KR101064357B1 - 수직형 3상 블레이드를 이용하는 발전장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 지지부; 상기 지지부의 상단에 형성되는 회전축; 원형으로 형성되어 상기 회전축에 회전가능하도록 끼워지는 지지대 몸체, 및 상기 지지재 몸체의 외부면에 방사상으로 형성되며, 단면이 상기 회전축의 회전방향에 대하여 에어포일의 형상으로 형성되는 3개의 지지대 날개를 포함하여 구성되는 지지대; 상기 지지대 날개의 타단에 각각 구비되는 3개의 수직형으로 설치되는 블레이드; 상기 블레이드에서 발생하는 회전력을 이용하여 전기를 발생시키는 발전기; 및 상기 발전기에서 발생하는 전기를 축적하는 축전지를 포함하여 구성되되, 상기 블레이드는 상기 블레이드 전단부의 외측은 에어포일 형상으로 형성되어 양력을 발생시키는 양력발생부를 형성하고, 상기 블레이드 전단부의 내측은 항력을 발생시키는 제1항력발생부를 형성하고, 일단은 상기 지지대의 타단에 고정연결되고 타단은 상기 블레이드에 고정연결되어 제2항력발생부를 형성하는 고정대를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 실시로 블레이드의 형상을 수풍면적이 증가하도록 개선하여 저속풍력에서도 블레이드가 효과적으로 회전하는 동시에 블레이드 내향면의 공기가 흐르는 단면적을 조절하여 저속으로 흡입되는 공기를 고속으로 변화시켜 블레이드의 회전력을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

수직형 3상 블레이드를 이용하는 발전장치{Power Genertator which use Vertical 3-Phases Blade}
본 발명은 수직형의 3상 블레이드를 이용하는 발전장치에 관한 것이다.
풍력발전이란 외부의 바람의 힘을 이용하는 발전으로서, 상세하게는 바람의 힘으로 블레이드를 회전시켜 유도전기를 발생시켜 이를 축전지에 저장하거나 곧바로 소비자에게 전력을 공급하는 것을 말한다. 그리고 풍력발전은 블레이드(날개)의 구조에 따라 블레이드의 회전축이 지면과 수직으로 설치되는 수직형 발전과 블레이드의 회전축이 지면과 수평으로 설치되는 수평형 발전으로 구분된다. 준대형급이상 발전의 경우는 수평형을 많이 사용하는 것이 일반적이다.
먼저, 수평형의 경우에는 수직형에 비해 구조가 간단하여 설치가 간단하다는 장점이 있지만 바람의 방향에 영향을 받게 된다는 단점이 있다. 따라서, 수평형의 경우는 바람의 방향을 계산하여 설치하여야 하는 문제 및 날개의 경사각을 조절해야 하는 문제점이 있다.
수직형의 경우는 바람의 방향에 영향을 받지 않는다는 점에서 사막이나 평원에 많이 사용된다. 그리고 수직형의 경우는 다시 양력을 이용하는 다리우스형과 항력을 이용하는 사보니우스형으로 구분된다.
먼저, 양력을 이용하는 다리우스형의 경우 높은 기동풍력을 용하므로 저속풍력에서는 풍력발전기의 회전기동이 힘든 문제점이 있었다.
그리고, 항력을 사용하는 사보니우스형의 경우에는 저속풍력에서의 기동력은 좋으나 고속풍력에서의 고속회전이 힘들게 되어 있어서 전체 영역에 걸친 고른 발전을 얻어내기 힘든 문제점이 있었다.
또한, 일부 다리우스형과 사보니우스형을 결합하여 양력과 항력의 특징을 동시에 사용하는 제품도 있지만 수풍 단면적이 너무 작게 디자인되므로 원하는 용량의 발전을 하기 위해서는 항력을 일으키는 부분의 크기가 커져야 하며 이는 풍력 블레이드 전체의 크기증가로 이어지게 되어 풍력에 의한 구조적인 문제가 발생하는 문제점이 있었다.
전술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 3상의 수직형 블레이드를 이용하되, 블레이드의 형상을 수풍면적이 증가하도록 개선하여 저속풍력에서도 블레이드가 효과적으로 회전할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 블레이드 내향면에 형성되는 공기가 흐르는 수풍단면적을 조절하여 저속으로 흡입되는 공기를 고속으로 변화시켜 블레이드의 회전력을 증가시키는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 블레이드와 회전축 사이에 구비되는 지지대의 형상을 유선형으로 변형함으로써 고속회전에 따른 공기저항을 최소화하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 풍력발전 외에도 태양광발전장치를 아울러 제공하여 날씨의 변화와 관계없이 계속적으로 전력생산이 가능하도록 하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 지지부; 상기 지지부의 상단에 형성되는 회전축; 원형으로 형성되어 상기 회전축에 회전가능하도록 끼워지는 지지대 몸체, 및 상기 지지재 몸체의 외부면에 방사상으로 형성되며, 단면이 상기 회전축의 회전방향에 대하여 에어포일의 형상으로 형성되는 3개의 지지대 날개를 포함하여 구성되는 지지대; 상기 지지대 날개의 타단에 각각 구비되는 3개의 수직형으로 설치되는 블레이드; 상기 블레이드에서 발생하는 회전력을 이용하여 전기를 발생시키는 발전기; 및 상기 발전기에서 발생하는 전기를 축적하는 축전지를 포함하여 구성되되, 상기 블레이드는 상기 블레이드 전단부의 외측은 에어포일 형상으로 형성되어 양력을 발생시키는 양력발생부를 형성하고, 상기 블레이드 전단부의 내측은 항력을 발생시키는 제1항력발생부를 형성하고, 일단은 상기 지지대의 타단에 고정연결되고 타단은 상기 블레이드에 고정연결되어 제2항력발생부를 형성하는 고정대를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 블레이드 본체 전단의 일부는 내향면 방향으로 굽어지도록 형성되어 제1향력발생부의 수풍단면적이 작아지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 지지부 및 풍력발전부 사이에 구비되는 태양광발전부를 더 포함하여 구성되되, 상기 태양광발전부는 태양의 빛에너지를 전기에너지로 전화하는 태양광전지로 구성되는 모듈; 상기 모듈에 의해 전환되는 전기에너지를 축적하는 축전지; 상기 축전지에 축적되는 전기를 필요한 전력으로 변환하는 전력변환장치; 및 상기 전력변환장치에 의해 변환되는 전력을 상용전력으로 변환하는 인버터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
전술한 구성에 의한 본 발명의 실시로 발생하는 효과는 다음과 같다.
먼저, 블레이드의 형상을 수풍면적이 증가하도록 개선하여 저속풍력에서도 블레이드가 효과적으로 회전하는 효과가 있다.
또한, 블레이드 내향면의 공기가 흐르는 단면적을 조절하여 저속으로 흡입되는 공기를 고속으로 변화시켜 블레이드의 회전력을 증가시킬 수 있다.
또한, 블레이드와 회전축 사이에 구비되는 지지대의 형상을 유선형으로 변형함으로써 고속회전에 따른 공기저항을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예의 사시도,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 사용하는 블레이드의 사시도,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 블레이드의 제1작동도,
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 블레이드의 제2작동도,
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 블레이드의 제3작동도,
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 블레이드의 제4작동도, 및
도 7은 본 발명의 제2실시예의 사시도이다.
이하에서는 첨부된 도면의 바람직한 실시예를 들어 본 발명의 구성상의 특징을 중심으로 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예의 사시도이고 도 2는 본 발명의 제1실시예에 사용하는 블레이드의 사시도이다.
본 실시예에서는 공지된 사항은 제외하고 본 발명의 구성상의 특징을 중심을 설명한다. 그리고 본 실시예에서 사용하는 3상 블레이드는 수직형 블레이드에 있어서 블레이드가 각각 120도의 각도로 회전축에 대하여 방사상으로 3개 형성되어 있는 것으로 정의한다. 그리고 수풍단면적이란 바람이 지나가는 부분의 단면적으로 정의한다.
본 발명인 수직형 3상 블레이드를 이용하는 풍력발전장치(10)는 3개의 수직형 블레이드를 이용하여 풍력발전을 하는 시스템으로서, 구체적으로는 지지부(100); 상기 지지부(100)의 상단에 형성되는 회전축(200); 원형으로 형성되어 상기 회전축에 회전가능하도록 끼워지는 지지대 몸체(320), 및 상기 지지대 몸체(320)의 외부면에 방사상으로 형성되며, 단면이 상기 회전축의 회전방향에 대하여 에어포일의 형상으로 형성되는 3개의 지지대 날개(340)를 포함하여 구성되는 지지대(300); 상기 지지대 날개(340)의 타단에 각각 구비되는 3개의 수직형으로 설치되는 블레이드(400); 상기 블레이드(400)에서 발생하는 회전력을 이용하여 전기를 발생시키는 발전기; 및 상기 발전기에서 발생하는 전기를 축적하는 축전지를 포함하여 구성되되, 상기 블레이드(400)는 상기 블레이드 전단부의 외측은 에어포일 형상으로 형성되어 양력을 발생시키는 양력발생부(440)를 형성하고, 상기 블레이드 전단부의 내측은 항력을 발생시키는 제1항력발생부(460)를 형성하고, 일단은 상기 지지대의 타단에 고정연결되고 타단은 상기 블레이드에 고정연결되어 제2항력발생부를 형성하는 고정대(480)로 구성하여 실시할 수 있다.
본 발명의 지지부(100)는 일종의 폴대 역할을 하는 것으로서 바람직하게는 가로등 또는 신호등의 폴대와 같이 지면에 고정되는 형식으로 구성할 수 있다. 도 1의 실시예에서는 지지부(100)의 하단부 주위에 연장부를 형성한 후 이를 볼트 등을 이용하여 지면에 고정할 수 있도록 실시할 수 있다.
본 발명의 회전축(200)은 첨부된 도 1과 같이, 지지부(100)의 상단에 형성되는 것으로서 회전축(200)에는 후술하는 지지대(300)가 회전가능하도록 끼워지게 된다.
본 발명의 지지대(300)는 전술한 회전축(200)에 회전가능하도록 끼워져서 회전하는 것으로서 후술하는 블레이드와 연결된다. 보다 상세하게는 지지대(300)의 구성을 첨부된 도 1과 같이, 원형으로 형성되어 상기 회전축(200)에 회전가능하도록 끼워지는 지지대 몸체(320); 및 상기 지지대 몸체의 외부면에 방사상으로 형성되며 단면이 상기 회전축의 회전방향에 대하여 에어포일의 형상으로 형성되는 3개의 지지대 날개(340)로 구성하여 실시할 수 있다.
본 발명의 블레이드(400)는 첨부된 도 2와 같이 지지대 날개(340)의 타단에 구비되어 전술한 회전축(200)에 끼워진 지지대(300)의 회전과 연동하여 회전력을 발생하는 것으로서, 상세하게는 블레이드(400)의 구성은 첨부된 도 2와 같이 상기 블레이드 본체(420)를 에어포일의 형상으로 구성하되, 블레이드 전단부의 외측은 에어포일형상의 유선형으로 형성하여 양력을 발생하는 양력발생부(440)를 구성하고 블레이드 전단부의 내측은 절제부를 형성하여 항력을 발생시키는 제1항력발생부(460)로 구성한 후, 일단은 상기 지지대(300()의 타단에 고정연결되고 타단은 상기 블레이드(400)에 고정연결되어 항력을 발생시키는 제2항력발생부를 형성하는 고정대(480)로 구성하여 실시할 수 있다. 즉, 본 발명의 경우는 항력이 발생하는 항력발생부를 2개로 구성하여 보다 블레이드의 회전이 용이하도록 하였다.
그리고 본 발명을 실시함에는 블레이드 본체(420) 전단의 일부를 내향면 방향으로 굽어지도록 형성하여, 즉, 첨부된 도 2와 같이 블레이드 본체(420) 전단의 일부를 내측으로 굽어지도록 하여 제1항력발생부(460)의 수풍단면적이 작아지도록 구성하여 실시할 수 있다. 이렇게 수풍단면적을 작게 형성하는 경우에는 수풍단면적이 작아지는 부분에서 베르누이 법칙(정리)에 의해 바람의 속도가 빨라지게 되므로 블레이드(400)의 회전이 더 빨라지게 되는 것이다.
이하에서는 첨부된 도 3 내지 도 6의 실시예를 들어 본 발명에 사용하는 블레이드의 동작원리를 설명한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 풍향이 A방향에 불어올 때의 블레이드(400)의 동작원리를 나타낸 것이다.
제1블레이드(401)의 경우 블레이드 본체(420)의 후단으로 바람이 불어오는 경우이다. 이 경우 그림과 같이 바람은 블레이드 본체(420)의 후단에서 전단으로 이동한다. 그리고 바람의 일부는 블레이드 본체(420)의 전단 내측에 형성되는 제1항력발생부(460)로 들어가게 되며 수풍단면적이 감소함에 따라 압축공기가 형성되어 동시에 공기의 흐름이 빠르게 된다.(베르누이 정리) 따라서 저속의 풍속에서도 공기의 흐름속도를 증가시켜 고속의 풍속으로의 변환이 가능하며 고속으로 변환된 공기는 블레이드 본체의 전단 내측에 형성되는 제1항력발생부(460)를 연속적으로 밀면서 회전력을 발생시킨다.
제2블레이드(402)의 경우는 블레이드 본체(420)의 좌측으로 바람이 거의 수직한 방향으로 불어오는 경우에 해당한다. 이 경우 제1블레이드(401) 및 제3블레이드(403)를 통과한 바람의 일부는 블레이드 본체(420)의 후단에 접촉하게 되며, 이때 접촉한 바람은 접선방향인 블레이드 본체(420)의 전단쪽으로 이동하여 고정대와 블레이드 본체(420) 사이에 형성되는 제2항력발생부로 흘러들어가 회전력을 발생시킨다.
제3블레이드(403)의 경우 블레이드 본체(420)의 전단에서는 바람의 일부는 블레이드 본체(420) 전단의 외향면을 반시계방향으로 밀고, 일부의 바람은 블레이드 본체의 후단인 접선방향으로 이동하게 된다. 그리고 블레이드 본체(420)의 후단에 부딪힌 바람의 일부는 블레이드 본체(420) 전단의 내향면에 제1항력발생부(460)로 흘러들어가 항력을 발생시킨다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 풍향이 B방향에서 불어올 때의 블레이드의 동작원리를 나타낸 것이다.
제1블레이드(401)의 경우 바람이 고정대(480)와 블레이드 본체(420)의 후단 사이에 형성되는 제2항력발생부로 수직하게 불게 되므로 일부의 바람이 블레이드 본체(420)의 후단에 부딪히면서 접선방향인 제2항력발생부로 불게 되어 항력이 발생하여 제1블레이드(401)를 회전시킨다. 블레이드 본체(420) 전단의 경우 접선방향인 블레이드 본체의 좌측후단으로 공기가 부드럽게 흘러 가도록 함에 따라 회전의 반대방향으로의 저항을 최소화하였다.
제2블레이드(402)의 경우 블레이드 본체(420)의 전단 우측방향으로 바람이 불게 되고 접촉된 바람은 도 4와 같이 접촉면의 접선방향으로 자연스럽게 흘러 감에 따라 회전력에 대한 저항이 최소화된다.
제3블레이드(403)의 경우 블레이드 본체(420) 후단의 우측으로 바람이 불어오게 되고 블레이드 본체(420)의 후단에 접촉되는 공기는 제1항력발생부(460)로 불게 되고 수풍단면적이 감소함에 따라 압축공기가 형성되고 이는 풍속의 증가를 일으키는 터보의 역할을 하게 되어 블레이드 본체(420)의 전단 내측에 형성되는 내향면에 접촉하면서 회전력을 얻는다.
도 5는 바람이 C방향에서 불어올 때의 블레이드의 동작원리를 나타낸 것이다.
제1블레이드(401)의 경우 우측에서 수직하게 바람이 불어오는 경우에 해당한다. 먼저 바람의 일부는 블레이드 본체(420)의 전단의 앞쪽으로 불어가고 바람의 나머지 일부는 제1항력발생부(460)로 유입되어 압축되면서 블레이드 본체(420)의 전단 내측면(내향면)에 부딪히면서 이로 인하여 회전력을 얻게 되며 블레이드 본체(420)의 후단에 부딪히는 공기는 그림과 같이 자연스럽게 뒤로 흘러가게 된다.
제2블레이드(402)의 경우 블레이드 본체(420)의 후단에 수직한 방향으로 발람이 불어오는 경우이다. 이때에는 바람이 불어오는 접선방향으로 공기가 흐르게 됨으로써 제1항력발생부(460) 및 제2항력발생부로 공기가 이동하여 제2블레이드(402)가 회전력을 얻게 되는 것이다.
제3블레이드(403)의 경우에는 블레이드 본체(402)의 전단방향으로 바람이 불어오는 경우에 해당한다. 바람의 일부는 블레이드 본체(420)의 전단부에 부딪히고 일부는 블레이드 본체(420)의 측면에 부딪힌다. 이 경우 블레이드 본체(420)의 측면으로 부딪히는 바람은 블레이드 본체(420)의 형상이 에어포일의 형상을 하고 있어 양력을 발생시키면서 블레이드 본체(420)의 후단방향으로 흘러가는 것이다.
도 6는 바람이 C방향에서 불어올 때의 블레이드의 동작원리를 나타낸 것이다.
이 경우는 1시 방향에서 바람이 불어오는 경우이므로 제1블레이드(401) 및 제3블레이드(403)에 비스듬히 바람이 부딪히는 경우이고, 제2블레이드(402)에는 블레이드의 본체(420)의 좌측으로 바람이 수직하게 불어오는 경우이다.
제1블레이드(401)에는 블레이드 본체(420)의 후단부로 바람이 비스듬히 불어오게 되므로 바람의 일부는 제1항력발생부(460)로 흘러들어가게 되고 일부는 블레이드 본체(420) 전단의 우측면에 접촉하게 된다.
제2블레이드(402)에는 블레이드 본체(420)의 좌측면 및 고정대(480)로 바람이 수직하게 불어오는 경우이다. 먼저, 블레이드 본체(420)의 후단 좌측으로 부딪히는 바람은 제2항력발생부로 흘러들어가 회전력을 발생시킨다. 그리고 블레이드 본체(420)의 전단으로 부딪히는 바람의 일부는 블레이드 본체(420)의 전단에 부딪혀 미끄러지면서 도 6과 같이 비끼어 나가게 되는 것이다.
제3블레이드(403)에는 블레이드 본체(420)의 우측에 바람이 비스듬하게 부딪히는 경우이다. 먼저 블레이드 본체(420)의 전단에 부딪히는 바람은 블레이드 본체(420)의 외부면을 따라 블레이드 본체(420)의 후단으로 흐르게 되어 회전력에 저항을 최소화되는 것이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예의 사시도이다.
본 발명을 실시함에는 첨부된 7과 같이, 태양광발전부(500)를 더 포함하여 실시할 수 있다. 즉, 풍력발전 외에도 태양광발전을 이용하여 바람이 약한 날에도 전력생산이 가능하도록 구성한 것이다.
본 발명의 태양광발전부(500)는 본 발명에서 태양으로부터 전달되는 빛에너지를 전기에너지로 전환하여 외부에서 필요로 하는 소비전원을 공급하는 역할을 한다.
이때 태양광발전부(500)의 구성은 도면에 도시하지 않았지만, 상세하게는 태양의 빛에너지를 전기에너지로 전화하는 태양광전지로 구성되는 모듈; 상기 모듈에 의해 전환되는 전기에너지를 축적하는 축전지; 상기 축전지에 축적되는 전기를 필요한 전력으로 변환하는 전력변환장치; 및 상기 전력변환장치에 의해 변환되는 전력을 교류 또는 직류 등 상용전력으로 변환하는 인버터로 구성하여 실시할 수 있다.
이때 바람직하게는 전술한 기본적인 구성에 전기에너지의 공급여부를 제어할 수 있는 연산능력이 있는 마이컴을 포함하는 제어부를 더 부가하여 실시할 수 있다.
본 발명의 모듈을 구성하는 태양광전지는 태양에너지를 전기에너지로 변환할 목적으로 제작된 광전지로서 금속과 반도체의 접촉면 또는 반도체의 PN접합에 빛을 조사하면 광전효과에 의해 광기전력이 일어나는 것을 이용한 것이다. 즉, 외부에서 빛이 태양광 모듈에 입사되었을 때, P형 반도체의 전도대의 전자가 입사된 광에너지에 의해 가전자대로 여기되고, 이렇게 여기된 전자는 P형 반도체 내부에 한 개의 전자-정공쌍을 생성하게 되며, 이렇게 발생된 전자-정공쌍 중 전자는 P-N접합 사이에 존재하는 전기장에 의해 N형 반도체로 넘어가게 되어 외부에 전류를 공급하게 된다.
바람직하게는 전술한 태양광전지는 금속과 반도체의 접촉을 이용하는 셀렌광전지 또는 아황산구리 광전지를 사용할 수 있고, 반도체 PN접합을 사용하는 실리콘광전지를 사용하여 실시할 수 있다.
10; 수직형 3상 블레이드를 이용하는 발전장치
100; 지지부
200; 회전축
300; 지지대
320; 지지대 몸체
340; 지지대 날개
400; 3상 블레이드
401; 제1블레이드
402; 제2블레이드
403; 제3블레이드
420; 블레이드 본체
440; 양력발생부
460; 제1항력발생부
480; 고정대
500; 태양광발전부

Claims (3)

  1. 지지부;
    상기 지지부의 상단에 형성되는 회전축;
    원형으로 형성되어 상기 회전축에 회전가능하도록 끼워지는 지지대 몸체, 및 상기 지지대 몸체의 외부면에 방사상으로 형성되며, 단면이 상기 회전축의 회전방향에 대하여 에어포일의 형상으로 형성되는 3개의 지지대 날개를 포함하여 구성되는 지지대;
    상기 지지대 날개의 타단에 각각 구비되는 3개의 수직형으로 설치되는 블레이드;
    상기 블레이드에서 발생하는 회전력을 이용하여 전기를 발생시키는 발전기; 및
    상기 발전기에서 발생하는 전기를 축적하는 축전지;
    를 포함하여 구성되되,
    상기 블레이드는
    상기 블레이드 전단부의 외측은 에어포일 형상으로 형성되어 양력을 발생시키는 양력발생부를 형성하고,
    상기 블레이드 전단부의 내측은 항력을 발생시키는 제1항력발생부를 형성하며,
    상기 블레이드 본체 전단의 일부는 내향면 방향으로 굽어지도록 형성되어 제1항력발생부의 수풍단면적이 작아지고,
    일단은 상기 지지대의 타단에 고정연결되고 타단은 상기 블레이드에 고정연결되어 제2항력발생부를 형성하는 고정대;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수직형 3상 블레이드를 이용하는 발전장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 지지부 및 풍력발전부 사이에 구비되는 태양광발전부를 더 포함하여 구성되되,
    상기 태양광발전부는,
    태양의 빛에너지를 전기에너지로 전환하는 태양광전지로 구성되는 모듈;
    상기 모듈에 의해 전환되는 전기에너지를 축적하는 축전지;
    상기 축전지에 축적되는 전기를 필요한 전력으로 변환하는 전력변환장치; 및
    상기 전력변환장치에 의해 변환되는 전력을 상용전력으로 변환하는 인버터;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수직형 블레이드를 이용하는 발전장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004293409A (ja) 2003-03-27 2004-10-21 Toshiba Corp 風車装置及びそれを用いた風力発電装置
JP2005248935A (ja) * 2004-03-03 2005-09-15 Haruo Fujiwara 風力発電用の風車
JP2006046306A (ja) 2004-08-02 2006-02-16 Akihisa Matsuzono 風力発電用の風車及び発電機駆動方式
JP2007046559A (ja) 2005-08-11 2007-02-22 Kikukawa Kogyo Kk 風力発電機用ブレード

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004293409A (ja) 2003-03-27 2004-10-21 Toshiba Corp 風車装置及びそれを用いた風力発電装置
JP2005248935A (ja) * 2004-03-03 2005-09-15 Haruo Fujiwara 風力発電用の風車
JP2006046306A (ja) 2004-08-02 2006-02-16 Akihisa Matsuzono 風力発電用の風車及び発電機駆動方式
JP2007046559A (ja) 2005-08-11 2007-02-22 Kikukawa Kogyo Kk 風力発電機用ブレード

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