KR101079858B1 - 환풍기에서 배출되는 폐 바람을 이용한 발전장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 환풍기에서 배출되는 폐 바람을 이용한 발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외부로부터 추가적인 에너지를 공급받지 않고, 건물 등지의 환풍기로부터 배출되는 바람을 이용하여 전력 생산을 할 수 있으며, 환풍기가 설치되어 있는 곳이라면 어디든지 설치할 수 있으므로 설치가 용이한 장점이 있을 뿐만 아니라 생산되는 전력을 이용하여 조명등을 점등할 수 있게 되어 건물 등지의 전기료 절감 및 자원재활용 효과를 얻을 수 있는 환풍기에서 배출되는 폐 바람을 이용한 발전장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면 환풍기에서 배출되는 폐 바람을 이용한 발전장치에 있어서, 환풍기와; 환풍기와 떨어져 배치되고, 통기공이 형성된 허브 및 허브를 중심으로 상호 떨어지도록 배치되어 환풍기로부터 배출되는 바람에 의해 회전하는 날개를 포함하는 발전팬과; 발전팬의 회전에 의해 전력을 생산하는 발전기; 및 발전기에 의해 생산된 전력을 축전하는 축전기; 를 포함하되, 통기공은, 환풍기로부터 배출되는 바람이 허브를 통과하는 유로를 형성하여 바람이 역류하는 것을 방지함으로써 날개를 회전시키는 바람의 세기가 약해지지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 환풍기에서 배출되는 폐 바람을 이용한 발전장치를 제공한다.

Description

환풍기에서 배출되는 폐 바람을 이용한 발전장치{WIND POWER GENERATOR}
본 발명은 환풍기에서 배출되는 폐 바람을 이용한 발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외부로부터 추가적인 에너지를 공급받지 않고, 건물 등지의 환풍기로부터 배출되는 바람을 이용하여 전력 생산을 할 수 있으며, 환풍기가 설치되어 있는 곳이라면 어디든지 설치할 수 있으므로 설치가 용이한 장점이 있을 뿐만 아니라 생산되는 전력을 이용하여 조명등을 점등할 수 있게 되어 건물 등지의 전기료 절감 및 자원재활용 효과를 얻을 수 있는 환풍기에서 배출되는 폐 바람을 이용한 발전장치에 관한 것이다.
화석연료의 고갈 및 고비용, 환경오염 등의 이유로 인해 조력, 태양력, 풍력 등과 같은 자연에너지로부터 전력을 얻기 위한 연구가 다방면으로 진행되고 있으며, 특히 풍력발전은 공기의 유동이 가지는 운동에너지를 이용하고 기존의 대체에너지 중에서도 가장 적은 면적을 차지하는 발전방법이어서 언제 어느 곳에나 무한정으로 청정한 에너지를 얻을 수 있는 것이며, 환경에 미치는 영향이 거의 없어 매우 유망한 대체 에너지이다.
그러나 현재 국내에서 이루어지고 있는 풍력발전은 바람이 많지 않고 평균풍압이 낮은 국토의 특성상 대개 소규모로만 이루어지고 있으며, 더구나 0.3 ~ 50KW 미만인 소 풍력발전마저도 타워설치로 인한 고비용 문제와 운송비용, 발전기의 소음으로 인한 주민들의 불편으로 인해 실제 전력이 많이 필요한 인구 밀집지역에서 풍력 발전을 실용화한다는 것은 쉬운 일이 아니다.
최근 들어 자동차나 지하철, 철도 등과 같은 차량이 지나가면서 발생하게 되는 주행풍, 즉 차량주행풍이나 자연풍을 이용하여 발전함으로써 전기에너지를 생산하고자 하는 시도가 있어왔다.
그런데, 차량이나 지하철이 운행하는 터널 또는 대형 빌딩 등지에는 환기를 위하여 환기 시설이 설치되는 것이 일반적이며, 이러한 환기 시설 중 환풍기를 통해 실내에서 외부측으로 바람이 배출된다.
즉, 이러한 환풍기를 통해 지속적으로 바람이 발생하게 되지만, 이렇게 외부로 배출되는 바람을 그대로 방치하고 있는 실정이다.
본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 환풍기에서 배출되는 폐 바람을 이용한 발전장치에서 기인되는 제반 문제점을 해결 보완하기 위한 것으로,
본 발명의 목적은 외부로부터 추가적인 에너지를 공급받지 않고, 건물 등지의 환풍기로부터 배출되는 바람을 이용하여 전력 생산을 할 수 있는 환풍기에서 배출되는 폐 바람을 이용한 발전장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 환풍기가 설치되어 있는 곳이라면 어디든지 설치할 수 있으므로 설치가 용이한 장점이 있는 환풍기에서 배출되는 폐 바람을 이용한 발전장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 생산되는 전력을 이용하여 조명등을 점등할 수 있게 되어 건물 등지의 전기료 절감 및 자원재활용 효과를 얻을 수 있는 환풍기에서 배출되는 폐 바람을 이용한 발전장치를 제공하는 데 있다.
전술한 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따르면 환풍기에서 배출되는 폐 바람을 이용한 발전장치에 있어서, 환풍기와; 환풍기와 떨어져 배치되고, 통기공이 형성된 허브 및 허브를 중심으로 상호 떨어지도록 배치되어 환풍기로부터 배출되는 바람에 의해 회전하는 날개를 포함하는 발전팬과; 발전팬의 회전에 의해 전력을 생산하는 발전기; 및 발전기에 의해 생산된 전력을 축전하는 축전기; 를 포함하되, 통기공은, 환풍기로부터 배출되는 바람이 허브를 통과하는 유로를 형성하여 바람이 역류하는 것을 방지함으로써 날개를 회전시키는 바람의 세기가 약해지지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 환풍기에서 배출되는 폐 바람을 이용한 발전장치를 제공한다.
한편, 본 발명은 환풍기에서 배출되는 폐 바람을 이용한 발전장치에 있어서, 환풍기와; 환풍기와 떨어져 배치되고, 허브캡이 장착되는 허브 및 허브를 중심으로 상호 떨어지도록 배치되어 환풍기로부터 배출되는 바람에 의해 회전하는 날개를 포함하는 발전팬과; 발전팬의 회전에 의해 전력을 생산하는 발전기; 및 발전기에 의해 생산된 전력을 축전하는 축전기; 를 포함하되, 허브캡은, 환풍기로부터 배출되는 바람이 날개측을 향할 수 있도록 유도하여 날개를 회전시키는 바람의 세기가 강해지도록 하는 것을 특징으로 하는 환풍기에서 배출되는 폐 바람을 이용한 발전장치를 제공한다.
축전기로부터 전원을 공급받아 점등되는 조명등을 포함하고, 조명등은, 비상구유도등 또는 간판조명등인 것일 수 있다.
환풍기와 발전팬 사이에는 환풍기로부터 배출되는 바람이 통과하도록 유로를 형성하는 터널이 포함되고, 터널은, 환풍기로부터 배출되는 바람이 유입되는 유입구측과 바람이 유출되는 유출구측 유로의 단면적에 비해 유출구와 유출구 사이 일정구간 유로의 단면적이 작게 형성되어 바람의 유속을 조절하도록 구성될 수 있다.
터널은, 일정구간이 유입구로부터 유출구를 향해 갈수록 유로가 좁아지게 형성되고, 일정구간 다음에는 유입구로부터 유출구를 향해 갈수록 유로가 넓어지게 형성되도록 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 환풍기에서 배출되는 폐 바람을 이용한 발전장치에 의하면, 외부로부터 추가적인 에너지를 공급받지 않고, 건물 등지의 환풍기로부터 배출되는 바람을 이용하여 전력 생산을 할 수 있는 효과가 있다.
또, 본 발명은 환풍기가 설치되어 있는 곳이라면 어디든지 설치할 수 있으므로 설치가 용이한 장점이 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 생산되는 전력을 이용하여 조명등을 점등할 수 있게 되어 건물 등지의 전기료 절감 및 자원재활용 효과를 얻을 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 환풍기에서 배출되는 폐 바람을 이용한 발전장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 발전팬의 측단면도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 환풍기에서 배출되는 폐 바람을 이용한 발전장치에서 사용되는 발전팬의 측단면도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 환풍기에서 배출되는 폐 바람을 이용한 발전장치에서 사용되는 발전팬의 측단면도이다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 환풍기에서 배출되는 폐 바람을 이용한 발전장치의 개략적인 구성도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 환풍기에서 배출되는 폐 바람을 이용한 발전장치의 사용상태를 나타낸 사용상태도이다.
이하 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 이들 도면은 예시적인 목적일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 환풍기에서 배출되는 폐 바람을 이용한 발전장치의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 발전팬의 측단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 환풍기에서 배출되는 폐 바람을 이용한 발전장치는 크게 환풍기(100)와 발전팬(200), 발전기(300) 및 축전기(400)를 포함하여 구성된다.
환풍기(100)는 건물 등지에 설치되는 환기장치의 하나로, 실내의 공기를 환기시켜주는 기구이며, 통상 구동수단, 예를 들어 모터를 통해 날개 등을 회전시켜 공기를 흐르게 한다.
발전팬(200)은 전술한 환풍기(100)로부터 배출되는 바람의 에너지를 하기의 발전기(300)를 통해 전기에너지로 바꿔주기 위해 환풍기(100)로부터 배출되는 바람을 이용하여 회전하게 되는 구성요소이다. 이러한 발전팬(200)은 환풍기(100)와 떨어져 배치되고, 허브(210)와 날개(220)를 포함하여 이루어진다. 허브(210)는 발전팬(200)의 구동축에 연결되는 부분으로, 통기공(212)이 형성된다. 통기공(212)은 도 2와 같이 환풍기(100)로부터 배출되는 바람이 허브(210)를 통과하는 유로를 형성하여 바람이 허브(210)에 부딪혀 역류하는 것을 방지함으로써 날개(220)를 회전시키는 바람의 세기가 약해지지 않도록 하는 역할을 하게 된다. 날개(220)는 허브(210)를 중심으로 상호 떨어지도록 배치되어 환풍기(100)로부터 배출되는 바람에 의해 회전하는 구성요소이며, 이와 같이 날개(220)가 회전함으로써 허브(210)와 구동축이 동시에 회전하여 발전기(300)를 동작시키게 된다.
발전기(300)는 전술한 발전팬(200)의 구동축에 연결되는 구성요소로써, 환풍기(100)로부터 배출되는 바람에 의해 발전팬(200)의 날개(220)가 회전하면서 발생하는 날개(220)의 회전력을 이용하여 전력을 생산하게 된다.
축전기(400)는 발전기(300)에 의해 생산된 전력을 저장, 즉 축전하는 구성요소이다.
이와 같이 구성되는 본 발명의 제1 실시예에 따른 환풍기에서 배출되는 폐 바람을 이용한 발전장치에 의해 생산되어 축전된 전기는 건물 등지에서 사용되는 각종 조명등(500)이나 가전제품 등에 공급하도록 구성될 수 있으며, 본 명세서에서는 이와 같이 축전기(400)에 축전된 전기가 조명등(500), 특히 비상구유도등에 공급되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.
조명등(500)은 전술한 것과 같이 축전기(400)로부터 전원을 공급받아 점등되는 것으로, 도 1에 도시된 비상구유도등이나 간판조명등, 가로등, 건물 실내등 등 다양한 곳에 설치된 조명등에 축전기에 축전된 전기를 공급하도록 구성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 환풍기에서 배출되는 폐 바람을 이용한 발전장치에서 사용되는 발전팬의 측단면도이고, 도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 환풍기에서 배출되는 폐 바람을 이용한 발전장치에서 사용되는 발전팬의 측단면도이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 및 제3 실시예에 따른 환풍기에서 배출되는 폐 바람을 이용한 발전장치는 전술한 제1 실시예에 따른 환풍기에서 배출되는 폐 바람을 이용한 발전장치와 거의 유사하게 구성되나, 허브(210)에 허브캡(230)이 장착된다는 점에서 차이가 있다.
이때, 도 3에 나타나는 본 발명의 제2 실시예에 따른 환풍기에서 배출되는 폐 바람을 이용한 발전장치의 경우 수직단면이 삼각형 형상인 원뿔 형태의 허브캡(230)이 허브(210)에 장착되고, 도 4에 도시된 본 발명의 제3 실시예에 따른 환풍기에서 배출되는 폐 바람을 이용한 발전장치의 경우 수직단면이 반원 또는 반타원 형상인 허브캡(230)이 허브(210)에 장착된다는 점에서 구분된다.
이와 같은 허브캡(230)은 환풍기(100)로부터 배출되어 허브(210)측으로 불어오는 바람이 허브캡(230)의 외면을 따라 날개(220)측을 향할 수 있도록 유도함으로써 발전팬(200)의 날개(220)를 회전시키는 바람의 세기가 더욱 강해지도록 하는 역할을 하게 된다.
여기서, 본 발명에서는 허브캡(230)의 수직단면 형상이 도 3과 같이 삼각형 형상이거나 도 4와 같이 반원 또는 반타원 형상인 것으로 설명하였으나, 환풍기(100)로부터 배출되는 바람이 날개(220)측을 향할 수 있도록 유도할 수 있는 다른 형상으로 형성된 허브캡 또한 사용할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 환풍기에서 배출되는 폐 바람을 이용한 발전장치의 개략적인 구성도이다.
도 5를 살펴보면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 환풍기에서 배출되는 폐 바람을 이용한 발전장치에서는 환풍기(100)와 발전팬(200) 사이에 환풍기(100)로부터 배출되는 바람이 통과하도록 유로를 형성하는 터널(600)이 마련된다.
이때, 터널(600)은 환풍기로부터 배출되는 바람이 유입되는 유입구(610)와, 유입구(610)를 통해 터널(600)에 유입된 바람이 유출되는 유출구(620), 그리고 터널(600)의 내부에 형성되어 바람의 유속을 조절하는 유속조절부(630)를 포함한다.
유속조절부(630)는 유입구(610)와 유출구(620) 사이에 형성되는데, 유입구(610)측과 유출구(620)측 유로의 단면적에 비해 터널(600) 내 일정구간(S)에 형성되는 유로의 단면적이 더 작게 형성되는 부분이다. 특히, 유속조절부(630)가 형성되는 터널(600) 내 일정구간(S)은 유입구(610)로부터 유출구(620)를 향해 갈수록 유로가 좁아지게 형성되고, 일정구간(S) 다음에는 유입구(610)로부터 유출구(620)를 향해 갈수록 유로가 넓어지게 형성된다.
이에, 환풍기(100)로부터 배출되는 바람은 터널(600)의 유입구(610)나 유출구(620)에 비해 유속조절부(630)가 형성되어 있는 일정구간(S)에서 속도가 더 빨라지게 되어 발전팬(200)의 회전 속도를 증가시키게 되며, 따라서 발전기(300)에서 생산되는 전력량을 증대시킬 수 있게 된다. 이러한 유속조절부(630)가 형성되는 일정구간(S)은 환풍기(100)의 환풍용량이나 발전기(300)의 발전용량, 설치환경 등 여러 가지 조건에 따라 유로의 크기를 더 크게 하거나, 더 작게 형성할 수 있다.
이하에서는 이러한 구성에 따른 본 발명에 따른 환풍기에서 배출되는 폐 바람을 이용한 발전장치를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 환풍기에서 배출되는 폐 바람을 이용한 발전장치의 사용상태를 나타낸 사용상태도이다.
도 6을 참조하면, 건물 내의 입주자 등에 의해 실내 공기를 환기시키고자 하는 경우 환풍기(100)가 동작되게 된다. 이러한 환풍기(100)는 입주자에 의해 동작될 수도 있지만, 항상 환기를 위해 동작되고 있는 상태일 수 있다.
이러한 환풍기(100)의 동작에 의해 실내 공기가 환풍기(100)로부터 배출되며, 배출된 실내 공기, 즉 바람은 환풍기(100)에 근접하여 떨어져 배치된 발전팬(200)의 날개(220)를 회전시키게 된다.
이에 따라 발전팬(200)의 구동축이 회전되고, 발전팬(200)의 구동축에 연결되어 있는 발전기(300)에 의해 전력이 생산되며, 발전기(300)에 의해 생산된 전기는 축전기(400)에 축전된다.
그리고 조명등(500), 즉 비상구유도등이 축전기(400)로부터 전원을 공급받아 점등되는 것이다.
이처럼, 본 발명에 따른 환풍기에서 배출되는 폐 바람을 이용한 발전장치는 건물 등지의 환풍기(100)에서 배출되는 바람을 이용하여 전력 생산을 하는 것으로, 외부로부터 추가적인 에너지를 공급받지 않고, 그동안 버려지던 환풍기(100)의 바람에너지를 이용하여 전기를 생성하는 유용한 발명인 것이다.
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 환풍기 200: 발전팬
210: 허브 212: 통기공
220: 날개 230: 허브캡
300: 발전기 400: 축전기
500: 조명등 600: 터널
610: 유입구 620: 유출구
630: 유속조절부

Claims (5)

  1. 환풍기에서 배출되는 폐 바람을 이용한 발전장치에 있어서,
    환풍기와;
    상기 환풍기와 떨어져 배치되고, 통기공이 형성된 허브 및 상기 허브를 중심으로 상호 떨어지도록 배치되어 상기 환풍기로부터 배출되는 바람에 의해 회전하는 날개를 포함하는 발전팬과;
    상기 발전팬의 회전에 의해 전력을 생산하는 발전기; 및
    상기 발전기에 의해 생산된 전력을 축전하는 축전기; 를 포함하되,
    상기 통기공은,
    상기 환풍기로부터 배출되는 바람이 상기 허브를 통과하는 유로를 형성하여 바람이 역류하는 것을 방지함으로써 상기 날개를 회전시키는 바람의 세기가 약해지지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 환풍기에서 배출되는 폐 바람을 이용한 발전장치.
  2. 환풍기에서 배출되는 폐 바람을 이용한 발전장치에 있어서,
    환풍기와;
    상기 환풍기와 떨어져 배치되고, 허브캡이 장착되는 허브 및 상기 허브를 중심으로 상호 떨어지도록 배치되어 상기 환풍기로부터 배출되는 바람에 의해 회전하는 날개를 포함하는 발전팬과;
    상기 발전팬의 회전에 의해 전력을 생산하는 발전기; 및
    상기 발전기에 의해 생산된 전력을 축전하는 축전기; 를 포함하되,
    상기 허브캡은,
    상기 환풍기로부터 배출되는 바람이 상기 날개측을 향할 수 있도록 유도하여 상기 날개를 회전시키는 바람의 세기가 강해지도록 하는 것을 특징으로 하는 환풍기에서 배출되는 폐 바람을 이용한 발전장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 축전기로부터 전원을 공급받아 점등되는 조명등을 포함하고,
    상기 조명등은,
    비상구유도등 또는 간판조명등인 것을 특징으로 하는 환풍기에서 배출되는 폐 바람을 이용한 발전장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 환풍기와 상기 발전팬 사이에는 상기 환풍기로부터 배출되는 바람이 통과하도록 유로를 형성하는 터널이 포함되고,
    상기 터널은,
    상기 환풍기로부터 배출되는 바람이 유입되는 유입구측과 상기 바람이 유출되는 유출구측 유로의 단면적에 비해 상기 유출구와 상기 유출구 사이 일정구간 유로의 단면적이 작게 형성되어 상기 바람의 유속을 조절하는 것을 특징으로 하는 환풍기에서 배출되는 폐 바람을 이용한 발전장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 터널은,
    상기 일정구간이 상기 유입구로부터 상기 유출구를 향해 갈수록 유로가 좁아지게 형성되고,
    상기 일정구간 다음에는 상기 유입구로부터 상기 유출구를 향해 갈수록 유로가 넓어지게 형성되는 것을 특징으로 하는 환풍기에서 배출되는 폐 바람을 이용한 발전장치.
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