KR20110078828A - 집풍타워식 풍력발전기용 에어터빈 조립체 - Google Patents

집풍타워식 풍력발전기용 에어터빈 조립체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 집풍타워식 풍력발전기용 에어터빈 조립체에 관한 것으로, 집풍타워의 풍동으로 이어진 송풍관로 및 토출구로 이어진 토출관로와 연결된 관체 케이스; 상기 관체 케이스의 내부에 동축상으로 배열되어 설치되는 회전축; 상기 회전축의 일측단에 회전 가능하게 장착되되, 복수의 회전날이 상기 회전축 축선에 대해 각각 경사지도록 방사상으로 배열되어 있는 에어터빈; 및 상기 회전축의 일측단에 연결되어 상기 회전축의 회전력을 발전기로 전달하도록 되어 있는 전동부;로 이루어지되, 상기 관체 케이스는, 상기 송풍관로의 말단에 그 상류단이 연결되며, 상기 회전날이 그 내부에 동축 상으로 배치되는 등직경부;와 상기 등직경부의 하류단으로부터 반경방향 바깥쪽으로 벌어지도록 경사져 연장되며, 상기 토출관로의 선단에 그 하류단이 연결되는 경사확대부;로 이루어지는 것을 특징으로 하며, 따라서, 관체 케이스의 후단이 경사확대부로서 관경이 확대되어 있으므로, 송풍관로를 따라 불어오는 바람이 에어터빈 등의 유동저항 또는 경사확대부의 확산관 효과로 인해 속도가 떨어져 바람에 실려 있던 이물질이 경사확대부 바닥면에 쌓여도 에어터빈 후방에 배압이 증대되지 않아 에어터빈에 의한 발전효율을 극대화할 수 있게 된다.
풍력, 발전, 에어터빈, 관체 케이스, 경사확대부

Description

집풍타워식 풍력발전기용 에어터빈 조립체{Air turbine assembly used for a wind collecting tower type wind power generator}
본 발명은 집풍타워식 풍력발전기용 에어터빈 조립체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상대적으로 넓은 면적의 집풍타워를 통해 모아진 풍부한 양의 바람이 비교적 좁은 관로 내로 통과할 때 이 바람에 의해 관로 상에서 고속으로 회전하도록 함으로써 높은 효율로 발전을 할 수 있도록 한 집풍타워식 풍력발전기용 에어터빈 조립체에 관한 것이다.
일반적으로, 바람을 이용하여 발전을 하는 풍력발전기는 발전기의 회전축에 풍차를 설치하여, 바람에 의해 풍차가 회전됨에 따라 발생되는 회전력을 이용하여 발전을 할 수 있도록 구성된다.
그런데, 이러한 풍력발전기는 비교적 높은 풍속의 바람이 불어야만 풍차가 회전되어 발전이 이루어지므로, 바람이 많이 부는 특정한 지역을 제외하고 풍력발전기를 설치하는 것이 부적절하며, 바람의 에너지를 전기로 변환하는 효율이 매우 낮은 문제점이 있었다.
한편, 본 출원인은 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 집풍타워를 이용하여 바람을 집중시켜 풍속이 낮은 경우에도 발전을 할 수 있도록 된 새로운 구조의 풍력발전장치를 특허 출원한 바 있다(공개특허번호 10-2009-0021305호).
상기 풍력발전장치는 도 1에 도시한 바와 같이, 지하에 발전기실(111)을, 지상에 집풍타워(112)와 같은 집풍수단을 각각 마련하고 있으며, 상기 집풍타워(112)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 기부(113)의 위쪽에 연직방향으로 세워서 설치한 통모양 부재로 구성되고 둘레면에는 다수개의 바람 도입구(117)가 형성된 풍동(114)과, 상기 풍동(114)의 둘레의 벽으로부터 법선 방향으로 설치된 복수의 집풍판(115)과, 상기 집풍판(115) 상호간 및 풍동(114)의 상단 개구를 막는 천판(116)과, 인접하는 집풍판(115) 사이에 설치되어 상기 집풍판(115) 사이로 불어오는 바람을 상기 풍동(114) 쪽으로 가이드하는 복수의 가이드판(118)과, 인접하는 집풍판(115) 사이에 설치되어 집풍판(115)의 외부로부터 집풍판(115)의 내부로 바람의 유통만을 허용하고 집풍판(115) 내부로부터 외부로의 유통을 규제하는 다수의 개폐구(124,129)로 이루어진다.
상기 발전기실(111)에는 상기 풍동(114)에 연통하는 지하 송풍관로(130)가 설치되어, 이 지하 송풍관로(130)내를 흐르는 바람에 의해 회전 구동되는 터빈(131)과, 이 터빈(131)에 의해 구동되는 발전기(132)와, 그 외의 송전설비 등이 설치되어 있다.
위와 같은 구조로 이루어지는 풍력발전장치는 풍동(114)의 둘레부에 부는 바람이 상기 집풍판(115)과 가이드판(118)에 의해서 형성되는 유도통로에 안내되고, 다시 상기 바람 도입구(117)를 통해 풍동(114)의 내부로 유입된 후 터빈(131)으로 공급되어, 터빈(131)과 터빈(131)에 연결된 발전기(132)를 회전시켜 발전을 할 수 있도록 구성된다.
그런데, 위와 같은 풍력발전장치에 적용된 종래의 터빈(131)은 도 1에 도시된 것처럼 충동터빈으로서, 터빈(131)의 하단 일부만이 송풍관로(130) 내부에 위치하여 송풍관로(130)를 통과하는 바람에 의해 충격을 받는 부분이 전체 터빈(131)의 크기에 비해 매우 작고 터빈(131)의 외주면과 송풍관로(130) 내주면 하단 사이의 간격으로 바람이 그대로 통과할 수 있으므로, 집풍된 바람에 의해 터빈을 효과적으로 회전시킬 수 없고, 따라서 바람의 운동에너지를 전기에너지화하는 에너지 변환효율이 좋지 못한 문제점이 있었다.
이에 따라, 도 3에 도시된 바와 같은 풍력발전장치가 제안된 바 있다. 이 풍력발전장치는 터빈(231)이 프로펠러 형태로 발전기(232)와 함께 송풍관로(230) 상에 동축 상으로 설치되어 있는 바, 송풍관로(230) 내부에 흐르는 바람이 터빈(231) 전체를 때리기 때문에 바람의 운동에너지가 빠짐없이 터빈(231)에 전달되므로 에너지 변환 효율을 높일 수 있는 장점이 있다.
그러나, 이 풍력발전장치는 도 4에 상세 도시된 바와 같이, 터빈(231) 또는 발전기(232)와 충돌한 바람의 속도가 떨어지면서 바람을 타고 들어온 흙이나 모래입자 등 이물질이 속도를 잃고 낙하하여 도 4에 A로 표시된 것처럼 터빈(231)의 앞뒤로 송풍관로(230) 바닥에 누적되는 바, 이렇게 누적된 이물질은 송풍관로(230)의 관경을 좁힘으로써 특히 터빈(231) 하류측에 불필요한 배압을 발생시켜 집풍타 워(212)를 통해 풍동에 모아진 바람이 송풍관로(230)를 따라 흐르다가 터빈(231)과 가까워지면서 받게 되는 유동저항이 증대되어 터빈(231)을 고속으로 통과할 수 없게 되고, 따라서 바람이 가진 운동에너지를 효과적으로 터빈(231)의 운동에너지로, 또 터빈(231) 회전에 의한 전기에너지로 변환시킬 수 없게 되므로, 마찬가지로 바람의 운동에너지를 손실을 최소화하여 전기에너지로 변환할 수 없게 되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 풍력발전장치의 풍동으로부터 송풍관로를 통해 에어터빈 또는 발전기로 불어오는 바람이 터빈 등으로 인해 속도가 떨어지면서 흙이나 모래 같은 이물질을 송풍관로 바닥에 떨어뜨려 누적되더라도 누적된 이물질 더미가 송풍관로의 관경을 좁히지 않도록 함으로써, 터빈 하류측에 불필요한 배압이 발생하는 것을 막고 따라서 터빈에 충돌하는 바람이 유동저항의 증대를 느끼지 않고 터빈을 통과할 수 있게 하여, 바람이 갖는 운동에너지가 이물질 더미로 인한 추가손실 없이 전기에너지로 변환될 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.
또한, 터빈과 함께 송풍관로 내에 설치되는 발전기 및 관련 동력전달부 등으로 인해 터빈으로 접근하는 바람의 유동저항이 증대되지 않도록 함으로써, 마찬가지로 바람이 갖는 운동에너지가 보다 효과적으로 전기에너지로 변환될 수 있도록 하는 데 또 다른 목적이 있다.
아울러, 발전기 및 관련 동력전달부가 각종 이물질을 싣고 있는 바람에 직접적으로 노출되지 않도록 함으로써, 이물질로 인한 손상이나 고장을 미연에 방지하여 내구 수명을 향상시킬 수 있도록 하는 데 또 다른 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 집풍타워의 풍동으로 이어진 송풍관로 및 토출구로 이어진 토출관로와 연결된 관체 케이스; 상기 관체 케이스의 내부에 동축상으로 배열되어 설치되는 회전축; 상기 회전축의 일측단에 회전 가능하게 장착되되, 복수의 회전날이 상기 회전축 축선에 대해 각각 경사지도록 방사상으로 배열되어 있는 에어터빈; 및 상기 회전축의 일측단에 연결되어 상기 회전축의 회전력을 발전기로 전달하도록 되어 있는 전동부;로 이루어지되, 상기 관체 케이스는, 상기 송풍관로의 말단에 그 상류단이 연결되며, 상기 회전날이 그 내부에 동축 상으로 배치되는 등직경부;와 상기 등직경부의 하류단으로부터 반경방향 바깥쪽으로 벌어지도록 경사져 연장되며, 상기 토출관로의 선단에 그 하류단이 연결되는 경사확대부;로 이루어지는 집풍타워식 풍력발전기용 에어터빈 조립체를 제공한다.
또한, 상기 회전축은 상기 에어터빈의 뒤쪽에서 회전지지 베어링과의 사이에 감겨 구동풀리의 후단까지 연장되어 있는 구동부커버에 의해 둘러싸여져 있고, 상기 전동부는 상기 회전축을 지지하는 지지봉으로부터 상기 발전기의 후단까지 상기 구동부커버의 저면을 따라 연장되어 있는 종동부커버에 의해 상기 발전기와 함께 둘러싸여져 있는 것이 바람직하다.
또한 상기 에어터빈은 상기 회전날이 상기 등직경부의 하류단에 배치되어 있 는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 집풍타워식 풍력발전기용 에어터빈 조립체에 의하면, 송풍관로와 이어진 관체 케이스가 에어터빈 직후부터 경사확대부로 형성되어 깔대기 형태로 경사져 벌어져 있는 바, 송풍관로를 따라 불어오는 바람이 에어터빈 등으로 인한 유동저항 때문에 또는 경사확대부의 확산관 효과로 인해 속도가 떨어져 바람에 실려 온 흙이나 모래 입자 등 이물질이 속도를 잃고 관체 케이스 내주면에 쌓이더라도 에어터빈 직후의 관경이 에어터빈 직전의 관경보다 더 좁아지지 않으므로, 터빈 하류측에 불필요한 배압이 발생하지 않고, 따라서 에어터빈에 충돌하는 바람이 터빈에 충돌할 때까지 유동저항의 증대를 느끼지 않고 터빈을 고속으로 통과할 수 있게 되어 바람이 갖는 운동에너지가 이물질 누적으로 인해 운동에너지를 손실하지 않고 에어터빈을 회전시킴으로써 높은 효율로 전기를 발생시킬 수 있게 된다.
또한, 에어터빈을 관체 케이스와 동축 상으로 설치하기 위해 회전축 등이 관체 케이스의 축선 상에 배치되더라도 회전축이 배치되는 부분의 관체 케이스가 경사확대부로 관경이 점차 커져 있고, 또한 바람의 유동저항을 증대시키는 회전축 등 각 부품들의 요철이 구동부커버와 종동부커버에 의해 가려져 있기 때문에, 에어터빈 전후의 관경이 동일하고 구동부 및 종동부 커버가 없을 때보다 에어터빈 후방에 발생하는 배압의 크기가 크게 감소되므로, 에어터빈과 충돌할 때 배압으로 인한 바람의 운동에너지 손실이 최소로 될 수 있도록 함으로써, 터빈 회전에 의한 전기 생산 효율을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 위와 같이 경사확대부의 확산관 효과로 인해 유로 상에 놓인 회전축이나 구동부커버 등으로 인해 유동저항이 증대됨에도 불구하고 에어터빈 후방에 배압이 감소되므로, 에어터빈까지에 이르는 바람의 유속을 최대한 증대시킬 수 있어 마찬가지로 터빈의 회전력을 증대시킴으로써 전기 생산효율을 극대화시킬 수 있게 된다.
아울러, 구동부커버와 종동부커버에 의해 바람에 함께 실려 오는 흙이나 모래입자 등 이물질로부터 오손되기 쉬운 회전축 등 각 부품들 간의 연결 또는 접촉부위를 둘러싸 보호함으로써 에어터빈 조립체의 내구수명 향상을 도모할 수 있게 된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 집풍타워식 풍력발전기용 에어터빈 조립체를 첨부 도면에 따라 상세히 설명한다.
본 발명의 집풍타워식 풍력발전기용 에어터빈 조립체는 집풍타워를 이용한 풍력발전기에서 집풍타워를 통해 집풍된 바람에 의해 회전하는 터빈장치로서, 도 5에 도면부호 1로 도시된 바와 같이, 크게 관체 케이스(3), 회전축(5), 에어터빈(7), 및 전동부(9)로 이루어진다.
여기에서, 먼저 상기 관체 케이스(3)는 에어터빈 조립체(1)의 외체를 이루는 부분으로, 도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이 집풍타워(10) 중심부의 풍동(20) 하단에 연결된 송풍관로(30) 및 토출구(81)에 연결된 토출관로(80)와 이어져 있는 바, 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이 송풍관로(30)에 이어진 등직경부(11) 및 토출관로(80)에 이어진 경사확대부(12)로 이루어진다.
이를 위해, 상기 등직경부(11)는 도 5에 도시된 것처럼, 관체 케이스(3)의 상류측으로서 직경이 일정한 원통형 통체로서, 송풍관로(30)의 말단에 그 상류단이 연결되어 있으며, 내부에 회전날(13)이 동축 상으로 배치된다.
이때, 특히 에어터빈(7)은 등직경부(11)의 하류단에 배치되는 바, 경사확대부(12) 직전에 에어터빈(7)을 배치함으로써 경사확대부(12)로 인해 에어터빈(7)의 배압이 감소되는 효과가 극대화될 수 있도록 하며, 이에 따라 에어터빈(7)을 통과하는 바람에 영향을 주는 배압이 최소화되므로 에어터빈(7)을 통과할 때 바람의 속도가 고속으로 유지될 수 있게 되어 에어터빈(7)의 회전으로 얻어지는 전기에너지의 수득률을 최대화할 수 있게 된다.
한편, 상기 경사확대부(12)는 등직경부(11)의 하류측에 연속되어 에어터빈 조립체(1)의 외체를 이루는 부분으로서, 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 등직경부(11)의 하류단으로부터 하류측으로 갈수록 직경이 점차 커지면서 바깥쪽으로 벌어져 경사지도록 연장된 마치 메가폰과 같은 형태를 취하고 있으며, 토출관로(80)의 선단에 하류단이 연결될 때까지 연장되어 그 축선 상에 위치하는 회전축(5) 및 구동부커버(53)를 둘러싸도록 되어 있다.
상기 회전축(5)은 에어터빈(7)을 회전 가능하게 지지하는, 따라서 에어터빈(7)과 함께 회전하여 에어터빈(7)에 의해 발생한 회전력을 전동부(9)을 통해 발전기(40)까지 전달하는 부재로서, 도 6 및 도 8에 도시된 것처럼, 관체 케이스(3)의 경사확대부(12) 내에 동축 상으로 배열되어 설치되는 바, 지지봉(54) 상단의 지 지선반(55) 위에 설치된 한 쌍의 회전지지 베어링(51)에 의해 회전 가능하게 축지지되며, 특히 에어터빈(7)의 뒤쪽에서 회전지지 베어링(51)과의 사이에 감겨 구동풀리(91)의 후단까지 연장되어 덮고 있는 구동부커버(53)를 통해 외곽이 둘러싸여져, 에어터빈(7)을 통과한 바람에 실려 있는 흙이나 모래 입자 또는 먼지 등의 이물질에 의해 베어링(51)이나 전동부(9) 등의 연결 또는 접촉부위가 오손되는 것을 방지하게 된다.
상기 에어터빈(7)은 풍동(20)에서 집풍되어 송풍관로(30)를 통해 송풍된 고속의 바람에 의해 회전함으로써 발전에 사용되는 회전력을 만드는 부분으로서, 도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 회전축(5)의 상류측단에 회전 가능하게 장착되는 바, 회전축(5)의 상류측단 즉, 전방단에 직접 결합되는 회전허브(56)와 이 회전허브(56)의 외주면에 일체로 형성되는 복수의 회전날(13)로 이루어져 있다. 여기에서, 회전허브(56)는 회전날(13)을 회전축(5)에 연결하는 부분으로 선단이 뾰족한 원통형으로 되어 있고, 복수개의 회전날(13)은 회전허브(56) 둘레에 방사상으로 배열되되, 회전축(5)의 축선에 대해 각각 일정각도로 즉, 일정한 피치각도로 경사져 있으며, 전체적으로 비행기 날개 형태의 단면 형상을 가지고 있다.
끝으로, 상기 전동부(9)는 회전축(5)에 발생한 회전력 즉, 에어터빈(7)의 회전에 의해 얻어진 회전력을 발전기(40)로 전달하여 전기를 만들어 낼 있게 하는 부분으로, 회전축(5)과 발전기(40)의 구동축(42)을 연결하여 동력을 전달할 수 있는 것이라면 어떤 형태의 전동수단도 사용 가능하지만, 본 실시예에서와 같이 벨트와 풀리 구조를 채용하는 것이 바람직한 바, 본 실시예의 전동부(9)는 도 6에 도시된 바와 같이 회전축(5)과 발전기(40) 구동축(42)의 끝부분에 각각 장착되는 구동풀리(91) 및 종동풀리(93)와 이들 구동 및 종동풀리(91,93)의 둘레에 감긴 전동벨트(95)로 이루어진다.
이때, 전동부(9)는 회전축(5)과 마찬가지로 발전기(40) 및 그 부속장치와 함께 종동부커버(41)를 통해 그 외곽이 둘러싸여져 있는 바, 종동부커버(41)는 일종의 간막이 판재으로서 도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이 회전축(5)을 지지하는 지지봉(54)으로부터 발전기(40)의 후단까지 구동부커버(53)의 저면을 따라 연장됨으로써, 에어터빈(7)을 통과한 바람에 실려 있는 이물질로부터 전동부(9)와 발전기(40) 등을 보호하여 특히, 이들의 연결 또는 접촉부위가 이물질 등으로 인해 오손되는 것을 억제하도록 되어 있다.
이제, 위와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 집풍타워식 풍력발전기용 에어터빈 조립체(1)의 작용을 설명한다.
일반적인 집풍타워식 풍력발전기는 도 5에 도시된 바와 같이, 전체적으로 지면으로부터 높이 솟아 있는 집풍타워(10)와 지면 위에 낮게 지어진 기부(50)로 이루어지는 바, 집풍타워(10)는 바람을 모으는 풍동(20), 이 풍동(20)으로 바람을 안내하는 가이드부(60), 및 풍동(20) 또는 가이드부(60) 안으로 유입된 바람을 가능하면 밖으로 나가지 않고 풍동(20)을 따라 하단의 송풍관로(30)까지 전달되도록 유도하는 통기부재(70)로 구성되며, 따라서 외부에서 통기부재(70)와 가이드부(60)를 거쳐 풍동(20) 안으로 들어온 바람을 아래로 모아 송풍관로(30)로 이동시킴으로써 송풍관로(30) 상에 장착된 에어터빈 조립체(1)의 에어터빈(7)을 고속으로 회전시키 고, 이때 발생하는 회전력을 이용해 발전을 하도록 되어 있는 바, 풍동(20)에서 집풍된 고압의 바람은 송풍관로(30)를 따라 에어터빈 조립체(1)를 통과한 뒤 토출관로(80)를 통해 외부로 배출된다.
이때, 에어터빈 조립체(1)의 관체 케이스(3) 안으로 유입된 바람은 먼저 송풍관로(30)의 말단에 연결되어 있는 원통형의 등직경부(11)를 통과하게 되는 바, 등직경부(11)의 직경이 입구에서 출구까지 동일하므로, 등직경부(11)로 유입되는 바람의 속도와 등직경부(11)를 빠져나가는 바람의 속도가 일정하게 유지된다.
다만, 등직경부(11)를 흐르는 바람이 에어터빈(7)을 만나 유동저항을 받지만, 에어터빈(7)의 배후가 경사확대부(12)에 의해 넓게 열려 있으므로 에어터빈(7)의 후방 즉, 하류측이 전방 즉, 상류측과 동일한 직경일 때보다 배압이 크게 줄기 때문에 등직경부(11)로 유입될 때의 상대적으로 빠른 유속을 그대로 유지하면서 에어터빈(7)을 통과할 수 있게 되며, 따라서, 에어터빈(7)을 보다 효과적으로 회전시킬 수 있게 된다.
이와 같이 에어터빈(7)이 고속으로 회전함에 따라 에어터빈(7)과 결합되어 있는 회전축(5)도 함께 고속으로 회전하게 되는 바, 회전축(5)의 회전력은 구동풀리(91)를 통해 전동벨트(95)로 전달되고, 이 전동벨트(95)에 의해 회전하게 된 종동풀리(93)와 함께 발전기(40)의 구동축(42)이 고속으로 동기 회전함에 따라 발전기(40)로부터 전기가 발생된다.
한편, 관체 케이스(3)의 등직경부(11)를 빠져나와 경사확대부(12)에 이르러 바람은 확산관의 효과로 인해 속도가 크게 떨어지기 시작하며, 따라서 고속의 바람 에 실려 있던 비교적 중량의 흙이나 모래입자 등의 각종 이물질(M)이 경사확대부(12) 내주면과 구동부커버(53) 및 종동부커버(41) 표면으로 낙하하거나 적층되는 바, 이물질로 인해 회전축(5), 전동부(9), 발전기(40), 및 관련 부품 등이 오손되는 것을 방지할 수 있게 되며, 특히, 도 9에 도시된 바와 같이 경사확대부(12)의 내주면에 이물질 등이 적층되더라도 이 이물질 등으로 인해 에어터빈(7) 후방의 관경이 에어터빈(7) 전방의 관경보다 작아지지 않기 때문에, 계속해서 유효하게 에어터빈(7) 후방의 배압을 낮게 유지할 수 있으므로, 에어터빈(7)을 통과할 때 바람의 속도를 여전히 고속으로 유지할 수 있게 된다.
또한, 구동부커버(53)와 종동부커버(41)가 회전축(5), 베어링(51), 전동벨트(95)와 풀리(91,93), 발전기(40) 등 오손에 취약한 부위를 바람과 함께 실려 온 각종 이물질로부터 보호하므로, 에어터빈 조립체(1)의 내구강도를 향상시킬 수 있게 된다. 아울러, 구동부커버(53)와 종동부커버(41)는 회전축(5), 전동부(9), 발전기(40) 등 요철이 심한 각 부품이 바람의 유동경로 상에 그대로 노출되지 않게 함으로써, 에어터빈 조립체(1)가 송풍관로(30) 상에 중첩 설치한 경우 다음 번 에어터빈 조립체에 이르는 바람의 운동에너지가 각 부품 들과의 접촉으로 인해 손실되는 것을 억제할 수 있게 된다.
도 1은 종래의 풍력발전기 외관을 도시한 정면도,
도 2는 도 1에 도시된 집풍타워의 평단면도,
도 3은 또 다른 종래의 풍력발전기 외관을 도시한 정면도,
도 4는 도 3에 도시된 에어터빈 및 발전기를 상세 도시한 부분 확대도,
도 5는 본 발명에 따른 집풍타워식 풍력발전기용 에어터빈 조립체가 적용된 풍력발전기의 외관을 도시한 정면도,
도 6은 도 5에 도시된 에어터빈 조립체를 상세 도시한 확대도,
도 7은 도 6의 에어터빈 조립체를 상류측 즉, 전방에서 도시한 사시도,
도 8은 도 6의 에어터빈 조립체를 하류측 즉, 후방에서 도시한 사시도,
도 9는 도 6에 도시된 에어터빈 조립체의 사용 상태도이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
1 : 집풍타워 3 : 관체 케이스
5 : 회전축 7 : 에어터빈
9 : 전동부 10 : 집풍타워
11 : 등직경부 12 : 경사확대부
13 : 회전날 20 : 풍동
30 : 송풍관로 40 : 발전기
41 : 종동부커버 51 : 회전지지 베어링
53 : 구동부커버 60 : 가이드부
70 : 통기부재 80 : 토출관로
81 : 토출구 91 : 구동풀리
93 : 종동풀리 95 : 전동벨트

Claims (3)

  1. 집풍타워(10)의 풍동(20)으로 이어진 송풍관로(30) 및 토출구(81)로 이어진 토출관로(80)와 연결된 관체 케이스(3);
    상기 관체 케이스(3)의 내부에 동축상으로 배열되어 설치되는 회전축(5);
    상기 회전축(5)의 일측단에 회전 가능하게 장착되되, 복수의 회전날(13)이 상기 회전축(5) 축선에 대해 각각 경사지도록 방사상으로 배열되어 있는 에어터빈(7); 및
    상기 회전축(5)의 일측단에 연결되어 상기 회전축(5)의 회전력을 발전기(40)로 전달하도록 되어 있는 전동부(9);로 이루어지되,
    상기 관체 케이스(3)는,
    상기 송풍관로(30)의 말단에 그 상류단이 연결되며, 상기 회전날(13)이 그 내부에 동축 상으로 배치되는 등직경부(11);와
    상기 등직경부(11)의 하류단으로부터 반경방향 바깥쪽으로 벌어지도록 경사져 연장되며, 상기 토출관로(80)의 선단에 그 하류단이 연결되는 경사확대부(12);로 이루어지는 것을 특징으로 하는 집풍타워식 풍력발전기용 에어터빈 조립체.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 회전축(5)은 상기 에어터빈(7)의 뒤쪽에서 회전지지 베어링(51)과의 사이에 감겨 구동풀리(91)의 후단까지 연장되어 있는 구동부커버(53)에 의해 둘러싸 여져 있고,
    상기 전동부(9)는 상기 회전축(5)을 지지하는 지지봉(54)으로부터 상기 발전기(40)의 후단까지 상기 구동부커버(53)의 저면을 따라 연장되어 있는 종동부커버(41)에 의해 상기 발전기(40)와 함께 둘러싸여져 있는 것을 특징으로 하는 집풍타워식 풍력발전기용 에어터빈 조립체.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 에어터빈(7)은 상기 회전날(13)이 상기 등직경부(11)의 하류단에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 집풍타워식 풍력발전기용 에어터빈 조립체.
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