KR20030092768A - A wind power generation apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 풍력발전기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 일상생활에서 발생되는 바람을 최대한 활용하여 발전하는데 이용함과 아울러 태풍 및 폭풍등의 강한 바람에도 버틸 수 있는 안전장치를 구비한 풍력발전기에 관한 것이다.The present invention relates to a wind power generator, and more particularly, to a wind power generator having a safety device that can be used to generate power by utilizing the wind generated in daily life to the maximum and withstand strong winds such as typhoons and storms.
일반적으로 전기를 얻기 위한 발전(發電)의 형태로서는 물의 낙차를 이용한 수력발전, 연료를 태움으로 얻어지는 화력발전, 핵분열을 이용한 원자력발전 및 바람을 이용한 풍력발전 등으로 구분할 수 있는 것으로서, 계절과 지형적인 영향에따라 적절한 발전장치를 설치하여 전력을 얻고 있는 실정이다.In general, the type of power generation to obtain electricity can be classified into hydro power generation using water drop, thermal power generation by burning fuel, nuclear power generation using nuclear fission, and wind power generation using wind. According to the influence, the proper power generation device is installed to obtain power.
이중, 풍력발전은 자연현상인 바람을 이용하여 전력을 얻는 장치로서 다른 발전시설물과는 달리 설치비용이 저렴하고 가정이나 지역단위로 개별적 발전을 하기 용이한 장점을 가지고 있는 것이다.Among them, wind power is a device that obtains power by using wind, which is a natural phenomenon, unlike other power generation facilities, it is inexpensive to install and has easy advantages of individual power generation at home or regional level.
도 12는 일반적인 풍력발전기를 나타낸 정면도이다.12 is a front view showing a typical wind power generator.
상기 도면에 도시된 바와 같이 일반적인 풍력발전기는 바람에 의해 회전되는 회전날개(501)와, 상기 회전날개(501)의 회전력에 의해 전력을 생산하는발전기(500)와, 상기 발전기(500) 및 회전날개(501)를 지지하는 지지프레임(600)으로 구성된다.As shown in the figure, a typical wind power generator includes a rotary blade 501 rotated by wind, a generator 500 that generates electric power by the rotational force of the rotary blade 501, and the generator 500 and the rotary blade. It is composed of a support frame 600 for supporting the wing 501.
그러나, 상기의 풍력발전기는 상기 발전기의 회전축으로부터 방사상으로 소정 길이를 가진 회전날개를 다수 구비하였는데, 상기 회전날개의 일부분에 바람이 부딪혀 회전될 경우 상기 회전날개의 타부분은 자중에 의해 상기 회전날개의 회전을 방해하는데, 다시말해 회전축으로부터 상기 회전날개의 일단으로 갈수록 상기 회전날개의 회전거리에는 차이가 나게 되어 같은 각도를 회전하는 일체형의 회전날개는 일측과 타측의 회전력이 서로 상쇄되어 풍력발전기의 효율을 감소시키는 문제점이 야기되었다.However, the wind turbine is provided with a plurality of rotary blades having a predetermined length radially from the rotation axis of the generator, when the wind is rotated by a portion of the rotary blades the other part of the rotary blades by the weight of the rotary blades In other words, the rotation distance of the rotary blades is different from the rotation shaft to one end of the rotary blade, so that the integral rotary blades rotating at the same angle cancel the rotational force of one side and the other side of the wind turbine. The problem of reducing the efficiency has been caused.
또한, 바람을 모아 상기 회전날개로 집중시키는 별도의 장치가 구비되지 않아 바람을 효율적으로 이용하는데 부족함이 많았으며, 또한 태풍 및 폭풍등으로 인해 강한 바람이 불게 될 경우 상기 회전날개의 과도한 회전으로 인한 과부하를 방지할 수 있는 별도의 장치가 구비되지 않아 과부하로 인한 풍력발전기의 잦은 고장이 발생되었다.In addition, there is a lack of a separate device that collects the wind to focus on the rotary wing is not enough to use the wind efficiently, and if the strong wind blows due to typhoons and storms, due to excessive rotation of the rotary blade Since there is no separate device that can prevent the overload caused frequent breakdown of the wind power generator due to the overload.
본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 미미한 바람을 모아 터빈의 깃에 집중하여 바람의 활용을 최대한 향상시켜 발전기의 효율을 높이고, 태풍 및 폭풍등으로 인한 강한 바람으로 부터 풍력발전기를 안전하게 보호할 수 있는 풍력발전기를 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the above problems, the object of the present invention is to collect the insignificant wind to focus on the turbine blades to maximize the utilization of the wind to increase the efficiency of the generator, strong due to typhoons and storms It is to provide a wind turbine that can safely protect the wind generator from the wind.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 풍력발전기에 있어서, 중심부에 수직 상향으로 소정 높이 형성된 기준축을 설치하여 지면에 고정되는 베이스프레임과, 상기 기준축에 끼워져 회전하는 회동관과, 상기 회동관의 일측에 지지프레임에 지지되고 소정 바람을 받아 회전하도록 회전체의 원주에 여러 개의 깃(blade)이 구비하여 상기 지지프레임의 양측에 구비된 터빈과, 상기 회동관의 일측 즉, 상기 터빈의 반대방향에 구비되어 바람을 상기 터빈의 깃에 안내하도록 횡단면이 ‘∨’형상인 제 1안내판과, 상기 터빈의 회전축의 하부에는 베벨기어를 구비하고 상기 회전축의 베벨기어에 맞물려 터빈의 회전력을 전달받는 제 1,2동력전달축과, 상기 터빈의 회전시 마찰저항을 줄이기 위해 상기 터빈의 회전축의 하부에 구비되어 상기 터빈의 회전축을 지지하는 회전마찰 감소수단과, 상기 제 1,2동력전달축의 회전력을 전달받아 발전하는 발전기와, 상기 터빈의 과도한 회전을 방지하기 위해 상기 터빈의 과도한 회전시 상기 터빈의 깃을 회동시켜 바람의 영향을 받지 않도록 하는 안전수단으로 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.The configuration of the present invention for achieving the above object is a wind power generator, a base frame fixed to the ground by installing a reference axis formed in a vertical vertically upward in the center, a rotating tube fitted to the reference shaft to rotate, and the rotation A turbine which is supported on one side of the copper tube and is provided on both sides of the support frame with a plurality of blades on the circumference of the rotor so as to rotate under a predetermined wind; A first guide plate having a cross section having a '∨' shape so as to guide wind to the blade of the turbine, and a bevel gear at a lower portion of the turbine's rotating shaft, and engaged with the bevel gear of the rotating shaft to transmit rotational force of the turbine. Receiving the first and second power transmission shaft and the lower portion of the rotary shaft of the turbine to reduce the frictional resistance during rotation of the turbine is rotated of the turbine Rotational friction reduction means for supporting the generator, the power generator receives the rotational force of the first and second power transmission shaft, and to prevent excessive rotation of the turbine by rotating the blade of the turbine during excessive rotation of the turbine of the wind It is characterized by consisting of safety means to prevent from being affected.
더욱 바람직하게는, 상기 제 1안내판의 상하부에 구비되어 바람을 상기 터빈의 깃에 더욱 집중시키는 제 2안내판이 더 구비되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.More preferably, the second guide plate is provided on the upper and lower portions of the first guide plate to further concentrate the wind to the feather of the turbine.
또한 바람직하게는, 상기 터빈의 상/하단부에 구비되고 일측에는 상기 제 2안내판에 결합고정되며 상기 제 2안내판과 터빈 사이의 소정 공간을 밀폐하는 밀폐부재를 일측에 돌출형성한 상/하 덮개판이 더 구비되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.Also preferably, an upper / lower cover plate provided at an upper / lower end of the turbine and fixedly coupled to the second guide plate and protruding a sealing member on one side to seal a predetermined space between the second guide plate and the turbine may be provided. It is characterized in that it is further provided.
또한 바람직하게는, 상기 제 2동력전달축은 상기 제 1동력전달축의 일측에베벨기어에 의해 결합되어 상기 제 2동력전달축의 회전력이 제 1동력전달축에 전달되도록 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.Also preferably, the second power transmission shaft is coupled to one side of the first power transmission shaft by a bevel gear, characterized in that the rotational force of the second power transmission shaft is configured to be transmitted to the first power transmission shaft.
한편, 상기 회전마찰 감소수단은 상기 터빈의 회전축의 하부에 구비되고 내부에 소정 공간을 형성하여 상기 회전축 및 제 1,2동력전달축의 베벨기어가 맞물린채로 내장된 기어케이스와, 상기 기어케이스의 하부 일측에 소정 직경을 가지고 소정 높이 형성되어 내주면에 나사선을 형성한 암나사부와, 상기 암나수부에 나사결합되는 조절볼트와, 상기 암나수부내에 구비됨과 아울러 상기 조절볼트의 회전에 의해 상하 유동하며 상기 회전축의 중심에 점접촉하여 지지하는 회전체 지지구로 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the rotation friction reduction means is provided in the lower portion of the rotary shaft of the turbine to form a predetermined space therein and the gear case embedded with the bevel gears of the rotating shaft and the first and second power transmission shaft, and the lower of the gear case A female screw part having a predetermined diameter on one side and having a predetermined height to form a screw thread on an inner circumferential surface thereof, an adjusting bolt screwed to the female threaded part, and being provided in the female threaded part and being vertically flown by rotation of the adjusting bolt. It is characterized by consisting of a rotating body support for supporting in point contact with the center of the rotating shaft.
또한, 상기 안전수단은 상기 터빈의 회전체 외주면에 힌지결합된 깃과, 상기 깃에서 상기 회전체의 중심방향으로 구비되어 상기 회전체를 상기 터빈의 회전축에 고정설치한 회전체 지지판과, 상기 깃과 일체로 형성되어 회동하며 상기 회전체 지지판에 수직 형성된 수직바와, 상기 수직바의 일단에 힌지결합되고 일측에 가압판을 고정설치하여 직선유동하는 유동바와, 상기 유동바가 끼워져 상기 유동바의 직선유동을 안내하며 상기 회전체 지지판상에 구비되는 유동바 안내판과, 상기 가압판과 상기 유동바 안내판의 사이에 구비되어 상기 깃의 회동을 소정 탄성력으로 제어하는 탄성력이 서로 다른 제 1,2탄성부재와, 상기 유동바에 끼워져 상기 유동바상에서 유동하며 상기 제 1,2탄성부재의 사이에 구비되는 유동판과, 상기 유동판의 일측에 연결되어 상기 유동바 안내판을 관통하여 구비되는 강선과, 상기 터빈의 회전축 하부에 상기 터빈과 동회전하며 상기 다수의 강선이 고정되는 제 1강선고정부재와, 상기 터빈의 회전축상에 구비되며, 상기 제 1강선고정부재의 내부에 일단이 삽입되어 상기 터빈 및 제 1강선고정부재와 동회전하지 않도록 내부에 소정 베어링에 의해 결합되는 제 1강선유동부재와, 상기 발전기의 종동축과 일체로 구비된 원통형의 안전케이스와, 상기 안전케이스의 내에 구비되며 소정 무게를 가지며 상기 안전케이스의 저부면에 힌지결합하여 회동되는 다수개의 무게추와, 상기 무게추를 소정 탄성력으로 밀착시키는 제 3탄성부재와, 상기 발전기의 종동축상에 구비되어 상기 종동축과 동회전하며 상기 강선에 의해 상기 무게추의 일단과 연결된 제 2강선유동부재와, 상기 발전기의 종동축상에 구비되어 상기 제 2강선유동부재의 일단을 내삽함과 아울러 상기 종동축과 동회전 하지 않는 제 2강선고정부재와, 상기 제 2강선고정부재와, 상기 제 1강선유동부재간을 연결하는 연결강선으로 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.The safety means may include a feather hinged to an outer circumferential surface of the turbine, a rotor support plate provided in the center direction of the rotor in the vane to fix the rotor to the rotary shaft of the turbine, and the feather. A vertical bar which is formed integrally with the rotating body and is vertically formed on the rotating body support plate, a hinge bar coupled to one end of the vertical bar, and fixed to a pressure plate on one side thereof to linearly flow, and the flow bar is fitted into the linear bar of the flow bar. A first and second elastic members for guiding and being provided between the flow bar guide plate provided on the rotating body support plate, the pressure plate and the flow bar guide plate having different elastic forces to control rotation of the feather to a predetermined elastic force; A fluid plate inserted into a fluid bar and flowing on the fluid bar, and provided between the first and second elastic members, and connected to one side of the fluid plate; A steel wire provided through the flow bar guide plate, a first steel wire fixing member in which the plurality of steel wires are fixed while being rotated in parallel with the turbine at a lower portion of the rotation shaft of the turbine, and provided on the rotation shaft of the turbine. A first steel wire flow member which is inserted into an inside of the steel wire fixing member so as not to rotate with the turbine and the first steel wire fixing member by a predetermined bearing therein, and a cylindrical body integrally provided with a driven shaft of the generator A safety case, a plurality of weights provided in the safety case and hinged to the bottom surface of the safety case, the third elastic member for closely contacting the weight with a predetermined elastic force, and the generator A second steel wire flow member which is provided on a driven shaft of the driven shaft and is co-rotated with the driven shaft and connected to one end of the weight by the steel wire; The second steel wire fixing member, the second steel wire fixing member, and the first steel wire flow member which are provided on a driven shaft of the second steel wire flow member to interpolate one end of the second steel wire flow member and do not rotate with the driven shaft. Characterized in that consisting of a connecting steel wire for connecting.
또한 바람직하게는, 상기 제 1,2안내판의 상부면에는 계단형태로 설치되어 소정 바람을 원활히 안내되도록 하는 다수의 분리판이 더 구비되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, preferably, the upper surface of the first and second guide plates are installed in a staircase shape, characterized in that the plurality of separation plate is further provided to smoothly guide the predetermined wind.
도 1은 본 발명에 따른 풍력발전기를 나타낸 사시도,1 is a perspective view showing a wind power generator according to the present invention,
도 2는 본 발명에 따른 풍력발전기의 구성을 나타낸 개략적인 분해조립사시도,Figure 2 is a schematic exploded perspective view showing the configuration of a wind power generator according to the present invention,
도 3은 본 발명에 따른 풍력발전기의 동력전달과정을 나타낸 개략적인 사시도,Figure 3 is a schematic perspective view showing a power transmission process of the wind power generator according to the present invention,
도 4는 본 발명에 따른 풍력발전기의 터빈을 나타낸 횡단면도,4 is a cross-sectional view showing a turbine of the wind turbine according to the present invention;
도 5는 본 발명에 따른 풍력발전기의 터빈을 나타낸 분해조립사시도,5 is an exploded perspective view showing a turbine of the wind turbine according to the present invention;
도 6은 본 발명에 따른 풍력발전기의 터빈과 안내판의 연결구조를 나타낸 종단면도,6 is a longitudinal sectional view showing a connection structure between a turbine and a guide plate of a wind turbine according to the present invention;
도 7은 본 발명에 따른 풍력발전기의 바람의 흐름을 나타낸 개략적인 횡단면도,Figure 7 is a schematic cross-sectional view showing the flow of wind of the wind power generator according to the present invention,
도 8은 본 발명에 따른 풍력발전기의 터빈에 구비된 깃의 구성을 나타낸 측면도,8 is a side view showing the configuration of the feather provided in the turbine of the wind turbine according to the present invention;
도 9a, 9b는 본 발명에 따른 풍력발전기의 터빈에 구비된 깃의 회동과정을 나타낸 측면도,Figure 9a, 9b is a side view showing the rotation process of the feather provided in the turbine of the wind turbine according to the present invention,
도 10a, 10b는 본 발명에 따른 풍력발전기의 안전케이스내의 무게추 동작과정을 나타낸 횡단면도,Figure 10a, 10b is a cross-sectional view showing the weight operation process in the safety case of the wind power generator according to the present invention,
도 11은 본 발명에 따른 풍력발전기의 안전수단을 나타낸 개략 단면도,11 is a schematic cross-sectional view showing the safety means of the wind power generator according to the present invention;
도 12는 일반적인 풍력발전기를 나타낸 정면도.12 is a front view showing a typical wind power generator.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
10 : 베이스 프레임 11 : 기준축10: base frame 11: reference axis
20 : 회동관 21 : 지지프레임20: hall 21: support frame
30 : 터빈 31 : 회전체30 turbine 31 rotor
32 : 깃 33 : 회전축32: feather 33: axis of rotation
34 : 상 덮개판 35 : 하 덮개판34: upper cover plate 35: lower cover plate
36 : 밀폐부재 40 : 제 1안내판36: sealing member 40: first guide plate
50 : 제 2안내판 60 : 분리판50: second guide plate 60: separation plate
70 : 발전기 80 : 베벨기어70: generator 80: bevel gear
90 : 제 1동력전달축 100 : 제 2동력전달축90: first power transmission shaft 100: second power transmission shaft
110 : 동력전달기어 120 : 종동기어110: power transmission gear 120: driven gear
130 : 기어케이스 140 : 조절볼트130: gear case 140: adjustment bolt
150 : 암나사부 160 : 회전축 지지구150: female thread portion 160: rotary shaft support
170 : 회전체 지지판 180 : 유동바170: rotating body support plate 180: flow bar
181 : 가압판 190 : 유동바 안내판181: pressure plate 190: flow bar guide plate
200 : 제 1탄성부재 210 : 제 2탄성부재200: first elastic member 210: second elastic member
220 : 유동판 230 : 강선220: fluid plate 230: steel wire
240 : 안전케이스 250 : 무게추240: safety case 250: weight
260 : 제 3탄성부재 270 : 제 1강선고정부재260: third elastic member 270: first steel wire fixing member
280 : 제 1강선유동부재 290 : 제 2강선유동부재280: first steel wire flow member 290: second steel wire flow member
300 : 제 2강선고정부재 310 : 연결강선300: second steel wire fixing member 310: connecting steel wire
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 풍력발전기에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, the wind power generator of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 풍력발전기를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 풍력발전기의 구성을 나타낸 개략적인 분해조립사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 풍력발전기의 동력전달과정을 나타낸 개략적인 사시도이고, 도 4는 본 발명에따른 풍력발전기의 터빈을 나타낸 횡단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 풍력발전기의 터빈을 나타낸 분해조립사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 풍력발전기의 터빈과 안내판의 연결구조를 나타낸 종단면도이며, 도 7은 본 발명에 따른 풍력발전기의 바람의 흐름을 나타낸 개략적인 횡단면도이고, 도 8은 본 발명에 따른 풍력발전기의 터빈에 구비된 깃의 구성을 나타낸 측면도이며, 도 9a, 9b는 본 발명에 따른 풍력발전기의 터빈에 구비된 깃의 회동과정을 나타낸 측면도이고, 도 10a, 10b는 본 발명에 따른 풍력발전기의 안전케이스내의 무게추 동작과정을 나타낸 횡단면도이며, 도 11은 본 발명에 따른 풍력발전기의 안전수단을 나타낸 개략 단면도이다.1 is a perspective view showing a wind power generator according to the present invention, Figure 2 is a schematic exploded perspective view showing the configuration of the wind power generator according to the present invention, Figure 3 is a schematic diagram showing a power transmission process of the wind power generator according to the present invention. 4 is a cross-sectional view showing a turbine of the wind turbine according to the present invention, FIG. 5 is an exploded perspective view of the turbine of the wind turbine according to the present invention, and FIG. 6 is a turbine of the wind turbine according to the present invention. Figure 7 is a longitudinal cross-sectional view showing a connection structure of the guide plate, Figure 7 is a schematic cross-sectional view showing the flow of wind of the wind turbine according to the invention, Figure 8 is a side view showing the configuration of the feather provided in the turbine of the wind turbine according to the invention 9A and 9B are side views illustrating a rotation process of a feather provided in a turbine of a wind turbine according to the present invention, and FIGS. 10A and 10B are wind turbines according to the present invention. Fig. 11 is a cross-sectional view showing the weight operation process in the safety case of the machine, Figure 11 is a schematic cross-sectional view showing the safety means of the wind power generator according to the present invention.
상기 도면에 도시된 바와 같이 본 발명은 소정 콘크리트에 의해 지면에 고정되는 베이스 프레임(10)을 구비하고 상기 베이스 프레임(10)의 중심부에서 수직 상향으로 소정 높이 형성된 기준축(11)을 설치한다.As shown in the drawing, the present invention includes a base frame 10 fixed to the ground by a predetermined concrete, and installs a reference shaft 11 formed at a predetermined height vertically at the center of the base frame 10.
상기 기준축(11)에 끼워져 회전하는 회동관(20)을 구비하며 상기 회동관의 일측에 지지프레임(21)에 의해 지지되어 소정 바람을 받아 회전하도록 회전체(31)의 원주에 여러 개의 깃(blade)(32)를 부착한 터빈(30)을 상기 지지프레임(21)의 양측에 구비한다.A rotating tube 20 is inserted into the reference shaft 11 and rotates, and a plurality of feathers are provided on the circumference of the rotating body 31 so as to be supported by a support frame 21 on one side of the rotating tube and rotated under a predetermined wind. Turbines 30 having blades 32 are provided on both sides of the support frame 21.
또한, 상기 회동관(20)의 일측 즉, 상기 터빈(30)의 반대방향에 구비되어 바람을 상기 터빈(30)의 깃에 안내하는 제 1안내판(40)을 구비하되, 상기 제 1안내판(40)은 횡단면이 ‘∨’형상으로 제작하여 바람이 상기 제 1안내판(40)의 면을 따라 바람이 안내되어 상기 깃(32)에 전달되도록 한 것이다.In addition, the first guide plate 40 is provided on one side of the rotating tube 20, that is, the opposite direction of the turbine 30, and guides wind to the feather of the turbine 30, wherein the first guide plate ( 40 is a cross-section is produced in the '∨' shape so that the wind is guided along the surface of the first guide plate 40 to be delivered to the feather (32).
즉, 상기 터빈(30)은 원통형 회전체(31)의 외주면에 다수의 깃(32)이 부착되어 있어, 바람이 상기 깃(32)에 소정 압력을 가하면 상기 터빈(30)은 회전하게 되는데, 바람이 상기 터빈(30)의 일방향으로 불게 되면 상기 다수개의 깃(32)중 일측은 바람의 영향을 받아 상기 터빈(30)의 회전력을 더하나, 타측의 깃(32)은 불어오는 바람의 저항을 받아 터빈(30)의 회전력을 저감하게 된다.That is, the turbine 30 has a plurality of feathers 32 is attached to the outer circumferential surface of the cylindrical rotor 31, when the wind applies a predetermined pressure to the feather 32, the turbine 30 is rotated, When wind is blown in one direction of the turbine 30, one side of the plurality of feathers 32 is added to the rotational force of the turbine 30 under the influence of the wind, the other blade 32 is the resistance of the blowing wind In response, the rotational force of the turbine 30 is reduced.
따라서, 상기 ‘∨’형상의 제 1안내판(40)을 이용하여 상기 바람의 저항을 받게 되는 깃(32)에는 바람의 영향을 받지않게 하며 오히려 터빈(30)의 회전력을 더하는 깃(32)으로 안내하도록 하여 소정 바람으로 회전력을 극대화 한 것이다.Therefore, the feather 32 which is subjected to the wind resistance by using the '∨'-shaped first guide plate 40 is not affected by the wind, but rather to the feather 32 which adds the rotational force of the turbine 30. The guide will maximize the rotational force with a predetermined wind.
한편, 상기 제 1안내판(40)의 상하부에는 제 2안내판(50)을 구비하여 바람을 상기 터빈(30)의 깃(32)에 더욱 집중시킬 수 있도록 한다.On the other hand, the upper and lower portions of the first guide plate 40 is provided with a second guide plate 50 to further focus the wind on the feather 32 of the turbine (30).
또한, 상기 제 1,2안내판(40, 50)과 터빈(30)의 사이에는 소정 공간이 형성되는데, 상기 제 1,2안내판(40, 50)을 통해 불어오는 바람의 소정량이 상기 소정 공간을 통해 새어나가게 되어 상기 터빈(30)에 전달되지 못하므로 상기 터빈(30)의 상/하단부에는 상기 제 2안내판(50)과 터빈(30) 사이의 소정 공간을 밀폐하도록 터빈의 상/하덮개판(34, 35)을 구비한다.In addition, a predetermined space is formed between the first and second guide plates 40 and 50 and the turbine 30, and a predetermined amount of wind blowing through the first and second guide plates 40 and 50 may provide a predetermined space. Since it is leaked through and is not transmitted to the turbine 30, the upper and lower cover plates of the turbine to seal a predetermined space between the second guide plate 50 and the turbine 30 at the upper and lower ends of the turbine 30. 34 and 35 are provided.
상기 상/하덮개판(34, 35)은 상기 제 2안내판(50)의 일측에 결합고정되며, 상기 제 2안내판(50)과 터빈(30) 사이의 소정 공간을 밀폐하는 밀폐부재(36)를 상기 상/하덮개판(34, 35)의 일측에 돌출 형성한다.The upper and lower cover plates 34 and 35 are fixed to one side of the second guide plate 50, and the sealing member 36 sealing a predetermined space between the second guide plate 50 and the turbine 30. Protrudes to one side of the upper / lower cover plate (34, 35).
한편, 상기 제 1,2안내판(40, 50)은 불어오는 바람의 방향에 대해 경사지게 형성되어 바람을 터빈(30)의 깃(32)에 안내하도록 한 것이나, 상기 제1,2안내판(40, 50)의 외면을 따라 안내되는 바람의 강도를 저하시키지 않고 상기 깃(32)에 전달되도록 상기 제 1,2안내판(40, 50)의 상부면에 다수의 분리판(60)을 구비한다.On the other hand, the first and second guide plates 40 and 50 are formed to be inclined with respect to the direction of the blowing wind to guide the wind to the feather 32 of the turbine 30, but the first and second guide plates 40, A plurality of separation plates 60 are provided on the upper surfaces of the first and second guide plates 40 and 50 so as to be transmitted to the feather 32 without lowering the strength of the wind guided along the outer surface of the 50.
즉, 상기 다수의 분리판(60)은 상기 제 1,2안내판(40, 50)의 상부면에 계단형태로 설치되는데, 이는 불어오는 바람이 상기 제 1,2안내판(40, 50)의 전면에 부딪힐 경우 상기 제 1,2안내판(40, 50)이 불어오는 바람의 방향에 대해 경사지게 형성되어 바람이 상기 제 1,2안내판(40, 50)에 도달하는데 소정 시간의 차이가 나게 된다.That is, the plurality of separation plates 60 are installed in the form of a step on the upper surface of the first and second guide plates 40 and 50, which is the front wind of the first and second guide plates 40 and 50. When hitting the first and second guide plates 40 and 50 are formed to be inclined with respect to the direction of the blowing wind is a difference of a predetermined time for the wind to reach the first and second guide plates (40, 50).
따라서, 처음 도달한 바람이 상기 제 1,2안내판(40, 50)의 상부면을 따라 이동시 소정 시간후 도달한 바람이 처음 도달한 바람의 흐름을 방해하게 되어 바람의 강도가 저하되는데, 상기 분리판(60)은 소정 시간후 도달한 바람이 처음 도달한 바람에 영향을 주지않도록 소정 시간후 도달한 바람이 부딪히도록 하여 바람의 강도를 줄이지 않게 함과 아울러 상기 분리판(60)에 부딪힌 바람은 상기 분리판(60)을 따라 이동되다가 상기 제 1,2안내판(40, 50)을 따라 이동된 바람과 뭉쳐짐으로써, 바람의 강도를 더하여 터빈(30)의 깃(32)에 전달되게 된다.Therefore, when the first wind is moved along the upper surfaces of the first and second guide plates 40 and 50, the wind reached after a predetermined time hinders the flow of the first wind. The plate 60 does not reduce the strength of the wind by hitting the wind reached after a predetermined time so that the wind reached after a predetermined time does not affect the first wind reached, and the wind hit the separation plate 60. Is moved along the separation plate 60 and then agglomerated with the wind moved along the first and second guide plates 40 and 50, thereby adding the strength of the wind to the feather 32 of the turbine 30. .
한편, 상기 회동관(20)의 하부 일측에는 발전실이 구비되는데, 상기 발전실에는 발전기(70)를 구비하고 있다.On the other hand, the lower one side of the rotating pipe 20 is provided with a power generation chamber, the power generation chamber is provided with a generator (70).
상기 터빈(30)의 회전축(33)의 하부에는 베벨기어(80)를 구비하고 상기 회전축(33)의 베벨기어(80)에 맞물려 터빈(30)의 회전력을 전달받는 제 1,2동력전달축(90, 100)이 각각 구비된다.First and second power transmission shafts having a bevel gear 80 at a lower portion of the rotation shaft 33 of the turbine 30 and engaged with the bevel gear 80 of the rotation shaft 33 to receive the rotational force of the turbine 30. 90 and 100 are provided, respectively.
상기 제 1,2동력전달축(90, 100)의 하나 즉, 상기 제 1동력전달축(90)의 일단에는 동력전달기어(110)가 장착되고 상기 동력전달기어(110)에 맞물리는 종동기어(120)를 상기 발전기(70)의 종동축에 구비한다.One of the first and second power transmission shafts 90 and 100, that is, one end of the first power transmission shaft 90 is equipped with a power transmission gear 110 and a driven gear meshing with the power transmission gear 110. 120 is provided on the driven shaft of the generator 70.
또한, 상기 제 2동력전달축(100)은 상기 제 1동력전달축(90)의 일측에 베벨기어(80)에 의해 연결하여 상기 두개의 터빈(30) 회전력이 상기 제 2동력전달축(100)에 모두 전달되도록 한다.In addition, the second power transmission shaft 100 is connected to one side of the first power transmission shaft 90 by a bevel gear 80 so that the rotational force of the two turbines 30 is the second power transmission shaft 100. To all).
한편, 상기 터빈(30)의 회전축(33)의 하부에 구비된 베벨기어(80)를 지지하기 위해 소정 기어케이스(130)를 상기 터빈(30)의 하부에 구비하여 상기 제 1,2동력전달축(90, 100)과 상기 회전축(33)을 베벨기어(80)에 의해 상호 연결하는데, 상기 기어케이스(130)의 하부 일측에 소정 조절볼트(140)가 끼워지도록 암나사부(150)를 소정 높이 형성하고 상기 조절볼트(140)의 상부면에 회전축 지지구(160)를 안착하여 상기 회전축(33) 베벨기어(80)의 중심을 연장하여 상기 회전축 지지구(160)면에 점접촉되어 지지되도록 한다.Meanwhile, in order to support the bevel gear 80 provided in the lower portion of the rotary shaft 33 of the turbine 30, a predetermined gear case 130 is provided in the lower portion of the turbine 30 to transmit the first and second powers. The shafts 90 and 100 and the rotating shaft 33 are connected to each other by the bevel gear 80, and the female screw 150 is predetermined so that the predetermined adjustment bolt 140 is fitted to the lower side of the gear case 130. It is formed in height and seated on the upper surface of the adjustment bolt 140, the support shaft 160 is extended to the center of the rotating shaft 33, the bevel gear 80 to be point-contacted to the surface of the rotation shaft support 160 Be sure to
한편, 상기 터빈(30)을 구성함에 있어 회전체(31)의 외주면에 다수의 깃(32)이 부착되되, 상기 깃(32)이 상기 회전체(31)의 외주면에 대해 회동되도록 구성할 수도 있는데, 이는 태풍 및 폭풍등에 의해 깃(32)에 과부하가 걸릴 경우를 대비한 것이다.On the other hand, in configuring the turbine 30, a plurality of feathers 32 are attached to the outer peripheral surface of the rotor 31, the feather 32 may be configured to rotate with respect to the outer peripheral surface of the rotor 31. This is to prepare for the case where the feather 32 is overloaded by typhoons and storms.
그 구성으로는 회전체(31)의 외주면에 부착된 깃(32)을 상기 회전체(31) 내로 연장하여 상기 회전체(31)의 회전축(33)에 고정설치한 회전체 지지판(170)을 구비하며 상기 깃(32)을 상기 회전제 지지판(170)의 일단에 힌지 결합하여 회동가능하게 구비한다.In the configuration, the rotor support plate 170 which is fixed to the rotary shaft 33 of the rotor 31 by extending the feather 32 attached to the outer circumferential surface of the rotor 31 into the rotor 31 is mounted. The hinge 32 is hinged to one end of the rotary support plate 170 to be rotatable.
또한, 상기 깃(32)과 일체로 형성되어 회동하는 수직바(32-1)를 상기 회전체 지지판(170)에 수직 형성하고 상기 수직바(32-1)의 일단에 힌지결합되어 유동하는 유동바(180)를 구비하고 상기 유동바(180)가 끼워져 상기 유동바(180)의 유동을 안내하는 유동바 안내판(190)을 상기 회전체 지지판(170)의 상부면에 구비한다.In addition, the vertical bar 32-1, which is integrally formed with the feather 32 and rotates, is vertically formed on the rotating body support plate 170, and hinged to one end of the vertical bar 32-1 to flow therein. A flow bar guide plate 190 including a bar 180 and the flow bar 180 is inserted to guide the flow of the flow bar 180 is provided on the upper surface of the rotating body support plate 170.
한편, 상기 유동바(180)의 일측에는 가압판(181)을 고정 설치하고 상기 가압판(181)과 상기 유동바 안내판(190)의 사이에는 탄성력이 서로 다른 제 1,2탄성부재(200, 210)를 구비하여 상기 깃(32)의 회동을 소정 탄성력으로 제어하도록 한다.On the other hand, one side of the flow bar 180 is fixed to the pressing plate 181 and the first and second elastic members 200 and 210 having different elastic forces between the pressure plate 181 and the flow bar guide plate 190. It is provided to control the rotation of the feather 32 to a predetermined elastic force.
이 때, 상기 유동바(180)에 끼워져 상기 유동바(180)상에서 유동하며 상기 제 1,2탄성부재(200, 210)의 사이에 구비되는 유동판(220)을 구비하고 상기 유동판(220)의 일측에는 소정 강선(230)를 연결하여 상기 유동바 안내판(190)을 관통하도록 구비한다.In this case, the flow plate 180 is inserted into the flow bar 180 and flows on the flow bar 180 and includes a flow plate 220 provided between the first and second elastic members 200 and 210 and the flow plate 220. One side of the) is provided to connect a predetermined steel wire 230 to pass through the flow bar guide plate 190.
한편, 상기 터빈(30)의 회전축(33) 하부에 상기 터빈(30)과 동회전하며 상기 다수의 강선(230)이 고정되는 제 1강선고정부재(270)를 구비한다.Meanwhile, a first steel wire fixing member 270 is rotatably co-rotated with the turbine 30 and fixed to the plurality of steel wires 230 under the rotary shaft 33 of the turbine 30.
또한, 상기 터빈(30)의 회전축(33)상에 구비되되, 상기 제 1강선고정부재(270)의 내부에 일단이 삽입되어 상기 터빈(30) 및 제 1강선고정부재(270)와 동회전하지 않도록 내부에 소정 베어링에 의해 결합되어 있으며, 회전하는 상기 제 1강선고정부재(270)를 상기 터빈(30)의 회전축(33)상에서 직선운동시키는 제 1강선유동부재(280)를 구비한다.In addition, provided on the rotary shaft 33 of the turbine 30, one end is inserted into the first steel wire fixing member 270 to rotate in coordination with the turbine 30 and the first steel wire fixing member 270. It is coupled to the inside by a predetermined bearing so that the first steel wire fixing member 270 is provided with a first steel wire flow member 280 to linearly move on the rotary shaft 33 of the turbine 30.
한편, 상기 발전기(70)의 종동축과 일체로 구비된 원통형의 안전케이스(240)를 구비하고 상기 안전케이스(240)의 내에는 소정 무게를 가진 무게추(250)를 구비하되 회전축(33)을 중심으로 마주보도록 설치하며 소정 위치를 상기 안전케이스(240)의 저부면에 힌지결합하여 회동되도록 한다.On the other hand, having a cylindrical safety case 240 integrally provided with the driven shaft of the generator 70, the safety case 240 is provided with a weight weight 250 having a predetermined weight, but the rotary shaft 33 It is installed so as to face the center and hinged to the bottom surface of the safety case 240 to rotate a predetermined position.
또한, 상기 무게추(250)는 제 3탄성부재(260)에 의해 소정 탄성력을 가지고 서로 밀착되어 있다.In addition, the weight 250 has a predetermined elastic force by the third elastic member 260 is in close contact with each other.
상기 발전기(70)의 종동축상에는 상기 종동축과 동회전하는 제 2강선유동부재(290)를 구비하여 상기 무게추(250)의 일단과 상기 제 2강선유동부재(290)를 소정 강선(230)으로 연결한다.On the driven shaft of the generator 70 is provided with a second steel wire flow member 290 which is co-rotating with the driven shaft, one end of the weight 250 and the second steel wire flow member 290 predetermined wire (230) ).
또한, 상기 제 2강선유동부재(290)의 일단을 내삽함과 아울러 상기 발전기(70)의 종동축상에 구비되되, 상기 종동축과 동회전 하지 않는 제 2강선고정부재(300)를 구비한다.In addition, while interpolating one end of the second steel wire flow member 290 is provided on the driven shaft of the generator 70, it is provided with a second steel wire fixing member 300 that does not rotate with the driven shaft. .
상기 제 2강선고정부재(300)와, 상기 제 1강선유동부재(280)간에는 소정 연결강선(310)으로 서로 연결하여 구성한다.The second steel wire fixing member 300 and the first steel wire flow member 280 are connected to each other by a predetermined connection steel wire 310.
상기와 같이 구성된 본 발명은 소정 바람이 상기 제 1,2안내판에 부딪히게 되면 바람은 상기 안내판 및 분리판에 의해 안내되어 터빈에 깃에 전달되게 된다.According to the present invention configured as described above, when a predetermined wind strikes the first and second guide plates, the wind is guided by the guide plate and the separating plate to be delivered to the turbine.
상기 터빈의 깃에 바람이 전달되면 상기 터빈은 회전을 하게 되는데, 상기 터빈의 회전으로 인해 회전축의 하단에 구비된 베벨기어에 의해 회전력을 제 1,2동력전달축에 전달하게 된다.When the wind is transmitted to the blade of the turbine, the turbine is rotated, the rotational force is transmitted to the first and second power transmission shaft by the bevel gear provided at the lower end of the rotary shaft due to the rotation of the turbine.
한편, 상기 터빈의 회전축은 기어케이스내의 조절볼트의 상부면에 구비된 회전축 지지구에 점접촉되어 지지됨으로써, 회전으로 인한 마찰저항을 줄일 수가 있다.On the other hand, the rotary shaft of the turbine is supported in contact with the rotary shaft support provided on the upper surface of the adjustment bolt in the gear case, it is possible to reduce the frictional resistance due to rotation.
한편, 상기 회전축의 회전력을 전달받은 제 1,2동력전달축은 회전하게 되는데, 제 2동력전달축은 상기 제 1동력전달축의 일측에 베벨기어로 결합되어 상기 제 2동력전달축의 회전력은 상기 제 1동력전달축에 전달되어 제 1동력전달축의 회전력을 더하게 된다.Meanwhile, the first and second power transmission shafts that receive the rotational force of the rotation shaft are rotated, and the second power transmission shaft is coupled to a bevel gear on one side of the first power transmission shaft so that the rotational force of the second power transmission shaft is the first power. It is transmitted to the transmission shaft to add the rotational force of the first power transmission shaft.
제 2동력전달축의 회전력까지 전달받은 제 1동력전달축은 그 일단에 구비된 동력전달기어에 의해 발전기의 전동기어에 회전력을 전달하여 상기 발전기는 발전을 하게 된다.The first power transmission shaft, which has received the rotational force of the second power transmission shaft, transmits the rotational force to the electric gear of the generator by the power transmission gear provided at one end thereof, thereby generating power.
또한, 바람의 방향에 따라 상기 회동관은 상기 기준축상에서 회동하여 바람이 부는 방향에 상관없이 발전을 할 수가 있게 된다.In addition, according to the direction of the wind, the rotating tube rotates on the reference axis to generate power regardless of the direction of the wind blowing.
한편, 태풍이나 폭풍등에 의해 강한 바람이 발생될 경우 터빈은 강한 바람의 영향으로 과도한 회전으로 인해 과부하가 발생되는데, 이를 방지하기 위해 상기 터빈의 과도한 회전을 방지하는 안전수단을 구비하였다.On the other hand, when a strong wind is generated by a typhoon or a storm, the turbine is overloaded due to excessive rotation due to the influence of strong wind, in order to prevent this was provided with safety means to prevent the excessive rotation of the turbine.
상기 안전수단의 동작과정을 설명하면, 먼저 강풍이 불어 상기 터빈의 깃에 전달될 때, 상기 강풍의 압이 상기 깃의 회동을 방지하는 제 1탄성부재의 탄성력보다 크면 상기 깃은 소정 각도 회동하여 바람의 영향을 덜 받아 터빈의 과도한 회전을 방지할 수가 있다.Referring to the operation of the safety means, first, when the strong wind is delivered to the blade of the turbine, if the pressure of the strong wind is greater than the elastic force of the first elastic member that prevents the rotation of the feather is rotated by a predetermined angle Under the influence of the wind, it is possible to prevent excessive rotation of the turbine.
즉, 강풍의 압이 상기 제 1탄성부재의 탄성력보다 크면, 상기 제 1탄성부재의 탄성력보다 큰 제 2탄성부재에 지지된 유동판에 지지된 제 1탄성부재는 압축되어 깃의 수직바에 힌지결합된 유동바는 일측으로 유동되며 상기 깃은 회동하게 되는데, 상기 제 2탄성부재에 의해 지지된 유동판에 의해 상기 유동바는 소정 거리 유동후 정지하게 된다.That is, when the pressure of the strong wind is greater than the elastic force of the first elastic member, the first elastic member supported on the fluid plate supported by the second elastic member larger than the elastic force of the first elastic member is compressed and hinged to the vertical bar of the feather. The flow bar is flowed to one side and the feather is rotated, by the flow plate supported by the second elastic member the flow bar is stopped after a predetermined distance flow.
한편, 상기 깃의 회동에도 불구하고 터빈의 과도한 회전으로 인한 과부하가 발생되게 되면, 상기 터빈의 회전으로 동력전달축에 의해 회전력을 전달받은 발전기의 종동축은 회전하는데, 상기 종동축에 구비된 상기 안전케이스도 회전하게 된다.On the other hand, when the overload due to excessive rotation of the turbine occurs despite the rotation of the blade, the driven shaft of the generator, which is transmitted by the power transmission shaft by the rotation of the turbine rotates, the driven shaft provided in the The safety case will also rotate.
이때, 상기 터빈의 회전력이 상기 안전케이스내의 무게추를 밀착시키는 제 3탄성부재의 탄성력보다 강하면 상기 무게추는 원심력에 의해 회동되어 상기 무게추의 일측이 상기 안전케이스의 내주면에 밀착되면서 상기 무게추 일단에 결합된 상기 강선를 잡아당기게 된다.At this time, if the rotational force of the turbine is stronger than the elastic force of the third elastic member that is in close contact with the weight in the safety case, the weight is rotated by the centrifugal force so that one side of the weight is in close contact with the inner peripheral surface of the safety case once the weight Pull the steel wire coupled to the.
상기 강선이 잡아당겨지면, 상기 발전기의 종동축과 동회전하는 제 2강선유동부재는 상기 발전기 종동축상에서 직선유동하는데, 이 때 상기 제 2강선유동부재의 일단이 삽입되고 상기 발전기 종동축과 동회전 하지 않는 제 2강선고정부재 또한 상기 발전기 종동축상에서 직선유동하며 상기 제 2강선고정부재에 고정결합된 연결강선을 잡아당기게 된다.When the steel wire is pulled, the second steel wire flow member, which is co-rotating with the driven shaft of the generator, flows linearly on the driven shaft of the generator, at which one end of the second steel wire flow member is inserted and the same as the generator driven shaft. The second steel wire fixing member which does not rotate also pulls the connecting steel wire fixedly coupled to the second steel wire fixing member while flowing linearly on the generator driven shaft.
상기 연결강선이 잡아당겨지면, 상기 터빈의 회전축상에 구비되어 상기 회전축과 동회전 하지 않는 제 1강선유동부재를 상기 터빈의 회전축상에서 직선유동시키는데, 이 때, 상기 제 1강선유동부재의 일측을 삽입하여 상기 터빈의 회전축과 동회전하는 제 1강선고정부재를 직선유동시키게 된다.When the connecting steel wire is pulled, a first steel wire flow member provided on the rotary shaft of the turbine and not rotating with the rotary shaft linearly flows on the rotary shaft of the turbine, wherein one side of the first steel wire flow member is Insertion is made to linearly flow the first steel wire fixing member which is co-rotating with the rotary shaft of the turbine.
상기 제 1강선고정부재가 직선유동하게 되면 상기 제 1강선고정부재에 고정된 다수의 강선을 잡아당기게 되고, 상기 강선은 상기 유동바상에서 유동하며 제 2탄성부재에 의해 탄지된 유동판을 일측으로 이동시켜 상기 제 1탄성부재의 탄성거리를 확장시킴으로써, 상기 깃은 더욱더 회동하여 상기 회전체의 외주면에 밀착시켜 바람의 영향을 전혀 받지 않도록 하여 터빈의 과도한 회전을 방지할 수가 있다.When the first steel wire fixing member flows linearly, it pulls a plurality of steel wires fixed to the first steel wire fixing member, the steel wire flows on the flow bar and the fluidized plate held by the second elastic member to one side. By moving and extending the elastic distance of the first elastic member, the feather is further rotated to be in close contact with the outer circumferential surface of the rotating body to prevent the wind from being rotated at all, thereby preventing excessive rotation of the turbine.
상술한 바와 같이 본 발명은 바람의 영향을 최대한 활용하여 발전기의 효율을 높이고, 태풍 및 폭풍등으로 인한 강한 바람으로 부터 풍력발전기를 안전하게 보호할 수 있으며, 또한 바람의 방향에 상관없이 발전을 할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention can maximize the effect of the wind to increase the efficiency of the generator, and can safely protect the wind generator from strong winds caused by typhoons and storms, and can generate power regardless of the direction of the wind. It has an effect.
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