WO2012046909A1 - 고리형 날개가 구비된 풍력발전장치 - Google Patents

고리형 날개가 구비된 풍력발전장치 Download PDF

Info

Publication number
WO2012046909A1
WO2012046909A1 PCT/KR2010/007399 KR2010007399W WO2012046909A1 WO 2012046909 A1 WO2012046909 A1 WO 2012046909A1 KR 2010007399 W KR2010007399 W KR 2010007399W WO 2012046909 A1 WO2012046909 A1 WO 2012046909A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
wind
wing
propeller
blowing
casing
Prior art date
Application number
PCT/KR2010/007399
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
이선홍
Original Assignee
주식회사 삼정이앤더블유
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 삼정이앤더블유 filed Critical 주식회사 삼정이앤더블유
Publication of WO2012046909A1 publication Critical patent/WO2012046909A1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/06—Rotors
    • F03D3/061—Rotors characterised by their aerodynamic shape, e.g. aerofoil profiles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/005—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  the axis being vertical
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/20—Rotors
    • F05B2240/21—Rotors for wind turbines
    • F05B2240/211—Rotors for wind turbines with vertical axis
    • F05B2240/216—Rotors for wind turbines with vertical axis of the anemometer type
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction

Definitions

  • the present invention relates to a wind power generator having an annular wing, and more particularly, it can be converted into rotational force regardless of the wind blowing direction to generate power and minimize the increase in the size of the wing even in the increase of various output specifications It relates to a wind turbine with a ring that can be.
  • the electricity necessary for life is produced through various power generation methods using thermal power, hydroelectric power, nuclear power, wind power and solar energy.
  • wind power is considered to be the most efficient in terms of cost and performance, and since wind power generation does not require transportation of energy sources for electricity production after the installation of power generation facilities in the early stage, such as mountain wallpaper or island area, It is also recognized as a development method suitable for inaccessible areas.
  • a large blade rotating at low speed induces power generation by rotating the rotor of the generator at high speed through a speed increaser. If they do not receive enough wind, they will not be able to self-start in the early stage, so they will not be able to self-generate without the assistance of external artificial auxiliary power generation, so they can only operate in limited conditions, especially because of the intermittent nature of the wind. There was a problem of using a large blade to receive a large amount of wind for point and sufficient wind power.
  • the blade used in the conventional wind power generation system is designed to rotate only in response to the wind blowing from the front thereof, the blade does not correspond to the wind blowing from the rear or up and down directions or has a relatively small amount of rotation. There was a problem.
  • the wind power generation system as described above merely serves to generate electricity by the wind, and merely forms a monotonous form that does not provide advertisements or separate aesthetics to users or ordinary people.
  • An object of the present invention for solving the problems as described above can be converted into rotational force regardless of the direction of the wind to generate the same power, and to increase the size of the wing can be minimized in various output specifications increase,
  • An object of the present invention is to provide a wind turbine with an annular wing that can achieve advertising and visual effects.
  • a propeller for receiving a blowing wind to obtain a rotational force;
  • a rotating shaft mounted to the propeller to transmit rotational force;
  • a casing disposed at a lower portion so that the rotating shaft penetrates, a rotor rotatably installed in the casing and coupled to the rotating shaft, and fixedly installed in the casing and acting with the rotor to produce electricity.
  • the wind turbine generator comprising: a generator comprising a stator, wherein the propeller includes at least two annular blades that rotate in response to wind blowing from all directions in up, down, left, and right directions, and the ring disposed at both sides.
  • the blades are connected to each other and coupled to the upper portion of the rotating shaft, characterized in that consisting of a horizontal blade to help the rotation of the propeller against the blowing wind,
  • a propeller for receiving a blowing wind to obtain a rotational force;
  • a rotating shaft mounted to the propeller to transmit rotational force;
  • a casing disposed at a lower portion so that the rotating shaft penetrates, a rotor rotatably installed in the casing, and coupled to the rotating shaft, and fixedly installed in the casing and acting with the rotor to produce electricity.
  • the wind turbine generator comprising: a generator including a stator, wherein the propeller includes an annular wing that rotates in response to winds blown from all directions in up, down, left, and right directions, and the same degree as that of the annular wing.
  • the radius of one side of the annular wing according to the embodiments of the present invention is smaller than the radius of the other side is narrow inlet portion and the outlet portion is made of a wide shape.
  • the cross section of the annular wing according to the embodiments of the present invention is formed in a streamline shape of the airfoil shape of the front edge is rounded and the back edge is sharp.
  • the ball-shaped wing according to an embodiment of the present invention is made of a part or all transparent material and the light emitting body is inserted therein.
  • the ball-shaped wing according to an embodiment of the present invention is displayed advertising content.
  • the force is increased by the lifting force generated by the circular annular blades to increase the power generation efficiency and durability due to friction reduction by reducing the pressing force load on the lower side.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a wind turbine with a ring wing according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a view showing a cross section of the annular wing of the wind turbine.
  • Figure 3 is a perspective view showing a wind turbine with a plurality of annular wings.
  • Figure 4 is a perspective view showing a wind turbine with a ring wing in accordance with another embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a perspective view showing a state in which the light emitting body is provided on the ball-shaped wing of the wind turbine.
  • Figure 6 is a perspective view of a wind turbine with a plurality of annular wings and ball-shaped wings.
  • the wind turbine generator with an annular wing is composed of a propeller 10, a rotating shaft 20 and the generator 30, the propeller ( 10 consists of an annular wing 12 and a horizontal blade 14.
  • the propeller 10 is to be mounted on a power generator to use a conventional wind power, serves to obtain a rotational force according to the speed of the wind to move and receive the blowing wind.
  • the propeller 10 is composed of an annular wing 12, which serves as a main force of rotational force, and a horizontal blade 14, which serves as an auxiliary role, as described above.
  • the annular wing 12 is rotated in response to the wind blowing in all directions (up and down, left and right) consisting of one (see Figure 1) or a plurality (see Figure 3) to make a pair of two.
  • the annular wing 12 is rotated even if the wind blowing from any side of the inside and outside thereof.
  • annular wing 12 In order for the annular wing 12 to receive the wind blowing from all directions as described above, its cross section is made of the airfoil type of the wind turbine blades that take the wing shape of the aircraft.
  • the cross section of the annular wing 12 that rotates at high speed to make the front edge 12-1 is round and the rear edge 12-2 is made of a streamlined airfoil shape pointed.
  • the annular wing 12 in the form as described above, it can have a vertical wind power of the compact type, can be rotated irrespective of the direction of the wind from which side the wind from the nature, the conventional Different from other small wind power, it is possible to have a characteristic that can be converted to the rotational force by using any of the wind blowing from the left and right and up and down directions, unlike the rotation by taking the force of the wind perpendicular to the blade.
  • the radius of one side of the annular wing 12 is smaller than the radius of the other side to make the inlet is narrow and the outlet is made wide.
  • the cross section of the annular wing 12 according to the lift ratio (change of lift and drag coefficient) using the angle of attack of the airfoil, and thereby the one inlet part is narrow and the other outlet part is kept wide.
  • the opposite blade that resists the direction of the wind, that is, the exit portion (rear 12-2) is formed in the shape of a pointed blade can minimize the resistance of the wind.
  • the force is increased by the lifting force generated by the annular wing 12 to increase the power generation efficiency and durability according to the reduction of friction by reducing the pressing force load on the lower side.
  • the blade shape of the propeller 10 according to the present invention has a circular shape, the increase in the size of the blade as the length of the blade is increased due to the increase in the overall output specification has the advantage of minimizing the length.
  • the horizontal blade 14 connects the pair of annular wings 12 to each other and is coupled to the upper portion of the rotating shaft 20 to help the propeller 10 to rotate against the blowing wind.
  • the horizontal blade 14 helps the rotation of the propeller 10 by the wind blowing from the left and right through the upper and lower planes and the wind blowing from the left and right through the left and right rounded surfaces.
  • the rotating shaft 20 is mounted on the horizontal blade 14 of the propeller 10 serves to transfer the rotational force generated by the wind power to the generator 30.
  • the generator 30 is the same as a conventional one to serve to produce electricity by receiving the rotational force of the propeller 10 and the rotating shaft 20, it is composed of a casing 32, the rotor 34 and the stator 36. .
  • the generator 30 is well known and will be briefly described herein.
  • the casing 32 is disposed below the rotating shaft 20 so as to accommodate the rotor 34, the stator 36, and the like, which generate electricity by wind power.
  • the rotor 34 is rotatably installed in the casing 32 to be coupled to the rotating shaft 20, and rotates at the same time as the rotating shaft 20 rotates so that the rotor 34 is rotated by an electromagnetic action with an opposing stator 36. To be produced.
  • the stator 36 is fixedly installed inside the casing 32 and acts with the rotor 34 to serve to produce electricity.
  • stator 36 is disposed to face the rotor 34 inside the casing 32, and may generate electricity by the rotation of the rotor 34.
  • the produced electricity may be stored in a battery (not shown) electrically connected to the stator 36 or directly supplied to a device consuming electricity by being directly connected to the stator 36.
  • the wind turbine with a ring-shaped blade 12 is composed of a propeller 10, a rotating shaft 20 and a generator 30
  • the propeller 10 is composed of an annular wing 12, a horizontal blade 14 and a ball-shaped wing 16.
  • the annular wing 12 of the propeller 10 is the same as the embodiment as described above, a detailed description thereof will be omitted.
  • annular wing 12 is installed only on one side of the horizontal blade (14).
  • the annular wing 12 has a small cross-section of the vertical type by having its front end 12-1 rounded and a trailing front 12-2 made of a streamlined airfoil shape. It can have the form of wind power generation and can rotate regardless of the wind direction from which side the wind is coming from, and it can have the characteristics that can be converted into rotational force by using the wind blowing from the right, left and up and down directions. have.
  • the radius of one side of the annular wing 12 is smaller than the radius of the other side so that the inlet part is narrow and the outlet part is made wide, and the opposite blade that resists the direction of the wind, that is, the outlet part (backward 12-2 The resistance of the wind can be minimized by making)) in the form of a sharp blade.
  • the ball-shaped wing 16 has the same weight as the ring-shaped wing 12 and is installed opposite to the opposite side of the ring-shaped wing 12 in the horizontal blade 14 so as to be in all directions in the vertical direction. Rotating in response to the blowing wind, it is installed corresponding to the installation number of the annular wing (12).
  • the ball-shaped wing 16 is composed of one (see Figure 4) or a plurality (see Figure 6) according to the specifications and conditions of the wind turbine.
  • the ball-shaped wing 16 is made of a transparent or opaque material, the surface of the embossed or designed letters or patterns, as shown in Figure 5, so that the advertising content can be displayed.
  • the ball-shaped wing 16 is made of a transparent material, as shown in Figure 5, by allowing the light emitting body 18 to be inserted therein to increase the visibility and exterior beauty to obtain advertising and visual effects.
  • the light emitter 18 uses a light source that is illuminated by electricity generated by the generator 30 or stored electricity.
  • the horizontal blade 14 connects the annular wing 12 and the ball-shaped wing 16 with each other and is coupled to the upper portion of the rotation shaft 20 to serve to help the rotation of the propeller 10 by the blowing wind. As it will be described in detail through an embodiment, it will be omitted here.
  • the rotating shaft 20 is mounted on the horizontal blade 14 of the propeller 10 as described in one embodiment serves to transfer the rotational force generated by the wind power to the generator 30.
  • the generator 30 includes a casing 32 disposed below the rotating shaft 20 so as to penetrate therein, and a rotor 34 rotatably installed inside the casing 32 and coupled to the rotating shaft 20. , It is fixed to the inside of the casing 32 and is configured as a stator 36 to be produced by working with the rotor 34 to produce electricity, a detailed description thereof will be described in detail through one embodiment, It will be omitted here.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

본 발명은 바람이 불어오는 방향과 무관하게 회전력으로 전환되어 전력을 발생시킬 수 있고 다양한 출력 사양 증가에 있어서도 날개의 크기 증가를 최소화할 수 있으며, 광고 및 시각적인 효과를 얻을 수 있는 고리형 날개가 구비된 풍력발전장치에 관한 것으로, 불어오는 바람을 받아 회전력을 얻기 위한 프로펠러; 상기 프로펠러에 장착되어 회전력을 전달하는 회전축; 및 상기 회전축이 관통하도록 하부에 배치되는 케이싱과, 상기 케이싱의 내부에 회전가능하게 설치되어서 회전축과 결합되는 회전자와, 상기 케이싱의 내부에 고정되게 설치되고 상기 회전자와 작용되어서 전기가 생산되게 하는 고정자를 포함하는 발전기;를 포함하며, 상기 프로펠러는, 상하 및 좌우의 전방향(全方向)에서 불어오는 바람을 받아 회전하는 고리형 날개 또는 볼형 날개와, 양측 배치된 상기 고리형 날개 또는 볼형 날개를 서로 연결하여 주고 상기 회전축의 상부에 결합되되 불어오는 바람을 맞아 프로펠러의 회전을 돕는 수평 블레이드로 구성된다.

Description

고리형 날개가 구비된 풍력발전장치
본 발명은 고리형 날개가 구비된 풍력발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 바람이 불어오는 방향과 무관하게 회전력으로 전환되어 전력을 발생시킬 수 있고 다양한 출력 사양 증가에 있어서도 날개의 크기 증가를 최소화할 수 있는 고리형 날개가 구비된 풍력발전장치에 관한 것이다.
일반적으로, 생활에 필요한 전기는 화력, 수력, 원자력, 풍력 및 태양 에너지 등을 이용한 여러가지의 발전 방식을 통해서 생산되고 있다.
그러나, 상기와 같은 전기를 얻기 위한 많은 방식이 있음에도 불구하고, 대부분의 전기는 아직까지 가장 오래된 발전 방법인 화석연료를 이용한 화력 발전을 통해서 주로 얻어지고 있다.
따라서, 현재에는 화석 연료를 대체할 에너지원의 개발에 대한 관심이 높아지고 있으며, 그 대체 에너지 중에는 태양 에너지, 바이오 에너지, 풍력 및 조력 등이 많이 거론되고 있다.
특히, 비용 및 성능적인 측면에서 풍력이 가장 효율적인 것으로 판단되고 있으며, 풍력 발전은 초기에 발전 설비만 설치하고 나면 전기 생산을 위한 에너지원의 수송이 필요하지 않기 때문에, 산간 벽지나 섬지역과 같이 외부 접근이 용이하지 못한 지역에 적합한 발전 방식으로도 인식되고 있다.
그러나, 종래의 풍력 발전을 위한 시스템은 저속으로 회전하는 대형의 블레이드(blade)가 증속기를 거쳐 고속으로 발전기의 회전자를 돌려서 발전을 유도하는 방식으로서, 그 문제점으로는 모든 풍력 발전 시스템은 블레이드가 충분한 풍력을 받지 못하면 초기에 자기 기동을 하지 못하므로 외부의 인위적인 보조 발전의 도움 없이는 자가 발전이 어려워서 한정된 조건에서만 작동이 가능하며, 특히 간헐적인 바람의 특성 때문에 풍력 에너지의 이용 효율이 대부분 매우 낮다는 점과 충분한 풍력을 위한 많은 양의 바람을 받기 위해서 큰 블레이드를 사용해야 하는 문제점이 있었다.
그리고, 종래의 풍력발전시스템에 이용된 블레이드는 그 전방에서 불어오는 바람에만 대응하여 회전할 수 있도록 설계되어져 있으므로 후방이나 상하 방향에서 불어오는 바람에는 거의 대응하지 못하거나 상대적으로 작은 회전량을 갖는다는 문제점이 있었다.
아울러, 상기와 같은 풍력발전시스템은 단지 풍력에 의한 전기를 발생시키는 역할만을 할 뿐, 사용자나 일반 사람들에게 광고나 별도의 심미성을 제공하지 못하는 단조로운 형태를 이루고 있을 뿐이었다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 바람이 불어오는 방향과 무관하게 회전력으로 전환되어 동일한 전력을 발생시킬 수 있고, 다양한 출력 사양 증가에 있어서도 날개의 크기 증가를 최소화할 수 있으며, 광고 및 시각적인 효과를 얻을 수 있는 고리형 날개가 구비된 풍력발전장치를 제공하는 데에 있다.
상기와 같은 목적을 성취하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 불어오는 바람을 받아 회전력을 얻기 위한 프로펠러; 상기 프로펠러에 장착되어 회전력을 전달하는 회전축; 및 상기 회전축이 관통하도록 하부에 배치되는 케이싱과, 상기 케이싱의 내부에 회전가능하게 설치되어서 회전축과 결합되는 회전자와, 상기 케이싱의 내부에 고정되게 설치되고 상기 회전자와 작용되어서 전기가 생산되게 하는 고정자를 포함하는 발전기;로 이루어진 풍력발전장치에 있어서, 상기 프로펠러는, 상하 및 좌우의 전방향(全方向)에서 불어오는 바람을 받아 회전하는 적어도 두개 이상의 고리형 날개와, 양측 배치된 상기 고리형 날개를 서로 연결하여 주고 상기 회전축의 상부에 결합되되 불어오는 바람을 맞아 프로펠러의 회전을 돕는 수평 블레이드로 구성되는 것을 특징으로 한다,
본 발명의 다른 실시예에 따른, 불어오는 바람을 받아 회전력을 얻기 위한 프로펠러; 상기 프로펠러에 장착되어 회전력을 전달하는 회전축; 및 상기 회전축이 관통하도록 하부에 배치되는 케이싱과, 상기 케이싱의 내부에 회전가능하게 설치되어서 회전축과 결합되는 회전자와, 상기 케이싱의 내부에 고정되게 설치되고 상기 회전자와 작용되어서 전기가 생산되게 하는 고정자를 포함하는 발전기;로 이루어진 풍력발전장치에 있어서, 상기 프로펠러는, 상하 및 좌우의 전방향(全方向)에서 불어오는 바람을 받아 회전하는 고리형 날개와, 상기 고리형 날개와 동일한 정도의 무게를 가지고 반대편에 설치되어서 상하 및 좌우의 전방향(全方向)에서 불어오는 바람을 받아 회전하는 볼형 날개와, 상기 고리형 날개와 상기 볼형 날개를 서로 연결하여 주고 상기 회전축의 상부에 결합되되 불어오는 바람을 맞아 프로펠러의 회전을 돕는 수평 블레이드로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예들에 따른 상기 고리형 날개의 일측의 반경은 타측의 반경보다 작아 입구부는 좁고 출구부는 넓은 형태로 이루어진다.
본 발명의 실시예들에 따른 상기 고리형 날개의 단면은 앞전이 둥글고 뒷전이 뾰족한 에어포일 형상의 유선형으로 이루어진다.
본 발명의 실시예에 따른 상기 볼형 날개는 일부 또는 전부가 투명한 소재로 이루어지며 내부에 발광체가 삽입된다.
본 발명의 실시예에 따른 상기 볼형 날개는 광고 내용이 표시된다.
상기와 같은 본 발명의 실시예들에 의한 고리형 날개가 구비된 풍력발전장치를 이용하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
첫째, 원형의 고리형 날개에 의한 양력 발생으로 힘이 상승하는 작용을 함으로써 하부 측에 대한 누름력 부하의 경감으로 마찰 감소에 따른 전력발생 효율 및 내구성을 상승시킬 수 있게 된다.
둘째, 고리형 날개의 입구부는 좁고 출구부는 넓은 형태를 유지하게 하고 바람의 방향에 저항하는 반대편 블레이드는 뾰족한 블레이드 형태로 함으로써 바람의 저항을 최소화하는 것이 가능하다.
셋째, 날개의 형태를 원형으로 이루어지게 함으로써 사양 증가 등에 따른 날개의 크기 증가를 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 그를 지탱하는 수평 블레이드 및 회전축의 크기 증가를 최소화할 수 있어 장치를 최적화시킬 수 있게 한다.
넷째, 볼형 날개 내에 발광체를 삽입함으로써 광고 및 시각적인 효과를 얻을 수 있으며, 디자인의 심플함으로 인해 설치 위치 및 장소에 구애를 적게 받게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고리형 날개가 구비된 풍력발전장치를 보인 사시도.
도 2는 상기 풍력발전장치의 고리형 날개 단면을 보인 도면.
도 3은 다수 개의 고리형 날개가 구비된 풍력발전장치를 보인 사시도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고리형 날개가 구비된 풍력발전장치를 보인 사시도.
도 5는 상기 풍력발전장치의 볼형 날개에 발광체가 구비된 상태를 보인 사시도.
도 6은 다수 개의 고리형 날개 및 볼형 날개가 구비된 풍력발전장치를 보인 사시도.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 첨부된 도면들을 참고로 하여 설명한다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 고리형 날개가 구비된 풍력발전장치는 프로펠러(10), 회전축(20) 및 발전기(30)로 구성되되, 상기 프로펠러(10)는 고리형 날개(12)와 수평 블레이드(14)로 구성된다.
상기 프로펠러(10)는 통상적인 풍력을 이용하고자 하는 발전장치에 장착되는 것으로서, 불어오는 바람을 받고 이동되는 바람의 속도에 따른 회전력을 얻기 위한 역할을 한다.
상기 프로펠러(10)는 상술된 바와 같이 회전력의 주된 역할을 하는 고리형 날개(12)와 보조 역할을 하는 수평 블레이드(14)로 구성된다.
상기 고리형 날개(12)는 두 개가 한 쌍이 되게 한 개(도 1 참조) 또는 다수 개(도 3 참조)로 이루어져서 상하 및 좌우의 전방향(全方向)에서 불어오는 바람을 받아 회전한다.
즉, 상기 고리형 날개(12)는 그의 내외부의 어느 면에서 불어오는 바람을 맞더라도 회전을 하게 된다.
상기 고리형 날개(12)가 상기와 같이 전방향에서 불어오는 바람을 받게 하기 위해서는, 그의 단면은 항공기의 날개 형상을 딴 풍력터빈 블레이드의 에어포일 타입으로 이루어지게 한다.
즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 고속 회전하는 상기 고리형 날개(12)의 단면은 앞전(12-1)이 둥글고 뒷전(12-2)이 뾰족한 에어포일 형상의 유선형으로 이루어지게 한다.
따라서, 상기와 같은 형태로 고리형 날개(12)를 구성함으로써, 수직형 타입의 소형 풍력발전 형태를 가질 수 있고, 특성상 어느 쪽에서 바람이 불어오든 바람의 방향에 관계없이 회전할 수 있으며, 종래의 다른 소형 풍력과 차별되는 특성으로서 블레이드와 수직한 바람의 힘을 취하여 회전하는 것과는 달리 좌우 및 상하의 전방향에서 불어오는 바람 어느 것을 이용하더라도 회전력으로 전환할 수 있는 특성을 가지게 할 수 있다.
또한, 상기 고리형 날개(12)의 일측의 반경은 타측의 반경보다 작아 입구부는 좁고 출구부는 넓은 형태로 이루어지게 한다.
즉, 상기 고리형 날개(12)의 단면을 에어포일의 받음각을 이용하여 양항비(양력 및 항력계수 변화)에 따라 설정함으로써, 그리고 이로 인하여 일측인 입구부는 좁고 타측인 출구부는 넓은 형태를 유지함으로써 바람의 방향에 저항하는 반대편 블레이드, 즉 출구부(뒷전(12-2))가 뾰족한 블레이드 형태로 이루어져 바람의 저항을 최소화할 수 있다.
그리고, 고리형 날개(12)에 의한 양력 발생으로 힘이 상승하는 작용을 함으로써 하부 측에 대한 누름력 부하의 경감으로 마찰 감소에 따른 전력발생 효율 및 내구성을 상승시킬 수 있게 된다.
상기 고리형 날개(12)가 회전하고 있는 상태에서 바람이 추가로 불 경우에는 에어포일의 특성에 의해서 가속 회전하는 효과로 인해 풍력의 효율을 증가시킬 수 있게 된다.
아울러, 본 발명에 따른 프로펠러(10)의 블레이드 형태가 원형으로 이루어져 있어 전체 출력 사양 증가로 블레이드의 길이가 길어짐에 따른 블레이드의 크기 증가는 최소화되어 길이를 최소화할 수 있는 장점을 가진다.
상기 수평 블레이드(14)는 한 쌍의 고리형 날개(12)를 서로 연결하여 주며 회전축(20)의 상부에 결합되되 불어오는 바람을 맞아 프로펠러(10)의 회전을 돕는다.
즉, 상기 수평 블레이드(14)는 상하의 평면을 통해서 상하에서 불어오는 바람을 맞고 좌우의 둥근면을 통해서 좌우에서 불어오는 바람을 맞아 프로펠러(10)의 회전을 돕는다.
상기 회전축(20)은 프로펠러(10)의 수평 블레이드(14)에 장착되어 풍력에 의해 발생된 회전력을 발전기(30)로 전달하는 역할을 한다.
상기 발전기(30)는 통상적인 것과 동일한 것으로서 프로펠러(10) 및 회전축(20)의 회전력을 받아 전기를 생산하는 역할을 하며, 케이싱(32), 회전자(34) 및 고정자(36)로 구성된다.
상기 발전기(30)는 널리 공지된 것으로서 여기서는 간략하게 설명하기로 한다.
상기 케이싱(32)은 회전축(20)이 관통하도록 하부에 배치되며 풍력에 의한 전기를 발생시키는 회전자(34)와 고정자(36) 등을 수용한다.
상기 회전자(34)는 케이싱(32)의 내부에 회전가능하게 설치되어서 회전축(20)과 결합되며, 회전축(20)이 회전함에 따라서 동시에 회전하여 대향되는 고정자(36)와의 전자기 작용에 의해 전기가 생산되게 한다.
상기 고정자(36)는 케이싱(32)의 내부에 고정되게 설치되고 상기 회전자(34)와 작용되어서 전기가 생산되게 하는 역할을 한다.
즉, 상기 고정자(36)는 케이싱(32)의 내측에서 회전자(34)에 대해 대향되도록 배치되며, 회전자(34)의 회전에 의해서 전기를 생산할 수 있다.
상기의 생산된 전기는 고정자(36)에 전기적으로 연결된 배터리(미도시)에 축전되거나 고정자(36)와 직접 전기적으로 연결되어 전기를 소모하는 장치에 직접 공급될 수도 있다.
다음, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 고리형 날개(12)가 구비된 풍력발전장치는 프로펠러(10), 회전축(20) 및 발전기(30)로 구성되되, 상기 프로펠러(10)는 고리형 날개(12), 수평 블레이드(14) 및 볼형 날개(16)로 구성된다.
상기 프로펠러(10)의 고리형 날개(12)는 상술된 바와 같은 일 실시예와 동일한 것으로, 그에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
단, 여기서는 상기 고리형 날개(12)가 수평 블레이드(14)의 일측에만 설치된다.
상기 고리형 날개(12)는 도면들에 도시된 바와 같이, 그의 단면을 앞전(12-1)이 둥글고 뒷전(12-2)이 뾰족한 에어포일 형상의 유선형으로 이루어지게 함으로써, 수직형 타입의 소형 풍력발전 형태를 가질 수 있고, 특성상 어느 쪽에서 바람이 불어오든 바람의 방향에 관계없이 회전할 수 있으며, 좌우 및 상하의 전방향에서 불어오는 바람 어느 것을 이용하더라도 회전력으로 전환할 수 있는 특성을 가지게 할 수 있다.
그리고, 상기 고리형 날개(12)의 일측의 반경은 타측의 반경보다 작아 입구부는 좁고 출구부는 넓은 형태로 이루어지게 함으로써, 그리고 바람의 방향에 저항하는 반대편 블레이드, 즉 출구부(뒷전(12-2))가 뾰족한 블레이드 형태로 이루어지게 함으로써 바람의 저항을 최소화할 수 있다.
상기 볼형 날개(16)는 고리형 날개(12)와 동일한 정도의 무게를 가지고 수평 블레이드(14)에서 고리형 날개(12)의 반대측에 대향되게 설치되어서 상하 및 좌우의 전방향(全方向)에서 불어오는 바람을 받아 회전하며, 고리형 날개(12)의 설치 숫자에 대응하여 설치된다.
즉, 상기 볼형 날개(16)는 풍력발전장치의 사양 및 여건에 따라 한 개(도 4 참조) 또는 다수 개(도 6 참조)로 이루어진다.
상기 볼형 날개(16)는 투명이나 불투명 재질로 이루어지게 하며, 그의 표면에는 도 5에 도시된 바와 같이 글자나 문양을 양각 또는 도안하여 광고 내용이 표시될 수 있게 한다.
특히, 상기 볼형 날개(16)가 투명한 소재로 이루어질 때는, 도 5에 도시된 바와 같이, 내부에 발광체(18)가 삽입되게 함으로써 가시성과 외장미를 높여 광고 및 시각적 효과를 얻을 수 있게 하였다.
상기 발광체(18)는 발전기(30)에 의해 발전된 전기 또는 축전된 전기에 의해 조명되는 광원을 이용한다.
상기 수평 블레이드(14)는 고리형 날개(12)와 볼형 날개(16)를 서로 연결하여 주며 상기 회전축(20)의 상부에 결합되되 불어오는 바람을 맞아 프로펠러(10)의 회전을 돕는 역할을 하는 것으로, 이에 대한 구체적인 설명은 일 실시예를 통해 상세히 설명된 바, 여기서는 생략하기로 한다.
상기 회전축(20)은 일 실시예에서 설명된 바와 같이 프로펠러(10)의 수평 블레이드(14)에 장착되어 풍력에 의해 발생된 회전력을 발전기(30)로 전달하는 역할을 한다.
상기 발전기(30)는, 회전축(20)이 관통하도록 하부에 배치되는 케이싱(32)과, 상기 케이싱(32)의 내부에 회전가능하게 설치되어서 회전축(20)과 결합되는 회전자(34)와, 상기 케이싱(32)의 내부에 고정되게 설치되고 회전자(34)와 작용되어서 전기가 생산되게 하는 고정자(36)로 구성되는 것으로서, 이에 대한 구체적인 설명은 일 실시예를 통해 상세히 설명된 바, 여기서는 생략하기로 한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에서 청구된 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

Claims (7)

  1. 불어오는 바람을 받아 회전력을 얻기 위한 프로펠러(10); 상기 프로펠러(10)에 장착되어 회전력을 전달하는 회전축(20); 및 상기 회전축(20)이 관통하도록 하부에 배치되는 케이싱(32)과, 상기 케이싱(32)의 내부에 회전가능하게 설치되어서 회전축(20)과 결합되는 회전자(34)와, 상기 케이싱(32)의 내부에 고정되게 설치되고 상기 회전자(34)와 결합되어서 전기가 생산되게 하는 고정자(36)를 포함하는 발전기(30);로 이루어진 풍력발전장치에 있어서,
    상기 프로펠러(10)는,
    상하 및 좌우의 전방향(全方向)에서 불어오는 바람을 받아 회전하는 적어도 두개 이상의 고리형 날개(12)와,
    양측 배치된 상기 고리형 날개(12)들을 서로 연결하여 주고 상기 회전축(20)의 상부에 결합되되 불어오는 바람을 맞아 프로펠러(10)의 회전을 돕는 수평 블레이드(14)로 구성되는 것을 특징으로 하는 고리형 날개가 구비된 풍력발전장치.
  2. 불어오는 바람을 받아 회전력을 얻기 위한 프로펠러(10); 상기 프로펠러(10)에 장착되어 회전력을 전달하는 회전축(20); 및 상기 회전축(20)이 관통하도록 하부에 배치되는 케이싱(32)과, 상기 케이싱(32)의 내부에 회전가능하게 설치되어서 회전축(20)과 결합되는 회전자(34)와, 상기 케이싱(32)의 내부에 고정되게 설치되고 상기 회전자(34)와 결합되어서 전기가 생산되게 하는 고정자(36)를 포함하는 발전기(30);로 이루어진 풍력발전장치에 있어서,
    상기 프로펠러(10)는,
    상하 및 좌우의 전방향(全方向)에서 불어오는 바람을 받아 회전하는 고리형 날개(12)와,
    상기 고리형 날개(12)와 동일한 정도의 무게를 가지고 반대편에 설치되어서 상하 및 좌우의 전방향(全方向)에서 불어오는 바람을 받아 회전하는 볼형 날개(16)와,
    상기 고리형 날개(12)와 상기 볼형 날개(16)를 서로 연결하여 주고 상기 회전축(20)의 상부에 결합되되 불어오는 바람을 맞아 프로펠러(10)의 회전을 돕는 수평 블레이드(14)로 구성되는 것을 특징으로 하는 고리형 날개가 구비된 풍력발전장치.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 고리형 날개(12)의 일측의 반경은 타측의 반경보다 작아 입구부는 좁고 출구부는 넓은 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고리형 날개가 구비된 풍력발전장치.
  4. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 고리형 날개(12)의 단면은 앞전(12-1)이 둥글고 뒷전(12-2)이 뾰족한 에어포일 형상의 유선형으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고리형 날개가 구비된 풍력발전장치.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 볼형 날개(16)는 일부 또는 전부가 투명한 소재로 이루어지며 내부에 발광체(18)가 삽입되는 것을 특징으로 하는 고리형 날개가 구비된 풍력발전장치.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 발광체(18)는 발전기(30)에 의해 발전되는 전기 또는 축전된 전기에 의해 조명되는 광원인 것을 특징으로 하는 고리형 날개가 구비된 풍력발전장치.
  7. 청구항 2에 있어서,
    상기 볼형 날개(16)는 광고 내용이 표시되는 것을 특징으로 하는 고리형 날개가 구비된 풍력발전장치.
PCT/KR2010/007399 2010-10-04 2010-10-27 고리형 날개가 구비된 풍력발전장치 WO2012046909A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2010-0096370 2010-10-04
KR1020100096370A KR101079773B1 (ko) 2010-10-04 2010-10-04 고리형 날개가 구비된 풍력발전장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012046909A1 true WO2012046909A1 (ko) 2012-04-12

Family

ID=45397120

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2010/007399 WO2012046909A1 (ko) 2010-10-04 2010-10-27 고리형 날개가 구비된 풍력발전장치

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101079773B1 (ko)
WO (1) WO2012046909A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104242722A (zh) * 2013-06-07 2014-12-24 纳米新能源（唐山）有限责任公司 风力发电系统

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102485675B1 (ko) 2021-12-31 2023-01-05 손창희 발전터빈의 효율 개선장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0712045A (ja) * 1993-06-28 1995-01-17 Michiaki Tsutsumi 高層タワーに積層搭載用の垂直軸風車
JP2000009018A (ja) * 1998-06-25 2000-01-11 Genichi Uesaki 全方向性風車
KR20020005524A (ko) * 2001-10-10 2002-01-17 손길홍 통풍홈을 가진 반관형 수직축 풍력회전날개
KR20020045599A (ko) * 2002-05-30 2002-06-19 손길홍 통풍홈을 가진 속이 빈 반원반 형상 수직축 풍력회전날개

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100939331B1 (ko) 2008-01-25 2010-01-28 황기호 수직형 풍력발전기

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0712045A (ja) * 1993-06-28 1995-01-17 Michiaki Tsutsumi 高層タワーに積層搭載用の垂直軸風車
JP2000009018A (ja) * 1998-06-25 2000-01-11 Genichi Uesaki 全方向性風車
KR20020005524A (ko) * 2001-10-10 2002-01-17 손길홍 통풍홈을 가진 반관형 수직축 풍력회전날개
KR20020045599A (ko) * 2002-05-30 2002-06-19 손길홍 통풍홈을 가진 속이 빈 반원반 형상 수직축 풍력회전날개

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104242722A (zh) * 2013-06-07 2014-12-24 纳米新能源（唐山）有限责任公司 风力发电系统

Also Published As

Publication number Publication date
KR101079773B1 (ko) 2011-11-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DK2334931T3 (en) WIND-DRIVED DEVICE WITH CONTROLLATIVE WINGS
EP3059443A1 (en) Wind power generation device
US8253266B2 (en) Skyscraper with integrated wind turbines
WO2013095033A1 (ko) 나셀 펜스를 갖는 풍력발전기
WO2010134690A2 (ko) 수직축 풍차용 회전 조립체
CN202143004U (zh) 空中发电系统
WO2012002607A1 (ko) 풍·조력 발전선
CN207437267U (zh) 一种基于双重锁定的输电电网能够自动保护的风力发电机
CN202510290U (zh) 风车风力发电机
WO2012046909A1 (ko) 고리형 날개가 구비된 풍력발전장치
CN100422491C (zh) 风能太阳能互补发电观光塔
WO2015093641A1 (ko) 풍력 발전 유니트 및 수직 적층형 풍력 발전 시스템
CN112283016B (zh) 一种风力发电装置
CN108150356A (zh) 一种风力发电设备
WO2010077035A2 (ko) 수직형 풍력발전용 풍력증폭 및 역저항 제거장치
WO2018199583A1 (ko) 전기 자동차에 장착되는 양력을 이용한 풍력 발전 장치
WO2021261792A1 (ko) 일체형 회전체의 고출력 발전 와류풍차장치
CN210239912U (zh) 一种风力发电机塔架
CN108094398A (zh) 驱鸟器
CN202056002U (zh) 一种新型风力发电机
WO2018038480A1 (ko) 수차 및 이를 포함하는 조류 발전장치
CN205936966U (zh) 叶片自旋转垂直轴风力发电机
CN103437961B (zh) 一种垂直轴风力发电机
CN213275654U (zh) 一种新能源风能发电用夜视风向标
CN201021652Y (zh) 一种发电风动机用螺旋风轮

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10858185

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 10858185

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1