WO2014175584A1 - 무공해 발전 장치 - Google Patents

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WO2014175584A1
WO2014175584A1 PCT/KR2014/003109 KR2014003109W WO2014175584A1 WO 2014175584 A1 WO2014175584 A1 WO 2014175584A1 KR 2014003109 W KR2014003109 W KR 2014003109W WO 2014175584 A1 WO2014175584 A1 WO 2014175584A1
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이청일
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Lee Chung-Il
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    • Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for pollution-free power generation, and more particularly, to an apparatus capable of generating power with high efficiency by hydraulic power or wind power depending on an installation site.
  • a wind power generator is a device that converts rotational motion into electrical energy, which generates rotational force by lift and drag generated by wind hitting the rotor, and generates electricity by driving a generator that generates electricity using this rotational force.
  • Device converts rotational motion into electrical energy, which generates rotational force by lift and drag generated by wind hitting the rotor, and generates electricity by driving a generator that generates electricity using this rotational force.
  • Such a wind turbine generator is divided into a vertical shaft wind turbine in which the rotary shaft is in a vertical state and a horizontal shaft wind turbine in which the rotary shaft is in a horizontal state according to the position of the rotary shaft of the rotor.
  • Conventional wind power generators are composed of a rotor provided with a plurality of blades, a generator rotating by the rotational force of the rotor, and a pedestal for separating the rotor from the ground.
  • the conventional wind power generator takes a lot of installation cost, there is a problem that can not respond properly when the wind direction suddenly changes, the power efficiency is low, the installation place is difficult.
  • the present invention has been made to solve the problems of the prior art, the present invention is eco-friendly using the pollution-free clean energy, economical due to the low production cost and installation cost, it is difficult to choose the installation site, such as mountains, fields, rivers, seas Its purpose is to provide a power generation device which is not advantageous and has a high power production compared to the manufacturing and installation cost.
  • the pollution-free power generation device for achieving the above object has a pedestal installed on the ground, a plurality of vertical supports erected up and down on the pedestal, and the edge portion is combined with the vertical support to secure wide in the horizontal direction
  • a rotary blade plate fixedly coupled to the rotary shaft so as to be spaced apart from the fixed blade support plate on a fixed blade support plate, and a wind vane bearing unit positioned between the fixed wing support plate and the rotary wing plate and surrounding the rotary shaft;
  • the tidy wing bear A central wind clearing wing that extends back and forth in combination with a portion; a connecting rod extending left and right in combination with the wind clearing wing bearing portion; and a left and right wind clearing wing that extends forward and backward in combination with each of the left and right ends of the
  • a rotary blade plate fixedly coupled to the rotary shaft so as to be spaced apart from the fixed blade support plate on a fixed blade support plate, a plurality of vertical supports erected in the vertical direction, and a fixed blade wide in the horizontal direction in combination with the vertical support.
  • Base plate everything An upper support that extends horizontally to support the upper ends of the two vertical supports, and an upper end supported by a bearing provided at the center of the upper support, and a lower end supported by a bearing provided on the ground so as to be rotatable.
  • a rotating shaft which is installed and penetrates through the fixed wing bracket, a rotary wing plate fixedly coupled to the rotary shaft so as to be spaced apart from the fixed wing bracket on the fixed blade support plate, and between the fixed blade support plate and the rotary wing plate.
  • the wind blade control unit, the wind blade and the center wind blade blades extending in front and rear in combination with the blade, and the wind blade wing in conjunction with the length of the left and right connecting rods, and the connecting rod
  • the wind blade control unit, the wind blade and the center wind blade blades extending in front and rear in combination with the blade, and the wind blade wing in conjunction with the length of the left and right connecting rods, and the connecting rod
  • the inner fixing blades having a plate shape, each of which is arranged so that the middle portion is turned counterclockwise when viewed from above, and the upper fixing blade base plate is combined with the upper edge of the fixing blade support plate, and the inner fixing blades are spaced apart at a distance from each other.
  • It may be configured to include a generator connected to the rotating shaft for converting the rotational force of the rotating shaft into electric power.
  • some of the outer fixing blades spaced apart so that a certain number of the outer fixing blades therebetween are configured to extend longer outward when viewed from above than the remaining outer fixing blades. It is preferable.
  • the left and right wind cleaning wing is preferably formed so that the middle portion is curved toward the rotation axis when viewed from above.
  • the rear end of the central wind clearance wing is divided into two left and right, and the left part of the split parts is curved while forming a curved surface in the left direction, and the right part is configured to be curved while forming a curved surface in the right direction.
  • the pollution-free power generation device generates a primary power for turning the rotary blades as the wind enters and a secondary power for turning the rotor blades as the wind goes out, the power efficiency is excellent, You can get great power because you receive wind power with numerous wings at wide angle of more than 150 ° in front, and you can generate huge force on the same axis of rotation by stacking several rotary wings vertically as if you are stacking dishes on one facility.
  • a wind vane-type wind clearing device that automatically changes the direction of the wind like a wind vane even if the wind direction changes suddenly, and is not affected by the sudden change of wind direction, and can use all of the wind, hydro and tidal power.
  • Low installation and installation cost due to low cost And the glass in the mass distribution there is an advantage that can be installed independently or in oettanjip oettanseom a small production possible.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a pollution-free power generation apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is an exploded perspective view showing a pollution-free power generation apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a plan sectional view showing a pollution-free power generation device according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a side cross-sectional view showing a pollution-free power generation apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a pollution-free power generation device according to the present invention
  • Figure 2 is an exploded perspective view showing a pollution-free power generation device according to the present invention
  • Figure 3 is a cross-sectional plan view showing a pollution-free power generation device according to the present invention
  • Figure 4 is It is a side sectional view which shows the pollution-free power generation apparatus which concerns on this invention.
  • Pollution-free power generation apparatus is a pedestal 10, vertical support 20, fixed wing support plate 50, the upper support 30, the rotary shaft 70, the rotary blade plate 60, wind cleaning blade bearing ( 80), connecting rod 110, the central wind clearance wing (90), left and right wind clearance wing (100), inner fixed blade (51), outer fixed blade (52), rotary blade (61) and generator 120 It is configured to include.
  • Pedestal 10 is a flat structure is installed on the ground as a concrete material.
  • the vertical support 20 is erected on the pedestal 10 is four long in the vertical direction so as to be located in one of the four corners of the virtual square when viewed from above.
  • the upper support 30 is cross-shaped when viewed from above is a member in which each of the four distal ends is coupled to each of the upper end of the four vertical support (20).
  • the rotating shaft 70 is a hollow circular pipe-shaped member, as shown in FIG. 4, the lower end of which is coupled to the pedestal 10 and the upper end of which is fixed to the center of the upper support 30 to be vertically erected in the vertical direction.
  • shaft 40 penetrates the rotating shaft 70 in the up-down direction.
  • the lower end portion of the rotation shaft 70 is installed directly above the pedestal 10 and is rotatably supported by being inserted into a bearing fixedly coupled around the central support center shaft 40.
  • the upper end portion of the rotation shaft 70 has an inner side in the center thereof.
  • the generator 120 is fixedly installed on the pedestal 10, the shaft of the generator 120 protrudes vertically upwards, and the driven pulley 121 is coupled around the axis of the generator 120, and the lower periphery of the rotation shaft 70.
  • the drive pulley 71 is welded to the generator, the transmission belt 122 is spread across the drive pulley 710 and the driven pulley 121 to transmit the rotational force of the rotation shaft 70 to the drive pulley, the generator 120 to transmit the rotational force To produce electricity.
  • the stationary blade support plate 50 is a circular horizontal plate, and there are portions protruding outward from the other portions at four locations at intervals of 90 °, and each of the four vertical supports 20 is disposed in the vertical direction. A portion where the vertical support 20 and the fixed blade support plate 50 meet is welded to each other so that the fixed wing support plate 50 is fixed at a height away from the pedestal 10 by a predetermined distance. A hole is drilled in the center of the fixed blade support plate 50 so that the rotating shaft 70 penetrates the center of the fixed wing support plate 50 in the vertical direction between the outer surface of the rotating shaft 70 and the inner surface of the fixed wing support plate 50. Since the bearing is installed, there is an effect that the upper and lower middle portions of the rotation shaft 70 are not shaken from side to side.
  • the rotary blade plate 60 is a horizontal horizontal plate installed on the fixed blade support plate 50 at regular intervals from the fixed blade support plate 50 and forms a parallel with the fixed wing support plate 50.
  • the central wind clearance wing 90, the left and right wind clearance wing 100 and the connecting rod 110 and the wind clearance wing bearing portion 80 is a fixed blade support plate 50 and the rotary wing It is rotatably installed between the boards 60.
  • the blade trimming blade bearing portion 80 surrounds the rotary shaft 70, so that the central wind blade 90, the left and right wind blades 100, and the connecting rod 110 can be moved independently of the rotary shaft 70.
  • Wind theorem wing 90 is a vertically erected thin plate is combined with the wind theorem wing bearing portion 80 and extends long forward and backward, the connecting rod 110 is combined with the wind and theorem bearing portion 80 extends to the left and right long. It consists of two of the upper member and the lower member in the form of a horizontal plate lying in parallel with spaced apart from each other.
  • Left and right wind clearance wing 100 is a vertically standing thin plate coupled to each of the left end and the right end of the connecting rod 110 extends long forward and backward, the left and right wind clearance wing 100 when viewed from above as shown in FIG.
  • the middle portion is formed to be curved toward the rotation axis 70
  • the rear end of the central wind clearance wing 90 is divided into two left and right
  • the left part of the split parts are curved while forming a curved surface in the left direction
  • the right side is curved in the right direction It is configured to bend while forming.
  • the center wind control wing 90 and the left and right wind control wing 100 is set in the front and rear direction extending the direction of the central wind control wing 90 in the stopped state for convenience of explanation. It will be, because the center wind clearance wing 90 and the left and right wind clearance wing 100 rotates according to the wind direction, the front and rear, left and right directions are not fixed.
  • a plurality of outer fixing blades 52 are coupled to the upper edge of the fixing blade support plate 50, and the inner side of the fixing wing supporting plate 50 is spaced further from the upper surface of the fixing wing support plate 50 at a predetermined distance from the portion to which the outer fixing wings 52 are coupled.
  • a plurality of rotary blades on the bottom edge of the rotary wing plate 60 61 is coupled to the rotary blade 61 is inserted into the space between the outer fixed blade 52 and the inner fixed blade 51 can move in the space.
  • the inner fixing blade 51, the outer fixing blade 52, and the rotating blade 61 are all bent so as to form an obtuse angle at an intermediate portion to form a V-shape, and the left and right sides are wider.
  • the left and right thicknesses have a thin plate shape
  • the inner fixing blade 51 and the outer fixing blade 52 have a shape in which the middle part is recessed in the clockwise direction
  • a rotating wing has a shape in which the middle part is recessed in the counterclockwise direction.
  • Each of the inner fixed blade 51 and the outer fixed blade 52 and the rotary blade 61 are all arranged so that several pieces are circularly spaced at regular intervals in the circumferential direction.
  • each of the inner fixed blade 51, the outer fixed blade 52 and the rotary blade 61 are all formed elongated in the radial direction from the center of the fixed blade support plate 50, the inner fixed blade 51 adjacent to the wind (51) ) Between the inner fixed blade 51 and the adjacent outer fixed blade 52 and the outer fixed blade 52 and between the adjacent rotating blade 61 and the rotating blade 61 to be introduced and discharged. Can be.
  • the total number of the rotary blades 61 is twice the total number of the inner fixed blade 51, the total number of the inner fixed blade 51 and the outer fixed blade 52 is the same.
  • the long outer stator blade 52 extends farther from the rotation axis 70 than the short outer stator blade 52.
  • the fixed wing cap 53 is a member of a circular ring shape and combines with the upper end of the outer fixed wing 52 to cover the outer fixed wing 52 to collect the incoming or outgoing wind is not disturbed to other places By doing so, instead of having a fixed blade lid 53, the diameter of the rotary blade plate 60 may be made larger to cover the outer fixed blade 52.
  • the pollution-free power generation device is described as a standard used as a wind power generator by installing in the air, but may be installed as a hydroelectric power generator by installing in flowing water or as a tidal power generator by installing in the sea.
  • Winding side inner fixed blade 51 serves to send the wind coming in through the outer fixing blades 52 of the wind blowing the rotary blade 61 and the distracted wind toward the wind direction, and the inner wind fixing side 51 is Clean up the wind sent from the wind blowing side gives the force to rotate the rotating blade (61) wind.
  • the left and right wind arrangement wing (100) cleans the wind coming from the side so that the wind does not interfere with the wind, and the wind coming in from the left and right side in the process of returning the rotary blade (61) does not interfere with the wind passing through the center Prevents the wind, the central wind clearance wing (90) is the wind enters the rotary blades (61) and the wind to be scattered well to lure towards the rotary blades (61) on the wind side to get dual power and wind direction Even if it suddenly changes, it automatically returns to the changed direction like a wind vane.
  • base 20 vertical support
  • upper support 40 central support central axis

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Abstract

본 발명은 무공해 발전 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 무공해 발전 장치는 받침대, 고정날개 받침판, 상부 지지대, 회전축, 회전날개판, 안쪽 고정날개, 바깥쪽 고정날개, 회전날개 및 발전기를 포함하여 구성될 수 있다.

Description

무공해 발전 장치
본 발명은 무공해 발전 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 설치 장소에 따라 수력 또는 풍력에 의해 높은 효율로 발전을 할 수 있는 장치에 관한 것이다.
일반적으로 풍력발전장치는 회전운동을 전기에너지로 변환하는 장치로서, 바람이 로터에 부딪혀 발생하는 양력 및 항력으로 회전력을 발생시키고, 이 회전력을 이용하여 전기를 발생시키는 발전기를 구동함으로써 전기를 생산하는 장치이다.
이러한 풍력발전장치는 로터의 회전축의 위치된 상태에 따라 회전축이 수직된 상태로 위치하는 수직축 풍력발전장치와 회전축이 수평된 상태로 위치하는 수평축 풍력발전장치로 구분된다.
종래의 풍력발전장치는 복수 개의 블레이드가 구비된 로터와, 로터의 회전력에 의해 회전하는 발전기와, 로터를 지면에서 이격시키는 받침대로 구성된다.
그러나 종래의 풍력발전장치는 설치 비용이 많이 소요되며, 갑자기 풍향이 바뀌는 경우 제대로 대응을 하지 못하며, 동력 효율이 떨어지고, 설치 장소가 까다롭다는 문제점이 있다.
본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 본 발명은 무공해 청정 에너지를 사용하여 친환경적이고, 저렴한 제작비와 설치비로 인하여 경제적이며, 산이나 벌판, 강, 바다 등 설치 장소 선택이 까다롭지 않고, 제작 및 설치비에 비해 전력 생산량이 높은 발전 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
이와 같은 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무공해 발전 장치는 지면 위에 설치되는 받침대와, 상기 받침대 위에 상하 방향으로 세워지는 다수 개의 수직 지지대와, 가장자리부가 상기 수직 지지대과 결합하여 수평 방향으로 널찍한 고정날개 받침판과, 다수 개의 상기 수직 지지대의 상단부들을 서로 연결하여 지지하도록 수평 방향으로 가로지르는 상부 지지대와, 상기 상부 지지대와 상기 받침대 사이에서 자전 가능하게 지지되고 상기 고정날개 받침대를 관통하는 회전축과, 상기 고정날개 받침판의 위에 상기 고정날개 받침대와 간격을 두고 위치하도록 상기 회전축과 고정 결합하는 회전날개판과, 상기 고정날개 받침판과 상기 회전 날개판 사이에 위치하고 상기 회전축을 둘러싸는 바람정리날개 베어링부와, 상기 바람정리날개 베어링부와 결합하여 앞뒤로 길게 뻗는 중앙 바람정리 날개와, 상기 바람정리날개 베어링부와 결합하여 좌우로 길게 뻗는 연결대와, 상기 연결대의 좌측단과 우측단 각각에 결합하여 앞뒤로 길게 뻗는 좌우 바람정리 날개와, 상기 고정날개 받침판의 상면과 결합하여 상방으로 돌출되고 위에서 볼 때 상기 중앙 바람정리 날개 및 상기 좌우 바람정리 날개를 둘러싸도록 다수 개가 원을 그리면서 서로 간격을 두고 방사상으로 배치되고 각각은 위에서 볼 때 중간 부분이 시계 방향 쪽으로 들어가도록 꺾인 판 형태를 가지는 안쪽 고정날개와, 상기 고정날개 받침판의 상면 가장자리와 결합하여 상방으로 돌출되고 상기 안쪽 고정날개가 거리를 두고 다수 개가 원을 그리면서 서로 간격을 두고 방사상으로 배치되고 각각은 위에서 볼 때 중간 부분이 시계 방향 쪽으로 들어가도록 꺾인 판 형태를 가지는 바깥쪽 고정날개와, 상기 회전날개판의 하면과 결합하여 하방으로 돌출되고 상기 안쪽 고정날개와 상기 바깥쪽 고정날개를 사이 공간에서 다수 개가 원을 그리면서 서로 간격을 두고 방사상으로 배치되고 각각은 위에서 볼 때 중간 부분이 반시계 방향 쪽으로 들어가도록 꺾인 판 형태를 가지는 회전날개 및 상기 회전축과 연결되어 상기 회전축의 회전력을 전력으로 전환하기 위한 발전기를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무공해 발전 장치는 지면 위에 설치되는 받침대와, 상기 받침대 위에 상하 방향으로 세워지는 다수 개의 수직 지지대와, 가장자리부가 상기 수직 지지대과 결합하여 수평 방향으로 널찍한 고정날개 받침판과, 다수 개의 상기 수직 지지대의 상단부들을 서로 연결하여 지지하도록 수평 방향으로 가로지르는 상부 지지대와, 상기 상부 지지대와 상기 받침대 사이에서 자전 가능하게 지지되고 상기 고정날개 받침대를 관통하는 회전축과, 상기 고정날개 받침판의 위에 상기 고정날개 받침대와 간격을 두고 위치하도록 상기 회전축과 고정 결합하는 회전날개판과, 상하 방향으로 세워지는 다수 개의 수직 지지대와, 가장자리부가 상기 수직 지지대과 결합하여 수평 방향으로 널찍한 고정날개 받침판과, 다수 개의 상기 수직 지지대의 상단부들을 서로 연결하여 지지하도록 수평 방향으로 가로지르는 상부 지지대와, 상단부는 상기 상부 지지대의 중심부에 구비된 베어링에 의해 지지되고 하단부는 지면 위에 구비된 베어링에 의해 지지되어 회전 가능하게 설치되며 상기 고정날개 받침대를 관통하는 회전축과, 상기 고정날개 받침판의 위에 상기 고정날개 받침대와 간격을 두고 위치하도록 상기 회전축과 고정 결합하는 회전날개판과, 상기 고정날개 받침판과 상기 회전 날개판 사이에 위치하고 상기 회전축을 둘러싸는 바람정리날개 베어링부와, 상기 바람정리날개 베어링부와 결합하여 앞뒤로 길게 뻗는 중앙 바람정리 날개와, 상기 바람정리날개 베어링부와 결합하여 좌우로 길게 뻗는 연결대와, 상기 연결대의 좌측단과 우측단 각각에 결합하여 앞뒤로 길게 뻗는 좌우 바람정리 날개와, 상기 고정날개 받침판의 상면과 결합하여 상방으로 돌출되고 위에서 볼 때 상기 중앙 바람정리 날개 및 상기 좌우 바람정리 날개를 둘러싸도록 다수 개가 원을 그리면서 서로 간격을 두고 방사상으로 배치되고 각각은 위에서 볼 때 중간 부분이 반시계 방향 쪽으로 들어가도록 꺾인 판 형태를 가지는 안쪽 고정날개와, 상기 고정날개 받침판의 상면 가장자리와 결합하여 상방으로 돌출되고 상기 안쪽 고정날개가 거리를 두고 다수 개가 원을 그리면서 서로 간격을 두고 방사상으로 배치되고 각각은 위에서 볼 때 중간 부분이 반시계 방향 쪽으로 들어가도록 꺾인 판 형태를 가지는 바깥쪽 고정날개와, 상기 회전날개판의 하면과 결합하여 하방으로 돌출되고 상기 안쪽 고정날개와 상기 바깥쪽 고정날개를 사이 공간에서 다수 개가 원을 그리면서 서로 간격을 두고 방사상으로 배치되고 각각은 위에서 볼 때 중간 부분이 시계 방향 쪽으로 들어가도록 꺾인 판 형태를 가지는 회전날개 및
상기 회전축과 연결되어 상기 회전축의 회전력을 전력으로 전환하기 위한 발전기를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 일정한 개수의 상기 바깥쪽 고정날개들이 그 사이에 들어가도록 간격을 두고 띄엄지엄 위치하는 상기 바깥쪽 고정날개들 중 일부는 나머지 상기 바깥쪽 고정날개보다 위에서 볼 때 더 바깥쪽으로 길게 연장되도록 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 좌우 바람정리 날개는 위에서 볼 때 중간부분이 상기 회전축 쪽으로 들어가도록 만곡 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 중앙 바람정리 날개의 후단부는 좌우 두갈래로 갈라져서 갈라진 부분들 중 좌측부는 좌측 방향으로 곡면을 형성하면서 휘어지고 우측부는 우측 방향으로 곡면을 형성하면서 휘어지도록 구성되는 것이 바람직하다.
이상에서와 같이, 본 발명에 의한 무공해 발전 장치에 의하면 바람이 들어오면서 회전날개를 돌려주는 1차 동력과 바람이 나가면서 또한번 회전날개를 돌려주는 2차 동력을 발생시켜 동력 효율이 우수하고, 전방 150° 이상의 넓은 사이각에서 수많은 날개로 풍력을 받기 때문에 큰 힘을 얻을 수 있으며, 한 시설물에 마치 접시를 쌓아놓듯 회전날개를 수직 방향으로 여러 개를 쌓아서 동일 회전축에 거대한 힘을 발생시킬 수 있고, 풍향이 갑자기 변하더라도 내부에 풍향계처럼 바람이 불어오는 쪽으로 방향을 자동적으로 바꾸어주는 바꾸어주는 풍향계식 바람정리 장치가 있어 풍향의 갑작스런 변화의 영향을 받지 않으며, 풍력, 수력 및 조력 모두를 사용할 수 있고, 제작비나 설치비가 저렴하고 공간을 많이 차지하지 않아서 설치에 있어서의 제약이 적고 대량 보급에 유리하며, 소규모 제작이 가능해 외딴집이나 외딴섬에서도 독립적으로 설치가 가능하다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 무공해 발전 장치를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 무공해 발전 장치를 나타낸 분리 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 무공해 발전 장치를 나타낸 평단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 무공해 발전 장치를 나타낸 측단면도.
이하, 본 발명의 구체적인 실시 예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 무공해 발전 장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명에 의한 무공해 발전 장치를 나타낸 분리 사시도이며, 도 3은 본 발명에 의한 무공해 발전 장치를 나타낸 평단면도이고, 도 4는 본 발명에 의한 무공해 발전 장치를 나타낸 측단면도이다.
본 발명에 의한 무공해 발전 장치는 받침대(10), 수직 지지대(20), 고정날개 받침판(50), 상부 지지대(30), 회전축(70), 회전날개판(60), 바람정리날개 베어링부(80), 연결대(110), 중앙 바람정리 날개(90), 좌우 바람정리 날개(100), 안쪽 고정날개(51), 바깥쪽 고정날개(52), 회전날개(61) 및 발전기(120)를 포함하여 구성된다.
받침대(10)는 지면 위에 설치되는 상면이 평평한 구조물로서 콘크리트를 소재로 한다.
수직 지지대(20)는 위에서 보면 가상의 정사각형의 네 모퉁이에 하나씩 위치하도록 네 개가 상하 방향으로 길게 받침대(10) 위에 세워진다.
상부 지지대(30)는 위에서 볼 때 십자 형태로 되어 네 말단부 각각이 네 개의 수직 지지대(20)의 상단부 각각과 결합되는 부재이다.
회전축(70)은 속이 빈 원형 파이프 형태의 부재인데, 도 4에 도시된 것과 같이 하단은 받침대(10)와 결합하고 상단은 상부 지지대(30)의 중심부와 고정 결합하여 수직 방향으로 길게 세워지는 중앙지지 중심축(40)이 회전축(70)을 상하 방향으로 관통하고 있다.
회전축(70)의 하단부는 받침대(10)의 바로 위쪽에 설치되고 중앙지지 중심축(40) 둘레에 고정 결합된 베어링에 삽입되어 회전 가능하게 지지되고, 회전축(70)의 상단부는 내측면이 중앙지지 중심축(40)의 둘레와 고정 결합된 베어링과 맞닿아서 회전 가능하게 지지됨으로써 회전축(70) 전체가 중앙지지 중심축(40)으로 중심으로 자전 가능하게 설치된다.
발전기(120)는 받침대(10) 상에 고정 설치되고 발전기(120)의 축이 수직 상방으로 돌출되고 발전기(120)의 축 둘레에는 피동 풀리(121)가 결합되고, 회전축(70)의 하부 둘레에는 구동 풀리(71)가 용접 결합되며, 전동 벨트(122)가 구동 풀리(710와 피동 풀리(121)에 걸쳐져서 회전축(70)의 회전력을 구동 풀리에 전달함으로써 발전기(120)가 회전력을 전기로 변환하여 전기를 생산한다.
고정날개 받침판(50)은 원형의 수평한 판으로서, 90° 간격으로 네 군데에 다른 부분보다 더 바깥쪽으로 돌출된 부분이 있는데 이 돌출된 부분 각각을 네 개의 수직 지지대(20) 각각이 상하 방향으로 관통하고 수직 지지대(20)와 고정날개 받침판(50)이 만나는 부분이 용접 결합됨으로써 고정 날개 받침판(50)이 받침대(10)로부터 상방으로 일정 거리만큼 떨어진 높이에 고정된다. 고정날개 받침판(50)의 중심에는 구멍이 뚫려서 회전축(70)이 고정날개 받침판(50)의 중심을 상하 방향으로 관통하는데 회전축(70)의 외측면과 고정날개 받침판(50)의 내측면 사이에 베어링이 설치되어 있어서 회전축(70)의 상하 중간 부분이 좌우로 흔들리지 않게 지지되는 효과가 있다.
회전날개판(60)은 고정날개 받침판(50)과 일정한 간격을 두고 고정날개 받침판(50)의 위에 설치되는 원형의 수평한 판으로서 고정날개 받침판(50)과 평행을 이룬다.
도 2 및 도 3에 도시된 것과 같이, 중앙 바람정리 날개(90)와 좌우 바람정리 날개(100) 및 연결대(110)와 바람정리날개 베어링부(80)는 고정날개 받침판(50)과 회전 날개판(60) 사이에 회전 가능하게 설치된다.
바림정리날개 베어링부(80)가 회전축(70)을 둘러싸고 있어서 중앙 바람정리 날개(90)와 좌우 바람정리 날개(100) 및 연결대(110)는 회전축(70)과는 개별적인 움직임이 가능하고, 중앙 바람정리 날개(90)는 수직하게 세워진 얇은 판으로서 바람정리날개 베어링부(80)와 결합하여 앞뒤로 길게 뻗으며, 연결대(110)는 바람정리날개 베어링부(80)와 결합하여 좌우로 길게 뻗는 부재로서 서로 간격을 두고 평행하게 위치하는 수평 방향으로 누운 얇은 판 형태의 상부 부재와 하부 부재 두 개로 이루어진다.
좌우 바람정리 날개(100)는 수직하게 세워진 얇은 판으로서 연결대(110)의 좌측단과 우측단 각각에 결합하여 앞뒤로 길게 뻗는데, 좌우 바람정리 날개(100)는 도 3에 도시된 것과 같이 위에서 볼 때 중간부분이 회전축(70) 쪽으로 들어가도록 만곡 형성되며, 중앙 바람정리 날개(90)의 후단부는 좌우 두갈래로 갈라져서 갈라진 부분들 중 좌측부는 좌측 방향으로 곡면을 형성하면서 휘어지고 우측부는 우측 방향으로 곡면을 형성하면서 휘어지도록 구성된다. 중앙 바람정리 날개(90)와 좌우 바람정리 날개(100)에 대한 상기 설명에 있어서 전후좌우 방향은 설명의 편의를 위해 정지한 상태에서 중앙 바람정리 날개(90)의 뻗은 방향을 전후 방향으로 설정한 것이며, 중앙 바람정리 날개(90)와 좌우 바람정리 날개(100)는 풍향에 따라 회전하기 때문에 전후좌우 방향은 고정된 것이 아니다.
고정날개 받침판(50)의 상면 가장자리에는 다수 개의 바깥쪽 고정날개(52)가 결합되고 고정날개 받침판(50)의 상면 중 바깥쪽 고정날개(52)가 결합된 부위와 일정한 간격을 두고 더 안쪽에 위치하며 중앙 바람정리 날개(90)와 좌우 바람정리 날개(100)를 가까이에서 둘러싸는 부분에는 다수 개의 안쪽 고정날개(51)가 결합되며, 회전날개판(60)의 하면 가장자리에는 다수 개의 회전날개(61)가 결합되는데 회전날개(61)는 바깥쪽 고정날개(52)와 안쪽 고정날개(51)의 사이 공간에 삽입되어 그 공간 내부에서 움직일 수 있다.
도 3에 도시된 것과 같이, 안쪽 고정날개(51)와 바깥쪽 고정날개(52) 및 회전날개(61)는 모두 중간 부분이 둔각을 이루도록 꺾여져서 V자 형태를 이루고 좌우 측면이 널찍하도록 세워지고 좌우 두께는 얇은 판 형태를 가지는데, 안쪽 고정날개(51)와 바깥쪽 고정날개(52)는 중간 부분이 시계 방향으로 움푹 들어간 형태를 가지고 회전 날개는 중간 부분이 반시계 방향으로 움푹 들어간 형태를 가진다.
안쪽 고정날개(51)와 바깥쪽 고정날개(52) 및 회전날개(61) 각각은 모두 여러 개가 원주 방향으로 일정한 간격을 두고 원형을 그리도록 배열된다. 또한, 안쪽 고정날개(51)와 바깥쪽 고정날개(52) 및 회전날개(61) 각각은 모두 고정날개 받침판(50)의 중심으로부터 직경 방향으로 길쭉하게 형성되어 바람이 인접하는 안쪽 고정날개(51)와 안쪽 고정날개(51) 사이, 인접하는 바깥쪽 고정날개(52)와 바깥쪽 고정날개(52) 사이 및 인접하는 회전날개(61)와 회전날개(61) 사이 공간을 통해 유입 및 배출될 수 있다.
회전 날개(61)의 총 개수가 안쪽 고정날개(51)의 총 개수보다 두 배이고, 안쪽 고정날개(51)와 바깥쪽 고정날개(52)의 총 개수는 동일하다. 바깥쪽 고정날개(52)는 짧은 것과 긴 것의 두 종류가 있는데 두 개의 긴 바깥쪽 고정날개(52)들 사이에 세 개의 짧은 바깥쪽 고정날개(52)들이 들어가도록 구성된다. 긴 바깥쪽 고정날개(52)는 짧은 바깥쪽 고정날개(52)에 비하여 회전축(70)으로부터 더 멀리까지 길게 연장된다.
고정날개 뚜껑(53)은 원형 링 형태의 부재로서 바깥쪽 고정날개(52)의 상단과 결합하여 바깥쪽 고정날개(52)를 덮어주어 들어오는 바람이나 나가는 바람이 다른 곳으로 흐트러지지 않게 모아주는 역할을 하는 것으로서, 고정날개 뚜껑(53)을 구비하는 대신 회전날개판(60)의 직경을 더 크게 하여 바깥쪽 고정날개(52)를 덮어 주더라도 무방하다.
고정날개 받침판(50)과 회전날개판(60) 및 그 사이에 있는 모든 구성요소를 1세트라 할 때 본 실시 예와 같이 여러 개의 세트를 수직 방향으로 적층하여 더욱 큰 힘을 발휘하도록 구성할 수 있으며 세트의 개수에는 제한이 없다.
상기한 것과 같이 구성된 무공해 발전 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.
본 실시 예에서 무공해 발전 장치는 공중에 설치하여 풍력발전장치로 사용하는 기준으로 설명하지만, 흐르는 물에 설치하여 수력발전장치로 사용할 수도 있으며 바다에 설치하여 조력발전장치로 사용할 수도 있다.
바람이 불어와서 입풍쪽 바깥쪽 고정날개(52)를 통과하여 집풍된 바람이 회전날개(61)를 돌려주고 안쪽 고정날개(51)를 지나 중앙 바람정리 날개(90)의 좌측 및 우측으로 지나고 한 쌍의 좌우 바람정리 날개(100) 사이를 통과하여 다시 배풍쪽 안쪽 날개(51)를 통과하고 배풍쪽 회전날개(61)를 돌려준 다음 배출됨으로써 이중으로 동력을 발생시켜 준다. 고정날개로 집풍된 바람이 회전날개(61)에 꺾인 부분에 부딪혀 동력을 발생시킨다. 입풍쪽 안쪽 고정날개(51)는 입풍쪽의 바깥쪽 고정날개(52)를 통해 들어온 바람이 회전날개(61)를 돌리고 흐트러지는 바람을 배풍쪽으로 보내는 역할을 하고 배풍쪽 안쪽 고정날개(51)는 입풍쪽에서 보내온 바람을 정리해서 배풍쪽 회전날개(61)를 회전하도록 힘을 보태준다.
좌우 바람정리 날개(100)는 옆에서 들어오는 바람을 정리해서 입풍이 배풍을 방해하지 않도록 하고 바람이 들어와 회전날개(61)를 돌려주는 과정에서 좌우 옆에서 들어오는 바람이 중앙을 통과하는 바람을 방해하지 않게 막아주며, 중앙 바람정리 날개(90)는 바람이 들어와서 회전날개(61)를 돌려주고 흩어지려는 바람을 잘 정리해서 배풍쪽에 있는 회전날개(61) 쪽으로 유인하여 이중으로 동력을 얻게 하고 풍향이 갑자기 바뀌어도 풍향계처럼 바뀐 방향으로 자동적으로 돌아간다.
이상의 설명에서와 같이 본 발명은 바람직한 구체적인 예들에 대해서만 기술하였으나, 상기의 구체적인 예들을 바탕으로 한 본 발명의 기술사상 범위 내에서의 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 또한, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
[부호의 설명]
10: 받침대 20: 수직 지지대
30: 상부 지지대 40: 중앙지지 중심축
50: 고정날개 받침판 51: 안쪽 고정날개
52: 바깥쪽 고정날개 53: 고정날개 뚜껑
60: 회전날개판 61: 회전날개
70: 회전축 71: 구동풀리
80: 바람정리날개 베어링부 90: 중앙 바람정리 날개
100: 좌우 바람정리 날개 110: 연결대
120: 발전기 121: 피동풀리
122: 전동벨트

Claims (6)

  1. 지면 위에 설치되는 받침대;
    상기 받침대 위에 상하 방향으로 세워지는 다수 개의 수직 지지대;
    가장자리부가 상기 수직 지지대과 결합하여 수평 방향으로 널찍한 고정날개 받침판;
    다수 개의 상기 수직 지지대의 상단부들을 서로 연결하여 지지하도록 수평 방향으로 가로지르는 상부 지지대;
    상기 상부 지지대와 상기 받침대 사이에서 자전 가능하게 지지되고, 상기 고정날개 받침대를 관통하는 회전축;
    상기 고정날개 받침판의 위에 상기 고정날개 받침대와 간격을 두고 위치하도록 상기 회전축과 고정 결합하는 회전날개판;
    상기 고정날개 받침판의 상면과 결합하여 상방으로 돌출되고 위에서 볼 때 상기 고정날개 받침판과 상기 회전날개판 사이 공간의 중심부를 둘러싸도록 다수 개가 원을 그리면서 서로 간격을 두고 방사상으로 배치되고 각각은 위에서 볼 때 중간 부분이 시계 방향 쪽으로 들어가도록 꺾인 판 형태를 가지는 안쪽 고정날개;
    상기 고정날개 받침판의 상면 가장자리와 결합하여 상방으로 돌출되고 상기 안쪽 고정날개가 거리를 두고 다수 개가 원을 그리면서 서로 간격을 두고 방사상으로 배치되고 각각은 위에서 볼 때 중간 부분이 시계 방향 쪽으로 들어가도록 꺾인 판 형태를 가지는 바깥쪽 고정날개;
    상기 회전날개판의 하면과 결합하여 하방으로 돌출되고 상기 안쪽 고정날개와 상기 바깥쪽 고정날개를 사이 공간에서 다수 개가 원을 그리면서 서로 간격을 두고 방사상으로 배치되고 각각은 위에서 볼 때 중간 부분이 반시계 방향 쪽으로 들어가도록 꺾인 판 형태를 가지는 회전날개; 및
    상기 회전축과 연결되어 상기 회전축의 회전력을 전력으로 전환하기 위한 발전기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무공해 발전 장치.
  2. 지면 위에 설치되는 받침대;
    상기 받침대 위에 상하 방향으로 세워지는 다수 개의 수직 지지대;
    가장자리부가 상기 수직 지지대과 결합하여 수평 방향으로 널찍한 고정날개 받침판;
    다수 개의 상기 수직 지지대의 상단부들을 서로 연결하여 지지하도록 수평 방향으로 가로지르는 상부 지지대;
    상기 상부 지지대와 상기 받침대 사이에서 자전 가능하게 지지되고, 상기 고정날개 받침대를 관통하는 회전축;
    상기 고정날개 받침판의 위에 상기 고정날개 받침대와 간격을 두고 위치하도록 상기 회전축과 고정 결합하는 회전날개판;
    상기 고정날개 받침판의 상면과 결합하여 상방으로 돌출되고 위에서 볼 때 상기 고정날개 받침판과 상기 회전날개판 사이 공간의 중심부를 둘러싸도록 다수 개가 원을 그리면서 서로 간격을 두고 방사상으로 배치되고 각각은 위에서 볼 때 중간 부분이 반시계 방향 쪽으로 들어가도록 꺾인 판 형태를 가지는 안쪽 고정날개;
    상기 고정날개 받침판의 상면 가장자리와 결합하여 상방으로 돌출되고 상기 안쪽 고정날개가 거리를 두고 다수 개가 원을 그리면서 서로 간격을 두고 방사상으로 배치되고 각각은 위에서 볼 때 중간 부분이 반시계 방향 쪽으로 들어가도록 꺾인 판 형태를 가지는 바깥쪽 고정날개;
    상기 회전날개판의 하면과 결합하여 하방으로 돌출되고 상기 안쪽 고정날개와 상기 바깥쪽 고정날개를 사이 공간에서 다수 개가 원을 그리면서 서로 간격을 두고 방사상으로 배치되고 각각은 위에서 볼 때 중간 부분이 시계 방향 쪽으로 들어가도록 꺾인 판 형태를 가지는 회전날개; 및
    상기 회전축과 연결되어 상기 회전축의 회전력을 전력으로 전환하기 위한 발전기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무공해 발전 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 고정날개 받침판과 상기 회전 날개판 사이에 위치하고 상기 회전축을 둘러싸는 바람정리날개 베어링부;
    상기 바람정리날개 베어링부와 결합하여 앞뒤로 길게 뻗는 중앙 바람정리 날개;
    상기 바람정리날개 베어링부와 결합하여 좌우로 길게 뻗는 연결대; 및
    상기 연결대의 좌측단과 우측단 각각에 결합하여 앞뒤로 길게 뻗는 좌우 바람정리 날개를 더 포함하고,
    상기 중앙 바람정리 날개 및 상기 좌우 바람정리 날개는 상기 안쪽 고정날개에 의해 둘러싸이도록 구성되는 것을 특징으로 하는 무공해 발전 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    일정한 개수의 상기 바깥쪽 고정날개들이 그 사이에 들어가도록 간격을 두고 띄엄띄엄 위치하는 상기 바깥쪽 고정날개들 중 일부는 나머지 상기 바깥쪽 고정날개보다 위에서 볼 때 더 바깥쪽으로 길게 연장되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 무공해 발전 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 좌우 바람정리 날개는 위에서 볼 때 중간부분이 상기 회전축 쪽으로 들어가도록 만곡 형성되는 것을 특징으로 하는 무공해 발전 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 중앙 바람정리 날개의 후단부는 좌우 두갈래로 갈라져서 갈라진 부분들 중 좌측부는 좌측 방향으로 곡면을 형성하면서 휘어지고 우측부는 우측 방향으로 곡면을 형성하면서 휘어지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 무공해 발전 장치.
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