KR100696430B1

KR100696430B1 - 풍력발전기용 풍차

Info

Publication number: KR100696430B1
Application number: KR1020060040340A
Authority: KR
Inventors: 최영구
Original assignee: 최영구
Priority date: 2006-05-04
Filing date: 2006-05-04
Publication date: 2007-03-19
Anticipated expiration: 2026-05-04

Abstract

본 발명은 미풍에서도 회전이 가능하며, 풍차의 회전속도를 더욱 빠르게 함으로써 발전량을 증가시킬 수 있는 풍력발전기용 풍차에 관한 것이다.

종래의 풍차는 시설규모에 비하여 발전량이 적고, 지역적으로 바람이 적은 곳에서나 미풍에는 풍차가 회전하지 않아 매우 비효율적이라는 등의 문제점들이 있는데 이를 해결하기 위하여, 풍력발전기에 회전력을 전달하여 발전이 이루어지도록 하는 풍차에 있어서, 상기 풍차는 회전축(21)이 형성된 내부바람유도부재(20)와, 상기 내부바람유도부재(20)와 소정의 간격을 두고 외측에 형성되는 외부바람유도부재(30)로 이루어지며, 상기 내, 외부 바람유도부재(20)(30) 사이에 바람통로(31)가 형성되는 바람유도부재(10)와, 상기 바람통로(31)로 유입된 바람에 의해 회전력이 발생하는 내부수풍부재(50)와, 상기 외부바람유도부재(30)의 외주면을 거쳐 유입된 바람에 의해 회전력이 발생하는 외부수풍부재(60)로 이루어진 수풍부재(40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기용 풍차를 제공한다.

따라서 본 발명에 의하면, 바람유도부재(10)의 바람통로(31)를 통하여 유입된 바람은 내부수풍부재(50)에 회전력을 발생시키고, 외부바람유도부재(30)의 외주면을 거쳐 유입된 바람은 외부수풍부재(60)에 회전력을 발생시킴으로써, 풍차의 회전력을 증폭시켜 미풍에서도 풍차의 회전에 의한 발전이 가능케 되고, 더불어 발전 효율이 향상되는 등의 효과가 있다.

풍력, 발전기, 풍차, 통로

Description

풍력발전기용 풍차{WINDMILL FOR A WIND POWER GENERATOR}

도 1은 본 발명에 의한 풍력발전기용 풍차를 도시한 측면도.

도 2는 본 발명에 의한 풍력발전기용 풍차를 분해하여 도시한 측면도.

도 3은 본 발명에 의한 수풍부재를 분해하여 도시한 정면도.

도 4는 본 발명에 의한 수풍부재를 도시한 정면도.

도 5는 본 발명에 의한 바람유도부재와 수풍부재의 작용을 개략적으로 나타낸 측면도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 바람유도부재 20 : 내부바람유도부재

21 : 회전축 30 : 외부바람유도부재

31 : 바람통로 32 : 지지축

40 : 수풍부재 50 : 내부수풍부재

51 : 중앙판 52 : 축홀

53 : 내부바람판 60 : 외부수풍부재

61 : 경사판 62 : 외부바람판

본 발명은 풍력발전기용 풍차에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 미풍에서도 회전이 가능하며, 풍차의 회전속도를 더욱 빠르게 함으로써 발전량을 증가시킬 수 있는 풍력발전기용 풍차에 관한 것이다.

일반적으로 풍력발전이란 공기의 유동이 가진 운동 에너지의 공기역학적(aerodynamic) 특성을 이용하여 회전자(rotor)를 회전시켜 기계적 에너지로 변환시켜서 전력을 얻는 기술로서, 풍력 발전기는 지면에 대한 회전축의 방향에 따라 수평형 및 수직형으로 분류되고, 주요 구성 요소로는 날개와 허브로 구성된 회전자와, 상기 회전자의 회전을 증속하여 발전기를 구동시키는 증속 장치, 발전기 및 각종 안전 장치를 제어하는 제어 장치, 유압 브레이크 장치와 전력 제어 장치 및 철탑 등으로 구성된다.

또한 풍력발전은 어느 곳에나 산재 되어 있는 무공해, 무한정의 바람을 이용하므로 환경에 미치는 영향이 거의 없고, 국토를 효율적으로 이용할 수 있으며, 대규모 발전 단지의 경우에는 발전 비용도 기존의 발전 방식과 경쟁 가능한 수준의 신 에너지 발전 기술이다.

종래에 이와 같이 풍력 발전기에서 풍차는 바람에 의해 회전되는 운동 에너지를 이용해서 전기 에너지로 바꾸게 되는데, 이때 풍차의 이론상 운동 에너지 중 약 60% 정도 만이 전기 에너지로 바뀔 수 있는데 이것도 풍차의 형상에 따른 효율, 기계적인 마찰, 발전기의 효율 등을 고려하면 실제로 20 ~ 40% 만이 전기 에너지로 이용할 수 있으며, 따라서 시설규모에 비하여 발전량이 적다는 문제점이 있다.

또한, 지역적으로 바람이 적은 곳에서나, 미풍에는 풍차가 회전하지 않아 매우 비효율적이라는 문제점도 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 본 발명은 미풍에서도 회전이 이루어지도록 하여 발전 효율을 향상시킬 있는 풍력발전기용 풍차를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 풍차의 회전속도를 높여 발전 능력을 더욱 증대시킬 수 있는 풍력발전기용 풍차를 제공하는 데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 풍력발전기용 풍차는 풍력발전기에 회전력을 전달하여 발전이 이루어지도록 하는 풍차에 있어서, 상기 풍차는 회전축(21)이 형성된 내부바람유도부재(20)와, 상기 내부바람유도부재(20)와 소정의 간격을 두고 외측에 형성되는 외부바람유도부재(30)로 이루어지며, 상기 내, 외부 바람유도부재(20)(30) 사이에 바람통로(31)가 형성되는 바람유도부재(10)와, 상기 바람통로(31)로 유입된 바람에 의해 회전력이 발생하는 내부수풍부재(50)와, 상기 외부바 람유도부재(30)의 외주면을 거쳐 유입된 바람에 의해 회전력이 발생하는 외부수풍부재(60)로 이루어진 수풍부재(40)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

따라서 본 발명에 의하면, 바람유도부재의 바람통로를 통하여 유입된 바람은 내부수풍부재에 회전력을 발생시키고, 외부바람유도부재의 외주면을 거쳐 유입된 바람은 외부수풍부재에 회전력을 발생시킴으로써, 풍차의 회전력을 증폭시켜 미풍에서도 풍차의 회전에 의한 발전이 가능케 되고, 더불어 발전 효율이 향상되는 등의 효과가 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 통해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 풍력발전기용 풍차를 도시한 측면도이고, 도 2는 본 발명에 의한 풍력발전기용 풍차를 분해하여 도시한 측면도이며, 도 3은 본 발명에 의한 수풍부재를 분해하여 도시한 정면도이고, 도 4는 본 발명에 의한 수풍부재를 도시한 정면도이며, 도 5는 본 발명에 의한 바람유도부재와 수풍부재의 작용을 개략적으로 나타낸 측면도이다.

본 발명의 풍력발전기용 풍차는 도 1 및 도 2에서 도시한 바와 같이, 화살표 방향으로 불어오는 바람에 전면이 향하도록 바람유도부재(10)가 형성되고, 상기 바람유도부재(10)의 후면에 형성된 회전축(21)에 결합하여 회전하는 수풍부재(40)로 구성되어 있다.

상기 바람유도부재(10)는 내부바람유도부재(20)와 그 외측에 소정의 공간을 두고 결합한 외부바람유도부재(30)로 이루어진다.

상기 내부바람유도부재(20)는 전면에서 후면으로 경사를 이루며 형성되어 있고, 후면의 중심에는 회전축(21)이 결합되어 있다.

상기 내부바람유도부재(20)의 내부에는 증속기어 등을 설치하여 풍차의 회전력을 증폭시킬 수도 있다.

그리고 상기 외부바람유도부재(30)는 바람이 잘 통과할 수 있도록 전, 후면이 개방되어 있으며, 상기 내부바람유도부재(20)와 결합하며 형성된 공간은 바람통로(31)가 된다.

상기 외부바람유도부재(30) 또한 전면에서 후면으로 경사를 이루고 있으며, 그 하측에는 풍차를 지지하는 탑과 결합하는 지지축(32)이 형성되어 있다.

상기 지지축(32)을 탑에 결합할 때 회전가능하게 구성할 수도 있는데, 이는 바람이 불어오는 방향에 항상 바람유도부재(10)의 전면이 향할 수 있도록 하기 위함이다.

한편, 상기 회전축(21)에는 수풍부재(40)가 결합하여 회전하게 되는데, 상기 수풍부재(40)는 도 3에서 도시한 바와 같이 내부수풍부재(50)와 외부수풍부재(60)로 이루어져 있다.

상기 내부수풍부재(50)는 중앙판(51)의 중심에 회전축(21)이 삽입 고정되는 축홀(52)이 형성되어 있으며, 상기 중앙판(51)의 외주면에는 회전력을 증가시키기 위해 나선형으로 형성된 복수 개의 내부바람판(53)이 축홀(52)을 중심으로 방사상으로 형성되어 있다.

그리고 상기 외부수풍부재(60)는 경사판(61)에 나선형으로 형성된 복수 개의 외부바람판(62)이 방사상으로 형성되어 있는데, 상기 경사판(61)은 유입된 바람을 잘 모을 수 있도록 전면에서 후면으로 경사를 이루고 있다.

따라서 상기 내부수풍부재(50)는 내부바람판(53)의 끝단이 상기 외부수풍부재(60)의 경사판(61) 내측면에 결합하며 도 4에서 도시한 바와 같은 수풍부재(40)를 이루게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 풍력발전기용 풍차는 도 5에서 도시한 바와 같이, 수평으로 설치되는데, 이때 바람이 바람유도부재(10)를 거쳐 수풍부재(40)에 작용하게 되면 풍차가 회전하면서 발전을 행하게 된다.

즉, 외부바람유도부재(30) 내부를 거쳐 바람통로(31)로 유입된 바람은 풍속이 증가하며 내부수풍부재(50)에 작용하여 내부바람판(53)에 저항을 줌으로써 회전력을 발생시키게 된다.

또한, 외부바람유도부재(30)의 외주면을 거쳐 유입된 바람은 외부수풍부재(60)의 외부바람판(62)에 회전력을 발생시키게 되어 풍차의 회전력을 더욱 증진시키게 되는 것이다.

상기와 같은 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범 위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 풍력발전기용 풍차에 의하면, 바람유도부재의 바람통로를 통하여 유입된 바람은 내부수풍부재에 회전력을 발생시키고, 외부바람유도부재의 외주면을 거쳐 유입된 바람은 외부수풍부재에 회전력을 발생시킴으로써, 풍차의 회전력을 증폭시켜 미풍에서도 풍차의 회전에 의한 발전이 가능케 되고, 더불어 발전 효율이 향상되는 등의 효과가 있다.

Claims

풍력발전기에 회전력을 전달하여 발전이 이루어지도록 하는 풍차에 있어서,

상기 풍차는 회전축(21)이 형성된 내부바람유도부재(20)와, 상기 내부바람유도부재(20)와 소정의 간격을 두고 외측에 형성되는 외부바람유도부재(30)로 이루어지며, 상기 내, 외부 바람유도부재(20)(30) 사이에 바람통로(31)가 형성되는 바람유도부재(10)와;

상기 바람통로(31)로 유입된 바람에 의해 회전력이 발생하는 내부수풍부재(50)와, 상기 외부바람유도부재(30)의 외주면을 거쳐 유입된 바람에 의해 회전력이 발생하는 외부수풍부재(60)로 이루어진 수풍부재(40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기용 풍차.
제 1항에 있어서,

상기 내, 외부 바람유도부재(20)(30)는 전면에서 후면으로 경사를 이루는 것을 특징으로 하는 풍력발전기용 풍차.
제 1항에 있어서,

상기 내, 외부 수풍부재(50)(60)는 나선형으로 형성된 복수 개의 바람 판(53)(62)이 축홀(52)을 중심으로 방사상으로 형성된 것을 특징으로 하는 풍력발전기용 풍차.