KR102273393B1 - Autonomous vertical wind turbine which is following the wind direction automatically - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 풍향을 스스로 추종하는 수직형 풍력발전장치에 관한 것이다.The present invention relates to a vertical wind power generator that follows the wind direction by itself.
일반적으로 풍력발전장치는 자연의 바람 에너지를 기계 에너지로 변환시켜 발전하는 것으로, 이와 같은 풍력발전장치는 바람이 많이 부는 장소에 설치하여 바람을 유입함은 물론 유입된 바람의 힘으로 터빈을 회전시켜 전기를 발생시킨다.In general, a wind power generator converts natural wind energy into mechanical energy to generate power, and such a wind power generator is installed in a windy place to introduce wind as well as rotate a turbine with the power of the introduced wind. generate electricity.
풍력발전장치는 외부에서 유입되는 바람에 의해 회전되는 회전날개와, 회전날개의 회전력을 전달하는 회전축과, 회전축에 의해 구동되어 동력 및 전기를 발생시키는 발전기로 구성된다. The wind power generator is composed of a rotary blade rotated by wind introduced from the outside, a rotary shaft that transmits the rotational force of the rotary blade, and a generator driven by the rotary shaft to generate power and electricity.
풍력발전장치는 상술한 회전축의 배치 방향에 따라 수평형과 수직형으로 구분된다.The wind power generator is divided into a horizontal type and a vertical type according to the arrangement direction of the above-described rotating shaft.
수직형 풍력발전장치는 발전기를 구동시키는 회전축이 지면에 대하여 수직으로 배치되는 구조로서, 대표적인 수직형 풍력발전장치로는, 회전축의 둘레에 회전축과 함께 회전되는 반원통 형상의 회전날개가 배치되는 사보니우스형 풍력발전장치가 있다.A vertical wind power generator has a structure in which a rotating shaft for driving a generator is vertically disposed with respect to the ground. As a typical vertical wind power generator, a semi-cylindrical rotating blade that rotates with the rotating shaft is disposed around the rotating shaft. There is a Bonius type wind turbine.
그러나, 종래의 수직형 풍력발전장치는 반원통 형상의 회전날개가 외부공간에 노출되어 전 방향에서 바람의 영향을 받도록 설계됨에 따라, 풍향이 수시로 변화하거나, 풍속이 느린 지역에서는 회전날개의 주변에서 바람이 분산되어 회전날개의 전면으로 바람이 정확히 전달되지 못하고, 이에 따라 회전날개가 충분히 회전되지 못하여 지속적이고 안정적인 전력 생산이 어려운 문제점이 있었다.However, as the conventional vertical wind power generator is designed such that the semi-cylindrical rotor blades are exposed to the external space and are affected by the wind from all directions, the wind direction changes frequently or in the area where the wind speed is low, in the vicinity of the rotor blades. Since the wind is dispersed, the wind cannot be accurately transmitted to the front side of the rotor blades, and accordingly, the rotor blades do not rotate sufficiently.
또한, 풍력발전 과정에서 블레이드, 회전부품, 발전기 모터 등에서 발생하는 다양한 소음이 너무 커서, 주거밀집지역에 설치운영이 어렵고, 폭넓은 상업적 용도로 풍력발전기를 활용하는 것에 대한 제약이 많았다.In addition, various noises generated from blades, rotating parts, and generator motors during the wind power generation process were too large, making it difficult to install and operate in densely populated residential areas, and there were many restrictions on using the wind power generator for a wide range of commercial purposes.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 전 방향으로 회전되면서 스스로 바람의 방향을 추종하여 풍향의 변화가 잦거나, 풍속이 느린 환경에서도 블레이드에 정확한 유체의 압력을 전달하고, 이를 통해 블레이드의 회전력을 충분히 확보하여 지속적이고 안정적으로 전력을 생산할 수 있는 풍향을 스스로 추종하는 수직형 풍력발전장치를 제공하는 것이다. The present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to follow the direction of the wind by itself while rotating in all directions, so that the wind direction is frequently changed or the accurate fluid pressure on the blades even in an environment where the wind speed is slow. It is to provide a vertical wind power generator that self-follows the direction of the wind, which can continuously and stably produce electric power by securing sufficient rotational force of the blade through this.
또한, 본 발명의 다른 목적은 풍력발전기에 반개폐 방식의 하우징 개념을 적용함으로써, 풍력발전 과정에서 발생할 수 있는 다양한 소음을 최소화한 풍향을 스스로 추종하는 수직형 풍력발전장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a vertical wind power generator that follows the wind direction by minimizing various noises that may be generated in the process of wind power generation by applying the housing concept of the semi-opening type to the wind power generator.
본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 풍향을 스스로 추종하는 수직형 풍력발전장치는 지면에 대하여 수직으로 배치되고, 내부에 바람이 통과 가능한 유로가 마련되는 하우징을 포함하고, 상기 하우징은, 외부로부터 불어오는 바람에 의해 원주방향을 따라 회전하면서 상기 바람이 불어오는 방향을 스스로 추종하여, 항상 상기 유로의 입구를 상기 바람이 불어오는 방향을 향하도록 배치시킨다.A vertical wind power generator for self-tracking a wind direction according to an embodiment of the present invention for solving the above problems includes a housing disposed vertically with respect to the ground and provided with a flow path through which wind can pass therein, the housing comprising: , It rotates along the circumferential direction by the wind blowing from the outside and follows the direction in which the wind blows by itself, so that the inlet of the flow path is always arranged to face the direction in which the wind blows.
상기 하우징에 회전 가능하게 결합되어 상기 유로에 배치되고, 상기 유로를 통과하는 바람에 가압되어 회전되도록 구성되는 적어도 하나의 블레이드; 상기 적어도 하나의 블레이드의 회전력을 전달받아 전기를 발생시키도록 구성되는 발전기; 상기 지면에 설치되어 상기 하우징을 회전 가능하게 지지하고, 상기 발전기를 외부로부터 보호하도록 구성되는 베이스; 및 상기 하우징에 수용되고, 상기 적어도 하나의 블레이드와 상기 발전기를 연결하여 상기 적어도 하나의 블레이드의 회전력을 상기 발전기에 전달하도록 구성되는 구동계를 더 포함할 수 있다.at least one blade rotatably coupled to the housing and disposed in the flow path, configured to be rotated by being pressed by the wind passing through the flow path; a generator configured to generate electricity by receiving the rotational force of the at least one blade; a base installed on the ground to rotatably support the housing, and configured to protect the generator from the outside; and a drive system accommodated in the housing and configured to connect the at least one blade and the generator to transmit the rotational force of the at least one blade to the generator.
상기 하우징은, 상기 베이스에 원주방향을 따라 회전 가능하게 결합되는 수직 축부; 상기 수직 축부의 하측에 결합되어 상기 수직 축부에 의해 회전되고, 상기 적어도 하나의 블레이드의 하단부를 회전 가능하게 지지하는 하부판; 상기 수직 축부의 상부에 결합되어 상기 수직 축부를 회전시키고, 상기 적어도 하나의 블레이드의 상단부를 회전 가능하게 지지하는 상부판; 상기 하부판과 상기 상부판 사이에 배치되어 상기 유로를 형성하고, 상기 하부판 및 상기 상부판에 의해 회전되도록 구성되는 유체 안내부; 상기 상부판에 결합되어 상기 상부판을 회전시키도록 구성되는 회전 커버; 및 상기 회전 커버의 상단부에 결합되고, 외부로부터 불어오는 바람에 가압되어 상기 원주방향을 따라 회전하면서 상기 하우징을 동일방향으로 회전시키고, 상기 바람이 불어오는 방향을 지시하도록 구성되는 풍향계를 포함할 수 있다.The housing may include: a vertical shaft portion rotatably coupled to the base in a circumferential direction; a lower plate coupled to a lower side of the vertical shaft and rotated by the vertical shaft, rotatably supporting a lower end of the at least one blade; an upper plate coupled to an upper portion of the vertical shaft to rotate the vertical shaft and rotatably support an upper end of the at least one blade; a fluid guide part disposed between the lower plate and the upper plate to form the flow path, and configured to be rotated by the lower plate and the upper plate; a rotating cover coupled to the upper plate and configured to rotate the upper plate; and a wind vane coupled to the upper end of the rotary cover and configured to rotate the housing in the same direction while being pressed by the wind blowing from the outside and rotating along the circumferential direction, and to indicate the direction in which the wind blows. have.
상기 유체 안내부는, 내부에 외부공간과 연통되어 바람이 통과 가능하도록 구성되는 상기 유로를 형성하는 가이드; 및 상기 가이드의 전방에 배치되어 상기 유로로 유입되는 바람의 방향을 제어하도록 구성되는 풍향 조절판을 포함할 수 있다.The fluid guide unit may include: a guide forming the flow path configured to communicate with an external space therein to allow wind to pass therethrough; and a wind direction control plate disposed in front of the guide and configured to control the direction of the wind flowing into the flow path.
상기 유로의 입구는 상기 유로의 출구에 비하여 더 넓은 폭을 갖도록 형성될 수 있다.The inlet of the channel may be formed to have a wider width than the outlet of the channel.
그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 반대의 구조를 가질 수 있다.However, the present invention is not necessarily limited thereto, and may have an opposite structure if necessary.
상기 풍향 조절판은, 외부에서 상기 유로로 유입되는 바람을 상기 적어도 하나의 블레이드의 전방 측으로 안내하고, 상기 가이드는, 상기 풍향 조절판에 의해 상기 적어도 하나의 블레이드의 전방 측으로 이동된 바람의 방향을 전환하여, 상기 바람을 상기 적어도 하나의 블레이드의 전면으로 안내할 수 있다.The wind direction control plate guides the wind flowing into the flow path from the outside toward the front side of the at least one blade, and the guide converts the direction of the wind moved toward the front side of the at least one blade by the wind direction control panel. , may guide the wind to the front of the at least one blade.
상기 가이드는, 상기 유로가 관통된 제1 방향에 대하여 교차되는 제2 방향을 따라서 일 측에 배치되는 제1 가이드 조립체; 및 상기 제2 방향을 따라서 타 측에 배치되는 제2 가이드 조립체를 포함하고, 상기 제1 가이드 조립체와 상기 제2 가이드 조립체는 상기 제2 방향을 따라 대칭 구조를 가질 수 있다.The guide may include: a first guide assembly disposed on one side along a second direction intersecting the first direction through which the flow passage is passed; and a second guide assembly disposed on the other side along the second direction, wherein the first guide assembly and the second guide assembly may have a symmetrical structure along the second direction.
상기 제1 가이드 조립체와 상기 제2 가이드 조립체는, 상기 제1 방향을 따라 원호 형상으로 적용되어 상기 적어도 하나의 블레이드의 전방 측으로 이동된 바람의 방향을 전환하고, 상기 바람을 상기 유로의 출구 측으로 안내하도록 구성되는 가이드 바디; 및 상기 가이드 바디의 일단부로부터 연장되고, 상기 제1 방향에 대하여 상기 외부공간을 향하도록 경사지게 배치되어 외부로부터 유입된 바람을 상기 적어도 하나의 블레이드 측으로 안내하도록 구성되는 보조 가이드 부재를 포함할 수 있다.The first guide assembly and the second guide assembly are applied in an arc shape along the first direction to change the direction of the wind moved to the front side of the at least one blade, and guide the wind toward the outlet side of the flow path. a guide body configured to do so; and an auxiliary guide member extending from one end of the guide body and inclined toward the outer space with respect to the first direction to guide the wind introduced from the outside toward the at least one blade. .
상기 제1 가이드 조립체와 상기 제2 가이드 조립체는, 상기 가이드 바디의 타단부로부터 연장되고, 상기 제1 방향에 대하여 상기 유로를 향하도록 경사지게 배치되어 상기 가이드 바디를 통해 안내된 바람을 상기 유로의 출구 측으로 안내하도록 구성되는 배기노즐을 더 포함할 수 있다.The first guide assembly and the second guide assembly extend from the other end of the guide body, are inclined toward the flow path with respect to the first direction, and direct the wind guided through the guide body to the outlet of the flow path. It may further include an exhaust nozzle configured to guide to the side.
상기 가이드 바디는, 상기 가이드 바디와 상기 배기노즐 사이를 선택적으로 개방하여 상기 유로를 유동중인 바람의 일부를 상기 외부공간으로 배출시키도록 구성될 수 있다.The guide body may be configured to selectively open between the guide body and the exhaust nozzle to discharge a portion of the wind flowing through the flow path to the external space.
상기 가이드 바디는, 일단부에 상기 보조 가이드 부재가 마련되는 고정부; 상기 고정부에 결합되는 힌지부; 및 상기 힌지부에 회전 가능하게 결합되어 상기 배기노즐의 단부에 접하거나, 상기 배기노즐의 단부로부터 이격 배치되도록 구성되는 개폐부를 포함할 수 있다.The guide body may include: a fixing part in which the auxiliary guide member is provided at one end; a hinge part coupled to the fixing part; and an opening and closing part rotatably coupled to the hinge part to be in contact with an end of the exhaust nozzle or to be spaced apart from an end of the exhaust nozzle.
상기 풍향 조절판은 상기 가이드의 전방에 복수로 배치되어 복수의 위치에서 상기 유로로 유입되는 바람의 방향을 전환하도록 구성될 수 있다.The wind direction control plate may be arranged in plurality in front of the guide and configured to change the direction of the wind flowing into the flow path at a plurality of positions.
상기 풍향 조절판은, 상기 제1 방향에 대하여 평행하게 배치되는 제1 풍향 조절판; 및 상기 제1 풍향 조절판으로부터 이격 배치되고, 상기 제1 풍향 조절판에 대하여 경사지게 배치되어 상기 유로로 유입되는 바람을 상기 적어도 하나의 블레이드의 전방 측으로 안내하는 제2 풍향 조절판을 포함할 수 있다.The wind direction regulating plate may include: a first wind direction regulating plate disposed parallel to the first direction; and a second wind direction control plate disposed to be spaced apart from the first wind direction control plate and inclined with respect to the first wind direction control plate to guide the wind flowing into the flow path toward the front side of the at least one blade.
상기 풍향 조절판은, 상기 제2 풍향 조절판으로부터 이격 배치되고, 상기 제2 풍향 조절판에 대하여 경사지게 배치되어 상기 유로로 유입되는 바람을 상기 적어도 하나의 블레이드의 전방 측으로 안내하는 제3 풍향 조절판을 더 포함할 수 있다.The wind direction regulating plate may further include a third wind direction regulating plate spaced apart from the second wind direction regulating plate and inclined with respect to the second wind direction regulating plate to guide the wind flowing into the flow path toward the front side of the at least one blade. can
상기 유로로 유입되는 바람은, 상기 제1 가이드 조립체의 보조 가이드 부재 와 상기 제1 풍향 조절판, 상기 제1 풍향 조절판과 상기 제2 풍향 조절판, 상기 제2 풍향 조절판과 상기 제3 풍향 조절판, 및 상기 제3 풍향 조절판과 상기 제2 가이드 조립체의 보조 가이드 부재에 의해, 복수의 위치에서 방향이 전환될 수 있다.The wind introduced into the flow path includes an auxiliary guide member of the first guide assembly, the first wind direction regulating plate, the first wind direction regulating plate and the second wind direction regulating plate, the second wind direction regulating plate and the third wind direction regulating plate, and the By the third wind direction regulating plate and the auxiliary guide member of the second guide assembly, directions may be switched at a plurality of positions.
상기 풍향계는, 상기 회전 커버의 상단부에 결합되어 지면에 대하여 수직하게 배치되고, 상기 회전 커버와 함께 회전되도록 구성되는 지지축부; 상기 지지축부에 결합되어 상기 지면에 대하여 평행하게 배치되고, 일 측은 상기 유로의 입구를 향하도록 배치되고, 타 측은 상기 유로의 출구를 향하도록 배치되는 풍향 지시부; 및 상기 풍향 지시부의 타 측에 배치되고, 외부로부터 불어오는 바람에 접촉되어 상기 바람으로부터 가해지는 압력을 받아 풍향을 상기 풍향 지시부에 전달하도록 구성되는 풍향 날개부를 포함할 수 있다.The wind vane includes: a support shaft coupled to the upper end of the rotary cover, disposed perpendicular to the ground, and configured to rotate together with the rotary cover; a wind direction indicator coupled to the support shaft and arranged parallel to the ground, one side facing the inlet of the flow path, and the other side facing the outlet of the flow path; and a wind direction wing unit disposed on the other side of the wind direction indicating unit and configured to transmit a wind direction to the wind direction indicating unit by contacting with the wind blowing from the outside and receiving pressure applied from the wind.
상기 적어도 하나의 블레이드는, 상기 유로에 회전 가능하게 배치되는 축부; 및 상기 축부에 결합되고, 상기 유로를 이동하는 바람에 가압되어 상기 축부와 함께 회전되도록 구성되는 날개부를 포함하고, 상기 날개부는, 접촉되는 바람을 중심부로 안내하여 상기 바람으로부터 가해지는 압력을 상기 중심부에 집중시키는 오목한 유선형의 제1 접촉면; 및 상기 제1 접촉면으로부터 연장되고, 접촉되는 바람을 외측으로 안내하여 상기 바람으로부터 가해지는 압력을 분산시키는 볼록한 유선형의 제2 접촉면을 포함할 수 있다.The at least one blade may include a shaft portion rotatably disposed in the flow path; and a wing portion coupled to the shaft portion and configured to be rotated together with the shaft portion by being pressed by the wind moving the flow path, wherein the wing portion guides the wind in contact with the central portion to apply pressure from the wind to the central portion. a concave streamlined first contact surface concentrating on; and a convex streamlined second contact surface extending from the first contact surface and dispersing the pressure applied from the wind by guiding the contacting wind to the outside.
바람의 이동방향을 따라 상기 적어도 하나의 블레이드의 후방에 회전 가능하게 배치되는 적어도 하나의 보조 블레이드를 더 포함할 수 있다.It may further include at least one auxiliary blade rotatably disposed behind the at least one blade along the moving direction of the wind.
상기 적어도 하나의 블레이드와 상기 적어도 하나의 보조 블레이드는 상기 유로에 하나 이상 배치될 수 있다.One or more of the at least one blade and the at least one auxiliary blade may be disposed in the flow path.
상기 베이스는, 상기 지면에 설치되는 고정 브라켓; 상기 고정 브라켓의 상면에 배치되어 상기 풍향계, 회전커버, 하우징, 보호케이스 및 고정 브라켓을 통해 전달되는 진동 및 충격을 흡수 및 완화하도록 구성되는 방진구; 상기 방진구의 상면에 지지되어 상기 지면에 대하여 평행하게 배치되고, 상면에 상기 발전기가 배치되며, 상기 구동계를 회전 가능하게 지지하도록 구성되는 베이스 플레이트; 및 상기 베이스 플레이트에 결합되어 상기 발전기를 외부로부터 보호하고, 상기 수직 축부를 회전 가능하게 지지하도록 구성되는 보호 케이스를 포함할 수 있다.The base may include a fixing bracket installed on the ground; a vibration-proof sphere disposed on the upper surface of the fixing bracket and configured to absorb and mitigate vibration and shock transmitted through the wind vane, the rotating cover, the housing, the protective case and the fixing bracket; a base plate supported on the upper surface of the vibration-proof sphere and arranged parallel to the ground, the generator is disposed on the upper surface, and configured to rotatably support the drive system; and a protective case coupled to the base plate to protect the generator from the outside, and to rotatably support the vertical shaft.
상기 구동계는, 상기 회전 커버의 내부에 수용되고, 상기 블레이드의 상단부에 결합되어 상기 블레이드에 의해 회전되도록 구성되는 제1 구동 부재; 상기 수직 축부의 내부에 수용되어 일 측은 상기 상부판에 회전 가능하게 결합되고, 타 측은 상기 베이스에 회전 가능하게 결합되는 구동축; 상기 구동축의 일 측에 결합되고, 상기 구동축을 회전시키도록 구성되는 제2 구동 부재; 상기 제1 구동 부재와 상기 제2 구동 부재를 서로 연결하고, 상기 제1 구동 부재의 회전력을 상기 제2 구동 부재에 전달하여 상기 제2 구동 부재를 회전시키도록 구성되는 폐루프 구조의 동력 전달 부재; 및 상기 구동축에 결합되어 상기 베이스에 수용되고, 상기 구동축에 의해 회전되면서 상기 발전기를 구동시키도록 구성되는 제3 구동 부재를 포함할 수 있다.The drive system may include: a first driving member accommodated in the rotation cover, coupled to an upper end of the blade and configured to be rotated by the blade; a drive shaft accommodated in the vertical shaft portion, one side is rotatably coupled to the upper plate, and the other side is rotatably coupled to the base; a second driving member coupled to one side of the driving shaft and configured to rotate the driving shaft; A power transmission member having a closed loop structure configured to connect the first driving member and the second driving member to each other, and transmit a rotational force of the first driving member to the second driving member to rotate the second driving member ; and a third driving member coupled to the driving shaft and accommodated in the base and configured to drive the generator while being rotated by the driving shaft.
본 발명의 실시예에 따르면, 내부에 유체가 일 방향으로 이동 가능한 유로를 형성하고, 하우징이 외부 바람에 의해 원주방향을 따라 회전하면서 풍향계에서 지시된 바람이 불어오는 방향을 스스로 추종하여, 항상 유로의 입구를 바람이 불어오는 방향을 향하도록 배치함으로써, 풍향의 변화가 잦거나, 풍속이 느린 환경에서도 유로에 배치된 적어도 하나의 블레이드를 지속적으로 회전시킬 수 있고, 이를 통해 적어도 하나의 블레이드의 회전력을 충분히 확보하여 안정적으로 전력을 생산할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a flow path is formed in which the fluid can move in one direction, and the housing rotates along the circumferential direction by the external wind and follows the direction in which the wind blows indicated by the wind vane by itself, so that the flow path is always By arranging the entrance to face the direction in which the wind blows, it is possible to continuously rotate at least one blade disposed in the flow path even in an environment where the wind direction is frequently changed or the wind speed is low, and through this, the rotational force of the at least one blade enough to ensure stable power generation.
또한, 하우징 내에 벨 마우스 형태의 가이드를 구비하여 유체가 일 방향으로 이동 가능한 유로를 형성하고, 유로 내에 적어도 하나의 블레이드를 배치함으로써, 적어도 하나의 블레이드에 정확한 유체의 압력을 전달할 수 있다.In addition, a guide in the form of a bell mouth is provided in the housing to form a flow path through which the fluid can move in one direction, and by arranging at least one blade in the flow path, accurate pressure of the fluid can be transmitted to the at least one blade.
또한, 유로에 배치된 적어도 하나의 블레이드는 일 방향에서만 유체의 영향을 받음에 따라, 유체의 압력 손실 없이 적어도 하나의 블레이드의 전면부에 유체의 압력을 집중시킬 수 있고, 이를 통해 적어도 하나의 블레이드의 회전력을 향상시킬 수 있다.In addition, as the at least one blade disposed in the flow path is affected by the fluid only in one direction, it is possible to concentrate the pressure of the fluid on the front part of the at least one blade without loss of pressure of the fluid, through which the at least one blade can improve rotational force.
또한, 유체를 적어도 하나의 블레이드의 전면 측으로 안내하는 가이드와 적어도 하나의 블레이드 사이의 간격을 최소화하므로, 적어도 하나의 블레이드를 가압하지 않고 적어도 하나의 블레이드를 통과하는 유량손실을 감소시키고, 이를 통해 적어도 하나의 블레이드에 작용하는 유체의 압력을 상승시켜 발전 효율을 향상시킬 수 있다.In addition, since the gap between the guide and the at least one blade for guiding the fluid toward the front side of the at least one blade is minimized, the loss of flow rate passing through the at least one blade without pressing the at least one blade is reduced, and through this, at least Power generation efficiency can be improved by increasing the pressure of the fluid acting on one blade.
또한, 풍향 조절판을 통하여 외부로부터 유로로 유입되는 유체를 특정 방향으로 유도함으로써, 적어도 하나의 블레이드를 지정된 방향으로 회전시킬 수 있고, 이를 통해 지속적으로 전력을 생산할 수 있다.In addition, by guiding the fluid flowing into the flow path from the outside through the wind direction control plate in a specific direction, the at least one blade can be rotated in a specified direction, thereby continuously generating electric power.
또한, 벨 마우스 형태의 가이드에 유로를 외부공간과 선택적으로 연통시키는 배기 구조를 적용하므로, 유로 내부의 압력이 상승될 경우 유로 내부에 흐르는 유체를 외부공간으로 배출시켜 유로의 내부 압력을 일정하게 유지할 수 있고, 이를 통해 과도한 압력과 과속으로 인한 회전부품들의 손상을 예방할 수 있다.In addition, since an exhaust structure that selectively communicates the flow path with the external space is applied to the bell mouth-shaped guide, when the pressure inside the flow path increases, the fluid flowing inside the flow path is discharged to the external space to keep the internal pressure of the flow path constant. This can prevent damage to rotating parts due to excessive pressure and speed.
또한, 회전커버 안에 구동계를 배치하여 구동에 따른 소음이 외부로 누설되는 것을 방지하고, 발전기를 베이스 안에 배치시켜 발전기 모터작동에 따른 소음을 방지하며, 적어도 하나의 블레이드의 회전에 따른 풍절소음을 발전장치 외부와 차단하기 위하여 반개폐 형태의 하우징을 채택하여, 주거밀집지역에 사용 가능함은 물론 다양한 상업용도로 사용할 수도 있다. In addition, by arranging the drive system in the rotating cover to prevent noise caused by driving from leaking to the outside, by arranging the generator in the base to prevent noise caused by the operation of the generator motor, and to generate wind noise caused by the rotation of at least one blade By adopting a semi-opening type housing to block the outside of the device, it can be used in residential areas as well as for various commercial purposes.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 발명 내에 포함되어 있다.The effect according to the present invention is not limited by the contents exemplified above, and more various effects are included in the present invention.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수직형 풍력발전장치를 개략적으로 나타낸 측면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수직형 풍력발전장치의 구동계 및 상부판을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수직형 풍력발전장치의 유체 안내부를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 수직형 풍력발전장치의 유체 안내부에 의해 유체가 유로를 따라 유동되는 경로를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 수직형 풍력발전장치의 가이드 및 풍향 조절판의 배치 구조를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 수직형 풍력발전장치의 유체 안내부를 통과하는 유체가 가이드에 의해 외부공간으로 배출되는 과정을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 수직형 풍력발전장치의 풍향계를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 수직형 풍력발전장치의 적어도 하나의 블레이드를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 수직형 풍력발전장치의 베이스를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 수직형 풍력발전장치가 풍향계에서 지시된 바람이 불어오는 방향을 스스로 추종하여, 항상 유로의 입구를 바람이 불어오는 방향을 향하도록 배치시킨 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a side view schematically showing a vertical wind power generator according to an embodiment of the present invention.
2 is a plan view schematically showing a drive system and an upper plate of a vertical wind power generator according to an embodiment of the present invention.
3 is a plan view schematically showing a fluid guide of a vertical wind power generator according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram schematically illustrating a path through which a fluid flows along a flow path by a fluid guide of a vertical wind power generator according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing the arrangement structure of the guide and the wind direction control plate of the vertical wind power generator according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing a process in which the fluid passing through the fluid guide of the vertical wind power generator according to an embodiment of the present invention is discharged to the external space by the guide.
7 is a view schematically showing a wind vane of a vertical wind power generator according to an embodiment of the present invention.
8 is a view schematically showing at least one blade of a vertical wind power generator according to an embodiment of the present invention.
9 is a view schematically showing the base of the vertical wind power generator according to an embodiment of the present invention.
Figure 10 schematically shows a state in which the vertical wind power generator according to an embodiment of the present invention follows the direction in which the wind blows indicated by the wind vane, and is always arranged so that the inlet of the flow path faces the direction in which the wind blows. It is a drawing.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에 기재된 실시 예는 다양하게 변형될 수 있다. 특정한 실시예가 도면에서 묘사되고 상세한 설명에서 자세하게 설명될 수 있다. 그러나 첨부된 도면에 개시된 특정한 실시 예는 다양한 실시 예를 쉽게 이해하도록 하기 위한 것일 뿐이다. 따라서 첨부된 도면에 개시된 특정 실시 예에 의해 기술적 사상이 제한되는 것은 아니며, 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, various embodiments will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments described herein may be variously modified. Certain embodiments may be depicted in the drawings and described in detail in the detailed description. However, the specific embodiments disclosed in the accompanying drawings are only for easy understanding of various embodiments. Therefore, the technical spirit is not limited by the specific embodiments disclosed in the accompanying drawings, and it should be understood to include all equivalents or substitutes included in the spirit and scope of the invention.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성요소들은 상술한 용어에 의해 한정되지는 않는다. 상술한 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including an ordinal number, such as first, second, etc., may be used to describe various elements, but these elements are not limited by the above-described terms. The above terminology is used only for the purpose of distinguishing one component from another component.
본 명세서에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.In this specification, terms such as "comprises" or "have" are intended to designate that the features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification exist, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof. When a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it is understood that the other component may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in between. it should be On the other hand, when it is said that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that no other element is present in the middle.
한편, 본 명세서에서 사용되는 구성요소에 대한 "모듈" 또는 "부"는 적어도 하나의 기능 또는 동작을 수행한다. 그리고 "모듈" 또는 "부"는 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합에 의해 기능 또는 동작을 수행할 수 있다. 또한, 특정 하드웨어에서 수행되어야 하거나 적어도 하나의 프로세서에서 수행되는 "모듈" 또는 "부"를 제외한 복수의 "모듈들" 또는 복수의 "부들"은 적어도 하나의 모듈로 통합될 수도 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Meanwhile, as used herein, a “module” or “unit” for a component performs at least one function or operation. And “module” or “unit” may perform a function or operation by hardware, software, or a combination of hardware and software. In addition, a plurality of “modules” or a plurality of “units” other than a “module” or “unit” that must be performed in specific hardware or are executed in at least one processor may be integrated into at least one module. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.
그 밖에도, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명은 축약하거나 생략한다.In addition, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be abbreviated or omitted.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수직형 풍력발전장치를 개략적으로 나타낸 측면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수직형 풍력발전장치의 구동계 및 상부판을 개략적으로 나타낸 평면도이며, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 수직형 풍력발전장치가 풍향계에서 지시된 바람이 불어오는 방향을 스스로 추종하여, 항상 유로의 입구를 바람이 불어오는 방향을 향하도록 배치시킨 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a side view schematically showing a vertical wind power generator according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view schematically showing a drive system and an upper plate of a vertical wind power generator according to an embodiment of the present invention, FIG. 10 is a view schematically showing a state in which the vertical wind power generator according to an embodiment of the present invention follows the direction in which the wind blows indicated by the wind vane and is always arranged so that the inlet of the flow path faces the direction in which the wind blows. to be.
도 1, 도 2 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 풍향을 스스로 추종하는 수직형 풍력발전장치(1)(이하 '풍력발전장치(1)'라 함)는 하우징(10), 적어도 하나의 블레이드(20), 발전기(30), 베이스(40) 및 구동계(50)를 포함한다.1, 2 and 10, the vertical wind power generator 1 (hereinafter referred to as 'wind power generator 1') that follows the wind direction by itself according to an embodiment of the present invention is a
하우징(10)은 지면에 대하여 수직으로 배치되고, 내부에 바람이 통과 가능한 유로(F)가 마련된다.The
하우징(10)은 외부로부터 불어오는 바람에 의해 원주방향을 따라 회전하면서 바람이 불어오는 방향을 추종하도록 구성된다.The
이에, 하우징(10)은 유로(F)의 입구를 지속적으로 바람이 불어오는 방향을 향하도록 배치시킨다.Accordingly, the
하우징(10)은 수직 축부(11), 하부판(12), 상부판(13), 유체 안내부(14), 회전 커버(15) 및 풍향계(16)를 포함할 수 있다.The
수직 축부(11)는 내부가 중공된 관형상으로 형성되고, 베이스(40)와 동일한 중심축을 가지도록 베이스(40)에 원주방향을 따라 회전 가능하게 결합될 수 있다.The
하부판(12)은 수직 축부(11)의 하측에 결합되고, 수직 축부(11)에 의해 회전될 수 있다. 하부판(12)은 회전 시 베이스(40)와 간섭되지 않도록 베이스(40)의 상부면으로부터 소정 간격 이격 배치될 수 있다. 하부판(12)은 적어도 하나의 블레이드(20)의 하단부를 회전 가능하게 지지할 수 있다.The
상부판(13)은 수직 축부(11)의 상부에 결합되고, 원주방향으로 회전되는 회전 커버(15)에 의해 함께 회전되면서 연동된 수직 축부(11)를 회전시킬 수 있다. 상부판(13)은 적어도 하나의 블레이드(20)의 상단부를 회전 가능하게 지지할 수 있다.The
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수직형 풍력발전장치의 유체 안내부를 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 수직형 풍력발전장치의 유체 안내부에 의해 유체가 유로를 따라 유동되는 경로를 개략적으로 나타낸 도면이다.Figure 3 is a plan view schematically showing the fluid guide of the vertical wind power generator according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a fluid flow path by the fluid guide of the vertical wind power generator according to an embodiment of the present invention It is a diagram schematically showing a flow path along the
도 1 및 도 3을 참조하면, 유체 안내부(14)는 하부판(12)과 상부판(13) 사이에 배치되어 유로(F)를 형성하고, 하부판(12) 및 상부판(13) 중 적어도 하나에 고정되어 하부판(12) 및 상부판(13)에 의해 회전될 수 있다.1 and 3 , the
도 3 및 도 4를 참조하면, 유체 안내부(14)는 가이드(141) 및 풍향 조절판(142)을 포함할 수 있다.3 and 4 , the
가이드(141)는 내부에 외부공간과 연통되어 바람(WIND)이 일 방향으로 통과 가능하도록 구성되는 유로(F)를 형성한다.The
가이드(141)는 바람의 유입이 용이하도록 입구부가 벨 마우스(bell mouth)의 형태로 형성될 수 있다.The
따라서, 바람이 유입되는 유로(F)의 입구의 폭(w1)이, 바람이 유출되는 유로(F)의 출구의 폭(w2)에 비하여 더 넓게 형성될 수 있다. 그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 필요에 따라 반대의 구조를 가질 수 있다. 여기서, 유로(F)의 입구는 제1 방향(D1)의 전방(FRONT)에 배치되고, 유로(F)의 출구는 제1 방향(D1)의 후방(BACK)에 배치될 수 있다.Accordingly, the width w1 of the inlet of the flow path F through which the wind flows may be formed to be wider than the width w2 of the outlet of the flow path F through which the wind flows. However, the present invention is not necessarily limited thereto and may have an opposite structure if necessary. Here, the inlet of the flow path F may be disposed in front FRONT in the first direction D1 , and the outlet of the flow path F may be disposed in the back side in the first direction D1 .
풍향 조절판(142)은 제1 방향(D1)을 따라 가이드(141)의 전방에 배치되어 유로(F)로 유입되는 바람의 방향을 제어하도록 구성된다.The wind
이를 통해, 풍향 조절판(142)은 외부에서 유로(F)로 유입되는 바람을 가이드(141)의 내부에 배치된 적어도 하나의 블레이드(20)의 전방 측으로 안내할 수 있다.Through this, the wind
따라서, 가이드(141)는, 풍향 조절판(142)에 의해 적어도 하나의 블레이드(20)의 전방 측으로 이동된 바람의 방향을 전환하여, 바람을 적어도 하나의 블레이드(20)의 전면으로 안내할 수 있다.Accordingly, the
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 수직형 풍력발전장치의 가이드 및 풍향 조절판의 배치 구조를 나타낸 도면이다.5 is a view showing the arrangement structure of the guide and the wind direction control plate of the vertical wind power generator according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 가이드(141)는 제1 가이드 조립체(1411)와, 제2 가이드 조립체(1412)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5 , the
제1 가이드 조립체(1411)는 유로(F)가 관통된 제1 방향(D1)에 대하여 교차되는 제2 방향(D2)을 따라서 일 측에 배치되고, 제2 가이드 조립체(1412)는 제2 방향(D2)을 따라서 타 측에 배치될 수 있다.The
제1 가이드 조립체(1411)와, 제2 가이드 조립체(1412)는 제2 방향(D2)을 따라 대칭 구조를 가질 수 있다.The
제1 가이드 조립체(1411)와 제2 가이드 조립체(1412)는 각각, 가이드 바디(GB)와, 보조 가이드 부재(SG)를 포함할 수 있다.The
가이드 바디(GB)는 제1 방향(D1)을 따라 원호 형상으로 구성되어 적어도 하나의 블레이드(20)의 전방 측으로 이동된 바람의 방향을 전환하고, 바람을 유로(F)의 출구 측으로 안내하도록 구성될 수 있다.The guide body GB is configured in an arc shape along the first direction D1 to change the direction of the wind moved to the front side of the at least one
보조 가이드 부재(SG)는 가이드 바디(GB)의 일단부로부터 연장되어 가이드 바디(GB)의 전방에 배치될 수 있다. 그리고, 보조 가이드 부재(SG)는 제1 방향(D1)에 대하여 외부공간을 향하도록 경사지게 배치되어 외부로부터 유입된 바람을 적어도 하나의 블레이드(20) 측으로 안내할 수 있다.The auxiliary guide member SG may extend from one end of the guide body GB and be disposed in front of the guide body GB. In addition, the auxiliary guide member SG may be inclined toward the outer space with respect to the first direction D1 to guide the wind introduced from the outside toward the at least one
제1 가이드 조립체(1411)와 제2 가이드 조립체(1412)는 각각, 배기노즐(EN)을 더 포함할 수 있다.Each of the
배기노즐(EN)은 가이드 바디(GB)의 타단부로부터 연장되어 가이드 바디(GB)의 후방에 배치될 수 있다. 그리고, 배기노즐(EN)은 제1 방향(D1)에 대하여 유로(F)를 향하도록 경사지게 배치되어 가이드 바디(GB)를 통해 안내된 바람을 유로(F)의 출구 측으로 안내할 수 있다.The exhaust nozzle EN may extend from the other end of the guide body GB and be disposed at the rear of the guide body GB. In addition, the exhaust nozzle EN may be inclined toward the flow path F with respect to the first direction D1 to guide the wind guided through the guide body GB toward the outlet side of the flow path F.
예를 들어, 보조 가이드 부재(SG)와 배기노즐(EN)은 각각 제1 방향(D1)에 대하여 0도 이상 60도 이하의 각도(θ1)로 경사지게 배치될 수 있다.For example, the auxiliary guide member SG and the exhaust nozzle EN may be disposed to be inclined at an angle θ1 of 0 degrees or more and 60 degrees or less with respect to the first direction D1, respectively.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 수직형 풍력발전장치의 유체 안내부를 통과하는 유체가 가이드에 의해 외부공간으로 배출되는 과정을 나타낸 도면이다.6 is a view showing a process in which the fluid passing through the fluid guide of the vertical wind power generator according to an embodiment of the present invention is discharged to the external space by the guide.
도 6을 참조하면, 가이드 바디(GB)는 가이드 바디(GB)와 배기노즐(EN) 사이를 선택적으로 개방하여 유로(F)를 유동중인 바람의 일부를 외부공간으로 배출시키도록 구성될 수 있다.Referring to FIG. 6 , the guide body GB may be configured to selectively open between the guide body GB and the exhaust nozzle EN to discharge a portion of the wind flowing through the flow path F to the outside space. .
가이드 바디(GB)는, 일단부에 보조 가이드 부재(SG)가 마련되는 고정부(G1)와, 고정부(G1)에 결합되는 힌지부(G2)와, 힌지부(G2)에 회전 가능하게 결합되어 배기노즐(EN)의 단부에 접하거나, 배기노즐(EN)의 단부로부터 이격 배치되도록 구성되는 개폐부(G3)를 포함할 수 있다. 이때, 힌지부(G2)에는 설정 압력으로 개폐부(G3)를 가압하여 개폐부(G3)를 배기노즐(EN)의 단부에 접촉된 상태로 유지시키는 탄성 가압 부재(미도시)가 마련될 수 있다. 예를 들어, 탄성 가압 부재는 리턴 스프링 혹은 전기전자식 장치, 유공압 장치 등으로 적용될 수 있다.The guide body GB includes a fixing part G1 having an auxiliary guide member SG provided at one end thereof, a hinge part G2 coupled to the fixing part G1, and a rotatable hinge part G2. It may include an opening/closing part G3 which is coupled to be in contact with the end of the exhaust nozzle EN or is configured to be spaced apart from the end of the exhaust nozzle EN. At this time, an elastic pressure member (not shown) may be provided in the hinge part G2 to press the opening/closing part G3 with a set pressure to keep the opening/closing part G3 in contact with the end of the exhaust nozzle EN. For example, the elastic pressing member may be applied as a return spring, an electric/electronic device, a hydraulic/pneumatic device, or the like.
따라서, 유로(F)를 유동 중인 바람에 의해 유로(F)의 내부 압력이 개폐부(G3)를 가압하고 있는 탄성 가압 부재의 설정 압력보다 높아질 경우, 개폐부(G3)가 바람의 압력에 의해 배기노즐(EN)의 단부로부터 이격되면서 가이드 바디(GB)와 배기노즐(EN) 사이를 개방하게 되고, 이를 통해 유로(F)를 유동중인 바람의 일부가 외부공간으로 배출되어 유로(F)의 내부 압력이 안정화될 수 있다. 이 개폐부(G3)는 수직형 풍력발전장치의 요구출력, 크기, 형식 등의 변경에 따라 복수로 적용될 수 있다.Therefore, when the internal pressure of the flow path F is higher than the set pressure of the elastic pressing member pressing the opening/closing part G3 due to the wind flowing through the flow path F, the opening/closing part G3 is opened by the exhaust nozzle by the pressure of the wind. It opens between the guide body GB and the exhaust nozzle EN while being spaced apart from the end of the EN, and through this, a part of the wind flowing through the flow path F is discharged to the external space, and the internal pressure of the flow path F is released. This can be stabilized. The opening/closing unit G3 may be applied in plurality according to changes in the required output, size, type, etc. of the vertical wind power generator.
도 4 및 도 5를 참조하면, 풍향 조절판(142)은 가이드(141)의 전방에 복수로 배치되어 복수의 위치에서 유로(F)로 유입되는 바람의 방향을 전환하도록 구성될 수 있다.4 and 5 , a plurality of wind
풍향 조절판(142)은 제1 방향(D1)에 대하여 평행하게 배치되는 제1 풍향 조절판(1421)과, 제1 풍향 조절판(1421)으로부터 이격 배치되는 제2 풍향 조절판(1422)을 포함할 수 있다.The wind
제2 풍향 조절판(1422)은 제1 풍향 조절판(1421)에 대하여 경사지게 배치되어 유로(F)로 유입되는 바람을 블레이드(20)의 전방 측으로 안내할 수 있다.The second wind
예를 들어, 제2 풍향 조절판(1422)은 제1 풍향 조절판(1421)에 대하여 0도 이상 60도 이하의 각도(θ2)로 경사지게 배치될 수 있다.For example, the second wind
풍향 조절판(142)은 제3 풍향 조절판(1423)을 더 포함할 수 있다.The wind
제3 풍향 조절판(1423)은 제2 풍향 조절판(1422)으로부터 이격 배치되고, 제2 풍향 조절판(1422)에 대하여 경사지게 배치되어 유로(F)로 유입되는 바람을 적어도 하나의 블레이드(20)의 전방 측으로 안내할 수 있다.The third wind
예를 들어, 제3 풍향 조절판(1423)은 제2 풍향 조절판(1422)에 대하여 0도 이상 60도 이하의 각도(θ3)로 경사지게 배치될 수 있다.For example, the third wind
따라서, 유로(F)로 유입되는 바람은 제1 가이드 조립체(1411)의 보조 가이드 부재(SG)와 제1 풍향 조절판(1421), 제1 풍향 조절판(1421)과 제2 풍향 조절판(1422), 제2 풍향 조절판(1422)과 제3 풍향 조절판(1423), 및 제3 풍향 조절판(1423)과 제2 가이드 조립체(1412)의 보조 가이드 부재(SG)에 의해, 복수의 위치에서 방향이 전환될 수 있다.Accordingly, the wind flowing into the flow path F is the auxiliary guide member SG of the
도 1을 참조하면, 회전 커버(15)는 상부판(13)에 결합되고, 상단부에 결합된 풍향계(16)에 의해 회전되면서 상부판(13)을 회전시킬 수 있다. 즉, 회전 커버(15)는 상부판(13)과 결합되고, 상단에 결합된 풍향계(16)의 회전을 따라 연동되어 상부판(13)을 회전시키게 된다.Referring to FIG. 1 , the
회전 커버(15)는 바람의 저항을 최소화할 수 있도록 원추 형상으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 본 수직형 풍력발전장치의 적용분야에 따라 다양한 형상으로 변경될 수 있다.The
풍향계(16)는 회전 커버(15)의 상단부에 결합되어 회전 커버(15)와 함께 회전되면서 바람이 불어오는 방향을 지시할 수 있다.The
즉, 풍향계(16)는 외부로부터 불어오는 바람에 가압되어 원주방향을 따라 회전하면서 바람이 불어오는 방향을 지시함과 동시에, 하단에 결합된 하우징(10)을 동일방향으로 회전시킬 수 있다.That is, the
이를 통하여, 하우징(10)의 유로(F) 입구는 항상 바람이 불어오는 방향을 향하도록 배치된다.Through this, the inlet of the flow path F of the
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 수직형 풍력발전장치의 풍향계를 개략적으로 나타낸 도면이다.7 is a view schematically showing a wind vane of a vertical wind power generator according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 풍향계(16)는 지지축부(161), 풍향 지시부(162) 및 풍향 날개부(163)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7 , the
지지축부(161)는 회전 커버(15)의 상단부에 결합되어 지면에 대하여 수직하게 배치되고, 회전 커버(15)와 함께 회전될 수 있다.The
풍향 지시부(162)는 지지축부(161)에 결합되어 지면에 대하여 평행하게 배치되고, 일 측은 유로(F)의 입구를 향하도록 배치되고, 타 측은 유로(F)의 출구를 향하도록 배치될 수 있다.The
풍향 날개부(163)는 풍향 지시부(162)의 타 측에 배치되고, 외부로부터 불어오는 바람에 접촉되어 바람으로부터 가해지는 압력을 풍향 지시부(162) 및 지지축부(161)에 전달하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 풍향 날개부(163)는 바람의 압력을 충분히 전달 받을 수 있도록 소정의 면적을 가지는 판 등의 형태로 형성될 수 있다.The wind
도 1 및 도 3을 참조하면, 적어도 하나의 블레이드(20)는 하우징(10)의 하부판(12)과 상부판(13)에 회전 가능하게 결합되어 유로(F)에 배치될 수 있다.1 and 3 , at least one
적어도 하나의 블레이드(20)는 유로(F)를 통과하는 바람에 가압되어 회전될 수 있다.At least one
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 수직형 풍력발전장치의 블레이드를 나타낸 도면이다.8 is a view showing a blade of a vertical wind power generator according to an embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 적어도 하나의 블레이드(20)는 유로(F)에 회전 가능하게 배치되는 축부(21)와, 축부(21)에 결합되고, 유로(F)를 이동하는 바람에 가압되어 축부(21)와 함께 회전되도록 구성되는 날개부(22)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 8 , the at least one
날개부(22)는 바람의 압력이 적어도 하나의 블레이드(20)의 특정 구간에 집중될 수 있도록 유선형 구조로 형성될 수 있다. The
날개부(22)는 제1 접촉면(22A)과, 제2 접촉면(22B)을 포함할 수 있다.The
제1 접촉면(22A)은 접촉되는 바람을 제1 접촉면(22A)의 중심부로 안내하여 바람으로부터 가해지는 압력을 제1 접촉면(22A)의 중심부에 집중시키는 오목한 유선형상으로 형성될 수 있다.The
제2 접촉면(22B)은 제1 접촉면(22A)으로부터 연장되고, 접촉되는 바람을 제2 접촉면(22B)의 외측으로 안내하여 바람으로부터 가해지는 압력을 분산시키는 볼록한 유선형상으로 형성될 수 있다.The
이에 따라, 적어도 하나의 블레이드(20)의 전면으로 이동된 유체는 날개부(22)의 제1 접촉면(22A)에 집중되고, 이를 통해 적어도 하나의 블레이드(20)는 일 방향으로 연속적으로 회전될 수 있다. Accordingly, the fluid moved to the front surface of the at least one
적어도 하나의 블레이드(20)에 마련된 접촉면들(22A, 22B)은 각각 복수로 마련될 수도 있다.A plurality of
도 1 및 도 3을 참조하면, 본 풍력발전장치(100)는 적어도 하나의 보조 블레이드(60)를 더 포함할 수 있다.1 and 3 , the present wind power generator 100 may further include at least one
적어도 하나의 보조 블레이드(60)는 바람의 유동방향, 즉, 제1 방향(D1)을 따라 적어도 하나의 블레이드(20)의 후방에 회전 가능하게 배치되고, 가이드(141)에 의해 안내된 바람에 가압되어 회전될 수 있다.The at least one
적어도 하나의 블레이드(20)와 적어도 하나의 보조 블레이드(60)는 유로(F)에 하나 이상 배치될 수 있다.At least one
도 1을 참조하면, 발전기(30)는 베이스(40)에 수용되고, 구동계(50)를 통해 적어도 하나의 블레이드(20) 및 적어도 하나의 보조 블레이드(60)의 회전력을 전달받아 전기를 발생시키도록 구성될 수 있다.1, the
베이스(40)는 지면에 설치되어 하우징(10)의 수직 축부(11)를 회전 가능하게 지지할 수 있다. 베이스(40)의 내부에는 발전기(30)가 수용될 수 있다. 이를 통해, 베이스(40)는 발전기(30)를 외부로부터 보호할 수 있다.The base 40 may be installed on the ground to rotatably support the
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 수직형 풍력발전장치의 베이스를 개략적으로 나타낸 도면이다.9 is a view schematically showing the base of the vertical wind power generator according to an embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 베이스(40)는 지면에 설치되는 복수의 고정 브라켓(41)과, 복수의 고정 브라켓(41)의 상면에 각각 배치되고 풍향계(16), 회전커버(15), 하우징(10), 보호케이스(44) 및 고정 브라켓(41)을 통해 전달되는 진동 및 충격을 흡수 및 완화하도록 구성되는 복수의 방진구(42)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 9, the
또한, 베이스(40)는 베이스 플레이트(43)와, 보호 케이스(44)를 포함할 수 있다.In addition, the
베이스 플레이트(43)는 복수의 방진구(42)의 상면에 안착 및 지지되어 지면에 대하여 평행하게 배치될 수 있다. 베이스 플레이트(43)의 상면에는 발전기(30)가 배치될 수 있다. 베이스 플레이트(43)는 수직 축부(11) 내에 배치되는 구동계(50)의 일단부를 회전 가능하게 지지할 수 있다.The
보호 케이스(44)는 베이스 플레이트(43)의 상면에 결합되어 베이스 플레이트(43)의 상면에 배치된 발전기(30)를 외부로부터 보호할 수 있다. 보호 케이스(44)는 수직 축부(11)의 일단부를 회전 가능하게 지지할 수 있다.The
도 1 및 도 2를 참조하면, 구동계(50)는 하우징(10)에 수용되고, 적어도 하나의 블레이드(20)와 발전기(30)를 연결하여 적어도 하나의 블레이드(20) 및 적어도 하나의 보조 블레이드(60)의 회전력을 발전기(30)에 전달하도록 구성될 수 있다.1 and 2 , the
구동계(50)는 제1 구동 부재(51), 구동축(52), 제2 구동 부재(53), 동력 전달 부재(54) 및 제3 구동 부재(55)를 포함할 수 있다.The driving
제1 구동 부재(51)는 회전 커버(15)의 내부에 수용되고, 적어도 하나의 블레이드(20)의 상단부 및 적어도 하나의 보조 블레이드(60)의 상단부에 각각 결합되어 적어도 하나의 블레이드(20) 및 적어도 하나의 보조 블레이드(60)에 의해 회전될 수 있다. 예를 들어, 복수의 제1 구동 부재(51)는 풀리, 기어 및 베어링 등 다양한 동력 전달 요소를 결합하는 형태로 구현될 수 있다.The first driving
구동축(52)은 수직 축부(11)의 내부에 회전 가능하게 배치될 수 있다. 구동축(52)의 일 측은 베이스(40)에 회전 가능하게 결합되고, 구동축(52)의 타 측은 상부판(13)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 즉, 구동축(52)은 상부판(13) 및 하부판(12)과 별개로 수직 축부(11) 내에서 회전 가능한 상태로 배치될 수 있다.The driving
제2 구동 부재(53)는 회전 커버(15)의 내부에 수용되어 구동축(52)의 타단부에 결합되고, 동력 전달 부재(54)를 통해 제1 구동 부재들(51)의 회전력을 전달받아 회전되면서 구동축(52)을 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 제2 구동 부재(53)는 풀리, 기어 및 베어링 등 다양한 동력 전달 요소를 결합하는 형태로 구현될 수 있다.The
동력 전달 부재(54)는 제1 구동 부재(51)와 제2 구동 부재(53)를 서로 연결하고, 제1 구동 부재(51)의 회전력을 제2 구동 부재(53)에 전달하여 제2 구동 부재(53)를 회전시킬 수 있다.The
예를 들어, 동력 전달 부재(54)는, 제1 구동 부재들(51)을 서로 연결하는 제1 전달 부재와, 제1 구동 부재들(51) 중 어느 하나와 제2 구동 부재(53)를 서로 연결하는 제2 전달 부재를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 전달 부재와, 제2 전달 부재는 폐루프 구조를 가지는 벨트, 체인, 기어 및 베어링 등의 다양한 동력 전달 요소를 결합하는 형태로 구현될 수 있다.For example, the
제3 구동 부재(55)는 구동축(52)의 일 측에 결합되어 베이스(40)에 수용될 수 있다. 제3 구동 부재(55)는 발전기(30)에 구동축(52)의 회전력을 전달할 수 있도록 발전기(30)의 일단부에 기어 결합될 수 있다. 이에, 제3 구동 부재(55)는 구동축(52)에 의해 회전되면서, 제3 구동 부재(55)에 맞물린 발전기(30)의 일단부에 회전력을 전달하여 발전기(30)를 구동시킬 수 있다.The
이처럼 본 발명의 실시예에 따르면, 하우징(10) 내부에 유체가 일 방향으로 이동 가능한 유로(F)를 형성하고, 하우징(10)이 외부 바람에 의해 원주방향을 따라 회전하면서, 풍향계에서 지시된 바람이 불어오는 방향을 스스로 추종하여, 항상 유로(F)의 입구를 바람이 불어오는 방향을 향하도록 배치함으로써, 풍향의 변화가 잦거나, 풍속이 느린 환경에서도 유로에 배치된 적어도 하나의 블레이드(20)를 지속적으로 회전시킬 수 있고, 이를 통해 적어도 하나의 블레이드(20)의 회전력을 충분히 확보하여 안정적으로 전력을 생산할 수 있다.As such, according to the embodiment of the present invention, a flow path F in which the fluid can move in one direction is formed inside the
또한, 하우징(10) 내에 벨 마우스 형태의 가이드(141)를 구비하여 유체가 일 방향으로 이동 가능한 유로를 형성하고, 유로(F) 내에 적어도 하나의 블레이드(20)를 배치함으로써, 적어도 하나의 블레이드(20)에 정확한 유체의 압력을 전달할 수 있다.In addition, by providing a
또한, 유로(F)에 배치된 적어도 하나의 블레이드(20)는 일 방향에서만 유체의 영향을 받음에 따라, 유체의 압력 손실 없이 적어도 하나의 블레이드(20)의 전면부에 유체의 압력을 집중시킬 수 있고, 이를 통해 적어도 하나의 블레이드(20)의 회전력을 향상시킬 수 있다.In addition, as the at least one
또한, 유체를 적어도 하나의 블레이드(20)의 전면 측으로 안내하는 가이드(141)와 적어도 하나의 블레이드(20) 사이의 간격을 최소화하므로, 적어도 하나의 블레이드(20)를 가압하지 않고 적어도 하나의 블레이드(20)를 통과하는 유체량을 감소시키고, 이를 통해 적어도 하나의 블레이드(20)에 작용하는 유체의 압력을 상승시켜 발전 효율을 향상시킬 수 있다.In addition, since the gap between the
또한, 풍향 조절판(142)을 통하여 외부로부터 유로(F)로 유입되는 유체를 특정 방향으로 유도함으로써, 적어도 하나의 블레이드(20)를 지정된 방향으로 회전시킬 수 있고, 이를 통해 지속적으로 전력을 생산할 수 있다.In addition, by guiding the fluid flowing into the flow path F from the outside through the wind
또한, 벨 마우스 형태의 입구부를 갖는 가이드(141)에 유로(F)를 외부공간과 선택적으로 연통키는 배기 구조를 적용하므로, 유로(F) 내부의 압력이 상승될 경우 유로(F)의 내부에 흐르는 유체를 외부공간으로 배출시켜 유로(F)의 내부 압력을 일정하게 유지할 수 있고, 이를 통해 적어도 하나의 블레이드(20)에 가해지는 과도한 압력과 과속으로 인한 회전부품들의 손상을 예방할 수 있다.In addition, since an exhaust structure for selectively communicating the flow path F with the external space is applied to the
또한, 회전 커버(15) 안에 구동계(50)를 배치하여 구동에 따른 소음이 외부로 누설되는 것을 방지하고, 발전기(30)를 베이스(40) 안에 배치시켜 발전기(30) 모터작동에 따른 소음을 방지하며, 적어도 하나의 블레이드(20)의 회전에 따른 풍절소음을 발전장치 외부와 차단하기 위하여 반개폐 형태의 하우징(10)을 채택하여, 주거밀집지역에서 사용 가능함은 물론 다양한 상업용도로 사용할 수도 있다. In addition, by arranging the
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 될 것이다.In the above, preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described, but the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and it is common in the technical field to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Various modifications are possible by those having the knowledge of, of course, these modifications should not be individually understood from the technical spirit or perspective of the present invention.
1. 수직형 풍력발전장치
10. 하우징 F. 유로
11. 수직 축부 12. 하부판
13. 상부판 14. 유체 안내부
141. 가이드
1411. 제1 가이드 조립체 1412. 제2 가이드 조립체
GB. 가이드 바디 G1. 고정부
G2. 힌지부 G3. 개폐부
SG. 보조 가이드 부재 EN. 배기노즐
142. 풍향 조절판
1421. 제1 풍향 조절판 1422. 제2 풍향 조절판
1423. 제3 풍향 조절판
15. 회전 커버
16. 풍향계
161. 지지축부 162. 풍향 지시부
163. 풍향 날개부
20. 블레이드
21. 축부 22. 날개부
22A. 제1 접촉면 22B. 제2 접촉면
30. 발전기
40. 베이스
41. 고정 브라켓 42. 방진구
43. 베이스 플레이트 44. 보호 케이스
50. 구동계
51. 제1 구동 부재 52. 구동축
53. 제2 구동 부재 54. 동력 전달 부재
55. 제3 구동 부재
60. 보조 블레이드1. Vertical wind power generator
10. Housing F. Euro
11.
13.
141. Guide
1411.
GB. Guide body G1. fixed part
G2. Hinge part G3. draw
SG. Auxiliary guide member EN. exhaust nozzle
142. Wind direction control panel
1421. First
1423. Third wind direction throttle
15. Swivel Cover
16. Weather vane
161.
163. Wind direction wing
20. Blade
21.
22A.
30. Generator
40. Bass
41. Fixing
43.
50. Drivetrain
51.
53. second driving
55. Third drive member
60. Auxiliary Blade
Claims (10)
상기 하우징(10)은,
외부로부터 불어오는 바람에 의해 원주방향을 따라 회전하면서 상기 바람이 불어오는 방향을 스스로 추종하여, 항상 상기 유로(F)의 입구를 상기 바람이 불어오는 방향을 향하도록 배치시키며,
상기 하우징(10)에 회전 가능하게 결합되어 상기 유로(F)에 배치되고, 상기 유로(F)를 통과하는 바람에 가압되어 회전되도록 구성되는 적어도 하나의 블레이드(20),
상기 적어도 하나의 블레이드(20)의 회전력을 전달받아 전기를 발생시키도록 구성되는 발전기(30),
상기 지면에 설치되어 상기 하우징(10)을 회전 가능하게 지지하고, 상기 발전기(30)를 외부로부터 보호하도록 구성되는 베이스(40), 및
상기 하우징(10)에 수용되고, 상기 적어도 하나의 블레이드(20)와 상기 발전기(30)를 연결하여 상기 적어도 하나의 블레이드(20)의 회전력을 상기 발전기(30)에 전달하도록 구성되는 구동계(50)를 더 포함하고,
상기 하우징(10)은,
상기 베이스(40)에 원주방향을 따라 회전 가능하게 결합되는 수직 축부(11),
상기 수직 축부(11)의 하측에 결합되어 상기 수직 축부(11)에 의해 회전되고, 상기 적어도 하나의 블레이드(20)의 하단부를 회전 가능하게 지지하는 하부판(12),
상기 수직 축부(11)의 상부에 결합되어 상기 수직 축부(11)를 회전시키고, 상기 적어도 하나의 블레이드(20)의 상단부를 회전 가능하게 지지하는 상부판(13),
상기 하부판(12)과 상기 상부판(13) 사이에 배치되어 상기 유로(F)를 형성하고, 상기 하부판(12) 및 상기 상부판(13)에 의해 회전되도록 구성되는 유체 안내부(14),
상기 상부판(13)에 결합되어 상기 상부판(13)을 회전시키도록 구성되는 회전 커버(15), 및
상기 회전 커버(15)의 상단부에 결합되고, 외부로부터 불어오는 바람에 가압되어 상기 원주방향을 따라 회전하면서 상기 하우징(10)을 동일방향으로 회전시키고, 상기 바람이 불어오는 방향을 지시하도록 구성되는 풍향계(16)를 포함하며,
상기 유체 안내부(14)는,
내부에 외부공간과 연통되어 바람이 통과 가능하도록 구성되는 상기 유로(F)를 형성하는 가이드(141), 및
상기 가이드(141)의 전방에 배치되어 상기 유로(F)로 유입되는 바람의 방향을 제어하도록 구성되는 풍향 조절판(142)을 포함하고,
바람의 이동방향을 따라 상기 적어도 하나의 블레이드(20)의 후방에 회전 가능하게 배치되는 적어도 하나의 보조 블레이드(60)를 더 포함하며,
상기 베이스(40)는,
상기 지면에 설치되는 복수의 고정 브라켓(41),
상기 복수의 고정 브라켓(41)의 상면에 각각 배치되고 상기 풍향계(16) 회전커버(15) 하우징(10) 보호케이스(44) 및 고정 브라켓(41)을 통해 전달되는 진동 및 충격을 흡수 및 완화하도록 구성되는 방진구(42),
상기 복수의 방진구(42)의 상면에 지지되어 상기 지면에 대하여 평행하게 배치되고, 상면에 상기 발전기(30)가 배치되며, 상기 구동계(50)를 회전 가능하게 지지하도록 구성되는 베이스 플레이트(43), 및
상기 베이스 플레이트(43)에 결합되어 상기 발전기(30)를 외부로부터 보호하고, 상기 수직 축부(11)를 회전 가능하게 지지하도록 구성되는 보호 케이스(44)를 포함하고,
상기 구동계(50)는,
상기 회전 커버(15)의 내부에 수용되고, 상기 적어도 하나의 블레이드(20)의 상단부에 결합되어 상기 적어도 하나의 블레이드(20)에 의해 회전되도록 구성되는 제1 구동 부재(51),
상기 수직 축부(11)의 내부에 수용되어 일 측은 상기 상부판(13)에 회전 가능하게 결합되고, 타 측은 상기 베이스(40)에 회전 가능하게 결합되는 구동축(52),
상기 구동축(52)의 일 측에 결합되고, 상기 구동축(52)을 회전시키도록 구성되는 제2 구동 부재(53),
상기 제1 구동 부재(51)와 상기 제2 구동 부재(53)를 서로 연결하고, 상기 제1 구동 부재(51)의 회전력을 상기 제2 구동 부재(53)에 전달하여 상기 제2 구동 부재(53)를 회전시키도록 구성되는 폐루프 구조의 동력 전달 부재(54), 및
상기 구동축(52)에 결합되어 상기 베이스(40)에 수용되고, 상기 구동축(52)에 의해 회전되면서 상기 발전기(30)를 구동시키도록 구성되는 제3 구동 부재(55)를 포함하며,
상기 가이드(141)는 유로(F)가 관통된 제1 방향(D1)에 대하여 교차되는 제2 방향(D2)을 따라서 일 측에 배치된 제1 가이드 조립체(1411)와,
제2 방향(D2)을 따라서 타 측에 배치된 제2 가이드 조립체(1412)를 포함하고,
상기 제1 가이드 조립체(1411)와 제2 가이드 조립체(1412)는 제1 방향(D1)을 따라 원호 형상으로 구성된 가이드 바디(GB)와,
상기 가이드 바디(GB)의 일단부로부터 연장되되 가이드 바디(GB)의 전방에 배치된 보조 가이드 부재(SG),
상기 가이드 바디(GB)의 타단부로부터 연장되되 가이드 바디(GB)의 후방에 배치되는 배기노즐(EN)을 포함하고,
상기 보조 가이드 부재(SG)와 배기노즐(EN)은 각각 제1 방향(D1)에 대하여 0도 이상 60도 이하의 각도(θ1)로 경사지게 배치되며,
상기 풍향 조절판(142)은 제1 방향(D1)에 대하여 평행하게 배치되는 제1 풍향 조절판(1421)과,
상기 제1 풍향 조절판(1421)으로부터 이격 배치되는 제2 풍향 조절판(1422),
상기 제2 풍향 조절판(1422)으로부터 이격 배치되는 제3 풍향 조절판(1423)을 포함하고,
상기 제2 풍향 조절판(1422)은 제1 풍향 조절판(1421)에 대하여 0도 이상 60도 이하의 각도(θ2)로 배치되며,
상기 제3 풍향 조절판(1423)은 제2 풍향 조절판(1422)에 대하여 0도 이상 60도 이하의 각도(θ3)로 배치되는 것을 특징으로 하는 풍향을 스스로 추종하는 수직형 풍력발전장치(1).
It is disposed perpendicular to the ground and includes a housing 10 provided with a flow path F through which wind can pass therein,
The housing 10,
While rotating along the circumferential direction by the wind blowing from the outside, it follows the direction in which the wind blows by itself, and always arranges the inlet of the flow path F to face the direction in which the wind blows,
At least one blade 20 that is rotatably coupled to the housing 10 and disposed in the flow path F, and is configured to be rotated by being pressed by the wind passing through the flow path F;
A generator 30 configured to generate electricity by receiving the rotational force of the at least one blade 20,
a base 40 installed on the ground to rotatably support the housing 10 and to protect the generator 30 from the outside; and
A drive system 50 accommodated in the housing 10 and configured to connect the at least one blade 20 and the generator 30 to transmit the rotational force of the at least one blade 20 to the generator 30 . ) further comprising
The housing 10,
A vertical shaft portion 11 rotatably coupled to the base 40 along the circumferential direction,
A lower plate 12 coupled to the lower side of the vertical shaft 11 and rotated by the vertical shaft 11 to rotatably support the lower end of the at least one blade 20,
An upper plate 13 coupled to an upper portion of the vertical shaft 11 to rotate the vertical shaft 11 and rotatably supporting an upper end of the at least one blade 20;
a fluid guide 14 disposed between the lower plate 12 and the upper plate 13 to form the flow path F, and configured to be rotated by the lower plate 12 and the upper plate 13;
A rotating cover 15 coupled to the upper plate 13 and configured to rotate the upper plate 13, and
It is coupled to the upper end of the rotary cover 15, is pressed by the wind blowing from the outside and rotates along the circumferential direction to rotate the housing 10 in the same direction and to indicate the direction in which the wind blows. a weather vane (16);
The fluid guide portion 14,
A guide 141 that communicates with the external space inside and forms the flow path F configured to allow wind to pass therethrough, and
and a wind direction control plate 142 disposed in front of the guide 141 and configured to control the direction of the wind flowing into the flow path F;
Further comprising at least one auxiliary blade (60) rotatably disposed at the rear of the at least one blade (20) along the moving direction of the wind,
The base 40,
a plurality of fixing brackets 41 installed on the ground;
Absorbs and mitigates vibration and shock transmitted through the wind vane 16, the rotating cover 15, the housing 10, the protective case 44, and the fixing bracket 41 disposed on the upper surfaces of the plurality of fixing brackets 41, respectively Vibration hole 42 configured to
A base plate 43 supported on the upper surface of the plurality of vibration-proof holes 42 and arranged parallel to the ground, the generator 30 is arranged on the upper surface, and configured to rotatably support the drive system 50 . ), and
It is coupled to the base plate 43 to protect the generator 30 from the outside, and a protective case 44 configured to rotatably support the vertical shaft portion 11,
The drive system 50,
A first driving member 51 accommodated in the rotation cover 15, coupled to the upper end of the at least one blade 20 and configured to be rotated by the at least one blade 20,
A driving shaft 52 accommodated in the vertical shaft portion 11, one side is rotatably coupled to the upper plate 13, and the other side is rotatably coupled to the base 40,
a second driving member 53 coupled to one side of the driving shaft 52 and configured to rotate the driving shaft 52;
The first driving member 51 and the second driving member 53 are connected to each other, and the rotational force of the first driving member 51 is transmitted to the second driving member 53 to transmit the second driving member (53). A power transmission member 54 of a closed loop structure configured to rotate 53 , and
A third drive member 55 coupled to the drive shaft 52 and accommodated in the base 40 and configured to drive the generator 30 while being rotated by the drive shaft 52,
The guide 141 includes a first guide assembly 1411 disposed on one side along a second direction D2 that intersects the first direction D1 through which the flow path F passes;
a second guide assembly 1412 disposed on the other side along the second direction D2;
The first guide assembly 1411 and the second guide assembly 1412 include a guide body GB configured in an arc shape along the first direction D1,
An auxiliary guide member (SG) extending from one end of the guide body (GB) and disposed in front of the guide body (GB);
and an exhaust nozzle EN extending from the other end of the guide body GB and disposed at the rear of the guide body GB,
The auxiliary guide member SG and the exhaust nozzle EN are respectively inclined at an angle θ1 of 0 degrees or more and 60 degrees or less with respect to the first direction D1,
The wind direction regulating plate 142 includes a first wind direction regulating plate 1421 disposed parallel to the first direction D1,
a second wind direction control plate 1422 spaced apart from the first wind direction control plate 1421;
and a third wind direction control plate 1423 spaced apart from the second wind direction control plate 1422,
The second wind direction control plate 1422 is disposed at an angle θ2 of 0 degrees or more and 60 degrees or less with respect to the first wind direction control plate 1421,
The third wind direction control plate 1423 is a vertical wind power generator (1) that follows the wind direction by itself, characterized in that it is disposed at an angle θ3 of 0 degrees or more and 60 degrees or less with respect to the second wind direction control plate 1422.
상기 풍향계(16)는,
상기 회전 커버(15)의 상단부에 결합되어 상기 지면에 대하여 수직하게 배치되고, 상기 회전 커버(15)와 함께 회전되도록 구성되는 지지축부(161);
상기 지지축부(161)에 결합되어 상기 지면에 대하여 평행하게 배치되고, 일 측은 상기 유로(F)의 입구를 향하도록 배치되고, 타 측은 상기 유로(F)의 출구를 향하도록 배치되는 풍향 지시부(162); 및
상기 풍향 지시부(162)의 타 측에 배치되고, 외부로부터 불어오는 바람에 접촉되어 상기 바람으로부터 가해지는 압력을 상기 풍향 지시부(162) 및 상기 지지축부(161)에 전달하도록 구성되는 풍향 날개부(163)를 포함하는, 풍향을 스스로 추종하는 수직형 풍력발전장치(1).
According to claim 1,
The wind vane 16 is
a support shaft portion 161 coupled to the upper end of the rotary cover 15 and disposed perpendicular to the ground, configured to rotate together with the rotary cover 15;
A wind direction indicating part coupled to the support shaft 161 and arranged parallel to the ground, one side facing the entrance of the flow path F, and the other side facing the exit of the flow path F ( 162); and
A wind direction wing unit disposed on the other side of the wind direction indicating unit 162 and configured to contact the wind blowing from the outside and transmit the pressure applied from the wind to the wind direction indicating unit 162 and the support shaft unit 161 ( 163), including a vertical wind power generator (1) that follows the wind direction by itself.
상기 적어도 하나의 블레이드(20)는,
상기 유로(F)에 회전 가능하게 배치되는 축부(21); 및
상기 축부(21)에 결합되고, 상기 유로(F)를 이동하는 바람에 가압되어 상기 축부(21)와 함께 회전되도록 구성되는 날개부(22)를 포함하고,
상기 날개부(22)는,
접촉되는 바람을 중심부로 안내하여 상기 바람으로부터 가해지는 압력을 상기 중심부에 집중시키는 오목한 유선형의 제1 접촉면(22A); 및
상기 제1 접촉면(22A)으로부터 연장되고, 접촉되는 바람을 외측으로 안내하여 상기 바람으로부터 가해지는 압력을 분산시키는 볼록한 유선형의 제2 접촉면(22B)을 포함하는, 풍향을 스스로 추종하는 수직형 풍력발전장치(1).
According to claim 1,
The at least one blade 20,
a shaft portion 21 that is rotatably disposed in the flow path (F); and
It is coupled to the shaft portion 21 and is pressed by the wind to move the flow path (F) and includes a wing portion 22 configured to rotate together with the shaft portion 21,
The wing portion 22,
a concave streamlined first contact surface (22A) for guiding the contacting wind to the central portion and concentrating the pressure applied from the wind on the central portion; and
A vertical wind power generation that follows the wind direction by itself, extending from the first contact surface 22A and including a convex streamlined second contact surface 22B for guiding the contacting wind to the outside and dispersing the pressure applied from the wind. device (1).
상기 적어도 하나의 블레이드(20)와 상기 적어도 하나의 보조 블레이드(60)는 상기 유로(F)에 하나 이상 배치되는, 풍향을 스스로 추종하는 수직형 풍력발전장치(1).According to claim 1,
The at least one blade 20 and the at least one auxiliary blade 60 are disposed in the flow path (F) at least one, a vertical wind power generator (1) for self-tracking the wind direction.
Priority Applications (2)
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