KR20070100453A - 대형풍력발전시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 풍력의 활용도를 배가시키고 회전 날개부의 회전 저항을 감소시켜 회전 날개의 발전 효율을 극대화하여 풍향을 이용한 대형풍력발전시스템을 구축하기 위한 것인 바,

회전축의 회전력을 이용하여 발전하는 발전기 유닛을 포함하는 풍향장치에 있어서, 주탑의 상층부에 대형증폭기어외부에 날개깃을 다열 배열시키고, 대형증폭기어 내부에 베어링을 장착시켜 중심축에 장착시키고, 대형증폭기어하단에 소형기어를 장착한 발전기를 다열 배열 장착함으로서,

풍향을 이용하여 전기에너지를 대량 생산이 가능함으로써 무한자원을 활용하는 효과가 있으며, 또 풍향집진장치가 유기적으로 변동하여 행해지는 것에 의해, 풍력의 활용도를 배가시키고 대형증폭기어를 다단으로 구축함으로서 풍력을 이용한 대형풍력발전시스템이 만들어져 전기에너지의 초대량 생산 발전 효율을 극대화한 것이 특징이다.

주탑, 상부하우징, 하부하우징, 층, 대형증폭기어, 소형기어, 베어링, 케이블, 날개, 나선식풍향압축파이프, 프레임, 집진장치, 브레이크, 커플링, 방향타, 발전기, 전망대,

Description

대형풍력발전시스템{BIG SYSTEM FOR WIND POWER PLANT}

도 1은 본 발명에 바람직한 실시예의 대형풍력발전시스템을 도시한 사시도.

도 2는 본 발명의 대형풍력발전시스템을 도시한 분해사시도.

도 3은 본 발명의 대형풍력발전시스템의 날개를 도시한 사시도.

도 4는 본 발명의 대형풍력발전시스템의 집진장치를 도시한 사시도.

도 5는 본 발명의 대형풍력발전시스템의 증폭기어장치를 도시한 사시도.

도 6은 본 발명의 대형풍력발전시스템의 나선식풍향압축파이프를 도시한 사시도.

도 7은 본 발명의 대형풍력발전시스템의 소형기어장착발전기를 도시한 사시도.

도 8은 본 발명의 대형풍력발전시스템의 다른 실시예를 도시한 사시도.

도 9은 본 발명의 대형풍력발전시스템의 단면도.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

10 : 고정케이블 20 : 고정케이블

30 : 방향타 40 : 나선식풍향압축파이프 보호관

41 : 스크류 42 : 장착구

43 : 스크류 44 : 파이프

50 : 우측바람막이 60 : 나선식풍향압축파이프

62 : 장착구 63 : 스크류

64 : 장착구 95 : 고리

70 : 하단 레일 80 : 바퀴

81 : 바퀴 82 : 상단 레일

90 : 날개깃 100 : 좌측바람막이

92 : 장착구 93 : 닥트

110 : 집진장치 120 : 발전기

122 : 장착구 123 : 스크류

130 : 소형기어 200 : 대형증폭기어

201 : 스크류 300 : 주탑

250: 상단하우징 260 : 하단하우징

301 : 1단(층) 302 : 2단(층)

500 : 전망대 460 : 원통형중심축

400 : 브레이크 450 : 원통형커플링

본 발명은 대형풍력발전시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 타워의 높이를 높게 만들어 상층부부터 풍향의 위치에 따라 진행방향을 설정하도록 집진장치 를 장착하여 그안의 날개깃에 작용하는 풍향의 힘을 증가시키고, 반대방향은 저항을 최대한 줄이며, 집진장치의 우측바람막이 내부에 또 날갯깃의 회전력을 높여주는 집진장치를 장착하고, 집진장치의 좌측바람막이 내부에 또 날개깃의 회전력을 높여주는 집진장치를 장착함으로서 날개의 회전력을 최대한 극대화 시킬 수 있다. 또한 날개깃의 내부 끝단에 나선식풍향압축파이프를 장착함으로서 날개의 회전력은 더욱 극대화 시킨 것으로,

각각의 날개깃 내부 끝단에 대형증폭기어를 장착하고 그 밑에 소형기어가 장착된 다수의 발전기를 다열 배열 함으로서 전기에너지의 발전 효율을 극대화한 대형 풍력 발전 시스템에 관한 것이다.

에너지를 생산하는 방법은 다양하게 있지만 친환경주의의 자연을 이용한 태양에너지, 풍력에너지, 수력에너지, 조력에너지 등을 이용한 연구를 지속적으로 하고 있다. 그 중에 풍력발전기는 유한한 에너지(석탄,유전,가스등) 자원의 고갈에 따라 새로운 무공해 신.재생 대체에너지원으로 각광을 받고 있다. 현재 세계적 및 국내에도 전형적인 풍력 발전 장치의 구성은 대형구조물의 타워형 지지축에 네덜란드식 프로펠러형 회전 날개를 설치하여 회전력을 얻는 방식의 것이었다. 여기에 유도 날개를 설치하여 풍향을 추적하는 기능을 부가한 구성도 존재하지만, 네덜란드식 대형 구조물 형태의 풍력 발전 장치로서는 시시각각 변화하는 풍향을 순간적으로 추적하는데 무리가 있었고, 단순 구조의 프로펠러형 회전날개는 풍력에 따른 충분한 회전 효율을 얻기가 곤란할 뿐 아니라, 장치의 대형화에 따른 설치상의 문제와 고비용이 소요되는 등의 결점이 있었다.

또 종래의 풍력발전기는 회전날개깃이 중신축으로부터 2-5개 정도의 깃을 가지는 날개로 구성된 형태로서 풍향의 세기가 강하여야만 회전을 하여 전기 생산을 하며 풍향의 세기가 너무 강하면 회전을 멈추어야만 하는 단점을 가지고 있다.

따라서 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 본 발명의 목적은 풍향의 위치에 따라 진행방향을 설정하도록 하여 날개깃에 작용하는 풍향의 힘을 증가시키고, 반대 방향은 저항을 최대한 줄일 수 있는 집진장치를 구성하고, 집진장치안에 또 집진장치를 장착함으로서 풍력의 활용도를 배가시켜 발전효율을 극대화시켰으며, 날개의 내부 중심부에 대형증폭기어를 장착하여 거기에 소형기어가 장착된 발전기를 다단 배열 시킴으로서 전기에너지의 생산을 최대한 극대화한 것으로서 이러한 시스템을 하나의 타워에 다열로 장착하는 대형풍력발전시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 여러 가지 지형에도 용이하게 설치 가능하고, 소망하는 발전용량에 따라 발전량을 변경 가능한 기능을 갖춘 대형풍력발전시스템을 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 좌측바람막이부와 우측바람막이부가 방향타에 의해 바람의 방향에 일직선상에 장착구성되며, 상단하우징 끝과 하단하우징 끝에 레일을 설치하여 상기 좌측바람막이부와 우측바람막이부 그리고 방향타가 바람의 진행방향에 따라 회전하게 만든 특징이 있다.

또한 상기 좌측바람막이부와 우측바람막이부 그리고 방향타 사이에 다단의 날개깃을 배열된 회전부가 구성되어 바람의 진행방향을 다단의 날개깃으로 유도하도록 구성한 특징을 갖고 있으며, 좌측바람막이부와 우측바람막이부에 또다시 집집장치를 장착하므로 회전체 회전력을 극대화 시키는 특징도 갖고 있다.

날개깃 각각에 나선식풍향압축파이프를 설치함으로서 날개깃의 회전력을 높이는 특징도 갖추고 있다.

나선식풍향압축파이프 끝에 대형증폭기어를 장착하고 소형기어가 장착된 발전기를 다단 배열함으로서 1단의 대형풍력발전시스템이 형성되는 특징이 있다.

본 발명의 다른 목적은 풍향을 최대한 이용하여 풍력에너지를 얻을 수 있도록 한 1단의 대형풍력발전시스템을 2단 3단 4단.....의 형태를 갖추어 소망하고자 하는 발전용량을 갖는 대형풍력발전시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 바람직한 실시예는 양측바람막이부는 전방이 유선형으로 형성하여 바람의 저항을 줄이고 중심축으로부터 바람이 진행되는 쪽은 작은 각도를 형성하고 바람을 막는 쪽은 큰 각도를 형성하여 좌측바람막이부와 우측바람막이부 중앙으로 바람을 유도하도록 구비하며, 양측바람막이부 내에 장착된 집진장치 또한 날개깃의 회전체 풍향을 집중적으로 모아 불어주는 특징으로 한다.

또한 날개깃 내부 끝단에 장착되는 나선식풍향압축파이프는 회전체가 진행되는 방향으로 나선방향을 장착시켜 압축된 풍향이 회전체의 진행 방향으로 밀고 가도록 한 특징으로 한다.

대형증폭기어에 소형기어가 장착된 발전기를 다단 배열 설치함으로서 작은 풍향에도 회전체가 회전되어 대량의 전기에너지를 얻는데 그 특징으로 한다.

또한 1단의 대형발전시스템을 다단으로 장착하여 소망하고자 하는 발전 효율의 전기에너지를 얻을 수 있고 발전량을 극대화 시켜 얻을 수 있는 특징으로 한다.

또한 1개의 대형발전시스템을 수십개 만들어 단지화시킬 수 있는 특징으로 한다.

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

도 1내지 도 9에 도시한 본 발명은 주탑(300) 상층부에 전망대(500)를 설치하고, 그 밑 상단하우징에 원통형중심축(460)을 설치하여 원통형중심축 상단에 커플링(450)을 장착 고정케이블(10,20)을 다단의 날개깃(90) 끝고리(95)와 날개깃과 연결된 나선식풍향압축파이프(93)에 장착된 고리(96)와 장착한다.

양측바람막이부(50,100)가 방향타(30)에 의해 바람의 방향에 일직선상에 장착구성되며, 양측바람막이부(50,100)와 방향타(30)는 상/하단하우징(82,70)에 설치된 레일에 장착 구성되고,

좌측바람막이부(100)와 우측바람막이부(50) 자체에 집진장치(110)가 장착 구성되어 내부에 다단의 날개깃(90)을 배열된 회전부가 구성되어 바람의 진행방향을 다단의 날개깃으로 유도하도록 이루어진 특징이 있다.

다단의 날개깃(90)은 풍향을 모아두는 형태을 하고 있으며, 날개깃(90) 끝단에 장착되는 나선식풍향압축파이프(40)는 회전체가 진행되는 방향으로 장착시켜 회전체의 회전력을 극대화 시키는 특징을 갖는다.

나선식풍향압축파이프(40)에 대형증폭기어(200)를 장착하여 그 안에 베어링이 내장된 커플링을 구성하고 있다. 상단커플링(210)과 하단커플링(220)은 원통형중심축(460)에 장착하는 특징을 갖는다.

대형증폭기어(200)밑에는 소형기어(130)가 장착된 발전기(120)가 다단으로 배열되어 있어 대량의 전기에너지를 얻을 수 있는 것이 특징이다.

대형증폭기어(200)에 브레이크(400)를 장착하여 대형발전시스템의 보수 및 부품 교체시 용이하도록 하는 특징이 있다.

상기 양측바람막이부(50,100)와 집진장치(110)는 장착구에 스크류로 결합되도도록 구성하고, 수리 및 교환할 수 있도록 구성하고 있다.

상기 날개깃(90)과 나선식풍향압축파이프(40)도 장착구(92)에 스크류(41)로 결합되도록 구성하고, 수리 및 교환할 수 있도록 구성하고 있다.

상기 대형증폭기어(200)와 나선식풍향압축파이프(40)도 장착구(42)에 스크류(43)로 결합되도록 구성하고, 수리 및 교환할 수 있도록 구성하고 있다.

상기 날개깃(90)은 바람의 방향을 받을 수 있도록 하며, 풍향을 모아 두는 형태로 일률적으로 배열 구성하여 각진 반곡선형 회전 날개깃의 회전 효율을 높이는 역할을 한다. 유입되는 풍향이 회전 날개깃을 파고들어 진행되면풍량의 힘이 날개깃에 전달하여 회전하도록 이루어지며, 나선식풍향압축파이프에서 풍향이 압축되어 회전체를 밀어줌으로서 회전력은 극대화가 이루어 진다.

상기 원통형중심축(301)과 대형증폭기어(200)연결부위에는 마찰에너지를 최소화하도록 베어링이 장착된 커플링이 장착구성된다.

상기 1기의 대형풍력발전시스템(301)을 설치하고, 그 밑으로 2기 대형풍력발전시스템(302), 3기 대형풍력발전시스템,....을 설치하여 1개의 대형풍력발전시스템을 완성하여 여러개의 대형풍력발전시스템 단지를 조성할 수 있는 특징을 갖는다.

상기와 같이 대형풍력발전시스템을 풍향이수와 풍향력을 조사하여 설치 시공하면 무한한 자원을 얻을 수 있어 시설비용 뿐만 아니라 생산력을 증대시키므로 많은 이익을 발생시킬 수 있다. 또한 신.재생 대체에너지원이며 친환경주의의 에너지이고 도쿄의정서 발효로 인한 온실가스 배출권도 확보하는 일거양득의 효과도 갖을 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 대량으로 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. 양측바람막이 내에 집진장치를 장착함으로 회전체의 회 전에 가속을 더해 줄 수 있는 효과도 있다.

대형증폭기어에 소형기어가 장착된 발전기를 대량으로 장착함으로서 발전 효율 및 전기에너지를 소망하는 발전량을 얻을 수 있으며, 1단 2단 3단의 대형풍력발전시스템을 설치함으로서 풍력에너지를 극대화 활용하는 효과가 있다.

더불어 주탑 상층부에 전망대를 설치함으로서 관광화시설로서 각광 받는 효과도 있다.

무한자원을 얻을 수 있어 시설비용 회수 및 전력생산력을 증대시키므로 이익을 발생시킬 수 있으며, 부수적으로 온실가스배출권과 관광화의 부대 수익까지의 이익을 얻을 수 있다. 또 환경문제발전 효율을 운영할 수 있는 효과가 있으므로 신재생 대체에너지 및 친환경주의의 산업상 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (7)

1. 양측바람막이가 방향타에 의해 바람의 방향에 일직선상에 장착 구성되며, 상단하우징 끝과 하단하우징 끝에 레일을 설치하여 바퀴를 장착하고,

   상기 양측바람막이와 방향타의 사이에 다단의 날개깃을 배열된 회전부가 구성되어 바람의 진행방향을 다단의 날개깃으로 유도하도록 이루어진 것을 특징으로하는 대형풍력발전시스템.
2. 제 1항에 있어서, 양측바람막이의 자체에 집진장치를 부착하여 회전체의 회전시 풍향을 집중적으로 불어주는 것을 특징으로 하는 대형풍력발전시스템.
3. 제 1항에 있어서 상기 회전부가 풍향을 모아 회전할 수 있는 날개깃을 다열 배열하고, 날개깃 끝에 나선식풍향압축파이프를 장착시켜 회전체의 회전에 극대화를 시키며 원통형중심축에 베어링이 장착된 커플링을 장착시켜 날개깃의 고리와 나선식풍향압축파이프의 고리에 고정식케이블을 장착한 것을 특징으로 하는 대형풍력시스템.
4. 제 1항에 있어서, 나선식풍향압축파이프를 대형증폭기어에 장착시키므로 회전체의 회전력을 극대화 시키는 특징을 갖는 대형풍력발전시스템.
5. 제 1항에 있어서, 소형기어를 장착한 발전기의 다단 배열시켜 발전 효율을 극대화 시켜 대량의 전기에너지를 생산하는 특징을 갖는 대형풍력발전시스템.
6. 제 1항에 있어서, 1단의 대형풍력발전시스템을 다단으로 장착하여 소망하는 발전 효율을 극대화시켜 대량의 전기에너지를 생산하는 특징을 갖는 대형풍력발전시스템.
7. 주탑의 상층부에 전망대를 설치하여 부대수익 창출의 특징을 갖는 대형풍력발전시스템.

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