KR20100076915A - Buoyant windmill - Google Patents

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KR20100076915A
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Abstract

PURPOSE: A buoyancy windmill is provided to reduce manufacturing costs by making structure simple by packaging a buoyancy member, combining with a vertical shaft, on the center part of fluid filled in a water tub. CONSTITUTION: A buoyancy windmill comprises a vertical pivot(21), a buoyancy member, a housing(3), a vertical rotary shaft support unit and a windmill blade(23). The vertical pivot is rotated by wind force. The central part of the buoyancy member, is vertically combined with the vertical pivot, and directly supports the weight of the vertical pivot. The housing is the water pail form with the inside empty to store the fluid capable of buoying the buoyancy member. The vertical rotary shaft support unit supports rotation center shaft of the vertical pivot on the predetermined location of the vertical pivot combined with the buoyancy member. The windmill blade combined with the vertical rotary shaft transfers the torque by the wind force to the vertical pivot.

Description

부력풍차{BUOYANT WINDMILL}Buoyant windmills {BUOYANT WINDMILL}

본 발명은 부력풍차에 관한 것으로서, 특히, 수조와 부력체의 구조를 개선하여, 설치가 간단하고 육상뿐만 아니라 해상이나 호수 등 어디에서나 경제적으로 설치할 수 있을 뿐만 아니라, 상대적으로 약한 풍력에 의해서도 높은 회전력을 얻을 수 있는 부력풍차에 관한 것이다.The present invention relates to a buoyancy windmill, in particular, by improving the structure of the water tank and the buoyancy body, the installation is simple and can be economically installed not only on land, but also at sea or lake, and also high rotational force by relatively weak wind power It is about the buoyancy windmill to get.

일반적으로, 풍력 발전 장치는 구조물 등의 상부에 회전가능하게 날개가 설치되고, 바람에 의해 회전되는 날개의 회전축의 회전속도를 증가시켜 전달하는 기어박스가 상기 날개와 연동되게 설치되어, 상기 기어박스에서 증속된 회전력을 전기적 에너지로 변환시키는 발전기가 상기 기어박스에 연결되게 구성된다. 이때, 발전기에서 발생되는 전기에너지는 축전장치 등에 인가되어 축전되거나 수요자에게 직접 인가된다.In general, the wind power generator is rotatably installed on the upper portion of the structure, such as a gearbox for transmitting by increasing the rotational speed of the rotating shaft of the blade rotated by the wind is installed in conjunction with the wing, the gearbox The generator for converting the increased rotational force into electrical energy is configured to be connected to the gearbox. At this time, the electrical energy generated by the generator is applied to the power storage device or the like to be stored or directly applied to the consumer.

최근에는 튜브형 수로에 충진된 유체에 부력체를 부상시켜, 풍압에 의해 날개가 횡방향으로 회전되게 하는 풍차가 개발되고 있다. 상기한 바와 같이 유체에 의해 부상되어 수직축에 의해 횡으로 회전되는 풍차는 유체 즉 물, 부동액 또는 야자수 등의 관성을 이용하여 풍압에 의해 회전되는 회전력을 더욱 증대시키게 된다.In recent years, a windmill has been developed in which a buoyancy body is floated in a fluid filled in a tubular waterway, and the blades are rotated laterally by wind pressure. As described above, the windmill that is floated by the fluid and rotates laterally by the vertical axis further increases the rotational force rotated by the wind pressure by using the inertia of the fluid, that is, water, antifreeze, or palm trees.

그런데, 상기한 풍차의 구성에 의해 발휘되는 풍차의 설치 및 경제성을 더욱 향상시키기 위해 풍차의 수조, 부력체 및 풍차날개 구조 등의 개선이 시급하게 요구되고 있다.By the way, in order to further improve the installation and economical efficiency of the windmill exhibited by the above-described configuration of the windmill, improvements in the water tank, buoyancy body and windmill wing structure of the windmill are urgently required.

본 발명은 상기한 바와 같이 풍차의 효율성을 더욱 극대화하기 위해 안출된 것으로서, 물통과 같이 내부가 비어있는 형태의 수조(이하, "하우징" 이라 함)에 충진되는 유체에 중심부에 수직축을 직접 결합시킨 부력체를 패키지화함으로써, 구조가 간단하고 경제적이며 육상, 해상 및 어디든지 자유롭게 설치할 수 있으며, 날개의 구조를 개선시키고, 바람유도부의 외측에 다수의 바람 유도날개를 구비시켜, 사방에서 불어오는 바람을 내부의 회전체로 유도하여 회전력을 향상시키게 되고, 폭풍등 강한 풍압이 발생시 바람 유도날개를 접어 파손되는 것을 방지하는 부력풍차를 제공하는 데에 그 목적이 있다.The present invention is designed to further maximize the efficiency of the windmill as described above, by directly coupling the vertical axis to the center of the fluid filled in the water tank (hereinafter referred to as "housing") of the empty form, such as a bucket By packaging the buoyancy body, the structure is simple and economical, and can be installed freely on land, sea and anywhere, improve the structure of the wing, and equipped with a number of wind guide wings on the outside of the wind induction part, The purpose of the present invention is to provide a buoyancy windmill to guide the internal rotating body to improve rotational force and to prevent damage by folding the wind guide vanes when a strong wind pressure such as a storm occurs.

본 발명에 따른 부력풍차는 풍력에 의해 회전되는 수직 회전축과; 그 중심부가 상기 수직 회전축과 수직으로 결합 및 고정되어, 상기 수직 회전축의 무게를 직 접 지지하도록 구성된 부력체와; 상기 부력체를 부상시킬 수 있는 유체를 저장할 수 있게 내부가 비어있는 물통 형태로 구성된 하우징과; 상기 부력체에 수직으로 결합되어 고정된, 상기 수직 회전축의 소정의 위치에 상기 수직 회전축의 회전 중심축을 지지하도록 구성된 수직 회전축 지지부와; 상기 수직 회전축과 결합 및 고정되어, 풍력에 의한 회전력을 상기 수직 회전축에 전달하도록 구성된 풍차날개를 구비하는 것을 특징으로 한다.The buoyancy windmill according to the present invention includes a vertical rotary shaft rotated by wind power; A buoyancy body whose central portion is coupled and fixed perpendicularly to the vertical rotation axis, the buoyancy body configured to directly support the weight of the vertical rotation axis; A housing configured in the form of a bucket having an empty inside to store a fluid capable of floating the buoyancy body; A vertical rotation shaft support part configured to support a rotation center axis of the vertical rotation shaft at a predetermined position of the vertical rotation shaft, fixedly coupled to the buoyancy body vertically; Coupled with and fixed to the vertical axis of rotation, characterized in that it comprises a windmill blade configured to transmit the rotational force by the wind to the vertical axis of rotation.

또한, 상기 하우징의 상부에 밀폐된 커버를 추가로 구성한 것을 특징으로 한다.In addition, the cover is further configured to cover the upper portion of the housing.

또한, 상기 부력체는 상기 수직 회전축이 그 내부를 관통하여 연장설치되도록 구성한 것을 특징으로 한다.In addition, the buoyancy body is characterized in that the vertical axis of rotation is configured to extend through the interior.

또한, 상기 부력체는 그 하부에 상기 수직 회전축의 회전 중심축과 동축의 보조축을 추가로 구성한 것을 특징으로 한다.In addition, the buoyancy body is characterized in that it further comprises a secondary axis coaxial with the rotation center axis of the vertical rotation axis in the lower portion.

또한, 상기 회전축 지지부는 상기 하우징의 측면을 지지체로 활용한 것을 특징으로 한다.In addition, the rotary shaft support is characterized in that the side of the housing utilized as a support.

또한, 상기 수직 회전축 지지부는 상기 수직 회전축을 회전가능하게 지지하도록 구비된 내부링과, 상기 내부링을 외부에서 고정지지하도록 구비된 외부지지부로 구성된 것을 특징으로 한다.In addition, the vertical axis of rotation support is characterized in that it consists of an inner ring provided to rotatably support the vertical axis of rotation, and an outer support provided to fix the inner ring from the outside.

또한, 상기 풍차날개는 수평방향으로 상기 수직 회전축에 결합되도록 구성된 것을 특징으로 한다.In addition, the windmill blade is characterized in that configured to be coupled to the vertical axis of rotation in the horizontal direction.

또한, 상기 풍차날개는 수평으로 상기 회전 수직축과 고정결합된 수평프레임 의 상면에 수직으로 배치되도록 구성한 것을 특징으로 한다.In addition, the windmill blade is characterized in that it is configured to be arranged vertically on the upper surface of the horizontal frame fixedly coupled with the vertical axis of rotation horizontally.

또한, 상기 풍차날개는 "∫" 형상인 것을 특징으로 한다.In addition, the windmill wings are characterized in that the "∫" shape.

또한, 상기 수직 회전축 지지부에 개,폐 가능한 바람유도 날개부를 추가로 구비한 것을 특징으로 한다.In addition, the vertical rotation shaft support portion is characterized in that it further comprises a wind induction wing portion that can be opened and closed.

또한, 상기 하우징 그 저변부에 상기 수직 회전축을 수용할 수 있는 걸림턱을 갖는 관통된 구조의 홈부와, 상기 홈부에 순차적으로 누수방지용 리테이너와 베어링이 체결, 고정된 것을 특징으로 한다.In addition, the groove portion of the perforated structure having a locking step that can accommodate the vertical axis of rotation in the bottom portion of the housing, and the retainer and bearing for preventing leakage is sequentially fastened and fixed to the groove portion.

또한, 상기 하우징은 그 측면에 유입구 또는 체크밸브를 추가로 구성한 것을 특징으로 한다.In addition, the housing is characterized in that the inlet or check valve further configured on the side.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 부력풍차는 하우징에 충진되는 유체에 그 중심부에 회전 수직축을 직접 결합시킨 부력체를 부상시켜, 그 부력체에 의해 회전체를 부상시킴으로써, 회전체의 자중을 유체의 부력에 의해 상쇄시킬 수 있다는 이점이 있다.As described above, the buoyancy windmill according to the present invention floats the buoyancy body directly coupled to the rotational vertical axis in the center of the fluid filled in the housing, to float the rotating body by the buoyancy body, thereby reducing the weight of the rotating body fluid There is an advantage that can be canceled by the buoyancy of.

또한, 풍차의 구조를 개선하여 패키지화함으로써, 경제적이고 장소에 무관하게 설치가 자유로우며, 풍차날개의 구조를 개선시키고, 또한 바람유도부의 외측에 다수의 바람 유도날개를 구비시켜, 사방에서 불어오는 바람을 내부의 회전체로 유도하여 회전력을 배카시킬 수 있다는 이점이 있다.In addition, by improving and packaging the structure of the windmill, it is economical and free to install regardless of the place, improve the structure of the windmill wings, and also equipped with a plurality of wind guide wings on the outside of the wind induction part, the wind blowing from all directions There is an advantage that can guide the rotational force by inducing to the internal rotating body.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 부력풍차를 보다 상세히 기술하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략될 것이다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 클라이언트나 운용자, 사용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the buoyancy windmill according to the present invention. In this process, the thickness of the lines or the size of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related known technology or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted. In addition, terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to a client's or operator's intention or custom. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

도면 전체에 걸쳐 같은 참조번호는 같은 구성 요소를 가리킨다.Like numbers refer to like elements throughout the drawings.

도 1은 본 발명의 실시 예 1에 따른 부력풍차의 사시도이며, 도 2는 본 발명의 실시 예 1에 따른 부력풍차의 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시 예 1에 따른 부력풍차의 수직 회전축 지지부의 도시도이며, 도 4는 본 발명의 실시 예 1에 따른 부력풍차의 수직 회전축 및 하우징의 사시도이며, 도 5는 본 발명의 실시 예 1에 따른 부력풍차의 단면도이며, 도 6은 본 발명의 실시 예 2에 따른 부력풍차의 단면도이며, 도 7은 본 발명의 실시 예 3에 따른 부력풍차의 단면도이며, 도 8은 본 발명의 실시 예 4에 따른 부력풍차의 분해 사시도이며, 도 9는 본 발명의 실시 예 4에 따른 부력풍차의 수직 회전축 및 하우징의 사시도이며, 도 10은 본 발명의 실시 예 4에 따른 부력풍차의 단면도이며, 도 11은 본 발명의 실시 예 5에 따른 부력풍차의 풍차날개의 사시도이며, 도 12는 본 발명의 실시 예 6에 따른 바람날개 유도부의 사시도이다. 1 is a perspective view of a buoyancy windmill according to a first embodiment of the present invention, Figure 2 is an exploded perspective view of the buoyancy windmill according to a first embodiment of the present invention, Figure 3 is a vertical of the buoyancy windmill according to a first embodiment of the present invention 4 is a perspective view of the vertical axis of rotation and the housing of the buoyancy windmill according to the first embodiment of the present invention, Figure 5 is a cross-sectional view of the buoyancy windmill according to the first embodiment of the present invention, Figure 6 9 is a cross-sectional view of a buoyancy windmill according to a second embodiment of the present invention, FIG. 7 is a cross-sectional view of a buoyancy windmill according to a third embodiment of the present invention, FIG. 8 is an exploded perspective view of the buoyancy windmill according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 9. Is a perspective view of a vertical axis of rotation and the housing of the buoyancy windmill according to a fourth embodiment of the present invention, Figure 10 is a cross-sectional view of the buoyancy windmill according to a fourth embodiment of the present invention, Figure 11 is a buoyancy windmill according to a fifth embodiment of the present invention Is a perspective view of windmill wings, 12 is a perspective view of a guide portion wind blade according to a sixth embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명에 따른 부력풍차를 실시 예를 통해 소개하고자 한다.Hereinafter, to introduce the buoyancy windmill according to the present invention through an embodiment.

실시 예 1(도 1 Example 1 (FIG. 1 내지 도To 5 참조) 5)

먼저, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예 1에 따른 부력풍차(1)는 대별하면, 회전체(2)와, 하우징(3) 및, 수직 회전축 지지부(5)로 구성된다.First, as shown in FIGS. 1 to 5, the buoyancy windmill 1 according to the first embodiment of the present invention is roughly divided into a rotating body 2, a housing 3, and a vertical rotating shaft support 5. It is composed.

보다 세분하면, 본 발명의 실시 예 1에 따른 부력풍차(1)는 수직으로 설치된 수직 회전축(21)과, 상기 수직 회전축(21)의 하부에 설치되며, 그 중심부에 상기 수직 회전축(21)이 직접 고정되어, 상기 수직 회전축(21)의 무게를 지지하는 부력체(22)와, 부력을 이용하여 상기 부력체(22)를 띄울 수 있는 유체가 충진된 하우징(3)과, 상기 하우징(3)의 측벽에 수직으로 설치되어, 소정의 위치에서 상기 수직 회전축(21)을 지지하는 수직 회전축 지지부(5) 및, 상기 수직 회전축(21)에 결합되어 풍력에 따른 회전력을 상기 수직 회전축(21)에 전달하기 위한 풍차날개(23)로 구성된다.More subdividedly, the buoyancy windmill 1 according to the first embodiment of the present invention is vertically installed on the vertical axis of rotation 21, the lower portion of the vertical axis of rotation 21, the vertical axis of rotation 21 in the center A buoyancy body 22 directly fixed to support the weight of the vertical rotation shaft 21, a housing 3 filled with a fluid capable of floating the buoyancy body 22 using buoyancy, and the housing 3 It is installed perpendicular to the side wall of the vertical rotation shaft support portion 5 for supporting the vertical axis of rotation (21) at a predetermined position, and the vertical axis of rotation coupled to the vertical axis of rotation (21) to the rotational force according to the wind power of the vertical axis of rotation (21) Consists of windmill wings 23 for delivery to.

여기서, 상기 풍차날개(23)는 바람을 직접 받도록 일면에 평면부(231)가 형성되고, 상기 평면부(231)와 대응되는 면에는 회전할 때 발생되는 바람의 저항을 최소화하도록 한조의 돌기부(232)가 형성된다. 이러한 풍차날개(23)는 상기 수직 회전축(21)에 고정된다. 또한, 상기 풍차날개는 속이 빈 형태의 금속재로 형성시 켜, 상기 수직 회전축(21)에 용접고정 또는 나사체결시키는 것도 가능하며, 컵 형태로 형성시키는 것도 가능하다.Here, the windmill wing 23 has a flat portion 231 is formed on one surface so as to receive the wind directly, and a set of protrusions (minimize the resistance of the wind generated when rotating on the surface corresponding to the flat portion 231) 232 is formed. The windmill wings 23 are fixed to the vertical rotation shaft 21. In addition, the windmill wings may be formed of a hollow metal material, and may be welded or screwed to the vertical rotation shaft 21, or may be formed in a cup shape.

또한, 상기 수직 회전축(21)은 금속재로 이루어지며, 합성수지재로 형성시키는 것도 가능하다. 상기 수직 회전축(21)에는 상측 정합부(211)와 하측 정합부(212)가 형성되어 있어, 후술할 수직 회전축 지지부(5)의 상측 고정홀(10)과 하측 정합홀(11)과 정합된다.In addition, the vertical rotation shaft 21 is made of a metal material, it is also possible to form a synthetic resin material. An upper matching part 211 and a lower matching part 212 are formed in the vertical rotation shaft 21, and are matched with the upper fixing hole 10 and the lower matching hole 11 of the vertical rotation shaft support part 5 to be described later. .

상기 수직 회전축 지지부(5)는 상단 베어링(8)과 상기 상단 베어링(8) 내에 형성된 상측 고정홀(10)을 구비한 내측링(421)과, 상기 내측링(421)과 다수의 리브(423)로 연결된 외측링(422)을 구비한 상부링(42)과; 하단 베어링(9)과 상기 하단 베어링(9) 내에 형성된 하측 정합홀(11)을 구비한 내측링(421)과, 상기 내측링(421)과 다수의 리브(423)로 연결된 외측링(422)을 구비한 하부링(41)과; 상기 상부링(42)의 외측링(422)과 상기 하부링(41)의 외측링(422)을 연결하는 다수의 회전봉(43) 및; 상기 회전봉(43) 사이에 개재되게, 상기 상부링(42)의 외측링(422)과 상기 하부링(41)의 외측링(422)을 연결하는 다수의 지지봉(45)으로 구성된다.The vertical shaft support 5 includes an inner ring 421 having an upper bearing 8 and an upper fixing hole 10 formed in the upper bearing 8, the inner ring 421 and a plurality of ribs 423. An upper ring 42 having an outer ring 422 connected to it; An inner ring 421 having a lower bearing 9 and a lower mating hole 11 formed in the lower bearing 9, and an outer ring 422 connected to the inner ring 421 and a plurality of ribs 423. A lower ring 41 provided with; A plurality of rotating rods 43 connecting the outer ring 422 of the upper ring 42 and the outer ring 422 of the lower ring 41; Interposed between the rotating rod 43, the outer ring 422 of the upper ring 42 and the outer ring 422 of the lower ring 41 is composed of a plurality of support rods 45.

상기 부력체(22)는 상면부(22-1)에 제1 고정홈(315)이 형성되어 있어, 상기 하우징(3)의 내부에 충진되는 유체의 수위에 따라 상기 회전체(2)를 상,하로 이동 또는 지지하도록 상기 수직 회전축(21)의 하부에 기밀이 유지되게 고정된다. 상기 유체로는 낮은 온도에서 동결되는 것을 방지하도록 부동액이 사용될 수 있다. 상기 부력체(22)는 부력효율을 높이기 위해서는 내부가 빈 진공상태의 원통형 탱크로 구성하는 것이 바람직하며, 유체에 부상하여 상기 회전체(2)을 지지 또는 상향으로 이동시킬 수 있는 구성이면 어느것이나 가능하다.The buoyancy body 22 has a first fixing groove 315 is formed in the upper surface portion 22-1, so as to raise the rotating body 2 according to the level of the fluid filled in the housing (3). Air tightly fixed to the lower portion of the vertical axis of rotation (21) to move or support downward. Antifreeze may be used as the fluid to prevent freezing at low temperatures. In order to increase buoyancy efficiency, the buoyancy body 22 is preferably configured as a cylindrical tank having an empty vacuum state, and any structure capable of supporting or moving upwardly the rotating body 2 by floating in a fluid It is possible.

상기 하우징(3)은 합성수지재로 형성되며 내부에 유체가 충진되는 탱크(31)의 상부에 하우징 커버(32)가 융착 또는 접착되어 형성된 것으로, 상기 하우징(3)의 하우징 커버(32)에는 상기 수직 회전축(21)이 관통되게 관통공(322)이 형성되어있고, 이 관통공(322)을 통해 유입된 수직 회전축(21)이 상기 하우징 내에 수용된 부력체(22)의 상면부(22-1)에 형성된 제1 고정홈(315)에 고정됨으로써, 상기 수직 회전축(21)과 연동하여 회전된다. 이러한 하우징(3)의 외면에는 유입구(311)와 체크밸브를 갖는 유출구(312)가 마련되고, 상기 탱크(31)에는 상기 유입구(311)를 통해 일정높이로 유체가 충진된다. 상술한 바와 같이 상기한 유체는 부동액이 사용되며, 유입구(311)와 유출구(312)에 의해 교체가 가능하므로 계절에 따른 온도의 변화에 따라, 물이 충진되어 사용되는 것도 가능하다.The housing 3 is formed of a synthetic resin material and is formed by fusion or adhesion of the housing cover 32 to an upper portion of the tank 31 in which fluid is filled therein. The housing cover 32 of the housing 3 includes the The through hole 322 is formed so that the vertical rotation shaft 21 penetrates, and an upper surface portion 22-1 of the buoyancy body 22 in which the vertical rotation shaft 21 introduced through the through hole 322 is accommodated in the housing. By being fixed to the first fixing groove 315 formed in the), it is rotated in conjunction with the vertical axis of rotation (21). An outlet 312 having an inlet 311 and a check valve is provided on an outer surface of the housing 3, and the tank 31 is filled with fluid at a predetermined height through the inlet 311. As described above, the fluid is used as an antifreeze, and can be replaced by the inlet 311 and the outlet 312 so that the water can be filled according to the change of temperature according to the season.

또한, 상기 하우징(3)의 측벽에는 상기 수직 회전축 지지부(5)를 지지하기 위한 지지봉(45)이 설치된다.In addition, a supporting rod 45 for supporting the vertical axis of rotation support 5 is installed on the side wall of the housing 3.

이후, 수직 회전축(21)에 팬 벨트 또는 체인 등을 이용하여, 상기 수직 회전축(21)의 회전력이 기억박스(도시되지 않음)에 전달되게 한다.Then, by using a fan belt or a chain on the vertical rotation shaft 21, the rotational force of the vertical rotation shaft 21 is transmitted to the storage box (not shown).

즉, 부력에 의해 상기 회전체(2)가 상기 하우징(3) 내에 충진된 유체 위에 부상되어 있으므로, 부력에 의해 회전체(2)의 자중이 상쇄될 수 있으며, 상기 회전체(2)의 회전에 따른 부력체(22)의 회전에 의해 야기된 유체의 관성력을 이용하여 상기 회전체(2)의 회전력을 더욱 증대시킬 수 있다.That is, since the rotor 2 floats on the fluid filled in the housing 3 by buoyancy, the self-weight of the rotor 2 may be canceled by the buoyancy, and the rotation of the rotor 2 By using the inertial force of the fluid caused by the rotation of the buoyancy body 22 according to it can further increase the rotational force of the rotating body (2).

실시 예 2(도 6 참조)Example 2 (see Figure 6)

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예 2에 따른 부력풍차(1)는 상기 실시 예 1에 따른 부력풍차(1)와 유사하며, 상기 실시 예 1과의 차이점으로는 본 발명의 실시 예 2에 따른 부력풍차(1)의 수직 회전축(21)이 부력체(22)를 관통하되, 하우징(3)의 밑면은 관통하지 않는다는 것이다.As shown in FIG. 6, the buoyancy windmill 1 according to the second embodiment of the present invention is similar to the buoyancy windmill 1 according to the first embodiment, and differs from the first embodiment according to the embodiment of the present invention. The vertical axis of rotation 21 of the buoyancy windmill 1 according to Example 2 passes through the buoyancy body 22, but does not penetrate the bottom surface of the housing 3.

실시 예 3(도 7 참조)Example 3 (see FIG. 7)

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예 3에 따른 부력풍차(1)는 본 발명의 실시 예 1에 따른 부력풍차(1)와 유사하며, 상기 실시 예 1과의 차이점으로는 본 발명의 실시 예 3에 따른 부력풍차(1)의 부력체(22)의 하부에 상기 수직 회전축(21)의 회전 중심축과 동축의 보조축을 추가로 구성하였다는 것이다.As shown in FIG. 7, the buoyancy windmill 1 according to the third embodiment of the present invention is similar to the buoyancy windmill 1 according to the first embodiment of the present invention, and the present invention is different from the first embodiment. In the lower part of the buoyancy body 22 of the buoyancy windmill 1 according to the third embodiment of the auxiliary axis of rotation and the central axis of rotation of the vertical rotation axis 21 is further configured.

실시 예 4(도 8 내지 도 10 참조)Example 4 (see FIGS. 8-10)

도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예 4에 따른 부력풍차(1)는 본 발명의 실시 예 1에 따른 부력풍차(1)와 유사하며, 상기 실시 예 1과 차이점으로는 본 발명의 실시 예 4에 따른 부력풍차(1)의 수직 회전축(21)이 부력체(22)를 관통하고, 하우징(3)의 밑면을 관통한다는 것이다.8 to 10, the buoyancy windmill 1 according to the fourth embodiment of the present invention is similar to the buoyancy windmill 1 according to the first embodiment of the present invention, and is different from the first embodiment. The vertical axis of rotation 21 of the buoyancy windmill 1 according to the fourth embodiment of the present invention penetrates the buoyancy body 22 and penetrates the bottom surface of the housing 3.

여기서, 상기 하우징(3)은 저면부에 걸림턱(313a)을 갖는 관통된 구조의 홈부(313)가 형성되며, 상기 홈부(313)에는 순차적으로 누수방지용 리테이너(314)와 하우징 베어링(315')이 체결고정되어, 상기 수직 회전축(21)과 연동하여 회전됨과 아울러 충진된 유체가 외부로 누수 되지 않게 한다.Here, the housing 3 is formed with a groove portion 313 having a perforated structure having a locking step 313a in the bottom portion, and the groove portion 313 has a leakage preventing retainer 314 and a housing bearing 315 'sequentially. ) Is fastened and fixed, and rotates in conjunction with the vertical rotation shaft 21 to prevent the filled fluid from leaking to the outside.

또한, 상기 하우징 베어링(315')의 내주에는 하측 정합부(212)에 대응되는 제2 정합홈(315a)을 구비되어, 상기 수직 회전축(21)이 상기 부력체(22)를 관통하 여, 상기 하우징 베어링(315')으로 안내되어 상,하로 이동됨과 아울러 바람에 의해 상호 연동하여 회전하게 된다.In addition, the inner circumference of the housing bearing 315 'is provided with a second matching groove 315a corresponding to the lower matching portion 212, the vertical rotation shaft 21 penetrates through the buoyancy body 22, Guided by the housing bearing 315 'is moved up and down, and rotates in conjunction with each other by wind.

실시 예 5(도 11 참조)Example 5 (see FIG. 11)

도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예 5에 따른 부력풍차(1)는 본 발명의 실시 예 1에 따른 부력풍차(1)와 유사하며, 상기 실시 예 1과 차이점으로는 본 발명의 실시 예 5에 따른 부력풍차(1)의 다수의 풍차날개(23)는 용접 또는 나사체결 등에 의해 상기 상단 및 하단 수평 프레임(6, 7)에 고착되며, ∫형태로 양단부에 서로 반대쪽으로 휘어진 만곡부가 형성되어 있으며, 상기 만곡부의 크기가 서로 상이하게 제작되어, 회전할 때 발생되는 바람의 저항을 최소화할 수 있도록 구성하였다는 것이다.As shown in FIG. 11, the buoyancy windmill 1 according to the fifth embodiment of the present invention is similar to the buoyancy windmill 1 according to the first embodiment of the present invention, which is different from the first embodiment of the present invention. The plurality of windmill blades 23 of the buoyancy windmill 1 according to the fifth embodiment are fixed to the upper and lower horizontal frames 6 and 7 by welding or screwing, and are curved portions that are bent in opposite directions at both ends in the shape of ∫. Is formed, the bent portion is made to be different from each other, it is configured to minimize the resistance of the wind generated when rotating.

상기 ∫형태의 풍차날개의 요철부에 작용하는 항력의 차이에 의해, 상기 풍차날개(23)에 작용하는 바람이 상기 다수의 풍차날개(23)의 회전 방향과 유사한 방향성을 갖도록 변형시켜 회오리 바람의 형태가 되게 할 수 있다.Due to the difference in drag acting on the uneven portion of the windmill blade of the ∫ type, the wind acting on the windmill blades 23 is modified to have a direction similar to the rotational direction of the plurality of windmill blades 23 to the whirlwind. It can be shaped.

이와 같이 상기 ∫형태의 풍차날개(23)의 요철부에 작용하는 항력의 차이에 의해, 상기 풍차날개(23)의 추력 및 토크가 향상됨은 물론 출력계수도 향상시킬 수 있다.As described above, due to the difference in the drag acting on the uneven portion of the windmill blade 23 of the ∫ type, the thrust and the torque of the windmill blade 23 can be improved as well as the output coefficient.

덧붙여, 상기 ∫형태의 풍차날개(23)가 회전하면서, 상기 풍차날개(23)의 바깥쪽에 작용하는 바람을 상기 풍차날개(23)로 유도하게 되므로, 소위 투석기(Sling-Shot) 효과가 작용함으로써, 상기 풍차날개(23)에 작용하는 바람의 에너지 밀도가 증가하게되어, 상기 수직축 부력풍차(1)에 추가적인 추력이 작용하 게 됨과 아울러 증속비가 증가하여 상기 수직축 부력풍차(1)의 출력계수가 향상된다.In addition, as the windmill blade 23 of the ∫ type rotates, the wind acting on the outside of the windmill blade 23 is guided to the windmill blade 23, so that a so-called sling-shot effect works. In addition, the energy density of the wind acting on the windmill vane 23 is increased, the additional thrust is applied to the vertical buoyancy windmill (1), and the speed increase ratio is increased, the output coefficient of the vertical axis buoyancy windmill (1) Is improved.

이로 인해, 기존에는 풍력발전에 이용할 수 없었던 저풍속의 바람도 상당 부분 풍력발전에 이용할 수 있게 되고, 풍력발전 설비의 가동률 및 이용률이 향상되어 단위 전력의 생산에 필요한 원가를 줄일 수 있다.As a result, the low wind speed, which was not previously available for wind power generation, can be used for wind power generation, and the utilization rate and utilization rate of the wind power generation facility can be improved, thereby reducing the cost of producing unit power.

실시 예 6(도 12 참조)Example 6 (see FIG. 12)

도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예 6에 따른 부력풍차(1)는 본 발명의 실시 예 1에 따른 부력풍차(1)와 유사하며, 상기 실시 예 1과의 차이점으로는 본 발명의 실시 예 6에 따른 부력풍차(1)는 상기 수직 회전축(21)에 바람 유도부(4)가 추가로 더 구성되어 있다는 것이다.As shown in FIG. 12, the buoyancy windmill 1 according to the sixth embodiment of the present invention is similar to the buoyancy windmill 1 according to the first embodiment of the present invention, and is different from the first embodiment according to the present invention. The buoyancy windmill 1 according to the sixth embodiment of the wind induction unit 4 is further configured on the vertical rotation shaft 21.

여기서, 상기 바람 유도부(4)는 풍차날개(23)가 설치된 상기 회전체(2)의 주변을 감싸면서 상기 지지봉(45)에 의해 지지되고, 외주에는 다수의 바람 유도날개(44)가 설치되어, 사방에서 불어오는 외부의 바람을 내측으로 유도하여 상기 회전체(2)를 회전시킴과 아울러 상기 회전체(2)의 회전에 의한 부력체(22)에 의해 야기된 유체의 관성력을 이용하여 상기 회전체(2)의 회전력을 더욱 배가시킬 수 있다.Here, the wind induction part 4 is supported by the support rod 45 while surrounding the periphery of the rotating body 2 in which the windmill wings 23 are installed, and a plurality of wind induction wings 44 are installed on the outer circumference. By using the inertial force of the fluid caused by the buoyancy body 22 by the rotation of the rotating body (2) by rotating the rotating body (2) by inducing the outside wind blowing from all directions to the inside The rotational force of the rotor 2 can be further doubled.

이러한, 상기 바람 유도부(4)는 상기 수직 회전축 지지부(5)의 상기 회전봉(43)에 힌지 결합되게 설치되는 절곡된 구조의 상기 바람 유도날개(44)와, 각각의 상기 회전봉(43)과 상기 지지봉(45)을 연결하며 상,하 한 쌍을 이루며 설치되어, 상기 바람 유도날개(44)를 회전시키는 다수의 실린더(46)로 구성된다. The wind induction part 4 is the wind induction wing 44 of the bent structure is installed to be hinged to the rotary rod 43 of the vertical rotary shaft support 5, and each of the rotary rod 43 and the The support rods 45 are connected to each other and are installed in a pair of upper and lower portions, and are configured of a plurality of cylinders 46 for rotating the wind guide vanes 44.

또한, 상기 실린더(46)는 외부와 전기적으로 연결되어 작업자가 제어하는 신호에 의해 구동되며, 상기 회전봉(43)과 상기 지지봉(45)에 용접 또는 나사체결되고, 상기 실린더(46)의 피스톤(461)은 상기 바람 유도날개(44)의 내측면에 용접고정되며, 다르게는 피스톤(461)의 단부가 상기 바람 유도날개(44)의 내측면에 회동되게 힌지결합시키는 것도 가능하다.In addition, the cylinder 46 is electrically connected to the outside and driven by a signal controlled by an operator, welded or screwed to the rotary rod 43 and the support rod 45, and the piston of the cylinder 46 461 is welded to the inner side of the wind guide vanes 44, and alternatively it is possible to hinge the end of the piston 461 so as to pivot on the inner side of the wind guide vanes 44.

즉, 폭풍 등 강한 바람에 의한 풍압에 의해 펼쳐진 상기 바람 유도날개(44)가 꺽이는 것을 방지하기 위해 강풍시 상기 실린더(46)를 구동하여 상기 바람 유도날개(44)를 접게 되고, 폭풍이 해제되면 재차 펼쳐 외부의 바람을 내측으로 유도하게 된다.That is, in order to prevent the wind guide vane 44 unfolded by the wind pressure caused by strong winds such as a storm, the wind guide vane 44 is folded by driving the cylinder 46 during a strong wind, and when the storm is released Unfolding again to induce the outside wind to the inside.

이때, 상기 바람 유도날개(44)는 절곡된 구조로 형성되어, 절곡된 내면을 따라 바람을 안내하게 되며, 접힌 상태에서는 절곡된 외면을 따라 바람이 지나가게 된다.At this time, the wind guide vane 44 is formed in a bent structure, to guide the wind along the bent inner surface, the wind passes along the bent outer surface in the folded state.

전술된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에선, 상단 및 하단 수평프레임을 사용하였으나, 하단 수평프레임만을 사용하는 것도 가능하다.As described above, in the embodiment of the present invention, the upper and lower horizontal frames are used, but it is also possible to use only the lower horizontal frames.

또한, 본 발명의 실시 예에선, 유체를 수용하는 하우징을 합성수지 재질로 예시하였으나, 다양한 재질이 사용될 수 있으며, 또한 각각의 부력풍차 마다 1개씩 설치된 하우징을 도크 형태로 구성된 수조를 이용하여, 다수의 부력풍차를 집합적으로 설치하는 것도 가능하며, 이 경우 상기 도크에 상기 수직 회전축 지지부를 연결시킬 수 있고, 상기 수직 회전축 지지부는 고정되어 지지력을 제공하는 곳이면 어디든지 지지될 수 있을 것이다.In addition, in the embodiment of the present invention, the housing housing the fluid is illustrated as a synthetic resin material, but a variety of materials can be used, and by using a water tank configured in the form of a dock, one housing for each buoyancy windmill, a plurality of It is also possible to collectively install a buoyancy windmill, in which case the vertical axis of rotation support may be connected to the dock, and the axis of rotation of the vertical axis may be supported wherever it provides support.

이상과 같이 본 발명은 양호한 실시 예에 근거하여 설명하였지만, 이러한 실시 예는 본 발명을 제한하려는 것이 아니라 예시하려는 것이므로, 본 발명이 속하는 기술분야의 숙련자라면 본 발명의 기술사상을 벗어남이 없이 위 실시 예에 대한 다양한 변화나 변경 또는 조절이 가능할 것이다. 그러므로, 본 발명의 보호 범위는 본 발명의 기술적 사상의 요지에 속하는 변화 예나 변경 예 또는 조절 예를 모두 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.As described above, the present invention has been described based on the preferred embodiments, but these embodiments are intended to illustrate the present invention, not to limit the present invention, so that those skilled in the art to which the present invention pertains can perform the above without departing from the technical spirit of the present invention. Various changes, modifications or adjustments to the example will be possible. Therefore, the protection scope of the present invention should be construed as including all changes, modifications or adjustments belonging to the gist of the technical idea of the present invention.

도 1은 본 발명의 실시 예 1에 따른 부력풍차의 사시도.1 is a perspective view of a buoyancy windmill according to a first embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시 예 1에 따른 부력풍차의 분해 사시도.2 is an exploded perspective view of the buoyancy windmill according to the first embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시 예 1에 따른 부력풍차의 수직 회전축 지지부의 도시도.3 is a view showing a vertical axis of support of the buoyancy windmill according to the first embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 실시 예 1에 따른 부력풍차의 수직 회전축 및 하우징의 사시도.4 is a perspective view of a vertical axis of rotation and the housing of the buoyancy windmill according to the first embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 실시 예 1에 따른 부력풍차의 단면도.5 is a cross-sectional view of the buoyancy windmill according to the first embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 실시 예 2에 따른 부력풍차의 단면도.6 is a cross-sectional view of the buoyancy windmill according to a second embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 실시 예 3에 따른 부력풍차의 단면도.7 is a cross-sectional view of the buoyancy windmill according to a third embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 실시 예 4에 따른 부력풍차의 분해 사시도.8 is an exploded perspective view of the buoyancy windmill according to a fourth embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 실시 예 4에 따른 부력풍차의 수직 회전축 및 하우징의 사시도.9 is a perspective view of a vertical axis of rotation and the housing of the buoyancy windmill according to a fourth embodiment of the present invention.

도 10은 본 발명의 실시 예 4에 따른 부력풍차의 단면도.10 is a cross-sectional view of the buoyancy windmill according to a fourth embodiment of the present invention.

도 11은 본 발명의 실시 예 5에 따른 부력풍차의 풍차날개의 사시도.11 is a perspective view of a windmill blade of a buoyancy windmill according to a fifth embodiment of the present invention.

도 12는 본 발명의 실시 예 6에 따른 바람날개 유도부의 사시도.12 is a perspective view of a wind vane guide unit according to a sixth embodiment of the present invention;

<도면의 주요 부분에 대한 설명>Description of the main parts of the drawing

1 : 부력풍차 2 : 회전체1: buoyant windmill 2: rotor

3 : 하우징 4 : 바람 유도부3: housing 4: wind induction part

5: 수직 회전축 지지부 6: 상단 수평프레임5: vertical axis support 6: upper horizontal frame

7: 하단 수평프레임 8: 상단 베어링7: lower horizontal frame 8: upper bearing

9: 하단 베어링 10: 상측 고정홀9: lower bearing 10: upper fixing hole

21 : 수직 회전축 22 : 부력체21: vertical axis of rotation 22: buoyancy body

23 : 풍차날개 31 : 수조23: windmill wings 31: tank

32 : 하우징 커버 41 : 하부링32: housing cover 41: lower ring

42 : 상부링 43 : 회전봉42: upper ring 43: rotating rod

44 : 바람 유도날개 45 : 지지봉44: wind guide wings 45: support rod

46 : 실린더 211 : 상측 정합부46: cylinder 211: upper matching portion

212 : 하측 정합부 221 : 만곡부212: lower matching portion 221: curved portion

311 : 유입부 ` 312 : 유출부311: inlet part 312: outlet part

313a : 걸림턱 314 : 리테이너313a: Jam Jaw 314: Retainer

315 : 제1 고정홈 315' : 하우징 베어링315: first fixing groove 315 ': housing bearing

315a: 제2 고정홈 322 : 관통공315a: second fixing groove 322: through hole

421 : 내측링 422 : 외측링421: inner ring 422: outer ring

461 : 피스톤461: Piston

Claims (12)

부력을 이용한 부력풍차에 있어서,In the buoyancy windmill using buoyancy, 풍력에 의해 회전되는 수직 회전축과;A vertical axis of rotation rotated by wind power; 그 중심부가 상기 수직 회전축과 수직으로 결합 및 고정되어, 상기 수직 회전축의 무게를 직접 지지하도록 구성된 부력체와;A buoyancy body whose central portion is coupled and fixed perpendicularly to the vertical rotation axis, the buoyancy body configured to directly support the weight of the vertical rotation axis; 상기 부력체를 부상시킬 수 있는 유체를 저장할 수 있게 내부가 비어있는 물통 형태로 구성된 하우징과;A housing configured in the form of a bucket having an empty inside to store a fluid capable of floating the buoyancy body; 상기 부력체에 수직으로 결합되어 고정된 상기 수직 회전축의 소정의 위치에 상기 수직 회전축의 회전 중심축을 지지하도록 구성된 수직 회전축 지지부와;A vertical rotation shaft support portion configured to support a rotation center axis of the vertical rotation shaft at a predetermined position of the vertical rotation shaft fixedly coupled to the buoyancy body; 상기 수직 회전축과 결합, 고정되어, 풍력에 의한 회전력을 상기 수직 회전축에 전달하도록 구성된 풍차날개를 구비하는 것을 특징으로 하는 부력풍차.Buoyancy windmill is coupled to the vertical rotation shaft, and provided with a windmill blade configured to transmit the rotational force by the wind power to the vertical rotation shaft. 제 1항에 있어서, 상기 하우징의 상부에 밀폐된 커버를 추가로 구성한 것을 특징으로 하는 부력풍차.The buoyancy windmill according to claim 1, further comprising a cover sealed to an upper portion of the housing. 제 1항에 있어서, 상기 부력체는 상기 수직 회전축이 그 내부를 관통하여 연장설치되도록 구성한 것을 특징으로 하는 부력풍차.The buoyancy windmill according to claim 1, wherein the buoyancy body is configured such that the vertical axis of rotation extends through the interior thereof. 제 1항에 있어서, 상기 부력체는 그 하부에 상기 수직 회전축의 회전 중심축과 동축의 보조축을 추가로 구성한 것을 특징으로 하는 부력풍차.The buoyancy windmill according to claim 1, wherein the buoyancy body further comprises an auxiliary axis coaxial with a rotation center axis of the vertical rotation axis. 제 1항에 있어서, 상기 회전축 지지부는 상기 하우징의 측면을 지지체로 활용한 것을 특징으로 하는 부력풍차.The buoyancy windmill according to claim 1, wherein the rotating shaft support portion uses a side surface of the housing as a support. 제 1항에 있어서, 상기 수직 회전축 지지부는 상기 수직 회전축을 회전가능하게 지지하도록 구비된 내부링과, 상기 내부링을 외부에서 고정지지하도록 구비된 외부지지부로 구성된 것을 특징으로 하는 부력풍차.The buoyancy windmill according to claim 1, wherein the vertical axis of rotation support includes an inner ring rotatably supporting the vertical axis of rotation, and an outer support configured to fix the inner ring from the outside. 제 1항에 있어서, 상기 풍차날개는 수평방향으로 상기 수직 회전축에 결합되도록 구성된 것을 특징으로 하는 부력풍차.The buoyancy windmill according to claim 1, wherein the windmill blade is configured to be coupled to the vertical rotation shaft in a horizontal direction. 제 1항에 있어서, 상기 풍차날개는 수평으로 상기 회전 수직축에 고정결합된 수평프레임의 상면에 수직으로 배치되도록 구성한 것을 특징으로 하는 부력풍차.The buoyancy windmill according to claim 1, wherein the windmill blade is configured to be vertically disposed on an upper surface of a horizontal frame fixedly coupled to the vertical axis of rotation horizontally. 제 6항 또는 제 7항에 있어서, 상기 풍차날개는 "∫" 형상인 것을 특징으로 하는 부력풍차.The buoyancy windmill according to claim 6 or 7, wherein the windmill blade has a "∫" shape. 제 1항에 있어서, 상기 수직 회전축 지지부에 개,폐 가능한 바람유도 날개부를 추가로 구비한 것을 특징으로 하는 부력풍차.The buoyancy windmill according to claim 1, further comprising a wind-guiding wing portion which can be opened and closed on the vertical rotation shaft support portion. 제 3항에 있어서, 상기 하우징은 그 저변부에 상기 수직 회전축을 수용할 수 있는 걸림턱을 갖는 관통된 구조의 홈부와, 상기 홈부에 순차적으로 누수방지용 리테이너와 베어링이 체결, 고정된 것을 특징으로 하는 부력풍차.4. The housing of claim 3, wherein the housing has a perforated groove having a locking step for receiving the vertical axis of rotation, and a retainer and a bearing for preventing leakage are sequentially fastened and fixed to the groove. Buoyant windmill to say. 제 1항에 있어서, 상기 하우징은 그 측면에 유입구 또는 체크밸브를 추가로 구성한 것을 특징으로 하는 부력풍차.The buoyancy windmill according to claim 1, wherein the housing further comprises an inlet or a check valve at a side thereof.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2012078935A3 (en) * 2010-12-09 2013-02-28 Charles Grigg Wind turbine generator
KR102009876B1 (en) * 2018-07-16 2019-08-12 주식회사 세광마린텍 Electrolytic sewage treatment apparatus with extended electrode bar useful life
KR102634072B1 (en) * 2023-04-25 2024-02-06 이종근 Centralized vertical windmill

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