KR20120012739A - 풍력발전기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 풍력발전기에 관한 것으로, 기초단 위에 설치되는 방파제; 방파제에 묻혀 고정되고, 방파제에 의해 지지되는 플레이트부; 및 플레이트부와 결합되는 풍력발전부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 풍력발전기를 방파제에 설치하므로 바다 바닥에 설치하는 것에 비해 보수 및 교체가 용이하다.

Description

풍력발전기{AEROGENERATOR}
본 발명은 풍력발전기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 방파제에 설치되어 보수 및 교체가 용이한 풍력발전기에 관한 것이다.
전력의 생산방법은, 화력발전, 원자력발전, 수력발전, 태양열발전, 풍력발전, 조력발전 등이 있다.
화력발전 및 원자력발전은 열에 의해 발생된 증기로 발전기 내의 터빈을 회전시켜 전기를 발생하는 것이고, 수력발전은 댐에 저수된 물의 낙차에 의해 터빈을 회전시켜 전기를 발생하는 것이다.
화력발전은 석탄 또는 석유 등의 화석연료를 에너지원으로 사용하는 것으로 발전소의 건설비가 상대적으로 저렴하나 화석연료 등의 매장량에 있어 한계가 있고 환경을 오염시키는 단점이 있다.
원자력발전은 우라늄 등의 방사능 물질을 핵분열시킬 때 발생되는 막대한 양의 열을 에너지원으로 사용하는 것으로 발전용량이 크나 방사능에 의한 환경오염이 문제된다.
수력발전은 댐에 의해 저수된 물을 낙하시켜 기존 위치에너지를 회전에너지로 변환시키는 것으로 발전원가가 낮으나 발전소가 건설되는 지역이 제한적이며 넓은 면적의 땅이 수몰되어야 하는 단점이 있다.
이에 따라 오래전부터 화력발전, 원자력발전 및 수력발전을 대체할 청정대체에너지에 대한 관심 및 그 이용에 대한 실질적인 장치의 개발을 위한 연구와 노력이 이루어져 왔으며, 이러한 청정대체에너지에는 태양에너지, 풍력에너지, 조력에너지, 파력에너지, 지열에너지, 생화학에너지 등이 있다.
상기한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래기술을 의미하는 것은 아니다.
풍력발전은 성공적으로 보급된 청정대체에너지이나, 육상 풍력발전의 경우 이미 많은 곳에 설치되어 포화를 이루고 있는 실정이다. 이를 보완한 해상 풍력발전의 경우도 바다 바닥에 설치됨으로 인해 보수 및 교체가 어려운 문제점이 있다.
따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 방파제에 설치되어 보수 및 교체가 용이한 풍력발전기를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기는: 기초단 위에 설치되는 방파제; 상기 방파제에 묻혀 고정되고, 상기 방파제에 의해 지지되는 플레이트부; 및 상기 플레이트부와 결합되는 풍력발전부를 포함한다.
바람직하게는, 상기 방파제는, 상기 기초단 위에 설치되는 몸체부; 및 상기 몸체부의 상측면에 설치되는 상기 플레이트부를 둘러싸는 상치대를 포함한다.
더 바람직하게는, 상기 상치대는 상기 플레이트부가 상기 몸체부의 상측면에 설치된 후 콘크리트를 타설하여 생성한다.
더 바람직하게는, 상기 상치대는 최하부가 해수면 위로 노출된다.
더 바람직하게는, 상기 플레이트부는, 상기 몸체부의 상측면에 설치되는 하면판; 상기 하면판의 중앙부로부터 상측 방향으로 돌출 형성되는 지지봉; 및 상기 지지봉의 외주면으로부터 외측 방향으로 돌출 형성되고, 상기 풍력발전부와 결합되는 하플랜지를 포함한다.
더 바람직하게는, 상기 하면판은 상기 상치대에 묻히고, 상기 지지봉 및 상기 하플랜지는 상기 상치대 외측으로 노출된다.
더 바람직하게는, 상기 하면판, 상기 지지봉 및 상기 하플랜지는 일체로 형성된다.
더 바람직하게는, 상기 플레이트부의 상측에 위치하고, 상기 하플랜지와 결합되는 타워; 상기 타워의 상측에 위치하는 본체; 및 상기 본체에 회전 가능하게 설치되는 날개를 포함한다.
더 바람직하게는, 상기 타워는 하단부에 외주면으로부터 외측 방향으로 돌출 형성되고, 상기 하플랜지와 볼트 결합되는 상플랜지를 구비한다.
본 발명에 의하면, 풍력발전기를 방파제에 설치하므로 바다 바닥에 설치하는 것에 비해 보수 및 교체가 용이하다.
또한 본 발명에 의하면, 풍력발전부와 플레이트부가 서로 분리 가능하게 결합되므로 풍력발전부의 파손 시 이를 손쉽게 보수하거나 교체할 수 있어 보수 및 교체에 소요되는 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기의 플레이트부를 확대한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기의 풍력발전부의 사시도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 풍력발전기의 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기를 나타낸 단면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기의 플레이트부를 확대한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기의 풍력발전부의 사시도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기를 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기(1)는 방파제(10), 플레이트부(20), 풍력발전부(30)를 포함하여 이루어진다.
방파제(10)는 외해(外海)로부터의 파랑(波浪)을 막아서 내항(內航)을 보호하는 구조물로, 몸체부(11)와 상치대(12)를 구비한다.
몸체부(11)는 방파제(10)가 유실되지 않도록 방파제(10)를 지지하는 구조물인 기초단(A) 위에 설치되며, 방파제(10)의 몸체를 이룬다. 본 실시예에서 몸체부(11)는 직육면체 형상으로 형성된다.
상치대(12)는 몸체부(11)와 별물(別物)로 구성되며, 몸체부(11)의 상부에 설치된다. 본 실시예에서 상치대(12)는 몸체부(11)의 상측면에 플레이트부(20)가 설치된 후 콘크리트를 타설하여 이루어진다.
상치대(12)는 해수면보다 상측에 위치한다. 상치대(12)의 최하부는 해수면 위로 노출되도록 배치되므로 하플랜지(23)와 상플랜지(34)를 통한 플레이트부(20)와 풍력발전부(30)의 결합부위가 바닷물에 잠기지 않게 된다.
따라서 작업자는 바다 속으로 잠수할 필요 없이 해수면 위로 노출되는 위 결합부위를 해체하는 것만으로 풍력발전부(30)의 보수나 교체를 용이하게 진행할 수 있다.
플레이트부(20)는 방파제(10)에 묻혀 고정되고, 방파제(10)에 의해 지지된다. 구체적으로, 플레이트부(20)는 몸체부(11)에 의해 지지되고, 상치대(12)에 의해 둘러싸여 고정된다.
플레이트부(20)는 하면판(21), 지지봉(22), 하플랜지(23)를 포함하여 이루어진다.
하면판(21)은 몸체부(11)의 상측면 형상과 대응되게 형성된다. 본 실시예에서 하면판(21)은 평판 형상으로 형성된다.
하면판(21)은 하측면이 몸체부(11)의 상측면에 접하도록 몸체부(11)에 설치된다. 이를 통해 하면판(21)은 몸체부(11)에 의해 지지될 수 있다. 즉, 몸체부(11)는 하면판(21)을 지지함으로써 플레이트부(20) 및 풍력발전부(30)를 지지하게 된다.
하면판(21)은 전체가 상치대(12)에 의해 둘러싸이게 되므로, 즉 상치대(12)에 묻히므로 외부의 큰 힘이 가해지더라도 상치대(12)로부터 분리되지 않는다.
지지봉(22)은 하면판(21)의 중앙부로부터 상측 방향으로 돌출 형성된다. 본 실시예에서 지지봉(22)은 원기둥 형상으로 형성된다.
지지봉(22)은 상단부가 상치대(12)의 외측으로 노출되나, 하단부는 상치대(12)에 의해 둘러싸이므로, 상치대(12)에 의해 고정이 이루어진다.
하플랜지(23)는 지지봉(22)의 상단 외주면으로부터 외측 방향으로 돌출 형성된다. 본 실시예에서 하플랜지(23)는 원반 형상으로 형성된다.
하플랜지(23)는 상치대(12)의 상측면으로부터 소정 거리 이상의 간극을 갖도록 형성된다. 이로써 작업자는 플레이트부(20)와 풍력발전부(30)의 결합 또는 해체 작업을 용이하게 진행할 수 있게 된다.
즉, 본 실시예에서 플레이트부(20)는 하면판(21) 전체와 지지봉(22) 하단부가 상치대(12)에 둘러싸이게 되므로 이를 통해 방파제(10)에 견고하게 고정이 이루어지고, 하플랜지(23)가 상치대(12) 외측으로 노출됨으로 인해 풍력발전부(30)와의 결합, 해체를 용이하게 할 수 있다.
지지봉(22) 및/또는 하플랜지(23)는 하면판(21)과 일체로 형성됨으로써 플레이트부(20)를 제작하는데 소요되는 시간 및 공수를 줄일 수 있다. 물론, 하면판(21), 지지봉(22), 하플랜지(23)는 별물로 제작되어 용접 등의 방법에 의해 일체로 이루어질 수 있다.
풍력발전부(30)는 바람의 운동에너지를 전기에너지로 변환시키기 위한 것으로, 타워(31), 본체(32), 날개(33)를 포함하여 이루어진다.
타워(31)는 하단부에 외주면으로부터 외측 방향으로 돌출 형성되는 상플랜지(34)를 구비한다.
상플랜지(34)는 하플랜지(23)와 동일한 형상 즉, 원반 형상으로 형성된다. 상플랜지(34)와 하플랜지(23)의 결합에 의해 플레이트부(20)와 풍력발전부(30)는 서로 결합된다.
타워(31)는 높은 풍속에서도 안정적으로 운행이 되도록 저중심 구조로 형성되며, 본 실시예에서 타워(31)는 상부로 갈수록 외경이 좁아지는 원추형으로 형성된다.
본체(32)는 타워(31)의 상측에 위치하고, 날개(33)의 회전에 의해 얻어진 운동에너지를 전기에너지로 변환시키기 위한 장치들이 내장된다.
날개(33)는 본체(32)에 회전 가능하게 설치된다. 본체(32)의 전방에는 날개(33)가 고정될 수 있도록 수평 또는 거의 수평을 이루는 회전축(미도시)이 구비된다.
날개(33)는 회전축(미도시)에 고정되어 전방으로부터 불어오는 유체 즉, 공기에 의해 회전되고, 이는 본체(32) 내부장치들에 의해 전기에너지로 변환된다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기의 작동을 설명하기로 한다.
몸체부(11)의 상측면에 하면판(21)이 설치된 상태에서 콘크리트를 타설하여 상치대(12)를 생성한다. 이에 의해 하면판(21) 전체와 지지봉(22)의 하단부는 상치대(12)에 의해 묻히게 되므로, 플레이트부(20)는 방파제(10)에 견고하게 고정될 수 있다.
플레이트부(20)는 하플랜지(23)와 상플랜지(34)의 볼트(B)-너트(N) 결합에 의해 풍력발전부(30)와 결합된다.
플레이트부(20)가 상치대(12)에 의해 둘러싸여 견고하게 고정되므로, 플레이트부(20)와 결합되는 풍력발전부(30)는 강한 바람이 불어도 견고하게 고정될 수 있다.
플레이트부(20)와 풍력발전부(30)는 서로 분리 가능하게 결합된다. 따라서 풍력발전부(30)의 보수가 필요하거나 파손으로 인해 교체가 필요한 경우 플레이트부(20)로부터 구(舊)풍력발전부(30)를 해체하고, 신(新)풍력발전부(30)를 다시 결합시키기만 하면 되므로, 종래와 비교할 때 풍력발전부(30)의 보수, 교체 비용을 훨씬 절감할 수 있게 된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
또한 방파제에 설치되는 풍력발전기를 예로 들어 설명하였으나, 방파제가 아닌 호안 파라펫에도 본 발명의 풍력발전기가 사용될 수 있다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 방파제 11 : 몸체부
12 : 상치대 20 : 플레이트부
21 : 하면판 22 : 지지봉
23 : 하플랜지 30 : 풍력발전부

Claims (9)

  1. 기초단 위에 설치되는 방파제;
    상기 방파제에 묻혀 고정되고, 상기 방파제에 의해 지지되는 플레이트부; 및
    상기 플레이트부와 결합되는 풍력발전부를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 방파제는, 상기 기초단 위에 설치되는 몸체부; 및
    상기 몸체부의 상측면에 설치되는 상기 플레이트부를 둘러싸는 상치대를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 상치대는 상기 플레이트부가 상기 몸체부의 상측면에 설치된 후 콘크리트를 타설하여 생성하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 상치대는 최하부가 해수면 위로 노출되는 것을 특징으로 하는 풍력발전기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 플레이트부는, 상기 몸체부의 상측면에 설치되는 하면판;
    상기 하면판의 중앙부로부터 상측 방향으로 돌출 형성되는 지지봉; 및
    상기 지지봉의 외주면으로부터 외측 방향으로 돌출 형성되고, 상기 풍력발전부와 결합되는 하플랜지를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 하면판은 상기 상치대에 묻히고,
    상기 지지봉 및 상기 하플랜지는 상기 상치대 외측으로 노출되는 것을 특징으로 하는 풍력발전기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 하면판, 상기 지지봉 및 상기 하플랜지는 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 풍력발전기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 플레이트부의 상측에 위치하고, 상기 하플랜지와 결합되는 타워;
    상기 타워의 상측에 위치하는 본체; 및
    상기 본체에 회전 가능하게 설치되는 날개를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 타워는 하단부에 외주면으로부터 외측 방향으로 돌출 형성되고, 상기 하플랜지와 볼트 결합되는 상플랜지를 구비하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기.
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