WO2013109007A1 - 풍력발전장치 - Google Patents

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WO2013109007A1
WO2013109007A1 PCT/KR2013/000020 KR2013000020W WO2013109007A1 WO 2013109007 A1 WO2013109007 A1 WO 2013109007A1 KR 2013000020 W KR2013000020 W KR 2013000020W WO 2013109007 A1 WO2013109007 A1 WO 2013109007A1
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WO
WIPO (PCT)
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blade
arm
shaft
wind
rotatably installed
Prior art date
Application number
PCT/KR2013/000020
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
장금식
조성례
Original Assignee
Jang Kum Sik
Cho Sung Rae
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
Priority claimed from KR1020120006055A external-priority patent/KR101199459B1/ko
Priority claimed from KR1020120123547A external-priority patent/KR101348610B1/ko
Application filed by Jang Kum Sik, Cho Sung Rae filed Critical Jang Kum Sik
Publication of WO2013109007A1 publication Critical patent/WO2013109007A1/ko

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    • 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
    • F03D5/00—Other wind motors
    • F03D5/02—Other wind motors the wind-engaging parts being attached to endless chains or the like
    • 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
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • 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
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/30—Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a wind turbine, and more particularly, to a wind turbine so that electricity can be obtained by using an endless chain and blades that rotate in an elliptical endless track.
  • a device that can obtain electricity includes a nuclear power plant, a hydroelectric generator, a thermal power plant, a solar power generator, and a wind power generator.
  • Its configuration includes a tower (Tower 66), a gondola (22) supported by the tower, rotors (10, 12) mounted on the gondola (22), and mechanically driven and unpurified water by the rotor.
  • At least one pressure pump 20 for supplying and treating the reverse osmosis apparatus.
  • general wind power generators include a 3-blade horizontal axis wind turbine (HAWT) and a Darius or savonius vertical shaft wind turbine (VAWT). Can be divided into
  • the 3-blade horizontal axis wind turbine is being installed on a large scale in recognition of efficiency, stability, and economics.
  • the three-blade horizontal axis wind turbine generator has a problem that the current technology is limited to a maximum of 2MW to 5MW capacity.
  • the three-blade (horizontal) blade-type horizontal axis wind power generator has a problem in that the basic shape of both small and large capacity has the same shape without changing the same.
  • the three-blade horizontal axis wind turbine is 10% of the ratio of the blade (blade) compared to the cross-sectional area according to the rotation radius of the blade (blade) 60% of the theoretical optimum ratio
  • the generation efficiency is not high compared to the overall cross-sectional area.
  • the 2MW capacity consists of a 100m tower and a blade having a diameter of 70m to 80m, which is larger than the 2MW capacity (for example, 3MW to 5MW capacity).
  • the 2MW capacity for example, 3MW to 5MW capacity.
  • the blade, rotor, and tower of the three-blade horizontal axis wind turbine is not only a problem of having to produce a large number of tens of meters to a weight of several hundreds of tons (ton), but also difficult to transport and difficult to install There was a problem.
  • the three-blade horizontal axis wind power generator has a problem that the manufacturing cost is expensive, and is not economical, the initial installation cost is expensive compared to low-cost power generation equipment such as nuclear power plants or hydroelectric power plants.
  • the cost of power generation is three to four times lower than that of nuclear power plants, and the installation cost is not available unless the state subsidizes the purchase price of electricity. There was a problem that could not be.
  • the present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems according to the prior art, the object of the present invention is to obtain electricity by using the chain and blades for the endless track to rotate the endless track of the ellipse In providing a power generation device.
  • Wind power generator according to the present invention for achieving the above object
  • Drive gears are installed on the upper and lower inner sides of the enclosure through which the front and rear surfaces are penetrated, and around the drive gears to create a caterpillar around the chain, install a plurality of blades on the chain, and install the blades at both ends of the blade.
  • the transmission is increased by installing a transmission at one end of the drive gear, and the clutch is generated by opening and closing the generator in multiple stages by installing a clutch and two or more generators.
  • the wind power generator according to the present invention has a small size, light weight, and high efficiency.
  • the wind power generator according to the present invention has a plurality of blades in a rectangular box-shaped frame, and the wind is a structure that receives wind from the front part and the rear part of the wind power generation, so that the theoretical cross-sectional area of the wind received by the blade is 60. Since it can be raised to%, the power generation efficiency per cross-sectional area is high.
  • the wind power generator according to the present invention has an effect of being easy to manufacture and install by assembling a plurality of small parts.
  • the wind turbine generator according to the present invention since the wind turbine generator according to the present invention is small in size and easy to manufacture, and is inexpensive and is installed inside the rectangular enclosure, there is no need to stand apart when installing a large number, so that it can be directly installed to the shore.
  • the windbreak of the forest the noise can be used in place of the noise barrier on the side of the highway.
  • the wind power generator according to the present invention has no noise and can be installed on a rooftop of a building, an overpass and a bridge of a high speed.
  • the wind power generator according to the present invention has an effect of manufacturing a large output capacity while assembling light and compact parts.
  • the wind power generator according to the present invention can be installed as a fixed type without a yawing device, the wind direction is often changed to 45 degrees left or right, or 180 degrees to reverse the power generation effect is possible.
  • the wind power generator according to the present invention can be installed in a large number of bars, there is a high power generation efficiency per unit area.
  • the wind power generator according to the present invention has the same speed of wind passing through the blades, and both the blades of the front wind blades and the blades of the rear wind blades are both lifted in the forward direction, the structure is rotating and wind Since the receiving blade cross-sectional area is large, only one side is lifted based on the central axis, the other side is subjected to drag, it is more efficient than the conventional horizontal axis wind turbine or vertical axis wind turbine, and provides various effects.
  • FIG. 1 is a view showing a wind turbine generator according to the present invention
  • Figure 2 is a view showing the shaft, gear, crawler chain, blades installed in the enclosure of Figure 1
  • Figures 3 to 5 are enlarged cross-sectional view of the main part of Figure 1
  • 6 to 7 is an enlarged view of the main portion of the connection state of the blade of Figure 1
  • Figure 8 is a view showing the state of use of the shaft, gear, crawler chain, blades installed in the enclosure of Figure 1
  • Figure 9 is in the present invention
  • 10 to 11 is a view showing another embodiment of the wind turbine according to the present invention, another embodiment of the wind turbine according to the present invention
  • Figures 12 to 14 is an enlarged cross-sectional view of the main portion of Figure 2
  • Figures 15 to 15 16 is an enlarged cross-sectional view of another main portion of FIG.
  • FIGS. 17 to 18 are enlarged views of a main portion of a connection state of the blade of FIG. 1
  • FIG. 19 is an enlarged view of the screw control unit of FIG. 15
  • FIG. 20 is an exploded view of FIG. 19
  • FIG. 21 to 22 shows the direction of rotation of the blade of FIG. 23 to 24 are detailed views of the control panel of FIG. 1
  • FIGS. 25 to 28 are diagrams for controlling the threaded control unit from one side using only the control panel of FIG.
  • FIG. 29 is a blade of FIG. A diagram schematically showing a controlled state.
  • Wind turbine generator 100 according to the present invention, the pillar (102); It is installed on the upper surface of the pillar 102, the front and rear of the rectangular box-shaped enclosure 104 through; A first shaft (106) rotatably installed between the upper one inner surface of the enclosure and the other upper inner surface of the enclosure (104); A second shaft (108) rotatably installed between an inner surface of the lower side and an inner surface of the lower side of the enclosure (104); A first drive gear (110) rotatably installed at one end of the first shaft (106); A second driving gear 112 rotatably installed at the other end of the first shaft 106; A third drive gear 114 rotatably installed at one end of the second shaft 108; A fourth driving gear 116 rotatably installed at the other end of the second shaft 108; A first endless track chain 118 rotatably installed on the first drive gear 110 and the third drive gear 114; A second infinite crawl track chain 120 rotatably installed on the second driving gear 112 and the fourth driving gear 116; A plurality of blades
  • the front guide guide 140 and the rear guide guide 142 is smoothly receiving the baton from the front to the back while the blade rotates smoothly It rotates and guides the front arm 124 and the rear arm 126 so as to have the required angle, and pitch control the blade angle.
  • the generator 138 is connected to a control unit (not shown) for controlling the wind power generator 100 according to a preset program, and is electrically connected to the yawing device 144.
  • control unit includes a wind direction sensor (not shown) for detecting the wind direction, a wind speed sensor (not shown) for detecting the wind speed, a speed sensor (not shown) for detecting the speed of the generator, and a voltage of the generator.
  • a voltage sensor (not shown) for detecting a current, a current sensor (not shown) for detecting a current of a generator, and a phase sensor (not shown) for detecting a phase of a generator are electrically connected.
  • the wind turbine 100 is provided with a charging unit (not shown) for storing the rotational force of the first crawler chain 118 and the second crawler chain 120 as electrical energy.
  • the first shaft 106 is installed between the upper one side inner surface and the upper other inner surface of the rectangular box-shaped enclosure 104 through which the front and the rear surface is penetrated, and between the lower one inner surface and the lower other inner surface of the enclosure 104.
  • the third driving part is mounted at one end of the second shaft 108.
  • the fourth driving gear 116 is provided at the gear 114 and the other end.
  • the first infinity trajectory chain 118 is installed on the first driving gear 110 and the third driving gear 114
  • the second driving gear 112 and the fourth driving gear 116 are provided. 2
  • the blades 122 are provided at both side ends of the blade 122.
  • the blade 122 may use an airfoil of various shapes such as an asymmetric airfoil, a Clark-Y airfoil, a symmetric airfoil, and the like.
  • the blade 122 is manufactured by mixing epoxy resin with glass fiber material or carbon fiber material, or making a skeleton in a radial shape like a fish horn mainly on the central axis, and then filling the inside with foam resin and then covering the outer surface with hard glass fiber and epoxy. It is also possible to manufacture by packaging with a resin mixture, coating with a thick waterproof cloth, or by extrusion molding with aluminum.
  • the blade 122, the front portion of the wind blowing portion and the rear portion through which the wind escapes, the adjusting portion 128 is installed so as to obtain the lift force (helping the power generation), the front guide guide 140
  • the angle of the blade 122 is automatically controlled by the guidance of the rear guide guide 142.
  • the cylinder 130-1 and 130-2 on one side of the front guide guide 140 and the rear guide guide 142 interlocked with the control unit 128 having the front arm 124 and the rear arm 126. Install).
  • the cylinders 130-1 and 130-2 are various technically possible wind directions, wind speeds, and electrical signals of sensors according to speed, voltage, current, and phase of a generator. It is controlled automatically and supports the front arm 124 and the rear arm 126 by moving the guide pedestals 140 and 142 so that the blades 122 are at the proper angles. Control the generation. Then, after the transmission gear 132 for rotating the second shaft 108 at the end of the second shaft 108 at a predetermined distance from the fourth drive gear 116, the transmission gear 132 Install the transmission 134.
  • the first shaft 106 is installed between the upper one side inner surface and the upper other inner surface of the rectangular box-shaped enclosure 104 through which the front and the rear surface is penetrated, and between the lower one inner surface and the lower other inner surface of the enclosure 104. Install the second shaft 108 in the.
  • the third driving part is mounted at one end of the second shaft 108.
  • the fourth driving gear 116 is provided at the gear 114 and the other end.
  • the first infinity trajectory chain 118 is installed on the first driving gear 110 and the third driving gear 114
  • the second driving gear 112 and the fourth driving gear 116 are provided. 2
  • the blade 122 is installed at a predetermined interval between the first crawler chain 118 and the second crawler chain 120, the blades 122 are provided at both side ends of the blade 122.
  • Install an adjusting portion 128 having a front arm 124 and a rear arm 126 to adjust the angle up and down.
  • the front guide 141 and the rear guide 142 for controlling the angle of the blade 122 is installed on the rear of the front arm 124 and the rear arm 126 of the control unit 128.
  • the front guide guide 140 and the rear guide guide 142 properly supports and guides the front arm 124 and the rear arm 126 at both side ends of the blade 122, the blade 122
  • the angle of the blade 122 is automatically adjusted so that the angle of the blade 122 in the wind front and the rear wind-out portion is always the lifting angle, so that the pitch control to receive the appropriate lift.
  • the transmission gear 132 consisting of a transmission gear 132 and a chain for rotating the second shaft 108 at the end of the second shaft 108 at a predetermined distance from the fourth drive gear 116 is installed.
  • a transmission 134 is installed in the transmission gear 132.
  • a generator 138 for transmitting a driving force to the clutch 136 is installed.
  • the transmission 134 is increased so that the generator 138 is the optimum speed required for power generation.
  • the generator 138 is installed in two or more, it is possible to open and close the clutch 136 installed in the front end, by adjusting the load according to the wind speed, it is possible to increase the power generation efficiency and to shut off in an emergency.
  • the clutch 136 may serve as a brake function to protect the generator by stopping the blade in a strong wind or emergency.
  • the wind turbine of the present invention is manufactured in a streamlined, parabolic or triangular shape, which collects the wind inward, so that the wind resistance is reduced, and all the wind blowing into the enclosure is toward the blade. It is desirable to increase the power generation efficiency by induction.
  • oilless bearings or ball bearings are preferably employed in the flow section of each portion to reduce friction.
  • a yawing apparatus 144 is provided below the generator 138.
  • the yawing device 144 rotates the upper portion so as to control the blowing wind and the wind power generator to always match at right angles.
  • the front arm 124 and the rear arm 126 the center of gravity of the force to be lifted and rotated toward the front arm 124 and the rear arm 126 to a minimum, the central axis of the blade 122 In order to be concentrated, the angle with the blade 122 is appropriately installed as shown in FIG. 6.
  • the center of gravity attaches the central axis such that the center of gravity is sufficiently directed towards the trailing edge rather than the leading edge. Accordingly, as shown in FIG. 2, all of the blades 122 at the front side, which are the directions in which the wind blows if the wind is not blown, are all at the position angles of F toward the downward direction, while the blades 122 at the rear side are shown. ) Is at the position angle of M where the rear arm 126 is controlled by the rear guide support 142.
  • the generator output is synchronized with the KEPCO electricity, so that the system linkage, first, by moving the cylinder (130-1, 130-2) guide stand 140 After the movement, the arm 124, 126 is moved to adjust the angle of attack of the blade 122, and pitch control for speed adjustment is performed. Therefore, the wind power generator of the present invention has no efficiency decrease due to one side receiving lift in the forward direction and the other side drag in the reverse direction about the central axis in the conventional horizontal shaft wind power generator, and both the front and rear parts of the wind blowing. Since it receives the force of rotation and lift in the forward direction, the power generation efficiency is good.
  • the wind power generator of the present invention because the blade is built in a long elliptical rotation and flat box shape, it is easy to manufacture and transport installation and easy to manufacture in large capacity.
  • the conventional horizontal shaft wind turbine the wind speed of closing the blades are all different, the central axis is one, large and heavy, the noise occurs at the blade end, but the wind turbine of the present invention is a constant wind received by the blade as a whole, Since the support points for the ends use two small and small numbers at both ends of the blades, the blades can be manufactured lightly, slenderly and cheaply without carcasses, and can also be extruded from aluminum, making it fast and fast. It has the effect of easy mass production.
  • the present invention is manufactured in a box shape can be installed in a continuous horizontally facing up and down without spaces, and the overall size of the finished product is small and light, can be easily transported in the state of manufacturing the finished product in the factory, the wind is It is easy to install wherever it is.
  • it may be useful as a facility that doubles as a wind screen by installing a long screen like a folding screen on the roof of a building or an overpass of a bridge highway.
  • the wind power generator of the present invention can be manufactured and installed in a fixed manner, without the yawing control that controls the direction of the generator in accordance with the wind direction, like a conventional vertical axis wind power generator, the plane of the delta wing on the wing surface Even if the blowing wind is inclined at 45 degrees, it does not matter, and even if the direction of the wind changes frequently or changes to more than 45 degrees left and right as in the principle of gaining lift, it is possible to generate power. In addition, even if the direction of the wind is reversed 180 degrees, it is possible to generate electricity by adjusting the angle of the blade.
  • the wind power generator of the present invention installs two generators 138, the wind blowing at a low speed of 2m to 4m per second, only one generator 138 is operated and the clutch 136 is operated when stronger than 4m per second To drive additional generators at the same time.
  • the wind power generator of the present invention is illustrated as having two generators and operating in two stages, the two or more stages are preferably driven to increase the number of stages.
  • the present invention can be attached to a large number of generators by generating power in multiple stages according to the strength of the wind, from the weak wind to the strong wind, it is possible to reduce the amount of wind bypassed (bypass) and increase the power generation efficiency.
  • 9 is a view showing another embodiment of the wind power generator according to the present invention, it is possible to manufacture a narrow and long so that it is installed and applied to bridges and overpasses.
  • FIG. 10 to 11 is a view showing another embodiment of the wind power generator according to the present invention, to be installed on a large scale "apartment type" installed in a high-rise dense on the reinforced concrete structure, as much as ultra high It can be installed in large units, easy to maintain, and convenient for maintenance and large-scale wind power generation.
  • the wind power generator according to the present invention can be applied to the hydroelectric power installed in the lower portion of the bridge of the river passing by the wave power or the rapid current, and the tidal power and breakwater installed in the lower portion of the bridge is made of a corrosion-resistant structure. Therefore, the area of the rapids in contact with the blade is increased compared to the power generation using a conventional propeller can be a high efficiency power generation.
  • the wind power generator according to the present invention can automatically control the advertising text to always be in the center of the wind power generator, or to add lighting and advertising devices in order to use as an advertising signboard of the enterprise and to give a variety of visual effects It is also possible to control.
  • the blades are arranged in the horizontal direction at regular intervals in the chain, it can be installed by arranging the blades in the vertical direction to the chain.
  • the blade when the blade is installed vertically, it can be manufactured in a narrow and long, it can be installed in bridges, overpasses, etc. for the generation of tidal current or rapid generation of rivers. Therefore, in the horizontal wind power generator, which is an embodiment of the present invention in which the blades are disposed in the horizontal direction, the blades must be manufactured and installed to have a length of several hundreds of meters, so that the blades are more strongly and robustly manufactured to eliminate bending due to gravity at the center of the blades. This is more expensive, heavier, and difficult to control.
  • Wind power generator 100 according to the present invention
  • Pillar 102 It is installed on the upper surface of the pillar 102, the front and rear of the rectangular box-shaped enclosure 104 through; A first shaft (106) rotatably installed between the upper one inner surface of the enclosure and the other upper inner surface of the enclosure (104); A second shaft (108) rotatably installed between an inner surface of the lower side and an inner surface of the lower side of the enclosure (104); A first drive gear (110) rotatably installed at one end of the first shaft (106); A second driving gear 112 rotatably installed at the other end of the first shaft 106; A third drive gear 114 rotatably installed at one end of the second shaft 108; A fourth driving gear 116 rotatably installed at the other end of the second shaft 108; A first endless track chain 118 rotatably installed on the first drive gear 110 and the third drive gear 114; A second infinite crawl track chain 120 rotatably installed on the second driving gear 112 and the fourth driving gear 116; It is composed of a plurality of blades 122 are installed at a pre
  • a transmission gear 132 rotatably installed at an end of the second shaft 108 at a predetermined distance from the fourth driving gear 116 to rotate the second shaft 108;
  • a transmission 134 connected to the transmission gear 132 and transmitting a rotational force to the transmission gear 132;
  • a clutch 136 connected to the transmission 134;
  • the generator 138 is electrically connected to the clutch 136 to transmit the driving force to the clutch 136 and to block the driving force.
  • the generator 138 is connected to a control unit (not shown) for controlling the wind power generator 100 according to a preset program, and is electrically connected to the yawing device 144.
  • the control unit includes a wind direction sensor (not shown) for detecting the wind direction, a wind speed sensor (not shown) for detecting the wind speed, a speed sensor (not shown) for detecting the speed of the generator, and a voltage of the generator.
  • a voltage sensor (not shown) for detecting a current, a current sensor (not shown) for detecting a current of a generator, and a phase sensor (not shown) for detecting a phase of a generator are electrically connected.
  • the wind power generator 100 is provided with a charging unit (not shown) for storing the rotational force of the first crawler chain 118 and the second crawler chain 120 as electrical energy.
  • the first shaft 106 is installed between the upper one side inner surface and the upper other inner surface of the rectangular box-shaped enclosure 104 through which the front and the rear surface is penetrated, and between the lower one inner surface and the lower other inner surface of the enclosure 104.
  • the third driving part is mounted at one end of the second shaft 108.
  • the fourth driving gear 116 is provided at the gear 114 and the other end.
  • the first infinity trajectory chain 118 is installed on the first driving gear 110 and the third driving gear 114
  • the second driving gear 112 and the fourth driving gear 116 are provided. 2 Install the trackless chain 120.
  • the blades 122 are provided at both side ends of the blade 122.
  • the adjusting unit 128 is installed at both side ends of the blade 122 as shown in FIG. 2 to adjust the angle of the blade 122 up and down, and installs the screw type controllers 526-1 and 526-2.
  • the control panel 540-1, 540-2) by pushing the central axis of the blade 122 from the left and right, it is also possible to control the angle.
  • the screw controllers 526-1 and 526-2 rotate the angle of the blade 122 up and down, and control the angle of the front and rear arms 124 and the rear arm 126 back and forth. By switching to 90 degrees to control left and right, it is easier to control, there is an effect that can be controlled at all angles with only one.
  • the front arm 124 and the rear arm 126 are installed in the same direction as the blade 122 center axis, compared to the installation angle of the rear arm 126.
  • the windy bartons are alternately controlled by receiving two barons alternately with the front arm 124 at the front and the rear arm 126 at the rear.
  • the blade control unit 526-1, 526-2 can freely adjust the blade to the required angle freely, so that the exchange of the device can be controlled from the forward wind control and the reverse wind control.
  • it can be controlled by simply converting to one without the need.
  • the screw control units 526-1 and 526-2 are composed of a female screw 527 and a male screw 528.
  • a ball bearing is provided at one end of the male screw 528.
  • the pitch which is the distance which advances when turning the external thread 528 one round is a structure which made it possible to turn 180 degree
  • the male screw 528 is a long stretch of the general screw, and by increasing the pitch so long, the male screw 528 is easy to operate and the female screw 527 is difficult to operate the one-way actuated structure.
  • the male screw 528 and the female screw 527 may be convex or concave, or may have another modified screw structure. Therefore, the pitch inclination angle of the male screw 528 is about 15 degrees, and is extended in the longitudinal direction, and the male screw 528 part is connected to the both ends of the blade 122 uniaxially.
  • the blade 122 is fixed to both chains of the female screw 527 on both sides, the male screw 528 is a structure that is rotated at the same time to move to the left and right connected to one axis like a blade in the female screw (527). .
  • the male screw 528 moves the left and right in the left and right at the same time to control the angle of the blade 122 by the screw action. Accordingly, the male screw portion 528 and the female screw portion 527 are rotated by 90 degrees in one direction from B2 to A1 or B2 to C3 as shown in FIGS. It has a 1/2 pitch angle screw structure.
  • the threaded control units 526-1 and 526-2 have inclined angles of opposite screws so that the blades rotate in the same direction for control. Therefore, the blade 122 has screw control units 526-1 and 526-2 installed at both ends of the shaft to move the control panel to move left and right at the same time as the male screw 528 and at the same time the blade 122 moves up and down at an angle. Changes. Meanwhile, inside the control panels 540-1 and 540-2 installed at both sides, only the female screw 527 is fixed to the chains 118 and 120, and the shaft and the blade of the male screw 528 which are movable from side to side are connected in one axis. It is installed in a hanging state.
  • the blade 122 is rotated up and down by 90 degrees up to 180 degrees. Accordingly, the pitch is controlled by rotating the control panel by the cylinders 130-1 and 130-2 attached to the side of the control panel.
  • the control panel is installed on both sides of the blade, and rotates around the fixed axis of the coupling portion (542-1, 542-2) to the central axis and when the wind blows in the forward direction, as shown in Figure 21 to 22, between A1 and B2 It controls the rotation angle of the control panel in the range and controls the cylinder (130-1, 130-2) to control the rotation angle of the control panel in the range between B2 ⁇ C3 when the wind in the reverse direction.
  • the control panel when the wind blows below the start wind speed, the control panel is in the B2 position, the male screw 528 and the female screw 527 are in the left and right neutral positions, and the blades are fixed in the same parallel direction as the chain.
  • the control panel moves the cylinder to control the angle of attack of the blade between A1 and B2.
  • the control panel is thus in the position of A1 by the cylinder.
  • the screw control unit (526-1, 526-2) is pushed to the right to rotate the blade to have an angle of attack of 45 degrees with respect to the wind blowing direction.
  • the left control unit 526-1 and the right control unit 526-2 is pushed alternately to control the pitch to reduce or increase the angle of attack of the blade, and when a strong wind such as a typhoon or in an emergency By setting the angle of attack to 0 degrees, the wind resistance is reduced to protect the entire power generation system.
  • the control panel controls the cylinder to be located between B2 and C3. Therefore, the position of the control panel is at the position of C3 so that the blade has an angle of attack of 45 degrees with respect to the windy direction.
  • the pitch angle to reduce or increase the angle of attack of the blade depending on the strength of the wind, and protects by the angle of attack with the wind 0 degrees in the event of strong winds such as typhoons or emergencies.
  • the generator output is constant so that the control of the yaw control is not possible. It is advantageous for simple and high-efficiency power generation such as system linkage system by synchronous generator. Therefore, even if the wind changes from the front direction to the rear direction without any mechanical device change, the angle can be freely controlled so that the blade can maintain the optimum angle only by controlling the position of the cylinder. In tidal power generation, efficient generation in both directions is possible.
  • the wind power generator 100 according to the present invention
  • Pillar 102 It is installed on the upper surface of the pillar 102, the front and rear of the rectangular box-shaped enclosure 104 through; A first shaft (106) rotatably installed between the upper one inner surface of the enclosure and the other upper inner surface of the enclosure (104); A second shaft (108) rotatably installed between an inner surface of the lower side and an inner surface of the lower side of the enclosure (104); A first drive gear (110) rotatably installed at one end of the first shaft (106); A second driving gear 112 rotatably installed at the other end of the first shaft 106; A third drive gear 114 rotatably installed at one end of the second shaft 108; A fourth driving gear 116 rotatably installed at the other end of the second shaft 108; A first endless track chain 118 rotatably installed on the first drive gear 110 and the third drive gear 114; A second infinite crawl track chain 120 rotatably installed on the second driving gear 112 and the fourth driving gear 116; A plurality of blades 122 having a predetermined interval between the first crawler
  • the blade 122 may use an airfoil of various shapes such as an asymmetric airfoil, a Clark-Y airfoil, a symmetric airfoil, and the like.
  • the blade 122 is manufactured by mixing epoxy resin with glass fiber material or carbon fiber material, or making a skeleton in a radial shape like a fish horn mainly on the central axis, and then filling the inside with foam resin and then covering the outer surface with hard glass fiber and epoxy. It is also possible to manufacture by packaging with a resin mixture, coating with a thick waterproof cloth, or by extrusion molding with aluminum.
  • the blade 122, the control unit 128 is installed, so as to obtain a lift in the forward direction (helping the power generation) both in the front wind blowing portion and the rear wind blowing portion, screw type controller 526-1
  • the angle of the blade 122 is automatically controlled under the guidance of 526-2.
  • the cylinders 130-1 and 103-2 which rotate the left and right control panels 540 and 541 linked to the control unit 128 having the screw controllers 526 and 530 are installed.
  • the cylinders 130-1 and 103-2 are various technically possible wind directions, wind speeds, and electrical signals of sensors according to speed, voltage, current, and phase of a generator.
  • the blade is controlled automatically, and by moving the control panel (540, 541) to push the screw control unit (526-1, 526-2) from the right and left so that the blade 122 at the proper angle, the blade is controlled to smooth the rotation, in case of emergency It stops and controls for safe power generation.
  • the transmission gear 132 Install the transmission 134.
  • a generator 138 for transmitting a driving force to the clutch 136 is installed.
  • the yawing apparatus 144 is installed below the generator 138.
  • the yaw device 144 performs yawing control so that the blade 122 is always perpendicular to the direction in which the wind blows.
  • wind power generator 100 configured as described above are as follows.
  • the first shaft 106 is installed between the upper one side inner surface and the upper other inner surface of the rectangular box-shaped enclosure 104 through which the front and the rear surface is penetrated, and between the lower one inner surface and the lower other inner surface of the enclosure 104.
  • the third driving part is mounted at one end of the second shaft 108.
  • the fourth driving gear 116 is provided at the gear 114 and the other end.
  • the first infinity trajectory chain 118 is installed on the first driving gear 110 and the third driving gear 114
  • the second driving gear 112 and the fourth driving gear 116 are provided. 2 Install the trackless chain 120.
  • the blades 122 are provided at both side ends of the blade 122.
  • the control panel (540-1, 540-2) for controlling the angle of the blade 122 is installed on both sides of the screw control unit (526-1, 526-2) of the adjusting unit (128).
  • control panel (540-1, 540-2) pushes the screw control unit (526-1, 526-2 at both side ends of the blade 122 from left and right, so that the front blade 122 receives the wind
  • the angle of the blade 122 is automatically adjusted so that it is always the lifted angle at the rear portion of the charged wind, so that the pitch control can be applied to receive the appropriate lift.
  • an adjustment unit having screw control units 526-1 and 526-2 for controlling the angle of the blade up and down is installed at both side ends of the blade, and on both sides of the screw control units 526-1 and 526-2.
  • the screw controllers 526-1 and 526-2 of the adjusting unit 128 move the guides 140 and 142 by moving the cylinders 130-1 and 130-2, and then the arms 124 and 126. In order to adjust the angle of attack of the blade 122 by moving the), it is also possible to control the pitch for speed adjustment. 25 to 28, the screw control units 526-1 and 526-2 may be controlled from one side using only one control panel.
  • the screw type control unit of the adjusting unit 128 is installed in a structure in which a female screw cover portion (not shown) is added to the male screw 528 and the female screw 527.
  • the male screw 528 is provided with a bearing (not shown) at the center thereof, and the female screw 527 is provided with two symmetrical hooks facing each other at the one end thereof.
  • the additionally installed female screw (527) has a structure that allows the internal female screw to be freely moved and the bearing of the male screw (528) can be fixed.
  • the male screw 528 and the female screw 527-2 are assembled to the female screw cover part as one screw control unit installed in one chain of the blade shaft, and the pitch of the female screw 527 is moved to the left and right by the control panel and the pitch is controlled.
  • the movement of right and left by the bearing of the male screw 528 is suppressed by 122, and only rotates up and down.
  • the female screw 527 can be freely moved from side to side by the female screw cover part, but since the rotational movement is suppressed, the male screw 528 is controlled by a screw action and the blade 122 is controlled by rotation.
  • the transmission gear 132 consisting of a transmission gear 132 and a chain for rotating the second shaft 108 at the end of the second shaft 108 at a certain distance from the fourth drive gear 116 is installed
  • a transmission 134 is installed in the transmission gear 132.
  • a generator 138 for transmitting a driving force to the clutch 136 is installed.
  • the transmission 134 is increased so that the generator 138 is the optimum speed required for power generation.
  • the generator 138 is installed in two or more, it is possible to open and close by the clutch 136 installed in the front end, by adjusting the load according to the wind speed, to increase the power generation efficiency and to shut off in an emergency.
  • the clutch 136 may serve as a brake function to protect the generator by stopping the blade in a strong wind or emergency.
  • the wind turbine of the present invention is manufactured in a streamlined, parabolic or triangular shape, which collects the wind inward, so that the wind resistance is reduced, and all the wind blowing into the enclosure is toward the blade. It is desirable to increase the power generation efficiency by induction.
  • the yawing apparatus 144 is installed below the generator 138.
  • the yawing device 144 rotates the upper portion so as to control the blowing wind and the wind power generator to always match at right angles.
  • the center of gravity attaches the central axis such that the center of gravity is sufficiently directed towards the trailing edge rather than the leading edge. Accordingly, as shown in FIG. 2, all of the blades 122 at the front side, which are the directions in which the wind blows if the wind is not blown, are all at the position angles of F toward the downward direction, while the blades 122 at the rear side are shown. ) Is at the position angle of M where the rear arm 126 is controlled by the rear guide support 142.
  • the wind power generator of the present invention because the blade is built in a long elliptical rotation and flat box shape, it is easy to manufacture and transport installation and easy to manufacture in large capacity.
  • the conventional horizontal shaft wind turbine the wind speed of closing the blades are all different, the central axis is one, large and heavy, the noise occurs at the blade end, but the wind turbine of the present invention is a constant wind received by the blade as a whole, Since the support points for the ends use two small and small numbers at both ends of the blades, the blades can be manufactured lightly, slenderly and cheaply without carcasses, and can also be extruded from aluminum, making it fast and fast. It has the effect of easy mass production.
  • the wind power generator of the present invention installs two generators 138, the wind blowing at a low speed of 2m to 4m per second, only one generator 138 is operated and the clutch 136 is operated when stronger than 4m per second To drive additional generators at the same time.
  • the wind power generator of the present invention is illustrated as having two generators and operating in two stages, the two or more stages are preferably driven to increase the number of stages.
  • the present invention can be attached to a large number of generators by generating power in multiple stages according to the strength of the wind, from the weak wind to the strong wind, it is possible to reduce the amount of wind bypassed (bypass) and increase the power generation efficiency.
  • the wind power generator according to the present invention is applied to the plane, by making the chain for the caterpillar in the form of an airfoil of the wing, according to the rotation of the blade, gains lift and rises vertically, with both propellers The forward propulsion force is obtained.
  • the noise from the wings is reduced, and the efficiency is high and the flying speed is high.
  • the blades are arranged in a horizontal direction at regular intervals in the chain, but when the blade is installed vertically, it is possible to manufacture a narrow and long bridges or viaducts for tidal power generation or river rapid power generation Can be installed on the back.

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Abstract

본 발명은 체인위에 설치되어 무한궤도를 도는 블레이드를 이용하여 전기를 얻을 수 있도록 한 풍력발전장치에 관한 것으로, 이러한 본 발명은 전면과 배면이 관통된 외함의 내측 상하부에 구동기어를 설치하고, 구동기어의 둘레에, 체인을 둘러서 무한궤도를 만들고, 체인 위에 다수의 블레이드를 설치함과 아울러 상기 블레이드의 양 측단부에 블레이드를 상하로 각도를 조절하는 전면부 암과 후면부 암을 갖는 조절부를 설치하고, 전면부 암과 후면부 암의 뒤쪽에 상기 전면부 암과 후면부 암이 연결되는 전면부 안내받침대와 후면부 안내받침대를 설치하며, 상기 전면부 안내받침대와 후면부 안내받침대를 제어할 수 있도록 실린더를 설치하여서 바람이 부는 전면부와 후면부에서 블레이드의 받음각을 제어하며, 상기 구동기어의 일단에 변속기를 설치하여 증속하되, 상기 변속기에 클러치및 두 개 이상의 발전기를 설치하여서 발전기를 다단으로 개폐하여서 발전한다.

Description

풍력발전장치
본 발명은 풍력발전장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 타원의 무한궤도로 회전하는 무한궤도용 체인과 블레이드를 이용하여 전기를 얻을 수 있도록 한 풍력발전장치에 관한 것이다.
일반적으로 전기를 얻을 수 있는 장치로, 원자력발전장치, 수력발전장치, 화력발전장치, 태양열발전장치, 풍력발전장치 등이 있다.
여기서, 상기 풍력발전장치는 2003년 07월 23일자로 출원번호 제 10-2003-7009737호 출원된 바 있으며,
그 구성으로는 타워(Tower, 66), 타워에 의해 지지된 곤돌라(Gondola, 22), 상기 곤돌라(22)에 장착된 로터(Rotor,10, 12) 및 상기 로터에 의해 기계적으로 구동되고 미청정수를 역삼투장치로 공급하여 처리하는 적어도 하나의 압력펌프(20)를 포함한다.
그러나, 상기한 출원번호 제 10-2003-7009737호의 풍력발전장치는 그 구성이 복잡한 문제점이 있었다.
또한, 일반적인 풍력발전장치는 3-블레이드(blade)형 수평축 풍력발전장치(HAWT : Horizontal Axis Wind Turbine)와, 다리우스형 또는 사보니우스(savonius)형 수직축 풍력발전장치(VAWT : Vertical Axis Wind Turbine)로 크게 나눌 수 있다.
상기 3-블레이드(blade)형 수평축 풍력발전장치는 효율성, 안정성 및 경제성을 인정받아 대규모로 설치되고 있는 실정에 있다.
그러나, 상기한 3-블레이드(blade)형 수평축 풍력발전장치는 현재 기술로서는 최대 2MW ∼ 5MW 용량을 한계로 머물고 있는 문제점이 있었다.
또한, 상기한 3-블레이드(blade)형 수평축 풍력발전장치는 소(小)용량에서부터 대(大)용량까지 모두 그 기본적 모양은 변화가 없이 같은 모양을 하고 있는 단조로움이 있는 문제점이 있었다.
또한, 상기한 3-블레이드(blade)형 수평축 풍력발전장치는 블레이드(blade)가 회전하는 회전반경에 따르는 단면적에 비해 블레이드(blade) 가 차지하는 비율이 10% 내외로써 이론적인 최적의 비율인 60% 에 못 미치므로 전체적인 단면적대비 발전 효율이 높지 않은 문제점이 있었다.
또한, 상기한 3-블레이드(blade)형 수평축 풍력발전장치 중 2MW 용량의 경우 100m의 타워와 70m ∼ 80m 직경의 블레이드로 이루어져 있는바, 2MW 용량보다 큰 용량(예를 들어, 3MW ∼ 5MW 용량)은 육상용으로는 가공 및 운반에 제약이 있어서 주로 해상에 설치해야하는 문제점이 있었다.
또한, 상기한 3-블레이드(blade)형 수평축 풍력발전장치의 블레이드, 로터, 타워는 수십 수백 톤(ton)의 중량에다 수십m의 대형으로 제작하여야하는 문제점이 있을 뿐만 아니라 운반이 어렵고 설치 또한 어려운 문제점이 있었다.
특히, 상기한 3-블레이드(blade)형 수평축 풍력발전장치는 제조비가 고가이고, 경제적이지 못하여서 원자력발전장치나 수력발전장치 등 저가의 발전설비에 비해 초기 설치비가 고가인 문제점이 있었다.
이로 인해, 발전 원가가 원자력발전장치의 3배 ∼ 4배로 경제성이 떨어지는바, 국가에서 전력 구매단가를 보조해 주지 않으면 설치운용을 할 수 없게 되므로 신재생에너지의 장점에도 불구하고 전기 에너지원으로 보급되지 못하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술에 따른 제반 문제점을 해결하기 위하여 개량발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 타원의 무한궤도를 회전하는 무한궤도용 체인과 블레이드를 이용하여 전기를 얻을 수 있도록 한 풍력발전장치를 제공함에 있다.
그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 풍력발전장치는,
전면과 배면이 관통된 외함의 내측 상하부에 구동기어를 설치하고, 구동기어의 둘레에, 체인을 둘러서 무한궤도를 만들고, 체인 위에 다수의 블레이드를 설치함과 아울러 상기 블레이드의 양 측단부에 블레이드를 상하로 각도를 조절하는 전면부 암과 후면부 암을 갖는 조절부를 설치하고, 전면부 암과 후면부 암의 뒤쪽에 상기 전면부 암과 후면부 암이 연결되는 전면부 안내받침대와 후면부 안내받침대를 설치하며, 상기 전면부 안내받침대와 후면부 안내받침대를 제어할 수 있도록 실린더를 설치하여서 바람이 부는 전면부와 후면부에서 블레이드의 받음각을 제어하며,
상기 구동기어의 일단에 변속기를 설치하여 증속하되, 상기 변속기에 클러치및 두 개 이상의 발전기를 설치하여서 발전기를 다단으로 개폐하여서 발전한다.
이상에서 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 풍력발전장치는 부품이 소형이며 가볍고, 효율이 높은 효과가 있다. 본 발명에 따른 풍력발전장치는 사각형의 상자형 틀내부에 블레이드를 촘촘히 다수를 설치하고 바람이부는 전면부와 후면부에서 이중으로 바람을 받아서 발전하는 구조이므로 블레이드가 받는 바람의 단면적을 이론적 최댓값인 60%까지 올릴 수 있어서 단면적당 발전효율이 높은 효과가 있다. 그리고, 본 발명에 따른 풍력발전장치는 소형의 부품을 다수 조합한 조립식으로 제조 및 설치가 쉬운 효과가 있다. 특히, 본 발명에 따른 풍력발전장치는 사용부품이 소형으로 제조가 쉬우며 염가이면서도 사각형의 외함 내부에 설치되는 구조이기 때문에 다수를 설치할 때, 사이를 띄울 필요가 없이, 바로 맞대어 설치가 가능하여 해안의 방풍림, 고속도로변의 소음차단벽을 대신하여 사용할 수 있는 효과가 있다. 그리고, 본 발명에 따른 풍력발전장치는 소음이 없어서 건물의 옥상, 고속도의 육교 및 다리 등에 설치가 가능한 효과가 있다. 그리고, 본 발명에 따른 풍력발전장치는 가볍고 소형의 부품을 조립해서 생산하면서도 대(大)출력 용량으로 제작할 수 있는 효과가 있다. 그리고, 본 발명에 따른 풍력발전장치는 요잉 장치가 없는 고정식으로서 설치가 가능하며, 바람의 방향이 좌우 45도로 수시로 바뀌거나 180도 반대로 불어도 발전이 가능한 효과가 있다. 그리고, 본 발명에 따른 풍력발전장치는 한곳에 다수를 설치할 수 있는바, 단위면적당 발전 효율이 높은 효과가 있다. 그리고, 본 발명에 따른 풍력발전장치는 블레이드를 통과하는 바람의 속도가 모두 같고, 바람이 불어오는 전면부의 블레이드와 바람이 빠져나가는 후면부의 블레이드가 모두 순방향으로 양력을 받고, 회전하는 구조이고 바람을 받는 블레이드 단면적이 많기 때문에, 중심축을 기준으로 한쪽만 양력을 받고, 반대편은 항력을 받는바, 종래의 수평축 풍력발전장치나 수직축 풍력발전장치 등에 비해서 효율이 좋을 뿐만 아니라 다양한 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 풍력발전장치를 나타낸 도면, 도 2는 도 1의 외함에 설치된 축, 기어, 무한궤도용 체인, 블레이드를 나타낸 도면, 도 3 내지 도 5는 도 1의 요부 확대 단면도, 도 6 내지 도 7은 도 1의 블레이드의 연결 상태의 요부 확대도, 도 8은 도 1의 외함에 설치된 축, 기어, 무한궤도용 체인, 블레이드의 사용 상태를 나타낸 도면, 도 9는 본 발명에 따른 풍력발전장치의 다른 실시예를 나타낸 도면, 도 10 내지 11은 본 발명에 따른 풍력발전장치의 또 다른 실시예를 나타낸 도면, 도 12 내지 도 14는 도 2의 요부 확대 단면도, 도 15 내지 도 16은 도 1의 다른 요부 확대 단면도, 도 17 내지 도 18은 도 1의 블레이드의 연결 상태의 요부 확대도, 도 19는 도 15의 나사식 제어부의 확대도, 도 20은 도 19의 분해도, 도 21 내지 도 22는 도 2의 블레이드의 회전방향을 나타낸 도면, 도 23 내지 도 24는 도 1의 제어판을 상세히 나타낸 도면, 도 25 내지 도 28은 도 1의 제어판만을 사용하여 나사식 제어부가 한쪽에서 제어되도록 한 도면, 도 29는 도 2의 블레이드가 제어되는 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 풍력발전장치의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
본 발명에 따른 풍력발전장치(100)는, 기둥(102)과; 상기 기둥(102)의 상면에 설치되되, 전면과 배면이 관통된 사각박스 형상의 외함(104)과; 상기 외함(104)의 상부 일측 내면과 상부 타측 내면 사이에 회전가능하게 설치된 제1축(106)과; 상기 외함(104)의 하부 일측 내면과 하부 타측 내면 사이에 회전가능하게 설치된 제2축(108)과; 상기 제1축(106)의 일단부에 회전가능하게 설치된 제1구동기어(110)와; 상기 제1축(106)의 타단부에 회전가능하게 설치된 제2구동기어(112)와; 상기 제2축(108)의 일단부에 회전가능하게 설치된 제3구동기어(114)와; 상기 제2축(108)의 타단부에 회전가능하게 설치된 제4구동기어(116)와; 상기 제1구동기어(110)와 제3구동기어(114)에 회전가능하게 설치된 제1무한궤도용 체인(118)과; 상기 제2구동기어(112)와 제4구동기어(116)에 회전가능하게 설치된 제2무한궤도용 체인(120)과; 상기 제1무한궤도용 체인(118)과 제2무한궤도용 체인(120) 사이에 일정간격을 두고 다수 개 설치된 블레이드(122)와; 상기 블레이드(122)의 양 측단에 각각 설치되어 상기 블레이드(122)를 상하로 각도를 조절하는 전면부 암(124)과 후면부 암(126)을 갖는 조절부(128)와; 상기 조절부(128)의 전면부 암(124) 및 후면부 암(126)에 연동되어 전면부 암(124) 및 후면부 암(126)을 조절하는 실린더(130-1, 130-2)와; 상기 제4구동기어(116)으로부터 일정간격을 두고 제2축(108)의 단부에 회전가능하게 설치되어 제2축(108)을 회전시키는 전달기어(132)와; 상기 전달기어(132)에 연결되어 전달기어(132)로 회전력을 전달하는 변속기(134)와; 상기 변속기(134)에 연결된 클러치(136)와; 상기 클러치(136)에 전기적으로 연결되어 클러치(136)로 구동력을 전달함과 아울러 구동력을 차단하는 발전기(138)로 구성된다. 한편, 전면부 안내받침대(140)와 후면부 안내받침대(142)가 있는바, 상기 전면부 안내받침대(140)와 후면부 안내받침대(142)는 블레이드가 회전하면서 전면부에서 후면부로 바턴을 잘 받아서 원활하게 회전하며 필요한 각도로 되도록, 전면부 암(124) 및 후면부 암(126)을 안내하며 블레이드각도를 피치제어 한다. 한편, 상기 발전기(138)는 기 설정된 프로그램에 따라 풍력발전장치(100)를 제어하는 제어부(도시는 생략함)에 연결됨과 아울러 요잉장치(144)에 전기적으로 연결된다. 또한, 상기 제어부에는 풍향을 감지하는 풍향센서(도시는 생략함), 풍속을 감지하는 풍속센서(도시는 생략함) 그리고, 발전기의 속도를 감지하는 속도센서(도시는 생략함), 발전기의 전압을 감지하는 전압센서(도시는 생략함), 발전기의 전류를 감지하는 전류센서(도시는 생략함) 및 발전기의 위상을 감지하는 위상센서(도시는 생략함) 등이 전기적으로 연결된다.
한편, 상기 풍력발장치(100)에는 제1무한궤도용 체인(118)과 제2무한궤도용 체인(120)의 회전력을 전기 에너지로 저장하는 충전부(도시는 생략함)가 설치된다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 풍력발전장치(100)를 설명하면 다음과 같다. 먼저, 전면과 배면이 관통된 사각박스 형상의 외함(104)의 상부 일측 내면과 상부 타측 내면 사이에 제1축(106)을 설치함과 아울러 외함(104)의 하부 일측 내면과 하부 타측 내면 사이에 제2축(108)을 설치한다. 그리고, 상기 제1축(106)의 일단부에 제1구동기어(110)와 타단부에 제2구동기어(112)를 설치한 후, 상기 제2축(108)의 일단부에 제3구동기어(114)와 타단부에 제4구동기어(116)를 설치한다. 그리고, 상기 제1구동기어(110)와 제3구동기어(114)에 제1무한궤도용 체인(118)을 설치한 후, 제2구동기어(112)와 제4구동기어(116)에 제2무한궤도용 체인(120)을 설치한다. 그리고, 상기 제1무한궤도용 체인(118)과 제2무한궤도용 체인(120) 사이에 일정간격을 두고 블레이드(122)를 설치한 후, 상기 블레이드(122)의 양 측단에 블레이드(122)를 상하로 각도를 조절하는 전면부 암(124)과 후면부 암(126)을 갖는 조절부(128)를 설치한다. 상기 블레이드(122)는 비대칭에어포일, Clark-Y 에어포일, 대칭에어포일 , 등 다양한 모양의 에어포일을 사용하는 것이 가능하다. 상기 블레이드(122)는 유리섬유 재질, 혹은 탄소섬유 재질에 에폭시수지를 혼합하여 제조하거나, 중심축을 위주로 생선가시와 같이 방사형으로 뼈대를 만든 후 내부를 발포 수지로 채운다음 외피를 단단한 유리섬유와 에폭시수지 혼합 재로 포장 하거나 두꺼운 방수천으로 입혀서 제조하거나, 알루미늄 재질로 압출 성형하는 방법 등으로, 제조하는 것도 가능하다. 여기서, 상기 블레이드(122)는 바람이 불어오는 전면부와 바람이 빠져나가는 후면부에서 모두 순방향(발전에 도움이 되는)의 양력을 얻도록 조절부(128)가 설치된, 전면부 안내받침대(140)와 후면부 안내받침대(142)의 유도를 받아서 블레이드(122) 각도가 자동으로 제어된다. 그리고, 상기 전면부 암(124)과 후면부 암(126)을 갖는 조절부(128)에 연동한 전면부 안내받침대(140)와 후면부 안내받침대(142) 일측에 실린더(130-1, 130-2)를 설치한다. 여기서, 상기 실린더(130-1, 130-2)는 도면에는 예시되지 않았지만 각종의 기술적으로 가능한 여러 가지의 풍향, 풍속, 및 발전기의 속도, 전압, 전류, 위상에 따르는 센서의 전기적 신호에 따라서, 자동으로 제어되며, 안내받침대(140, 142)를 움직여 전면부 암(124)과 후면부 암(126)을 블레이드(122)가 적정한 각도가 되도록, 받쳐주어서 원활한 회전이 되고, 비상시에는 정지되어, 안전한 발전이 되도록 제어를 한다. 그리고, 상기 제4구동기어(116)으로부터 일정간격을 두고 제2축(108)의 단부에 제2축(108)을 회전시키는 전달기어(132)를 설치한 후, 상기 전달기어(132)에 변속기(134)를 설치한다. 그리고, 상기 변속기(134)에 클러치(136)를 설치한 후, 상기 클러치(136)에 구동력을 전달하는 발전기(138)를 설치한다. 그리고, 상기 발전기(138)의 하측에 요잉장치(144)를 설치한다. 여기서, 상기 요잉장치(144)는 블레이드(122)가 바람이 불어오는 방향과 항상 직각으로 되도록 요잉제어를 한다. 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 풍력발전장치(100)를 좀 더 자세히 설명하면 다음과 같다. 먼저, 전면과 배면이 관통된 사각박스 형상의 외함(104)의 상부 일측 내면과 상부 타측 내면 사이에 제1축(106)을 설치함과 아울러 외함(104)의 하부 일측 내면과 하부 타측 내면 사이에 제2축(108)을 설치한다. 그리고, 상기 제1축(106)의 일단부에 제1구동기어(110)와 타단부에 제2구동기어(112)를 설치한 후, 상기 제2축(108)의 일단부에 제3구동기어(114)와 타단부에 제4구동기어(116)를 설치한다. 그리고, 상기 제1구동기어(110)와 제3구동기어(114)에 제1무한궤도용 체인(118)을 설치한 후, 제2구동기어(112)와 제4구동기어(116)에 제2무한궤도용 체인(120)을 설치한다. 그리고, 상기 제1무한궤도용 체인(118)과 제2무한궤도용 체인(120) 사이에 일정간격을 두고 블레이드(122)를 설치한 후, 상기 블레이드(122)의 양 측단에 블레이드(122)를 상하로 각도를 조절하는 전면부 암(124)과 후면부 암(126)을 갖는 조절부(128)를 설치한다. 그리고, 상기 조절부(128)의 전면부 암(124)과 후면부 암(126)의 뒷쪽에 블레이드(122)의 각도를 제어하는 전면부 안내받침대(140)와 후면부 안내받침대(142)를 설치한다. 여기서, 상기 전면부 안내받침대(140)와 후면부 안내받침대(142)는 블레이드(122)의 양 측단에 있는 전면부 암(124)과 후면부 암(126)을 적절히 받쳐주고 안내해 주어서, 블레이드(122)가 바람을 받는 전면부과 바람이 나가는 후면부에서 블레이드(122)의 각도가 항상 양력을 받는 각도가 되게 자동으로 조절하여, 적절한 양력을 받도록 피치 제어를 할 수 있게 한다. 그리고, 상기 제4구동기어(116)로부터 일정간격을 두고 제2축(108)의 단부에 제2축(108)을 회전시키는 전달기어(132)와 체인으로 구성된 변속기(134)를 설치한 후, 상기 전달기어(132)에 변속기(134)를 설치한다. 그리고, 상기 변속기(134)에 클러치(136)를 설치한 후, 상기 클러치(136)에 구동력을 전달하는 발전기(138)를 설치한다. 여기서, 상기 변속기(134)는 발전기(138)가 발전에 필요한 최적의 속도가 되도록 증속한다. 한편, 상기 발전기(138)는 2개 이상으로 설치되되, 전단에 설치된 클러치(136)로 개폐할 수 있게 하여, 풍속에 따른 부하를 조정하여, 발전효율을 높이고 비상시 차단을 할 수 있게 한다. 상기 클러치(136)는 브레이크 기능을 겸할 수 있도록 하여 강풍이나 비상시 에 블레이드를 정지하여 발전기를 보호한다. 본 발명의 풍력발전장치는 외함의 태두리 부분을, 바람이 안쪽으로 모이게 하는, 유선형이나, 포물선 혹은 삼각형으로 제작하여, 바람의 저항을 덜 받게 하고, 외함에 부는 바람을 모두, 블레이드(blade)쪽으로 유도하여 발전효율을 높이도록 하는 것이 바람직하다. 본 발명의 풍력발전장치는 외함의 아래쪽에 오일 탱크를 마련하여 암이나 체인 등 모든 유동부에, 자동으로 반영구적 급유 되도록 하는 것이 바람직하다. 본 발명의 풍력발전장치는 각 부분의 유동부에는, 오일리스베어링 혹은 볼 베어링을 채용하여 마찰을 줄이는 것이 바람직하다.그리고, 상기 발전기(138)의 하측에 요잉장치(144)를 설치한다. 여기서, 상기 요잉장치(144)는 불어오는 바람과 풍력발전장치가 항상 직각으로 일치되도록 제어할 수 있게 상부를 회전시킨다. 다른 한편, 상기 전면부 안내받침대(140)와 후면부 안내받침대(142)는, 양쪽의 끝부분을 상기 전면부 암(124)과 후면부 암(126)을 잘 받쳐주고, 블레이드(122)가 적정한 각도를 항상 유지할 수 있도록 하며, 전면부 암(124)에서 후면부 암(126)으로 바턴을 잘 받아서 원활한 회전을 할 수 있게, 끝부분의 모양을 적절히 구부려서 마무리 가공한다. 상기 전면부 암(124)과 후면부 암(126)은, 양력을 받아서 회전하는 힘의 중심이 전면부 암(124)과 후면부 암(126) 쪽으로는 최소한으로 가고, 블레이드(122)의 중심축으로 집중될 수 있도록, 블레이드(122)와의 각도를, 도 6에 도시된 바와 같이 적절하게 주어서 설치한다.
상기한 풍력발전장치(100)의 주요 구성과 작동 상태를 좀더 자세히 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 블레이드(122)는 설계할 때, 무게중심이 앞전(leading edge)보다는 뒷전(frailing edge) 쪽으로 무게중심이 충분히 쏠리도록 중심축을 부착한다. 이에 따라, 먼저 바람이 불지 않으면 바람이 불어오는 방향인 전면부 쪽의 블레이드(122)는 도 2에 도시된 바와 같이, 모두 아래쪽 방향으로 향한 F의 위치 각에 있고, 반면 후면부 쪽의 블레이드(122)는 후면부 암(126)이 후면부 안내받침대(142)에서 제어를 받는 상태인 M의 위치 각에 있다. 다음 바람이 발전개시 속도 이상이 되면, 바람이 불어오는 쪽인 전면부 쪽의 블레이드(122)는 모두 F위치 각에서 G위치 각으로 회전하여 블레이드(122)가 상승하는 방향의 힘을 받는, 상승양력을 받고 상승 회전한다. 그리고, 후면부 쪽의 블레이드(122)는 M의 위치 각에서, 바로 하강하는 방향의 힘을 받는 회전 양력을 받고 하강 회전한다. 한편, 바람의 강약에 따라 자동으로 블레이드(122)의 받음각을 조절하여, 발전기 출력이 한전 전기와 동기 되어, 계통 연계되도록, 먼저, 실린더(130-1, 130-2)를 움직여 안내받침대(140, 142) 움직인 후, 암(124, 126)을 움직여 블레이드(122)의 받음각을 조절하는 순으로, 속도조절을 위한 피치 제어를 한다. 따라서, 본 발명의 풍력발전장치는 종래의 수평축 풍력발전장치에서 중심축을 중심으로 한쪽은 순방향으로 양력을 받고 다른 쪽은 역방향으로 항력을 받음으로 인한, 효율 감소가 없고 바람이 부는 전면부와 후면부 모두 회전하는 힘을 받는, 순방향으로 양력을 받게 되므로, 발전효율이 좋다. 또한, 본 발명의 풍력발전장치는 블레이드가 길게 타원을 그리며 회전하고 납작한 상자모양 안에 내장되므로, 제조 및 운반 설치가 쉽고 대용량으로 제조하기가 용이하다. 특히, 종래의 수평축 풍력발전장치가, 블레이드에 닫는 바람의 속도가 모두 다르고 중심축이 하나로, 크고 무거우며 블레이드 끝에서 소음이 발생하지만 본 발명의 풍력발전장치는 전체적으로 블레이드에 받는 바람이 일정하며, 끝을 지지해주는 받침점이 블레이드의 양끝으로 두 군데이고 소형인 다수를 사용하므로, 블레이드를 제조할 때, 군살이 없이 가볍고 날렵하며 값싸게 제조할 수 있을뿐더러, 알루미늄으로 압출하여 제조할 수 있어서, 빠르고 쉽게 대량생산할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 상자 형으로 제조되어 설치 간격을 두지 않고 연속으로 좌우상하에 맞대서 설치가 가능하며 전체적인 완제품의 크기가 작고 가벼워서, 공장에서 완제품으로 제조한 상태에서 쉽게 운반할 수 있으며, 바람이 있는 곳에는 어디에나 설치가 용이하다. 또한, 건물의 옥상이나 교량 고속도로의 육교 등과 해안에 병풍처럼 길게 설치하여 방풍을 겸한 시설로 유용할 수 있다. 또한, 본 발명의 풍력발전장치는 종래의 수직축 풍력발전기와 같이 바람의 방향에 따르는 발전기의 방향을 제어하는 요잉 제어를 하지 않는, 고정식으로 제조 및 설치가 가능하며, 델타 날개의 비행기가 날개 면에 부는 바람이 45도로 경사지게 불어도 문제되지 않고, 양력을 얻을 수 있는 원리와 같이 바람의 방향이 수시로 바뀌거나 좌우 45도 이상으로 바뀌어도 발전이 가능하다. 또한 바람의 방향이 180도로 반대로 불어도, 블레이드의 각도를 대응하여 조절하여서 발전이 가능하다. 한편, 본 발명의 풍력발전장치는 발전기(138)를 두 개 설치하고, 초속 2m ∼ 4m의 저속으로 부는 바람에는 발전기(138)를 1개만 작동하고 초속 4m 이상으로 강해지면 클러치(136)를 조작하여 예비 발전기를 추가로 구동하여, 2개를 동시에 구동시킨다. 이렇게 하므로써 초속 4m 이상의 센 바람에만, 작동하는 종래의 풍력발전에 비해서 2m ∼ 4m의 약하게 부는 바람에도 발전할 수 있으므로 발전효율을 높일 수 있다. 또한, 본 발명의 풍력발전장치에는 발전기를 2개 비치하여 2단으로 작동하는 걸로 예시되어 있지만, 2개 이상의 다 단으로, 단수를 높여서 구동하는 것이 바람직한바, 종래에는 통상 발전개시 속도가 초속 4m 이상으로, 2m ∼ 4m의 저속으로 부는 바람에는 발전이 되지못하고, 그 이상으로 센 바람이 불어도, 피치 제어를 해서 강하게 부는 바람을 바이패스(bypass) 시켜버리고, 블레이드를 일정한 속도로 회전하도록 하여, 발전출력이 항상 일정하게 발전하게 되므로, 바람의 강약에 따르는 효율적인 발전이 되지 못하고 있었다. 따라서, 본 발명은 발전기를 다수 부착하여 바람의 강약에 따라 다단계로 발전하므로써 약한 바람에서 부터 강한바람까지, 바이패스(bypass)되는 바람의 양을 줄이고 발전효율을 높일 수 있다. 도 9는 본 발명에 따른 풍력발전장치의 다른 실시예를 나타낸 도면으로, 좁고 길게 제조가 가능하여서 교량이나 육교 등에 설치 및 응용한다.
도 10 내지 도 11은 본 발명에 따른 풍력발전장치의 또 다른 실시예를 나타낸 도면으로, 대규모로 설치하기 위한 것으로 "아파트형"으로 철근콘크리트 구조물 위에 밀집되게 고층으로 설치한 예, 얼마든지 초고층으로 크고 높게 대단위로 설치할 수 있고, 인력이 근접하기 쉬워서 보수가 편리하고 대용량 풍력발전이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 풍력발전장치는 내식성 구조로 제조하여서 섬을 있는 교량의 하부에 설치한 조류발전 및 방파제를 겸한 파력발전 혹은 급류가 지나가는 하천의 교량 하부에 설치한 수력발전에 응용할 수 있다. 따라서 종래의 프로펠라를 이용한 발전에 비해서 블레이드에 접촉하는 급류의 면적이 많게 되므로 효율이 높은 발전이 될 수 있다. 또한 본 발명에 따른 풍력발전장치는 기업체의 광고용 간판으로 이용하기 위하여, 광고 문구가 항상 풍력발전장치의 정 중앙에 오도록 자동제어 하거나, 조명 및 광고 장치를 추가 할 수 있으며 시각적인 효과를 주기 위해서 다양한 제어를 하는 것도 가능하다. 상기에서 살펴본 바와 같이, 상기 블레이드는 체인에 일정한 간격을 두고 수평방향으로 배열되어 있지만, 상기 블레이드를 체인에 수직방향으로 배열하여 설치할 수 있다. 여기서, 상기 블레이드를 수직형으로 설치할 경우, 좁고 길게 제조가 가능하여서 조류발전용이나 하천의 급류 발전용으로 교량이나 육교 등에 설치가능하다. 따라서, 수평방향으로 블레이드가 배치되는 본 발명의 일실시예인 수평형 풍력발전장치에서는 블레이드가 수십 수백 m로 길게 제조되어 설치되어야 하므로 블레이드 중앙부의 중력에 의한 휘어짐 등을 해소하기 위하여 보다 강하고 튼튼하게 제조해야 하므로 비용이 더 많이 들고 무거우며 제어가 곤란한 어려움이 있다. 그러므로, 블레이드를 수직으로 설치하므로 써 이러한 어려움을 해결할 수 있으며 체인의 길이와 지지대만 보강하면, 상하 폭의 길이 만큼의 비교적 짧은 길이의 블레이드를 연속으로 다수 설치하면 되므로 교량의 길이에 맞춰서 수백 m 로 길게 풍력발전장치를 제조할 수 있는 이점이 있다.
상기한 도면들을 참고하여 본 발명에 따른 풍력발전장치를 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
본 발명에 따른 풍력발전장치(100)는,
기둥(102)과; 상기 기둥(102)의 상면에 설치되되, 전면과 배면이 관통된 사각박스 형상의 외함(104)과; 상기 외함(104)의 상부 일측 내면과 상부 타측 내면 사이에 회전가능하게 설치된 제1축(106)과; 상기 외함(104)의 하부 일측 내면과 하부 타측 내면 사이에 회전가능하게 설치된 제2축(108)과; 상기 제1축(106)의 일단부에 회전가능하게 설치된 제1구동기어(110)와; 상기 제1축(106)의 타단부에 회전가능하게 설치된 제2구동기어(112)와; 상기 제2축(108)의 일단부에 회전가능하게 설치된 제3구동기어(114)와; 상기 제2축(108)의 타단부에 회전가능하게 설치된 제4구동기어(116)와; 상기 제1구동기어(110)와 제3구동기어(114)에 회전가능하게 설치된 제1무한궤도용 체인(118)과; 상기 제2구동기어(112)와 제4구동기어(116)에 회전가능하게 설치된 제2무한궤도용 체인(120)과; 상기 제1무한궤도용 체인(118)과 제2무한궤도용 체인(120) 사이에 일정간격을 두고 다수 개 설치된 블레이드(122)으로 구성되고, 상기 블레이드의 양 측단부에 블레이드를 상하로 각도를 조절하는 나사식 제어부(526-1, 526-2)를 갖는 조절부를 설치하고, 나사식 제어부(526-1, 526-2)의 양옆에 제어판(540-1, 540-2) 설치하여 양쪽 끝 부분을 좌우에서로 밀어주어서 블레이드의 각도를 상하로 조절하는 제어판(540-1, 540-2)을 설치하며, 상기 제어판(540-1, 540-2)을 제어할 수 있도록 실린더(130-1, 130-2)를 설치하여서 바람이 부는 전면부와 후면부에서 블레이드의 받음각을 피치 제어한다. 그리고, 상기 제4구동기어(116)으로부터 일정간격을 두고 제2축(108)의 단부에 회전가능하게 설치되어 제2축(108)을 회전시키는 전달기어(132)와; 상기 전달기어(132)에 연결되어 전달기어(132)로 회전력을 전달하는 변속기(134)와; 상기 변속기(134)에 연결된 클러치(136)와; 상기 클러치(136)에 전기적으로 연결되어 클러치(136)로 구동력을 전달함과 아울러 구동력을 차단하는 발전기(138)로 구성된다. 한편, 상기 발전기(138)는 기 설정된 프로그램에 따라 풍력발전장치(100)를 제어하는 제어부(도시는 생략함)에 연결됨과 아울러 요잉장치(144)에 전기적으로 연결된다. 또한, 상기 제어부에는 풍향을 감지하는 풍향센서(도시는 생략함), 풍속을 감지하는 풍속센서(도시는 생략함) 그리고, 발전기의 속도를 감지하는 속도센서(도시는 생략함), 발전기의 전압을 감지하는 전압센서(도시는 생략함), 발전기의 전류를 감지하는 전류센서(도시는 생략함) 및 발전기의 위상을 감지하는 위상센서(도시는 생략함) 등이 전기적으로 연결된다. 그리고, 상기 풍력발전장치(100)에는 제1무한궤도용 체인(118)과 제2무한궤도용 체인(120)의 회전력을 전기 에너지로 저장하는 충전부(도시는 생략함)가 설치된다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 풍력발전장치(100)를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 전면과 배면이 관통된 사각박스 형상의 외함(104)의 상부 일측 내면과 상부 타측 내면 사이에 제1축(106)을 설치함과 아울러 외함(104)의 하부 일측 내면과 하부 타측 내면 사이에 제2축(108)을 설치한다. 그리고, 상기 제1축(106)의 일단부에 제1구동기어(110)와 타단부에 제2구동기어(112)를 설치한 후, 상기 제2축(108)의 일단부에 제3구동기어(114)와 타단부에 제4구동기어(116)를 설치한다. 그리고, 상기 제1구동기어(110)와 제3구동기어(114)에 제1무한궤도용 체인(118)을 설치한 후, 제2구동기어(112)와 제4구동기어(116)에 제2무한궤도용 체인(120)을 설치한다.
그리고, 상기 제1무한궤도용 체인(118)과 제2무한궤도용 체인(120) 사이에 일정간격을 두고 블레이드(122)를 설치한 후, 상기 블레이드(122)의 양 측단에 블레이드(122)를 상하로 각도를 조절하는 전면부 암(124)과 후면부 암(126)을 갖는 조절부(128)를 설치한다. 그리고, 조절부(128)는 도 2와 같이 블레이드(122)의 양 측단에 설치하여 블레이드(122)를 각도를 상하로 조절하는 방법으로, 나사식 제어부(526-1, 526-2)를 설치하고 제어판(540-1, 540-2)를 설치하여서 블레이드(122)의 중심축을 좌우에서 밀어 주어서, 각도를 제어하는 방법도 가능하다. 그리고, 나사식 제어부(526-1, 526-2)는 블레이드(122)의 각도를 상하로 회전 조절하는 방법으로, 상기한 전면부 암(124)과 후면부 암(126)에서 전후로 제어하는 각도를 90도로 전환해서 좌우로 제어하게 함으로써, 보다 제어가 쉽고, 하나만으로 모든 각도로 제어할 수 있는 효과가 있다.
본 발명을 도면에 의하여 자세하게 설명하면 다음과 같다.
상기 전면부 암(124)과 후면부 암(126)이 설치 각도가 후면부 암(126)모양으로 설치되는 것에 비해 블레이드(122)중심축과 같은 방향과 같이 설치된다. 따라서, 블레이드(122)가 체인을 따라 회전하면서, 바람이부는 전면부에서는 전면부 암(124)으로 후면부에서는 후면부 암(126)으로 두 개가 교대로 바턴을 받아서 연속으로 제어되는 것에 비해서, 바턴을 받는 동작이 필요 없고 나사식 제어부(526-1, 526-2) 만으로 블레이드를 필요한 각도로 임의대로 180도 자유롭게 조절할 수 있어서, 순방향 바람일 때의 제어와 역방향 바람일 때의 제어까지 장치의 교환이 필요 없이 하나로 간편하게 변환하여 제어가 되는 이점이 있다.
따라서, 나사식 제어부(526-1, 526-2)는 암나사(527)와 수나사(528)로 구성되어있다. 또한, 수나사(528) 한쪽 끝 부분에는 볼 베어링이 설치되어있다.
그리고, 수나사(528)를 한 바퀴 돌릴 때 나아가는 거리인 피치(pitch)는, 1/2 피치로 180도 즉 반 바퀴를 돌릴 수 있게 한 구조이다. 상기 수나사(528)는 일반 나사를 길게 잡아 늘린 모양이며 이렇게 길게 피치를 늘리므로 써, 수나사(528)부에서의 작동이 쉽고 암나사(527)에서는 작동이 어려운 것으로 일방향 작동식 구조이다. 여기서, 상기 수나사(528)와 암나사(527)는 볼록형 또는 오목형이거나, 또 다른 변형된 나사 구조여도 무방하다. 따라서, 수나사(528)의 피치 경사각이 15도 정도로, 길이 방향으로 길게 되어 있고, 수나사(528)부는 블레이드(122)양쪽 끝에 한축으로 연결되어 있다. 상기 블레이드(122)는 양측의 암나사(527)만 양측의 체인에 고정되어 있고, 수나사(528)는 암나사(527) 안에서 블레이드와 같이 하나의 축으로 연결되어 좌우로 움직이면 동시에 회전하도록 되어있는 구조이다. 그리고, 상기 수나사(528)는 암나사(527)가 체인에 고정되어 있으므로, 암나사(527)가 안에서 좌우로 움직이면 나사작용으로 동시에 블레이드(122)의 각도제어 동작도 같이 하게 된다. 따라서, 수나사부(528)와 암나사부(527)는 도 21 내지 도 22에 도시된 같이, 블레이드(122)는 B2에서 A1 혹은 B2에서 C3으로 한쪽 방향으로 90도, 좌우 합계 180도까지 회전할 수 있는 1/2 피치각의 나사구조로 되어있다. 또한, 나사식 제어부(526-1, 526-2)는 제어에 블레이드가 같은 방향으로 회전되도록 양측 나사의 경사 각도가 반대로 되어있다. 따라서, 블레이드(122)는 축 양쪽 끝 부분에 나사식 제어부(526-1, 526-2)가 설치되어 제어판을 움직여서 수나사(528)와 같이 동시에 좌우로 움직이고 동시에 블레이드(122)가 상하로 움직여 각도가 변한다. 한편, 양 측면에 설치된 제어판(540-1, 540-2)의 안쪽에는 체인(118, 120)에 암나사(527)만 고정되고 좌우로 이동 가능한 수나사(528)의 축과 블레이드가 한축으로 하나로 연결되어 매달려 있는 상태로 설치된다. 또한, 양쪽의 제어판(540-1, 540-2)이 좌우방향으로 회전하면 블레이드(122)가 상하로 90도 최대 180도 각도까지 상하로 회전된다. 따라서, 제어판 측면에 부착된 실린더(130-1, 130-2)에 의해 제어판을 회전시켜서 피치 제어한다. 그리고, 제어판은 블레이드 양옆에 설치되고, 결합부(542-1, 542-2)의 고정된 축을 중심축으로 회전하며 정방향의 바람이불 경우 도 21 내지 도 22에 도시된 바와 같이, A1 ∼ B2 간의 범위에서 제어판의 회전 각도를 제어하고 역방향의 바람이불 경우 B2 ∼ C3 간의 범위에서 제어판의 회전 각도를 제어할 수 있도록 실린더(130-1, 130-2)를 제어한다.
본 발명의 동작을 도면에 의해서 좀 더 자세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 바람이 발전개시 풍속 이하로 불면, 제어판은 B2 위치에 있고, 수나사(528)와 암나사(527)는 좌우 중립의 위치에 있고 블레이드는 체인과 같은 나란한 방향으로 고정된다. 다음 발전개시, 풍속 이상의 정면 방향의 바람이 불면 제어판은 실린더를 움직여서 A1과 B2 간에서 블레이드의 받음각을 제어한다. 따라서 제어판은 실린더에 의해서 A1의 위치로 된다. 한편, 나사식 제어부(526-1, 526-2)를 우측으로 밀어서 블레이드가 바람이부는 방향에 대하여 45도의 받음각을 갖도록 회전한다. 또한, 바람의 강약에 따라 좌측제어부(526-1)와 우측 제어부(526-2)에서교대로 밀어주어서 블레이드의 받음각을 줄이거나 늘리는 피치 제어를 하며 태풍과 같이 강한 바람이 불 때나 비상시에는 바람에 대한 받음각을 0도로 하여 바람에 대한 저항을 줄여서 전체 발전 시스템을 보호한다. 그리고, 후면 방향 바람이 불면 제어판이 B2과 C3 간에 위치하도록 실린더를 제어 한다. 따라서, 제어판의 위치는 C3의 위치로 되어 블레이드는 바람이부는 방향에 대하여 45도의 받음각을 갖게 된다. 또한 바람의 강약에 따라 블레이드의 받음각을 줄이거나 늘리는 피치 제어를 하며 태풍과 같이 강한 바람이 불 때나 비상시에는 바람과의 받음각 0도로하여 보호한다. 그리고, 상기 방법에 의한 제어는 바람이 정면 방향에서 불 때나 후면 방향에서 불 때나 블레이드가 항상 같은 방향으로 회전하여 발전기 출력이 일정하게 나오므로 요잉 제어를 할 수 없는 조력발전용이나 고정형으로 설치할 경우에 동기 발전기에 의한 계통연계 시스템 등 장치가 간단하고 효율높은 발전에 유리하다. 따라서, 별도의 기계적인 장치변환이 없이, 정면 방향에서 후면 방향으로 바람이 바뀌어도 실린더의 위치 제어만으로 블레이드가 최적의 각도를 유지할 수 있도록 각도를 자유롭게 제어할 수 있으므로 요잉 시스템이 없는 고정식 풍력발전 시스템이나 조류발전에서, 양 방향 모두에서 효율 높은 발전이 가능하다.
본 발명을 좀 더 자세하게 설명하면, 본 발명에 따른 풍력발전장치(100)는,
기둥(102)과; 상기 기둥(102)의 상면에 설치되되, 전면과 배면이 관통된 사각박스 형상의 외함(104)과; 상기 외함(104)의 상부 일측 내면과 상부 타측 내면 사이에 회전가능하게 설치된 제1축(106)과; 상기 외함(104)의 하부 일측 내면과 하부 타측 내면 사이에 회전가능하게 설치된 제2축(108)과; 상기 제1축(106)의 일단부에 회전가능하게 설치된 제1구동기어(110)와; 상기 제1축(106)의 타단부에 회전가능하게 설치된 제2구동기어(112)와; 상기 제2축(108)의 일단부에 회전가능하게 설치된 제3구동기어(114)와; 상기 제2축(108)의 타단부에 회전가능하게 설치된 제4구동기어(116)와; 상기 제1구동기어(110)와 제3구동기어(114)에 회전가능하게 설치된 제1무한궤도용 체인(118)과; 상기 제2구동기어(112)와 제4구동기어(116)에 회전가능하게 설치된 제2무한궤도용 체인(120)과; 상기 제1무한궤도용 체인(118)과 제2무한궤도용 체인(120) 사이에 일정간격을 두고 다수 개 설치된 블레이드(122)와; 상기 블레이드(122)의 양 측단에 각각 설치되어 상기 블레이드(122)를 상하로 각도를 조절하는 나사식 제어부(526-1, 526-2)와; 상기 나사식 제어부(526-1, 526-2)와 연동되어 나사식 제어부(526-1, 526-2)를 양옆에서 밀어서 움직여주는 제어판(540-1, 540-2) 상기 나사식 제어부(526-1, 526-2)와 제어판(540-1, 540-2)에 연동되어 제어판(540-1, 540-2)을 제어하는 실린더(130-1, 130-2)와; 상기 제4구동기어(116)으로부터 일정간격을 두고 제2축(108)의 단부에 회전가능하게 설치되어 제2축(108)을 회전시키는 전달기어(132)와; 상기 전달기어(132)에 연결되어 전달기어(132)로 회전력을 전달하는 변속기(134)와; 상기 변속기(134)에 연결된 클러치(136)와; 상기 클러치(136)에 전기적으로 연결되어 클러치(136)로 구동력을 전달함과 아울러 구동력을 차단하는 발전기(138)로 구성된다.
상기 블레이드(122)는 비대칭에어포일, Clark-Y 에어포일, 대칭에어포일 , 등 다양한 모양의 에어포일을 사용하는 것이 가능하다. 상기 블레이드(122)는 유리섬유 재질, 혹은 탄소섬유 재질에 에폭시수지를 혼합하여 제조하거나, 중심축을 위주로 생선가시와 같이 방사형으로 뼈대를 만든 후 내부를 발포 수지로 채운다음 외피를 단단한 유리섬유와 에폭시수지 혼합 재로 포장 하거나 두꺼운 방수천으로 입혀서 제조하거나, 알루미늄 재질로 압출 성형하는 방법 등으로, 제조하는 것도 가능하다. 여기서, 상기 블레이드(122)는 바람이 불어오는 전면부와 바람이 빠져나가는 후면부에서 모두 순방향(발전에 도움이 되는)의 양력을 얻도록 조절부(128)가 설치된, 나사식 제어부(526-1, 526-2)의 유도를 받아서 블레이드(122) 각도가 자동으로 제어된다. 그리고, 상기 나사식 제어부(526, 530)을 갖는 조절부(128)에 연동한 제어판(540, 541)를 좌우로 회전시켜주는 실린더(130-1, 103-2) 설치한다. 여기서, 상기 실린더(130-1, 103-2)는 도면에는 예시되지 않았지만 각종의 기술적으로 가능한 여러 가지의 풍향, 풍속, 및 발전기의 속도, 전압, 전류, 위상에 따르는 센서의 전기적 신호에 따라서, 자동으로 제어되며, 제어판(540, 541)를 움직여 나사식 제어부(526-1, 526-2)을 블레이드(122)가 적정한 각도가 되도록, 좌우에서 밀어 주어서 블레이드를 제어하여 원활한 회전이 되고, 비상시에는 정지되어, 안전한 발전이 되도록 제어를 한다. 그리고, 상기 제4구동기어(116)으로부터 일정간격을 두고 제2축(108)의 단부에 제2축(108)을 회전시키는 전달기어(132)를 설치한 후, 상기 전달기어(132)에 변속기(134)를 설치한다. 그리고, 상기 변속기(134)에 클러치(136)를 설치한 후, 상기 클러치(136)에 구동력을 전달하는 발전기(138)를 설치한다. 그리고, 상기 발전기(138)의 하측에 요잉장치(144)를 설치한다. 여기서, 상기 요잉장치(144)는 블레이드(122)가 바람이 불어오는 방향과 항상 직각으로 되도록 요잉제어를 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 풍력발전장치(100)를 다시 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 전면과 배면이 관통된 사각박스 형상의 외함(104)의 상부 일측 내면과 상부 타측 내면 사이에 제1축(106)을 설치함과 아울러 외함(104)의 하부 일측 내면과 하부 타측 내면 사이에 제2축(108)을 설치한다. 그리고, 상기 제1축(106)의 일단부에 제1구동기어(110)와 타단부에 제2구동기어(112)를 설치한 후, 상기 제2축(108)의 일단부에 제3구동기어(114)와 타단부에 제4구동기어(116)를 설치한다. 그리고, 상기 제1구동기어(110)와 제3구동기어(114)에 제1무한궤도용 체인(118)을 설치한 후, 제2구동기어(112)와 제4구동기어(116)에 제2무한궤도용 체인(120)을 설치한다. 그리고, 상기 제1무한궤도용 체인(118)과 제2무한궤도용 체인(120) 사이에 일정간격을 두고 블레이드(122)를 설치한 후, 상기 블레이드(122)의 양 측단에 블레이드(122)를 상하로 각도를 조절하는 나사식 제어부(526-1, 526-2)을 갖는 조절부(128)를 설치한다. 그리고, 상기 조절부(128)의 나사식 제어부(526-1, 526-2) 양쪽에는 블레이드(122)의 각도를 제어하는 제어판(540-1, 540-2)를 설치한다. 여기서, 상기 제어판(540-1, 540-2)는 블레이드(122)의 양 측단에 있는 나사식 제어부(526-1, 526-2)를 좌우에서 밀어 주어서, 블레이드(122)가 바람을 받는 전면부과 바람이 나가는 후면부에서 블레이드(122)의 각도가 항상 양력을 받는 각도가 되게 자동으로 조절하여, 적절한 양력을 받도록 피치 제어를 할 수 있게 한다. 이를 위하여 상기 블레이드의 양 측단부에 블레이드를 상하로 각도를 조절하는 나사식 제어부(526-1, 526-2)를 갖는 조절부를 설치하고, 나사식 제어부 (526-1, 526-2)의 양옆에 제어판(540-1, 540-2) 설치하여 양쪽 끝 부분을 좌우에서로 밀어주어서 블레이드의 각도를 상하로 조절하는 제어판(540-1, 540-2)을 설치하며, 상기 제어판(540-1, 540-2)을 제어할 수 있도록 실린더(130-1, 130-2)를 설치하여서 바람이 부는 전면부와 후면부에서 블레이드의 받음각을 피치 제어한다. 그리고, 상기 조절부(128)의 나사식 제어부(526-1, 526-2)는 실린더(130-1, 130-2)를 움직여 안내받침대(140, 142) 움직인 후, 암(124, 126)을 움직여 블레이드(122)의 받음각을 조절하는 순으로, 속도조절을 위한 피치 제어를 하는 것도 가능하다. 그리고, 도 25 내지 도 28에 도시된 바와 같이, 나사식 제어부(526-1, 526-2)는 한 개의 제어판만을 사용하여 한쪽에서 제어하는 것도 무방하다.
본 발명을 도면에 의하여 자세하게 설명하면, 먼저, 상기 조절부(128)의 나사식 제어부는 수나사(528)와 암나사(527)에 암나사 커버부(도시는 생략함)를 추가한 구조로 설치된다. 그리고, 상기 수나사(528)에는 중심부에 베어링(도시는 생략함)이 설치되고 암나사(527)에는 한쪽 끝에 갈고리형의 마주보는 2개의 대칭형의 걸 고리가 부착되어있다. 또한, 추가로 설치된 암나사(527)는 내장되는 암나사가 자유로이 움직일 수 있도록 하며 수나사(528)의 베어링이 고정될 수 있는 구조로 되어있다. 따라서, 상기 수나사(528)와 암나사(527-2)는 암나사 커버부에 하나로 조립된 나사식 제어부는 블레이드축의 한쪽 체인에 설치되며, 제어판에 의해 암나사(527)가 좌우로 움직여서 피치제어 되며, 블레이드(122)는 수나사(528)의 베어링에 의해서 좌우로의 움직임은 억제되고 상하로 회전만 된다. 그리고, 암나사(527)는 암나사 커버부에 의해 좌우로 자유롭게 움직이는 것이 가능하나 회전운동은 억제되므로 좌우로 움직이면 수나사(528)가 나사작용으로 제어되며 블레이드가(122)가 회전 제어된다. 한편, 상기 제4구동기어(116)로부터 일정간격을 두고 제2축(108)의 단부에 제2축(108)을 회전시키는 전달기어(132)와 체인으로 구성된 변속기(134)를 설치한 후, 상기 전달기어(132)에 변속기(134)를 설치한다. 그리고, 상기 변속기(134)에 클러치(136)를 설치한 후, 상기 클러치(136)에 구동력을 전달하는 발전기(138)를 설치한다. 여기서, 상기 변속기(134)는 발전기(138)가 발전에 필요한 최적의 속도가 되도록 증속한다. 다른 한편, 상기 발전기(138)는 2개 이상으로 설치되되, 전단에 설치된 클러치(136)로 개폐할 수 있게 하여, 풍속에 따른 부하를 조정하여, 발전효율을 높이고 비상시 차단을 할 수 있게 한다. 상기 클러치(136)는 브레이크 기능을 겸할 수 있도록 하여 강풍이나 비상시 에 블레이드를 정지하여 발전기를 보호한다. 본 발명의 풍력발전장치는 외함의 태두리 부분을, 바람이 안쪽으로 모이게 하는, 유선형이나, 포물선 혹은 삼각형으로 제작하여, 바람의 저항을 덜 받게 하고, 외함에 부는 바람을 모두, 블레이드(blade)쪽으로 유도하여 발전효율을 높이도록 하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 발전기(138)의 하측에 요잉장치(144)를 설치한다. 여기서, 상기 요잉장치(144)는 불어오는 바람과 풍력발전장치가 항상 직각으로 일치되도록 제어할 수 있게 상부를 회전시킨다.
상기한 풍력발전장치(100)의 주요 구성과 작동 상태를 좀 더 자세히 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 블레이드(122)는 설계할 때, 무게중심이 앞전(leading edge)보다는 뒷전(frailing edge) 쪽으로 무게중심이 충분히 쏠리도록 중심축을 부착한다. 이에 따라, 먼저 바람이 불지 않으면 바람이 불어오는 방향인 전면부 쪽의 블레이드(122)는 도 2에 도시된 바와 같이, 모두 아래쪽 방향으로 향한 F의 위치 각에 있고, 반면 후면부 쪽의 블레이드(122)는 후면부 암(126)이 후면부 안내받침대(142)에서 제어를 받는 상태인 M의 위치 각에 있다. 다음 바람이 발전개시 속도 이상이 되면, 바람이 불어오는 쪽인 전면부 쪽의 블레이드(122)는 모두 F위치 각에서 G위치 각으로 회전하여 블레이드(122)가 상승하는 방향의 힘을 받는, 상승양력을 받고 상승 회전한다. 그리고, 후면부 쪽의 블레이드(122)는 M의 위치 각에서, 바로 하강하는 방향의 힘을 받는 회전 양력을 받고 하강 회전한다.
또한, 본 발명의 풍력발전장치는 블레이드가 길게 타원을 그리며 회전하고 납작한 상자모양 안에 내장되므로, 제조 및 운반 설치가 쉽고 대용량으로 제조하기가 용이하다. 특히, 종래의 수평축 풍력발전장치가, 블레이드에 닫는 바람의 속도가 모두 다르고 중심축이 하나로, 크고 무거우며 블레이드 끝에서 소음이 발생하지만 본 발명의 풍력발전장치는 전체적으로 블레이드에 받는 바람이 일정하며, 끝을 지지해주는 받침점이 블레이드의 양끝으로 두 군데이고 소형인 다수를 사용하므로, 블레이드를 제조할 때, 군살이 없이 가볍고 날렵하며 값싸게 제조할 수 있을뿐더러, 알루미늄으로 압출하여 제조할 수 있어서, 빠르고 쉽게 대량생산할 수 있는 효과가 있다.
한편, 본 발명의 풍력발전장치는 발전기(138)를 두 개 설치하고, 초속 2m ∼ 4m의 저속으로 부는 바람에는 발전기(138)를 1개만 작동하고 초속 4m 이상으로 강해지면 클러치(136)를 조작하여 예비 발전기를 추가로 구동하여, 2개를 동시에 구동시킨다. 이렇게 하므로써 초속 4m 이상의 센 바람에만, 작동하는 종래의 풍력발전에 비해서 2m ∼ 4m의 약하게 부는 바람에도 발전할 수 있으므로 발전효율을 높일 수 있다. 또한, 본 발명의 풍력발전장치에는 발전기를 2개 비치하여 2단으로 작동하는 걸로 예시되어 있지만, 2개 이상의 다 단으로, 단수를 높여서 구동하는 것이 바람직한바, 종래에는 통상 발전개시 속도가 초속 4m 이상으로, 2m ∼ 4m의 저속으로 부는 바람에는 발전이 되지못하고, 그 이상으로 센 바람이 불어도, 피치 제어를 해서 강하게 부는 바람을 바이패스(bypass) 시켜버리고, 블레이드를 일정한 속도로 회전하도록 하여, 발전출력이 항상 일정하게 발전하게 되므로, 바람의 강약에 따르는 효율적인 발전이 되지 못하고 있었다. 따라서, 본 발명은 발전기를 다수 부착하여 바람의 강약에 따라 다단계로 발전하므로써 약한 바람에서 부터 강한바람까지, 바이패스(bypass)되는 바람의 양을 줄이고 발전효율을 높일 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 풍력발전장치를 비행기에 적용한 도면으로, 무한궤도용 체인을 비행기날개의 에어포일형태로 만들고, 이를 따라서 블레이드를 회전시키므로 써, 양력을 얻고 수직으로 상승하며, 양쪽의 프로펠러로 전진하는 추진력을 얻는다, 이렇게 무한궤도로 블레이드를 회전시키므로 써 날개에서의 소음을 줄이고 효율이 높게, 고속으로 비행할 수 있는 효과가 있다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 상기 블레이드는 체인에 일정한 간격을 두고 수평방향으로 배열되어 있지만, 상기 블레이드를 수직형으로 설치할 경우, 좁고 길게 제조가 가능하여서 조류발전용이나 하천의 급류 발전용으로 교량이나 육교 등에 설치가능하다.

Claims (8)

  1. 전면과 배면이 관통된 외함의 내측 상하부에 구동기어를 설치하고, 구동기어의 둘레에, 체인을 둘러서 무한궤도를 만들고, 체인 위에 다수의 블레이드를 설치함과 아울러 상기 블레이드의 양 측단부에 블레이드를 상하로 각도를 조절하는 전면부 암과 후면부 암을 갖는 조절부를 설치하고, 전면부 암과 후면부 암의 뒤쪽에 상기 전면부 암과 후면부 암이 연결되는 전면부 안내받침대와 후면부 안내받침대를 설치하며, 상기 전면부 안내받침대와 후면부 안내받침대를 제어할 수 있도록 실린더를 설치하여서 바람이 부는 전면부와 후면부에서 블레이드의 받음각을 제어하며,
    상기 구동기어의 일단에 변속기를 설치하여 증속하되, 상기 변속기에 클러치및 두 개 이상의 발전기를 설치하여서 발전기를 다단으로 개폐하여서 발전하는 것을 특징으로 하는 풍력발전장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 블레이드(Blade)는, 체인에 수직으로 설치하여 발전하는 것을 특징으로 하는 풍력발전장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 풍력발전장치는, 철근콘크리트 구조물 위에 설치할 수 있는 것을 특징으로 하는 풍력발전장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 풍력발전장치는, 내식성 구조물로 제조하여서 급류가 흐르는 교량의 하부에 설치할 수 있는 것을 특징으로 하는 풍력발전장치.
  5. 기둥(102)과;
    상기 기둥(102)의 상면에 설치되되, 전면과 배면이 관통된 사각박스 형상의 외함(104)과;
    상기 외함(104)의 상부 일측 내면과 상부 타측 내면 사이에 회전가능하게 설치된 제1축(106)과;
    상기 외함(104)의 하부 일측 내면과 하부 타측 내면 사이에 회전가능하게 설치된 제2축(108)과;
    상기 제1축(106)의 일단부에 회전가능하게 설치된 제1구동기어(110)와;
    상기 제1축(106)의 타단부에 회전가능하게 설치된 제2구동기어(112)와;
    상기 제2축(108)의 일단부에 회전가능하게 설치된 제3구동기어(114)와;
    상기 제2축(108)의 타단부에 회전가능하게 설치된 제4구동기어(116)와;
    상기 제1구동기어(110)와 제3구동기어(114)에 회전가능하게 설치된 제1무한궤도용 체인(118)과;
    상기 제2구동기어(112)와 제4구동기어(116)에 회전가능하게 설치된 제2무한궤도용 체인(120)과;
    상기 제1무한궤도용 체인(118)과 제2무한궤도용 체인(120) 사이에 일정간격을 두고 다수 개 설치된 블레이드(122)와;
    상기 블레이드(122)의 양 측단에 각각 설치되어 상기 블레이드(122)를 상하로 조절하는 전면부 암(124)과 후면부 암(126)을 갖는 조절부(128)와;
    상기 조절부(128)의 전면부 암(124) 및 후면부 암(126)에 연동되어 전면부 암(124) 및 후면부 암(126)을 조절하는 실린더(130-1, 130-2)와;
    상기 제4구동기어(116)으로부터 일정간격을 두고 제2축(108)의 단부에 회전가능하게 설치되어 제2축(108)을 회전시키는 전달기어(132)와;
    상기 전달기어(132)에 연결되어 전달기어(132)로 회전력을 전달하는 변속기(134)와;
    상기 변속기(134)에 연결된 클러치(136)와;
    상기 클러치(136)에 전기적으로 연결되어 클러치(136)로 구동력을 전달함과 아울러 구동력을 차단하는 발전기(138)로 구성되되,
    상기 전면부 암(124)과 후면부 암(126)의 뒤쪽에, 상기 전면부 암과 후면부 암이 연결되는 전면부 안내받침대(140)와 후면부 안내받침대(142)가 설치된 것을 특징으로 하는 있도록 한 풍력발전장치.
  6. 전면과 배면이 관통된 외함의 내측 상하부에 구동기어를 설치하고, 구동기어의 둘레에, 체인을 둘러서 무한궤도를 만들고, 체인 위에 다수의 블레이드를 설치함과 아울러 상기 블레이드의 양 측단부에 블레이드를 상하로 각도를 조절하는 전면부 암과 후면부 암을 갖는 조절부를 설치하고, 전면부 암과 후면부 암의 뒤쪽에 상기 전면부 암과 후면부 암이 연결되는 전면부 안내받침대와 후면부 안내받침대를 설치하며, 상기 전면부 안내받침대와 후면부 안내받침대를 제어할 수 있도록 실린더를 설치하여서 바람이 부는 전면부와 후면부에서 블레이드의 받음각을 제어하며,
    상기 구동기어의 일단에 변속기를 설치하여 증속하되, 상기 변속기에 클러치및 두 개 이상의 발전기를 설치하여서 발전기를 다단으로 개폐하여서 발전하는 것을 특징으로 하는 풍력발전장치에 있어서 상기 블레이드(122)의 양 측단에 각각 설치되어 상기 블레이드(122)를 상하로 각도를 조절하는 나사식 제어부(526-1, 526-2)를 구비하되, 상기 나사식 제어부(526-1, 526-2)는 조절부(128)를 이용하여 양쪽 두 개의 제어판을 사용하여 양쪽에서 제어할 수 있도록 한 풍력발전장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 풍력발전장치에 있어서, 상기 블레이드(122)의 양 측단에 각각 설치되어 상기 블레이드(122)를 상하로 각도를 조절하는 나사식 제어부(526-1, 526-2); 상기 조절부(128)의 나사식 제어부(526-1, 526-2)에 있어 상기 나사식 제어부(526-3)를 이용하여 한 개의 제어판만을 사용하여 한쪽에서 제어할 수 있도록 한 풍력발전장치.
  8. 기둥(102)과;
    상기 기둥(102)의 상면에 설치되되, 전면과 배면이 관통된 사각박스 형상의 외함(104)과;
    상기 외함(104)의 상부 일측 내면과 상부 타측 내면 사이에 회전가능하게 설치된 제1축(106)과;
    상기 외함(104)의 하부 일측 내면과 하부 타측 내면 사이에 회전가능하게 설치된 제2축(108)과;
    상기 제1축(106)의 일단부에 회전가능하게 설치된 제1구동기어(110)와;
    상기 제1축(106)의 타단부에 회전가능하게 설치된 제2구동기어(112)와;
    상기 제2축(108)의 일단부에 회전가능하게 설치된 제3구동기어(114)와;
    상기 제2축(108)의 타단부에 회전가능하게 설치된 제4구동기어(116)와;
    상기 제1구동기어(110)와 제3구동기어(114)에 회전가능하게 설치된 제1무한궤도용 체인(118)과;
    상기 제2구동기어(112)와 제4구동기어(116)에 회전가능하게 설치된 제2무한궤도용 체인(120)과;
    상기 제1무한궤도용 체인(118)과 제2무한궤도용 체인(120) 사이에 일정간격을 두고 다수 개 설치된 블레이드(122)와;
    상기 블레이드(122)의 양 측단에 각각 설치되어 상기 블레이드(122)를 상하로 조절하는 전면부 암(124)과 후면부 암(126)을 갖는 조절부(128)와;
    상기 조절부(128)의 전면부 암(124) 및 후면부 암(126)에 연동되어 전면부 암(124) 및 후면부 암(126)을 조절하는 실린더(130-1, 130-2)와;
    상기 제4구동기어(116)으로부터 일정간격을 두고 제2축(108)의 단부에 회전가능하게 설치되어 제2축(108)을 회전시키는 전달기어(132)와;
    상기 전달기어(132)에 연결되어 전달기어(132)로 회전력을 전달하는 변속기(134)와;
    상기 변속기(134)에 연결된 클러치(136)와;
    상기 클러치(136)에 전기적으로 연결되어 클러치(136)로 구동력을 전달함과 아울러 구동력을 차단하는 발전기(138)로 구성되되,
    상기 전면부 암(124)과 후면부 암(126)의 뒤쪽에, 상기 전면부 암과 후면부 암이 연결되는 전면부 안내받침대(140)와 후면부 안내받침대(142)가 설치되고,
    상기 블레이드(122)의 양 측단에 각각 설치되어 상기 블레이드(122)를 상하로 각도를 조절하는 나사식 제어부(526-1, 526-2)와;
    상기 나사식 제어부(526-1, 526-2)와 연동되어 나사식 제어부(526-1, 526-2)를 양옆에서 밀어서 움직여주는 제어판(540-1, 540-2)과;
    상기 나사식 제어부(526-1, 526-2)와 제어판(540-1, 540-2)에 연동되어 제어판(540-1, 540-2)을 제어하는 실린더(130-1, 130-2)가 설치된 것을 특징으로 하는 있도록 한 풍력발전장치.
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