KR20200106805A - 유체발전기 및 이를 구비한 발전시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 착안한 것으로서, 날개의 크기를 증대시키지 않고 바람의 항력을 효율적으로 이용하여 발전효율을 향상시킬 수 있도록 한 유체발전기 및 이를 구비한 발전시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 유체발전기는 유체발전기에 있어서, 회전축에 설치되는 상승기류형성체; 상기 상승기류형성체의 외주면을 따라서 나선형으로 형성되는 복수의 나선날개; 및 상기 상승기류형성체의 회전에 의하여 전기를 발생시키는 발전기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

유체발전기 및 이를 구비한 발전시스템{FLUID GENERATOR AND GENERATING SYSTEM USING IT}
본 발명은 유체발전기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 약한 바람에도 효율적으로 전기를 생산할 수 있는 유체발전기 및 이를 구비한 발전시스템에 관한 것이다.
일반적으로 풍력발전은 자연의 바람으로 풍차를 돌리고, 이것을 기어 등의 기계적 변속장치에 의한 가속력을 발전기에 전달하는 발전 방식을 말한다.
이때 날개의 이론상 바람의 에너지 중 59.3%만이 전기에너지로 바뀔 수 있는데 이것도 날개의 형상에 따른 효율, 기계적인 마찰, 발전기의 효율 등을 고려하면 실제적으로 20 ~ 40%만이 전기에너지로 이용될 수 있었다.
하지만 근래에 유럽국가들에서는 풍력발전기 설치 보급이 급속히 증가함에 따라 2020년에는 전 유럽국가 발전량의 10%에 이를 것으로 전망되고 있다.
또한, 현재까지 분석된 자료에 의하면 발전시스템은 그 기술력이 확립되어 발전단가가 낮아져 전력생산 단가에서도 화석 연료와 경쟁이 가능하며, 더욱이 생산된 에너지는 친환경 무공해 에너지임을 고려할 때 전 세계적으로 보급이 급속도로 확대될 것으로 전망된다.
풍력발전기는 풍차날개의 형상에 따라 양력식과 항력식으로 구분되는 바, 한국의 경우에는 지역적 환경여건에 따라 강풍이 장시간 동안 일정하게 부는 지역이 별로 없기 때문에, 작은 풍압을 이용하여 풍차를 회전시키는데에 적합한 항력식 풍력발전기를 사용하는 것이 효율적이다.
이러한 항력식 풍력발전기의 경우 날개의 높이 즉, 기둥의 축 방향으로의 날개의 길이가 길어지면 바람에 의해 받는 힘의 양이 늘어날 수 있는 장점이 있으나, 날개의 크기 증대로 인해 날개의 무게가 무거워지고, 날개의 무게에 더하여 날개를 견고하게 잡아주기 위한 프레임들의 무게가 무거워질 수밖에 없는데, 이러한 경우 날개의 크기를 키우는 대신 날개의 무게를 줄이는 데는 소재적으로나 구성적으로 한계가 있을 수밖에 없는 단점이 있다.
특허문헌1: 등록특허공보 10-1300197호(2013.08.26. 공고) 특허문헌2: 등록특허공보 10-1360277호(2014.02.03. 공고) 특허문헌3: 등록특허공보 10-1938049호(2019.01.11. 공고) 특허문헌4: 공개특허공보 10-2018-0127693호(2018.11.30. 공개) 특허문헌5: 등록특허공보 10-1944098호(2019.01.30. 공고)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 착안한 것으로서, 날개의 크기를 증대시키지 않고 바람의 항력을 효율적으로 이용하여 발전효율을 향상시킬 수 있도록 한 유체발전기 및 이를 구비한 발전시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 유체발전기는 유체발전기에 있어서, 회전축에 설치되는 상승기류형성체; 상기 상승기류형성체의 외주면을 따라서 나선형으로 형성되는 복수의 나선날개; 및 상기 상승기류형성체의 회전에 의하여 전기를 발생시키는 발전기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 상승기류형성체는 하부의 외경이 상기 상부의 외경보다 크게 형성될 수 있다.
상기 나선날개는 수평방향 폭이 하부에서 상부를 향해 점차적으로 증가되게 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 유체발전기는 상기 나선날개의 가장자리를 따라 상기 나선날개의 면에 대해 경사지게 형성되어 바람을 가두며 항력을 인가받는 제1 보조항력날개를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제1 보조항력날개는 수평방향 폭이 하부에서 상부를 향해 점차적으로 증가되게 형성될 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 유체발전기는 상기 나선날개의 상단부에 형성되는 제2 보조항력날개를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제2 보조항력날개는 상승기류에 의해 항력을 받는 방향으로 굴곡되게 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 유체발전기는 상기 나선날개의 상부에 형성되는 바람유도보강날개를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 바람유도보강날개는 상기 제2 보조항력날개와의 사이에 바람배출구가 마련되도록 상기 제2 보조항력날개의 가장자리를 따라 연결되고 외부로 노출되는 노출면상부가 형성될 수 있다.
여기서, 상기 노출면상부는 사인부가 더 구비될 수 있다.
본 발명에 따른 유체발전기는 상기 상승기류형성체의 상단부에 형성되는 상단캡을 포함하여 구성될 수 있다.
그리고, 상기 상승기류형성체 및 상기 나선날개 중 적어도 하나 이상은 내부에 중공부가 형성된 구조로 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 중공부에는 유체의 주입 및 배기를 위한 주입구가 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 유체발전기는 상기 중공부의 유체가 배출되어 수축된 상태를 유지하기 위해 형성되는 결속수단이 더 구성될 수 있다.
상기 나선날개와 상기 상승기류형성체는 중공부가 서로 연통되게 형성될 수 있다.
그리고, 상기 중공부에는 고형물이 채워져 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 유체발전기를 구비한 발전시스템은 유체발전기를 구비한 발전시스템에 있어서, 전술한 유체발전기; 및 상기 유체발전기를 상하로 이동시키는 구동력을 인가하도록 설치되는 승강구동수단;을 포함하고, 상기 회전축은 상기 유체발전기의 이동레일 기능을 수행하도록 상기 상승기류형성체의 중심을 가로질러 장 길이로 형성된 승강봉으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 유체발전기를 구비한 발전시스템은 상기 유체발전기가 하강된 상태에서 풍력이 상기 나선날개에 인가되지 않도록 둘러싸는 형태로 형성된 바람막이수단을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 바람막이수단은 식물을 재배하는 공간을 구비한 식물재배컨테이너를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 유체발전기를 구비한 발전시스템은 유체발전기를 구비한 발전시스템에 있어서, 전술한 유체발전기가 복수 개로 구성되되, 복수의 상기 유체발전기는 상하방향을 따라 다단으로 배치되고, 상기 회전축은 상기 유체발전기의 상승기류형성체 중심을 가로질러 장 길이로 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 유체발전기를 구비한 발전시스템은 상기 유체발전기의 배치방향을 따라 설치되는 지지프레임; 및 상기 회전축을 회전 가능하게 지지하도록, 상기 지지프레임과 상기 회전축 사이에 설치되는 복수의 축지지부재를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 유체발전기를 구비한 발전시스템은 유체발전기를 구비한 발전시스템에 있어서, 전술한 유체발전기가 복수 개로 구성되되, 복수의 상기 유체발전기가 회전 가능하게 설치되는 회전프레임을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 회전프레임은, 상기 발전기에 접속되는 메인회전축; 및 상기 메인회전축에 일단이 회전 가능하게 접속되고 타단이 상기 회전축에 접속되는 복수의 회전지지부재;를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 회전지지부재는 상기 메인회전축에 일단이 접속되고 타단이 상기 회전축의 하단에 접속되는 하회전지지부재, 및 상기 메인회전축에 일단이 접속되고 타단이 상기 회전축의 상단에 접속되는 상회전지지부재를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 회전지지부재는 상기 메인회전축의 상하방향을 따라 복수의 층을 이루도록 배치될 수 있다.
본 발명은 나선날개의 항력에 의해 회전토크가 발생될 뿐만 아니라 바람이 직선적으로 모두 통과하는 것이 아니라 상승기류형성체의 작용에 의해 풍량의 일정 부분이 직경이 작은 상부를 향해 이동하게 되면서 상승기류를 형성하게 되므로 상승기류에 의한 추가적인 항력을 받아 회전토크가 증가되면서 발전효율이 상승되는 효과가 있다.
그리고, 본 발명은 상승기류형성체에 의해 형성된 상승기류가 제1 보조항력날개 및 제2 보조항력날개에서 추가로 회전토크를 생성하게 되므로 전기에너지의 발전효율을 현저히 향상시킬 수 있다. 아울러, 바람유도보강날개는 제2 보조항력날개들을 서로 연결하여 보강하는 기능을 수행할 수 있고, 외부로 노출되는 노출면상부에 사인부(sign)를 형성함으로써 광고효과를 발휘할수 있는 광고용 유체발전기를 구현할 수 있다.
본 발명에 따른 유체발전기를 구비한 발전시스템은 다단으로 복수의 유체발전기가 구성됨에 따라 각각의 유체발전기에서 생성된 회전토크를 이용하여 고출력의 전기에너지를 수확할 수 있는 효과가 있다.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유체발전기의 사시도,
도2는 도1에 도시된 유체발전기의 정면도,
도3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유체발전기의 사시도,
도4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 유체발전기의 사시도,
도5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 유체발전기의 부분 절개 사시도,
도6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 유체발전기를 나타낸 사시도,
도7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 유체발전기의 변형예를 설명하기 위한 사시도,
도8a 내지 도8c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유체발전기를 구비한 발전시스템을 설명하기 위한 도면으로서, 도8a는 유체발전기의 회전체 부분이 상승된 상태를 나타낸 것이고, 도8b는 유체발전기의 회전체 부분이 하강된 상태를 나타낸 것이며, 도8c는 승강구동수단을 설명하기 위한 요부 확대 분리사시도이다.
도9a 및 도9b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유체발전기를 구비한 발전시스템의 변형예를 설명하기 위한 사시도,
도10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유체발전기를 구비한 발전시스템을 설명하기 위한 사시도,
도11a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 유체발전기를 구비한 발전시스템을 나타낸 사시도,
도11b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 유체발전기를 구비한 발전시스템에서 지지프레임 및 축지지부재를 분리한 상태를 나타낸 사시도,
도11c는 도11b의 일 부분을 확대하여 나타낸 사시도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도1 내지 도11c에 의거하여 상세히 설명하고, 도1 내지 도11c에 있어서 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조번호를 부여한다. 한편 각 도면에서 일반적인 기술로부터 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 도시 및 상세한 설명은 간략히 하거나 생략하고 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 도시하였다.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유체발전기의 사시도이고, 도2는 도1에 도시된 유체발전기의 정면도이다.
도1 및 도2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 유체발전기(10)는 날개의 크기를 증대시키지 않고 바람의 저항력을 발전에 효율적으로 이용하기 위한 것으로서 상승기류형성체(20), 회전축(40), 나선날개(30) 및 발전기(120)로 구성되어 있다.
유체발전기(10) 내부에 유체발전기(10)를 보강하기 위한 보강대(미도시)가 추가될 수 있다.
상승기류형성체(20)는 나선날개(30)들이 설치되는 본체의 기능을 수행하는 구성요소로서 회전축(40)에 설치되어 있다.
그리고, 상승기류형성체(20)는 나선날개(30)와의 상호작용에 의해 불어오는 바람 전부가 직선적으로 통과하지 않고 상승기류를 형성하도록 하여 발전효율을 향상시킬 수 있도록 구성한 점에 주요한 특징이 있다.
이를 위해 상승기류형성체(20)는 하부의 외경이 상부의 외경보다 크게 형성된 것으로서 대략 원추 형상을 갖도록 구성되어 있다.
회전축(40)는 상승기류형성체(20)에 설치되는 구성요소로서, 상승기류형성체로 전달되는 회전력을 발전기로 전달하는 기능을 수행한다. 여기서, 회전축(40)은 상승기류형성체의 중심에 형성된 축삽입홀에 삽입되는 형태로 설치되어 있지만 설치형태는 이에 제한되는 것이 아니라 다양한 형태로 설치될 수 있다.
나선날개(30)는 상승기류형성체(20)의 외주면을 따라 하방에서 상방을 향해 나선형으로 형성되는 것으로서 도1에 도시된 바와 같이 복수 개가 등각도로 배치되어 있다.
특히, 나선날개(30)는 상승기류로부터 항력을 효과적으로 인가받을 수 있도록 수평방향 폭이 하부에서 상부를 향해 점차적으로 증가되게 형성되어 있다. 여기서, 수평방향 폭은 나선날개(30)의 상승기류형성체(20)에 연결되는 부분으로부터 나선날개의 외측 가장자리까지의 거리를 의미한다.
그리고, 나선날개(30)의 수평방향 폭 증가정도는 높이방향으로 감소하는 상승기류형성체(20) 외경의 감소값과 유사한 치수가 되도록 하여 나선날개(30)의 하단과 상단의 외경 치수가 근사해지도록 형성하는 것이 바람직하다.
발전기(120)는 회전축으로부터 회전력을 전달받아 전기를 발생시키는 구성요소로서, 풍력발전 분야에 이용되는 다양한 발전기가 제한 없이 선택되어 적용될 수 있지만, 회전축(40)의 회전토크에 맞는 정격용량을 가지면서도 컨컴팩트하게 구성된 것을 설치하는 것이 바람직하다.
예컨대, 발전기(120)는 나선날개(30)의 항력이 상승기류형성체(20)로 전달되어 회전축(40)이 회전되면 회전축과 연결된 모터축이 회전되고, 내장된 발전코일 또는 영구자석이 회전하면서 자석에서 발생하는 자기장에 의해 코일 내부에 전류가 발생하게 된다. 도면에서는 발전기의 형상에 대한 구체적인 도시를 생략하고 개념적으로 블록화 하여 도시하였다.
전술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 유체발전기의 작용을 간략하게 설명한다.
도1 및 도2에 도시된 바와 같은 회전축(40)을 지지판(100)에 설치된 발전기의 모터축에 연결하여 설치한 상태에서 바람이 불어오게 되면 나선날개(30)에 항력이 작용되면서 일반적인 풍력발전 회전체와 유사하게 회전동작이 수행되고, 회전축(40)과 연결된 발전기(120)의 발전작용에 의해 전기에너지를 생성하게 된다.
특히, 본 발명의 제1 실시예에 따른 유체발전기는 바람이 불어오게 되면 상승기류형성체(20)가 하부의 외경이 상부의 외경보다 큰 원추형상이므로 상승기류형성체(20)에 부딪치거나 경유하는 바람이 직선적으로 모두 통과하는 것이 아니라 풍량의 일정 부분이 직경이 작은 상부를 향해 이동하게 되는 상승기류를 형성하게 된다.
이와 같은 상승기류는 나선날개(30)에 항력을 인가하여 회전력을 발생하게 되는데, 이때, 나선날개(30)는 수평방향 폭이 하부에서 상부를 향해 점차적으로 증가하면서 나선 형태로 감김된 구조이므로 바람을 어느 정도 가두어 상승기류를 유지하도록 하는 작용을 수행하면서 상승기류에 의한 추가적인 항력을 받아 회전토크가 증가되므로 발전효율이 상승되는 장점이 있다.
이하, 본 발명에 따른 다른 실시예들을 설명하되, 전술한 제1 실시예와 그 변형예에 나타난 구성요소와 유사한 구성요소에 대하여는 구체적인 설명을 생략하고 차이점을 갖는 구성요소를 중심으로 설명한다. 그리고, 이하의 다른 실시예에서는 제1 실시예와 그 변형예 등에 나타난 구성요소 또는 다른 실시예에 나타난 구성요소 중에서 서로 간에 채용 가능한 구조라면 선택적으로 적용할 수도 있는 것으로 구체적인 설명이나 도면상 도시는 생략한다.
도3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유체발전기의 사시도이다.
도3을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 유체발전기(10)는 상승기류형성체(20), 회전축(40), 나선날개(30) 및 발전기(120)로 구성되되, 회전토크를 보다 증가시키기 위한 제1 보조항력날개(50)가 더 구성된 점에 특징이 있다.
제1 보조항력날개(50)는 나선날개(30)의 외측 단부인 가장자리를 따라 돌출되게 연장, 형성되는 것으로서, 나선날개(30)의 면에 대해 경사지게 형성되어 바람을 가두면서 항력을 인가받도록 구성되어 있다.
특히, 상기 제1 보조항력날개(50)는 바람을 효과적으로 가둘 수 있도록 수평방향 폭이 하부에서 상부를 향해 점차적으로 증가되게 형성되어 있다. 여기서, 수평방향 폭은 나선날개(30)에 연결되는 부분으로부터 제1 보조항력날개의 외측 가장자리까지의 거리를 의미한다.
그리고, 제1 보조항력날개(50)는 나선날개(30)와 일체로 형성될 수도 있고, 별도로 제작하여 용접이나 접착제에 의하여 나선날개(30)에 결합할 수도 있다.
한편, 본 발명의 제2 실시예에 따른 유체발전기(10)는 나선날개(30) 및 제1 보조항력날개(50)와 상승기류형성체(20) 사이의 골을 통해 이동한 후 빠져나오는 상승기류의 항력을 이용하여 회전토크를 형성할 수 있도록 제2 보조항력날개(60)가 더 구성되어 있다.
제2 보조항력날개(60)는 나선날개의 상단부에 형성되는 것으로서, 상승기류에 의해 항력을 받는 방향으로 굴곡되게 형성되어 있다.
예컨대 제2 보조항력날개(60)는 나선날개(30)의 상단부와 상승기류형성체(20)의 상단부 사이에 연결되고 그 단면 형상이 대략 호 형상으로 굴곡되어 있다.
그리고 상기 상승기류형성체(20)의 상단부에는 반구 형상의 상단캡(70)이 추가로 장착되어 있다.
전술한 본 발명의 제2 실시예에 따른 유체발전기의 작용을 간략하게 설명한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 유체발전기는 제1 실시예의 작용 설명부분에 기재된 발전작용에 더하여 제1 보조항력날개(50)와 제2 보조항력날개(60)가 항력에 의해 회전토크를 추가적으로 형성하게 되므로 발전효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 제1 보조항력날개(50)는 나선날개(30)의 외측 단부에 형성되어 있으므로 원심력 방향으로 이탈하려는 상승기류를 가두는 작용을 수행하면서 항력을 인가받게 되고 이로 인해 회전토크가 증가되므로 발전효율이 상승된다.
그리고 제2 보조항력날개(60)는 나선날개(30)의 상단부에 상승기류에 의해 항력을 받는 방향으로 굴곡되어 있어서 제1 보조항력날개(50)와 상승기류형성체(20) 사이의 골을 통해 외부로 빠져나오는 상승기류의 항력을 인가받아 회전토크가 증가되므로 발전효율이 추가적으로 상승되는 장점이 있다.
전술한 바와 같이 제1 보조항력날개(50)와 제2 보조항력날개(60)에 1차 및 2차적으로 회전토크가 추가로 형성되므로 정해진 풍력을 이용하더라도 상대적으로 전기에너지의 발전량을 증가시킬 수 있는 장점이 있다.
도4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 유체발전기의 사시도, 도5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 유체발전기의 부분 절개 사시도이다.
도4 및 도5를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 유체발전기(10)는 상승기류형성체(20), 회전축(40), 나선날개(30) 및 발전기(120), 제1 보조항력날개(50), 제2 보조항력날개(60)을 구비하되, 나선날개(30)의 상단을 둘러싸도록 바람유도보강날개(80)가 형성되어 있다.
예컨대, 바람유도보강날개(80)는 제2 보조항력날개(60)에 연결되게 형성되는 것으로서, 제2 보조항력날개(60)와의 사이에 바람배출구가 마련되도록 제2 보조항력날개(60)의 가장자리를 따라 연결되게 구성되어 있다. 여기서, 바람배출구는 제2 보조항력날개(60)에 항력을 인가한 상승기류가 배출되는 통로의 기능을 수행한다.
그리고, 바람유도보강날개(80)는 바람배출구를 형성할 수 있다면 형상과 구조에 특별한 제한은 없지만, 본 실시예에서는 광고용 사인부(sign)로 사용할 수 있도록 외부로 노출면상부가 마련되도록 판상의 부재에 의해 원형 구조로 형성되어 있다.
노출면상부는 외부로 노출되는 부분이므로 문자나 도안을 인쇄방식으로 형성한 사인부나, LED모듈을 이용한 전광판 형태로 형성한 사인부가 구성될 수 있다.
전술한 바와 같이 바람유도보강날개(80)는 바람배출구를 형성하게 되므로 제1 보조항력날개(50)와 상승기류형성체(20) 사이의 골을 통해 상승하는 상승기류가 제2 보조항력날개(60)에 풍력을 인가하도록 바람을 가두는 기능을 수행하여 회전토크를 증대시키는 작용을 수행하는 한편, 바람의 배출경로를 안정적으로 유도하므로써 와류의 발생을 줄일 수 있는 작용효과를 발휘하게 된다.
또한, 바람유도보강날개(80)는 제2 보조항력날개(60)들을 서로 연결하여 보강하는 기능을 수행할 수 있고, 외부로 노출되는 노출면상부에 사인부를 형성함으로써 광고효과를 발휘할 수 있는 광고용 유체발전기를 구현할 수 있다.
한편, 본 발명의 제3 실시예에 따른 유체발전기(10)는 회전축(40)의 외부에 원통관 형상의 지주관(110)이 설치되어 있다.
이러한 지주관(110)은 회전축(20)의 회전시 외부 물체나 인체와의 접촉을 차단함으로써 안전사고를 방지할 수도 있게 된다.
도6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 유체발전기를 나타낸 사시도로서, 확대부는 지시된 부분의 단면구조를 나타낸 것이다.
도6을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 유체발전기(10)는 상승기류형성체(20), 회전축(40), 나선날개(30) 및 발전기(120), 제1 보조항력날개(50), 제2 보조항력날개(60), 바람유도보강날개(80)로 구성되되, 상승기류형성체(20) 및 각 날개들은 중공부가 형성된 구조로 이루어진다.
예컨대, 상승기류형성체(20), 나선날개(30), 제1 보조항력날개(50), 제2 보조항력날개(60), 바람유도보강날개(80)는 한 쌍의 면상체(a1)의 내부에 중공부(a2)가 마련되도록 형성되어 있다. 여기서, 중공부(a2)의 내부에는 공기 등과 같은 유체가 삽입될 수도 있다.
이때, 면상체(a1)는 기밀성과 일정한 강성을 갖는 합성수지재 또는 기밀성 패브릭으로 형성되어 필요에 따라 수축 및 팽창시킬 수 있도록 구성될 수 있다.
또한 면상체(a1)는 일정한 강성을 갖는 유체가 투과할 수 있는 천 형태의 재질로 구성될 수 있다.
상기한 면상체(a1)에는 중공부(a2)에 유체의 주입 및 배기를 위한 주입구(미도시)가 형성될 수 있다. 여기서, 주입구는 공기매트 등과 같은 공기주입구조물에 설치되는 공기주입밸브로 구성될 수 있다.
또한, 상승기류형성체(20), 나선날개(30), 제1 보조항력날개(50), 제2 보조항력날개(60), 바람유도보강날개(80)는 도면을 통해 구체적으로 도시하지는 않았으나 단일 주입구를 통해 공기의 주입 및 배기가 가능하도록 각 중공부가 서로 연통되게 형성될 수도 있다.
그리고, 상승기류형성체(20), 나선날개(30), 제1 보조항력날개(50), 제2 보조항력날개(60), 바람유도보강날개(80)에는 공기가 배기되어 수축된 상태를 결속, 유지하기 위한 결속수단(미도시)이 구성될 수 있다.
결속수단은 로프(미도시)와, 이 로프가 삽입, 결속되도록 상승기류형성체(20) 및 각 날개(30,50,60,70)의 가장자리 부분에 설치되는 결속고리(미도시)로 구성될 수 있다.
이와 같이 결속수단(미도시)은 상승기류형성체(20) 및 각 날개(30,50,60,70)가 수축된 상태에서 서로 결속하여 부피를 최소화함으로써 유체발전기의 운반이나 취급시 편의성을 제공할 수 있고, 태풍과 같은 고 풍속의 바람이 불어올 경우 유체발전기를 보호하는 용도로 사용할 수 있다.
예컨대, 태풍과 같은 고 풍속의 바람이 불어올 경우 상승기류형성체(20) 및 각 날개(30,50,60,70)의 내부 공기를 배기시킨 후 결속고리에 로프를 꿰어 서로 묶는 형태로 결속하게 되면, 태풍으로 인한 날개의 손상이나 파손을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명의 제4 실시예에 따른 유체발전기는 상승기류형성체(20), 나선날개(30), 제1 보조항력날개(50), 제2 보조항력날개(60), 및 바람유도보강날개(80)를 포함하는 전체 구성요소에 중공부를 갖는 구조로 구성된 예를 기준으로 설명하였으나, 특정 날개만 부분적으로 중공부가 형성되게 하여 구성할 수도 있다.
전술한 바와 같이 본 발명의 제4 실시예에 따른 유체발전기(10)는 필요에 따라 주요 구성요소를 수축 및 팽창시킬 수 있으므로 설치, 운반, 등 취급시에 편의성을 향상시킬 수 있고, 태풍과 같은 비상 상태에서 간편하게 접어서 보관할 수 있어서 파손이나 손상을 방지할 수 있으므로 안전성과 내구성을 향상시킬 수 있다.
도7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 유체발전기의 변형예를 설명하기 위한 사시도로서, 확대부는 지시된 부분의 단면구조를 나타낸 것이다.
도7을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예의 변형예에 따른 유체발전기(10)는 상승기류형성체(20) 및 각 날개(30,50,60,70)가 한 쌍의 면상체(a1) 사이에 중공부가 형성된 구조로 형성되되, 중공부에 고형물(a3)이 채워져 구성된다.
고형물(a3)은 일정한 강성을 갖는다면 특별한 제한 없이 다양한 소재가 채워질 수 있지만, 본 실시예에서는 발포폼이 채워져 구성된 예를 도시하고 있다.
전술한 상승기류형성체(20) 및 각 날개(30,50,60,70)는 중공부에 비교적 가격이 저렴하고 가벼운 발포폼이 채워지는 구조이므로 가벼워서 운반, 설치 및 취급이 용이하여 설치비용을 절감할 수 있고, 자재원가가 낮고 제조과정을 단순화할 수 있어서 유체발전기의 제작 및 시공비용을 현저히 절감할 수 있는 장점이 있다.
한편, 전술한 바와 같이 상승기류형성체(20) 및 각 날개(30,50,60,70)의 중공부 전체에 고형물(a3)이 채워질 수도 있지만, 특정 날개의 중공부에만 고형물을 채우고 나머지 구성요소에는 공기를 채워는 방식 등으로 변형하여 구성할 수도 있다.
도8a 내지 도8c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유체발전기를 구비한 발전시스템을 설명하기 위한 도면으로서, 도8a는 유체발전기의 회전체 부분이 상승된 상태를 나타낸 것이고, 도8b는 유체발전기의 회전체 부분이 하강된 상태를 나타낸 것이며, 도8c는 승강구동수단을 설명하기 위한 요부 확대 분리사시도이다.
도8a 내지 도8c를 참조하면, 제1 실시예에 따른 유체발전기를 구비한 발전시스템은 전술한 실시예에 개시된 유체발전기 중에서 선택되는 유체발전기(10)와, 유체발전기(10)를 상하로 이동시키는 구동력을 인가하는 승강구동수단(180)로 구성되어 있다.
유체발전기에 구비되는 회전축(40)은 유체발전기의 이동레일 기능을 수행하도록 상승기류형성체(20)의 중심을 가로질러 설치되는 장 길이의 승강봉(42)으로 구성되어 있다.
그리고, 승강봉(42)은 도8c에 도시된 바와 같이 상승기류형성체(20)의 상하 이동이 가능하면서도 상승기류형성체의 회전시에 연동되어 회전되도록 환봉 형상의 몸체에 길이방향을 따라 키의 기능을 수행하는 복수의 스토퍼 라인(422)이 형성되어 있다. 또한 승강봉은 도8c에 도시된 형태 외에도 단면 구조가 다각인 각봉으로 형성될 수도 있다.
그리고, 상승기류형성체(20)는 승강봉(42)의 단면구조와 대응하는 형상의 이동홀(미도시)이 내부 중심에 형성되어 있다. 이때, 이동홀은 승강봉(42)에 삽입된 상승기류형성체의 상하이동을 위한 이격 틈새가 형성되도록 승강봉의 외경 치수보다 조금 더 큰 내경을 갖도록 형성된다.
승강구동수단(180)은 회전축(40)을 제외한 유체발전기 부분(이하 '회전체'라 칭함)을 상하로 이동시키기 위한 구성요소로서, 유체발전기를 승강시키는 장치나 구조라면 특별한 제한 없이 선택하여 구성할 수 있다.
예컨대, 승강구동수단(180)은 회전축(40)의 내부에 길이방향으로 요입, 형성된 구동부설치홈(424)의 상측 및 하측에 설치되는 상부구동스프로켓(181) 및 하부구동스프로켓(182), 상부구동스프로켓(181) 및 하부구동스프로켓(182)에 연결되는 구동체인(183), 및 하부구동스프로켓(182)에 접속되어 회전력을 인가하는 구동모터(미도시)가 구비되어있다.
여기서, 구동체인(183)의 특정 부분은 유체발전기의 상승기류형성체(20) 내부에 형성된 체인설치홈(미도시)에 끼워져 고정됨으로써 구동모터의 회전동작에 따른 구동체인의 승강작용에 따라 유체발전기를 승강시키게 된다.
그리고, 승강구동수단(180)은 전술한 체인구동방식 외에도 벨트구동방식으로 구성될 수 있다. 예컨대, 승강구동수단(180)은 구동부설치홈(424)의 상하측에 설치되는 상부구동풀리(미도시) 및 하부구동풀리(미도시), 상부구동풀리 및 하부구동풀리에 연결되는 구동벨트(미도시), 및 하부구동풀리에 접속되어 회전력을 인가하는 구동모터(미도시)로 구성될 수 있다.
한편, 제1 실시예에 따른 유체발전기를 구비한 발전시스템은 유체발전기(10)의 회전체가 하강된 상태에서 풍력이 나선날개(30)에 인가되지 않도록 바람막이수단(140)이 구성되어 있다.
바람막이수단(140)은 하강된 회전체를 둘러싸 태풍과 같은 고 풍속의 바람으로부터 보호할 수 있는 형태라면 형상에 특별한 제한 없이 구성할 수 있지만, 본 실시예에서는 대략 원통 형상으로 구성되어 있다.
도9a 및 도9b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유체발전기를 구비한 발전시스템의 변형예를 설명하기 위한 사시도로서, 도9a는 유체발전기의 회전체 부분이 상승된 상태를 나타낸 것이고, 도9b는 유체발전기의 회전체 부분이 하강된 상태를 나타낸 것이다.
도9a 및 도9b를 참조하면, 제1 실시예에 따른 유체발전기를 구비한 발전시스템은 전술한 실시예에 개시된 유체발전기 중에서 선택되는 유체발전기(10)와, 유체발전기(10)를 상하로 이동시키는 구동력을 인가하는 승강구동수단(미도시), 및 하강된 상태에서 풍력이 나선날개(30)에 인가되지 않도록 하는 바람막이수단(140)이 구성되되, 바람막이수단(140)은 식물을 재배하는 공간을 구비한 식물재배컨테이너(140b)가 더 구성되어 있다.
식물재배컨테이너(140b)는 유체발전기를 둘러싸도록 컨테이너프레임(142)에 복수 개가 적층, 배열되어 구성된다.
그리고, 식물재배컨테이너(140b)는 식물을 재배하기 위한 장치로서 내부에 LED모듈과 같은 인공광원과, 식물이 식재되는 식재대, 양액을 공급하는 양액공급장치 등이 구비되어 있다.
전술한 바와 같이 본 발명의 제1 실시예에 따른 유체발전기를 구비한 발전시스템은 필요에 따라 유체발전기의 회전체 부분을 승강구동수단을 이용하여 상하로 이동시킬 수 있으므로 태풍과 같은 비상 상태 발생시에 하강시켜 바람막이수단(140) 내부로 이동시켜서 안전하게 보호할 수 있어서 안정적인 발전시스템을 구현할 수 있다.
도10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유체발전기를 구비한 발전시스템을 설명하기 위한 사시도이다.
도10을 참조하면, 제2 실시예에 따른 유체발전기를 구비한 발전시스템은 전술한 실시예에 개시된 유체발전기 중에서 선택되는 유체발전기(10)가 장 길이로 형성된 회전축(40)에 일정한 상하 간격을 갖도록 복수로 배치되어 있다.
복수의 유체발전기는 상승기류형성체(20) 중심에 형성된 삽입홀 부분이 장 길이의 회전축(40)에 끼워져 설치되는 것으로서, 유체발전기의 배치방향인 상하방향을 따라 설치되는 지지프레임(150)과, 회전축(40)을 회전 가능하게 지지하는 복수의 축지지부재(160)로 구성되어 있다.
지지프레임(150)은 등각도로 설치되는 복수의 지주(151)와 이 지주(151) 사이에 연결되는 원형구조의 연결부재(152)로 구성되어 있다.
축지지부재(160)는 지지프레임(150)에 일단이 결합되고 회전축(40)에 타단이 설치되는 것으로서, 회전축(40)에 접속되는 부위에는 베어링(미도시)이 설치되어 회전축을 회전 가능하게 지지한다.
전술한 바와 같이 본 발명의 제2 실시예에 따른 유체발전기를 구비한 발전시스템은 장 길이로 형성된 회전축(40)의 상하방향을 따라 다단으로 유체발전기(10)가 구비되어 있어서 각각의 유체발전기(10)에서 생성된 회전토크가 회전축(40)에 전달되므로 발전기에서 고출력의 전기에너지를 수확할 수 있다.
도11a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 유체발전기를 구비한 발전시스템을 나타낸 사시도, 도11b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 유체발전기를 구비한 발전시스템에서 지지프레임 및 축지지부재를 분리한 상태를 나타낸 사시도, 도11c는 도11b의 일 부분을 확대하여 나타낸 사시도이다.
도11a 내지 도11c를 참조하면, 제3 실시예에 따른 유체발전기를 구비한 발전시스템은 전술한 실시예에 개시된 유체발전기 중에서 선택되는 유체발전기(10)가 일정한 상하 간격을 갖도록 복수의 층으로 배치되되, 각 층마다 복수의 유체발전기가 회전 가능하게 설치되는 회전프레임(170)이 구성되어 있다.
상기 회전프레임(170)은 발전기에 접속되는 메인회전축(171)과, 메인회전축(171)에 일단이 회전 가능하게 접속되고 타단이 회전축(40)에 접속되는 복수의 회전지지부재(172)가 구비되어 있다.
메인회전축(171)은 장 길이를 갖는 봉상부재로 구성되는 것으로 하부가 발전기(120)에 연결되어 있다.
회전지지부재(172)는 메인회전축(171)의 상하방향을 따라 복수의 층을 이루도록 배치되어 복수의 유체발전기(10)를 다층 구조로 배치하는 기능을 수행한다.
회전지지부재(172)는 메인회전축(171)에 일단이 접속되고 타단이 유체발전기의 회전축(40)의 하단에 접속되는 하회전지지부재(1721), 및 메인회전축(171)에 일단이 접속되고 타단이 회전축(40)의 상단에 접속되는 상회전지지부재(1722)를 포함한다.
그리고, 하회전지지부재(1721) 및 상회전지지부재(1722)는 메인회전축(171)에 설치되는 고정링(1723)에 접속되어 메인회전축(171)에 회전력을 전달하도록 되어 있고, 상하연결부재(1724)에 의해 서로 연결되어 흔들림이 방지되도록 되어 있다.
제3 실시예에 따른 유체발전기를 구비한 발전시스템은 도11a에 도시된 바와 같이 유체발전기를 지지하기 위해 유체발전기의 배치방향인 상하방향을 따라 설치되는 지지프레임(150)과, 메인회전축(171)을 회전 가능하게 지지하는 복수의 축지지부재(160)가 구비되어 있다.
지지프레임(150) 및 축지지부재(160)는 형상에 다소 차이가 있지만 전술한 제2 실시예와 유사하므로 구체적인 설명을 생략한다.
전술한 바와 같이 본 발명의 제3 실시예에 따른 유체발전기를 구비한 발전시스템은 장 길이로 형성된 메인회전축(171)에 일정한 간격으로 복수의 회전부재지지(172)가 설치되어 있고, 각 회전부재지지(172)에 유체발전기(10)가 설치되어 있으므로 복수의 유체발전기가 다층 구조로 배치된 발전시스템으로 구성된다.
이러한 발전시스템은 각 층마다 배치된 유체발전기(10)의 나선날개(30), 제1 보조항력날개(50) 및 제2 보조항력날개(60)의 항력에 의한 회전축(40)의 회전토크가 회전부재지지(172)을 매개로 전달되어 메인회전축(171)을 회전시키게 된다. 이러한 방식으로 각 층마다 배치되는 3개의 풍력전발기(10)에서 생성된 회전력에 의해 메인회전축(171)이 회전되므로 발전기(120)에서는 고출력의 전기에너지를 수확할 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 유체발전기를 실시하기 위한 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어나지 않은 범위 내에서 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 있다고 할 것이다.
상기한 실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
10: 유체발전기, 20: 상승기류형성체,
30: 나선날개, 40: 회전축,
50:제1 보조항력날개, 60: 제2 보조항력날개,
70: 상부캡, 80: 바람유도보강날개,
100: 지지판, 110: 지주관,
120: 발전기 , 140:바람막이수단,
150:지지프레임, 160:축지지부재,
170:회전프레임, 180:승강구동수단

Claims (25)

  1. 유체발전기에 있어서,
    회전축에 설치되는 상승기류형성체;
    상기 상승기류형성체의 외주면을 따라서 나선형으로 형성되는 복수의 나선날개; 및
    상기 상승기류형성체의 회전에 의하여 전기를 발생시키는 발전기를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체발전기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상승기류형성체는 하부의 외경이 상기 상부의 외경보다 크게 형성된 것을 특징으로 하는 유체발전기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 나선날개는 수평방향 폭이 하부에서 상부를 향해 점차적으로 증가되게 형성되는 것을 특징으로 하는 유체발전기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 나선날개의 가장자리를 따라 상기 나선날개의 면에 대해 경사지게 형성되어 바람을 가두며 항력을 인가받는 제1 보조항력날개를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체발전기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 보조항력날개는 수평방향 폭이 하부에서 상부를 향해 점차적으로 증가되게 형성되는 것을 특징으로 하는 유체발전기.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 나선날개의 상단부에 형성되는 제2 보조항력날개를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체발전기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 보조항력날개는 상승기류에 의해 항력을 받는 방향으로 굴곡되게 형성된 것을 특징으로 하는 유체발전기.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 나선날개의 상부에 형성되는 바람유도보강날개를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체발전기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 바람유도보강날개는 상기 제2 보조항력날개와의 사이에 바람배출구가 마련되도록 상기 제2 보조항력날개의 가장자리를 따라 연결되고 외부로 노출되는 노출면상부가 형성된 것을 특징으로 하는 유체발전기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 노출면상부는 사인부(sign)가 구비된 것을 특징으로 하는 유체발전기.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 상승기류형성체의 상단부에 형성되는 상단캡을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체발전기.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 상승기류형성체 및 상기 나선날개 중 적어도 하나 이상은 내부에 중공부가 형성된 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 유체발전기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 중공부에 유체의 주입 및 배기를 위한 주입구가 형성된 것을 특징으로 하는 유체발전기.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 중공부의 유체가 배출되어 수축된 상태를 유지하기 위해 형성되는 결속수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체발전기.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 나선날개와 상기 상승기류형성체는 중공부가 서로 연통되게 형성된 것을 특징으로 하는 유체발전기.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 중공부에는 고형물이 채워진 것을 특징으로 하는 유체발전기.
  17. 유체발전기를 구비한 발전시스템에 있어서,
    제1항 내지 제16항 중 어느 한 항의 유체발전기; 및
    상기 유체발전기를 상하로 이동시키는 구동력을 인가하도록 설치되는 승강구동수단;을 포함하고,
    상기 회전축은 상기 유체발전기의 이동레일 기능을 수행하도록 상기 상승기류형성체의 중심을 가로질러 장 길이로 형성된 승강봉으로 구성되는 것을 특징으로 하는 유체발전기를 구비한 발전시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 유체발전기가 하강된 상태에서 풍력이 상기 나선날개에 인가되지 않도록 둘러싸는 형태로 형성된 바람막이수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체발전기를 구비한 발전시스템.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 바람막이수단은 식물을 재배하는 공간을 구비한 식물재배컨테이너를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체발전기를 구비한 발전시스템.
  20. 유체발전기를 구비한 발전시스템에 있어서,
    제1항 내지 제16항 중 어느 한 항의 유체발전기가 복수 개로 구성되되,
    복수의 상기 유체발전기는 상하방향을 따라 다단으로 배치되고, 상기 회전축은 상기 유체발전기의 상승기류형성체 중심을 가로질러 장 길이로 형성된 것을 특징으로 하는 유체발전기를 구비한 발전시스템.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 유체발전기의 배치방향을 따라 설치되는 지지프레임; 및
    상기 회전축을 회전 가능하게 지지하도록, 상기 지지프레임과 상기 회전축 사이에 설치되는 복수의 축지지부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체발전기를 구비한 발전시스템.
  22. 유체발전기를 구비한 발전시스템에 있어서,
    제1항 내지 제16항 중 어느 한 항의 유체발전기가 복수 개로 구성되되,
    복수의 상기 유체발전기가 회전 가능하게 설치되는 회전프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체발전기를 구비한 발전시스템.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 회전프레임은,
    상기 발전기에 접속되는 메인회전축; 및
    상기 메인회전축에 일단이 회전 가능하게 접속되고 타단이 상기 회전축에 접속되는 복수의 회전지지부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체발전기를 구비한 발전시스템.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 회전지지부재는 상기 메인회전축에 일단이 접속되고 타단이 상기 회전축의 하단에 접속되는 하회전지지부재, 및 상기 메인회전축에 일단이 접속되고 타단이 상기 회전축의 상단에 접속되는 상회전지지부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체발전기를 구비한 발전시스템.
  25. 제23항에 있어서,
    상기 회전지지부재는 상기 메인회전축의 상하방향을 따라 복수의 층을 이루도록 배치된 것을 특징으로 하는 유체발전기를 구비한 발전시스템.
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Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3941504A (en) * 1974-08-28 1976-03-02 Snarbach Henry C Wind powered rotating device
US20070029807A1 (en) * 2005-08-08 2007-02-08 Clayton Kass Methods and systems for generating wind energy
KR20100007002A (ko) * 2008-07-11 2010-01-22 박원덕 수직축 풍력발전장치
KR20110004113A (ko) * 2009-07-07 2011-01-13 허정 수력 또는 풍력 발전기의 수직회전자
KR20110058110A (ko) * 2009-11-25 2011-06-01 삼성중공업 주식회사 수직축 풍력발전장치
JP2012057483A (ja) * 2010-09-06 2012-03-22 Yoshihiro Nagatsuka 垂直軸型風力発電装置
KR101156642B1 (ko) * 2011-07-13 2012-06-15 박우만 역회전방지를 위한 회전날개가 구비된 풍력발전장치
KR101300197B1 (ko) 2010-07-20 2013-08-26 코아셈(주) 수직축 풍력발전기
KR101360277B1 (ko) 2013-08-09 2014-02-11 주식회사 홍문 수직형 풍력발전기
KR20140052445A (ko) * 2012-10-24 2014-05-07 현대중공업 주식회사 방음 수단을 구비한 풍력 터빈 발전기
KR20160139286A (ko) * 2015-05-27 2016-12-07 강성광 통신 및 보안시설 기능을 겸비한 승강기능을 갖춘 하이브리드 풍력발전시스템
KR20180127693A (ko) 2017-05-22 2018-11-30 정경균 수직형 풍력발전기
KR101938049B1 (ko) 2017-03-13 2019-01-11 신중호 날개의 성능을 향상시킨 수직형 풍력발전기
KR101944098B1 (ko) 2018-03-28 2019-01-30 (주) 하이코 수직형 이중반전 풍력발전기

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201474868U (zh) * 2009-08-24 2010-05-19 叶诚丰 螺旋直轴型风力发电装置
PE20131332A1 (es) * 2010-08-11 2013-11-28 Jupiter Hydro Inc Sistema y metodo para generar energia electrica a partir de una corriente de flujo de fluido
KR101483461B1 (ko) * 2012-12-26 2015-01-21 민영희 회전블레이드 각도조절식 수직축 풍력발전기
CN104728039A (zh) * 2015-03-25 2015-06-24 中国科学院南海海洋研究所 一种垂直轴风力发电机风轮
CN206785552U (zh) * 2017-05-31 2017-12-22 刘冬生 一种发电机叶片系统和风力发电机

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3941504A (en) * 1974-08-28 1976-03-02 Snarbach Henry C Wind powered rotating device
US20070029807A1 (en) * 2005-08-08 2007-02-08 Clayton Kass Methods and systems for generating wind energy
KR20100007002A (ko) * 2008-07-11 2010-01-22 박원덕 수직축 풍력발전장치
KR20110004113A (ko) * 2009-07-07 2011-01-13 허정 수력 또는 풍력 발전기의 수직회전자
KR20110058110A (ko) * 2009-11-25 2011-06-01 삼성중공업 주식회사 수직축 풍력발전장치
KR101300197B1 (ko) 2010-07-20 2013-08-26 코아셈(주) 수직축 풍력발전기
JP2012057483A (ja) * 2010-09-06 2012-03-22 Yoshihiro Nagatsuka 垂直軸型風力発電装置
KR101156642B1 (ko) * 2011-07-13 2012-06-15 박우만 역회전방지를 위한 회전날개가 구비된 풍력발전장치
KR20140052445A (ko) * 2012-10-24 2014-05-07 현대중공업 주식회사 방음 수단을 구비한 풍력 터빈 발전기
KR101360277B1 (ko) 2013-08-09 2014-02-11 주식회사 홍문 수직형 풍력발전기
KR20160139286A (ko) * 2015-05-27 2016-12-07 강성광 통신 및 보안시설 기능을 겸비한 승강기능을 갖춘 하이브리드 풍력발전시스템
KR101938049B1 (ko) 2017-03-13 2019-01-11 신중호 날개의 성능을 향상시킨 수직형 풍력발전기
KR20180127693A (ko) 2017-05-22 2018-11-30 정경균 수직형 풍력발전기
KR101944098B1 (ko) 2018-03-28 2019-01-30 (주) 하이코 수직형 이중반전 풍력발전기

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