KR20100047964A - 양력과 항력을 이용한 수평축형 풍력발전기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수평축형 풍력발전기에 관한 것으로서 기존의 수평축형 풍력발전기는 2∼3㎧이상의 풍속이 불어야 발전하고 바람이 너무 세게 불면 과부하를 염려해 25㎧ 이상의 풍속에서는 별도의 브레이크장치를 설치해야 하는 문제점을 해결하기 위하여 수평축형 풍력발전기의 블레이드 축에 보조 수직축형 블레이드 축을 장착하여 수직축형 블레이드의 장점인 저속의 풍속에서도 기동되는 것을 감안하여 블레이드 축 끝에 하이포이드 기어(Hypoid Gear)형인 피니언 기어(Pinion Gear)와 링 기어(Ring Gear)로 인하여 2∼3㎧이하의 저풍속 으로도 환경에 맞는 기어 비율로 초기 기동하는데 있어 유리하고 수직축형 블레이드의 수직축형 블레이드 축에 한계적인 회전에 의한 피니언 기어(Pinion Gear)와 링 기어(Ring Gear)의 기어비율로 하이포이드 기어(Hypoid Gear)형의 기어 감속 작용도 하여 별도의 브레이크장치를 장착하지 않아도 되어 풍력발전기의 과열을 방지할 수 있는 것을 특징으로 하는 수평축형 풍력발전기의 블레이드 축과 보조의 수직축형 블레이드 축 끝에 하이포이드 기어(Hypoid Gear)가 장착된 풍력발전기인 것이다.
수평축형 풍력발전기(HAWT: horizontal axis wind turbine), 수평축형 블레이드(HWb: horizontal wind blade), 수직축형 블레이드(VWb: vertical wind blade),하이포이드 기어(Hypoid Gear), 피니언 기어(Pinion Gear), 링 기어(Ring Gear), 양력, 항력

Description

양력과 항력을 이용한 수평축형 풍력발전기{Horizontal axis style aerogenerator that use lift force and drag}
도 1은 본 발명에 따른 양력과 항력을 이용한 수평축형 풍력발전기의 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 일실시예의 하이포이드 기어(Hypoid Gear)형의 피니언 기어(Pinion Gear)와 링 기어(Ring Gear)와 윤활유와 베어링의 상세도,
＜도면 부호의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
10 : 수평축형 블레이드(HWb: horizontal wind blade)
20 : 수직축형 블레이드(VWb: vertical wind blade)
30-1, 30-2, 30-3 : 수평축형 블레이드 축 베어링
40 : 수직축형 블레이드 축 베어링
50 : 피니언 기어(Pinion Gear) 60 : 링 기어(Ring Gear)
70 : 하이포이드 기어(Hypoid Gear) 80 : 윤활유
11 : 수평축형 블레이드 축
12 : 수직축형 블레이드 축
13 : 발전부 14 : 윤활유 주유구
15 : 윤활유 배유구
본 발명은 수평축형 풍력발전기에 관한 것으로서 상세하게는 수평축형 풍력발전기의 블레이드 축에 보조 수직축형 블레이드 축을 장착하여 수직축형 블레이드의 장점인 저속의 풍속에서도 기동되는 것을 감안하여 블레이드 축 끝에 하이포이드 기어(Hypoid Gear)형인 퍼니언 기어(Pinion Gear)와 링 기어(Ring Gear)를 장착하여 저풍속 으로도 초기 기동하는데 있어 유리하고 고풍속 에서도 별도의 브레이크장치를 장착하지 않아도 되는 풍력발전기에 관한 것이다.
일반적으로 풍력 발전기라 함은 신재생 에너지중 하나인 바람을 이용한 수평축형 발전기와 수직축형 발전기가 있는데 수평축형 발전기 블레이드는 양력을 이용하고 수직축형 발전기 블레이드는 항력을 이용하여 회전에너지를 전기에너지로 전환하는 장치로서 기존의 풍력 발전기는 블레이드의 중량 및 증속기의 기어마찰로 2∼3㎧ 이하의 저풍속 에서는 블레이드의 회전이 원활하게 이루어지지 않아 초기기동의 어려움이 있고 또한 수평축형 발전기는 풍속이 많이 부는 지형에 설치하여야 하는 문제점이 있다.
그리고 수직축형 발전기는 저풍속 에서 블레이드의 회전이 원활하게 이루어지나 발전량이 적어 사용빈도가 적으며 많은 발전량을 생산 하려면 풍속을 받는 면적이 넓어야 하기 때문에 발전기의 부피가 중대형화 되는 문제점이 있어 블레이드의 회전축 및 자체 무게와 기어마찰로 인해 발전량이 적고 미풍에서는 발전을 할 수 없게 된다.
풍력 발전기는 25㎧이상의 고풍속 에서는 블레이드축이 고속으로 회전함에 따라 블레이드가 파손될 우려가 있고 과열로 블레이드의 회전이 원활하게 이루어지지 않아 완전 정지로 발전이 불가능한 경우가 있어 별도의 발전기 브레이크장치를 장착을 해야 하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 수평축형 풍력발전기의 블레이드 축에 보조 수직축형 블레이드 축을 장착하여 수직축형 블레이드의 장점인 저속의 풍속에서도 기동되는 것을 감안하여 블레이드 축 끝에 하이포이드 기어(Hypoid Gear)형인 피니언 기어(Pinion Gear)와 링 기어(Ring Gear)로 인하여 2∼3㎧이하의 저풍속 으로도 환경에 맞는 기어 비율로 초기 기동하는데 있어 유리하게 하고 25㎧이상의 풍속에서도 수직축형 블레이드축의 한계적인 회전에 의한 피니언 기어(Pinion Gear)와 링 기어(Ring Gear)의 기어 비율로 하이포이드 기어(Hypoid Gear)형의 기어 감속 작용도 하여 별도의 브레이크장치를 장착하지 않아도 되어 풍력발전기의 과열을 방지할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 양력과 항력을 이용한 수평축형 풍력발전기는 풍력발전기에 관한 것으로서 상세하게는 수평축형 블레이드 축 (11)과 보조의 수직축형 블레이드 축(12) 끝에 하이포이드 기어(Hypoid Gear) (70)를 장착하여 저풍속 으로도 초기 기동하는데 있어 유리하고 고풍속 에서도 별도의 브레이크장치를 장착하지 않아도 되는 풍력발전기에 관한 것으로서 이하 본 고안을 첨부된 도면을 참조 하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도1은 본 발명에 따른 양력과 항력을 이용한 양력과 항력을 이용한 수평축형 풍력발전기의 단면도를 나타낸다.
수평축형 블레이드(HWb: horizontal wind blade) (10)에 보조 수직축형 블레이드(VWb: vertical wind blade)(20)로 된 수평축형 풍력발전기가 기본 구성 되고 수평축형 블레이드 축 (11)을 원활하게 회전 할 수 있게 해주는 수평축형 블레이드 축 베어링 (30)과 끝에 하이포이드 기어(Hypoid Gear) (70)형이 형성되어 수평축형 블레이드(HWb: horizontal wind blade) (10)가 원활하게 돌아 전기를 생산 할 수 있는 발전부 (13)로 구성되었으며 보다 상세 하게 도 2는 본 발명에 따른 일실시예의 하이포이드 기어(Hypoid Gear)형의 피니언 기어(Pinion Gear)와 링 기어(Ring Gear)와 윤활유 (80)와 수평축형 블레이드 축 베어링 (30), 수직축형 블레이드 축 베어링 (40)에 관한 상세도로서 수직축형 블레이드(VWb: vertical wind blade)(20)에 의해 초기 저풍속 에서도 가동하여 수직축형 블레이드 축 베어링 (40)의 원활한 회전을 통해 수직축형 블레이드 축 (12)에 하이포이드 기어(Hypoid Gear) (70)형인 피니언 기어(Pinion Gear)와 수평축형 블레이드 축(11) 끝의 링 기어(Ring Gear)에 교차하여 수평축형 블레이드(HWb: horizontal wind blade) (10)가 초기기동 하는데 있어 유리하고 상기 작용으로 인한 25㎧이상의 풍속 으로도 수직축형 블레이드(VWb: vertical wind blade)(20)의 수직축형 블레이드 축 (12)에 한계적인 회전에 의한 피니언 기어(Pinion Gear)와 링 기어(Ring Gear)의 기어 비율로 하이포이드 기어(Hypoid Gear) (70)형의 기어 감속 작용하여 별도의 브레이크 장치를 장착하지 않아도 되어 풍력발전기의 과열을 방지할 수 있는 것이다.
또한 도 2의 윤활유 (80)은 마모 및 발전기의 고장을 방지하기 위한 것으로서 주기적으로 윤활유 주유구(14)와 윤활유 배유구(15)를 통해 링 기어(Ring Gear)를 1/3 이상의 수위까지 채워 장시간 동안 회전 하는 피니언 기어(Pinion Gear)와 링 기어(Ring Gear)의 마모를 방지하고 수평축형 블레이드(HWb: horizontal wind blade) (10)회전을 원활 하게 하여 저풍속 에서도 전기를 생산 할 수 있는 효과가 있는 풍력 발전기인 것이다.
이상과 같이 본 발명에 의하면 수평축형 풍력발전기의 블레이드 축에 보조 수직축형 블레이드 축을 장착하여 수직축형 블레이드축 끝에 하이포이드 기어(Hypoid Gear)형인 피니언 기어(Pinion Gear)와 링 기어(Ring Gear)로 인하여 2∼3㎧이하의 저풍속 으로도 환경에 맞는 기어 비율로 초기 기동하는데 있어 유리하게 하고 25㎧이상의 풍속에서도 수직축형 블레이드의 수직축형 블레이드 축에 한계적인 회전에 의한 피니언 기어(Pinion Gear)와 링 기어(Ring Gear)의 기어 비율로 하이포이드 기어(Hypoid Gear)형의 기어 감속 작용도 하여 별도의 브레이크장치를 장착하지 않아도 되어 수평축형 풍력발전기의 초기기동과 고풍속에서의 발전기 부품들의 파손을 사전에 예방 하고 저풍속 에서도 전기를 생산 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 양력과 항력을 이용한 수평축 풍력발전기에 있어서
    상기 수평축형 풍력발전기에 보조 수직축형 발전기가 아닌 보조 수직축형 블레이드와;
    상기 수평축형 풍력발전기의 블레이드 축과 보조 수직축형 블레이드 축 끝에 하이포이드 기어(Hypoid Gear)형과;
    상기 하이포이드 기어(Hypoid Gear)형의 수평축형 블레이드 축 끝에 링 기어(Ring Gear)와 수직축형 블레이드 축 끝에 피니언 기어(Pinion Gear)의 비율로 초기기동에 있어 유리하고 하이포이드 기어(Hypoid Gear)형의 기어 감속 작용 하는 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 풍력발전 시스템
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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