KR102098961B1 - 블레이드 가변형 풍력발전장치 - Google Patents

블레이드 가변형 풍력발전장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다수개의 철재프레임으로 이루어져, 사각 박스 형태로 형성되며 내부에 다수의 부품을 지지하는 케이싱(10)과; 상기 케이싱(10)의 중앙에 상하로 길게 설치되며, 양단이 각각 상기 케이싱(10)의 상,하측에 회전 가능하게 설치되는 회전축(20)과; 상기 회전축(20)의 일측에 고정 설치되며, 상기 회전축(20)과 연결되어 상기 회전축(20)의 회전에 따라 정,역회전되는 동력전달기어(60)와; 상기 동력전달기어(60)와 치차 결합되며, 상기 동력전달기어(60)의 회전력을 전달받아 전기를 발생시키는 발전부재(62)와; 상기 회전축(20)의 중심축을 따라 방사상으로 복수개가 설치되며, 외부에서 유입되는 바람에 의해 상기 케이싱(10)의 내부에서 회전이동되어 상기 회전축(20)을 회전시키는 복수개의 블레이드(50)와; 상기 회전축(20)과 상기 블레이드(50) 사이에 설치되며, 상기 회전축(20)에 상기 블레이드(50)를 고정시키고, 탄성재질로 이루어져, 일정 속도 이상의 풍속이 상기 블레이드(50)에 가해지는 경우 탄성 변형되어 상기 블레이드(50)의 설치 각도를 가변시키는 탄성플레이트(40);을 포함하는 블레이드 가변형 풍력발전장치에 관한 것이다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 탄성플레이트의 굽힘변형에 따라 회전축이 일정 속도 이상으로 회전되는 것을 방지할 수 있으므로, 발전기 파손에 따른 수리 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 고정부재에 의해 탄성플레이트, 회전축 그리고 블레이드의 조립 및 분해가 손쉽게 이루어질 수 있으므로, 조립시간 및 분해시간이 단축되어 조립작업 및 분해작업의 효율성이 향상되는 이점이 있다.

Description

블레이드 가변형 풍력발전장치{Blade Variable Wind Generator}
본 발명은 블레이드 가변형 풍력발전장치에 관한 것으로서, 블레이드와 회전축 사이에 탄성플레이트가 설치되어 바람의 세기에 따라 자동으로 블레이드의 설치각도를 조절할 수 있는 블레이드 가변형 풍력발전장치에 관한 것이다.
일반적으로, 현재사용되는 발전방법으로는 대규모의 화석연료를 사용하는 화력발전이나, 우라늄을 사용하는 원자력발전이나, 대규모의 담수설비가 필요한 수력발전 등을 들 수 있으나, 이러한 발전방식들은 대기오염이나 온난화의 주범이거나 처리가 곤란한 방사선 폐기물을 발생하거나 커다란 환경파괴를 불러 일으키므로 보다 친환경적인 발전방식이 시급히 요구되고 있는 실정이며, 이러한 대체적인 친환경 발전방식으로 태양열발전, 풍력발전이 가장 널리 연구되고 있으며 이중 바람의 힘을 이용한 풍력발전이 가장 널리 선호되며 3면이 바다로 둘러싸인 우리나라에서는 풍력발전에 대한 관심이 더욱 요구되고 있는 실정이다.
바람의 힘을 이용한 풍력발전이란 공기의 유동이 가진 운동에너지의 공기역학적 특성을 이용하여 회전자(Rotor)를 회전시켜 기계적에너지로 변환시켜서 전력을 얻는 기술로서, 풍력발전기는 지면에 대한 회전축의 방향에 따라 수평형 및 수직형으로 분류되고, 주요 구성 요소로는 날개와 허브로 구성된 회전자와, 상기 회전자의 회전을 증속하여 발전기를 구동시키는 증속장치, 발전기 및 각종 안전장치를 제어하는 제어장치, 유압브레이크 장치와 전력 제어장치 및 철탑 등으로 구성된다.
또한 풍력발전은 어느 곳에나 산재되어 있는 무공해, 무한정의 바람을 이용하므로 환경에 미치는 영향이 거의 없고, 국토를 효율적으로 이용할 수 있으며, 대규모 발전 단지의 경우에는 발전 비용도 기존의 발전 방식과 경쟁 가능한 수준의 신에너지 발전기술이다.
이러한 풍력발전기는 일정량 이상의 바람이 가해지는 경우 유압브레이크가 작동되어 풍력발전기의 파손을 방지하도록 구성되어 있다.
상기와 같은 풍력발전기의 유입 풍량 조절을 위한 풍력발전기는 대한민국공개특허공보 10-2011-0058434호에 개시되어 있다.
종래의 풍력발전기의 유입구 개폐기는 회전축(3)의 외주연에 다수개의 날개를 설치한 날개부(20)와, 날개부(20)의 외측에 설치되며 유입구(13)와 배기구(14) 그리고 방향키(15)를 설치한 케이싱(10)과, 케이싱(10)의 중앙하부로 수직하게 하향 관통되는 회전축(3)의 하단부가 회전되게 설치되는 프레임(2)과, 회전축(3)의 회전력에 의해 발전을 하는 발전기(7)로 이루어지는 풍력발전기(1)에 있어서, 상기 방향키(15)의 후방 양측에는 한 쌍의 바람받이날개(31)가 힌지식으로 설치되며, 양측 바람받이날개(31)의 힌지결합부 부근에는 양측 바람받이날개(31)가 소정의 각도이상으로 벌어지지 않게 하는 스토퍼(32)가 연결 설치되고, 상기 유입구(13)의 전방에는 수개의 댐퍼(35)가 스프링(36)을 개재한 상태로 힌지식으로 개폐되게 설치되며, 상기 양측 바람받이날개(31)의 전면에는 바람받이날개(31)을 전방으로 당기는 1차당김줄(33)을 연결한 뒤에 양측 1차당김줄(33)의 선단부를 결합하고, 상기 각각의 댐퍼(35)의 선단부와 양측 1차당김줄(33)의 선단부가 결합된 부분 사이에는 2차당김줄(34)이 연결 설치되도록 구성되어 있습니다.
종래의 풍력발전기는 케이싱의 유입구로 유입되는 바람의 세기가 센 경우에 바람의 세기에 따라 유입구의 개폐폭을 자동으로 조절하며 막아주는 유입구개폐기를 설치함으로서, 날개부가 필요이상의 고속으로 회전되지 않고 정격 풍량만이 날개부를 회전시켜서 안정된 전원을 얻음과 아울러 발전기가 손상되는 것을 예방하고, 유입구에 설치하는 댐퍼를 설치각도가 날개부의 외측을 향하도록 설치하여 유입구로 유입되는 바람이 날개부의 외측방향으로 집중되어 약한 바람에도 날개부가 빠르게 회전될 수 있습니다.
그러나, 종래의 풍력발전기 유입개폐기 구조는 조립 작업이 복잡하고, 다수의 부품이 추가됨에 따라 생산 원가가 증가하는 문제점이 있습니다.
또한, 풍력발전기가 장시간 사용되는 경우 1차 당김줄 및 2차 당김줄이 끊어지는 현상이 발생되어 풍력발전기가 쉽게 파손되는 문제점이 있습니다.
대한민국공개특허공보 10-2011-0058434호
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 블레이드와 회전축 사이에 탄성플레이트가 설치되어 바람의 세기에 따라 자동으로 블레이드의 설치각도를 조절할 수 있는 블레이드 가변형 풍력발전장치를 제공하는 것이다
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명에 의한 블레이드 가변형 풍력발전장치는, 다수개의 철재프레임으로 이루어져, 사각 박스 형태로 형성되며 내부에 다수의 부품을 지지하는 케이싱과, 상기 케이싱의 중앙에 상하로 길게 설치되며, 양단이 각각 상기 케이싱의 상,하측에 회전 가능하게 설치되는 회전축과, 상기 회전축의 일측에 고정 설치되며, 상기 회전축과 연결되어 상기 회전축의 회전에 따라 정,역회전되는 동력전달기어와, 상기 동력전달기어와 치차 결합되며, 상기 동력전달기어의 회전력을 전달받아 전기를 발생시키는 발전부재와, 상기 회전축의 중심축을 따라 방사상으로 복수개가 설치되며, 외부에서 유입되는 바람에 의해 상기 케이싱의 내부에서 회전이동되어 상기 회전축을 회전시키는 복수개의 블레이드와, 상기 회전축과 상기 블레이트 사이에 설치되며, 상기 회전축에 상기 블레이트를 고정시키고, 탄성재질로 이루어져, 일정 속도 이상의 풍속이 상기 블레이트에 가해지는 경우 탄성 변형되어 상기 블레이트의 설치 각도를 가변시키는 탄성플레이트을 포함한다.
상기 케이싱의 내부에는, 상기 블레이드의 회전 반경 외측에 설치되며, 직사각형 판재로 이루어져, 상기 케이싱 측으로 유입되는 바람의 유입각도를 소정각도 경사지게 안내하는 유입가이드가 더 구비된다.
상기 탄성플레이트는, 상기 블레이드에 가해지는 바람의 세기에 따라 변형 가능한 탄화수소 중합체로 이루어진다.
상기 탄성플레이트의 양측에는, 상기 탄성브라켓의 양단에 각각 결합되어, 상기 회전축과 상기 블레이트에 상기 탄성플레이트을 연결시키는 고정부재가 더 구비되며, 상기 고정부재는, 내부가 중공된 블럭 형태로 이루어져 일측면이 개방된 형태로 이루어져, 상기 탄성브라켓의 일부분이 수용되는 고정몸체와, 상기 고정몸체의 타측면에 일정한 간격으로 돌출 형성되며, 상기 회전축 또는 상기 블레이드와 연결되는 한 쌍의 고정브라켓을 포함한다.
상기 블레이드는, 직사각형 판재로 이루어져, 일면이 원호 형상으로 밴딩 형성되는 회전판과, 상기 회전판의 원호면에 일정한 간격으로 고정 설치되며, 내부가 중공된 사각 블럭 형태로 이루어져, 내부에 고정바가 삽입되어 상기 회전판을 탄성플레이트에 고정시키는 회전판고정블럭을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 블레이드 가변형 풍력발전장치는 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명은, 회전축과 블레이드 사이에 탄성플레이트가 설치되어 바람의 세기에 따라 탄성플레이트가 굽힘변형되어 회전축이 일정 속도 이상으로 회전하는 것이 방지된다.
따라서, 탄성플레이트의 굽힘변형에 따라 회전축이 일정 속도 이상으로 회전되는 것을 방지할 수 있으므로, 발전기 파손에 따른 수리 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 고정부재에 의해 탄성플레이트, 회전축 그리고 블레이드의 조립 및 분해가 손쉽게 이루어질 수 있으므로, 조립시간 및 분해시간이 단축되어 조립작업 및 분해작업의 효율성이 향상되는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 의한 블레이드 가변형 풍력발전장치의 바람직한 실시예의 구성을 보인 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 블레이드 가변형 풍력발전장치의 바람직한 실시예의 구성을 보인 정면도.
도 3은 본 발명에 의한 블레이드 가변형 풍력발전장치의 바람직한 실시예의 구성을 보인 평면도.
도 4는 본 발명 실시예를 구성하는 회전축을 중심으로 방사상으로 복수개의 블레이드가 장착된 상태를 나타내는 사시도.
도 5는 본 발명 실시예를 구성하는 회전축에 복수개의 블레이드가 장착된 상태를 나타내는 정면도.
도 6는 본 발명 실시예를 구성하는 회전축에 블레이드가 장착된 상태를 나타내는 평면도.
도 7은 본 발명 실시예를 구성하는 고정부재에 의해 탄성플레이트에 블레이드가 장착된 상태를 나타내는 확대도.
도 8은 본 발명 실시예를 구성하는 탄성플레이트가 변형되지 않은 상태를 나타내는 평면도.
도 9는 본 발명 실시예를 구성하는 탄성플레이트가 굽힙변형되어 블레이드의 설치각도가 변경된 상태를 나타내는 평면도.
이하 본 발명에 의한 블레이드 가변형 풍력발전장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 1에는 본 발명에 의한 블레이드 가변형 풍력발전장치의 바람직한 실시예의 구성을 보인 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명에 의한 블레이드 가변형 풍력발전장치의 바람직한 실시예의 구성을 보인 정면도가 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명에 의한 블레이드 가변형 풍력발전장치의 바람직한 실시예의 구성을 보인 평면도가 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명 실시예를 구성하는 회전축을 중심으로 방사상으로 복수개의 블레이드가 장착된 상태를 나타내는 사시도가 도시되어 있고, 도 5에는 본 발명 실시예를 구성하는 회전축에 복수개의 블레이드가 장착된 상태를 나타내는 정면도가 도시되어 있고, 도 6에는 본 발명 실시예를 구성하는 회전축에 블레이드가 장착된 상태를 나타내는 평면도가 도시되어 있고, 도 7에는 본 발명 실시예를 구성하는 고정부재에 의해 탄성플레이트에 블레이드가 장착된 상태를 나타내는 확대도가 도시되어 있고, 도 8에는 본 발명 실시예를 구성하는 탄성플레이트가 변형되지 않은 상태를 나타내는 평면도가 도시되어 있고, 도 9에는 본 발명 실시예를 구성하는 탄성플레이트가 굽힙변형되어 블레이드의 설치각도가 변경된 상태를 나타내는 평면도가 도시되어 있다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 블레이드 가변형 풍력발전장치는, 다수개의 철재프레임으로 이루어져, 사각 박스 형태로 형성되며 내부에 다수의 부품을 지지하는 케이싱(10)과, 상기 케이싱(10)의 중앙에 상하로 길게 설치되며, 양단이 각각 상기 케이싱(10)의 상,하측에 회전 가능하게 설치되는 회전축(20)과, 상기 회전축(20)의 일측에 고정 설치되며, 상기 회전축(20)과 연결되어 상기 회전축(20)의 회전에 따라 정,역회전되는 동력전달기어(60)와, 상기 동력전달기어(60)와 치차 결합되며, 상기 동력전달기어(60)의 회전력을 전달받아 전기를 발생시키는 발전부재(62)와, 상기 회전축(20)의 중심축을 따라 방사상으로 복수개가 설치되며, 외부에서 유입되는 바람에 의해 상기 케이싱(10)의 내부에서 회전이동되어 상기 회전축(20)을 회전시키는 복수개의 블레이드(50)와, 상기 회전축(20)과 상기 블레이드(50) 사이에 설치되며, 상기 회전축(20)에 상기 블레이드(50)를 고정시키고, 탄성재질로 이루어져, 일정 속도 이상의 풍속이 상기 블레이드(50)에 가해지는 경우 탄성 변형되어 상기 블레이드(50)의 설치 각도를 가변시키는 탄성플레이트(40) 등으로 이루어진다.
상기 케이싱(10)은 다수개의 철재프레임으로 이루어져, 육면체 형상의 박스 형태로 이루어진다. 상기 케이싱(10)의 내부에는 공간이 형성되어, 내부에 다수의 부품이 설치된다.
상기 케이싱(10)의 내부에는 다수개의 유입가이드(12)가 설치된다. 상기 유입가이드(12)는 직사각형 판재로 이루어져, 후술할 블레이드(50)의 회전방경 외측에 상하로 소정 각도 경사지게 설치된다. 상기 유입가이드(12)의 설치각도는 상기 케이싱(10)의 전,후,좌,우,측 방향에서 정면으로 유입되는 바람의 유입각도를 후술할 블레이드(50)측으로 경사지게 유입될 수 있도록 경사지게 설치된다. 상기 유입가이드(12)는 상기 케이싱(10)의 전,후,좌,우측으로 유입되는 바람을 소정 각도로 경사지게 유입되도록 안내하는 역할을 한다.
상기 케이싱(10)의 중앙에는 회전축(20)이 설치된다. 상기 회전축(20)은 원통 형상으로 이루어져 상하로 길게 형성된다. 상기 회전축(20)의 양단은 각각 케이싱 상판(14)과 케이싱 하판(16)에 각각 회전 가능하게 설치되어, 상기 케이싱(10)의 내부에서 바람에 의해 고속으로 회전된다.
상기 회전축(20)의 외주면에는 복수개의 브라켓고정부(22)가 형성된다. 상기 브라켓고정부(22)는 상기 회전축(20)의 길이 방향을 따라 일정한 간격으로 형성된다. 상기 브라켓고정부(22)는 단면이 육각형 형상으로 이루어져, 각 면을 따라 후술할 한 쌍의 연결브라켓(24)이 설치되는 부분이다.
상기 브라켓고정부(22)에는 한 쌍의 연결브라켓(24)이 설치된다. 상기 연결브라켓(24)은 단면이 "L"자 형상의 블럭 형태로 상기 브라켓고정부(22)에 고정 설치된다. 상기 한 쌍의 연결브라켓(24)은 상기 브라켓고정부(22)에 서로 대응되는 형태로 소정 간격 이격되게 고정 설치된다. 상기 한 쌍의 연결브라켓(24) 사이에는 후술할 연결바(26)가 삽입되어 고정되는 부분이다.
즉, 상기 연결브라켓(24)의 일면은 상기 브라켓고정부(22)에 고정 설치되어, 상기 회전축(20)에 견고하게 고정된 상태에서, 상기 연결브라켓(24) 사이에 후술할 연결바(26)가 삽입되어 견고하게 지지된다.
한 쌍의 상기 연결브라켓(24) 사이에는 연결바(26)가 설치된다. 상기 연결바(26)는 육면체 형상의 철재프레임으로 이루어져, 일단은 상기 연결브라켓(24)에 고정되고, 타단은 후술할 고정브라켓(34)에 고정 설치된다. 상기 연결바(26)는 상기 연결브라켓(24)에 후술할 고정브라켓(34)을 고정 연결하는 역할을 한다.
상기 연결바(26)의 끝단에는 고정부재(30)가 설치된다. 상기 고정부재(30)는, 내부가 중공된 블럭 형태로 이루어져 일측면이 개방된 형태로 이루어져, 상기 탄성플레이트(40)의 일부분이 수용되는 고정몸체(32)와, 상기 고정몸체(32)의 타측면에 일정한 간격으로 돌출 형성되며, 상기 회전축(20) 또는 상기 블레이드(50)와 연결되는 한 쌍의 고정브라켓(34) 등으로 이루어진다.
상기 고정몸체(32)는 일면이 개방된 형태를 가지는 육면체 형상으로 상하로 길게 형성된다. 상기 고정몸체(32)의 내부에는 도 5와 같이 후술할 탄성플레이트(40)의 일부분이 삽입되어 고정되는 부분이다.
상기 고정몸체(32)의 측면에는 한 쌍의 고정브라켓이 설치된다. 상기 고정브라켓(34)은 단면이 "L"자 형상의 블럭 형태로 상기 고정몸체(32)의 측면에 일정한 간격으로 고정 설치된다. 상기 한 쌍의 고정브라켓(34)은 상기 고정몸체(32)의 측면에 서로 대응되는 형태로 소정 간격 이격되게 고정 설치된다. 상기 한 쌍의 고정브라켓(34) 사이에는 상기 연결바(26) 또는 고정바(44)가 삽입되어 고정되는 부분이다.
즉, 상기 고정부재(30)는 후술할 탄성플레이트(40)의 양측에 각각 설치되어, 상기 탄성플레이트(40)에 회전축(20)과 블레이드(50)를 고정시키는 역할을 한다.
상기 고정부재(30)의 일측에는 탄성플레이트(40)가 설치된다. 상기 탄성플레이트(40)는 탄성재질로 이루어져, 판재 형상으로 형성된다. 상기 탄성플레이트(40)에는 탄화수소 중합체, 고무 등이 적용될 수 있으나, 이외에도 탄성을 가지는 다양한 재질이 적용 가능하다.
상기 탄성플레이트(40)는 후술할 블레이드(50)와 연결되어 블레이드(50)에 가해지는 바람의 세기에 따라 탄성 변형되어 블레이드(50)의 설치각도를 조절하는 역할을 한다.
즉, 상기 탄성플레이트(40)의 탄성력보다 상기 블레이드(50)에 강한 바람이 작용하는 경우에는 도 9와 같이, 상기 탄성플레이트(40)가 굽힙 변형되어 후술할 블레이드(50)에 가해지는 바람세기가 감소함에 따라 상기 회전축(20)의 회전속도가 일정속도 이상으로 증가하는 것을 방지할 수 있다.
상기 고정부재(30)의 고정몸체(32)에는 체결부재(42)가 설치된다. 상기 체결부재(42)는 리벳, 나사 등이 적용될 수 있으며, 상기 고정몸체(32)와 상기 탄성플레이트(40)에 일정한 간격으로 관통 형성된 체결홀(36)에 관통 삽입되어, 상기 고정몸체(32)에 상기 탄성플레이트(40)를 고정시키는 역할을 한다.
한 쌍의 상기 고정브라켓 사이에는 고정바(44)가 설치된다. 상기 고정바(44)는 직사각형 블럭 형태로 이루어져 좌우로 길게 형성된다. 상기 고정바(44)의 일단은 상기 고정브라켓(34)에 고정되고, 타단은 후술할 블레이드(50)에 고정되어 상기 고정브라켓(34)에 후술할 블레이드(50)에 연결시키는 역할을 한다.
도 6과 같이, 상기 고정바(44)의 우측단에는 블레이드(50)가 설치된다. 상기 블레이드(50)는, 직사각형 판재로 이루어져, 일면이 원호 형상으로 밴딩 형성되는 회전판(52)과, 상기 회전판(52)의 원호면에 일정한 간격으로 고정 설치되며, 내부가 중공된 사각 블럭 형태로 이루어져, 내부에 고정바(44)가 삽입되어 상기 회전판(52)을 탄성플레이트(40)에 고정시키는 회전판고정블럭(54) 등으로 이루어진다.
상기 회전판(52)은 소정 두께를 가지는 판재로 이루어져 일면이 원호 형상으로 라운드지게 형성된다. 상기 회전판(52)은 도 9와 같이, 상기 탄성플레이트(40)에 결합된 상기 고정브라켓(34)에 연결되어 상기 회전축(20)을 기준으로 방사상으로 다수개가 일정한 각도로 설치된다.
상기 회전판(52)은 상기 케이싱(10)의 내부로 유입되는 바람에 의해 회전이동 되어 상기 회전축(20)을 회전시키는 역할을 한다.
상기 회전판(52)의 원호면 일측에는 회전판고정블럭(54)이 설치된다. 상기 회전판고정블럭(54)은 내부가 중공된 육면체 형상으로 이루어져 좌우로 길게 설치된다. 상기 회전판고정블럭(54)은 상기 회전판(52)의 원호면 일측에 일정한 간격으로 복수개가 설치되며, 상기 고정바(44)가 내부에 삽입되어 상기 회전판(52)을 상기 탄성플레이트(40)에 고정시키는 역할을 한다.
상기 회전축(20)의 하부에는 동력전달기어(60)가 설치된다. 상기 동력전달기어(60)는 일반적인 평기어로 자세한 설명은 생략한다. 상기 동력전달기어(60)는 상기 회전축(20)의 하단부에 고정 설치되어, 상기 회전축(20)의 회전에 따라 정,역회전 된다. 상기 동력전달기어(60)는 상기 회전축(20)의 회전력을 전달받아 후술할 발전부재(62)에 회전력을 전달하는 역할을 한다.
상기 동력전달기어(60)의 일측에는 발전부재(62)가 설치된다. 상기 발전부재(62)는 일반적인 발전기로 자세한 설명은 생략한다. 상기 발전부재(62)는 상기 동력전달기어(60)와 치차 결합되어, 상기 동력전달기어(60)의 회전력을 전달받아 전기를 발생시키는 역할을 한다.
이하 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 블레이드 가변형 풍력발전장치의 작용에 대해 도 1 내지 도 9를 참조하여 살펴본다.
먼저, 케이싱(10)의 전,후,좌,우측으로 바람이 불어오는 경우, 상기 케이싱(10)의 내부에 소정 각도 경사지게 설치된 유입가이드(12)에 의해 상기 케이싱(10) 내부로 유입되는 바람의 유입 방향이 소정 각도 경사진 방향으로 안내된다.
상기 유입가이드(12)에 의해 상기 케이싱(10)의 내부로 유입된 바람을 블레이드(50)의 일면에 가해지고, 이로 인해 회전축(20)을 기준으로 방사상으로 설치된 다수개의 블레이드(50)가 회전 이동된다.
다수개의 상기 블레이드(50)는 회전축(20)과 연결되어 있으며, 다수개의 블레이드(50)의 회전 이동에 따라 상기 회전축(20)의 상기 케이싱(10)의 중앙에서 고속으로 회전된다.
상기 회전축(20)의 하부에는 동력전달기어(60)가 고정 설치되어 상기 회전축(20)의 회전에 따라 동력전달기어(60)에 동시에 회전된다.
상기 동력전달기어(60)의 일측에는 발전부재(62)가 설치되며, 상기 발전부재(62)는 동력전달기어(60)의 회전력을 전달받아 전기의 발전이 이루어진다.
그러나, 상기 케이싱(10)의 내부에 유입되는 바람의 세기가 일정 풍속 이상으로 유입되는 경우에는, 상기 회전축과 상기 블레이드(50) 사이에 설치된 탄성플레이트(40)가 변형된다.
즉, 상기 탄성플레이트(40)와 연결된 상기 블레이드(50)에 상기 탄성플레이트(40)의 탄성력보다 강한 바람이 유입되면, 상기 탄성플레이트(40)는 도 9와 같이, 굽힘변형되어 상기 블레이드(50)의 설치각도 변형된다.
따라서, 상기 탄성플레이트(40)의 굽힘변형으로 인해 상기 블레이드(50)에 가해지는 풍력이 감소되어 상기 회전축(20)의 회전속도가 일정 속도 이상으로 증가하지 못한다.
이러한 상기 탄성플레이트(40)의 구조로 인해 풍력발전기에 강풍이 유입되더라도 상기 회전축(20)의 회전속도가 일정속도 이상으로 증가하지 못하므로 상기 회전축(20)의 고속회전에 의한 상기 발전부재(62)의 파손이 방지될 수 있다.
이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정되지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당 업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.
10. 케이싱 12. 유입가이드
20. 회전축 24. 연결브라켓
26. 연결바 30. 고정부재
40. 탄성플레이트 50. 블레이드

Claims (5)

  1. 다수개의 철재프레임으로 이루어져, 사각 박스 형태로 형성되며 내부에 다수의 부품을 지지하는 케이싱(10)과;
    상기 케이싱(10)의 중앙에 상하로 길게 설치되며, 양단이 각각 상기 케이싱(10)의 상,하측에 회전 가능하게 설치되는 회전축(20)과;
    상기 회전축(20)의 일측에 고정 설치되며, 상기 회전축(20)과 연결되어 상기 회전축(20)의 회전에 따라 정,역회전되는 동력전달기어(60)와;
    상기 동력전달기어(60)와 치차 결합되며, 상기 동력전달기어(60)의 회전력을 전달받아 전기를 발생시키는 발전부재(62)와;
    상기 회전축(20)의 중심축을 따라 방사상으로 복수개가 설치되며, 외부에서 유입되는 바람에 의해 상기 케이싱(10)의 내부에서 회전이동되어 상기 회전축(20)을 회전시키는 복수개의 블레이드(50)와;
    상기 회전축(20)과 상기 블레이드(50) 사이에 설치되며, 상기 회전축(20)에 상기 블레이드(50)를 고정시키고, 탄성재질로 이루어져, 일정 속도 이상의 풍속이 상기 블레이드(50)에 가해지는 경우 탄성 변형되어 상기 블레이드(50)의 설치 각도를 가변시키는 탄성플레이트(40)을 포함하며;
    상기 탄성플레이트(40)의 양측에는,
    상기 탄성플레이트(40)의 양단에 각각 결합되어, 상기 회전축(20)과 상기 블레이드(50)에 상기 탄성플레이트(40)을 연결시키는 고정부재(30)가 더 구비되며;
    상기 고정부재(30)는,
    내부가 중공된 블럭 형태로 이루어져 일측면이 개방된 형태로 이루어져, 상기 탄성플레이트(40)의 일부분이 수용되는 고정몸체(32)와;
    상기 고정몸체(32)의 타측면에 일정한 간격으로 돌출 형성되며, 상기 회전축(20) 또는 상기 블레이드(50)와 연결되는 한 쌍의 고정브라켓(34);를 포함하는 블레이드 가변형 풍력발전장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 케이싱(10)의 내부에는,
    상기 블레이드(50)의 회전 반경 외측에 설치되며, 직사각형 판재로 이루어져, 상기 케이싱(10) 측으로 유입되는 바람의 유입각도를 소정각도 경사지게 안내하는 유입가이드(12);가 더 구비됨을 특징으로 하는 블레이드 가변형 풍력발전장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 탄성플레이트(40)는,
    상기 블레이드(50)에 가해지는 바람의 세기에 따라 변형 가능한 탄화수소 중합체로 이루어짐을 특징으로 하는 블레이드 가변형 풍력발전장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 블레이드(50)는,
    직사각형 판재로 이루어져, 일면이 원호 형상으로 밴딩 형성되는 회전판(52)과;
    상기 회전판(52)의 원호면에 일정한 간격으로 고정 설치되며, 내부가 중공된 사각 블럭 형태로 이루어져, 상기 회전판(52)을 탄성플레이트(40)에 고정시키는 회전판고정블럭(54);을 포함하는 블레이드 가변형 풍력발전장치.

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