KR102637781B1 - 날개가 없는 풍력발전 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 지지대상물에 설치되는 베이스와 바람에 의해 진동 가능하게 상기 베이스에 설치되는 마스터 바디 및 상기 마스터 바디에 설치되어 상기 마스터 바디의 진동을 이용하여 전력을 발생하는 발전유닛을 특징으로 한다.
본 발명의 날개가 없는 풍력발전 장치는 회전날개가 없어서 관리 및 유지비용이 저렴하면서 소음이 발생하지 않으며, 조류의 이동을 방해하지 않으면서 발전할 수 있는 풍력발전 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

Description

날개가 없는 풍력발전 장치{wind turbine without blades}
본 발명은 날개가 없는 풍력발전 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 조류의 이동을 방해하는 회전날개가 없이 전기를 생산할 수 있는 날개 없는 풍력발전기에 관한 것이다.
일반적으로 회전날개를 통해서 바람을 운동 에너지로 전환하고, 얻어진 회전력을 이용해 발전기로 전력을 생산하는 풍력 발전기는 오염 물질의 배출이 없기 때문에 탄소 중립구현을 위한 필수불가결한 에너지 방안 중 하나이다. 이때, 풍력발전기는 바람에 의하여 회전하는 회전날개에 의하여 회전축을 회전시키고, 상기 회전축과 연결된 발전기의 축을 회전시켜 동력(전기)를 발전시킨다.
이와 같이 종래에 사용되고 있는 풍력발전기의 회전날개는 바람이 약한 경우에는 회전축을 회전시키지 못하고, 태풍 등에 의하여 강한 바람이 불 경우에는 회전축이 너무 빨리 회전함에 따라 발전기가 손상되거나 또는 날개, 지지대 등이 부러지는 단점이 있다. 또한, 핵심 부품인 회전날개로 인해서 발생하는 소음과 조류 충돌 및 철새 이동 방해와 같은 다양한 민원이 접수되고 있는 것 또한 사실이다. 더불어 회전날개를 강한 바람에 보호하기 위하여 날개의 넓이를 크게 하지 못하여 약한 바람에는 잘 돌아가지 않아 동력을 계속적으로 공급하지 못하는 단점이 있다.
그래서 종래의 풍력발전에 사용되는 회전날개는 구성이 복잡하여 설치비용이 상승되는 단점과 유지보수가 어려워 유지비용을 상승시키는 문제점을 해결하고자 관련 선행기술들이 제안 되었다.
제안된 선행기술 보조날개가 없는 풍력발전기(한국 공개특허 등록특허 10-1035045호)는 바람으로 회전날개를 회전시켜 동력을 발생시키는 풍력발전기 에 있어서, 수직으로 설치되는 지지대와 상기 지지대 상측에 설치되어 회전하는 회전지지대와 상기 회전지지대에 설치되어 회전하되, 상기 회전지지대의 회전중심축과 직교되며 돌출되게 설치되는 회전축과 상기 회전축의 끝단부에 설치되는 날개 고정대와 상기 날개 고정대에 각각의 힌지축을 중심으로 회전하도록 설치되되, 회전지지대와 반대방향으로 힌지축을 중심으로 회전하도록 설치되는 다수개의 회전날개와 상기 회전날개를 탄성지지하여 바람의 세기에 따라 회전날개가 힌지축을 중심으로 회전량을 조절하는 탄성지지장치를 포함한다.
종래의 개발된 풍력발전 장치도 크기가 큰 회전날개를 구비하고 있어서 회전날개로 인해서 발생하는 소음과 조류 충돌 및 철새 이동을 방해한다는 문제가 있다.
한국 공개특허 등록특허 10-1035045호 : 보조날개가 없는 풍력발전기
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해소하기 위해 창출된 것으로, 조류의 이동을 방해하는 회전날개가 없이 전기를 생산할 수 있는 날개 없는 풍력발전기를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하고자 본 발명에 따른 날개가 없는 풍력발전 장치는 지지대상물에 설치되는 베이스와, 바람에 의해 진동 가능하게 상기 베이스에 설치되는 마스터 바디 및 상기 마스터 바디에 설치되어 상기 마스터 바디의 진동을 이용하여 전력을 발생시키는 발전유닛을 구비한다.
상기 베이스는 상기 지지대상물에서 멀어지는 방향으로 연장된 복수의 코일 지지대를 포함하고, 상기 발전유닛은 상기 마스터 바디와 함께 진동하도록 진동 가이드부에 의해 상기 마스터 바디에 연결되되, 상기 코일 지지대 사이의 설치공간 내에 위치하도록 설치되는 영구자석 및 상기 영구자석에 대향되는 상기 코일 지지대에 설치되는 권선코일을 구비한다.
상기 진동 가이드부는 상기 마스터 바디에 고정된 관통부재, 단부가 상기 설치공간 내에 인입되도록 연장되고, 길이방향을 따라 상기 영구자석이 슬라이딩 가능하게 형성된 지지부재 및 상기 영구자석이 상기 권선코일에 대향되게 상기 설치공간에 위치하도록 상기 영구자석에 탄성력을 제공하는 스프링부재를 구비한다.
상기 코일 지지대는 상기 마스트 바디의 내부에 형성된 진동공간에 인입되게 설치되고, 상기 베이스는 상기 마스터 바디가 상기 코일 지지대에 인접하는 경우에 상기 코일 지지대에서 멀어지는 방향으로 탄성을 제공하도록 상기 마스터 바디 내벽면에 대향되는 상기 코일 지지대의 외주면에 설치되는 탄성패드를 더 구비한다.
상기 코일 지지대들은 단부가 상기 지지대상물에서 멀어질수록 상기 코일 지지대 사이의 상호 이격거리가 증가하도록 절곡되고, 상기 권선코일은 상기 코일 지지대들의 절곡된 부분에 다수개 설치가 되고, 상기 발전유닛은 상기 마스터 바디가 기준속도 이상으로 진동하는 경우에 상기 영구자석과 상기 권선코일간 이격거리를 증가시켜서 상기 발전유닛에서 과전력이 발생하는 것을 방지하기 위해 상기 영구자석을 상기 지지대상물에서 멀어지는 방향으로 이동시키도록 상기 진동 가이드부에 설치되는 자석 이동부를 더 구비한다.
상기 발전유닛이 전력을 발생시킬 수 있는 기준풍속 미만의 바람에서도 상기 마스터 바디가 진동시켜 상기 발전유닛이 전력을 발생시킬 수 있도록 바람에 간섭되도록 변형되는 팽창유닛을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 팽창유닛은 상기 마스터 바디에 설치되며, 내부에 에어가 충진되는 충진공간이 형성되고, 상기 충진공간으로 에어가 충진되면 상기 마스터 바디의 외주면에서 멀어지는 방향으로 팽창하는 팽창몸체와 상기 팽창몸체의 충진공간으로 에어를 주입하는 에어 주입부와 상기 마스터 바디에 설치되어 상기 마스터 바디에 부는 풍속을 측정하는 풍속센서 및 상기 풍속센서에서 측정된 풍속을 바탕으로 상기 바람이 상기 기준풍속 미만인 경우에, 상기 충진공간으로 에어가 주입되게 상기 에어 주입부를 제어하는 팽창 제어부를 구비한다.
본 발명의 날개가 없는 풍력발전 장치는 회전날개가 없어서 관리 및 유지비용이 저렴하면서 소음이 발생하지 않으며, 조류의 이동을 방해하지 않으면서 발전할 수 있는 장점이 있다.
도 1는 본 발명에 날개가 없는 풍력발전 장치의 제1 실시예의 따른 단면도이고,
도 2는 도 1의 마스터 바디의 진동상태를 도시한 단면도이고,
도 3은 본 발명에 날개가 없는 풍력발전 장치의 제2 실시예의 따른 부분 단면도이고,
도 4는 본 발명에 날개가 없는 풍력발전 장치의 제3 실시예의 따른 부분 단면도이고,
도 5는 본 발명에 날개가 없는 풍력발전 장치의 제4 실시예의 따른 부분 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 날개가 없는 풍력발전 장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 대하여, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있다는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1 내지 도 2에는 본 발명에 따른 날개가 없는 풍력발전 장치(10)의 제1 실시예가 도시되어 있다.
본 발명에 따른 날개가 없는 풍력발전 장치(10)는 지지대상물(1)에 설치되는 베이스(100), 바람에 의해 진동 가능하게 상기 베이스(100)에 설치되는 마스터 바디(200) 및 상기 마스터 바디(200)에 설치되어 상기 마스터 바디(200)의 진동을 이용하여 전력을 발생시키는 발전유닛(300)을 구비한다.
상기 베이스(100)는 고정몸체(110)와 코일 지지대(120)를 포함한다.
상기 고정몸체(110)는 하면이 앵카볼트(미도시)에 의하여 지지대상물(1)에 고정된다. 이때, 고정몸체(110)는 지지대상물(1)에 고정되는 것에 한정하지 않고, 건축물의 외벽면, 또는 자동차 선박 등을 포함하는 이동수단에서도 고정될 수 있다.
상기 코일 지지대(120)는 상기 고정몸체(110)의 상면에서 상방으로 연장되게 복수개 형성된다. 즉, 상기 코일 지지대(120)들은 상호 소정거리 이격되게 상기 고정몸체(110)의 상면에서 상방으로 연장된다. 상기 코일 지지대(120)들 사이에는 소정의 설치공간(101)이 형성되게 도면에 도시된 것과 같이 두 개가 형성되는 것이 바람직 하지만 설계자에 의해 복수개가 환형을 따라 상호 이격되게 형성되는 것이 바람직하다.
상기 마스터 바디(200)는 진동몸체(210)와 상기 캔틸레버 빔(220)을 구비한다.
상기 진동몸체(210)는 바람에 간섭에 의해 진동하도록 상하방항으로 연장된 원기둥이고, 내부에 상기 코일 지지대(120)가 인입되게 진동공간(201)이 형성된다.상기 진동몸체(210)는 풍속에 의하여 좀더 용이하게 간섭되어 진동할 수 있도록 연질의 탄성을 갖는 플라스틱으로 제작되며, 종래의 개발된 플라스틱과 같은 연질의 탄성을 갖는 재질이면 무엇이든 적용가능하다.
상기 캔틸레버 빔(220)은 상기 설치공간(101)에서 상하방향으로 연장이 되며 하단부가 상기 코일 지지대(120) 사이의 상기 고정몸체(110)의 상면에 고정된다. 또, 상기 캔틸레버 빔(220)은 상단부는 상기 진동몸체(210)가 진동가능하게 지지가 되도록 후술하는 진동 가이드부(330)의 관통부재(331)에 연결되며 소정을 탄성을 갖는 소재로 제작된다.
상기 발전유닛(300)은 영구자석(310), 권선코일(320), 진동 가이드부(330)를 구비한다.
상기 영구자석(310)은 상기 마스터 바디(200)와 함께 진동하도록 진동 가이드부(330)에 의해 상기 마스터 바디(200)에 연결되며, 상기 설치공간(101) 내에 위치하도록 설치된다. 상기 영구자석(310)은 외부로부터 전기에너지의 공급이 없어도 자기장을 스스로 발생하여 자성을 갖는 종래의 자석기술이면 무엇이든 적용 가능하므로 추가적인 기술은 생략한다.
상기 권선코일(320)은 상기 영구자석(310)에 대향되는 상기 코일 지지대(120)들에 감기도록 내부에 고정이 된다. 이때, 상기 권선코일(320)은 도면에 도시도지 않았지만, 상기 코일 지지대(120) 외주면들에 귄취되어 설치될 수도 있다. 상기 권선코일(320)은 상기 영구자석(310)이 진동하는 경우에 전자 유도 작용에 의하여 유도 전류를 발생시키는 종래의 발전기의 코일기술이 적용된다.
상기 진동 가이드부(330)는 상기 마스터 바디(200)에 고정된 관통부재(331)와, 단부가 상기 설치공간(101) 내에 인입되도록 연장되고, 길이방향을 따라 상기 영구자석(310)이 슬라이딩 가능하게 형성된 지지부재(332)와 상기 영구자석(310)이 상기 권선코일(320)에 대향되게 상기 설치공간(101)에 위치하도록 상기 영구자석(310)에 탄성력을 제공하는 스프링부재(333)를 구비한다.
상기 관통부재(331)는 상기 고정몸체(110)로부터 상방으로 소정거리 이격된 위치에 외주면이 상기 진동몸체(210)의 내벽면에 고정되게 상기 진동몸체(210)의 내경에 대응되는 외경으로 형성된다. 상기 관통부재(331)는 상기 캔틸베러 빔(220)의 상단부에 의해 하부면이 지지되는 원판이다. 이때, 상기 관통부재(311)는 상기 코일 지지대(120)가 관통하도록 관통홀(301)이 형성된다.
상기 관통홀(301)은 상기 관통부재(331)가 상기 진동몸체(210)와 함께 진동하는 경우에 상기 코일 지지대(120)에 간섭되지 않도록 내경이 상기 코일 지지대(120)의 외경보다 더 크게 형성된다.
상기 지지부재(332)는 상기 설치공간(101)에 위치 할 수 있도록 상기 코일 지지대(120)들 사이의 상기 관통부재(331)의 상면에서 상방으로 연장되게 형성된다. 상기 지지부재(332)는 상기 영구자석(310)이 길이방향을 따라 슬라이딩 가능하게 설치가 된다.
상기 스프링부재(333)는 상기 영구자석(310)을 상기 관통부재(331)에서 상방으로 소정거리 이격시켜서, 상기 권선코일(320)에 대향되는 기준높이에 위치하게 탄성력을 제공한다. 보다 구체적으로 상기 스프링부재(333)의 상단은 하강하는 상기 영구자석(310)을 지지하고, 하단은 상기 관통부재(331)에 상면에 고정되어, 상기 영구자석(310)에 전달된 진동에 의해 하방하는 영구자석(310)에 작용하는 압축력에 대응되는 탄성력을 상기 영구자석(310)에 제공하여 상기 영구자석(310)을 상기 기준높이로 이동시킨다.
상기 스프링부재(333)는 상기 지지부재(332)의 외주면을 감싸도록 형성된 압축 스프링이 적용되지만, 이것에 한정하지 않고 상기 영구자석(310)에 탄성력을 제공할 수 있는 기술이면 무엇이든 적용가능하다.
상기 발전유닛(300)은 상기 영구자석(310)이 진동하는 경우에 상기 권선코일(320)에서 발생하는 유도전력을 공급받아서 정해진 직류 또는 교류 전압으로 변환하는 전력 변환부(미도시)와, 상기 전력 변환부에 연결되어 전력을 저장하는 배터리(미도시)를 더 구비한다. 상기 전력 변환부는 기 구축된 전력공급 계통의 전력선에 연결되어 변환된 직류전력을 교류전력을 전력수급이 필요한 곳으로 공급하거나 상기 배터리에 저장할 수 있다.
상기 배터리는 전력 변환부에서 공급되는 전력을 저장할 수 있는 종래의 충전기술이면 무엇이든 적용가능 하나 리튬 이온 배터리가 적용되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 날개가 없는 풍력발전 장치(10)의 작동상태에 대하여 보다 구체적으로 기술하면 다음과 같다.
상기 진동몸체(210)가 길고 가는 형상의 구조물에서 유동에 의하여 구조물의 뒤에서 와류가 발생하고, 해당 와류가 구조물의 양옆에서 번갈아가면서 발생하여 구조물이 진동하는 볼텍스 쉐이딩(Vortex Shedding)현상에 의하여 진동하게 된다. 이어서 상기 진동몸체(210)에 연결된 진동 가이드(330)에 의해 상기 영구자석(310)으로 진동이 전달하게 되며, 진동하는 상기 영구자석(310)과 상기 권선코일(320)에 의하여 유도전력이 발생하게 된다.
상술된 본 발명의 날개가 없는 풍력발전 장치(10)는 주변에 부는 바람에 의하여 진동하도록 상하방향으로 연장된 원기둥의 상기 진동몸체(210)를 구비하고 있어서 회전전날개가 없어서 소음이 발생하지 않으며, 조류의 이동을 방해하지 않으면서 발전할 수 있다.
한편, 도 3는 날개가 없는 풍력발전 장치(20)의 제2 실시예가 도시되어 있다.
앞서 도시된 도면에서와 동일한 기능을 하는 요소는 동일 참조부호로 표기한다.
본 발명에 따른 날개가 없는 풍력발전 장치(20)의 상기 베이스(100)는 탄성패드(400)를 더 구비한다.
상기 탄성패드(400)는 상기 마스터 바디(200)의 상기 진동몸체(210)가 상기 코일 지지대(120)에 인접하는 경우에 상기 코일 지지대(120)에서 멀어지는 방향으로 탄성을 제공한다. 상기 탄성패드(400)는 상기 진동몸체(210)의 내벽면에 대향되는 상기 코일 지지대(120)의 외주면에 설치된다.
보다 구체적으로 상기 탄성패드(400)는 상기 진동몸체(210)가 진동하여 상기 진동몸체(210)의 내측면이 상기 코일 지지대(120)에 인접되는 경우에 상기 진동몸체(210)에 의해 압축되고, 압축력에 대응되는 탄성력을 상기 진동몸체(210)에 제공하므로 진동의 가속도를 높일 수 있다.
이때, 도면에 도시된 것과 같이 상기 코일 지지대(120)의 외주면에서 상기 권선코일(320)이 설치된 구간에 대응되는 위치에 설치되어 상기 권선코일(320)의 파손을 예방할 수도 있다. 상기 탄성패드(400)는 설치위치는 기술된 내용에 한정하지 않고, 바람에 진동하는 상기 진동몸체(120)에 탄성력을 제공할 수 있는 위치면 적용가능하다.
상술된 본 발명의 날개가 없는 풍력발전 장치(30)는 상기 진동몸체(210)에 탄성력을 제공하는 탄성패드(400)를 구비하고 있어서 진동의 속도도 증가시킬 수 있다.
한편, 도 4는 날개가 없는 풍력발전 장치(30)의 제2 실시예가 도시되어 있다.
본 발명의 날개가 없는 풍력발전 장치(30)의 상기 코일 지지대(120)들은 상단부가 상기 지지대상물(1)에서 멀어질수록 상기 코일 지지대(30) 사이의 상호 이격거리가 증가하도록 절곡되며, 절곡된 부분에 상기 권선코일(320)이 다수개 설치된다.
한편, 본 발명의 날개가 없는 풍력발전 장치(30)의 상기 발전유닛(300)은 자석 이동부(500)를 더 구비한다.
상기 자석 이동부(500)는 상기 마스터 바디(200)가 기 설정된 기준속도 이상으로 진동하는 경우에 상기 발전유닛(300)에서 과전력이 발생하는 것을 방지하기 위해 상기 영구자석(310)과 상기 권선코일(320)간 이격거리를 증가시키도록 상기 영구자석(310)을 이동시킨다.
보다 구체적으로 상기 자석 이동부(500)는 상기 관통부재(331)의 상면에, 상기 영구자석(310)과 지지부재(332)를 상방으로 이동시키게 상기 지지부재(332)와 상기 스프링부재(333)을 구동시키는 승강부(510)와, 상기 관통부재(331)에 설치되서 상기 진동몸체(210)의 진동의 속도를 측정하는 진동감지 센서(520)와, 상기 진동감지 센서(520)에서 감지된 진동속도를 기반으로 상기 진동몸체(210)의 진동속도가 상기 기준속도를 이상인 경우에 상기 영구자석(310)을 상방으로 이동시키게 상기 승강부(510)를 제어하는 구동 제어부(미도시)를 구비한다.
상기 승강부(510)는 상기 영구자석(310)과 지지부재(332)를 승강시키도록 하단이 상기 관통부재(331)에 고정된다. 즉, 상기 승강부(510)는 상단이 상기 지지부재(332)의 하단과 고정시키는 결합부재(미도시)를 더 구비한다. 상기 승강부(510)는 상하길이가 신출되는 종래의 엑추에이터 기술이 적용되므로 추가적인 기술은 생략한다.
상기 진동감지 센서(520)도 종래의 개발된 진동의 속도를 측정할 수 있는 기술이면 무엇이든 적용가능하다.
상술된 본 발명의 날개가 없는 풍력발전 장치(30)는 상기 자석 이동부(500)를 구비하고 있어서, 상기 마스터 바디(200)가 기 설정된 기준속도 이상으로 진동하는 경우에 상기 영구자석(310)과 상기 권선코일(320)간 이격거리를 증가시켜서 상기 발전유닛(300)에서 과전력이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
한편, 도 5는 날개가 없는 풍력발전 장치(40)의 제4 실시예가 도시되어 있다.
본 발명의 날개가 없는 풍력발전 장치(40)는 상기 발전유닛(300)이 전력을 발생시킬 수 있는 기준풍속 미만의 바람에서도 상기 마스터 바디(200)가 진동되어 상기 발전유닛(300)이 전력을 발생시킬 수 있도록 바람에 간섭되도록 변형되는 팽창유닛(600)을 더 구비한다.
상기 팽창유닛(600)은 팽창몸체(610), 에어 주입부(620), 풍속센서(미도시), 팽창 제어부(미도시)를 구비한다.
상기 팽창몸체(610)는 상기 진동몸체(210)에 상단부에 설치되며, 내부에 에어가 충진되는 충진공간(601)이 형성되고, 상기 충진공간(601)으로 에어가 충진되면 상기 진동몸체(210)의 상단부에서 상방으로 팽창한다. 상기 팽창몸체(610)는 상단부 또는 해당 팽창몸체(610)의 외주면에 복수개 설치될 수도 있다. 상기 팽장몸체(610)는 도면에 도시된것과 같이 상기 충진공간(601)에 에어가 충진전에는 접철되어 있고, 에어가 충진후에는 팽창하여 원기둥이 된다.
또 상기 팽창몸체(610)는 상기 충진공간(601)에 에어가 충진전 접철된 상태에서 수납되게 내부에 수납공간이 마련된 케이스(611)를 포함한다.
상기 에어 주입부(620)는 상기 팽창몸체(610)의 충진공간(601)으로 에어를 주입한다. 상기 에어 주입부(620)는 상기 충진공간(601)으로 에어를 공급하게 일단이 상기 팽창몸체(610)에 형성된 유입구에 연결된 에어 공급관로(621)와, 상기 에어 공급관로(621)에 에어를 공급하게 상기 에어 공급관로(621)의 타단에 형성된 콤프레셔(미도시)를 포함한다.
상기 풍속센서는 상기 진동몸체(210)에 설치되어 상기 상기 진동몸체(210)에 부는 풍속을 측정한다. 상기 풍속센서(630)는 진동몸체(210)의 주변의 풍속을 측정할 수 있는 종래에 개발된 센서기술이 적용될 수 있으므로 추가적인 기술은 생략한다.
상기 팽창 제어부는 상기 풍속센서에서 측정된 풍속을 바탕으로 상기 바람이 상기 기준풍속 미만인 경우에, 상기 충진공간(601)으로 에어가 주입되게 상기 에어 주입부(620)를 제어한다.
상술된 본 발명의 날개가 없는 풍력발전 장치(40)는 상기 팽창몸체(610)를 구비하고 있어서 기준풍속 미만의 바람에서 바람에 대한 접촉면적을 확장시켜 기준풍속 미만에서도 상기 마스터 바디(210)가 진동되어 상기 발전유닛(300)이 전력을 발생시킬 수 있다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.
1 : 지지대상물
100 : 베이스 110 : 고정몸체
120 : 코일 지지대 200 : 마스터 바디
210 : 진동몸체 220 : 캔틸레버 빔
300 : 발전유닛 310 : 영구자석
320 : 권선코일 330 : 진동 가이드부
400 : 탄성패드 500 : 자석 이동부
510 : 승강부 520 : 진동감지 센서
600 : 팽창유닛 610 : 팽창몸체
620 : 에어 주입부

Claims (7)

  1. 지지대상물에 설치되는 베이스;
    바람에 의해 진동 가능하게 상기 베이스에 설치되는 마스터 바디; 및
    상기 마스터 바디에 설치되어 상기 마스터 바디의 진동을 이용하여 전력을 발생시키는 발전유닛;을 포함하고,
    상기 베이스는
    상기 지지대상물에서 멀어지는 방향으로 연장된 복수의 코일 지지대를 포함하고,
    상기 발전유닛은
    상기 마스터 바디와 함께 진동하도록 진동 가이드부에 의해 상기 마스터 바디에 연결되되, 상기 코일 지지대 사이의 설치공간 내에 위치하도록 설치되는 영구자석 및
    상기 영구자석에 대향되는 상기 코일 지지대에 설치되는 권선코일을 포함하고,
    상기 진동 가이드부는
    상기 마스터 바디에 고정된 관통부재,
    단부가 상기 설치공간 내에 인입되도록 연장되고, 길이방향을 따라 상기 영구자석이 슬라이딩 가능하게 형성된 지지부재 및
    상기 영구자석이 상기 권선코일에 대향되게 상기 설치공간에 위치하도록 상기 영구자석에 탄성력을 제공하는 스프링부재를 구비하는 것을 특징으로 하는,
    날개가 없는 풍력발전 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 코일 지지대는 상기 마스터 바디의 내부에 형성된 진동공간에 인입되게 설치되고,
    상기 베이스는
    상기 마스터 바디가 상기 코일 지지대에 인접하는 경우에 상기 코일 지지대에서 멀어지는 방향으로 탄성을 제공하도록 상기 마스터 바디 내벽면에 대향되는 상기 코일 지지대의 외주면에 설치되는 탄성패드를 더 구비하는 것윽 특징으로 하는,
    날개가 없는 풍력발전 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 코일 지지대들은 단부가 상기 지지대상물에서 멀어질수록 상기 코일 지지대 사이의 상호 이격거리가 증가하도록 절곡되고,
    상기 권선코일은 상기 코일 지지대들의 절곡된 부분에 다수개 설치가 되고,
    상기 발전유닛은
    상기 마스터 바디가 기준속도 이상으로 진동하는 경우에 상기 영구자석과 상기 권선코일간 이격거리를 증가시켜서 상기 발전유닛에서 과전력이 발생하는 것을 방지하기 위해 상기 영구자석을 상기 지지대상물에서 멀어지는 방향으로 이동시키도록 상기 진동 가이드부에 설치되는 자석 이동부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는,
    날개가 없는 풍력발전 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 발전유닛이 전력을 발생시킬 수 있는 기준풍속 미만의 바람에서도 상기 마스터 바디가 진동시켜 상기 발전유닛이 전력을 발생시킬 수 있도록 바람에 간섭되도록 변형되는 팽창유닛을 더 구비하는 것을 특징으로 하는,
    날개가 없는 풍력발전 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 팽창유닛은
    상기 마스터 바디에 설치되며, 내부에 에어가 충진되는 충진공간이 형성되고, 상기 충진공간으로 에어가 충진되면 상기 마스터 바디의 외주면에서 멀어지는 방향으로 팽창하는 팽창몸체,
    상기 팽창몸체의 충진공간으로 에어를 주입하는 에어 주입부,
    상기 마스터 바디에 설치되어 상기 마스터 바디에 부는 풍속을 측정하는 풍속센서 및
    상기 풍속센서에서 측정된 풍속을 바탕으로 상기 바람이 상기 기준풍속 미만인 경우에, 상기 충진공간으로 에어가 주입되게 상기 에어 주입부를 제어하는 팽창 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는,
    날개가 없는 풍력발전 장치.

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