KR20150040211A - 수평과 수직형 임펠러를 이용한 풍력 발전 장치 - Google Patents

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Abstract

수평과 수직형 임펠러를 이용하여 더욱 많은 전기를 생산 해낼 수 있는 풍력 발전 장치가 개시된다. 이를 위해 본 발명은 주택 지붕위에 설치된 발전 장치 기둥부; 상기 발전 장치 기둥부의 상부에 형성되어 불어오는 수평형 풍력에 의해 회전되는 수평형 임펠러; 상기 발전 장치 기둥부의 상부에 형성되어 불어오는 수직형 풍력에 의해 회전되는 수직형 임펠러; 상기 수평형 임펠러와 수직형 임펠러 사이에 형성되어 상기 수평형 임펠러와 수직형 임펠러에 의해 발생된 회전력을 통해 전기를 생산하는 풍력 발전부; 상기 수직형 임펠러와 풍력 발전부 사이에 형성 되어 상기 수직형 임펠러에 의해 발생된 제1 회전력을 전달하는 제1 기어부; 상기 발전장치 기둥부와 풍력 발전부 사이에 형성 되어 상기 풍력 발전부를 회전시키는 풍력 발전 회전부; 및 상기 풍력 발전부에서 발생된 (+. -)중 +극을 상기 풍력 발전 회전부를 통해 전달 받고 - 극을 상기 발전장치 기둥부를 통해 전달받아 전기를 충전하는 축전지를 포함하고, 발전부 상부에 설치되어 있는 꼬리날개는 바람의 방향에 따라 수평형 임펠러 수직형 임펠러가 풍력발전부가 360도 회전 할 수 있도록 도와주는 역할을 하기 때문에 효율적으로 자연 풍력을 전기 에너지를 생산해낼 수 있는 효과가 제공된다.

Description

수평과 수직형 임펠러를 이용한 풍력 발전 장치{WIND POWER GENERATING APPARATUS USING VERTIZONTAL TYPE IMPELLER}
본 발명은 임펠러를 이용한 풍력 발전 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수평과 수직형 임펠러를 이용하여 더욱 많은 전기를 생산해낼 수 있는 풍력 발전 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 전기 발전 장치는 전기를 생산하는 장치를 의미한다. 이러한 전기 발전 장치는 원자력, 화력 발전소와 같이 가공된 에너지를 이용하여 전기를 생산할 수 있었다. 그러나, 최근에는 전기 사용이 급속도록 증가하고 있어 대체 에너지 개발이 시급한 상황이다.
이러한 흐름에 맞추어 풍력 및 태양열을 이용한 전기 발전 장치가 각광을 받고 있다. 이중에서도 풍력을 이용한 풍력 발전 장치는 가정용으로 개발되는 경우가 종종 있었다.
그러나, 가정용의 풍력을 이용한 풍력 발전 장치는 대부분 수평형 임펠러를 이용하여 전기를 생산하기 때문에 전기 생산율이 떨어지는 문제점을 안고 있었다.
1. 한국특허등록 : 10-0622663호, 등록일자 : 2006년 09월 04일, 발명의 명칭 : 풍력을 이용한 가정용 발전기. 2. 한국공개특허 : 제2013-0015138호, 공개일자 : 2013년 02월 13일, 발명의 명칭 : 풍향 전환형 집풍유도 풍력발전장치. 3. 한국공개특허 : 제2010-0103966호, 공개일자 : 2010년 09월 29일, 발명의 명칭 : 풍력발전장치.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 수평과 수직형 임렐러를 자유자재로 회전시켜 가정용 전기를 대량 생산해낼 수 있는 가정용 풍력 발전 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 기능을 수행하기 위한, 본 발명의 특징은 다음과 같다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 주택 지붕 위에 설치된 발전 장치 기둥부; 상기 발전 장치 기둥부의 상부에 형성되어 불어오는 수평형 풍력에 의해 회전되는 수평형 임펠러; 상기 발전 장치 기둥부의 상부에 형성되어 불어오는 수직형 풍력에 의해 회전되는 수직형 임펠러; 상기 수평형 임펠러와 수직형 임펠러의 사이에 형성되어 상기 수평형 임펠러와 수직형 임펠러에 의해 발생된 회전력을 통해 전기를 생산하는 풍력 발전부; 상기 수직형 임펠러와 풍력 발전부 사이에 형성되어 상기 수직형 임펠러에 의해 발생된 제1 회전력을 전달하는 제1 기어부; 상기 발전 장치 기둥부와 풍력 발전부 사이에 형성되어 상기 풍력 발전부를 회전시키는 풍력 발전 회전부; 및 상기 풍력 발전부에서 발생된 양극(+, -) 중 + 극을 상기 풍력 발전 회전부를 통해 전달받고, - 극을 상기 발전 장치 기둥부를 통해 전달받아 전기를 충전하는 축전지;를 포함하는 수평과 수직형 임펠러를 이용한 풍력 발전 장치가 제공된다.
여기서, 본 발명의 일 관점에 따른 상기 풍력 발전부는 발전기 보호관; 상기 발전기 보호관의 내부에 구비되어 상기 제1 기어부에 의해 발생된 제1 회전력을 제2 회전력을 변환하는 하이포이드 기어; 및 상기 발전기 보호관의 내부에 구비되어 상기 하이포이드 기어로부터 발생된 상기 회전력을 통해 전기를 생성하는 발전기부;를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 일 관점에 따른 상기 풍력 발전 회전부는 상기 발전기부에서 발생된 양극중 +극으로부터 절연이 되기 위하여 상기 발전기 보호관의 하부에 형성되는 절연체; 상기 절연체의 하부에 구비되어 상기 풍력 발전부를 회전시키는 회전체; 및 상기 회전체의 하부에 구비되어 회전체의 회전력을 도와주는 브러쉬;를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 일 관점에 따른 풍력 발전 장치는 상기 브러쉬와 발전 장치 기둥부 사이에 구비되어 상기 풍력 발전 회전부로부터 발생된 탄성력을 흡수하는 스프링부;를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 의하면, 수평형 임펠러와 수직형 임펠러를 복수개로 설치할 수 있는 구조로 인하여 가정용 전기를 보다 많이 생산해낼 수 있기 때문에 사업성이 우수한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 위와 같은 수평형 임펠러와 수직형 임펠러를 회전시키도록 하여 더욱더 풍력 흡수에 의한 회전력을 발생시켜 더욱더 많은 전기를 생산해낼 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 장치(100)를 예시적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 장치(100)를 예시적으로 나타낸 후면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 회전부(160)에 의해 회전되는 수평형 임펠러(120) 상태를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 장치(100)를 예시적으로 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 장치(100)를 예시적으로 나타낸 후면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 장치(100)는 발전 장치 기둥부(110), 수평형 임펠러(120), 수직형 임펠러(130), 풍력 발전부(140), 제1 기어부(150), 풍력 발전 회전부(160), 스프링부(170) 및 축전지(180)를 포함하여 구성된다.
먼저, 본 발명에 따른 발전 장치 기둥부(110)는 주택 지붕 옥상의 지면상에 설치되는 풍력 발전 장치(110)의 기둥에 해당되는 구조이다.
다음으로, 본 발명에 따른 수평형 임펠러(120)는 앞서 설명한 발전 장치 기둥부(110)의 상부에 형성되어 불어오는 수평형 풍력에 의해 회전되는 프로펠러 구조이다. 반면, 본 발명에 따른 수직형 임펠러(130)는 발전 장치 기둥부(110)의 상부에 형성되어 불어오는 수직형 풍력에 의해 회전되는 프로펠러 구조이다.
다음 본 발명 발전부 (140) 상부에 풍향꼬리날개 (144)가설치되어 풍향에 발전부(140)가 회전되고 풍력 발전 회전부(160)이 베어링이 설치하는 것이 바람 직하다.
아울러 제1회전축 (105) 제2회전축(101)은 일체로 형성되어도 무방하나, 이하에서 자세히 언급될 프리힐(146) 에 의해 수직형 임펠러(130)의 회전에 영향을 주지 않도록 제1회전축과 제3회전축(147)으로 분리되어 연결 설치되는 것이 바람직하고 제4회전축과 제1회전축이 분리되는 것이 바람직하다.
상기와 연관하여 수직형 임펠러(130)와 수평형 임펠러(120)는 제2회 회전축(101)에 (148) 연결 설치되도 제1회전측 (105)와 (147)으로 연결 설치하고 제2회전축(101)과 (148)사이에 프리힐(146)을 더 포함하고 제1회전축(105)와(147) 사이에 프리힐 (146)을 포함하여 구성된다.
구체적으로 ,프리힐(146)은 한방향으로 동력을 전달하는 것으로서 ,수직형 임펠러(130)의 회전에 의해 제3회전축이 ((147)이 회전되어도 수평형 임펠러(120)가 회전되지 않은으로서, 에너지를 효율적으로 발전기 (143)로 전달 할 수 있는 효과를 실현케 한다.
이는 반대로 수평형 임펠러(120)가 회전될 때 수직형 임펠러(130)를 회전시키지 못하게 되어 설치되어 있어 전기를 효율적으로 생산 할 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 풍력 발전부(140)는 수평형 임펠러(120)와 수직형 임펠러(130)의 사이에 형성되어 수평형 임펠러(120)와 수직형 임펠러(130)에 의해 발생된 회전력을 통해 전기를 생산하는 발전 장치이다. 이러한 풍력 발전부(140)는 수평형 임펠러(120)에 의해 발생된 회전력을 공급받고자 수평형 임펠러(120)와의 사이에 회전축(150)이 구비된다.
다음으로, 본 발명에 따른 제1 기어부(150)는 수직형 임펠러(130)와 풍력 발전부(140) 사이에 형성되어 수직형 임펠러(130)에 의해 발생된 제1 회전력을 풍력 발전부(140)로 전달하는 역할을 한다.
상기와 같이 제1 회전력을 발생시키고자, 본 발명에 따른 제1 기어부(150)는 기어 보호관(151)과 상기 기어 보호관(152)의 내부에 스페어기어와 평기어(152)를 맞물린 상태로 구비한다. 이러한 스페어기어와 평기어(152)는 수직형 임펠러(130) 와의 사이에 구비되는 회전축(101)을 통해 수직형 임펠러(130)와 연결되어 상기와 같이 제1 회전력을 원활하게 발생시킨다.
이와 같은 제1 기어부(150)로부터 제1 회전력을 전달받고자, 앞서 설명한 본 발명에 따른 풍력 발전부(140)는 발전기 보호관(141), 상기 발전기 보호관(142)의 내부에 구비되어 제1 기어부(150)에 의해 발생된 제1 회전력을 제2 회전력을 변환하는 하이포이드 기어(142) 및 발전기 보호관(141)의 내부에 구비되어 하이포이드 기어(142)로부터 발생된 제2 회전력을 통해 전기를 생성하는 발전기부(143)를 구비한다.
이때, 상기 하이포이드 기어(142)는 회전축(102)을 통해 스페어기어와 평기어(152)로부터 제1 회전력을 전달받는다. 반면, 하이포이드 기어(142)와 발전기부(143) 사이에도 하이포이드 기어(142)에서 발생된 제2 회전력을 발전기부(143)로 전달하고자 회전축(104)을 구비한다.
한편, 발전기부(143)와 수평형 임펠러(120) 사이에도 회전축(105)이 구비되고, 하이포이드 기어(142)는 발전기 보호관(141)의 내부 하부에 구비된 지지대(103)를 통해 발전기 보호관(141)의 내부에 구비될 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 풍력 발전 회전부(160)는 발전 장치 기둥부(110)와 풍력 발전부(140) 사이에 형성되어 풍력 발전부(140)를 회전시키는 역할을 한다. 이를 위해, 본 발명에 따른 풍력 발전 회전부(160)는 발전기부(143)에서 발생된 양극중 + 극으로부터 절연이 되기 위하여 발전기 보호관(141)의 하부에 형성되는 절연체(161), 절연체(161)의 하부에 구비되어 풍력 발전부를 풍력에 의해 자동적으로 회전시키는 회전체(162) 및 회전체(162)의 하부에 구비되어 회전체(162)의 회전력을 도와주는 브러쉬(163)를 구비한다.
이로써, 풍력 발전부(140)를 원활히 회전시킴으로써 수평과 수직형 임펠러(120, 130)가 사방으로 불어오는 풍력을 더 많이 이용할 수 있게 되는 것이다.
다음으로, 본 발명에 따른 스프링부(170)는 풍력 발전 회전부(160)에 구비된 브러쉬(163)와 발전 장치 기둥부(110) 사이에 구비되어 풍력 발전 회전부(160)의 회전에 따라 발생된 탄성력을 흡수하여 풍력 발전 회전부(160)를 원활하게 회전되도록 한다.
마지막으로, 본 발명에 따른 축전지(180)는 풍력 발전부(140)에서 발생된 양극(+, -) 중 + 극을 풍력 발전 회전부(160)를 통해 전달받고, - 극을 발전 장치 기둥부(110)를 통해 전달받아 전기를 충전한다. 이때, + 극을 풍력 발전 회전부(160)를 통해 전달받는 이유는 풍력 발전부(140)가 풍력 발전 회전부(160)에 의해 회전됨으로 전선이 꼬이는 것을 방지하기 위함이고, 반면 - 극은 꼬임이 발생하지 않고 고정된 발전 장치 기둥부(110)를 통해 쉽게 받아들일 수 있다.
이와 같이, 축전지(180)에 충전된 전기는 가정용 등(190)에 공급됨으로써 기존의 원자력이나 화력 등에 의해 발생된 전기를 쓰지 않고서도 풍력을 통해 전기를 공급받음으로써, 전기 비용을 줄일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 회전부(160)에 의해 회전되는 수평형 임펠러(120) 상태를 나타낸 도면으로서, 풍력 발전 회전부(160)에 의해 수평형 임펠러(120)가 회전되면 동서남북 사방으로부터 불어오는 풍력을 모두 이용할 수 있게 되어 회전력을 증가시켜 보다 많은 전기를 생산해낼 수 있게 된다.
이상에서와 같이, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것이다.
100; 풍력 발전 장치 110;발전장치 기둥부
120; 수평형 임펠러 130; 수직형 임펠러
140; 풍력 발전부 141; 발전기 보호관
147; 제3회전축 148; 제4회전축
146; 프리힐 142; 하이포이드 기어
143; 발전기부 151; 기어 보호관
150; 제1 기어부 152; 스페어/평기어
160; 풍력 발전부 회전부 170; 스프링부
144;풍향 꼬리날개 180; 축전지
190; 가정용 등

Claims (5)

  1. 주택 지붕 위에 설치된 발전 장치 기둥부;
    상기 발전 장치 기둥부의 상부에 형성되어 불어오는 수평형 풍력에 의해 회전되는 수평형 임펠러;
    상기 발전 장치 기둥부의 상부에 형성되어 불어오는 수직형 풍력에 의해 회전되는 수직형 임펠러;
    상기 수평형 임펠러와 수직형 임펠러의 사이에 형성되어 상기 수평형 임펠러와 수직형 임펠러에 의해 발생된 회전력을 통해 전기를 생산하는 풍력 발전부;
    상기 수직형 임펠러와 풍력 발전부 사이에 형성되어 상기 수직형 임펠러에 의해 발생된 제1 회전력을 전달하는 제1 기어부;
    상기 발전 장치 기둥부와 풍력 발전부 사이에 형성되어 상기 풍력 발전부를 회전시키는 풍력 발전 회전부; 및
    상기 풍력 발전부에서 발생된 양극(+, -) 중 + 극을 상기 풍력 발전 회전부를 통해 전달받고, - 극을 상기 발전 장치 기둥부를 통해 전달받아 전기를 충전하는 축전지;
    를 포함하는 수평과 수직형 임펠러를 이용한 풍력 발전 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 풍력 발전부는,
    발전기 보호관;
    상기 발전기 보호관의 내부에 구비되어 상기 제1 기어부에 의해 발생된 제1 회전력을 제2 회전력을 변환하는 하이포이드 기어; 및
    상기 발전기 보호관의 내부에 구비되어 상기 하이포이드 기어로부터 발생된 상기 회전력을 통해 전기를 생성하는 발전기부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 수평과 수직형 임펠러를 이용한 풍력 발전 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 풍력 발전 회전부는,
    상기 발전기부에서 발생된 양극중 +극으로부터 절연이 되기 위하여 상기 발전기 보호관의 하부에 형성되는 절연체;
    상기 절연체의 하부에 구비되어 상기 풍력 발전부를 회전시키는 회전체; 및
    상기 회전체의 하부에 구비되어 회전체의 회전력을 도와주는 브러쉬;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 수평과 수직형 임펠러를 이용한 풍력 발전 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 브러쉬와 발전 장치 기둥부 사이에 구비되어 상기 풍력 발전 회전부로부터 발생된 탄성력을 흡수하는 스프링부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수평과 수직형 임펠러를 이용한 풍력 발전 장치.
  5. 수평형 임펠러 회전축(101)에 프리힐 (146)을 설치하고 수직형 임펠러 회전축(105)에 프리힐을(146)을 설치하므로 수직형 임펠러가 회전되어도 수평형 임펠러가 회전되지 않고, 수평형 임펠러가 회전 되어도 수직형 임펠러가 회전되지 않는 프리힐 제공 된다.
KR20140124894A 2013-10-04 2014-09-19 수평과 수직형 임펠러를 이용한 풍력 발전 장치 KR20150040211A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108799004A (zh) * 2018-06-19 2018-11-13 许昌学院 复合型风力发电装置

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