KR20130096015A - 다중 발전구조를 갖는 발전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다중 발전구조를 갖는 발전장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내부에 충진공간을 갖는 하우징과 상기 하우징의 상부에 설치되는 프레임틀로 이루어진 발전기 본체와 상기 프레임틀에 상부가 회전가능하게 설치되고, 상기 하우징에 하부가 회전가능하게 설치되며, 풍압에 의해 회전되도록 외주연에 다수 설치되는 풍력날개가 구비된 수직회전축과 상기 프레임틀의 상부에 설치되어 상기 수직회전축의 회전력을 전달받아 발전하는 메인발전기와 상기 수직회전축의 하부에 환형으로 형성되는 메인기어부와 상기 하우징의 상부에 다수가 설치되고 상기 메인기어부와 기어결합되어 발전되는 보조발전부로 이루어져, 풍압에 의해 회전되는 수직회전축의 하부에 메인기어부를 설치하고, 수직회전축이 설치되는 하우징에 상기 메인기어부와 치합되게 다수의 보조발전부를 설치함으로서, 발전효율을 극대화시키는 효과가 있다.

Description

다중 발전구조를 갖는 발전장치 { WIND ENERGY PLANT }

본 발명은 다중 발전구조를 갖는 발전장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 풍압에 의해 회전되는 수직회전축의 하부에 메인기어부를 설치하고, 수직회전축이 설치되는 하우징에 상기 메인기어부와 치합되게 다수의 보조발전부를 설치함으로서, 발전효율을 극대화시키는 다중 발전구조를 갖는 발전장치에 관한 것이다.

최근 세계적으로 환경적 이슈가 부각되고 에너지 위기를 맞이하면서 다양한 대체에너지 개발에 많은 노력을 기울이고 있다. 이 중 풍력은 고갈되지 않는 청정에너지로써 여러 대체에너지 중 성장률이 가장 높은 에너지원으로 각광을 받고 있다.

풍력발전시스템은 자연의 바람 에너지를 기계 에너지로 변환시켜 발전하는 것이다. 이러한 풍력발전시스템은 바람이 많이 부는 장소에 설치하여 상기 바람을 유입함은 물론 유입된 바람의 힘으로 터빈 또는 로터를 회전시켜 동력 및 전기가 발생되도록 하는 것이다.

이러한 풍력발전시스템은 수평축 방식과 수직축 방식으로 크게 대별되며, 두가지 방식을 조합한 하이브리드 방식이 있다.

수직축 방식은 일반적으로 수평축 방식에 비해 효율이 절반가량 낮은 반면 로터 회전속도가 상대적으로 낮아 소음이 적고 진동이 거의 없으므로, 주거지역 및 빌딩 옥상, 학교, 병원 등 공공시설에 설치 가능하며 정밀도가 낮은 부품 및 블레이드 제작으로도 장기 사용 및 발전이 가능하여 독립 소형 풍력발전시스템에 주로 활용되어왔다.

최근에는 풍압에 의해 회전되는 축과 연동하여 발전장치를 부설함으로서, 발전효율을 높이는 발전장치가 개발되고 있다.

본 발명은 최근의 기술요구에 부응하고자 개발된 것으로서, 본 발명의 목적은 풍압에 의해 회전되는 수직회전축의 하부에 메인기어부를 설치하고, 수직회전축이 설치되는 하우징에 상기 메인기어부와 치합되게 다수의 보조발전부를 설치함으로서, 발전효율을 극대화시키는 다중 발전구조를 갖는 발전장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 내부에 충진공간을 갖는 하우징과 상기 하우징의 상부에 설치되는 프레임틀로 이루어진 발전기 본체와 상기 프레임틀에 상부가 회전가능하게 설치되고, 상기 하우징에 하부가 회전가능하게 설치되는 수직회전축과 상기 프레임틀의 상부에 설치되어 상기 수직회전축의 회전력을 전달받아 발전하는 메인발전기와 상기 수직회전축의 하부에 환형으로 형성되는 메인기어부와 상기 하우징의 상부에 다수가 설치되고 상기 메인기어부와 기어결합되어 발전되는 보조발전부와 상기 수직회전축을 회전시키는 회전수단으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수직회전축에는 풍압에 의해 회전되도록 외주연에 다수 더 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하우징에는 유체가 충진되며, 상기 수직회전축의 하부는 상기 하우징에 인입되게 설치되며, 상기 수직회전축의 하단부에는 부력체가 더 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 보조발전부는 상기 하우징의 상부에 설치되는 보조발전기와 상기 보조발전기에 설치되고 상기 메인기어부와 기어결합되는 보조기어부로 이루어져, 회전되는 상기 메인기어부의 회전력을 전달받아 발전되도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명인 다중 발전구조를 갖는 발전장치는 풍압에 의해 회전되는 수직회전축의 하부에 메인기어부를 설치하고, 수직회전축이 설치되는 하우징에 상기 메인기어부와 치합되게 다수의 보조발전부를 설치함으로서, 발전효율을 극대화시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 다중 발전구조를 갖는 발전장치를 나타낸 사시도이다.
도 2은 본 발명에 따른 다중 발전구조를 갖는 발전장치의 다른 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 3는 본 발명에 따른 다중 발전구조를 갖는 발전장치의 다른 실시예를 나타낸 평면도이다.
도 4은 본 발명에 따른 다중 발전구조를 갖는 발전장치의 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 다중 발전구조를 갖는 발전장치의 또 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 다중 발전구조를 갖는 발전장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 고안에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

또한, 하기 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 단지 예시로 제시하는 것이며, 본 기술 사상을 통해 구현되는 다양한 실시예가 있을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 다중 발전구조를 갖는 발전장치를 나타낸 사시도이고, 도 2은 본 발명에 따른 다중 발전구조를 갖는 발전장치의 다른 실시예를 나타낸 사시도이며, 도 3는 본 발명에 따른 다중 발전구조를 갖는 발전장치의 다른 실시예를 나타낸 평면도이고, 도 4은 본 발명에 따른 다중 발전구조를 갖는 발전장치의 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.

도면에 도시된 바와 같이 본 발명인 다중 발전구조를 갖는 발전장치(10)(이하 발전장치)는 발전기 본체(20)와 수직회전축(30)과 메인발전기(40)와 메인기어부(50)와 보조발전부(60)로 이루어진다.

상기 발전기 본체(20)는 합성수지재 또는 금속재로 이루어지며 내부에 충진공간을 갖으며 상면에 체결홀(211)이 형성된 하우징(21)과 상기 하우징(21)의 상부에 용접,설치되는 다수의 기둥(221)과 상기 기둥(221)들의 상부를 연결하는 설치되는 지지부(222)로 구성된 프레임틀(22)로 이루어진다.

상기 수직회전축(30)은 상부가 상기 프레임틀(22)의 지지부(222)에 회전가능하게 설치되고, 하부가 회전가능하게 상기 체결홈(211)에 끼워지게 된다.

상기 회전수단(90)은 상기 하우징(21)에 설치되어, 상기 메인기어부(40)와 치합되어 회전시키는 구동모터(91)와 상기 구동모터(91)를 이동시키는 이송실린더(92)로 구성된다.

즉, 상기 이송실린더(92)로 상기 메인기어부(40)로 구동모터(91)를 이송시켜 구동모터(91)의 회전축에 형성된 기어와 상기 메인기어부(40)가 치합되어 회전시키게 되며, 발전이 종료된 후에는 상기 이송실린더(92)로 구동모터(91)를 이송시켜 기어의 치합을 해제시키게 된다.

여기서, 상기 수직회전축(30)의 외주연에는 풍압에 의해 회전되도록 다수 설치되는 풍력날개(31)가 구비된다.

즉, 상기 회전수단(90)을 사용(작동)하지 않은 상태에서 풍력날개(31)가 풍압에 의해 회전되어 수직회전축(30)을 회전시키는 것이 바람직하다.

이때, 상기 지지부(222)에는 설치홀(223)이 형성되어 상기 수직회전축(30)의 상부가 체결되고, 상기 설치홀(223)과 상기 체결홀(211)에는 베어링(70)이 구비되어 상기 수직회전축(30)이 상기 베어링(70)에 의해 회전된다.

상기 메인발전기(40)는 상기 프레임틀(22)의 상부에 형성되는 지지부(222)에 용접 또는 나사체결되어 회전되는 상기 수직회전축(30)의 회전력을 전달받아 발전하게 된다.

상기 메인기어부(50)는 금속재로 이루어지며 환형으로 형성되고 상기 수직회전축의 하부에 다수의 연결바(51)를 매개로 연결되어 상기 수직회전축(30)과 함께 회전하게 된다.

상기 보조발전부(60)는 상기 하우징(21)의 상부에 다수가 설치되고 상기 메인기어부(50)와 기어결합되어 상기 메인기어부의 회전력을 전달받아 발전된다.

상기 보조발전부(60)는 상기 하우징(21)의 상부에 설치되는 보조발전기(61)와 상기 보조발전기(61)에 설치되고 상기 메인기어부(50)와 기어결합되는 보조기어부(62)로 이루어져, 회전되는 상기 메인기어부(50)의 회전력을 전달받아 회전되는 상기 보조기어부(62)에 의해 발전된다.

상기와 같이 구성된 다중 발전구조를 갖는 발전장치의 작동상태를 설명하면, 바람에 의해 풍압을 받아 풍력날개(31)가 이동하면서 상기 수직회전축(30)이 회전되면서 메인발전기(40)가 발전하게 되고, 상기 수직회전축(30)과 연결된 메인기어부(50)가 회전하면서 보조기어부(62)를 회전시켜 발전시키게 됨으로서, 바람에 의해 수직회전축(30)의 회전에 의해 메인발전기(40) 및 다수의 보조발전부(60)를 발전시킬 수 있게 된다.

여기서, 상기 보조발전부(60)는 도면에 도시된 바와같이 상기 하우징(21)에 3개를 설치하는 것이 바람직하며, 하우징(21) 및 상기 메인기어부(50)의 크기에 따라 적어도 2개 이상 설치가능하며 그 수량이 한정되는 것은 아니다.

도 5는 본 발명에 따른 다중 발전구조를 갖는 발전장치의 또 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.

도 5를 참조하면, 상기 하우징(21)에는 유체가 충진되며, 상기 수직회전축(30)의 하부는 상기 하우징(21)에 인입되게 설치되며, 상기 수직회전축(30)의 하단부에는 부력체(80)가 더 설치된다.

즉, 상기 하우징(21)에 유체를 일정높이로 충진한 후 내부에 부력체(80)를 설치한 다음 상기 수직회전축(30)의 하단부를 상기 부력체(80)에 체결하여 상기 수직회전축(30)이 상기 부력체(80)에 의해 지지되게 함으로서, 회전시 상기 수직회전축(30) 및 상기 풍력날개(31)의 무게에 따른 저항(마찰)을 감소시킬 수 있어 발전효율을 향상시키게 된다.

10 : 발전장치 20 : 발전기 본체
30 : 수직회전축 40 : 메인발전기
50 : 메인기어부 60 : 보조발전부
70 : 베어링 80 : 부력체
90 : 회전수단 21 : 하우징
211 : 체결홀 22 : 프레임틀
221 : 기둥 222 : 지지부
223 : 설치홀 31 : 풍력날개
51 : 연결바 61 : 보조발전기
62 : 보조기어부 91 : 구동모터
92 : 이송실린더

Claims (4)

1. 내부에 충진공간을 갖는 하우징과 상기 하우징의 상부에 설치되는 프레임틀로 이루어진 발전기 본체;
   상기 프레임틀에 상부가 회전가능하게 설치되고, 상기 하우징에 하부가 회전가능하게 설치되는 수직회전축;
   상기 프레임틀의 상부에 설치되어 상기 수직회전축의 회전력을 전달받아 발전하는 메인발전기;
   상기 수직회전축의 하부에 환형으로 형성되는 메인기어부;
   상기 하우징의 상부에 다수가 설치되고 상기 메인기어부와 기어결합되어 발전되는 보조발전부; 및
   상기 수직회전축을 회전시키는 회전수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 다중 발전구조를 갖는 발전장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 수직회전축에는 풍압에 의해 회전되도록 외주연에 다수 더 설치되는 것을 특징으로 하는 다중 발전구조를 갖는 발전장치.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 하우징에는 유체가 충진되며, 상기 수직회전축의 하부는 상기 하우징에 인입되게 설치되며, 상기 수직회전축의 하단부에는 부력체가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 다중 발전구조를 갖는 발전장치.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 보조발전부는 상기 하우징의 상부에 설치되는 보조발전기와 상기 보조발전기에 설치되고 상기 메인기어부와 기어결합되는 보조기어부로 이루어져, 회전되는 상기 메인기어부의 회전력을 전달받아 발전되도록 하는 것을 특징으로 하는 다중 발전구조를 갖는 발전장치.

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