KR19990074991A

KR19990074991A - Low power wind turbine.

Info

Publication number: KR19990074991A
Application number: KR1019980008913A
Authority: KR
Inventors: 김환식
Original assignee: 김환식; 주식회사 한중
Priority date: 1998-03-09
Filing date: 1998-03-09
Publication date: 1999-10-05

Abstract

본발명은 저출력 풍력발전기에 관한 것으로서,다수개의 블레이드를 구비하고 직립한 설치지주상에 장착되는 발전설비를 구비하는 풍력발전기에 있어서;직립 장착용의 직립폴(20)에 대하여 회전자유롭게 회동접속하는 회동플랜지(30)및 상기 회동플랜지(30)에 연결되고 개략 수직직립 또는 수평직립의 회전샤프트축(40)를 구비하고,상기 회전샤프트(40) 상의 스테이터코일(50)및 상기 회전샤프트축(40)의 양단의 샤프트베어링(50,51)에 그 양단단부내방이 끼움개재되는 회전케이지(60)를 가지 며, 상기 회전케이지(60)는 내방 내주연의 회전코어(70)및 외방의 다수개의 블레이드(70)를 더 가짐으로서, 상기 회전케이지(60)의 회동과 일체로 회전코어(70)가 상기 스테이터코일(50)에 대하여 상대회전하는 것을 특징으로 하여;The present invention relates to a low-power wind power generator, comprising: a wind power generator having a plurality of blades and a power generation equipment mounted on an upright installation column; rotating freely rotatingly connected to an upright pole (20) for upright mounting. A rotating shaft shaft 40 connected to the flange 30 and the rotational flange 30 and having a vertical or horizontal vertical shaft, wherein the stator coil 50 and the rotary shaft shaft 40 on the rotary shaft 40 are provided. Both ends of the shaft bearings (50, 51) having both ends of the inner cage is inserted into the rotation cage 60, the rotation cage 60 is the inner core of the rotating core 70 and a plurality of outer Further having a blade (70), characterized in that the rotating core (70) rotates relative to the stator coil (50) integrally with the rotation of the rotating cage (60);

본발명의 저출력 풍력발전기는 종래 별도의 접속기구를 사용하여 구성하던 발전기부를 단일의 회전하는 케이지 내방에 수납하여 구성함으로서 저렴한 비용과 고효율로서 저출력의 전압을 발생키겨 다양한 용도로서 사용할 수있게 하는 유용성을 가진다.The low output wind power generator according to the present invention can be used for various purposes by generating a low output voltage with low cost and high efficiency by storing the generator part which was conventionally constructed using a separate connection mechanism inside a single rotating cage. Has

Description

Low power wind turbine.

본발명은 저출력 풍력발전기에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 비교적 낮은 출력이 요구되는 적용장소에 사용하기에 적합한 구성의 풍력발전기에 관한 것이다. 최근에 석탄에너지를 대체할 수있는 다양한 종류의 에너지원이 개발되고 있고 그중에서도 풍력에너지는 그 무한성과 무공해성으로 인하여 많은 개발이 이루어지고 있는 부분이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to low power wind turbines, and more particularly to wind turbines of suitable construction for use in applications where relatively low power is required. Recently, various kinds of energy sources that can replace coal energy have been developed, and among them, wind energy is much developed due to its infinity and pollution-free.

종래로부터 안출되어온 풍력발전기는 설비의 경제성과 발전의 효율성을 감안하여 대규모의 것으로서 제조하고 윈드터빈을 내방에 내방하고 있다.Wind turbines, which have been proposed in the past, are manufactured as large-scale ones in consideration of the economics of the facilities and the efficiency of power generation, and the wind turbines are introduced into the room.

상기의 윈드터빈은 일반적인 발전기의 구성을 가지는 것이 대부분이고 윈드블레이드(Blade)의 회전력을 증속하여 내방의 터빈을 회전하는 구성을 가진다.Most of the wind turbines have a configuration of a general generator, and have a configuration of rotating a turbine inward by increasing the rotational force of a wind blade.

상기하는 일반적인 구성의 풍력발전기는 대부분이 경사지 등에 다수개 병설되어 전체적인 고출력을 발생하도록 안출되어 있으나 그 제조경비및 설치비가 다대히 높아 널리 보급되지 못하고 있다.Most of the above-described wind generators are installed in a plurality of slopes, etc., so that the overall high power is generated. However, the manufacturing cost and installation cost of the wind turbine are not widely distributed.

특히, 구릉지가 많고 해안선의 길이가 긴 지역에서의 전력공급이 원활하지 못한 도서지방이 많은 우리나라의 경우에는 그 적용성이 높음에도 불구하고 경제성이 낮은 문제점을 가지는 것이다.In particular, in the case of a large number of islands in which there are many hilly areas and islands where power supply is not smooth in areas with long coastlines, the economic feasibility is low despite the high applicability.

또한, 일반적인 송신탑에 장착되는 비행경고등을 위해서 별도의 고압의 송신탑으로부터 변압기를 설치하여 저전압으로 하여 설치하기에는 경제성이 없어 대부분 별도의 전원을 부착하거나 태양열집열판과 충전시설을 사용하고 있으며,In addition, it is not economical to install a transformer from a separate high voltage transmission tower to low voltage for flight warnings installed in a general transmission tower, so most of them attach a separate power source or use solar panels and charging facilities.

산간지방 등에서의 소규모발전및 도서지방에서의 발전등에 사용하기에 적합한 구성의 풍력발전기가 요구되고 있는 실정이다.There is a demand for a wind turbine having a suitable configuration for use in small-scale power generation in mountainous regions and islands.

본발명의 저출력 풍력발전기는 이러한 종래의 구성의 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 비교적 저출력이 요구되는 비행등, 경고등등의 각종의 표시시설, 도서및 산간지방에서 소전력발전, 자가발전, 해안지역의 자가발전, 가로등 또는 레져용등의 각종의 용도로서 저렴한 비용으로 설치하여 사용하기에 적합한 구성을 제공하는 것을 목적으로 한다.The low power wind power generator of the present invention has been devised in view of the problems of the conventional configuration. It is an object of the present invention to provide a configuration suitable for installation and use at low cost for various uses such as self-power generation, street light or leisure.

도 1 은 종래의 풍력발전기의 예시적인 외관사시도.1 is an exemplary appearance perspective view of a conventional wind turbine.

도 2 는 종래의 풍력발전기의 발전기부를 도시하는 도 1 의 개략적인 구성단면도.Figure 2 is a schematic cross-sectional view of Figure 1 showing a generator section of a conventional wind turbine.

도 3 은 본발명의 일실시예의 저출력 풍력발전기의 외관사시도.Figure 3 is an external perspective view of a low power wind power generator of one embodiment of the present invention.

도 4 는 본발명의 다른 실시예의 저출력 풍력발전기의 A-A사시도.4 is an A-A perspective view of a low power wind turbine of another embodiment of the present invention.

도 5 는 본발명의 저출력 풍력발전기의 출력곡선도이다.5 is an output curve diagram of a low power wind power generator of the present invention.

* 도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명** Explanation of symbols used in the main part of the drawing *

20: 직립폴20: upright pole

30: 회동플랜지30: Rotating Flange

40: 회샤프트축40: rotating shaft

50: 스테이터코일50: stator coil

60: 회전케이지60: rotating cage

70: 블레이드70: blade

이하의 부수되는 도면과 함께 본발명의 저출력 풍력발전기의 구성및 효과를 종래 구성의 것과 비교하여 상세히 설명한다.The configuration and effects of the low power wind power generator of the present invention together with the accompanying drawings will be described in detail in comparison with that of the conventional configuration.

도 1 은 종래의 풍력발전기의 예시적인 외관사시도, 도 2 는 종래의 풍력발전기의 발전기부를 도시하는 도 1 의 개략적인 구성단면도, 도 3 은 본발명의 일실시예의 저출력 풍력발전기의 외관사시도, 도 4 는 본발명의 다른 실시예의 저출력 풍력발전기의 A-A사시도, 도 5 는 본발명의 저출력 풍력발전기의 출력곡선도이다.1 is an exemplary external perspective view of a conventional wind power generator, FIG. 2 is a schematic sectional view of FIG. 1 showing a generator section of a conventional wind power generator, FIG. 3 is an external perspective view of a low power wind power generator according to an embodiment of the present invention; 4 is an AA perspective view of a low power wind turbine according to another embodiment of the present invention, and FIG. 5 is an output curve diagram of the low power wind generator according to the present invention.

도 1 에 도시된 것은 널리 보급되고 있는 3 블레이드타입의 것으로서,1 is a three blade type that is widely used,

비행풍이 많은 고공으로 직립한 설치지주(1) 상에 개략 박스형상의 대형의 발전하우스(2)를 가지고 그 전방에 다수개의 블레이드(3)를 설치하여 구성하며 그 크기는 대단히 크다.It has a large box-shaped large power generation house 2 on an installation column 1 upright with a lot of flying wind, and a plurality of blades 3 are installed in front of it, and its size is very large.

발전하우스(2)의 내부의 구성은 도 2 에 도시하는 바와 같이,As shown in FIG. 2, the internal structure of the power generation house 2 is

블레이드샤프트(4)와 연결된 증속기(5)에서 기계적으로 증속되어 발전기인 터빈(6)을 회동시키는 구성을 가지는 것으로서 터빈(6) 내방에는 통상의 발전기와 같이 다상(Multi-Phase)의 스테이터및 로터자극이 구성되어 있다.It is configured to rotate the turbine 6, which is a generator, mechanically increased in the speed increaser 5 connected to the blade shaft 4, and inside the turbine 6, a multi-phase stator and Rotor stimulation is comprised.

상기하는 종래의 구성의 풍력발전기는 그 크기가 대단히 크고 연속적인 다른 발전기와 결합됨으로서 고출력을 얻게 되는 것으로서,The wind turbine of the conventional configuration described above is very large in size and is combined with another continuous generator to obtain high power.

기계적인 구성및 전기적인 결선관계로 고가의 것으로서 저출력이 요구되는 상술하는 다양한 목적에는 사용하기가 불가능하다.Due to the mechanical configuration and electrical connection, it is expensive and cannot be used for the various purposes described above where low power is required.

종래 구성의 문제점및 본발명의 목적을 구현하기 위하여 안출된 본발명의 저출력 풍력발전기의 구성및 효과를 도 3 이하에서 설명한다.The configuration and effects of the low power wind power generator of the present invention devised to implement the problems of the conventional configuration and the object of the present invention will be described below.

본발명의 저출력 풍력발전기(G)는 독립적으로 작용하는 구성을 가지는 것으로서,Low power wind power generator (G) of the present invention has a configuration that acts independently,

송전탑으로부터 돌출하거나, 가옥의 옥상등에 길게 직립하여 장착하는 직립폴(20)을 가지고 직립폴(20)에 대하여 임의의 풍력방향에 대하여 전체적인 풍력발전기(G)를 회전자유롭게 회동기키는 접속구성인 통상의 회동플랜지(30)로서 연결되고 개략 직각으로 절곡되어 평행한 회전샤프트축(40)을 가진다. 이 회전축샤프트(40)는 필요에 따라서는 수직한 구성으로 하고 블레이드를 수평방향으로 배설하여도 좋다.It is a connection structure that rotates the entire wind turbine G freely in any wind direction with respect to the upright pole 20 with an upright pole 20 protruding from the power transmission tower or standing upright on the roof of a house. It is connected as a conventional rotational flange 30 and is bent at a substantially right angle to have a parallel shaft shaft 40. This rotary shaft shaft 40 may be a vertical structure as needed, and a blade may be arrange | positioned in a horizontal direction.

상기의 회전샤프트축(40) 상에는 통상의 스테이터코일(50)이 종래의 로터코일로서 장착설치되고, 회전샤프트축(40)의 양단에는 샤프트베어링(50,51)이 축끼움되어 있다.On the rotary shaft shaft 40, a normal stator coil 50 is mounted as a conventional rotor coil, and shaft bearings 50 and 51 are pinched on both ends of the rotary shaft shaft 40. As shown in FIG.

상기하는 샤프트베어링(50,51)의 외방케이지(53,54)에는 발전용 회전케이지(60)의 양단부(61,62)가 축소직경체로서 절곡되어 강고하게 끼움고정된다.In the outer cages 53 and 54 of the shaft bearings 50 and 51 described above, both ends 61 and 62 of the power generation rotary cage 60 are bent as a reduced diameter body and firmly fitted.

또한, 전체적으로 관체형상인 회전케이지(60)의 내방 내주연을 따라서는 종래의 스테이터코어인 회전코어(70)가 높은 자속밀도를 가지는 마그네트 또는 코일권선체로서 구성된다.Further, along the inner inner circumference of the tubular rotary cage 60, the rotary core 70, which is a conventional stator core, is configured as a magnet or coil winding body having a high magnetic flux density.

회전케이지(60)의 외방에는 다수개의 블레이드(70)가 장착되어 있으며 이 블레이드(70)는 유체역학적으로 최적화된 종래의 기술로서 구현된다.A plurality of blades 70 are mounted on the outside of the rotary cage 60, which is implemented as a conventional hydrodynamically optimized technique.

상기하는 본발명의 저출력 풍력발전기(G)에 의하면 회전코어(70)는 회전케이지(60)와 일체로 내장되어 같이 회전하게 되고 이 회전코어(70)에 대하여 회전샤프트축(40)에 고정된 스테이터코일(50)상을 회동하게 되는 형상구성을 가지게된다.According to the low-power wind turbine (G) of the present invention described above, the rotary core 70 is integrally integrated with the rotary cage 60 to rotate together and fixed to the rotary shaft shaft 40 with respect to the rotary core 70. It has a configuration that rotates the stator coil 50 on.

이러한 구성의 본발명의 저출력 풍력발전기는 하기와 같은 다양한 장점을 가지게 된다.The low output wind power generator of the present invention having such a configuration has various advantages as follows.

풍력발전기(G)의 회전케이지(60) 자체가 스테이터코일(50)을 내장하고 있으므로 종래와 같이 증속기구등의 별도의 기구적인 인터페이스가 불요하게 되고 전체적인 크기를 대단히 컴팩트하게 구현할 수있게 된다.Since the rotary cage 60 itself of the wind turbine G includes the stator coil 50, a separate mechanical interface such as a speed increase mechanism is unnecessary as in the related art, and the overall size can be implemented very compactly.

또한, 전체 구성의 풍력발전기(G)가 임의의 풍력방향에 대하여 회동하게 되므로 자연력으로 최적의 출력방향을 찾게 되고,In addition, since the wind generator (G) of the entire configuration is rotated about any wind direction, the optimum output direction is found by the natural force,

전체 기구구성이 대폭 간략화되므로 제조비및 설치비용을 대폭 저감시킬 수가 있게 되는 것이다. 도 5 는 본발명의 저출력 풍력발전기에 의한 풍력대 발전출력값을 도시하는 그래프도이다.Since the entire apparatus configuration is greatly simplified, manufacturing and installation costs can be greatly reduced. 5 is a graph showing the wind power generation output value by the low output wind power generator of the present invention.

본발명의 기본적인 구성에서 전기적인 결선은 일반적인 발전기부분에서의 구성이므로 상술하지 아니한다.In the basic configuration of the present invention, the electrical connection is not described in detail because it is a configuration in the general generator portion.

상기하는 구성의 본발명의 저출력 풍력발전기의 적용성및 장점을 설명한다.The applicability and advantages of the low power wind turbine of the present invention having the above-described configuration will be described.

우선, 산간지방에 설치된 송전탑 또는 고층건물의 옥상에 설치된 비행표시등, 가로등, 해안도서지방의 자가발전및 가로등 등에 사용함으로서 별도의 충전기 또는 변압기없이 독립적인 전원으로서 사용할 수있으며,First of all, it can be used as an independent power source without a separate charger or transformer by using a power transmission tower installed in a mountainous region or a flight indicator, a street lamp, a self-powered or street lamp in a coastal island region, etc.

산간지방이나 도서지방에서 가옥의 발전을 위하여 소형으로서 저렴하게 설치사용할 수있는 것이다.It is a compact and inexpensive installation that can be used for the development of houses in mountainous or island areas.

이상과 같은 본발명의 저출력 풍력발전기는 종래 별도의 접속기구를 사용하여 구성하던 발전기부를 단일의 회전하는 케이지 내방에 수납하여 구성함으로서 저렴한 비용과 고효율로서 저출력의 전압을 발생키겨 다양한 용도로서 사용할 수있게 하는 유용성을 가진다.The low power wind power generator of the present invention as described above can be used for various purposes by generating a low output voltage with low cost and high efficiency by storing the generator part which was conventionally constructed using a separate connection mechanism inside a single rotating cage. Has usefulness.

Claims

A wind power generator having a power generation facility having a plurality of blades and mounted on an upright installation column;

It is provided with a rotating flange 30 for rotationally freely connected to the upright pole 20 for upright mounting and a rotating shaft shaft 40 connected to the rotation flange 30 and bent at right angles or vertically and parallel to each other.

It has a stator coil (50) on the rotary shaft (40) and a shaft cage (50, 51) at both ends of the rotary shaft shaft (40), the both ends of the rotary cage 60 is fitted,

The rotary cage 60 further has a rotating core 70 of the inner inner circumference and a plurality of blades 70 of the outer, so that the rotating core 70 integrally with the rotation of the rotating cage 60 is the stator coil. A low power wind turbine, characterized in that it rotates relative to 50.