KR20230087997A

KR20230087997A - 진동형 풍력발전장치

Info

Publication number: KR20230087997A
Application number: KR1020210176751A
Authority: KR
Inventors: 전기은
Original assignee: 전기은
Priority date: 2021-12-10
Filing date: 2021-12-10
Publication date: 2023-06-19
Also published as: KR102610295B1

Abstract

본 명세서에 개시된 내용은 상하부로 연장된 슬림한 구조로 형성되고 원하는 위치로 이동 또는 설치가 용이한 진동형 풍력발전장치의 제공에 관한 것이다.
본 명세서에 개시된 내용의 일 실시예에 따르면, 진동형 풍력발전장치는 외측에 내부공간을 외부공간과 연결시키는 통공들이 형성되는 진동부, 일단은 상기 진동부의 하부에 결합되고 타단은 하부로 연장되는 탄성부, 상기 진동부의 내부에서 상기 탄성부와 연결되는 고정자, 상기 진동부의 내부에서 상기 고정자를 둘러싸는 코일부, 상기 진동부의 하부에 연결되어 상기 탄성부와 결합되고 바닥에 고정되도록 형성되는 고정부를 포함하고, 윈드에 의해 상기 진동부 및 탄성부가 흔들리면 상기 고정자의 흔들림에 의해 상기 코일부에서 연속적인 자기장의 변화 및 유도전기가 발생된다.

Description

진동형 풍력발전장치{WIND POWER GENERATOR WITH VIBRATION}

본 명세서에 개시된 내용은 풍력발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 진동에 의해 전기를 발전시키는 진동형 풍력발전장치에 관한 것이다.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 식별항목에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 식별항목에 기재된다고 하여 종래기술이라고 인정되는 것은 아니다.

일반적인 풍력발전장치는 바람의 에너지를 전기에너지로 전환시키는 장치로서, 풍력발전장치의 날개를 자연적인 바람으로 회전시켜서 생긴 블레이드의 회전력으로 전기를 생산한다.

하지만, 일반적인 풍력발전장치는 부피가 큰 블레이드가 설치되기 때문에 다양한 환경에 설치가 불가능한 공간적인 제약이 존재하고, 풍력발전장치의 부피를 감소시키면서 도시에도 사용이 용이한 구조가 개발되고 있다.

기존에 개발되고 있는 진동을 이용한 풍력발전장치는 바람의 와류 현상을 이용하여 진동을 증폭시키는 구조를 개시하고 있지만, 구조적으로 제작이 난해한 구조로 형성되고, 바람이 강한 원하는 위치로 설치나 이동이 난해한 단점이 있다.

이와 관련하여 한국 등록특허공보 제10-1910526호는 풍력진동발전기를 개시하고 있고 한국 공개특허공보 제10-2010-0024877호는 고탄성 진동자를 이용한 풍력발전 장치를 개시하고 있다.

그러나 기존 발명들은 슬림한 구조를 유지하면서 원하는 위치로 설치가 용이한 풍력발전장치 발명은 개시하지 않고 있다.

한국 등록특허공보 제10-1910526호 한국 공개특허공보 제10-2010-0024877호

상하부로 연장된 슬림한 구조로 형성되고 원하는 위치로 이동 또는 설치가 용이한 진동형 풍력발전장치를 제공함에 있다.

또한, 상술한 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있음은 자명하다.

개시된 내용의 일 실시예에 의하면, 진동형 풍력발전장치는 외측에 내부공간을 외부공간과 연결시키는 통공들이 형성되는 진동부, 일단은 상기 진동부의 하부에 결합되고 타단은 하부로 연장되는 탄성부, 상기 진동부의 내부에서 상기 탄성부와 연결되는 고정자, 상기 진동부의 내부에서 상기 고정자를 둘러싸는 코일부, 상기 진동부의 하부에 연결되어 상기 탄성부와 결합되고 바닥에 고정되도록 형성되는 고정부를 포함하고, 윈드에 의해 상기 진동부 및 탄성부가 흔들리면 상기 고정자의 흔들림에 의해 상기 코일부에서 연속적인 자기장의 변화 및 유도전기가 발생된다.

또한, 상기 진동형 풍력발전장치는 상기 진동부의 하부에서 상기 탄성부와 결합되고 내부의 로드가 상부로 연장되어 상기 고정자와 결합되며, 상기 로드의 승하강 구동에 따라 상기 고정자를 상기 코일부와 이격 또는 인접되게 이동시키는 제1 액츄에이터를 구비하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 진동부는 상기 통공들이 구비된 원통 형태로 형성되는 진동관 및일단은 상기 진동관의 하부에 결합되고, 타단은 하부로 연장되어 상기 탄성부와 결합되는 연결관을 포함할 수 있다.

또한, 상기 연결관은 일단 내측면에 형성되고 상기 탄성부와 결합되며, 상기 로드가 관통하는 중공이 형성된 연결부재를 구비할 수 있다.

또한, 상기 고정자는 상기 연결부재의 상부에서 상기 로드와 결합될 수 있다.

또한, 상기 제어부는 일단은 원통 형태로 형성되어 상기 고정부와 탈부착 가능하게 결합되고, 타단은 상기 액츄에이터를 커버하며 상부로 연장되어 상기 연결관의 내부에 배치되는 제1 케이스를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 통공들 각각은 하부를 향해 볼록한 호 형태의 상기 진동관의 외측면 일부분이 상기 진동관의 내부 및 상부를 향해 함몰되어 상기 진동관의 내외부를 연결하도록 형성될 수 있다.

본 명세서에 개시된 일 실시예에 따르면, 진동형 풍력발전장치는 단일 또는 복수의 진동관들로 구성된 진동부에 진동관들을 추가 또는 분리하는 작업을 통해 원하는 길이만큼 진동부의 길이를 증가시키거나 단축시킬 수 있어 다양한 환경에서 적용가능한 장점이 있다.

또한, 진동형 풍력발전장치는 단일 또는 복수의 고정부들을 통해 작업자가 원하는대로 진동부 및 제어부의 위치 조절이 가능하고, 특히 작업자의 정비가 필요한 제어부의 위치를 작업자의 편의성을 충족시키는 높이로 배치시킬 수 있는 장점이 있다.

아울러, 이와 같은 기재된 본 발명의 효과는 발명자가 인지하는지 여부와 무관하게 기재된 내용의 구성에 의해 당연히 발휘되게 되는 것이므로 상술한 효과는 기재된 내용에 따른 몇 가지 효과일 뿐 발명자가 파악 또는 실재하는 모든 효과를 기재한 것이라 인정되어서는 안 된다.

또한, 본 발명의 효과는 명세서의 전체적인 기재에 의해서 추가로 파악되어야 할 것이며, 설사 명시적인 문장으로 기재되어 있지 않더라도 기재된 내용이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 명세서를 통해 그러한 효과가 있는 것으로 인정할 수 있는 효과라면 본 명세서에 기재된 효과로 보아야 할 것이다.

도 1은 본 명세서의 진동형 풍력발전장치의 사시도들.
도 2는 도 1의 진동형 풍력발전장치 분해사시도..
도 3은 도 1의 진동형 풍력발전장치의 일부를 분해한 분해사시도.
도 4는 도 1의 진동형 풍력발전장치를 I-I'를 따라 절단한 단면도.
도 5는 도 1의 고정부를 분해하고 확대하여 도시한 사시도.
도 6은 본 명세서의 다른 실시예에 의한 진동형 풍력발전장치의 단면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 진동형 풍력발전장치의 구성, 동작 및 작용효과에 대하여 살펴본다. 참고로, 이하 도면에서, 각 구성요소는 편의 및 명확성을 위하여 생략되거나 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 반영하는 것은 아니다, 또한 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭하며 개별 도면에서 동일 구성에 대한 도면 부호는 생략하기로 한다.

도 1 내지 5에 도시된 바와 같이, 진동형 풍력발전장치(100)는 진동부(200), 탄성부(300), 고정자(400), 코일부(500), 제어부(600) 및 고정부(700)들을 포함한다.

진동형 풍력발전장치(100)는 윈드(Wind)에 의해 흔들리는 진동부(200)를 통해 진동부(200) 및 탄성부(300)가 수평하게 왕복이동되면 탄성부(300)와 연결된 고정자(400)가 흔들리고, 고정자(400)의 흔들림에 의해 코일부(500)에서 유도전기가 발생된다.

구체적으로, 진동부(200)는 진동관(205, 210)들, 상부캡(220), 상부커버(230) 및 연결관(240)을 포함한다.

진동부(200)는 상부 또는 하부를 향해 길게 연장된 원통 형태로 형성되고, 외측에는 내부공간을 외부공간과 연결시키는 복수의 통공(212)들이 형성되며, 윈드에 의해 흔들리면 고정자(400)를 이동시켜 유도전기를 발생시킨다.

진동관(210)의 일단은 상부 또는 하부를 향해 연장되는 원통 형태로 형성되고, 일단 내측면에는 진동관(210)의 일단 하부면과 소정의 거리만큼 상부를 향해 이격된 위치에서 진동관(210)의 내측면에 결합되는 원형의 링 형태의 고정링(211)이 형성되며, 타단은 일단에서 상부를 향해 소정의 거리만큼 연장된다.

통공(212)은 하부를 향해 볼록한 호 형태의 진동관(210)의 외측면 일부분이 진동관(210)의 내부 및 상부를 향해 경사지게 함몰되어 진동관(210)의 내외부를 연결하도록 형성된다.

진동형 풍력발전장치(100)는 통공(212)의 형태에 의해 윈드가 진동부(200)의 내부로 과도하게 유입되는 것을 방지하면서 윈드에 대한 소정의 저항을 발생시켜 진동부(200)가 진동되도록 유도한다.

복수의 통공(212)들은 동일한 수직선상에서 상부 또는 하부를 향해 동일한 거리를 사이에 두고 서로 이격되도록 형성되어 제1 통공유닛(213)들을 구성하고, 제1 통공유닛(213)들은 진동관(210)의 중심에서 상하부로 연장되는 축을 기준으로 진동관(210)의 외경을 따라 동일한 거리를 사이에 두고 이격되도록 형성된다.

복수의 통공(212)들의 형태에 의해 외부에서 발생되는 물을 포함하는 이물질들은 진동부(200)의 내부로 유입되는 것이 효과적으로 방지된다.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 진동관(205)들 및 진동관(210)의 외측면에는 통공(212)의 형태와 다른 형상의 통공(218)들이 형성될 수 있다.

통공(218)은 상부를 향해 볼록한 호 형태의 진동관(205, 210)의 외측면 일부분이 진동관(205, 210)의 내부 및 상부를 향해 경사지게 함몰되어 진동관(205, 210)의 내외부를 연결하도록 형성된다.

제1 끼움홈(214)은 고정링(211) 및 진동관(210)의 일단 저면 사이에 형성되고, 복수의 진동관(210)들이 수직 적층되는 과정에서 진동관(210)의 타단 일부분이 제1 끼움홈(214)에 삽입된다.

제1 돌출부(216)는 진동관(210)의 타단 상부 외측면 일부분이 안쪽을 향해 소정의 거리만큼 함몰되어 진동관(210)의 외경보다 작은 외경을 가지는 원통 형태로 형성되고, 상부에 결합되는 진동관(210)의 제1 끼움홈(214)에 끼움 결합되도록 형성된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 진동관(210)의 상부에는 동일한 구조의 진동관(205)들이 수직 적층되고, 진동관(210) 및 진동관(205)의 구조는 서로 동일하므로 중복된 설명은 생략한다.

진동관(210)의 상부에 진동관(205)이 결합된 상태에서 제1 돌출부(261)는 제1 끼움홈(214)에 삽입되고 제1 돌출부(261)의 외측면은 제1 끼움홈(214)에 위치하는 진동관(205)의 일단 내측면에 밀착된다.

제1 돌출부(216)가 제1 끼움홈(214)에 삽입된 상태에서 진동관(205) 및 제1 돌출부(216)를 볼트를 통해 체결시켜 진동관(205, 210)들을 서로 견고하게 결합시킬 수 있다.

상부캡(220)의 일단은 상하부로 연장되는 원통 형태로 형성되어 진동관(205)의 타단에 탈부착이 가능하게 결합되고, 타단은 일단에서 상부를 향해 연장되며, 타단 외측면 및 상부 중앙에는 측면통공(221) 및 상부통공(222)이 형성된다.

상부커버(230)는 내부공간이 하부를 향해 개방된 캡 형태로 형성되고, 상부에 해당되는 내측면이 상부캡(220)의 상부면과 밀착된 상태로 상부캡(220)과 결합되고, 외측면은 측면통공(221)들의 측면 및 상부를 커버시킨다.

연결관(240)의 일단은 제1 끼움홈(214)에 삽입되며 진동관(210)의 일단에 끼움 결합되고, 타단은 하부를 향해 외경이 점진적으로 확장되며 연장되어 제어부(600)의 상단 일부를 커버하면서 탄성부(300)와 결합된다.

연결부재(241)는 연결관(240)의 일단 내측면에 해당되는 원형의 일부분이 연결관(240)의 내부를 향해 연장되어 탄성부(300)가 관통하는 중공(241a)이 형성된 원형판 형태로 형성된다.

관통공(241b)들은 중공(241a)의 주위에 위치되고 서로 이격된 상태의 상부면들 각각이 하부를 향해 함몰되어 연결부재(241)의 상부공간 및 하부공간을 연결시키도록 형성된다.

탄성부(300)의 일단은 상부 또는 하부를 향해 연장되는 원통 형태로 형성되고, 중공(241a)에 삽입된 상태로 연결부재(241)와 결합되며, 타단은 일단에서 하부를 향해 소정의 거리만큼 연장되어 제어부(600) 및 고정부(700)와 결합된다.

탄성부(300)는 스프링, 카본파이프, 고무파이프, 탄성복원력이 있는 고분자 파이프 또는 엔지니어링 플라스틱으로 제작될 수 있고, 각각이 가지는 탄성계수에 따라 다른 사이즈를 가지도록 제작될 수 있다.

고정자(400)는 자석으로서, 상하부를 관통하는 복수의 원형관통공들이 형성된 원형판 형태로 형성되어 연결관(240)의 타단 내부에 배치되고, 관통공(241b)들을 관통하며 연결부재(241)의 상부로 돌출되는 제어부(600)의 일부분과 결합된다.

고정자(400)는 제어부(600)의 일부분과 결합된 상태로 제어부(600)의 구동에 따라 연결관(240) 및 진동관(210)의 내부에서 상부 또는 하부를 향해 이동되도록 형성된다.

코일부(500)는 고정자(400)의 주위를 둘러싸는 코일이 권취된 복수의 보빈들이 서로 동일한 거리만큼 이격된 상태로 배치된 상태에서 서로 연결되어 원형링 형태로 형성된다.

따라서, 진동부(200)가 외부의 윈드 또는 외력에 의해 흔들리면, 탄성부(300)의 일단 및 고정자(400)가 흔들리고, 고정자(400)와 인접한 위치의 코일부(500)에서는 연속적인 자기장의 변화와 함께 유도전기가 발생된다.

고정자(400) 및 탄성부(300)는 상대적으로 하부에서 흔들리고, 진동부(200)는 탄성부(300)보다 상대적으로 상부에서 흔들리므로, 진동부(200)에 직접적으로 연결되는 코일부(500)의 흔들리는 경로가 고정자(400)의 흔들리는 경로와 미세하게 차이가 있으며, 이로 인해 유도전기가 발생된다.

고정자(400) 및 코일부(500)는 수직으로 중첩되도록 추가로 설치가 가능하고, 이 경우 상대적으로 높은 유도전기가 발생되며, 진동형 풍력발전장치(100)가 상대적으로 상하부로 길거나 부피가 클때 추가 설치되는 것이 바람직하다.

제어부(600)는 제1 케이스(610), 제2 케이스(620), 제1 액츄에이터(630), 제1 로드(635), 제2 액츄에이터(640), 제2 로드(645) 및 케이스커버(650)를 포함한다.

제어부(600)의 일단은 관 내부에 액츄에이터가 배치된 형태로 형성되어 진동부(200)의 하부에서 탄성부(300)와 결합되고, 타단은 상기 액츄에이터 내부의 로드가 상부로 연장되어 고정자(400)와 결합된다.

제어부(600)의 내부에는 제1 및 제2 액츄에이터(630, 640)를 제어하는 제어모듈이 배치되고, 상기 제어모듈에는 다양한 오픈 소스 하드웨어 플랫폼이 사용될 수 있다.

구체적으로, 제1 케이스(610)는 상부 또는 하부를 향해 연장되는 원통 형태로 형성되고, 전방에 내부공간과 외부공간을 연결시키는 전방개구부(611)가 형성된다.

제2 케이스(620)의 일단은 원통 형태로 형성되어 제1 케이스(610)의 상단에 탈부착이 가능하도록 결합되고, 중앙부는 일단에서 상부 및 중앙을 향해 외경이 감소되면서 점진적으로 축소 연장되며, 타단은 중앙부에서 상부를 향해 원통 형태로 연장된다.

제2 케이스(620)는 연결관(240)의 타단 내부에서 연결관(240)과 이격된 상태로 배치되고, 내부에는 제1 및 제2 액츄에이터(630, 640)들에서 돌출되어 상부로 연장되는 제1 및 제2 로드(635, 645)들이 배치된다.

제1 액츄에이터(630)는 제1 케이스(610)의 내부에서 탄성부(300)의 후방에 결합되고, 제1 액츄에이터(630)에서 상부로 돌출되는 제1 로드(635)는 상부로 연장되어 관통공(241b)을 지나 고정자(400)와 결합된다.

제2 액츄에이터(640)는 제1 케이스(610)의 내부에서 탄성부(300)의 전방에 결합되고, 제2 액츄에이터(640)에서 상부로 돌출되는 제2 로드(645)는 상부로 연장되어 관통공(241b)을 지나 고정자(400)와 결합된다.

제1 및 제2 액츄에이터(630, 640)들 각각은 구동을 통해 제1 및 제2 로드(635, 645)들 각각을 상부 또는 하부를 향해 이동시킬 수 있고, 제1 및 제2 로드(635, 645)들의 이동에 의해 고정자(400)가 상승 또는 하강된다.

케이스커버(650)는 단면이 전방으로 볼록하게 돌출된 호 형태로 형성된 플레이트 형태로 형성되고, 전방개구부(611)에 삽입되어 제1 케이스(610)와 탈부착이 가능하도록 결합된다.

따라서, 제어부(600)는 제1 및 제2 액츄에이터(630, 640)들의 구동을 통해 고정자(400)의 위치를 코일부(500)의 수평선상의 상부 또는 하부에 해당되는 수평선상으로 이동시켜 발전을 정지시킬 수 있다.

고정부(700, 710)들 각각의 일단은 제어부(600)의 하부에 결합되는 원통 형태로 형성되고, 중앙부는 일단보다 외경이 확장된 원통 형태로 하부를 향해 연장되며, 타단 내측면에는 일단과 동일한 형태의 하부홈(705)이 형성된다.

고정부(700, 710)들 각각은 서로 동일한 형태로 형성되고, 서로 수직 적층된 상태에서 상부에 위치한 고정부(710)의 상단이 제어부(600)의 하부에 결합되며, 지면에 고정되어 진동부(200) 및 제어부(600)를 안정적으로 고정시킨다.

고정부(700, 710)들 중 어느 하나만 제어부(600)의 하부에 결합될 수 있고, 지형에 따라 복수의 고정부(700, 710)들을 추가하여 윈드가 상대적으로 강하게 이동하는 위치에 진동부(200)를 위치시킬 수 있다.

구체적으로, 고정부(700)의 일단에는 고정부(700)의 중앙부보다 외경이 작은 원통 형태의 제2 돌출부(720)가 형성되고, 고정부(700)의 중앙부 내부에는 탄성부(300)가 결합되는 하부연결부재(730)가 형성된다.

제2 돌출부(720)는 고정부(700)가 고정부(710)의 하부에 결합된 상태에서 고정부(710)의 하부홈(705)에 삽입되어 고정부(710)와 끼움 결합되고, 제2 돌출부(720)가 고정부(710)와 결합된 상태에서 고정부(700, 710)들의 외측면은 서로 연결되여 평면을 형성한다.

하부홈(705)에 삽입된 제2 돌출부(720)는 고정부(710)와 밀착된 상태에서 볼트를 통해 고정부(710)와 체결될 수 있고, 고정부(705, 710)들이 상기 볼트를 통해 서로 결합된 상태에서는 고정부(705, 710)들 각각의 분리 및 회동이 제한된다.

하부연결부재(730)는 고정부(700)의 중앙부 내부의 동일한 수평선상에 위치하는 서로 이격된 내측면 일부분들이 고정부(700) 내부에 배치되는 탄성부(300)의 외측면을 향해 스틱형태로 연장되고, 하부관통공(740)을 둘러싸는 링 형태로 서로 연결되도록 형성된다.

고정부(700, 710)들의 내부에는 고정자(400) 및 코일부(500) 사이에서 발생된 전력이 충전되는 배터리가 내장되고, 상기 배터리는 제어부(600)와 연결되어 제어모듈에 전력을 공급시킨다.

탄성부(300)의 타단은 고정부(700, 710)들의 내부에 형성되는 하부관통공(740)들을 관통하면서 하부로 연장되고, 탄성부(300)의 외측면은 하부관통공(740) 내부에 해당되는 하부연결부재(730)의 내측면에 밀착된다.

진동형 풍력발전장치(100)는 외부에서 발생되는 윈드의 와류 방출(Vortex Shedding)이라는 소용돌이 현상에 의해 진동부(200) 및 탄성부(300)가 흔들리게 되고, 고정자(400) 및 코일부(500) 사이에서 유도전기가 발생된다.

따라서, 진동형 풍력발전장치(100)는 단일 또는 복수의 진동관(205, 210)들로 구성된 진동부(200)를 통해 원하는 길이만큼 진동부(200)의 길이를 증가시키거나 단축시킬 수 있어 다양한 환경에서 적용가능한 장점이 있다.

또한, 진동형 풍력발전장치(100)는 단일 또는 복수의 고정부(700, 710)들을 통해 작업자가 원하는대로 진동부(200) 및 제어부(600)의 위치 조절이 가능하고, 특히 작업자의 정비가 필요한 제어부(600)의 위치를 작업자의 편의성을 충족시키는 높이로 배치시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 진동형 풍력발전장치(100)는 연결관(240)의 타단 및 제2 케이스(620) 사이에 형성된 측면통로(15)를 통해 진동부(200)의 내부로 유입되거나 진동부(200)의 외측면을 타고 상승되는 윈드에 의해 진동부(200)의 진동효과가 증폭되는 장점이 있다.

한편, 진동형 풍력발전장치(100)는 도로의 중앙에 설치되어 가드레일로 사용될 수 있고, 이 경우, 무선 또는 유선으로 도로의 내부에 내장된 열선을 가동시키는 단말기 또는 모듈과 연결된다.

그리고, 진동형 풍력발전장치(100)가 열선을 가동시키는 상기 단말기 또는 모듈과 연결된 상태에서, 진동부(200)의 내부에는 온도감지유닛 및 습도감지유닛이 내장될 수 있고, 상기 온도감지유닛 및 습도감지유닛에서 측정된 온도 및 습도는 무선으로 제어부(600)의 제어모듈로 전송된다.

또한, 상기 단말기 또는 모듈은 상기 온도 및 습도 데이터를 자동으로 분석하여 도로에 블랙아이스가 발생되는 기저장된 온도 및 습도 데이터와 비교한 후 블랙아이스가 발생되는 환경이라고 자동으로 분석하면 고정부(700) 내부에 배치된 배터리와 연결된 열선을 자동으로 구동시켜 도로를 가열시킨다.

제1 및 제2 로드(635, 645)들 각각과 연결부재(241) 사이에는 제1 및 제2 로드(635, 645)들을 둘러싸는 고무링이 배치될 수 있고, 제1 및 제2 로드(635, 645)들이 흔들리는 과정에서 연결부재(241)와 충돌되는 것을 방지시킨다.

본 실시예에 따른 진동형 풍력발전장치(120)는 고정부(750, 760)들 및 승강부(800)를 제외하면, 도 1 내지 5들의 진동형 풍력발전장치(100)와 실질적으로 동일하므로, 동일한 참조번호와 명칭을 사용하고 중복된 설명은 생략한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 진동형 풍력발전장치(120)는 승강부(800)를 더 포함하고, 승강부(800)는 본체(805), 회동부재(806), 본체커버(807), 구동모터(810), 제1 기어(820) 및 제2 기어(830)를 포함한다.

고정부(750, 760)들 각각의 일단은 제어부(600)의 하부에 결합되는 원통 형태로 형성되고, 중앙부는 일단보다 외경이 확장된 원통 형태로 하부를 향해 연장되며, 타단 내측면에는 일단과 동일한 형태의 하부홈(705)이 형성된다.

고정부(750, 760)들 각각의 중앙부 외측면에는 나사산이 형성되어 후술될 제2 기어(830)와 맞물리고, 제2 기어(830)의 정회전 또는 역회전에 의해 상승 또는 하강된다.

고정부(750, 760)들 각각은 서로 동일한 형태로 형성되고, 서로 수직 적층된 상태에서 상부에 위치한 고정부(760)의 상단이 제어부(600)의 하부에 결합되며, 지면에 고정되어 진동부(200) 및 제어부(600)를 안정적으로 고정시킨다.

구체적으로, 고정부(750)의 일단에는 고정부(750)의 중앙부보다 외경이 작은 원통 형태의 제2 돌출부(720)가 형성되고, 고정부(750)의 중앙부 내부에는 탄성부(300)가 결합되는 하부연결부재(730)가 형성된다.

고정부(750, 760)들에 형성되는 제2 돌출부(720) 및 하부연결부재(730)는 도 1 내지 5에 도시된 제2 돌출부(720) 및 하부연결부재(730)와 동일하고, 고정부(750, 760)들 각각의 결합구조는 고정부(700, 710)들의 결합구조와 동일하므로 중복된 설명은 생략한다.

고정부(750, 60)들이 각각 결합된 상태에서 고정부(750, 760)들 각각의 중앙부 외측면은 서로 연결되고, 고정부(750, 760)들 각각의 외측면에 형성된 나사산은 서로 연결된다.

본체(805)는 중앙에 고정부(750, 760)들 및 탄성부(300)가 삽입되는 회동공간(5)이 형성되고, 상부에는 회동공간(5)과 연결되면서 구동모터(810), 제2 기어(820) 및 제2 기어(830)가 배치되는 구동공간(10)이 형성된다.

본체(805)는 지면에 매립되거나 지면의 상부로 돌출되도록 고정되고, 고정부(750, 760)들은 회동공간(5)에 삽입된 상태에서 구동모터(810)와 기어 연결되며, 탄성부(300)의 타단은 회동공간(5) 하부에 배치된 회동부재(806)에 결합된다.

회동부재(806)는 원형판 형태로 형성되어 회동공간(5)의 하부에 고정되고, 탄성부(300)의 타단은 고정부(750)의 하부로 돌출되어 상하부로 연장되는 축을 기준으로 회동이 가능하도록 회동부재(806)의 중앙에 결합된다.

탄성부(300)의 타단은 회동부재(806)를 관통하여 회동부재(806)의 하부로 길게 돌출되도록 배치되고(도면미도시), 구동모터(810)의 구동으로 고정부(760)들이 회동되면 함께 회동되면서 상부 또는 하부로 이동된다.

본체커버(807)는 중앙에 상하부 공간을 연결하는 커버 관통공(807a)이 형성되고, 본체(805)의 상부에 면결합되어 구동공간(10)의 상부를 커버한다.

구동모터(810)는 구동공간(10)에서 구동축이 상부를 향하도록 배치되고, 구동모터(810)의 구동축에는 제1 기어(820)가 결합되며, 상기 구동축의 회동에 의해 제1 기어(820)는 상하부로 연장된 축을 기준으로 회동된다.

제2 기어(830)는 구동공간(10)에서 고정부(750, 760)들을 둘러싸는 링 형태로 형성되고, 외측면 및 내측면에 나사산이 형성되며, 외측면에 형성된 나사산은 제1 기어(820)와 맞물린다.

제2 기어(830)의 하부면에는 원형의 저면 일부분이 하부를 향해 돌출되어 링 형태의 하부회동부재(831)가 형성되고, 하부회동부재(831)는 구동공간(10)에서 탄성부(300)의 연장방향을 축으로 회동 가능하도록 본체(805)에 베어링을 통해 결합된다.

상부회동부재(832)는 구동공간(10)에서 제2 기어(830)의 상부에는 원형의 상부면 일부분이 상부로 돌출되어 링 형태로 형성되고, 탄성부(300)의 연장방향을 축으로 회동 가능하도록 본체(805)의 상부를 커버하는 본체커버(807)의 하부에 베어링을 통해 결합된다.

구동모터(810)의 정회전 또는 역회전 구동을 통해 제1 및 제2 기어(820, 830)가 정회전 또는 역회전되고, 고정부(750, 760)들이 상승 또는 하강된다.

따라서, 작업자는 스마트폰 또는 제어부(600) 내부에 형성된 제어판을 통해 구동모터(810)를 제어하여 진동형 풍력발전장치(120)의 승강 또는 하강 구동을 제어할 수 있고, 이를 통해 원하는 위치에 진동부(200) 또는 제어부(600)를 위치시킬 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100, 120: 진동형 풍력발전장치
200: 진동부
300: 탄성부
400: 고정자
500: 코일부
600: 제어부
700: 고정부

Claims

외측에 내부공간을 외부공간과 연결시키는 통공들이 형성되는 진동부;
일단은 상기 진동부의 하부에 결합되고 타단은 하부로 연장되는 탄성부;
상기 진동부의 내부에서 상기 탄성부와 연결되는 고정자;
상기 진동부의 내부에서 상기 고정자를 둘러싸는 코일부; 및
상기 진동부의 하부에 연결되어 상기 탄성부와 결합되고 바닥에 고정되도록 형성되는 고정부;를 포함하고,
윈드에 의해 상기 진동부 및 탄성부가 흔들리면 상기 고정자의 흔들림에 의해 상기 코일부에서 연속적인 자기장의 변화 및 유도전기가 발생되는 것을 특징으로 하는 진동형 풍력발전장치.
제1항에 있어서,
상기 진동부의 하부에서 상기 탄성부와 결합되고 내부의 로드가 상부로 연장되어 상기 고정자와 결합되며, 상기 로드의 승하강 구동에 따라 상기 고정자를 상기 코일부와 이격 또는 인접되게 이동시키는 제1 액츄에이터를 구비하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진동형 풍력발전장치.
제2항에 있어서, 상기 진동부는,
상기 통공들이 구비된 원통 형태로 형성되는 진동관; 및
일단은 상기 진동관의 하부에 결합되고, 타단은 하부로 연장되어 상기 탄성부와 결합되는 연결관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 진동형 풍력발전장치.
제3항에 있어서, 상기 연결관은,
일단 내측면에 형성되고 상기 탄성부와 결합되며, 상기 로드가 관통하는 중공이 형성된 연결부재;를 구비하는 것을 특징으로 하는 진동형 풍력발전장치.
제4항에 있어서, 상기 고정자는,
상기 연결부재의 상부에서 상기 로드와 결합되는 것을 특징으로 하는 진동형 풍력발전장치.
제5항에 있어서, 상기 제어부는,
일단은 원통 형태로 형성되어 상기 고정부와 탈부착 가능하게 결합되고, 타단은 상기 액츄에이터를 커버하며 상부로 연장되어 상기 연결관의 내부에 배치되는 제1 케이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진동형 풍력발전장치.