KR101760501B1 - Floating type Wind power generator - Google Patents

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KR101760501B1 KR1020160068747A KR20160068747A KR101760501B1 KR 101760501 B1 KR101760501 B1 KR 101760501B1 KR 1020160068747 A KR1020160068747 A KR 1020160068747A KR 20160068747 A KR20160068747 A KR 20160068747A KR 101760501 B1 KR101760501 B1 KR 101760501B1
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Abstract

본 발명은 부양식 풍력 발전장치에 관한 것이다. 이는, 부양력을 발생하는 부양수단과; 상기 부양수단에 연결된 상태로, 상공을 흐르는 공기를 받아들여 그 내부로 통과시키는 공기유도부와; 상기 공기유도부를 승강 가능하도록 지지하는 지지부와; 상기 공기유도부를 통과한 공기의 운동에너지를 전달받아 작동하여 전력을 생산하는 발전부와; 상기 발전부를 통과한 공기를 지중 또는 수중으로 통과시켜, 공기가 지열 또는 해수열에 의해 가열되도록 하는 수열부를 포함한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 부양식 풍력 발전장치는, 지상에 견고히 고정되어 있는 쉴드하우징에 승강 가능하도록 지지된 공기유도부가, 기류의 세기에 따라 최적의 높이로 세팅되어, 마주오는 공기를 발전기로 유도하여 발전을 수행하므로 발전량의 기복이 크지 않고, 강풍시에도 파손의 염려가 없고, 공기유도부를 일정 범위내에서 상승시키기 위한 부양체를 구비하므로, 공기유도부를 승하강 시키는데 동력이 소요되지 않아, 그만큼 운전비용이 적게 소요되며, 발전기를 통과한 공기가 지열이나 해수열을 받아 가열되도록 하여, 외부 냉난방용 공조장치의 보조 열원으로 사용할 수 있게함으로써, 전력과 열원을 동시에 생산할 수 있다.The present invention relates to a sub-wind power generator. This includes lifting means for generating a lifting force; An air induction unit connected to the lifting means and configured to receive air passing through the upper portion and pass the air into the upper portion; A support portion supporting the air induction portion so as to be able to move up and down; A power generator for receiving kinetic energy of air passing through the air induction unit to operate and generate electric power; And a heat receiver for passing the air that has passed through the power generation section through the ground or underwater so that the air is heated by geothermal or seawater heat.
In the sub-form wind power generator of the present invention as described above, the air induction portion supported by the shield housing firmly fixed on the ground is set to an optimum height according to the strength of the airflow, The air induction unit is provided with a float for raising the air induction unit within a certain range. Therefore, no power is required to raise and lower the air induction unit, It is possible to simultaneously generate electric power and heat source by making it possible to use air as the auxiliary heat source of the air conditioner for external cooling and heating by heating the air passing through the generator through geothermal or seawater heat.

Description

부양식 풍력 발전장치{Floating type Wind power generator}[0001] Floating type Wind power generator [0002]

본 발명은 풍력 발전장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 필요에 따라 높이 조절이 가능하도록 구성된 부양식 풍력 발전장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wind turbine generator, and more particularly, to a sub-wind turbine generator configured to be adjustable in height as required.

풍력(Wind power)은 청정에너지의 하나로서 내륙이나 바다에 상관없이 광범위한 지역에서 수확이 가능하며 부산물을 발생하지 않아 미래의 친환경 에너지원으로 알려져 있다.Wind power is one of the clean energies that can be harvested in a wide range of areas, whether inland or in the sea, and is known as a future eco-friendly energy source because it does not produce any by-products.

이러한 풍력을 이용하여 전력을 생산하기 위한 풍력 발전장치는, 기압차에 따른 공기의 유동 에너지를 기계적 에너지로 변환하고, 그 기계적 에너지를 이용해 발전기를 돌려 전력을 얻어내는 기본 원리를 갖는다.A wind turbine generator for generating electric power by using such wind power has a basic principle of converting the flow energy of air according to a difference in air pressure into mechanical energy and turning the generator using the mechanical energy to obtain electric power.

따라서, 풍력 발전장치는 바람이 많이 부는 산악이나 해안 또는 해상에 설치되고 있으며, 경우에 따라 보다 많은 풍력을 얻기 위해 발전기를 상공에 띄워 올리는 방식의 것도 제안되고 있다.Therefore, the wind turbine is installed in a windy mountain, coast or sea, and in some cases, a method of lifting the generator in the sky to obtain more wind power is proposed.

이를테면 국내공개특허공보 제10-2011-0126801호에는, 기구(balloon)에 부양풍차를 매달아 띄운 상태로, 부양풍차가 회전하도록 하여 전력을 생산하게 하는 부양식 풍력발전장치가 소개된 바 있다.For example, in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2011-0126801, a sub-form wind power generation device has been disclosed in which a float windmill is suspended on a balloon and the float windmill rotates to produce electric power.

그런데 상기한 종래의 풍력 발전장치는, 부양풍차와 발전기 자체가 상공에 띄워지는 구조를 가지므로 매우 위험하다는 문제를 갖는다. 가령, 기구가 터지거나, 또는 강풍에 의해 기구와 발전기를 연결하는 와이어가 절단될 경우, 수 십 미터의 상공에 있는 중량물인 발전기가 지상으로 추락하여 대형 사고를 유발할 수 있는 것이다.However, the above-described conventional wind power generator has a problem that it is very dangerous because it has a structure in which the lifting windmill and the generator itself are floated in the sky. For example, when a device breaks, or when a wire connecting a device and a generator is blown by a strong wind, the generator, which is a heavy object over a distance of several tens of meters, may fall into the ground and cause a major accident.

아울러, 부양풍차에 비해 상대적으로 고중량인 발전기가 부양풍차의 양단부에 설치되어 있는 구조를 가지므로 발전효율이 높지도 않다. 그 이유는, 발전기가 부양풍차의 중심을 기준으로 관성모멘트 발생부의 역할을 하므로, 복잡 다변한 기류에 맡겨진 상태로 이리저리 흔들리는 상황에서, 부양풍차가 기류의 운동에너지를 효율적으로 받기가 힘들기 때문이다.In addition, the power generation efficiency is not high because the generator, which is relatively heavy compared to the levitation windmill, is installed at both ends of the levitation windmill. This is because the generator plays a role of the moment of inertia based on the center of the levitation windmill, so that it is difficult for the levitation windmill to efficiently receive the kinetic energy of the airflow in a situation where it is shaken around in a state of being entrusted to a complex multi- .

본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 지상에 견고히 고정되어 있는 쉴드하우징에 승강 가능하도록 지지된 공기유도부가, 기류의 세기에 따라 최적의 높이로 세팅되어, 마주오는 공기를 발전기로 유도하여 발전을 수행하므로 발전량의 기복이 크지 않고, 강풍시에도 파손의 염려가 없는 부양식 풍력 발전장치를 제공함에 다른 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide an air induction unit, which is supported on a shield housing firmly fixed on the ground, Another object of the present invention is to provide a sub-cultivated wind power generation apparatus which does not cause undulation of the power generation amount because it performs power generation and has no fear of breakage even in strong winds.

또한, 본 발명은, 공기유도부를 일정 범위내에서 상승시키기 위한 부양체를 구비하므로, 공기유도부를 승하강 시키는데 동력이 소요되지 않아, 그만큼 운전비용이 적게 소요되는 부양식 풍력 발전장치를 제공함에 또 다른 목적이 있다.Further, the present invention provides a sub-form wind power generator in which a float for raising the air induction portion within a certain range is provided, so that no power is required to raise and lower the air induction portion and the operation cost is accordingly reduced. There is another purpose.

아울러, 본 발명은, 발전기를 통과한 공기가 지열이나 해수열을 받아 가열되도록 하여, 외부 냉난방용 공조장치의 보조 열원으로 사용할 수 있게 하는 부양식 풍력 발전장치를 제공함에 또 다른 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a sub-form wind power generator in which air passing through a generator is heated by receiving geothermal heat or seawater heat to be used as an auxiliary heat source for an external air-conditioning system.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 부양식 풍력 발전장치는, 부양력을 발생하는 부양수단과; 상기 부양수단에 연결된 상태로, 상공을 흐르는 공기를 받아들여 그 내부로 통과시키는 공기유도부와; 상기 공기유도부를 승강 가능하도록 지지하는 지지부와; 상기 공기유도부를 통과한 공기의 운동에너지를 전달받아 작동하여 전력을 생산하는 발전부와; 상기 발전부를 통과한 공기를 지중 또는 수중으로 통과시켜, 공기가 지열 또는 해수열에 의해 가열되도록 하는 수열부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to attain the above object, the present invention provides a sub-form wind power generator comprising lifting means for generating a floating force; An air induction unit connected to the lifting means and configured to receive air passing through the upper portion and pass the air into the upper portion; A support portion supporting the air induction portion so as to be able to move up and down; A power generator for receiving kinetic energy of air passing through the air induction unit to operate and generate electric power; And a heat receiver for passing the air that has passed through the power generation section through the ground or underwater so that the air is heated by geothermal or seawater heat.

또한, 상기 공기유도부는; 주변의 공기를 받아들일 수 있도록 측방향으로 개방된 유입통로와, 유입공기가 빠져나가는 유출통로를 가지며, 격판에 의해 구획된 다수의 유동로를 제공하는 케이싱과, 상기 케이싱의 각 유출통로에 장착되며 유동로를 통과한 공기를 상기 발전부로 유도하는 공기유도관을 포함하는 것을 특징으로 한다.The air induction unit may include: A casing provided with a plurality of flow paths partitioned by a diaphragm and having an inflow passage opened to the side so as to receive ambient air and an outflow passage through which the inflow air escapes, And an air induction pipe for guiding air passing through the flow path to the power generation portion.

또한, 상기 지지부는; 상기 케이싱을 그 내부에 부분적으로 수용하며, 케이싱의 상승 또는 하강에 따라 상기 유입통로의 유동단면적을 증가 또는 축소시켜, 케이싱내로 들어오는 공기의 유량이 조절되게 하는 쉴드하우징을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the support portion may include: And a shield housing for partially accommodating the casing therein and for increasing or reducing a flow cross-sectional area of the inflow passage in accordance with an upward or downward movement of the casing to adjust the flow rate of air entering the casing.

아울러, 상기 케이싱에는, 케이싱의 외측으로 돌출된 형태의 걸림부가 형성되어 있고, 상기 쉴드하우징의 내측면에는, 수직으로 연장되며 상기 걸림부를 수용하여 케이싱의 최대 상승 및 하강높이를 제한하는 가이드홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the casing is provided with a latching portion protruding outwardly of the casing, and a guide groove extending vertically and accommodating the latching portion to limit the maximum rise and fall height of the casing is formed on the inner side surface of the shielding housing Is formed.

또한, 상기 수열부는; 상기 발전부를 통과한 공기를 받아 내부 유동시키는 것으로서, 지중 또는 수중에 배치되어 지열과 해수열을 전달받는 수열파이프를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the heat receiving portion may include: And a hydrothermal pipe which receives the air passing through the power generation unit and receives the air and transfers the geothermal heat and the seawater heat to the ground or the water.

또한, 상기 부양수단은; 외부로부터 열풍을 공급받아 팽창하는 벌룬형 부양체와, 상기 부양체와 공기유도부를 연결하는 연결와이어를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the lifting means comprises: And a connecting wire for connecting the floating body and the air induction unit.

또한, 상기 수열파이프의 일단부는 발전부와 연결되고 타단부는 상기 부양수단에 연결되는 것을 특징으로 한다.One end of the hydrothermal pipe is connected to the generator and the other end is connected to the lifting means.

또한, 상기 부양수단에는, 상기 부양체의 내부로 열풍을 공급하기 위한 열펌프가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.Further, the floating means may further include a heat pump for supplying hot air into the floating body.

또한, 상기 부양체에는, 일단부가 부양체에 고정된 상태로 쉴드하우징의 내부로 연장된 인장와이어가 연결되고, 상기 쉴드하우징의 내부에는 필요시, 상기 인장와이어를 감아 부양체를 하강시키기 위한 와이어윈치가 더 구비된 것을 특징으로 한다.In addition, the lifting body is connected with a tension wire extending to the inside of the shield housing with one end fixed to the floating body, and a wire for lowering the floating body by winding the tension wire, if necessary, And a winch is further provided.

아울러, 상기 케이싱에는 상기 인장와이어를 지지하는 다수의 가이드풀리가 더 설치된 것을 특징으로 한다.In addition, the casing is further provided with a plurality of guide pulleys for supporting the tension wires.

또한, 상기 쉴드하우징의 내부 또는 외부에는, 상기 발전부에서 생산된 전력을 저장하는 충전부가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, a charging unit for storing electric power produced by the power generation unit is further provided inside or outside the shield housing.

또한, 상기 수열파이프에는, 수열파이프로 진입하는 공기의 일부를 빼내어 외부의 냉풍수요처로 유도하는 냉풍공급관과, 수열파이프를 통과하며 가열된 공기의 일부를 빼내어 외부의 온풍수요처로 유도하는 온풍공급관이 더 포함되는 것을 특징으로 한다.The hot water pipe is provided with a cold air supply pipe for taking out a part of the air entering the hot water pipe and guiding the air to a cool air demand place of the outside, a hot air supply pipe for passing a hot water pipe, Is further included.

또한, 상기 풍력 발전장치를 해상에 설치하기 위해 사용되는 것으로서, 해수면상에 띄워진 상태로 고정와이어를 통해 해저면에 고정되고, 상기 지지부를 그 상부에 갖는 프로팅베이스를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The apparatus may further include a flooding base used for installing the wind power generator on the sea, the floating base being fixed on the sea floor through a fixed wire in a floated state on the sea surface, do.

또한, 상기 수열부를 수중에 유지하는 수열부고정수단이 더 포함되는 것을 특징으로 한다.Further, the present invention is characterized by further comprising a heat receiver fixing means for holding the heat receiver in water.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 부양식 풍력 발전장치는, 지상에 견고히 고정되어 있는 쉴드하우징에 승강 가능하도록 지지된 공기유도부가, 기류의 세기에 따라 최적의 높이로 세팅되어, 마주오는 공기를 발전기로 유도하여 발전을 수행하므로 발전량의 기복이 크지 않고, 강풍시에도 파손의 염려가 없다.In the sub-form wind power generator of the present invention as described above, the air induction portion supported by the shield housing firmly fixed on the ground is set to an optimum height according to the strength of the airflow, Since the power generation is conducted by guiding it, the generation amount of the power generation is not large, and there is no fear of breakage even in strong wind.

또한, 본 발명은, 공기유도부를 일정 범위내에서 상승시키기 위한 부양체를 구비하므로, 공기유도부를 승하강 시키는데 동력이 소요되지 않아, 그만큼 운전비용이 적게 소요된다.Further, since the present invention includes a float for raising the air induction portion within a certain range, no power is required to raise and lower the air induction portion, and the operation cost is accordingly reduced.

아울러, 본 발명은, 발전기를 통과한 공기가 지열이나 해수열을 받아 가열되도록 하여, 외부 냉난방용 공조장치의 보조 열원으로 사용할 수 있게함으로써, 전력과 열원을 동시에 생산하는 일석이조의 효과를 제공한다.In addition, the present invention enables the air passing through the generator to be heated by receiving geothermal heat or seawater heat, so that it can be used as an auxiliary heat source for an external air-conditioning system.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 부양식 풍력 발전장치의 구성 및 작동원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 부양식 풍력 발전장치의 다른 예를 도시한 구성도이다.
도 4는 상기 도 1에 도시한 공기유도부 및 쉴드하우징의 외부 형상을 나타내 보인 사시도이다.FIG. 1 and FIG. 2 are views for explaining the configuration and operation principle of a sub-form wind power generator according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram showing another example of a sub-form wind power generator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a perspective view showing an outer shape of the air induction unit and the shield housing shown in FIG. 1. FIG.

이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, one embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

기본적으로 본 실시예에 따른 부양식 풍력 발전장치(10)는, 상공을 흐르는 공기의 유동압력에 의해 부양하며 부양력을 출력하는 부양수단과, 부양수단의 하부에 매달린 상태로 승강운동하며 그 내부로 공기를 받아들여 하부로 유도하는 공기유도부와, 공기유도부를 승강 가능하게 지지하며 필요시 공기유도부를 그 내부에 수용하는 지지부와, 상기 지지부의 내부에 설치되며 공기유도부를 통과한 공기의 에너지를 이용해 전력을 생산하는 발전부와, 상기 발전부를 통과한 공기를 유도하며 가열되게 하는 수열부를 포함한다.Basically, the sub-form wind power generator 10 according to the present embodiment basically comprises lifting means for lifting by the flow pressure of the air flowing in the upward direction and outputting a lifting force, lifting and lowering means suspended from the lower portion of the lifting means, An air induction part for guiding the air into the lower part to receive the air, a support part for supporting the air induction part so as to be able to ascend and descend and to receive the air induction part therein if necessary, and an air induction part installed inside the support part, A power generating unit for generating electric power, and a heat receiving unit for inducing and heating the air passing through the power generating unit.

이러한 구성을 갖는 본 실시예에 따른 풍력 발전장치(10)는, 전력의 생산은 물론 냉난방에 활용할 수 있는 냉풍이나 온풍을 생산할 수 있고, 또한 공기유도부의 승하강에 동력이 소요되지 않아 에너지의 투입량 대비 출력량이 매우 뛰어나다.The wind turbine generator 10 according to the present embodiment having such a configuration can produce cold winds or warm winds that can be used for cooling and heating as well as electric power generation and also requires no power to move up and down the air induction unit, Contrast output is very good.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 부양식 풍력 발전장치(10)의 구성 및 작동원리를 설명하기 위한 도면이다. 도 1은 부양체(11)를 띄워 전력을 생산하는 모습이고, 도 2는 강풍시 부양체(11)를 철수시킨 상태로 전력을 생산하는 경우를 나타낸 도면이다.1 and 2 are views for explaining the configuration and operation principle of a sub-form wind power generator 10 according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a state where power is produced by floating the floating body 11, and FIG. 2 is a view showing a case where electric power is produced in a state in which the floating body 11 is withdrawn during a strong wind.

도시한 바와같이, 본 실시예에 따른 부양식 풍력 발전장치는, 지상에 고정되며 내부공간(25c)을 제공하고 상부로 개방된 쉴드하우징(25)과, 상기 내부공간(25c)에 배치되는 발전부(31) 및 충전부(35)와, 상기 발전부(31)의 상부에 승강 가능하도록 설치되는 공기유도부(21)와, 연결와이어(23)를 통해 상기 공기유도부(21)와 연결되고 상공에 부유하는 부양체(11)를 포함한다.As shown, the sub-wind power generator according to the present embodiment includes a shield housing 25 fixed to the ground and providing an internal space 25c and opened to the upper portion, An air induction unit 21 installed on the power generation unit 31 so as to be able to ascend and descend and an air induction unit 21 connected to the air induction unit 21 via a connection wire 23, And a floating float (11) floating.

상기 쉴드하우징(25)은 지면에 고정된 상태로 에어유도부(21)를 지지하는 지지부의 역할을 한다. The shield housing 25 serves as a support for supporting the air induction unit 21 while being fixed on the ground.

도면부호 37은 열펌프이다. 상기 열펌프(37)는 외부로부터 제공된 가열된 공기를 제 1주름관(13)을 통해 부양체(11)로 공급하는 역할을 한다. 이와같이 열펌프(37)를 이용해 부양체(11)에 뜨거운 공기를 공급하므로 부양체(11)가 보다 쉽게 상승할 수 있다. 경우에 따라 열펌프(37)를 사용하지 않을 수 도 있다. 상기 열펌프(37)는 부양체(11)와 함께 상기한 부양수단을 구성한다.Reference numeral 37 denotes a heat pump. The heat pump 37 serves to supply the heated air supplied from the outside to the floating body 11 through the first corrugated pipe 13. As described above, since the hot air is supplied to the floating body 11 by using the heat pump 37, the floating body 11 can be raised more easily. In some cases, the heat pump 37 may not be used. The heat pump 37 together with the floating body 11 constitute the lifting means described above.

아울러, 상기 쉴드하우징(25)의 하부에는 수열부로서의 수열파이프(43)가 위치한다. 상기 수열파이프(43)는 그 양단부가 발전부(31)에 연결되며 발전부(31)를 통과한 공기를 통과시킨 후 다시 발전부(31)로 전달한다. 발전부(31)로 전달된 공기는 제 1주름관(13)을 통해 부양체(11)로 공급된다.In addition, a hydrothermal pipe 43 is disposed below the shield housing 25 as a water collecting part. Both ends of the hydrothermal pipe 43 are connected to the power generation section 31 and pass the air passing through the power generation section 31 to the power generation section 31. The air delivered to the power generation section (31) is supplied to the floating body (11) through the first corrugated pipe (13).

특히 상기 수열파이프(43)는 지중(45)이나 해수(도 3의 63) 내에 배관되어 지열이나 해수열을 전달받는다. 즉 수열파이프(43)를 통과하는 공기는 지열이나 해수열을 받아 가열되는 것이다. 열에너지 하비스팅(harvesting)을 수행하는 것이다. 상기 수열파이프(43)의 사이즈나 길이 또는 배관패턴은 필요에 따라 달라질 수 있다.In particular, the hydrothermal pipe 43 is piped in the ground 45 or seawater (63 in FIG. 3) to receive geothermal heat or seawater heat. That is, the air passing through the hydrothermal pipe 43 is heated by receiving geothermal heat or seawater heat. To perform thermal energy harvesting. The size, length, or piping pattern of the hydrothermal pipe 43 may vary as needed.

한편, 상기 부양체(11)는 외부로부터 공급된 공기에 의해 팽창하며 펼쳐지며 부양력을 출력한다. 부양체(11)로 공급되는 공기의 온도가 대기온도보다 높아야 함은 물론이다.On the other hand, the lifting body 11 is expanded by the air supplied from the outside and unfolded, and outputs a floating force. The temperature of the air supplied to the floating body 11 must be higher than the atmospheric temperature.

특히, 상기 부양체(11)는 완전히 팽창한 상태에서 판상의 형태를 취하도록 설계됨이 좋다. 즉, 화살표 f 방향으로 흐르는 공기의 압력을 최대로 받을 수 있도록 함으로서 보다 적은 유동압력에도 최대의 부양력을 얻을 수 있게 하는 것이다. Particularly, the floating body 11 is preferably designed to take a plate-like shape in a fully expanded state. That is, by maximizing the pressure of the air flowing in the direction of the arrow f, it is possible to obtain maximum floatation force even with less flow pressure.

상기 부양체(11)의 하부에는 주름관연결부(11a)가 구비되며 상기 주름관연결부(11a)에는 제 1주름관(13)이 고정된다. 상기 주름관연결부(11a)는 제 1주름관(13)을 부양체(11)에 고정시키는 어뎁터의 역할을 한다.The float body 11 has a bell tube connecting portion 11a and a first bell tube 13 is fixed to the bell tube connecting portion 11a. The bulge connecting portion 11a serves as an adapter for fixing the first bulging tube 13 to the floating body 11. [

상기 제 1주름관(13)은 통상의 자바라식 튜브로서 길이방향의 길이 조절이 가능하다. 이를테면, 수축된 상태에서 당기면 늘어나고, 늘어난 상태에서 길이방향으로 수축시킬 수 있는 것이다.The first corrugated tube 13 is a conventional JAVA LASER tube, and its longitudinal length can be adjusted. For example, it can be stretched in the contracted state and contracted in the longitudinal direction in the elongated state.

이러한 제 1주름관(13)의 하단부는 발전부(31)에 마련되어 있는 유출구(31b)에 연결된다. 따라서, 수열파이프(43)를 통과한 후 발전부(31)를 거친 더워진 공기는 제 1주름관(13)을 통해 부양체(11)로 유도된다.The lower end of the first corrugated tube 13 is connected to an outlet 31b provided in the power generation section 31. [ Therefore, the warmed air passing through the power generation unit 31 after passing through the hydrothermal pipe 43 is guided to the floating body 11 through the first corrugated pipe 13.

아울러 상기 부양체(11)에는 다수의 와이어고정부(11b)가 설치되어 있다. 상기 와이어고정부(11b)는 대략 고리의 형태를 취하며, 연결와이어(23)와 인장와이어(15)의 단부를 고정한다.In addition, a plurality of wire fixing portions 11b are provided on the float 11. The wire fixing portion 11b takes a substantially ring shape and fixes the end portion of the connecting wire 23 and the tension wire 15.

상기 연결와이어(23)는 부양체(11)와 공기유도부(21)를 연결하는 와이어로서, 양단부가 상기 와이어고정부(11b)에 고정된 상태로 지지고리(24)에 걸려 지지된다. 상기 지지고리(24)는 연결와이어(23)를 통과시키며 연결와이어(23)가 길이방향으로 이동할 수 있게 한다.The connecting wire 23 is a wire connecting the floating body 11 and the air induction unit 21 and is hooked on the support hook 24 while both ends thereof are fixed to the wire fixing unit 11b. The support ring 24 allows the connecting wire 23 to pass therethrough and the connecting wire 23 to move in the longitudinal direction.

또한 상기 인장와이어(15)는 부양체(11)를 수거할 때 사용하는 것으로서, 가이드풀리(17)에 걸친 상태로 그 하단부가 와이어윈치(19)에 연결되어 있다. The tension wire 15 is used for collecting the floating body 11 and has its lower end connected to the wire winch 19 in a state of being extended to the guide pulley 17.

상기 와이어윈치(19)는 각각의 인장와이어(15)를 감아 당겨 부양체(11)가 도 2에 도시한 바와같이, 케이싱(21a) 상부의 수용공간(21e)에 모아지게 하는 것으로서, 쉴드하우징(25) 내부공간(25c)의 적절한 장소에 고정된다.The wire winch 19 winds up each tension wire 15 so that the floating body 11 is collected in the accommodation space 21e above the casing 21a as shown in Fig. And is fixed at an appropriate place in the inner space 25c of the housing 25.

특히 상기 각 인장와이어(15)는 독립적으로 제어된다. 가령 일측의 인장와이어(15)는 더욱 풀어 길게 하고 타측 인장와이어(15)만 감을 수 있다. 이와같이 인장와이어(15)를 이용해 부양체(11)의 위치를 조절하게 구성한 이유는 바람의 방향이 수시로 변화하기 때문이다.In particular, each tension wire 15 is independently controlled. For example, one tension wire 15 can be further loosened and only the other tension wire 15 can be wound. The reason for configuring the position of the floating body 11 by using the tension wire 15 in this way is that the direction of the wind changes from time to time.

하지만 인장와이어(15)가 충분히 풀려 길게 연장되어 있는 경우에는, 부양체(11)가 바람의 방향에 맞서도록 자동적으로 자리 잡기 때문에 인장와이어(15)를 상기와 같이 디테일하게 제어할 필요는 없다. 이는 연(鳶)이 마주오는 바람과 대향하는 원리와 같은 것이다.However, when the tension wire 15 is sufficiently loosened and extended, it is not necessary to control the tension wire 15 in detail as described above because the floating body 11 is automatically positioned to face the wind direction. This is the same principle as the opposite direction of the wind that the kite is facing.

한편, 상기 공기유도부(21)는, 주변의 공기를 받아들일 수 있도록 사방으로 개방된 유입통로(21b)와, 유입공기가 빠져나가는 유출통로(21g)를 가지며, 격판(21d)에 의해 구획된 다수의 유동로(21c)를 제공하는 케이싱(21a)과, 상기 케이싱(21a)의 각 유출통로(21g)에 장착되며 유동로(21c)를 통과한 공기를 상기 발전부(31)로 유도하는 제 2주름관(27)을 포함한다. 상기 제 2주름관(27)은 길이방향으로 신축 가능한 공기유도관이다.The air induction unit 21 has an inflow passage 21b opened in all directions so as to receive ambient air and an outflow passage 21g through which the inflow air escapes and is partitioned by the partition 21d A casing 21a provided with a plurality of flow paths 21c and a plurality of flow paths 21c which are installed in the respective outflow passages 21g of the casing 21a and in which the air having passed through the flow path 21c is led to the power generation section 31 And a second corrugated pipe 27. The second corrugated pipe (27) is an air induction pipe that can expand and contract in the longitudinal direction.

제 2주름관(27)은 유동로(21c)의 개수만큼 적용된다. 유동로(21c)가 6개라면 제 2주름관(27)도 당연히 6개가 설치된다. 상기 제 2주름관(27)은 상호 합쳐진 상태로 발전부(31)의 유입구(31a)에 연결되어 발전부(31) 내의 로터(31c)를 회전시킨다.The second corrugated tubes 27 are applied as many as the number of the flow paths 21c. If the number of the flow paths 21c is six, the number of the second corrugated tubes 27 is naturally also six. The second corrugated tubes 27 are coupled to the inlet 31a of the power generation section 31 to rotate the rotor 31c in the power generation section 31.

아울러, 상기 제 2주름관(27)의 내부에는 공기의 역류를 방지하기 위한 체크밸브(미도시) 등의 유동제어수단이 구비될 수 있다.In addition, a flow control means such as a check valve (not shown) for preventing back flow of air may be provided in the second corrugated tube 27.

상기 로터(31c)는 발전용 로터로서, 로터(31c)가 회전함에 따라 생산된 전력은 충전부(35)로 전달되어 저장된다.The rotor 31c is a power generation rotor, and the generated power is transmitted to the charger 35 and stored therein as the rotor 31c rotates.

상기 공기유도부(21) 및 쉴드하우징(25)은 도 4에 도시한 형태를 취할 수 있다. 도 4는 상기 공기유도부 및 쉴드하우징의 외부 형상을 나타내 보인 사시도이다.The air induction unit 21 and the shield housing 25 may take the form shown in FIG. 4 is a perspective view showing an outer shape of the air induction unit and the shield housing.

도시한 바와같이, 상기 공기유도부(21)의 케이싱(21a)은 대략 육각기둥의 형태를 취하며, 격판(21d)에 의해 상호 분리된 6개의 유동로(21c)를 갖는다. 상기 유동로(21c)는 유입통로(21b)를 통해 들어온 공기를 받아들여 하부로 유도하는 공간이다. 공기의 유동을 보다 원활하게 구현할 수 있도록 유동로의 내부 형상은 얼마든지 달라질 수 있음은 물론이다. As shown in the figure, the casing 21a of the air induction portion 21 takes the form of a hexagonal column and has six flow paths 21c separated from each other by a partition plate 21d. The flow path 21c is a space for receiving air introduced through the inflow passage 21b and guiding it to the lower portion. It is a matter of course that the inner shape of the flow path can be varied to facilitate the flow of air more smoothly.

특히 상기 유입통로(21b)가 사방으로 개방되어 있으므로 바람이 어떤 방향에서 불어오더라도, 케이싱(21a)은 공기를 효율적으로 받아들일 수 있다.Particularly, since the inflow passage 21b is opened in all directions, the casing 21a can efficiently receive the air even if the wind blows in any direction.

도면부호 21e는 수용공간이다. 상기 수용공간(21e)은 도 2에 도시한 바와같이 수거된 부양체(11)를 수용하는 공간이다. 강풍시 부양체(11)를 수용공간(21e)에 수납함으로써 피해를 방지할 수 있다.Reference numeral 21e denotes a receiving space. The receiving space 21e is a space for accommodating the floating body 11 collected as shown in Fig. Damage can be prevented by accommodating the lifting body 11 in the accommodation space 21e during a strong wind.

상기 쉴드하우징(25)은 바닥에 수직으로 고정된 것으로서 케이싱(21a)의 수직운동을 가이드한다. 상기 쉴드하우징(25)의 상측부도 케이싱(21a)과 마찬가지로 육각기둥의 형태를 취한다.The shield housing 25 is vertically fixed to the floor and guides the vertical movement of the casing 21a. The upper portion of the shield housing 25 also takes the form of a hexagonal column like the casing 21a.

다시 도 1 및 도 2로 돌아와 설명을 계속하기로 한다.Returning to Fig. 1 and Fig. 2, description will be continued.

도 1에 도시한 바와같이, 상기 케이싱(21a)의 외측면에는 걸림턱(21f)이 구비되어 있다. 상기 걸림턱(21f)은 케이싱(21a)의 외측면으로부터 돌출된 돌출부로서 가이드홈(25a)에 끼워진 상태로 승강 운동한다.As shown in Fig. 1, an engagement protrusion 21f is provided on the outer surface of the casing 21a. The engaging protrusion 21f protrudes from the outer surface of the casing 21a and moves up and down in a state of being fitted in the guide groove 25a.

또한, 상기 가이드홈(25a)은 쉴드하우징(25)의 내측벽면에 형성된 수직의 홈으로서 일정폭 및 길이(z)를 갖는다. 상기 걸림턱(21f)은 가이드홈(25a)에 삽입된 상태로 행정거리 z 의 범위내에서 승강운동 한다.The guide groove 25a is a vertical groove formed in the inner wall surface of the shield housing 25 and has a constant width and a length z. The engaging protrusion 21f moves up and down within the range of the stroke distance z in a state of being inserted into the guide groove 25a.

상기 케이싱(21a)은, 부양체(11)에 열풍이 공급되거나 화살표 f 방향의 압력을 받아 부양시 끌려 올라가고, 부양체(11)의 철거시 중력의 작용에 의해 스스로 내려온다. 또한 부양체(11)의 부양상태에서, 상기 와이어윈치(19)를 사용해 인장와이어(15)를 당겨 부양체(11)와 케이싱(21a)을 적절한 높이로 하강시킬 수 도 있다. 이러한 케이싱(21a)의 승하강이, 가이드홈(25a)내에 걸림턱(21f)가 수용된 상태로 이루어짐은 물론이다.The casing 21a is supplied with hot air to the floating body 11 or is drawn by the pressure in the direction of the arrow f and is lifted by the action of gravity when the floating body 11 is dismantled. The lifting body 11 and the casing 21a can be lowered to an appropriate height by pulling the tension wire 15 using the wire winch 19 in the floating state of the lifting body 11. [ It goes without saying that the lifting and lowering of the casing 21a is such that the engaging step 21f is accommodated in the guide groove 25a.

한편, 도 2에 도시한 바와같이, 상기 케이싱(21a)이 하사점 까지 내려온 상태에서, 상기 유입통로(21b)의 일부가 쉴드하우징(25)의 상단부 위로 올라와 있다. 이와같이 유입통로(21b)의 일부를 개방시킴으로써, 케이싱(21)을 하강시킨 상태에서, 즉 부양체(11)를 철거한 상태에서도 전력을 생산할 수 있다. 즉, 강풍시에도 전력을 생산할 수 있는 것이다.On the other hand, as shown in Fig. 2, a part of the inflow passage 21b is raised above the upper end of the shield housing 25 in a state in which the casing 21a descends to the bottom dead center. By opening a part of the inflow passage 21b in this manner, power can be produced in a state in which the casing 21 is lowered, that is, the floating body 11 is removed. That is, power can be produced even in strong winds.

하지만, 경우에 따라 케이싱(21a)을 쉴드하우징(25)의 하부로 완전히 하강시켜 옆에서 보이지 않게 할 수 도 있다.However, in some cases, the casing 21a may be completely lowered to the lower portion of the shield housing 25 so as not to be seen from the side.

도면부호 39는 냉풍공급관이다. 상기 냉풍공급관(39)은 발전부(31)로부터 빠져나와 수열파이프(43)로 진입하는 공기의 일부를 외부의 냉풍수요처로 보내는 파이프이다. 상기 제 2주름관(27)을 통해 하부로 내려온 공기는 상공에 있던 저온의 공기이므로 이를 냉방에 활용하는 것이다.Reference numeral 39 denotes a cold air supply pipe. The cold air supply pipe 39 is a pipe for discharging a part of the air entering the hydrothermal pipe 43 from the power generation unit 31 to an outside cold air consumer. The air that has been lowered through the second corrugated pipe 27 is used for cooling because it is the low-temperature air in the air.

또한 상기 수열파이프(43)의 타단부측에는 온풍공급관(41)이 설치되는데, 상기 온풍공급관(41)은 수열파이프(43)를 통과하며 가열된 공기의 일부를 빼내어 외부의 온풍수요처로 보내는 파이프이다. 상기한 바와같이 수열파이프(43)를 통과하는 공기는 지열이나 해수열에 의해 가열되므로, 가열된 상태의 공기를 활용하는 것이다.A hot air supply pipe 41 is installed on the other end side of the hydrothermal pipe 43. The hot air supply pipe 41 is a pipe for passing a part of the heated air through the hydrothermal pipe 43 and sending it to a hot water supply place . As described above, since the air passing through the hydrothermal pipe 43 is heated by the geothermal heat or seawater heat, the heated air is utilized.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 부양식 풍력 발전장치의 다른 예를 도시한 구성도이다.3 is a block diagram showing another example of a sub-form wind power generator according to an embodiment of the present invention.

상기한 도면부호와 동일한 도면부호는 동일한 기능의 동일한 부재를 가리키며 그에 관한 반복되는 설명은 생략하기로 한다.The same reference numerals as those of the above-mentioned reference numerals denote like members having the same function, and repeated description thereof will be omitted.

도 3의 경우, 부양식 풍력 발전장치(10)가 해상에 적용된 경우이다. 도시한 바와같이, 해수의 수면위에 플로팅베이스(47)가 설치되어 있고, 상기 플로팅베이스(47)에 쉴드하우징(25)이 고정되어 있다. 상기 플로팅베이스(47)에 설치되어 있는 발전장치(10)는, 유입통로(21b)에 화살표 a 방향으로 진입하는 공기의 압력에 의해 전력을 생산하고 생산된 전력을 충전부(35)에 저장한다.In the case of Fig. 3, the sub-form wind turbine generator 10 is applied to the sea. As shown in the figure, a floating base 47 is provided on the water surface of the sea water, and the shield housing 25 is fixed to the floating base 47. The power generation apparatus 10 provided in the floating base 47 produces electric power by the pressure of the air entering the inflow passage 21b in the direction of arrow a and stores the produced electric power in the charging section 35. [

상기 플로팅베이스(47)는 다수의 앵커와이어(49)를 통해 해저면(61)에 고정된다. 상기 앵커와이어(49)의 작용에 의해 플로팅베이스(47)는 해수면상에 안정적으로 유지될 수 있다.The floating base 47 is fixed to the underside surface 61 through a plurality of anchor wires 49. By the action of the anchor wire 49, the floating base 47 can be stably held on the sea surface.

특히, 상기 수열파이프(43)는 수열파이프고정부(51)를 통해 수중에 유지된다. 상기 수열파이프고정부(51)는 수열파이프(43)를 지지한 상태로 해저면(61)에 박혀 고정됨으로써 수열파이프(43)가 부력에 의해 해수면상으로 떠오르는 것을 방지한다. 수열파이프(43)는 수중에 유지된 상태로 해수열을 전달받아 그 내부를 통과하는 공기가 가열되도록 한다.Particularly, the hydrothermal pipe 43 is held in water through the hydrothermal pipe fixing part 51. The hydrothermal pipe fixing part 51 is fixed to the bottom surface 61 of the hydrothermal pipe 43 while supporting the hydrothermal pipe 43 to prevent the hydrothermal pipe 43 from floating on the sea surface due to buoyancy. The hydrothermal pipe 43 receives the seawater heat in a state of being held in the water, and heats the air passing through the inside thereof.

결국, 상기한 바와같이, 구성되는 본 실시예에 따른 부양식 풍력 발전장치(10)는, 육상이나 해상에 설치된 상태로 상공을 흐르는 공기를 하부로 유도하여 전력을 생산함과 아울러, 지열이나 해수열을 이용해 공기를 가열하고 이를 냉난방에 활용하는 것으로서, 그 구조나 설치비용에 비해 높은 효과를 제공한다.As a result, as described above, the sub-form wind power generator 10 according to the present embodiment configured as described above generates electric power by inducing the air flowing in the air to flow downward in a state where it is installed on land or on the sea, Heat is used to heat the air and to use it for cooling and heating, which provides a higher effect than the structure and installation cost.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims.

10:부양식 풍력발전장치 11:부양체 11a:주름관연결부
11b:와이어고정부 13:제 1주름관 15:인장와이어
17:가이드풀리 19:와이어윈치 21:공기유도부
21a:케이싱 21b:유입통로 21c:유동로
21d:격판 21e:수용공간 21f:걸림턱
21g:유출통로 23:연결와이어 24:지지고리
25:쉴드하우징 25a:가이드홈 25c:내부공간
27:제 2주름관 31:발전부 31a:유입구
31b:유출구 31c:로터 35:충전부
37:열펌프 39:냉풍공급관 41:온풍공급관
43:수열파이프 45:지중 47:플로팅베이스
49:앵커와이어 51:수열파이프고정부 61:해저면
63:해수10: Subformed wind power generator 11: Float 11a: Corrugated pipe connection
11b: wire fixing portion 13: first corrugated pipe 15: tensile wire
17: guide pulley 19: wire winch 21: air induction part
21a: casing 21b: inflow passage 21c:
21d: diaphragm 21e: receiving space 21f:
21g: outflow passage 23: connection wire 24: support ring
25: shield housing 25a: guide groove 25c: inner space
27: 2nd corrugated tube 31: power generation section 31a: inlet
31b: outlet 31c: rotor 35:
37: heat pump 39: cold air supply pipe 41: hot air supply pipe
43: hydrothermal pipe 45: ground 47: floating base
49: anchor wire 51: hydrothermal pipe fixing part 61:
63: Seawater

Claims (10)

부양력을 발생하는 부양수단과;
상기 부양수단에 연결된 상태로, 상공을 흐르는 공기를 받아들여 그 내부로 통과시키는 공기유도부와;
상기 공기유도부를 승강 가능하도록 지지하는 지지부와;
상기 공기유도부를 통과한 공기의 운동에너지를 전달받아 작동하여 전력을 생산하는 발전부와;
상기 발전부를 통과한 공기를 지중 또는 수중으로 통과시켜, 공기가 지열 또는 해수열에 의해 가열되도록 하는 수열부를 포함하면서,
상기 공기유도부는;
주변의 공기를 받아들일 수 있도록 측방향으로 개방된 유입통로와, 유입공기가 빠져나가는 유출통로를 가지며, 격판에 의해 구획된 다수의 유동로를 제공하는 케이싱과,
상기 케이싱의 각 유출통로에 장착되며 유동로를 통과한 공기를 상기 발전부로 유도하는 공기유도관을 포함하며,
상기 지지부는;
상기 케이싱을 그 내부에 부분적으로 수용하며, 케이싱의 상승 또는 하강에 따라 상기 유입통로의 유동단면적을 증가 또는 축소시켜, 케이싱내로 들어오는 공기의 유량이 조절되게 하는 쉴드하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 부양식 풍력 발전장치.A lifting means for generating a lifting force;
An air induction unit connected to the lifting means and configured to receive air passing through the upper portion and pass the air into the upper portion;
A support portion supporting the air induction portion so as to be able to move up and down;
A power generator for receiving kinetic energy of air passing through the air induction unit to operate and generate electric power;
And a heat receiving portion for passing the air passing through the power generation portion through the ground or underwater so that the air is heated by geothermal or seawater heat,
The air induction unit includes:
A casing having a plurality of flow paths partitioned by a diaphragm and having an inflow passage opened laterally so as to receive ambient air and an outflow passage through which the inflow air escapes,
And an air induction pipe installed in each outflow passage of the casing and guiding the air that has passed through the flow passage to the power generation portion,
Wherein the support portion comprises:
And a shield housing for partially accommodating the casing therein and for increasing or decreasing the flow cross sectional area of the inflow passage in accordance with the rising or falling of the casing so as to adjust the flow rate of air entering the casing. Wind power generators. 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 케이싱에는, 케이싱의 외측으로 돌출된 형태의 걸림부가 형성되어 있고,
상기 쉴드하우징의 내측면에는, 수직으로 연장되며 상기 걸림부를 수용하여 케이싱의 최대 상승 및 하강높이를 제한하는 가이드홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 부양식 풍력 발전장치.The method according to claim 1,
The casing is provided with an engaging portion projecting outwardly of the casing,
Wherein a guide groove is formed in the inner side surface of the shield housing so as to extend vertically and accommodate the engaging portion to limit the maximum rise and fall height of the casing. 제 1항에 있어서,
상기 수열부는;
상기 발전부를 통과한 공기를 받아 내부 유동시키는 것으로서, 지중 또는 수중에 배치되어 지열과 해수열을 전달받는 수열파이프를 포함하는 것을 특징으로 하는 부양식 풍력 발전장치.The method according to claim 1,
Wherein the heat receiver comprises:
And a hydrothermal pipe disposed in the ground or underwater to receive the geothermal heat and the seawater heat to receive the air passing through the power generation unit and to flow therein. 제 1항에 있어서,
상기 부양수단은;
외부로부터 열풍을 공급받아 팽창하는 벌룬형 부양체와,
상기 부양체와 공기유도부를 연결하는 연결와이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 부양식 풍력 발전장치.The method according to claim 1,
Said lifting means comprising:
A balloon type floating body for expanding by receiving hot air from the outside,
And a connecting wire connecting the floating body and the air induction unit. 제 5항에 있어서,
상기 수열파이프의 일단부는 발전부와 연결되고 타단부는 상기 부양수단에 연결되는 것을 특징으로 하는 부양식 풍력 발전장치.6. The method of claim 5,
Wherein one end of the hydrothermal pipe is connected to the generator and the other end is connected to the floatation means. 제 6항에 있어서,
상기 부양수단에는,
상기 부양체의 내부로 열풍을 공급하기 위한 열펌프가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 부양식 풍력 발전장치.The method according to claim 6,
In the lifting means,
Further comprising a heat pump for supplying hot air to the inside of the floating body. 제 6항에 있어서,
상기 부양체에는, 일단부가 부양체에 고정된 상태로 쉴드하우징의 내부로 연장된 인장와이어가 연결되고,
상기 쉴드하우징의 내부에는 필요시, 상기 인장와이어를 감아 부양체를 하강시키기 위한 와이어윈치가 더 구비된 것을 특징으로 하는 부양식 풍력 발전장치.The method according to claim 6,
The float body is connected with a tensile wire extending to the inside of the shield housing with one end fixed to the float body,
Wherein the shield housing further includes a wire winch for lowering the floating body by winding the tension wire, if necessary. 제 9항에 있어서,
상기 케이싱에는 상기 인장와이어를 지지하는 다수의 가이드풀리가 더 설치된 것을 특징으로 하는 부양식 풍력 발전장치.10. The method of claim 9,
Wherein the casing further comprises a plurality of guide pulleys for supporting the tension wires.
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