판은 고정 원판의 상부에 회전 가능하게 결합하는 것으로, 고정 원판과 사이에 볼베어링 등을 삽입하여 회전할 수 있게 구성할 수 있다.The rotating disk is rotatably coupled to the upper portion of the fixed disk, and may be configured to rotate by inserting a ball bearing or the like between the fixed disk and the fixed disk.
연결대는 지지판 보강대(111)를 회전 원판에 연결시키는 것으로, 바(bar) 등을 절곡시켜 구성할 수 있다. 여기서, 지지판 보강대(111)는 하측이 제1,2 지지판(110-1,110-2)의 하단을 연결하여 지지하는데, 연결대는 상단이 지지판 보강대(111)의 하측 중앙에 용접, 본딩 등으로 결합되어 고정될 수 있다. The connecting rod connects the support
이러한 구성을 갖는 회동 수직대(400)는 회전 날개(140)가 항상 바람이 불어오는 방향을 향하도록 제1,2 지지판(110-1,110-2)을 회전시키면서 지지할 수 있다. The rotating
제3 실시예에서, 풍력 발전 장치는 제1,2 지지판(110-1,110-2) 또는 지지판 보강대(111)에 풍향을 표시하는 풍향계를 더 결합할 수 있다.In the third embodiment, the wind power generator may further include a wind vane indicating the wind direction to the first and second support plates 110 - 1 and 110 - 2 or the
이상, 본 발명을 여러 실시예로서 설명하였는데, 이들은 본 발명을 예증하기 위한 것이다. 통상의 기술자라면 이러한 실시예를 다른 형태로 변형하거나 수정할 수 있을 것이다. 그러나, 본 발명의 권리범위는 아래의 특허청구범위에 의해 정해지므로, 그러한 변형이나 수정은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석될 수 있다.In the above, the present invention has been described as several embodiments, which are intended to illustrate the present invention. Those skilled in the art will be able to change or modify these embodiments in other forms. However, since the scope of the present invention is defined by the following claims, such variations or modifications may be construed as being included in the scope of the present invention.
110-1,110-2 : 지지판 111 : 지지판 보강대
120 : 회전축 130 : 날개 지지대
140 : 회전 날개 150 : 회전 기어
210 : 발전 기어 220 : 발전축
230 : 발전기 310 : 풍량 조절 커버
320 : 커버 지지대 400 : 회동 수직대110-1,110-2: support plate 111: support plate reinforcement bar
120: axis of rotation 130: wing support
140: rotary blade 150: rotary gear
210: power generation gear 220: power generation shaft
230: generator 310: air volume control cover
320: cover support 400: rotating vertical support
Claims (7)
상기 제1 지지판과 이격 배치되는 제2 지지판;
상기 제1,2 지지판에 축회전 가능하게 결합하는 회전축;
상기 회전축에 방사상으로 결합하여 연장하는 날개 지지대;
상기 날개 지지대의 외측 단부에 결합하는 회전 날개;
원통 형태로 구성되어 상기 회전축 또는 상기 날개 지지대에 결합하고, 내면 또는 외면에 제1 톱니를 구비하는 회전 기어;
상기 회전 기어의 제1 톱니에 결합하는 제2 톱니를 외면에 구비하고, 상기 회전 기어보다 작은 직경으로 구성되는 발전 기어;
일측은 상기 발전 기어에 결합하고 타측은 발전기에 결합하여 상기 발전 기어의 회전에 따라 축회전하는 발전축;
상기 제1 지지판과 상기 제2 지지판에 결합하여 지지하는 지지판 보강대; 및
상기 제1,2 지지판 또는 상기 지지판 보강대에 결합하여 축회전하면서 유입 풍량을 조절하는 풍량 조절 커버를 포함하는, 토크 증가형 고효율 풍력 발전 장치.a first support plate;
a second support plate spaced apart from the first support plate;
a rotation shaft rotatably coupled to the first and second support plates;
a wing support extending radially coupled to the rotation shaft;
a rotary blade coupled to the outer end of the wing support;
a rotation gear configured in a cylindrical shape and coupled to the rotation shaft or the wing support, and having first teeth on an inner surface or an outer surface;
a power generation gear having a second tooth coupled to the first tooth of the rotary gear on the outer surface, and configured to have a smaller diameter than the rotary gear;
a power generation shaft having one side coupled to the power generation gear and the other side coupled to the generator to rotate shaft according to the rotation of the power generation gear;
a support plate reinforcing bar coupled to and supporting the first support plate and the second support plate; and
A torque increasing type high-efficiency wind power generator comprising a wind volume control cover for adjusting the inflow air volume while rotating the shaft coupled to the first and second support plates or the support plate reinforcement.
상기 회전축을 따라 상기 날개 지지대의 외측에 대칭되게 2개를 각각 구비하는, 토크 증가형 고효율 풍력 발전 장치.According to claim 1, wherein the rotation gear and the power generation gear
A torque increasing type high-efficiency wind power generator, each having two symmetrically on the outside of the wing support along the axis of rotation.
일측 단부는 상기 제1,2 조절판의 중심에 축회전 가능하게 결합하고, 타측 단부는 상기 풍량 조절 커버의 측방 상단에 결합하는 커버 지지대를 포함하고,
상기 제1,2 지지판은 1/2 원판으로 구성되고,
상기 풍량 조절 커버는 1/4 초과 2/4 이하의 원판으로 구성되며,
상기 풍량 조절 커버는 상기 제1,2 지지판의 가장자리를 따라 슬라이딩 이동하는, 토크 증가형 고효율 풍력 발전 장치.According to claim 1,
One end is axially rotatably coupled to the center of the first and second control plates, and the other end includes a cover support coupled to the upper side of the air volume control cover,
The first and second support plates are composed of a 1/2 disk,
The air volume control cover is composed of a disk of more than 1/4 and less than 2/4,
The air volume control cover slides along the edges of the first and second support plates, a torque increasing type high-efficiency wind power generator.
상기 회전 날개가 바람이 불어오는 방향으로 대향하도록 상기 제1,2 지지판 또는 상기 지지판 보강대를 회전시키는 회동 수직대를 포함하는, 토크 증가형 고효율 풍력 발전 장치.According to claim 1,
A torque increasing type high-efficiency wind power generator comprising a rotational vertical bar for rotating the first and second support plates or the support plate reinforcing bars so that the rotary blades face in the direction in which the wind blows.
바람을 90°로 대향하여 토크를 상승시키는, 토크 증가형 고효율 풍력 발전 장치.According to claim 1, wherein the rotary blade is
A torque-increasing high-efficiency wind power generator that raises torque by facing the wind at 90°.
상기 풍량 조절 커버가 개방하는 영역을 기준으로 상부에서 하부로 회전하는, 토크 증가형 고효율 풍력 발전 장치. According to claim 1, wherein the rotary blade is
A torque increasing type high-efficiency wind power generator that rotates from the top to the bottom based on the area where the air volume control cover opens.
광반사 코팅막을 형성하는, 토크 증가형 고효율 풍력 발전 장치.According to claim 1, wherein at least one of the first and second support plates, rotary blades, and air volume control cover
A torque-increasing high-efficiency wind power generator that forms a light-reflecting coating film.
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---|---|---|---|
KR1020210139909A KR102343591B1 (en) | 2021-10-20 | 2021-10-20 | Wind Power Generator With High Efficiency And Enhanced Torque |
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