WO2013005870A1 - 편익 회전 날개형 수직축 풍력 발전기 - Google Patents

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WO2013005870A1
WO2013005870A1 PCT/KR2011/004860 KR2011004860W WO2013005870A1 WO 2013005870 A1 WO2013005870 A1 WO 2013005870A1 KR 2011004860 W KR2011004860 W KR 2011004860W WO 2013005870 A1 WO2013005870 A1 WO 2013005870A1
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wind
rotation
blade
support
convenience
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Inventor
정을용
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Jeong Eul Yong
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    • 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
    • F03D3/062—Rotors characterised by their construction elements
    • F03D3/066—Rotors characterised by their construction elements the wind engaging parts being movable relative to the rotor
    • F03D3/067—Cyclic movements
    • 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, and more particularly, to a vertical axis wind power generator having a convenience rotary blade capable of performing high-efficiency power generation by minimizing wind resistance by using a plurality of rotary blades and an anti-rotation stopper. .
  • wind power is a device that obtains electricity by operating a generator through a power transmission device to rotate the rotation of the blades to receive the wind.
  • the wing structure used in such a wind generator has various forms and is largely divided into a vertical type and a horizontal type according to the direction of the rotation axis of the wing. Wings such as horizontal wind generators have a lot of disadvantages because of the loss of wind because the blades are pushed and rotated as the wind passes on the slope, and there must be a Yawing device that rotates to find the direction of the wind.
  • the wing of the structure like the vertical axis wind power generator rotates in the direction of the wind due to the resistance of the wind based on the rotational center axis, and the direction opposite to the center axis rotates in the opposite direction of the wind direction.
  • the biggest problem is losing the rotational force of the wing.
  • a strong wind such as a typhoon blows
  • the present invention has been derived to solve the above problems of the prior art, the wing of the vertical wind generator to solve the structural problem of losing the rotational force rotated under the force of the wind is the biggest problem of the vertical generator wind
  • the wing that rotates in the forward direction of the wind generates the rotational force by maximizing the force of the wind
  • the wing opposite the central axis has a number of rotatable blades that allow the wind to pass through the wing to minimize the resistance when rotating in the opposite direction of the wind. It is configured to maximize the efficiency of wind power by wind, and it is stable by strong wind open part of the rotor blades by controlling the quantity of the whole wing which is affected by wind.
  • the drive gear and the driven gear connected to the vertical center axis and the vertical center axis that is rotatable vertically supported by bearing support of the upper and lower pedestals Power generation system that produces electricity by rotating the generator at high speed using the gear ratio of
  • the circumferential reinforcement is installed on the outer circumference connecting the left and right fixed supports to form a plurality of fixed support pairs of upper and lower pairs connected radially from the vertical central axis and the fixed support, and the fixed support and the circumference. It is installed on the support connector and the support connector for connecting the reinforcement and installed on the support connector has a rotary shaft that rotates according to the wind direction and the fixed support is installed on the fixed support can move along the fixed support within and outside the rotation radius of the convenience rotary blade An anti-rotation stopper that prevents rotation when the rotor blade rotates in the wind direction, and is installed in connection with the anti-rotation stopper and the vertical central axis or the fixed part to move the anti-rotation stopper into and out of the rotation radius of the convenience rotor blade.
  • Anti-rotation stopper by installing the wind in the direction of Convenience rotor blades located on the back of the blade rotor blades do not rotate and transmit the force of the wind to the fixed support to rotate the vertical axis of the vertical axis generator to rotate the drive gear, driven gear and generator connected to the vertical axis to produce electricity
  • the anti-rotation stopper is located in front of the rotor blade of convenience and the rotor blade of the convenience rotor minimizes wind resistance along the direction of the wind. It is achieved by a wind power unit, which rotates itself to a position, thereby maximizing the efficiency of the generator by converting the force of the wind into the rotational force without loss as much as possible.
  • the present invention can be rotated irrespective of wind blowing in any direction, which is an advantage of the vertical axis wind power generator, by using a benefit rotor blade and a blade anti-rotation stopper. Not only can it be greatly improved, but various electric control devices can be used to produce a constant power regardless of wind direction and intensity.In case of excessive winds such as typhoons and gusts, some or all of the convenience rotor blades can be rotated to prevent rotation. It is effective in making wind generators that can maintain mechanical stability to prevent the damage from typhoons and the speed maintenance of the generator by not being affected by the
  • FIG. 1 is an assembled perspective view of a vertical rotary wind turbine wind turbine blade type according to the invention.
  • FIG. 2 is a front elevational view of the assembly of a rotary vane type wind turbine according to the present invention.
  • Figure 3 is an illustration of the normal operating conditions of the vertical rotary wind turbine wind turbine blade type benefits in accordance with the present invention.
  • Figure 4 is an illustration of strong wind driving conditions of the wind turbine blade type vertical axis benefit according to the present invention.
  • Figure 5 is an exemplary view of the typhoon operation conditions of the vertical rotary wind turbine wind turbine blade type according to the present invention.
  • Figure 6 is an exploded view of the wing portion of a vertical wind turbine blade type rotor blade convenience according to the present invention.
  • FIG. 7 is an exploded view of the rear portion of the vertical rotor blade type wind turbine according to the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a vertical axis wind power generator according to a first embodiment of the present invention
  • Figures 3, 4 and 5 are the operating state of the vertical axis wind power generator according to the first embodiment of the present invention, respectively It is a figure which shows.
  • the upper and lower pedestals 100 which are fixed to the ground and are provided with upper and lower bearings to support rotation of the vertical center axis of the wind generator, and the lower pedestals.
  • a vertical center shaft 10 protruded vertically and rotated with the support of the bearings of the bearing and the upper pedestal; a drive gear 120 having a large structure installed and rotated on one side of the vertical center shaft;
  • a plurality of pairs of fixed support pairs a support connector 40 positioned at the end of the fixed support and connecting the fixed support, the circumferential reinforcing rod and the benefit rotary blade: Convenience rotary blade 50 and the blade is formed from one side of the rotary shaft 50-1 so as to rotate in the wind direction under the support of the upper and lower bearings (50-2) and: the fixed support (20) Is
  • the rotary blade rotation preventing stopper 60 is located in front of the convenience rotary blade 50
  • Rotating blade 50 is achieved by the wind power generation device, characterized in that to rotate itself to a position that minimizes the resistance of the wind according to the direction of the wind to maximize the efficiency of the generator by converting the wind force into the rotational force without loss as much as possible do.
  • 3, 4, and 5 illustrate an example of the use of the rotary vane vertical shaft wind power generator, which can be used in various forms in actual use, but in the present specification, six rotary vanes are used as an example. For example, strong wind conditions and typhoon conditions are taken as examples.

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Abstract

본 발명은 자연적으로 발생하는 바람을 동력원으로 이용하여 전력을 얻는 편익 회전 날개형 수직축 풍력 발전기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수직 중심축에 방사선상으로 설치된 다수개의 편익 회전 날개가 바람에 의해 회전하려는 힘을 회전 날개 회전 방지 스토퍼를 이용하여 기계적으로 고정지지대에 전달하여 수직 중심축을 회전시키며 이에 연결 설치된 대형 구동기어와 이에 일정 기어비로 맞물린 소형 피동기어 및 발전기를 고속 회전 시킴으로 고효율의 전력을 제공함에 있다. 따라서 본 발명은 수직축 풍력 발전기의 장점인 어느 방향의 바람이 불어도 관계없이 회전이 가능할 뿐 아니라, 가장 큰 단점인 역 방향의 바람의 저항을 최소화하여 발전 효율을 크게 향상시킬수 있을뿐 아니라 태풍 및 돌풍 등의 과도한 바람시에는 파손 등을 방지하는 기계적인 안정성을 유지할 수 있는 편익 회전 날개형 수직축 풍력 발전기를 개발하는데 있다.

Description

편익 회전 날개형 수직축 풍력 발전기
본 발명은 풍력발전기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다수개의 편익 회전 날개와 회전 방지 스토퍼를 이용하여 바람의 저항을 최소화 시킴으로써 고효율의 발전을 수행할 수 있는 편익 회전 날개를 가진 수직축 풍력 발전기에 관한 것이다.
일반적으로 풍력발전은 바람을 받아 회전하는 날개의 회전력을 동력전달 장치를 통하여 발전기를 가동시켜 전기를 얻는 장치이다. 이러한 풍력 발전기에 사용되는 날개 구조는 여러 형태를 가지며 크게는 날개의 회전축의 방향에 따라 수직형 과 수평형으로 구분된다. 수평형 풍력 발전기와 같은 구조의 날개는 경사면으로 바람이 지나가면서 날개를 밀어 회전시키기 때문에 바람의 손실량이 많은 단점이 있고 바람의 방향을 찾아 회전하는 Yawing 장치가 있어야한다.
또한 수직축 풍력발전기와 같은 구조의 날개는 회전 중심축을 기준으로 한쪽의 날개는 바람의 영향에 의한 저항을 받아 바람의 진행방향으로 회전을 하고 중심축 반대쪽은 회전 방향이 바람 방향의 역방향으로 회전함에 따라 날개의 회전력을 상실시키는 가장 큰 문제점이 있다. 또한 태풍과 같은 강풍이 부는 경우에는 바람의 속도 변화에 따른 날개의 회전속도를 조절하기 어려운 문제점이 있으며 특히 태풍과 돌풍에 의한 날개의 파손 및 강한 바람에 의한 과도한 회전으로 동력 전달 장치에 손상을 입을 우려가 있는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 수직형 발전기의 가장 큰 문제점인 바람의 힘을 받아 회전하는 회전력을 상실시키는 구조상의 문제점을 해결하고자 수직형 풍력 발전기의 날개가 바람의 정방향으로 회전하는 날개는 바람의 힘을 최대한 받아 회전력을 발생시키고 중심축 맞은편의 날개는 바람의 역방향으로 회전할 시 날개에 바람이 통과하여 저항을 최소화하도록 하는 회전 가능한 다수의 편익 회전 날개들로 구성을 이루어 바람에 의한 풍력의 효율을 최대화시키고, 강한 바람이 불시 편익 회전 날개의 일부를 개방시켜 바람의 영향을 받는 전체 날개의 수량을 조절함으로써 풍속에 의한 영향 없이 항상 일정한 회전속도를 유지함으로 안정적인 발전을 가능하게 하며,
또한 태풍과 같이 과도한 바람이 불시 모든 편익 회전 날개를 개방시킴으로 모든 날개에 바람이 그대로 통과하게 함으로서 바람의 영향을 최소화하여 발전기의 모든 장치를 태풍으로부터 안전하게 보호하는데 그 목적이 있다.
상기 수직축 발전기가 가지고 있는 구조적인 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 과제의 해결수단으로는 상,하 받침대의 베어링 지지를 받아 회전 가능한 수직으로 설치된 수직 중심축과 수직중심축에 연결된 구동기어 및 피동기어의 기어 비를 이용하여 발전기를 고속회전시켜 전기를 생산하는 발전시스템부와
상기 수직 중심축에서 방사선상으로 연결된 상,하 쌍을 이루는 다수의 고정지지대와 상기 고정지지대를 보강하기위해 좌,우의 고정지지대를 연결하는 외곽 원주상으로 원주 보강대를 설치하고 상기 고정지지대와 상기 원주 보강대를 연결하는 지지대 연결구를 설치하고 상기 지지대 연결구에 설치되어 바람 방향에 따라 회전하는 회전축을 구비한 편익 회전 날개와 상기 고정지지대에 설치되어 편익 회전 날개의 회전 반경 내외로 고정지지대를 따라 이동가능하며 편익 회전 날개가 바람 방향에 따라 회전할 때 회전을 못 하게 하는 회전 방지 스토퍼와 상기 회전방지 스토퍼와 수직 중심축 또는 고정부에 연결 설치되어 회전 방지 스토퍼를 편익 회전 날개의 회전 반경 내외로 이동시키는 실린더를 설치하여 회전 방지 스토퍼가 바람의 진행 방향에서 편익 회전 날개의 뒷면에 위치되는 편익 회전 날개들은 회전하지 못하고 바람의 힘을 고정지지대에 전달 수직축 발전기의 수직중심축을 회전시킴으로 수직중심축에 연결된 상기 구동기어, 피동기어 및 발전기를 회전시켜 전기를 생산하게 된다 한편, 편익 회전 날개가 수직중심축의 회전방향과 바람방향에 역방향 회전 위치가 되면 회전 방지 스토퍼는 편익 회전 날개의 전면에 위치하게 되어 편익 회전 날개는 바람의 방향에 따라 바람의 저항을 최소화시키는 위치로 자체 회전하게 되어 바람의 힘을 최대한 손실 없이 회전력으로 전환하여 발전기의 효율을 극대화시키는 것을 특징으로 하는 풍력발전 장치에 의해 달성된다.
본 발명은 편익 회전 날개 및 날개 회전 방지 스토퍼를 이용하여 수직축 풍력 발전기의 장점인 어느 방향의 바람이 불어도 관계없이 회전이 가능할 뿐 아니라, 가장 큰 단점인 역 방향의 바람의 저항을 최소화하여 발전 효율을 크게 향상시킬수 있을뿐 아니라 각종 전기 제어 장치를 이용하여 바람의 방향 및 세기에 관계없이 일정한 전력생산을 할 수 있으며 태풍 및 돌풍 등의 과도한 바람에는 일부 또는 모든 편익 회전 날개의 회전 방지 스토퍼를 이동시켜 바람의 영향을 받지 않게 함으로서 발전기의 속도유지 조절 및 태풍으로부터의 파손 등을 방지하는 기계적인 안정성을 유지할 수 있는 풍력 발전기를 만드는 효과가 있다
제 1 도는 본 발명에 따른 편익 회전 날개형 수직축 풍력 발전기의 조립 사시도.
제 2 도는 본 발명에 따른 편익 회전 날개형 수직축 풍력 발전기의 조립 정면도.
제 3 도는 본 발명에 따른 편익 회전 날개형 수직축 풍력 발전기의 정상운전 조건 예시도.
제 4 도는 본 발명에 따른 편익 회전 날개형 수직축 풍력 발전기의 강풍운전 조건 예시도.
제 5 도는 본 발명에 따른 편익 회전 날개형 수직축 풍력 발전기의 태풍운전 조건 예시도.
제 6 도는 본 발명에 따른 편익 회전 날개형 수직축 풍력 발전기의 날개부 분해 상세도.
제 7 도는 본 발명에 따른 편익 회전 날개형 수직축 풍력 발전기의 배면부 분해 상세도.
이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 고안에 대하여 상세히 설명한다.
이에 앞서 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1 은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 수직축 풍력 발전기의 개략적인 구성을 나타내는 사시도 이며, 도 3,도 4 및 도 5 은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 수직축 풍력 발전기의 동작 상태를 각각 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2 에 도시된바 와 같이 지면에 고정되어 풍력 발전기의 수직 중심축의 회전을 지지하는 상부 및 하부 베어링이 설치된 고정 구조물인 상부(80) 및 하부 받침대(100)와, 상기 하부 받침대의 베어링과 상부 받침대의 베어링의 지지를 받아 회전 운동하는 수직으로 돌출 설치된 수직 중심축(10)과: 상기 수직 중심축의 일측에 설치되어 회전하는 대형구조의 구동기어(120)와: 상기 대형 구동기어와 맞물려 고속으로 피동 회전하는 다수의 소형 피동기어(130)와: 상기 고속회전하는 피동기어에 연결되어 전기를 생산하는 다수의 발전기(90)와: 상기 수직 중심축에서 방사선상으로 삽입 연결된 상,하 쌍을 이루는 다수의 고정지지대(20)와: 상기 고정지지대의 끝에 위치하며 고정지지대, 원주보강대 및 편익 회전 날개를 연결하는 지지대 연결구(40)와: 상기 지지대 연결구에 설치되어 상,하 베어링(50-2)의 지지를 받아 바람 방향에 회전하도록 회전축(50-1)으로부터 한쪽으로 날개가 형성된 편익 회전 날개(50)와: 상기 고정지지대(20)에 설치되어 편익 회전 날개(50)의 회전 반경 내외로 고정지지대(20)를 따라 이동 가능하며 편익 회전 날개(50)가 바람 방향에 따라 회전할 때 회전을 못 하게 하는 회전날개 회전방지 스토퍼(60)와: 상기 회전방지 스토퍼(60) 와 수직중심축(10) 또는 일정의 고정부에 연결 설치되어 회전 방지 스토퍼(60)를 편익 회전 날개(50)의 회전 반경 내외로 이동시키는 실린더(70)를: 설치하여 바람의 진행 방향으로 부터 회전 방지 스토퍼(60)가 편익 회전 날개(50)의 뒷면에 위치되는 편익 회전 날개(50)들은 자체 회전하지 못하고 편익 회전 날개(50)면에 작용하는 바람의 힘을 편익 회전날개 회전축(50-1) 및 회전방지 스토퍼(60)를 통하여 고정지지대(20)에 전달 수직축 발전기의 수직중심축(10)을 회전시킴으로 이에 연결된 대형 구동기어(120), 소형 피동기어(130) 및 발전기(90)를 연동 회전시켜 전기를 생산하는 풍력 발전기이다.
한편, 수직 중심축(10)을 중심으로 편익 회전 날개(50)의 위치가 바람방향에 역방향 회전 위치가 되면 회전날개 회전방지 스토퍼(60)는 편익 회전 날개(50)의 전면에 위치하게 되어 편익 회전 날개(50)는 바람의 방향에 따라 바람의 저항을 최소화시키는 위치로 자체 회전하게 되어 바람의 힘을 최대한 손실 없이 회전력으로 전환하여 발전기의 효율을 극대화시키는 것을 특징으로 하는 풍력발전 장치에 의해 달성된다. 도 3, 도 4, 도 5 는 본 회전날개 형 수직축 풍력발전기의 사용 예를 도시한 것으로 실사용에서는 여러 형태의 조합으로 사용가능하나 본 명세서에서는 여섯 개의 회전날개를 예로 하였으며 도면에서와 같이 정상조건, 강풍조건 및 태풍조건을 예로 하였다.
도 3 은 정상적인 조건에 의한 발전을 예로 하였으며 표 1과 같이 모든 회전 날개 회전 방지 스토퍼(60)은 편익 회전 날개(50)의 회전 반경 내로 실린더 이동하여 회전 날개가 바람의 힘을 받도록 한 것을 도시하였다.
표 1
구 분 60-1 60-2 60-3 60-4 60-5 60-6
정상조건 CLOSE CLOSE CLOSE CLOSE CLOSE CLOSE
도 4 는 강풍조건 시의 예로 표 2와 같이 6개의 회전날개 회전방지 스토퍼(60) 중 3개의 회전날개 회전방지 스토퍼(60-1, 60-3, 60-5) 는 바람에 의하여 발전가능토록 편익 회전 날개(50)의 회전반경 내에 위치하며, 그외 3개의 회전날개 회전방지 스토퍼(60-2, 60-4, 60-6) 은 편익 회전 날개(50)의 회전반경 외로 실린더 위치이동하여 바람의 영향이 없도록 하여 풍력 발전기의 회전속도를 저하시켜 기계장치에 무리가 가지 않게 한 예를 도시 하였다.
표 2
구 분 60-1 60-2 60-3 60-4 60-5 60-6
강풍조건 CLOSE OPEN CLOSE OPEN CLOSE OPEN
도 5 는 태풍 시의 예로 표 3과 같이 모든 회전날개 회전방지 스토퍼(60)을 편익 회전 날개(50)의 회전반경 외로 실린더 위치 이동함으로 모든 편익 회전 날개(50)는 바람의 영향를 전혀 받지않고 풍력 발전기는 정지 상태가 되므로 태풍 및 돌풍과 같은 강력한 바람으로부터 기계장치를 안전하게 보호 가능한 것을 도시하였다.
표 3
구 분 60-1 60-2 60-3 60-4 60-5 60-6
태풍조건 OPEN OPEN OPEN OPEN OPEN OPEN
따라서 회전날개 회전방지 스토퍼(60)의 위치를 조정하는 실린더(70)의 조작은 각각 개별적이거나 그룹을 지어 조작하도록 하는 제어 시스템을 사전에 설정하고, 풍속계 및 타코미터(속도계) 등을 이용하여 바람의 속도 및 수직중심축(10)의 회전 속도를 측정하여 풍력발전기의 일정 속도를 유지하기 위하여 회전날개 회전방지 스토퍼(60)의 위치를 조정하는 실린더(70) 및 발전기(90)를 조작하는 전기적 제어부(160)를 이용하여 태풍 또는 돌풍과 같은 과도한 바람이 불어서 수직중심축(10)의 회전속도가 일정 안전속도 한계이상으로 회전할 시에는 제어장치를 이용하여 실린더(70)를 조작하여 도4, 도5 및 표2, 표3과 같이 일부 또는 모든 회전 방지스토퍼(60)를 개방하여 일부 또는 모든 편익 회전 날개(50)가 고정지지대(20)에 연결되지 않음으로 바람이 그대로 통과하여 발전기가 일정 회전 속도를 유지 또는 정지 상태를 유지하게 되어 과도한 바람으로부터 기계적, 전기적인 손상을 방지하게 된다
또한 반대로 바람의 속도가 강풍에서 정상속도로 회복되어 회전속도의 저하시에는 개방되었던 회전 방지 스토퍼(60)를 실린더(70)를 이용하여 도3 및 표1과 같이 편익 회전 날개(50)의 회전반경 내로 이동시킴으로써 편익 회전날개가 바람의 영향을 받아 고정지지대(20)를 통하여 수직 중심축(10)을 회전시키게 된다.
상기 편익 회전 날개형 수직축 풍력발전기의 모든 부품의 크기 및 수량을 조정하여 대형화 및 소형화를 이룰 수 있으며, 모든 부품은 규격화 하여 분해,조립,설치 및 보수가 용이하게 제작 가능한 형태로 최대한 단순화 하여 제작하여야 하며 최대한 가볍고 튼튼한 소재를 이용하여 제작하는 것이 바람직 하다.
또한 바람의 흐름 뿐만 아니라 물의 흐름에도 충분히 사용이 가능함으로 수력으로 발전할 시에는 강물 또는 해류가 빠른 곳에 설치하여 그 유체가 가진 힘을 이용하여 발전이 가능하도록 해야함으로 육상설치와는 반대로 회전 날개 부만이 수중에 잠기도록 하는 것이 바람직하다.
일반적으로 전기를 얻기 위한 발전의 형태로서는 물의 낙차를 이용한 수력발전, 연료를 태움으로 얻어지는 화력발전, 핵분열을 이용한 원자력 발전, 태양을 이용한 태양발전 및 바람을 이용한 풍력발전등을 구분할수 있는 것으로서, 계절과 지형적인 영향에 따라 적절한 발전장치를 설치하여 전력을 얻고 있는 실정이다.
최근 지진등 자연 재해에 따른 원자력 발전소의 핵 누출사고 및 화력 발전의 대기 오염 문제등 자연 환경 오염 문제가 사회적으로 크게 대두되면서 태양 및 풍력 발전에 관심이 집중되고 있다.
본 발명은 자연적으로 발생하는 바람을 이용하여 전력을 얻는 풍력 발전기로서 환경 오염 문제가 전혀 없으며, 본 발명의 특징인 바람의 힘을 최대한 이용하여 고효율의 전력을 얻는 장치로서 다른 발전 시설물과 달리 제작, 설치 및 유지 보수가 간단함으로 도심의 건물 옥상 및 산간 벽지등 바람이 잘 부는곳이면 바람의 방향에 관계없이 전력 생산이 가능하고 개별적인 발전 및 대형화로 단지 발전등을 하기 용이한 장점을 가지고 있다.
10 : 수직 중심축
10-1 : 고정지지대 연결용 돌출부
20 : 상,하 고정 지지대
30 : 원주 보강 대
40 : 지지대 연결구
40-1 : 연결핀
50 : 편익 회전 날개
51 : 편익 회전 날개의 회전축
52 : 편익 회전 날개용 상하 지지 베어링
60 : 회전날개 회전방지 스토퍼
70 : 실린더
80 : 상부 베이스
90 : 발전기
91 : 발전기 베이스
100 : 하부베이스
110 : 베이스지지대
120 : 구동기어
130 : 피동기어
140 : 수직 중심축 용 베어링
150 : 속도계
160 : 전기제어부

Claims (5)

  1. 지면에 고정되는 하부 받침대와, 상기 하부 받침대의 상면으로부터 상 방향으로 일정간격을 두고 하부 받침대와 고정 지지가 된 상부 받침대로 이루어진 지지구조물을 구비하며, 풍력을 이용하여 전기를 생산하는 풍력 발전기에 있어서,
    상,하부 받침대에 설치된 베어링의 지지를 받아 회전하는 수직 중심축과,
    수직중심축으로부터 방사상으로 상.하 쌍을 이루는 다수의 고정지지대와,
    고정지지대를 연결하여 구조적으로 안정되게 하는 원주보강 대와,
    고정지지대 와 원주보강 대를 연결하고 회전날개를 지지하는 지지대 연결구와,
    지지대 연결구에 설치되어 상,하 베어링의 지지를 받아 바람 방향에 회전하도록 회전축으로부터 한쪽으로 날개가 형성된 편익 회전 날개와,
    상,하 고정지지대에 설치되어 편익 회전 날개의 회전을 방지하여 바람에 의한 힘을 고정지지대에 전달하여 수직중심축을 회전시키는 회전날개 회전방지 스토퍼와,
    회전 방지 스토퍼를 고정지지대 상의 편익 회전 날개의 회전 반경 내외로 이동시키는 실린더와,
    수직중심축에 연결되어 설치된 회전하는 대형 구동기어와,
    대형 구동기어와 맞물려 일정의 기어 비로 회전속도를 증가시켜 발전기를 회전시키는 피동기어와,
    피동기어에 연결되어 전기를 생산하는 발전기와 발전기를 지지하는 발전기 베이스판과 수직중심축을 베어링으로서 회전가능하게 지지하는 상.하 부 지지대의 구조를 가진 편익 회전 날개형 수직축 풍력 발전기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 수직 중심축에 방사선상으로 차례로 삽입되는 다수의 고정 지지대와, 원주 보강대와, 지지대 연결구와, 회전날개 회전방지 스토퍼와, 회전날개 회전방지 스토퍼를 위치 이동시키는 실린더와, 바람의 방향에 따라 자유롭게 자체 회전 가능한 회전축을 가진 편익 회전 날개와, 회전날개 상하 베어링으로 구성되어 진 풍력 발전기에서 바람 방향에 따라 자유롭게 회전하려고 하는 편익 회전날개를 회전날개 회전방지 스토퍼가 강제로 회전하지 못하게 함으로 편익 회전 날개에 작용하는 바람의 힘이 편익 회전날개 축 및 회전날개 회전방지 스토퍼를 거쳐 고정지지대를 밀게 되며 이에 연결된 수직 중심축을 회전시키는 것을 특징으로 하는 풍력 발전기.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 편익 회전 날개의 회전을 못 하게 하는 회전날개 회전방지 스토퍼를 상,하 고정지지대에 삽입 설치하며 풍속계 또는 회전속도계 등을 이용하여 강풍 또는 태풍 등 바람의 세기에 따라 도 3, 도 4, 도 5 및 표 1, 표 2, 표 3의 예시와 같이 실린더 또는 리니어 엑츄에이터등을 이용 회전날개 회전방지 스토퍼를 편익 회전 날개의 회전 반경 내 또는 외로 일부 또는 전부 위치 이동시킴으로써 강풍 시에도 안전 속도로 발전 가능하며 돌풍 및 태풍으로부터 안전하게 보호할 수 있는 것을 특징으로 하는 풍력 발전기.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 수직중심축에 차례로 삽입되는 다수의 고정 지지대와 원주 보강대와 회전날개 회전방지 스토퍼와 실린더와 지지대 연결구와 편익 회전 날개와 편익 회전날개 베어링 등을 규격 화하여 삽입 조립 및 분해가 가능하여 현장 설치 및 분해 수리가 용이한 것을 특징으로 하는 풍력발전기.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 편익 회전 날개의 표면에 상업적 또는 공익적 광고 효과를 내는 선전문구를 내는 것을 특징으로 하는 편익 회전날개를 가진 풍력발전기.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2004520518A (ja) * 2000-11-13 2004-07-08 ユー． ウルスア、イシドロ 垂直軸風力タービン
JP2008106622A (ja) * 2006-10-23 2008-05-08 Shuichi Sakoda 風力発電用羽根回転装置及び該回転装置を備えた風力発電装置
JP2011032887A (ja) * 2009-07-30 2011-02-17 Riso Kagaku Corp 垂直軸型風車

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