KR20070082104A - 파워 풍력 발전기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 풍향의 위치에 따라 진행방향을 설정하도록 하여 날개깃에 작용하는 풍향의 힘을 증가시키고 반대방향은 저항을 최대한 줄일 수 있는 파워풍향발전기을 구성하고, 또 풍력의 활용도를 배가시켜 발전 효율을 극대화한 파워발전장치을 얻기 위한 것인 바, 일측바람막이부가 방향타에 의해 바람의 방향에 일직선상에 장착구성되며, 중심축에 케이블과 고정바에 연결된 커풀링에 장착구성되고, 상기 일측바람막이부와 방향타의 사이의 중심축상에 다단의 날개깃을 배열된 회전부가 구성되어 바람의 진행방향을 다단의 날개깃으로 유도하도록 함으로서,

풍향을 효율적으로 이용하여 전기에너지를 생산하므로 무한자원을 활용하는 뛰어난 효과가 있다.

일측바람막이부, 커플링, 회전체, 날개깃각, 발전기, 방향타

Description

파워 풍력 발전기{Power wind generator}

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

도 2는 본 발명의 풍력 발전용 회전기를 도시한 결합사시도.

도 3은 본 발명의 풍력 발전용 회전장치를 도시한 단면도.

도 4는 본 발명의 다른 실시예의 파워 풍력 발전기를 도시한 사시도.

도 5는 본 발명의 파워 풍력 발전기의 도시한 단면도.

도 6은 파워 풍력발전기를 도시한 사용상태도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

20 : 상단내부하우징

30 : 스크류 40 : 볼트

70 : 장착구 80 : 날개깃

90 : 하단외부하우징 100 : 발전기

110 : 하단내부하우징 120 : 조절모터

130 : 유동홀 140 : 모터축

200 : 회전부 210 : 일측발람막

220 : 케이블 230 : 케이블커플링

240 : 상부수평바 250 : 방향타

260 : 상단커플링 270 : 수직바

280 : 하부수평바 290 : 하단커플링

300 : 상부고정바 310 : 하부고정바

본 발명은 파워 풍력 발전기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 풍향의 위치에 따라 진행방향을 설정하도록 하여 날개깃에 작용하는 풍향의 힘을 증가시키고 반대방향은 저항을 최대한 줄일 수 있는 파워 풍향 발전기를 구성하고, 또 풍력의 활용도를 배가시켜 발전 효율을 극대화한 파워발전장치에 관한 것이다.

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

또 종래의 발전기는 회전날개깃이 중심축으로 부터 2~4개 정도의 깃을 가지는 날개싱으로 구성된 풍력발전기를 사용하고 있다.

따라서, 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 본 발명의 목적은 풍향의 위치에 따라 진행방향을 설정하도록 하여 날개깃에 작용하는 풍향의 힘을 증가시키고 반대방향은 저항을 최대한 줄일 수 있는 파워 풍향발전기를 구성하고, 또 풍력의 활용도를 배가시켜 발전 효율을 극대화한 파워발전장치를 제공하는 데 있다.

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 파워 풍향 발전기를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 일측바람막이부가 방향타에 의해 바람의 방향에 일직선상에 장착구성되며, 중심축에 케이블과 고정바에 연결된 커풀링에 장착구성되고, 상기 일측바람막이부와 방향타의 사이의 중심축상에 다단의 날개깃을 배열된 회전부가 구성되어 바람의 진행방향을 다단의 날개깃으로 유도하도록 구성한 특징이 있다.

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

본 발명의 바람직한 실시예는 일측바람막이부는 전방이 유선형으로 형성하여 바람의 저항을 줄이고 중심축으로 부터 바람이 진행쪽은 작은 각도를 형성하고, 바람을 막는 쪽은 큰 각도를 형성하여 한쪽으로만 바람을 유도하도록 구비하는 것을 특징으로 한다.

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

도 1 내지 도 6에 도시한 본 발명은 일측바람막이부(210)가 방향타(250)에 의해 바람의 방향에 일직선상에 장착구성되며, 중심축에 케이블(220)과 고정바(300,310)에 연결된 커풀링(230,260,290)에 장착하여 구성되고,

상기 일측바람막이부(210)내의 중심축(60)상에 다단의 날개깃(80)을 배열된 회전부(200)가 구성되어 바람의 진행방향을 다단의 날개깃으로 유도하도록 이루어진 특징이 있다.

본 발명의 일측바람막이부(210)는 바람의 진행방향을 날개깃을 향하도록 개 방된 상태로 바람이 진행하도록 전방이 유선형으로 형성하여 바람의 저항을 줄이고 중심축(C)으로 부터 바람이 진행쪽은 작은 각도(B)를 형성하고, 바람을 막는 쪽은 큰 각도(A)를 형성하여 한쪽으로만 바람을 유도하도록 구성하고 있다.

또한 중심축(60)에 연결되어 풍향에 위치에 따라 위치가 변할 수 있도록 베어링이 내장된 커풀링을 구성하고 있다. 케이블을 고정하도록 케이블커플링(230)과, 상부고정바(300)를 지지하도록 상단커플링(260)과, 하부고정바(310)를 지지하도록 하단커플링(290)으로 구성하고 방향타(250)는 상부수평바(240)와 하부수평바(280)가 서로 수직바(270)와 연결하여 구성하고 있다. 상단커플링(260)에 상부수평바(240)를 연결하고 그 끝단에 방향타를 배열구성하고, 하단커플링(290)에 하부수평바(280)를 결합하여 풍향의 위치에 따라 방향타가 움직이도록 구성하고 있다.

상기 일측바람막이부(210)와 방향타(250)의 사이에 구성된 회전부(200)는 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.

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 다단 식 회전 날개깃로 구성된다.

상기 날개깃(80)는 바람의 방향을 받을 수 있도록 휜상태로 일률적으로 배열구성하여 반곡선형 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.

도 4와 도 5에 본 발명의 바람직한 다른 실시예의 파워 풍력 발전기에 구성된 회전부는 날개깃의 각도를 조절할 수 있는 날개깃조절부를 구성하고 있다.

일측바람막이부와 방향타의 사이에 중심축상에 다단의 날개깃을 배열된 회전부(200)가 구성되어 바람의 진행방향을 다단의 날개깃으로 유도하도록 이루어진 특징이 있다.

본 발명의 일측바람막이부는 바람의 진행방향을 날개깃을 향하도록 개방된 상태로 바람이 진행하도록 전방이 유선형으로 형성하여 바람의 저항을 줄이고 중심축(C)으로 부터 바람이 진행쪽은 작은 각도(B)를 형성하고, 바람을 막는 쪽은 큰 각도(A)를 형성하여 한쪽으로만 바람을 유도하도록 구성하고 있다.

상기와 같이 구성하여 개방된 쪽으로 바람이 진행하여 날개깃이 회전이 이루 어지고 반대방향으로는 바람이 회전깃을 때리지 못하도록 일측바람막이부가 막고 있어 바람의 저항을 막을 수 있도록 하였다.

본 발명의 회전체(200)는 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 변 화를 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.

상기와 같이 파워 풍향발전기를 풍향이수와 풍향력을 조사하여 설치 시공하면 무한한 자원을 얻을 수 있어 시설비용 뿐만 아니라 생산력을 증대시키므로 이익을 발생할 수 있다. 또 무공해자원개발이므로 환경문제를 해결할 수 있다.

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 의해 정해져야 할 것이다.

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

또 바람의 진행방향을 일측으로만 진행하도록 함으로서 회전체가 풍향을 받도록 하고, 다른 쪽은 회전체에 저항을 받지 않도록 하여 풍향에너지를 최대한 활용할 수 있는 효과가 있다.

무한자원을 얻을 수 있어 시설비용 회수 및 전력생산력을 증대시키므로 이익을 발생할 수 있으며, 또 무공해자원개발이므로 환경문제발전 효율을 운영할 수 있는 효과가 있으므로 대체에너지 산업상 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (4)

1. 일측바람막이부가 방향타에 의해 바람의 방향에 일직선상에 장착구성되며, 중심축에 케이블과 고정바에 연결된 커풀링에 장착구성되고,

   상기 일측바람막이부와 방향타의 사이의 중심축상에 다단의 날개깃을 배열된 회전부가 구성되어 바람의 진행방향을 다단의 날개깃으로 유도하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 파워 풍력 발전기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 회전부는 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 파워 풍력 발전기.
3. 제 1항에 있어서, 상기 일측바람막이부는 전방이 유선형으로 형성하여 바람의 저항을 줄이고 중심축으로 부터 바람이 진행쪽은 작은 각도를 형성하고, 바람을 막는쪽은 큰각도를 형성하여 한쪽으로만 바람을 유도하도록 구성한 것을 특징으로 하는 파워 풍력 발전기.
4. 제1항에 있어서, 상기 회전부는

   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 파워 풍력 발전기.

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