KR102102774B1 - Tower-type Wind Power Generator Improves Power Generation Performance - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a tower-type wind power generator and, more specifically, to a tower-type wind power generator with improved power generation performance, wherein one generator is driven by using a shaft rotated by a blade to generate electric power when a wind speed is low, and two generators are driven at the same time to increase power output when the wind speed is relatively high.

Description

발전성능을 향상시킨 타워형 풍력발전기{Tower-type Wind Power Generator Improves Power Generation Performance}Tower-type wind power generator improves power generation performance

본 발명은 타워형 풍력발전기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 날개에 의해 회전되는 하나의 샤프트로써 풍속이 낮을 때에는 하나의 발전기를 구동시켜 전력을 생산하다가, 풍속이 상대적으로 높아질 때에는 두 개의 발전기를 동시에 구동시켜 전력의 생산량을 높인 발전성능을 향상시킨 타워형 풍력발전기이다.The present invention relates to a tower-type wind power generator, and more specifically, as a shaft rotated by a wing, when one wind speed is low, one generator is driven to generate electric power, and when the wind speed is relatively high, two generators are simultaneously driven. It is a tower-type wind power generator that improves the power generation performance by increasing the power output.

일반적으로 풍력발전기는 풍력을 이용해 날개를 회전시켜 전기를 생산하는 장치를 말하며, 이러한 풍력발전기는 보다 많은 바람을 맞게 하고 안전사고 등의 방지를 위해 지면에서 일정거리 떨어져 날개가 설치되어야 하므로 통상 기둥 즉, 지주가 지면에 설치되고 그 위에 날개가 설치된다.In general, a wind power generator refers to a device that generates electricity by rotating the blades using wind power, and these wind power generators must be installed at a distance from the ground to meet more wind and prevent safety accidents. , A prop is installed on the ground and a wing is installed on it.

특히, 도로 등에 설치되는 5 내지 10kW급 정도의 소형 풍력발전기의 경우 개별 풍력발전기마다 별도의 지주를 세워야하고, 이로써 발전기의 제작비용 및 설치비용이 상승되는데 비해, 발전효율을 떨어져 그 사용이 미미한 실정이다.In particular, in the case of a small wind turbine of about 5 to 10 kW installed on roads, a separate prop should be set up for each individual wind generator, thereby increasing the production cost and installation cost of the generator, and its use is insignificant due to reduced power generation efficiency. to be.

한편, 풍력발전기는 날개의 회전축이 지면과 평행한 수평형 풍력발전기와, 이러한 수평형 풍력발전기와 대응되는 것으로서 특허 제10-1217314호에 개시되어 있는 것과 같은 수직형 풍력발전기(수직축 풍차)가 있다.On the other hand, the wind power generator has a vertical wind power generator (vertical axis windmill) as disclosed in Patent No. 10-1217314, which corresponds to the horizontal wind power generator and the horizontal wind power generator with the blade rotation axis parallel to the ground. .

이러한 수평형 및 수직형 풍력발전기는 어떠한 형태이던지 풍력을 이용해 복수의 날개를 회전시키고, 이러한 날개의 중심에 회전축을 설치하여 상기 회전축의 회전을 이용해 전기를 유도하여 생산하게 된다.Any of these types of horizontal and vertical wind turbines rotates a plurality of blades using wind power, and installs a rotating shaft at the center of the blade to induce electricity using rotation of the rotating shaft.

상기 특허에는 수직축 풍차에 있어서, 상기 수직축 풍차는 풍력에 의해 회전하는 회전축(700)과, 상기 회전축(700)의 상부와 하부에 결합되는 상판(100) 및 하판(200)과, 상기 상판(100)과 하판(200) 사이에 구비되는 하나 이상의 날개(400)와, 상기 회전축(700)과 연결된 발전장치를 포함하여 구성되며, 상기 날개(400)는 상판(100)과 하판(200) 중 적어도 한쪽 이상은 요동운동장치(600)에 의해 결합되고, 상기 날개(400)는 요동운동장치(600)의 회전중심축을 기준으로 풍향에 따라 회전이 가능하도록 구성되고, 상기 회전축(700)과 발전장치 사이에는 증속장치(800)가 형성되어 회전력을 증폭시키되, 상기 증속장치(800)는 상기 회전축(700)과 연결로드(822)에 의해 결합되어 회전력을 전달받게 되며, 상기 연결로드(822)와 체결되어 회전하는 플레이트(820)와, 상기 플레이트(820)의 회전력을 전달받아 회전하는 복수의 플래닛기어(870)와, 상기 플래닛기어(870) 사이에서 각각의 플래닛기어(870)와 맞물려 회전하면서 회전력을 발전장치로 전달하는 썬기어(850) 및 상기 플래닛기어(870)를 모두 감싸도록 위치하여 상기 플래닛기어(870)와 썬기어(850)가 고정된 위치에서 고속 회전할 수 있도록 하는 링기어(860)를 포함하여 구성된 것이 특징인 풍향조절 날개형 수직축 풍차가 개시되어 있는데, 풍력발전기를 이루는 구성 특히, 날개와 상기 날개를 잡아주기 위한 프레임의 하중이 증속장치로 직접 전달됨으로써 증속장치에 가하는 하중이 과도하게 작용할 우려가 있으며, 이로써 증속장치에 구성되어 있는 베어링 등에 계속하여 하중이 작용함으로써 그 수명을 단축시킬 우려가 있다.In the patent, in the vertical axis windmill, the vertical axis windmill is a rotating shaft 700 rotated by wind power, an upper plate 100 and a lower plate 200 coupled to upper and lower portions of the rotating shaft 700, and the upper plate 100 ) And one or more wings 400 provided between the lower plate 200 and a power generation device connected to the rotating shaft 700, wherein the wings 400 include at least one of the upper plate 100 and the lower plate 200. One or more is coupled by the oscillation motion device 600, the wing 400 is configured to be rotatable according to the wind direction based on the rotational center axis of the oscillation motion device 600, the rotation axis 700 and the power generation device Between the speed increasing device 800 is formed to amplify the rotational force, the speed increasing device 800 is coupled by the rotating shaft 700 and the connecting rod 822 receives the rotational force, and the connecting rod 822 The fastening and rotating plate 820 and the plate 820 A plurality of planet gears 870 rotated by receiving electric power, and sun gears 850 and planet gears that rotate while engaged with each planet gear 870 between the planet gears 870 and transmit rotational power to the power generation device Wind turbine vertical wing windmill characterized in that it comprises a ring gear (860) that is positioned to cover all (870) so that the planet gear (870) and the sun gear (850) can rotate at a high speed in a fixed position. Is disclosed, there is a fear that the load on the speed increasing device may be excessively applied by the structure of the wind power generator, in particular, the load of the wing and the frame for holding the wing is directly transmitted to the speed increasing device, and thus the speed is applied to the speed increasing device. There is a concern that the life may be shortened by continuously applying a load to a bearing or the like.

또한, 발전량을 늘려주기 위해 날개의 수를 증가시키거나 날개의 크기를 상대적으로 크게 할 경우 이러한 하중에 대한 우려는 더욱 가중될 수밖에 없다.In addition, if the number of wings is increased to increase the amount of power generation or the size of the wings is relatively increased, the concern about the load is inevitably increased.

이러한 문제를 해결하고자 제안된 종래기술로서는 본 출원인이 선출원한 특허 제10-2001376호에 제안되어 있는 타워형 풍력발전기가 있다.As a conventional technique proposed to solve this problem, there is a tower-type wind power generator proposed in Patent No. 10-2001376 filed by the present applicant.

상기 특허에는 지상에 설치되어 풍력을 이용해 전기를 생산하는 풍력발전기에 있어서, 상기 풍력발전기는 지하에 매몰된 구조물에 고정되어 지상에서 일정한 높이로 설치되는 메인컬럼(1)과, 상기 메인컬럼(1)을 둘러싸는 형태로 복층으로 설치되는 개별 풍력발전기(10)로 구성되며, 상기 개별 풍력발전기(10)는 메인샤프트가 지면에 대해 수직으로 서 있는 수직축 풍력발전기로써, 풍력에 의해 회전되는 복수의 날개(11)와, 상기 날개(11)들의 중심부에 설치되어 날개(11)의 회전에 의해 회전되는 회전축(12)과, 상기 날개(11)와 회전축(12)의 고정을 위한 블레이드고정판(13)과, 상기 회전축(12)의 지지를 위해 회전축(12)의 상부와 하부에 설치되는 베어링(14)과, 상기 베어링(14)의 고정을 위한 베어링하우징(15)과, 상기 회전축(12)의 하부에 설치되어 회전축(12)의 회전에 의해 전기를 생산하는 발전기(16)로 구성되고, 상기 개별 풍력발전기(10)는 태풍과 같은 비정상적인 일기상황에서 파손을 방지하기 위해 날개가 회전하지 못하게 잡아주는 브레이크가 설치되되, 상기 브레이크는 전자식 마찰브레이크(19)와, 기계식 스토퍼바(20)의 2중 구조가 적용된 것이 특징인 타워형 풍력발전기가 제안되어 있는데, 풍속이 상대적으로 강한 경우 브레이크의 작동에 의해 날개의 회전을 잡아주는 방식이어서 발전이 되지 않는 문제가 있었다.In the patent, a wind power generator installed on the ground to generate electricity using wind power, the wind power generator fixed to a structure buried underground and installed at a constant height from the ground, and the main column (1) ) Is composed of individual wind power generators 10 that are installed in a multi-layered form, and the individual wind power generators 10 are vertical axis wind power generators with a main shaft standing perpendicular to the ground, and are rotated by wind power. A blade 11, a rotating shaft 12 installed at the center of the blades 11 and rotated by rotation of the blade 11, and a blade fixing plate 13 for fixing the blade 11 and the rotating shaft 12 ), A bearing 14 installed on the upper and lower parts of the rotating shaft 12 for supporting the rotating shaft 12, a bearing housing 15 for fixing the bearing 14, and the rotating shaft 12 It is installed in the lower part of the rotating shaft 12 It consists of a generator (16) for producing electricity, the individual wind turbine (10) is installed with a brake that prevents the blade from rotating in order to prevent damage in abnormal weather conditions such as typhoons, the brake is electronic A tower-type wind power generator has been proposed, characterized in that a double structure of a friction brake 19 and a mechanical stopper bar 20 is applied. There was a problem that this was not.

대한민국 등록특허공보 제10-1217314호Republic of Korea Registered Patent Publication No. 10-1217314 대한민국 등록특허공보 제10-2001376호Republic of Korea Registered Patent Publication No. 10-2001376

따라서, 본 발명은 날개에 의해 회전되는 하나의 샤프트로써 풍속이 낮을 때에는 하나의 발전기를 구동시켜 전력을 생산하다가, 풍속이 상대적으로 높아질 때에는 두 개의 발전기를 동시에 구동시켜 전력의 생산량을 높인 발전성능을 향상시킨 타워형 풍력발전기를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention is a shaft that is rotated by a wing to generate electric power by driving one generator when the wind speed is low, and when two wind speeds are relatively high, driving two generators simultaneously to increase power generation performance. The purpose is to provide an improved tower type wind power generator.

또한, 풍속센서에 의해 감지한 풍속이 일정수치 이하일 경우 하나의 발전기만 가동하고, 일정수치를 초과할 경우 위치이동수단에 의해 제2발전기의 위치를 이동시켜 회전축의 회전동력이 발전기의 축으로 전달되도록 함으로써 전력의 생산량을 배가한 발전성능을 향상시킨 타워형 풍력발전기를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.In addition, when the wind speed sensed by the wind speed sensor is below a certain value, only one generator is operated, and if it exceeds a certain value, the position of the second generator is moved by the position moving means to transmit the rotational power of the rotating shaft to the axis of the generator. Another object is to provide a tower type wind power generator with improved power generation performance by doubling the amount of power produced.

또한, 풍력발전기의 파손을 방지하기 위해 브레이크를 설치하되, 상기 브레이크는 비례제어방식의 브레이크를 사용하여 날개의 회전을 기계적으로 멈추지 않음으로써 바람이 일정속도 이상으로 부는 경우에는 항상 발전이 이루어지는 발전성능을 향상시킨 타워형 풍력발전기를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.In addition, a brake is installed to prevent damage to the wind power generator, but the brake does not mechanically stop rotation of the blade using a proportionally controlled brake, so that power generation is always performed when the wind blows above a certain speed. Another object is to provide a tower-type wind power generator with improved power.

본 발명에 의한 발전성능을 향상시킨 타워형 풍력발전기는 지상에 설치되어 풍력을 이용해 전기를 생산하는 풍력발전기에 있어서, 상기 풍력발전기는 지하에 매몰된 구조물에 고정되어 지상에서 일정한 높이로 설치되는 메인컬럼(1)과, 상기 메인컬럼(1)을 둘러싸는 형태로 복층으로 설치되는 개별 풍력발전기로 구성되고, 상기 개별 풍력발전기는 메인샤프트가 지면에 대해 수직으로 서 있는 수직축 풍력발전기(10)로써, 상기 수직축 풍력발전기(10)는 풍력에 의해 회전되는 복수의 날개(11)와, 상기 날개(11)들의 중심부에 설치되어 날개(11)의 회전에 의해 회전되는 샤프트(12)와, 상기 날개(11)와 샤프트(12)의 고정을 위한 연결프레임(13)과, 상기 샤프트(12)의 지지를 위해 샤프트(12)의 상부와 하부에 설치되는 베어링(14)과, 상기 샤프트(12)의 하부에 설치되어 샤프트(12)의 회전에 의해 전기를 생산하는 발전기로 구성되며, 상기 발전기는 하나의 샤프트(12) 회전에 의해 2개의 발전기(22, 23)로 구성된 것이 특징이다.A tower-type wind power generator with improved power generation performance according to the present invention is installed on the ground to produce electricity using wind power, wherein the wind power generator is fixed to a structure buried underground and installed at a constant height from the ground. (1), the main column (1) is composed of individual wind power generators installed in multiple layers in a form surrounding the main wind power generator, the individual wind power generators are vertical axis wind power generators (10) with a main shaft standing perpendicular to the ground, The vertical axis wind power generator 10 includes a plurality of blades 11 rotated by wind power, a shaft 12 installed at the center of the blades 11 and rotated by rotation of the blades 11, and the blades ( 11) The connecting frame 13 for fixing the shaft 12, the bearing 14 installed on the upper and lower parts of the shaft 12 for supporting the shaft 12, and the shaft 12 Installed at the bottom It is composed of a generator that generates electricity by rotation of the shaft 12, and the generator is composed of two generators 22 and 23 by rotation of one shaft 12.

본 발명에 의한 발전성능을 향상시킨 타워형 풍력발전기는 날개에 의해 회전되는 하나의 샤프트로써 풍속이 낮을 때에는 하나의 발전기를 구동시켜 전력을 생산하다가, 풍속이 상대적으로 높아질 때에는 두 개의 발전기를 동시에 구동시켜 전력의 생산량을 높인 현저한 효과가 있으며, 풍속센서에 의해 감지한 풍속이 일정수치 이하일 경우 하나의 발전기만 가동하고, 일정수치를 초과할 경우 위치이동수단에 의해 제2발전기의 위치를 이동시켜 회전축의 회전동력이 발전기의 축으로 전달되도록 함으로써 전력의 생산량을 배가한 효과와 함께, 풍력발전기의 파손을 방지하기 위해 브레이크를 설치하되, 상기 브레이크는 비례제어방식의 브레이크를 사용하여 날개의 회전을 기계적으로 멈추지 않음으로써 바람이 일정속도 이상으로 부는 경우에는 항상 발전이 이루어지는 현저한 효과가 있다.The tower-type wind power generator with improved power generation performance according to the present invention is a shaft rotated by a wing to generate electric power by driving one generator when the wind speed is low, and simultaneously driving two generators when the wind speed is relatively high. It has a remarkable effect of increasing the production of electric power, and when the wind speed detected by the wind speed sensor is below a certain value, only one generator is operated. If it exceeds a certain value, the position of the second generator is moved by the position moving means to move the With the effect of doubling the amount of power generated by allowing the rotational power to be transmitted to the shaft of the generator, a brake is installed to prevent damage to the wind power generator, but the brake mechanically rotates the blade using a proportionally controlled brake. When the wind blows above a certain speed by not stopping, it is always There is a remarkable effect of development.

도 1은 본 발명의 전체구성예시도
도 2는 본 발명에 의한 풍력발전기의 구성도
도 3은 본 발명의 일부분 구성도
도 4는 본 발명의 작동설명도
도 5와 도 6은 본 발명의 타실시 예시도Figure 1 is an exemplary overall configuration of the present invention
2 is a block diagram of a wind power generator according to the present invention
3 is a partial configuration diagram of the present invention
4 is an operational explanatory diagram of the present invention
5 and 6 is another exemplary embodiment of the present invention

본 발명은 타워형 풍력발전기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 날개에 의해 회전되는 하나의 샤프트로써 풍속이 낮을 때에는 하나의 발전기를 구동시켜 전력을 생산하다가, 풍속이 상대적으로 높아질 때에는 두 개의 발전기를 동시에 구동시켜 전력의 생산량을 높인 발전성능을 향상시킨 타워형 풍력발전기이다.The present invention relates to a tower type wind power generator, and more specifically, as a shaft rotated by a wing, when one wind speed is low, one generator is driven to generate electric power, and when the wind speed is relatively high, two generators are simultaneously driven. It is a tower-type wind power generator that improves the power generation performance by increasing the power output.

이하, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 전체구성예시도이고, 도 2는 본 발명에 의한 풍력발전기의 구성도이며, 도 3은 본 발명의 일부분 구성도이고, 도 4는 본 발명의 작동설명도로써, 본 발명에 의한 발전성능을 향상시킨 타워형 풍력발전기는 지상에 설치되어 풍력을 이용해 전기를 생산하는 풍력발전기에 있어서, 상기 풍력발전기는 지하에 매몰된 구조물에 고정되어 지상에서 일정한 높이로 설치되는 메인컬럼(1)과, 상기 메인컬럼(1)을 둘러싸는 형태로 복층으로 설치되는 개별 풍력발전기로 구성되고, 상기 개별 풍력발전기는 메인샤프트가 지면에 대해 수직으로 서 있는 수직축 풍력발전기(10)로써, 상기 수직축 풍력발전기(10)는 풍력에 의해 회전되는 복수의 날개(11)와, 상기 날개(11)들의 중심부에 설치되어 날개(11)의 회전에 의해 회전되는 샤프트(12)와, 상기 날개(11)와 샤프트(12)의 고정을 위한 연결프레임(13)과, 상기 샤프트(12)의 지지를 위해 샤프트(12)의 상부와 하부에 설치되는 베어링(14)과, 상기 샤프트(12)의 하부에 설치되어 샤프트(12)의 회전에 의해 전기를 생산하는 발전기로 구성되며, 상기 발전기는 하나의 샤프트(12) 회전에 의해 2개의 발전기(22, 23)를 구동시키는 것이 특징이다.1 is a schematic view showing the overall configuration of the present invention, FIG. 2 is a configuration diagram of a wind power generator according to the present invention, FIG. 3 is a partial configuration diagram of the present invention, and FIG. 4 is an operational explanatory diagram of the present invention. The tower-type wind power generator with improved power generation performance is installed on the ground to produce electricity using wind power, wherein the wind power generator is fixed to a structure buried underground and installed at a constant height from the ground (1 ), The main column (1) is composed of individual wind turbines installed in multiple layers in a form surrounding the main wind turbine, the individual wind generators are vertical axis wind power generators (10) with a main shaft standing perpendicular to the ground, the vertical axis The wind power generator 10 includes a plurality of wings 11 rotated by wind power, a shaft 12 installed at the center of the wings 11 and rotated by rotation of the wings 11, and the wings 11 Wow A connecting frame 13 for fixing the shaft 12, a bearing 14 installed on the upper and lower portions of the shaft 12 for supporting the shaft 12, and a lower portion of the shaft 12 It is composed of a generator that generates electricity by rotation of the shaft 12, and the generator is characterized by driving two generators 22 and 23 by rotation of one shaft 12.

먼저, 메인컬럼(1)은 지상에서 일정한 높이로 설치되는 지주(支柱)로써, 대략 50~150m의 높이로 설치되며, 지하에 매몰되어 있는 콘크리트 구조물에 견고하게 고정되어야 하고, 상기 메인컬럼(1)의 동서남북 방향에는 개별 풍력발전기(10)가 설치되는데, 개별 풍력발전기(10)는 상층과 하층 사이에 일정한 간격을 두고 복층으로 설치된다.First, the main column (1) is a pillar (높이) installed at a constant height from the ground, is installed at a height of approximately 50 ~ 150m, must be fixed to the concrete structure buried underground, the main column (1 ), The individual wind power generators 10 are installed in the north-south and north-south directions, and the individual wind power generators 10 are installed in multiple layers at regular intervals between the upper and lower layers.

즉, 상기 메인컬럼(1)에는 일정한 간격으로 층이 나누어져 있고, 개별 층마다 개별 풍력발전기(10)가 고정 설치되어 풍력에 의해 전기를 생산하게 된다.That is, the main column (1) is divided into layers at regular intervals, and an individual wind power generator (10) is fixedly installed for each floor to produce electricity by wind power.

상기 개별 풍력발전기(10)에 대해 살펴보면, 메인샤프트 즉, 날개에 의해 회전되는 샤프트(12)가 지면에 대해 수직으로 서 있는 수직축 풍력발전기이며, 복수의 날개(11)가 풍력에 의해 회전되고, 상기 날개(11)들의 중심에는 상하부 베어링(14a, 14b)에 의해 지지되어 있는 샤프트(12)가 설치되며, 상기 샤프트(12)와 날개(11)는 연결프레임(13)에 의해 서로 고정되어 있고, 샤프트(12)의 하부에는 기어박스(15)가 설치되어 있다.Looking at the individual wind turbine 10, the main shaft, that is, the shaft 12 rotated by the blade is a vertical axis wind generator standing perpendicular to the ground, a plurality of blades 11 are rotated by wind, At the center of the wings 11, shafts 12 supported by upper and lower bearings 14a, 14b are installed, and the shaft 12 and the wings 11 are fixed to each other by a connecting frame 13 , The gear box 15 is installed on the lower part of the shaft 12.

상기 기어박스(15)에는 샤프트(12)의 회전동력에 대한 방향전환을 위해 베벨기어가 설치되어 있으며, 이로써 지면에 대한 수직축을 중심으로 회전되던 샤프트(12)의 회전동력은 지면에 대한 수평축인 회전축(20)으로 전달되며, 상기 회전축(20)은 회전축풀리(21)와 발전기풀리(22a, 23a) 사이에 걸려있는 벨트(26, 27)에 의해 회전동력이 전달되어 결국 발전기에 의한 전기가 생산된다.A bevel gear is installed in the gear box 15 to change the direction of rotational power of the shaft 12, whereby the rotational power of the shaft 12 rotated around a vertical axis with respect to the ground is a horizontal axis with respect to the ground. It is transmitted to the rotating shaft 20, the rotating shaft 20 is transmitted by the rotational power by the belt (26, 27) hanging between the rotating shaft pulley (21) and the generator pulley (22a, 23a) is finally the electricity by the generator Is produced.

이때 회전축(20)의 회전축풀리(21) 직경은 발전기의 발전기풀리(22a, 23a) 직경보다 5~10배가 더 커서 회전축(10)의 1회전당 발전기풀리(22a, 23a)는 5~10회전을 회전하게 되어 자연스럽게 증속이 이루어지고, 이러한 증속에 의해 발전기에 생산되는 전기의 전압이 높아지게 된다.At this time, the diameter of the rotary shaft pulley 21 of the rotating shaft 20 is 5 to 10 times larger than the diameter of the generator pulleys 22a and 23a of the generator, and the generator pulleys 22a and 23a per revolution of the rotating shaft 10 are 5 to 10 revolutions By rotating the, the speed increases naturally, and the voltage of electricity produced in the generator increases due to the speed increase.

또한, 상기 샤프트(12)의 회전동력은 기어박스(15)를 거쳐 회전축(20)으로 전달되며, 상기 회전축(20)으로 전달된 동력은 회전축풀리(21)와 발전기풀리에 의해 발전기 쪽으로 전달되되, 상기 발전기는 회전축(20)의 동력이 항상 전달되는 제1발전기(22)와, 회전축(20)의 회전동력이 전달되거나 차단되는 제2발전기(23)로 구성되며, 회전축(20)의 회전속도가 일정수치 이하일 경우 회전축(20)의 회전동력은 제1발전기(22) 쪽으로만 전달되고, 회전축(20)의 회전속도가 일정수치를 초과할 경우 회전축(20)의 회전동력은 제1발전기(22)와 제2발전기(23) 모두에 전달되게 된다.In addition, the rotational power of the shaft 12 is transmitted to the rotating shaft 20 through the gear box 15, and the power transmitted to the rotating shaft 20 is transmitted to the generator by the rotating shaft pulley 21 and the generator pulley. , The generator is composed of a first generator 22 to which power of the rotating shaft 20 is always transmitted, and a second generator 23 to which transmission power of the rotating shaft 20 is transmitted or blocked, and rotation of the rotating shaft 20 When the speed is below a certain value, the rotational power of the rotating shaft 20 is transmitted only to the first generator 22, and when the rotational speed of the rotating shaft 20 exceeds a certain value, the rotating power of the rotating shaft 20 is the first generator It is transmitted to both the 22 and the second generator 23.

즉, 회전축(20)에는 총 3개의 회전축풀리(21)가 결합되어 있으며, 제1회전축풀리에는 모터(24)의 모터풀리(24a)가 벨트(25)에 의해 회전동력이 전달되도록 설치되어 있고, 제2회전축풀리(21b)에는 제1발전기(22)의 제1발전기풀리(22a)가 벨트(26)에 의해 회전동력이 전달되도록 설치되고, 제3회전축풀리(21c)에는 제2발전기(23)의 제2발전기풀리(23a)가 벨트(27)에 의해 회전동력이 전달되도록 설치되어 있으며, 상기 회전축의 일측에는 회전축(20)의 회전속도를 감지하기 위한 rpm센서가 설치되어 있다.That is, a total of three rotating shaft pulleys 21 are coupled to the rotating shaft 20, and a motor pulley 24a of the motor 24 is installed in the first rotating shaft pulley so that the rotating power is transmitted by the belt 25. , The first generator pulley 22a of the first generator 22 is installed in the second rotation shaft pulley 21b so that rotational power is transmitted by the belt 26, and the second generator (3c) is provided in the third rotation shaft pulley 21c. The second generator pulley 23a of 23) is installed to transmit rotational power by the belt 27, and an rpm sensor for detecting the rotational speed of the rotational shaft 20 is installed on one side of the rotational shaft.

따라서, rpm센서에 의해 측정된 회전축(20)의 회전속도가 일정수치 이하일 경우에는 제1발전기(22)만 가동시켜 발전을 수행하다가, 회전축(20)의 회전속도가 일정수치를 초과하여 센싱되고 이 상태가 수초 간 지속될 경우 제1발전기(22)의 가동과 함께 제2발전기(23)도 가동시켜 전력을 생산함으로써 전력생산량을 더욱 증가시킬 수 있다.Therefore, when the rotational speed of the rotating shaft 20 measured by the rpm sensor is less than or equal to a certain value, only the first generator 22 is operated to generate electricity, and the rotating speed of the rotating shaft 20 is sensed over a certain value. When this state is continued for a few seconds, the second generator 23 is also operated with the operation of the first generator 22 to generate electric power, thereby further increasing the amount of power generated.

여기서, 상기 제2발전기(23)의 일측에는 제2발전기(23)의 위치를 이동시켜주기 위한 위치이동수단이 설치되며, 상기 위치이동수단은 제2발전기(23)가 고정되어 있는 슬라이딩플레이트(33)와, 상기 슬라이딩플레이트(33)의 이동경로를 안내하는 베이스플레이트(32)와, 상기 베이스플레이트(32)에 고정 설치되며 슬라이딩플레이트(33)의 위치를 이동시켜주는 실린더(34)로 구성되며, 상기 실린더(34)는 제2발전기(23)의 위치를 이동시켜 벨트(27)에 걸리는 장력을 조절해줌으로써 회전축(20)의 회전동력을 제2발전기(23) 쪽으로 전달하거나 차단해주게 된다.Here, on one side of the second generator 23, a position moving means for moving the position of the second generator 23 is installed, and the position moving means is a sliding plate in which the second generator 23 is fixed ( 33), a base plate (32) for guiding the movement path of the sliding plate (33), and fixedly installed on the base plate (32) consists of a cylinder (34) for moving the position of the sliding plate (33) The cylinder 34 moves the position of the second generator 23 to adjust the tension applied to the belt 27, thereby transmitting or blocking the rotational power of the rotating shaft 20 toward the second generator 23. .

즉, 도 4를 참조하여 살펴보면, 제1발전기(22)만 가동할 경우에는 제2회전축풀리(21b)와 제2발전기의 제2발전기풀리(23a) 사이의 벨트(27)를 슬라이딩플레이트(33)의 이동으로 느슨하게 만들어 동력전달을 차단하고, 이후 제2발전기(23)를 가동할 경우에는 상기 슬라이딩플레이트(33)를 화살표 방향으로 이동시켜 벨트(27)에 걸리는 장력을 높여 회전축(20)의 회전동력이 제2발전기의 제2발전기풀리(23a) 쪽으로 전달되도록 함으로써 제1발전기(22)와 제2발전기(23) 모두 전력을 생산하도록 제어하게 된다.That is, referring to FIG. 4, when only the first generator 22 is operated, the sliding plate 33 slides the belt 27 between the second rotary shaft pulley 21b and the second generator pulley 23a of the second generator. ) To loosen the power transmission to block power transmission, and when the second generator 23 is subsequently operated, the sliding plate 33 is moved in the direction of the arrow to increase the tension applied to the belt 27 to increase the tension of the rotating shaft 20. The rotational power is transmitted to the second generator pulley 23a of the second generator to control both the first generator 22 and the second generator 23 to produce power.

또한, 상기 발전기의 일측에는 모터(24)가 설치되어 있으며, 상기 모터(24)는 회전축(20)의 회전속도가 낮아 발전전압이 낮을 경우 회전축(20)의 회전속도를 높여서 발전기의 발전전압을 높여주게 된다.In addition, a motor 24 is installed on one side of the generator, and the motor 24 increases the rotational speed of the rotational shaft 20 to increase the rotational power of the generator by increasing the rotational speed of the rotational shaft 20 when the rotational speed of the rotating shaft 20 is low. Will increase.

즉, 회전축(20)에 설치된 회전축풀리(21)와 발전기풀리(22a, 23a) 사이의 직경차이로 인한 증속에도 불구하고 풍속이 낮아서 발전량이 적거나 생산되는 전기의 전압이 낮을 경우에는 모터(24)에 의해 회전축(20)의 회전속도를 높여줌으로써 발전기의 발전전압을 높여줄 수 있으며, 회전축(20)의 회전속도 증가로 인해 충전에 필요한 전압의 전기가 생산되고 이러한 시간이 수초 또는 수분 지속될 경우 모터(24)의 가동을 중단해줄 수 있다.That is, in spite of the increase in speed due to the difference in diameter between the rotating shaft pulley 21 installed on the rotating shaft 20 and the generator pulleys 22a and 23a, when the wind speed is low and the amount of electricity generated is low or the voltage of the electricity produced is low, the motor 24 ) Can increase the power generation voltage of the generator by increasing the rotational speed of the rotating shaft 20, and when the rotational speed of the rotating shaft 20 is increased, electricity of a voltage required for charging is produced, and if such time is continued for several seconds or minutes The operation of the motor 24 can be stopped.

또한, 상기 연결프레임(13)은 와이어(16)에 의해 강성이 보강되며, 상기 와이어(16)는 연결프레임(13) 사이에 설치되어 연결프레임(13)의 파손을 방지하며, 일단에는 턴버클(17)이 설치되고, 타단에는 I-볼트 너트(18)로 고정되어 와이어(16)에 걸리는 장력을 조절할 수 있다. In addition, the connection frame 13 is reinforced by the rigidity of the wire 16, the wire 16 is installed between the connection frame 13 to prevent the damage of the connection frame 13, at one end turnbuckle ( 17) is installed, it is fixed to the other end of the I- bolt nut 18 can adjust the tension applied to the wire (16).

즉, 연결프레임(13)은 날개(11)의 견고한 지지를 위해 복수 개로 설치되는데, 상기 연결프레임(13) 사이에는 와이어(16)를 이용해 서로 잡아주며, 상기 와이어(16)의 일단은 I-볼트 너트(18)에 의해 고정하고 타단은 턴버클(17)에 의해 고정해줌으로써 와이어(16)에 걸리는 장력을 조절할 수 있어서 설치환경에 따라 가장 적절한 힘으로 연결프레임들을 서로 고정할 수 있다.That is, the connection frame 13 is installed in a plurality in order to securely support the wings 11, the connection frame 13 is held between each other using a wire 16, one end of the wire 16 is I- By fixing by the bolt nut 18 and the other end by the turnbuckle 17, the tension applied to the wire 16 can be adjusted, so that the connection frames can be fixed to each other with the most appropriate force according to the installation environment.

또한, 상기 샤프트(12)의 일측에는 브레이크(30)가 설치되어 있으며, 상기 브레이크(30)는 풍속센서(19)에 의해 감지된 풍속이 특정한 수치의 풍속 이상일 경우 비례제어방식에 의해 작동하게 된다.In addition, a brake 30 is installed on one side of the shaft 12, and the brake 30 operates by a proportional control method when the wind speed detected by the wind speed sensor 19 is greater than or equal to a specific value. .

즉, 일반적인 풍력발전기의 경우 유압브레이크 또는 마찰브레이크에 의해 태풍 등 강한 바람이 불 경우 파손방지를 위해 메인샤프트(회전축)가 회전하지 못하도록 완전히 잡아주는 방식인데, 본 발명의 경우 강한 바람이 불 때에도 어느 정도의 속도로 날개를 회전시킴으로써 계속하여 전기를 생산하게 된다.That is, in the case of a general wind power generator, the main shaft (rotation shaft) is completely prevented from rotating in order to prevent damage when a strong wind such as a typhoon is blown by a hydraulic brake or a friction brake. In the present invention, even when a strong wind blows, By rotating the blades at a speed of about a degree, electricity is continuously produced.

부연하면, 풍속이 높아지면 높아질수록 브레이크(30)에 의한 제동력은 크게 가져가되, 날개(11)의 회전을 완전히 멈추는 방식이 아니라 일정한 속도로 회전을 유지하도록 브레이크(30)의 제동력을 변화시켜 디스크(31)를 잡아줌으로써 전력생산을 멈추지 않을 수 있다.Incidentally, as the wind speed increases, the braking force by the brake 30 is larger, but the braking force of the brake 30 is changed to maintain rotation at a constant speed, rather than a method of completely stopping the rotation of the wing 11. Power generation may not be stopped by holding the disk 31.

도 5와 도 6은 본 발명의 타실시 예시도로써, 도 5는 수직축 풍력발전기(10) 대신 수평축 풍력발전기(40)를 사용한 예시도이고, 도 6은 수직축 풍력발전기(10)와 함께 수평축 풍력발전기(40)를 사용한 예시도이다.5 and 6 is an exemplary view of another embodiment of the present invention, Figure 5 is an exemplary view using a horizontal axis wind power generator 40 instead of the vertical axis wind power generator 10, Figure 6 is a horizontal axis wind power with the vertical axis wind power generator 10 It is an exemplary diagram using the generator 40.

도 6과 같이, 수평축 풍력발전기(40)와 수직축 풍력발전기(10)를 동시에 사용하는 경우에는 바람이 방향이 일정하지 않을 경우에도 어느 정도의 발전량을 확보할 수 있는 장점이 있다.As shown in FIG. 6, when the horizontal axis wind power generator 40 and the vertical axis wind power generator 10 are used at the same time, there is an advantage that a certain amount of power generation can be secured even when the wind direction is not constant.

결국, 본 발명에 의한 발전성능을 향상시킨 타워형 풍력발전기는 날개에 의해 회전되는 하나의 샤프트로써 풍속이 낮을 때에는 하나의 발전기를 구동시켜 전력을 생산하다가, 풍속이 상대적으로 높아질 때에는 두 개의 발전기를 동시에 구동시켜 전력의 생산량을 높인 현저한 효과가 있으며, 풍속센서에 의해 감지한 풍속이 일정수치 이하일 경우 하나의 발전기만 가동하고, 일정수치를 초과할 경우 위치이동수단에 의해 제2발전기의 위치를 이동시켜 회전축의 회전동력이 발전기의 축으로 전달되도록 함으로써 전력의 생산량을 배가한 효과와 함께, 풍력발전기의 파손을 방지하기 위해 브레이크를 설치하되, 상기 브레이크는 비례제어방식의 브레이크를 사용하여 날개의 회전을 기계적으로 멈추지 않음으로써 바람이 일정속도 이상으로 부는 경우에는 항상 발전이 이루어지는 현저한 효과가 있다.After all, the tower-type wind power generator having improved power generation performance according to the present invention is a shaft rotated by a wing, and when one wind speed is low, one generator is driven to generate electric power, and when the wind speed is relatively high, two generators are simultaneously operated. It has a remarkable effect of increasing the amount of power generated by driving, and when the wind speed detected by the wind speed sensor is below a certain value, only one generator is started, and if it exceeds a certain value, the position of the second generator is moved by the position moving means. With the effect of doubling the amount of power generated by allowing the rotational power of the rotating shaft to be transmitted to the shaft of the generator, a brake is installed to prevent damage to the wind power generator, but the brake uses a proportionally controlled brake to rotate the blade. When the wind blows above a certain speed by not stopping mechanically Always there is a significant effect of the development takes place.

1. 메인컬럼
10; 개별 풍력발전기
11. 날개 12. 샤프트
13. 연결프레임 14. 베어링
15. 기어박스 16. 와이어
17. 턴버클 18. I-볼트 너트
19. 풍속센서
20. 회전축 21. 회전축풀리
22. 제1발전기 22a. 제1발전기풀리
23. 제2발전기 23a. 제2발전기풀리
24. 모터 24a. 모터풀리
25, 26, 27. 벨트
30. 브레이크 31. 디스크
32. 베이스플레이트 33. 슬라이딩플레이트
34. 실린더
40. 수평축 풍력발전기1. Main column
10; Individual wind power generator
11.wing 12.shaft
13. Connecting frame 14. Bearing
15. Gearbox 16. Wire
17. Turnbuckle 18. I-bolt nut
19. Wind speed sensor
20. Rotating shaft 21. Rotating shaft pulley
22. First Generator 22a. First generator pulley
23. Second Generator 23a. Second Generator Pulley
24. Motor 24a. Motor pulley
25, 26, 27.belt
30. Brake 31. Disc
32. Base plate 33. Sliding plate
34. Cylinder
40. Horizontal axis wind power generator

Claims (6)

지상에 설치되어 풍력을 이용해 전기를 생산하는 풍력발전기에 있어서,
상기 풍력발전기는 지하에 매몰된 구조물에 고정되어 지상에서 일정한 높이로 설치되는 메인컬럼(1)과, 상기 메인컬럼(1)을 둘러싸는 형태로 복층으로 설치되는 개별 풍력발전기로 구성되고,
상기 개별 풍력발전기는 메인샤프트가 지면에 대해 수직으로 서 있는 수직축 풍력발전기(10)로써, 상기 수직축 풍력발전기(10)는 풍력에 의해 회전되는 복수의 날개(11)와, 상기 날개(11)들의 중심부에 설치되어 날개(11)의 회전에 의해 회전되는 샤프트(12)와, 상기 날개(11)와 샤프트(12)의 고정을 위한 연결프레임(13)과, 상기 샤프트(12)의 지지를 위해 샤프트(12)의 상부와 하부에 설치되는 베어링(14)과, 상기 샤프트(12)의 하부에 설치되어 샤프트(12)의 회전에 의해 전기를 생산하는 발전기로 구성되며,
상기 발전기는 하나의 샤프트(12) 회전에 의해 2개의 발전기(22, 23)를 구동시키되,
상기 샤프트(12)의 회전동력은 기어박스(15)를 거쳐 회전축(20)으로 전달되며, 상기 회전축(20)으로 전달된 동력은 회전축풀리(21)와 발전기풀리에 의해 발전기 쪽으로 전달되되, 상기 발전기는 회전축(20)의 동력이 항상 전달되는 제1발전기(22)와, 회전축(20)의 회전동력이 전달되거나 차단되는 제2발전기(23)로 구성되며, 회전축(20)의 회전속도가 일정수치 이하일 경우 회전축(20)의 회전동력은 제1발전기(22) 쪽으로만 전달되고, 회전축(20)의 회전속도가 일정수치를 초과할 경우 회전축(20)의 회전동력은 제1발전기(22)와 제2발전기(23) 모두에 전달되며,
상기 제2발전기(23)의 일측에는 제2발전기(23)의 위치를 이동시켜주기 위한 위치이동수단이 설치되며, 상기 위치이동수단은 제2발전기(23)가 고정되어 있는 슬라이딩플레이트(33)와, 상기 슬라이딩플레이트(33)의 이동경로를 안내하는 베이스플레이트(32)와, 상기 베이스플레이트(32)에 고정 설치되며 슬라이딩플레이트(33)의 위치를 이동시켜주는 실린더(34)로 구성되며, 상기 실린더(34)는 제2발전기(23)의 위치를 이동시켜 벨트(27)에 걸리는 장력을 조절해줌으로써 회전축(20)의 회전동력을 제2발전기(23) 쪽으로 전달하거나 차단해주는 것이 특징인 발전성능을 향상시킨 타워형 풍력발전기.
In the wind turbine installed on the ground to produce electricity using wind power,
The wind turbine is composed of a main column (1) fixed to a structure buried underground and installed at a constant height from the ground, and an individual wind generator installed in multiple layers in a form surrounding the main column (1),
The individual wind power generator is a vertical axis wind power generator 10 with a main shaft standing perpendicular to the ground, and the vertical wind power generator 10 includes a plurality of blades 11 and the blades 11 rotated by wind power. A shaft 12 installed at the center and rotated by rotation of the blade 11, a connecting frame 13 for fixing the blade 11 and the shaft 12, and for supporting the shaft 12 It consists of a bearing 14 installed on the upper and lower parts of the shaft 12 and a generator installed on the lower part of the shaft 12 to produce electricity by rotation of the shaft 12,
The generator drives two generators 22 and 23 by rotating one shaft 12,
The rotational power of the shaft 12 is transmitted to the rotating shaft 20 via the gear box 15, and the power transmitted to the rotating shaft 20 is transmitted to the generator by the rotating shaft pulley 21 and the generator pulley, the The generator is composed of a first generator 22 to which power of the rotating shaft 20 is always transmitted, and a second generator 23 to which transmission power of the rotating shaft 20 is transmitted or blocked, and the rotational speed of the rotating shaft 20 If it is less than a certain value, the rotational power of the rotating shaft 20 is transmitted only to the first generator 22, and when the rotational speed of the rotating shaft 20 exceeds a certain value, the rotating power of the rotating shaft 20 is the first generator 22 ) And the second generator 23,
On one side of the second generator 23, a position moving means for moving the position of the second generator 23 is installed, and the position moving means is a sliding plate 33 to which the second generator 23 is fixed. And, consisting of a base plate 32 for guiding the movement path of the sliding plate 33, and a cylinder 34 fixedly installed on the base plate 32 and moving the position of the sliding plate 33, The cylinder 34 moves the position of the second generator 23 to adjust the tension applied to the belt 27, thereby transmitting or blocking the rotational power of the rotating shaft 20 toward the second generator 23. Tower type wind power generator with improved power generation performance.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 연결프레임(13)은 와이어(16)에 의해 강성이 보강되며, 상기 와이어(16)는 연결프레임(13) 사이에 설치되어 연결프레임(13)의 파손을 방지하며, 일단에는 턴버클(17)이 설치되고, 타단에는 I-볼트 너트(18)로 고정되어 와이어(16)에 걸리는 장력을 조절할 수 있는 것이 특징인 발전성능을 향상시킨 타워형 풍력발전기.
According to claim 1,
The connection frame 13 is reinforced by the wire 16, the wire 16 is installed between the connection frame 13 to prevent damage to the connection frame 13, one end turnbuckle (17) This is installed, the other end is fixed to the I- bolt nut 18, the tower-type wind power generator to improve the power generation performance characterized in that the tension applied to the wire (16) can be adjusted.
제1항에 있어서,
상기 발전기의 일측에는 모터(24)가 설치되어 있으며, 상기 모터(24)는 회전축(20)의 회전속도가 낮아 발전전압이 낮을 경우 회전축(20)의 회전속도를 높여서 발전기의 발전전압을 높여주는 것이 특징인 발전성능을 향상시킨 타워형 풍력발전기.
According to claim 1,
A motor 24 is installed on one side of the generator, and the motor 24 increases the rotational speed of the rotational shaft 20 to increase the rotational power of the generator by increasing the rotational speed of the rotational shaft 20 when the rotational speed of the rotational shaft 20 is low. Tower-type wind power generator with improved power generation performance.
제1항에 있어서,
상기 샤프트(12)의 일측에는 브레이크(30)가 설치되어 있으며, 상기 브레이크(30)는 풍속센서(19)에 의해 감지된 풍속이 특정한 수치의 풍속 이상일 경우 비례제어방식에 의해 작동하는 것이 특징인 발전성능을 향상시킨 타워형 풍력발전기.
According to claim 1,
A brake 30 is installed on one side of the shaft 12, and the brake 30 operates by a proportional control method when the wind speed sensed by the wind speed sensor 19 is greater than or equal to a specific value. Tower type wind power generator with improved power generation performance.
삭제delete
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