KR20120009312A - 회전몸체의 회전이 용이한 풍력발전기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 회전몸체의 회전이 용이한 풍력발전기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지면에 세워지며, 내부에 상측으로 개방된 공간부가 형성되되, 상단은 중심방향으로 지주턱이 형성된 지주몸통과 양단부에 각각의 회전날개가 바람에 의해 회전되도록 설치되어 상기 지주몸통의 상측에 구비되되, 다수의 원뿔대 형상의 회전롤러를 갖는 회전수단에 의해 지주몸통의 상단에서 회전되는 회전몸체 및 상기 회전날개의 회전력을 발전부로 전달하는 회전력전달수단을 갖는 풍력발전기에 있어서, 상기 회전수단은, 상기 회전몸체와 지주몸통 사이에 구비된 회전판, 상기 회전판의 가장자리 원주방향을 따라 일정간격으로 다수 개 설치되어 상기 회전몸체의 하단면과 상기 지주몸통의 지주턱 상단면에 접하는 제1롤러 및 상기 회전판의 하단면 가장자리 원주방향을 따라 일정간격으로 설치되어 상기 지주몸통의 내부 공간부 내측면과 접하는 다수의 제2롤러를 포함하여 이루어지고, 상기 다수의 제1롤러에 의해 상기 회전몸체가 지주몸통의 지주턱 상면을 따라 용이하게 회전되며, 상기 다수의 제2롤러에 의해 상기 회전판이 상기 지주몸통의 상단부에서 이탈되는 것을 방지한다.

Description

회전몸체의 회전이 용이한 풍력발전기{The aerogenerator in which the rotation of the rotation body is facilitated}
본 발명은 풍력발전기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지주몸통의 상단에서 회전되는 회전몸체가 회전되도록 구비되는 회전수단이 회전몸체 및 지주몸통과의 닿는면적을 적게하여 바람의 부는 방향으로 회전몸체가 더욱 용이하게 회전될 수 있게 하는 회전몸체의 회전이 용이한 풍력발전기에 관한 것이다.
일반적으로, 풍력발전기는 자연에서 발생되는 바람을 이용하여 회전날개를 회전시켜 회전력을 얻고, 이 회전력을 전기에너지로 변화시켜 전기가 필요한 각 지역으로 공급하는 발전기의 한 형태이다.
이러한 풍력발전기는 지지축과 회전몸체 및 회전날개로 구성되고, 지지축은 지면에 수직방향으로 구비된다.
그리고 회전몸체는 지지축의 상단 양측에 자유회전되도록 각각 구비되고, 각 회전몸체에는 회전날개가 구비되어 바람에 의해 회전력을 발생시킨다.
이와 같은 풍력발전기는 바람이 부는 방향으로 회전날개가 향하도록 회전몸체가 회전되어 회전날개가 바람에 의해 용이하게 회전되도록 사용되고 있다.
최근에 들어, 회전날개의 회전력을 향상시키기 위해 회전날개를 한 쌍으로 구비하여 회전몸체를 바람이 부는 방향을 향하도록 신속하게 회전시키고, 각 회전날개의 회전력을 증가시키고 있다.
도 1은 종래 풍력발전기를 도시한 도면이다.
도면에서 도시한 바와 같이, 풍력발전기(1)는 지면에 세워지는 지주몸통(10)과 이 지주몸통(10)의 상단에 회전가능하도록 회전몸체(20)가 구비되고, 회전몸체(20)의 양단부에 한 쌍의 회전날개(30)가 회전 가능하도록 구비된다.
그리고 지지축의 내부나 지면에는 발전기(40)가 구비되고, 회전몸체(20)의 내부에는 각 회전날개(30)의 회전력을 발전기(40)에 증대시켜 전달하는 회전력전달수단(50)이 구비된다.
이 회전력전달수단(50)은 회전몸체(20)의 중간부 상측에 구비되어 각 회전날개(30)의 회전축(32)과 발전기(40)에 연결된 회전축(42)을 연결시키며, 커버(22)에 의해 외측이 보호되어 있다.
그리고 회전몸체(20)와 지주몸통(10)의 사이에는 회전수단(60)이 구비되며, 이 회전수단(60)은 하나의 회전판(62)에 원주방향을 따라 다수의 회전롤러(64)가 구비됨에 따라 회전몸체(20)는 지주몸통(10)의 상단부에서 회전되게 된다.
이에 따라, 회전날개(30)가 구비된 회전몸체(20)는 바람이 부는 방향으로 용이하게 회전되고, 회전날개(30)의 회전력을 최대로 증가시킬 수 있게되어 전기에너지의 생산량을 증대시킬 수 있는 것이다.
그러나 이러한 풍력발전기(1)의 회전롤러(64)는 원뿔대 형상으로 형성되어 하나의 중심점을 기준으로 원주방향으로 회전되지만, 회전몸체(20) 및 지주몸통(10)과의 닿는면적이 많아 마찰력은 높은 문제점이 있다.
이 높은 마찰력에 의해 회전롤러(64)의 외주면은 물론, 회전몸체(20) 및 지주몸통(10)의 면도 마모되어 회전몸체(20)의 회전이 원할하지 못함을 뜻하며, 이에 따라 바람부는 방향으로 회전몸체(20)가 신속하게 위치되지 못해 전기에너지의 생성에 지장이 발생되는 문제점이 있다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로써, 회전몸체와 지주몸통 사이에 원주방향으로 회전되되, 닿는면적이 적은 다수의 제1롤러를 구비하여 마찰력 감소에 따른 회전몸체가 용이하게 회전될 수 있다.
그리고 회전판의 하측으로 구비되어 지주몸통의 내부 공간부 내측면을 따라 이동되는 다수의 제2롤러에 의해 회전판이 지주몸통의 상측에서 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제1롤러와 제2롤러가 접하는 회전몸체 및 지주몸통의 각 면에 가이드홈을 형성하여 제1롤러와 제2롤러를 용이하게 가이드할 수 있어 제1롤러와 제2롤러가 정상 괘도에서 이탈되는 것을 방지할 수 있는 회전몸체의 회전이 용이한 풍력발전기를 제공하는 것이 목적이다.
상기 목적을 이루기 위한 본 발명은, 지면에 세워지며, 내부에 상측으로 개방된 공간부가 형성되되, 상단은 중심방향으로 지주턱이 형성된 지주몸통과 양단부에 각각의 회전날개가 바람에 의해 회전되도록 설치되어 상기 지주몸통의 상측에 구비되되, 다수의 원뿔대 형상의 회전롤러를 갖는 회전수단에 의해 지주몸통의 상단에서 회전되는 회전몸체 및 상기 회전날개의 회전력을 발전부로 전달하는 회전력전달수단을 갖는 풍력발전기에 있어서, 상기 회전수단은, 상기 회전몸체와 지주몸통 사이에 구비된 회전판, 상기 회전판의 가장자리 원주방향을 따라 일정간격으로 다수 개 설치되어 상기 회전몸체의 하단면과 상기 지주몸통의 지주턱 상단면에 접하는 제1롤러 및 상기 회전판의 하단면 가장자리 원주방향을 따라 일정간격으로 설치되어 상기 지주몸통의 내부 공간부 내측면과 접하는 다수의 제2롤러를 포함하여 이루어지고, 상기 다수의 제1롤러에 의해 상기 회전몸체가 지주몸통의 지주턱 상면을 따라 용이하게 회전되며, 상기 다수의 제2롤러에 의해 상기 회전판이 상기 지주몸통의 상단부에서 이탈되는 것을 방지한다.
바람직하게, 상기 제1롤러가 접하는 상기 지주몸통의 지주턱과 상기 회전몸체의 저면에는 제1롤러가이드홈이 형성되어 상기 제1롤러를 가이드한다.
그리고 상기 제2롤러가 접하는 상기 지주몸통의 내부 공간부 내측면에는 제2롤러가이드홈이 형성되어 상기 제2롤러를 가이드한다.
또한, 상기 제2롤러는 상기 회전판의 하단부에 고정되고, 상기 지주몸통 내측면을 향해 절곡된 롤러설치축에 의해 상기 지주몸통의 내측면에 근접하여 구비된다.
그리고 상기 지주턱의 하단에는 원주방향을 따라 가이드턱이 더 구비되고, 상기 가이드턱의 면을 따라 상기 제2롤러가 접하여 이동된다.
또한, 상기 제2롤러가 접하는 상기 가이드턱에는 제2롤러가이드홈이 구비되어 상기 제2롤러를 가이드한다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 회전몸체의 회전이 용이한 풍력발전기에 의하면, 회전몸체 및 지주몸통의 상단과 회전수단의 닿는 면적을 감소시킬 수 있어 마찰이 감소되고, 이에 따라 지주몸통 상측에서 회전몸체의 회전이 용이하여 바람이 부는 방향으로 회전날개가 위치되도록 신속하게 회전할 수 있어 회전날개의 회전력 증가에 따른 전기에너지의 생산량을 증가시킬 수 있게 하는 매우 유용하고 효과적인 발명이다.
도 1은 종래 풍력발전기를 도시한 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 회전몸체의 회전이 용이한 풍력발전기의 단면도를 도시한 도면이며,
도 3은 본 발명에 따른 회전몸체의 회전이 용이한 풍력발전기의 회전수단을 도시한 도면이고,
도 4는 본 발명에 따른 회전몸체의 회전이 용이한 풍력발전기의 회전수단의 다른 실시 예를 도시한 도면이며,
도 5는 본 발명에 따른 회전몸체의 회전이 용이한 풍력발전기의 회전수단의 또 다른 실시 예를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
또한, 본 실시 예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고 단지 예시로 제시된 것이며, 그 기술적 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변경이 가능하다.
도 2는 본 발명에 따른 회전몸체의 회전이 용이한 풍력발전기의 단면도를 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 회전몸체의 회전이 용이한 풍력발전기의 회전수단을 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명에 따른 회전몸체의 회전이 용이한 풍력발전기의 회전수단의 다른 실시 예를 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 회전몸체의 회전이 용이한 풍력발전기의 회전수단의 또 다른 실시 예를 도시한 도면이다.
도면에서 도시한 바와 같이, 회전몸체의 회전이 용이한 풍력발전기(100)는 지주몸통(110)과 회전몸체(120), 회전날개(130), 발전부(140), 회전력전달수단(150) 및 회전수단(160)으로 구성된다.
지주몸통(110)은 지면에 세워지며, 내부에 상측으로 개방된 공간부가 형성되되, 상단은 중심방향으로 지주턱(112)이 형성되며, 이 지주턱(112)의 상단면을 따라 회전몸체(120)가 회전된다.
회전몸체(120)는 양단부에 회전날개부(130)가 구비되고, 내부에는 회전력전달수단(150)이 구비되어 회전날개부(130)의 회전력을 발전부(140)로 전달하게 된다.
그리고 회전수단(160)은 지주몸통(110)과 회전몸체(120) 사이에 구비되어 회전몸체(120)를 바람에 의해 용이하게 회전시킨다.
이는, 회전수단(160)이 회전몸체(120)를 바람이 부는 방향으로 용이하게 회전시켜 구비된 회전날개(130)가 신속하게 바람부는 방향을 향할 수 있게하여 회전날개(130)의 회전력을 증가시키기 위한 것이다.
이때, 회전날개(130)는 메인회전날개(132)와 보조회전날개(134)로 구성되며, 메인회전날개(132)가 보조회전날개(134)보다 크게 형성된다.
그리고 발전부(140)는 회전날개(130)에서 전달되는 회전력을 전기에너지로 변환시키는 것으로, 지주몸통(110)의 내부나 지면 등에 구비되며, 회전력전달수단(150)은 회전날개(130)의 회전력을 발전부(140)로 전달시키게 된다.
이 회전력전달수단(150)은 상기 회전몸체(120) 내에 구비되어 각 회전날개(132, 134)의 회전축(133, 135)과 발전부(140)의 회전축(142)을 연결하여 회전력을 직각방향으로 전달하게 된다.
도 2에 도시한 바와 같이, 회전수단(160)은 회전판(162)과 제1롤러(164) 및 제2롤러(166)로 구성되고, 회전판(162)은 회전몸체(120)와 지주몸통(110) 사이에 구비된다.
그리고 제1롤러(164)는 회전판(162)의 가장자리 원주방향을 따라 일정간격으로 다수 개 설치되어 회전몸체(120)의 하단면과 지주몸통(110)의 지주턱(112) 상단면에 접하도록 구비된다.
이는, 다수의 제1롤러(164)에 의해 회전몸체(120)가 지주몸통(110)의 지주턱(112) 상면을 따라 용이하게 회전될 수 있도록 하는 것으로, 종래 원뿔대 형상의 회전롤러에 비해 닿는면적이 현저히 감소되어 마찰력 저하에 따른 회전몸체(120)의 원활한 회전이 이루어지는 것이다.
또한, 제2롤러(166)는 회전판(162)의 하단면 가장자리 원주방향을 따라 일정간격으로 설치되어 지주몸통(110)의 내부 공간부 내측면과 접하도록 다수 개 구비되어 회전판(162)이 지주몸통(110)의 상단부에서 이탈되는 것을 방지하게 된다.
이때, 제1롤러(164)가 접하는 지주몸통(110)의 지주턱(112)과 회전몸체(120)의 저면에는 제1롤러가이드홈(114, 124)이 형성되어 제1롤러(164)를 가이드함에 따라 회전몸체(120)가 더욱 용이하게 회전될 수 있게함은 물론, 정상 괘도에서 제1롤러(164)가 이탈되는 것을 방지하게 된다.
그리고 제2롤러(166)가 접하는 지주몸통(110)의 내부 공간부 내측면에는 제2롤러가이드홈(116)이 형성되어 제2롤러(166)를 가이드하게 된다.
이 역시, 제1롤러가이드홈(114, 124)과 동일한 역할로, 제2롤러(116)가 정상 괘도에서 이탈되는 것을 방지하여 회전판(162)이 지주몸통(110)의 상단부에서 이탈되는 것을 방지하게 된다.
도 4에 도시한 바와 같이, 지주몸통(110)의 지주턱(112) 하단에는 원주방향을 따라 가이드턱(117)이 더 구비되고, 가이드턱(117)의 면을 따라 제2롤러(166)가 접하여 이동될 수 있다.
이는, 제2롤러(166)의 직경이 제1롤러(164)에 비해 너무 커지는 것을 방지하는 것으로, 회전판(162)에 가해지는 제2롤러(166)의 하중을 감소시키고, 회전판(162)을 효과적으로 회전시키기 위한 것이다.
이때, 제1롤러(164)와 접하는 지주턱(112)의 상단면에는 제1롤러가이드홈(114)이 형성되고, 가이드턱(117)에는 제2롤러(166)가 접하는 위치에 제2롤러가이드홈(116)이 구비되어 제2롤러(166)를 가이드하게 된다.
한편, 도 5은 도시한 바와 같이, 제2롤러(166)는 회전판(162)의 하단부에 고정되고, 지주몸통(110) 내측면을 향해 절곡된 롤러설치축(168)에 의해 지주몸통(110)의 내측면에 근접하여 구비될 수 있는 것으로, 이 역시 제1롤러(164)에 비해 제2롤러(166)의 직경이 너무 크게 형성되는 것을 방지하기 위함이다.
이때, 롤러설치축(168)은 절곡된 사이 각도가 둔각을 이루도록 형성되어 회전몸체(120)의 회전시 원심력에 의해 롤러설치축(168)이 파손되는 것을 방지함이 바람직하다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100 : 풍력발전기 110 : 지주몸통
112 : 지주턱 114 : 제1롤러가이드홈
116 : 제2롤러가이드홈 117 : 가이드턱
120 : 회전몸체부 130 : 회전날개부
132 : 메인회전날개부 134 : 보조회전날개부
140 : 발전부 150 : 회전력전달수단
160 : 회전수단 162 : 제1롤러
164 : 제2롤러

Claims (6)

  1. 지면에 세워지며, 내부에 상측으로 개방된 공간부가 형성되되, 상단은 중심방향으로 지주턱이 형성된 지주몸통과 양단부에 각각의 회전날개가 바람에 의해 회전되도록 설치되어 상기 지주몸통의 상측에 구비되되, 다수의 원뿔대 형상의 회전롤러를 갖는 회전수단에 의해 지주몸통의 상단에서 회전되는 회전몸체 및 상기 회전날개의 회전력을 발전부로 전달하는 회전력전달수단을 갖는 풍력발전기에 있어서,
    상기 회전수단은,
    상기 회전몸체와 지주몸통 사이에 구비된 회전판;
    상기 회전판의 가장자리 원주방향을 따라 일정간격으로 다수 개 설치되어 상기 회전몸체의 하단면과 상기 지주몸통의 지주턱 상단면에 접하는 제1롤러; 및
    상기 회전판의 하단면 가장자리 원주방향을 따라 일정간격으로 설치되어 상기 지주몸통의 내부 공간부 내측면과 접하는 다수의 제2롤러를 포함하여 이루어지고,
    상기 다수의 제1롤러에 의해 상기 회전몸체가 지주몸통의 지주턱 상면을 따라 용이하게 회전되며, 상기 다수의 제2롤러에 의해 상기 회전판이 상기 지주몸통의 상단부에서 이탈되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 회전몸체의 회전이 용이한 풍력발전기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1롤러가 접하는 상기 지주몸통의 지주턱과 상기 회전몸체의 저면에는 제1롤러가이드홈이 형성되어 상기 제1롤러를 가이드하는 것을 특징으로 하는 회전몸체의 회전이 용이한 풍력발전기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2롤러가 접하는 상기 지주몸통의 내부 공간부 내측면에는 제2롤러가이드홈이 형성되어 상기 제2롤러를 가이드하는 것을 특징으로 하는 회전몸체의 회전이 용이한 풍력발전기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2롤러는 상기 회전판의 하단부에 고정되고, 상기 지주몸통 내측면을 향해 절곡된 롤러설치축에 의해 상기 지주몸통의 내측면에 근접하여 구비되는 것을 특징으로 하는 회전몸체의 회전이 용이한 풍력발전기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 지주턱의 하단에는 원주방향을 따라 가이드턱이 더 구비되고, 상기 가이드턱의 면을 따라 상기 제2롤러가 접하여 이동되는 것을 특징으로 하는 회전몸체의 회전이 용이한 풍력발전기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2롤러가 접하는 상기 가이드턱에는 제2롤러가이드홈이 구비되어 상기 제2롤러를 가이드하는 것을 특징으로 하는 회전몸체의 회전이 용이한 풍력발전기.
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