WO2010077035A2 - 수직형 풍력발전용 풍력증폭 및 역저항 제거장치 - Google Patents

수직형 풍력발전용 풍력증폭 및 역저항 제거장치 Download PDF

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WO2010077035A2
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Rho Young Gyu
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Definitions

  • the present invention relates to a wind power amplification and reverse resistance removing device for vertical wind power generation, and more particularly to remove the reverse resistance to the wind by blocking the incidence of the wind to the rotor blade portion that rotates in the reverse direction to the wind direction
  • the present invention relates to a wind amplification and reverse resistance removing device for vertical wind power generation that can maximize the power production efficiency by the wind by allowing the wind to be applied only to the rotor blade portion that rotates in the forward direction with respect to the wind direction.
  • Wind power generation refers to a power generation method in which wind energy is converted into mechanical energy (rotational power) through a rotating shaft using a windmill, and the mechanical energy is converted into electrical energy by driving a generator to obtain power. It is not only the most economical among the new renewable energy sources, but also has the advantage of being able to generate power using the wind, a clean energy source for unlimited use, and actively invested not only in Europe where the wind power industry was developed but also in the Americas and Asia recently. It is happening.
  • wind power generation has cost-effective aspects such as improving the price competitiveness of electricity production costs and minimizing the required area of power generation systems, and the social and environmental aspects such as protecting the global environment such as alternative energy sources and fogging of fossil energy exhaustion.
  • the government is actively supporting the dissemination of wind power generation due to economic advantages such as stability of supply and reduction of dependence on energy imports. Accordingly, it is expected that the growth of wind power generation in Korea will increase in the future.
  • Such wind power generation can be classified into a horizontal wind power generator in which the rotating shaft is installed horizontally with respect to the ground and a vertical wind power generator in which the rotating shaft is installed perpendicular to the ground according to the direction of the rotation axis of the blade.
  • the horizontal wind power generator is more efficient and stable, so most of the commercial wind farms have been applied to the horizontal wind generator.
  • the above-described horizontal wind power generator has the advantage of realizing high power generation efficiency in the most general form, but it is difficult to smoothly generate power in areas where the wind direction is frequently changed, and expensive installation is possible because the main parts including the rotor are installed at a high level. Not only is it expensive, its maintenance is not easy, and it has a disadvantage that is structurally vulnerable to strong winds such as typhoons.
  • the vertical wind power generator can generate power regardless of the direction of the wind. Since the main components such as the gearbox and the generator are installed on the ground, the installation cost is low and the maintenance is performed. Has the advantage of being easy.
  • the horizontal power generator is preferred as described above because the vertical power generator is less efficient than the horizontal power generator.
  • the conventional vertical wind power generator structurally converts the energy of the wind into the mechanical rotational force of the rotating shaft while one side (a) of the rotating blade rotates forward by the wind (W) On the other side of the rotary blade (b) is to rotate in the reverse direction with respect to the wind (W) acts as a resistance to the rotation of the rotary shaft will have to decrease the conversion efficiency of mechanical energy.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, the object of the present invention is to prevent the wind from entering the rotating blade portion that rotates in the reverse direction with respect to the wind direction irrespective of the shape of the rotary blade to the rotary shaft by itself It is to provide a vertical wind power amplification and reverse resistance removing device that can increase the mechanical conversion efficiency by only the forward rotational force to the wind.
  • Wind turbine for vertical wind power generation and reverse resistance removing device for achieving the above object is rotatably installed on the vertical axis of rotation of the vertical wind power generator is free to rotate according to the wind direction, the reverse direction to the wind direction It is characterized in that only the forward rotational force by the wind is applied to the vertical axis of rotation by blocking the wind is incident to the rotary blade portion.
  • the vertical wind power amplification and reverse resistance removing device the horizontal support which is coupled to the coaxial freely rotatable to the vertical axis of rotation, extending longer than the rotation radius of the rotary blades on both sides of the vertical axis of rotation, and Wind vane plate formed at the rear end of the horizontal support to position the horizontal support in parallel with the wind direction, extending inclined at a predetermined angle from the front end of the horizontal support to block the incidence of wind toward the rotor blades that rotate in the reverse direction to the wind direction It may include a windshield plate, and a balance maintaining plate extending inclined symmetrically with the windshield plate at the rear end of the wind direction plate.
  • a vertical wind power amplification and reverse resistance removal device the both ends are coupled to the windshield and the wind direction plate while receiving a sealed portion of the rotary wing that rotates in the reverse direction to the wind inside the air to the rotary wing portion. It may further include a windshield to block the incident.
  • the windshield may have a semi-cylindrical shape, and the windshield may be formed to extend at an angle of 45 ° toward a rotary wing portion that rotates in a reverse direction to the wind direction at the front end of the horizontal support.
  • FIG. 1 is an exemplary view illustrating a rotation state of a rotary blade against the wind of a conventional vertical power generator
  • FIG. 2 is a perspective view of the wind amplification and reverse resistance removing apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a plan view of FIG.
  • FIG. 4 is a side view of FIG. 2;
  • FIG. 5 is a perspective view illustrating a wind amplification and reverse resistance removing device in a state in which a windshield is further installed in FIG. 2;
  • FIG. 6 is a plan sectional view of FIG. 5;
  • FIG. 7 and 8 are plan views illustrating the flow of wind in the wind amplification and reverse resistance removing apparatus according to an embodiment of the present invention according to the change in the wind direction.
  • FIG. 2 is a perspective view of the wind power amplifier and reverse resistance removing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a plan view of Figure 2
  • Figure 4 is a side view of Figure 2
  • Figure 5 is a windshield in Figure 2
  • FIG. 6 is a top cross-sectional view of FIG.
  • Wind amplification and reverse resistance removing device 1 is rotatably installed on the vertical axis of rotation (2) is free to rotate in accordance with the wind direction, the wind is incident toward the rotary blade (3) portion that rotates in the opposite direction to the wind direction It is a device for blocking only the forward rotational force by the wind to the vertical rotation shaft (2).
  • the wind amplification and reverse resistance removing apparatus 1 is a horizontal support 10, a wind direction plate 20, and a windshield plate ( 30) and the balance maintaining plate 40, and may further include a windshield body 50 to supplement the function of the windshield plate 30.
  • the horizontal support 10 is installed to extend in both the front and rear from the bearing rotating portion 11 coupled to the vertical rotation shaft (2).
  • the bearing rotating part 11 supports the horizontal support 10 so as to rotate freely about the vertical rotation shaft 2, and thus the horizontal support 10 is independent of the rotation of the vertical rotation shaft 2. It is free to rotate according to the wind direction.
  • the horizontal support 10 extends longer than the rotation radius of the rotary blade 3 so as not to interfere with the rotation of the rotary blade (3).
  • the horizontal support 10 is preferably installed in a pair on the upper side and the lower side of the rotary blade (3).
  • the wind direction plate 20 is formed at the rear end of the horizontal support 10 (more specifically, the horizontal support 10 extending to the rear side), and the horizontal support 10 is always parallel to the wind direction according to the change of the wind direction. Function to maintain.
  • the wind direction plate 20 is preferably formed in the form of a vertical plate having a certain area so that the rear end of the horizontal support 10 can be affected by the wind well.
  • the windshield 30 is formed at the front end of the horizontal support 10 (more specifically, the horizontal support 10 extending toward the front side), the wind toward the portion of the rotary blades that rotate in the opposite direction to the wind direction It functions to block incident.
  • the windshield 30 is preferably formed to be inclined to extend from the horizontal support 10 to the rotating blade (3) portion of the reverse rotation, the inclination angle is preferably approximately 45 degrees.
  • the balance maintaining plate member 40 is formed at the rear end of the wind direction plate member 20, and is formed to be inclined at an angle symmetric to the windshield plate member 30, thereby maintaining balance with the front windshield plate member 30.
  • the wind power amplification and reverse resistance removing apparatus 1 according to the present invention always functions to have a position parallel to the wind direction.
  • the balance maintaining plate member 40 is inclined symmetrically with the windshield plate member 30, and is located at the rear end side of the rotary blade part 3 that rotates in a forward direction with respect to the wind direction. 3)
  • the wind incident to the site is moved to the rear after applying the rotational force to the rotary blade (3) the balance plate 40 may be a barrier, in this case the wind flow is not smooth rotation blade (3) Will not be able to properly transmit the forward torque.
  • the balance maintaining plate 40 needs to be spaced apart at a sufficient distance rearward from the portion of the rotary blade 3 that rotates forward so as not to interfere with the movement of the wind.
  • the horizontal direction of the wind direction plate 20 It is preferable to form the direction length L long.
  • the windshield plate 30 and the balance plate 30 is also preferably formed in the form of a vertical plate having a constant area, such as the wind direction plate 20.
  • the windshield body 50 is for supplementing the windshield plate 30 to more effectively block the incidence of wind incident on the rotary blade (3) to rotate in the reverse direction, the rotary blade (3) to rotate in the reverse direction It is housed inside and sealed.
  • the windshield body 50 is made of a substantially semi-cylindrical shape of the upper and lower sides closed, the front end is fixed to the windshield plate 30 and the rear end is preferably fixed to the wind direction plate member 20. .
  • the windshield body 50 completely blocks the up and down sides of the rotary blades that rotate in the reverse direction, thereby preventing the wind from being incident, thereby minimizing the influence of wind on the rotary blades 3 that rotates in the reverse direction. .
  • Reference numeral 60 in the above drawings is an axial support for supporting the load received by the weight of the overall structure of the bearing rotating portion 11 installed on the vertical rotating shaft (2),
  • 70 is a supporting structure for supporting the weight of the windshield plate 30, the balance plate 40 and the like spaced apart from the vertical rotation shaft (2).
  • FIG. 7 and 8 are plan views illustrating the flow of wind in the wind amplification and reverse resistance removing apparatus according to an embodiment of the present invention according to the change in the wind direction.
  • the wind amplification and reverse resistance removing device 1 rotates in a direction parallel to the wind direction, that is, the wind direction.
  • the wind (W1) incident toward the portion (3a) of the rotary blade that rotates in the reverse direction with respect to the wind direction of the wind amplification and reverse resistance removing device 1 according to the present invention in a state parallel to the wind direction is a rotary wing It is blocked by the windshield plate 30 positioned in front of the portion 3a and is turned toward the portion 3b of the rotary blade which is turned along the inclined surface of the windshield sheet 30 and rotates in the forward direction.
  • the rotor blade portion 3b that rotates in the forward direction changes the direction by the windshield 30a and the incident wind W1 is added to the wind W2 that is originally incident to rotate by stronger wind power. do.
  • FIG. 8 illustrates the operation of the wind amplification and reverse resistance removing device 1 in a state in which the wind direction is changed in FIG. 7, wherein the wind amplification and reverse resistance removing device 1 is again changed to the wind direction and the wind direction. Rotated in a parallel position, the same as described above to operate to block the wind incident to the rotary blade portion of the reverse rotation.
  • the wind amplification and reverse resistance removing device 1 maximizes the forward rotational power while minimizing the reverse rotational resistance constantly regardless of the change in the wind direction, thereby efficiently saving the energy of the wind and mechanical energy. It can be seen that it can be converted to.

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Abstract

본 발명은 수직형 풍력발전용 풍력증폭 및 역저항 제거장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수직회전축에 회전 가능하게 설치되어 풍향에 따라 자유 회전되며, 풍향에 역방향 회전하는 상기 회전날개 부위쪽으로 바람이 입사되는 것을 차단하여 상기 수직회전축에 풍력에 의한 정방향 회전력만이 가해지도록 하는 것을 특징한다. 이러한 본 발명에 따르면, 대해 역방향 회전하는 회전날개 부위쪽으로 바람이 입사되는 것을 차단시켜 회전날개의 역회전에 의한 저항력을 최소화시킴과 함께 경사진 차풍판재를 통해 풍향에 대해 정방향 회전하는 회전날개 부위쪽으로 바람이 집중되어 입사되기 때문에 회전날개의 정방향 회전력을 최대화시킴으로 기계적인 변환효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

수직형 풍력발전용 풍력증폭 및 역저항 제거장치
본 발명은 수직형 풍력발전용 풍력증폭 및 역저항 제거장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 풍향에 대해 역방향으로 회전하는 회전날개 부위로 바람이 입사되는 것을 차단하여 풍력에 대한 역저항을 제거함과 함께 풍향에 대해 정방향으로 회전하는 회전날개 부위로만 풍력이 가해질 수 있도록 함으로써 풍력에 의한 전력생산효율을 극대화할 수 있는 수직형 풍력발전용 풍력증폭 및 역저항 제거장치에 관한 것이다.
풍력발전이란 풍차를 이용해 바람이 가진 에너지를 회전축을 통한 기계적인 에너지(회전력)로 변환시키고, 이러한 기계적 에너지가 발전기를 구동함으로써 전기적인 에너지로 변환되어 전력을 얻는 발전 방식을 말하는 것으로서, 현재까지 개발된 신재생에너지원 중 가장 경제성이 높을 뿐 아니라 무한정, 무비용의 청정에너지원인 바람을 이용하여 발전할 수 있는 장점때문에 일찍이 풍력발전산업이 발달한 유럽은 물론 최근에는 미주와 아시아 등지에서도 적극적인 투자가 이뤄지고 있는 실정이다.
특히, 풍력발전은 전력생산단가의 가격경쟁력 향상 및 발전시스템 설치의 소요면적 최소화 등과 같은 원가적인 측면과, 화석에너지 고갈에 대한 대체에너지원과 온나화방지와 같은 지구환경보호라는 사회환경적 측면과 아울러 공급의 안정성 및 에너지 수입의 의존도 감소라는 경제적인 측면에서의 장점때문에 정부에서도 풍력발전의 보급을 적극 지원하고 있으며, 그에 따라 국내에서도 향후 풍력발전의 성장세가 본격화될 것으로 기대되고 있다.
이러한 풍력발전은 날개의 회전축의 방향에 따라 회전축이 지면에 대해 수평으로 설치되어 있는 수평형 풍력발전장치와, 회전축이 지면에 대해 수직으로 설치되어 있는 수직형 풍력발전장치로 구분할 수 있으며, 현재까지 수직형에 비해 수평형 풍력발전장치의 효율이 높고 안정적이어서 상업용 풍력발전단지에는 대부분 수평형 풍력발전기가 적용되고 있다.
상기한 수평형 풍력발전장치는 가장 일반적인 형태로 높은 발전효율을 구현할 수 있는 장점이 있으나, 바람의 방향이 자주 바뀌는 지역에서는 원활한 발전이 어려우며, 회전체를 비롯한 주요 부품들이 높은 곳에 설치되므로 고가의 설치비용이 소요될 뿐만 아니라 그 유지보수가 쉽지 않으며, 태풍 등의 강한 바람에 구조적으로 취약한 단점을 갖고 있다.
이러한 수평형 풍력발전장치의 단점과 비교할 때 상기 수직형 풍력발전장치는 바람의 방향에 관계없이 발전이 가능하며, 증속기 및 발전기 등의 주요 부품들이 지상에 설치되므로 설치비용이 저렴하고 그 유지보수가 용이한 장점을 가지고 있다.
그럼에도 불구하고 전술한 바와 같이 수평형 발전장치가 선호되는 것은 수직형 발전장치가 수평형 발전장치에 비해 그 발전효율이 떨어지기 때문이다.
이것은 수직형 풍력발전장치의 구조적인 문제점으로서, 블레이드가 풍향에 대해 수직한 평면상에서 회전을 하게 되는 수평형 발전장치와 달리 회전날개가 풍향과 평행한 평면상에서 회전을 하게 되기 때문이다.
즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 수직형 풍력발전장치는 구조적으로 회전날개의 한쪽(a)은 풍력(W)에 의해 정방향 회전을 하면서 바람의 에너지를 회전축의 기계적인 회전력으로 변환시키지만, 그 회전날개의 반대쪽(b)은 풍력(W)에 대해 역방향 회전을 하게 되기 때문에 회전축의 회전에 저항으로 작용을 하게 되어 기계적인 에너지의 변환효율이 저하될 수 밖에 없는 것이다.
이러한 수직형 풍력발전장치가 가지고 있는 발전효율의 문제점을 인식하여 기존에도 저항력을 감소시키기 위한 여러가지 기술개발이 이루어져 왔는데, 그 것은 주로 회전날개의 형상을 변형시켜 역방향 회전시 회전날개가 풍력의 영향을 적게 받도록 하는 것이었다.
그러나, 이러한 기존 회전날개의 형상변형 기술은 저항을 감소시키는데 한계가 있어 발전효율을 크게 증대시키기 어려운 바, 보다 근본적으로 풍향에 대한 역저항을 제거할 수 있는 기술의 개발이 절실히 요구된다고 할 것이다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 회전날개의 형상과는 관계없이 풍향에 대해 역방향 회전하는 회전날개 부위쪽으로 바람이 입사되는 것 자체를 차단시킴으로써 회전축에 오로지 풍력에 대한 정방향 회전력만이 가해지도록 하여 기계적인 변환효율을 증대시킬 수 있는 수직형 풍력발전용 풍력증폭 및 역저항 제거장치를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 수직형 풍력발전용 풍력증폭 및 역저항 제거장치는, 수직형 풍력발전기의 수직회전축에 회전 가능하게 설치되어 풍향에 따라 자유 회전되며, 풍향에 역방향 회전하는 상기 회전날개 부위쪽으로 바람이 입사되는 것을 차단하여 상기 수직회전축에 풍력에 의한 정방향 회전력만이 가해지도록 하는 것을 특징으로 한다.
이러한 수직형 풍력발전용 풍력증폭 및 역저항 제거장치는, 상기 수직회전축에 자유 회전 가능하게 동축상에 결합되며, 상기 수직회전축의 양쪽으로 상기 회전날개의 회전반경보다 길게 연장되는 수평지지대와, 상기 수평지지대의 후단에 형성되어 상기 수평지지대가 풍향과 평행하게 위치되도록 해주는 풍향판재와, 상기 수평지지대의 전단에서 일정한 각도로 경사지게 연장되어 풍향에 역방향 회전하는 회전날개 부위쪽으로 바람이 입사되는 것을 차단하는 차풍판재, 및 상기 풍향판재의 후단에서 상기 차풍판재와 대칭으로 경사지게 연장되는 균형유지판재를 포함할 수 있다.
또한, 수직형 풍력발전용 풍력증폭 및 역저항 제거장치는, 상기 차풍판재와 상기 풍향판재에 양단이 결합되면서 풍향에 역방향 회전하는 회전날개 부위쪽을 그 내부에 수용 밀폐시켜 상기 회전날개 부위쪽으로 바람이 입사되는 것을 차단하는 차풍통체를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 차풍통체는 반원통의 형상을 가질 수 있으며, 상기 차풍판재는 상기 수평지지대의 전단에서 풍향에 역방향 회전하는 회전날개 부위쪽으로 45° 경사지게 연장되도록 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 수직형 풍력발전용 풍력증폭 및 역저항 제거장치는,
회전축을 중심으로 풍향에 대해 역방향 회전하는 회전날개 부위쪽으로 바람이 입사되는 것을 차단시켜 회전날개의 역회전에 의한 저항력을 최소화시킴으로써 기계적인 변환효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 경사진 차풍판재를 통해 풍향에 대해 정방향 회전하는 회전날개 부위쪽으로 바람이 집중되어 입사되기 때문에 회전날개의 정방향 회전력을 최대화시킴으로써 기계적인 변환효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
아울러, 회전날개의 형상과 무관하며, 회전축에 구조적인 변경을 가하지 않고 설치가 가능하므로 추가적인 비용부담없이 기존에 사용되고 있는 수직형 풍력발전장치에 쉽게 설치하여 사용할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 통상의 수직형 발전장치의 풍력에 대한 회전날개의 회전상태를 예시한 예시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력증폭 및 역저항 제거장치의 사시도,
도 3은 도 2의 평면도,
도 4는 도 2의 측면도,
도 5는 도 2에 차풍통체가 더 설치된 상태의 풍력증폭 및 역저항 제거장치를 나타내는 사시도,
도 6은 도 5의 평면단면도,
도 7과 도 8은 풍향의 변화에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력증폭 및 역저항 제거장치에서 바람의 흐름을 예시한 평면도이다.
이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다. 본 발명을 설명하는 데 있어서, 원칙적으로 관련된 공지의 기능이나 공지의 구성과 같이 이미 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 기술적 특징을 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력증폭 및 역저항 제거장치(1)의 사시도이고, 도 3은 도 2의 평면도이며, 도 4는 도 2의 측면도이며, 도 5는 도 2에 차풍통체(50)가 더 설치된 상태의 풍력증폭 및 역저항 제거장치(1)의 사시도이고, 도 6은 도 5의 평면단면도이다.
본 발명에 따른 풍력증폭 및 역저항 제거장치(1)는 수직회전축(2)에 회전 가능하게 설치되어 풍향에 따라 자유 회전되며, 풍향에 역방향 회전하는 회전날개(3) 부위쪽으로 바람이 입사되는 것을 차단하여 상기 수직회전축(2)에 풍력에 의한 정방향 회전력만이 가해지도록 하기 위한 장치이다.
이를 위하여, 상기한 도면들에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력증폭 및 역저항 제거장치(1)는 수평지지대(10)와, 풍향판재(20)와, 차풍판재(30)와, 균형유지판재(40)로 이루어지며, 상기 차풍판재(30)의 기능을 보완하기 위해 차풍통체(50)를 더 포함하여 이루어질 수도 있다.
이하에서 본 발명의 구성을 상세하게 설명하는데 있어서, 바람이 불어오는 쪽을 전방으로 표현하고 그 반대쪽을 후방으로 표현하기로 한다.
상기 수평지지대(10)는 상기 수직회전축(2)에 결합되는 베어링회전부(11)에서 전방 및 후방 양쪽으로 연장되도록 설치된다.
상기 베어링회전부(11)는 상기 수직회전축(2)을 중심으로 상기 수평지지대(10)가 자유롭게 회전을 할 수 있도록 지지하며, 그에 따라 상기 수평지지대(10)는 수직회전축(2)의 회전과 무관하게 풍향에 따라 자유롭게 회전을 하게 된다.
상기 수평지지대(10)는 회전날개(3)의 회전을 방해하지 않도록 회전날개(3)의 회전반경보다는 길게 연장된다.
이러한 수평지지대(10)는 회전날개(3)의 상측과 하측에 한 쌍으로 설치됨이 바람직하다.
상기 풍향판재(20)는 상기 수평지지대(10)(보다 자세하게는 후방측으로 연장된 수평지지대(10))의 후단에 형성되며, 풍향의 변화에 따라 상기 수평지지대(10)가 항상 풍향과 평행을 유지하도록 하는 기능을 한다.
이를 위하여, 상기 풍향판재(20)는 상기 수평지지대(10) 후단에 바람의 영향을 잘 받을 수 있도록 일정한 면적을 갖는 수직판의 형태로 형성됨이 바람직하다.
상기 차풍판재(30)는 상기 수평지지대(10)(보다 자세하게는 전방측으로 연장된 수평지지대(10))의 전단에 형성되며, 상기 회전날개(3) 중 풍향에 역방향으로 회전하는 부위쪽으로 바람이 입사되는 것을 차단하는 기능을 한다.
이를 위하여, 상기 차풍판재(30)는 상기 수평지지대(10)에서 상기 역방향 회전하는 회전날개(3) 부위쪽으로 경사지게 연장되도록 형성됨이 바람직하며, 그 경사각은 대략 45°정도임이 바람직하다.
상기 균형유지판재(40)는 상기 풍향판재(20)의 후단에 형성되는데, 상기 차풍판재(30)와 대칭인 각도로 경사지게 연장되도록 형성되어, 전방의 차풍판재(30)와 균형을 유지시켜 줌으로써 상기 풍향판재(20)와 더불어 본 발명에 따른 풍력증폭 및 역저항 제거장치(1)가 항상 풍향에 대해 평행한 위치를 갖도록 기능을 하게 된다.
여기서, 상기 균형유지판재(40)는 상기 차풍판재(30)와 대칭으로 경사지게 되는 바, 풍향에 대해 정방향 회전하는 회전날개(3) 부위의 후단측에 위치하게 되는데, 상기 정방향 회전하는 회전날개(3) 부위로 입사되는 바람이 상기 회전날개(3)에 회전력을 가한 후 후방으로 이동하는데 상기 균형유지판재(40)가 장애가 될 수 있으며, 이럴 경우 바람의 흐름이 원활하지 못해 회전날개(3)에 정방향 회전력을 제대로 전달할 수 없게 된다.
따라서, 이와 같이 균형유지판재(40)가 바람의 이동을 방해하지 않도록 정방향 회전하는 회전날개(3) 부위로부터 후방으로 충분한 거리를 두고 이격될 필요가 있으며, 이를 위하여 상기 풍향판재(20)의 수평방향 길이(L)를 길게 형성시키는 것이 바람직하다.
상기한 차풍판재(30)와 균형유지판재(30)도 상기 풍향판재(20)와 같이 일정한 면적을 갖는 수직판의 형태로 형성됨이 바람직하다.
상기 차풍통체(50)는 상기 차풍판재(30)를 보완하여, 역방향 회전하는 회전날개(3) 부위에 바람이 입사되는 것을 더욱 효과적으로 차단하기 위한 것으로서, 상기 역방향 회전하는 회전날개(3) 부위를 그 내부에 수용하여 밀폐시키게 된다.
이를 위하여, 상기 차풍통체(50)는 상하측이 폐쇄된 대략 반원통의 형상으로 이루어지며, 전단은 상기 차풍판재(30)에 고정되고 후단은 상기 풍향판재(20)에 고정 결합됨이 바람직하다.
이와 같이 상기 차풍통체(50)는 역방향 회전하는 회전날개(3) 부위를 상하, 측면까지 완전히 막아 바람이 입사되는 것을 차단시킴으로써 역방향 회전하는 회전날개(3) 부위에 바람의 영향이 거의 미치지 못하도록 한다.
상기한 도면들에서 미설명부호인 60은 수직회전축(2)에 설치된 상기 베어링회전부(11)가 전체적인 구조물의 중량에 의해 받게 되는 하중을 지지하기 위한 축지지대이며,
70은 상기 수직회전축(2)으로부터 멀리 이격된 상기 차풍판재(30), 균형유지판재(40) 등의 중량을 지지하기 위한 지지구조물이다.
상술한 구성으로 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력증폭 및 역저항 제거장치의 작동에 대하여 간단하게 설명하면 다음과 같다.
도 7과 도 8은 풍향의 변화에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력증폭 및 역저항 제거장치에서 바람의 흐름을 예시한 평면도이다.
도 7에 도시된 바와 같이 바람이 불어오게 되면 풍력증폭 및 역저항 제거장치(1)는 바람의 방향, 즉 풍향과 평행한 방향으로 회전을 하게 된다.
이렇게 본 발명에 따른 풍력증폭 및 역저항 제거장치(1)가 풍향과 평행한 상태에서 입사되는 바람 중 풍향에 대해 역방향으로 회전하는 회전날개의 부위(3a) 쪽으로 입사되는 바람(W1)은 회전날개 부위(3a)의 앞쪽에 위치된 상기 차풍판재(30)에 차단되어 차풍판재(30)의 경사면을 따라 방향이 바뀌어 정방향으로 회전하는 회전날개의 부위(3b) 쪽으로 입사된다.
따라서, 상기 정방향으로 회전하는 회전날개 부위(3b)는 원래 입사하는 바람(W2)에다 상기 차풍판재(30a)에 의해 방향을 바꾸어 입사하는 바람(W1)이 더해지므로 더 강한 풍력에 의해 회전을 하게 된다.
그리고 상기와 같이 회전날개 부위(3b)에 정방향 회전력을 가한 바람(W1, W2)은 충분히 멀리 이격된 상기 균형유지판재(40)에 의해 영향을 받지 않고 원활한 흐름을 유지하게 된다.
도 8은 상기한 도 7에서 풍향이 바뀐 상태에서의 풍력증폭 및 역저항 제거장치(1)의 작동을 예시한 것으로서, 풍향의 변화에 따라 풍력증폭 및 역저항 제거장치(1)가 다시 풍향과 평행한 위치로 회전되었으며, 상술한 것과 동일하게 역방향 회전하는 회전날개 부위로 바람이 입사되는 것을 차단하는 작동을 하게 된다.
그리고 이와 같은 작동을 통해 본 발명에 따른 풍력증폭 및 역저항 제거장치(1)는 풍향의 변화에 관계없이 일정하게 역방향 회전저항을 최소화하면서 정방향 회전동력을 최대화시킴으로써 바람이 가진 에너지를 효율적으로 기계적 에너지로 변환시킬 수 있음을 알 수 있다.
이상으로 본 발명을 설명하였는데, 본 발명의 기술적 범위는 상술한 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것은 아니며, 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 수정 또는 변경된 등가의 구성은 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 것이라 할 것이다.

Claims (6)

  1. 회전날개가 결합된 수직회전축의 회전력에 의해 전기를 생성하는 수직형 풍력발전장치에 있어서,
    상기 수직회전축에 회전 가능하게 설치되어 풍향에 따라 자유 회전되며, 풍향에 역방향 회전하는 상기 회전날개 부위쪽으로 바람이 입사되는 것을 차단하여 상기 수직회전축에 풍력에 의한 정방향 회전력만이 가해지도록 하는 것을 특징으로 하는 수직형 풍력발전용 풍력증폭 및 역저항 제거장치
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 수직형 풍력발전용 풍력증폭 및 역저항 제거장치는,
    상기 수직회전축에 자유 회전 가능하게 동축상에 결합되며, 상기 수직회전축의 양쪽으로 상기 회전날개의 회전반경보다 길게 연장되는 수평지지대;
    상기 수평지지대의 후단에 형성되어 풍향의 변화에 따라 상기 수평지지대를 자유 회전시켜 위치를 조정해주는 풍향판재; 및
    상기 수평지지대의 전단에서 일정한 각도로 경사지게 연장되어 풍향에 역방향 회전하는 회전날개 부위쪽으로 바람이 입사되는 것을 차단하는 차풍판재;를 포함하여
    상기 수직회전축에 풍력에 의한 정방향 회전력만이 가해지도록 하는 것을 특징으로 하는 수직형 풍력발전용 풍력증폭 및 역저항 제거장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 풍향판재의 후단에서 상기 차풍판재와 대칭으로 경사지게 연장되는 균형유지판재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 풍력발전용 풍력증폭 및 역저항 제거장치.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 차풍판재와 상기 풍향판재에 양단이 결합되면서 풍향에 역방향 회전하는 회전날개 부위쪽을 그 내부에 수용 밀폐시켜 상기 회전날개 부위쪽으로 바람이 입사되는 것을 차단하는 차풍통체;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 풍력발전용 풍력증폭 및 역저항 제거장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 차풍통체는 반원통의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 수직형 풍력발전용 풍력증폭 및 역저항 제거장치.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 차풍판재는 상기 수평지지대의 전단에서 풍향에 역방향 회전하는 회전날개 부위쪽으로 45° 경사지게 연장되는 것을 특징으로 하는 수직형 풍력발전용 풍력증폭 및 역저항 제거장치.
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