KR200207432Y1

KR200207432Y1 - 보조 동력으로 풍력을 이용하는 발전장치의 동력순환장치

Info

Publication number: KR200207432Y1
Application number: KR2020000012322U
Authority: KR
Inventors: 김우종
Original assignee: 김우종
Priority date: 2000-04-29
Filing date: 2000-04-29
Publication date: 2000-12-15

Abstract

본 고안은 보조 동력으로 풍력을 이용하는 발전장치의 동력 순환장치를 제공하는 것으로, 특히 발전기에서 발전되는 전기의 일부를 다시 동력 발생 장치로 순환되게 하여 그 전기로 동력 발생장치를 가동하므로 다른 연료를 소모하지 않으며 자연력인 풍력과 동력 발생장치를 이용하여 전기를 발전시키고, 또한 소음을 방지할 수 있는 보조 동력으로 풍력을 이용하는 발전장치의 동력 순환장치에 있다.

Description

보조 동력으로 풍력을 이용하는 발전장치의 동력 순환장치{A POWER CIRCULATION DEVICE OF A DEVICE FOR GENERATING ELECTRICITY USING FORCE OF THE WIND BY ASSISTANT POWER}

본 고안은 보조 동력으로 풍력을 이용하는 발전장치의 동력 순환장치에 관한 것으로, 특히 발전기에서 발전되는 전기의 일부를 다시 동력 발생 장치로 순환되게 하여 그 전기로 동력 발생장치를 가동하므로 다른 연료를 소모하지 않으며 자연력인 풍력과 동력 발생장치를 이용하여 전기를 발전시키는 보조 동력으로 풍력을 이용하는 발전장치의 동력 순환장치에 관한 것이다.

종래에는 자연력을 이용하여 발전에 필요한 에너지의 소모를 줄이기 위한 노력이 진행되어 왔으나 별다른 효력을 얻지 못하고 있는 실정이었다. 이러한 예로 우리 나라에서 조수의 차를 이용한 조력 발전은 그 조건이 서해안에서나 가능하나 그 실질적인 효과가 실로 미비하고, 또한 바람을 이용한 풍력 발전은 일정한 바람이 계속적으로 불지 않으면 실행 할 수 없는 단점이 있었다. 특히, 바람을 이용하는 풍력 발전에 있어서, 그 바람의 효과를 증대하여 효율을 높이기 위한 노력은 여러 차례 시도되어 왔으나, 그 작용 또한 바람에만 의존하기 때문에 효율성을 얻을 수가 없었다.

이러한 종래의 기술들은 모두가 바람의 세기를 강화하려는 날개에 집중되고 있고, 이러한 기술에 있어서 일정하지 않은 바람을 이용하여 발전을 한다는 것은 그 효율에 있어 매우 불안정하며, 또한 미비하다는 단점이 있다. 이러한 기술들은 바람이 불지 않을 경우 발전은 정지되게 되고, 바람의 세기가 일정하지 않을 경우 발전의 효율에 대한 차이가 매우 크게되어 발생되는 전압이 매우 불안정하게 되는 단점이 있다. 그리고 또한 장비에 관한 문제로 소형화가 불가능하고, 따라서 다양한 분야에 사용하기가 어려운 단점도 있다.

이러한 단점과 문제점을 해결하기 위해 본 출원인은 보조동력으로 풍력을 이용하는 발전방법 및 장치에 관하여 발명을 하게 되었고, 이러한 발명의 상세한 설명은 특허출원 제99-59153호와 실용신안이중출원 제99-28815호의 명세서에 상세히 설명되고 있다.

이러한 장치는 도 1에 도시된 것과 같이 구성되어 원동기(50)에 의해 주동력을 발생시키고, 방향 제어부(30)로 바람이 불어오는 방향을 찾아 보조 동력 발생부(20)를 통해 풍력에 의한 동력을 얻어 1차 동력방향 전환부(10)로 동력을 전환한다. 이와 같이 전환된 동력을 다시 2차 동력 방향 전화부(40)를 통해 전환하여 원동기(50)에 의해 발생된 동력과 함께 다수개의 휠(70a,70b,70c,70d)을 통해 발전기(60)를 가동하게 된다. 이와 같이 발전된 전기는 변환기(80)에서 교류 전기로 전환되어 전선(90)을 통해 공급된다.

그러나 이러한 발전장치는 연료 절감이란 효과가 탁월하나 주동력 발생기인 원동기(50)를 구동하기 위해 연료를 필요로 하고, 이러한 연료, 특히 기름을 사용하는 원동기(50)는 소음이 매우 심한 단점이 있다.

본 고안의 목적은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 보조 동력으로 풍력을 이용하는 발전장치의 동력 순환장치를 제공하는 것으로, 특히 발전기에서 발전되는 전기의 일부를 다시 동력 발생 장치로 순환되게 하여 그 전기로 동력 발생장치를 가동하므로 다른 연료를 소모하지 않으며 자연력인 풍력과 동력 발생장치를 이용하여 전기를 발전시키고, 또한 소음을 방지할 수 있는 보조 동력으로 풍력을 이용하는 발전장치의 동력 순환장치를 제공함에 있다.

이러한 본 고안의 특징은 원동기에 의해 주동력을 발생시키고, 동력방향 전환부를 통해 보조 동력 발생부에 의해 발생된 보조 동력을 전환하며, 상기 주동력과 함께 보조 동력을 다수개의 휠을 통해 발전기를 가동하여 전기를 발전하여 발전된 전기를 변환기를 통해 교류 전기로 전환하여 공급하는 보조 동력으로 풍력을 이용하는 발전장치에 있어서, 원동기는 전기를 이용하는 전동기로 대치되고, AC/DC 변환기, 축전지, DC/AC 변환기 및 스위치를 순서대로 장착하고, 여기서 스위치는 두 변환기의 사이에 별도의 선을 연결하여 스위치의 일 접점과 연결되고, 상기 다른 변환기를 상기 스위치의 다른 일 접점에 연결되며, 또한 상기 스위치의 또 다른 접점을 전동기에 연결되도록 구성된 동력 순환장치가 상기 변환기와 전동기 사이에 연결되어 상기 전동기의 구동시 상기 동력 순환장치 내에 일 방향으로 전류가 흐르고, 타이머에 의해 일정 시간 후 다른 방향으로 전류가 흐르게 하여 전동기를 구동시키는 보조 동력으로 풍력을 이용하는 발전장치의 동력 순환장치에 있다.

이러한 본 고안의 다른 실시예로는 상기 변환기 대신에 별도의 소형 발전기를 상기 휠 중 어느 한 휠에 장착하고, 상기 순환장치는 전동기에 연결된 DC/AC 변환기와 발전기에 의해 발전된 전력을 축전하는 축전지로 구성된 순환장치로 구성된 보조 동력으로 풍력을 이용하는 발전장치의 동력 순환장치에 있다.

또한 상기 동력 순환장치는 발전기와 축전지의 사이에 별도의 선을 연결하여 스위치의 일 접점과 연결되고, 변환기를 스위치의 다른 일 접점에 연결되며, 또한 스위치의 또 다른 접점이 전동기에 연결되도록 구성된 스위치가 더 장착되도록 구성되게 할 수도 있다.

도 1은 종래의 보조 동력으로 풍력을 이용하는 발전장치를 나타내는 개략적인 도면이고,

도 2a는 본 고안에 따라 상기 도 1의 장치에 장착되어 발생된 동력을 순환시켜 주동력을 일으키게 하는 장치가 설치된 상태를 나타내는 도면이고,

도 2b는 상기 도 2a의 장치에 대한 구조를 보다 구체적으로 나타내는 도면이고,

도 3a는 본 고안에 따른 상기 도 1의 장치에 장착되어 발생된 동력을 순환시켜 주동력을 일으키게 하는 장치의 다른 실시예를 나타내는 도면이고,

도 3b는 상기 도 3a의 장치에 대한 구조를 보다 구체적으로 나타내는 도면이고,

도 3c는 상기 도 3a의 장치에 대한 다른 구조를 보다 구체적으로 나타내는 도면이다.

*도면의 주요 부분에 대한 설명*

10 ... 1차 동력 방향 전환부 20 ... 보조 동력 발생부

30 ... 방향 제어부 40 ... 2차 동력 방향 전환부

50 ... 원동기 60,140 ... 발전기

70a,70b,70c,70d ... 휠 80 ... 변환기

90,130 ... 전선 110 ... 전동기

120,150 ... 동력 순환장치 121 ... AC/DC 변환기

122,151 ... 축전지 123,152 ... DC/AC 변환기

124,153 ... 스위치 141 ... 축

이러한 본 고안을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

우선 도 2a에는 본 고안의 일 실시예에 따른 동력 순환장치(120)가 장착된 보조 동력으로 풍력을 이용하는 발전장치가 도시된다. 이러한 발전장치는 도 1에 도시된 발전장치를 기초로 하여 구성되지만, 연료를 이용하던 원동기(50)는 전기 동력을 이용하는 전동기(110)로 대치된다. 이러한 전동기(110)는 기존의 원동기(50) 보다 그 작동 소음이 매우 적다는 것이 큰 장점이다.

이 실시예에 있어서는 발전기(60)에서 발전된 전기가 변화기(80)를 거쳐 공급될 때, 이 공급되는 전기의 약 30%를 전선(130)을 통해 다시 전동기(110)로 되돌려, 다시 말하면, 발생된 전기 동력을 전동기(110)로 재순환시켜 전동기(110)를 구동할 수 있게 한다.

이러한 동력 순환장치(120)의 구성은 도 2b에 상세히 도시되어 있으며, 도 2b에 도시된 구성을 기초로 하여 다른 장치가 더 장착되게 개조될 수도 있다. 기본적으로 이러한 순환장치(120)는 두 종류의 변환기(121,123)와 축전지(122)를 가지며, 스위치(124)의 전환에 의해 전류의 흐름이 제어되게 구성된다.

좀더 구체적으로 설명하면, 처음 이 발전장치는 구동시에 스위치(124)의 접속이 SO로 접점되어 축전지(122)에 축전되어 있던 전기가 상기 전동기(110)로 인가되어 전동기(110)가 구동하게 되고, 구동이 시작된 후에는 타이머(미도시)에 의해 약 10초간 상기 스위치(124)가 SO접점을 유지하게되어 전동기(110)로 인가된 전원에 의해 전동기(110)가 구동되며, 상기 전동기(110)의 구동과 보조동력 발생부(20)의 구동에 의해 발전기(60)가 작동을 하게되어 전기를 발전하게 된다.

그리고, 이렇게 발전된 전기는 변환기(80)를 통해 일 방향(A)으로 공급된다. 다시 말해, 상기 공급되는 전기의 일부(이 실시예에서는 약 70%)는 사용을 위해 공급되고, 그 나머지(이 실시예에서는 약 30%)는 상기 전동기(110)의 구동을 위해 필요한 전력으로 사용된다. 좀더 구체적으로 설명하면, 전동기(110)를 구동하기 위해 인가되는 전력은 동력 순환장치(120)의 내부에 장착된 AC/DC 변환기(121)로 인가되어 직류 전기로 바뀌게 되고, 상기 직류 전기는 축전지(122)에 축적되며, 이와 같이 축적된 전기는 전동기(110)를 구동하기 위해 DC/AC 변환기(123)를 거쳐 다시 교류 전류로 바뀌어 스위치(124)를 통해 전동기(110)로 공급된다.

이와 같이 구동이 시작되면, 상기 타이머(미도시)에 의해 스위치(124) 접점이 DO로 전환되어 다른 방향(B)으로 공급되게 되어 발전된 전기의 일부 전력을 직접 전동기(110)로 공급하게 되며, 동시에 축전지(122)에 소모된 전기를 축전하게 된다.

본 발명의 다른 실시예는 도 3a에 도시되어 있다. 이러한 실시예는 상기 보조 동력으로 풍력을 이용하는 발전장치에 사용되는 다수개의 휠(70) 중 어느 한 휠(이 실시예에서는 두 번째 휠(70c)에 연결하였다)에 별도의 축(141)을 연결하고, 상기 축(141)의 다른 일 단부에 또 하나의 소형 발전기(140)를 장착하여 동력 순환에 필요한 전력을 발전하도록 한다. 이렇게 발전된 전기는 동력 순환장치(150)로 공급되어 다시 전선(130)을 통해 전동기(110)로 공급되게 된다. 그리고, 이와 같이 발전된 전기는 직류 전기로 발전되므로 별도의 AC/DC 변환기를 필요로 하지 않는다.

상기 동력 순환장치(150)는 상기 첫 번째 실시예와는 달리 축전지(151)와 한 종류의 변환기(152)만을 갖는다. 좀더 구체적으로 설명하면, 상기 어느 한 휠(70)에 축(141)으로 연결된 발전기(140)에 의해 전동기(110)를 구동하기 위한 전력이 별도로 발전되어 동력 순환장치(150)에 장착된 축전지(151)에 축전되고, 상기 축전지(151)에 축전된 전력은 다시 DC/AC 변환기(152)에 의해 교류 전류로 바뀌어 전동기(110)에 공급되게 된다.

그리고, 상기 동력 순환장치는 첫 번째 실시예의 동력 순환장치(120)와 유사하게 개조될 수도 있다. 이와 같이 변형된 또 다른 실시예는 도 3c에 도시된다.

이 실시예에는 상기 두 번째 실시예에서와 같이 어느 한 휠(70)에 축(141)을 연결하여 소형 발전기(140)를 구동하여 전동기(110)의 구동에 필요한 전력을 발전하고, 첫 번째 실시예에서와 같이 스위치(153)를 이용하지만, DC/AC 변환기(152)와 축전지(151) 만을 이용하고, 또한 상기 DC/AC 변환기(152)의 위치는 스위치(153) 다음에 장착된다.

상기 동력 순환장치(150)는 상기 발전기(140)에서 발전된 전기를 축전지(151)에 축전하였다가 상기 스위치(150)가 SO접점으로 연결되면, 일 방향(C)으로 전동기(110)로 전력을 공급하여 전동기(110)를 구동하고, 타이머(미도시)의 작동에 의해 일정 시간(이 실시예에서는 약 10초)이 경과되면, 상기 스위치(153)가 DO접점으로 변환되어 다른 방향(D)으로 전류가 흐르게 되어 된다. 전동기(110)를 구동하기 위한 전력을 공급하며, 동시에 상기 전동기(110)를 시동하기 위한 전력을 축전지(151)에 축전하게 된다.

이와 같은 본 고안에 따르면, 특히 발전기에서 발전되는 전기의 일부를 다시 동력 발생 장치로 순환되게 하여 그 전기로 동력 발생장치를 가동하므로 다른 연료를 소모하지 않으며, 순수한 자연력만을 이용하여 발전을 하는 것이 가능하게 된다. 또한 소음이 적은 전동기를 이용하기 때문에 기존에 이용하던 연료를 사용하는 원동기에 비해 소음이 매우 적고, 또한 연료의 연소로 인한 공기 오염을 감소할 수 있는 장점이 있다.

Claims

원동기(50)에 의해 주동력을 발생시키고, 동력방향 전환부(10,40)를 통해 보조 동력 발생부(20)에 의해 발생된 보조 동력을 전환하며, 상기 주동력과 함께 보조 동력을 다수개의 휠(70)을 통해 발전기(60)를 가동하여 전기를 발전하여 발전된 전기를 변환기(80)를 통해 교류 전기로 전환하여 공급하는 보조 동력으로 풍력을 이용하는 발전장치에 있어서,

상기 원동기(50)는 전기를 이용하는 전동기(110)로 대치되고, AC/DC 변환기(121), 축전지(122), DC/AC 변환기(123) 및 스위치(124)를 순서대로 장착하고, 여기서 상기 스위치(124)는 상기 두 변환기(80,121)의 사이에 별도의 선(130)을 연결하여 상기 스위치(124)의 일 접점(D)과 연결되고, 상기 다른 변환기(123)를 상기 스위치(124)의 다른 일 접점(S)에 연결되며, 또한 상기 스위치의 또 다른 접점(O)을 전동기(110)에 연결되도록 구성된 동력 순환장치(120)가 상기 변환기(80)와 전동기(110) 사이에 연결되어 상기 전동기(110)의 구동시 상기 동력 순환장치(120) 내에 일 방향(A)으로 전류가 흐르고, 타이머(미도시)에 의해 일정 시간 후 다른 방향(B)으로 전류가 흐르게 하여 전동기(110)를 구동시키는 보조 동력으로 풍력을 이용하는 발전장치의 동력 순환장치.
제 1 항에 있어서, 상기 변환기(80) 대신에 별도의 소형 발전기(140)를 상기 휠(70) 중 어느 한 휠에 장착하고, 상기 순환장치(12)는 전동기(110)에 연결된 DC/AC 변환기(152)와 발전기에 의해 발전된 전력을 축전하는 축전지(151)로 구성된 순환장치(150)로 대치하여 전동기(110)를 구동할 수 있도록 함을 특징으로 하는 보조 동력으로 풍력을 이용하는 발전장치의 동력 순환장치.
제 2 항에 있어서, 상기 동력 순환장치(150)는 상기 발전기(140)와 축전지(151)의 사이에 별도의 선(130)을 연결하여 상기 스위치(153)의 일 접점(D)과 연결되고, 상기 변환기(152)를 상기 스위치(153)의 다른 일 접점(S)에 연결되며, 또한 상기 스위치의 또 다른 접점(O)이 전동기(110)에 연결되도록 구성된 스위치(153)가 더 장착되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 보조 동력으로 풍력을 이용하는 발전장치의 동력 순환장치.