KR20110015109A - 풍력 발전장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 미풍에서도 풍차의 회전력을 증대시킬 수 있어 발전효율을 높일 수 있는 풍력 발전장치에 관한 것이다.
종래의 풍력 발전장치는 시설규모에 비하여 발전량이 매우 적다는 문제점이 있는데, 이를 해결하기 위하여 본 발명은 수평으로 설치된 제1풍차(10)가 회전함에 따라 회전력이 증속되도록 구성된 송풍팬(32)이 내측에 구비되고, 상기 송풍팬(32)의 회전에 의해 발생된 바람이 외부로 배출될 수 있도록 송풍관(31)이 형성된 송풍장치(30)와, 상기 송풍관(31)의 바람에 의해 회전함으로써 발전을 행하는 경사지게 설치된 제2풍차(40)로 구성된 것을 특징으로 하는 풍력 발전장치를 제공한다.
따라서 본 발명에 의하면, 바람의 방향과 무관하게 지속적인 회전을 하는 제1풍차가 송풍팬에 회전력을 전달하여 배출되는 바람에 의해 제2풍차를 회전시켜 적은 에너지로 발전을 행함으로써 발전효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
풍차, 풍력, 발전, 수평, 회전, 증속

Description

풍력 발전장치{WIND POWER GENERATOR}
본 발명은 풍력 발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 미풍에서도 풍차의 회전력을 증대시킬 수 있어 발전효율을 높일 수 있는 풍력 발전장치에 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, 대규모 발전 단지의 경우에는 발전 비용도 기존의 발전 방식과 경쟁 가능한 수준의 신 에너지 발전 기술이다.
종래의 풍력발전기는 바람에 의해 회전되는 운동에너지를 풍차를 이용해 전기 에너지로 바꾸게 되는데, 이때 풍차의 이론상 운동에너지 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 전기에너지로 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, 미풍에서도 빠른 회전이 이루어지도록 하여 발전 효율을 향상시킬 있는 풍력 발전장치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명에 의한 풍력 발전장치는 수평으로 설치된 제1풍차가 회전함에 따라 회전력이 증속되도록 구성된 송풍팬이 내측에 구비되고, 상기 송풍팬의 회전에 의해 발생된 바람이 외부로 배출될 수 있도록 송풍관이 형성된 송풍장치와, 상기 송풍관의 바람에 의해 회전함으로써 발전을 행하는 경사지게 설치된 제2풍차로 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 풍력 발전장치에 의하면, 바람의 방향과 무관하게 지속적인 회전을 하는 제1풍차가 송풍팬에 회전력을 전달하여 배출되는 바람에 의해 제2풍차를 회전시켜 적은 에너지로 발전을 행함으로써 발전효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 통해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 풍력 발전장치를 도시한 정면도이고, 도 2는 본 발명의 제1풍차를 도시한 사시도이고, 도 3은 도 1의 제1풍차와 증속장치를 확대하여 도시한 정면도이고, 도 4는 본 발명의 제2풍차를 도시한 사시도이다.
본 발명의 풍력 발전장치는 도 1에서 도시한 바와 같이, 하측에 결합된 회전축(11)과 함께 회전하는 제1풍차(10)가 구비되는데, 상기 제1풍차(10)는 바람의 방향과 무관하게 회전을 할 수 있도록 수평으로 설치되어 있다.
상기 제1풍차(10)는 도 2에서 도시한 바와 같이 상하로 간격을 이루며 형성된 상판(12) 및 하판(13)이 구비되고, 상기 상판(12) 및 하판(13)의 사이에는 복수의 수풍날개(14)가 방사상으로 형성되어 있다.
상기 수풍날개(14)의 상측과 하측에는 내측으로 절곡된 제1절곡부(15)가 대칭으로 형성되어 있는데, 상기 제1절곡부(15)는 수풍날개(14)가 바람을 더욱 잘 받게 하여 미풍에서도 제1풍차(10)가 잘 회전할 수 있도록 하기 위함이다.
그리고 상기 회전축(11)의 하측에는 제1풍차(10)의 회전력을 증가시키기 위한 증속장치(20)가 구비되어 있는데, 상기 증속장치(20)의 내측에는 송풍장치(30)가 구비되어 있다.
상기 증속장치(20)의 내측에 삽입된 회전축(11)에는 제1풍차(10) 및 회전축(11)이 회전함에 따라 함께 회전할 수 있도록 구성된 주동기어(21)가 결합되어 있다.
상기 주동기어(21)에는 송풍장치(30)의 상측에 형성된 종동기어(22)가 함께 회전할 수 있도록 결합되어 있는데, 상기 종동기어(22)의 지름은 주동기어(21)의 지름보다 작게 형성되어 있어 상기 제1풍차(10)에 비하여 종동기어(22)의 회전속도가 더욱 증속된다.
상기 송풍장치(30)의 내측에는 도 3에서 도시한 바와 같이 송풍팬(32)이 구비되어 있는데, 상기 송풍팬(32)은 종동기어(22)가 회전함에 따라 함께 회전할 수 있도록 구성되어 있다.
그리고 상기 송풍장치(30)의 외측에는 소정의 길이로 형성되어 앞 단이 절곡 형성된 송풍관(31)이 구비되어 있는데, 상기 송풍관(31)은 송풍팬(32)의 회전에 의해 발생된 바람을 외부로 빠르게 배출한다.
한편, 상기 증속장치(20)와 간격을 이루며 제2풍차(40) 및 발전장치(50)가 구비되어 있는데, 상기 제2풍차(40)는 원활한 회전을 위하여 소정의 경사를 이루며 설치되어 있고, 상기 제2풍차(40)의 하측에는 제2풍차(40)의 회전력에 의해 발전을 행할 수 있도록 구성된 발전장치(50)가 구비되어 있다.
상기 송풍관(31)의 앞 단은 제2풍차(40)에 근접하게 설치되어 배출되는 강한 바람에 의해 제2풍차(40)를 회전시키게 되는데, 상기 제2풍차(40)는 도 4에서 도시한 바와 같이 테두리의 상측과 하측에 내측으로 절곡된 제2절곡부(41)가 대칭으로 형성되어 있다.
이렇게 형성된 제2절곡부(41)의 사이에는 바람을 최대한 많이 받을 수 있도록 수풍공간(42)이 형성되어 있으며, 상기 수풍공간(42)에는 복수의 버킷(43)이 방사상으로 형성되어 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 풍력 발전장치는 수평으로 설치되어 바람의 방향과 상관없이 미풍에서도 회전하는 제1풍차(10)가 회전함에 따라 회전력이 증속된 송풍팬(32)이 고속으로 회전하게 되고, 이에 따라 송풍관(31)을 통해 바람이 외부로 빠르게 배출된다.
이렇게 배출된 바람은 제2풍차(40)의 버킷(43)에 부딪히면서 제2풍차(40)를 빠르게 회전시키고, 이로써 발전장치(50)가 발전을 행하게 된다.
이러한 풍력 발전장치는 바람의 방향과 무관하게 지속적인 회전을 하는 제1풍차(10)가 송풍팬(32)에 회전력을 전달하여 배출되는 바람에 의해 제2풍차(40)를 회전시켜 적은 에너지로 발전을 행함으로써 발전효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
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 풍력 발전장치를 도시한 정면도.
도 2는 본 발명의 제1풍차를 도시한 사시도.
도 3은 도 1의 제1풍차와 증속장치를 확대하여 도시한 정면도.
도 4는 본 발명의 제2풍차를 도시한 사시도.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
10 : 제1풍차 11 : 회전축
12 : 상판 13 : 하판
14 : 수풍날개 15 : 제1절곡부
20 : 증속장치 21 : 주동기어
22 : 종동기어 30 : 송풍장치
31 : 송풍관 32 : 송풍팬
40 : 제2풍차 41 : 제2절곡부
42 : 수풍공간 43 : 버킷
50 : 발전장치

Claims (3)

  1. 수평으로 설치된 제1풍차(10)가 회전함에 따라 회전력이 증속되도록 구성된 송풍팬(32)이 내측에 구비되고, 상기 송풍팬(32)의 회전에 의해 발생된 바람이 외부로 배출될 수 있도록 송풍관(31)이 형성된 송풍장치(30)와,
    상기 송풍관(31)의 바람에 의해 회전함으로써 발전을 행하는 경사지게 설치된 제2풍차(40)로 구성된 것을 특징으로 하는 풍력 발전장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2풍차(40)에는 제2절곡부(41) 및 수풍공간(42)이 형성되고, 상기 수풍공간(42)에는 복수의 버킷(43)이 방사상으로 형성된 것을 특징으로 하는 풍력 발전장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1풍차(10)에는 복수의 수풍날개(14)가 방사상으로 형성되고, 상기 수풍날개(14)에는 제1절곡부(15)가 형성된 것을 특징으로 하는 풍력 발전장치.
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