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KR101663597B1 - High efficient wind power generator using diffuser - Google Patents

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KR101663597B1
KR101663597B1 KR1020160049163A KR20160049163A KR101663597B1 KR 101663597 B1 KR101663597 B1 KR 101663597B1 KR 1020160049163 A KR1020160049163 A KR 1020160049163A KR 20160049163 A KR20160049163 A KR 20160049163A KR 101663597 B1 KR101663597 B1 KR 101663597B1
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South Korea
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Inventor
신용오
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주식회사 웨스텍
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Abstract

본 발명에 따른 확산관을 이용한 고효율 풍력발전기는 지면에 수직으로 설치된 지주에 설치되는데, 풍력발전기는 확산관의 내부에 터빈이 설치되어 구성되며, 확산관은, 일정 폭의 링(ring) 형상으로 구성되며, 바람이 유입되는 쪽에 배치된 제1링; 일정 폭을 갖는 링 형상의 평판부와, 상기 평판부의 일측에 직경이 점진적으로 증가하는 확관부가 일체로 구성되어, 상기 제1링의 후방에 배치된 제2링으로 구성되고, 터빈은, 중앙에 본체가 위치하고, 상기 본체를 중심으로 방사상으로 배치되며, 선단(先端)이 상기 제1링에 고정되어 설치된 블레이드; 상기 블레이드의 회전에 의해 발전하고, 회전축이 상기 본체와 연결되어 구성되며, 상기 제2링의 평판부측 내부 중심부분에 배치된 발전기를 포함하여 구성되며, 상기 발전기를 제2링의 내부에 고정시키기 위하여 발전기와 제2링의 평판부 사이를 연결하는 로드(rod)가 설치되며, 상기 로드는 발전기를 중심으로 짝수개가 방사상으로 배치되고, 로드 중에서 수직방향으로 배치된 로드는 제2링의 평판부 상하를 각각 관통하도록 설치되어, 바람의 방향에 따라 풍력발전기가 회동하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.The high-efficiency wind power generator using the diffusion tube according to the present invention is installed in a vertical stand on the ground. The wind power generator includes a turbine installed inside the diffusion tube. The diffusion tube has a ring shape A first ring disposed on a side from which wind flows; And a second ring integrally formed with a ring-shaped flat plate portion having a predetermined width and an enlarged diameter portion gradually increasing in diameter at one side of the flat plate portion and disposed rearward of the first ring, A blade disposed radially with respect to the main body and having a tip fixed to the first ring; And a generator disposed at an inner center portion on the side of the flat plate portion of the second ring, the rotary shaft being connected to the main body, the generator being generated by rotation of the blade, and the generator being fixed to the inside of the second ring And a rod connecting the generator and the flat plate portion of the second ring is installed, and the rod is arranged radially in an even number around the generator, And the wind power generator is configured to rotate according to the direction of the wind.

Description

확산관을 이용한 고효율 풍력발전기{High efficient wind power generator using diffuser}Technical Field [0001] The present invention relates to a high efficiency wind power generator using a diffusion tube,

본 발명은 확산관을 이용한 풍력발전기에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 유체의 속도가 증가하면 압력이 낮아지고, 반대로 속도가 감소하면 압력이 높아진다는 베르누이(Bernoulli) 정리를 적용하여, 확산관을 설치하고 직경이 작은 부분에 블레이드를 설치하여 바람의 속도를 향상시켜 줌으로써 풍력발전의 효율을 증대시킬 수 있는, 확산관을 이용한 고효율 풍력발전기에 관한 것이다.The present invention relates to a wind turbine using a diffusion tube, and more particularly, to Bernoulli's theorem that the pressure decreases as the fluid velocity increases and the pressure increases as the velocity decreases. On the other hand, And more particularly, to a high efficiency wind turbine generator using a diffusion tube capable of increasing the efficiency of wind power generation by providing a blade at a small diameter portion to improve the wind speed.

풍력발전은 발전기의 회전축에 터빈을 설치하여, 바람에 의해 터빈이 회전됨에 따라 발생하는 회전력을 이용하여 발전하는 방식이다. 이러한 풍력발전은 비교적 높은 풍속의 바람이 불어야만 터빈이 회전하면서 발전이 이루어지므로 바람이 많이 부는 특정한 지역을 제외하고는 풍력발전장치를 설치하는 것이 부적절한데, 우리나라의 경우에는 바람의 연평균 속도가 3∼4m/sec인 경우가 대부분이어서 바람의 에너지를 전기로 변환하는 효율이 매우 낮은 문제점이 있다.Wind turbines are turbines installed on the rotating shaft of the generator and are generated by using the rotational force generated by the wind as the turbine is rotated. Since wind turbines generate wind turbines by rotating wind turbines at relatively high wind speeds, it is inappropriate to install wind turbines except in certain windy areas. In Korea, the average annual wind speed is 3 ~ 4m / sec. Therefore, there is a problem that the efficiency of converting the wind energy into electricity is very low.

또한, 풍력발전의 출력은 공기밀도와 수풍(受風)면적(swept area) 및 풍속에 따라 달라지므로(P = ½ρAV³), 출력을 높이기 위해서는 수풍면적(A)을 높이고 회전속도(V)를 높여 주어야 한다. 이와 같이 풍력발전의 출력을 좌우하는 인자들 중에서 수풍면적만이 공학적 인자이고 나머지는 모두 자연적 여건들인데, 출력을 높이기 위해 가장 중요한 것은 인위적으로라도 회전속도를 높여 주는 것이다.Since the output of the wind power generation depends on the air density, the swept area, and the wind speed (P = ½ρAV³), to increase the output, increase the wind flow area (A) and increase the rotation speed (V) You must give. Among the factors that determine the output of the wind power generation, only the swing area is the engineering factor and the rest are the natural conditions. In order to increase the output, the most important thing is to increase the rotation speed artificially.

본 발명의 출원인(발명자)은 저풍황 지역에 설치되는 풍력발전의 효율을 높이기 위해 특허등록 제1565466호 "저풍황에서 고효율 발전이 가능한 수직축 풍력발전장치"를 개발하여 특허받았다. 상기 특허는 기둥에 블레이드 회전자를 직접 장착하여 기둥을 회전축 대용으로 사용함으로써, 블레이드의 회전반경은 적고 길이를 확장하기 위하여 기둥의 높이를 높게 해서 회전직경은 적고 높이가 높은 블레이드 장착이 가능하게 하여 저풍황에서도 높은 출력을 얻을 수 있도록 한 기술이다. 하지만, 바람의 속도가 매우 낮은 경우에는 블레이드의 회전 자체가 어렵기 때문에 발전이 곤란하다는 문제에 봉착하게 되었다.Applicant (inventor) of the present invention has developed and patented patent registration No. 1565466, "Vertical-axis wind power generator capable of high-efficiency power generation in low wind speed", in order to increase the efficiency of wind power generation installed in low- In the above patent, since the blade rotors are directly mounted on the columns and the columns are used as the rotating shafts, the rotation radius of the blades is small and the height of the columns is increased to expand the length, It is a technology that enables high output to be obtained even under low wind conditions. However, when the speed of the wind is very low, the rotation of the blade itself is difficult, so that the power generation is difficult.

따라서 본 발명의 출원인(발명자)은 우리나라의 경우 대부분 지역이 풍속이 매우 낮다는 현실적인 상황을 고려하여, 낮은 풍속에서 풍력발전의 출력을 높이기 위해 가장 중요한 것은 인위적으로 회전속도를 높여 주어야 한다는 점에 착안하여 많은 연구 개발을 한 끝에 특허출원 제2016-46668호 "항력형 구조를 이용한 저풍황 고효율 풍력발전장치"를 개발하였으며, 그 일환으로 본 발명에 이르게 되었다.Therefore, the applicant of the present invention (inventor) has pointed out that in order to increase the output of the wind power generator at low wind speed, the rotational speed must be increased artificially in consideration of the real situation that the wind speed of the region is very low in most of the country And developed a patent application No. 2016-46668 entitled " Low-wind-induced high-efficiency wind power generation device using drag-like structure ", and as a result, the present invention was accomplished.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 유체의 속도가 증가하면 압력이 낮아지고, 반대로 속도가 감소하면 압력이 높아진다는 베르누이(Bernoulli) 정리를 적용하여 단면적이 변하는 확산관을 설치하고, 바람의 속도가 빨라지는 단면적이 작은 부분에 블레이드를 설치함으로써 낮은 풍속에서도 풍력발전의 효율을 증대시킬 수 있는, 확산관을 이용한 고효율 풍력발전기를 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a fluidized- The present invention is to provide a high efficiency wind turbine generator using a diffusion tube that can increase the efficiency of wind power generation even at a low wind speed by providing a diffusion tube having a variable cross section and a blade having a small sectional area where the wind speed is increased.

본 발명에 따른 확산관을 이용한 고효율 풍력발전기는 지면에 수직으로 설치된 지주(pole)에 설치되는데, 풍력발전기는 확산관의 내부에 터빈이 설치되어 구성되며, 확산관은, 일정 폭의 링(ring) 형상으로 구성되며, 바람이 유입되는 쪽에 배치된 제1링; 일정 폭을 갖는 링 형상의 평판부와, 상기 평판부의 일측에 직경이 점진적으로 증가하는 확관부가 일체로 구성되어, 상기 제1링의 후방에 배치된 제2링으로 구성되고, 터빈은, 중앙에 본체가 위치하고, 상기 본체를 중심으로 방사상으로 배치되며, 선단(先端)이 상기 제1링에 고정되어 설치된 블레이드; 상기 블레이드의 회전에 의해 발전하고, 회전축이 상기 본체와 연결되어 구성되며, 상기 제2링의 평판부측 내부 중심부분에 배치된 발전기를 포함하여 구성되며, 상기 발전기를 제2링의 내부에 고정시키기 위하여 발전기와 제2링의 평판부 사이를 연결하는 로드(rod)가 설치되며, 상기 로드는 발전기를 중심으로 짝수개가 방사상으로 배치되고, 로드 중에서 수직방향으로 배치된 로드는 제2링의 평판부 상하를 각각 관통하도록 설치되어, 바람의 방향에 따라 풍력발전기가 회동하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.The high-efficiency wind power generator using the diffusion tube according to the present invention is installed in a pole vertically installed on the ground. The wind power generator includes a turbine installed inside the diffusion tube, A first ring disposed on a side from which the wind flows; And a second ring integrally formed with a ring-shaped flat plate portion having a predetermined width and an enlarged diameter portion gradually increasing in diameter at one side of the flat plate portion and disposed rearward of the first ring, A blade disposed radially with respect to the main body and having a tip fixed to the first ring; And a generator disposed at an inner center portion on the side of the flat plate portion of the second ring, the rotary shaft being connected to the main body, the generator being generated by rotation of the blade, and the generator being fixed to the inside of the second ring And a rod connecting the generator and the flat plate portion of the second ring is installed, and the rod is arranged radially in an even number around the generator, And the wind power generator is configured to rotate according to the direction of the wind.

바람직하게는, 지주는, 하단이 지면에 고정되어 수직으로 설치되는 수직지주와, 상기 수직지주의 일정 높이 상부로 수직지주의 수평방향 양측으로 돌출되게 수평바를 등간격으로 설치하여 구성하고, 상기 풍력발전기는 상하방향에서 인접하여 설치된 수평바 사이에 설치된다.Preferably, the strut is constituted by a vertical strut vertically installed at the lower end fixed to the ground, horizontal bars projecting to both sides of the vertical strut vertically at equal heights above the vertical strut at regular intervals, The generators are installed between the horizontal bars provided adjacent to each other in the vertical direction.

바람직하게는, 수평바에는 유압펌프가 설치되어 제2링의 평판부 하부를 관통한 하단바의 단부가 유압펌프의 회전축과 결합되며, 수평바에 베어링이 고정 설치되어 제2링의 평판부 상부를 관통한 상단바의 상단부분이 베어링과 결합되며, 바람의 방향에 따라 유압펌프의 작동에 의해 풍력발전기가 회동하면서 확산관과 터빈의 방향이 바뀌게 된다.Preferably, the horizontal bar is provided with a hydraulic pump, the end of the lower end bar passing through the lower portion of the flat plate of the second ring is engaged with the rotary shaft of the hydraulic pump, the bearing is fixed to the horizontal bar, The upper part of the penetrating upper bar is combined with the bearing, and the direction of the diffuser and the turbine is changed by the operation of the hydraulic pump according to the direction of the wind while the wind generator is rotating.

바람직하게는, 발전기의 후방에는 보조날개가 장착되어 바람의 방향에 따라 풍력발전기의 방향이 바뀌도록 유도해 준다.Preferably, an auxiliary wing is mounted at the rear of the generator to direct the direction of the wind power generator according to the direction of the wind.

본 발명은, 유체의 속도가 증가하면 유체 내부의 압력이 낮아지고, 반대로 속도가 감소하면 내부 압력이 높아진다는 베르누이(Bernoulli)의 정리를 적용하여 단면적을 다르게 만든 확산관(diffuser)을 사용하여 블레이드의 회전속도를 높인 풍력발전기이다. 구체적으로 보면, 본 발명에 따른 풍력발전기는 블레이드를 확산관의 단면적이 작은 부분에 설치하여 확산관에 유입된 바람이 블레이드를 지나고 나면 단면적이 넓어진 블레이드의 후방에서 저압이 발생하게 되면서 블레이드 쪽의 풍속을 증가시켜 블레이드의 회전속도를 빠르게 해주기 때문에 낮은 풍속에서도 블레이드가 회전속도가 가속되면서(확산관이 없이 단순히 블레이드만 장착한 것보다 확산관을 설치함으로써 출력이 4∼5배 증가하게 된다) 풍력발전의 효율을 현저하게 높일 수 있다.The present invention is based on Bernoulli's theorem that the pressure inside the fluid decreases as the fluid velocity increases and the internal pressure increases as the velocity decreases, The speed of rotation of the wind turbine is increased. Specifically, in the wind turbine according to the present invention, when the blade is installed in a portion having a small cross-sectional area of the diffusion tube and a wind introduced into the diffusion tube passes through the blade, a low pressure is generated from the rear of the blade having a wider sectional area, To increase the speed of rotation of the blades so that the speed of the blades is accelerated even at low wind speeds (the output is increased by 4-5 times by installing the diffuser rather than just the blades with no diffuser) Can be remarkably increased.

도 1은 본 발명에 따른 풍력발전기가 설치된 일실시예를 도시한 도면이다.
도 2는 확산관 내에 설치된 터빈의 후방에서 본 도면이다.
도 3은 확산관 내에 설치된 터빈의 전방에서 본 도면이다.
도 4는 유압펌프를 도시한 도면이다.1 is a view showing an embodiment in which a wind turbine generator according to the present invention is installed.
2 is a rear view of the turbine installed in the diffuser tube.
3 is a front view of the turbine installed in the diffuser tube.
4 is a view showing a hydraulic pump.

본 발명에 따른 풍력발전기의 가장 큰 기술적 특징은, 단면적이 변하는 확산관을 사용하여 단면적이 작은 부분에 터빈을 설치하여, 확산관에 유입된 바람이 블레이드를 지나고 나면 단면적이 넓어진 블레이드의 후방에 저압이 발생하게 되면서 블레이드 쪽의 풍속이 증가하게 되어 낮은 풍속에서도 블레이드를 빠르게 회전시켜 풍력발전의 높은 효율을 얻을 수 있게 했다는 점이다.The most significant technical feature of the wind power generator according to the present invention is that a turbine is installed in a portion having a small cross-sectional area by using a diffusing pipe whose cross-sectional area is changed so that, when the wind introduced into the diffusing pipe passes through the blade, The wind speed on the blade side increases, so that the blade can be rapidly rotated even at a low wind speed to achieve high efficiency of the wind power generation.

본 발명에 따른 풍력발전기는 수평형 풍력발전기인데, 지면에 수직으로 설치된 지주(pole)(10)의 상단에 1대가 설치되거나, 도 1에 도시한 바와 같이, 수직으로 설치된 지주의 양쪽으로 서로 대칭되게 복수대가 설치되며, 낮은 풍속에서도 높은 효율을 얻을 수 있도록 단면적이 변하는 확산관(21) 내부에 터빈을 설치하고, 풍향에 따라 확산관(21)의 방향이 바뀌면서 터빈의 방향도 함께 바뀌면서 회전하게 된다.The wind turbine generator according to the present invention is a horizontal type wind turbine generator, in which a single wind turbine generator is installed at the upper end of a pole 10 vertically installed on the ground, or as shown in FIG. 1, A turbine is installed inside the diffusion tube 21 whose sectional area is changed so as to obtain high efficiency even at a low wind speed and the direction of the diffusion tube 21 is changed according to the wind direction, do.

본 발명에 따른 풍력발전기에서 확산관(21)의 제1링(211)의 지름이 매우 크고(통상적으로 지름이 3∼4m 이상임) 무겁기 때문에, 링 형상을 제작하기도 어려울 뿐만 아니라 링 형상이 원형에서 조금만 어긋나도 회전시 급격한 요잉(yawing)이 발생하게 되므로 안전에 문제가 있고, 가격 대비 성능이 매우 낮다는 문제가 있기 때문에 상용화에 어려움이 있었으므로, 본 발명에서는 확산관의 소재를 인조피혁이나 플라스틱 등과 같이 가벼운 소재를 사용함으로써 관성력을 최소화하고, 바람이 불면서 난류가 생겨 급격한 요잉이 발생한다거나 회전시 요잉이 발생하더라도 자세를 안정화시킬 수 있도록 유압펌프와 베어링을 사용하여 풍력발전기를 설치하는 구조를 채택하였고, 출력을 증가시키기 위하여 풍력발전기를 다단으로 적층시켜서 설치하였다.Since the diameter of the first ring 211 of the diffusion tube 21 in the wind power generator according to the present invention is very large (typically, the diameter is 3 to 4 m or more), it is difficult to manufacture the ring shape, Since there is a problem of safety and a very low cost performance, it has been difficult to commercialize the product because of a sudden yawing during rotation. Therefore, in the present invention, the material of the diffusion tube is made of artificial leather or plastic , The structure of installing a wind turbine using a hydraulic pump and a bearing is adopted so that inertia is minimized by using a light material, and turbulence occurs due to wind blowing and sudden yaw occurs or yaw occurs in rotation. In order to increase the output, wind turbine generators were stacked in multiple stages.

확산관(21)은 제1링(211)과 제2링(212)으로 구성된다. 제1링(211)은 바람이 유입되는 쪽에 배치되는 구성으로, 일정 폭을 갖는 링(ring) 형상만으로 구성할 수도 있지만, 도 2와 3에 도시된 바와 같이, 일정 폭을 갖는 링 형상의 평판부(211a)와 평판부(211a) 전방에 직경이 약간 커지는 확관부(211b)를 일체로 형성함으로써 확관부(211b)가 평판부(211a) 쪽으로 바람을 가이드하면서 평판부(211a)에서의 풍속을 가속시켜 주도록 형성할 수도 있다.The diffusion tube 21 is composed of a first ring 211 and a second ring 212. 2 and 3, the first ring 211 is disposed on the side to which the wind flows, and may be formed in a ring shape having a constant width. However, as shown in Figs. 2 and 3, The expanded portion 211b and the expanded portion 211b having a slightly larger diameter are integrally formed in front of the flat plate portion 211a so that the expanded portion 211b guides the wind toward the flat plate portion 211a, May be accelerated.

제2링(212)은 제1링(211)의 후방에 배치되는 구성인데, 일정 폭을 갖는 링 형상의 평판부(212a)와, 평판부(212a)의 일측에 직경이 점진적으로 증가하는 확관부(212)가 일체로 구성된다. 물론 제2링의 평판부(212a)의 폭이 제1링의 평판부(211a)의 폭보다 커야 하고, 제2링의 확관부(212b)의 폭이 제1링의 확관부(211b)의 폭보다 커야 한다.The second ring 212 is disposed at the rear of the first ring 211. The second ring 212 has a ring-shaped flat plate portion 212a having a predetermined width and a ring-shaped flat plate portion 212b having a diameter gradually increasing at one side of the flat plate portion 212a And the tube portion 212 are integrally formed. Of course, the width of the flat plate portion 212a of the second ring must be larger than the width of the flat plate portion 211a of the first ring, and the width of the expanded portion 212b of the second ring must be larger than that of the expanded portion 211b of the first ring. Width.

터빈은 블레이드(23)와 발전기(22)를 기본적으로 구비하고, 바람의 방향에 따라 터빈과 확산관(21)의 방향을 가이드해 주는 보조날개(24)를 더 포함할 수도 있다. 블레이드(23)는 중앙에 본체(231)가 위치하고, 본체(231)를 중심으로 방사상으로 배치되며, 블레이드(23)의 선단(先端)이 제1링(211)에 고정되어 설치되어 있어서, 제1링(211)은 블레이드(23)와 함께 회전하게 된다. 블레이드(23)가 방사상으로 다수개가 설치되므로 블레이드의 무게가 동일하더라도 블레이드가 회전하면서 위치가 변하기 때문에 좌우측의 무게가 동일할 수 없으므로 진동이 발생할 수밖에 없는데, 제1링(211)이 블레이드(23)와 결합되어 일체로 형성되어 있으면 진동이 발생하더라도 진동을 최소화할 수 있다.The turbine basically includes a blade 23 and a generator 22 and may further include an auxiliary vane 24 for guiding the direction of the turbine and the diffusion tube 21 in accordance with the direction of the wind. The blade 23 has a body 231 at the center and is arranged radially around the body 231. The tip of the blade 23 is fixed to the first ring 211, 1 ring 211 is rotated together with the blade 23. Even if the weight of the blades 23 is equal to the weight of the blades 23, since the positions of the blades 23 are rotated, the weight of the blades 23 can not be equal to each other. The vibration can be minimized even if vibration is generated.

발전기(22)는 블레이드(23)의 회전에 의해 발전하고, 발전기(22)의 회전축이 본체(231)와 연결되어 구성되며, 발전기(22)는 제2링(212)의 평판부(212a)측 내부 중심부분에 배치되며, 로드(rod)(25)의해 지지되어 설치된다.The generator 22 is constituted by the rotation of the blade 23 and the rotation axis of the generator 22 is connected to the main body 231. The generator 22 is connected to the flat plate portion 212a of the second ring 212, Side inner center portion, and is supported by a rod 25. As shown in Fig.

발전기(22)를 제2링(212)의 내부에 고정시키기 위하여 발전기(22)와 제2링의 평판부(212a) 사이를 로드(25)가 연결하는데, 로드(25)는 발전기(22)를 중심으로 짝수개가 좌우 대칭을 이루며 방사상으로 배치되고, 로드(25) 중에서 수직방향으로 배치되는 상단바와 하단바('상단바'와 '하단바'는 발전기의 상단과 하단에 각각 수직방향으로 위치하는 로드를 말한다. 이하 같다)는 제2링의 평판부(212a) 상부와 하부를 각각 관통하도록 설치되어, 바람의 방향에 따라 풍력발전기(20)가 회동하도록 구성된다.A rod 25 is connected between the generator 22 and the flat plate portion 212a of the second ring to fix the generator 22 inside the second ring 212. The rod 25 is connected to the generator 22, And the upper bar and the lower bar (the 'upper bar' and the " lower bar ", which are vertically arranged in the vertical direction in the upper and lower ends of the generator 25, ) Are provided so as to penetrate the upper and lower portions of the flat plate portion 212a of the second ring, respectively, so that the wind power generator 20 is configured to rotate in accordance with the wind direction.

상단바의 상단부분은 수평바(12)에 부착된 베어링(12)과 결합하여 요잉 발생시 진동을 저하시키고 안정성을 높이면서 회동할 수 있게 하는 역할을 한다. 또한, 하단바의 하단은 수평바(12)에 장착된 유압펌프(16)의 회전축과 결합하여 요잉 발생시 관성력을 최소화하면서 균형(발란싱)을 유지하면서 회동할 수 있게 하는 역할을 한다.The upper part of the upper bar is engaged with the bearing 12 attached to the horizontal bar 12, and serves to lower the vibration when the yaw occurs and increase the stability, thereby rotating the upper bar. In addition, the lower end of the lower bar is engaged with the rotation axis of the hydraulic pump 16 mounted on the horizontal bar 12, thereby minimizing the inertia force when yaw occurs and rotating the balance while maintaining balance (balancing).

풍력발전기(20)를 1대만 설치할 때는 지주(10)가 수직지주(11)만 설치해도 되지만, 풍력발전기(20)를 2대 이상 복수대를 설치할 때는 수직지주(11)와 수평바(12)를 설치하여야 하는데, 수직지주(11)는 하단이 지면에 고정되어 수직으로 설치되고, 수직지주(11)의 일정 높이 상부로 수직지주(11)의 수평방향 양측으로 돌출되게 등간격으로 수평바(12)를 설치하여 구성된다(도 1 참조).The vertical struts 11 and the horizontal bars 12 may be provided only when the wind turbine generator 20 is installed alone. However, when two or more wind turbine generators 20 are installed, The vertical columns 11 are vertically installed on the bottom of the vertical columns 11 and extend vertically on both sides of the vertical columns 11 at equal heights 12) (see Fig. 1).

풍력발전기(20)를 복수대 설치할 경우에는, 풍력발전기(20)는 상하방향에서 인접하여 설치된 수평바(12) 사이에 설치되며, 시설물의 안정을 위해 수직지주(11)를 중심으로 좌우 대칭으로 설치하여야 한다.When a plurality of wind turbine generators 20 are installed, the wind turbine generators 20 are installed between the horizontal bars 12 arranged adjacent to each other in the vertical direction and are arranged symmetrically with respect to the vertical column 11 Should be installed.

풍력발전기(20)는 풍향에 따라 방향이 바뀌어야 하므로, 풍력발전기(20)의 방향을 바꾸기 위하여 제2링의 평판부(212a)를 상하로 관통한 상단바와 하단바에 각각 베어링(15)과 유압펌프(16)가 결합되어 설치된다. 유압펌프(16)는 수평바(12)에 고정 설치되어 펌프의 회전축이 제2링의 평판부(212a) 하부를 관통한 하단바의 하단과 결합되어 설치되고, 제2링의 평판부(212a) 상부로 돌출된 상단바의 상단부분은 수평바(12)에 고정 설치된 베어링(15)에 의해 회동하게 된다. 제2링의 평판부(212a)를 상하로 관통하는 상단바와 하단바 이외의 다수개의 로드는 각 단부(端部)가 제2링의 평판부(212a) 내주면에 고정되게 된다.In order to change the direction of the wind power generator 20, the wind power generator 20 needs to be changed in direction depending on the wind direction. Therefore, a bearing 15 and a hydraulic pump 20 are provided on the upper and lower bars, which penetrate the flat plate portion 212a of the second ring, (16). The hydraulic pump 16 is fixed to the horizontal bar 12 so that the rotation axis of the pump is coupled to the lower end of the lower bar passing through the lower portion of the flat plate portion 212a of the second ring, The upper portion of the upper bar projecting upward is pivoted by the bearing 15 fixed to the horizontal bar 12. A plurality of rods other than the upper end bar and the lower end bar passing vertically through the flat plate portion 212a of the second ring are fixed to the inner circumferential surface of the flat plate portion 212a of the second ring.

유압펌프(16)는 2개의 입·출구 사이에 밸브를 설치하여 밸브 개폐를 조절하면서 유압에 의해 회전축을 정회전 또는 역회전 작동시킴으로써 안정되고도 정확한 회전력을 얻어 회전축의 회전각도를 용이하게 조정하는 장치인데, 밸브를 작동시켜 배관의 개도(開度)에 따라 입·출구 사이를 유동하는 유량이 제어되도록 구성되어 있으며, 다양한 분야에서 널리 사용되고 있고, 유압액츄에이터를 사용해도 되며, 유압펌프 자체가 본 발명의 대상이 아니므로 구체적인 설명은 생략한다. 본 발명에서 유압펌프(16)는 요잉(yawing)의 완급을 조절하고, 급격한 풍향변화에 대응하여 구조물의 안전성을 높여 주게 된다.The hydraulic pump 16 is provided with a valve between two inlets and outlets to regulate the opening and closing of the valve, and by rotating or rotating the rotary shaft by hydraulic pressure, a stable and accurate rotary force is obtained and the rotation angle of the rotary shaft is easily adjusted And is configured to control the flow rate flowing between the inlet and the outlet according to the degree of opening of the pipe by operating the valve. It is widely used in various fields, and a hydraulic actuator may be used. It is not an object of the present invention, so a detailed description thereof will be omitted. In the present invention, the hydraulic pump 16 adjusts the degree of yawing and improves the safety of the structure in response to a sudden change in the direction of the wind.

발전기(22)의 후방에는 판상(板狀)의 보조날개(24)가 더 장착되는데, 보조날개(24)는 요잉(yawing)에 의해 터빈이 흔들리면서 파손되거나 발전기 결합구조가 파손되는 것을 방지하기 위한 것으로, 보조날개(24)는 발전기(22)의 회전축 후단(後端)(발전기를 중심으로 블레이드가 위치하는 반대편을 말함)에 위치하게 되며, 바람의 방향에 따라 확산관(21)과 블레이드(23)의 방향을 바꿔준다.A plate-shaped auxiliary wing 24 is further installed at the rear of the generator 22 to prevent the turbine from being shaken or broken by yawing or breakage of the generator coupling structure The auxiliary blade 24 is positioned at the rear end of the rotary shaft of the generator 22 (the opposite side where the blade is located with the generator as the center) and the diffuser 21 and the blade 23).

이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것이고, 명세서에 게시된 실시예는 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 그러므로 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되고, 그와 균등한 범위 내에 있는 기술적 사항도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention. Various modifications and variations will be possible without departing from the spirit of the invention. Therefore, the scope of the present invention should be construed as being covered by the scope of the appended claims, and technical scope within the scope of equivalency thereof should be construed as being included in the scope of the present invention.

10 : 지주 11 : 수직지주
12 :수평바 15 : 베어링
16 : 유압펌프
20 : 풍력발전기 21 : 확산관
211 : 제1링 212 : 제2링
22 : 발전기 23 : 블레이드
231 : 본체 24 : 보조날개
25 : 로드(rod)10: Landing 11: Vertical landing
12: Horizontal bar 15: Bearing
16: Hydraulic pump
20: Wind generator 21: Diffuser
211: first ring 212: second ring
22: generator 23: blade
231: Main body 24: Auxiliary wing
25: rod

Claims (4)

지면에 수직으로 설치된 지주(pole)에 설치되는 풍력발전기에 있어서,
상기 풍력발전기는, 확산관의 내부에 터빈이 설치되어 구성되며,
상기 확산관은,
일정 폭의 링(ring) 형상으로 구성되며, 바람이 유입되는 쪽에 배치된 제1링;
일정 폭을 갖는 링 형상의 평판부와, 상기 평판부의 일측에 직경이 점진적으로 증가하는 확관부가 일체로 구성되어, 상기 제1링의 후방에 배치된 제2링;
으로 구성되고, 상기 터빈은,
중앙에 본체가 위치하고, 상기 본체를 중심으로 방사상으로 배치되며, 선단(先端)이 상기 제1링에 고정되어 설치된 블레이드;
상기 블레이드의 회전에 의해 발전하고, 회전축이 상기 본체와 연결되어 구성되며, 상기 제2링의 평판부측 내부 중심부분에 배치된 발전기;
를 포함하여 구성되며,
상기 발전기를 제2링의 내부에 고정시키기 위하여 발전기와 제2링의 평판부 사이를 연결하는 로드(rod)가 설치되며, 상기 로드는 발전기를 중심으로 짝수개가 방사상으로 배치되고, 로드 중에서 수직방향으로 배치된 로드는 제2링의 평판부 상하를 각각 관통하도록 설치되어, 바람의 방향에 따라 풍력발전기가 회동하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 확산관을 이용한 고효율 풍력발전기.
A wind turbine generator installed in a pole vertically installed on the ground,
The wind turbine generator includes a turbine installed in a diffusion tube,
The diffuser tube
A first ring arranged in a ring shape having a predetermined width and disposed on a side from which wind flows;
A second ring arranged integrally with a ring-shaped flat plate portion having a constant width and a widened portion having a diameter gradually increasing at one side of the flat plate portion, the second ring being disposed behind the first ring;
Wherein the turbine comprises:
A blade having a body disposed at a center thereof and disposed radially with respect to the body, the blade having a tip fixed to the first ring;
A generator, which is generated by rotation of the blades, and is configured such that a rotating shaft is connected to the main body, and is disposed at an inner center portion on the side of the flat plate portion of the second ring;
And,
Wherein a rod connecting the generator and the flat plate portion of the second ring is provided to fix the generator to the inside of the second ring and the rod is arranged radially in an even number around the generator, Are arranged so as to pass through the upper and lower portions of the flat plate portion of the second ring, respectively, so that the wind power generator is rotated according to the direction of the wind.
제1항에 있어서,
상기 지주는, 하단이 지면에 고정되어 수직으로 설치되는 수직지주와, 상기 수직지주의 일정 높이 상부로 수직지주의 수평방향 양측으로 돌출되게 수평바를 등간격으로 설치하여 구성하고,
상기 풍력발전기는 상하방향에서 인접하여 설치된 수평바 사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 확산관을 이용한 고효율 풍력발전기.
The method according to claim 1,
Wherein the vertical support is vertically installed at a lower end of the vertical support and is horizontally projected to both sides of the vertical support at a predetermined height of the vertical support,
Wherein the wind turbine generator is installed between horizontal bars adjacent to each other in the vertical direction.
제2항에 있어서,
상기 수평바에는 유압펌프가 설치되고, 제2링의 평판부 하부를 관통한 하단바의 단부가 유압펌프의 회전축과 결합되고,
상기 수평바에 베어링이 고정 설치되어, 제2링의 평판부 상부를 관통한 상단바의 상단부분이 베어링과 결합되어,
바람의 방향에 따라 유압펌프의 작동에 의해 풍력발전기가 회동하면서 확산관과 터빈의 방향이 바뀌게 되는 것을 특징으로 하는 확산관을 이용한 고효율 풍력발전기.
3. The method of claim 2,
The horizontal bar is provided with a hydraulic pump, the end of the lower end bar passing through the lower portion of the flat plate portion of the second ring is engaged with the rotation shaft of the hydraulic pump,
A bearing is fixed to the horizontal bar and an upper end portion of the upper bar passing through the upper portion of the flat plate portion of the second ring is engaged with the bearing,
Wherein the direction of the diffusion tube and the turbine is changed while the wind power generator is rotated by the operation of the hydraulic pump according to the direction of the wind.
제1항에 있어서,
상기 발전기의 후방에는 보조날개가 더 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 확산관을 이용한 고효율 풍력발전기.The method according to claim 1,
And a secondary blade is further installed at the rear of the generator.
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