(57)【要約】  本発明は都心に設置可能な風力発電機に関するもので、風の少ない都心に設置して風力発電ができるようにして、都心の建物で消費する電気を供給することができるように構成した都心に設置可能な風力発電機が開示される。本体（８０）に流入された風は本体（８０）内部の螺旋溝（８２）に沿って回転しながら旋風を起こすとともに上昇し、本体（８０）上端の狭い所を通じて風が吹き出ながら圧力が低下して、本体（８０）の下端部から風が流入されて、内部の風圧が上がる。本発明によれば、風を効果的に受けてブレードを回転させることによって、弱い風力で発電可能な効果がある。
2014500435.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部が広く、上部が狭い円錐状の本体（８０）の下部側面の一側に流入口（８６）が形成され、本体（８０）の上端部（８５）と下端部（８４）は開放されるように形成されて、それぞれの上部支持フレーム（９０）と下部支持フレーム（１００）が固定され、上部支持フレーム（９０）にブレード（７０）の回転軸（７１）の上端が回転可能に固定され、ブレード（７０）の回転軸（７１）の下端が下部支持体（１０）内に設置された発電機（７５）と連結され、本体（８０）の流入口（８６）と連結された風力流入体（１１０）を通じて入って来た風が旋風形態に回りながら移動するように、本体（８０）の壁体部（８１）の内側面に螺旋溝（８２）が螺旋状に形成され、下部支持フレーム（１００）は内歯車（６０）の歯車部（６２）に固定されて、歯車部（６２）と一緒に回転し、内歯車（６０）の固定部（６１）はモーター固定部（５０）の上端である上端固定部（５３）と固定され、モーター固定部（５０）は浮力タンク（２０）に固定された浮力タンクカバー（４０）の上端固定部（４１）に固定され、歯車部（６２）は太陽歯車形式で内歯にモーター（６３）の駆動鋸歯（６４）が噛み合うように設置され、モーター（７０）は制御部の風測定センサーによって風が吹いて来る方向に風力流入体（１１０）が回転するように駆動されるように構成され、流入された風は本体（８０）内部の螺旋溝（８２）に沿って回転しながら旋風を起こすとともに上昇し、本体（８０）上端の狭い所を通じて風が吹き出ながら圧力が低下して、本体（８０）の下端部から風が流入されて、内部の風圧が上がるように構成されることを特徴とする都心に設置可能な風力発電機。
【請求項２】
前記ブレード（７０）は回転軸（７１）の上部に複数の上部ブレード板（７２）と下部ブレード板（７３）が段階的に形成され、回転軸（７１）の一側に軸固定体（７４）が固定され、軸固定体（７４）は浮力体（３０）と固定されて、浮力タンク（２０）内の流体によって浮力体（３０）が浮いて、ブレード（７０）の全体荷重が分散されて回転が容易になることを特徴とする請求項１に記載の都心に設置可能な風力発電機。
【請求項３】
前記浮力タンク（２０）は本体（２１）にリング状の流体溝（２２）が形成され、流体溝（２２）を形成する内径の端部に内側固定部（２３）が形成されて、下部支持体（１０）上端の上部フランジ（１３）の底面に固定され、流体溝（２２）を形成する外径の端部である外側固定部（２４）は浮力タンクカバー（４０）の下端固定部（４２）と結合され、浮力タンクカバー（４０）の本体上端の上端固定部（４１）がモーター固定部（５０）の本体（５１）の下端の下端固定部（５２）と固定され、浮力体（３０）はリング状の浮力体（３１）の上端に固定フレーム（３２）が固定されて、リング状の浮力体（３１）が流体溝（２２）に挿入されて、内部に充填された流体によって浮かび、固定フレーム（３２）は軸固定体（７４）によってブレード（７０）の回転軸（７１）に固定されて、回転軸（７１）と一緒に回転するように構成されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の都心に設置可能な風力発電機。
【請求項４】
風力流入体（１１０）はフレーム（１２０）と回転拡管（１３０）とで構成され、フレーム（１２０）は本体（８０）の流入口（８６）に形成されたフランジ（８６−１）と締結されるようにフランジ（１２１）が形成され、直径がフランジ（１２１）より大きい円形フレーム（１２２）が形成され、円形フレーム（１２２）とフランジ（１２１）が複数のフレームバー（１２３）で互いに連結固定され、各フレームバー（１２３）の互いに対向する端部にガイドローラー（１２３−１）が同線上に形成され、回転拡管（１３０）はフレームバー（１２３）が固定された傾斜度を有する円錐状の拡管体（１３１）が形成され、拡管体（１３１）の外径にガイドレール（１３２）が外周に沿って突出して形成されて、フレーム（１２０）のガイドローラー（１２３−１）と噛み合って回転されるように固定され、拡管体（１３１）の内径に複数のガイド翼（１３３）が所定間隔で固定されることを特徴とする請求項１に記載の都心に設置可能な風力発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は都心に設置可能な風力発電機に関するもので、より詳しくは、風の少ない都心に設置して風力発電ができるようにして、都心の建物で消費する電気を供給することができるように構成した都心に設置可能な風力発電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な発電方法には、水力を利用した水力発電、化石燃料を利用した火力発電、原子力を利用した原子力発電などがある。
【０００３】
このような発電方法は、大規模の発電設備と発電設備を可動させるための莫大なエネルギー源を必要とし、設置場所に制約がある。特に、火力発電に利用されるエネルギー源として石油や石炭などの化石燃料は他燃料に比べてその依存度が非常に大きいため、資源の枯渇のような問題を引き起こす。また、大気汚染及び放射能の流出の虞があって、環境に親和的でないという問題があり、動力を発生させるための資源が制限されていて、その使用が永久的ではないという限界を抱いている。
【０００４】
従って、石油や石炭などの使用による資源の枯渇、及び石油や石炭などを燃消させることで発生する地球温暖化による各種災害及び各種公害物質の発生による環境汚染を防止するために、最近では、太陽熱、潮力、波力、風力及び水力などの自然エネルギーを利用した環境にやさしくて永久的にエネルギー源を活用することができる発電方法が開発されて適用されている。
【０００５】
その中、太陽エネルギーまたは風力エネルギーを電気エネルギーに変換して、電力蓄電池などに保存する方式の電力生産方式は、天気及び環境の制約を大きく受ける。そして、潮力発電は潮の干満の差がひどい地域に設置してこそ電力を得ることができるため、地域的に限定された場所のみに適用することができ、また、波力発電も上記潮力発電と同じく波が持続的に発生する限定された場所のみに適用することができて、設置場所が制限されているという短所がある。
【０００６】
風力発電は、大部分風がたくさん吹く野山や野原に設置して、強い風を利用してブレードを回転させて発電する方式で、このような方式によって発電される電気は、実際電気を使う場所と離れていて、送電過程が必要となる負担があった。
【０００７】
そして、大抵外部の風を直接受けて発電する風力発電の場合、風の量をそのまま受けて発電するため、少ない風では発電ができないという問題があった。
【０００８】
また、ブレードの回転軸が重力と垂直して固定されるため、ブレードの重量によって固定部が疲労破壊を起こす問題が発生し、回転軸の摩擦力を減少させることが困難であるという問題点があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上述した問題を解決するために案出されたもので、風の少ない都心に設置して風力発電ができるようにして、都心の建物で消費する電気を供給することができる都心に設置可能な風力発電機を提供することにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上述した目的を達するために、下部が広く、上部が狭い円錐状の本体８０の下部側面の一側に流入口８６が形成され、本体８０の上端部８５と下端部８４は開放されるように形成されて、それぞれの上部支持フレーム９０と下部支持フレーム１００が固定され、上部支持フレーム９０にブレード７０の回転軸７１の上端が回転可能に固定され、ブレード７０の回転軸７１の下端が下部支持体１０内に設置された発電機７５と連結され、本体８０の流入口８６と連結された風力流入体１１０を通じて入って来た風が旋風形態に回りながら移動するように、本体８０の壁体部８１の内側面に螺旋溝８２が螺旋状に形成され、下部支持フレーム１００は内歯車６０の歯車部６２に固定されて、歯車部６２と一緒に回転し、内歯車６０の固定部６１はモーター固定部５０の上端である上端固定部５３と固定され、モーター固定部５０は浮力タンク２０に固定された浮力タンクカバー４０の上端固定部４１に固定され、歯車部６２は太陽歯車形式で内歯にモーター６３の駆動鋸歯６４が噛み合うように設置され、モーター７０は制御部の風測定センサーによって風が吹いて来る方向に風力流入体１１０が回転するように駆動されるように構成され、流入された風は本体８０内部の螺旋溝８２に沿って回転しながら旋風を起こすとともに上昇し、本体８０上端の狭い所を通じて風が吹き出ながら圧力が低下して、本体８０の下端部から風が流入されて、内部の風圧が上がるように構成されることを特徴とする。
【００１１】
風力流入体１１０はフレーム１２０と回転拡管１３０とで構成され、フレーム１２０は本体８０の流入口８６に形成されたフランジ８６−１と締結されるようにフランジ１２１が形成され、直径がフランジ１２１より大きい円形フレーム１２２が形成され、円形フレーム１２２とフランジ１２１が複数のフレームバー１２３で互いに連結固定され、各フレームバー１２３の互いに対向する端部にガイドローラー１２３−１が同線上に形成され、回転拡管１３０はフレームバー１２３が固定された傾斜度を有する円錐状の拡管体１３１が形成され、拡管体１３１の外径にガイドレール１３２が外周に沿って突出して形成されて、フレーム１２０のガイドローラー１２３−１と噛み合って回転されるように固定され、拡管体１３１の内径に複数のガイド翼１３３が所定間隔で固定されることを特徴とする都心に設置可能な風力発電機を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明は風力流入体から入って来た風が螺旋溝に沿って旋風形態の上昇気流を形成しながら上部へ早く抜けて、このような速い流れの風がブレードを回転させながら発電する。
【００１３】
また、風力流入体から入って来た風が本体の内部で旋風形態を形成しながら速い速度で抜けると、本体内部の気圧が低圧になり、外部が高圧になるので、本体下部の広い入口を通じて外部の風が一緒に流入されて、旋風形態の上昇気流を形成しながらもっと多い量の風が発生されるという効果を奏する。
【００１４】
従って、少量の風が風力流入体から入って来るが、下部からの気圧差による風の流入で風力発電ができるようになるので、少ない風で風力発電が可能な効果を奏する。
【００１５】
そして、ブレードが垂直に立てられて固定されて、浮力体が受ける浮力の力で支持されるので、ブレード回転軸の摩擦が最大限に減少されて発電効率がさらに優れるという効果を奏する。
【００１６】
ブレードが二段階に形成されて、下部で吹く風と風力流入体から入って来る風を効果的に受けてブレードを回転させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の都心に設置可能な風力発電機を示した斜視図である。
【図２】本発明の都心に設置可能な風力発電機を示した分解斜視図である。
【図３】本発明の都心に設置可能な風力発電機を示した断面図である。
【図４】本発明の都心に設置可能な風力発電機の内歯車と駆動鋸歯を示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の構成及び作用を添付された図面に基づいてより具体的に説明する。本発明を説明するにおいて、本明細書及び特許請求の範囲に用いられた用語や単語は発明者がその自分の発明を最も最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則に即して、本発明の技術的思想に適する意味及び概念に解釈すべきである。
【００１９】
本発明は少ない風でも風力発電ができるように構成したもので、都心の建物の屋上等に設置して、風の方向に回転しながら風力発電ができるように構成したものであり、風が流入されて本体８０の内部で螺旋溝８２に沿って螺旋状に旋風を形成しながら上部へ抜け、迅速に移動する風によって気圧差が発生して、本体８０下部の風が下端部８４から流入されて、風力流入体１１０に流入された風のように旋風を形成しながら上昇して、ブレード７０を回転させるように構成された。
【００２０】
本発明の風力発電機の本体８０は、下部が広く、上部が狭い円錐状に形成され、本体８０の下部側面の一側に流入口８６が形成される。流入口８６には風力流入体１１０が設置されて、風が順調に流入されることができるように構成される。
【００２１】
本体８０の上端部８５と下端部８４は開放されるように形成されて、それぞれ上部支持フレーム９０と下部支持フレーム１００が固定され、上部支持フレーム９０は中央に軸固定部９１が形成されて、ブレード７０の回転軸７１の上端が回転可能に固定される。軸固定部９１の外周に複数の固定バー９１が形成されて、本体８０の上端部８５と固定される。
【００２２】
そして、ブレード７０の回転軸７１の下端は下部支持体１０内に設置された発電機７５と連結されて発電する。本体８０の流入口８６と連結された風力流入体１１０を通じて入って来た風が旋風形態に回りながら移動するように、本体８０の壁体部８１の内側面に螺旋溝８２が螺旋状に形成される。螺旋溝８２を形成する溝端部８３に当接されないようにブレード７０を形成する。
【００２３】
下部支持フレーム１００は歯車固定部１０１と固定バー１０２とで構成され、固定バー１０２は一端が歯車固定部１０１に固定され、固定バー１０２の他端は内歯車６０の歯車部６２に固定されて、歯車部６２と一緒に回転する。
【００２４】
そして、内歯車６０の固定部６１はモーター固定部５０の上端である上端固定部５３と固定される。モーター固定部５０は円筒状の本体５１の下端に下端固定部５２が形成されて、浮力タンク４０に固定された浮力タンクカバー４０の上端固定部４１に固定される。
【００２５】
即ち、本体８０は内歯車６０の歯車部６２の回転によって回転して風力流入体１１０の方向を変える。
【００２６】
歯車部６２は太陽歯車の形式に形成されて、リング状の本体の内径に鋸歯が形成された内歯とモーター７０の駆動鋸歯７１とが噛み合い、モーター７０はモーター固定部５０の本体５１内部に固定されて制御部と連結される。モーター７０の回転によって駆動鋸歯７１が回転し、駆動鋸歯７１と噛み合う歯車部６２が回転して本体８０を回転させる。
【００２７】
モーター７０は制御部と連結されるように設置された風測定センサーの測定値によって風が吹いて来る方向へ風力流入体１３０が回転するように駆動される。
【００２８】
風力流入体１１０に流入された風は、本体８０内部の螺旋溝８２に沿って回転しながら旋風を形成して上昇し、本体８０上端の狭い所を通じて風が流出されながら、風速が速くなる。速い風速で抜けながら、周囲の圧力より低くなって、本体８０の下端部から風が流入されながら内部風圧が上昇して、ブレード７０をさらに速い速度で回転させる。
【００２９】
ブレード７０は回転軸７１の上部に複数の上部ブレード板７２と下部ブレード板７３が段差を有して形成され、上部ブレード板７２と下部ブレード板７３はそれぞれ下部から吹いてくる風と風力流入体から流入される風を受けて回転することができる。
【００３０】
ブレード７０は、上述したように、二つに分けられて回転軸７１に固定されるので、風の方向による抵抗を一つの本体であるブレードより少なく受け、上部ブレード板７２と下部ブレード板７３の一部が同一高さに重畳されるように形成されて、上に抜ける風を効果的に受けて回転することができる。
【００３１】
ブレード７０の回転軸７１の一側に軸固定体７４が固定され、軸固定体７４は回転軸７１と固定された部分の周りに円盤部７４−１が形成され、円盤部７４−１と浮力体３０の固定フレーム３２が固定される。
【００３２】
従って、浮力タンク２０内の流体によって浮力体３０が浮いて、ブレード７０の全体荷重が分散されて回転が容易になる。
【００３３】
浮力タンク２０は本体２１にリング状の流体溝２２が形成され、流体溝２２を形成する内径の端部に内側固定部２３が形成され、内側固定部２３は下部支持体１０の上端の上部フランジ１３の底面に固定される。
【００３４】
浮力タンク２０の流体溝２２を形成する外径の端部である外側固定部２４は浮力タンクカバー４０の下端固定部４２と結合され、浮力タンクカバー３０の本体上端の上端固定部４１がモーター固定部５０の本体５１の下端の下端固定部５２と固定される。
【００３５】
浮力体３０はリング状の浮力体３１の上端に固定フレーム３２が固定され、リング状の浮力体３１が流体溝２２に挿入されて、内部に充填された流体によって浮かぶようになり、固定フレーム３２は軸固定体７４によってブレード７０の回転軸７１に固定されて回転軸７１と一緒に回転するようになる。
【００３６】
風力流入体１１０はフレーム１２０と回転拡管１３０とで構成され、フレーム１２０は本体８０の流入口８６に形成されたフランジ８６−１と締結されるようにフランジ１２１が形成され、フランジ１２１より直径の大きい円形フレーム１２２が形成される。そして、円形フレーム１２２とフランジ１２１が複数のフレームバー１２３で互いに連結固定され、各フレームバー１２３の互いに対向する端部にガイドローラー１２３−１が同一線上に形成される。
【００３７】
回転拡管１３０はフレームバー１２３が固定された傾斜を有する円錐状の拡管体１３１が形成され、拡管体１３１の外径にガイドレール１３２が外周に沿って突出して形成されて、フレーム１２０のガイドローラー１２３−１と噛み合って回転されるように固定される。
【００３８】
拡管体１３１の内径に複数のガイド翼１３３が所定間隔で固定されるが、螺旋状に形成されて、風が入って来る時、拡管体１３１を回転させるように誘導する。
【００３９】
このように、風が拡管体１３１を回転させて旋風を形成しながら本体８０内部に入って来て螺旋溝８２に沿って回転しながら抜ける。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明による風力発電機は、風力流入体から入って来た風が螺旋溝に沿って旋風形態の上昇気流を形成しながら上部に早く抜けるようになり、このような速い流れの風がブレードを回しながら発電をする。
【００４１】
そして、風力流入体で入って来た風が本体内部で旋風形態を形成しながら、速い速度で抜け出ると、本体内部の気圧が低圧になり、外部が高圧になるので、本体下部の広い入口を通じて外部の風が一緒に流入されて、旋風形態の上昇気流を形成しながらもっと多い量の風が発生するようになる効果を奏する。
【００４２】
従って、少ない量の風が風力流入体から入って来るが、下部からの気圧差による風の流入で風力発電ができるようになるので、少ない風で風力発電の可能な効果を奏する。
【００４３】
また、ブレードが垂直に立てて固定され、浮力体が受ける浮力の力に支持されるので、ブレードの回転軸の摩擦が最大限に減少されて、発電効率がさらに優れるという効果を奏する。
【００４４】
ブレードが二段階に分けられて、下部で吹く風と風力流入体から入って来る風を効果的に受けてブレードを回転させることができるという効果を奏する。
【図１】
2014500435.tif 000003
【図２】
2014500435.tif 000004
【図３】
2014500435.tif 000005
【図４】
2014500435.tif 000006
【国際調査報告】
2014500435.tif 000007
2014500435.tif 000008
2014500435.tif 000009
2014500435.tif 000010