KR101760501B1 - Floating type Wind power generator - Google Patents
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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
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
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
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
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
상기 쉴드하우징(25)은 지면에 고정된 상태로 에어유도부(21)를 지지하는 지지부의 역할을 한다. The
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.
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
상기 로터(31c)는 발전용 로터로서, 로터(31c)가 회전함에 따라 생산된 전력은 충전부(35)로 전달되어 저장된다.The
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
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
특히 상기 유입통로(21b)가 사방으로 개방되어 있으므로 바람이 어떤 방향에서 불어오더라도, 케이싱(21a)은 공기를 효율적으로 받아들일 수 있다.Particularly, since the
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.
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
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
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
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
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
하지만, 경우에 따라 케이싱(21a)을 쉴드하우징(25)의 하부로 완전히 하강시켜 옆에서 보이지 않게 할 수 도 있다.However, in some cases, the
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.
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
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
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
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
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
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:
11b: wire fixing portion 13: first corrugated pipe 15: tensile wire
17: guide pulley 19: wire winch 21: air induction part
21a:
21d:
21g: outflow passage 23: connection wire 24: support ring
25: shield
27: 2nd corrugated tube 31:
31b:
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)
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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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---|---|---|---|
KR1020160068747A KR101760501B1 (en) | 2016-06-02 | 2016-06-02 | Floating type Wind power generator |
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KR1020160068747A KR101760501B1 (en) | 2016-06-02 | 2016-06-02 | Floating type Wind power generator |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019246128A1 (en) * | 2018-06-18 | 2019-12-26 | Zero E Technologies, Llc | Wind turbine, heat pump, energy storage, and heat transport system and methods |
EP4079621A1 (en) | 2021-04-21 | 2022-10-26 | Costantino Bandiera | Tail spar buoy offshore upwind hawt foundation |
-
2016
- 2016-06-02 KR KR1020160068747A patent/KR101760501B1/en active IP Right Grant
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN112654783A (en) * | 2018-06-18 | 2021-04-13 | 零意技术有限责任公司 | Wind turbine, heat pump, energy storage and heat transport system and method |
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