KR101440810B1 - Wind power generator - Google Patents

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KR101440810B1 KR1020130133855A KR20130133855A KR101440810B1 KR 101440810 B1 KR101440810 B1 KR 101440810B1 KR 1020130133855 A KR1020130133855 A KR 1020130133855A KR 20130133855 A KR20130133855 A KR 20130133855A KR 101440810 B1 KR101440810 B1 KR 101440810B1
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Abstract

The present invention relates to a wind power generator having a function of adjusting an inflow amount of wind which maximizes the generation efficiency by collecting and transferring the surrounding wind to blades, and prevents the apparatus from being broken or deformed by allowing a part of the wind to pass through to reduce the resistance when a strong wind blows. The wind power generator includes a generator chamber provided with a generator; a rotation shaft connected to the generator and installed vertically on an upper portion of the generator chamber; blades arranged around the rotation shaft in a circular shape and having a curved surface in a lateral direction; and vertical guide plates arranged on the upper portion of the generator chamber in a circular shape to enclose the blades and having an inclined surface in the lateral direction. The guide plate is formed with a vent for selectively allowing the wind to pass through, and has a door for closing the vent. One end of the door is hinged to the guide plate, and the door is closed by a restoring member. The surrounding wind is collected by the guide plates installed around the blades and is transferred to the blades, thereby improving the generation efficiency. When the strong wind blows, a part of the wind passes the vent, thus the resistance is reduced to prevent the damage and deformation of the apparatus.

Description

바람 유입량 조절 기능을 가지는 풍력 발전장치{WIND POWER GENERATOR}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a wind power generator having a wind-

본 발명은 풍력 발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주변의 바람을 모아 블레이드에 전달하여 발전효율을 극대화하고 강한 바람이 불때 바람의 일부를 통과시켜 저항을 줄임으로써 장치의 파손 및 변형을 방지하는 바람 유입량 조절 기능을 가지는 풍력 발전장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wind turbine generator, more particularly, to a wind turbine generator, and more particularly, to a wind turbine generator that collects wind around a blade to maximize power generation efficiency and reduces resistance by passing a part of wind through strong wind to prevent breakage and deformation The present invention relates to a wind power generator having a wind inflow amount control function.

일반적으로 풍력 발전장치는 회전축의 방향에 따라 크게 수평식과 수직식으로 나누어진다. 수평식 발전장치는 프로펠러 날개로 구성된 로터를 사용하여 발전하는 것으로 장치가 대형이고 발전 효율이 높으나 강한 바람을 이용해야 하므로 우리나라 환경에는 알맞지 않다. 반면 수직식 발전장치는 바람의 항력을 이용하므로 장치의 소형이 가능하여 작은 바람으로도 발전할 수 있는 대신 효율이 비교적 낮은 편이다. 또한, 대형의 경우 바람이 강하면 항력이 크게 발생하여 고속 회전에 의해 장치의 파손을 방지하기 위해 블레이드의 각도를 조절하여 사용하게 되는데, 이러한 경우 장치의 구조가 복잡해지고 고장이 쉽게 발생하며 제조비가 상승하는 문제점이 있다.Generally, the wind turbine generator is divided horizontally and vertically according to the direction of the rotating shaft. Horizontal type power generation system is developed by using a rotor composed of propeller blades. It is large in size and high in power generation efficiency, but it is not suitable for our environment because it needs to use strong wind. On the other hand, the vertical power generation system uses the drag force of the wind, so that it can be miniaturized so that it can be developed even with small winds, and the efficiency is relatively low. Also, in case of large size, when the wind is strong, a large drag is generated and the angle of the blade is adjusted to prevent breakage of the device due to high-speed rotation. In such a case, the structure of the device becomes complicated, .

KR, B1, 제10-1299915호(2013.08.20)KR, B1, No. 10-1299915 (Aug. 20, 2013) KR, B1, 제10-1024311호(2011.03.16)KR, B1, No. 10-1024311 (March 16, 2011)

이에 본 발명은 종래와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안한 것으로, 장치의 주변에 발생하는 바람을 모두 이용하여 발전 효율을 높이고 강한 바람이 불 경우 바람의 일부를 통과시켜 저항을 줄임으로써 장치의 파손 및 변형을 방지하는 풍력 발전장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention was conceived to solve the conventional problems, and it is an object of the present invention to improve the power generation efficiency by using all the winds generated in the periphery of the apparatus and to reduce the resistance by passing a part of the wind when strong winds blow, And it is an object of the present invention to provide a wind power generator that prevents deformation.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 바람 유입량 조절 기능을 가지는 풍력 발전장치는,According to an aspect of the present invention, there is provided a wind power generator having a wind inflow amount control function,

발전기가 설치된 발전기실;A generator room in which a generator is installed;

상기 발전기와 연결되며 발전기실의 상부에 수직으로 설치되는 회전축;A rotating shaft connected to the generator and vertically installed at an upper portion of the generator room;

상기 회전축 둘레에 다수 개가 원형의 배열로 설치되며 측 방향으로 곡면을 이루는 블레이드;A plurality of blades arranged in a circular array around the rotation axis and forming a laterally curved surface;

상기 발전기실의 상부에 원형의 배열로 고정 설치하되 블레이드 둘레를 감싸면서 측 방향으로 경사면을 가지는 수직의 유도 판; 으로 구성되며, A vertical induction plate fixedly installed at an upper portion of the generator room in a circular array and having an inclined surface laterally surrounding the blade; Lt; / RTI >

상기 유도 판은 바람을 선택적으로 통과시키는 통풍구를 형성하고, 통풍구를 차단하는 개폐 도어를 구비하되 개폐 도어의 일단이 유도 판에 힌지 결합되어 회동하도록 하고, 개폐 도어는 복원수단에 의해 폐쇄되도록 함을 특징으로 한다.The induction plate is provided with a ventilation hole for selectively passing wind, and has an opening / closing door for blocking the ventilation opening. One end of the opening / closing door is hinged to the induction plate so as to rotate, .

또한, 상기 개폐 도어는 그 상단이 힌지 결합되어 자중에 의해 폐쇄되도록 함을 특징으로 한다.Further, the opening / closing door is hinged at its upper end so that it is closed by its own weight.

또한, 상기 개폐 도어는 일측이 힌지 결합되고, 개폐 도어에 와이어를 이용하여 무게 추를 매달되 무게 추는 개폐 도어가 개방되는 반대 방향에 위치함을 특징으로 한다.Also, the opening / closing door is hinged to one side, and the opening / closing door is positioned in the opposite direction to open the opening / closing door for weighting the weight by using a wire.

또한, 상기 블레이드 및 유도 판은 여러 층으로 구비하여 서로 연결되도록 함을 특징으로 한다.In addition, the blade and the induction plate are provided in several layers and are connected to each other.

이와 같은 구조로 이루어진 본 발명에 따른 바람 유입량 조절 기능을 가지는 풍력 발전장치는 블레이드의 주변에 설치된 유도 판에 의해 주변에 발생하는 바람을 모아 블레이드로 전달하기 때문에 발전 효율을 높아지고, 강한 바람이 불 경우 바람의 일부가 통풍구를 통해 통과함으로써 저항이 줄어들어 장치의 파손 및 변형이 방지되는 효과가 있다.According to the wind power generation device having the wind inflow amount control function according to the present invention constructed as described above, since the wind generated in the periphery is collected by the guide plate installed in the periphery of the blade, the power generation efficiency is increased, A part of the wind passes through the ventilation hole to reduce the resistance, thereby preventing the device from being damaged or deformed.

또한, 통풍구를 선택적으로 차단하는 개폐 도어는 별도의 장치 없이 바람의 세기에 따라 그 개방 정도가 자동으로 조절되는 효과가 있다.In addition, the opening / closing door for selectively blocking the ventilation hole has an effect that the opening degree thereof is automatically controlled according to the strength of the wind without a separate device.

도 1은 본 발명에 따른 바람 유입량 조절 기능을 가지는 풍력 발전장치의 구조를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 풍력 발전장치의 개폐 도어가 폐쇄된 상태를 도시한 평단면도.
도 3은 본 발명에 따른 풍력 발전장치의 개폐 도어가 개방된 상태를 도시한 평단면도.
도 4는 본 발명에 따른 복원수단의 구조를 도시한 예시도.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 복원수단의 구조를 도시한 예시도.1 is a perspective view showing a structure of a wind power generator having a wind inflow amount adjusting function according to the present invention.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a wind power generator,
3 is a plan sectional view showing a state in which the opening and closing door of the wind power generator according to the present invention is open.
4 is an exemplary view showing a structure of a restoration means according to the present invention.
5 is an exemplary view showing the structure of restoration means according to another embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 따른 바람 유입량 조절 기능을 가지는 풍력 발전장치의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a wind power generator having a wind inflow amount control function according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 바람 유입량 조절 기능을 가지는 풍력 발전장치의 구조를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 풍력 발전장치의 개폐 도어가 폐쇄된 상태를 도시한 평단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 풍력 발전장치의 개폐 도어가 개방된 상태를 도시한 평단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 복원수단의 구조를 도시한 예시도이며, 도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 복원수단의 구조를 도시한 예시도이다.FIG. 1 is a perspective view showing a structure of a wind turbine generator having a wind inflow amount control function according to the present invention, FIG. 2 is a plan view showing a closed state of a wind turbine generator according to the present invention, 4 is a view illustrating the structure of the restoration device according to the present invention, and FIG. 5 is a sectional view showing the structure of a wind power generator according to another embodiment of the present invention. And Fig.

이들 도면에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 바람 유입량 조절 기능을 가지는 풍력 발전장치는 발전기(미도시)가 설치된 발전기실(10)과, 상기 발전기와 연결되며 발전기실(10)의 상부에 수직으로 설치되는 회전축(20)과, 상기 회전축(20) 둘레에 원형 배열로 설치되며 측 방향으로 곡면을 이루는 블레이드(30)와, 상기 블레이드(30) 둘레에 원형 배열로 고정 설치되며 경사면을 가지는 수직의 유도 판(40)으로 구성된다.As shown in these drawings, a wind turbine generator having a wind inflow amount control function according to the present invention includes a generator room 10 in which a generator (not shown) is installed, A blade 30 installed in a circular array around the rotary shaft 20 and forming a curved surface in a lateral direction; a plurality of blades 30 fixed in a circular array around the blades 30, And an induction plate 40.

상기 발전기실(10)은 그 내부에 공간을 가지는 것으로 내부에 발전기 및 회전자, 회전을 증속하여 발전기를 구동시키는 증속장치, 안전장치, 각 장치를 제어하는 제어장치, 유압 브레이크 장치 등이 설치된다.The generator room 10 has a space therein and includes a generator, a rotor, a speed increasing device for driving the generator by increasing the rotation speed, a safety device, a control device for controlling each device, and a hydraulic brake device .

이러한 발전기실(10)의 상부 중앙으로부터 발전기와 연결된 회전축(20)이 수직 설치되고, 회전축(20)의 둘레에 여러 개의 블레이드(30)가 원형의 배열로 수직 설치된다. 여기서 블레이드(30)는 측 방향으로 만곡진 것으로 모두 동일한 방향으로 배열하여 설치한다. 이와 같은 블레이드(30)는 회전축(20)과 일체화되어 바람이 불면 볼록한 방향으로 회전한다.A rotary shaft 20 connected to the generator is installed vertically from the upper center of the generator room 10 and a plurality of blades 30 are vertically installed around the rotary shaft 20 in a circular arrangement. Here, the blades 30 are curved in the lateral direction and are arranged in the same direction. The blade 30 is integrated with the rotary shaft 20 and rotates in a convex direction when the wind is blown.

그리고 상기 유도 판(40)은 블레이드(30)의 둘레에 원형으로 배열 설치되는 것으로 발전기실(10)의 상부에 고정 설치되어 회전하지 않는다. 이러한 유도 판(40)은 그 평면 방향이 회전축(20)의 중심을 향하지 않고 일측으로 편심되게 설치한다. 즉, 블레이드(30)의 만곡진 방향과 나란하도록 설치되어 유입되는 바람이 블레이드(30)로 안내되도록 한다. 상기 유도 판(40)은 도면에 도시된 바와 같이 약간 만곡지게 형성하여 바람이 자연스럽게 유입되도록 한다. 따라서 블레이드(30)는 설치된 면적보다 넓은 면적의 바람을 유입하여 회전함으로써 발전효율이 극대화되는 것이다. The induction plate 40 is circularly arranged around the blade 30 and is fixed to the upper portion of the generator chamber 10 and does not rotate. The guide plate 40 is disposed eccentrically to one side without facing the center of the rotary shaft 20 in the plane direction. That is, the blade 30 is arranged so as to be parallel to the curved direction of the blade 30 so that the incoming wind is guided to the blade 30. As shown in the figure, the induction plate 40 is curved to allow the wind to flow naturally. Therefore, the blade 30 has a larger area than the installed area and rotates by rotating the blade 30, thereby maximizing power generation efficiency.

또한, 상기 유도 판(40)은 강한 바람이 불 때 블레이드(30)로 과 유입되는 것을 방지하기 위해 통풍구(41)가 구비된다. 상기 통풍구(41)는 개폐 도어(42)에 의해 선택적으로 차단되는 것으로 개폐 도어(42)의 일 측단이 유도 판(40)에 힌지(43) 결합되어 힌지(43)를 중심으로 개폐 도어(42)가 회동되며 개폐된다. 따라서 도 3에 도시된 바와 같이 복원수단(44)에 의해 바람이 강하면 자동으로 열려 바람의 일부를 통과시켜 바람이 과입되는 것을 방지함으로써 강한 바람에 의한 장치 파손 및 변형이 방지된다. In addition, the induction plate 40 is provided with a ventilation hole 41 to prevent the induction plate 40 from flowing into the blade 30 when strong winds are blown. One end of the opening / closing door 42 is coupled to the hinge 43 to the induction plate 40 so that the opening / closing door 42 is opened / closed about the hinge 43 Is turned and opened. Therefore, as shown in FIG. 3, when the wind is strong by the restoration means 44, it is automatically opened to pass a part of the wind to prevent the wind from being blown, thereby preventing damage and deformation of the device due to strong wind.

상기 복원수단(44)은 도 4에 도시된 바와 같이 개폐 도어(42)와 연결된 와이어(44a) 및 와이어(44a)의 말단에 매달린 무게 추(44b)로 이루어진다. 여기서 무게 추(44b)는 개폐 도어(42)가 개방되는 반대편에 위치시키되 와이어(44a)의 중간을 받치는 받침부재(44c)가 유도 판(40)에 횡으로 설치된다. 상기 받침부재(44c)는 와이어 또는 환봉 등이 이용될 수 있다. 따라서 상기 와이어(44a)는 받침부재(44c)에 걸쳐졌다가 받침부재(44c)로부터 하강하여 무게 추(44b)가 매달린 형태를 가진다. 이와 같은 구조에 의해 바람이 약하면 개폐 도어(42)는 무게 추(44b)에 의해 당겨져 통풍구(41)를 차단하여 폐쇄함으로써 유입되는 모든 바람을 블레이드(30)로 안내한다. 만약 바람이 강하게 유입되면 개폐 도어(42)는 강한 바람에 의해 회동하면서 개방된다. 이때, 무게 추(44b)는 와이어(44a)에 의해 승강하여 매달린 상태를 유지한다. 그리고 바람이 약해지면 무게 추(44b)에 의해 개폐 도어(42)가 다시 폐쇄된다. 여기서 상기 개폐 도어(42)는 바람의 세기에 따라 개폐 정도가 달라진다. 즉, 바람이 강할수록 많이 개방되고 바람이 약할수록 조금만 개방되거나 폐쇄된다. 그리고 상기 무게 추(44b)는 지역 환경에 맞추어 추가하거나 교체할 수 있다.The restoring means 44 comprises a wire 44a connected to the opening and closing door 42 and a weight 44b suspended from the distal end of the wire 44a as shown in FIG. Here, the weight 44b is positioned on the opposite side from the opening of the opening / closing door 42, and a supporting member 44c supporting the middle of the wire 44a is installed transversely to the guide plate 40. [ The supporting member 44c may be a wire or a round bar. Therefore, the wire 44a is stretched over the support member 44c and descends from the support member 44c, so that the weight 44b is suspended. Due to such a structure, when the wind is weak, the opening / closing door 42 is pulled by the weight 44b and blocks the ventilation hole 41 to close all of the incoming wind to the blade 30. If the wind is strongly inflowed, the opening / closing door 42 is opened while rotating due to strong winds. At this time, the weight 44b is lifted up and held by the wire 44a. When the wind is weakened, the opening / closing door 42 is closed again by the weight 44b. Here, the degree of opening / closing of the opening / closing door 42 varies depending on the strength of the wind. That is, the more open the wind, the more open the wind and the less open the wind. The weight 44b may be added or replaced according to the local environment.

또한, 상기 복원수단(44)은 도 5에 도시된 바와 같이 힌지(43)를 개폐 도어(42)의 상단에 구비하여 그 하단부가 회동하며 개방되도록 하여 이루어질 수 있다. 이와 같이 힌지(43)를 상부에 설치하여 연결하면 개폐 도어(42)의 자중에 의해 닫히므로 별도의 부품이 필요치 않는 이점이 있다.5, the hinge 43 may be provided at the upper end of the opening / closing door 42 so that the lower end of the hinge 43 is rotated and opened. Since the hinge 43 is closed by the weight of the opening / closing door 42 when the hinge 43 is installed on the upper part, there is an advantage that a separate part is not necessary.

이와 같은 구조로 이루어진 블레이드(30)와 유도 판(40) 및 회전축(20)은 여러 층으로 구비하여 발전 효율을 더욱 극대화할 수 있다. 이러한 경우 각 층의 회전축(20)을 모두 연결하여 일체화한다. 물론 각 층의 회전축(20)을 분리하여 층마다 발전이 각각 이루어질 수 있게 할 수도 있음을 밝혀둔다. The blade 30, the induction plate 40, and the rotary shaft 20 having such a structure are provided in several layers, thereby maximizing the power generation efficiency. In this case, the rotating shafts 20 of the respective layers are connected and integrated. Of course, it is also possible to separate the rotary shafts 20 of each layer so that power generation can be made for each layer.

그리고 각 층에는 유도 판(40)의 둘레로 발판(51) 및 각 층의 발판(51)을 연결하는 계단(52)과 난간(53)을 설치하여 장치의 유지보수가 용이토록 한다.Each floor is provided with a step 52 and a railway 53 for connecting the footrest 51 and the footsteps 51 of the respective layers around the induction plate 40 so that the maintenance of the device is easy.

10 : 발전기실 20 : 회전축 30 : 블레이드
40 : 유도 판 41 : 통풍구 42 : 개폐 도어
43 : 힌지 44 : 복원수단 44a : 와이어
44b : 무게 추 44c : 받침부재 51 : 발판
52 : 난간 53 : 계단10: generator room 20: rotating shaft 30: blade
40: guide plate 41: ventilation opening 42: opening / closing door
43: hinge 44: restoring means 44a: wire
44b: Weight weight 44c: Support member 51: Foot plate
52: Railing 53: Stairs

Claims (4)

발전기가 설치된 발전기실(10);
상기 발전기와 연결되며 발전기실(10)의 상부에 수직으로 설치되는 회전축(20);
상기 회전축(20) 둘레에 다수 개가 원형의 배열로 설치되며 측 방향으로 곡면을 이루는 블레이드(30);
상기 발전기실(10)의 상부에 원형의 배열로 고정 설치하되 블레이드(30) 둘레를 감싸면서 측 방향으로 경사면을 가지고, 바람이 선택적으로 통과하게 되는 통풍구(41)가 형성된 유도 판(40);
상기 유도 판(40)에 힌지(43) 결합되고, 힌지(43)를 중심으로 회동하는 것에 의해 상기 통풍구(41)를 개폐하게 되는 개폐 도어(42); 및
개방된 상기 개폐 도어(42)를 닫히도록 하는 복원수단(44);을 포함하되,
상기 복원수단(44)은
상기 개폐 도어(42)와 연결된 와이어(44a);
상기 와이어(44a)의 말단에 매달린 무게 추(44b); 그리고
상기 유도 판(40)에 횡 방향으로 설치되어 상기 와이어(44a)를 받치게 되는 받침부재(44c);를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 바람 유입량 조절 기능을 가지는 풍력 발전장치.
A generator room (10) in which a generator is installed;
A rotary shaft 20 connected to the generator and vertically installed at an upper portion of the generator room 10;
A plurality of blades 30 arranged in a circular array around the rotating shaft 20 and having a laterally curved surface;
An induction plate 40 fixedly installed at an upper portion of the generator chamber 10 in a circular array and having an inclined surface laterally surrounding the blade 30 and having a ventilation hole 41 through which wind is selectively passed;
An opening / closing door (42) coupled to the guide plate (40) by a hinge (43) and opening / closing the ventilation hole (41) by rotating around the hinge (43); And
(44) for closing the open / close door (42) opened,
The restoration means (44)
A wire 44a connected to the opening / closing door 42;
A weight 44b suspended from the distal end of the wire 44a; And
And a support member (44c) installed laterally in the guide plate (40) to support the wire (44a).
제 1 항에 있어서, 상기 블레이드(30)와 유도 판(40) 및 회전축(20)은 여러 층으로 구비하여 서로 연결하여 일체화하거나 각 층의 회전축(20)을 분리하여 각각 발전되도록 함을 특징으로 하는 바람 유입량 조절 기능을 가지는 풍력 발전장치.The method of claim 1, wherein the blade (30), the induction plate (40), and the rotary shaft (20) are formed in several layers and are connected to each other to integrate or separate the rotary shaft (20) Wind power generator with wind control function. 삭제delete 삭제delete
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