KR20160032585A - 하이브리드 풍향풍속계 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하이브리드 풍향풍속계를 제공한다. 이와 같은 본 발명에 따른 하이브리드 풍향풍속계는 아날로그 풍향계에 의해 풍향이 계측되고 초음파 풍속계에 의해 풍속의 계측됨에 따라 풍향과 풍속의 계측 정밀도가 향상될 수 있으며, 특히 초음파 풍속계의 설치에 의한 아날로그 풍향계 주위의 와류 현상이 최소화되도록 함으로써 풍향의 계측 정확도가 향상될 수 있는 기술적 특징을 갖는다.
본 발명에 따른 하이브리드 풍향풍속계는 설정된 위치에 고정되는 수직대, 수직대에 수평하게 결합되는 수평대, 수평대 끝단부에 일체로 형성되는 회전날개를 구비하여 수평대와 회전날개가 바람의 방향으로 회전하면서 풍향을 계측하게 되는 아날로그 풍향계와; 아날로그 풍향계 상측으로 이격된 제1설치지점에서 아날로그 풍향계와 일체를 이루며 고정되는 제1초음파센서, 제1초음파센서로부터 설정된 수평이격거리(x)와 수직이격거리(y) 만큼 이격된 제2설치지점에서 아날로그 풍향계와 일체를 이루며 고정되는 제2초음파센서를 구비하여 제1초음파센서와 제2초음파센서 간 초음파 신호 송수신을 통해 풍속을 계측하게 되는 초음파 풍속계를 포함하는 구성으로 이루어진다.

Description

하이브리드 풍향풍속계{Hybrid anemoscope and anemometer}
본 발명은 하이브리드 풍향풍속계에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 아날로그 풍향계에 의해 풍향이 계측되고 초음파 풍속계에 의해 풍속의 계측됨에 따라 풍향과 풍속의 계측 정밀도가 향상될 수 있으며, 특히 초음파 풍속계의 설치에 의한 아날로그 풍향계 주위의 와류 현상이 최소화되도록 함으로써 풍향의 계측 정확도가 향상될 수 있는 하이브리드 풍향풍속계에 관한 것이다.
일반적으로 사용되는 풍향/풍속계는 프로펠러 또는 풍배와 방향판에 의해서 풍향과 풍향을 측정하는 아날로그 풍향계와 아날로그 풍속계이다. 이와 같은 아날로그 풍향계와 아날로그 풍속계는 풍향과 풍속의 계측이 아날로그 방식으로 이루어짐에 따라, 정확하고 정밀한 풍향과 풍속을 확인하기 어려웠으며, 강풍 조건에서는 제약적인 측정만 가능하고, 강풍시 풍향계와 풍속계가 고장나는 경우가 많았다.
이를 개선하여 초음파 풍향풍속계가 개발되어 사용되고 있는데, 이와 같은 초음파 풍향풍속계와 관련한 기술로는 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0941289호 "초음파 센서를 이용한 풍속 풍향계", 등록번호 제10-1044881호 "초음파를 이용한 풍향 및 풍속 측정장치" 등록번호 제10-1056951호 "기상정보장치", 공개특허공보 공개번호 제10-1999-0053462호 "다수개의 초음파 센서를 이용한 풍향/풍속/온도측정 장치 및 방법" 등이 안출되어 있다.
한편 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1251885호 "풍력발전이 가능한 아날로그 계측기 일체형 자가발전용 초음파 풍향풍속계" 등에서는 아날로그 풍향/풍속계와 초음파 풍향풍속계가 일체화된 장치를 제안하고 있는데, 이와 같은 아날로그 풍향/풍속계와 초음파 풍향풍속계가 일체화된 종래의 장치의 경우 초음파 풍향풍속계를 이루는 초음파센서에 의해 아날로그 풍향/풍속계 주위에 와류가 발생되면서 풍향 계측의 정확도가 떨어지는 문제점이 있었다.
(특허문헌 1) 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0941289호 "초음파 센서를 이용한 풍속 풍향계"
(특허문헌 2) 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1044881호 "초음파를 이용한 풍향 및 풍속 측정장치"
(특허문헌 3) 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1056951호 "기상정보장치"
(특허문헌 4) 대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-1999-0053462호 "다수개의 초음파 센서를 이용한 풍향/풍속/온도측정 장치 및 방법"
(특허문헌 5) 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1251885호 "풍력발전이 가능한 아날로그 계측기 일체형 자가발전용 초음파 풍향풍속계"
본 발명은 아날로그 풍향계에 의해 풍향이 계측되고 초음파 풍속계에 의해 풍속의 계측됨에 따라 풍향과 풍속의 계측 정밀도가 향상될 수 있는 새로운 형태의 하이브리드 풍향풍속계를 제공하는 것을 목적으로 한다.
특히 본 발명은 전술(前述)된 종래 기술의 문제점을 개선하여, 아날로그 풍향계로부터 상측으로 연장되는 수직 고정대 상단과 수직 고정대로부터 수평하게 연장되는 수평 고정대 일단부에 제1초음파센서와 제2초음파센서가 설치되는 구조의 초음파 풍속계가 제공됨에 따라, 초음파 풍속계의 설치에 의한 아날로그 풍향계 주위의 와류 현상이 최소화되어 풍향의 계측 정확도가 향상될 수 있는 새로운 형태의 하이브리드 풍향풍속계를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명은 설정된 위치에 고정되는 수직대, 상기 수직대에 수평하게 결합되는 수평대, 상기 수평대 끝단부에 일체로 형성되는 회전날개를 구비하여 상기 수평대와 회전날개가 바람의 방향으로 회전하면서 풍향을 계측하게 되는 아날로그 풍향계와; 상기 아날로그 풍향계 상측으로 이격된 제1설치지점에서 상기 아날로그 풍향계와 일체를 이루며 고정되는 제1초음파센서, 상기 제1초음파센서로부터 설정된 수평이격거리(x)와 수직이격거리(y) 만큼 이격된 제2설치지점에서 상기 아날로그 풍향계와 일체를 이루며 고정되는 제2초음파센서를 구비하여 상기 제1초음파센서와 제2초음파센서 간 초음파 신호 송수신을 통해 풍속을 계측하게 되는 초음파 풍속계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 풍향풍속계를 제공한다.
이와 같은 본 발명에 따른 하이브리드 풍향풍속계에서 상기 아날로그 풍향계는 설치면에 배치되는 고정베이스에 상기 수직대가 회전가능하게 고정되고, 상기 수직대, 수평대, 회전날개가 일체를 이루며 회전하는 구성으로 이루어지고, 상기 초음파 풍속계는 상기 수직대 중심으로부터 수직으로 연장되고 상기 제2초음파센서가 상단에 고정되는 수직 고정대와, 상기 수직 고정대로부터 수평으로 연장되고 상기 제1초음파센서가 끝단부가 고정되는 수평 고정대를 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.
이와 달리 상기 아날로그 풍향계는 설치면에 배치되는 상기 수직대에 상기 수평대가 회전가능하게 고정되고, 상기 수평대와 회전날개가 일체를 이루며 회전하는 구성으로 이루어지고, 상기 초음파 풍속계는 상기 수평대로부터 수직으로 연장되고 상기 제2초음파센서가 상단에 고정되는 수직 고정대와, 상기 수직 고정대로부터 수평으로 연장되고 상기 제1초음파센서가 끝단부가 고정되는 수평 고정대를 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.
본 발명에 의한 하이브리드 풍향풍속계에 의하면, 아날로그 풍향계에 의해 풍향이 계측되고 초음파 풍속계에 의해 풍속의 계측되는 구조이므로, 풍향과 풍속의 계측 정밀도가 향상되는 효과가 있다. 특히 본 발명의 하이브리드 풍향풍속계는 아날로그 풍향계로부터 상측으로 연장되는 수직 고정대 상단과 수직 고정대로부터 수평하게 연장되는 수평 고정대 일단부에 제1초음파센서와 제2초음파센서가 설치되는 구조에 의해 아날로그 풍향계 주위의 와류 현상이 최소화되어 풍향의 계측 정확도가 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 하이브리드 풍향풍속계의 측면도;
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 하이브리드 풍향풍속계의 사시도;
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 하이브리드 풍향풍속계의 측면도;
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 하이브리드 풍향풍속계의 사시도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 1 내지 도 4에 의거하여 상세히 설명한다. 한편, 도면과 상세한 설명에서 일반적인 풍향계, 풍속계, 아날로그 풍향계, 초음파 풍속계, 초음파센서 등으로부터 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성 및 작용에 대한 도시 및 언급은 간략히 하거나 생략하였다. 특히 도면의 도시 및 상세한 설명에 있어서 본 발명의 기술적 특징과 직접적으로 연관되지 않는 요소의 구체적인 기술적 구성 및 작용에 대한 상세한 설명 및 도시는 생략하고, 본 발명과 관련되는 기술적 구성만을 간략하게 도시하거나 설명하였다.
본 발명에 따른 하이브리드 풍향풍속계(300)는 아날로그 풍향계(100)와 초음파 풍속계(200)를 포함하는 구성으로 이루어진다.
아날로그 풍향계(100)는 풍향 계측이 기구적 구성요소에 의해 아날로그적으로 수행되는 것이다. 이와 같은 아날로그 풍향계(100)는 설정된 위치에 고정되는 수직대(110), 고정베이스(140)에 수평하게 결합되는 수평대(120), 수평대(120) 끝단부에 일체로 형성되는 회전날개(130)를 구비하는 구성으로 이루어져 수평대(120)와 회전날개(130)가 바람의 방향으로 회전하면서 풍향을 계측하게 된다.
초음파 풍속계(200)는 풍속 계측이 초음파센서에 의해 디지털 방식으로 수행되는 것이다. 이와 같은 초음파 풍속계(200)는 아날로그 풍향계(100) 상측으로 이격된 제1설치지점에서 아날로그 풍향계(100)와 일체를 이루며 고정되는 제1초음파센서(210), 제1초음파센서(210)로부터 설정된 수평이격거리(x)와 수직이격거리(y) 만큼 이격된 제2설치지점에서 아날로그 풍향계(100)와 일체를 이루며 고정되는 제2초음파센서(220)를 구비하는 구성으로 이루어져 제1초음파센서(210)와 제2초음파센서(220) 간 초음파 신호 송수신을 통해 풍속을 계측하게 된다.
여기서 본 발명의 제1실시예에 따른 하이브리드 풍향풍속계(300)는 도 1과 도 2에서와 같이 아날로그 풍향계(100)가 설치면에 배치되는 고정베이스(140)에 수직대(110)가 베어링(141)을 매개로 회전가능하게 고정되고, 수직대(110), 수평대(120), 회전날개(130)가 일체를 이루며 회전하는 구성으로 이루어지도록 한다. 그리고 본 발명의 제1실시예에 따른 하이브리드 풍향풍속계(300)의 초음파 풍속계(200)는 수직대(110) 중심으로부터 수직으로 연장되고 제2초음파센서(220)가 상단에 고정되는 수직 고정대(230), 수직 고정대(230)로부터 수평으로 연장되고 제1초음파센서(210)가 끝단부가 고정되는 수평 고정대(240)를 포함하는 구성으로 이루어진다. 여기서 제1초음파센서(210)는 아날로그 풍향계(100)의 회전날개(130) 설치위치와 반대되는 방향에 배치되고, 아날로그 풍향계(100)의 수평대(120)로부터 설정치 이상의 이격높이(H)로 이격되게 배치되어 제1초음파센서(210)를 통과하는 바람에 의해 발생되는 와류가 아날로그 풍향계(100)로는 전달되지 않도록 한다. 또한 제2초음파센서(220)는 아날로그 풍향계(100)를 이루는 수평대(120)와 회전날개(130)의 회전중심 축선 상에 배치되는 한편, 제1초음파센서(210)로부터도 설정된 수직이격거리(y)만큼 이격되게 배치되어 제2초음파센서(220)를 통과하는 바람에 의해 발생되는 와류가 아날로그 풍향계(100)로는 전달되지 않도록 한다.
그리고 본 발명의 제2실시예에 따른 하이브리드 풍향풍속계(300)는 도 3과 도 4에서와 같이 아날로그 풍향계(100)가 설치면에 배치되는 수직대(110)에 수평대(120)가 회전가능하게 고정되고, 수평대(120)와 회전날개(130)가 일체를 이루며 회전하는 구성으로 이루어지도록 한다. 여기서 본 발명의 제2실시예에 따른 하이브리드 풍향풍속계(300)의 수평대(120)는 수직대(110)에 베어링을 매개로 회전가능하게 고정되는 회전단(120a)과 회전단(120a)으로부터 수평하게 연장되고 회전날개(130)가 끝단부에 형성되는 회전날개 연결단(120b)이 일체를 이루는 구성으로 이루어진다. 그리고 본 발명의 제2실시예에 따른 하이브리드 풍향풍속계(300)의 초음파 풍속계(200)는 수평대(120)로부터 수직으로 연장되고 제2초음파센서(220)가 상단에 고정되는 수직 고정대(230)와, 수직 고정대(230)로부터 수평으로 연장되고 제1초음파센서(210)가 끝단부가 고정되는 수평 고정대(240)를 포함하는 구성으로 이루어진다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 풍향풍속계(300)는 아날로그 풍향계(100)에 의해 풍향이 계측되고 초음파 풍속계(200)에 의해 풍속의 계측되는 구조이므로, 풍향과 풍속의 계측 정밀도가 향상된다. 특히 본 발명의 하이브리드 풍향풍속계(300)는 아날로그 풍향계(100)로부터 상측으로 연장되는 수직 고정대(230) 상단과 수직 고정대(230)로부터 수평하게 연장되는 수평 고정대(240) 일단부에 제1초음파센서(210)와 제2초음파센서(220)가 설치되는 구조에 의해 아날로그 풍향계(100) 주위의 와류 현상이 최소화되어 풍향의 계측 정확도가 향상된다.
상술한 바와 같은, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 풍향풍속계를 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
100 : 아날로그 풍향계 110 : 수직대
120 : 수평대 120a: 회전단
120b : 회전날개 연결단 130 : 회전날개
140 : 고정베이스 141 : 베어링
200 : 초음파 풍속계 210 : 제1초음파센서
220 : 제2초음파센서 230 : 수직 고정대
240 : 수평 고정대 300 : 하이브리드 풍향풍속계

Claims (3)

  1. 설정된 위치에 고정되는 수직대, 상기 수직대에 수평하게 결합되는 수평대, 상기 수평대 끝단부에 일체로 형성되는 회전날개를 구비하여 상기 수평대와 회전날개가 바람의 방향으로 회전하면서 풍향을 계측하게 되는 아날로그 풍향계와;
    상기 아날로그 풍향계 상측으로 이격된 제1설치지점에서 상기 아날로그 풍향계와 일체를 이루며 고정되는 제1초음파센서, 상기 제1초음파센서로부터 설정된 수평이격거리(x)와 수직이격거리(y) 만큼 이격된 제2설치지점에서 상기 아날로그 풍향계와 일체를 이루며 고정되는 제2초음파센서를 구비하여 상기 제1초음파센서와 제2초음파센서 간 초음파 신호 송수신을 통해 풍속을 계측하게 되는 초음파 풍속계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 풍향풍속계.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 아날로그 풍향계는 설치면에 배치되는 고정베이스에 상기 수직대가 회전가능하게 고정되고, 상기 수직대, 수평대, 회전날개가 일체를 이루며 회전하는 구성으로 이루어지고,
    상기 초음파 풍속계는 상기 수직대 중심으로부터 수직으로 연장되고 상기 제2초음파센서가 상단에 고정되는 수직 고정대와, 상기 수직 고정대로부터 수평으로 연장되고 상기 제1초음파센서가 끝단부가 고정되는 수평 고정대를 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 풍향풍속계.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 아날로그 풍향계는 설치면에 배치되는 상기 수직대에 상기 수평대가 회전가능하게 고정되고, 상기 수평대와 회전날개가 일체를 이루며 회전하는 구성으로 이루어지고,
    상기 초음파 풍속계는 상기 수평대로부터 수직으로 연장되고 상기 제2초음파센서가 상단에 고정되는 수직 고정대와, 상기 수직 고정대로부터 수평으로 연장되고 상기 제1초음파센서가 끝단부가 고정되는 수평 고정대를 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 풍향풍속계.
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