KR20070081913A - 풍력 발전용 회전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 풍력의 활용도를 배가시키고 회전 날개부의 회전 저항을 감소시켜 회전 날개의 발전 효율을 극대화하여 풍향을 이용한 발전용 회전장치를 얻기 위한 것인 바,

회전축의 회전력을 이용하여 발전하는 발전기 유닛을 포함하는 풍향 장치에 있어서, 원통의 내부하우징과 외부하우징으로 구성된 상단내외부하우징과, 상기 내부하우징과 외부하우징으로 구성된 하단 내외부하우징과;

상기 상단 내부하우징과 하단하우징 사이에 날개깃을 다열 배열하고, 상기 상/하단 내외부하우징에 연결된 지지대가 중심축에 방사형으로 구성되어 발전기에 장착함으로서,

풍향을 이용하여 전기에너지를 생산하므로 무한자원을 활용하는 효과가 있으며, 또 날개깃각의 각도를 유기적으로 변동하여 행해지는 것에 의해, 풍력의 활용도를 배가시키고 회전 날개부의 회전 저항을 감소시켜 회전 날개의 발전 효율을 극대화한 특징이 있다.

내/외부하우징, 날개깃각, 발전기

Description

풍력 발전용 회전장치{Rotating device for wind power plant}

도 1은 본 발명에 바람직한 실시예의 풍력 발전용 회전장치를 도시한 사시도.

도 2는 본 발명의 풍력 발전용 회전장치를 도시한 분해사시도.

도 3은 본 발명의 풍력 발전용 회전장치의 날개깃을 도시한 사시도.

도 4는 본 발명의 날개깃을 도시한 사시도.

도 5는 본 발명의 풍력 발전용 회전장치의 다른 실시예를 도시한 사시도.

도 6은 도 5의 풍력 발전용 회전장치의 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 지지대 20 : 상단내부하우징

30 : 스크류 40 : 볼트

50 : 상단외부하우징 60 : 중심축

70 : 장착구 80 : 날개깃

90 : 하단외부하우징 100 : 발전기

110 : 하단내부하우징 120 : 조절모터

130 : 유동홀 140 : 모터축

본 발명은 풍력 발전용 회전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 풍력의 활용도를 배가시키고 회전 날개부의 회전 저항을 감소시켜 회전 날개의 발전 효율을 극대화하여 풍향을 이용한 발전용 회전장치에 관한 것이다.

고유가시대로 연료를 무기로 하는 추세로 비산유국들은 정치적, 경제적으로 많은 어려움을 가지고 있다.

에너지를 생산하는 방법을 다양하게 있지만 자연을 이용한 태양에너지, 풍력에너지, 수력에너지 등을 이용한 연구를 지속적으로 하고 있다.

먼저, 풍력 발전 장치는 유한한 에너지 자원의 고갈에 따라 새로운 무공해 환경 에너지원으로 각광받고 있다. 전형적인 풍력 발전 장치의 구성은 대형 구조물로서 타워형 지지축에 프로펠러형 회전 날개를 설치하여 회전력을 얻는 방식의 것이었다. 여기에 풍향 유도 날개를 설치하여 풍향을 추적하는 기능을 부가한 구성도 존재하지만, 대형 구조물 형태의 풍력 발전 장치로서는 시시각각 변화하는 풍향을 순간적으로 추적하는데 무리가 있었고, 단순 구조의 프로펠러형 회전 날개는 풍력에 따른 충분한 회전 효율을 얻기가 곤란할 뿐 아니라, 장치의 대형화에 따른 설치상의 문제와 고비용이 소요되는 등의 결점이 있었다. 이를 보완하기 위해, 대형 풍력 발전 장치를 중소형의 것으로 축소하고 풍향 추적 기능을 갖는 풍력 발전 장치가 개시된 바 있으나, 이러한 구성은 단순한 풍향 추적 기능만을 갖추고 있을 뿐, 회전풍의 편향 유도, 회전 저항의 감소를 위한 별도의 구성을 구비하지 않고 있어서, 회전 날개의 발전 효율을 극대화시키는데 한계가 있었다.

또한, 날개깃이 고정되어 있으므로 풍향에 의해 깃에 걸리는 부하률을 변화되지 않으므로 풍향의 세기에 따른 깃각이 변화되지 않는 문제점이 있었다.

따라서, 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 본 발명의 목적은 풍력의 활용도를 배가시키고 회전 날개부의 회전 저항을 감소시켜 회전 날개의 발전 효율을 극대화한 저회전 저항의 풍력 발전 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 여러 가지 지형에도 용이하게 설치 가능하고, 소망하는 발전 용량에 따라 대형에서부터 중소형의 것으로 변경 가능한 풍향 추적 및 유도 기능을 갖는 저회전 저항의 풍력 발전 장치를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 회전축의 회전력을 이용하여 발전하는 발전기 유닛을 포함하는 회전 저항의 풍력 발전 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 풍향의 최대한 이용하여 에너지를 얻을 수 있도록 한 풍력 발전용 회전장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 바람직한 실시예는 다단식 회전 날개부는 회전축상의 동일한 수평 위치에서 일정한 각도로 이격되도록 깃각변화 장치부를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 첨부된 도면을 참조로 하여 바람직한 실시예를 구체적으로 설명한다.

도 1 내지 도 6에 도시한 본 발명은 회전축의 회전력을 이용하여 발전하는 발전기 유닛을 포함하는 풍향 장치에 있어서, 원통의 내부하우징과 외부하우징으로 구성된 상단 내외부하우징(20,50)과, 상기 내부하우징과 외부하우징으로 구성된 하단내외부하우징(110,90)과; 상기 상단내외부하우징과 하단내외부하우징 사이에 날개깃을 다열 배열하고, 상기 상/하단 내외부하우징에 연결된 지지대(10)가 중심축(60)에 방사형으로 구성된 특징이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 풍력 발전용 회전장치를 도시한 사시도이다. 도면에 따르면, 본 발명의 풍력 발전용 회전장치는 크게 풍향을 유입되는 회전풍으로 회전식 원통형 상/하단 내외부하우징을 구성하여 날개깃을 배열하여 장착구성하였다. 상기 날개깃(80)은 장착구(70)에 스크류(30)로 결합되도록 구성하고, 수리 및 교환할 수 있도록 구성하고 있다.

상기 상/하단 내외부하우징 내에 설치되어 중심축을 중심으로 회전하는 다단식 회전 날개깃로 구성된다.

상기 날개깃에는 바람의 방향을 받을 수 있도록 휜상태로 일률적으로 배열구성하여 회전 날개깃의 회전 효율을 높이는 역할을 한다. 유입되는 풍향이 회전 날개깃을 파고 들어 진행되면 풍량의 힘이 날개깃에 전달하여 회전하도록 이루어진다.

상기와 같이 날개깃이 다단으로 배열되어 중심축상에 연결된 지지대에 연결되어 회전축을 회전하도록 배열되고 중심축의 끝단에는 발전기(100)가 연결되어 발전이 이루어지도록 구성하고 있다.

상기 중심축과 연결부위에는 마찰에너지를 최소화하도록 베어링이 장착구성되어 있다.(도면에 미도시함)

도 5와 도 6에 본 발명의 바람직한 다른 실시예의 풍력 발전용 회전장치에 구성된 날개깃의 각도를 조절할 수 있는 날개깃조절부를 구성하고 있다.

날개깃(80)의 각도를 조절할 수 있도록 상단 내외부하우징(20)과 하단 내외부하우징(110)에 각각 1, 제2지지대(10-1,10-2)를 배열하여 상/하단 내외부조절할 수 있도록 조절모터(120)를 포함한 날개깃각조절부를 구성하였다.

상기 상/하단내부하우징(20,110)은 일정한 각도로 회전이 되도록 구성되며, 내부하우징을 조절모터(120)로 회전하도록 제2지지대(10-2)와 결합하여 구성된다. 조절모터(120)의 회전범위는 풍향의 세기에 따라 날개깃각의 각도를 달리하도록 구성하였다.

날개깃각은 상/하단 외부하우징(50,90)은 고정되고 상/하단 내부하우징(20,110)이 조절모터축(60)에 의해 날개깃각이 변화되도록 구성하고 있다.

상/하단 외부하우징(50)을 지지하는 제1지지대(10-1)는 상/하단 내부하우징(20,110)의 관통된 유동홀(130)에 연통되도록 끼워 장착하여 중심축에 용접고정되도록 구성하여 내부하우징이 일정한 각도로 회전시에 유동홀의 범위안에서 회전되도록 구성하고 있다.

또 내부하우징은 다수개의 제2지지대(10-2)에 결합되어 조절모터축(140)에 고정결합되고, 상기 조절모터축은 중심축의 중공내에 배열되어 상단내부하우징과 하단내부하우징을 제2지지대(10-2)로 고정하였다.

상기와 같이 조절모터축에 상/하단 내부하우징을 연결하므로 날개깃각의 변화를 줄 수 있도록 구성하였다. 또 내부하우징이 회전되므로 전체의 날개깃각을 같은 각도로 동시에 변화를 줄 수 있도록 하였다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 풍력 발전용 회전장치는 풍향의 세기, 발전량에 따라 날개깃각의 변화하도록 중심축상단에 구성한 조절모터(120)에 전원을 공급한다, 상기 조절모터는 일정한 각도만큼 이동할 수 있는 센서가 내장되어 회전후 정지하도록 구성되어 있으므로 내부하우징이 회전하게 되면 날개깃각이 넓어져 바람을 많이 받을 수 있으나 회전속도가 떨어진다.

상기 조절모터를 반대방향으로 회전시에 날개깃각이 좁아지므로 풍향과 깃각의 각도가 작아서 저항이 적어지므로 풍향이 떨어져도 쉽게 날개깃이 회전하도록 작용한다.

즉 풍향과 날개각의 각도를 풍향에 따라 다른 각도로 변화 및 조절할 수 있도록 하여 풍향에너지를 최대한 활용하여 전기 에너지를 생산할 수 있도록 하였다.

이상 살펴본 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적인 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의 해 정해져야 할 것이다.

상기한 바와 같이 본 발명은 풍향을 이용하여 전기에너지를 생산하므로 무한자원을 활용하는 효과가 있다.

또 날개깃각의 각도를 유기적으로 변동하여 행해지는 것에 의해, 풍력의 활용도를 배가시키고 회전 날개부의 회전 저항을 감소시켜 회전 날개의 발전 효율을 극대화한 효과가 있으므로 대체에너지 산업상 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (3)

1. 회전축의 회전력을 이용하여 발전하는 발전기 유닛을 포함하는 풍향 장치에 있어서,

   원통의 내부하우징과 외부하우징으로 구성된 상단내외부하우징과, 상기 내부하우징과 외부하우징으로 구성된 하단 내외부하우징과;

   상기 상단 내외부하우징과 하단하우징 사이에 날개깃을 다열 배열하고, 상기 상/하단 내외부하우징에 연결된 지지대가 중심축에 방사형으로 구성되어 발전기에 장착함을 특징으로 하는 풍력 발전용 회전장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 상/하단 내외부하우징은 중식축에 지지대로 연결구성되고, 상기 상/하단하우징에 다단의 날개깃을 고정스크류로 고정한 것 특징으로 하는 풍력 발전용 회전장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 날개깃을 각도를 조절할 수 있도록 상단 내부하우징과 하단 내부하우징에 제1,2지지대를 배열하여 조절할 수 있도록 조절모터를 구성한 날개깃각조절부를 구성하고,

   상기 상/하단 내부하우징은 측면에 유동홀을 구성하여 상/하단 외부하우징에 고정된 제1지지대가 관통되도록 구성하고, 상기 상/하단 내부하우징은 제2지지대에 결합되어 조절모터축에 고정결합되고, 상기 조절모터축은 중심축의 중공내에 배열되어 상단내부하우징과 하단내부하우징을 제2지지대로 결합구성하고,

   상기 제1지지대는 중심축에 용접결합된 것을 특징으로 하는 풍력 발전용 회전장치.

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