KR20040085170A - 풍력발전용 풍차 - Google Patents

Abstract

타워 모양의 프레임(11)과, 그 프레임에 세로방향의 축심 주위에 회전하도록 설치되는 회전 부재(12)로 이루어지는 풍차(10). 회전 부재(12)는, 상하에 배치되는 보스(23, 24)와, 그 보스로부터 각각 방사상으로 연장되는 복수의 가로 날개(25)와, 상하 한 쌍의 가로 날개의 선단에 의해 유지되는 세로 날개(26)로 이루어진다. 프레임(11)은, 회전 부재의 보스(23, 24)를 상하 방향의 축심 주위에 회전하도록 지지하는 베어링(19, 20)과, 그 베어링을 지지하는 방사상으로 설치되는 스포크(17)와, 그 스포크(17)를 지면으로부터 떨어진 위치에 유지하는 다리(15)로 이루어진다. 하측의 베어링(20)에는, 회전 부재(12)의 보스(24)와 연결되는 발전기가 수용되어 있다.

Description

풍력발전용 풍차{WINDMILL FOR WIND POWER GENERATION}

풍력발전용 풍차로서는, 지주의 상부에 수평방향으로 연장되는 회전축을 회전하도록 설치하고, 그 회전축의 선단에 복수매의 날개를 프로펠라 형상으로 부착한 것이 알려져 있다. 또, 회전축을 세로방향에 배치하고, 그 회전축에 대하여, 복수매의 방사상의 세로 날개를 설치한 것도 알려져 있다. 이러한 풍력발전용 풍차는, 대형화하는 것이 바람을 잘 받아서 발전 효율이 높다.

그러나, 단순히 치수를 크게하는 것 만으로는 자체 중량을 지탱하는 것이 어렵게 되고, 또한 자체 중량에 의거하는 회전 저항이 커지기 때문에, 실용화가 곤란하다. 그 때문에 종래의 풍차는, 발전량이 3000kw 정도이다. 본 발명은, 대형화해도 자체 중량의 영향을 받기 어렵고, 게다가 안정하게 회전 시킬 수 있는 풍력발전용 풍차를 제공하는 것을 기술과제로 하고 있다.

본 발명은 풍력발전용 풍차에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 발생하는 발전량이 큰 대형 풍차에 관한 것이다.

도 1 은 본 발명의 풍차의 1실시예를 도시하는 사시도이다.

도 2 는 그 풍차의 종단면도이다.

도 3 은 그 풍차의 평면도이다.

도 4 는 그 풍차에 이용되고 있는 회전 부재의 사시도이다.

도 5 는 그 풍차에 이용되고 있는 프레임의 개략적인 사시도이다.

도 6 은 본 발명의 풍차의 다른 실시예를 도시하는 주요부 단면도이다.

도 7 및 도 8 은 본 발명의 풍차의 또 다른 실시예를 도시하는 주요부 사시도이다.

도 9 는 본 발명의 풍차에 관계되는 로크 수단의 다른 실시예를 도시하는 사시도이다.

도 10 은 본 발명의 풍차의 또 다른 실시예를 도시하는 사시도이다.

본 발명의 풍력발전용 풍차는, 상하에 배치되는 보스, 그 보스로부터 각각 방사상으로 연장되는 복수의 지지 부재 및 상하 한 쌍의 지지 부재의 선단에 의해유지되는 세로 날개를 가진 회전 부재와, 상기 회전 부재의 보스를 상하 방향의 축심 주위에 회전하도록 지지하는 베어링 및 그 베어링을 지면으로부터 떨어진 위치에 유지하는 다리를 가진 프레임으로 구성되어 있다.

이러한 풍차에서는 상기 지지 부재가, 세로 날개가 바람을 받아서 회전할 때, 그 회전 방향으로 양력을 발생하는 가로 날개인 것이 바람직하다. 또한 상기 프레임이, 세로 날개가 회전하는 영역과 인접하는 위치에, 세로 날개를 구속 상태로 유지하기 위한 로크 수단을 구비하고 있는 것이 바람직하다. 또한 상기 프레임이, 세로 날개가 회전하는 영역과 인접하는 위치에 수평방향으로 배치되는 링을 구비하고 있고, 상기 회전 부재에, 링과 접촉하여 주행하는 바퀴가 설치되어 있는 것이 바람직하다. 또한 상기 프레임과 회전 부재가, 회전 부재를 위를 향하여 가압하는 조합으로 각각 설치된 여러 쌍의 자석을 구비하고 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 풍차는, 각각의 세로 날개가 보스에 대하여, 지지 부재를 통하여 부착되어 있으므로, 회전중심으로부터 떨어진 위치에 세로 날개가 있다. 그 때문에 발생 토크가 크다. 또한 세로 날개와 보스는, 복수개의 지지 부재로 연결되어 있으므로, 세로 날개 이외의 부분에서는 바람에 대한 저항이 적고, 중량도 가볍다. 따라서 대형화하기 쉽고, 발생 전력을 크게 할 수 있다.

본 발명의 풍차에 있어서, 지지 부재를, 세로 날개가 바람을 받아서 회전할 때, 그 회전 방향에서 양력을 발생하는 가로 날개로 구성하는 경우에는, 회전 부재가 회전을 시작하면, 수평방향으로 회전하도록 보스에 부착한 가로 날개에 발생하는 양력으로 회전 부재가 위를 향하여 가압되어, 회전 부재를 지탱하는 베어링의부담이 적어지고, 회전 저항이 적다. 그 때문에 회전 효율이 높고, 발생하는 전력을 크게 하는 것이 용이하다. 또한 양력이 회전 부재의 중량을 상회하는 경우에는 회전 부재가 부상하고, 더욱더 회전 효율이 높아진다.

본 발명의 풍차에 있어서, 상기 프레임이, 세로 날개가 회전하는 영역과 인접하는 위치에, 세로 날개를 구속 상태로 유지하기 위한 로크 수단을 구비하고 있는 경우에는, 강풍 때에 로크 수단으로 세로 날개를 고정 할 수 있다. 그 때문에 강풍에 의해 회전 부재가 격렬하게 회전하여 풍차나 발전기가 고장나는 것을 피할 수 있다. 또, 세로 날개를 직접 고정하므로, 지지 부재에 큰 굽힘력이 가해지지 않는다.

본 발명의 풍차에 있어서, 상기 프레임이, 세로 날개가 회전하는 영역과 인접하는 위치에 수평방향으로 배치되는 링을 구비하고 있고, 상기 회전 부재에, 링과 접촉하여 주행하는 바퀴가 설치되어 있는 것은, 회전 부재를 지탱하는 베어링의 부담이 적어지고, 회전 저항이 적다. 그 때문에 회전 효율이 높고, 발생하는 전력을 크게 하는 것이 용이하다. 또, 바퀴를 세로 날개에 설치하고 있으므로, 세로 날개의 중량을 지지하기 쉽고, 방사 방향의 지지 부재에 부담을 주지 않는다.

또한 상기 가로 날개를 구비하고 있는 회전 부재에 바퀴를 설치하는 경우에는, 회전 부재의 회전이 느리고, 가로 날개에서 발생하는 양력으로 부상하기 전에는 바퀴로 지탱한다. 그리고 회전속도가 빨라져 양력으로 부상하면, 바퀴의 구름 저항이 없어진다. 그 때문에 가로 날개와 바퀴의 상승작용에 의해, 안정한 회전과 효율적인 회전이 함께 달성된다.

또 상기 프레임과 회전 부재가, 회전 부재를 위를 향하여 가압하는 조합으로 각각 설치된 여러 쌍의 자석을 구비하고 있는 경우에는, 자석끼리 직접 접촉하는 일 없이 위를 향하는 가압력을 발생하므로, 고속의 회전 및 큰 하중에도 견딜 수 있고, 게다가 저항이 적다.

도 1 에 도시하는 풍차(10)는 프레임(11)과, 그 프레임 내에 상하 2단으로 설치되는 회전 부재(12)로 구성되어 있다. 각각의 회전 부재(12)는 도2에 도시하는 바와 같이 프레임(11)에 대하여 연직방향의 축심(13) 주위에 회전하도록 설치되어 있다.

도 3 에 도시하는 바와 같이, 상기 프레임(11)은 상하 방향으로 연장되는 3개의 다리(15)와, 그 다리를 원주방향으로 동일한 간격으로 연결하는 연결 부재(16)를 구비하고 있다. 연결 부재(16)는 다리(15)의 상단과, 하단으로부터 어느 정도 상측의 위치와, 그 중간의 3단으로 설치되어 있다. 각 연결 부재(16) 사이의 스페이스(S1, S2)에는, 상기 회전 부재(12)가 수용된다(도 2 참조). 연결 부재(16)는, 방사상으로 연장되는 3개의 스포크(17)와, 그의 스포크(17) 외측의 단부 부근끼리를 연결하는 링(18)을 구비하고 있다. 또한 상단의 연결 부재(16)의 스포크(17)의 중심부에는, 회전 부재를 회전하도록 지지하기 위한 원기둥 모양의 베어링(19)이 아래를 향하여 설치되어 있다. 또 하단의 연결 부재(16)에는 베어링(20)이 위를 향하여 설치되어 있고, 중간의 연결 부재(16)에는 상하를 향하는 베어링(19)과 위를 향하는 베어링(20) 양쪽이 설치되어 있다.

도 2 에 도시하는 바와 같이, 위를 향하는 베어링(20)의 내부에는, 발전기(21)가 설치되어 있다. 또한 대형의 풍차에는, 다리(15)내에 나선계단 혹은 엘리베이터가 설치되어 있고, 스포크(17)안은 복도로 되어 있다. 프레임의 크기에는 특별히 한정은 없지만, 예를 들면 링(18)의 지름으로 몇미터로부터 몇십미터 정도의 것, 혹은 더 큰 것이 채용된다. 또 다리(15)의 높이도 몇미터로부터 몇십미터 정도, 혹은 더 높은 것이 채용된다.

도 4 및 도 5 에 도시하는 바와 같이 상기 회전 부재(12)는, 상하 한 쌍의 보스(23, 24)와, 각 보스로부터 방사상으로 연장되는 3개의 가로 날개(25)와, 상하의 가로 날개(25)의 선단에 고정되는 세로 날개(26)로 구성되어 있다. 즉 이 실시예에서는 3매의 세로 날개(26)와, 그 배인 6매의 가로 날개(25)를 구비하고 있다. 가로 날개(25)는, 이 실시예에서는 보스(23, 24)가 위에서 보았을 때에 반시계방향(화살표 CCW)으로 회전한 때에 위를 향하여 양력이 작용하는 단면형상을 가진 날개 형태를 나타내고 있다. 또, 회전 방향에 관하여 전단이 위를 향하게 되도록 경사져 있어도 좋고, 날개 형태와 경사를 조합시켜도 좋다. 또한 경사를 조절할 수 있도록 해도 좋다. 또, 세로 날개(26)의 방향이 반대로, 회전체가 반대 주위로 회전하는 경우에는, 가로 날개(25)의 방향도 시계방향으로 양력이 작용하도록 반대로 향하게 한다.

상기 세로 날개(26)는 가로방향으로부터의 바람을 받을 때에, 3매의 세로 날개(26)에 발생하는 힘의 합력이 화살표 CCW방향의 모멘트를 발생하는 날개 형태를 나타내고 있다. 세로 날개(26)도, 연직방향의 축심 주위에 경사져 있어도 좋고, 날개 형태와 경사를 조합시켜도 좋다. 또한 경사를 조절하도록 해도 좋다. 또, 바람의 방향에 따라, 회전체(12)가 반대 방향으로 회전 할 수 있도록, 세로 날개(26)를 각도조절 가능하게 부착하도록 해도 좋다.

도 2 에 도시하는 바와 같이 상기 회전 부재(12)는, 프레임(11)의 상단의 스페이스(S1)와 하단의 스페이스(S2)에 각각 1기씩 부착된다. 각 회전 부재(12)의 상측의 보스(23)는 프레임(11)의 아래를 향하는 베어링(19)의 주위에 회전하도록 결합되고, 하측의 보스(24)는 위를 향하는 베어링(20)의 주위에 회전하도록 결합된다. 또 상하 보스(23, 24)의 사이를 연결하는 것도 가능하고, 본 발명은 그러한경우를 포함한다. 그러나 보스의 사이를 생략하는 것이 경량화의 점에서 바람직하다. 도 2 와 같이 부착된 상태에서는, 회전 부재(12)의 중량은 위를 향하는 베어링(20)에 의해 지지된다. 또, 이 실시예에서는 베어링(19, 20)이 샤프트의 형태를 가지며, 보스가 그 베어링의 주위에 결합하고 있지만, 반대로 보스(24)에 샤프트를 돌출시키고, 그 주위를 베어링(19, 20)으로 둘러싸도록 해도 좋다. 회전 부재(12)의 하측의 보스(24)에는, 상술한 베어링(20)내의 발전기(21)의 회전축이 연결되어 있다.

또한 이 풍차(10)에서는, 프레임(11)의 링(18) 혹은 스포크(17)에, 회전 부재(12)의 회전을 구속하기 위한 로크 수단으로서 유압 유닛(28)이 설치되어 있다. 유압 유닛(28)은, 예를 들면 유압 실린더와, 그 유압 실린더의 로드에 설치되는 패드 또는 헤드와, 헤드를 위한 가이드로 구성된다. 그리고 상단의 스포크(17)에는 로드가 아래를 향하여 뻗는 유압 유닛(28)을 설치하고, 중간의 스포크(17)에는 위를 향하여 뻗는 로드를 가지는 유압 유닛(28)을 설치하는 것 같이, 상하 한 쌍으로 대향하도록 설치하는 것이 바람직하다. 또, 유압 유닛(28)은 3매의 세로 날개(26)의 상단 및 하단을 구속하도록, 세로 날개(26)의 매수 만큼만 설치하는 것이 바람직하다. 하단의 회전 부재에 대해서도 마찬가지이다. 그 때문에 중간의 스포크(17)에는, 위를 향하여 뻗는 유압 실린더와 하방을 향하여 뻗는 유압 실린더를 구비한 유압 유닛(28)이 이용된다.

상기한 바와 같이 구성되는 풍차(10)는, 종래의 풍량 발전용 풍차와 마찬가지로, 예를 들면 해안선을 따라 설치하거나, 산이나 대지 등의 조금 높은 지형을이용하고, 바람을 많이 받을 수 있는 위치에 설치한다. 그리고 바람이 불면, 세로 날개(26)가 바람을 받아 회전 부재(12)가 도 3 의 반시계방향으로 회전한다. 그 때, 가로 날개(25)가 위를 향하는 양력을 발생하므로, 회전 부재(12)의 중량을 지탱하고 있는 하측의 베어링(20)의 부담이 적다. 그것에 의해 회전 저항이 적고, 적은 바람에도, 회전 부재(12)가 효율 좋게 회전한다. 회전 부재(12)가 회전하면, 발전기(21)가 발전하고, 그 전기는 예를 들면 송전선에 의해 소비지로 보내지고, 혹은 축전지에 저장된다. 송전하는 지역이 먼 경우에는, 발전기가 교류발전기의 경우에는, 변압기로 변압하고나서 송전한다. 직류발전기의 경우에는, 인버터 등으로 일단 교류로 변환하고나서 변압하고, 송전한다.

또, 예를 들면 태풍 때와 같이 풍력이 지극히 큰 경우에지, 세로 날개(26)를 유압 유닛(28)과 대응하는 위치에서 정지시키고, 세로 날개(26)의 상단과 하단을 유압 유닛(28)으로 끼워 구속하는 것에 의해, 회전 부재(12)을 안정하게 로크 할 수 있다. 그리고 세로 날개(26) 자체를 구속하므로, 가로 날개(25)에는 큰 굽힘력이 가해지지 않는다. 다만 소형 풍차의 경우에는, 보스(23, 24)와 베어링(19, 20) 사이의 회전을 구속하는 로크 수단을 설치할 수도 있다. 또, 유압유니트 대신에, 에어 유닛이나 전기 모터로 구동되는 로크 수단을 채용 할 수도 있다.

상술한 실시예에서는 회전 부재(12)의 중량을 하측의 보스(24)와 위를 향하는 베어링(20)으로 지지하고 있지만, 다른 부위에서 분산되어 받도록 할 수도 있다. 예를 들면 도 6 에 도시하는 풍차(30)에서는, 세로 날개(26)의 하단에 링(18) 위를 구르는 바퀴(31)를 설치하고 있다. 또한 이 실시예에서는 세로 날개(26)의상단에도 링(18)의 밑면을 따라 전동하는 바퀴(32)를 설치하고 있다. 바퀴(31, 32)는 공기를 수용한 고무 타이어로 할 수도 있지만, 공기를 넣지 않은 고무 바퀴로 하는 것이 바람직하다. 각 바퀴(31, 32)는, 공기저항을 감소시키기 위하여 대부분을 세로 날개(26)의 내부에 수용하는 것이 바람직하다.

이것은 회전 부재(12)의 중량, 특히 세로 날개(26)의 중량을 하단의 바퀴(31)에서 받을 수 있고, 그 때문에 가로 날개(25)나 베어링(20)의 부담이 적다. 그것에 의해 베어링(20)의 마찰저항이 적어지고, 효율적으로 회전 할 수 있다. 또, 회전 부재(12)가 위를 향하는 바람으로 갑자기 덜컹거리게 되었을 때, 세로 날개(26)의 상단의 바퀴(32)가 링(18)의 밑면과 맞닿고 있으므로, 가로 날개(25)에 큰 굽힘력이 가해지지 않는다. 또, 회전 부재(12)가 회전할 때, 바퀴(31, 32)는 링(18)을 따라 전동하므로, 구름저항 뿐이며, 그 때문에 거의 회전 부재(12) 회전의 방해가 안된다.

또 상기바퀴(31, 32)는, 일반적인 상태에서는 링(18)과의 사이에 간극을 설치해 두고, 가로 날개(25) 혹은 세로 날개(26)가 저항이나 바람을 받아서 그 중량을 지탱할 수 없게 되었을 때에 처음으로 링(18)에 접촉하도록 구성하는 것이 바람직하다. 그 경우 일반적인 상태에서는 구름저항을 받지 않고, 게다가 가로 날개(26)등의 휨이 일정 이상으로 된 때에, 바퀴(31, 32)가 링(18)에 접촉하므로, 그 이상의 휨을 방지할 수 있다.

또 하단측의 바퀴(31)만을 설치함과 동시에, 회전 부재(12)를 어느 정도 상하 방향으로 이동하도록 구성하는 경우, 혹은 상기한 바와 같이 가로 날개(25)나지지 부재가 가요성을 가진 경우에는, 회전 부재(12)가 늦게 회전해서 가로 날개(25)에 의한 양력이 충분하지 않을 때, 회전 부재(12)의 중량을 바퀴가 지탱하고, 회전이 빨라져 양력이 증가하면, 회전 부재(12)가 양력으로 부상하고, 바퀴(31)가 링(18)의 윗면으로부터 떨어진다. 그것에 의해 바퀴(32)의 구름저항이 감소하고, 회전 효율이 높아진다. 그리고 바람이 약해져서 회전속도가 감소하고, 양력이 작아지면, 다시 바퀴(31)로 회전 부재(12)의 중량을 지탱할 수 있다. 이 작용은 비행기의 바퀴와 같은 작용이다.

상기 세로 날개(수직 날개)(26)나 가로 날개(수평 날개)(25)는, 가능한 가벼운 것이 바람직하고, 그것에 의해서 강성이 약해지고, 가요성을 가지는 것이 되어도 좋다. 가볍게 하는 것이 베어링(19, 20) 등의 지지부의 부담이 가벼워지기 때문이며, 가요성을 가지는 경우에도, 상기한 바와 같이 바퀴 등으로 지탱할 수 있고, 또한 정지시에는 로크 수단으로 안전하게 보호 할 수 있기 때문이다. 그 때문에 세로 날개(26)나 가로 날개(25)는 글라이더 등의 날개와 같은 재료가 적합하게 채용된다.

또한 도 6 의 풍차(30)에서는, 회전 부재(12)의 상측의 스포크(17a) 및 하측의 스포크(17b)에, 각각 베어링(19, 20)과 동심으로 작은 직경 링(34, 35)을 설치하고 있다. 그리고 상측의 작은 직경 링(34)에는, 커튼 레일 모양의 현수 레일(36)을 설치하고, 그 현수 레일내를 주행하는 러너(37)와 상측의 가로 날개(25a)를 현수 로드(38)로 연결하고 있다. 또 하측의 가로 날개(25b)에, 하측의 작은 직경 링(35) 위를 전동하는 바퀴(39)를 부착하고 있다. 따라서 회전 부재(12)의 중량,세로 날개(26) 및 가로 날개(25)가 받는 바람의 힘이 분산되어 프레임에 전해지고, 가로 날개(25)에 큰 굽힘력이 가해지지 않고, 베어링(20)의 부담도 적다.

도 7 에 도시하는 세로 날개(26)는, 단부에 노치(40)가 형성되어 있다. 그리고 링(18)에 설치되는 유압 유닛(28)의 상하로 이동하는 헤드(41)에는, 그 노치(40)와 결합하는 돌기(42)가 설치되어 있다. 노치(40)는 V 노치 혹은 U 노치 등을 이용할 수 있다. 또 부호 43은 링(18)내에 수용되어 있는 유압 실린더이며, 부호 44는 헤드(41)의 상하 방향의 이동을 안내하는 가이드이다.

이것은 세로 날개(26)가 정지한 후, 유압 실린더(43)를 작동시켜 헤드(41)를 상승시키면, 돌기(42)가 세로 날개(26)의 노치(40)와 결합한다. 그 때문에 단지 마찰력으로 고정하는 경우에 비하여, 작은 힘으로 보다 확실하게 세로 날개(26)의 이동을 구속할 수 있다. 또, 노치(40)와 돌기(42) 대신에, 헤드(41)측에 세로 날개(26)의 단부의 외주와 결합하는 전후의 계단부를 설치해도 좋다. 즉 로크 수단과 세로 날개(26)의 사이에, 세로 날개(26)의 이동을 걸어맞춤하여 구속하는 걸어맞춤 수단을 설치하면, 회전 부재의 구속을 확실하게 할 수 있다.

도 7 과 같은 노치(41), 돌기(42) 혹은 계단부 등의 걸어맞춤에 의한 구속 수단은 세로 날개(26)의 상단을 구속하는 로크 수단에 설치할 수 있고, 그것에 의해 상하로부터 세로 날개(26)를 끼워 구속 할 수 있다.

도 8 에 도시하는 세로 날개(26)는 하단에 자석(45)을 설치하고 있다. 그리고 그것에 대향하는 링(18)에는, 세로 날개(26)측의 자석과 반발하는 자석(46)을 설치하고 있다. 링측의 자석(46)은 링 위에 다수 배열하는 것이 바람직하지만, 간격을 두고 복수개 설치하는 정도라도 좋다. 자석(45, 46)은 보통 영구자석이지만, 전자석이라도 좋다. 이렇게 서로 반발하는 자석(45, 46)을 세로 날개(26)와 링(18)에 설치하는 경우에는, 반발력으로 회전 부재(12)가 위를 향하여 가압되므로, 가로 날개(25) 및 베어링(20)의 부담이 적어지고, 마찰저항이 작아진다. 그 때문에 효율적으로 회전할 수 있다. 상기 하측의 자석(46)은, 링(18) 외에, 스포크에 설치하는 등, 프레임의 어느 부분에 설치해도 같은 작용 효과를 나타낸다.

상기 하측의 자석(46)을 전자석으로 하는 등, 극성을 변환 할 수 있도록 구성함과 동시에, 도 7 의 유압유니트의 헤드(41) 등의 로크 수단에 설치해도 좋다. 그 경우는, 일반적인 회전 작용시에는 세로 날개(26)측의 자석과 반발하도록 하고, 정지시킬 때는 서로 흡착하도록 극성을 변화시킨다. 그것에 의해 회전시에는 상술한 회전 부재(12)를 부상시키는 작용을 얻을 수 있는 동시에, 정지시에 세로 날개(26)를 로크 수단에 대향하는 위치에서 정지시키는 작용을 얻을 수 있다. 그것에 의해 세로 날개(26)를 로크 수단의 위치에서 신속하게 정지 시킬 수 있다.

상기 실시예에서는 도 3 에 도시하는 바와 같이 프레임(11)이 3개의 다리(15)를 가지고, 그것의 상부(15a)가 링이나 스포크를 유지하는 포위 틀로 되어 있다. 그러나, 그러한 포위 틀과, 풍차를 지탱하는 부분(15b)을 연속된 봉재로 하지 않고, 별개에 해도 좋다. 그 경우에는 예를 들면 도 9 에 도시하는 바와 같이, 포위 틀을 구성하는 3개의 봉재(48)와, 최하단의 보스와 일체화된 1개의 다리(l5)로 분리 할 수 있다. 다리(15)를 1개로 하므로써, 지면의 설치 스페이스를 작게 할 수 있다. 또 다리(15)는 2개라도 좋고, 또는 4개 이상이라도 좋다.

또한 상기실시예에서는 회전 부재(12)의 세로 날개(26)와 보스(23, 24)를 가로 날개(25)로 연결하고 있지만, 단순한 봉재 등의 지지 부재를 채용할 수도 있다. 그 경우에는 가로 날개에 의한 양력은 발생하지 않는다.

도 10 은 직선 모양의 구조부재를 조합시켜서 프레임(11)을 구성한 풍차의 실시예를 도시하고 있다. 예를 들면 원형의 링이 아니고, 6개의 직선 모양의 구조부재를 연결하여 육각형의 링(18)으로 하고, 환봉의 다리가 아니라, 각봉 또는 각 파이프의 다리(15)을 채용하고 있다. 즉 다리(15)은 6책 이용하고 있다. 링(18)은 오각형, 8각형등이여도 좋다.

도 10 의 풍차(50)의 경우는, 거의 도 1 의 풍차(10)와 같은 구조에서, 육각형상의 링(18)을 이용한 프레임(11)을 채용하고 있다. 스포크(17)는 6개의 각봉을 방사상으로 조합하고 있다. 또, 3개의 각봉을 교차시켜 구성할 수도 있다. 또한 다리(15)는 링(18)의 정점마다에 6개 부착되어 있다. 그리고 6개의 다리(15)의 하부 부근에도, 육각형의 링(18)과 6개의 스포크(17)를 이용한 연결 부재(51)를 개재시켜, 강도를 향상시키고 있다. 이 풍차(50)의 프레임(11)은, 종래의 철골 타워 등의 건축물의 건조 기술에 의해, 비교적 용이하게 건설 할 수 있다.

또 도 10 의 풍차(50)의 프레임(11)의 외주에, 각 링(18)과 평행하게 격자 모양으로 선재를 설치해도 좋다. 그 경우에는 선재에 의해 세로 날개(26)을 외부로부터 날라오는 물체 등으로부터 보호할 수 있고, 게다가 프레임의 강도를 향상시킬 수 있다. 다만 그러한 선재는 세로 날개(26)에 부딪히는 바람을 약하게 하므로, 가능한 한 가는 것으로 하는 것이 바람직하다. 또, 격자 모양의 선재 대신에,2개의 비스듬한 선재와 그것들의 상하를 연결하는 세로방향의 선재로 울타리를 형성해도 좋다. 그 울타리는 예를 들면 한 쌍으로 이중나선 같이 설치할 수도 있다.

도 10 의 직선 모양의 구조부재를 이용한 풍차, 또한 상술한 격자 모양 혹은 이중나선의 울타리를 설치한 풍차는, 세련된 형태를 가지며, 외측으로부터 조망하거나, 오르거나 할 수 있는 관광용 타워로서도 이용 가치가 있다.

Claims (5)

1. 상하에 배치되는 보스와, 그 보스로부터 각각 방사상으로 연장되는 복수의 지지 부재와, 상하 한 쌍의 지지 부재의 선단에 의해 유지되는 세로 날개로 이루어지는 회전 부재와,

   상기 회전 부재의 보스를 상하 방향의 축심 주위에 회전하도록 지지하는 베어링 및 그 베어링을 지면으로부터 떨어진 위치에 유지하는 다리를 가진 프레임을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 풍력발전용 풍차.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 지지 부재는, 세로 날개가 바람을 받아서 회전할 때, 그 회전 방향에서 양력을 발생하는 가로 날개인 것을 특징으로 하는 풍력발전용 풍차.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 프레임은, 세로 날개가 회전하는 영역과 인접하는 위치에, 세로 날개를 구속 상태로 유지하기 위한 로크 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 풍력발전용 풍차.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 프레임은, 세로 날개가 회전하는 영역과 인접하는 위치에 수평방향으로 배치되는 링을 구비하고 있고, 상기 회전 부재에, 링과 접촉하여 주행하는 바퀴가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 풍력발전용 풍차.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 프레임과 회전 부재는, 회전 부재를 위를 향하여 가압하는 조합으로 각각 설치된 복수 쌍의 자석을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 풍력발전용 풍차.