KR20020046549A

KR20020046549A - 풍차를 이용한 발전장치

Info

Publication number: KR20020046549A
Application number: KR1020000076789A
Authority: KR
Inventors: 허현강
Original assignee: 허현강
Priority date: 2000-12-15
Filing date: 2000-12-15
Publication date: 2002-06-21
Also published as: KR100418484B1

Abstract

본 발명은 풍차를 이용한 발전장치에 관한 것으로서, 특히 동심원상으로 배치된 2개의 회전축에 의해 바람을 받는 날개의 면적을 배가시킴은 물론 바람의 방향에 따라서 날개를 지지하는 하우징을 이동시킬 수 있게 함으로써 바람의 방향에 관계없이 항상 최적의 발전을 할 수 있는 풍차를 이용한 발전장치에 관한 것이다.

본 발명의 풍차를 이용한 발전장치는 하우징(3)내에 동심원상으로 배치되고, 전방에 제1,2회전날개부(4,5)가 설치되며, 후방에 꼬리날개부(7)가 고정된 제1,2회전축(1,2)과, 제1,2회전축(1,2)을 수용 및 지지하고 하우징 지지기둥(8)에 결합되는 지지관(3')이 하부에 형성된 하우징(3)과, 제1,2회전축(1,2)의 회전력을 발전기에 전달하는 제1,2연결축(9, 10)과, 제1,2연결축(9, 10)에 연결된 제1,2발전기(11, 12)와, 발전기(11, 12)에 의해 발전된 전기를 축전하는 축전지(13)로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 풍차를 이용한 발전장치는 동일한 동일한 풍속,풍량의 바람으로 동심원상으로 배치된 2개의 회전날개부를 동시에 구동시키게 배치하여 발전기의 회전력을 배가시킴으로써 발전용량을 증가시킬 수 있고, 축전지에 전기를 신속히 충전시킬 수 있다.

Description

풍차를 이용한 발전장치{AN ELECTRIC GENERATING DEVICE USING A WINDMILL}

종래의 발전장치는 바람을 받는 날개를 지지하는 회전축이 하나로 구성되고, 회전축의 단부에 대칭으로 형성되는 날개를 포함하여서 날개의 회전에 의한 회전력으로 발전을 하늘 것이 일반적이었다.

그러나, 상기와 같이, 하나의 회전축을 이용하는 발전장치는 회전축으로 전달되는 회전력이 배가되지 않으므로 발전이 신속하게 이루어지지 않는 문제점이 있었다.

또한, 회전축과 이를 지지하는 기둥이 고정되어 있으므로 날개가 바람의 방향에 따라서 이동되지 않으므로 바람의 방향이 일정하지 않은 경우 발전장치의 효율이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명의 풍력을 이용하는 발전장치는 동일한 바람의 영향으로 2개의 회전축을 각각 독립적으로 구동시킴으로써 발전을 배가시킬 수 있는 발전장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 바람의 방향에 따라서 날개에 의해 회전되는 회전축을 함께 회전시킴으로써 바람의 방향에 관계없이 항상 최적의 발전을 이룰 수 있는 발전장치를 제공하고자 하는 것이다.

도1은 본 발명의 풍차를 이용한 발전장치의 개략적인 측면도.

도2는 본 발명의 풍차를 이용한 발전장치의 날개와 회전축의 결합관계를 보여주는 일부 횡단면도.

도3은 본 발명의 풍차를 이용한 발전장치의 주요 구성요소들의 전체적인 결합관계를 보연주는 일부 횡단면도.

※도면의 주요부분에 대한 설명

1 : 제1회전축 2 : 제2회전축

3 : 회전축하우징4 : 제1회전날개부

5 : 제2회전날개부 6 : 반사판

7 : 꼬리날개부 8 : 하우징 지지 기둥

9,10 : 제1,2 연결축 11,12 : 제1,2 발전기

13 : 축전지

본발명의 풍차를 이용한 발전장치는 풍력으로 회전되는 회전날개부를 한 하우징 내에 동심원상의 축으로 배치된 제1,2 회전축에 각각 결합시키고, 하우징을 지지기둥상에 회동되게 결합시켜서 바람에 의해 회전날개부의 회전이 계속됨과 동시에 하우징의 후방에 설치된 꼬리날개부에 의해 바람의 방향에 방향에 따라서 하우징이 회동되도록 하여 회전날개부가 항상 최적으로 회전되게 하고 동일 풍력을 이용하여 배가된 회전력으로 발전을 할 수 있는 것을 특징으로 한다.

도1에 개략적인 측면도로 도시된 바와 같이, 본 발명의 풍차를 이용한 발전장치는 하우징(3)의 후방에 설치된 꼬리날개부(7)와, 회전날개부가 하우징(3)의 전방에 그리고 하우징(3) 내에 동심원상으로 배치된 제1,2회전축(1,2)과, 하우징(3)을 지지하는 하우징 지지기둥(8)을 포함한다. 후방단부에 설치된 꼬리날개부(7)는 바람의 방향에 따라서 제1,2날개부(1,3)의 안정성을 제공하는 역할을 한다.

하우징(3)은 바람의 방향에 따라 하우징 지지기둥(8)상에서 회동되도록 하우징 하부로 지지부(3')가 연장형성되는 것이 바람직하다.

도2에 일부 횡단면도로 도시된 바와 같이, 본 발명의 풍차를 이용한 발전장치는 풍력에 의해 직접 회전되는 회전날개부의 구성은 원통형 하우징(3) 내에서 회동되도록 베어링(14)으로 지지되는 중공의 제1회전축(1)과, 중공의 제1회전축(1) 내에 베어링(15)으로 회동되게 지지되는 제2회전축(2)과, 제1회전축(1)의 외주연부에 횡으로 지지봉(4a)에 결합된 제1회전날개부(4)와, 제2회전축(2)의 외주연부에 횡으로 지지봉(5a)에 결합된 제2회전날개부(5)와, 제2회전날개부(5)가 설치된 제2회전축(2)의 선단부에 고정결합된 반사판(6)으로 구성된다. 제1회전날개부(4)는 날개를 지지하는 지지봉(4a)을 포함하고, 지지봉(4a)의 단부 각각에는 날개(4b)가 서로 점대칭을 이루게 형성된다.

상기와 마찬가지로, 제2회전날개부(5)도 지지봉(5a) 및 날개(5b)를 포함하나, 바람을 받는 날개의 형상은 제1회전날개부(4)의 날개(4b)와 대칭을 이루도록 형성된다. 예컨대 도2에 예시된 도면의 우측에서 볼 때, 상부의 날개(4b, 5b)들은 y축을 기준으로 하여 대칭이 된다. 즉, 날개(4b, 5b)들의 형상은 y축을 기준으로 하여 보면, 내측에서 외측 전방으로 오목하게 형성된다.

도3에 본 발명의 풍차를 이용한 발전장치의 전체적인 결합상태가 단면도로 도시된 바와 같이, 본 발명의 풍차를 이용한 발전장치는 동심원상으로 배치된 제1,2회전축(1,2)과, 제1,2회전축(1,2)을 수용 및 지지하고 하우징 지지기둥(8)에 결합되는 지지관(3')이 하부에 형성된 하우징(3)과, 제1,2회전축(1,2)의 회전력을 발전기에 전달하는 제1,2연결축(9, 10)과, 제1,2연결축(9, 10)에 연결된 제1,2발전기(11, 12)와, 발전기에 의해 발전된 전기를 축전하는 축전지(13)로 구성된다.

제1,2회전축(1,2)과, 제1,2 연결축(9, 10)과, 제1,2발전기(11, 12)의 회전축(11b, 12b)에는 회전날개부에서 발생된 회전력을 발전기로 전달하기 위해 베벨기어(1a, 2a; 9a, 10a; 9b, 10b; 11a, 12a)들이 각각 결합된다. 미설명 부호 21은 하우징(3)이 하우징 지지기둥(8)의 하부로 더 이상 이동되지 않게 하는 스토퍼이고, 20은 축전지(13)에 충전된 전기를 이용할 수 있게 하는 연결도선이다.

이하, 본 발명의 풍력을 이용한 발전장치의 작용을 설명한다.

본 발명의 풍력을 이용한 발전장치는 하우징(3) 내에 베어링(14)을 이용하여제1회전축(1)을 결합시키고, 제1회전축(1) 내에 다시 베어링(15)을 이용하여 제2회전축(2)을 결합시켜서 동심원상으로 회전축들을 배열시킨다. 물론 각각의 회전축 후방단부에는 하우징(3) 내에 결합시키기 위해 베벨기어(1a, 2a)를 미리 결합시킨다. 하우징(3)의 후방단부에는 꼬리날개부(7)를 고정시키고, 하우징의 전방단부에 돌출되는 제1회전축(1)에 날개(4b, 4b')가 이미 고정된 지지봉(4a)을 고정시킨다. 마찬가지로 제2회전축(2)에 날개(5a, 5b)가 고정된 지지봉(5a)을 고정시킨다.

그리고, 하우징 지지기둥(8)내에 다수의 베어링을 이용하여 제1,2연결축(9, 10)과, 제1,2발전기(11, 12)의 회전축(11b, 12b)을 고정시킴과 동시에 연결축의 단부에 결합된 베벨기어(9b, 10b)와 발전기의 회전축에 결합된 베벨기어(11a, 12a)를 맞물린다.

이후, 하우징(3)의 하부에 형성된 지지관(3')을 하우징 지지기둥(8)내에 베어링(18)을 이용하여 회동되게 결합시키면 제1,2회전축(1,2)의 단부에 결합된 제1,2베벨기어(1a, 2a)가 제1,2연결축(9, 10)의 베벨기어(9a, 10a)에 맞물린다. 이때, 하우징(3)은 스토퍼(21)에 의해 더 이상 하우징 지지기둥(8)의 하부로 이동되지 않는다.

이와 같이 구성되어 조립된 본 발명의 풍차를 이용한 발전장치는 바람이 불 때, 날개에 바람이 부딪쳐서 제1,2회전축(1,2)이 회전되나, 제1,2회전축(1,2)에 결합된 제1,2회전날개부(4,5)들의 형상이 서로 대칭으로 배열되어 있어서, 예컨대 제1회전축(1)이 시계방향으로 회전되면 제2회전축(2)은 반시계방향으로 회전된다.

바람에 의해 제1,2회전날개부(4,5)가 회전되고 있을 때, 바람의 방향이 바뀌면 하우징(3)의 단부에 고정설치된 꼬리날개부(7)의 작용에 의해 하우징(3)이 바람을 많이 받는 방향으로 이동된다. 하우징(3)의 회전이동작용은 베어링(18)에 의해 지지된 하우징(3) 하부의 지지관(3')을 중심으로 이루어진다. 더욱이, 하우징(3) 전방의 제2회전축(2)에 결합된 반사판(6)의 오목부에 바람이 부딪친 후 외곽의 날개부로 안내됨으로써 날개 사이의 빈 공간으로 지나가는 바람을 더욱 효과적으로 이용할 수 있다.

본 발명의 풍력을 이용하는 발전장치는, 제1회전날개부(4)와 제2회전날개부(5)가 제1,2회전축(1,2) 방향으로 서로 이격설치되어 있으나, 제1,2회전날개부(4,5)가 수직의 동일 평면에 동시에 설치되어 있다고 가정하면 전방에서 불어오는 바람을 수용하는 날개의 수용면적이 1개의 날개부에 설치되어 있을 때보다 배로 증가된다. 따라서, 이와 같이 날개가 받는 바람의 수용면적이 증가됨에 따라서 날개의 회전력이 배가되는 것이다.

그리고, 제1,2회전날개부(4,5)의 회전에 의해 제1,2회전축(1,2)이 회전되면, 이 회전축의 후방단부에 결합된 제1,2베벨기어(1a, 2a)와 맞물린 제1,2연결축(9, 10)의 베벨기어(9a, 10a)가 구동되어서 제1,2연결축이 회전되고, 따라서 제1,2연결축의 피동측 단부에 결합된 베벨기어(9b, 10b)가 발전기의 회전축(11b, 12b)에 결합된 베벨기어(11a, 11b)를 구동시켜서 제1,2발전기(11, 12)를 가동시켜서, 축전지(13)에 전기가 충전(축전)된다.

상기와 같이 구성되어 작동되는 본 발명의 풍차를 이용한 발전장치는 동일한동일한 풍속,풍량의 바람으로 동심원상으로 배치된 2개의 회전날개부를 동시에 구동시키게 배치하여 발전기의 회전력을 배가시킴으로써 발전용량을 증가시킬 수 있고, 축전지에 전기를 신속히 충전시킬 수 있다.

Claims

하우징(3)내에 동심원상으로 배치되고, 전방에 제1,2회전날개부(4,5)가 설치되며, 후방에 꼬리날개부(7)가 고정된 제1,2회전축(1,2)과,

제1,2회전축(1,2)을 수용 및 지지하고 하우징 지지기둥(8)에 결합되는 지지관(3')이 하부에 형성된 하우징(3)과,

제1,2회전축(1,2)의 회전력을 발전기에 전달하는 제1,2연결축(9, 10)과, 제1,2연결축(9, 10)에 연결된 제1,2발전기(11, 12)와,

발전기(11, 12)에 의해 발전된 전기를 축전하는 축전지(13)로 구성된 것을 특징으로 하는 풍력을 이용한 발전장치.
제1항에 있어서, 하우징(3)은 지지관(3')을 중심으로 하우징 지지기둥(8)상에서 회전되는 것을 특징으로 하는 풍차를 이용한 발전장치.
제1항에 있어서,제1,2회전축(1,2)에 결합된 제1,2회전날개부(4,5)들의 형상이 서로 대칭으로 배열된 것을 특징으로 하는 풍차를 이용한 발전장치.
제1항에 있어서, 제2날개부(5)의 선단부에 반사판(6)이 설치된 것을 특징으로 하는 풍차를 이용한 발전장치.