KR20100100435A

KR20100100435A - 수평으로 설치되는 풍력발전기용 풍차

Info

Publication number: KR20100100435A
Application number: KR1020090019327A
Authority: KR
Inventors: 최영구
Original assignee: 최영구
Priority date: 2009-03-06
Filing date: 2009-03-06
Publication date: 2010-09-15

Abstract

본 발명은 바람의 방향과 무관하게 회전할 수 있을 뿐만 아니라, 미풍에서도 회전이 가능한 수평으로 설치되는 풍력발전기용 풍차에 관한 것이다.

종래의 풍차는 수직으로 설치되어 있어 지역적으로 바람의 방향이 자주 바뀌는 곳에서나, 또는 바람이 적은 곳에서는 지속적으로 회전하지 않아 매우 비효율적이라는 문제점이 있는데, 이를 해결하기 위하여 본 발명은 방사상으로 설치되며 끝단에 고정판(31)이 수직으로 결합된 복수의 지지봉(30)과, 상기 고정판(31)에 회동할 수 있게 결합되는 회동부재(40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 수평으로 설치되는 풍력발전기용 풍차를 제공한다.

따라서 본 발명에 의하면, 복수의 회동부재가 불어오는 바람의 방향에 따라 회동 및 복귀를 반복하며 풍차에 회전력을 전달함으로써 바람의 방향과 무관하게 지속적인 회전이 가능하게 되어 발전효율이 향상되는 효과가 있다. 또한, 미풍에서도 풍차의 회전에 의한 발전이 가능케 되고, 더욱이 풍차의 회전력이 증대되는 효과가 있다.

풍차, 풍력, 발전, 수평, 회전, 증속

Description

수평으로 설치되는 풍력발전기용 풍차{HORIZONTALLY INSTALLED WINDMILL FOR WIND POWER GENERATOR}

본 발명은 풍력발전기용 풍차에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 바람의 방향과 무관하게 회전할 수 있을 뿐만 아니라, 미풍에서도 회전이 가능한 수평으로 설치되는 풍력발전기용 풍차에 관한 것이다.

일반적으로 풍력발전이란 공기의 유동이 가진 운동 에너지의 공기역학적(aerodynamic) 특성을 이용하여 회전자(rotor)를 회전시켜 기계적 에너지로 변환시켜서 전력을 얻는 기술로서, 풍력 발전기는 지면에 대한 회전축의 방향에 따라 수평형 및 수직형으로 분류되고, 주요 구성 요소로는 날개와 허브로 구성된 회전자와, 상기 회전자의 회전을 증속하여 발전기를 구동시키는 증속 장치, 발전기 및 각종 안전 장치를 제어하는 제어 장치, 유압 브레이크 장치와 전력 제어 장치 및 철탑 등으로 구성된다.

또한 풍력발전은 어느 곳에나 산재 되어 있는 무공해, 무한정의 바람을 이용하므로 환경에 미치는 영향이 거의 없고, 국토를 효율적으로 이용할 수 있으며, 대 규모 발전 단지의 경우에는 발전 비용도 기존의 발전 방식과 경쟁 가능한 수준의 신 에너지 발전 기술이다.

종래의 풍력발전기는 바람에 의해 회전되는 운동 에너지를 풍차를 이용해 전기 에너지로 바꾸게 되는데, 이때 풍차의 이론상 운동 에너지 중 약 60% 정도 만이 전기 에너지로 바뀔 수 있는데 이것도 풍차의 형상에 따른 효율, 기계적인 마찰, 발전기의 효율 등을 고려하면 실제로 20 ~ 40% 만이 전기 에너지로 이용할 수 있기 때문에 시설규모에 비하여 발전량이 매우 적다는 문제점이 있다.

또한, 종래의 풍차는 수직으로 설치되어 있어 지역적으로 바람의 방향이 자주 바뀌는 곳에서나, 또는 바람이 적은 곳에서는 지속적으로 회전하지 않아 매우 비효율적이라는 문제점도 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 바람의 방향과 무관하게 회전할 수 있는 수평으로 설치되는 풍력발전기용 풍차를 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 미풍에서도 회전이 이루어지도록 하여 발전 효율을 향상시킬 있는 수평으로 설치되는 풍력발전기용 풍차를 제공하는 데 있다.

본 발명에 의한 수평으로 설치되는 풍력발전기용 풍차는 방사상으로 설치되며 끝단에 고정판이 수직으로 결합된 복수의 지지봉과, 상기 고정판에 회동할 수 있게 결합되는 회동부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 수평으로 설치되는 풍력발전기용 풍차에 의하면, 복수의 회동부재가 불어오는 바람의 방향에 따라 회동 및 복귀를 반복하며 풍차에 회전력을 전달함으로써 바람의 방향과 무관하게 지속적인 회전이 가능하게 되어 발전효율이 향상되는 효과가 있다.

또한, 미풍에서도 풍차의 회전에 의한 발전이 가능케 되고, 더욱이 풍차의 회전력이 증대되는 효과가 있다.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 통해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 수평으로 설치되는 풍력발전기용 풍차를 도시한 평면도이고, 도 2는 본 발명에 의한 회동부재를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명에 의한 회동부재를 도시한 평면도이고, 도 4는 본 발명에 의한 회동부재가 회동한 상태를 나타낸 평면도이고, 도 5는 본 발명의 수평으로 설치되는 풍력발전기용 풍차가 회전할 때 각 회동부재의 회동상태를 나타낸 평면도이다.

본 발명의 수평으로 설치되는 풍력발전기용 풍차는 도 1에서 도시한 바와 같이, 상측에 상판(10)이 구비되고, 상기 상판(10)의 하측에는 복수의 지지봉(30)이 방사상으로 결합되어 있다.

상기 지지봉(30)의 하측에는 하판(20)이 구비되는데, 상기 지지봉(30)은 고정구(21)에 의해 하판(20)의 상측에 견고히 결합되어 있다.

상기 하판(20)의 저면 중심에는 회전축이 결합되어 함께 회전할 수 있도록 구성되어 있는데, 이러한 구성은 상술한 바에 국한되는 것이 아니라, 상기 지지봉(30)을 회전축이 결합된 하나의 원판에 방사상으로 결합시켜 구성할 수도 있으고, 또는 원판 없이 회전축과 지지봉(30)만으로 구성할 수도 있다.

한편, 상기 지지봉(30)의 끝단에는 도 2 및 도 3에서 도시한 바와 같이 고정 판(31)이 수직으로 결합되어 있으며, 상기 고정판(31)에는 회동부재(40)가 소정의 각도로 회동할 수 있도록 복수의 힌지(42)에 의해 결합되어 있다.

상기 고정판(31)과 회동부재(40)는 힌지(42) 뿐만이 아니라 고무, 합성수지, 스프링 등으로 구성할 수도 있다.

그리고 상기 회동부재(40)의 내측에는 바람을 최대한 잘 받을 수 있도록 오목한 공간부(41)가 형성되어 있으며, 상기 고정판(31)과 근접해 있는 공간부(41)의 일측에는 "ㄱ"자 형상의 내측차단판(43)이 결합되어 있다.

또한, 상기 회동부재(40)의 배면에는 상기 고정판(31)과 근접하여 외측차단판(44)이 고정판(31)과 직각으로 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 풍력발전기용 풍차는 수평으로 설치되어 어느 방향에서 바람이 불어오든 자유롭게 회동하는 회동부재(40)에 의해 풍차가 지속적으로 회전을 할 수 있게 된다.

이러한 회동부재(40)의 작동과정을 살펴보면 도 3에서와 같이 고정판(31)에 밀착된 내측차단판(43)에 의해 내측으로 더 이상의 회동이 방지되고, 화살표 방향으로 바람이 불게 되면 회동부재(40)가 외측으로 회동하여 도 4와 같은 상태가 되는데, 이때 외측차단판(44)이 고정판(31)과 밀착되면서 더 이상의 회동을 방지하게 된다.

따라서 도 5에서 도시한 바와 같은 화살표 방향으로 바람이 불게 되면 본 발 명은 시계 반대방향으로 회전하게 되는데, 이때 우측에 위치한 회동부재(40)의 공간부(41)로 바람이 유입됨으로써 회동부재(40)가 외측으로 회동하여 지지봉(30)과 일직선을 이루게 된다.

그리고 회동부재(40)가 좌측에 위치하게 되면 회전력에 의해 다시 내측으로 회동하여 지지봉(30)과 직각을 이루게 된다.

이러한 회동부재(40)의 작용에 의해 바람이 어느 방향에서 불더라도 풍차의 회전이 가능할 뿐만 아니라, 미풍에서도 풍차에 회전력을 전달할 수 있어 발전 효율이 향상된다.

상기와 같은 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

도 1은 본 발명의 수평으로 설치되는 풍력발전기용 풍차를 도시한 평면도.

도 2는 본 발명에 의한 회동부재를 도시한 사시도.

도 3은 본 발명에 의한 회동부재를 도시한 평면도.

도 4는 본 발명에 의한 회동부재가 회동한 상태를 나타낸 평면도.

도 5는 본 발명의 수평으로 설치되는 풍력발전기용 풍차가 회전할 때 각 회동부재의 회동상태를 나타낸 평면도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 상판 20 : 하판

21 : 고정구 30 : 지지봉

31 : 고정판 40 : 회동부재

41 : 공간부 42 : 힌지

43 : 내측차단판 44 : 외측차단판

Claims

방사상으로 설치되며 끝단에 고정판(31)이 수직으로 결합된 복수의 지지봉(30)과, 상기 고정판(31)에 회동할 수 있게 결합되는 회동부재(40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 수평으로 설치되는 풍력발전기용 풍차.
제1항에 있어서,

상기 회동부재(40)에는 고정판(31)과 밀착되어 회동부재(40)의 회동을 차단하는 내측차단판(43) 및 외측차단판(44)이 결합된 것을 특징으로 하는 수평으로 설치되는 풍력발전기용 풍차.