KR20060069367A - 조립형 풍차 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 취급이 용이하며 휴대성을 향상시킬 수 있는, 사보니우스(Savonious) 형 풍차의 원리를 이용한 조립형 풍차이다. 조립형 풍차(1)는, 회전축 주위로 회전하는 동력 전달 축(3) 및 접속 부재(8)와, 상기 접속 부재(8)에 연결되고, 복수개의 수풍부(5)를 구비하고, 이들 복수개의 수풍부(5)에서 받은 바람을 다른 수풍부(5)에 안내하는 로터(7)를 구비하고, 접속 부재(8)로부터 각 수풍부(5)를 분리하여 접음으로써 로터(7)를 축소할 수 있다.

풍차, 발전, 조립, 축소, 증속기, 로터, 휴대

Description

조립형 풍차{ASSEMBLY-TYPE WIND WHEEL}

본 발명은 사보니우스(Savonious) 형 풍차에 관한 것으로서, 특히 사보니우스형 풍차의 원리에 따른 조립 및 분해가 용이한 조립형 풍차에 관한 것이다.

풍차의 일종으로서 사보니우스형 풍차가 알려져 있다. 도 1a는 사보니우스형 풍차의 원리를 설명하기 위한 종래의 사보니우스형 풍차의 구성을 나타낸 사시도이다. 도 1b는 도 1a에 나타낸 사보니우스형 풍차(500)에 있어서 바람의 흐름을 나타낸 도면이다.

도 1a에 나타낸 바와 같이, 사보니우스형 풍차(500)는, 소정의 회전축을 중심으로 회전하는 동력 전달 축(3p)과, 바람을 받아 동력 전달 축(3p)과 함께 회전하는 복수개의 플레이드(5p)를 가진다. 도 1a에 있어서는, 2개의 플레이드(5p)가 접속 부재(8p)를 개재하여 동력 전달 축(3p)에 연결되어 있다.

각각의 플레이드(5p)는, 예를 들어, 반원통형으로 형성되어 있고, 만곡된 내주면이 동력 전달 축(3p)의 주위를 둘러싸듯이 접속 부재(8p)에 설치된다. 이 내주면이, 바람을 받는 수풍면(5p_a)이 된다. 이 때, 2개의 플레이드(5p)는, 수풍면(5p_a)이 서로 대향하고 일부가 오버랩되도록 설치된다.

그리고, 도 1a에 있어서의 부호 9에 의해 표현되는 부재는, 플레이드(5p)의 강도를 확보하기 위한 보강재이다.

도 1a에 나타낸 풍차(500)에 바람이 부딪힐 경우, 도 1b에 나타낸 바와 같이, 한쪽 플레이드(5p)의 수풍면(5p_a)에 부딪히는 바람의 풍압에 의한 힘(이것을 풍압력이라 하다)을 a, 다른 쪽의 플레이드(5p)의 수풍면(5p_a)과는 반대측의 면에 부딪히는 바람의 풍압력을 b라 한다. 풍압력 b는, 풍압력 b1과 풍압력 b2로 나누어진다고 여겨진다.

풍압력 a와 풍압력 b가 같은 크기라고 하면, a + b1 > b가 되고, 풍압력 a와 풍압력 b1이 풍차(500)를 회전시키는 힘으로서 작용하기 때문에, 풍차(5O0)는 화살표 RD 방향으로 회전한다.

또, 한쪽 플레이드(5p)의 수풍면(5p_a)에 부딪히는 바람은 만곡된 수풍면(5p_a)을 따라 동력 전달 축(3p) 측에 모여서, 다른 쪽 플레이드(5p)의 수풍면(5p_a)에 부딪힌다. 이에 의하여, 도 1b에 나타낸 바와 같이 풍압력 c가 발생한다. 상기 풍압력 c는 풍압력 b의 일부를 상쇄하고, 풍차(500)을 회전시키는 힘으로서 작용한다. 따라서, 최종적으로 a + b1 + c > b가 되고, 상기 풍압력 c에 의해 풍차(500)의 회전 효율이 상승된다. 이것이 사보니우스형 풍차의 원리이다.

이상과 같은 원리를 이용한 사보니우스형 풍차의 일종이, 예를 들어, 일본국 특개소 58-l62776호 공보에 기재되어 있다. 상기 공보에 기재된 사보니우스형 풍차는, 회전축을 중심으로 한 반경 방향의 양단부로부터 중앙부로 갈수록 플레이드의 높이가 작아지고, 또한 수풍 개구부로부터 안으로 갈수록 간격이 좁아지도록 플레이드의 상하의 변에 천정판 및 바닥판을 설치한 사보니우스형 풍차이다.

상기 공보에 기재된 사보니우스형 풍차에 의하면, 플레이드에서 여분의 수풍면이 삭제되기 때문에 플레이드의 배압이 감소하고, 또, 풍차의 중량이 감소한다. 그 결과, 풍차의 회전 효율이 상승된다. 그리고, 풍차의 회전 효율은, 풍차의 회전을 변환하여 얻어지는 전력이나 동력 등의 에너지의 발생 효율에 직접적으로 관련된다.

그러나, 상기 공보에 기재된 사보니우스형 풍차를 포함하여, 종래의 풍차는 주로 에너지의 발생 효율을 높이는 것이 고려되고, 제조나 조립 등의 취급의 용이함이나 휴대성은 고려되지 않았다.

사보니우스형 풍차는, 무소음, 회전 개시를 위한 풍속이 비교적 작은 이점을 가진다. 또, 풍차에 의한 에너지의 발생 시에는 CO₂의 발생 등 환경에 미치는 영향이 적다. 이와 같은 이점을 가지는 사보니우스형 풍차의 이용의 촉진을 도모하기 위해, 사보니우스형 풍차에 대한 취급성, 및 휴대성의 향상이 요구되고 있다.

사보니우스형 풍차의 취급성 및 휴대성을 향상시킴으로써, 바람이 부는 다양한 장소에서 용이하게 사보니우스형 풍차를 이용할 수 있게 되면, 개개의 사보니우스형 풍차로부터 얻어지는 에너지는 작더라도, 결과적으로는 에너지를 보다 많이 얻게 된다.

본 발명의 목적은, 취급이 용이하며 휴대성을 향상시킬 수 있는, 사보니우스형 풍차의 원리를 이용한 조립형 풍차를 제공하는 것이다.

본 발명에 관한 조립형 풍차는, 회전축 주위로 회전하는 회전 부재와, 상기 회전 부재에 연결되고, 복수개의 수풍부를 구비하여 각각의 수풍부에서 받은 바람을 다른 상기 수풍부에 안내하는 수풍 수단를 가지고, 상기 수풍 수단을 축소시킬 수 있는 조립형 풍차이다.

본 발명에 있어서는, 회전 부재에 연결된 수풍 수단의 복수개의 수풍부 중에, 임의의 한 수풍부의 수풍면에 바람이 부딪힌다. 수풍면에 바람이 부딪히면, 수풍 수단에 회전 부재 주위의 회전 토크가 발생한다.

각각의 수풍부의 수풍면에 부딪히는 바람은 수풍면을 따라 흘러서, 다른 수풍부의 수풍면에 안내된다. 다른 플레이드의 수풍면에 안내되어 부딪힌 바람에 의하여 회전 토크가 더욱 발생한다.

본 발명에 있어서는, 이상과 같은 구성을 가지는 수풍 수단을 적절하게 축소시킬 수 있다. 수풍 수단을 축소시킴으로써, 수풍부 및 수풍면이 작아지게 된다.

도 1a는 사보니우스형 풍차의 원리를 설명하기 위한 종래의 사보니우스형 풍차의 구성을 나타낸 사시도이다.

도 1b는 도 1a에 나타낸 사보니우스형 풍차에서의 바람의 흐름을 나타내기 위한 도면이다.

도 2a는 제1 실시예에 관한 조립형 풍차의 개략적인 구성을 나타낸 입면도이다.

도 2b는 제1 실시예에 관한 조립형 풍차의 개략적인 구성을 나타낸 평면도이 다.

도 2c는 도 2a에 나타낸 조립형 풍차의 하나의 수풍부를 확대하여 나타낸 입면도이다.

도 3a는 도 2c와 마찬가지의 수풍부의 입면도이다.

도 3b는 조립 상태의 수풍부의 사시도이다.

도 3c는 수풍부를 분해한 상태를 나타낸 사시도이다.

도 4a는 제2 실시예에 관한 복수개의 수풍부의 접속 관계를 나타내는 평면도이다.

도 4b는 1개의 수풍부의 입면도이다.

도 5a는 제3 실시예에 관한 조립형 풍차의 개략적인 구성을 나타낸 입면도이다.

도 5b는 제3 실시예에 관한 조립형 풍차의 개략적인 구성을 나타낸 평면도이다.

도 5c는 도 5a에 나타낸 조립형 풍차의 하나의 수풍부의 구성을 나타낸 모식도이다.

도 6a는 제4 실시예에 관한 로터를 축소시킨 상태를 나타낸 입면도이다.

도 6b는 도 6a에 나타낸 로터를 확대시킨 상태를 나타낸 입면도이다.

도 6c는 도 6a에서의 단면 I-I에서 본 단면도이다.

도 7a는 제4 실시예의 변형예에 관한 로터를 축소시킨 상태를 나타낸 입면도이다.

도 7b는 도 7a에 나타낸 로터를 확대시킨 상태를 나타낸 입면도이다.

도 7c는 도 7a에서의 단면 II-II에서 본 단면도이다.

도 8a는 제5 실시예에 관한 로터의 일실시예를 나타낸 입면도이다.

도 8b는 제5 실시예에 관한 로터의 변형예를 나타낸 입면도이다.

도 8c는 도 8b에서의 단면 III-III에서 본 단면도이다.

도 9는, 제6 실시예에 관한 연결형 풍차의 구성을 나타낸 입면도이다.

본 발명의 실시예에 대하여, 첨부 도면을 참조하면서 설명한다.

(제1 실시예)

도 2a ~ 도 2c는, 사보니우스형 풍차의 원리를 이용한, 본 발명에 관한 조립형 풍차의 제1 실시예를 나타낸 도면이다. 도 2a는 제1 실시예에 관한 조립형 풍차의 개략적인 구성을 나타낸 입면도를, 도 2b는 평면도를, 도 2c는 도 2a에 나타낸 조립형 풍차에서 하나의 수풍부를 확대하여 나타낸 입면도를 각각 나타내고 있다.

제1 실시예에 관한 풍차(1)은, 본 발명에 있어서의 수풍 수단으로서의 로터(rotor)(7)와, 동력 전달 축(3)과, 지주(14)와 발전기(18)를 구비한다.

로터(7)는, 복수개의 수풍부(5)와 접속 부재(8)를 추가로 구비한다.

동력 전달 축(3)은, 예를 들어, 원기둥형으로 형성한다.

또, 지주(14)는, 내주측에 동력 전달 축(3)을 수용할 수 있는 중공 구조로 형성한다.

본 실시예에서의 동력 전달 축(3)과 지주(14)는, 신축 가능한 신축 구조로 형성한다.

내주측에 동력 전달 축(3)을 수용한 지주(14)는, 발전기(18)에 접속된다.

본 실시예에서의 발전기(18)는, 동력 전달 축(3) 및 지주(14)를 설치하기 위한 베이스도 겸하고 있다.

동력 전달 축(3)을 수용한 지주(14)는, 발전기(18)에 분리 가능하게 접속되며, 예를 들어, 수직 방향으로 설치된다.

이 때, 지주(14)는 발전기(18)에 대해서 고정된다. 한편, 동력 전달 축(3)은 지주(14)의 내부에 있어서 발전기(18)에 대해서 자유롭게 회전 가능하게 한다.

도 2a에서는, 지주(14)의 내부에 파선으로 동력 전달 축(3)을 나타내고 있다.

발전기(18)에 대해서 회전 가능하게 접속된 동력 전달 축(3)은, 발전기(18)에 대한 입력축이 된다.

발전기(18)은, 동력 전달 축(3)의 회전력을 이용하여 발전한다.

동력 전달 축(3)과 발전기(18) 사이에는, 도시하지 않지만 증속기를 설치할 수도 있다. 증속기는, 동력 전달 축(3)을 입력축으로 하여, 동력 전달 축(3)의 회전력을 이용하고, 발전기(18)에 접속되는 출력축의 회전 속도를 상승시킨다.

또, 발전기(18) 대신에, 예를 들어, 크랭크 기구나 기어의 조합한 변환 기구를 사용하여, 동력 전달 축(3)의 회전력을, 전력 이외의 동력으로 변환시킬 수도 있다.

지주(14)의 발전기(18)에 접속되어 있는 단부와는 반대측의 단부로부터는 동력 전달 축(3)의 일부가 돌출되어 있다. 동력 전달 축(3)의 돌출되어 있는 부분에 로터(7)가 접속된다. 로터(7)와 동력 전달 축(3)은 일체로 회전한다.

로터(7)는, 그 접속 부재(8)을 통하여 동력 전달 축(3)에 접속된다. 본 실시예에 있어서는, 접속 부재(8)는 도 2b에 나타낸 바와 같은 삼각형 판으로 형성한다. 삼각판 형상의 접속 부재(8)는, 그 평탄면을 동력 전달 축(3)과 직교시켜서 동력 전달 축(3)에 장착된다.

그리고, 본 발명에 있어서의 회전 부재의 일실시예가, 일체로 회전하는 동력 전달 축(3)과 접속 부재(8)에 해당한다.

상기 접속 부재(8)에, 바람을 받아 회전 부재(10)를 회전시키기 위한 수풍부(5)를 접속시킨다.

도 2a, 2b에 나타낸 바와 같이, 제1 실시예에 있어서는, 서로 독립된 복수개의 수풍부(5)를 서로 접속하여 바람을 받도록 하고 있다.

수풍부(5)는, 수풍포(6)와 프레임(17_1 ~ 17_5)을 구비한다.

수풍포(6)는 바람을 받기 위한 천이다.

수풍포(6)에는, 예를 들어, 캔버스나 테플론(등록상표)을 코팅한 캔버스 등의 천을 사용한다.

또, 천 대신에 옻칠한 일본지(Japan tissue)나 기름 종이, 나일론 시트나 비닐 시트 등의 수지 시트 등, 막 형상의 재료를 적절하게 사용할 수도 있다.

그리고, 옻칠한 일본지는, 일본지의 표면에 옻나무를 바른 것이다.

상기 천이나 종이, 수지 시트 등의 재료는, 접을 수 있다.

프레임(17_1 ~ 17_5)은, 수풍포(6)를 소정의 형상으로 형성하기 위한 것이다.

프레임(17_1 ~ 17_5)으로서는, 예를 들어, 대나무나, 알루미늄, SUS 등의 금속을 사용할 수 있다.

프레임(17_1 ~ 17_5)은, 파이프 형상으로 할 수도 있다.

수풍포(6)에는 자기 하중을 지지할 수 있는 강도는 없기 때문에, 프레임(17_1 ~ 17_5)은 어느 정도의 풍속에도 견딜 수 있도록 강도를 크게 하는 것이 바람직하다.

수풍포(6)는 비교적 가볍기 때문에, 프레임(17_1 ~ 17_5)은 어느 정도 무거워도 된다.

도 2b, 2c에 나타낸 바와 같이, 프레임(17_1)과 프레임(17_2)을 십자형으로 조립한다. 프레임(17_1)과 프레임(17_2)의 교점의 위치로부터, 프레임(17_1)과 프레임(17_2)의 양 프레임에 동시에 직교하도록 프레임(17_3)을 프레임(17_1)에 장착한다.

그리고, 프레임(17_3)의 프레임(17_1)에 장착한 단부의 반대측 단부와 프레임(17_1)의 양 단부를 연결하도록, 프레임(17_4)과 프레임(17_5)을 프레임(17_1) 및 프레임(17_3)에 접속한다.

그리고, 이들 프레임(17_1 ~ 17_5) 중, 적어도 프레임(17_2)은 프레임(7_1)로부터 떼어낼 수 있게 한다.

상기와 같이 조립한 프레임(17_1 ~ 17_5)의 프레임(17_3) 측에, 프레임(17_1, 17_2)의 각각의 단부를 연결하도록 수풍포(6)를 펼쳐서 부착하여, 도 2a ~ 도 2c에 나타낸 바와 같은 플레이드 형상의 수풍부(5)가 완성된다.

프레임(17_1 ~ 17_5)에 수풍포(6)를 부착하기 위해서는, 예를 들어, 수풍포(6) 중, 프레임(17_1, 17_2)의 양 단부에 위치하는 부분에, 이들 단부와 끼워 맞추는 캡을 설치하면 된다.

그리고, 도 2c에 나타낸 바와 같은 프레임(17_1, 17_2)의 각각의 길이 L, H는, 예를 들어, L = 1.2m, H = 0.7m정도이다.

상기와 같은 플레이드 형상의 수풍부(5)는, 프레임(17_3)이 형성됨에 따라서, 보다 효율적으로 바람을 받을 수 있는 포켓이 존재하는 형상으로 되어 있다. 상기 포켓 부분의 내측 면이, 바람을 받는 수풍면(5a)이 된다.

프레임(17_3)의 길이는, 바람을 효율적으로 받을 수 있도록 포켓이 어느 정도 형성되고, 또한 수풍포(6)가 느슨해지지 않을 정도의 적절한 길이로 한다.

프레임(17_1)과 프레임(17_2)을 십자형으로 조립하기 때문에, 수풍면(5a)에는 도 2c에 나타낸 바와 같이 크기가 상이한 제1 영역(5a_a)와 제2 영역(5a_b)이 형성되게 된다.

제1 영역(5a_a)의 면적은 제2 영역(5a_b)의 면적보다 작다.

상기한 바와 같이 구성되는 복수개의 수풍부(5)는, 사보니우스형 풍차의 원리에 따라 회전되도록, 각각의 수풍면(5a)을 회전 방향에 대하여 동측에 정렬시켜서 접속 부재(8)에 접속된다. 이 때, 복수개의 수풍부(5)는, 각각의 수풍면(5a)에 서 받은 바람을 다른 수풍부(5)의 수풍면(5a)에 안내하도록 배치된다.

수풍부(5)의 개수는, 후술하는 바와 같이 수풍부(5)에 의해 생기는 바람의 흐름의 힘을 유효하게 이용할 수 있도록, 2개, 또는 3개 이상의 홀수개로 한다.

본 실시예에 있어서는, 3개의 수풍부(5)를, 정삼각형의 접속 부재(8)의 각 변에 1개씩 접속한다. 이 때, 동력 전달 축(3) 측에 수풍면(5a)의 제1 영역(5a_a)을 위치시키고, 동력 전달 축(3)으로부터 멀어지는 방향으로 제2 영역(5a_b)을 위치시킨다.

그러므로, 프레임(17_1)에는, 수풍면(5a)의 제1 영역(5a_a) 측의 선단부와 중도부에 잠금쇠(19a, 19b)가 각각 설치된다.

잠금쇠(19a)와 잠금쇠(19b) 사이의 거리는, 정삼각형의 접속 부재(8)의 한 변의 길이와 대략 동일하게 한다.

3개의 수풍부(5)의 각각의 잠금쇠(19a)를 접속 부재(8)의 정상점에 각각 위치시키고, 또한 각각의 잠금쇠(19a)를 접속 부재(8)의 각각의 정상점에 위치하는 다른 수풍부(5)의 잠금쇠(19b)에 각각 장착하여 고정시킨다. 이상과 같이, 3개의 수풍부(5)에 의해 접속 부재(8)가 끼워넣어져서 3개의 수풍부(5)와 접속 부재(8)가 일체로 형성된다.

각각의 프레임(17_1)의 잠금쇠(19a) 측의 부분이, 다른 프레임(17_1) 및 회전 부재(10)에 장착하기 위한 장착부가 된다.

전술한 바와 같이 로터(7)를 조립할 때에는, 회전 부재(10)에 장착되는 장착부 측에 제1 영역(5a_a)이 위치하고, 장착부로부터 멀어지는 방향으로 제2 영역 (5a_b)이 위치하게 된다.

또, 각각의 수풍부(5)의 프레임(17_3)에 의해 형성된 포켓부의 깊이는, 장착부 측으로 향할수록 작아진다.

도 2b에 나타낸 바와 같이 화살표 WD로 나타내는 풍향의 바람 WA가 로터(7)에 부딪힌다고 가정한다. 동력 전달 축(3)을 둘러싸듯이 수풍면(5a)이 배치되어 있기 때문에, 로터(7)의 수풍부(5)의 수풍면(5a)에 부딪힌 바람은, 수풍면(5a을 따라서 동력 전달 축(3) 측을 향하여 흐르도록 안내된다.

이 때, 수풍면(5a)의 면적은 장착부 측으로 향할수록 작아지고, 또 수풍면(5a)이 존재하는 포켓부의 깊이는 장착부 측으로 향할수록 작아지므로, 바람은 장착부 측의 동력 전달 축(3) 측으로 향할수록 수풍면(5a)에 의해 좁은 범위에서 불게 된다. 그 결과, 바람을 효율적으로 동력 전달 축(3) 측으로 향하게 할 수 있고, 또한 동력 전달 축(3) 측으로 향할수록 풍속이 빨라진다.

수풍면(5a)에 안내됨으로써 풍속이 빨라진 바람은, 도 2b에 나타낸 바와 같이 바람 WC가 되어 다른 수풍부(5)의 수풍면(5a)을 향하여 분다.

도 1a, 1b의 설명에서 사보니우스형 풍차의 원리를 설명한 바와 같이, 임의의 수풍면(5a)에 부딪히는 바람 WA의 풍압력 a와 다른 수풍면(5a)에 안내되어 부딪혔을 때의 바람 WC의 풍압력 c의 합은, 로터(7)의 회전 시에 저항이 되는 바람 WB의 풍압력 b보다 커지므로, 로터(7)는 화살표 RD 방향으로 회전한다.

로터(7)가 회전함으로써 동력 전달 축(3)이 회전하게 된다.

이 동력 전달 축(3)의 회전을 이용하여, 발전기(18)에 의해 발전된다.

다음에, 조립형 풍차(1)를 분해하는 스텝에 대하여 설명한다.

먼저, 동력 전달 축(3)과 함께 지주(14)를 줄여서 축소시킨다.

그리고, 각 수풍부(5)의 잠금쇠(19a)를 잠금쇠(19b)로부터 떼어내어서 각각의 수풍부(5)가 접속 부재(8)로부터 떼어내져서 로터(7)가 분해된다.

또한, 동력 전달 축(3) 및 지주(14)를 발전기(18)로부터 떼어낸다.

이상에 의해, 조립형 풍차(1)를 발전기(18)와 접속 부재(8)가 접속된 동력 전달 축(3) 및 지주(14)와 별도로 독립된 수풍부(5)로 분해할 수 있다.

접속 부재(8)과 동력 전달 축(3)은, 더 분해할 수 있는 구조로 할 수도 있다.

각각의 수풍부(5)의 분해 스텝에 대하여 좀더 설명한다.

도 3a ~ 도 3c는, 수풍부(5)의 분해 스텝을 설명하기 위한 도면이다.

도 3a는 도 2c와 동일한 수풍부(5)의 입면도이며, 도 3b는 조립 상태의 수풍부(5)의 사시도이며, 도 3c는 수풍부(5)를 분해한 상태를 나타낸 사시도이다.

설명을 용이하게 하기 위해, 도 3a, 3b에 나타낸 바와 같이 수풍면(5a)을 수풍면(5a_1, 5a_2, 5a_3, 5a_4)의 4개의 부분으로 나눈다.

수풍부(5)를 분해하기 위해서는, 먼저, 프레임(17_2)의 양 단부의 캡을 떼어내어 프레임(17_2)으로부터 수풍포(6)를 떼어낸다.

그리고, 프레임(17_2)을 프레임(17_1)으로부터 떼어낸다.

프레임(17_2)이 떼어내진 수풍부(5)에 있어서, 도 3b의 화살표 K로 나타낸 바와 같이, 수풍면(5a_1)과 수풍면(5a_2)을 대향시키고, 수풍면(5a_3)과 수풍면 (5a_4)을 대향시켜서 수풍포(6)을 접으면 도 3c와 같이 된다.

도 3c는, 프레임(17_2)을 떼어낸 수풍부(5)가, 장착부 측의 잠금쇠(19a)와 제1 영역(5a_a)과 제2 영역(5a_b)을 통과하는 프레임(17_1)을 따라서 접어진 상태를 나타내고 있다.

이상과 같이, 프레임(17_2)을 분리한 수풍부(5)를, 부피를 축소시켜서 운반할 수 있게 된다.

수풍포(6)는 더 접을 수 있으므로, 프레임(17_2)을 분리한 수풍부(5)를 더욱 작게 축소시킬 수도 있다.

본 실시예에 의하면, 로터(7)와 동력 전달 축(3) 및 지주(14)와 발전기(18)를 가지는 조립형 풍차(1)를 용이하게 조립 및 분해할 수 있다. 로터(7)의 수풍부(5)를 더 조립 및 분해할 수 있는 구조로도 되어 있다. 용이하게 조립 및 분해할 수 있는 구조이므로 조립형 풍차(1)를 용이하게 취급할 수 있는, 취급성이 향상된다.

또, 조립형 풍차(1) 중에서 용적이 큰 수풍부(5)를 분해하여 축소시킬 수 있기 때문에, 휴대성이 향상된다. 그 결과, 조립형 풍차(1)를 다양한 장소에서 사용할 수 있어서, 이용 범위가 넓어지게 된다. 예를 들어, 조립형 풍차(1)를 캠프장이나 무인도에 옮겨 사용할 수 있다.

조립 및 분해가 용이하기 때문에 조립형 풍차(1)가 고장 났을 경우에 각 부분의 교환이나 수리가 용이하며, 메인트넌스성을 향상된다.

수풍부(5)의 교환이 가능하므로, 수풍부(5)에 요구되는 강도 레벨을 낮출 수 있다. 그 결과, 수풍부(5)를 포함한 조립형 풍차(1)의 제조 비용의 상승을 억제하여 염가로 제공할 수 있다. 수풍부(5)에 사용하는 수풍포(6)나 종이, 수지 시트 등의 재료는 비교적 염가이므로, 조립형 풍차(1)의 비용은 더욱 저감된다.

비용이 저감되면, 조립형 풍차(1)의 이용은 더욱 촉진된다.

또, 천이나 종, 수지 시트도 사용한 수풍부(5)는 종래의 풍차의 수풍부보다 훨씬 가벼워지기 때문에, 종래보다 훨씬 약한 바람으로 로터(7)가 회전되어, 회전 효율이 향상되고, 조립형 풍차(1)의 발전 효율이 종래보다 향상된다.

또한, 본 실시예에 있어서는, 각각의 수풍부(5)의 수풍면(5a)을, 잠금쇠(19a)가 장착되어 있는 동력 전달 축(3)에 장착되는 장착 측의 제1 영역(5a_a)의 면적이 동력 전달 축(3)으로부터 멀어지는 제2 영역(5a_b)의 면적보다 작게 형성하고 있다. 그러므로, 수풍면(5a)에 부딪히는 바람 WA가, 더 많이 다른 수풍면(5a)으로 향하는 바람 WC가 되고, 또한 바람 WC의 풍속이 상승한다. 그 결과, 바람 WC의 풍압력 c가 커지고 로터(7)가 보다 회전하기 용이하게 되어 로터(7)의 회전 효율이 향상된다.

각각의 수풍면(5a)은 바람을 받아들이기 쉬운 포켓 형상으로 형성되어 있으므로, 도 2a에 나타낸 바와 같이 동력 전달 축(3)에 대해서 경사진 방향의 바람 WW를 받아들이기 쉬워져서, 로터(7)의 회전에 이용할 수 있는 바람의 힘이 증가한다. 그 결과 로터(7)의 회전 효율은 종래보다 더 향상된다.

(제2 실시예)

상기 제1 실시예의 수풍부(5)에 한정되지 않고, 다른 수풍부를 사용하여 조 립형 풍차를 구성할 수 있다. 그 예를 이하에 제2 실시예로서 설명한다.

그리고, 본 발명의 제2 실시예에 관한 조립형 풍차는, 제1 실시예의 수풍부(5) 대신 수풍부(60)를 사용하고 있다. 이 점을 제외하고는 제2 실시예에 관한 조립형 풍차는 제1 실시예에 관한 조립형 풍차(1)과 동일하기 때문에, 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 부여하여 사용하고, 상세한 기술은 생략한다.

도 4a 및 도 4b는, 제2 실시예에 관한 수풍부(60)을 사용한 로터의 구성을 나타낸 도면이다. 도 4a는 복수개의 수풍부의 접속 관계를 나타내는 평면도이며, 도 4b는 1개의 수풍부(60)의 입면도이다.

단, 도 4a, 4b에 있어서 잠금쇠(19a, 19b)는 도시를 생략한다.

제2 실시예에 관한 로터(70)는, 수풍부(60)로서, 도 4b에 나타낸 바와 같은 수풍면(60a)에 요철부(60a_d)를 가지고, 접을 수 있는 플레이드를 가진다.

3개의 수풍부(60)는, 제1 실시예 와 마찬가지로, 어느 수풍부(60)의 수풍면(60a)에 부딪힌 바람 WA가 바람 WC가 되어 다른 수풍부(60)의 수풍면(60)을 향하여 흐르도록 접속 부재(8)에 장착되고 접속되어 있다.

각각의 수풍부(60)는, 부채와 동일한 구조를 가지고 있다. 예를 들어, 제1 실시예와 동일한 대나무나 알루미늄, SUS 등의 금속 등의 재료를 사용한 살에, 캔버스나 테플론 코딩한 캔버스 등의 천, 옻칠한 일본지나 기름 종이, 각종 수지 시트 등의 막 형상의 재료를 펼쳐서 부착함으로써 수풍부(60)를 구성할 수 있다.

부채와 동일한 구조를 가지는 수풍부(60)는, 중요한 부분이 장착부 Ct가 된다.

요철부(60a_d)는, 장착부 Ct로부터 방사상(放射狀)으로 연장되는 줄무늬 모양의 홈(60a_g)이 형성되는, 줄무늬 모양의 요철부가 된다.

수풍부(60)는, 이상과 같은 요철부(60a_d)를 펼치거나, 또는 접음으로써, 어느 정도의 범위 내에서 자유롭게 확대, 또는 축소시킬 수 있다.

요철부(60a_d)가 마음대로 움직이는 것을 방지하기 위해서는, 수풍면(60a)을 지지하는 도시하지 않은 지지부재를 수풍부(60)에 설치하는 것이 바람직하다.

도 4a에 나타낸 바와 같이, 수풍부(60)는 장착부 Ct를 접속 부재(8) 측으로 하여 접속 부재(8)에 장착된다.

이 때, 수풍부(60)의 수풍면(60a)을, 절곡한 상태에서 다른 수풍부(60)의 장착부 Ct에 장착할 수도 있다. 예를 들어, 도 4a에 나타낸 바와 같이, 장착부 Ct가 위치하는 장소에서, 접속 부재(8)를 둘러싸도록 기준이 되는 평면으로부터 각 θ1만큼 굽힌다.

수풍면(60a)의 각 θ1은, 받아들인 바람을 효율적으로 다른 수풍면(60a)에 안내하기 위해, 예를 들면, 0˚ ≤ θ1 ≤ 45˚의 범위로 설정한다.

바람을 장착부 Ct 측에 안내하기 용이하게 하기 위하여, 장착부 Ct로부터 떨어진 영역으로부터 장착부 Ct에 가까운 영역에 가까워질수록 수풍면(60)의 면적이 작아지는 것이 바람직하다. 그러므로, 도 4b에 나타낸 수풍면(60)에 의한 호의 각 θ2에 대해서는, 예를 들면, 20˚ ≤ θ2 < 180˚의 범위로 설정한다.

본 실시예에 있어서는 수풍면(60a)이 받은 바람 WA가, 홈(60a_g)에 의해 모여서 접속 부재(8) 측에 안내된다.

그 때, 홈(60a_g)의 단면적은 접속 부재(8) 측으로 향할수록 작아지므로, 접속 부재(8) 측으로 향할수록 풍속이 상승한다. 따라서, 제1 실시예의 경우와 마찬가지로, 다른 블레이드(60)의 수풍면(60a)에 부딪히는 바람 WC의 풍압력이 증가한다.

상기와 같이 바람이 흐르는 본 실시예의 조립형 풍차의 동작은 제1 실시예의 풍차(1)와 동일하므로, 상세한 기재는 생략한다.

이상과 같이, 제2 실시예에 따르면, 부채와 동일한 구조를 가지는 수풍부(60)를 사용하여 조립형 풍차를 구성할 수 있다.

제2 실시예에 관한 조립형 풍차에 있어서도, 제1 실시예에 관한 조립형 풍차(1)로 동일한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 제2 실시예에 관한 수풍부(60)는 수풍면(60a)을 축소한 상태에서 바람을 받을 수 있다. 그러므로, 바람이 너무 강할 때는 수풍부를 작게 하여, 조립형 풍차의 과부하(overload)나 고장을 방지하는 것이 가능하다.

(제3 실시예)

이하에서는, 본 발명의 제3 실시예로서, 우산을 사용한 수풍부를 가지는 조립형 풍차에 대하여 설명한다.

도 5a ~ 도 5c는, 사보니우스형 풍차의 원리를 이용한, 본 발명에 관한 조립형 풍차의 제3 실시예를 나타낸 도면이다. 도 5a는 제3 실시예에 관한 조립형 풍차의 개략적인 구성을 나타낸 입면도를, 도 5b는 평면도를, 도 5c는 도 5a에 나타낸 조립형 풍차의 하나의 수풍부의 구성을 나타낸 모식도를 각각 나타내고 있다.

제3 실시예에 관한 조립형 풍차(100)는, 제1 실시예의 수풍부(5) 대신 우산을 사용한 수풍부(61)를 사용한 로터(71)를 가지고 있다. 이 점을 제외하고는 제3 실시예에 관한 조립형 풍차(100)는 제1 실시예에 관한 조립형 풍차(1)와 동일하기 때문에, 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 사용하고, 상세한 기술은 생략한다. 단, 도 5b에 있어서 동력 전달 축(3) 및 잠금쇠(19a, 19b)는 도시를 생략하고 있다.

우산의 구조는 널리 알여져 있으므로, 수풍부(61)의 구조에 대한 상세한 설명은 생략한다. 우산의 내측이 수풍면(61a)이 된다. 수풍면(61a)을 형성하는 재료로서는 비닐이나 천 등 일반적으로 사용하는 재료를 사용한 우산을 수풍부(61)로서 적절하게 이용할 수 있다.

본 실시예에서는, 우산의 샤프트(61h)를 정삼각형의 접속 부재(8)의 각 변을 따라서 배치시키고, 3개의 수풍부(61)를 접속 부재(8)에 접속하여 장착하고 있다. 각 수풍부(61)는, 접속 부재(8)로부터 자유롭게 분리하거나, 또 접속 부재(8)에 장착할 수 있다.

각각의 수풍부(61)는, 수풍면(61a)에서 받은 바람을 다른 수풍면(61a)에 안내하도록 각각의 수풍면(61a)이 접속 부재(8) 측을 향하도록 하여 접속 부재(8)에 장착된다.

이상과 같은 로터(71)를 가지는 조립형 풍차(100)는, 지금까지의 조립형 풍차와 마찬가지로, 어느 수풍면(61a)에서 받은 바람 WA를 수풍면(61a)을 따라 바람 WC로서 다른 수풍면(61a)으로 안내하고, 화살표 RD 방향으로 회전한다.

수풍면(61a)은 반구형이므로, 바람 WC의 풍압력의 상승도는 제1 및 제2 실시예보다 작다고 생각된다. 그러나, 도 5a에 나타낸 바와 같이 동력 전달 축(3)에 대해서 경사진 방향의 바람 WW를 모으는 것은 용이하기 때문에, 로터(71)의 회전에 이용 가능한 바람의 힘을 증가시킬 수 있다.

또, 수풍면(61a)에 부딪힌 바람을 수풍면(61a)의 밖으로 잘 빠져나가지 않게할 수 있어서, 바람을 유효하게 이용할 수 있다. 이상에 의해, 로터(71)의 회전 효율을 종래보다 향상시킬 수 있다.

본 실시예에 관한 수풍부(61)을 축소하는 경우에는, 도 5c에 나타낸 바와 같이, 우산과 마찬가지로 수풍면(61a)에 연결되어 있는 살대를 모은 슬라이드부를, 샤프트(61h)를 따라서 도면 중의 화살표 방향으로 슬라이드시킨다. 이에 따라, 수풍면(61a)이 접어져서 축소된다.

수풍부(61) 이외의 조립형 풍차(100)의 조립 및 분해의 스텝은 제1 실시예와 동일하므로 기재를 생략한다.

제3 실시예에서나, 전술한 실시예와 마찬가지로, 취급성, 휴대성 및 메인트넌스성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다. 또, 수풍부(61)의 경량화에 의한 로터(71)의 회전 효율을 향상시키는 효과도 있다.

또한, 본 실시예에 있어서는 수풍부(61)로서 우산을 사용하고 있으므로, 조립형 풍차(100)의 조립 및 분해가 용이하다. 또, 우산은 일반적으로 용이하게 입수할 수 있으므로, 조립형 풍차(1O0)의 비용 상승을 억제하여, 염가로 조립형 풍차(100)를 제공할 수 있다.

(제4 실시예)

제1 ~ 3실시예에서는, 각각 독립된 수풍부를 가지는 로터를 사용하였다.

이하에서는, 본 발명에 있어서의 수풍 수단으로서 수풍부와 일체로 형성된, 1개의 입체형 로터를 사용하는 조립형 풍차의 실시예에 대하여 설명한다.

그리고, 본 발명의 제4 실시예에 관한 조립형 풍차는, 제1 실시예의 로터(7) 대신 입체형 로터(72)를 사용하고 있다. 이 점을 제외하고는 제4 실시예에 관한 조립형 풍차는 제1 실시예에 관한 조립형 풍차(1)과 동일하므로, 동일한 구성 요소에 대하여는 동일한 부호를 부여하여 사용하고, 상세한 설명은 생략한다.

도 6a ~ 도 6c는, 제4 실시예에 관한 로터(72)의 구성을 나타낸 도이다.

도 6a는 축소된 상태의 로터(72)를 나타낸 입면도이며, 도 6b는 로터(72)의 사용 상태를 나타낸 입면도이며, 도 6c는 도 6a에서의 단면 I-I에서 본 단면도이다.

로터(72)는, 본 발명에 있어서의 입체 부재의 일실시예이며, 또한 수풍 수단의 일실시예이기도 하다.

로터(72)는, 제등과 동일한 구조를 가지고 있다. 예를 들어, 옻칠한 일본지나 기름 종이 등의 종이와 같은, 형성하기 용이하고 형태를 유지할 수 있는, 어느 정도의 강도를 가지는 재료를 사용하여, 내부가 공동으로 형성된, 접을 수 있는 입체 부재를 형성한다.

로터(72)의 형태의 유지와 강도 확보를 위해서, 로터(72)의 골격이 되는 부재를 접을 수 있게 구성할 수도 있다. 골격이 되는 부재의 재료로서는, 예를 들 어, 대나무, 알루미늄이나 SUS 등의 금속을 사용할 수 있다.

입체형의 로터(72)는, 예를 들어, 접착제나 잠금쇠를 사용하여 동력 전달 축(3)을 포함하는 회전 부재에 장착되어 고정된다. 이에 따라, 로터(72)의 회전과 함께 동력 전달 축(3)이 회전하게 된다.

전술한 바와 같은 재료를 사용하여, 로터(72)를 벨로우즈(bellows) 형으로 형성한다. 벨로우즈 형의 로터(72)는, 본 실시예에 있어서는, 동력 전달 축(3)과 직교하는 방향으로 신축되게 한다. 따라서, 도 6a와 같은 축소한 상태로부터, 화살표 방향으로 폄으로써, 로터(72)는 도 6b에 나타낸 사용 상태가 된다. 로터(72)를 도 6a에 나타낸 축소 상태로 할 수도 있다.

입체적으로 형성된 로터(72)에는, 로터(72)의 내부의 공동으로 공기의 유입 또는 공동으로부터의 외부로 공기를 유출시키기 위한 개구(11)를 설치한다. 그러므로, 개구(11)는 적어도 2개 존재한다. 2개의 개구(11, 11)는, 로터(72)의 회전에 따라서, 유입구로서 기능할 수도 있고, 유출구로서 기능할 수도 있다. 이하에서는, 유입구로서 기능하는 개구(11)를 개구(11a), 유출구로서 기능하는 개구(11)을 개구(11b)로서 나타낸다.

로터(72)의 내부의 공동 이외의 부분이, 수풍부(62)가 된다.

또, 개구(11a)로부터 개구(11b)까지의 공간이, 로터(72)에 유입된 바람이 흐르는 유로 PTH가 된다. 즉, 개구(11a)와 개구(11b)는, 유로 PTH를 통하여 서로 연통되어 있다.

수풍부(62)의 유로 PTH 측 면 중, 바람을 맞는 부분이 수풍면(62a)이 된다. 수풍면(62a)은, 도 1a, 1b에서 설명한 사보니우스형 풍차의 원리에 따라서 로터(72)를 회전시키기 위해 복수개 존재한다.

복수개의 수풍면(62a)은, 사보니우스형 풍차의 원리에 따르도록, 예를 들어 각각의 수풍면(62a)에서 받은 바람을 다른 수풍면(62a)으로 안내하기 위해 동력 전달 축(3)을 내측을 둘러싸는 것같은 만곡된 형상으로 형성한다.

로터(72)를 원활하게 회전시키기 위해, 각 수풍부(62)와 각 수풍면(62a)과 각 개구(11)의 형상은, 단면 I-I에 평행한 단면에서 보았을 때, 동력 전달 축(3)을 중심으로 점대칭인 것이 바람직하다.

또, 로터(72)의 표면적 및 질량에 대해서는, 각각 동력 전달 축(3)의 회전축을 중심으로 하여 비율을 균일하게 하는 것이, 로터(72)의 회전을 균일화하기 위해 바람직하다. 도 6a ~ 도 6c에 나타낸 로터(72)는, 이들 조건을 만족시키고 있다.

단, 동력 전달 축(3)의 회전축의 연장 상에 로터(72)의 중심이 존재하여, 무게 중심을 중심으로 하여 표면적 및 질량의 균형이 잡혀 있으면, 비대칭 형상의 입체형 로터라 하더라도 원활하게 회전한다.

유로 PTH에 효율적으로 바람을 안내하기 위해서는, 로터(72)의 표면적 AR과 개구(11)의 연면적 A0의 비율은, 예를 들어, AR : AO = 2 : 1 ~ 4 : 1정도가 바람직하다.

도 6c에 나타낸 바와 같이 개구(11a)로부터 바람 WA가 로터(72)의 내부에 유입한다고 가정한다. 로터(72) 내에 유입된 바람 WA는, 유로 PTH를 흘러서 수풍면(62a)에 부딪힌다. 수풍면(62a)은 내측에 동력 전달 축(3)이 위치하도록 만곡되어 있으므로, 수풍면(62a)에 부딪힌 바람은 바람 WC가 되어 수풍면(62a)을 따라서 동력 전달 축(3) 측을 향하여 유로 PTH 내를 흘러서, 개구(11b) 측의 수풍면(62a)에 부딪힌다.

개구(11b) 측의 수풍면(62a)에 부딪힌 바람은 그대로 수풍면(52a)을 따라서 개구(11b) 측을 향하여 유로 PTH 내를 흘러 개구(11b)로부터 로터(7)의 외부에 유출된다.

바람 WA의 풍압에 의한 힘(풍압력)을 a, 바람 WC의 풍압력을 c로 한다. 또, 로터(72)가 회전 시에 저항이 되는 바람 WB에 의한 풍압력을 b로 한다.

도 1a, 1b에서 사보니우스형 풍차의 원리에 대하여 설명한 바와 같이, a + c > b가 되므로, 상기의 바람의 흐름이 반복됨으로써, 로터(72)는 동력 전달 축(3)과 함께 화살표 RD 방향으로 회전한다.

이상과 같이, 본 실시예에 있어서는, 로터(72)가 축소 가능한 제등 상태가 되어 있다. 그러므로, 전술한 실시예와 마찬가지로 취급성, 휴대성 및 메인트넌스성의 향상과 비용 억제의 효과를 얻을 수 있다.

로터(72)는 제3 실시예의 우산을 사용한 로터(71)와 마찬가지로 동력 전달 축(3)에 대해서 경사지는 방향의 바람 WW를 용이하게 모을 수 있다. 또한, 로터(72)의 내부에 유입된 모든 바람을 회전에 이용할 수 있다.

그러므로, 로터(72)의 회전 효율은 로터(71)보다 향상될 가능성이 높다.

(변형예)

상기 제4 실시예와 같이 벨로우즈의 신축 방향이 동력 전달 축(3)에 대해서 직교하는 방향이면, 제1 ~ 3 실시예와 같이 수풍면을 3개 이상으로 한 경우에는 수풍부의 용적이 증가하므로 축소하기 곤란하게 된다.

이하에서는, 제4 실시예의 변형예로서, 벨로우즈의 신축 방향을 변경함으로써 축소 가능한 로터에 대하여 설명한다.

도 7a ~ 도 7c는, 본 변형예에 관한 로터(73)의 구성을 나타낸 도면이다.

도 7a는 축소된 상태의 로터(73)를 나타낸 입면도이며, 도 7b는 사용 상태에서의 로터(73)를 나타낸 입면도이며, 도 7c는 도 7a에서의 단면 II-II에서 본 단면도이다.

로터(73)는, 제4 실시예에 관한 로터(72)와 동일한 벨로우즈 구조를 가지고 있고, 형상 및 벨로우즈의 신축 방향을 제외하고는 로터(72)와 동일하기 때문에 상세한 내용은 생략한다.

로터(73)는, 도 7a, 7b에 나타낸 바와 같이, 동력 전달 축(3)에 장착된 상태에서 동력 전달 축(3)을 따른 방향으로 신축 가능한 구조로 형성된다.

로터(73)는, 3개의 개구(111, 111, 111)를 가지고 있다. 이들 3개의 개구를 각각 개구(111a, 111b, 111c)로 한다.

3개의 개구(111a, 111b, 111c) 이외의 로터(73)의 내부 부분이 수풍부(63)가되어 있다고 생각할 수 있다. 수풍부(63)는 개구(111a, 111b, 111c)에 대응하여 3개로 나누어 취급할 수 있다. 따라서, 수풍부(63)의 개구(111a, 111b, 111c)에 대응하는 3개의 수풍면(63a, 63a, 63a)을 각각 수풍면(63a_1, 63a_2, 63a_3)으로서 취급한다.

또, 개구(111a, 111b, 111c)가 각각 연통하는 유로를 유로 PTHN로 한다. 유로 PTHN에 대하여도 개구마다 대응시켜서 취급할 수 있다. 개구(111a, 111b, 111c)에 대응하는 유로 PTHN를 각각 유로 PTHN1, PTHN2, PTHN3라 한다.

상기 개구(111)과 같이, 개구의 개수는 2개 만이 아니고 3개 이상으로 할 수도 있다. 임의의 수풍면에 부딪힌 바람을 다른 수풍면에 집중적으로 안내하기 위해, 개구의 개수는 3이상의 홀수가 바람직하다. 수풍면의 개수는, 개구의 개수에 대응한 수가 된다.

도 7c에 나타낸 바와 같이 개구(111a)로부터 바람 WA가 로터(73)의 내부로 유입되게 한다. 바람 WA는 유로 PTHN1을 흘러서 수풍면(63a_1)에 부딪힌다. 수풍면(63a_1)에 부딪힌 바람은 바람 WC가 되어 수풍면(63a_1)을 따라서 동력 전달 축(3) 측을 향하여 흘러서 개구(111b) 측의 수풍면(63a_2)에 부딪힌다.

수풍면(63a_2)에 부딪힌 바람은 그대로 수풍면(63a_2)을 따라서 개구(111b) 측을 향하여 유로 PTHN2 내를 흘러서, 개구(111b)로부터 로터(73)의 외부로 유출된다.

바람 WC에 의한 풍압력이 로터(73)의 회전 시에 생기는 바람 WB에 의한 저항력을 일부 상쇄하기 때문에, 사보니우스형 풍차의 원리에 따라, 로터(73)가 화살표 RD 방향으로 회전하게 된다.

이상과 같이 벨로우즈의 신축 방향을 동력 전달 축(3)을 따른 방향으로 하면, 로터(73)를 축소했을 때도 수풍부(63)의 단면 형상은 변화하지 않는다. 그러므로 수풍부의 개수를 3개 이상으로 증가시킬 수 있다. 따라서, 3개 이상의 개구 를 가지는 로터를 벨로우즈 구조로 하여, 축소시킬 수 있다.

(제5 실시예)

수풍부와 일체로 형성된 입체형 로터는, 벨로우즈 구조 이외의 다른 수단에 의해 실현할 수도 있다.

이하에서는, 풍선을 사용하여 입체형 로터를 형성한 형태에 대하여 설명한다.

도 8a는 풍선을 사용한 로터의 일실시예를 나타낸 입면도이고, 도 8b는 풍선을 사용한 로터의 변형 형태를 나타낸 입면도이며, 도 8c는 도 8b에서의 단면 III-III에서 본 단면도이다.

이들 로터의 재료에는, 예를 들면, 종이나 비닐, 나일론을 사용할 수 있다.

도 8a에 나타낸 로터(74)는, 일본 설날 장식, 또는 피너츠 형태의 풍선을 사용한 로터이다.

로터(74)는, 공기 출입구 AIN을 통하여 공기를 유출 또는 유입시킴으로써, 축소 또는 확대가 가능하다.

로터(74)로서 사용하는 풍선은, 전술한 로터(72)와 마찬가지로 공동의 내부에 수풍부와 수풍면과 유로를 가지는 형상으로 형성한다.

또, 로터(74)는, 로터(74)의 내부에 바람을 유입시키거나, 내부로부터의 바람의 유출시키는, 복수개의 개구(112)도 구비한다. 도 8a에는 1개의 개구(112)만 도시하지만, 로터(74)의 중심에 대하여 대칭인 위치에, 개구(112)가 1개 더 존재한다.

로터(74)는, 동력 전달 축(3)을 포함하는 회전 부재에, 예를 들어 접착되어 장착된다. 동력 전달 축(3)과 일체로 형성된 로터(74)는, 사보니우스형 풍차의 원리에 따라, 화살표 RD 방향으로 회전한다.

제5 실시예의 변형 형태에 관한 로터(75)는, 도 8b에 나타낸 바와 같이 호박 형태의 풍선을 사용한 로터이다.

로터(75)에 있어서는, 예를 들어, 꼭지 부분을 공기 출인구 AIN으로 한다.

로터(75)는, 개구(113a)와 개구(113b)의 2개의 개구(113)를 가지고, 내부에 수풍부(64)와 유로 PTH를 구비하는 형상으로 형성된다.

이들 개구(113), 수풍부(64) 및 유로 PTH를 가지는 로터(75)의 회전 시의 동작은 제4 실시예에 관한 로터(72)와 동일하므로 기재는 생략한다.

그리고, 로터(74, 75)를, 3개 이상의 개구를 가지는 형상으로 형성할 수도 있다.

로터(74, 75)는, 원활하게 회전시키기 위해, 동력 전달 축(3)의 회전축의 연장 상에 중심이 존재하고, 무게 중심을 중심으로 하여 표면적 및 질량의 균형이 잡히는 형상으로 하는 것이 바람직하다.

이상과 같이, 제5 실시예에 있어서는 풍선을 사용하여 입체형의 로터를 형성하고 있으므로, 로터의 형상의 자유도가 향상된다.

또, 로터의 제조가 용이하며 염가로 로터를 제공할 수 있다.

(제6 실시예)

이하에서는, 얻어지는 에너지의 증대화를 도모하기 위해, 상기 제1 ~ 제5 실 시예에 관한 풍차의 로터를 복수개 사용한 풍차에 대하여 설명한다.

바람은, 낮은 위치에 있어서는 약하고, 위치가 높을수록 강하게 부는 경향이 있다. 본 실시예에 관한 풍차는, 이와 같은 바람의 특성을 최대한 활용하기 위한 것이다.

도 9는, 본 실시예에 관한 풍차의 구성을 나타낸 입면도이다.

본 실시예에 관한 연결형 풍차(300)는, 복수개의 로터(70_1, 70_2, 70_3, 70_4)와, 연통축(40)과, 복수개의 증속기(16_1, 16_2, 16_3)와, 지주(14)를 가진다.

본 실시예에 있어서는, 4개의 로터와 3대의 증속기를 사용한 예를 설명하지만, 로터 및 증속기는, 크기나 질량 등을 고려하여, 물리적인 한계에 이를 때까지 적절하게 개수를 증가시킬 수 있다.

복수개의 로터(70_1 ~ 70_4)에는 복수개의 동력 전달 축(31, 32, 33, 34)이 각각 접속되고, 로터(70_1 ~ 70_4)와 일체로 형성되어 있다.

각각의 동력 전달 축(31 ~ 34) 및 증속기(16_1 ~ 16_3)는 각각 내주측에 연통축(40)을 수용할 수 있는 중공 구조로 형성되어 있다.

그리고, 동력 전달 축(31 ~ 34)과 일체로 형성된 로터(70_1 ~ 70_4)와, 증속기(16_1 ~ 16_3)와, 연통축(40)과, 지주(14)는 이들을 자유롭게 조립 및 분해할 수 있는 구조로 형성된다.

지주(14)는, 예를 들면, 지면 등의 설치 장소에 수직으로 설치된다.

지주(14)로부터 연장하도록 연통축(40)이 지주(14)에 분해 가능하게 접속되 고 고정된다.

낮은 위치로부터 높은 위치를 향하여 순서대로, 로터(70_4), 증속기(16_3), 로터(70_3), 증속기(16_2), 로터(70_2), 증속기(16_1), 로터(70_1)가, 내주측에 연통축(40)을 연통시키고 연통축(40)을 따라서 분해할 수 있도록 연결 배치된다.

증속기(16_1 ~ 16_3)는, 아래쪽의 증속기일수록 부하가 커지도록 설정한다.

각각의 증속기(16_1 ~ 16_3)는 연통축(40)에 분해할 수 있도록 고정된다.

동력 전달 축(31)이 증속기(16_1)의 입력축이 되고, 동력 전달 축(32)이 증속기(16_1)의 출력축이면서 증속기(16_2)의 입력축도 된다. 또한, 동력 전달 축(33)이 증속기(16_2)의 출력축이면서 증속기(16_3)의 인력축도 된다. 그리고, 동력 전달 축(34)이 증속기(16_3)의 출력축이 된다.

또, 도시하지 않지만, 동력 전달 축(34)에는 전술한 실시예에 있어서 사용한 바와 같은 발전기가 또한 연결되어 있는 것으로 가정한다.

각각의 동력 전달 축(31 ~ 34)과 각각 일체화된 각각의 로터(70_1 ~ 70_4)는, 연통축(40)을 중심으로 하여 자유롭게 회전 가능하다. 단, 연통축(40)은 회전하지 않는다.

로터(70_1 ~ 70_4)로서는, 제1 ~ 제5 실시예에 관한 로터를 적절하게 조합시켜 사용할 수 있다.

단, 제5 실시예와 같은 풍선을 사용한 로터는 연통축(40)에 연통시키는 것이 곤란하기 때문에, 바람지하지 않다.

로터의 플레이드가 아래쪽일수록 수풍면의 면적을 넓게, 질량을 크게 하는 것이, 회전에 의해 얻어지는 에너지를 축적하는 관점에서 바람직하다.

도 9에 나타낸 화살표 WD 방향의 풍향의 바람이 부는 경우를 생각한다.

바람을 받은 각각의 로터(70_1 ~ 70_4)는 각각 소정의 방향으로 회전한다. 이 때, 동력 전달 축(31)의 회전은 증속기(16_1)에 의해 동력 전달 축(32)의 회전에 이용된다. 동력 전달 축(32)의 회전은 증속기(16_2)에 의해 동력 전달 축(33)의 회전에 이용된다. 동력 전달 축(33)의 회전은 증속기(16_3)에 의해 동력 전달 축(34)의 회전에 이용된다.

동력 전달 축(34)의 회전을 이용하여, 도시하지 않은 발전기에 의해 발전된다.

위치가 높을수록 바람이 강하게 부는 경향이 있고, 또, 가장 위쪽의 증속기(16_1)의 부하가 가장 작으므로, 가장 위쪽의 로터(70_1)가 최초로 회전을 시작하는 경향이 있다.

전술한 바와 같이, 로터(70_1)의 회전은, 동력 전달 축(31 ~ 34) 및 증속기(16_1 ~ 16_3)을 통하여 가장 하방의 로터(70_4)까지 전달된다.

따라서, 예를 들어, 위쪽의 로터만 회전을 개시할 수 있는 정도의 바람의 상태라 하더라도, 하방 측의 로터도 회전시킬 수 있다.

아래쪽의 로터 수풍면의 면적을 넓게, 질량을 크게 하면, 회전에 의해 얻어진 에너지를 보다 많이 축적할 수 있다.

이상과 같이, 본 실시예에 관한 연결형 풍차(300)에 의하면, 연통축(4O)을 따라서 로터를 복수개 형성함으로써, 풍력이 작아도 각각의 로터를 회전시킬 수 있 다. 그러므로, 연결형 풍차(300)로부터 얻어지는 전력 등의 에너지를 증가시킬 수 있다. 연결형 풍차(300)의 각각의 로터는 상기 실시예 1 ~ 5와 같이 회전 효율이 종래보다 향상되어 있으므로, 종래보다 효율적으로 에너지를 얻을 수 있다.

또, 각각의 로터(70_1 ~ 70_4) 및 증속기(16_1 ~ 16_3)를 상하 방향을 따라서 연결하기만 하면 바람을 효과적으로 이용할 수 있다. 그러므로, 연결형 풍차(300)의 제조나 설치 비용의 상승을 억제하고, 염가로 제공하는 것이 가능하다.

또한, 각각의 로터(70_1 ~ 70_4) 및 각각의 증속기(16_1 ~ 16_3)는 용이하게 조립 및 분해가 가능하다. 또한 각각의 로터(70_1 ~ 70_4)도 축소가 가능하다. 그러므로, 본 실시예와 같은 에너지 발생 효율을 상승시킨 연결형 풍차(300)를 다양한 장소에 운반하여 조립하고, 용이하게 이용할 수 있다.

그리고, 상기 실시예 1 ~ 6 및 도면에 기재된 내용은 본 발명을 설명하기 위한 예이며, 재료나 형상, 수치 등의 조건은, 특허 청구의 범위 내에서 적절하게 변경 가능하다.

본 발명의 풍차는, 바람을 이용한 발전 장치, 원동기 외에, 가로등 등의 조명 장치로서 이용할 수 있다.

Claims (9)

1. 회전축 주위로 회전하는 회전 부재와,

   상기 회전 부재에 연결되고, 복수개의 수풍부(受風部)를 구비하고 수풍부에서 받은 바람을 다른 상기 수풍부에 안내하는 수풍 수단을 포함하며,

   상기 수풍 수단은 축소 가능한, 조립형 풍차.
2. 제1항에 있어서,

   복수개의 상기 수풍부가 각각 독립되어 있는 것을 특징으로 하는 조립형 풍차.
3. 제1항에 있어서,

   상기 회전 부재에 장착되는 입체 부재를 포함하며,

   상기 입체 부재의 내부에, 상기 입체 부재와 일체로 하여 상기 복수개의 수풍부가 설치된 것을 특징으로 하는 조립형 풍차.
4. 제2항에 있어서,

   상기 수풍부는 수풍면에서 바람을 받고,

   상기 수풍면 중 상기 회전 부재에 장착되는 장착부 측의 제1 영역의 면적이 상기 장착부로부터 떨어진 제2 영역의 면적보다 작고,

   상기 장착부와 상기 제1 영역과 상기 제2 영역을 통과하는 선을 따라서 접을 수 있는 것을 특징으로 하는 조립형 풍차.
5. 제4항에 있어서,

   상기 수풍면은, 상기 장착부로부터 방사상(放射狀)으로 연장되는 줄무늬 모양의 요철부를 가지는 부채 형상으로 되어 있고, 상기 요철부를 접음으로써 상기 수풍부가 축소 가능한 것을 특징으로 하는 조립형 풍차.
6. 제2항에 있어서,

   상기 수풍부로서 우산을 사용하는 것을 특징으로 하는 조립형 풍차.
7. 제3항에 있어서,

   상기 입체 부재는 벨로우즈(bellows) 형인 것을 특징으로 하는 조립형 풍차.
8. 제3항에 있어서,

   상기 수풍부는 일체로 형성된 상기 입체 부재로서 풍선을 사용하는 것을 특징으로 하는 조립형 풍차.
9. 제2항에 있어서,

   상기 수풍 수단이, 상기 회전축을 따라서 복수개 설치된 것을 특징으로 하는 조립형 풍차.

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