KR200264483Y1 - 풍력 발전기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 풍력발전기에 관한 것으로, 특히 풍향에 따른 영향을 많이 받는 기존의 수평축 풍력발전시스템을 벗어나 산간 내륙지역과 같이 풍향이 수시로 변하는 지형에서의 발전이 적합하도록 수직축 풍력발전시스템을 채택함과 동시에 회전날개를 갖는 회전체와 발전기를 분리 구성한 풍력발전기에 관한 것이다.

본 고안은, 바람에 의해 회전하는 회전날개(12)를 수직하는 회전체(10)에 설치하여 풍향 변화에 따른 적응력을 높였고, 발전기(20)를 회전날개(12)와 별도 구성하여 풍향 변화에 따른 고장율을 낮춘 풍력 발전기를 제공하는데 있다.

Description

풍력 발전기{omitted}

본 고안은 풍력발전기에 관한 것으로, 특히 풍향에 따른 영향을 많이 받는 기존의 수평축 풍력발전시스템을 벗어나 산간 내륙지역과 같이 풍향이 수시로 변하는 지형에서의 발전이 적합하도록 수직축 풍력발전시스템을 채택함과 동시에 회전날개를 갖는 회전체와 발전기를 분리 구성한 풍력발전기에 관한 것이다.

일반적으로 바람을 이용하여 전기를 얻는 풍력발전기는 그 형태가 다양하다.

상기한 종래의 풍력발전기들은 소정의 높이를 가지는 지지대의 상부로 발전기가 설치되고, 상기 발전기의 회전축에 풍력(바람)이 부딪쳐 회전하는 회전날개가 설치되어 있는 것이다.

상기한 종래의 풍력발전기는 회전날개가 수평상태를 이루는 회전축상에 설치되는 것이어서 북유럽과 같이 계절풍이 불어 풍향이 일정한 지형에서의 사용은 적합하나, 풍향 변화에 따른 적응력이 부족하여 바람의 방향과 바람의 강도가 자주 변하는 우리나라는 물론, 아시아지역에서의 사용이 적합하지 못할 뿐만 아니라, 안정된 전기에너지를 얻을 수 없는 단점을 가지고 있고, 회전날개와 발전기가 일체로 이루어져 있어 풍력발전기의 용량을 증대시키는데 한계를 가지고 있으며, 수평축을 갖는 풍력발전기는 풍향 변화에 따른 적응력이 부족하여 작은 고장을 일으키 단점을 가지고 있을 뿐 만 아니라 고장에 따른 유지보수시 발전기로부터 회전날개를 분리해낸후 유시보수를 해야 하는 등 유지보수에 따른 작업상의 번거러움이 있었다.

또한 수평축 풍력시스템을 회전날개가 발전기의 회전축에 직접 설치되어 있어 회전에 따른 회전중력이 발생하지 않아 회전날개에 부딪치는 풍력이 미약할 경우 회전이 일어나지 않는 단점을 가지고 있다.

상기한 종래 풍력 발전기의 단점을 해결하기 위하여 안출된 본 고안은, 풍향 및 풍속의 변화에 관계없이 안정된 작동이 이루어짐과 동시에 회전시 회전중력이발생하여 미약한 바람에 의해서도 전기에너지를 안정적으로 얻을 수 있고, 풍향 변화에 따른 적응력을 높여 잔고장을 방지하며, 회전체와 발전기를 각각 구성하므로서 풍력발전기의 용량을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라, 유지보수에 따른 작업시간 및 노동력 손실을 줄일 수 있는 풍력발전기를 제공하는데 그 목적이 있다.

도1은 본 고안에 따른 풍력 발전기를 발췌한 사시도.

도2는 본 고안 풍력 발전기의 설치 상태도.

도3은 본 고안의 풍력 발전기의 회전체를 이루는 회전날개를 발췌한 단면도.

※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※

10 : 회전체 11 : 회전봉체

12 : 회전날개 12a : 만곡판

12b : 요홈 13 : 연결대

14 : 평베어링 15 : 발전기어

16 : 정속유지기어 20 : 발전기

30 : 감속기

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 구성은 바람을 이용하여 전력을 얻는 풍력 발전기에 있어서,

상기 풍력 발전기는 회전체(10)와 발전기(20) 및 감속기(30)로 구성된다.

상기 회전체(10)는, 유지보수시 회전되어지지 않도록 고정핀(40)이 끼워질 수 있는 구멍(18)을 가지는 스토퍼(17)를 포함 하는 평베어링(14)에 하단이 설치됨과 동시에 상부로 설치된 베어링이 콘크리트에 타설된 지주(1)의 중앙 횡간(2)으로 구비된 봉(3)으로 결합 설치된 회전봉체(11)를 가지고 있고, 회전봉체(11)의 상부에서 열십자 방향으로 형성되어진 연결대(13)에 바람이 모아져 부딪치는 회전날개(12)가 설치되어 있으며, 회전날개(12)와 근접한 하부로는 발전기(20)의 기어(21)가 치합되어지는 발전기어(15)를 가지고 있으며, 상기 발전기어(15)의 하부로 설치되어서 회전속도를 일정하게 유지시켜 주는 감속기(30)의 기어(31)가 치합되는 정속유지기어(16)로 이루어져 있다.

상기 발전기(20)는 회전체(10)가 설치되어진 지지판(4)으로 설치된 받침대(5)의 받침판(6) 상부로 고정 설치되고, 전기를 발생시키는 회전자를 가지는 회전축(22)으로 설치된 기어(21)가 상기 회전체(10)의 발전기어(15)에 대하여 치합되어 있는 것이다.

상기 감속기(30)는, 지지판(4)으로 설치된 받침대(7)의 받침판(8) 상부로 설치되어서 회전체(10)의 정속유지기어(16)에 대하여 치합되어지는 기어(31)를 가지고 있는 감속기(30)로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 회전날개(12)는 정면 형상이 직사각 형태로서 만곡판(12a)에 의해 요홈(12b)이 형성되어져 있고, 만곡판(12a)은 바람 및 눈, 비에 대한 저항을 최소화할 수 있게 둥근 형태로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이하 본고안의 바람직한 실시예를 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도1은 본 고안에 따른 풍력 발전기를 발췌한 사시도이고, 도2는 본 고안 풍력 발전기의 설치 상태도이며, 도3은 본 고안의 풍력 발전기의 회전체를 이루는 회전날개를 발췌한 단면도 이다.

도시된 바와 같은 풍력 발전기를 설치할 때에는 풍향을 고려하여 콘크리트 구조물을 타설하고, 타설된 콘크리트 구조물에 지지판(4)을 고정볼트를 이용하여 고정시킨 후, H-빔을 주재로하여서된 지주(1)를 세워 지주(1)의 중앙으로 설치되어 있는 횡간(2)의 봉(3)에 회전봉체(11)로 조립된 베어링을 끼워 설치 완료한다.

상기와 같이 설치된 풍력 발전기는 회전체봉(11)의 상부로 연결대(13)에 의해 열십자 방향으로 설치되어 있는 회전날개(12)의 요홈(12b)으로 바람이 모아져 부딪치는 풍력에 의해 회전체(10)가 회전을 시작하게 된다.

상기와 같이 회전체(10)가 회전되어질 수 있는 것은 회전봉체(11)의 하부가평베어링(14)에 설치되어 짐과 동시에 상부가 지주(1)의 횡간(2)으로 형성되어 있는 봉(3)에 상부의 베어링이 설치되어 있는 것이어서 쉽게 회전되어 질 뿐 아니라, 회전날개(12)와 함께 회전봉체(11)가 연동하는 것이어서 회전시 회전중력이 발생하게되고, 상기의 회전중력은 회전체(10)의 회전을 가속화시켜 미약한 풍력에 의해서도 회전이 가능함은 물론 안정적인 회전을 도모할 수 있는 것이다.

상기와 같이 회전체(10)가 회전할때, 받침대(5)의 받침판(6)에 설치되어진 발전기(20)의 기어(21)가 회전봉체(11)로 설치되어진 발전기어(15)에 의해 회전하면서 회전축(22)의 회전자를 회전시키므로서 전기가 생산되어지게 된다.

상기와 같이 회전되어지는 회전체(10)의 회전날개(12)에 풍력이 강하게 부딛치더라도 회전체(10)는 정해진 속도 이상으로 회전되어지지 않게 되는데, 그 이유는 받침대(7)의 받침판(8)으로 설치되어서 회전봉체(11)의 정속유지기어(16)에 대하여 치합된 기어(31)를 가지는 감속기(30)에 의해 항상 일정한 속도로 회전하면서 전기를 안정적으로 생산하게 되는 것이다.

한편, 상기 회전체(10)를 유지보수 하고자 할 때에는 안전사고가 일어나지 않도록 회전체(10)를 정지시킨 상태에서 유지보수를 해야 하는데, 회전체(10)을 정지시킬 때에는 평베어링(14)의 상부케이싱으로 포함되어 있는 스토퍼(17)의 구멍(18)으로 고정핀(40)을 평베어링 내측으로 밀어 넣으면 회전체(10)가 회전되어지지 않게 된다.

상기와 같이 안정성을 확보한 상태에서 회전체(10)을 유지보수 하는 것이 바람직 하다.

상기된 바와 같이 본 고안의 풍력 발전기는, 수평축 발전시스템에서 벗어나 바람에 의해 회전하는 회전날개(12)를 수직하는 회전체(10)의 회전봉체(11)에 설치하고, 바람에 의해 회전되어지는 회전날개(12)에 의해 연동하는 회전봉체(11)의 발전기어(15)를 통해 동력이 전달되어 회전자가 회동하면서 전기에너지를 생산해 내는 발전기를 이원화시킨 것으로서,

첫째, 회전날개와 발전기가 이원화되어짐으로서 발전기의 발전용량을 증대시킬 수 있는 장점을 가지고 있고;

둘째, 회전날개를 수직축 풍력발전시스템을 채택함으로서 풍향 변화에 따른 적응력이 높아졌을 뿐만 아니라, 바람의 방향과 강도가 자주 변하는 우리나라는 물론 아시아지역에서의 사용이 적합하며;

셋째, 회전체(10)와 발전기(20)가 이원화되어짐으로서 풍속량에 따라 회전체를 구성하고 있는 회전날개(12)의 설계(크기)변경이 자유로워 풍력이 미약한 지역에서도 사용이 가능함은 물론, 회전에 따른 회전중력의 발생으로 지속적이면서도 안정적으로 회전되어지는 장점을 가지고 있고;

넷째, 풍향 변화에 따른 고장율을 현저하게 낮추었을 뿐만 아니라, 풍력 발전기의 구조가 단순하여 저렴한 가격으로 제작할 수 있어 시장경쟁력을 높일 수 있는 장점을 가지고 있는 매우 유용한 고안인 것이다.

Claims (2)

1. 바람을 이용하여 전력을 얻는 풍력발전기에 있어서,

   유지보수시 회전되어지지 않도록 고정핀(40)이 끼워질 수 있는 구멍(18)을 가지는 스토퍼(17)를 포함 하는 평베어링(14)에 하단이 설치됨과 동시에 상부로 설치된 베어링이 콘크리트에 타설된 지주(1)의 중앙 횡간(2)으로 구비된 봉(3)으로 결합 설치된 회전봉체(11)를 가지고 있고, 회전봉체(11)의 상부에서 열십자 방향으로 형성되어진 연결대(13)에 바람이 모아져 부딪치는 회전날개(12)가 설치되어 있으며, 회전날개(12)와 근접한 하부로는 발전기(20)의 기어(21)가 치합되어지는 발전기어(15)를 가지고 있으며, 상기 발전기어(15)의 하부로 설치되어서 회전속도를 일정하게 유지시켜 주는 감속기(30)의 기어(31)가 치합되는 정속유지기어(16)로 이루어진 회전체(10)와;

   상기 회전체(10)가 설치되어진 지지판(4)으로 설치된 받침대(5)의 받침판(6) 상부로 고정 설치되고, 전기를 발생시키는 회전자를 가지는 회전축(22)으로 설치된 기어(21)가 상기 회전체(10)의 발전기어(15)에 대하여 치합되어 있는 발전기(20)와;

   상기 지지판(4)으로 설치된 받침대(7)의 받침판(8) 상부로 설치되어서 회전체(10)의 정속유지기어(16)에 대하여 칩합되어지는 기어(31)를 가지고 있는 감속기(30)로 구성된 것을 특징으로 하는 풍력 발전기.
2. 제1항에 있어서, 상기 회전날개(12)는 정면 형상이 직사각 형태로서 만곡판(12a)에 의해 요홈(12b)이 형성되어져 있고, 만곡판(12a)은 바람 및 눈, 비에 대한 저항을 최소화할 수 있게 둥근 형태로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 풍력 발전기.