WO2018236048A1 - 창틀 프레임용 풍력발전장치 - Google Patents

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WO2018236048A1
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frame
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최재선
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최재선
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    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the disclosures relate to wind turbines installed and used on a small scale in a typical home or building.
  • Wind power generation is a typical eco-friendly power generation facility that uses wind to produce electricity.
  • the green power generation facility which is a green power plant, has emerged as one of the alternatives of thermal power generation and nuclear power generation due to the global greenhouse gas and climate problems.
  • a wind turbine generator generates kinetic energy for rotating a transmission gear of a transmission, and converts the kinetic energy to electric energy through a generator.
  • the wind turbine generator generates a horizontal axis wind power (Horizontal axis wind turbine) and vertical axis wind turbine (vertical axis wind turbine).
  • Such wind power generators are usually installed on large scale in windy mountainous areas or coastal areas, and in general homes and buildings, it is common to install solar power facilities, one of the eco-friendly power generation facilities.
  • a cutout groove is formed in the front surface to allow external wind to flow, a mounting space is formed therein, and a connection terminal is provided on a side surface thereof.
  • a plurality of terminals are electrically connected to the window frame frame by the connection terminals.
  • a blade that is rotatably installed in the installation space and is rotated by a wind that flows through the cutout groove; and a blade that is operatively installed in the installation space and is connected to the rotation axis of the blade A generator unit that is detachably attached to the window frame frame so as to be electrically connected to the main body disposed at a distal end of the plurality of main bodies, For window frame frames that contain a battery charged with electrical energy Power and technology for the development of the device.
  • the wind power generator for a window frame frame as described above, it can be arranged and installed in a prefabricated manner according to the size of a window frame or a window frame of a general home or a building, so that the installation is simple and small, It is relatively inexpensive as compared with other power generation facilities and the like, and the produced electric energy is charged into the battery provided at the end, and at the same time, it can be immediately confirmed when the charging is completed.
  • FIG. 1 is a perspective view of a wind power generator for a window frame according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a partially exploded perspective view of a wind power generator for a window frame according to an embodiment of the disclosure
  • FIG. 3 is a use state diagram of a wind power generator for a window frame according to an embodiment of the present disclosure
  • Figures 1 to 3 illustrate one embodiment in accordance with one embodiment of the disclosed subject matter.
  • Fig. 1 is a perspective view
  • Fig. 2 is a partially exploded perspective view
  • Fig. 3 is a state of use.
  • FIG. 1 a wind turbine generator 1 for a window frame according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3.
  • FIG. 1 a wind turbine generator 1 for a window frame according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3.
  • FIG. 1 a wind turbine generator 1 for a window frame according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3.
  • a plurality of main bodies 10 are arranged and installed along a window frame 50.
  • the main body 10 serves to install therein the constituent members to be described later. Further, the neighboring bodies 10 are electrically connected to each other so that the produced electric energy is transmitted to the battery 40 to be described later.
  • the main body 10 has a cutout groove 12 through which an external wind can flow, and an installation space 11 is formed therein.
  • a connecting terminal 13 is provided on the side surface so that a plurality of the connecting terminals 13 are electrically connected to each other along the window frame 50.
  • the main body 10 is formed in a straight shape provided in the vertical and horizontal sections of the window frame 50 and a bent type provided in the corner section of the window frame 50.
  • the main body 10 may be fixed to the window frame frame or detachably attached thereto. And fixedly installed in the state of being connected to each other by the connection terminal 13 when fixedly installed.
  • the installation number may be changed depending on environmental factors such as season and air volume. That is, in a case where the air volume is large, a larger number of the main bodies 10 can be arranged and installed, so that a larger amount of electric energy can be produced.
  • the main body 10 may be detachably attached to the window frame 50 by a magnetic force of the metal-magnetic body.
  • a separate fastening bracket may be provided on the window frame 50, May be detachably coupled.
  • a sliding rail may be provided on the window frame 50 and the main body 10 may be sequentially slidingly coupled. As described above, one of the attachment and detachment methods according to the prior art can be selected.
  • connection terminal 13 is formed so that one side thereof is convex and the other side is concave in the direction in which the main body 10 and the main body 10 are in contact with each other so that the convex connection terminal 13 is concave And is inserted in the terminal 13 in such a manner that it is inserted.
  • One of the electrical connection methods according to the prior art can be selected and used as the connection terminal 13 in the same manner as the detachment and attachment method of the main body 10. [ That is, it can be connected not only to the connection terminal 13 but also in the form of a wire.
  • the main body 10 may be installed not only on the window frame 50 but also on the window frame, and it may also be installed on the roof of the building, the outer wall and the pillar. And its size can also be varied.
  • the blade 20 is rotatably installed in the installation space 11 described above.
  • the blade 20 is rotated by an external wind and serves to transmit the rotational force to the generator unit 30 to be described later.
  • the blade 20 is the same as the blade for the generator according to the prior art, and the detailed description will be omitted for simplification of the description.
  • the generator unit 30 is operatively installed.
  • the generator unit 30 is installed at the rear of the blade 20 and connected to the rotation axis of the blade 20 so that the rotational force of the blade 20 can be converted into kinetic energy and electric energy, respectively.
  • the generator unit 30 is provided with a transmission and a generator. That is, when the blade 20 is rotated, its rotation axis rotates the transmission gear of the transmission to generate kinetic energy. And this kinetic energy is converted and produced into electric energy by the generator. The produced electric energy is also supplied to the battery 40 side to be described later via the connection terminal 13 connected to each other.
  • the generator unit 30 is electrically connected to the connection terminal 13.
  • Such a generator unit 30 operates on the same principle as a transmission and a generator of a wind power generator according to the prior art, so that further detailed description will be omitted for the sake of simplification of the description.
  • a battery 40 is electrically connected to a main body 10 disposed at a terminal end of a plurality of main bodies 10 provided on a window frame 50.
  • the battery (40) serves to collect electric energy generated by the plurality of generator units (30) collectively.
  • the battery 40 is detachably attached to the window frame 50 and is provided with a connection terminal 41 for electrically connecting to the connection terminal 13 of the body 10.
  • the battery 40 can be transmitted to the window frame 50, that is, a signal informing the user of the electrical energy when the electric energy is buffered. That is, the transmitted signal can be received by the portable terminal of the user or the personal PC, and the buffering of the battery 40 can be provided to the user.
  • a separate receiver may be installed in the room to receive the buffering signal.
  • a separate circuit is provided in the battery 40 so that a signal for buffering can be transmitted.
  • the battery 40 may be provided with an insertion hole into which a 220V power cord can be inserted or an insertion hole into which a USB terminal can be inserted.
  • the wind power generator 1 for a window frame frame as described above, it can be arranged and installed in a prefabricated manner according to the size of a window frame 50 or a window frame of a general home or a building, Thus, it is easy to use the battery 40 because the produced electric energy is charged to the battery 40 at the end and can be immediately confirmed when the charging is completed.
  • the disclosed contents are applicable to a small wind power generation field using a window frame of a house or a building.

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Abstract

개시된 내용은 일반 가정이나 건물의 창틀 프레임 또는 창문 프레임의 규모에 맞게 조립식으로 배열 및 설치될 수 있어 그 설치가 간단할 뿐만 아니라 소형으로 제작되어 구매 및 제조단가가 여타 발전설비 등에 비해서 상대적으로 저렴하고, 생산된 전기에너지가 말단에 구비된 축전지에 충전됨과 동시에 충전 완료시 이를 즉각적으로 확인할 수 있어 그 사용이 간편한 창틀 프레임용 풍력발전장치에 관한 것이다.

Description

창틀 프레임용 풍력발전장치
개시된 내용은 일반 가정이나 건물에 소규모로 설치 및 사용되는 풍력발전기에 관련된다.
풍력발전은 바람을 이용해 전기를 생산하는 대표적인 친환경적 발전설비이다. 특히 1990년대 이후 대두 된 지구의 온실가스 및 기후문제로 친환경 발전설비인 풍력발전이 화력 발전이나 원자력 발전의 대안 중 하나로 떠오르고 있으며 현재에도 매우 빠른 속도로 발전하는 단계에 있다.
통상적으로 풍력발전장치는 블레이드가 회전하는 회전력이 변속기의 변속기어를 회전시키는 운동에너지를 발생시키고, 이 운동에너지를 발전기를 통해 전기에너지로 변환시키는 원리를 갖으며 회전축이 놓인 방향에 따라 수평축 풍력발전장치(horizontal axis wind turbine)와 수직축 풍력발전장치(vertical axis wind turbine)로 구분된다.
이러한 풍력발전장치는 바람이 많이 발생되는 산간지역 또는 해안지역에 대규모로 설치되는 것이 보통이며, 일반 가정이나 건물에서는 친환경 발전설비 중 하나인 태양전지설비가 설치되는 것이 보통이다.
그런데 산간, 해안지역에 설치된 풍력발전장치는 한번 설치되면 그 이동이 어렵고, 친환경적이기는 하지만 대규모로 설치되기 때문에 초기 건설비용이 고가인 단점이 있었다.
그리고 일반 가정이나 건물에 사용되는 태양전지설비의 경우 지자체 등 정비지원이 가능하다고 하지만 풍력발전장치와 마찬가지로 초기 건설비용이 고가이며, 또한 태양에너지가 공급될 수 있는 시간에만 사용이 가능한 한계가 있었다.
개시된 내용은 일반 가정이나 건물의 창틀 프레임 또는 창틀 프레임을 따라 배열 및 설치되며, 말단에 구비된 축전지 측에 충전 가능한 창틀 프레임용 풍력발전장치를 제공하고자 한다.
하나의 실시 예로서 개시된 내용은 전면에 외부의 바람이 유입될 수 있는 절개홈이 형성되고 내부에는 설치공간이 형성되며 측면에는 접속단자가 구비되어 창틀 프레임을 따라 다수 개가 상기 접속단자에 의해 전기적으로 접속된 상태로 배열 및 설치되는 본체와, 상기 설치공간 내에 회전 가능하게 설치되어 상기 절개홈을 통해 유입되는 바람에 의해 회전되는 블레이드와, 상기 설치공간 내에 작동 가능하게 설치되고 상기 블레이드의 회전축에 연결되어 상기 블레이드의 회전력이 전기에너지로 변환 및 생산되게 하는 발전기 유닛과, 상기 다수 개의 본체 중 말단에 배치된 상기 본체와 전기적으로 접속되도록 상기 창틀 프레임에 탈부착 가능하게 설치되고 상기 발전기 유닛에 의해 생산된 전기에너지가 충전되는 축전지가 포함되는 창틀 프레임용 풍력발전장치에 대해 기술하고 있다.
이상에서와 같은 창틀 프레임용 풍력발전장치에 의하면 일반 가정이나 건물의 창틀 프레임 또는 창문 프레임의 규모에 맞게 조립식으로 배열 및 설치될 수 있어 그 설치가 간단할 뿐만 아니라 소형으로 제작되어 구매 및 제조단가가 여타 발전설비 등에 비해서 상대적으로 저렴하고, 생산된 전기에너지가 말단에 구비된 축전지에 충전됨과 동시에 충전 완료시 이를 즉각적으로 확인할 수 있어 그 사용이 간편한 장점이 있다.
도 1은 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 창틀 프레임용 풍력발전장치의 사시도.
도 2는 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 창틀 프레임용 풍력발전장치의 부분 분해 사시도.
도 3은 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 창틀 프레임용 풍력발전장치의 사용상태도.
- 도면부호의 설명
1 : 창틀 프레임용 풍력발전장치
10 : 본체
11 : 설치공간
12 : 절개홈
13,41 : 접속단자
20 : 블레이드
30 : 발전기 유닛
40 : 축전지
50 : 창틀 프레임
개시된 내용의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 개시된 내용은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 개시된 내용의 개시가 완전하도록 하고, 개시된 내용이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 개시된 내용의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 개시된 내용은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
개시된 내용의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 개시된 내용의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술 되는 용어들은 개시된 내용의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 착석자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1 내지 도 3은 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 하나의 실시 예를 도시하고 있다. 도 1은 사시도이고, 도 2는 부분 분해 사시도이며, 도 3은 사용상태도이다.
이하에는 도 1 내지 도 3을 참조하여 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 창틀 프레임용 풍력발전장치(1)에 대해서 상세하게 설명하기로 한다.
먼저, 도 1을 참조하면 창틀 프레임(50)을 따라 다수 개의 본체(10)가 배열 및 설치된다. 이러한 본체(10)는 추후에 설명될 구성부재들이 그 내부에 설치되는 역할을 한다. 또한 이웃되는 본체(10)끼리 전기적으로 접속되어 생산된 전기 에너지가 추후에 설명될 축전지(40) 측으로 전달되게 한다.
이를 위해서 전술한 본체(10)는 그 전면에 외부의 바람이 유입될 수 있는 절개홈(12)이 형성되고 내부에는 설치공간(11)이 형성된다. 그리고 측면에는 접속단자(13)가 구비되어 창틀 프레임(50)을 따라 다수 개가 상기 접속단자(13)에 의해 전기적으로 접속되게 한다.
이와 같은 본체(10)는 창틀 프레임(50)의 수직 및 수평 구간에 설치되는 일자형과, 창틀 프레임(50)의 모서리 구간에 설치되는 절곡형으로 구성된다. 또한, 본체(10)는 창틀 프레임에 고정 설치될 수도 있고 탈부착 가능하게 설치될 수도 있다. 고정 설치되는 경우 접속단자(13)에 의해서 서로 연결된 상태에서 고정 설치된다. 탈부착 가능하게 설치되는 경우 계절, 풍량과 같은 환경적 요인에 따라 그 설치개수가 변경될 수 있다. 즉, 풍량이 많은 경우에 보다 많은 개수의 본체(10)가 배열 및 설치될 수 있어 더 많은 양의 전기에너지가 생산될 수 있게 한다.
그리고 비록 도시되지 않았지만 본체(10)가 창틀 프레임(50)에 탈부착 되는 것은 금속-자성체의 자력에 의한 고정일 수도 있고 창틀 프레임(50)에 별도의 체결 브래킷이 구비되고 이 체결 브래킷에 본체(10)가 탈부착 가능하게 결합 될 수도 있다. 또한, 창틀 프레임(50)에 슬라이딩 레일이 설치되고 이를 따라 본체(10)가 순차적으로 슬라이딩 결합될 수도 있다. 이처럼 종래기술에 따른 탈부착 방법 중에서 하나가 선택될 수 있다.
다음으로, 도 2를 참조하면, 전술한 접속단자(13)는 본체(10)와 본체(10)가 서로 맞닿는 방향에 일측은 볼록하게 일측은 오목하게 구비되어 볼록한 접속단자(13)가 오목한 접속단자(13) 내에 삽입되는 방식으로 접속된다. 이러한 접속단자(13)는 본체(10)의 탈부착 방법과 마찬가지로 종래기술에 따른 전기적 접속방법 중 하나가 선택되어 사용될 수 있다. 즉, 접속단자(13)가 아닌 전선의 형태로도 접속 가능하다.
이와 같은 본체(10)는 창틀 프레임(50) 뿐만 아니라 창문 프레임에도 설치될 수 있으며, 이 외에도 건물의 옥상 구조물이나 외벽 및 기둥 등에도 설치 가능함은 물론이다. 그리고 그 크기 또한 다양하게 변경될 수 있다.
한편, 전술한 설치공간(11) 내에는 블레이드(20)가 회전 가능하게 설치된다. 이 블레이드(20)는 외부의 바람에 의해 회전되며, 이 회전력이 추후에 설명될 발전기 유닛(30)으로 전달되게 하는 역할을 한다. 이러한 블레이드(20)는 종래기술에 따른 발전기용 블레이드와 동일한 것으로 하여 더 이상의 상세한 설명은 명세서의 간략화를 위해서 생략하기로 한다.
그리고 전술한 설치공간(11) 내에는 발전기 유닛(30)이 작동 가능하게 설치된다. 이러한 발전기 유닛(30)은 블레이드(20)의 후방에 설치되고 블레이드(20)의 회전축과 연결되어 블레이드(20)의 회전력이 각각 운동에너지와 전기에너지로 변환 및 생산되게 하는 역할을 한다. 이를 위해 발전기 유닛(30) 내에는 변속기 및 발전기가 구비된다. 즉, 블레이드(20)가 회전되면 그 회전축이 변속기의 변속기어를 회전시켜 운동에너지가 발생되게 한다. 그리고 이 운동에너지는 발전기에 의해서 전기에너지로 변환 및 생산된다. 또한 생산된 전기에너지는 서로 접속된 접속단자(13)를 통해서 추후에 설명될 축전지(40) 측으로 제공된다. 이를 위해서 발전기 유닛(30)은 접속단자(13)와 전기적으로 접속된다. 이와 같은 발전기 유닛(30)은 종래기술에 따른 풍력발전의 변속기 및 발전기와 동일한 원리로 작동되며, 따라서 더 이상의 상세한 설명은 명세서의 간략화를 위해서 생략하기로 한다.
다음으로, 도 3을 참조하면, 창틀 프레임(50)에 설치된 다수 개의 본체(10) 중 말단에 배치된 본체(10)에는 축전지(40)가 전기적으로 접속되도록 설치된다. 이 축전지(40)는 다수 개의 발전기 유닛(30)에서 각각 생산된 전기에너지가 모여 충전되는 역할을 한다. 이러한 축전지(40)는 창틀 프레임(50) 측에 탈부착 가능하게 설치되며 본체(10)의 접속단자(13)와 전기적으로 접속되기 위한 접속단자(41)가 구비된다.
그리고 이러한 축전지(40)는 창틀 프레임(50), 즉 실외에 위치됨에 따라 전기에너지가 완충 될 경우 이를 사용자에게 알려주는 신호가 송신될 수 있다. 즉, 송신된 신호는 사용자의 휴대단말기 또는 개인용 PC에 수신될 수 있고 이를 통해서 축전지(40)의 완충사실이 사용자에게 제공될 수 있다. 또한, 실내에 별도의 수신기가 설치되어 이를 통해서 완충신호가 수신될 수도 있다. 이를 위해서 축전지(40) 내부에는 완충시 신호가 송신될 수 있는 별도의 회로가 구비된다.
축전지(40)는 두 개 이상이 구비되어 완충 된 축전지(40)는 분리해 사용하고, 그동안 다른 축전지(40)를 설치해서 충전이 이루어지도록 하는 것이 바람직하다. 그리고 비록 도시되지 않았지만 전술한 축전지(40)에는 220V 전원코드가 삽입될 수 있는 삽입구가 마련되거나 USB단자가 삽입될 수 있는 삽입구가 마련되는 것이 바람직하다.
이상에서와 같은 창틀 프레임용 풍력발전장치(1)에 의하면 일반 가정이나 건물의 창틀 프레임(50) 또는 창문 프레임의 규모에 맞게 조립식으로 배열 및 설치될 수 있어 그 설치가 간단할 뿐만 아니라 소형으로 제작되어 구매 및 제조단가가 여타 발전설비 등에 비해서 상대적으로 저렴하고, 생산된 전기에너지가 말단에 구비된 축전지(40)에 충전됨과 동시에 충전 완료시 이를 즉각적으로 확인할 수 있어 그 사용이 간편하다.
개시된 내용은 예시에 불과하며, 특허청구범위에서 청구하는 청구의 요지를 벗어나지 않고 당해 기술자라면 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양하게 변경 실시될 수 있으므로, 개시된 내용의 보호범위는 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 않는다.
개시된 내용은 가정이나 건물의 창틀프레임을 이용한 소형 풍력발전 분야에 적용 가능하다.

Claims (3)

  1. 전면에 외부의 바람이 유입될 수 있는 절개홈이 형성되고 내부에는 설치공간이 형성되며 측면에는 접속단자가 구비되어 창틀 프레임을 따라 다수 개가 상기 접속단자에 의해 전기적으로 접속된 상태로 배열 및 설치되는 본체;
    상기 설치공간 내에 회전 가능하게 설치되어 상기 절개홈을 통해 유입되는 바람에 의해 회전되는 블레이드;
    상기 설치공간 내에 작동 가능하게 설치되고 상기 블레이드의 회전축에 연결되어 상기 블레이드의 회전력이 전기에너지로 변환 및 생산되게 하는 발전기 유닛; 및
    상기 다수 개의 본체 중 말단에 배치된 상기 본체와 전기적으로 접속되도록 상기 창틀 프레임에 탈부착 가능하게 설치되고 상기 발전기 유닛에 의해 생산된 전기에너지가 충전되는 축전지;가 포함되는 창틀 프레임용 풍력발전장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 본체는 창틀 프레임의 수직 및 수평 구간에 설치되는 일자형과, 창틀 프레임의 모서리 구간에 설치되는 절곡형인 것을 특징으로 하는 창틀 프레임용 풍력발전장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 축전지는 전기에너지가 완충 될 경우 이를 사용자에게 알려주는 신호가 송신되는 것을 특징으로 하는 창틀 프레임용 풍력발전장치.
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