KR20050030565A - 풍력 발전기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 풍력발전기에 관한 것이며, 그 목적은 바람이 약한 지역에서도 원만한 전기발전이 가능케 함과 동시에 바람의 방향과 풍속에 관계없이 원통형팬이 회전되어 발전가능 하도록 한 풍력발전기를 제공하는 것이다.

본 발명은 풍력발전기의 중심부에 회전축(1)이 설치되고 상기 회전축(1)에 다수의 풍력날개(3)가 설치되며, 풍력날개(3)는 다수의 연통된 공간을 구비하는 격자(4)로서 구획하고, 각각의 격자(4)의 일측에는 풍력날개(3)가 바람의 방향에 관계없이 회전할 수 있도록 회전방향 조절날개(10)를 설치하여, 다수개의 회전방향 조절날개(10)가 일정한 간격으로 풍력날개(3)의 일면 전체를 커버하도록 구성하고, 회전축(1) 하부에는 팬기어(6)가 설치되고 발전기(8)가 구성되고 발전기 기어(7)가 팬기어(6)에 맞물려 동력이 전달되어 발전이 이루어지게 구성되어 약한 풍속 에서도 발전이 가능함과 동시에 풍향에 관계없이 발전이 가능한 풍력발전기에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.

Description

풍력 발전기{Wind energy machine}

본 발명은 풍력발전기의 개량에 관한 것으로, 보다 상세하게는 약한 풍속에서도 전기의 발전을 가능케 함과 동시에 풍속방향에 관계없이 풍력발전이 가능한 풍력발전기에 관한 것이다.

일반적으로 바람의 힘을 이용한 풍력발전기는 일부 실용화되고 있으나 대부분 높게 세운 풍력탑에 프로펠러형 송풍기를 설치한 프로펠러형 발전기 형태로 다음과 같은 문제들이 있는 것이었다.

기존 사용되고 있는 프로펠러형 발전기는 발전 용량에 비해 부피가 크고 공간도 많이 차지하며 발전기와 임펠러 등을 높게 설치해야 함으로 시설비가 많이 들고 정비가 곤란하며 강풍으로부터 풍력발전기를 보호하기 어렵고, 프로펠러의 구조상 전력을 발생시키기 위하여는 최소한 풍속 5-6m/sec이상이여야 발전이 가능할 뿐 아니라 송풍방향에 따라 풍력발전기의 방향을 수동으로 조절하여야 하므로 바람이 비교적 약하고 풍향이 자주 변하는 지형 에서는 만족할만한 발전 효과를 기대할 수 없을 뿐 아니라 그 무게중심이 높아 선박등 해양 구조물에 설치하기가 어렵고 태풍이나 돌풍시 풍력탑이나 프로펠러가 훼손 되는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 종래의 제반 문제점들을 시정하고자 바람이 약한 지역에서도 원만한 전기발전이 가능케 함과 동시에 바람의 방향과 풍속에 관계없이 원통형팬이 회전되어 발전가능 하도록 한 풍력발전기를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 풍력을 이용하는 발전장치에 있어서, 지지체 위에 설치되는 원통형의 지지축과, 상기 원통형의 지지축을 감싸는 형태로 설치되어 풍력을 발전기에 전달하는 회전축 수단과, 상기 지지축과 회전축 수단의 접촉부에 설치되는 상부베어링과, 상기 지지체와 회전축 수단의 접촉부에 설치되는 하부베어링과, 상기 회전축 수단에 부착되는 다수의 풍력날개(3)와, 상기 풍력날개(3)는 가로격자체(4a)와 세로격자체(4b)로 다수의 연통된 공간을 구비하는 격자(4)로서 구획되고, 상기 다수의 격자 중 일정 개수의 격자를 커버하도록 천이나 인조고무로 이루어진 회전방향 조절날개(10)의 일측을 세로격자체(4b)에 결합 설치하며, 다수개의 회전방향 조절날개(10)가 일정한 간격으로 풍력날개(3)의 일면 전체를 커버하도록 구성되어 회전위치에 따라 회전방향 조절날개(10)가 격자를 폐쇄하거나 개방함으로써 풍력으로 풍력날개를 회전시켜 발전을 행하도록 구성되어 회전축에 인가되는 동력으로 발전을 행하도록 구성된다.

이하 본 발명의 구성 및 작용을 첨부한 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명에서 제공하고자 하는 수평형 날개로 구성된 풍력발전기의 사시도를, 도 2 는 본 발명의 풍력날개의 종방향 단면을 도시한 개략도를, 도 3 은 본 발명인 풍력발전기의 풍력날개에 회전방향 조절날개를 부착한 종방향 단면도 및 회전방향 조절날개 확대도로서, 지지체(11) 위에 설치되는 원통형의 지지축(12)과, 상기 원통형의 지지축(12)을 감싸는 형태로 설치되어 풍력을 발전기에 전달하는 회전축 수단과, 상기 지지축(12)과 회전축 수단의 접촉부에 설치되는 상부베어링(5)과, 상기 지지체와 회전축 수단의 접촉부에 설치되는 하부베어링(5')과, 상기 회전축 수단에 부착되는 다수의 풍력날개(3)와,

상기 풍력날개(3)는 가로격자체(4a)와 세로격자체(4b)로 다수의 연통된 공간을 구비하는 격자(4)로서 구획하고, 상기 다수의 격자 중 일정 개수의 격자를 커버하도록 천이나 인조고무로 이루어진 회전방향 조절날개(10)의 일측을 세로격자체(4b)에 결합 설치하여, 다수개의 회전방향 조절날개(10)가 일정한 간격으로 풍력날개(3)의 일면 전체를 커버하도록 구성되어 회전위치에 따라 회전방향 조절날개(10)가 격자를 폐쇄하거나 개방함으로써 풍력으로 풍력날개를 회전시켜 발전을 행하도록 구성한다.

또한, 상기 회전축 수단은 풍력발전기의 중심부에 회전축(1)을 설치하고, 상기 회전축둘레에 회전원통(2)을 설치하여 구성되며,

회전축(1) 하부에는 팬기어(6)를 설치하여 발전기기어(8)와 연결되게 하여, 팬기어(6)와 발전기 기어(7)가 맞물려 동력이 전달되어 발전이 이루어지게 구성한다.

이하 상기와 같이 구성된 풍력발전기의 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4 에서와 같이 일정방향에서 바람이 불어오면 오면 바람은 좌측 풍력날개(2A)와 우측 풍력날개(2B)에 부딪쳐 날개를 밀게 된다. 이때 풍력날개(3)는 가로격자체(4a)와 세로격자체(4b)로 다수의 연통된 공간을 구비하는 격자(4)로서 구획하고, 각각의 격자(4)의 일측에는 풍력날개(3)가 바람의 방향에 관계없이 회전할 수 있도록 회전방향 조절날개(10)를 일정한 간격으로 풍력날개(3)의 일면 전체를 커버하도록 설치하였으므로 좌측 풍력날개(2A)에 설치된 회전방향 조절날개(10)는 뒤쪽으로 회전하여 바람방향에 평행하게 열리게 되고, 우측 풍력날개(2B)의 회전방향 조절날개(10)는 좌측 풍력날개(2A)의 회전방향 조절날개(10)와 반대 방향으로 회전하고 바람의 방향과 직각으로 닫치게 된다. 따라서 회전축(1)을 중심으로 우측 풍력날개(2B)에 인가되는 풍력이 좌측 풍력날개(2A)에 인가되는 풍력보다 크게 되므로 회전축(1)은 우측으로 회전하게 된다.

상기에서는 한쪽방향으로의 바람 즉, 좌측 풍력날개(2A)에서 우측 풍력날개(2B)의 방향으로 바람이 불어오는 것을 가정하여 설명하였으나 풍력날개(3) 어느쪽에서 바람이 불어와도 마찬가지로 회전축(1)이 회전가능하며, 회전축(1)이 회전하게 되면 회전축(1)의 하부에 구성된 팬기어(6)와 발전기기어(7)가 맞물려 동력이 전달되어 발전이 이루어지고 발전된 전기는 축전지(9)에 저장되거나 수용가로 공급되게 된다. 따라서 풍향에 관계없이 발전이 가능하게 되는 것이다.

상기 회전방향 조절날개(10)는 종방향에 위치한 다수의 격자를 하나의 회전방향 조절날개(10)로 커버할 수 있도록 하는 한편, 적어도 2개 이상의 열을 하나의 회전방향 조절날개(10)가 커버할 수 있도록 충분히 큰 크기로 형성됨이 바람직하다. 이때 상기 회전방향 조절날개(10)는 유연성이 있는 천 또는 인조가죽과 같은 재질을 사용하여 강한 바람으로 인한 회전방향 조절날개의 이탈 등으로 인한 위험이 없다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 풍력발전기는 부피가 작고 공간도 적게 차지하며 무게중심이 낮게 설치하므로 시설비가 적게 들고 정비가 용이하며, 제작도 용이하여 소형에서부터 초대형까지 제작이 용이하여 실용화 할 수 있고, 무게중심이 낮아 태풍이나 돌풍에 안전하고, 바람이 약한 지역에서도 원만한 전기발전이 가능케 함과 동시에 돌풍이나 태풍시 회전방향 조절날개의 이탈로 인한 위험이 없다.

도 1 은 본 발명인 풍력발전기의 사시도

도 2 는 본 발명인 풍력발전기의 풍력날개의 종방향 단면도

도 3 은 본 발명인 풍력발전기의 풍력날개에 회전방향 조절날개를 부착한 종방향 단면도 및 회전방향 조절날개 확대도

도 4 은 본 발명인 풍력발전기의 풍력날개의 횡방향 단면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(1) : 회전축 (2) : 회전원통

(2A) : 좌측 풍속날개 (2B) : 우측 풍속날개

(3) : 풍력날개 (4) : 격자

(4a) : 가로격자체 (4b) : 세로격자체

(5) : 상부베어링 (5'): 하부베어링

(6) : 팬 기어 (7) : 발전기 기어

(8) : 발전기 (9) : 축전지

(10) : 회전방향 조절날개 (11) : 지지체

(12) : 지지축

Claims (3)

1. 풍력을 이용하는 발전장치에 있어서,

   지지체 위에 설치되는 원통형의 지지축과, 상기 원통형의 지지축을 감싸는 형태로 설치되어 풍력을 발전기에 전달하는 회전축 수단과, 상기 지지축과 회전축 수단의 접촉부에 설치되는 상부베어링과, 상기 지지체와 회전축 수단의 접촉부에 설치되는 하부베어링과,

   상기 회전축 수단에 부착되는 다수의 풍력날개(3)와, 상기 풍력날개(3)는 가로격자체(4a)와 세로격자체(4b)로 다수의 연통된 공간을 구비하는 격자(4)로서 구획되고, 상기 다수의 격자 중 일정 개수의 격자를 커버하도록 회전방향 조절날개(10)의 일측을 세로격자체(4b)에 결합 설치하여, 다수개의 회전방향 조절날개(10)가 일정한 간격으로 풍력날개(3)의 일면 전체를 커버하도록 구성되어 회전위치에 따라 회전방향 조절날개(10)가 격자를 폐쇄하거나 개방함으로써 풍력으로 회전축을 회전시켜 발전을 행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 풍력을 이용하는 발전장치.
2. 제 1항에 있어서

   상기 회전축 수단은 풍력발전기의 중심부에 회전축(1)을 설치하고, 상기 회전축둘레에 회전원통(2)을 설치하여 된 것을 특징으로 하는 풍력을 이용하는 발전장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 회전방향 조절날개의 재질은 천, 인조고무, 중 하나인 것을 특징으로 하는 풍력을 이용하는 발전장치.