KR200444966Y1 - 풍력 발전기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 풍력 발전기에 관한 것이다. 본 고안의 풍력 발전기는 내측 단부면과 외측 단부면을 가진 상부 에지와 하부 에지를 가진 중공 원환체 형상의 외측 부분이 두 개 이상의 분절을 갖는 날개를 포함하며, 상기 날개는 상부 에지와 하부 에지 상에서 내측 단부면과 외측 단부면 사이에서 브래킷에 단단하게 고정되어 있고, 브래킷은 고정 축상에 설치되어 있는 베어링 몸체에 단단하게 고정되어 있고, 로드는 그 한부에 의해 에지와 하부 에지 근처의 외측 단부면과 중심 사이에서 날개에 힌지 결합되고 다른 단부에서 기둥을 가진 레버에 의해 외측으로부터 인접한 날개에 힌지 결합되고, 하나의 날개는 다른 단부 상에 위치된 추를 포함하는 L형 레버-브래킷에 힌지 결합되어 있다. 다른 실시예에 있어서, 각각의 날개는 기둥을 가진 L형 레버에 의해 내측 단부면과 외측 단부면 사이에서 외측으로부터 브래킷에 힌지 결합되어 있고, 이는 베어링 몸체에 단단하게 고정되어 있고, 이는 고정축에 설치되어 있고, 다른 단부에 위치된 추를 가진 L형 레버-브래킷에 힌지 결합되어 있는 하나의 날개와 기둥을 가진 L형 레버에 힌지 결합되어 있다. 상기한 본 고안은 풍력 발전기의 유용성을 증가시켜 주며, 풍속과 풍향에 독립적이며, 강한 풍속에도 신뢰성을 개선한다.

Description

풍력 발전기{Wind Power Plant}

본 고안은 풍력 발전 산업에 관한 것으로서, 특히 낮은 풍속으로 전력 발전을 위한 전력 시스템으로서 설비를 위한 독립적인 전원 공급 장치로서 사용할 수 있는 풍력 발전기에 관한 것이다.

보니-ShKhv(특허 제PK 5595호)가 회전 풍력 발전기로 공지되어 있다. 이는 안내 장치와 원형상을 갖는 날개가 달린 수직 풍력 회전자를 포함하는 풍력 회전자 모듈을 포함한다. 날개의 갯수나 직경은 헬맨(Helman) 방정식에 따른 높이에 따라 달라진다. 발전기 그룹은 풍력 회전자 축에 연결된 하나 또는 여러 개의 단을 포함한다.

이러한 회전자 풍력 발전기는 많은 금속을 포함하고 높은 풍속에서 풍력 발전기가 운전되어야 하므로 고정밀도로 제조되어야 하며, 이로 인해 비용이 상당히 높고 낮은 풍속에서 운전되지 못하는 이러한 여러가지 단점을 가진다.

판들 사이에 위치하며 볼 소켓 죠인트에 의해 날개와 축에 운동역학적으로 단단하게 연결된 내측 에지와 외측 에지를 갖는 두 개의 반원통형 날개를 구비한 사보니우스(Savonius) 시스템 풍력 터빈(특허 제PK 3230호)이 또한 공지되어 있다. 날개는 그들의 외측 에지에 추를 가진다.

상기 풍력 터빈은 출력을 높이기 위해서는 0.5미터 이상의 직경을 증가시켜 풍력으로 날개 에지를 회전시켜야 하는 중대한 단점을 가진다. 이렇게 하는 데 있어서, 반원통형 날개의 제어되지 않은 변위가 풍압하에서 일어나야 하며 브래킷과의 충돌이 일어나게 된다. 이는 구조가 복잡해지고 장치의 신뢰성이 낮아지게 된다. 반원통형 날개 직경의 감소는 발전량이 감소하고 좁은 범위의 풍속에서만 동작되는 결과가 된다.

본 고안의 목적은 가동율(운전 풍속 범위를 확대하여)을 증가시키고, 풍속과 풍향에 관계없는 풍력 발전에 의해 전력을 일정하게 흐르게 하고, 구조가 간단하며 운전 신뢰성이 증가되면서 실제적으로 풍력 발전기의 전력을 증가시켜서 비용을 감소시키고 운전 비용을 감소시킬 수 있는 풍력 발전기(WPP)를 제공하는 데 있다.

본 고안의 상기 목적은 브래킷, 하우징을 갖는 베어링 조립체, 구동 기어 및 피동 기어, 기둥을 갖는 레버, 추를 갖는 L형 레버, 중공 원환체 형상의 외측 부분의 두 개 이상의 분절 형태이며 상부 에지와 하부 에지를 갖는 날개, 원환체의 중공 분절의 외측 부분이 반원형, 단순한 형상의 자동차 타이어와 닮은 내측면과 외측면을 포함하는 풍력 발전기에 의해 달성된다. 브래킷은 베어링에 단단하게 부착된다. 베어링은 고정축에 설치된다. 상부 에지와 하부 에지의 측면에서 내부면과 외부면 사이에서 각각의 날개는 브래킷에 힌지 결합된다. 상부 에지와 하부 에지 사이에서, 각각의 날개는 기둥을 갖는 레버에 의해 인접한 날개에 로드에 의해 힌지 연결된다. 기둥은 날개에 단단하게 부착된다. 하나의 날개는 대향 단부에 추를 갖는 L형 브래킷에 힌지 결합되어 있다. 레버-브래킷은 구동 기어 조립체에 힌지 결합되어 있다. 구동 기어는 유니버설 죠인트 또는 볼 소켓을 갖는 축에 단단하게 부착된 작은 직경의 피동 기어에 맞물려 있다. 고정축은 구동 기어 내측에 위치한다. 하부에서, 유니버설 축(또는 볼 소켓을 갖는 축)은 전기 기구 유니트에 연결되어 있다. 고정축은 지지체에 단단하게 부착되어 있다.

본 고안의 목적은 브래킷, 베어링 조립체, 구동 기어와 피동 기어, 로드, 기둥을 갖는 L형 레버, 추를 갖는 L형 레버, 상부 에지와 하부 에지를 갖는 중공 원환체 형상의 외측 부분의 두 개 이상의 분절 형상인 날개와, 내부면과 외부면을 포함하는 다른 실시예의 풍력 방전기에 의해 달성된다. 브래킷은 베어링 하우징에 단단하게 부착된다. 베어링은 고정축에 설치된다. 외측에서, 내부면과 외부면 사이에 있는 각각의 날개는 기둥을 갖는 L형 레버에 의해 브래킷에 힌지 결합되어 있다. 기둥은 날개에 단단하게 부착된다. 중심에서, L형 레버는 브래킷에 단단하게 부착된다. 기둥을 갖는 L형 레버의 단부는 로드에 힌지 결합된다.

하나의 날개는 추를 갖는 L형 브래킷에 힌지 결합된다. 레버-브래킷은 베어링 조립체에 힌지 결합된다. 베어링 하우징의 하부에 구동 기어가 단단하게 고정된다. 구동 기어는 작은 직경의 피동 기어를 거쳐 유니버설축 또는 볼 소켓을 갖는 축에 결합된다. 고정축은 구동 기어의 내측에 위치한다. 하부에서, 유니버설축(또는 볼 소켓을 가진 축)은 전기기구 유니트에 연결된다. 고정축은 지지체에 부착된다.

본 고안의 본질적인 특징과 달성된 결과 사이의 통상적인 관계는 이들 특징이 이용될 때, 풍력 에너지는 증가된 시간 비율을 이용, 즉 풍력 발전기는 1-3에서 90m/s의 속도 범위 내에서 동작될 것이다. 그 결과로서, 풍력 발전기의 사용일수는 임계치를 넘어 증가할 것이다. 이로써 전력 출력은 임계치 이상으로 증가할 것이다. 또한, 실제적으로 풍력 발전기의 단위 용량이 증가되는 것이 가능하다. 이는 낮은 풍속에서 바람이 스쳐 지나가는 표면적이 증가하고, 역으로, 풍속이 증가될 때, 브래킷에 힌지 장착에 대하여 날개를 닫기 때문에 바람이 스쳐 지나가는 표면적이 감소하기 때문에 달성된다. 태풍이 불 경우에 있어서, 원심력에 의해 추가 날개를 닫고 풍력 발전기가 중공 원환체의 외측 부분을 형상을 취하게 된다. 구조가 간단하고 축이 회전하지 않기 때문에, 그리고 풍력 발전기 축 및/또는 유니버설축과 전기기구 유니트에 볼 소켓 부착물이 존재하기 때문에 신뢰할 수 있는 운전이 가능하다.

본 고안은 전력 시스템을 위하여 전력을 생산하여 설비에 독립적인 전원 공급장치로서 사용되는 풍력 발전 산업에 속한다.

본 기술은 풍속과 풍향에 관계없이 시간율을 이용하는 풍력 에너지를 증가시키고, 단순한 구조와 개선된 성능과, 감소된 제조비용과 운전비용과, 풍력 발전기의 단위 용량을 증가시키면서 높은 신뢰성을 갖는 결과가 된다. 이는 브래킷, 하우징을 갖는 베어링 조립체, 구동 기어와 피동 기어, 로드, 기둥을 갖는 레버, 추를 갖는 L형 레버, 내부면과 외부면과 함께 상부 에지와 하부 에지를 갖는 중공 원환체의 외측 부분의 두 개 이상의 분절 형상의 날개를 갖는 풍력 발전기에 의해 달성된다. 횡단면에 있어서, 중공 원환체 분절의 외측 부분은 외측 반원형이고, 이는 횡단면으로 볼 때, 단순한 형상의 자동차 타이어(반원형)의 일부분으로 볼 수 있다. 브래킷은 베어링 하우징에 단단하게 부착되어 있다. 베어링은 고정축에 설치되어 있다. 상부 에지 및 하부 에지의 한측면 상의 내부면과 외부면 사이에서, 각각의 날개는 브래킷에 힌지 결합된다. 로드는 중심과 외부면 사이에서 상부 에지와 하부 에지에서 날개에 힌지 결합되어 있다. 외측에서, 로드의 다른측의 단부는 기둥을 갖는 레버에 의해 인접한 날개에 힌지 결합되어 있다. 기둥은 날개에 단단하게 부착된다. 하나의 날개는 L형 레버에 힌지 결합된다. 추가 L형 레버의 대향 단부에 부착된다. 추를 갖는 레버-브래킷은 기어 하우징에 힌지 결합된다. 구동 기어는 유니버설축 또는 볼 소켓을 갖는 축에 단단하게 부착된 작은 직경의 피동 기어와 결합된다. 고정축은 구동 기어의 내부에 위치한다. 하부에서, 유니버설축(또는 볼 소켓을 갖는 축)은 전기기구 유니트에 연결된다. 고정축은 지지체에 단단하게 부착된다.

풍력 발전기의 다른 실시예가 가능하다. 다른 실시예에 있어서, 풍력 발전기는 브래킷, 하우징을 갖는 베어링, 구동 기어와 피동 기어, 로드, 기둥을 갖는 L형 레버, 추를 갖는 L형 레버, 상부 에지와 하부 에지를 가지고 중공 원환체의 외측 부분에 두 개 이상의 분절 형상의 날개, 내부면과 외부면을 가진다. 브래킷은 베어링 하우징에 단단하게 부착된다. 베어링은 고정축에 설치된다. 외측에서, 각각의 날개는 내부면과 외부면 사이에서 기둥을 갖는 L형 레버에 의해 브래킷에 힌지 결합된다. 기둥은 날개에 단단하게 부착된다. 브래킷은 기둥을 갖는 L형 레버의 중심에 힌지 결합된다. 기둥을 갖는 L형 레버의 단부는 로드에 힌지 결합된다.

하나의 날개는 대향단부에 추를 갖는 L형 레버-브래킷에 힌지 결합된다. 추를 갖는 레버-브래킷은 베어링 하우징에 힌지결합된다. 구동 기어는 하우징 바닥에서 베어링 하우징에 단단하게 부착되고 유니버설축 또는 볼 소켓을 갖는 작은 직경의 피동 기어를 거쳐 맞물려 있다. 고정축은 구동 기어의 내측에 위치된다. 하부에서, 유니버설축(또는 볼 소켓을 갖는 축)은 전기기구 유니트에 연결된다. 고정축은 지지체에 부착된다.

본 고안의 본질을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 내측 에지에서 브래킷에 부착된 날개를 갖는 3날개형 풍력 발전기를 도시한 전체도이다.

도 2는 외측 에지에서 브래킷에 부착된 날개를 갖는 3날개형 풍력 발전기를 도시한 전체도이다.

도 3은 3날개형 풍력 발전기의 날개의 평면도 및 단면도이다.

도 4는 내측 에지에서 브래킷에 부착된 날개를 갖는 4날개형 풍력 발전기를 도시한 전체도이다.

도 5는 4날개형 풍력 발전기를 도시한 평면도이다.

도 6은 풍속이 변할 때, 날개(풍속을 따라)를 열고 닫고 하는 추 부착물을 갖는 L형 레버 브래킷을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 7은 닫힌 위치의 3날개형 및 4날개형 풍력 발전기를 도시한 도면이다.

풍력 발전기(도 1 참조)는 이에 부착된 베어링 조립체(2)를 갖는 고정축(1)을 포함한다. 브래킷(3)은 베어링 조립체에 단단하게 부착된다. 날개(4)는 외측면과 내측면 사이에서 브래킷(3)에 힌지 결합된다. 날개(4)는 중공 원환체(도 3 참조)의 분절 형태를 가진다.

기둥(6)을 가진 레버(5)는 브래킷(3)에 힌지 결합된다. 로드(7)는 다른 레버(도 1, 4, 5 참조)에 힌지 결합된다. 로드(7)의 다른 단부는 상부 에지와 하부 에지에서 인접한 날개(4)에 힌지 결합된다. 기둥(6)은 날개(4)에 단단하게 부착된다.

L형 레버 브래킷(8)은 구동 기어 하우징(9)(도 6 참조)에 힌지 결합된다. 레버-브래킷(8)의 상부 단부는 하나의 날개(4)에 링크(14, 15)에 의해 힌지 결합된다. 추(10)는 레버 브래킷(8)의 하부 단부에 부착된다.

고정축(1)(도 1, 2, 4 참조)의 하부 단부는 지지체(11)에 단단하게 부착된다. 구동 기어는 유니버설축(12)에 단단하게 장착되어 있는 작은 직경의 피동 기어(도면에는 도시되어 있지않음)와 맞물려 있다. 축(12)의 하부 단부는 전기기구 유니트(13)에 연결된다.

제 2 실시예(도 2 참조)에 있어서, 날(4)은 내측면과 외측면 사이에서 L형 레버(5)에 의해 브래킷(3)에 힌지 결합되어 있다. 로드(7)는 기둥(6)을 갖는 L형 레버(5)의 양단부에 힌지 결합된다. 중심에서, 기둥(6)을 갖는 L형 레버(5)는 브래킷(3)에 힌지 결합된다. 기둥(6)은 날개(4)에 단단하게 부착된다.

고정축(1)의 부착체, 추(10)를 가진 레버-브래킷(8), 전기기구 유니트(13) 연결체는 제 1 실시예와 유사하다.

풍력발전기는 다음과 같이 동작한다. 바람이 날개(4)와 부딪히고, 그 결과로 날개(3), 브래킷(3)과 구동 기어는 고정축(1)에 대하여 베어링을 통하여 회전한다. 구동 기어의 회전은 피동 기어와 유니버설축(볼 소켓을 가진 축)을 통하여 전기기구 유니트(13)로 전달된다. 풍속이 빨라질 때, 원심력은 추(10)를 회전축으로부터 멀어지게 하고, 그 결과로 레버-브래킷(8)을 볼 소켓 부착체에 대하여 움직이게 한다. 레버-브래킷(8)은 링크(14, 15)에 의해 날개(4)를 당기게 (또는 밀게)되고, 이는 모든 날개(4)가 브래킷(3)에서 볼 소켓 부착체를 움직이게 한다. 태풍이 부는 동안에, 날개(4)는 닫히거나 원환체 형상을 띠기도 한다(도 7 참조).

바람이 없다면, 중력은 추(10)를 하방을 내려오게 하고 링크(14, 15)를 통하여 레버-브래킷(8)에 의해 날개(4)를 완전 개방한다.

제 2 실시예의 풍력발전기의 동작도 유사하다.

Claims (2)

1. 추, 브래킷, 에지를 가진 날개를 포함하는 풍력 발전기로서,

   상기 날개는 외측 부분이 중공 원환체 형상을 갖는 두 개 이상의 분절로 만들어지며, 상부 에지와 하부 에지와 또한 내측면과 외측면을 가지 있고,

   각각의 날개는 내측 에지와 외측 에지 사이에서 하부 에지와 상부 에지 측면 상에서 상기 브래킷에 힌지 결합되어 있고,

   상기 브래킷은 베어링 하우징에 단단하게 부착되어 있고,

   상기 베어링은 고정축 상에 설치되어 있고,

   로드(rod)는 중심면과 외측면 사이에서 상부 에지와 하부 에지의 중앙에서 날개에 힌지 결합되어 있고, 상기 로드의 다른 단부는 기둥을 가진 레버에 의해 인접한 날개에 힌지 결합되어 있고,

   상기 기둥은 상기 날개에 단단하게 부착되어 있고,

   하나의 날개는 L형 레버-브래킷에 힌지 결합되어 있고,

   추는 상기 레버-브래킷의 다른 단부에 부착되어 있고,

   상기 추를 갖는 상기 레버-브래킷은 구동 기어 하우징에 힌지 결합되어 있고,

   상기 구동 기어는 유니버설축 또는 볼 소켓을 가진 축에 단단하게 부착된 작은 직경의 피동 기어와 맞물려 있고,

   상기 고정축은 구동 기어의 내측에 위치되고,

   상기 유니버설축(또는 볼 소켓을 가진 상기 축)은 전기기구 유니트의 하부에 연결되어 있고,

   상기 고정축은 지지체에 단단하게 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 풍력 발전기.
2. 추, 브래킷, 에지를 가진 날개를 포함하는 풍력 발전기로서,

   상기 날개는 외측 부분이 중공 원환체 형상을 갖는 두 개 이상의 분절로 만들어지며, 상부 에지와 하부 에지와 또한 내측면과 외측면을 가지 있고,

   외측에서, 각각의 날개는 기둥을 가진 L형 레버에 의해 내측면과 외측면 사잉에서 브래킷에 힌지 결합되고,

   상기 기둥은 상기 날개에 단단하게 부착되어 있고,

   상기 브래킷은 상기 베어링 하우징에 단단하게 부착되어 있고,

   상기 베어링은 고정축 상에 설치되어 있고,

   상기 베어링은 고정축 상에 설치되고 기둥을 가진 L형 레버의 중심에 힌지 결합되고, L형 브래킷의 다른 단부는 로드에 힌지 결합되어 있고,

   하나의 날개는 추가 부착된 L형 레버-브래킷에 다른 단부에서 상기 L형 레버-브래킷에 힌지 결합되어 있고,

   상기 추를 갖는 상기 레버-브래킷은 베어링 하우징에 힌지 결합되어 있고,

   상기 구동 기어는 베어링 하우징의 하부에 단단하게 부착되고, 유니버설축 또는 볼 소켓을 가진 축과 작은 직경의 피동 기어를 통하여 맞물려 있고,

   상기 고정축은 구동 기어 내측에 설치되어 있고, 지지체에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 풍력 발전기.

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