KR20080093262A - 수직형의 원통형 풍력 발전기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수직형의 원통형 풍력발전기에 관한 것이며, 그 목적은 회전축의 원통에 부착되어 있는 날개에 의한 회전저항과 대형구조에 따른 이동과 설치의 불편함, 대형 원통형 발전기의 회전에 따른 날개의 소음을 획기적으로 감소시켜 원통형 풍력발전기의 발전 효율을 높일 수 있도록 고안된 원통형 구조와 날개를 갖는 풍력발전기를 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 원통형 풍력발전기에 있어서, 풍력발전기를 다층구조로 쌓거나 연결 할 수 있도록 고안되는 원통형 풍력발전 본체를 지지하는 하부 받침대와, 이의 상부로 완성된 원통형 풍력발전기의 일정 높이와 수직하게 형성된 원통형의 돌출부로 이루어진 외곽지지구조물, 상기 돌출부를 둘러싸는 구조로 돌출부에 회전 가능하게 지지된 회전원통, 상기 회전원통의 중심부에서 회전원통과 함께 회전하도록 설치된 회전축, 상기 회전축에 설치되어 있는 상부 베어링 하우징에 들어가 회전원통을 지지하는 상부 베어링, 상기 하부 받침대에 설치되어 있는 하부 베어링 하우징에 들어가 회전원통을 지지하는 하부 베어링, 상기 회전원통의 외주연을 따라 상호 등각도 간격을 갖도록 다수개가 설치되고, 바람 방향과의 상대적인 위치관계에 따라 회전원통의 외측으로 펼쳐지거나, 회전원통의 외주면에 밀착되도록 접혀지는 다수개의 날개들 및 상기 날개가 마모 또는 훼손되어 교체가 필요할 경우 이를 용이하게 해주고 날개를 고정시켜주는 몰드형 수단을 구비하는 풍력발전기에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.

풍력발전기, 날개, 회전원통, 날개고정장치, 날개소음, 발전기회전자, 발전기고정자

Description

수직형의 원통형 풍력 발전기{Drum type Wind Power Generation Using a Perpendicular to Wind}

도 1 은 종래의 풍력발전기를 나타낸 사시도,

도 2 은 본 발명의 실시 예에 따른 풍력발전기의 측면도,

도 3 는 도 2 의 내부 회전체 구조도,

도 4 는 도 2 에 도시된 풍력발전기의 분해 사시도

도 5 는 도 4 의 측면도,

도 6 은 도 5 의 평면도,

도 7 은 본 발명의 실시 예에 따른 풍력발전기의 평면도,

도 8 은 도 2 의 도시된 천을 회전원통에 고정하는 고정수단의 구성을 나타낸 단면도.

도 9 은 도 6 의 날개를 원통회전체를 분해한 상태의 단면도

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

(110) : 회전원통 (120) : 날개

(130) : 중심축 (140) : 상부 베어링

(150) : 회전구조물

(210) : 회전원통

(211) : 회전원통 중앙부 (212) : 회전원통 상부 확장부

(213) : 회전원통 하부 확장부

(220) : 날개

(220a) : 날개고정 중앙부 (220b) : 날개고정 상부 확장부

(220c) : 날개고정 하부 확장부 (220d) : 날개상부

(230) : 풍향

(240) : 발전기 회전자 (250) : 발전기 고정자

(260) : 중심회전축 (210) : 회전원통

(270) : 날개끼움몰드 (271) 날개끼움몰드 이탈차단장치

(280) : 날개끼움홈

(290) : 축전지

(310) : 외곽지지 구조물

(320) : 상부베어링 (330) : 상부베어링 하우징

(340) : 하부 베어링 (350) : 하부베어링 하우징

본 발명은 수직형의 원통형 풍력발전기에 관한 것으로, 특히 회전원통에 구비되어 회전원통의 회전력을 제공하는 날개들에 의한 회전저항을 감소시키며 공기와 날개의 충돌에 의해 발생하는 소음을 감소시키고, 거대한 구조물로써 이동 및 설치가 용이하지 않아 많은 설치 시 비용이 과다하게 소모되는 불편한 점을 개선하고자 취급이 용이하고 설치가 간편한 소형의 원통구조물을 다수 결합한 구조로 제작하여 높은 발전효율을 구현하고 설치 및 유지보수가 용이한 수직형의 원통형 풍력발전기에 관한 것이다.

일반적으로 바람의 힘을 이용하여 전기를 발생하는 풍력발전기는 교또 기후협약에 따른 이산화탄소 배출규제에 대한 대응, 에너지 빈국으로써 활로 모색, 산업의 발달 및 인구 증가에 의해 석유, 석탄, 천연가스 등의 자원이 고갈되어감에 따라 대체 에너지원으로서 많은 연구가 진행되고 있다.

한편 일반적으로 널리 사용되고 있는 수평형의 프로펠러식 풍력발전기는 지면으로부터 높게 세워진 구조물의 상단부에 다수개의 블레이드(날개)를 갖는 로터가 구비된 것으로 구성되어 있다. 이러한 수평형 풍력 발전기는 로터가 바람의 힘에 의해 회전하게 되고, 이 로터의 회전에 의해 발생된 기계적 에너지를 발전기로 전달하여 전기적 에너지로 변환시킴으로서 전기를 발생하도록 되어있다.

그러나 상기와 같은 수평형의 프로펠러식 풍력발전기가 안정적인 발전조건을 유지하기 위해서는 정상류에 가까운 높은 고도에 로터가 위치하도록 해야만 하는데, 이는 로터를 지지하는 구조물이 과도하게 높아지는 것을 초래하므로 많은 설치비용이 요구됨과 더불어 붕괴의 위험이 높고, 번개 등의 자연재해에 무방비 상태로 노출되어 있으며, 난기류에 의한 고고도에서의 진동이 금속피로를 유발하여 부품 및 발전장치의 고장을 빈번하게 일으켜 로터와 발전기 및 각종 주요 부품들의 유지/보수에 많은 어려움이 따르는 단점을 갖고 있다. 또한 로터의 구조상 최소 풍속이 5-6m/sec 이상이 되어야만 발전이 가능할 뿐만 아니라, 초기 발전기를 가동하기 위하여 전원을 공급해줘야 하는 점, 불어오는 바람의 방향에 따라 로터의 방향을 수동으로 조절해주어야만 하므로, 바람이 비교적 약하고 풍향이 자주 변화하는 지형에서는 만족할 만한 발전 효율을 기대할 수 없으며, 더욱이 태풍이나 돌풍 시에는 과다한 원심력에 의해 날개의 궤도이탈 등 부품들의 파손을 방지하기 위해 운전을 멈춰야만 하는 문제점이 있으며. 이는 풍력에너지의 60～70％가 태풍 및 돌풍에 의해서 발생되어 진다는 점에서 큰 손실이라 볼 수 있다.

기존에 소규모로 사용되고 있는 수직형의 원통형 풍력발전기 또한 크기가 크게는 지름이 70～80m 높이가 30～40m, 작게는 지름이 4m 높이가 5m 정도로 작지 않은 구조체이며 운반 및 설치, 유지보수가 용이하지가 않은 상태이다. 이러한 수직형의 원통형 풍력발전기는 외주면에 등각으로 부착된 날개가 바람의 힘에 의해 회전하게 되고, 이 원통의 회전에 의해 발생된 기계적 에너지를 발전기로 전달하여 전기적 에너지로 변환시킴으로서 전기를 발생하도록 되어있다.

그러나 상기와 같은 수직형의 원통형 설치가 용이하고 비용 효율적이며 유지보수가 용이한 상태에서 안정적인 발전조건을 유지하기 위해서는 소형화해야하고 이 소형화가 발전효율 저하를 가져오지 말아야한다. 또한 수직형의 원통형 풍력발전기도 한 개의 발전기로 대용량을 발전을 하고자 하는 경우 수평형의 프로펠러식 풍력발전기와 마찬가지로 높은 고도에 위치하도록 해야만 하는데, 이는 수직형의 원통형 풍력발전기를 지지하는 구조물이 과도하게 높아지는 것을 초래하므로 이 또한 많은 설치비용이 요구됨과 더불어 붕괴의 위험이 높고, 자연제해에 무방비 상태 로 노출되어 있으며, 크기가 대형이다 보니 작은 바람에는 효율적인 풍력에너지를 기대할 수가 없다. 이러한 지름이 10m 이상 되는 수직형의 원통형 풍력발전기도 수평형의 프로펠러식 풍력발전기와 마찬가지로 태풍이나 돌풍 시에는 부품들의 파손을 방지하기 위해 운전을 멈춰야만 하는 문제점이 있다. 또한 장비의 높이가 4～5m이상 되는 수직형의 원통형 풍력발전기도 그 크기에 있어서는 설치 고도가 올라갈수록 어려워지는 단점이 있다.

상기와 같이 문제점을 고려하여 본 출원인에 의해 출원된 특허에는 개선된 구조를 갖는 수직형의 원통형 풍력발전기가 개시되어있다. 도 1 은 개시된 풍력발전기를 도시하고 있다. 도 1 을 참조하면, 개시된 풍력발전기는 지지축(106)을 감싸는 구조로 설치된 회전원통(101)의 외부 둘레에 다수개의 풍력날개(102)들이 구비된 것으로 구성되어 있다. 이러한 풍력발전기는 회전원통(101)을 중심으로 어느 한 쪽에 위치한 풍력날개(102)의 날개 지지천(103)이 바람의 힘을 받을 경우 지지축(106)을 감싸고 있는 회전원통(101)을 회전시켜 발전이 이루어지는데 회전원통(101)의 고속회전에 의한 날개지지천(103)의 공기와 충돌로 인한 소음이 크게 발생하며, 지속적인 날개지지천(103)의 떨림에 의하여 파손이 빈번하게 일어나고 교체의 불편한 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 대형 원통형 풍력발전기가 회전할 때 날개의 지지천이 공기와 충돌 시 발생하는 큰 소음을 줄이고, 소모품인 날개 지지천의 교체 시 회전원통 외부 둘레에 날개 탈 부착홈을 파는 구조를 통하여 간단하게 날개지지천을 손쉽게 교체하도록 하며, 이를 통하여 풍력발전기의 가동 정지시간을 최소화 시키고 또한 날개를 구성하는 천의 소모 및 파손을 줄여 높은 효율로 전기발전이 가능한 수직형의 원통형 풍력발전기를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 기존 한 개의 원통 구조로 되어 있는 풍력발전 회전체를 발전효율을 저하시키지 않으면서도 3개의 작은 크기의 회전원통 구조로 제작하여 이동과 설치 및 유지보수를 용이하게 하는 개선된 구조를 갖는 풍력발전기를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 지면에 고정되는 하부 받침대와, 상기 하부 받침대의 상면으로부터 쌍방향으로 수직하게 연장된 원통형의 돌출부로 이루어진 외곽지지 구조물을 구비하며, 풍력을 이용하여 전기를 발생하는 풍력발전기에 있어서,

상기 돌출부를 둘러싸는 구조로 돌출부에 회전가능하게 지지된 회전원통

상기 회전원통의 중심부에서 수직방향으로 연장되게 배치되며, 회전원통과 함께 회전하도록 회전원통에 설치되어 회전원통의 회전에 의해 발생된 기계적 에너지를 발전기로 전달하는 회전축

상기 회전원통과 상기 돌출부의 사이에서 설치되어 회전원통의 회전을 지지하는 상부 베어링

상기 회전원통과 상기 하부받침대의 사이에 설치되어 회전원통을 하부에서 지지하는 하부 베어링

상기 회전원통의 외주연을 따라 상호 등각도 간격을 갖도록 다수개가 설치되고, 바람 방향과의 상대적인 위치관계에 따라 회전원통의 외측으로 펼쳐지거나, 회전원통의 외주면에 밀착되도록 접혀지는 다수개의 날개들 및

상기 날개가 마모되어 교체가 필요한 경우 이를 간단하게 해주는 회전몸통 외주면의 날개지지수단을 구비하는 풍력발전기를 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1 및 도 4 에서 보듯이 기존 1개의 원통풍력발전기에서 날개(102)는 도 1 의 풍력발전기에서 가장 빈번하게 파손되어 교체가 일어나는 부분이며 회전시 공기와의 충돌로 많은 소음이 발생하게 된다. 도 4 에서 보듯이 3개의 작은 회전원통(210)으로 구성되어 있는 수직형의 원통형 풍력발전기는 여러 개의 날개로 구성되어 있다. 기존의 날개와 비교해서 크기도 줄고 각각의 날개가 바람과 닿는 부분이 작기 때문에 소음이 발생하는 것을 획기적으로 방지하게 된다. 이처럼 날개(220)가 줄어들었기 때문에 바람에 대한 마모성과 내구성이 강화되어 잦은 교체로 인한 풍력발전기의 효율을 떨어뜨리는 것을 방지할 수 있다.

상기 회전원통(110)은 효율적인 풍력에너지를 얻기 위하여 최소 5m 이상이 되어야 할 정도로 그 크기와 무게에 있어서 취급성, 설치성이 많이 떨어진다.

이러한 문제점을 회피하기 위하여 도 4 에서와 같이 3개의 소형 회전원통(210)을 이용하여 설치와 이동에서 단순함과 대량생산이 가능토록 하여 효율성을 높일 수 있다.

도 2 내지 도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 풍력발전기를 도시하고 있다. 도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 풍력발전기는 외곽지지구조물(310)와, 회전원통(210)과, 회전축(260)과, 상부베어링(320)과, 하부베어링(330)과, 다수의 날개(220)들과, 날개끼움몰드(290)로 구성된다. 이러한 풍력발전기는 상기 다수개의 날개(220)들이 바람과의 상대적인 위치관계에 따라 회전원통(210)의 외주면에 밀착되도록 구성되어 있다.

상기 외곽지지구조물(310)는 지면 또는 제1 실시 예와 같이 여러 층으로 고정되어 회전원통(210)의 회전을 지지하는 것으로, 중심축(260)과 연결된 상부베어링하우징(330)에 들어있는 상부 베어링(320)과 상부베어링하우징(350)에 들어 있는 하부 베어링(340)과 연결 구성되어 있다. 상기 외곽지지구조물(310)는 지면 또는 다층으로 구성되는 외부 지지물에 고정되어 풍력발전기를 구성하는 구성요소들을 지지하도록 구성되어 있다.

상기 회전원통(210)은 상기 중심축(260)에 지지되어 바람에 의해 회전하는 것으로, 상기 중심축(260)을 감싸는 장구형의 원통형 구조로 구성되어 외곽지지구조물(310)와 연결된 중심축(260)에 고정 설치되며, 중심축(260)을 중심으로 회전가능 하도록 구성되어 있다.

상기 중심축(260)은 회전원통(210)의 회전시 발생된 기계적 에너지를 발전기 회전자(240)로 전달하는 것으로, 상기 회전원통(210)의 크기와 동일하게 구성되어 있으며 회전원통(210)이 회전하면 발전기 회전자는 같이 회전하게 되어 있어 별도의 동력 손실이 발생하지 않게 되어 있다. 이러한 중심축(260)은 상부 베어링(320)과 하부베어링(340), 외각지지구조물(310)의 지지를 받으며 회전원통(210)을 고정시킨 상태로 내부를 통과하도록 형성되며, 그 하단부에 연결되어있는 발전기 회전자(240)에 기계적 에너지를 전달하여 발전기고정자(250)와 미세한 간격을 유지하며 접촉 없이 회전하도록 구성되어 있다.

상기 상부베어링하우징(330)에 들어있는 상부 베어링(320)은 회전원통(210)을 관통하는 중심축(260)과 외곽지지구조물(310)사이에 위치하며 회전원통(210)의 회전을 지지하는 것으로, 중심축(260)과 외각지지구조물(310)의 상부 연결부분에 설치되어 있다.

상기 하부베어링하우징(350)에 들어 있는 하부 베어링(340)은 회전원통(210)을 하부에서 지지하는 것으로 중심축(260)과 외곽지지구조물(310)의 하부 연결부분에 설치되어 있다.

상기 날개끼움홈(280)은 회전원통(210)의 외주면에 다수의 날개끼움몰드(280)를 고정시키기 위한 장치로써 날개(220)와 회전원통(210)의 직접 마찰을 줄여 파손을 방지하며 소모품인 날개의 교체를 빠르고 손쉽게 가능토록 구성되어 있다.

도 6 내지 도 8은 상기 날개(220)를 보다 세부적으로 도시하고 있다. 도 6 내지 도 8을 참조하면, 상기 날개(220)들은 바람의 힘을 받아 회전원통(210)의 회전을 위한 힘을 제공하는 것으로, 상기 회전원통(210)의 외주연을 따라 상호 등각 도 간격을 갖도록 다수개가 설치되며, 바람 방향과의 상대적인 위치관계에 따라 펼쳐지거나 접혀지도록 구성되어 있다. 보다 구체적으로 상기 각 날개(220)는 날개끼움몰드(270)에 한쪽면이 단단하게 고정되어 회전원통(210)의 외주면에 구성되어있는 날개끼움홈(280)에 삽입되어 설치되는 것으로 신축성과 마모성이 강한 천, 테프론 또는 아라미드 섬유로 구성된다. 이 때, 날개끼움몰드(270)에 한쪽 면이 고정된 날개(220)는 회전원통(210)의 외면 반지름에 대응하는 풍압이 최대화 되는 곡률을 갖도록 굽어지는 평면구조를 갖으며, 날개끼움몰드(270)가 회전원통(210)의 외면에 만들어진 날개끼움홈(280)에 결합되어 펼쳐지거나 접혀지는 회전이동이 가능하도록 구성되어 있다.

상기와 같이 구성된 풍력발전기의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.

도 7에 도시된 바와 같은 방향(230)에서 바람의 부는 것으로 가정할 경우, 도면상 우측편에 배치되어 바람과 마주하는 방향으로 날개(220)의 오목한 일면 위치하는 날개(220)들은 회전원통(210)의 외측으로 풍압을 받아 자연스럽게 돌출되게 회전 이동하여 펼쳐짐으로써 회전원통(210)에 구속되어 힘을 최대로 받아 그 힘으로 회전원통(210)에 회전에너지를 전달하게 된다.

반면, 도면상 좌측편에 배치되어 바람과 마주하는 방향으로 날개(220)의 볼록한 타면이 위치하는 날개(220)들은 회전원통(210)의 외주면에 밀착되게 접혀져 회전원통(210)의 회전을 저지하는 저항을 발생하지 않게 된다.

이처럼 바람과 마주하여 바람의 힘을 받는 날개(220)들만이 펼쳐지도록 함으로써 불필요한 날개(220)들이 펼쳐짐에 따른 회전저항의 증가를 방지할 수 있다.

도 4 내지 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 풍력발전기를 도시하고 있다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 풍력발전기는 외곽지지구조물(310)과, 회전원통(210)과, 중심회전축(260)과, 상부 베어링(320)과, 하부 베어링(340)은 상술한 실시 예의 것들과 동일하므로 상세한 설명은 생략하며, 동일한 도면 부호를 사용하도록 한다.

상기 회전원통(210)은 실시 예에서 설명된 것과 동일하게 외곽지지구조물(110)의 상부베어링하우징(330)과 하부베어링하우징(350)을 감싸는 원통형 구조로 형성될 수 있으나, 본 실시 예에 따른 날개(220)의 구조적 특징을 충분히 활용하기 위해 흡사 장구와 유사한 3개의 원통형 구조(210a 210b 210c)가 중심회전축(260)을 중심으로 결합된 형상으로 형성된다. 즉 3개의 회전원통(210a 210b 210c)은 동일한 직경이 연속되게 형성되는 원통중앙부(211)와, 상기 원통 중앙부(211)의 양 끝단으로부터 점차적으로 큰 직경을 갖도록 외측방향으로 연장되게 형성된 확장부(212, 213)로 구성된다.

상기 다수개의 날개(220)들은 회전원통(210)의 외주연상에 상호 등각도 간격을 갖도록 설치되며, 각 날개(220)는 그의 날개고정중앙부(220a)과 날개고정상부확장부(220b) 및 날개고정하부확장부(220c)가 날개끼움몰드(270)와 날개끼움홈(280)에 의해 회전원통(210)에 고정되며, 상기 회전원통(210)에 고정된 날개고정중앙부(220a)와 대향하는 나머지 날개고정상부 확장부(220b)가 회전원통(220)에 고정되지 않은 날개상부개방단(220d)으로 날개고정중앙부(220a)에 비해 보다 긴 길이를 갖는 천으로 구성되어 있다. 다시 말해, 각 날개(220)는 천을 흡사 주머니와 같이 일부 분이 개방되어 바람을 받는 형상을 갖도록 회전원통(210)의 외주면에 고정된 것으로 구성된다. 한편 상기 천의 날개고정중앙부(220a)는 회전원통(210)의 회전원통 원통중앙부(211)에 고정되며, 천의 날개고정상부확장부(220b) 및 날개고정하부확장부(220c)는 원통확장부(212, 213)에 고정된다.

도 8 및 도 9 는 상기 다수 날개(220)의 고정수단의 구성을 도시하고 있다. 도 8 을 참조하면, 상기 고정수단은 날개끼움몰드(270)와 날개끼움홈(280)과, 몰드의 이탈을 방지하는 차단장치(271) 들로 구성된다. 상기 날개끼움홈(280)은 원통중앙부(211)와 원통확장부(212,213)의 표면에서 회전원통(210)의 길이방향으로 길게 연장되게 구조 형성되어 있으며, 바람직하게는 날개의 접촉으로 인한 마모와 파손을 방지하기 위하여 원형단면을 갖도록 형성되어 있다. 상기 날개끼움몰드(270)가 날개끼움홈(280)에 삽입되고 난 후 날개끼움몰드(270)의 이탈을 방지하기 위하여 날개끼움홈(280)의 입구에는 날개끼움몰드 이탈차단장치(271)가 설치되어 날개끼움몰드(270)가 날개끼움홈(280)으로 부터 이탈되는 것을 방지하게 된다.

상기 천을 고정하는 날개끼움몰드(270)는 날개(220)의 중심부가 회전원통(210)과 일정거리범위 내에서 팽창하도록 고정하는 것으로, 천의 날개상부개방단(220d)측에 대향하는 타측변(220a)의 중심부와 회전원통(210)을 연결하도록 구성되어 있다.

상기와 같이 구성된 실시 예의 날개(220)들은 바람과 마주하는 방향으로 날개상부개방단(220d)이 위치하게 되면, 날개(220)의 내측으로 바람이 들어오게 됨으로써, 날개(220)가 팽창되어 회전원통(210)의 회전을 위한 힘을 발생하게 되고, 이 때 회전원통(210)의 반대측에 위치한 또 다른 날개(220)는 날개상부개방단(220d)이 바람과 마주하지 않게 되므로 수축된 상태를 유지하여 회전원통(210)의 회전을 저지하는 저항을 발생하지 않게 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 바람의 방향과 날개의 상대적인 위치 관계에 따라 날개가 펼쳐지거나 접혀지게 됨으로써, 회전력을 발생하지 않는 날개에 의한 회전 저항을 최소화 하여 바람이 약한 지역에서도 원만한 전기 발전이 가능하게 되었다. 더욱이 한 개의 큰 원통구조체가 아니라 3개의 작은 원통구조체로 구성되어 있어 운반 및 취급성이 뛰어나 시설비가 적게 들고 유지/보수가 용이하며, 태풍이나 돌풍시에도 비교적 안전하게 발전이 가능한 풍력발전기를 제공할 수 있게 되었다.

Claims (8)

1. 지면에 고정되는 하부 받침대와, 상기 하부 받침대의 상면으로부터 상 방향으로 수직하게 연장된 원통형의 돌출부로 이루어진 외곽지지구조물을 구비하며, 풍력을 이용하여 전기를 발생하는 풍력발전기에 있어서,

   상기 돌출부를 둘러싸는 구조로 돌출부에 회전가능하게 지지된 3개의 소형 회전원통으로 구성된 것을 특징으로 하는 3개의 소형 회전원통이 1식의 회전원통체로 구성되는 회전원통

   상기 회전원통의 중심부에서 수직방향으로 연장되게 배치되며, 회전원통과 함께 회전하도록 회전원통에 설치되어 회전원통의 회전에 의해 발생된 기계적 에너지를 발전기로 전달하는 회전축

   상기 회전원통과 상기 돌출부 사이에 위치하도록 돌출부에 설치되어 회전원통의 회전을 지지하는 상부 베어링 하우징과 상부베어링

   상기 회전원통의 외주연을 따라 상호 등각도 간격을 갖도록 다수개가 설치되고, 바람 방향과의 상대적인 위치관계에 따라 회전원통의 외측으로 펼쳐지거나, 회전원통의 외주면에 밀착되도록 접혀지는 다수개의 날개들을 특징으로 하는 풍력발전기
2. 제 1 항에 있어서, 상기 각 날개는,

   상기 회전원통의 외주연에 대응하는 곡률반경을 갖도록 굽어지는 평면구조를 갖으며, 그의 일측변이 상기 회전원통의 외주면에 결합되어 바람을 맞는 정도에 따라 회전원통의 외주면에 밀착되도록 접혀지거나, 회전원통의 외측으로 돌출되도록 펼쳐지는 프레임 및 날개의 구성이 천 또는 인조가죽으로 구성된 것을 특징으로 하는 풍력발전기
3. 제 1 항에 있어서, 상기 날개를 회전원통의 외주면에 고정하는 수단은,

   상기 회전원통의 표면에 날개끼움홈을 파고 탈 부착이 가능토록 날개의 일측변을 날개끼움몰드로 만든 것으로 구성된 것을 특징으로 하는 풍력발전기.
4. 제 1항에 있어서, 상기 각 날개는,

   일측변과 상변 및 저변이 고정수단에 상기 회전원통에 고정되며, 상기 일측변과 대향하는 타측변은 날개상부 개방단으로 일측변에 비해 보다 긴 길이로 형성되어 바람과 마주하는 방향으로 날개상부 개방단이 위치하게 되면, 팽창되어 바람의 힘에 의해 회전원통을 회전시키고, 상기 날개상부 개방단이 바람과 마주하지 않는 방향에 위치하게 되면, 수축되어 회전원통의 회전저항을 감소시키는 천 및 인조가죽으로 구성된 것을 특징으로 하는 풍력발전기.
5. 제 1 항에 있어서 발전기 회전자는

   3개의 소형 회전원통으로 구성된 풍력발전기에서 최 하단의 회전원통에 설치되어 있는 회전원통이 회전할 때 동일하게 회전하는 발전기 회전자를 구성하는 것 을 특징으로 하는 풍력발전기.
6. 제 1 항에 있어서 발전기 고정자는

   3개의 소형 회전원통으로 구성된 풍력발전기에서 최 하단의 회전원통에 설치되어 있는 회전원통이 회전할 때 동일하게 회전하는 발전기 회전자와 작용하여 전기에너지를 생산해내는 것을 목적으로 외곽지지구조물 상면에 설치되어 있는 발전기 고정자를 구성하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기.
7. 제 4 항에 있어서, 상기 회전원통은,

   동일한 직경이 연속되게 형성되어 상기 각 날개의 일측변이 탈부착이 손쉬운 형태로 홈이 파져 있는 공간을 제공하는 원통부

   상기 원통부의 양단으로부터 점차적으로 큰 직경을 갖도록 외측방향으로 연장되게 형성되어 상기 각 날개의 상변 및 저변이 고정되는 공간을 제공하는 확장부로 이루어진 것을 특징으로 하는 풍력발전기.
8. 제 4 항에 있어서, 상기 각 날개의 타 측변은,

   그의 중심부가 상기 회전원통과 일정거리범위 내에서 팽창하도록 고정용 천에 의해 회전원통에 고정된 것을 특징으로 하는 풍력 발전기

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