WO2014088166A1

WO2014088166A1 - 슬림형 풍력발전장치

Info

Publication number: WO2014088166A1
Application number: PCT/KR2013/004206
Authority: WO
Inventors: 서한동; 하강만
Original assignee: (주)에스마린시스템
Priority date: 2012-12-03
Filing date: 2013-05-13
Publication date: 2014-06-12
Also published as: KR20140073639A; KR101471348B1

Abstract

본 발명은 슬림형 풍력발전장치로써, 선박, 차량 등의 유동성 구조물에 설치되어 외관을 해치지 않으면서 구조물이 추력(推力)에 의해 전진할 때 발생하는 바람과 정지해 있을 때 불어오는 바람을 이용하여 효율적으로 발전할 수 있는 슬림형 풍력발전장치에 관한 것이다. 본 발명의 슬림형 풍력발전장치는, 베이스면에 평행하게 회전하도록 장착되는 터빈 블레이드와; 상기 터빈 블레이드의 회전에 따른 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 발전기와; 상기 베이스면에 장착되어 상기 터빈 블레이드와 발전기를 덮고, 측면에 내부로 바람이 유입되거나 바람의 유입을 차단하는 개폐 가능한 슬롯(slot)이 형성되어 있는 케이스; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

슬림형 풍력발전장치

본 발명은 슬림형 풍력발전장치로써, 선박, 차량 등의 유동성 구조물에 설치되어 외관을 해치지 않으면서 구조물이 추력(推力)에 의해 전진할 때 발생하는 바람과 정지해 있을 때 불어오는 바람을 이용하여 효율적으로 발전할 수 있는 슬림형 풍력발전장치에 관한 것이다.

선박이나 차량(자동차, 기차 등)에는 전기를 원활하게 사용하고 비상시를 대비할 수 있도록 하기 위해 자체적으로 발전기가 설치되어 있으며, 발전기는 엔진의 기계적 운동에 의해 발생되는 에너지를 공급받아 이를 발전기 내부의 고정자와 회전자의 자계적 결합에 의해 전기에너지로 변환시켜 전기에너지를 공급한다.

이 중, 선박은 엔진을 동력원으로 이용하기 위하여 연료로써 벙커C유와 경유의 혼합유를 사용하기 때문에 그에 따른 유지비와 운항 비용이 많이 들게 되는 단점이 있다.

더욱이 선박에 사용되는 혼합유 등의 석유연료는 연소시 유해가스를 발생하여 대기 및 해양오염을 일으키며, 그에 따라 해양생물뿐만 아니라 생태계 전반에 걸쳐 심각한 악영향을 주고 있다.

반면, 풍력이나 해수 또는 태양과 같은 에너지원은 고갈되지 않는 무한의 청정에너지이며, 자연력인 바람, 해수 및 태양열 등을 활용하여 발생시킨 전기를 축전지에 저장해 두었다가 서체에 설치된 여러 가지 전기기구들에 사용하거나 이를 직접 동력원으로 사용하여 선박의 구동력 및 발전의 원료가 되는 혼합유의 사용량을 크게 절감시킴으로써 에너지를 절약하고 나아가 대기 및 해양오염 또한 감소시킬 수 있는 선박의 제조가 요구되고 있다.

공개특허공보 제10-2009-0033195호에는 종래의 풍력발전기가 장착된 선박이 개시되어 있다.

도 1은 종래의 풍력발전기가 장착된 선박을 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이 종래의 선박에 장착된 풍력발전기는, 갑판(2)의 상부에 지주봉(3)이 설치되고, 상기 지주봉(3)의 상단에 임펠러(7)와 모터(6)가 장착되며, 상기 갑판(2)에 설치되어 있는 발전기(9) 및 축전기(10)에 의해 전기에너지를 생산 및 저장한다.

그러나 이러한 종래의 풍력발전기는 상기 갑판(2) 상의 많은 공간을 차지하고, 충분한 바람을 맡기 위하여 상기 지주봉(3)의 상단에 상기 임펠러(7)와 모터(6)가 장착됨으로써, 선박(1)을 운항하는데 있어서 시야에 방해되고, 선박(1)의 무게중심이 높아지게 되는 문제점이 있다.

뿐만 아니라, 상기 임펠러(7)가 외부로 노출되어 회전하기 때문에 위험하고 소음이 발생하며, 특히 요트나 유람선과 같은 레저 및 관광용 선박의 경우 선박의 외관을 해치게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 선박, 차량 등의 유동성 구조물의 외관을 해치지 않으면서 공간활용에 유리하고 안정적이며 구조물의 이동 또는 정지 상태에서 바람의 방향에 따라 효율적으로 발전할 수 있는 슬림형 풍력발전장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 슬림형 풍력발전장치는, 베이스면에 평행하게 회전하도록 장착되는 터빈 블레이드와; 상기 터빈 블레이드의 회전에 따른 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 발전기와; 상기 베이스면에 장착되어 상기 터빈 블레이드와 발전기를 덮고, 측면에 내부로 바람이 유입되거나 바람의 유입을 차단하는 개폐 가능한 슬롯(slot)이 형성되어 있는 케이스; 를 포함하여 이루어진다.

상기 케이스에서 상호 대향되는 면에 각각 형성되어 있는 슬롯의 개방 방향은 상기 터빈 블레이드의 회전축을 중심으로 서로 반대방향이다.

상기 케이스는, 상기 슬롯이 형성되어 있으며, 상기 터빈 블레이드 및 발전기를 덮는 프레임과; 상기 프레임에 결합되어 상기 슬롯을 개폐시키는 커버와; 상기 커버를 구동시키는 개폐모터와; 상기 개폐모터를 작동시키는 제어부; 로 이루어진다.

상기 케이스에는 상기 베이스면이 형성되어 있는 구조물의 추진방향의 전후방향으로 개방된 전방개구부와 후방개구부가 형성되고, 상기 전방개구부에는 상기 터빈 블레이드의 회전축을 중심으로 일측방향에 전방차단판이 형성되며, 상기 후방개구부에는 상기 터빈 블레이드의 회전축을 중심으로 상기 전방차단판이 형성되어 있는 일측방향의 반대방향에 후방차단판이 형성된다.

상기 전방차단판은 후방 상방향으로 경사지게 형성되어 상단(上段)이 상기 케이스의 전단(前段)보다 후방에 연결되고, 상기 케이스에는 상기 케이스의 전단(前段)과 상기 전방차단판의 상단(上段) 사이에 통풍구가 형성된다.

상기 후방차단판은 후방 상방향으로 경사지게 형성되어 상단(上段)이 상기 케이스의 후단(後段)으로부터 후방으로 이격 배치된다.

상기 케이스를 상기 구조물에 결합시키기 위하여 상기 베이스면에 장착되는 고정레일을 더 포함하여 이루어진다.

상기 케이스의 상부에는 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양광 패널이 장착된다.

상기 터빈 블레이드는, 상기 회전축을 중심으로 하여 원형으로 상호 이격 배치된 메인블레이드와; 상기 메인블레이드의 사이사이에 이격 배치되는 서브블레이드; 로 이루어지되, 상기 서브블레이드는 상기 메인블레이드의 길이보다 짧다.

상기 메인블레이드는, 상기 회전축에서 돌출 형성되는 제1부재와; 상기 제1부재에 장착되고 바람을 맞아 상기 터빈 블레이드에 회전력이 발생하는 제2부재; 로 이루어지며, 상기 회전축과 제2부재 사이에는 바람이 통과하는 통공이 형성된다.

상기 발전기를 상기 베이스면에 고정시키는 다수의 브라켓을 더 포함하여 이루어지되, 상기 터빈 블레이드는 상기 발전기에 회전 가능하게 결합되고, 상기 브라켓은 판재로 이루어져 절곡 형성되며, 내부에 전선의 배선을 위한 배선공간이 형성되고, 상기 브라켓의 일면에는 상기 배선공간과 연통되는 조립구가 형성된다.

본 발명에 따른 선박 또는 차량 등을 포함한 유동성 구조물과 고정 구조물에 설치되는 슬림형 풍력발전장치는 다음과 같은 효과가 있다.

구조물에 장착되어 터빈 블레이드와 발전기를 덮는 케이스에는 바람이 유입되거나 바람의 유입을 차단하는 개폐 가능한 슬롯이 형성됨으로써, 선박 또는 차량의 외관을 해치지 않으면서 공간활용에 유리하고 안정적이며 선박 또는 차량의 운행시 또는 정지시에 바람의 방향에 따라 효율적으로 발전할 수 있다.

또한, 구조물에 고정레일을 장착하여 고정레일에 케이스를 결합시킴으로써, 설치 및 해체가 용이하다.

또한, 케이스의 상부에 태양광 패널이 장착됨으로써, 풍력과 태양광을 동시에 이용하여 발전량을 증가시킬 수 있고, 상황에 따라 풍력과 태양광을 상호 보완적으로 이용할 수 있다.

도 1은 종래의 풍력발전기가 장착된 선박을 나타낸 도면,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 선박에 장착되는 슬림형 풍력발전장치의 사시도,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 터빈 블레이드의 사시도,

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 터빈 블레이드의 측면도,

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 측방향에서 불어오는 바람에 의해 작동되는 풍력발전장치를 나타낸 사시도,

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 후방에서 불어오는 바람에 의해 작동되는 풍력발전장치를 나타낸 사시도,

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 풍력발전장치가 설치되어 있는 선박을 나타낸 도면,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 선박에 장착되는 슬림형 풍력발전장치의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 터빈 블레이드의 사시도이며, 도 4(a)는 본 발명의 실시예에 따른 터빈 블레이드의 측면도이고, 도 4(b)는 본 발명의 실시예에 다른 브라켓의 사시도이며, 도 5(a)는 본 발명의 실시예에 따른 우측방향에서 불어오는 바람에 의해 작동되는 풍력발전장치를 나타낸 사시도이고, 도 5(b)는 본 발명의 실시예에 따른 좌측방향에서 불어오는 바람에 의해 작동되는 풍력발전장치를 나타낸 사시도이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 후방에서 불어오는 바람에 의해 작동되는 풍력발전장치를 나타낸 사시도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 풍력발전장치가 설치되어 있는 선박을 나타낸 도면이다.

이하, 선박의 선체면(船體面)에 장착되는 슬림형 풍력발전장치에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

하기 설명은 슬림형 풍력발전장치가 설치되는 구조물이 선박이되고, 슬림형 풍력발전장치가 장착되는 베이스면은 선박의 선체면(船體面)이 되며, 동일하게 지하철, 열차, 버스, 자동차 등과 같은 유동성 구조물에 슬림형 풍력발전장치를 설치하여 발전하도록 할 수 있다.

본 발명의 슬림형 풍력발전장치는 도 2 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 터빈 블레이드(100), 발전기(200) 및 케이스(300)로 이루어진다.

상기 터빈 블레이드(100)는 선박의 베이스면 즉, 선체면(船體面)과 평행하게 회전하도록 선박에 장착된다.

즉, 상기 터빈 블레이드(100)는 선체면에 대하여 수직인 회전축(101)을 가지며, 상기 회전축(101)을 중심으로 회전한다.

이러한 상기 터빈 블레이드(100)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 메인블레이드(110)와 서브블레이드(120)로 이루어진다.

상기 메인블레이드(110)는 상기 회전축(101)을 중심으로 하여 원형으로 상호 이격 배치되고, 상기 서브블레이드(120)는 상기 메인블레이드(110) 사이사이에 이격 배치된다.

구체적으로 상기 메인블레이드(110)는 제1부재(111)와 제2부재(112)로 이루어진다.

상기 제1부재(111)는 긴 막대 형상으로 형성되어 상기 회전축(101)에서 돌출되고, 2개가 상하로 이격 배치되어 있다.

상기 제2부재(112)는 상기 제1부재(111)에 장착되고, 상기 케이스(300)로 유입된 바람을 맞아 상기 터빈 블레이드(100)에 회전력이 발생하게 된다.

상기 제2부재(112)는 회전방향으로 볼록한 곡면 형상으로 형성되고, 상하로 배치되어 있는 상기 제1부재(111)의 사이에 장착된다.

그리고 상기 제2부재(112)는 상기 제1부재(111)의 외측에 장착되며, 상기 회전축(101)이 배치되어 있는 중심부 방향으로 갈수록 회전방향으로 볼록하게 돌출되는 폭이 점점 좁아지도록 경사지게 형성된다.

상기 제2부재(112)는 회전하는 방향으로의 저항을 줄이고 풍력을 최대한 이용하기 위하여 회전방향으로 볼록한 곡면 형상으로 형성되어 있지만, 반드시 곡면 형상으로 한정할 필요는 없으며 다양한 형상으로 형성할 수도 있다.

그리고 상기 회전축(101)과 제2부재(112) 사이에는 바람이 통과하는 통공(113)이 형성된다.

이에 따라 바람은 상기 제2부재(112)의 내부에 갇혀있지 않고 상기 제1부재(111)를 밀면서 상기 통공(113)으로 흘러나가게 된다.

상기 서브블레이드(120)는 상기 메인블레이드(110)의 길이보다 짧게 형성되며, 상기 메인블레이드(110)와 같이 제1부재(121)와 제2부재(122)로 이루어진다.

상기 서브블레이드(120)에는 별도로 통공이 형성되지 않는다.

본 실시예에서 상기 터빈 블레이드(100)는 전체 상하 두께가 얇고 선체면(船體面)에 밀착될 수 있는 구조가 바람직하며, 상기 목적을 충족할 수 있는 다양한 형상으로 제작될 수 있다.

상술한 바와 같은 상기 터빈 블레이드(100)는 상기 발전기(200)에 회전 가능하게 결합된다.

그리고 상기 발전기(200)는 브라켓(210)에 의해 선체면(船體面)에 고정 장착된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 브라켓(210)은 판재로 이루어져 절곡 형성되며, 내부에 전선의 배선을 위한 배선공간(211)이 형성되어 있다.

그리고 상기 브라켓(210)의 일면에는 상기 배선공간(211)과 연통되는 조립구(212)가 형성되어 볼트 또는 스크류를 이용한 상기 발전기(200) 및 선체면(船體面)과의 체결이 용이하다.

이러한 상기 브라켓(210)은 상기 터빈 블레이드(100)가 결합된 상기 발전기(200)를 안정적으로 고정할 수 있는 다양한 형상으로 제작될 수 있지만, 도면에 도시된 바와 같이 쐐기 형상으로 제작하는 것이 바람직하다.

상기 브라켓(210)은 금속 판재를 절곡시켜 제작하기 때문에 내부에 상기 배선공간(211)이 형성되게 되고, 상기 배선공간(211)에 각종 전선 등을 수용하여 배선하기 용이하다.

그리고 상기 조립구(212)를 통해 스크류 드라이버를 상기 배선공간으로 삽입할 수 있기 때문에, 상기 발전기(100)와 선체면(船體面)에 접하여 결합되는 면을 상기 발전기(100) 및 선체면(船體面)에 볼트나 스크류로 체결하기 용이하다.

상기 발전기(200)는 상기 터빈 블레이드(100)의 회전에 따른 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하며, 전술한 바와 같이 상기 케이스(300)의 내부에 배치되어 상기 브라켓(210)에 의해 선체에 고정된다.

상기 발전기(200)에 의해 변환된 전기적 에너지는 축전기(미도시)로 전달되어 선박에서 필요에 따라 전기를 사용할 수 있다.

전술한 바와 같이 상기 브라켓(210)을 이용하여 상기 발전기(200)를 선체면(船體面)에 용이하게 결합시키기 위하여 상기 터빈 블레이드(100)가 결합되어 있는 상기 발전기(200)를 선체면(船體面)에 고정 결합시킨 후 상기 케이스(300)를 선체면(船體面)에 장착하는 것이 바람직하지만 경우에 따라 상기 케이스(300)에 상기 터빈 블레이드(100)와 발전기(200)를 먼저 결합시킨 후 상기 케이스(300)를 선체면(船體面)에 장착할 수도 있다.

상기 케이스(300)는 선박에 장착되어 상기 터빈 블레이드(100)와 발전기를 덮고, 측면에 내부로 바람이 유입되거나 바람의 유입을 차단하는 개폐 가능한 슬롯(301a,301b)(slot)이 형성되어 있다.

구체적으로 상기 케이스(300)는 프레임(310), 커버(320), 개폐모터(미도시) 및 제어부(미도시)로 이루어진다.

상기 프레임(310)에는 상기 슬롯(301a,301b)이 형성되어 있으며, 상기 터빈 블레이드(100) 및 발전기를 덮는다.

상기 슬롯(301a,301b)에 대한 자세한 설명은 후술하도록 한다.

먼저, 선박의 선체에는 고정레일(미도시)을 장착하여 상기 고정레일에 상기 케이스(300)를 결합시킬 수 있다.

즉, 상기 프레임(310)을 상기 고정레일에 결합시켜 선체에 탈착이 용이하도록 할 수 있다.

상기 프레임(310)은 전체 크기에 대비 두께가 얇은 육면체 형상으로 형성된다.

이와 같이 상기 프레임(310)의 두께를 얇게 형성함으로써, 선박의 무게중심이 상승하는 것을 최소화하고, 선박의 외관을 해치는 것을 최소화하였다.

상기 프레임(310)에는 도 2 또는 도 5 또는 도 6에 도시된 바와 같이 선박의 추진방향의 전후방향으로 개방된 전방개구부(311)와 후방개구부(314)가 형성된다.

상기 전방개구부(311)에는 상기 터빈 블레이드(100)의 회전축을 중심으로 일측방향에 전방차단판(312)이 형성된다.

상기 전방차단판(312)은 후방 상방향으로 경사지게 형성되어 상단(上段)이 상기 프레임(310)의 전단(前段)보다 후방에 연결되고, 상기 프레임(310)의 상면에는 상기 프레임(310)의 전단(前段)과 상기 전방차단판(312)의 상단(上段) 사이에 통풍구(313)가 형성된다.

상기 전방차단판(312)은 선박의 운행시 또는 선박이 정박되어 있을 때, 선박의 전방에서 불어오는 바람이 상기 회전축을 중심으로 어느 한 방향으로만 상기 프레임(310)의 내부로 유입되도록 한다.

특히, 선박이 고속으로 운행 중일 때는 선박이 추결에 의해 전진하면서 발생하는 강한 바람이 상기 프레임(310)의 내부로 유입되게 되고, 강한 바람은 상기 터빈 블레이드(100)를 강하게 회전시킬 수 있지만, 회전하는 상기 터빈 블레이드(100)는 상기 회전축을 중심으로 어느 일측이 전방에서 불어오는 바람과 충돌하여 회전하는데 강한 저항을 받게 된다.

이에 따라 상기 터빈 블레이드(100)는 바람이 강하게 불수록 저항력도 커지게 된다.

따라서 상기 전방차단판(312)을 상기 회전축을 중심으로 일측에 형성하여 상기 터빈 블레이드(100)의 회전력에 저항을 일으키는 쪽으로 바람이 유입되는 것을 차단하였다.

이때, 상기 전방차단판(312)에 의해 상기 프레임(310)의 내부로의 유입이 차단된 바람은 상기 통풍구(313)를 통해 외부로 흘러나가도록 함으로써, 선박을 추진하는데 발생할 수 있는 저항을 최소화하도록 하였다.

경우에 따라 상기 전방차단판(312)의 하단을 상기 프레임(310)의 전단(前段) 전방에서부터 형성하여 상단(上段)이 상기 프레임(310)의 전단(前段)에 연결되도록 경사지게 형성할 수도 있다.

이 경우, 상기 프레임(310)에 통풍구(313)를 설치하지 않아도 선박의 전방에서 불어오는 바람은 상기 전방차단판(312)을 타고 상기 프레임(310)의 상부로 흘러나가게 된다.

상기 후방개구부(314)에는 상기 터빈 블레이드(100)의 회전축을 중심으로 상기 전방차단판(312)이 형성되어 있는 일측방향의 반대방향에 후방차단판(315)이 형성된다.

즉, 도 2(a)에 도시된 바와 같이 전방에서 바라보았을 때, 상기 전방차단판(312)은 상기 회전축을 중심으로 좌측에 배치되어 상기 프레임(310)의 전방 우측이 개방되고, 상기 후방차단판(315)은 상기 회전축을 중심으로 우측에 배치되어 상기 프레임(310)의 후방 좌측이 개방된다.

상기 후방차단판(315)은 후방 상방향으로 경사지게 형성되어 상단(上段)이 상기 프레임(310)의 후단(後段)으로부터 후방으로 이격 배치된다.

따라서 상기 프레임(310)의 전방으로 유입되는 바람은 상기 프레임(310)의 후단(後段)과 상기 후방차단판(315) 사이의 틈을 통해 후방으로 배출된다.

상기 슬롯(301a,301b)은 도 2 또는 도 5 또는 도 6에 도시된 바와 같이 상기 프레임(310)의 양측에 형성되어 있다.

상기 프레임(310)에서 상호 대향되는 면에 각각 형성되어 있는 슬롯(301a,301b)의 개방 방향은 상기 터빈 블레이드(100)의 회전축을 중심으로 서로 반대방향이다.

상기 슬롯(301a,301b)은 도면에 도시되어 있는 형상 이외에도 다양한 형상으로 제작될 수 있다.

그리고 도 2(b)에 도시된 바와 같이 상기 프레임(310)의 전방에는 바람을 상기 프레임(310)의 전방으로 모아 상기 전방개구부(311)로 유도할 수 있는 유도부재(316)를 장착할 수도 있다.

상기 커버(320)는 상기 프레임(310)에 슬라이딩가능하게 결합되어 상기 슬롯(301a,301b)을 개폐시킨다.

상기 커버(320)는 개폐모터에 의해 구동되어 상기 슬롯(301a,301b)을 개폐시키며, 상기 제어부로 상기 개폐모터를 작동시킨다.

상기 제어부는 상기 프레임(310)에 설치되어 있을 수도 있고, 상기 프레임(310)과 떨어진 장소에 설치하여 전기적으로 연결되도록 할 수도 있다.

이와 같이 상기 개폐모터와 제어부로 상기 커버(320)를 구동시켜 상기 슬롯(301a,301b)을 자동으로 편리하게 개폐시킬 수 있다.

또한, 상기 개폐모터와 제어부를 케이스(300)의 구성요소로 포함하지 않고 상기 커버(320)를 수동으로 이동시켜 상기 슬롯(301a,301b)을 개폐시킬 수도 있다.

한편, 상기 프레임(310)의 상부에는 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양광 패널(400)이 장착된다.

따라서 풍력과 태양광을 이용하여 복합발전시스템을 구축할 수 있다.

즉, 풍력과 태양광을 동시에 이용하여 발전량을 증가시킬 수 있고, 상황에 따라 풍력과 태양광을 상호 보완적으로 이용할 수 있다.

그리고 상기 프레임(310)을 선박의 갑판 등에 설치하여, 상기 태양광 패널(400)이 장착된 상부로 사람들이 걸어서 지나갈 수 있도록 하여 공간활용에 유리하다.

상술한 바와 같은 슬림형 풍력발전장치는 도 7에 도시된 바와 같이 여러개를 선체에 설치할 수도 있다.

다음은 본 발명의 풍력발전 시스템에 대하여 상세히 알아본다.

먼저, 도 2(a)에 도시된 바와 같이 선박의 운행시 또는 선박의 전방에서 바람이 불어올 경우, 상기 전방개구부(311)로 바람이 유입된다.

이때는 상기 커버(320)로 상기 슬롯(301a,301b)을 닫고, 상기 전방개구부(311)로 유입되는 바람에 의해 상기 터빈 블레이드(100)가 회전하게 된다.

전술한 바와 같이 상기 프레임(310)의 전방에서 불어오는 바람의 일부는 상기 전방차단판(312)에 막혀 상기 통풍구(313)를 통해 후방으로 흘러나가고, 나머지 일부는 상기 터빈 블레이드(100)를 회전시킨다.

구체적으로 상기 프레임(310)의 내부로 유입된 바람은 상기 메인블레이드(110)의 제2부재(112)를 밀면서 상기 통공(113)을 통해 흘러나가고, 상기 통공(113)을 통과한 바람은 상기 서브블레이드(120)의 제2부재(122)를 밀면서 상기 터빈 블레이드(100)를 회전시킨다.

이와 같이 상기 터빈 블레이드(100)가 회전되면서 바람은 상기 후방개구부(314)를 통해 배출된다.

반대로 도 5에 도시된 바와 같이 선박의 후방에서 바람이 불어올 때는, 일부가 상기 후방개구부(314)를 통해 상기 프레임(310)의 내부로 유입되고, 나머지 일부는 상기 후방차단판(315)에 의해 차단된다.

상기 프레임(310)의 내부로 유입된 바람에 의해 상기 터빈 블레이드(100)가 회전하는 방법은 동일하다.

이때, 좌측에 형성되어 있는 상기 슬롯(301b)은 개방되어 있으며 상기 슬롯(301b)을 통해 바람이 상기 프레임(310)의 외부로 배출된다.

그리고 도 6(a)에 도시된 바와 같이 선박의 우측에서 바람이 불어올 경우, 상기 프레임(310)의 우측에 형성되어 있는 슬롯(301a)을 개방하여 상기 슬롯(301a)을 통해 바람이 유입되도록 한다.

상기 슬롯(301a)을 통해 유입된 바람은 상기 터빈 블레이드(100)를 회전시킨 후 상기 후방개구부(314)를 통해 배출된다.

또한, 도 6(b)에 도시된 바와 같이 선박의 좌측에서 바람이 불어올 경우, 상기 프레임(310)의 좌측에 형성되어 있는 슬롯(301b)을 개방하여 상기 슬롯(301b)을 통해 바람이 유입되도록 하고, 상기 슬롯(301b)을 통해 유입된 바람은 상기 터빈 블레이드(100)를 회전시킨 후 상기 전방개구부(311)를 통해 배출된다.

상술한 바와 같이 선박의 운항시 및 정박시 기상 조건에 따라 선박의 사방(四方)에서 불어오는 바람을 이용하여 상기 터빈 블레이드(100)를 회전시켜 효율적으로 발전할 수 있다.

본 발명인 슬림형 풍력발전장치는 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

본 발명의 슬림형 풍력발전장치는 선박, 차량 등의 유동성 구조물에 설치되어 외관을 해치지 않으면서 구조물이 추력(推力)에 의해 전진할 때 발생하는 바람과 정지해 있을 때 불어오는 바람을 효율적으로 이용하여 발전할 수 있다.

Claims

베이스면에 평행하게 회전하도록 장착되는 터빈 블레이드와;

상기 터빈 블레이드의 회전에 따른 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 발전기와;

상기 베이스면에 장착되어 상기 터빈 블레이드와 발전기를 덮고, 측면에 내부로 바람이 유입되거나 바람의 유입을 차단하는 개폐 가능한 슬롯(slot)이 형성되어 있는 케이스; 를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 슬림형 풍력발전장치.
청구항 1에 있어서,

상기 케이스에서 상호 대향되는 면에 각각 형성되어 있는 슬롯의 개방 방향은 상기 터빈 블레이드의 회전축을 중심으로 서로 반대방향인 것을 특징으로 하는 슬림형 풍력발전장치.
청구항 1에 있어서,

상기 케이스는,

상기 슬롯이 형성되어 있으며, 상기 터빈 블레이드 및 발전기를 덮는 프레임과;

상기 프레임에 결합되어 상기 슬롯을 개폐시키는 커버와;

상기 커버를 구동시키는 개폐모터와;

상기 개폐모터를 작동시키는 제어부; 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 슬림형 풍력발전장치.
청구항 1에 있어서,

상기 케이스에는 상기 베이스면이 형성되어 있는 구조물의 추진방향의 전후방향으로 개방된 전방개구부와 후방개구부가 형성되고,

상기 전방개구부에는 상기 터빈 블레이드의 회전축을 중심으로 일측방향에 전방차단판이 형성되며,

상기 후방개구부에는 상기 터빈 블레이드의 회전축을 중심으로 상기 전방차단판이 형성되어 있는 일측방향의 반대방향에 후방차단판이 형성되는 것을 특징으로 하는 슬림형 풍력발전장치.
청구항 4에 있어서,

상기 전방차단판은 후방 상방향으로 경사지게 형성되어 상단(上段)이 상기 케이스의 전단(前段)보다 후방에 연결되고,

상기 케이스에는 상기 케이스의 전단(前段)과 상기 전방차단판의 상단(上段) 사이에 통풍구가 형성되는 것을 특징으로 하는 슬림형 풍력발전장치.
청구항 4에 있어서,

상기 후방차단판은 후방 상방향으로 경사지게 형성되어 상단(上段)이 상기 케이스의 후단(後段)으로부터 후방으로 이격 배치되는 것을 특징으로 하는 슬림형 풍력발전장치.
청구항 1에 있어서,

상기 케이스를 상기 구조물에 결합시키기 위하여 상기 베이스면에 장착되는 고정레일을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 슬림형 풍력발전장치.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,

상기 케이스의 상부에는 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양광 패널이 장착되는 것을 특징으로 하는 슬림형 풍력발전장치.
청구항 1에 있어서,

상기 터빈 블레이드는,

상기 회전축을 중심으로 하여 원형으로 상호 이격 배치된 메인블레이드와;

상기 메인블레이드의 사이사이에 이격 배치되는 서브블레이드; 로 이루어지되,

상기 서브블레이드는 상기 메인블레이드의 길이보다 짧은 것을 특징으로 하는 슬림형 풍력발전장치.
청구항 9에 있어서,

상기 메인블레이드는,

상기 회전축에서 돌출 형성되는 제1부재와;

상기 제1부재에 장착되고 바람을 맞아 상기 터빈 블레이드에 회전력이 발생하는 제2부재; 로 이루어지며,

상기 회전축과 제2부재 사이에는 바람이 통과하는 통공이 형성되는 것을 특징으로 하는 슬림형 풍력발전장치.
청구항 1에 있어서,

상기 발전기를 상기 베이스면에 고정시키는 다수의 브라켓을 더 포함하여 이루어지되,

상기 터빈 블레이드는 상기 발전기에 회전 가능하게 결합되고,

상기 브라켓은 판재로 이루어져 절곡 형성되며, 내부에 전선의 배선을 위한 배선공간이 형성되고,

상기 브라켓의 일면에는 상기 배선공간과 연통되는 조립구가 형성되는 것을 특징으로 하는 슬림형 풍력발전장치.