KR200408970Y1 - A equipment wind power generation complex using blade horizontal and vertical - Google Patents

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Abstract

본 고안은 수평 및 수직 블레이드를 이용한 복합형 풍력발전 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a hybrid wind turbine generator using horizontal and vertical blades.

본 고안은 이를 위해 수평축블레이드의 회전력을 변환·감지·제어의 기능을 수행하는 풍속제어부(200); 상기 풍속제어부의 하부에 구비되며, 수직축블레이드의 회전력을 증가시키는 내부회전력가속부(300); 상기 내부회전력가속부의 하부 몸체에 구비되며, 수직축블레이드의 회전력을 증가시키는 외부회전력가속부(400);가 구비되어 구성된다.The present invention for this purpose the wind speed control unit 200 to perform the function of converting, detecting, controlling the rotational force of the horizontal shaft blade; An internal rotational acceleration accelerator 300 provided below the wind speed control unit to increase rotational force of the vertical shaft blade; It is provided on the lower body of the inner rotation acceleration portion, the outer rotation acceleration portion 400 to increase the rotational force of the vertical shaft blade; is provided.

상기와 같이 구성된 본 고안은 수평축 블레이드와 수직축 블레이드를 복합적으로 구성하여 풍력을 이용할 수 있도록 한 것이며, 이는 결과적으로 보다 효율적이고 경제적인 에너지를 얻을 수 있도록 한 것이고, 또한 수직축과 수평축 풍력발전기의 장점만을 조합하여 소음 공해가 적고, 낮은 풍속에서도 기동 특성을 개선 시킨 것이며, 이로 인해 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시켜 대체에너지의 기술로서 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 것이다.The present invention configured as described above is to combine the horizontal axis blades and vertical axis blades to use the wind power, which results in more efficient and economical energy, and also the advantages of the vertical axis and horizontal axis wind turbine In combination with the low noise pollution, the maneuverability is improved even at low wind speeds, which greatly improves the quality and reliability of the product, enabling the planting of a good image as an alternative energy technology.

풍속제어부, 회전력가속부, 블레이드, 회전력증가부.  Wind speed control unit, torque acceleration unit, blade, torque increase unit.

Description

수평 및 수직 블레이드를 이용한 복합형 풍력발전 장치{A EQUIPMENT WIND POWER GENERATION COMPLEX USING BLADE HORIZONTAL AND VERTICAL}Combined Wind Power Plant with Horizontal and Vertical Blades {A EQUIPMENT WIND POWER GENERATION COMPLEX USING BLADE HORIZONTAL AND VERTICAL}

도 1 은 종래 복합식 수직축 풍력발전 시스템을 나타낸 구성도.1 is a configuration diagram showing a conventional vertical hybrid wind power generation system.

도 2 는 본 고안에 적용된 수평 및 수직 블레이드를 이용한 복합형 풍력발전 2 is a hybrid wind power generation using horizontal and vertical blades applied to the present invention

장치의 간략 구성도.        Schematic diagram of the device.

도 3 의 (a)는 본 고안에 적용된 내부회전력가속부의 요부 평단면도이고,Figure 3 (a) is a main cross-sectional plan view of the internal rotation acceleration portion applied to the present invention,

(b)는 본 고안의 다른 실시예인 내부회전력가속부의 요부 평단면도.        (b) is a main cross-sectional view of the main portion of the internal rotation acceleration accelerator of the present invention.

도 4 는 본 고안에 적용된 수평 및 수직 블레이드를 이용한 복합형 풍력발전 4 is a hybrid wind power generation using horizontal and vertical blades applied to the present invention

장치의 요부 평면 구성도.        Schematic plan view of the main part of the device.

도 5 는 본 고안에 적용된 수평 및 수직 블레이드를 이용한 복합형 풍력발전 5 is a hybrid wind power generation using horizontal and vertical blades applied to the present invention

장치의 흐름도.        Flowchart of the device.

도 6 의 (a)는 본 발명에 적용된 회전력증가부의 요부 사시도이고,Figure 6 (a) is a perspective view of the main portion of the rotational force increasing portion applied to the present invention,

(b)는 상기 도 6 (a)의 정면도.        (b) is the front view of the said FIG. 6 (a).

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

200: 풍속제어부 300: 내부회전력가속부200: wind speed control unit 300: internal rotation acceleration unit

400: 외부회전력가속부 500: 수직축블레이드400: external rotational acceleration part 500: vertical axis blade

600: 몸체 700: 회전력증가부600: body 700: torque increase

본 고안은 수평 및 수직 블레이드를 이용한 복합형 풍력발전 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수평축 블레이드와 수직축 블레이드를 복합적으로 구성하여 풍력을 이용할 수 있도록 한 것이며, 이는 결과적으로 보다 효율적이고 경제적인 에너지를 얻을 수 있도록 한 것이고, 또한 수직축과 수평축 풍력발전기의 장점만을 조합하여 소음 공해가 적고, 낮은 풍속에서도 기동 특성을 개선 시킨 것이며, 이로 인해 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시켜 대체에너지의 기술로서 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a hybrid wind power generator using horizontal and vertical blades, and more particularly, a combination of a horizontal blade and a vertical blade to enable the use of wind power, which results in more efficient and economical energy. It combines the advantages of vertical and horizontal wind power generators to reduce noise pollution and improve maneuverability even at low wind speeds, which greatly improves the quality and reliability of the product, thus making it a good image as an alternative energy technology. Will be planted.

주지하다시피 풍력발전[風力發電, wind power generation]은 블레이드의 회전을 이용하여 바람의 운동에너지를 발전기에서 전기적 에너지로 변환하여 전력을 발생시키는 장치로, 특히 우리 주변에 존재하는 바람 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 각광받는 대체 에너지 기술로서 자원의 무한정성, 에너지의 청정성 그리고 기술의 범용성의 장점을 지닌 미래 지향적인 기술이다. 그리고 풍력발전은 크게 바람에너지를 기계적 에너지로 변환하는 기계장치부와 이렇게 변환된 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 전기 장치부 그리고 시스템의 작동성을 제어하는 제어 장치 부로 구성된다.As is well known, wind power generation is a device that generates electric power by converting kinetic energy of wind into electrical energy from a generator using the rotation of a blade. In particular, wind energy that exists around us is converted into electrical energy. It is a future-oriented technology that takes advantage of the infinity of resources, the cleanliness of energy, and the versatility of technology. Wind power generation is largely composed of a mechanical unit for converting wind energy into mechanical energy, an electrical unit for converting the converted energy into electrical energy, and a control unit for controlling the operability of the system.

상기와 같이 풍력발전은 미래의 대체에너지로 각광받고 있기 때문에 종래에 다수의 특허 및 실용신안이 출원 및 등록된바 있다.As mentioned above, since wind power generation is spotlighted as an alternative energy of the future, many patents and utility models have been filed and registered in the past.

그 중에서 실용신안등록출원 제2004-0025959호(등록번호 제0370510호)(명칭: 복합식 수직축 풍력발전 시스템)가 출원 및 등록된바 있다.Among them, Utility Model Registration Application No. 2004-0025959 (Registration No. 0370510) (name: composite vertical axis wind power generation system) has been filed and registered.

즉, 상기한 종래의 기술은 풍력에 의해 회전하는 수직축(30)과 상기 수직축(30)의 회전에 따라 전기를 발생시키는 발전기(60)로 구성되는 수직축 풍력발전 시스템에 있어서, 상기 수직축(30)에 결합되며 2개의 블레이드(10)로 구성된 사보니우스 로터와; 상기 사보니우스 로터의 상측에 위치하게 되며 상기 수직축(30)에서 외측으로 방사형으로 다수개 연장되는 바의 말단에 반원통형 블레이드(13)가 부설된 반원통형 로터와; 상기 수직축(30)과 발전기(60) 사이에 위치하게 되어 상기 수직축(30)의 회전수를 발전기(60)에 필요한 회전수로 변환하는 증속기(50);를 포함하여 구성되고, 또한 상기 복합식 수직축 풍력발전 시스템은, 전원의 공급에 따라 회전하게 되는 기동모터(80)와; 상기 기동모터(80)의 회전력을 상기 수직축(30)에 전달하거나 차단하게 되는 동력전달부(100)와; 상기 수직축(30)의 일측에 부설되어 상기 수직축(30)의 회전을 정지시키게 되는 브레이크(40)와; 풍속을 측정하는 풍속계(110)와; 상기 풍속계(110)의 신호를 전달받게 되며 상기 풍속에 따라 상기 기동모터(80)와 브레이크(40)를 제어하여 수직축(30)의 회전 속도를 조절하게 되는 제어부(70);를 포함하여 구성된다.That is, the above-described conventional technique is a vertical axis wind power generation system composed of a vertical axis 30 that rotates by wind power and a generator 60 that generates electricity according to the rotation of the vertical axis 30, the vertical axis 30 A savonius rotor coupled to and composed of two blades 10; A semi-cylindrical rotor positioned on the upper side of the savonius rotor and having a semi-cylindrical blade (13) attached to an end of the plurality of bars extending radially outwardly from the vertical axis (30); It is located between the vertical shaft 30 and the generator 60, the speed increaser 50 for converting the rotational speed of the vertical shaft 30 to the number of revolutions required for the generator 60; The vertical axis wind power generation system includes a starting motor 80 which rotates according to the supply of power; A power transmission unit 100 for transmitting or blocking the rotational force of the starting motor 80 to the vertical shaft 30; A brake (40) attached to one side of the vertical shaft (30) to stop the rotation of the vertical shaft (30); An anemometer 110 for measuring wind speed; And a controller 70 that receives the signal from the anemometer 110 and controls the starting motor 80 and the brake 40 according to the wind speed to adjust the rotational speed of the vertical axis 30. .

상기와 같이 구성된 종래의 기술은 수직축 풍력발전기의 효율을 증대시켜 풍 향이 수시로 변화하여 수직축 풍력발전기의 사용이 곤란한 경우에도 경제적인 발전이 가능하도록 한 것이다.The conventional technology configured as described above is to increase the efficiency of the vertical axis wind power generator to enable economic development even when the use of the vertical axis wind power generator is difficult to change from time to time.

그러나 상기한 종래의 기술은 단순히 수직축 블레이드만을 이용한 풍력발전기로, 이는 수평축 블레이드와 수직축 블레이드를 동시에 이용하지 못하므로 인해 보다 효율적이고 경제적인 에너지를 얻을 수 없다는 커다란 문제점이 발생 되었다.However, the above-mentioned conventional technology is simply a wind power generator using only a vertical shaft blade, which does not use a horizontal shaft blade and a vertical shaft blade at the same time, resulting in a big problem that more efficient and economical energy cannot be obtained.

즉, 종래의 기술은 하나의 수직축 블레이드만을 사용함으로 큰 기동력의 토크를 얻을 수 없으므로 인해 효율이 현저히 낮다는 문제점이 지적되었다.That is, the conventional technique has been pointed out that the efficiency is significantly low because the torque of a large maneuverability can not be obtained by using only one vertical axis blade.

또한 종래의 풍력발전기는 소음 공해 및 바람의 방향에 따른 출력 변동이 개선되지 못한 문제점과 아울러 낮은 풍속에서도 기동 특성을 개선 시키지 못하는 문제점 등이 발생 되었다.In addition, the conventional wind power generator has a problem that the output fluctuations according to the noise pollution and the wind direction is not improved, and also the problem that does not improve the starting characteristics at low wind speed.

본 고안은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 풍속가속부와 내·외부회전력가속부 그리고 회전력증가부를 구비함을 제1목적으로 한 것이고, 제2목적은 산간 내륙지역이나 풍향이 수시로 변하는 지형에서의 발전이 가능하도록 수평축 블레이드와 수직축 블레이드를 복합적으로 구성하여 풍력을 이용할 수 있도록 한 것이며, 제3목적은 이는 결과적으로 보다 효율적이고 경제적인 에너지를 얻을 수 있도록 한 것이고, 또한 제4목적은 수직축과 수평축 풍력발전기의 장점만을 조합하여 소음 공해가 적고, 낮은 풍속에서도 기동 특성을 개선 시킨 것이며, 제5목적은 이로 인해 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시켜 대체 에너지의 기술로서 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 수평 및 수직 블레이드를 이용한 복합형 풍력발전 장치를 제공한다.The present invention devised to solve all the problems of the prior art as described above, the first purpose is to have a wind speed acceleration unit, the internal and external rotational power acceleration unit and the rotational force increasing unit, the second purpose is the mountain inland area In order to be able to develop on a terrain where the wind direction changes frequently, the horizontal blade and vertical blade are combined to use the wind power, and the third purpose is to obtain more efficient and economical energy as a result. In addition, the fourth purpose is to combine the advantages of the vertical axis and horizontal axis wind power generators to reduce noise pollution and improve the maneuverability even at low wind speeds. The fifth purpose is to significantly improve the quality and reliability of the product, thereby making it an alternative energy technology. Hybrid wind with horizontal and vertical blades for good images Provide a power plant.

이러한 목적 달성을 위하여 본 고안은 수평축블레이드의 회전력을 변환·감지·제어의 기능을 수행하는 풍속제어부; 상기 풍속제어부의 하부에 구비되며, 수직축블레이드의 회전력을 증가시키는 내부회전력가속부; 상기 내부회전력가속부의 하부 몸체에 구비되며, 수직축블레이드의 회전력을 증가시키는 외부회전력가속부;가 구비됨을 특징으로 하는 수평 및 수직 블레이드를 이용한 복합형 풍력발전 장치를 제공한다.The present invention for achieving the above object is a wind speed control unit for performing a function of converting, detecting, and controlling the rotational force of the horizontal blade; An internal rotational acceleration unit provided below the wind speed control unit and increasing rotational force of the vertical shaft blade; It is provided on the lower body of the inner rotation acceleration portion, an external rotation acceleration portion for increasing the rotational force of the vertical shaft blade; provides a hybrid wind power generator using a horizontal and vertical blades.

이하에서는 이러한 목적 달성을 위한 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, described in detail with reference to the accompanying drawings a preferred embodiment of the present invention for achieving this purpose are as follows.

본 고안에 적용된 수평 및 수직 블레이드를 이용한 복합형 풍력발전 장치는 도 2 내지 도 6 에 도시된 바와 같이 구성되는 것이다.The hybrid wind power generator using the horizontal and vertical blades applied to the present invention is configured as shown in FIGS. 2 to 6.

하기에서 본 고안을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.In the following description of the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

그리고 후술되는 용어들은 본 고안에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.The following terms are terms set in consideration of functions in the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the producer, and the definitions should be made based on the contents throughout the present specification.

먼저, 본 고안은 수평축 블레이드와 수직축 블레이드를 복합적으로 구성하여 풍력을 이용할 수 있도록 한 것으로, 이는 보다 효율적이고 경제적인 에너지를 얻을 수 있도록 한 것이다.First, the present invention is to combine the horizontal axis blades and vertical axis blades to use the wind power, which is to obtain more efficient and economical energy.

이를 위한 본 고안의 기술적 구성은 크게 수평축블레이드(201)의 회전력을 변환·감지·제어의 기능을 수행하는 풍속제어부(200)와, 상기 풍속제어부의 하부에 구비되며, 수직축블레이드(500)의 회전력을 증가시키는 내부회전력가속부(300)와, 상기 내부회전력가속부의 하부 몸체(600)에 구비되며, 수직축블레이드의 회전력을 증가시키는 외부회전력가속부(400)로 구성된다.Technical configuration of the present invention for this purpose is largely provided in the lower portion of the wind speed control unit 200 and the wind speed control unit for performing the function of converting, detecting, and controlling the rotational force of the horizontal shaft blade 201, the rotational force of the vertical shaft blade 500 It is provided on the internal rotational acceleration unit 300 to increase the, and the lower rotational body 600 of the internal rotational acceleration unit, and consists of an external rotational acceleration unit 400 to increase the rotational force of the vertical shaft blade.

이때 상기 풍속제어부(200)는, 나셀(Nacelle)(203)의 내부에 발전기(204)와 속도검출센서(205) 그리고 수평축제어부(206)가 수평축(202)에 연결되게 구비되는 것으로, 상기 나셀(203)은 종래의 일반적인 기어박스의 문제점을 없애고 C형 리니어모터를 사용함으로써 마찰손실없음·비용감소·중량감소·기계적소음감소·전체효율증가 등의 효과를 제공하게 된다.At this time, the wind speed control unit 200, the generator 204, the speed detection sensor 205 and the horizontal axis control unit 206 is provided to be connected to the horizontal axis 202 inside the nacelle (Nacelle) (203), the nacelle 203 eliminates the problems of the conventional general gearbox and provides the effect of no friction loss, cost reduction, weight reduction, mechanical noise reduction, and overall efficiency by using the C type linear motor.

또한 상기 내부회전력가속부(300)는, 도 3 에 도시된 바와 같이 수직축의 외주면에 회전자(302)가 구비되고, 이 회전자와 근접되게 외주면에는 일측이 개방된 'C'자형의 고정자(303)가 구비된다.In addition, the internal rotational acceleration unit 300, as shown in Figure 3, the rotor 302 is provided on the outer circumferential surface of the vertical axis, the 'C' shaped stator (one side is opened on the outer circumferential surface in close proximity to the rotor ( 303).

본 고안은 이때 도 3(a)와 같이 수직축(301)의 외주면 전체에 회전자(302)를 구비함은 물론 도 3(b)에서와 같이 수직축(301)의 외주면에 일정 간격으로 다수의 회전자(302)를 구비할 수 있도록 함은 물론이다.The present invention includes a rotor 302 on the entire outer circumferential surface of the vertical axis 301 as shown in Figure 3 (a) as well as a plurality of times at regular intervals on the outer circumferential surface of the vertical axis 301 as shown in Figure 3 (b) Of course, it can be provided with an electron (302).

또한 본 고안에 적용된 상기 외부회전력가속부(400)는, 도 2, 4 에 도시된 바와 같이 몸체(600)의 내부에 일정 간격으로 다수개 설치되는 고정자(402)와, 상기 고정자와 근접되게 수직축블레이드(500)의 외주면에 일정 간격으로 다수개 설치되는 회전자(401)로 구비되는 것으로, 상기 외부회전력가속부(400)는 도면상에는 도시하지 않았으나, 도 3 과 같이 회전자(401)가 수직축블레이드의 외주면 전체를 감싸거나 또는 일정 간격으로 다수개 나누어 구성할 수 있음은 물론이다.In addition, the external rotational acceleration unit 400 applied to the present invention, as shown in Figures 2 and 4, a plurality of stators are installed in the interior of the body 600 at regular intervals, and the vertical axis in close proximity to the stator It is provided with a plurality of rotors 401 installed at a predetermined interval on the outer peripheral surface of the blade 500, the external rotational acceleration unit 400 is not shown in the figure, as shown in Figure 3 the rotor 401 vertical axis The entire outer circumferential surface of the blade or may be divided into a plurality of predetermined intervals of course.

한편, 상기 회전자(302)(401)는 전력을 끊었을 때 회전자와 고정자간의 어떠한 간섭 및 마찰이 일어나지 않도록 알루미늄재질로 이루어지고, 고정자(303)(402)는 규소강판이 적층된 권선체로 이루어진다.On the other hand, the rotor 302, 401 is made of aluminum so that no interference and friction between the rotor and the stator when the power is cut off, the stator 303, 402 is a winding body laminated silicon steel sheet Is done.

또한 본 고안 상기 나셀(203)의 하부 수직축(301)에는 내·외부회전력가속부(300)(400)에 전류를 흐르게 하는 접촉자 형식의 슬립링(207)이 구비된다.In addition, the lower vertical axis 301 of the nacelle 203 is provided with a contact ring slip type 207 for flowing a current through the internal and external rotational power acceleration units 300 and 400.

그리고 본 고안에 적용된 상기 몸체(600)의 내부 수직축(301)에는 풍력반전기 전체 하중(중량)을 효율적으로 지탱(지지)하기 위한 슬립형 영구자석(501)이 구비됨은 물론 이 영구자석의 하부에는 순차적으로 전자클러치(502)와 증속기(503) 그리고 하이브리드동기발전기(504)가 수직축(301)에 구비되고, 상기 하이브리드동기발전기(504)의 일측에는 제어부(505)와 축전지(506)가 연결 구비된다.In addition, the inner vertical shaft 301 of the body 600 applied to the present invention is provided with a slip-type permanent magnet 501 for efficiently supporting (loading) the wind load total load (weight), as well as a lower portion of the permanent magnet. The electronic clutch 502, the speed increaser 503, and the hybrid synchronous generator 504 are provided on the vertical axis 301, and the control unit 505 and the storage battery 506 are connected to one side of the hybrid synchronous generator 504. It is provided.

한편, 본 고안은 도 6 에 도시된 바와 같이 상기 수평축블레이드(201)의 중심에 있는 수평축(202)에 수평축블레이드의 균형을 잡아주고, 소음을 제거하며, 효율을 향상시키는 회전력증가부(700)가 구비된다.Meanwhile, the present invention balances the horizontal shaft blades with the horizontal shaft 202 at the center of the horizontal shaft blade 201 as shown in FIG. 6, removes noise, and improves the rotational force increasing unit 700. Is provided.

즉, 상기 회전력증가부(700)는, 수평축(202)의 외주면에 일정 간격으로 돌출된 다수의 회전자(701)와 이 회전자의 외측 근접위치에 일측이 개방된 'C'자형의 고정자(702)가 구비된다. That is, the rotation force increasing unit 700 includes a plurality of rotors 701 protruding at regular intervals on the outer circumferential surface of the horizontal axis 202 and a 'C' shaped stator having one side opened at an outer proximal position of the rotor ( 702 is provided.

이때 본 고안에 적용된 상기 각 회전자(701)는 도 6(b)에 도시된 바와 같이 각 수평축블레이드(201)의 상호 반대편 방향에 돌출되게 구성한다.At this time, each rotor 701 applied to the present invention is configured to protrude in opposite directions of each horizontal axis blade 201 as shown in Figure 6 (b).

한편 본 고안은 상기의 구성부를 적용함에 있어 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있다.Meanwhile, the present invention may be variously modified and may take various forms in applying the above components.

그리고 본 고안은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 고안의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.And it is to be understood that the present invention is not limited to the specific forms mentioned in the above description, but rather includes all modifications, equivalents, and substitutions within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It should be understood that.

상기와 같이 구성된 본 고안 수평 및 수직 블레이드를 이용한 복합형 풍력발전 장치의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.Referring to the effects of the hybrid wind power generator using the present invention horizontal and vertical blades configured as described above are as follows.

본 고안은 풍향에 따른 영향을 많이 받는 기존의 수평축 풍력발전기와 바람의 이용률이 낮은 기존의 수직축 풍력발전기의 단점에서 벗어나 산간 내륙지역이나 풍향이 수시로 변하는 지형에서의 발전이 가능하도록 수평축 블레이드와 수직축 블레이드를 복합적으로 구성하여 풍력을 이용할 수 있도록 한 것이다.The present invention overcomes the disadvantages of the conventional horizontal axis wind turbines and wind turbines with low wind utilization, and the horizontal axis blades and vertical blade blades to enable generation in mountainous inland areas or terrain where the wind direction changes frequently. Combining the configuration to enable the wind power.

즉, 변화가 심한 입력 풍속에도 불구하고 출력회전속도를 가장 적절한 효율을 유지하도록 한 것으로, 풍속이 약풍, 중풍, 강풍일 경우 풍속제어부(200)가 이를 판단하여 풍력발전 장치를 적절히 제어하게 된다.That is, in spite of the input wind speed, which is severely changed, the output rotation speed is maintained at the most appropriate efficiency. When the wind speed is weak wind, middle wind, and strong wind, the wind speed control unit 200 determines this to appropriately control the wind power generator.

이를 보다 상세히 설명하면, 바람에 의해 수평축블레이드(201)와 수평축 (202)이 회전하게 되면 나셀(203)의 내부에 구비된 발전기(204)와 속도검출센서(205) 그리고 수평축제어부(206)가 작동하게 된다. 이때 상기 속도검출센서(205)는 약풍(0~4m/s), 중풍(4~8m/s), 강풍(8m/s이상)의 속도를 감지하게 되고, 이렇게 감지된 속도는 수평축제어부(206)가 내부회전력가속부(300)와 외부회전력가속부(400) 및 제어부(505)에 각각 신호를 보내 작동시키게 된다.In more detail, when the horizontal shaft blade 201 and the horizontal shaft 202 are rotated by the wind, the generator 204, the speed detection sensor 205, and the horizontal shaft controller 206 provided in the nacelle 203 are rotated. It works. At this time, the speed detection sensor 205 detects the speed of the weak wind (0 ~ 4m / s), heavy wind (4 ~ 8m / s), strong wind (8m / s or more), the detected speed is the horizontal axis control unit 206 ) Sends a signal to the internal rotational acceleration unit 300, the external rotational acceleration unit 400 and the control unit 505, respectively.

즉, 상기 약풍은 바람이 적게 불어서 수직축블레이드(500)의 기동이 약할 시 수평축블레이드(201)의 회전력을 이용하여 수직축브레이드(500)에 더욱 더 큰 회전력을 발생시키도록 한 것으로, 상기 수직축브레이드(500)의 외주면에 일정 간격으로 다수게 설치된 회전자(401)가 몸체(600)의 내부에 일정 간격으로 다수개 설치된 고정자(402)에 근접되게 회전하므로 작은 전기의 힘으로도 회전력을 높이게 된다.That is, the weak wind is to generate a larger rotational force to the vertical shaft blade 500 by using the rotational force of the horizontal shaft blade 201 when the start of the vertical shaft blade 500 is weak due to less wind, the vertical shaft blade ( Since the rotor 401 installed in a plurality at regular intervals on the outer circumferential surface of the 500 rotates close to the stator 402 installed in the body 600 at a predetermined interval, the rotational force is increased even with a small electric force.

이를 보다 상세히 설명하면, 상기 외부회전력가속부(400)는 원통형이고 내부적인 회로 형성은 리니어모터(linear motor;직선형전동기;直線型電動機)와 같은 원리이다. 이때 상기 고정자(402)는 권선체이고, 회전자(401)는 알루미늄을 이용하여 작은 전기의 힘으로도 회전력을 높일 수 있고, 고정자(402)에 전력을 형성시켰을 때 회전자(401)의 알루미늄을 회전시켜 회전력을 가속시키며, 전력을 끓었을 때는 회전자(401)와 고정자(402) 간에 어떠한 간섭 및 마찰 손실이 일어나지 않으므로 각각의 전력을 생성할 수 있게 된다.In more detail, the external rotational acceleration accelerator 400 has a cylindrical shape and an internal circuit is formed on the same principle as a linear motor (linear motor). At this time, the stator 402 is a winding body, and the rotor 401 can increase the rotational force even with a small electric force by using aluminum, and when the power is formed in the stator 402, the aluminum of the rotor 401 Rotate to accelerate the rotational force, and when the power is boiled does not cause any interference and friction loss between the rotor 401 and the stator 402 can be generated for each power.

한편, 상기 풍속이 중풍일 경우에는 수평축블레이드(201)에서 나오는 전기를 내부회전력가속부(300)에 투입하여 수직축블레이드(500)의 회전력을 증가시키게 된다.On the other hand, when the wind speed is a heavy wind, the electricity from the horizontal shaft blades 201 is injected into the internal rotational acceleration unit 300 to increase the rotational force of the vertical shaft blades 500.

즉, 상기 내부회전력가속부(300)는 수직축(301)의 외주면에 설치된 회전자(302)가 고정자(303)의 내부에서 고속으로 회전하면서 발생된 전기를 이용해 수직축블레이드(500)의 회전력을 증가시켜 주게 된다.That is, the internal rotational acceleration unit 300 increases the rotational force of the vertical shaft blade 500 using electricity generated while the rotor 302 installed on the outer circumferential surface of the vertical shaft 301 rotates at a high speed inside the stator 303. Will let you.

그리고 풍속이 강풍일 경우에는 수평축블레이드(201)에서 발생된 전기를 제어부(505)를 통해 바로 축전지(506)에 저장하여 사용하게 된다.When the wind speed is strong wind, electricity generated from the horizontal shaft blade 201 is directly stored and used in the storage battery 506 through the controller 505.

더하여 본 고안에 적용된 슬립링(207)은 내·외부회전력가속부(300)(400)에 외부로부터 전류를 흐르게 하는 것이다.In addition, the slip ring 207 applied to the present invention is to allow a current to flow from the outside to the internal and external rotational power acceleration units 300 and 400.

또한 수직축블레이드(500)의 하단에 구비된 영구자석(501)은 수직축블레이드(500)의 하중이나 부하 변동에 관계없이 고속으로 회전할 수 있게 서포트 해주게 된다.In addition, the permanent magnet 501 provided at the lower end of the vertical shaft blade 500 supports to rotate at high speed regardless of the load or load variation of the vertical shaft blade (500).

그리고 상기 영구자석(501)의 하단에 위치한 전자클러치(502)는 바람이 많이 불어 고속으로 회전하는 것을 방지하는 안전장치이고, 증속기(503)는 회전력을 높일 수 있도록 도와주게 되고, 하이브리드 동기발전기(504)는 고효율을 높여줄 수 있도록 한 것이며, 제어부(505)는 전력을 변환시켜 주게 된다.And the electronic clutch 502 located at the bottom of the permanent magnet 501 is a safety device to prevent the wind is rotated at high speed due to the high wind, the increaser 503 is to help to increase the rotational force, hybrid synchronous generator 504 is to increase the high efficiency, the control unit 505 is to convert the power.

한편, 본 고안은 도 6 에 도시된 바와 같이 수평축(202)에 회전력증가부(700)를 구비하여 수평축블레이드(201)의 회전 시 균형, 소음, 효율을 향상시켜 줄 수 있다.On the other hand, the present invention can improve the balance, noise, efficiency during the rotation of the horizontal shaft blade 201 is provided with a rotation force increasing unit 700 on the horizontal shaft 202 as shown in FIG.

즉, 수평축블레이드(201)의 각각의 날개 반대편에 회전자(701)를 구비함으로 인해 수평축블레이드(201)가 회전하여 내려올 때 고정자(702)의 내부에 근접 설치된 회전자(701)는 반대로 올라가게 되므로 전기를 발생시키게 되고, 이는 결과적으 로 항상 수평축블레이드(201)가 부드럽게 회전할 수 있도록 도와주게 되고, 또한 소음을 줄이면서 회전력의 효율을 극대화시키는 효과를 제공하게 된다.That is, since the rotor 701 is provided on the opposite side of each blade of the horizontal shaft blade 201, when the horizontal shaft blade 201 rotates and descends, the rotor 701 close to the inside of the stator 702 is raised upward. Therefore, it generates electricity, and as a result, the horizontal shaft blade 201 always helps to rotate smoothly, and also provides the effect of maximizing the efficiency of the rotational force while reducing noise.

상기에서 상세히 살펴본 바와 같이 본 고안은 풍속가속부와 내·외부회전력가속부 그리고 회전력증가부를 구비한 것으로, 특히 산간 내륙지역이나 풍향이 수시로 변하는 지형에서의 발전이 가능하도록 수평축 블레이드와 수직축 블레이드를 복합적으로 구성하여 풍력을 이용할 수 있도록 한 것이며, 이는 결과적으로 보다 효율적이고 경제적인 에너지를 얻을 수 있도록 한 것이고, 또한 수직축과 수평축 풍력발전기의 장점만을 조합하여 소음 공해가 적고, 낮은 풍속에서도 기동 특성을 개선 시킨 것이며, 이로 인해 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시켜 대체에너지의 기술로서 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 매우 유용한 고안인 것이다.As described in detail above, the present invention includes a wind speed acceleration unit, an internal and external rotational power acceleration unit, and a rotational force increase unit. In particular, the horizontal axis blades and the vertical axis blades are combined to enable generation in mountainous inland areas or terrain where the wind direction changes frequently. It is designed to use wind power, and as a result, it is possible to obtain more efficient and economical energy, and also combines the advantages of vertical axis and horizontal axis wind power generators to reduce noise pollution and improve maneuverability at low wind speed. This is a very useful design that can greatly improve the quality and reliability of the product to plant a good image as a technology of alternative energy.

Claims (10)

수평축블레이드의 회전력을 변환·감지·제어의 기능을 수행하는 풍속제어부(200);A wind speed control unit 200 which performs a function of converting, detecting, and controlling the rotational force of the horizontal shaft blade; 상기 풍속제어부의 하부에 구비되며, 수직축블레이드의 회전력을 증가시키는 내부회전력가속부(300);An internal rotational acceleration accelerator 300 provided below the wind speed control unit to increase rotational force of the vertical shaft blade; 상기 내부회전력가속부의 하부 몸체에 구비되며, 수직축블레이드의 회전력을 증가시키는 외부회전력가속부(400);가 구비됨을 특징으로 하는 수평 및 수직 블레이드를 이용한 복합형 풍력발전 장치.Combination of the wind turbine is provided on the lower body of the inner rotation acceleration portion, the outer rotation acceleration portion 400 to increase the rotational force of the vertical shaft blades. 제 1 청구항에 있어서,According to claim 1, 상기 풍속제어부(200)는, 나셀의 내부에 발전기(204)와 속도검출센서(205) 그리고 수평축제어부(206)가 수평축에 연결 구비됨을 특징으로 하는 수평 및 수직 블레이드를 이용한 복합형 풍력발전 장치.The wind speed control unit 200, the generator 204, the speed detection sensor 205 and the horizontal axis control unit 206 is provided in the interior of the nacelle, characterized in that the hybrid wind power generator using horizontal and vertical blades. 제 1 청구항에 있어서,According to claim 1, 상기 내부회전력가속부(300)는, 수직축의 외주면에 회전자(302)가 구비되고, 이 회전자와 근접되게 외주면에는 일측이 개방된 'C'자형의 고정자(303)가 구비됨 을 특징으로 하는 수평 및 수직 블레이드를 이용한 복합형 풍력발전 장치.The internal rotational acceleration unit 300 is provided with a rotor 302 on an outer circumferential surface of the vertical axis, and a stator 303 having a 'C' shape with one side open on the outer circumferential surface thereof in proximity to the rotor. Hybrid wind turbines using horizontal and vertical blades. 제 1 청구항에 있어서,According to claim 1, 상기 외부회전력가속부(400)는, 몸체의 내부에 일정 간격으로 다수개 설치되는 고정자(402)와, 상기 고정자와 근접되게 수직축블레이드의 외주면에 일정 간격으로 다수개 설치되는 회전자(401)로 구비됨을 특징으로 하는 수평 및 수직 블레이드를 이용한 복합형 풍력발전 장치.The external rotational acceleration unit 400 includes a plurality of stators 402 installed at predetermined intervals inside the body, and a plurality of rotors 401 installed at predetermined intervals on the outer circumferential surface of the vertical shaft blade in close proximity to the stator. Hybrid wind turbine generator using horizontal and vertical blades, characterized in that provided. 제 3 또는 4 청구항에 있어서,The method according to claim 3 or 4, 상기 회전자(302)(401)는 알루미늄재질로 이루어지고, 고정자(303)(402)는 규소강판이 적층된 권선체로 이루어짐을 특징으로 하는 수평 및 수직 블레이드를 이용한 복합형 풍력발전 장치.The rotor 302, 401 is made of aluminum, the stator 303, 402 is a hybrid wind power generator using a horizontal and vertical blade, characterized in that made of a winding body laminated silicon steel sheet. 제 2 청구항에 있어서,According to claim 2, 상기 나셀의 하부 수직축에는 내·외부회전력가속부에 전류를 흐르게 하는 접촉자 형식의 슬립링(207)이 더 구비됨을 특징으로 하는 수평 및 수직 블레이드를 이용한 복합형 풍력발전 장치.The lower vertical axis of the nacelle further comprises a contact type slip ring 207 for flowing a current to the internal and external rotational power acceleration unit, characterized in that the hybrid wind power generation device using horizontal and vertical blades. 제 1 또는 제 4 청구항에 있어서,The method according to claim 1 or 4, 상기 몸체의 내부 수직축에는 수직축블레이드의 회전력을 증가시키는 슬립형 영구자석이 구비됨은 물론 이 영구자석의 하부에는 순차적으로 전자클러치와 증속기 그리고 하이브리드동기발전기가 수직축에 구비되고, 상기 하이브리드동기발전기의 일측에는 제어부와 축전지가 더 연결 구비됨을 특징으로 하는 수평 및 수직 블레이드를 이용한 복합형 풍력발전 장치.The inner vertical axis of the body is provided with a slip-type permanent magnet to increase the rotational force of the vertical shaft blade, of course, the lower portion of the permanent magnet is provided with an electronic clutch, a gearbox and a hybrid synchronous generator on the vertical axis, and on one side of the hybrid synchronous generator Hybrid wind turbine generator using horizontal and vertical blades, characterized in that the control unit and the storage battery is further connected. 제 1 청구항에 있어서,According to claim 1, 상기 수평축블레이드의 중심에 있는 수평축에는 수평축블레이드의 균형을 잡아주고, 소음을 제거하며, 효율을 향상시키는 회전력증가부(700)가 더 구비됨을 특징으로 하는 수평 및 수직 블레이드를 이용한 복합형 풍력발전 장치.The horizontal axis in the center of the horizontal shaft blades combined wind power unit using horizontal and vertical blades, characterized in that the rotational force increasing unit 700 further balances the horizontal shaft blades, removes noise, and improves efficiency. . 제 8 청구항에 있어서,The method of claim 8, 상기 회전력증가부(700)는, 수평축의 외주면에 일정 간격으로 돌출된 다수의 회전자(701)와 이 회전자의 외측 근접위치에 일측이 개방된 'C'자형의 고정자(702)가 구비됨을 특징으로 하는 수평 및 수직 블레이드를 이용한 복합형 풍력발전 장 치.The rotation force increasing unit 700 is provided with a plurality of rotors 701 protruding at regular intervals on the outer circumferential surface of the horizontal axis and a 'C' shaped stator 702 having one side open at an outer proximal position of the rotor. Hybrid wind turbine with horizontal and vertical blades. 제 9 청구항에 있어서,The method of claim 9, 상기 각 회전자(701)는 각 수평축블레이드의 상호 반대편 방향에 돌출 구비됨을 특징으로 하는 수평 및 수직 블레이드를 이용한 복합형 풍력발전 장치.The rotor (701) is a hybrid wind power generation device using horizontal and vertical blades, characterized in that protruding in opposite directions of each horizontal shaft blade.
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