KR102414771B1 - Bladeless artificial intelligence wind turbine structure - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 풍력 터빈 구조체에 관한 것으로, 자세하게는 종래 풍력발전기에서 외부로 노출된 대형 블레이드를 없애고 유입되는 풍량을 조절하며 내부에서 터빈을 회전시킬 수 있도록 구성되어 강풍발생 상황에서도 별도의 브레이크제어 없이 제어된 풍압을 통해 터빈을 회전시키며 안정적인 전력생산과 안전한 운용이 이루어질 수 있는 회전날개 없는 구조의 인공지능 풍력 터빈 구조체에 관한 것이다.The present invention relates to a wind turbine structure, and in detail, is configured to remove the large blades exposed to the outside in the conventional wind power generator, adjust the amount of incoming wind, and rotate the turbine from the inside, so that even in a strong wind situation, there is no separate brake control. It relates to an artificial intelligence wind turbine structure with no rotor blades that rotates a turbine through the applied wind pressure and enables stable power generation and safe operation.
최근 화석연료로 인한 환경오염문제가 심각해짐에 따라 풍력이나 태양광 발전과 같은 친환경 재생에너지에 관한 많은 연구·개발이 이루어지고 있다.Recently, as the environmental pollution problem caused by fossil fuels has become serious, a lot of research and development on eco-friendly renewable energy such as wind power or solar power is being conducted.
그 중 풍력발전은 수직으로 설치된 타워에 바람을 통해 회전하는 대형 블레이드와 이를 통해 전력을 생산하는 발전기와 부속장비를 타워 상부에 설치하는 구조물을 통해 이루어진다.Among them, wind power generation is achieved through a structure that installs a large blade that rotates through the wind on a vertically installed tower, a generator that produces power through it, and ancillary equipment on the top of the tower.
이러한 풍력발전장치는 기본적으로 대형의 블레이드가 외부에 노출됨에 따라 비교적 넓은 설치 공간이 요구되며 특히 복수의 풍력발전기 설치시 일정거리를 유지해야 함에 따라 설치장소 확보에 제약이 따르며, 낮은 토지 이용률과 관리 범위가 넓어진다는 단점이 있다.These wind power generators basically require a relatively wide installation space as large blades are exposed to the outside. The disadvantage is that the range is widened.
특히 대형 블레이드의 고속 회전시 발생하는 소음 및 발전기 가동 소음이 주변 민원 발생요인이 됨에 따라 도심에서 떨어진 외곽에 설치할 수밖에 없어 송전시 전력 손실을 초래하였으며, 외부에 노출된 블레이드의 고속회전에 따른 손상 위험도 컸다.In particular, as noise generated during high-speed rotation of large blades and generator operation noise became a cause of complaints from surrounding areas, it had to be installed outside the city center, resulting in power loss during power transmission, and the risk of damage due to high-speed rotation of blades exposed to the outside. It was great.
이에 태풍이나 돌풍 등으로 인한 블레이드 설계상 한계 풍속(25m/s)에서 블레이드의 회전수 제어를 위한 브레이크가 자동으로 작동하는 과정에서 사고가 종종 발생하였으며 작동정지에 따라 안정적인 발전에도 어려움을 겪었다.Accordingly, accidents often occurred in the process of automatically operating the brake for controlling the rotation speed of the blade at the limit wind speed (25 m/s) in the blade design due to typhoons or gusts, and it was difficult to achieve stable power generation due to the operation stop.
또한, 저속의 바람에서는 대형 블레이드의 초기 회전을 위해 별도의 가동 모터가 구비되어야 하는 등 풍력 제어가 어렵고 대형 블레이드 대비 발전을 위한 구성이 좁은 공간에 위치함에 따른 안전 문제, 발전량의 불안정성, 해상 풍력 적용 시 대규모 제작비 및 O&M이 요구되는 등 보수·유지 과정에서 많은 인력과 대형 장비를 동원에 따른 과도한 비용이 소요되었다.In addition, in low-speed wind, it is difficult to control wind power, such as a separate motor must be provided for the initial rotation of large blades, and compared to large blades, safety problems due to the location of the configuration for power generation in a narrow space, instability of power generation, application of offshore wind power Excessive costs were incurred due to the mobilization of a large number of manpower and large equipment in the repair and maintenance process, such as requiring large-scale production costs and O&M.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 대형 블레이드의 외부 노출 구조를 없애고 바람을 내부로 유입시켜 터빈을 회전시키되, 유입되는 풍량을 조절하며 다양한 환경변화에 대응하여 안정적인 전력생산과 안전한 운용이 이루어지도록 하는 회전날개 없는 구조의 인공지능 풍력 터빈 구조체을 제공하는 것이다.The present invention was created to solve the above problems, and an object of the present invention is to remove the external exposed structure of the large blade and rotate the turbine by introducing wind to the inside, and to control the inflow air volume and respond to various environmental changes It is to provide an artificial intelligence wind turbine structure with no rotor blades that enables stable power generation and safe operation.
상기와 같은 목적을 위해 본 발명은, 중앙이 관통되며 설정된 폭과 길이를 갖는 통 형상으로 이루어지며, 전면 테두리를 따라 다수의 바람 유입공이 형성된 몸체부; 상기 몸체부에 설치되며 상기 유입공으로 유입된 바람을 이송하는 이송관과, 한쪽으로 상기 이송관을 취합하면서 연결되고 다른 쪽으로 취합된 바람을 분출시키는 분출관을 구비한 풍로부; 상단에 상기 몸체부가 설치되는 기둥형상으로 이루어지며, 내측으로 상기 분출관을 통해 분출된 공기를 통해 회전하는 터빈과, 상기 터빈의 회전력을 설정된 속도로 조절하는 감속기와, 감속된 회전력을 통해 전력을 생산하는 발전기가 설치된 타워부; 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The present invention for the above purpose, the center is penetrated and is made of a cylindrical shape having a set width and length, the body portion is formed with a plurality of wind inlet holes along the front edge; an air passage unit installed in the body portion and having a transfer pipe for transferring the wind introduced into the inlet hole, and a blower pipe connected while assembling the transfer tube on one side and ejecting the collected wind on the other side; It is made in the shape of a column in which the body part is installed on the upper end, and a turbine rotating through the air blown out through the jet pipe to the inside, a reducer adjusting the rotational force of the turbine to a set speed, and electric power through the reduced rotational force a tower unit in which a generator is installed; characterized in that it consists of
이때 상기 유입공 및 이송관은 측면으로 긴 타원형의 단면을 갖되, 상기 이송관 내측으로 좌우 측면으로 교차하는 복수의 격벽이 형성되어 면적이 조절되는 지그재그의 통로를 형성하며 풍속을 높이는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that the inlet hole and the transfer pipe have a cross section of an elongated oval on the side, and a plurality of partition walls crossing the left and right sides are formed inside the transfer pipe to form a zigzag passage whose area is controlled, and it is preferable to increase the wind speed.
또한, 상기 몸체부는, 상기 유입공을 선택적으로 개폐할 수 있도록 구성된 개폐판 및 상기 개폐판을 구동시키는 구동부를 더 포함하는 것이 바람직하다.Preferably, the body portion further includes an opening and closing plate configured to selectively open and close the inlet hole and a driving unit for driving the opening and closing plate.
또한, 상기 유입공으로 유입되는 풍력을 측정하는 제1풍압센서와, 상기 분출관을 통해 분출되는 풍력을 측정하는 제2풍압센서와, 상기 구동부의 제어신호와 제1풍압센서 및 제2풍압센서의 측정값을 저장하는 저장부와, 상기 저장부에 누적된 데이터를 분석하며 상기 제1풍압센서에 대응하여 제2풍압센서의 측정값이 설정된 범위를 갖도록 상기 구동부의 제어패턴을 도출하는 학습부와, 상기 제어패턴을 적용하여 상기 구동부를 제어하는 적용부를 구비하는 제어부; 를 더 포함하는 것이 바람직하다.In addition, a first wind pressure sensor for measuring the wind force flowing into the inlet hole, a second wind pressure sensor for measuring the wind force ejected through the jet pipe, a control signal from the driving unit, and a first wind pressure sensor and a second wind pressure sensor a storage unit for storing the measured value; a learning unit analyzing the data accumulated in the storage unit and deriving a control pattern of the driving unit so that the measured value of the second wind pressure sensor has a set range in response to the first wind pressure sensor; , a control unit having an application unit for controlling the driving unit by applying the control pattern; It is preferable to further include
또한, 상기 몸체부 및 타워부의 연결부분에는 풍향에 따라 상기 몸체부가 회전할 수 있도록 베어링을 구비한 회동부가 구성되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that a rotating part having a bearing is configured in the connection part of the body part and the tower part so that the body part can rotate according to the wind direction.
본 발명은 종래의 풍력발전기와 같이 외부로 노출된 대형의 블레이드가 없는 구조를 적용하여 대형 블레이드의 고속 회전시 발생하는 소음이나 고속회전에 따른 손상 위험을 제거할 수 있다.The present invention can remove the noise generated during high-speed rotation of the large blade or the risk of damage due to high-speed rotation by applying a structure without large blades exposed to the outside like a conventional wind power generator.
또한, 이러한 구조를 통해 가동 소음에 따른 민원 발생요인을 없애고 설치장소의 확대, 송전거리 단축에 따른 전력 손실 저감 효과 등을 기대할 수 있다.In addition, through this structure, it is possible to eliminate the cause of civil complaints due to operation noise, and to reduce the power loss due to the expansion of the installation site and the shortening of the transmission distance.
또한, 태풍이나 돌풍 등의 상황에서도 별도의 브레이크 제어 없이 유입되는 풍량을 조절하여 터빈을 돌릴 수 있어 풍력 제어가 용이하고 안전 문제, 발전량의 불안정성, 해상 풍력 적용을 위한 과도한 비용이 소요 문제를 해결할 수 있다.In addition, even in a typhoon or gust of wind, the turbine can be turned by adjusting the inflow wind volume without separate brake control. have.
도 1은 본 발명의 1 실시예에 따른 외형을 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 1 실시예에 따른 내부구조를 나타낸 절개도면,
도 3은 본 발명의 1 실시예에 따른 유입공 개폐구조를 나타낸 부분확대도면,
도 4는 본 발명의 1 실시예에 따른 풍로부 내구구조를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 1 실시예에 따른 타워부 내부구조를 나타낸 도면,
도 6은 본 발명의 1 실시예에 따른 제어구성 및 연결관계를 나타낸 블록도,
도 7은 다른 실시예에 따른 몸체부 형태를 나타낸 부분도면,
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 다른 몸체부 회전구조를 나타낸 도면이다.1 is a view showing an external appearance according to an embodiment of the present invention;
2 is a cutaway view showing an internal structure according to an embodiment of the present invention;
3 is a partially enlarged view showing an inlet opening and closing structure according to an embodiment of the present invention;
4 is a view showing the durability structure of the air passage according to an embodiment of the present invention;
5 is a view showing the internal structure of a tower unit according to an embodiment of the present invention;
6 is a block diagram showing a control configuration and a connection relationship according to an embodiment of the present invention;
7 is a partial view showing the shape of the body according to another embodiment;
8 is a view showing a body portion rotating structure according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명 회전날개 없는 구조의 인공지능 풍력 터빈 구조체의 구조를 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the structure of the artificial intelligent wind turbine structure of the present invention without a rotor blade will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 1 실시예에 따른 외형을 나타낸 도면, 도 2는 본 발명의 1 실시예에 따른 내부구조를 나타낸 절개도면, 도 5는 본 발명의 1 실시예에 따른 타워부 내부구조를 나타낸 도면, 도 6은 본 발명의 1 실시예에 따른 제어구성 및 연결관계를 나타낸 블록도이다.1 is a view showing an external appearance according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cutaway view showing an internal structure according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a tower part internal structure according to an embodiment of the present invention. 6 is a block diagram showing a control configuration and a connection relationship according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 종래 풍력발전기와 유사하게 지면 또는 수면으로부터 설정된 높이에서 바람을 받을 수 있는 타워형태로 이루어지며, 풍압을 받으며 바람이 유입되는 몸체부(110)와, 설정된 높이의 기둥형상으로 이루어지며 상측으로 몸체부(110)가 설치되는 타워부(130)로 구성된다.The present invention is made in the form of a tower that can receive wind at a set height from the ground or water surface similar to the conventional wind power generator, and has a
상기 몸체부(110)는 중앙이 관통되며 설정된 폭과 길이를 갖는 통 형상으로 이루어지며, 전면에서 후면으로 부는 바람의 일부는 중앙을 관통하도록 구성된다. 또한, 상기 몸체부(110)의 전면 테두리를 따라 다수의 바람 유입공(111)이 형성되어 전면에서 불어오는 바람의 일부는 상기 유입공을 통해 몸체부(110) 내부로 유입된다.The
상기 유입공(111)의 크기 및 개수는 몸체부(110)의 크기 및 개수에 맞춰 다양하게 조절될 수 있으며 본 발명에서는 이를 한정하지 않는다. 또한, 본 발명을 육상에 적용하여 설치할 수도 있으나 해상에 설치할 수도 있으며, 바람직하게는 해상 발전 구조에 적합하게 몸체부(110)의 지름을 50m 수준으로 제작하고 이를 받쳐주는 구조물인 타워부(130)의 직경을 8m 수준으로 제작할 수 있다.The size and number of the
도 7은 다른 실시예에 따른 몸체부 형태를 나타낸 부분도면이다.7 is a partial view showing the shape of the body according to another embodiment.
본 발명에서는 바람직한 실시예로 도 7 (a)와 같이 상기 몸체부(110)가 원형을 이루는 것을 예시하고 있으나, 가운데 부분이 전후 방향으로 관통되고 전면테두리를 따라 유입공(111)이 형성되는 구조를 기본으로 도 7(b)와 같은 타원을 비롯하여, 7(c)와 같은 직사각형 또는 정사각형을 비롯한 다양한 다각형 형태로 몸체부(110)를 구성할 수도 있다. In the present invention, as a preferred embodiment, the
상기 몸체부(110) 내부에는 각각의 유입공(111)으로 유입된 바람을 이송하는 이송관(121)과, 상기 이송관(121)이 취합되는 형태로 이루어지며 끝 부분에서 이송된 공기를 분출시키는 분출관(123)으로 이루어지는 풍로부(120)가 설치된다.Inside the
즉 각각의 유입공(111)에는 이송관(121)이 설치되어 유입된 바람이 후측으로 이동하게 되며 상기 분출관(123)은 각 이송관(121)으로부터 이송된 바람을 취합하여 후술되는 터빈으로 분사하게 된다. 이때 상기 분출관(123)은 모든 이송관과 연결되며 단일의 분출관(123)을 통해 터빈으로 바람을 분출시킬 수도 있으나, 첨부된 도 2와 같이 설정된 묶음의 이송관(121)마다 분출관(123)이 구비되며 반대쪽 끝 부분이 터빈의 측면에 나란히 배치되어 바람이 분출되도록 구성할 수도 있다.That is, a
상기 타워부(130)는 상단에 상기 몸체부(110)가 설치되는 기둥형상의 구조물로서 지상뿐 아니라 해상에도 설치 가능하다. 또한, 종래의 풍력발전기에서는 실질적으로 타워 상측의 구조물에 발전에 필요한 모든 구성이 설치되는데 반해 본 발명에서 상기 몸체부(110)는 바람을 받아 가속 및 유도하는 역할을 하며, 풍력발전에 필요한 요소가 타워부(130)에 내장되어, 유지보수 관리면에서 매우 유리하다.The
구체적으로 상기 타워부(130) 내측 상부에는 상기 분출관(123)을 통해 분출된 공기를 통해 회전하는 터빈(131)이 설치되며, 상기 터빈(131)의 회전력을 설정된 속도로 조절하는 감속기(132)와 더불어 상기 감속기(132)를 통해 감속된 회전력을 통해 전력을 생산하는 발전기(133)가 설치된다.Specifically, a
이때 상기 분출관(123)을 통해 분출되어 터빈(131)을 회전시킨 바람은 외부로 배출될 수 있도록 상기 타워부(130)에 배기구(135)가 형성되어야 함은 자명하며, 필요시 발전기와 연결되는 변압기(134)를 내장하여 생산된 전압을 적절하게 변환시킬 수도 있다.At this time, it is self-evident that the
이와 같은 구조를 통해 외부에는 프로펠러와 같이 바람을 통해 회전하는 일체의 구조체가 노출되지 않음에 따라 가장 큰 문제로 작용하는 강풍에서도 시설물을 효과적으로 보호할 수 있다.Through such a structure, it is possible to effectively protect the facility from strong wind, which is the biggest problem, because any structure that rotates through the wind, such as a propeller, is not exposed to the outside.
물론 본 발명과 같은 구조에서도 강풍 발생시 상기 풍로부(120)를 통해 유입되는 바람의 양이 증가하여 터빈의 고속회전으로 인한 문제가 발생할 수 있음에 따라 유입공(111)의 개폐 정도를 통해서 유입되는 바람의 세기 및 양을 조절할 수 있도록 구성된다. Of course, even in the structure of the present invention, when a strong wind occurs, the amount of wind introduced through the
도 3은 본 발명의 1 실시예에 따른 유입공 개폐구조를 나타낸 부분확대도면, 도 4는 본 발명의 1 실시예에 따른 풍로부 내구구조를 나타낸 도면이다.3 is a partially enlarged view showing an inlet opening/closing structure according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a view showing a durable structure of an air passage according to an embodiment of the present invention.
먼저, 상기 유입공(111) 및 이송관(121)은 측면으로 긴 타원형의 단면을 갖도록 구성하며, 상기 이송관(121) 내측으로 좌우 측면으로 교차하는 복수의 격벽(122)이 형성되어 지그재그의 통로를 형성함과 동시에 통과 면적이 조절되며 골바람을 형성시켜서 바람의 속도(풍속)이 높아지도록 구성할 수 있다.First, the
이와 더불어 상기 몸체부(110)에는 상기 유입공(111)을 선택적으로 개폐할 수 있도록 구성된 개폐판(112) 및 상기 개폐판(112)을 구동시키는 구동부를 구성할 수 있다. 즉 몸체부(110) 전면을 따라 내장되거나 유입공 외측에 마련된 개폐판(112)의 슬라이드 이동을 통해 유입공을 개폐할 수 있도록 하는 것으로, 개폐판(112)이 모두 연결되어 단일의 구동부(113)를 통해 전체 유입공을 개폐하거나 또는 개폐 정도를 조절하며 유입되는 풍량을 조절할 수도 있으나, 각각의 유입공(111)마다 개폐판(112) 및 구동부(113)를 설치하여 개폐되는 유입공의 개수를 조절하는 방식으로 구성할 수도 있다.In addition, the opening/
이를 위해 기본적으로 상기 개폐판(112)은 유입공(111)보다 상대적으로 큰 면적을 갖도록 제작되며 상기 유입공(111) 전면을 막을 수 있도록 상기 몸체(110)에 내장되며, 유입공(111)의 상하방향 또는 좌우방향에서 움직이며 유입공(111)의 개폐 및 개방도를 조절할 수 있도록 구성된다. 첨부된 도 3(a) 및 3(b)에서는 상하방향으로, 도 3(c) 및 3(d)에서는 좌우방향으로 개폐판(112)이 움직이는 모습을 각각 도시하고 있으며 개폐판(112)이 움직이며 유입공(111)을 열고 닫을 수 있도록 충분한 공간 및 유입공 사이의 간격이 마련될 필요가 있다.To this end, basically, the opening/
상기 구동부(113)는 전동방식으로 상기 개폐판(112)이 움직이며 유입공(111)을 열고 닫을 수 있도록 구성되며, 첨부된 도면에서는 일례로 웜기어 방식을 적용하여 모터가 웜을 회전시키면 한쪽이 이에 결합된 개폐판(112)이 웜을 따라 상하 또는 좌우방향으로 이동하며 유입공(111)을 열고 닫을 수 있는 구조를 도시하고 있으나 이외에도 다양한 공지의 방식을 적용할 수도 있다.The
즉 기존의 대형 프로펠러가 노출되는 형태의 풍력발전기는 태풍이나 돌풍 등으로 풍속이 일정속도 (예를 들어, 25m/s)가 넘어가면 손상을 방지하기 위해 프로펠러가 회전하지 않도록 자동으로 브레이크가 걸리는데 이 과정에서 손상 및 사고가 자주 발생할 뿐 아니라 발전이 되지 않아 안정적인 전력수급에도 어려움이 있었다.In other words, if the wind speed exceeds a certain speed (for example, 25 m/s) due to typhoons or gusts of wind, the brake is automatically applied to prevent the propeller from rotating in order to prevent damage. In the process, damage and accidents frequently occurred, and there was no power generation, which made it difficult to secure a stable power supply.
하지만, 본 발명에서는 예를 들어 구비된 유입공이 100개가 설치된 상태에서 바람이 강할 경우 전체 유입공 중에서 20 ~ 50%만 개방해서 유입되는 전체 바람의 양을 조절할 수 있음에 따라 터빈(131)의 고속회전에 따른 손상 우려 없이 지속적인 발전이 이루어질 수 있으며 특히 초대형 태풍 발생시에는 모든 개폐판(112)을 닫음으로써 내장된 일련의 구성들을 완전하게 보호하며 안전한 운용이 이루어질 수 있다.However, in the present invention, for example, when the wind is strong in a state in which 100 provided inlet holes are installed, only 20 to 50% of the total inlet holes are opened to control the amount of the total incoming wind, so the high speed of the
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 다른 몸체부 회전구조를 나타낸 도면이다.8 is a view showing a body portion rotating structure according to another embodiment of the present invention.
편서풍의 영향력하에 있는 우리나라에서는 1년 내내 서풍의 영향을 받으나 지형, 계절적인 요인으로 풍향이 바뀌기도 한다. 이때 안정적인 전력생산을 위해서는 유입공(111)이 형성된 몸체부(110)의 전면은 상시 풍상 측으로 향해야 하므로 상기 몸체부(110) 및 타워부(130)의 연결부분에는 풍향에 따라 상기 몸체부(110)가 회전할 수 있도록, 즉 상시 몸체부(110) 전면이 상시 풍상 측을 향할 수 있도록 베어링(137)을 구비한 회동부(136)가 구성될 필요가 있다.In Korea, which is under the influence of the westerly wind, it is affected by the westerly wind throughout the year, but the direction of the wind may change due to the topography and seasonal factors. At this time, since the front of the
즉 타워부(130)의 상단에 베어링을 통해 회전 가능하면서 단턱 구조 등을 통해 몸체부(110)가 이탈하지 않도록 설치하게 되며, 바람의 방향이 변할 경우 몸체부(110) 중앙으로 바람이 관통하며 통과하는 바람의 저항을 줄이며 자연스럽게 몸체부(110)의 전면이 풍상 측을 향하는 상태가 유지될 수 있다. 통상 바람의 방향이 바뀔 때는 갑작스러운 역풍이 발생하기보다는 비교적 긴 시간에 걸쳐 바뀌게 되므로 유입공(111)이 형성되지 않은 몸체부(110)의 후면이 풍상 측을 향하게 될 우려는 낮으나, 필요에 따라서는 이러한 문제가 발생하지 않도록 몸체부(110)의 두께가 전면으로부터 후면으로 점차 두꺼워지도록 구성하거나 몸체부(110) 후면 측에 돌출된 날개 등을 구성할 수도 있다.That is, it is rotatable through a bearing at the upper end of the
이와 더불어 전동방식으로 상기 몸체부(110)를 회동시켜 바람이 유입구(111)를 통해 가장 많이 유입되는 최적의 위치로 회동시키는 것도 가능하다. 즉 첨부된 도 8과 같이 몸체부(110) 측에 회동모터(138)를 구비하되 회동모터(138)의 축의 끝부분과 타워부(130)의 상단에 상호 치합되는 기어부(139)를 형성함으로 회동모터(138)의 구동에 따라 몸체부(110)의 회동이 이루어질 수 있다.In addition to this, it is also possible to rotate the
이때 앞서 언급한 바와 같이 몸체부(110)에는 전후방향으로 관통된 통 형상으로 이루어짐에 따라 블레이드가 없는 안쪽 공간을 이용하여 레이저나 LED 등으로 이루어진 발광부(114)를 설치하여 특정 로고, 문양, 문자를 비롯한 영상콘텐츠를 출력할 수 있도록 함으로 주변 경관과 어울리는 다양한 볼거리를 제공할 수 있으며, 이를 통해 관광 명소를 창출할 수도 있게 된다.At this time, as mentioned above, the
또한, 몸체부(110) 내부에서 발전이 이루어짐에 따라 풍량이 다소 부족할 경우를 대비하여 터빈, 감속기, 발전기의 축에 자기 베어링 등 저항을 최소화할 수 있는 보조수단을 마련하여 소량의 바람만으로도 발전이 이루어지도록 구성하는 것이 바람직하다.In addition, in case the wind volume is somewhat insufficient as power is generated inside the
이러한 구조를 바탕으로 각 유입공(111)의 유입측 및 분출관(123)의 배출측에 풍량을 측정할 수 있는 센서를 설치하여 이를 연계 수집 후 AI 알고리즘을 통해 학습함으로 발전을 위해 가장 적합한 양의 바람의 유입을 허용하며 지속적인 공급이 이루어지도록 함으로 안전하면서도 지속적인 발전이 이루어질 수 있다.Based on this structure, a sensor that can measure the air volume is installed on the inlet side of each
즉 유입공(111)의 개폐 정도에 따라 유입되는 바람속도를 감지하고 발전을 위해 최종적으로 터빈에 공급되는 바람의 속도 및 양을 적절히 조절하되 AI 딥러닝을 통해 최적화된 발전이 이루어지도록 한다.That is, according to the degree of opening and closing of the
이를 위해 구비되는 제어부(140)는 앞서 언급한 구동부(113) 및 발광부(114)를 제어하며 발전을 전반적인 동작을 제어함과 더불어 제1풍압센서(141)와, 제2풍압센서(142)와, 저장부(143)와, 학습부(144)와, 적용부(145)의 세부구성을 구비하게 된다.The
상기 제1풍압센서(141) 및 제2풍압센서(142)는 각각 상기 유입공(111)으로 유입되는 풍력과, 상기 분출관(123)을 통해 분출되는 풍력을 측정할 수 있도록 유입공(111)의 입구측 및 분출관(123)의 출구측에 설치된다.The first
상기 저장부(143)는 메모리로서, 상기 구동부(113)의 제어신호와 제1풍압센서(141) 및 제2풍압센서(142)의 측정값을 시간 흐름에 따라 저장한다.The
상기 학습부(144)는 딥러닝 알고리즘을 갖는 구성으로, 상기 저장부(143)에 누적된 데이터를 분석하며 상기 제1풍압센서(141)의 측정값에 대응하여 제2풍압센서(142)의 측정값이 설정된 범위를 갖도록 상기 구동부(113)의 제어패턴을 도출하게 된다.The
즉 상기 구동부(113) 제어에 따른 바람의 유입량 대비 터빈(131)으로 공급되는 송풍량을 학습하며 어떠한 바람 유입조건에서 터빈으로의 최적 송풍량이 도출되는지 학습하는 것으로, 도출된 제어패턴을 유지하여 유입공(111)을 통해 유입되는 바람양을 조절하여 지속적으로 최적의 발전이 이루어지도록 하는 것이다.That is, it learns the amount of air supplied to the
상기 적용부(145)는 상기 학습부(144)에서 도출된 제어패턴을 적용하여 상기 구동부(113)를 제어하여 학습된 정보량이 많을수록 점차 최적화된 풍량 제어가 이루어지게 된다.The
본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.The right of the present invention is not limited to the above-described embodiments, but is defined by the claims, and those skilled in the art can make various modifications and adaptations within the scope of the claims. it is self-evident
110: 몸체부 111: 유입공
112: 개폐판 113: 구동부
114: 발광부 120: 풍로부
121: 이송관 122: 격벽
123: 분출관 130: 타워부
131: 터빈 132: 감속기
133: 발전기 134: 변압기
135: 배기구 136: 회동부
137: 베어링 138: 회동모터
139: 기어부 140: 제어부
141: 제1풍압센서 142: 제2풍압센서
143: 저장부 144: 학습부
145: 적용부110: body 111: inlet hole
112: opening and closing plate 113: driving unit
114: light emitting unit 120: air passage unit
121: transfer pipe 122: bulkhead
123: blowout pipe 130: tower part
131: turbine 132: reducer
133: generator 134: transformer
135: exhaust port 136: rotating part
137: bearing 138: rotation motor
139: gear unit 140: control unit
141: first wind pressure sensor 142: second wind pressure sensor
143: storage unit 144: learning unit
145: application part
Claims (5)
상기 몸체부(110)에 설치되며 상기 유입공(111)으로 유입된 바람을 이송하는 이송관(121)과, 한쪽으로 상기 이송관(121)을 취합하면서 연결되고 다른 쪽으로 취합된 바람을 분출시키는 분출관(123)을 구비한 풍로부(120);
상단에 상기 몸체부(110)가 설치되는 기둥형상으로 이루어지며, 내측으로 상기 분출관(123)을 통해 분출된 공기를 통해 회전하는 터빈(131)과, 상기 터빈(131)의 회전력을 설정된 속도로 조절하는 감속기(132)와, 감속된 회전력을 통해 전력을 생산하는 발전기(133)가 설치된 타워부(130); 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 풍력 터빈 구조체.
a body part 110 having a central penetrating through and a cylindrical shape having a set width and length, and having a plurality of wind inlet holes 111 formed along the front edge;
A transfer pipe 121 installed in the body 110 and transporting the wind introduced into the inlet hole 111 is connected while assembling the transfer pipe 121 to one side and blows the collected wind to the other side. Air passage unit 120 having a blower pipe 123;
The turbine 131 is formed in a columnar shape in which the body part 110 is installed at the upper end, and rotates through the air blown out through the jet pipe 123 inward, and the rotational force of the turbine 131 is set at a set speed. A tower unit 130 in which a reducer 132 controlled by a generator 133 for generating electric power through the reduced rotational force is installed; Wind turbine structure, characterized in that consisting of.
상기 유입공(111) 및 이송관(121)은 측면으로 긴 타원형의 단면을 갖되,
상기 이송관(121) 내측으로 좌우 측면으로 교차하는 복수의 격벽(122)이 형성되어 면적이 조절되는 지그재그의 통로를 형성하며 풍속을 높이는 것을 특징으로 하는 풍력 터빈 구조체.
The method of claim 1,
The inlet hole 111 and the transfer pipe 121 have a cross-section of a long oval laterally,
A plurality of partition walls 122 that cross the left and right sides are formed inside the transfer pipe 121 to form a zigzag passage whose area is controlled, and a wind turbine structure, characterized in that it increases the wind speed.
상기 몸체부(110)는,
상기 유입공(111)을 선택적으로 개폐할 수 있도록 구성된 개폐판(112) 및 상기 개폐판(112)을 구동시키는 구동부(113)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력 터빈 구조체.
The method of claim 1,
The body part 110,
Wind turbine structure, characterized in that it further comprises an opening/closing plate (112) configured to selectively open and close the inlet hole (111) and a driving unit (113) for driving the opening/closing plate (112).
상기 유입공(111)으로 유입되는 풍력을 측정하는 제1풍압센서(141)와, 상기 분출관(123)을 통해 분출되는 풍력을 측정하는 제2풍압센서(142)와, 상기 구동부(113)의 제어신호와 제1풍압센서(141) 및 제2풍압센서(142)의 측정값을 저장하는 저장부(143)와, 상기 저장부(143)에 누적된 데이터를 분석하며 상기 제1풍압센서(141)에 대응하여 제2풍압센서(142)의 측정값이 설정된 범위를 갖도록 상기 구동부의 제어패턴을 도출하는 학습부(144)와, 상기 제어패턴을 적용하여 상기 구동부(113)를 제어하는 적용부(145)를 구비하는 제어부(140); 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력 터빈 구조체.
4. The method of claim 3,
A first wind pressure sensor 141 for measuring the wind force flowing into the inlet hole 111 , a second wind pressure sensor 142 for measuring the wind force ejected through the ejection pipe 123 , and the driving unit 113 . The storage unit 143 for storing the control signal of the first wind pressure sensor 141 and the measured values of the second wind pressure sensor 142, and analyzing the data accumulated in the storage unit 143, the first wind pressure sensor A learning unit 144 deriving a control pattern of the driving unit so that the measured value of the second wind pressure sensor 142 has a set range in response to (141), and controlling the driving unit 113 by applying the control pattern a control unit 140 having an application unit 145; Wind turbine structure, characterized in that it further comprises.
상기 몸체부(110) 및 타워부(130)의 연결부분에는 풍향에 따라 상기 몸체부(110)가 회전할 수 있도록 베어링을 구비한 회동부(136)가 구성되는 것을 특징으로 하는 풍력 터빈 구조체.The method of claim 1,
A wind turbine structure, characterized in that at the connection portion between the body portion 110 and the tower portion 130, a rotating portion 136 having a bearing so that the body portion 110 can rotate according to a wind direction is configured.
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- 2021-01-13 KR KR1020210004718A patent/KR102414771B1/en active IP Right Grant
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