KR20100109835A - 발전용 고효율 다중축 발전장치 - Google Patents

발전용 고효율 다중축 발전장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20100109835A
KR20100109835A KR1020090089867A KR20090089867A KR20100109835A KR 20100109835 A KR20100109835 A KR 20100109835A KR 1020090089867 A KR1020090089867 A KR 1020090089867A KR 20090089867 A KR20090089867 A KR 20090089867A KR 20100109835 A KR20100109835 A KR 20100109835A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power generation
drive gear
coupled
generator
blade
Prior art date
Application number
KR1020090089867A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101098310B1 (ko
Inventor
김용문
Original Assignee
김용문
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 김용문 filed Critical 김용문
Publication of KR20100109835A publication Critical patent/KR20100109835A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101098310B1 publication Critical patent/KR101098310B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F03B13/26—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using tide energy
    • F03B13/264—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using tide energy using the horizontal flow of water resulting from tide movement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B11/00—Parts or details not provided for in, or of interest apart from, the preceding groups, e.g. wear-protection couplings, between turbine and generator
    • F03B11/06—Bearing arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D15/00—Transmission of mechanical power
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/02—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  having a plurality of rotors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/40—Transmission of power
    • F05B2260/403—Transmission of power through the shape of the drive components
    • F05B2260/4031—Transmission of power through the shape of the drive components as in toothed gearing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20—Hydro energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction

Abstract

본 발명은 조류, 풍력을 포함한 유체의 유동에너지를 이용하여 더욱 효과적으로 발전량을 증가시킬 수 있는 발전용 고효율 다중축 발전장치를 제공한다. 이와 같은 발전용 고효율 다중축 발전장치는 내축(20), 외축(30), 제 1 구동기어(40), 제 2 구동기어(50), 제 1 피동 유니트(60) 및 제 2 피동 유니트(80)를 구비하므로써, 서로 별개의 블레이드가 결합되는 복수개 이상의 회전축을 사용하여 발전하도록 한다. 이때, 내축(20)은 제 1 블레이드(21)가 결합되고, 외축(30)은 내축(20)이 삽입되는 중공(32)이 형성되고, 제 2 블레이드(31)가 결합된다. 그리고, 제 1 구동기어(40)는 내축(20)에 결합되어 회전되고, 제 2 구동기어(50)는 외축(30)에 결합되어 회전된다. 그리고, 제 1 피동 유니트(60)는 발전기(1)의 로드(2)에 설치되고, 제 1 구동기어(40)와 접속되어 내축(20)의 회전력이 발전기(1)로 전달되도록 한다. 그리고, 제 2 피동 유니트(80)는 발전기(1)의 로드(2)에 설치되고, 제 2 구동기어(50)에 접속되어 외축(30)의 회전력이 발전기(1)로 전달되도록 한다. 이와 같은 본 발명에 따르면, 서로 별개의 블레이드가 결합되는 복수개 이상의 회전축을 사용하여 발전하도록 하므로, 조류, 풍력과 같은 유체의 유동에너지를 이용하여 더욱 효과적으로 발전량을 증가시킬 수 있다. 특히, 본 발명은 이중으로 회전축을 설치하고, 각 회전축에 블레이드를 설치하여 발전가능하도록 하므로, 자연적인 해수의 흐름을 이용하는 흐름이 약한 조류발전, 자연적인 바람의 흐름을 이용하는 흐름이 약한 풍력발전에도 적합하다. 그리고, 클러치를 갖는 피동 유니트를 적용하므로, 블레이드가 결합되는 회전축에 과도한 항력이 작용되지 않도록 하므로써, 발전시스템을 보호하면서 효과적인 발전할 수 있다.

Description

발전용 고효율 다중축 발전장치{MULTI SHAFT HIGH PERFORMANCE CURRENT POWER APPARATUS}
본 발명은 발전용 고효율 다중축 발전장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 자연적인 해수의 흐름, 자연적인 바람의 흐름 등 유체의 자연적인 유동을 이용하는 흐름이 약한 조류발전, 풍력발전 등에도 적합하도록 이중으로 회전축을 설치하고, 각 회전축에 블레이드를 설치하므로써, 효과적으로 발전가능하도록 하는 발전용 고효율 다중축 발전장치에 관한 것이다.
현재, 대한민국은 에너지원 단위(국내 총생산당 소비에너지)가 세계에서 가장 높은 수준이고, 에너지원의 국외 의존도가 전체 사용량의 97%정도에 이르는 것으로 알려져 있다. 그리고, 이와 같은 대부분의 에너지원은 화석연료 및 핵발전에 의존하고 있다.
근래, 환경보존에 대한 관심과 무공해 에너지에 대한 관심이 고조되면서 태 양력, 풍력, 조력 및 조류력 등의 재생에너지에 관한 이론적 연구 및 실험적 연구가 활발히 수행되고 있다. 이때, 조류발전은 자연적인 해수의 흐름(조류력)을 이용하는 방식이므로, 조력발전과 같이 댐을 설치할 필요가 없어 비용이 적게 드는 반면, 조류발전을 위한 장소를 선정하는데 어려움이 있고, 조력발전에 비해 자연적인 흐름의 세기에 따라 발전량이 좌우된다는 단점이 있지만, 해수 유통이 자유롭고 해양환경에 미치는 영향이 거의 없어 조력발전에 비해 친환경적인 것으로 평가되고 있다.
한편, 이와 같은 종래기술에 따른 블레이드는 풍력발전이나 조력발전에 적용되는 블레이드를 기준으로 형성되고 있어, 조류발전에는 효과적인 회전을 제공하지 못하고 있는 것이 현실을 감안하여 본 발명자는 대한민국 특허출원 출원번호 제10-2009-0021283호 "조류발전용 고효율 다방향 블레이드"를 통해 전후방향으로 개구되는 유로가 수평되게 형성되도록 허브 둘레로 단위 날개를 구성하여, 전방향으로 유입되는 조류가 전측 단위 날개의 유로를 통해 후측 단위 날개로 유입되도록 하므로써 조류의 에너지를 모으고 압축하여 블레이드 전체를 회전시키도록 하여 높은 토크 값을 가질 수 있고 이는 저속의 조류에서도 발전기를 회전 시킬 수 있어 효과적인 발전이 가능하도록 한 기술을 제안한 바 있다.
이때, 본 발명자는 상술한 바와 같이 블레이드의 개선을 통해 조류의 발전량을 높이고자 하였지만, 조류의 자연적인 흐름의 세기에 따라 발전량이 좌우되는 단 점을 극복하기 위해 더욱 개선된 조류 발전시스템이 필요함을 인식하게 되었다. 즉, 본 발명자는 위 선출원을 통해 제안한 블레이드는 그 자체로서 발전효율을 높일 수 있는 장점을 가지고 있지만, 이를 효과적으로 적용하여 안정적인 발전량을 유지할 수 있는 발전장치가 요구되는 것이다. 예컨대, 본 발명자는 선출원의 블레이드를 사용하여 발전량을 증대시킬 수 있는 방안으로, 발전기에 접속되는 하나의 회전축에 다수개의 블레이드를 설치하여 비교적 약한 조류에도 회전축을 회전시킬 수 있도록 하는 형태를 제안하였으나, 이는 제한된 설치영역으로 인한 발전량을 증가시키는데 한계를 가질 수 밖에 없는 것이다.
따라서, 본 발명은 본 발명자가 선출원을 통해 제안한 바 있는 블레이드와 연계되어 조류, 풍력을 포함하여 다양한 유체의 유동에너지를 이용하여 더욱 효과적으로 발전량을 증가시킬 수 있는 발전용 고효율 다중축 발전장치를 제안하게 되었다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 조류, 풍력을 포함한 유체의 유동에너지를 이용하여 더욱 효과적으로 발전량을 증가시킬 수 있는 새로운 형태의 발전용 고효율 다중축 발전장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
특히, 본 발명은 자연적인 해수의 흐름을 이용하는 흐름이 약한 조류발전이나 자연적인 바람의 흐름을 이용하는 흐름이 약한 풍력발전에도 적합하도록 이중으로 회전축을 설치하고, 각 회전축에 블레이드를 설치하므로써, 효과적으로 발전가능하도록 하는 새로운 형태의 발전용 고효율 다중축 발전장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 조류, 풍력 등의 유체 유동에너지를 효과적으로 모으도록 하되, 블레이드가 결합되는 회전축에 과도한 항력이 작용되지 않도록 하므로써, 발전시스템을 보호하면서 효과적인 발전할 수 있도록 할 수 있는 새로운 형태의 발전용 고효율 다중축 발전장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 단일 발전지에 이중의 회전축을 제공하고, 각 회전축에 두개 이상의 블레이드를 장착하여 한정된 공간에서 높은 효율의 발전이 이루어지도록 할 수 있는 새로운 형태의 발전용 고효율 다중축 발전장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명은 자연적인 해수의 흐름, 자연적인 바람의 흐름을 포함한 유체의 유동에너지를 이용하여 발전하는 발전장치에 있어서, 제 1 블레이드(21)가 결합되는 내축(20)과; 상기 내축(20)이 삽입되는 중공(32)이 형성되고, 제 2 블레이드(31)가 결합되는 외축(30)과; 상기 내축(20)에 결합되어 회전되는 제 1 구동기어(40)와; 상기 외축(30)에 결합되어 회전되는 제 2 구동기어(50)와; 발전기(1)의 로드(2)에 설치되고, 상기 제 1 구동기어(40)와 접속되어 상기 내축(20)의 회전력이 상기 발전기(1)로 전달되도록 하는 제 1 피동 유니트(60) 및; 상기 발전기(1)의 로드(2)에 설치되고, 상기 제 2 구동기어(50)에 접속되어 상기 외축(30)의 회전력이 상기 발전기(1)로 전달되도록 하는 제 2 피동 유니트(80)를 포함하여, 서로 별개의 블레이드가 결합되는 복수개 이상의 회전축을 사용하여 발전하도록 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 발전용 고효율 다중축 발전장치에서 상기 제 1 피동 유니트(60)는 상기 제 1 구동기어(40)와 접속되고, 내주면에 걸림구(64)를 갖는 중심홀(63)이 형성되며, 베어링(69)에 의해 지지되어 상기 발전기(1)의 로드(2)와 별개로 회전가능하도록 설치되는 제 1 피동기어(62) 및, 상기 제 1 피동기어(62)의 중심홀(63)상에 위치되어 상기 발전기(1)의 로드(2)에 결합되고, 상기 제 1 피동기어(62)가 상기 제 1 구동기어(40)에 의해 회전될 때 상기 제 1 피동기어(62)의 걸림구(64)와 접속되는 래치(76)를 갖는 제 1 클러치(70)를 구비하고, 상기 제 2 피동 유니트(80)는 상기 제 2 구동기어(50)와 접속되고, 내주면에 걸림구(84)를 갖는 중심홀(83)이 형성되며, 베어링(89)에 의해 지지되어 상기 발전기(1)의 로드(2)와 별개로 회전가능하도록 설치되는 제 2 피동기어(82) 및, 상기 제 2 피동기어(82)의 중심홀(83)상에 위치되어 상기 발전기(1)의 로드(2)에 결합되고, 상기 제 2 피동기어(82)가 상기 제 2 구동기어(50)에 의해 회전될 때 상기 제 2 피동기어(82)의 걸림구(84)와 접속되는 래치(76)를 갖는 제 2 클러치(70')를 구비할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 발전용 고효율 다중축 발전장치에서 상기 내축(20)의 하단은 상기 외축(30)을 통과해 하측으로 연장되므로써 상기 제 1 구동기어(40)가 상기 제 2 구동기어(50)의 하측에 배치되도록 하고, 상기 제 1 구동기어(40) 및 내축(20)은 별도로 설치되는 브라켓(14)에 지지되도록 설치되는 베어링(23)에 의해 지지되며, 상기 제 2 구동기어(50) 및 외축(30)은 상기 제 1 구동기어(40)에 지지되도록 설치되는 베어링(43)에 의해 지지되도록 할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 발전용 고효율 다중축 발전장치에서 상기 제 1 블레이드(21)는 상기 제 2 블레이드(31)보다 상측에서 상기 내축(20)에 결합되고, 상기 제 1 블레이드(21)와 제 2 블레이드(31) 사이에서 상하측에 베어링(25)이 배치 되어 상기 내축(20)의 외측에 설치되는 지지 배럴(24)에 의해 지지되며, 상기 제 2 블레이드(31)는 상기 발전기(1)를 감싸도록 설치되는 케이스(12)의 외측에서 상기 외축(30)에 결합되고, 상기 케이스(12)에 결합되는 지지 블록(36)에 베어링(35)에 의해 지지될 수 있다.
본 발명에 의한 발전용 고효율 다중축 발전장치에 따르면, 서로 별개의 블레이드가 결합되는 복수개 이상의 회전축을 사용하여 발전하도록 하므로, 조류, 풍력 등의 유체 유동에너지를 이용하여 더욱 효과적으로 발전량을 증가시킬 수 있다. 특히, 본 발명은 이중으로 회전축을 설치하고, 각 회전축에 블레이드를 설치하여 발전가능하도록 하므로, 자연적인 해수의 흐름, 자연적인 바람의 흐름 등을 이용하는 흐름이 약한 조류발전, 풍력발전에도 적합하다. 그리고, 클러치를 갖는 피동 유니트를 적용하므로, 블레이드가 결합되는 회전축에 과도한 항력이 작용되지 않도록 하므로써, 발전시스템을 보호하면서 효과적인 발전할 수 있다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 따른 발전용 고효율 다중축 발전장치를 설명하기 위한 블록다이어그램이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 발전용 고효율 다중축 발전장치(10)는 내 축(20), 외축(30), 제 1 구동기어(40), 제 2 구동기어(50), 제 1 피동 유니트(60) 및 제 2 피동 유니트(80)를 구비하므로써, 서로 별개의 블레이드가 결합되는 복수개 이상의 회전축을 사용하여 발전하도록 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 발전용 고효율 다중축 발전장치(10)에서 내축(20)은 제 1 블레이드(21)가 결합되고, 외축(30)은 내축(20)이 삽입되는 중공(32)이 형성되고, 제 2 블레이드(31)가 결합된다. 그리고, 제 1 구동기어(40)는 내축(20)에 결합되어 회전되고, 제 2 구동기어(50)는 외축(30)에 결합되어 회전된다. 이와 같은 내축(20), 외축(30), 제 1 구동기어(40) 및 제 2 구동기어(50)의 결합구조는 이 분야에서 회전축에 사용되는 다양한 메커니즘을 적용할 수 있는 것이다. 즉, 내축(20)과 외축(30)은 통상 다양한 형태로 제공되고 있는 봉재와 파이브재를 선택적으로 적용할 수 있는 것이고, 본 발명의 바람직한 실시예에서 제 1 구동기어(40)와 제 2 구동기어(50)는 내축(20)과 외축(30)에 용접을 통해 고정되도록 하는데, 이와 같은 고정구조는 본 발명의 기술적 사상아래 이 분야에서 널리 알려진 기술을 설계자 또는 사용자의 요구에 따라 선택적으로 사용될 수 있는 것이다.
또한, 제 1 피동 유니트(60)는 발전기(1)의 로드(2)에 설치되고, 제 1 구동기어(40)와 접속되어 내축(20)의 회전력이 발전기(1)로 전달되도록 한다. 그리고, 제 2 피동 유니트(80)는 발전기(1)의 로드(2)에 설치되고, 제 2 구동기어(50)에 접속되어 외축(30)의 회전력이 발전기(1)로 전달되도록 한다.
한편, 본 발명에 따른 발전용 고효율 다중축 발전장치(10)의 주요 구성인 내축(20), 외축(30), 제 1 구동기어(40), 제 2 구동기어(50), 제 1 피동 유니트(60) 및 제 2 피동 유니트(80)는 베어링을 적용하여 회전가능하도록 하는 다양한 구조에 의해 지지되도록 할 수 있을 것이다. 예컨대, 도 3에서 보는 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에서 내축(20)에 결합되는 제 1 블레이드(21)는 지지 배럴(24)에 의해 지지되고, 제 2 블레이드(31)는 케이스(12)에 지지되도록 하며, 내축(20)은 별도로 설치되는 브라켓(14)에 지지되도록 하고, 외축(30)은 제 1 구동 기어(40) 상에서 지지되도록 하고, 이 지지구조에는 베어링을 기본으로 하여 회전가능하도록 하였지만, 이와 같은 지지구조는 내축(20), 외축(30), 제 1 구동기어(40), 제 2 구동기어(50), 제 1 피동 유니트(60) 및 제 2 피동 유니트(80)의 접속관계 및 발전장치의 구조에 따라 이 분야에서 용이하게 적용할 수 있는 다양한 지지메커니즘을 적용할 수 있는 것이다.
이와 같은 본 발명에 따르면, 서로 별개의 블레이드가 결합되는 복수개 이상의 회전축을 사용하여 발전하도록 하므로, 조류, 풍력과 같은 유체의 유동에너지를 이용하여 더욱 효과적으로 발전량을 증가시킬 수 있도록 한다. 특히, 본 발명은 이중으로 회전축을 설치하고, 각 회전축에 블레이드를 설치하여 발전가능하도록 하므로, 자연적인 해수의 흐름을 이용하는 흐름이 약한 조류발전, 자연적인 바람의 흐름을 이용하는 흐름이 약한 풍력발전 등에도 효과적인 적용을 기대할 수 있다. 그리고, 본 발명의 바람직한 실시예와 같이 클러치를 갖는 피동 유니트를 적용하므로, 블레이드가 결합되는 회전축에 과도한 항력이 작용되지 않도록 하므로써, 발전시스템을 보호하면서 효과적인 발전을 기대할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도 2 내지 도 6에 의거하여 상세히 설명하며, 도 1 내지 도 6에 있어서 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 병기한다. 한편, 각 도면에서 주 요소들의 결합ㆍ고정을 위한 보강 리브(판), 볼트 및 나사, 홀, 와셔, 너트 등의 도시는 간략히 하거나 생략하였으며, 통상 조류발전장치, 풍력발전장치, 일반적인 발전장치에 대한 구성 및 작용 등 이 분야의 종사자들이 통상적으로 알 수 있는 부분들의 도시는 생략하고, 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 도시하였다. 특히, 요소들 사이의 크기 비가 다소 상이하게 표현되거나 서로 결합되는 부품들 사이의 크기가 상이하게 표현된 부분도 있으나, 이와 같은 도면의 표현 차이는 이 분야의 종사자들이 용이하게 이해할 수 있는 부분들이므로 별도의 설명을 생략한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발전용 고효율 다중축 발전장치의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발전용 고효율 다중축 발전장치의 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발전용 고효율 다중축 발전장치(10)는 내축(20), 외축(30), 제 1 구동기어(40), 제 2 구동기어(50), 제 1 피동 유니트(60) 및 제 2 피동 유니트(80)를 구비하므로써, 서로 별개의 블레이드가 결합되는 복수개 이상의 회전축을 사용하여 발전하도록 한다.
이때, 이와 같은 본 실시예에 따른 발전용 고효율 다중축 발전장치(10)에서 내축(20)은 제 1 블레이드(21)가 결합되고, 외축(30)은 내축(20)이 삽입되는 중공(32)이 형성되고, 제 2 블레이드(31)가 결합된다. 그리고, 제 1 구동기어(40)는 내축(20)에 결합되어 회전되고, 제 2 구동기어(50)는 외축(30)에 결합되어 회전된다. 그리고, 제 1 피동 유니트(60)는 발전기(1)의 로드(2)에 설치되고, 제 1 구동기어(40)와 접속되어 내축(20)의 회전력이 발전기(1)로 전달되도록 한다. 그리고, 제 2 피동 유니트(80)는 발전기(1)의 로드(2)에 설치되고, 제 2 구동기어(50)에 접속되어 외축(30)의 회전력이 발전기(1)로 전달되도록 한다.
이와 같은 본 실시예에 따른 발전용 고효율 다중축 발전장치(10)는 내축(20)의 하단이 외축(30)을 통과해 하측으로 연장되므로써 제 1 구동기어(40)가 제 2 구동기어(50)의 하측에 배치되도록 하고, 제 1 블레이드(21)가 제 2 블레이드(31)보다 상측에서 내축(20)에 결합되도록 구성된다. 그리고, 발전기(1)를 포함하여 제 2 블레이트(31)의 하측에 배치되는 구성요소들은 케이스(12)에 내장되는 구조를 갖도록 한다.
이와 같은 구성을 통해 본 실시예에 따른 발전용 고효율 다중축 발전장치(10)는 제 1 구동기어(40) 및 내축(20)이 케이스(12)내에서 별도로 설치되는 브라켓(14)에 지지되도록 설치되는 베어링(23)에 의해 지지된다. 그리고, 제 2 구동기어(50) 및 외축(30)은 제 1 구동기어(40)에 지지되도록 설치되는 베어링(43)에 의해 지지된다. 이때, 제 1 구동기어(40)에 지지되도록 설치되는 베어링(43)은 제 1 구동 기어(40)에 고정되도록 결합되는 지지 블록(42)에 장착되도록 할 수 있는 것이다.
또한, 본 실시예에 따른 발전용 고효율 다중축 발전장치(10)는 외축(30)의 상방향으로 연장되는 내축(20)의 좌굴현상을 최소화시키기 위해 제 1 블레이드(21)와 제 2 블레이드(31)가 지지되도록 하는 것을 특징으로 한다. 즉, 제 1 블레이드(21)는 제 1 블레이드(21)와 제 2 블레이드(31) 사이에서 상하측에 베어링(25)이 배치되어 내축(20)의 외측에 설치되는 지지 배럴(24)에 의해 지지된다. 그리고, 제 2 블레이드(31)는 발전기(1)를 감싸도록 설치되는 케이스(12)의 외측에서 외축(30)에 결합되고, 케이스(12)에 결합되는 지지 블록(36)에 베어링(35)에 의해 지지된다. 이때, 제 2 블레이드(31)를 지지하는 베어링(35)은 외축(30)에 결합되는 슬리브(34)에 결합되어 지지 블록(36)에 지지되도록 한다.
이와 같은 구성을 통해 본 실시예에 따른 발전용 고효율 다중축 발전장치(10)는 제 1 블레이드(21)와 제 2 블레이드(31)에 걸리는 다양한 하중에 의해 회 전축{특히, 내축(20)}에 작용되는 부담을 감쇄시키도록 한다. 물론, 본 실시예에서 내축(20), 외축(30), 제 1 구동기어(40), 제 2 구동기어(50), 제 1 피동 유니트(60) 및 제 2 피동 유니트(80)는 베어링을 기본으로 하는 지지구조를 갖도록 하였으나, 이와 같은 지지구조는 각 구성요소의 접속관계 및 발전장치의 구조에 따라 이 분야에서 용이하게 적용할 수 있는 다양한 지지메커니즘을 적용할 수 있는 것이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발전용 고효율 다중축 발전장치에서 제 1 및 제 2 피동 유니트를 상세히 설명하기 위한 분해 사시도이고, 도 5 및 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발전용 고효율 다중축 발전장치에서 제 1 피동 유니트와 제 2 피동 유니트의 작동관계를 설명하기 위한 도면들이다. 이때, 도 5 및 도 6은 외축(30)이 회전되는 상태이고, 내축(20)이 회전되지 않는 상태일 때 제 1 피동 유니트(60)와 제 2 피동 유니트(80)의 작동관계를 설명하기 위한 도면으로서, 도 6은 제 2 피동 유니트(80)를 임의로 제거한 상태를 보여주고 있다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 발전용 고효율 다중축 발전장치(10)는 제 1 피동 유니트(60) 및 제 2 피동 유니트(80)에서 제 1 피동기어(62)와 제 2 피동기어(82)가 각각 별개로 회동될 수 있도록 하는 클러치(70, 70')를 제공하므로써, 제 1 블레이드(21)가 결합되는 내축(20)과 제 2 블레이드(31)가 결합되 는 외축(30)이 별도로 회전가능하도록 하여, 회전축{내축(20) 및 외축(30)}에 과도한 항력이 작용되지 않도록 하므로써, 발전시스템을 보호하면서 효과적인 발전을 기대하도록 한다.
좀 더 구체적으로 보면, 제 1 피동 유니트(60)는 제 1 피동기어(62)와 제 1 클러치(70)를 구비하고, 제 2 피동 유니트(80)는 제 2 피동기어(82)와 제 2 클러치(70')를 구비한다. 이때, 제 1 피동기어(62)는 제 1 구동기어(40)와 접속되고, 내주면에 걸림구(64)를 갖는 중심홀(63)이 형성되며, 베어링(69)에 의해 지지되어 상기 발전기(1)의 로드(2)와 별개로 회전가능하도록 설치된다. 그리고, 제 1 클러치(70)는 제 1 피동기어(62)의 중심홀(63)상에 위치되어 발전기(1)의 로드(2)에 결합되고, 제 1 피동기어(62)가 제 1 구동기어(40)에 의해 회전될 때 제 1 피동기어(62)의 걸림구(64)와 접속되는 래치(76)를 갖는다. 또한, 제 2 피동기어(82)는 제 2 구동기어(50)와 접속되고, 내주면에 걸림구(84)를 갖는 중심홀(83)이 형성되며, 베어링(89)에 의해 지지되어 발전기(1)의 로드(2)와 별개로 회전가능하도록 설치된다. 그리고, 제 2 클러치(70')는 제 2 피동기어(82)의 중심홀(83)상에 위치되어 발전기(1)의 로드(2)에 결합되고, 제 2 피동기어(82)가 제 2 구동기어(50)에 의해 회전될 때 제 2 피동기어(82)의 걸림구(84)와 접속되는 래치(76)를 갖는다.
이때, 제 1 및 제 2 클러치(70, 70')는, 도 4에서 보는 바와 같이, 중심에 발전기(1)의 로드(2)에 결합되는 중심홀(73)이 형성되고, 원둘레의 일정한 간격으 로 형성되는 홈(74)에 힌지운동가능하도록 래치(76)를 결합시켜 이루어진다. 여기서, 래치(76)는 피동기어(62, 82)의 회동방향과 반대방향으로 접혀질 수 있도록 설치되므로써, 제 1 및 제 2 피동기어(62, 82)가 별개로 회전가능하도록 한다. 물론, 이와 같은 래치(76)는 토션 스프링 등을 적용하여 제 1 및 제 2 피동기어(62, 82)의 중심홀(63, 83)의 내측면으로 향하도록 하는 탄성력을 받도록 할 수 있는 것이다.
이와 같이 본 실시예에 따른 발전용 고효율 다중축 발전장치(10)는 제 1 및 제 2 피동 유니트(60, 70)에 제 1 피동기어(62)와 제 2 피동기어(82)가 개별로 회전가능하도록 하는 클러치(70, 70')를 설치하므로써, 내축(20)과 외축(30)의 회동이 달리 이루어졌을 때, 각 회전을 독립적으로 전달하므로써 회전력의 손실 방지 및 부하[토크 손실]를 줄일 수 있고, 회전축{내축(20) 및 외축(30)} 및 발전기(1)의 로드(2)에 과도한 항력이 작용되지 않도록 한다. 즉, 도 5에서 보는 바와 같이, 외축(30)만이 회전되는 경우, 제 2 구동기어(50)의 회전에 의해 제 2 피동기어(82)가 회전되게 되는데, 이때, 제 2 클러치(70')의 래치(76)는 제 2 피동기어(82)의 걸림구(84)에 걸리게 되어 발전기(1)의 로드(2)가 회전되도록 한다. 이와 같은 상태에서, 도 6에서 보는 바와 같이, 제 1 클러치(70)는 로드(2)에 결합되어 회전되는데, 이때, 제 1 클러치(70)는 래치(70)가 제 1 피동기어(72)의 걸림구(74)와 걸리지 않는 방향으로 회동되므로, 제 1 구동기어(40)로는 회전력이 전달되지 않는 것이다.
상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발전용 고효율 다중축 발전장치를 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 따른 발전용 고효율 다중축 발전장치를 설명하기 위한 블록다이어그램;
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발전용 고효율 다중축 발전장치의 사시도;
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발전용 고효율 다중축 발전장치의 단면도;
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발전용 고효율 다중축 발전장치에서 제 1 및 제 2 피동 유니트를 상세히 설명하기 위한 분해 사시도;
도 5 및 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발전용 고효율 다중축 발전장치에서 제 1 피동 유니트와 제 2 피동 유니트의 작동관계를 설명하기 위한 도면들이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 발전기 2 : (발전기) 로드
12 : 케이스 14 : 브라켓
10 :조류발전용 고효율 다중축 발전장치
20 : 내축 21 : 제 1 블레이드
23, 25, 35, 43, 69, 89 : 베어링
24 : 지지 배럴 30 : 외축
31 : 제 2 블레이드 36 : 지지 블록
40 : 제 1 구동기어 50 : 제 2 구동기어
60 : 제 1 피동 유니트 62 : 제 1 피동기어
63, 83 : 중심홀 64, 84 : 걸림구
70 : 제 1 클러치 70' : 제 2 클러치
76 : 래치 80 : 제 2 피동 유니트
82 : 제 2 피동기

Claims (4)

  1. 자연적인 해수의 흐름, 자연적인 바람의 흐름을 포함한 유체의 유동에너지를 이용하여 발전하는 발전장치에 있어서,
    제 1 블레이드(21)가 결합되는 내축(20)과;
    상기 내축(20)이 삽입되는 중공(32)이 형성되고, 제 2 블레이드(31)가 결합되는 외축(30)과;
    상기 내축(20)에 결합되어 회전되는 제 1 구동기어(40)와;
    상기 외축(30)에 결합되어 회전되는 제 2 구동기어(50)와;
    발전기(1)의 로드(2)에 설치되고, 상기 제 1 구동기어(40)와 접속되어 상기 내축(20)의 회전력이 상기 발전기(1)로 전달되도록 하는 제 1 피동 유니트(60) 및;
    상기 발전기(1)의 로드(2)에 설치되고, 상기 제 2 구동기어(50)에 접속되어 상기 외축(30)의 회전력이 상기 발전기(1)로 전달되도록 하는 제 2 피동 유니트(80)를 포함하여, 서로 별개의 블레이드가 결합되는 복수개 이상의 회전축을 사용하여 발전하도록 하는 것을 특징으로 하는 발전용 고효율 다중축 발전장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 피동 유니트(60)는 상기 제 1 구동기어(40)와 접속되고, 내주면에 걸림구(64)를 갖는 중심홀(63)이 형성되며, 베어링(69)에 의해 지지되어 상기 발전기(1)의 로드(2)와 별개로 회전가능하도록 설치되는 제 1 피동기어(62) 및,
    상기 제 1 피동기어(62)의 중심홀(63)상에 위치되어 상기 발전기(1)의 로드(2)에 결합되고, 상기 제 1 피동기어(62)가 상기 제 1 구동기어(40)에 의해 회전될 때 상기 제 1 피동기어(62)의 걸림구(64)와 접속되는 래치(76)를 갖는 제 1 클러치(70)를 구비하고,
    상기 제 2 피동 유니트(80)는 상기 제 2 구동기어(50)와 접속되고, 내주면에 걸림구(84)를 갖는 중심홀(83)이 형성되며, 베어링(89)에 의해 지지되어 상기 발전기(1)의 로드(2)와 별개로 회전가능하도록 설치되는 제 2 피동기어(82) 및,
    상기 제 2 피동기어(82)의 중심홀(83)상에 위치되어 상기 발전기(1)의 로드(2)에 결합되고, 상기 제 2 피동기어(82)가 상기 제 2 구동기어(50)에 의해 회전될 때 상기 제 2 피동기어(82)의 걸림구(84)와 접속되는 래치(76)를 갖는 제 2 클러치(70')를 구비하는 것을 특징으로 하는 발전용 고효율 다중축 발전장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 내축(20)의 하단은 상기 외축(30)을 통과해 하측으로 연장되므로써 상기 제 1 구동기어(40)가 상기 제 2 구동기어(50)의 하측에 배치되도록 하고, 상기 제 1 구동기어(40) 및 내축(20)은 별도로 설치되는 브라켓(14)에 지지되도록 설치되는 베어링(23)에 의해 지지되며, 상기 제 2 구동기어(50) 및 외축(30)은 상기 제 1 구동기어(40)에 지지되도록 설치되는 베어링(43)에 의해 지지되도록 하는 것을 특징으로 하는 발전용 고효율 다중축 발전장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 블레이드(21)는 상기 제 2 블레이드(31)보다 상측에서 상기 내축(20)에 결합되고, 상기 제 1 블레이드(21)와 제 2 블레이드(31) 사이에서 상하측에 베어링(25)이 배치되어 상기 내축(20)의 외측에 설치되는 지지 배럴(24)에 의해 지지되며,
    상기 제 2 블레이드(31)는 상기 발전기(1)를 감싸도록 설치되는 케이스(12)의 외측에서 상기 외축(30)에 결합되고, 상기 케이스(12)에 결합되는 지지 블록(36)에 베어링(35)에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 발전용 고효율 다중축 발전장치.
KR1020090089867A 2009-04-01 2009-09-23 발전용 고효율 다중축 발전장치 KR101098310B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090028212 2009-04-01
KR20090028212 2009-04-01

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100109835A true KR20100109835A (ko) 2010-10-11
KR101098310B1 KR101098310B1 (ko) 2011-12-26

Family

ID=43130724

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090089867A KR101098310B1 (ko) 2009-04-01 2009-09-23 발전용 고효율 다중축 발전장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101098310B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015060669A2 (ko) * 2013-10-26 2015-04-30 이성우 조류 발전장치
CN105673296A (zh) * 2016-04-07 2016-06-15 嵊泗县陈久海洋生物集养有限公司 一种水流发电机螺旋桨
CN106286104A (zh) * 2016-09-29 2017-01-04 浙江大学 双桨叶双向水平轴海流能发电装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200192800Y1 (ko) * 2000-03-16 2000-08-16 송석문 역방향 이중 회전장치
US20080197639A1 (en) * 2007-02-15 2008-08-21 Mark Brander Bi-directional wind turbine

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015060669A2 (ko) * 2013-10-26 2015-04-30 이성우 조류 발전장치
WO2015060669A3 (ko) * 2013-10-26 2015-06-11 이성우 조류 발전장치
CN105673296A (zh) * 2016-04-07 2016-06-15 嵊泗县陈久海洋生物集养有限公司 一种水流发电机螺旋桨
CN106286104A (zh) * 2016-09-29 2017-01-04 浙江大学 双桨叶双向水平轴海流能发电装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR101098310B1 (ko) 2011-12-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3193007B1 (en) Tidal current energy electric generating apparatus
CN101915199B (zh) 三轮高效伸缩折叠式横轴潮流能发电装置
CN103321825B (zh) 一种叶片姿势可变的潮流能获能水轮机
CA2671024A1 (en) Power generation system using helical turbine
CN102392775B (zh) 一种水平轴海流能发电装置的变桨距机构
CN104612896A (zh) 海上风电抗台风控制系统
EP1904689A1 (en) A blade pitch control mechanism
CN106438184B (zh) 水动力自动变桨透平的可弯曲叶片
KR101098310B1 (ko) 발전용 고효율 다중축 발전장치
TW201602452A (zh) 流力葉片裝置
KR100839485B1 (ko) 다수 로터블레이드가 장착된 수직축 풍력발전장치
CN104153933A (zh) 可利用海水、河水和风力发电的多功能发电设备
CN102996347A (zh) 侧矩叶片流体能发电装置
CN206636688U (zh) 具有变角传动机构的海洋能发电装置
KR20140089698A (ko) 하수도 터널식 수력발전
WO2018235220A1 (ja) 帆装置
CN102943738A (zh) 潮汐能景观系统
RU2484298C1 (ru) Ветро- и гидроустановка с колеблющимися вертикальными лопастями
JP4950241B2 (ja) 小川用小型発電装置
KR20110063994A (ko) 간단한 구조를 가지는 조류력 발전장치
KR20100009433A (ko) 수풍발전기
RU172055U1 (ru) Ветроэнергетическая установка
CN107304745B (zh) 潮流能发电装置及其导流罩
KR101287007B1 (ko) 풍차 및 수차 겸용 회전자
CN202519640U (zh) 河道连接式发电站

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160919

Year of fee payment: 5

R401 Registration of restoration
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170125

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181219

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200108

Year of fee payment: 9