(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 공개특허공보(A)
(11) 공개번호 10-2011-0102552
(43) 공개일자 2011년09월19일
(51) Int. Cl.

F03D 11/02 (2006.01) F03D 7/02 (2006.01)
F03D 1/00 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2010-0021606
(22) 출원일자 2010년03월11일
심사청구일자 2010년05월25일
(71) 출원인
전성현
대구 동구 신암3동 194-1 건영 캐스빌 108동 20
2호
(72) 발명자
전성현
대구 동구 신암3동 194-1 건영 캐스빌 108동 20
2호
(74) 대리인
이석화
전체 청구항 수 : 총 1 항
(54) 다단식 발전시스템을 갖는 풍력 발전기
(57) 요 약
본 발명은 다단식 발전시스템을 갖는 풍력 발전기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 미풍에서도 발전이 가능하
고, 풍속이 빨라지면 그에 따라 발전량을 늘려 갈 수 있도록 구성된 다단식 발전시스템을 갖는 풍력 발전기를 제
공하려는 것이다.
본 발명에 의한 다단식 발전시스템을 갖는 풍력 발전기는, 프로펠러와 연결된 허브축과 수직축을 베벨기어로 연
결하여 수직축의 하부에는 원판기어가 설치되며,
상기 원판기어에는 전자클러치와 연결된 소기어가 결합되어 원판기어의 회전을 전자클러치 작동에 의해서 발전기
를 구동시킬 수 있게 구성되고, 상기 전자클러치에 풍속에 의해 회전하는 프로펠러의 회전속도를 감지해서 전자
클러치를 작동시키기 위한 콘트롤러로 구성되어진 것이 본 발명에 특징이며,
본 발명에 의한, 다단식 발전시스템을 갖는 풍력 발전기에 의하면, 미풍에서도 발전이 가능하고, 풍속이 발생하
는 속도에 따라 단계적으로 발전을 할 수 있기 때문에 풍속에 관계없이 바람 전체를 활용하여 발전할 수 있으므
로 발전효율을 극대화시키는 효과가 있다.
대 표 도 - 도2
공개특허 10-2011-0102552
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특허청구의 범위
청구항 1
지주의 상부에 풍향에 따라서 회전할 수 있게 설치된 본체(10)와 상기 본체(10)에 설치된 허브축(11)에 의해서
회전할 수 있게 설치된 프로펠러(20)와, 상기 프로펠러와 연결된 허브축(11)과 수직축(30)을 베벨기어(31)로 연
결된 풍력발전기에 있어서,
상기 허브축(11) 또는 수직축(30)에는 원판기어(1)가 설치되고, 원판기어(1)에는 2개 이상의 전자클러치(2)가
소기어(3)를 통해 연결되며,
상기 원판기어(1)의 회전이 소기어(3) 및 전자클러치(2)의 작동에 의해서 발전기를 구동시킬 수 있게 각 전자클
러치(2)와 발전기(5)를 연결하며,
상기 전자클러치(2)들은 풍속에 의해 회전하는 프로펠러의 회전속도를 감지해서 전자클러치(2)들을 선택적으로
작동시키기 위한 콘트롤러(40)가 구비된 것을 특징으로 하는 다단식 발전시스템을 갖는 풍력 발전기.
명 세 서
기 술 분 야
본 발명은 다단식 발전시스템을 갖는 풍력 발전기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 2개 이상의 발전기를 구비[0001]
하여 미풍에서도 발전이 가능하고, 풍속이 빨라지면 그에 따라 발전량을 늘려 갈 수 있도록 구성된 다단식 발전
시스템을 갖는 풍력 발전기에 관한 것이다.
배 경 기 술
주지하는 바와 같이 외부 동력원을 이용한 발전기에 있어서, 발전의 원리는 도체 내의 전자와 자계 사이의 상대[0002]
적 관계에 기초를 두고 있다.
즉, 도체가 자속을 끊으면, 그 도체 양단에 전압이 유기되고 유기된 유도전압에 의해 전류가 흐르게 된다.[0003]
이때, 유도전압(E)의 크기는 자속밀도(B)와 그 자계 속의 도체의 길이(l) 및 도체의 운동 속도(v)의 곱인 E=Blv[0004]
로 주어진다.
상기와 같이 외부 동력원으로부터 기계적 에너지를 전달받아 전기에너지를 발생시키는 방법으로서, 자연에서 채[0005]
취된 예컨대 석탄과 같은 천연자원을 이용하여 인공적인 방법에 의해 발전을 실시하는 화력발전과 우라늄과 같
은 천연자원을 이용한 원자력 발전과 최근 들어 활발히 연구되고 있는 태양광 및 태양열을 이용한 발전도 있다.
그리고, 물의 위치에너지 차이를 이용한 수력발전과 풍력을 이용한 풍력발전이 있다.[0006]
상기와 같은 발전 메카니즘 중에 풍력을 이용한 풍력발전기는 풍력을 회전 에너지로 바꿔주는 프로펠러와 상기[0007]
프로펠러의 회전력으로 전기를 만드는 발전기로 구분될 수 있다.
상기와 같은 풍력발전기는 약 100KW 발전기를 구동하기 위하여 그에 적합한 대형의 프로펠러가 설치됨으로써,[0008]
강한 바람이 발생하여야만 발전이 가능하도록 구성되어 있다.
따라서 상기와 같이 구성된 풍력발전기는 미풍에서는 발전이 불가능하여 만족할만한 발전효과를 기대할 수 없는[0009]
문제점이 있었다.
발명의 내용
해결하려는 과제
본 발명은 종래 약 100KW 발전기를 구동하기 위하여 그에 적합한 대형의 프로펠러가 설치됨으로써 미풍에 발전[0010]
할 수 없는 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 소형 발전기(10~30KW)를 2개 이상 설치하여 미풍에서는 발전이
가능하도록 함은 물론이고, 강한 바람의 경우에 그에 따라 소형 발전기들이 2개 이상 단계적으로 구동되어 미풍
과 강풍에 따라 풍력 전체를 활용하여 발전할 수 있게 함으로써, 풍력 발전기의 발전효율을 향상시킬 수 있는
공개특허 10-2011-0102552
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다단식 발전시스템을 갖는 풍력 발전기를 제공함에 소기의 목적하는 바가 있다.
과제의 해결 수단
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 다단식 발전시스템을 갖는 풍력 발전기는, 프로펠러와 연결된 허브[0011]
축과 수직축을 베벨기어로 연결하여 수직축의 하부에는 원판기어가 설치되며,
상기 원판기어에는 전자클러치와 연결된 소기어가 결합되어 원판기어의 회전을 전자클러치 작동에 의해서 발전[0012]
기를 구동시킬 수 있게 구성되고, 상기 전자클러치에 풍속에 의해 회전하는 프로펠러의 회전속도를 감지해서 전
자클러치를 작동시키기 위한 콘트롤러로 구성되어진 것이 본 발명에 특징이다.
발명의 효과
본 발명에 의한, 다단식 발전시스템을 갖는 풍력 발전기에 의하면, 소형 발전기를 2개 이상 설치하여 부하를 줄[0013]
여주기 때문에 미풍에서는 발전이 가능하고, 풍속이 발생하는 속도에 따라 발전기가 단계적으로 연결되어 발전
을 할 수 있도록 하였기 때문에 풍속에 관계없이 미풍에서 강풍 전체를 활용하여 발전할 수 있으므로 발전효율
을 극대화시키는 효과가 있다.
도면의 간단한 설명
도 1은 본 발명을 실시하기 위한 풍력 발전기 개략적인 구성도[0014]
도 2는 본 발명에 의한 풍력 발전기의 요부구성을 보인 내부구성도
도 3은 본 발명에 의한 원판기어 및 소기어의 연결상태를 보인 예시도
도 4는 본 발명에 의한 풍력 발전기의 요부구성을 확대한 단면도
도 5는 본 발명의 또 다른 풍력 발전기의 개략적인 구성도
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
이하, 본 발명에 의한 다단식 발전시스템을 갖는 풍력 발전기에 관한 구체적인 실시예를 첨부된 도면에 의거 상[0015]
세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명을 실시하기 위한 풍력 발전기 개략적인 구성도, 도 2는 본 발명에 의한 풍력 발전기의 요부구성[0016]
을 보인 내부구성도, 도 3은 본 발명에 의한 원판기어 및 소기어의 연결상태를 보인 예시도, 도 4는 본 발명에
의한 풍력 발전기의 요부구성을 확대한 단면도, 도 5는 본 발명의 또 다른 풍력 발전기의 개략적인 구성도이다.
본 발명은 지주의 상부에 풍향에 따라서 회전할 수 있게 설치된 본체(10)와 상기 본체(10)에 설치된 허브축(1[0017]
1)에 의해서 회전할 수 있게 설치된 프로펠러(20)와, 상기 프로펠러와 연결된 허브축(11) 또는 허브축(11)과 수
직축(30)을 베벨기어(31)로 연결하며,
상기 허브축(11) 또는 수직축(30)에는 원판기어(1)가 설치되고, 원판기어(1)에는 2개 이상의 전자클러치(2)가[0018]
소기어(3)를 통해 연결되며,
상기 원판기어(1)의 회전이 소기어(3) 및 전자클러치(2)의 작동에 의해서 발전기를 구동시킬 수 있게 각 전자클[0019]
러치(2)와 발전기(5)를 연결하며,
상기 전자클러치(2)들은 풍속에 의해 회전하는 프로펠러의 회전속도를 감지해서 전자클러치(2)들을 선택적으로[0020]
작동시키기 위한 콘트롤러(40)와 연결하여 구성된 것이다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 다단식 발전시스템을 갖는 풍력 발전기에 관한 구체적으로 작용을[0021]
살펴본다.
먼저, 본 발명에 의한 다단식 발전시스템을 갖는 풍력 발전기는, 지주의 상부에 풍향에 따라서 회전할 수 있게[0022]
설치된 본체(10)와 상기 본체(10)에 설치된 허브축(11)에 의해서 회전할 수 있게 설치된 프로펠러(20)가 풍향을
따라 회전한다.
그러면, 상기 프로펠러(20)와 연결되어 회전하는 허브축(11)에 설치되어 있는 원판기어(1), 또는 허브축(11)과[0023]
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베벨기어(31)에 의해서 수직축(30)이 회전하여 수직축(30)에 설치되어 있는 원판기어(1)를 회전시키게 된다.
상기와 같이 허브축(11) 또는 수직축(30)에 연결된 원판기어(1)가 회전하면 여기에 대전되어 있는 소기어(3)들[0024]
이 회전하게 된다.
상기와 같이 원판기어(1)와 대접되어 있는 소기어(3)들이 회전하는 중에 예를 들어 미풍인 경우에는 콘트롤러[0025]
(40)가 프로펠러의 회전속돌르 감지하여 2개이상 전자클러치(2)중에 1개만 작동시켜주게 되므로 발전기 1개만
작동해서 발전을 하게 되는 것이.
그리고, 강한 바람이 발생하게 되면 그에 따라서 콘트롤러(40)가 프로펠러(20)의 회전속도를 감지하여 발전기와[0026]
연결된 전자클러치(2)들을 계속적으로 연결해준다.
그러면, 전자클러치(2)가 원판기어(1)에 의해서 소기어(3)의 회전력을 발전기에 전달하게 되므로 발전기가 전기[0027]
를 생산하게 되는 것이다.
따라서, 미풍에서 발전기(5)들 중에 1개의 발전기로 발전을 할 수 있게 되고 또 강풍에서 발전기들을 단계적으[0028]
로 소기어와 연결하여 발전하게 되므로 발전기의 효율을 향상시킬 수 있는 것이다.
부호의 설명
1: 원판기어[0029]
2: 전자클러치
3: 소기어
10: 본체
11: 허브축
20: 프로펠러
30: 수직축
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도면
도면1
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도면2
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도면3
도면4
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