KR102364466B1 - 연도내부 풍속을 이용한 풍력발전장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 내부에 길이 방향으로 중공이 형성된 이너연도(510)의 길이 방향과 교차되게 배치되는 팬축(520); 상기 팬축(520)에 결합된 복수개의 블레이드(570); 상기 이너연도(510)의 외주면에서 일측으로 돌출되는 제 1-1 축브래킷(530); 상기 이너연도(510)의 외주면에서 타측으로 돌출되는 제 1-2 축브래킷(540); 상기 제 1-1 축브래킷(530)에 배치되고, 상기 팬축(520)이 관통되며, 상기 팬축(520)의 일측을 지지하는 제 1 축저널(535); 상기 제 1-2 축브래킷(540)에 배치되고, 상기 팬축(520)이 관통되며, 상기 팬축(520)의 타측을 지지하는 제 2 축저널(545); 상기 팬축(520)에 결합되어 회전되는 로터(550); 상기 로터(550)와 이격되고, 상기 로터(550)의 회전 시 전자기력에 의한 상호작용을 통해 전기를 발생시키는 스테이터(560);를 포함하는 연도내부 풍속을 이용한 풍력발전장치를 제공한다.
Description
본 발명은 연도 내부에 설치되어 전기를 생산할 수 있는 연도내부 풍속을 이용한 풍력발전장치에 관한 것이다.
지표면과 지표면에서 일정 간격 떨어진 지상 사이에서는 항상 대류 현상이 일어나고 있고, 지표면에서 지상으로 올라가는 바람이 발생한다.
이는 지표면과 지상 간의 온도 차이에 인한 것으로서, 이러한 현상을 이용하는 것은 소위 굴뚝이다.
건축물 내부의 온도가 바깥보다 높고 밀도가 낮을 때 건물 내의 공기는 부력을 받아 이동하는데, 이를 '굴뚝효과' 또는 '연돌효과'라고 한다. 수직 공간 내에서 공기가 움직이는 방향은 온도에 따라 달라지는데, 내부온도가 외부온도보다 높으면 아래쪽에서 위쪽으로 흐르게 된다.
일반적으로 굴뚝 상부에 설치하는 풍력발전장치는 건물내부에서 배출되는각종 배기가스 또는 실내오염 공기가 배출되는 기류와 굴뚝 상부주위를 흐르는 바람을 이용하거나, 또는 굴뚝 상부를 단지 풍력발전기의 안착부로 이용하는 사례가 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 연도 내부를 따라 유동되는 공기를 이용하여 발전할 수 있는 연도내부 풍속을 이용한 풍력발전장치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 발전기의 교체 및 수리가 용이한 연도내부 풍속을 이용한 풍력발전장치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 연도와 연결된 장치를 정지시키지 않고도 수리 및 교체를 용이하게 수행할 수 있는 연도내부 풍속을 이용한 풍력발전장치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 내부 면적이 큰 대형 연도에서 풍량이 적을 때에도 사용할 수 있는 연도내부 풍속을 이용한 풍력발전장치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 내부에 길이 방향으로 중공이 형성된 이너연도(510)의 길이 방향과 교차되게 배치되는 팬축(520); 상기 팬축(520)에 결합된 복수개의 블레이드(570); 상기 이너연도(510)의 외주면에서 일측으로 돌출되는 제 1-1 축브래킷(530); 상기 이너연도(510)의 외주면에서 타측으로 돌출되는 제 1-2 축브래킷(540); 상기 제 1-1 축브래킷(530)에 배치되고, 상기 팬축(520)이 관통되며, 상기 팬축(520)의 일측을 지지하는 제 1 축저널(535); 상기 제 1-2 축브래킷(540)에 배치되고, 상기 팬축(520)이 관통되며, 상기 팬축(520)의 타측을 지지하는 제 2 축저널(545); 상기 팬축(520)에 결합되어 회전되는 로터(550); 상기 로터(550)와 이격되고, 상기 로터(550)의 회전 시 전자기력에 의한 상호작용을 통해 전기를 발생시키는 스테이터(560);를 포함하는 연도내부 풍속을 이용한 풍력발전장치를 제공한다.
상기 이너연도가 수직방향으로 배치되고, 상기 팬축이 수평방향으로 배치될 수 있다.
탑뷰로 볼 때, 상기 이너연도가 원형으로 형성되고, 상기 블레이드는 복수개로 구성되며, 상기 블레이드 중 적어도 어느 하나가 탑뷰로 볼 때 반원 형상으로 형성될 수 있다.
상기 팬축 및 블레이드를 연결하는 리브;를 더 포함할 수 있다.
상기 블레이드는 만곡된 형태로 형성되어 오목면 및 볼록면을 형성하고, 상기 리브가 상기 볼록면에 배치될 수 있다.
첫째, 본 발명은 블레이에 연결된 팬축이 수평방향으로 배치되고, 팬축의 일단 및 타단이 연도의 외측으로 돌출되어 배치되기 때문에, 발전기의 설치 및 수리가 용이한 장점이 있다.
둘째, 본 발명은 발전기가 연도의 외부에 배치되기 때문에, 블레이드는 물론 연도조립체와 연결된 장치를 계속 작동시키면서 상기 발전기를 교체 또는 수리할 수 있는 장점이 있다. .
셋째, 본 발명은 리세스보더가 상기 제 2 블레이드의 외측 가장자리 또는 제 3 블레이드의 외측 가장자리와 대응되는 형상으로 형성되기 때문에, 상기 제 1 팬어셈블리, 제 2 팬어셈블리 및 제 3 팬어셈블리가 동시에 회전되어도 상호 간섭을 방지할 수 있고, 이격되는 간격을 최소화할 수 있으며, 이너연도를 따라 이동되는 공기의 압력을 효과적으로 전달받을 수 있는 장점이 있다.
넷째, 본 발명은 팬어셈블리를 복수개 설치하고, 블레이드들의 형상을 조합함으로써, 내부 단면의 모양에 대응할 수 있는 장점이 있다.
다섯째, 본 발명은 동일 평면에서 복수개의 팬어셈블리로 구성하는 경우, 블레이드들의 중량을 경량화할 수 있고, 연도를 따라 유동되는 공기의 풍량 또는 압력이 충분하지 않더라도 용이하게 회전되면서 전기를 발전할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 연도조립체가 도시된 정면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 제 1 이너연도 및 제 2 이너연도의 정단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 연도조립체의 일부 확대단면도이다.
도 4는 도 3의 일부 확대도이다.
도 5는 도 3에 도시된 이너밴드의 결합구조가 도시된 사시도이다.
도 6은 도 1에 도시된 아우터밴드의 결합구조가 도시된 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 풍력발전장치의 결합구조가 도시된 사시도이다.
도 8은 도 7의 다른 측에서 본 사시도이다.
도 9는 도 7의 정면도이다.
도 10은 도 7의 평면도이다.
도 11은 도 7의 우측면도이다.
도 12는 도 9의 투시도이다.
도 13은 도 10의 투시도이다.
도 14는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발전팬 및 이너연도의 결합구조가 도시된 사시도이다.
도 15는 도 14의 다른 측에서 본 사시도이다.
도 16은 도 14의 정면도이다.
도 17은 도 14의 평면도이다.
도 18은 도 16의 투시도이다.
도 19는 도 14의 우측면도이다.
도 20은 도 19의 투시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 제 1 이너연도 및 제 2 이너연도의 정단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 연도조립체의 일부 확대단면도이다.
도 4는 도 3의 일부 확대도이다.
도 5는 도 3에 도시된 이너밴드의 결합구조가 도시된 사시도이다.
도 6은 도 1에 도시된 아우터밴드의 결합구조가 도시된 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 풍력발전장치의 결합구조가 도시된 사시도이다.
도 8은 도 7의 다른 측에서 본 사시도이다.
도 9는 도 7의 정면도이다.
도 10은 도 7의 평면도이다.
도 11은 도 7의 우측면도이다.
도 12는 도 9의 투시도이다.
도 13은 도 10의 투시도이다.
도 14는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발전팬 및 이너연도의 결합구조가 도시된 사시도이다.
도 15는 도 14의 다른 측에서 본 사시도이다.
도 16은 도 14의 정면도이다.
도 17은 도 14의 평면도이다.
도 18은 도 16의 투시도이다.
도 19는 도 14의 우측면도이다.
도 20은 도 19의 투시도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 발명 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 실시예에 따른 연도조립체는 복수개의 연도가 결합되는 구조이다. 상기 연도조립체는 수직 방향 또는 수평방향으로 배치될 수 있다. 상기 연도조립체는 수평방향으로 배치된 연도들 및 수직방향으로 배치된 연도들이 조립된 형태일 수 있다.
연도조립체가 수평방향으로 배치될 경우, 내부의 응축수가 중력방향 하측에 고일 수 있고, 본 실시예에 따른 연도조립체는 연도들의 연결부분을 통해 내부의 응축수가 누설되는 것을 방지할 수 있다.
상기 연도조립체는 제 1 이너연도(100) 및 제 2 이너연도(200)를 포함한다. 상기 제 1 이너연도(100) 및 제 2 이너연도(200)의 구조는 동일하다. 상기 제 1 이너연도(100) 및 제 2 이너연도(200)는 내부식성이 높은 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 제 1 이너연도(100) 또는 제 2 이너연도(200)의 내부에 유동되는 공기에 의해 회전될 수 있는 풍력발전장치(500)가 더 배치될 수 있다. 상기 풍력발전장치(500)의 회전을 통해 풍력발전을 제공할 수 있다.
상기 연도조립체는 제 1 이너연도(100) 및 제 2 이너연도(200)를 포함하는 다수개의 연도들을 연속되게 배치한다.
상기 연도조립체는 제 1 이너연도(100) 및 제 2 이너연도(200)와, 상기 제 1 이너연도(100) 및 제 2 이너연도(200)의 경계를 밀착시키는 이너밴드(300)와, 상기 아우터연도(150)(250)의 경계를 커버하는 아우터밴드(400)를 포함한다.
본 실시예에서 제 1 이너연도(100) 및 제 2 이너연도(200)는 STS304 또는 STS316과 같은 스테인리스 재질로 형성된다.
상기 제 1 이너연도(100) 및 제 2 이너연도(200)의 구동이 동일하기 때문에, 하나를 기준으로 설명한다. 상기 제 1 이너연도(100) 및 제 2 이너연도(200)의 각 구성을 구분할 필요가 있을 경우, "제 1", "제 2" 등의 접두사를 붙여 구분할 수 있다.
상기 제 1 이너연도(100)는, 일측(본 실시예에서 상측)에 일측플랜지(111)가 형성되고, 타측(본 실시예에서 하측)에 타측플랜지(112)가 형성되며, 상기 일측플랜지(111) 및 타측플랜지(112)를 연결시키는 이너파이프(114)를 포함한다.
본 실시예에서 상기 이너파이프(114)는 원통형으로 형성될 수 있다. 본 실시예와 달리 상기 이너파이프(114)가 각형 또는 타원형으로 형성되어도 무방하다.
상기 일측플랜지(111)는 상기 이너파이프(114)의 일측에 배치되고, 반경방향 외측으로 돌출된다. 탑뷰로 볼 때, 상기 일측플랜지(111)는 링형상으로 형성된다.
상기 타측플랜지(112)는 상기 이너파이프(114)의 타측에 배치되고, 반경방향 외측으로 돌출된다. 바텀뷰로 볼 때, 상기 타측플랜지(112)는 링형상으로 형성된다.
본 실시예에서 일측플랜지(111)의 폭과 타측플랜지(112)의 폭이 같게 형성된다. 본 실시예와 달리 일측플랜지(111) 및 타측플랜지(112)의 폭이 상이하게 형성될 수 있다.
본 실시예에서 상기 일측플랜지(111) 및 타측플랜지(112)는 완전한 링 형태로 형성된다. 본 실시예와 달리 상기 일측플랜지(111) 및 타측플랜지(112) 중 적어도 어느 하나가 호 형상이어도 무방하다.
상기 일측플랜지(111) 및 타측플랜지(112)는 서로 대응되는 형상이다.
상기 일측플랜지(111) 및 타측플랜지(112)는 상기 이너파이프(114)와 일체로 제작된다. 상기 일측플랜지(111) 및 타측플랜지(112)는 상기 이너파이프(114)를 절곡하여 형성될 수 있다.
상기 제 2 이너연도(200)는, 일측(본 실시예에서 상측)에 일측플랜지(211)가 형성되고, 타측(본 실시예에서 하측)에 타측플랜지(212)가 형성되며, 상기 일측플랜지(211) 및 타측플랜지(212)를 연결시키는 이너파이프(214)를 포함한다.
상기 일측플랜지(211) 및 타측플랜지(212)는 상기 이너파이프(214)와 일체로 제작된다. 상기 일측플랜지(211) 및 타측플랜지(212)는 상기 이너파이프(214)를 절곡하여 형성될 수 있다.
본 실시예에서 상기 제 1 이너연도(100)가 하측에 배치되고, 상기 제 2 이너연도(200)가 상측에 배치된다.
상기 제 1 이너연도(100) 및 제 2 이너연도(200)가 결합될 경우, 제 1 이너연도(100)의 일측플랜지 상측에 제 2 이너연도의 타측플랜지가 적층될 수 있다.
상기 제 1 이너연도(100) 및 제 2 이너연도(200)가 결합될 경우, 상기 제 1 이너연도(100)의 일측플랜지(111)와 제 2 이너연도(200)의 타측플랜지(212)가 결합된다.
상기 이너밴드(300)는 상기 플랜지들을 감싸게 배치된다. 상기 이너밸드(300)는 일측플랜지(211) 및 타측플랜지(212)를 감싸게 배치된다.
상기 이너밴드(300)의 적어도 일부는 상기 일측플랜지(211) 및 타측플랜지(212) 보다 반경방향 외측에 배치된다.
상기 이너밴드(300)는, 상기 일측플랜지(211) 및 타측플랜지(212)가 삽입되는 밴드삽입부(310)와, 상기 밴드삽입부(310)에서 상기 이너파이프(114)의 길이 방향으로 연장된 밴드연장부(320)(330)와, 상기 밴드삽입부(310)의 일단 및 타단에 각각 배치된 밴드체결부(351)(352)와, 상기 밴드체결부(351)(352)를 체결 결합시키는 밴드체결부재(353)(354)를 포함한다.
본 실시예에서 밴드체결부재(353)(354)는 볼트 및 너트가 사용된다. 본 실시예와 달리 다양한 체결부재가 사용될 수 있다.
상기 밴드삽입부(310)는 상기 일측플랜지(211) 및 타측플랜지(212)가 삽입될 수 있도록 오목한 삽입홈(315)이 형성된다. 본 실시예에서 상기 밴드삽입부(310)는 V자 형태로 형성된다. 상기 삽입홈(315)은 상기 일측플랜지(211) 및 타측플랜지(212)이 삽입되는 측이 넓고, 연도의 반경방향 외측으로 갈수록 좁아지게 형성된다.
상기 정단면으로 볼 때, 상기 밴드삽입부(310)는 "<" 또는 ">" 형태로 형성될 수 있다.
상기 밴드삽입부(310)는 상기 일측플랜지(111) 하측에 배치되는 제 1 경사부(311)와, 상기 타측플랜지(212) 상측에 배치되는 제 2 경사부(312)와, 상기 제 1 경사부(311) 및 제 2 경사부(312)를 연결하고, 상기 일측플랜지(111) 및 타측플랜지(212) 보다 반경방향 외측에 배치되는 연결부(313)를 포함한다.
탑뷰로 볼 때, 상기 밴드삽입부(310)는 링형상으로 형성될 수 있다.
상기 밴드삽입부(310)의 일단 및 타단은 분리되고, 상기 일단 및 타단에 각각 밴드체결부(351)(352)가 배치된다.
본 실시예에서 상기 밴드체결부(351)(352)는 상기 밴드삽입부(310)와 일체로 형성된다. 상기 밴드삽입부(310)를 반경방향 외측으로 절곡하여 상기 밴드체결부(351)(352)를 형성한다.
상기 일단에 배치된 것을 제 1 밴드체결부(351)라 하고, 타단에 배치된 것을 제 2 밴드체결부(352)라 한다.
상기 제 1 밴드체결부(351) 및 제 2 밴드체결부(352)는 서로 마주보게 배치된다. 상기 제 1 밴드체결부(351) 및 제 2 밴드체결부(352)는 상기 연도의 반경방향 외측을 향하게 배치될 수 있다.
상기 제 1 밴드체결부(351) 및 제 2 밴드체결부(352)에 각각 체결홀(355)이 형성되고, 상기 밴드체결부재(353)(354)의 체결을 통해 상기 제 1 밴드체결부(351) 및 제 2 밴드체결부(352)가 밀착될 수 있다.
상기 이너밴드(300)의 직경은 상기 이너파이프(114)와 같거나 상기 이너파이프(114)보다 약간 작게 형성되는 것이 바람직하다. 상기 직경차를 통해 상기 이너밴드(300)가 상기 이너파이프(114)의 외측면에 밀착될 수 있다.
상기 밴드연장부(320)(330)는 상기 밴드삽입부(310)와 일체로 형성된다.
띠 형태의 판을 절곡하여 상기 밴드체결부재(353)(354)를 제외한 밴드삽입부(310), 밴드연장부(320)(330) 및 밴드체결부(351)(352)를 제작한다.
상기 밴드연장부(320)(330)는 상기 제 1 경사부(311)와 연결된 제 1 밴드연장부(320)와, 상기 제 2 경사부(312)와 연결된 제 2 밴드연장부(330)를 포함한다.
상기 제 1 밴드연장부(320) 및 제 2 밴드연장부(330)는 상기 이너파이프(114)의 외측면에 밀착될 수 있다. 상기 제 1 밴드연장부(320) 및 제 2 밴드연장부(330)가 상기 이너파이프(114)에 밀착됨으로서 상기 삽입홈(315)을 밀폐시킬 수 있다.
상기 삽입홈(315)에 실란트가 충진될 수 있다. 상기 실란트는 상기 삽입홈(315)을 따라 충진될 수 있다. 상기 삽입홈(315)의 부피보다 많은 부피의 실란트가 충진되는 것이 바람직하다.
상기 삽입홈(315)에 충진된 실란트는 상기 제 1 이너연도(100)의 일측플랜지(111) 및 제 2 이너연도(200)의 타측플랜지(212) 전체를 감싸게 배치될 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 연도조립체는, 상기 제 1 이너연도(100)의 외측을 감싸는 제 1 아우터연도(150)들과, 상기 제 2 이너연도(200)의 외측을 감싸는 제 2 아우터연도(250)들을 더 포함한다.
상기 제 1 아우터연도(150) 및 제 2 아우터연도(250)는 동일하게 형성된다. 상기 제 1 아우터연도(150) 및 제 2 아우터연도(250)는 전체적인 형상이 원통형으로 형성되고, 동일한 직경으로 형성된다.
제 1 이너연도(100) 및 제 1 아우터연도(150)들의 조립체를 제 1 연도조립체(1001)라 정의하고, 상기 제 2 이너연도(200) 및 제 2 아우터연도(250)들의 조립체를 제 2 연도조립체(1002)라 정의한다.
본 실시예에서 상기 제 1 연도조립체(1001) 및 제 2 연도조립체(1002)는 4중관 형태로 형성된다.
그래서 상기 제 1 아우터연도(150)는 상기 제 1 이너연도(100)와 이격되어 제 1 이너연도(100)의 외주면을 감싸게 배치된 제 1-1 아우터연도(1511)와, 상기 제 1-1 아우터연도(1511)와 이격되어 제 1-1 아우터연도(1511)의 외주면을 감싸게 배치된 제 1-2 아우터연도(1512)와, 상기 제 1-2 아우터연도(1512)와 이격되어 제 1-2 아우터연도(1512)의 외주면을 감싸게 배치된 제 1-3 아우터연도(1513)를 포함한다.
상기 제 1 이너연도(100) 및 제 1-1 아우터연도(1511) 사이에 제 1-1 이격공간(1501)이 형성되고, 상기 제 1-1 아우터연도(1511) 및 제 1-2 아우터연도(1512) 사이에 제 1-2 이격공간(1502)이 형성되며, 상기 제 1-2 아우터연도(1512) 및 제 1-3 아우터연도(1513) 사이에 제 1-3 이격공간(1503)이 형성된다.
본 실시예에서 제 1-1 이격공간(1501) 및 제 1-3 이격공간(1503)은 빈공간으로 배치되고, 상기 제 1-2 이격공간(1502)에 단열재(800)가 배치된다.
상기 제 1-1 이격공간(1501), 제 1-2 이격공간(1502) 및 제 1-3 이격공간(1503)은 반경방향 외측으로 적층되어 배치된다.
상기 제 1-1 이격공간(1501), 제 1-2 이격공간(1502) 및 제 1-3 이격공간(1503)가 제 1 이너연도(100)의 반경방향 외측으로 적층되어 배치됨으로써 상기 제 1 이너연도(100)의 열이 외부로 전달되는 것을 최소화할 수 있다.
상기 제 1-1 이격공간(1501) 바깥쪽에 상기 제 1-2 이격공간(1502)이 배치되고, 상기 제 1-2 이격공간(1502) 바깥쪽에 상기 제 1-3 이격공간(1503)이 배치된다.
상기 제 1-3 이격공간(1503)의 반경방향 간격이 상기 제 1-1 이격공간(1501) 및 제 1-3 이격공간(1503)의 반경방향 간격보다 길게 형성되며, 이를 통해 상기 단열재(800)를 충분히 채울 수 있다.
상하 방향에 대하여 제 1-1 아우터연도(1511), 제 1-2 아우터연도(1512) 및 제 1-3 아우터연도(1513)은 각기 다른 길이로 형성된다.
상하 방향에 대하여 상기 제 1-1 아우터연도(1511)의 길이를 L1이라 정의하고, 상기 제 1-2 아우터연도(1512)의 길이를 L2라 정의하며, 상기 제 1-3 아우터연도(1513)의 길이를 L3이라 정의하고, 상기 제 1 이너연도(100)의 길이를 L0라 정의한다.
본 실시예에서는 L0 > L1 > L2 > L3 의 관계를 형성한다. 즉, 상기 제 1 아우터연도(150)들은 제 1 이너연도(100)에서 반경방향 외측에 배치될수록 길이가 짧게 형성된다.
상기 제 1 이너연도(100)의 수평방향 중심(O)을 기준으로 제 1-1 아우터연도(1511), 제 1-2 아우터연도(1512) 및 제 1-3 아우터연도(1513)이 상하 방향으로 대칭되게 형성된다.
상기 수평방향 중심(O)은 상기 이너연도의 길이 중간에 배치되고, 수평하게 배치될 수 있다. 상기 수평방향 중심(O)은 이너연도의 길이 방향으로 배치된 축중심(C)과 직교될 수 있다.
상기 수평방향 중심(O)과 같은 평면에 배치되고, 상기 수평방향 중심(O)과 직교하는 가상의 직선을 S라 정의한다. 상기 직선 S는 상기 중심축(C)과도 직교한다.
제 1-1 스페이서(160), 제 1-2 스페이서(1160) 및 제 1-3 스페이서(2160)도 상기 중심(O)을 기준으로 상측 및 하측에 각각 배치될 수 있다.
본 실시예에서는 스페이서들을 통해 이너연도 및 아우터연도들이 결합되기 때문에, 결합을 위한 접촉면적을 최소화할 수 있고, 이를 통해 이너연도의 열이 아우터연도들로 전도되는 것을 최소화할 수 있다.
상기 제 1-1 스페이서(160)는 상기 제 1 이너연도(100)의 둘레방향으로 복수개가 배치될 수 있고, 상기 중심(O)을 기준으로 상측 및 하측에 각각 배치될 수 있다.
상기 제 1-2 스페이서(1160)는 제 1-1 아우터연도(1511)의 둘레방향으로 복수개가 배치될 수 있고, 상기 중심(O)을 기준으로 상측 및 하측에 각각 배치될 수 있다.
상기 제 1-3 스페이서(2160)는 제 1-2 아우터연도(1512)의 둘레방향으로 복수개가 배치될 수 있고, 상기 중심(O)을 기준으로 상측 및 하측에 각각 배치될 수 있다.
상기 제 2 아우터연도(250)들은 상기 제 1 아우터연도(150)들과 동일한 규격으로 형성된다.
구체적으로 상기 제 2 아우터연도(250)는 상기 제 2 이너연도(200)와 이격되어 제 2 이너연도(200)의 외주면을 감싸게 배치된 제 2-1 아우터연도(2511)와, 상기 제 2-1 아우터연도(2511)와 이격되어 제 2-1 아우터연도(2511)의 외주면을 감싸게 배치된 제 2-2 아우터연도(2512)와, 상기 제 2-2 아우터연도(2512)와 이격되어 제 2-2 아우터연도(2512)의 외주면을 감싸게 배치된 제 2-3 아우터연도(2513)를 포함한다.
상기 제 2 이너연도(200) 및 제 2-1 아우터연도(2511) 사이에 제 2-1 이격공간(2501)이 형성되고, 상기 제 2-1 아우터연도(2511) 및 제 2-2 아우터연도(2512) 사이에 제 2-2 이격공간(2502)이 형성되며, 상기 제 2-2 아우터연도(1512) 및 제 2-3 아우터연도(2513) 사이에 제 2-3 이격공간(2503)이 형성된다.
본 실시예에서 제 2-1 이격공간(2501) 및 제 2-3 이격공간(2503)은 빈공간으로 배치되고, 상기 제 2-2 이격공간(1502)에 단열재(800)가 배치된다.
상기 제 2-1 이격공간(2501), 제 2-2 이격공간(2502) 및 제 2-3 이격공간(2503)은 반경방향 외측으로 적층되어 배치된다.
상기 제 2-1 이격공간(2501) 바깥쪽에 상기 제 2-2 이격공간(2502)이 배치되고, 상기 제 2-2 이격공간(2502) 바깥쪽에 상기 제 2-3 이격공간(1503)이 배치된다.
본 실시예에서 상기 제 1-1 이격공간(1501), 제 1-3 이격공간(1503), 제 2-1 이격공간(2501) 및 제 2-3 이격공간(2503)은 상측 및 하측이 개구된 형태이고, 공기가 유동될 수 있다.
상기 제 1-2 이격공간(1502) 및 제 2-2 이격공간(2502)은 상측면 또는 하측면 중 적어도 일부가 막힌 형태이고, 단열재(800, 801)가 채워진다. 본 실시예에서 상기 단열재(801)는 상기 제 1-2 스페이서(1160) 또는 제 2-2 스페이서(1260)에 지지된다.
상기 제 2-3 이격공간(2503)의 반경방향 간격이 상기 제 2-1 이격공간(2501) 및 제 2-3 이격공간(2503)의 반경방향 간격보다 길게 형성되며, 이를 통해 상기 단열재(800)를 충분히 채울 수 있다.
상하 방향에 대하여 제 2-1 아우터연도(2511), 제 2-2 아우터연도(2512) 및 제 2-3 아우터연도(2513)은 각기 다른 길이로 형성되고, 상기 제 1 아우터연도(150)들과 동일하기 때문에 상세한 설명을 생략한다.
본 실시예에 따른 연도조립체는, 상기 제 1 이너연도(100) 및 제 1-1 아우터연도(1511)에 결합되고, 상기 제 1 이너연도(100) 및 제 1-1 아우터연도(1511)를 반경방향으로 이격시키는 제 1-1 스페이서(160)와, 상기 제 1-1 아우터연도(1511) 및 제 1-2 아우터연도(1512)에 결합되고, 상기 제 1-1 아우터연도(1511) 및 제 1-2 아우터연도(1512)를 반경방향으로 이격시키는 제 1-2 스페이서(1160)와, 상기 제 1-2 아우터연도(1512) 및 제 1-3 아우터연도(1513)에 결합되고, 상기 제 1-2 아우터연도(1512) 및 제 1-3 아우터연도(1513)를 반경방향으로 이격시키는 제 1-3 스페이서(2160)와, 상기 제 2 이너연도(200) 및 제 2-1 아우터연도(2511)에 결합되고, 상기 제 2 이너연도(200) 및 제 2-1 아우터연도(2511)를 반경방향으로 이격시키는 제 2-1 스페이서(260)와, 상기 제 2-1 아우터연도(2511) 및 제 2-2 아우터연도(2512)에 결합되고, 상기 제 2-1 아우터연도(2511) 및 제 2-2 아우터연도(2512)를 반경방향으로 이격시키는 제 2-2 스페이서(1260)와, 상기 제 2-2 아우터연도(2512) 및 제 2-3 아우터연도(2513)에 결합되고, 상기 제 2-2 아우터연도(2512) 및 제 2-3 아우터연도(2513)를 반경방향으로 이격시키는 제 2-3 스페이서(2260)를 더 포함할 수 있다.
상기 제 1-1 스페이서(160)에 의해 상기 제 1-1 이격공간(1501)이 형성되고, 상기 제 1-2 스페이서(1160)에 의해 상기 제 1-2 이격공간(1502)이 형성되며, 상기 제 1-3 스페이서(2160)에 의해 상기 제 1-3 이격공간(1503)이 형성된다.
본 실시예에서 상기 제 1-1 이격공간(1501)의 반경방향 길이는 25mm이고, 상기 제 1-2 이격공간(1502)의 반경방향 길이는 40mm이고, 상기 제 1-3 이격공간(1503)의 반경방향 길이는 25mm이다.
본 실시예와 달리 상기 각 이격공간(1501)(1502)(1503)의 반경방향 간격을 모두 25mm로 하거나 40mm로 적용하여도 무방하다.
본 실시예에서는 각 이격공간(1501)(1502)(1503) 중 적어도 어느 하나에 단열재(800)가 배치되기 때문에, 각 이격공간(1501)(1502)(1503)의 간격을 좁게 설계할 수 있는 장점이 있다.
또한, 상기 제 2-1 스페이서(260)에 의해 상기 제 2-1 이격공간(2501)이 형성되고, 상기 제 2-2 스페이서(1260)에 의해 상기 제 2-2 이격공간(2502)이 형성되며, 상기 제 2-3 스페이서(2260)에 의해 상기 제 2-3 이격공간(2503)이 형성된다.
본 실시예에서 상기 제 2-1 이격공간(2501)의 반경방향 길이는 25mm이고, 상기 제 2-2 이격공간(2502)의 반경방향 길이는 40mm이고, 상기 제 2-3 이격공간(2503)의 반경방향 길이는 25mm이다.
상기 제 1 아우터연도(150)의 직경은 상기 제 1 이너연도(100)의 직경보다 크게 형성되고, 상기 제 2 아우터연도(250)의 직경은 상기 제 2 이너연도(200)의 직경보다 크게 형성된다.
상기 제 1 아우터연도(150) 및 제 2 아우터연도(250)의 길이는 상기 제 1 이너연도(100) 및 제 2 이너연도(200) 보다 짧게 형성될 수 있다.
즉, 상기 제 1 아우터연도(150)의 일단 및 타단이 상기 제 1 이너연도(100)의 길이 내에 배치될 수 있다. 상기 제 2 아우터연도(250)의 일단 및 타단이 상기 제 2 이너연도(200)의 길이 내에 배치될 수 있다.
상기 아우터밴드(400)는 링형태로 형성될 수 있다. 상기 아우터밴드(400)는 상기 제 1 아우터연도(150) 및 제 2 아우터연도(250)의 외측면에 밀착될 수 있다. 상기 아우터밴드(400)는 상기 제 1 아우터연도(150) 및 제 2 아우터연도(250)의 내부를 밀폐시킬 수 있다.
본 실시예에서 상기 아우터밴드(400)는 상기 제 1-3 아우터연도(1513) 및 제 2-3 아우터연도(2513)의 이격된 경계를 커버한다.
상기 아우터밴드(400)는 일단(401, 본 실시예에서 하단)이 제 1 아우터연도(150, 본 실시예에서 제 1-3 아우터연도)에 밀착되고, 타단(402, 본 실시예에서 상단)이 제 2 아우터연도(250, 제 2-3 아우터연도)에 밀착된다. 상기 일단(401)은 상기 연도(100)(200)들의 길이 방향이다.
상기 아우터밴드(400)의 원주방향 일단 및 타단은 반경방향 외측으로 절곡된 밴드체결부(403)(404)가 형성된다. 상기 밴드체결부(403)(404)는 서로 마주보게 배치되고, 밴드체결부재(405)(406)을 통해 체결 결합될 수 있다.
상기 제 1-1 스페이서(160)는 상기 제 1 이너연도(100) 및 제 1 아우터연도(150)를 이격시킨다. 상기 제 1-1 스페이서(160)는 제 1 이너연도(100)의 열이 상기 제 1 아우터연도(150)로 전도되는 것을 최소화할 수 있다.
제 2-1 스페이서(260)도 동일한 구조 및 기능을 수행한다.
상기 제 1-1 스페이서(160)는 복수개가 구비될 수 있다. 복수개의 제 1-1 스페이서(160)들은 상기 제 1 이너연도(100)의 중심축을 기준으로 방사상으로 배치될 수 있다.
상기 제 2-1 스페이서(260)도 복수개가 구비될 수 있다. 복수개의 제 2-1 스페이서(260)들은 상기 제 2 이너연도(200)의 중심축을 기준으로 방사상으로 배치될 수 있다.
상기 제 1-1 스페이서(160)는 상기 제 1 일측플랜지(111) 보다 하측에 배치되고, 상기 제 2-1 스페이서(260)는 상기 제 2 타측플랜지(212) 보다 상측에 배치된다.
상기 제 1-1 스페이서(160)는 상기 제 1 이너연도(100)에 결합되는 제 1 연결부(161)와, 상기 제 1-1 아우터연도(1511)에 고정되는 제 2 연결부(162)와, 상기 제 1 연결부(161) 및 제 2 연결부(162)를 연결하는 제 3 연결부(163)를 포함한다.
상기 제 1 연결부(161) 및 제 2 연결부(162)는 서로 대향되게 배치되고, 상기 제 3 연결부(163)는 상기 제 1 연결부(161) 및 제 2 연결부(162)와 직교하게 배치될 수 있다.
본 실시예에서 반경방향에 대한 상기 제 3 연결부(163)의 길이는 25mm이다.
반경방향에 대해, 상기 제 1 연결부(161)는 상기 제 1 밴드연장부(320) 및 제 1 이너연도(100) 사이에 배치될 수 있다. 상기 이너밴드(300)의 체결 시 상기 제 1 밴드연장부(320)가 상기 제 1 연결부(161)에 밀착되고, 기밀성능을 더 높일 수 있다.
상기 제 2 연결부(162)는 상기 제 1 아우터연도(150)의 일측단(152)에 결합될 수 있다.
상기 제 1-2 스페이서(1160)는 상기 제 1-1 아우터연도(1511)에 결합되는 제 1 연결부(1161)와, 상기 제 1-2 아우터연도(1512)에 고정되는 제 2 연결부(1162)와, 상기 제 1 연결부(1161) 및 제 2 연결부(1162)를 연결하는 제 3 연결부(1163)를 포함한다.
본 실시예에서 반경방향에 대한 상기 제 3 연결부(1163)의 길이는 40mm이다.
마찬가지로 상기 제 1-3 스페이서(2160)는 상기 제 1-2 아우터연도(1512)에 결합되는 제 1 연결부(2161)와, 상기 제 1-3 아우터연도(1513)에 고정되는 제 2 연결부(2162)와, 상기 제 1 연결부(2161) 및 제 2 연결부(2162)를 연결하는 제 3 연결부(2163)를 포함한다.
본 실시예에서 반경방향에 대한 상기 제 3 연결부(2163)의 길이는 25mm이다.
상기 제 1-1 아우터연도(1511)를 기준으로 상기 제 1-1 스페이서(160)의 제 2 연결부(162)와, 상기 제 1-2 스페이서(1160)의 제 1 연결부(1161)가 서로 마주보게 배치된다.
상기 제 1-1 스페이서(160)의 제 2 연결부(162), 제 1-1 아우터연도(1511) 및 제 1-2 스페이서(1160)의 제 1 연결부(1611)는 고정부재(170, 171)를 통해 한번에 결합될 수 있다. 본 실시예에서 제 1-1 스페이서(160)의 제 2 연결부(162), 제 1-1 아우터연도(1511) 및 제 1-2 스페이서(1160)의 제 1 연결부(1611)는 용접을 통해 고정된다. 본 실시예와 달리 볼트, 나사 등의 체결부재를 통해 결합되어도 무방하다.
상기 제 1-1 스페이서(160)의 제 2 연결부(162), 제 1-1 아우터연도(1511) 및 제 1-2 스페이서(1160)의 제 1 연결부(1611)가 고정부재(171)를 통해 한번에 결합될 수 있기 때문에, 조립이 간편하고, 3개의 부재가 결합되어 강성을 증대시킬 수 있다.
마찬가지로, 제 1-2 스페이서(1160)의 제 2 연결부(1162), 제 1-2 아우터연도(1512) 및 제 1-3 스페이서(2160)의 제 1 연결부(2161)도 고정부재(172)를 통해 한번에 결합된다.
상기 제 1-3 스페이서(2160)의 제 2 연결부(2162) 및 제 1-3 아우터연도(1513)도 고정부재(173)를 통해 결합된다.
상기 제 1 이너연도(100)의 수평방향 중심(O)을 기준으로, 상기 제 1-1 스페이서(160)의 제 3 연결부(163)가 상기 중심(O)과 가장 멀게 배치되고, 상기 제 1-3 스페이서(2160)의 제 3 연결부(2163)가 가장 가깝게 배치되며, 상기 제 1-2 스페이서(1160)의 제 3 연결부(1163)는 상기 연결부(163)(2163)들 사이에 배치된다.
한편, 상기 제 2-1 스페이서(260)는 상기 제 2 이너연도(200)에 결합되는 제 1 연결부(261)와, 상기 제 2 아우터연도(250)에 고정되는 제 2 연결부(262)와, 상기 제 1 연결부(261) 및 제 2 연결부(262)를 연결하는 제 3 연결부(263)를 포함한다.
상기 제 1 연결부(261) 및 제 2 연결부(262) 서로 대향되게 배치되고, 상기 제 3 연결부(263)는 상기 제 1 연결부(261) 및 제 2 연결부(262)와 직교하게 배치될 수 있다.
반경방향에 대해, 상기 제 1 연결부(261)는 상기 제 2 밴드연장부(330) 및 제 2 이너연도(200) 사이에 배치될 수 있다. 상기 이너밴드(300)의 체결 시 상기 제 2 밴드연장부(330)가 상기 제 1 연결부(261)에 밀착되고, 기밀성능을 더 높일 수 있다.
상기 제 2 연결부(262)는 상기 제 2 아우터연도(250)의 일측단(252)에 결합될 수 있다.
상기 제 1-1 스페이서(160)의 제 2 연결부(162) 및 제 2-1 스페이서(260)의 제 2 연결부(262) 사이에 상기 이너밴드(300)가 배치될 수 있다.
상기 제 1-1 스페이서(160)의 제 2 연결부(162) 및 제 2-1 스페이서(260)의 제 2 연결부(262)의 반경방향 돌출길이는 상기 이너밴드(300)의 돌출길이와 같거나 길게 형성될 수 있다.
상기 아우터밴드(400)의 상하 방향(연도들의 길이방향) 길이가 상기 상기 제 1-1 스페이서(160)의 제 2 연결부(162) 및 제 2-1 스페이서(260)의 제 2 연결부(262)의 간격보다 길게 형성될 수 있다.
상기 아우터밴드(400)는 상기 제 1-1 스페이서(160)의 제 2 연결부(162), 제 2-1 스페이서(260)의 제 2 연결부(262) 및 이너밴드(300)를 동시에 감싸게 배치된다.
이하 상기 제 2-1 스페이서(260)는 상기 제 1-1 스페이서(160)와 동일한 구조를 갖기 때문에 상세한 설명을 생략한다.
한편, 상기 이너파이프(114)(214)의 내부에 세라믹 성분, 바나듐 및 티타니아를 포함하는 코팅층을 추가로 구비할 수 있다.
구체적으로, 상기 세라믹 성분은 알루미나를 포함하여 일련의 공정을 거쳐 세라믹 형태를 이룰 수 있는 것으로, 탄화규소, 코디어라이트(MgO.Al2O3.SiO2), 실리마나이트(sillimanite group, Al2O3·SiO2), 카올린(kaolin group, Al2O3·2SiO2·2H2O), 실리카(SiO2), 규조토 또는 이들의 조합일 수 있다.
바나듐은 원자번호 23번의 은회색 전이 금속으로 상기 조성물에 소량 첨가되어 연도관의 내열성 및 강도를 증가시킬 수 있다. 그러나 너무 과량 첨가되는 경우 코팅 과정 중 코팅층의 미세 균열을 일으킬 수 있다.
티타니아는 티타늄 산화물로 자연에서 무정형, 아나타제(anatase), 브루카이트(brookite), 루타일(rutile) 등의 형태로 존재하는 것으로 알려져 있다. 일 구체예에서, 상기 티타니아는 무정형, 아나타제(anatase), 브루카이트(brookite), 루타일(rutile) 또는 이들의 조합일 수 있고, 바람직하게는 가장 폭넓게 사용되는 형태로서 아나타제 상을 갖는 것일 수 있다.
상기 조성물에서 세라믹 성분에 더하여 추가되는 금속 성분은 바나듐 및 티타니아의 조합인 것이 바람직할 수 있다. 연도관 내부 코팅 성분으로 추가될 수 있는, 다른 금속 성분, 예를 들어 텅스텐, 인, 코발트 등은 세라믹 코팅층의 형성 과정에서 미세 균열을 유발하여 코팅층 형성에 방해가 되고, 바나듐 및 티타니아 조합만 함유된 것과 비교해 내열성이 감소된다. 따라서 일 구체예에서, 상기 촉매 조성물은 텅스텐, 인 또는 코발트를 포함하지 않을 수 있다.
상기 바나듐 및 티타니아 혼합물은 세라믹 성분 5 중량부를 기준으로, 각각 0.1 내지 3 중량부 바람직하게는 0.2 내지 2.5 중량부로 포함할 수 있다. 바나듐 및 티타니아 조합의 함량이 상기 범위를 초과하는 경우 고온 하에서 충분한 안정성을 유지할 수 없어 뒤틀림 및 균열이 발생할 수 있다.
상기 바나듐 및 티타니아 각각의 성분비는 중량비로 1 내지 5:1 내지 3일 수 있고, 바람직하게는 약 1.3:2.5 중량비를 갖는 것일 수 있다.
상기 중량비보다 바나듐이 과하게 첨과되는 경우에는 코팅층의 미세 균열을 일으켜 코팅층의 수명이 현저히 감소할 수 있으며, 티타니아가 과하게 첨가되는 경우 세라믹 성분과 잘 혼합되지 않아 충분한 내열성을 나타낼 수 없다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 풍력발전장치의 결합구조가 도시된 사시도이고, 도 8은 도 7의 다른 측에서 본 사시도이고, 도 9는 도 7의 정면도이고, 도 10은 도 7의 평면도이고, 도 11은 도 7의 좌측면도이다.
상기 풍력발전장치(500)는 제 1 이너연도(100) 또는 제 2 이너연도(200) 중 적어도 어느 하나의 내부에 배치될 수 있다.
풍력발전장치(500)의 설명을 위해 제 1 이너연도(100) 또는 제 2 이너연도(200)를 구분하지 않고, 이너연도(510)이라 정의한다.
상기 이너연도(510)는, 내부에 길이 방향으로 중공이 형성되고, 일측에 일측플랜지(511)가 형성되고, 타측에 타측플랜지(512)가 형성되며, 상기 일측플랜지(511) 및 타측플랜지(512)를 연결시키는 이너파이프(514)를 포함한다.
상기 풍력발전장치(500)는, 상기 이너연도(510)의 이너파이프(514)를 관통하게 배치되는 팬축(520)과, 상기 팬축(520)에 결합된 복수개의 블레이드(570)와, 상기 이너파이프(514)의 외주면에서 일측으로 돌출되는 제 1-1 축브래킷(530)과, 상기 이너파이프(514)의 외주면에서 타측으로 돌출되는 제 1-2 축브래킷(540)과, 상기 제 1-1 축브래킷(530)에 배치되고, 상기 팬축(520)이 관통되며, 상기 팬축(520)의 일측을 지지하는 제 1 축저널(535)과, 상기 제 1-2 축브래킷(540)에 배치되고, 상기 팬축(520)이 관통되며, 상기 팬축(520)의 타측을 지지하는 제 2 축저널(545)과, 상기 팬축(520)에 결합되어 회전되는 로터(550)과, 상기 로터(550)와 이격되고, 상기 로터(550)의 회전 시 전자기력에 의한 상호작용을 통해 전기를 발생시키는 스테이터(560)를 포함한다.
상기 팬축(520)은 이너연도(510)의 수평방향 중심(O)을 관통하거나 상기 수평방향 중심(O)과 평행하게 배치될 수 있다. 상기 팬축(520)은 가로 방향으로 배치되는 특징이 있다.
상기 팬축(520)의 일단(521) 및 타단(522)이 상기 이너파이프(514)의 외부로 돌출된다.
본 실시예에서 상기 팬축(520)은 이너연도(510)의 축중심(C)과 직교하게 배치된다.
상기 축중심(C)은 원형으로 형성된 이너연도의 원의 중심에 위치될 수 있다.
상기 제 1-1 축브래킷(530)은 상기 팬축(520)의 일단(521)이 관통되고, 상기 제 1-2 축브래킷(540)은 상기 팬축(520)의 타단(522)이 관통된다.
상기 제 1-1 축브래킷(530) 및 제 1-2 축브래킷(540)은 좌우 대칭으로 배치될 수 있다.
상기 제 1-1 축브래킷(530) 및 제 1-2 축브래킷(540)은 상기 제 1-1 이격공간(1501) 또는 제 2-1 이격공간(2501)에 배치된다.
상기 제 1-1 축브래킷(530)은, 상기 이너파이프(514)에 결합되고, 상기 수평방향 중심(O)과 평행하게 배치되는 제 1-1 브래킷부(531)와, 상기 이너파이프(514)에 결합되고, 상기 제 1-1 브래킷부(531)와 이격되며, 상기 수평방향 중심(O)과 평행하게 배치되는 제 1-2 브래킷부(532)와, 상기 제 1-1 브래킷부(531) 및 제 1-2 브래킷부(532)를 연결하는 제 1-3 브래킷부(533)와, 상기 제 1-3 브래킷부(533)를 관통하에 형성되는 제 1 축홀(534)을 포함한다.
상기 제 1-1 브래킷부(531) 및 제 1-2 브래킷부(532)은 평행하게 배치된다. 본 실시예에서 제 1-1 브래킷부(531) 및 제 1-2 브래킷부(532)은 상하 방향으로 배치된다. 상기 제 1-3 브래킷부(533)는 상기 제 1-1 브래킷부(531) 및 제 1-2 브래킷부(532)을 연결한다.
상기 제 1-1 브래킷부(531) 및 제 1-2 브래킷부(532)은 상기 팬축(520)과 등간격을 형성한다.
상기 제 1-1 브래킷부(531) 및 제 1-2 브래킷부(532)의 돌출길이는 상기 일측플랜지(511) 및 타측플랜지(512)의 돌출길이와 같거나 작게 형성된다.
즉, 상측에서 볼 때, 상기 제 1-1 브래킷부(531) 및 제 1-2 브래킷부(532)가 일측플랜지(511) 및 타측플랜지(512)에 은닉된다.
상기 제 1-3 브래킷부(533)가 플랜지들의 폭 내에 배치되기 때문에, 상기 제 1-1 아우터연도(1511)와의 간섭을 방지할 수 있다.
상기 제 1-1 축브래킷(530)은 상기 일측플랜지(511) 및 타측플랜지(512) 사이에 배치된다.
상기 제 1-3 브래킷부(533)는 상기 팬축(520)과 직교한다.
상기 제 1 축홀(535) 및 제 2 축홀(545)은 상기 수평방향 중심(O) 선상에 배치된다.
상기 제 1 축홀(534)에 상기 제 1 축저널(535)가 삽입되어 설치되고, 상기 팬축(520)의 일단(521)이 상기 제 1 축저널(535)을 관통하게 배치된다.
상기 팬축(520)의 일단(521)은 상기 제 1 축저널(535)에 지지되고, 회전 시 마찰을 저감할 수 있다. 상기 제 1 축저널(535)의 내주면에 베어링이 설치되어 상기 팬축(520)과의 마찰을 저감할 수 있다.
상기 제 1-2 축브래킷(540)은, 상기 이너파이프(514)에 결합되고, 상기 수평방향 중심(O)과 평행하게 배치되는 제 2-1 브래킷부(541)와, 상기 이너파이프(514)에 결합되고, 상기 제 2-1 브래킷부(541)와 이격되며, 상기 수평방향 중심(O)과 평행하게 배치되는 제 2-2 브래킷부(542)와, 상기 제 2-1 브래킷부(541) 및 제 2-2 브래킷부(542)를 연결하는 제 2-3 브래킷부(543)와, 상기 제 2-3 브래킷부(543)를 관통하에 형성되는 제 2 축홀(544)을 포함한다.
상기 제 2-1 브래킷부(541) 및 제 2-2 브래킷부(542)은 평행하게 배치된다. 본 실시예에서 제 2-1 브래킷부(541) 및 제 2-2 브래킷부(542)은 상하 방향으로 배치된다. 상기 제 2-3 브래킷부(543)는 상기 제 2-1 브래킷부(541) 및 제 2-2 브래킷부(542)을 연결한다.
상기 제 2-1 브래킷부(541) 및 제 2-2 브래킷부(542)은 상기 팬축(520)과 등간격을 형성한다.
상기 제 2-1 브래킷부(541) 및 제 2-2 브래킷부(542)의 돌출길이는 상기 일측플랜지(511) 및 타측플랜지(512)의 돌출길이와 같거나 작게 형성된다.
즉, 상측에서 볼 때, 상기 제 2-1 브래킷부(541) 및 제 2-2 브래킷부(542)가 일측플랜지(511) 및 타측플랜지(512)에 은닉된다.
상기 제 2-3 브래킷부(543)가 플랜지들의 폭 내에 배치되기 때문에, 상기 제1-1 아우터연도(1511)와의 간섭을 방지할 수 있다.
상기 제 1-2 축브래킷(540)은 상기 일측플랜지(511) 및 타측플랜지(512) 사이에 배치된다.
상기 제 2-3 브래킷부(543)는 상기 팬축(520)과 직교한다.
상기 제 2 축홀(544)에 상기 제 2 축저널(545)이 삽입되어 설치되고, 상기 팬축(520)의 타단(522)이 상기 제 2 축저널(545)을 관통하게 배치된다.
상기 팬축(520)의 타단(522)은 상기 제 2 축저널(545)에 지지되고, 회전 시 마찰을 저감할 수 있다. 상기 제 2 축저널(545)의 내주면에 베어링이 설치되어 상기 팬축(520)과의 마찰을 저감할 수 있다.
상기 팬축(520)은 상기 이너연도(510)는 물론 아우터연도들을 관통하게 배치된다. 구체적으로 상기 팬축(520)은 상기 제 1 이너연도(100), 제 1-1 아우터연도(1511), 제 1-2 아우터연도(1512) 및 제 1-3 아우터연도(1513)를 차례로 관통하게 배치될 수 있다.
상기 팬축(520)은 상기 제 2 이너연도(200), 제 2-1 아우터연도(2511), 제 2-2 아우터연도(2512) 및 제 2-3 아우터연도(2513)를 차례로 관통하게 배치될 수 있다.
특히 상기 팬축(520)의 일단(521) 및 타단(522)이 단열재(800, 801)를 관통하게 배치되고, 이를 통해 상기 팬축(520)이 회전되더라도 기밀을 보다 효과적으로 형성할 수 있다.
상기 풍력발전장치(500)는 전기를 발생시키는 발전기(501)를 포함하고, 상기 발전기가 상기 로터(550) 및 스테이터(560)를 포함할 수 있다.
상기 로터(550) 및 스테이터(560)는 아우터연도들의 바깥쪽에 배치될 수 있다. 구체적으로 상기 로터(550) 및 스테이터(560)는 상기 제 1-3 아우터연도(1513) 또는 제 2-3 아우터연도(2513)의 외측에 배치될 수 있다.
상기 블레이드(570)는 상기 팬축(520)을 관통하는 중심(O)을 기준으로 시계방향 또는 반시계방향으로 만곡되게 형성될 수 있다.
상기 팬축(520) 및 블레이드(570)은 결합된 상태로 작동되기 때문에, 결합된 팬축 및 블레이드를 팬어셈블리가 정의한다.
본 실시예에서 상기 블레이드(570)는 제 1-1 블레이드(571), 제 1-2 블레이드(572) 및 제 1-3 블레이드(573)을 포함할 수 있다. 본 실시예와 달리 상기 블레이드들의 개수를 다양하게 설정될 수 있다.
본 실시예에서 상기 제 1-1 블레이드(571), 제 1-2 블레이드(572) 및 제 1-3 블레이드(573)는 시계방향으로 만곡되게 형성된다.
탑뷰로 볼 때, 상기 제 1-1 블레이드(571), 제 1-2 블레이드(572) 및 제 1-3 블레이드(573)는 반원 형상일 수 있다.
탑뷰로 볼 때, 상기 수평방향 중심(O)에서 상기 제 1-1 블레이드(571), 제 1-2 블레이드(572) 및 제 1-3 블레이드(573)의 외측단 까지의 거리를 f라 할 때, 상기 직선 S에 근접할 수록 f의 길이가 증가하고 팬축의 일단 및 타단에 근접할 수록 f의 길이가 짧게 형성될 수 있다.
상기 제 1-1 블레이드(571), 제 1-2 블레이드(572) 및 제 1-3 블레이드(573)는 상기 팬축(520)을 중심으로 등간격을 형성한다. 좌측 또는 우측에서 볼 때, 상기 제 1-1 블레이드(571), 제 1-2 블레이드(572) 및 제 1-3 블레이드(573)는 상기 팬축(520)을 중심으로 시계방향으로 회전된다.
탑뷰로 볼 때, 제 1-1 블레이드(571), 제 1-2 블레이드(572) 및 제 1-3 블레이드(573)는 반원형상일 수 있다. 상기 제 1-1 블레이드(571), 제 1-2 블레이드(572) 및 제 1-3 블레이드(573)의 각 가장자리는 상기 이너파이프(514)의 내측면과 이격간격(P)을 형성할 수 있다.
상기 제 1-1 블레이드(571), 제 1-2 블레이드(572) 및 제 1-3 블레이드(573)가 회전되기 때문에, 상기 이너파이프(514)와의 상기 이격간격(P)이 점진적으로 감소하거나 점진적으로 증가되는 과정을 반복할 수 있다.
상기 제 1-1 블레이드(571), 제 1-2 블레이드(572) 및 제 1-3 블레이드(573)의 반경방향 최외측단(575)과 이너파이프(514)의 내측면과의 최소 이격간격(P)은 3mm 내지 8mm일 수 있다.
상기 제 1-1 블레이드(571), 제 1-2 블레이드(572) 및 제 1-3 블레이드(573)는 각각 오목면(571a)(572a)(573a) 및 볼록면(571b)(572b)(573b)을 포함한다.
상기 오목면(571a)(572a)(573a) 및 볼록면(571b)(572b)(573b)은 서로 대향되게 배치된다.
본 실시예에서 제 1-1 블레이드(571), 제 1-2 블레이드(572) 및 제 1-3 블레이드(573)의 두께는 일정하게 형성된다.
상기 풍력발전장치(500)는, 상기 팬축(520) 및 제 1-1 블레이드(571)를 연결하는 제 1 리브(581)와, 상기 팬축(520) 및 제 1-2 블레이드(572)를 연결하는 제 2 리브(582)와, 상기 팬축(520) 및 제 1-3 블레이드(573)를 연결하는 제 3 리브(583)를 포함한다.
상기 제 1 리브(581)는 제 1-1 리브(581a) 및 제 1-2 리브(581b)를 포함하고, 상기 제 1-1 리브(581a) 및 제 1-2 리브(581b)는 상기 팬축(520)의 길이 방향을 따라 이격되어 배치된다.
상기 제 1-1 리브(581a) 및 제 1-2 리브(581b)는 상기 직선 S와 평행하게 배치된다.
상기 제 1-1 리브(581a) 및 제 1-2 리브(581b)는 상기 축중심(C)을 기준으로 등간격으로 배치되기 때문에, 팬축(520)의 양단에 고르게 하중을 분산시킬 수 있고, 회전 중 발생되는 진동을 저감할 수 있다.
상기 제 1-1 리브(581a) 및 제 1-2 리브(581b)는 모두 볼록면(571b)에 배치되고, 상기 팬축(520)에 연결된다.
상기 제 2 리브(582)는 제 2-1 리브(582a) 및 제 2-2 리브(582b)를 포함하고, 상기 제 2-1 리브(582a) 및 제 2-2 리브(581b)는 상기 팬축(520)의 길이 방향을 따라 이격되어 배치된다.
상기 제 2-1 리브(582a) 및 제 2-2 리브(581b)는 상기 직선 S와 평행하게 배치된다. 상기 제 2-1 리브(582a) 및 제 2-2 리브(582b)는 상기 축중심(C)을 기준으로 등간격으로 배치된다.
상기 제 2-1 리브(582a) 및 제 2-2 리브(581b)는 모두 볼록면(572b)에 배치되고, 상기 팬축(520)에 연결된다.
상기 제 3 리브(583)는 제 3-1 리브(583a) 및 제 3-2 리브(583b)를 포함하고, 상기 제 3-1 리브(583a) 및 제 3-2 리브(583b)는 상기 팬축(520)의 길이 방향을 따라 이격되어 배치된다.
상기 제 3-1 리브(583a) 및 제 3-2 리브(583b)는 상기 직선 S와 평행하게 배치된다. 상기 제 3-1 리브(583a) 및 제 3-2 리브(583b)는 상기 축중심(C)을 기준으로 등간격으로 배치된다.
상기 제 3-1 리브(583a) 및 제 3-2 리브(583b)는 모두 볼록면(573b)에 배치되고, 상기 팬축(520)에 연결된다.
탑뷰로 볼 때, 상기 제 1-1 리브(581a), 제 2-1 리브(582a) 및 제 3-1 리브(583a)가 일직선상에 배치된다. 또한, 탑뷰로 볼 때, 제 1-2 리브(581b), 제 2-2 리브(581b) 및 제 3-2 리브(583b)도 일직선상에 배치된다.
상기 제 1-1 리브(581a), 제 2-1 리브(582a) 및 제 3-1 리브(583a)가 팬축(520)의 중심축(C) 및 일단(521) 사이의 특정 지점을 지지하기 때문에, 블레이드의 회전 시 진동을 최소화할 수 있다.
탑뷰로 볼 때, 상기 제 1-1 리브(581a), 제 2-1 리브(582a) 및 제 3-1 리브(583a)는 이너파이프(514)의 반지름(R)을 기준으로 0 < R < 1/2R 사이에 배치된다.
또한, 제 1-2 리브(581b), 제 2-2 리브(581b) 및 제 3-2 리브(583b)도 팬축(520)의 중심축(C) 및 타단(522) 사이의 특정 지점을 지지하기 때문에, 블레이드의 회전 시 진동을 최소화할 수 있다.
탑뷰로 볼 때, 상기 제 1-2 리브(581b), 제 2-2 리브(581b) 및 제 3-2 리브(583b)도 이너파이프(514)의 반지름(R)을 기준으로 0 < R < 1/2R 사이에 배치된다.
본 실시예에 따른 풍력발전장치(500)는 팬축(520)이 가로로 배치되고, 각 블레이드가 팬축(520)의 회전에 따라 상하 방향으로 회전되기 때문에, 연도가 결합되는 연도조립체의 길이 방향으로 진동이 발생되고, 좌우 방향으로의 진동을 최소화할 수 있다.
팬축(520)이 연도조립체의 길이 방향으로 배치된 경우, 발전기(501)가 이너연도의 내부에 배치되어야 하기 때문에, 발전기(501)의 교체 또는 수리를 위해서는 연도조립체와 연결된 장치를 정지시켜야 하는 문제가 있다.
본 발명은 팬축(520)이 연도조립체의 길이방향과 교차되게 배치되고, 상기 팬축(520)이 이너연도 및 아우터연도를 관통하여 외부로 노출되기 때문에, 발전기(501)가 아우터연도의 외부로 노출되게 배치할 수 있고, 이를 통해 발전기(501)의 수리 및 교체가 용이한 장점이 있다.
또한, 블레이드는 물론 연도조립체와 연결된 장치를 계속 작동시키면서 상기 발전기(501)를 교체 또는 수리할 수 있는 장점이 있다.
도 14는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발전팬 및 이너연도의 결합구조가 도시된 사시도이고, 도 15는 도 14의 다른 측에서 본 사시도이고, 도 16은 도 14의 정면도이고, 도 17은 도 14의 평면도이고, 도 18은 도 16의 투시도이고, 도 19는 도 14의 우측면도이고, 도 20은 도 19의 투시도이다.
본 실시예에 따른 풍력발전장치는 연도조립체의 길이 방향과 교차되는 방향으로 복수개의 팬축이 배치되는 특징이 있다.
상기 수평방향 중심(O)에 배치된 팬축을 제 1 팬축(520)이라 하고, 상기 제 1 팬축(520)의 좌측에 배치된 것을 제 2 팬축(1520)이라 하고, 상기 제 1 팬축(520)의 우측에 배치된 것을 제 3 팬축(1530)이라 한다.
상기 제 2 팬축(1520) 및 제 3 팬축(1530)은 서로 평행하게 배치된다.
상기 제 2 팬축(1520) 및 제 3 팬축(1530) 사이에 상기 제 1 팬축(520)이 배치되고, 상기 제 1 팬축(520)이 제 2 팬축(1520) 및 제 3 팬축(1530)과 등간격으로 형성된다.
상기 제 1 팬축(520), 제 2 팬축(1520) 및 제 3 팬축(1530)은 동일 평면 상에 배치되고, 본 실시예에서 동일한 높이에 배치된다.
상기 이너연도를 따라 유동되는 공기에 의해 상기 제 1 팬축(520), 제 2 팬축(1520) 및 제 3 팬축(1530)은 각각 개별적으로 회전될 수 있다.
상기 제 1 팬축(520), 제 2 팬축(1520) 및 제 3 팬축(1530)이 동일한 높이에 회전되기 때문에, 회전 시 상하방향 또는 수평방향으로 발생되는 편심을 최소화할 수 있다.
특히 상기 제 1 팬축(520)의 양측에 상기 제 2 팬축(1520) 및 제 3 팬축(1530)이 등간격으로 배치되기 때문에 블레이드들의 회전 발생되는 진동 또는 편심의 발생을 최소화할 수 있다.
상기 풍력발전장치는, 상기 이너파이프(514)의 외주면에서 일측으로 돌출되는 제 2-1 축브래킷(1530)과, 상기 이너파이프(514)의 외주면에서 타측으로 돌출되는 제 2-2 축브래킷(1540)을 더 포함할 수 있다.
상기 제 2 팬축(1520)의 일단이 상기 제 2-1 축브래킷(1530)을 관통하고, 타단이 상기 제 2-2 축브래킷(1540)을 관통하게 배치되며, 상기 제 2 팬축(1520)의 일단 및 타단을 회전가능하게 지지하는 각각의 저널들이 배치될 수 있다.
또한, 상기 풍력발전장치는, 상기 이너파이프(514)의 외주면에서 일측으로 돌출되는 제 3-1 축브래킷(2530)과, 상기 이너파이프(514)의 외주면에서 타측으로 돌출되는 제 3-2 축브래킷(2540)을 더 포함할 수 있다.
상기 제 3 팬축(2520)의 일단이 상기 제 3-1 축브래킷(2530)을 관통하고, 타단이 상기 제 3-2 축브래킷(2540)을 관통하게 배치되며, 상기 제 3 팬축(2520)의 일단 및 타단을 회전가능하게 지지하는 각각의 저널들이 배치될 수 있다.
상기 풍력발전장치(500)는, 상기 제 2 팬축(1520)에 결합된 제 2 블레이드들과, 상기 제 3 팬축(2520)에 결합된 제 3 블레이드들을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 2 팬축 및 제 2 블레이드들이 조립된 것을 제 2 팬어셈블리라 정의하고, 상기 제 3 팬축 및 제 3 블레이드들이 조립된 것을 제 3 팬어셈블리가 정의한다.
상기 제 2 블레이드(1570)는, 제 2-1 블레이드(1571), 제 2-2 블레이드(1572) 및 제 2-3 블레이드(1573)을 포함한다.
상기 제 2-1 블레이드(1571), 제 2-2 블레이드(1572) 및 제 2-3 블레이드(1573)는 각각 오목면 및 볼록면이 형성되고, 탑뷰로 볼 때, 제 2 팬어셈블리는 타원 또는 럭비공을 장축으로 절단한 절반의 형태일 수 있다.
탑뷰로 볼 때, 상기 수평방향 중심(O)에서 상기 제 2-1 블레이드(1571), 제 2-2 블레이드(1572) 및 제 2-3 블레이드(1573)의 외측단 까지의 거리를 f2라 할 때, 상기 직선 S에 근접할 수록 f2의 길이가 증가하고 팬축의 일단 및 타단에 근접할 수록 f2의 길이가 짧게 형성될 수 있다.
상기 제 3 블레이드(2570)는, 제 3-1 블레이드(2571), 제 3-2 블레이드(2572) 및 제 3-3 블레이드(2573)을 포함한다.
상기 제 3-1 블레이드(2571), 제 3-2 블레이드(2572) 및 제 3-3 블레이드(2573)도 각각 오목면 및 볼록면이 형성되고, 탑뷰로 볼 때, 제 3 팬어셈블리는 타원 또는 럭비공을 장축으로 절단한 절반의 형태일 수 있다.
탑뷰로 볼 때, 상기 수평방향 중심(O)에서 상기 제 3-1 블레이드(2571), 제 3-2 블레이드(2572) 및 제 3-3 블레이드(2573)의 외측단 까지의 거리를 f3라 할 때, 상기 직선 S에 근접할 수록 f3의 길이가 증가하고 팬축의 일단 및 타단에 근접할 수록 f3의 길이가 짧게 형성될 수 있다.
상기 제 2-1 블레이드(1571), 제 2-2 블레이드(1572) 및 제 2-3 블레이드(1573)는 동일한 형상으로 형성될 수 있다.
상기 제 3 블레이드는, 제 3-1 블레이드(2571), 제 3-2 블레이드(2572) 및 제 3-3 블레이드(2573)도 동일한 형상으로 형성될 수 있다.
본 실시예에서 상기 제 2 팬어셈블리 및 제 3 팬어셈블리가 좌우 대칭되게 배치되고, 이로 인해 제 2 블레이드 및 제 3 블레이드의 형상이 좌우 대칭 또는 동일하게 형성된다.
상기 풍력발전장치(500)는, 상기 제 2 팬축(1520) 및 제 2-1 블레이드(1571)를 연결하는 제 1 리브(1581)와, 상기 제 2 팬축(1520) 및 제 2-2 블레이드(1572)를 연결하는 제 2 리브(1582)와, 상기 제 2 팬축(1520) 및 제 2-3 블레이드(1573)를 연결하는 제 3 리브(1583)를 더 포함할 수 있다.
제 2 팬어셈블리의 제 1 리브(1581), 제 2 리브(1582) 및 제 3 리브(1583)은 직선 S를 기준으로 양측으로 이격되어 각각 복수개로 배치될 수 있다.
구체적으로 상기 제 1 리브(1581)는 제 1-1 리브(1581a) 및 제 1-2 리브(1581b)을 포함하고, 제 2 리브(1582) 및 제 3 리브(1583)도 동일한 구조이다.
상기 풍력발전장치(500)는, 상기 제 3 팬축(2520) 및 제 3-1 블레이드(2571)를 연결하는 제 1 리브(2581)와, 상기 제 3 팬축(2520) 및 제 3-2 블레이드(2572)를 연결하는 제 2 리브(2582)와, 상기 제 3 팬축(2520) 및 제 3-3 블레이드(2573)를 연결하는 제 3 리브(2583)를 더 포함할 수 있다.
제 3 팬어셈블리의 제 1 리브(2581), 제 2 리브(2582) 및 제 3 리브(2583)은 직선 S를 기준으로 양측으로 이격되어 각각 복수개로 배치될 수 있다.
구체적으로 상기 제 1 리브(2581)는 제 1-1 리브(2581a) 및 제 1-2 리브(2581b)을 포함하고, 제 2 리브(2582) 및 제 3 리브(2583)도 동일한 구조이다.
상기 제 2 팬어셈블리의 제 1 리브(1581), 제 2 리브(1582) 및 제 3 리브(1583)와 상기 제 3 팬어셈블리의 제 1 리브(2581), 제 2 리브(2582) 및 제 3 리브(2583)는 상기 직선 S를 기준으로 평행하게 배치될 수 있다.
또한, 상기 제 2 팬어셈블리의 제 1 리브(1581), 제 2 리브(1582) 및 제 3 리브(1583)와 상기 제 3 팬어셈블리의 제 1 리브(2581), 제 2 리브(2582) 및 제 3 리브(2583)는 상기 직선 S를 기준으로 등간격으로 형성될 수 있다.
상기 제 1 팬축(520)에 결합된 블레이들을 제 1 블레이드(1600)라 정의한다.
상기 제 1 블레이드(1600)는 제 1-1 블레이드(1610), 제 1-2 블레이드(1620) 및 제 1-3 블레이드(1630)을 포함한다.
상기 풍력발전장치(500)는, 상기 제 1 팬축(520) 및 제 1-1 블레이드(1610)를 연결하는 제 1 리브(3581)와, 상기 제 1 팬축(520) 및 제 1-2 블레이드(1620)를 연결하는 제 2 리브(3582)와, 상기 제 1 팬축(520) 및 제 1-3 블레이드(1630)를 연결하는 제 3 리브(3583)를 포함한다.
상기 제 1 팬어셈블리의 제 1 리브(3581), 제 2 리브(3582) 및 제 3 리브(3583)는 직선 S를 기준으로 양측으로 이격되어 각각 복수개로 배치될 수 있다.
구체적으로 상기 제 1 리브(3581)는 제 1-1 리브(3581a) 및 제 1-2 리브(3581b)을 포함한다.
탑뷰로 볼 때, 상기 제 1 팬어셈블리의 제 1-1 리브(3581a)는 제 2 팬어셈블리의 제 1-1 리브(1581a) 및 일단(521) 사이에 배치되고, 상기 제 1 팬어셈블리의 제 1-2 리브(3581b)는 제 3 팬어셈블리의 제 1-1 리브(2581a) 및 타단(522) 사이에 배치된다.
즉, 상기 제 1 팬어셈블리의 제 1-1 리브(3581a) 및 제 1-2 리브(3581b)가 보다 외측에 배치되고, 이를 통해 상기 제 1 팬축(520)에 결합된 블레이드들을 보다 견고하게 지지할 수 있고, 상기 제 1 팬축(520)에 결합된 블레이드들에서 발생되는 진동을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
제 2 팬어셈블리의 제 1 리브(1581), 제 2 리브(1582) 및 제 3 리브(1583)와 상기 제 3 팬어셈블리의 제 1 리브(2581), 제 2 리브(2582) 및 제 3 리브(2583)는 상기 직선 S를 기준으로 평행하게 배치될 수 있다.
또한, 상기 제 2 팬어셈블리의 제 1 리브(1581), 제 2 리브(1582) 및 제 3 리브(1583)와 상기 제 3 팬어셈블리의 제 1 리브(2581), 제 2 리브(2582) 및 제 3 리브(2583)는 상기 직선 S를 기준으로 등간격으로 형성될 수 있다.
상기 제 1 블레이드가 상기 제 2 블레이드 및 제 3 블레이드 사이에서 회전되기 때문에, 상기 제 2 블레이드 및 제 3 블레이드와 간섭되지 않는 형상으로 형성된다.
탑뷰로 볼 때, 제 1 블레이드, 제 2 블레이드 및 제 3 블레이드가 상기 이너연도 내부 전체를 커버할 수 있는 형상으로 형성될 수 있다. 본 실시예에서 탑뷰로 볼 때, 제 1 블레이드, 제 2 블레이드 및 제 3 블레이드가 원형을 형성할 수 있다.
상기 제 1 블레이드는, 제 1-1 블레이드(1610), 제 1-2 블레이드(1620) 및 제 1-3 블레이드(1630)을 포함한다.
상기 제 1-1 블레이드(1610), 제 1-2 블레이드(1620) 및 제 1-3 블레이드(1630)는 모두 동일한 형상으로 형성될 수 있다. 상기 제 1 블레이드(1600)는 오목면 및 볼록면을 갖는 만곡된 형상으로 형성될 수 있다.
탑뷰로 볼 때, 상기 수평방향 중심(O)에서 상기 제 1-1 블레이드(1610), 제 1-2 블레이드(1620) 및 제 1-3 블레이드(1630)의 외측단 까지의 거리를 f1라 정의한다.
탑뷰로 볼 때, 상기 제 1-1 블레이드(1610), 제 1-2 블레이드(1620) 및 제 1-3 블레이드(1630)는 제 1 팬축(520)에 결합된 일측 외측단(1601)에서 상기 제 1-1 리브(3581a)에 근접할 수록 f1의 길이가 증가하고, 상기 제 1-1 리브(3581a)에서 직선 S에 근접할 수록 길이가 짧아지도록 형성될 수 있다.
마찬가지로 탑뷰로 볼 때, 상기 제 1-1 블레이드(1610), 제 1-2 블레이드(1620) 및 제 1-3 블레이드(1630)는 제 1 팬축(520)에 결합된 타측 외측단(1602)에서 상기 제 1-2 리브(3581b)에 근접할 수록 f1의 길이가 증가하고, 상기 제 1-2 리브(3581b)에서 직선 S에 근접할 수록 길이가 짧아지도록 형성될 수 있다.
탑뷰로 볼 때, 상기 일측 외측단(1601)에서 제 1-1 리브(3581a)를 연결하는 제 1 블레이드(1600)의 가장자리를 제 1-1 보더(1651)라 정의하고, 상기 타측 외측단(1602)에서 제 1-2 리브(3581b)를 연결하는 제 1 블레이드(1600)의 가장자리를 제 1-2 보더(1652)라 정의할 수 있다.
상기 제 1-1 보더(1651) 및 제 1-2 보더(1652)는 절곡된 제 1 꼭지점(1655)를 형성한다.
또한, 탑뷰로 볼 때, 상기 제 1-1 리브(3581a)에서 직선 S까지의 제 1 블레이드(1600) 가장자리를 제 2-1 보더(1653)라 정의하고, 상기 제 1-2 리브(3581b)에서 직선 S까지의 제 1 블레이드(1600) 가장자리를 제 2-2 보더(1654)라 정의할 수 있다.
상기 제 1-1 보더(1651) 및 제 2-1 보더(1653)는 상기 직선 S를 기준으로 좌우 대칭일 수 있고, 상기 제 1-2 보더(1652) 및 제 2-2 보더(1654)는 상기 직선 S를 기준으로 좌우 대칭일 수 있다.
상기 제 2-1 보더(1653) 및 제 2-2 보더(1654)는 절곡된 제 2 꼭지점(1656)을 형성한다.
상기 제 1-2 보더(1652) 및 제 2-2 보더(1654)는 직선 S를 기준으로 연속된 곡선을 형성할 수 있고, 이를 리세스보더(1650)라 정의한다.
상기 리세스보더(1650)는 상기 제 2 블레이드(1570)의 외측 가장자리(1570a)의 형상 및 제 3 블레이드(2570)의 외측 가장자리(2570a) 형상과 대응된다.
상기 리세스보더(1650)가 상기 제 2 블레이드(1570)의 외측 가장자리(1570a) 또는 제 3 블레이드(2570)의 외측 가장자리(2570a)와 대응되는 형상으로 형성되기 때문에, 상기 제 1 팬어셈블리, 제 2 팬어셈블리 및 제 3 팬어셈블리가 동시에 회전되어도 상호 간섭을 방지할 수 있고, 이격되는 간격을 최소화할 수 있으며, 이너연도를 따라 이동되는 공기의 압력을 효과적으로 전달받을 수 있는 장점이 있다.
특히 본 실시예에 따른 풍력발전장치는 내부 단면이 매우 큰 대형 연도에서 풍량이 작을 경우에도 효과적으로 작동될 수 있다.
직경이 큰 대형 연도의 경우, 내부 단면에 대응하여 팬어셈블리를 대형화해야하고, 이 경우, 팬어셈블리의 대형화로 인해 중량이 증가되는 문제가 있으며, 중량이 증가될 경우, 연도를 따라 유동되는 공기의 풍량 또는 압력이 충분하지 않을 경우 팬어셈블리를 회전시킬 수 없게된다.
본 실시예에 따른 풍력발전장치는 팬어셈블리를 복수개 설치하고, 블레이드들의 형상을 조합함으로써, 내부 단면의 모양에 대응할 수 있는 장점이 있다.
특히, 동일 평면에서 복수개의 팬어셈블리로 구성하는 경우, 블레이드들의 중량을 경량화할 수 있고, 연도를 따라 유동되는 공기의 풍량 또는 압력이 충분하지 않더라도 용이하게 회전되면서 전기를 발전할 수 있는 장점이 있다.
이하 나머지 구성은 상기 제 1 실시예와 유사하기 때문에 상세한 설명을 생략한다.
본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
삭제
510; 이너연도
520; 제 1 팬축
1520; 제 2 팬축
2520; 제 3 팬축
520; 제 1 팬축
1520; 제 2 팬축
2520; 제 3 팬축
Claims (5)
- 내부에 길이 방향으로 중공이 형성된 이너연도의 길이 방향과 교차되게 배치되는 복수개의 팬축으로서, 제 1 팬축과, 상기 제 1 팬축의 좌측에 배치되는 제 2 팬축과, 상기 제 1 팬축의 우측에 배치되는 제 3 팬축을 포함하는 복수개의 팬축;
상기 제 1 팬축에 결합된 복수개의 제 1 블레이드;
상기 제 2 팬축에 결합된 복수개의 제 2 블레이드;
상기 제 3 팬축에 결합된 복수개의 제 3 블레이드;
상기 이너연도의 외주면에서 일측으로 돌출되는 제 1-1 축브래킷;
상기 이너연도의 외주면에서 타측으로 돌출되는 제 1-2 축브래킷;
상기 이너연도의 외주면에서 일측으로 돌출되는 제 2-1 축브래킷;
상기 이너연도의 외주면에서 타측으로 돌출되는 제 2-2 축브래킷;
상기 이너연도의 외주면에서 일측으로 돌출되는 제 3-1 축브래킷;
상기 이너연도의 외주면에서 타측으로 돌출되는 제 3-2 축브래킷;
상기 팬축에 결합되어 회전되는 로터; 및
상기 로터와 이격되고, 상기 로터의 회전 시 전자기력에 의한 상호작용을 통해 전기를 발생시키는 스테이터;를 포함하고,
상기 이너연도는 수직방향으로 배치되며 상기 복수개의 팬축은 수평방향으로 배치되고,
상기 제 1 내지 3 팬축은 동일한 높이에서 동일 평면 상에 배치되고,
상기 제 1 내지 3 블레이드는 함께 상기 이너연도 내부 단면 전체를 커버하고,
상기 제 2,3 블레이드는 타원 또는 럭비공을 장축으로 절단한 절반의 형태이고, 상기 제 1 블레이드는 상기 제 2,3 블레이드와 간섭되지 않도록 외측 가장자리가 상기 제 2,3 블레이드의 외측 가장자리 형태와 대응되는 형상으로 형성되며,
상기 제 1 팬축의 양단은
상기 제 1-1 축브래킷과 상기 제 1-2 축브래킷에 관통하게 배치되고, 상기 제 1-1 축브래킷과 상기 제 1-2 축브래킷에 배치되는 저널들에 의하여 회전 가능하게 지지되고,
상기 제 2 팬축의 양단은
상기 제 2-1 축브래킷과 상기 제 2-2 축브래킷에 관통하게 배치되고, 상기 제 2-1 축브래킷과 상기 제 2-2 축브래킷에 배치되는 저널들에 의하여 회전 가능하게 지지되고,
상기 제 3 팬축의 양단은
상기 제 3-1 축브래킷과 상기 제 3-2 축브래킷에 관통하게 배치되고, 상기 제 3-1 축브래킷과 상기 제 3-2 축브래킷에 배치되는 저널들에 의하여 회전 가능하게 지지되는 연도내부 풍속을 이용한 풍력발전장치.
- 삭제
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 복수개의 팬축 각각 및 각각의 팬축과 대응되는 블레이드를 연결하는 리브;를 더 포함하는 연도내부 풍속을 이용한 풍력발전장치.
- 삭제
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- 2022-02-14 KR KR1020220019093A patent/KR102530086B1/ko active IP Right Grant
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| KR20230061220A (ko) | 2023-05-08 |
| KR102530086B1 (ko) | 2023-05-09 |
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