KR200326723Y1 - 원통형 팬 발전기 - Google Patents

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KR200326723Y1
KR200326723Y1 KR20-2003-0017364U KR20030017364U KR200326723Y1 KR 200326723 Y1 KR200326723 Y1 KR 200326723Y1 KR 20030017364 U KR20030017364 U KR 20030017364U KR 200326723 Y1 KR200326723 Y1 KR 200326723Y1
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Abstract

본 고안은 원통형 팬 발전기에 관한 것으로, 유무형 유체(조력, 수력, 풍력)의 흐름 방향에 따라 방향키(60)가 회전하여 상기 유무형 유체를 원통형 팬(40)으로 가이드함으로써 유체 흐름이 변하여도 원통형 팬(40)의 회전력을 높일 수 있고, 또한 상기 원통형 팬(40)의 임펠러(42)를 만곡 형상으로 구성함으로써 유무형의 유체에 의해 회전하는 원통형 팬의 회전력을 크게 향상시켰다.
이를 위한 본 고안의 원통형 팬 발전기는 유무형 유체에 의해 회전하며, 팬 축(44)을 중심으로 한방향으로 일정하게 설치된 만곡 형상을 갖는 다수의 임펠러(42)를 구비한 원통형 팬(40); 상기 팬 축(44)의 중앙부에 형성된 회전축 삽입구(44a)에 삽입하여 상기 원통형 팬(40)과 같이 회전하도록 고정된 회전축(20); 및 상기 회전축(20)의 회전력에 의해 전기를 발생하는 발전기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

원통형 팬 발전기{GENERATOR OF PAN CYLINDRICAL}
본 고안은 원통형 팬 발전기에 관한 것으로, 특히 유무형의 유체(조력, 수력, 풍력) 방향이 변하여도 원통형 팬의 회전력을 최대로 높일 수 있는 원통형 팬 발전기에 관한 것이다.
일반적으로, 전기 에너지를 생산하는 발전기는 수력 발전기, 원자력 발전기, 풍력 발전기, 태양열 발전기, 조력 발전기, 지열 발전기 등이 있다. 이 중, 수력 발전기, 풍력 발전기, 조력 발전기는 유무형의 유체 흐름을 이용하여 전기 에너지를 발생하는 발전기이다. 이들 발전기는 유무형의 유체의 흐름을 이용하여 발전기의 팬을 회전시킴으로써 전기 에너지를 발생하였다.
도 1은 종래 기술에 따른 원통형 팬 발전기의 분해 사시도이다.
상기 원통형 팬 발전기는 도 1에 도시된 바와 같이, 지지대(1), 회전축(2), 하부판(3), 원통형 팬(4), 상부판(5)을 포함하여 구성된다.
상기 원통형 팬 발전기는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 지지대(1)에 설치된 회전축(2)에 상기 하부판(3), 상기 원통형 팬(4), 상기 상부판(5)이 차례로 끼워져 결합된다.
상기 원통형 팬(4)은 일자형으로 된 임펠러(4a)가 회전축 삽입구(4b)를 중심으로 다수개로 설치되어 있다. 이러한 구조를 갖는 상기 원통형 팬(4)의 임펠러(4a)는 유무형 유체의 흐름에 의해 회전되어 상기 회전축(2)을 회전시킴으로써 전기 에너지를 발생하도록 한다.
그러나, 상기 구조를 갖는 종래의 원통형 팬 발전기는 유무형 유체의 흐름을 한 방향으로 가이드하는 장치가 없어서 유체의 이동 에너지를 효과적으로 집중시킬 수가 없을 뿐만 아니라, 바람의 방향이 바뀌는 경우에는 전기 에너지의 생산율이 급격하게 저하되는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 원통형 팬 발전기는 유무형의 유체 흐름에 따라 원통형 팬 발전기의 방향을 수동으로 조절해야 하므로, 국내에서와 같이 바람이 약하고 풍향이 자주 변하는 지형에서는 만족할 만한 발전 효과를 기대할 수 없었다.
또한, 종래의 원통형 팬 발전기는 원통형 팬을 구성하는 다수개의 임펠러가 일자형으로 이루어져 있기 때문에 원통형 팬의 회전력이 약한 문제점이 있었다.
또한, 종래의 원통형 팬 발전기는 조력의 경우 원통형 팬의 양쪽으로 부하를 받기 때문에 원동형 팬의 회전력이 원할하지 못하는 문제점이 있었다.
본 고안의 목적은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 유무형 유체의 흐름 방향에 따라 방향키가 회전하여 상기 유무형 유체를 원통형 팬으로 가이드함으로써, 유체 흐름이 변하여도 원통형 팬의 회전력을 높일 수 있는 원통형 팬 발전기를 제공하는데 있다.
본 고안의 다른 목적은 유무형의 유체에 의해 회전하는 원통형 팬의 회전력을 최대로 하기 위해 임펠러를 만곡 형상으로 구성한 원통형 팬 발전기를 제공하는데 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 원통형 팬 발전기의 분해 사시도
도 2는 본 고안에 의한 원통형 팬 발전기의 분해 사시도
도 3은 본 고안에 의한 원통형 팬 발전기의 사시도
도 4는 본 고안에 의한 원통형 팬 발전기의 동작을 설명하기 위한 구성도
도 5는 본 고안에 의한 다른 원통형 팬 발전기의 사시도
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 지지대 20 : 회전축
30 : 하부판 40 : 원통형 팬
42 : 임펠러(날개) 또는 만곡 형상의 임펠러
50 : 상부판 60 : 방향키
64, 66 : 가이드 임펠러
100 : 프레임 110 : 베어링부
120 : 브레이크 드럼 130 : 브레이크 장치
140 : 팬 기어 150 : 발전기 기어
160 : 전선 170 : 전기변환장치
상기 목적을 달성하기 위한 본 고안에 의한 원통형 팬 발전기는,
유무형 유체에 의해 회전하며, 팬 축(44)을 중심으로 한방향으로 일정하게 설치된 만곡 형상을 갖는 다수의 임펠러(42)를 구비한 원통형 팬(40);
상기 팬 축(44)의 중앙부에 형성된 회전축 삽입구(44a)에 삽입하여 상기 원통형 팬(40)과 같이 회전하도록 고정된 회전축(20); 및
상기 회전축(20)의 회전력에 의해 전기를 발생하는 발전기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 원통형 팬 발전기는 지지대(62)의 일측에 하부 방향으로 일정 크기로 설치되며 상기 원통형 팬(40)의 임펠러(42)와 일정 간격을 갖는 제 1 가이드 임펠러(64)와, 상기 지지대(62)의 타측에 상부 방향으로 일정 크기로 설치되는 제 2 가이드 임펠러(66)와, 상기 지지대(62)의 중앙부에 위치하며 상기 회전축(20)을 삽입하는 회전축 삽입구(62b)가 형성된 지지대 축(62a)을 구비한 방향키(60); 및 상기 방향키(60)의 회전축 삽입구(62b)에 삽입된 상기 회전축(20)에 체결하는 고정나사(70)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 가이드 임펠러(64)는 상기 제 2 가이드 임펠러(66)보다 크기가 큰 것을 특징으로 한다.
상기 원통형 팬 발전기는 상기 원통형 팬(40)의 상부에 상기 원통형 팬(40)과 상기 회전축(20)과 일체로 고정 설치되는 상부판(50); 및 상기 원통형 팬(40)의 하부에 상기 원통형 팬(40)과 상기 회전축(20)과 일체로 고정 설치되는 하부판(30)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 유무형 유체는 조력, 수력, 풍력 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
상기 원통형 팬(40)의 임펠러(42)는 금속, 비금속, 플라스틱, 발포성 소재 중 어느 하나를 이용하여 형성하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.
도 2 및 도 3은 본 고안에 의한 원통형 팬 발전기의 분해 사시도 및 사시도를 나타낸 것이다.
상기 원통형 팬 발전기는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 지지대(10), 회전축(20), 하부판(30), 원통형 팬(40), 상부판(50), 방향키(60), 고정나사(70)를 포함하여 구성된다.
상기 원통형 팬(40)은 한쪽 방향으로 만곡 형상의 임펠러(42)를 팬 축(44)을 중심으로 일정한 간격으로 다수개로 구비하고 있다. 이때, 상기 만곡 형상의 임펠러(42)는 소정의 지름을 갖는 원통을 반(1/2)으로 자른 형상의 구조를 갖는다.
상기 원통형 팬(40)의 임펠러(42)는 금속 또는 비금속 재료를 사용하여 형성할 수 있으며, 특히 가벼운 발포성 소재를 이용하여 형성할 수 있다.
상기 원통형 팬(40)의 상부와 하부에는 상기 상부판(50)과 상기 하부판(30)이 위치한다. 상기 상부판(50)과 상기 원통형 팬(40) 및 상기 하부판(30)은 상기 지지대(10)에 설치된 상기 회전축(20)에 끼워져 고정 설치된다.
이 때, 상기 원통형 팬(40)의 팬 축(44)에는 상기 회전축(20)을 끼워서 고정할 수 있는 회전축 삽입구(44a)가 형성되어 있으며, 상기 상부판(50) 및 상기 하부판(30)의 중앙부에도 상기 회전축(20)을 끼워서 고정할 수 있는 회전축 삽입구(52)(32)가 형성되어 있다.
상기 회전축(20)은 상기 하부판(30)의 회전축 삽입구(32), 상기 원통형 팬(40)의 회전축 삽입구(44a), 상기 상부판(50)의 회전축 삽입구(52)에 끼워지며, 상기 상부판(50)과 상기 원통형 팬(40) 및 상기 하부판(30)을 일체로 고정시킨다. 이 때, 상기 회전축(20)은 상기 상부판(50)의 회전축 삽입구(52) 밖으로 일정 길이만큼 돌출되도록 한다.
상기 상부판(50)의 회전축 삽입구(52) 밖으로 돌출된 상기 회전축(20)에 상기 방향키(60)를 삽입한 다음 상기 회전축(20)의 상부에 형성된 암나사(도시되지 않음)에 상기 고정나사(70)를 체결하여 고정한다. 따라서, 상기 방향키(60)는 상기 회전축(20)을 중심으로 자유롭게 회전하도록 구성된다.
상기 방향키(60)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 지지대(62)의 일측에 하부 방향으로 일정 크기로 설치되며 상기 원통형 팬(40)의 임펠러(42)와 일정 간격을 갖는 제 1 가이드 임펠러(64)와, 상기 지지대(62)의 타측에 상부 방향으로 일정 크기로 설치되는 제 2 가이드 임펠러(66)와, 상기 지지대(62)의 중앙부에 위치하며 상기 회전축(20)을 삽입하는 회전축 삽입구(62b)가 형성된 지지대 축(62a)을 포함하여 구성된다. 이 때, 상기 제 1 가이드 임펠러(64)의 크기는 상기 제 2 가이드 임펠러(66)보다 크다.
상기 도 2 및 도 3에는 도시되어 있지 않지만, 상기 하부판(30)과 상기 지지대(10) 사이에 회전을 용이하도록 하는 베어링(도시되지 않음)을 추가로 설치할 수있다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 원통형 팬(40)의 만곡 형상의 임펠러(42)가 한쪽 방향으로 고정 설치되어 있기 때문에 상기 원통형 팬(40)은 유무형 유체의 방향과 관계없이 한방향으로 회전하게 된다. 상기 원통형 팬(40)의 상부판(50)과 하부판(30)은 상기 임펠러(42)에 부딪히는 유체의 저항을 최소화 하면서 유체의 힘을 상기 임펠러(42)에 집중되도록 도와준다. 또한, 상기 방향키(66)는 유무형 유체의 흐름 방향에 따라 그 방향이 조절되어 유체의 흐름을 상기 가이드 임펠러(64)에 의해 상기 원통형 팬(40)의 만곡 형상의 임펠러(42)로 가이드 해준다. 이에 의해, 상기 원통형 팬(40)은 약한 유체의 흐름에도 강한 회전력과 회전속도를 얻을 수 있기 때문에 양질의 전기를 발생시킬 수 있다.
여기서, 상기 유무형 유체는 조력, 수력, 풍력을 모두 포함한다.
도 4는 본 고안에 의한 원통형 팬 발전기의 동작을 설명하기 위한 구성도이다.
도 4에 도시된 원통형 팬 발전기는 유무형 유체의 흐름을 이용하여 회전력을 발생하는 상기 하부판(30), 상기 원통형 팬(40), 상기 상부판(50), 상기 방향키(60) 및 상기 회전축(20)으로 구성된 회전 수단과, 상기 회전 수단의 하부에 설치되며 상기 회전축(20)의 회전력에 의해 전기를 발생하는 프레임(100) 및 전기변환장치(170)로 구성된 발전 수단을 포함한다.
상기 회전 수단의 하부에 설치된 상기 프레임(100)은 베어링부(110), 브레이크 드럼(120), 브레이크 장치(130), 팬 기어(140), 발전기 기어(150) 및 발전기(도시되지 않음)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 베어링부(110), 상기 브레이크 드럼(120), 상기 팬 기어(140)는 상기 회전축(20)에 고정 설치된다.
상기 원통형 팬(40)은 유무형 유체가 상기 임펠러(42)에 부딪히는 힘으로 회전하며, 이에 의해 상기 발전기 기어(150)가 회전하여 상기 발전기에서 전기를 발생하도록 한다. 이 때, 발생되는 전기는 직류(DC) 또는 교류(AC)이며, 상기 전기변환장치(170)를 거쳐 각 수요처에 공급된다.
도 5는 본 고안에 의한 다른 원통형 팬 발전기의 사시도이다.
도 5에 도시된 상기 원통형 팬 발전기는 도 2 및 도 3의 원통형 팬 발전기에서 상기 방향키(60)를 제외한 구성이다. 따라서, 본 고안은 만곡 형상의 임펠러(42) 구조를 갖는 상기 원통형 팬(42)만을 사용하여 상기의 목적을 달성할 수도 있다.
또한, 본 고안은 또 다른 실시예로서, 도면에는 도시하지 않았으나 상기 하부판(30), 상기 상부판(50), 상기 방향키(60)를 구비하지 않고 상기 만곡 형상의 임펠러(42)를 구비한 상기 원통형 팬(40)만을 상기 회전축(20)에 고정 설치하여 상기의 목적을 달성할 수도 있다.
아울러 본 고안의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 본 고안의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경등은 이하의 실용신안등록청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 의한 원통형 팬 발전기는 유무형 유체의 흐름 방향에 따라 방향키(60)가 회전하여 상기 유무형 유체를 원통형 팬(40)으로 가이드함으로써, 유체 흐름이 변하여도 원통형 팬(40)의 회전력을 높일 수 있는 효과가 있다. 또한, 상기 원통형 팬(40)의 임펠러(42)를 만곡 형상으로 구성함으로써, 유무형의 유체에 의해 회전하는 원통형 팬의 회전력을 크게 향상시켰다.
또한, 약한 유체(조력, 수력, 풍력)의 흐름에서도 원통형 팬(40)이 회전하여 전기를 발전 할 수 있게 함으로서 국내에서와 같이 바람이 적은 지역에서도 충분히 전기를 발전시켜 사용 할 수 있을 뿐만 아니라 유체의 방향에 관계없이 회전하능하게 원통형 팬(40)이 구성되어 양질의 발전이 가능하다.
또한, 본 고안은 풍력 뿐만 아니라 조력 또는 수력 발전기로도 사용 가능하며, 유속이 있는 강, 해저, 해안가 등 물속에 수평 또는 수직으로 고정시켜 설치하여 조력 또는 수력에 의해 전기를 발생할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 원통형 팬 발전기에 있어서,
    유무형 유체에 의해 회전하며, 팬 축(44)을 중심으로 한방향으로 일정하게 설치된 만곡 형상을 갖는 다수의 임펠러(42)를 구비한 원통형 팬(40);
    상기 팬 축(44)의 중앙부에 형성된 회전축 삽입구(44a)에 삽입하여 상기 원통형 팬(40)과 같이 회전하도록 고정된 회전축(20); 및
    상기 회전축(20)의 회전력에 의해 전기를 발생하는 발전기를 포함하는 것을 특징으로 하는 원통형 팬 발전기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 원통형 팬 발전기는,
    지지대(62)의 일측에 하부 방향으로 일정 크기로 설치되며 상기 원통형 팬(40)의 임펠러(42)와 일정 간격을 갖는 제 1 가이드 임펠러(64)와, 상기 지지대(62)의 타측에 상부 방향으로 일정 크기로 설치되는 제 2 가이드 임펠러(66)와, 상기 지지대(62)의 중앙부에 위치하며 상기 회전축(20)을 삽입하는 회전축 삽입구(62b)가 형성된 지지대 축(62a)을 구비한 방향키(60); 및
    상기 방향키(60)의 회전축 삽입구(62b)에 삽입된 상기 회전축(20)에 체결하는 고정나사(70)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원통형 팬 발전기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 가이드 임펠러(64)는 상기 제 2 가이드 임펠러(66)보다 크기가 큰 것을 특징으로 하는 원통형 팬 발전기.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 원통형 팬 발전기는,
    상기 원통형 팬(40)의 상부에 상기 원통형 팬(40)과 상기 회전축(20)과 일체로 고정 설치되는 상부판(50); 및
    상기 원통형 팬(40)의 하부에 상기 원통형 팬(40)과 상기 회전축(20)과 일체로 고정 설치되는 하부판(30)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원통형 팬 발전기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 유무형 유체는 조력, 수력, 풍력 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 원통형 팬 발전기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 원통형 팬(40)의 임펠러(42)는 금속, 비금속, 플라스틱, 발포성 소재 중 어느 하나를 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 원통형 팬 발전기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101015418B1 (ko) 2010-08-25 2011-02-22 주식회사 만강 풍력발전기
KR101074635B1 (ko) * 2011-07-07 2011-10-18 삼일주식회사 하이브리드형 조명장치
KR101194893B1 (ko) 2011-12-07 2012-10-25 신익조 풍력과 수력겸용 발전장치

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