KR102506796B1

KR102506796B1 - 돛이 가능한 풍력발전용 회전날개조립체

Info

Publication number: KR102506796B1
Application number: KR1020210130576A
Authority: KR
Inventors: 박규리
Original assignee: 박규리
Priority date: 2021-10-01
Filing date: 2021-10-01
Publication date: 2023-03-06
Also published as: KR20220058820A; WO2023054821A1

Abstract

본 발명은 돛이 가능한 풍력발전용 회전날개조립체에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 선박에 장착되어 발전을 할 수 있을 뿐만 아니라 필요시 돛의 역할을 할 수 있는 풍력발전용 회전날개조립체에 대한 것이다.
본 발명에 따른 돛이 가능한 풍력발전용 회전날개조립체는 회전축과, 복수의 날개와, 스토퍼를 포함한다. 상기 복수의 날개는 내부에 바람이 통과할 수 있는 빈 공간이 형성되어 제1곡률을 가지며 상기 회전축의 외주면에 결합된 제1프레임과, 내부에 바람이 통과할 수 있는 빈 공간이 형성되어 상기 제1곡률과 반대의 제2곡률을 가지며 상기 회전축의 외주면에 결합된 제2프레임과, 상기 제1프레임과 상기 제2프레임을 따라 슬라이딩하여 상기 제1프레임 또는 상기 제2프레임의 내부로 바람이 통과하거나 막을 수 있게 개폐하는 바람막이부와, 상기 바람막이부를 슬라이딩시키는 슬라이딩부재를 구비하여 상기 회전축의 외주면에 원주방향을 따라 일정 간격 이격되어 장착된다. 상기 스토퍼는 상기 회전축의 회전을 고정시킨다. 이때 상기 바람막이부가 상기 제2프레임은 개방시키고 상기 제1프레임을 통과하는 바람을 막을 때에는 상기 회전축은 상기 스토퍼에 의해 고정되지 않고, 상기 바람막이부가 어느 한 제1프레임과 이와 인접한 제2프레임을 막을 때에는 상기 회전축은 상기 스토퍼에 의해 고정된다.

Description

돛이 가능한 풍력발전용 회전날개조립체{Rotating wings assembly for wind generator unit that can be used as a sail}

본 발명은 돛이 가능한 풍력발전용 회전날개조립체에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 선박에 장착되어 발전을 할 수 있을 뿐만 아니라 필요시 돛의 역할을 할 수 있는 풍력발전용 회전날개조립체에 대한 것이다.

회전날개조립체는 풍력발전기나 터빈 등에 사용되어 바람이나 기체의 운동에너지를 회전에너지로 바꾸어 주는 장치이다. 발전기는 회전날개조립체에서 발생한 회전에너지를 사용하여 전기에너지로 변환시켜준다.

회전날개조립체에서 회전에너지를 많이 발생시키기 위해서는 바람의 세기가 높아야 하므로 육상보다는 해상이 유리하다. 그래서 육상보다는 해상에 설치된 풍력발전기에서 전기가 많이 생산된다. 그런데 풍력발전장치를 해상에 고정하여 설치하기 위해서는 설치비용이 많이 소요되며, 해상에 고정된 경우 풍력발전장치를 이동시킬 수 없다는 문제점이 있었다.

그래서 회전날개조립체가 장착된 풍력발전장치 등을 원하는 장소로 이동시키면서 발전을 하기 위하여 최근에는 풍력발전장치가 선박 등에 장착된다.

이때에는 풍력발전장치로 생산된 전기를 선박의 동력원으로 사용할 수 있을 뿐만 아니라 선박을 원하는 곳으로 이동시켜서 발전을 할 수 있다는 장점이 있다. 그런데 선박이 이동중에는 풍력발전장치에서 생산되는 전기의 량이 높지 않을 뿐만 아니라 바람의 힘을 선박의 이동력으로 이용할 수 없다는 문제점이 있었다.

등록특허 제10-1518787호(등록일자 2015년 5월 4일) 등록특허 제10-1518790호(등록일자 2015년 5월 4일)

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것이다. 본 발명은 바람의 힘으로 전기를 발생시킬 수 있게 회전에너지를 발생시킬 수 있을 뿐만아니라 필요한 경우 돛으로도 활용할 수 있는 회전날개조립체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 돛이 가능한 풍력발전용 회전날개조립체는 회전축과, 날개와, 스토퍼를 포함한다. 상기 날개는 내부에 바람이 통과할 수 있는 빈 공간이 형성되어 제1곡률을 가지며 상기 회전축의 외주면에 결합된 제1프레임과, 내부에 바람이 통과할 수 있는 빈 공간이 형성되어 상기 제1곡률과 반대의 제2곡률을 가지며 상기 회전축의 외주면에 결합된 제2프레임과, 상기 제1프레임과 상기 제2프레임을 따라 슬라이딩하여 상기 제1프레임 또는 상기 제2프레임의 내부로 바람이 통과하거나 막을 수 있게 개폐하는 바람막이부와, 상기 바람막이부를 슬라이딩시키는 슬라이딩부재를 구비하여 상기 회전축의 외주면에 원주방향을 따라 일정 간격 이격되어 장착된다. 상기 스토퍼는 상기 회전축의 회전을 고정시킨다. 이때 상기 바람막이부가 상기 제2프레임은 개방시키고 상기 제1프레임을 통과하는 바람을 막을 때에는 상기 회전축은 상기 스토퍼에 의해 고정되지 않고, 상기 바람막이부가 어느 한 제1프레임과 이와 인접한 제2프레임을 막을 때에는 상기 회전축은 상기 스토퍼에 의해 고정된다.

또한, 상기의 돛이 가능한 풍력발전용 회전날개조립체에 있어서, 상기 날개는 상기 제1프레임과 상기 제2프레임의 오목부가 서로 마주보도록 배치된 것이 바람직하다.

또한, 상기의 돛이 가능한 풍력발전용 회전날개조립체에 있어서, 상기 날개는 상기 회전축과 나란하게 세워진 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면 바람막이부가 각각 날개의 제1프레임을 막고 제2프레임을 개방시키면 회전날개조립체는 바람에 의해 회전을 할 수 있어서 풍력발전장치 또는 터빈을 가동시켜 전기를 생산할 수 있다. 그리고 바람막이부가 서로 이웃한 제1프레임부를 막고 회전축을 고정시키면 회전날개조립체는 돛으로도 사용이 가능하다. 그래서 바람의 힘으로 본 발명의 회전날개조립체가 장착된 선박을 움직일 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 돛이 가능한 풍력발전용 회전날개조립체의 일 실시예,
도 2 및 도 3은 도 1의 실시예의 동작예,
도 4는 도 1의 실시예가 선박에 적용된 예,
도 5는 도 1의 실시예의 다른 동작예,
도 6은 도 1의 실시예가 선박에서 돛으로 적용된 예이다.

도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 돛이 가능한 풍력발전용 회전날개조립체의 일 실시예를 설명한다.

본 발명에 따른 돛이 가능한 풍력발전용 회전날개조립체는 회전축(10)과, 복수의 날개(20) 및 스토퍼를 포함한다.

회전축(10)은 선박 등에 설치된 풍력발전기나 터빈을 돌릴 수 있도록 풍력발전기나 터빈에 장착된다.

복수의 날개(20)는 회전축(10)의 외주면에 원주방향을 따라 일정한 간격으로 이격되어 장착된다. 이때 날개(20)는 제1프레임(21)과, 제2프레임(23)과, 바람막이부(25) 및 슬라이딩부재(27)를 구비한다.

제1프레임(21)은 내부에 바람이 통과할 수 있는 빈 공간이 형성되어 제1곡률을 가지며 회전축(10)과 나란하게 세워져서 회전축(10)의 외주면에 결합된다.

제2프레임(23)은 내부에 바람이 통과할 수 있는 빈 공간이 형성되어 제1곡률과 반대의 제2곡률을 가지며 회전축(10)과 나란하게 세워져서 회전축(10)의 외주면에 결합된다.

본 실시예의 경우 제1프레임(21)과 제2프레임(23)은 오목부가 서로 마주보도록 배치되어 반경방향으로 바깥쪽 단부가 서로 결합된다. 그래서 제1프레임(21)과 제2프레임(23)이 결합된 날개(20)는 볼록하게 형성된다.

바람막이부(25)는 제1프레임(21)과 제2프레임(23)을 따라 슬라이딩을 하여 제1프레임(21)과 제2프레임(23)의 내부로 부는 바람의 통과를 막을 수 있다. 그래서 바람막이부(25)가 제1프레임(21)을 막으면 제1프레임(21)의 내부로 바람이 통과할 수 없으며, 제2프레임(23)을 막으면 제2프레임(23)의 내부로 바람이 통과할 수 없다. 본 실시예의 경우 바람막이부(25)는 각각의 제1프레임(21)과 제2프레임(23)에 장착되어 제1프레임(21)과 제2프레임(23)을 각각 개폐할 수 있다. 한편, 본 실시예의 제1프레임(21)과 제2프레임(23)에는 바람막이부(25)가 제1프레임(21)과 제2프레임(23)을 막을 때 바람막이부(25)를 지지하기 위한 지지대(24)가 형성되어 있다.

슬라이딩부재(미도시)는 바람막이부(25)를 제1프레임(21)과 제2프레임(23)을 따라 슬라이딩시킨다. 슬라이딩부재로 모터 등이 사용될 수 있으며, 슬라이딩부재의 작동에 의하여 바람막이부(25)는 제1프레임(21) 또는 제2프레임(23)을 따라 슬라이딩하여 제1프레임(21) 또는 제2프레임(23)을 개방시키거나 폐쇄시킨다.

스토퍼(미도시)는 회전축(10)의 회전을 고정시킨다. 이때 스토퍼는 바람막이부(25)가 제2프레임(23)은 개방시키고 제1프레임(21)을 통과하는 바람을 막을 수 있게 제1프레임(21)을 폐쇄시킬 때에는 회전축(10)이 회전할 수 있도록 회전축(10)을 고정시키지 않는다. 이 경우에는 본 실시예의 회전날개조립체가 풍력발전기나 터빈을 구동시키는 사용된다. 그리고 바람막이부(25)가 어느 한 제1프레임(21)과 이와 인접한 제2프레임(23)을 막을 때에는 스토퍼는 회전축(10)이 회전하지 않도록 고정시킨다. 이때에는 본 실시예의 회전날개조립체가 돛으로 작용한다.

본 실시예의 회전날개조립체는 도 4에 도시된 바와 같이 선박(1)에 장착될 수 있다. 바람을 이용하여 발전을 시킬 경우 선박(1)을 바람이 많이 부는 곳으로 이동시킨다. 그리고 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 슬라이딩부재를 작동시켜 바람막이부(25)로 제1프레임(21)의 개방부를 막고, 제2프레임(23)을 개방시킨다. 이때 스토퍼는 해제되어 회전축(10)이 회전되도록 한다. 그러면 바람이 불명 제1프레임(21)이 막혀있기 때문에 회전날개조립체는 회전할 수 있다. 회전축(10)이 회전하여 발전을 시킬 수 있다.

선박(1)을 이동시킬 경우에는 스토퍼가 동작하여 회전축(10)을 고정시킨다. 그리고 도 5에 도시된 바와 같이 슬라이딩부재를 작동시켜 바람이 불어오는 곳을 향하고 있는 인접한 제1프레임(21)과 제2프레임(23)을 폐쇄하고 나머지를 개방시킨다. 이 경우 도 6에 도시된 바와 같이 바람이 불어오면 회전날개조립체는 돛의 역할을 하여 바람의 힘에 의해 선박(1)을 이동시킬 수 있다.

따라서 본 실시예의 회전날개조립체는 필요에 따라 발전장치 또는 돛이 될 수 있다.

1 : 선박 10 : 회전축
20 : 날개 21 : 제1프레임
23 : 제2프레임 24 : 지지대
25 : 바람막이부

Claims

회전축과,
내부에 바람이 통과할 수 있는 빈 공간이 형성되어 제1곡률을 가지며 상기 회전축의 외주면에 결합된 제1프레임과, 내부에 바람이 통과할 수 있는 빈 공간이 형성되어 상기 제1곡률과 반대의 제2곡률을 가지며 상기 회전축의 외주면에 결합된 제2프레임과, 상기 제1프레임과 상기 제2프레임을 따라 슬라이딩하여 상기 제1프레임 또는 상기 제2프레임의 내부로 바람이 통과하거나 막을 수 있게 개폐하는 바람막이부와, 상기 바람막이부를 슬라이딩시키는 슬라이딩부재를 구비하여 상기 회전축의 외주면에 원주방향을 따라 일정 간격 이격되어 장착된 날개와,
상기 회전축의 회전을 고정시키기 위한 스토퍼를 포함하며,
상기 바람막이부가 상기 제2프레임은 개방시키고 상기 제1프레임을 통과하는 바람을 막을 때에는 상기 회전축은 상기 스토퍼에 의해 고정되지 않고, 상기 바람막이부가 어느 한 제1프레임과 이와 인접한 제2프레임을 막을 때에는 상기 회전축은 상기 스토퍼에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 돛이 가능한 풍력발전용 회전날개조립체.
제1항에 있어서, 상기 날개는
상기 제1프레임과 상기 제2프레임의 오목부가 서로 마주보도록 배치된 것을 특징으로 하는 돛이 가능한 풍력발전용 회전날개조립체.
제2항에 있어서,
상기 날개는 상기 회전축과 나란하게 세워진 것을 특징으로 하는 돛이 가능한 풍력발전용 회전날개조립체.