KR101426706B1 - Air buoyancy generator using solar heat - Google Patents

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KR101426706B1
KR101426706B1 KR1020130014851A KR20130014851A KR101426706B1 KR 101426706 B1 KR101426706 B1 KR 101426706B1 KR 1020130014851 A KR1020130014851 A KR 1020130014851A KR 20130014851 A KR20130014851 A KR 20130014851A KR 101426706 B1 KR101426706 B1 KR 101426706B1
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장영근
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Abstract

The present invention relates to an air buoyancy generator using solar heat. According to an embodiment of the present invention, the air buoyancy generator using solar heat comprises an air inlet pipe through which outside air flows in from one end; an air heating tube which heats the inflowing air by solar heat, as the one end is connected to other end of the air inlet pipe; and a power generating unit which is connected to the other end of the air heating tube to generate electricity using the buoyancy of the heated air. Therefore, the present invention can generate power even if the wind does not blow, by generating electricity with the buoyancy of the rising air which is heated by solar heat. In addition, the present invention can generate power by switching to wind power in cloudy weather or at night.

Description

태양열을 이용한 공기 부력 발전 장치{AIR BUOYANCY GENERATOR USING SOLAR HEAT}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an air buoyancy generator using solar heat,

본 발명은 태양열을 이용한 공기 부력 발전 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양에 의해 가열된 공기를 이용하여 전기를 생성하는 기술이 개시된다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an air buoyancy generator using solar heat, and more particularly, to a technique for generating electricity using air heated by the sun.

최근 석유, 석탄 등과 같은 화석 에너지의 고갈과 환경오염 문제로 대체 에너지를 이용한 발전에 전 세계적으로 많은 관심이 집중되고 있다. 신재생 에너지는 기존의 화석연료를 변환시켜 이용하거나 햇빛, 물, 지열, 생물유기체 등을 포함하는 재생 가능한 에너지를 변환시켜 이용하는 것으로써 지속 가능한 에너지 공급체계를 위한 미래에너지원이다. 특히, 신재생 에너지는 유가의 불안정과 기후변화협약의 규제 대응 등으로 그 중요성이 커지고 있다.Recently, there has been a lot of interest worldwide in the development of alternative energy using depletion of fossil energy such as petroleum and coal and environmental pollution problem. Renewable energy is a future energy source for a sustainable energy supply system by converting existing fossil fuels or converting and using renewable energy including sunlight, water, geothermal, and organism organisms. In particular, renewable energy is becoming increasingly important due to unstable oil prices and regulatory compliance with the Convention on Climate Change.

특히, 태양 에너지는 반영구적인 에너지원으로 이를 이용한 에너지 개발이 활발하게 진행되고 있다. 그러나, 태양 에너지 발전 방법 중 반도체 성분의 태양 전지판을 이용하는 경우에는 설치 비용이 높다는 문제점이 있다. 또 다른 태양 에너지 발전 방법 중 반사 장치를 이용하여 증기를 만들어 전력을 생산하는 경우에는 상대적으로 넓은 땅이 필요하여 도시에서는 활용하기 어렵다는 문제점이 있다. 또한, 태양 에너지 발전은 날씨가 흐린 날이나 밤에는 전력이 생산되지 않는다는 문제점도 있다.In particular, solar energy is a semi-permanent energy source, and energy development using it is actively under way. However, in the case of using a solar panel of a semiconductor component among the solar power generation methods, the installation cost is high. In the case of producing steam by using reflection device among other solar power generation methods, there is a problem that it is difficult to utilize in a city because a relatively large land is required. In addition, there is a problem that solar power generation does not produce electricity on a cloudy day or at night.

이에 좁은 공간에서 태양 에너지를 이용하여 발전을 할 수 있으며, 날씨가 흐린 날이나 밤에도 전력을 생산할 수 있는 기술의 필요성이 대두되고 있다. 본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 등록특허공보 제10-0795346호(2008. 01. 17 공고)에 개시되어 있다.Therefore, it is possible to generate electricity by using solar energy in a narrow space, and the need for technology capable of producing electric power even on a day when the weather is cloudy or at night is emerging. The technique which is the background of the present invention is disclosed in Korean Patent Registration No. 10-0795346 (published on Jan. 17, 2008).

본 발명의 해결하고자 하는 기술적인 과제는 태양열에 의해 가열되어 상승하는 공기의 부력에 의해 전기를 생성하고, 밤이나 날씨가 흐린 날에도 전력을 생산할 수 있는 태양열을 이용한 공기 부력 발전 장치를 제공하기 위함이다.A technical object of the present invention is to provide an air buoyancy generating apparatus using solar heat that can generate electricity by buoyancy of air heated by solar heat and rising, and can produce power even at night or when the weather is cloudy. to be.

본 발명의 일 실시예에 따른 태양열을 이용한 공기 부력 발전 장치는, 일 단으로부터 외부의 공기가 유입되는 공기 유입관과, 일 단이 상기 공기 유입관의 타 단과 연결되어, 상기 유입된 공기를 태양열에 의해 가열시키는 공기 가열관과, 상기 공기 가열관의 타 단에 연결되어, 상기 가열된 공기의 부력을 이용하여 전기를 생성하는 발전부를 포함한다.An air buoyant power generation apparatus using solar heat according to an embodiment of the present invention includes an air inflow pipe through which air enters from one end to the outside, and one end connected to the other end of the air inflow pipe, And an electricity generating unit connected to the other end of the air heating pipe and generating electricity using buoyancy of the heated air.

또한, 상기 공기 가열관은 일 단의 단면적이 타 단의 단면적 보다 클 수 있다.The air heating pipe may have a cross sectional area of one end larger than that of the other end.

또한, 상기 공기 유입관 및 상기 공기 가열관은 수직선상에 위치할 수 있다.In addition, the air inlet pipe and the air heating pipe may be located on a vertical line.

또한, 상기 공기 가열관은 단면적의 형상이 삼각형, 사각형, 사다리꼴, 원형 및 반원형 중 적어도 하나일 수 있다.In addition, the shape of the cross-sectional area of the air heating pipe may be at least one of triangular, rectangular, trapezoidal, circular, and semicircular.

또한, 상기 공기 가열관은 일 면에 열전도성 부재로 형성된 적어도 하나의 가열핀이 배열된 집열판과, 상기 집열판의 양 단에 연결되어 상기 가열핀을 포함하는 영역을 둘러싸며, 태양열을 투과시키는 투명판을 포함할 수 있다.The air heating tube includes a heat collecting plate having at least one heating fin formed on one surface thereof and formed with a thermally conductive member, and a heat transfer member surrounding the heat fin, Plate.

또한, 상기 공기 가열관은 양 면에 열전도성 부재로 형성된 적어도 하나의 가열핀이 배열된 집열판과, 상기 집열판의 일 면의 양 단에 연결되어 상기 집열판의 일 면에 배열된 제1 가열핀을 포함하는 영역을 둘러싸며, 태양열을 투과시키는 제1 투명판과, 상기 집열판의 타 면의 양 단에 연결되어 상기 집열판의 타 면에 배열된 제2 가열핀을 포함하는 영역을 둘러싸며, 태양열을 투과시키는 제2 투명판을 포함할 수 있다.The air heating tube includes a heat collecting plate having at least one heating fin formed on both sides thereof and formed of a thermally conductive member, and a first heating fin connected to both ends of the heat collecting plate and arranged on one surface of the heat collecting plate, And a second heating fin connected to both ends of the other surface of the heat collecting plate and arranged on the other surface of the heat collecting plate, And a second transparent plate that transmits light.

또한, 상기 발전부는 외부의 풍력 및 상기 공기 가열관 내부의 온도를 감지하는 감지부와, 유체의 흐름에 의해 회전하는 날개와, 상기 날개의 회전에 의해 전기를 발생시키는 발전기와, 상기 날개의 회전면을 이동시키는 날개 이동부와, 상기 감지부가 감지한 풍력 및 온도를 기 설정된 모드 전환값과 비교하여 상기 날개의 회전면이 상기 공기 가열관의 단면과 수직 또는 수평이 되도록 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.The power generation unit may include a sensing unit sensing an external wind force and a temperature inside the air heating pipe, a blade rotating by the flow of the fluid, a generator generating electricity by rotation of the blade, And a control unit for controlling the rotation angle of the vane to be vertical or horizontal with respect to the cross section of the air heating pipe by comparing the detected wind power and temperature with predetermined mode switching values .

또한, 상기 공기 가열관과 상기 발전부 사이에 연결되는 연결관과, 상기 공기 유입관의 일 단에 연결되는 필터를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a connection pipe connected between the air heating pipe and the power generation unit, and a filter connected to one end of the air introduction pipe.

이에 따라, 태양열에 의해 가열되어 상승하는 공기의 부력에 의해 전기를 생성함으로써 바람이 불지 않는 경우에도 발전을 할 수 있다. 또한, 날씨가 흐리거나 밤에는 풍력 발전으로 전환하여 전력을 생성할 수 있다.Accordingly, electricity can be generated by buoyancy of air heated by solar heat and rising, so that power can be generated even when the wind is not blowing. In addition, the weather can be cloudy or at night it can be converted to wind power to generate electricity.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양열을 이용한 공기 부력 발전 장치의 사시도,
도 2는 도 1에 따른 태양열을 이용한 공기 부력 발전 장치의 분해 사시도,
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 태양열을 이용한 공기 부력 발전 장치의 사시도,
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 태양열을 이용한 공기 부력 발전 장치의 사시도,
도 5a 및 도 5b는 도 1에 따른 태양열을 이용한 공기 부력 발전 장치에서 발전 모드에 따른 날개의 위치를 설명하기 위한 예시도이다.1 is a perspective view of an air buoyant power generation apparatus using solar heat according to a first embodiment of the present invention,
FIG. 2 is an exploded perspective view of the air buoyancy generator using solar heat according to FIG. 1,
3 is a perspective view of an air buoyant power generation apparatus using solar heat according to a second embodiment of the present invention,
4 is a perspective view of an air buoyant power generation apparatus using solar heat according to a third embodiment of the present invention,
5A and 5B are diagrams for explaining positions of wings according to a power generation mode in an air buoyant power generation apparatus using solar heat according to FIG.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 사용되는 용어들은 실시예에서의 기능을 고려하여 선택된 용어들로서, 그 용어의 의미는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 후술하는 실시예들에서 사용된 용어의 의미는, 본 명세서에 구체적으로 정의된 경우에는 그 정의에 따르며, 구체적인 정의가 없는 경우는 당업자들이 일반적으로 인식하는 의미로 해석되어야 할 것이다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The terms used are terms selected in consideration of the functions in the embodiments, and the meaning of the terms may vary depending on the user, the intention or the precedent of the operator, and the like. Therefore, the meaning of the terms used in the following embodiments is defined according to the definition when specifically defined in this specification, and unless otherwise defined, it should be interpreted in a sense generally recognized by those skilled in the art.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양열을 이용한 공기 부력 발전 장치의 사시도이다.1 is a perspective view of an air buoyant power generation apparatus using solar heat according to a first embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양열을 이용한 공기 부력 발전 장치(100)는 공기 유입관(110), 공기 가열관(120) 및 발전부(130)를 포함한다.Referring to FIG. 1, an air buoyant power generation apparatus 100 using solar heat according to the first embodiment of the present invention includes an air inlet pipe 110, an air heating pipe 120, and a power generation unit 130.

공기 유입관(110)은 개방된 일 단으로부터 유입된 외부의 공기를 개방된 타 단을 통해 공기 가열관(120)으로 전달한다. 이 경우, 공기 유입관(110)의 높이는 사용자 설정에 의해 달라질 수 있다. 또한, 공기 유입관(110)은 하면이 개방되어 외부의 공기가 유입되는 것이 바람직하나, 측면을 개방하여 외부의 공기가 유입되도록 하는 것도 가능하다.The air inlet pipe 110 transfers external air introduced from one opened end to the air heating pipe 120 through the other opened end. In this case, the height of the air inlet pipe 110 may vary depending on the user setting. Also, it is preferable that the lower surface of the air inlet pipe 110 is opened to allow external air to be introduced, but it is also possible to open the side surface to allow external air to be introduced.

공기 가열관(120)은 개방된 일 단이 공기 유입관(110)의 타 단과 연결되어, 공기 유입관(110)으로부터 유입된 공기를 태양열에 의해 가열시킨다. 이 경우, 공기 가열관(120)은 공기 유입관(110)과 수직선 상에 설치되는 것이 바람직하다. 공기 가열관(120)은 유입된 공기를 태양열로 가열시킴으로써 하부의 공기를 자연적으로 상부로 이동시키게 한다. 또한, 공기 가열관(120)은 단면적의 형상이 삼각형, 사각형, 사다리꼴, 원형 및 반원형 중 적어도 하나일 수 있다.The open end of the air heating pipe 120 is connected to the other end of the air inflow pipe 110 to heat the air introduced from the air inflow pipe 110 by solar heat. In this case, the air heating pipe 120 is preferably installed on a vertical line with the air inlet pipe 110. The air heating tube 120 heats the introduced air with solar heat, thereby causing the lower air to naturally move upward. Also, the shape of the cross-sectional area of the air heating tube 120 may be at least one of triangular, rectangular, trapezoidal, circular, and semicircular.

보다 구체적으로, 공기 가열관(120)은 집열판(121) 및 투명판(123)을 포함한다. 집열판(121)은 태양열을 흡수하는 소재로 구성되며, 일 면에 적어도 하나의 열 전도성 부재로 형성된 가열핀(122)이 배열된다. 가열핀(122)은 예를 들어 철(Fe), 구리(Cu), 금(Au), 은(Ag) 및 이들의 합금과 같은 전도성 소재로 구성되는 것이 바람직하나 반드시 이에 한정하는 것은 아니다. 또한, 집열판(121)은 태양열을 흡수하기 위해 표면이 검은색으로 형성될 수 있다.More specifically, the air heating tube 120 includes a heat collecting plate 121 and a transparent plate 123. The heat collecting plate 121 is made of a material absorbing solar heat, and a heating fin 122 formed of at least one heat conductive member is arranged on one side. The heating pin 122 is preferably made of a conductive material such as, but not limited to, iron (Fe), copper (Cu), gold (Au), silver (Ag) In addition, the heat collecting plate 121 may be formed in black to absorb solar heat.

투명판(123)은 집열판(121)의 양 단에 연결되어 가열핀(122)을 포함하는 영역을 둘러싸며 고정 설치되는 커버이다. 투명판(123)은 태양광을 투과시키기 위하여 투과율이 높은 유리, 플라스틱 및 합성수지재를 사용할 수 있다. 또한, 투명판(123)의 내부에는 단열 효과를 높이기 위한 투명 소재의 단열 필름이 코팅하는 것도 가능하다. 또한, 동일한 소재의 복수의 투명판(123)을 이격시켜 형성하여 2중의 투명판(123)을 형성하여 단열 효과를 얻는 것도 가능하다.The transparent plate 123 is a cover which is connected to both ends of the heat collecting plate 121 to surround and fix the area including the heating pins 122. The transparent plate 123 may use glass, plastic, or synthetic resin having high transmittance to transmit sunlight. It is also possible to coat the transparent plate 123 with a heat insulating film of a transparent material for enhancing the heat insulating effect. It is also possible to form a double transparent plate 123 by separating a plurality of transparent plates 123 of the same material from each other to obtain a heat insulating effect.

발전부(130)는 공기 가열관(120)의 타 단에 연결되어, 가열된 공기의 부력을 이용하여 전기를 생성한다. 발전부(130)는 공기 유입관(110)으로부터 유입된 공기가 공기 가열관(120)을 거치면서 가열된 공기가 상승하는 힘을 이용하여 날개를 회전시킴으로써 전기를 생성한다. 즉, 가열된 공기가 빠르게 상승할수록 날개를 회전시키는 회전력이 증가하여 더 많은 전기를 생성할 수 있다.The power generation unit 130 is connected to the other end of the air heating pipe 120, and generates electricity using buoyancy of the heated air. The power generation unit 130 generates electricity by rotating the blades using the force of the air heated by the air introduced from the air inlet pipe 110 through the air heating pipe 120. That is, as the heated air is rapidly raised, the rotational force for rotating the wing is increased, so that more electricity can be generated.

보다 구체적으로, 발전부(130)는 감지부(도시하지 않음), 날개(도시하지 않음), 발전기(도시하지 않음), 날개 이동부(도시하지 않음) 및 제어부(도시하지 않음)를 포함한다.More specifically, the power generation unit 130 includes a sensing unit (not shown), a wing (not shown), a generator (not shown), a wing moving unit (not shown), and a control unit .

감지부는 외부의 풍력 및 공기 가열관(120) 내부의 온도를 감지한다. 이는 외부의 풍력 또는 공기 가열관(120) 내부의 온도에 따라 날개를 이동시키기 위함이다. The sensing unit senses the temperature inside the external wind turbine and air heating tube 120. This is to move the blades according to the temperature of the outside wind power or the inside of the air heating tube 120.

날개는 복수의 프로펠러로 구성되며, 풍력 발전에 이용되는 날개를 이용할 수 있다. 이 경우, 날개는 원형의 하우징 내부에 프로펠라가 형성될 수 있다.The wing is made up of a plurality of propellers, and wings used for wind power generation can be used. In this case, the wings can be formed with a propeller inside the circular housing.

발전기는 날개의 회전축과 연결되어 날개의 회전에 따른 회전력을 이용하여 전기를 생성한다.The generator is connected to the rotation axis of the wing and generates electric power by using the rotational force according to the rotation of the wing.

날개 이동부는 날개의 회전면을 이동시킨다. 즉, 날개를 포함하는 날개의 하우징을 수평 또는 수직 방향으로 이동시킴으로써 날개의 회전면의 방향을 이동시킨다.The wing moving part moves the rotating surface of the wing. That is, by moving the housing of the wing including the wing horizontally or vertically, the direction of the rotation plane of the wing is moved.

제어부는 감지부가 감지한 풍력 및 온도를 기 설정된 모드 전환값과 비교하여 날개의 회전면이 공기 가열관(120)의 단면과 수직 또는 수평이 되도록 제어한다. 여기서, 모드 전환값은 외부의 바람의 세기값과 공기 가열관(120) 내부의 온도값에 따라 공기 부력 발전 모드 또는 풍력 발전 모드로 전환하도록 설정된 값을 의미한다. 예를 들어, 오후에는 태양열이 강하므로 공기 가열관(120) 내부의 온도가 높으므로 공기 부력 발전 모드로 동작하도록 하고, 저녁에는 태양열이 약하므로 공기의 부력이 약해지고, 상대적으로 외부의 바람의 세기가 강한 경우에는 풍력 발전 모드로 전환하여 발전을 할 수 있다.The control unit compares the detected wind force and temperature with a predetermined mode switching value and controls the rotation surface of the wing to be vertical or horizontal with respect to the cross section of the air heating pipe 120. Here, the mode switching value means a value set to switch to an air buoyancy generation mode or a wind power generation mode according to an external wind intensity value and a temperature value inside the air heating tube 120. For example, since the solar heat is strong in the afternoon, the temperature inside the air heating pipe 120 is high, so it operates in the air buoyancy generation mode. In the evening, since the solar heat is weak, the air buoyancy is weak, The power generation mode can be switched to the wind power generation mode.

발전부(130)의 발전 모드에 대한 설명은 도 5a 및 도 5b를 참조하여 후술하도록 한다.The generation mode of the power generation unit 130 will be described later with reference to Figs. 5A and 5B.

한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양열을 이용한 공기 부력 발전 장치(100)는 연결관(140) 및 필터(도시하지 않음)를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the air buoyancy generator 100 using solar heat according to the first embodiment of the present invention may further include a connection pipe 140 and a filter (not shown).

연결관(140)은 공기 가열관(120)과 발전부(130) 사이에 연결되어 가열된 공기를 발전부(130)로 모으는 역할을 한다. 이 경우, 연결관(140)은 테이퍼(taper) 형상으로 형성될 수 있으며, 공기 가열관(120)과 연결되는 부위의 단면적이 발전부(130)와 연결되는 부위의 단면적 보다 크게 형성된다. 이에 따라, 공기 유입관(110)에 유입된 공기가 공기 가열관(120)을 통해 연속적으로 연결관(140)으로 이동하면, 연결관(140)의 상부로 갈수록 이동통로가 좁아져서 발전부(130)에 공급되는 공기의 속도를 증가시켜 전력 생산을 증가시킬 수 있다.The connection pipe 140 is connected between the air heating pipe 120 and the power generation unit 130 to collect the heated air into the power generation unit 130. In this case, the connection pipe 140 may be formed in a taper shape, and the cross-sectional area of the portion connected to the air heating pipe 120 is formed to be larger than the cross-sectional area of the portion where the power generating portion 130 is connected. When the air flowing into the air inlet pipe 110 continuously flows through the air heating pipe 120 to the connecting pipe 140, the traveling passage becomes narrower toward the upper portion of the connecting pipe 140, 130 may be increased to increase power production.

필터는 공기 유입관(110)의 개방된 단면에 설치되어, 외부로부터 유입되는 쓰레기, 벌레, 동물 등 공기 외의 물질의 진입을 차단한다.
The filter is installed on the open end surface of the air inlet pipe 110 to block entry of substances other than air such as waste, insects, and animals introduced from the outside.

도 2는 도 1에 따른 태양열을 이용한 공기 부력 발전 장치의 분해 사시도이다.2 is an exploded perspective view of an air buoyancy generator using solar heat according to FIG.

도 2를 참조하면, 도 1에 따른 태양열을 이용한 공기 부력 발전 장치(200)는 공기 유입관(210), 공기 가열관(220)의 집열판(221) 및 발전부(230)가 일체로 고정되어 형성될 수 있다. 이 경우, 공기 가열관(220)의 투명판(223)은 착탈이 가능하도록 설계될 수 있다. 이는 가열핀(222)을 교체하거나, 투명판(223)의 파손시 이를 교체하기 위함이다. 또한, 연결관(240)을 포함하는 경우, 공기 유입관(210), 공기 가열관(220)의 집열판(221), 연결관(240) 및 발전부(230)가 일체로 고정되어 형성될 수 있다.
2, an air buoyant power generator 200 using solar heat according to the present invention includes an air inflow pipe 210, a heat collecting plate 221 of an air heating pipe 220, and a power generation unit 230 are integrally fixed . In this case, the transparent plate 223 of the air heating tube 220 can be designed to be detachable. This is for replacing the heating pin 222 or replacing it when the transparent plate 223 is broken. When the connecting pipe 240 is included, the air inlet pipe 210, the heat collecting plate 221 of the air heating pipe 220, the connecting pipe 240, and the power generating unit 230 may be integrally fixed have.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 태양열을 이용한 공기 부력 발전 장치의 사시도이다.3 is a perspective view of an air buoyancy generator using solar heat according to a second embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 태양열을 이용한 공기 부력 발전 장치(300)는 공기 유입관(310), 공기 가열관(320) 및 발전부(330)를 포함한다. 이 경우, 공기 유입관(310) 및 발전부(330)는 도 1의 공기 유입관(110) 및 발전부(130)와 동일한 기능을 가지므로 이에 대한 설명은 생략하도록 한다.3, an air buoyancy generator 300 using solar heat according to the second embodiment of the present invention includes an air inflow pipe 310, an air heating pipe 320, and a power generation unit 330. In this case, the air inlet pipe 310 and the power generator 330 have the same functions as those of the air inlet pipe 110 and the power generator 130 of FIG. 1, so that a description thereof will be omitted.

공기 가열관(320)은 일 단의 단면적이 타 단의 단면적 보다 클 수 있다. 즉, 공기 가열관(320)의 집열판(321) 및 투명판(323)은 테이퍼(taper) 형상으로 형성될 수 있다. 이 경우, 공기 부력 발전 장치(300)는 도 1의 연결관(140)을 추가로 삽입하지 않고도 하부로부터 가열된 공기가 발전부(330)로 모이게 할 수 있다. 이에 따라, 공기 유입관(310)에 유입된 공기가 연속적으로 공기 가열관(320)으로 이동하면, 공기 가열관(320)의 상부로 갈수록 이동통로가 좁아져서 발전부(330)에 공급되는 공기의 속도를 증가시켜 전력 생산을 증가시킬 수 있다.The cross-sectional area of one end of the air heating pipe 320 may be larger than the cross-sectional area of the other end. That is, the heat collecting plate 321 and the transparent plate 323 of the air heating tube 320 may be formed in a taper shape. In this case, the air buoyancy generator 300 can cause the heated air from the lower portion to converge on the power generator 330 without further inserting the connection tube 140 of FIG. Accordingly, when the air introduced into the air inlet pipe 310 continuously flows into the air heating pipe 320, the traveling passage becomes narrower toward the upper portion of the air heating pipe 320, To increase the speed of power production.

또한, 집열판(321)에 배열된 가열핀(322)의 개수는 하부에서 상부로 갈수록 줄어들 수 있다. 또한, 집열판(321)의 상부와 하부의 가열핀(322)의 배열은 지그재그로 하여 열전달 효율을 높일 수 있다. 또한, 가열핀(322)의 개수는 동일하게 하고, 집열판(321)의 하부에는 가열핀(322)의 배열 간격을 상대적으로 넓히고, 집열판(321)의 상부에는 가열핀(322)의 배열 간격을 상대적으로 좁혀서 형성하는 것도 가능하다.
In addition, the number of the heating pins 322 arranged in the heat collecting plate 321 can be reduced from the lower part toward the upper part. In addition, the arrangement of the heating pins 322 on the upper and lower sides of the heat collecting plate 321 may be zigzag to increase the heat transfer efficiency. The intervals between the heating pins 322 are relatively increased in the lower portion of the heat collecting plate 321 and the intervals between the heating pins 322 are set in the upper portion of the heat collecting plate 321 It is possible to form it by relatively narrowing it.

도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 태양열을 이용한 공기 부력 발전 장치의 사시도이다.4 is a perspective view of an air buoyant power generation apparatus using solar heat according to a third embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 태양열을 이용한 공기 부력 발전 장치(400)는 공기 유입관(410), 공기 가열관(420), 발전부(430) 및 연결관(440)를 포함한다. 이 경우, 공기 유입관(410), 발전부(430) 및 연결관(440)은 도 1의 공기 유입관(110), 발전부(130) 및 연결관(140)과 동일한 기능을 가지므로 이에 대한 설명은 생략하도록 한다.4, an air buoyancy generator 400 using solar heat according to the third embodiment of the present invention includes an air inflow pipe 410, an air heating pipe 420, a power generation unit 430, and a connection pipe 440 ). In this case, since the air inflow pipe 410, the power generation unit 430, and the connection pipe 440 have the same functions as the air inflow pipe 110, the power generation unit 130, and the connection pipe 140 shown in FIG. 1 The description of which will be omitted.

공기 가열관(420)의 집열판(421)은 양 면에 열전도성 부재로 형성된 적어도 하나의 가열핀(422-1, 422-2)이 배열된다. 이 경우, 집열판(421)의 일 면에 형성된 가열핀을 제1 가열핀(422-1)이라 하고, 타 면에 형성된 가열핀을 제2 가열핀(422-2)이라 한다. 또한, 공기 가열관(420)의 투명판은 제1 투명판(423-1) 및 제2 투명판(423-2)을 포함한다.The heat collecting plate 421 of the air heating pipe 420 is arranged with at least one heating pin 422-1 and 422-2 formed of a thermally conductive member on both sides. In this case, the heating pin formed on one surface of the heat collecting plate 421 is referred to as a first heating pin 422-1, and the heating pin formed on the other surface is referred to as a second heating pin 422-2. In addition, the transparent plate of the air heating tube 420 includes a first transparent plate 423-1 and a second transparent plate 423-2.

제1 투명판(423-1)은 집열판(421)의 일 면의 양 단에 연결되어 제1 가열핀(422-1)을 포함하는 영역을 둘러싸며, 태양열을 투과시킨다. 제2 투명판(423-2)은 집열판(421)의 타 면의 양 단에 연결되어 제2 가열핀(422-2)을 포함하는 영역을 둘러싸며, 태양열을 투과시킨다. 이 경우, 제1 투명판(423-1) 및 제2 투명판(423-2)은 각각 단면의 형상이 삼각형, 사각형, 사다리꼴, 원형 및 반원형 중 적어도 하나일 수 있다. 이에 따라, 집열판(121)의 양 면을 이용하여 유입된 공기를 가열함으로써 발전부(130)에 공급되는 공기의 속도를 더욱 빠르게 할 수 있다.
The first transparent plate 423-1 is connected to both ends of one surface of the heat collecting plate 421 to surround the region including the first heating pin 422-1 and to transmit solar heat. The second transparent plate 423-2 is connected to both ends of the other surface of the heat collecting plate 421 to surround the region including the second heating pins 422-2 and to transmit solar heat. In this case, each of the first transparent plate 423-1 and the second transparent plate 423-2 may have at least one of a triangular shape, a rectangular shape, a trapezoidal shape, a circular shape, and a semicircular shape. Accordingly, the speed of the air supplied to the power generation unit 130 can be further increased by heating the introduced air using both surfaces of the heat collecting plate 121.

도 5a 및 도 5b는 도 1에 따른 태양열을 이용한 공기 부력 발전 장치에서 발전 모드에 따른 날개의 위치를 설명하기 위한 예시도이다.5A and 5B are diagrams for explaining positions of wings according to a power generation mode in an air buoyant power generation apparatus using solar heat according to FIG.

먼저, 도 5a를 참조하면 발전부(530)의 발전 모드가 공기 부력 발전 모드인 경우를 나타낸다. 이는, 공기 가열관 내부의 온도가 높으므로 발전부(530)로 유입되는 공기의 양이 많으며, 유입되는 속도가 빠르기 때문에 공기 부력 발전 모드로 동작하게 된다. 이 경우, 발전부(530)의 날개(531)는 공기 가열관의 단면과 수평한 상태로 설정된다.First, referring to FIG. 5A, the power generation mode of the power generation unit 530 is an air buoyancy power generation mode. This is because the internal temperature of the air heating tube is high, so that the amount of the air flowing into the power generation unit 530 is large and the inflow speed is high. In this case, the vanes 531 of the power generation section 530 are set to be horizontal with the end face of the air heating tube.

한편, 도 5b를 참조하면 발전부(530)의 발전 모드가 풍력 발전 모드인 경우를 나타낸다. 이는, 공기 가열관 내부의 온도가 낮으므로 발전부(530)로 유입되는 공기의 양이 적으며, 유입되는 속도가 느리기 때문에 공기 부력 발전이 부적절하며, 상대적으로 외부의 풍력이 강한 경우이므로 풍력 발전 모드로 동작하게 된다. 이 경우, 발전부(530)의 날개(531)는 공기 가열관의 단면과 수직인 상태로 설정된다. 이에 따라, 태양열에 의해 공기 부력 발전이 이뤄지지 않는 경우에도 풍력 발전으로 전환하여 전기를 생성할 수 있다.
Referring to FIG. 5B, the power generation mode of the power generation unit 530 is a wind power generation mode. This is because the internal temperature of the air heating tube is low, so that the amount of the air flowing into the power generating unit 530 is small, and the inflow speed is slow, so that the air buoyancy generation is inadequate and the external wind power is relatively strong. Mode. In this case, the vanes 531 of the power generation section 530 are set to be perpendicular to the cross section of the air heating tube. Accordingly, even when air buoyancy is not achieved by solar heat, electricity can be generated by switching to wind power generation.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 태양열에 의해 가열되어 상승하는 공기의 부력에 의해 전기를 생성함으로써 바람이 불지 않는 경우에도 발전을 할 수 있다. 또한, 날씨가 흐리거나 밤에는 풍력 발전으로 전환하여 전력을 생성할 수 있다.
As described above, according to the embodiment of the present invention, electricity can be generated by buoyancy of air heated by solar heat and rising, so that power can be generated even when the wind is not blowing. In addition, the weather can be cloudy or at night it can be converted to wind power to generate electricity.

이상에서 본 발명은 도면을 참조하면서 기술되는 바람직한 실시예를 중심으로 설명되었지만 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 본 발명은 기재된 실시예로부터 도출 가능한 자명한 변형예를 포괄하도록 의도된 특허청구범위의 기재에 의해 해석되어져야 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, Therefore, the present invention should be construed as a description of the claims which are intended to cover obvious variations that can be derived from the described embodiments.

100, 200, 300, 400 : 공기 부력 발전 장치
110, 210, 310, 410 : 공기 유입관
120, 220, 320, 420 : 공기 가열관
121, 221, 321, 421 : 집열판
122, 222, 322 : 가열핀
123, 223, 323 : 투명판
130, 230, 330, 430, 530 : 발전부
140, 240, 440 : 연결관
422-1 : 제1 가열핀
422-2 : 제2 가열핀
423-1 : 제1 투명판
423-2 : 제2 투명판
531 : 날개100, 200, 300, 400: Air buoyancy generator
110, 210, 310, 410: air inlet pipe
120, 220, 320, 420: air heating pipe
121, 221, 321, 421:
122, 222, 322: heating pins
123, 223, 323: transparent plate
130, 230, 330, 430, 530:
140, 240, 440: connector
422-1: first heating pin
422-2: second heating pin
423-1: first transparent plate
423-2: second transparent plate
531: Wings

Claims (8)

일 단으로부터 외부의 공기가 유입되는 공기 유입관;
일 단이 상기 공기 유입관의 타 단과 연결되어, 상기 유입된 공기를 태양열에 의해 가열시키는 공기 가열관; 및
상기 공기 가열관의 타 단에 연결되어, 상기 가열된 공기의 부력을 이용하여 전기를 생성하는 발전부를 포함하며,
상기 공기 가열관은,
단면적의 형상이 삼각형, 사각형, 사다리꼴, 원형 및 반원형 중 적어도 하나이며,
상기 발전부는,
상기 공기 가열관 내부의 온도를 감지하는 감지부와, 유체의 흐름에 의해 회전하는 날개와, 상기 날개의 회전에 의해 전기를 발생시키는 발전기와, 상기 날개의 회전면을 이동시키는 날개 이동부와, 상기 감지부가 감지한 온도를 기 설정된 모드 전환값과 비교하여 상기 공기 가열관 내부의 온도가 높으면 상기 날개의 회전면이 상기 공기 가열관의 단면과 수평이 되도록 하고, 상기 공기 가열관 내부의 온도가 낮으면 상기 날개의 회전면이 상기 공기 가열관의 단면과 수직이 되도록 제어하는 제어부를 포함하는 태양열을 이용한 공기 부력 발전 장치.An air inflow pipe into which outside air flows from one end;
An air heating pipe connected to the other end of the air inflow pipe to heat the inflow air by solar heat; And
And a generator connected to the other end of the air heating tube and generating electricity using buoyancy of the heated air,
The air heating tube includes:
The shape of the cross-sectional area is at least one of triangular, rectangular, trapezoidal, circular, and semicircular,
The power generation unit includes:
A sensing unit for sensing a temperature inside the air heating tube, a blade rotating by the flow of the fluid, a generator generating electricity by rotation of the wing, a wing moving unit moving the rotation surface of the wing, If the temperature inside the air heating tube is higher than the preset mode switching value, the rotation surface of the vane is made to be horizontal with the end surface of the air heating tube. If the temperature inside the air heating tube is low And a controller for controlling the rotating surface of the vane to be perpendicular to an end surface of the air heating tube. 제1항에 있어서,
상기 공기 가열관은,
일 단의 단면적이 타 단의 단면적 보다 큰 태양열을 이용한 공기 부력 발전 장치.The method according to claim 1,
The air heating tube includes:
An air buoyancy generator using solar heat with one cross section having a cross sectional area greater than that of the other. 제1항에 있어서,
상기 공기 유입관 및 상기 공기 가열관은 수직선상에 위치하는 태양열을 이용한 공기 부력 발전 장치.The method according to claim 1,
Wherein the air inlet pipe and the air heating pipe are located on a vertical line. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 공기 가열관은,
일 면에 열전도성 부재로 형성된 적어도 하나의 가열핀이 배열된 집열판; 및
상기 집열판의 양 단에 연결되어 상기 가열핀을 포함하는 영역을 둘러싸며, 태양열을 투과시키는 투명판을 포함하는 태양열을 이용한 공기 부력 발전 장치.The method according to claim 1,
The air heating tube includes:
A heat collecting plate on which at least one heating fin formed from a thermally conductive member is arranged; And
And a transparent plate connected to both ends of the heat collecting plate and surrounding a region including the heating fin and transmitting solar heat. 제1항에 있어서,
상기 공기 가열관은,
양 면에 열전도성 부재로 형성된 적어도 하나의 가열핀이 배열된 집열판;
상기 집열판의 일 면의 양 단에 연결되어 상기 집열판의 일 면에 배열된 제1 가열핀을 포함하는 영역을 둘러싸며, 태양열을 투과시키는 제1 투명판; 및
상기 집열판의 타 면의 양 단에 연결되어 상기 집열판의 타 면에 배열된 제2 가열핀을 포함하는 영역을 둘러싸며, 태양열을 투과시키는 제2 투명판을 포함하는 태양열을 이용한 공기 부력 발전 장치.The method according to claim 1,
The air heating tube includes:
A heat collecting plate on which at least one heating pin formed of a thermally conductive member is arranged on both sides;
A first transparent plate that is connected to both ends of one surface of the heat collecting plate and surrounds a region including the first heating pins arranged on one surface of the heat collecting plate, the first transparent plate transmitting solar heat; And
And a second transparent plate that surrounds a region including second heat fins connected to both ends of the other surface of the heat collecting plate and arranged on the other surface of the heat collecting plate and transmits solar heat. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 공기 가열관과 상기 발전부 사이에 연결되는 연결관; 및
상기 공기 유입관의 일 단에 연결되는 필터를 더 포함하는 태양열을 이용한 공기 부력 발전 장치.The method according to claim 1,
A connection pipe connected between the air heating pipe and the power generation unit; And
Further comprising a filter connected to one end of the air inflow pipe.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102000695B1 (en) * 2018-08-30 2019-07-16 김종훈 Vertical Air Purifier Using Solar Heat
KR20200043093A (en) * 2018-10-17 2020-04-27 동의대학교 산학협력단 Hybrid type collecting solar energy for hot water

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0398195U (en) * 1990-01-30 1991-10-11
KR100795346B1 (en) * 2006-07-21 2008-01-17 용인송담대학 산학협력단 Ventilator by using solar
KR20110008945U (en) * 2010-03-15 2011-09-21 전북대학교산학협력단 Blade Tilt Control Device For Wind Power Generation
KR101155217B1 (en) * 2010-04-30 2012-06-13 임재훈 The power generation by complex system which uses a solar energy and the wind power

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0398195U (en) * 1990-01-30 1991-10-11
KR100795346B1 (en) * 2006-07-21 2008-01-17 용인송담대학 산학협력단 Ventilator by using solar
KR20110008945U (en) * 2010-03-15 2011-09-21 전북대학교산학협력단 Blade Tilt Control Device For Wind Power Generation
KR101155217B1 (en) * 2010-04-30 2012-06-13 임재훈 The power generation by complex system which uses a solar energy and the wind power

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102000695B1 (en) * 2018-08-30 2019-07-16 김종훈 Vertical Air Purifier Using Solar Heat
KR20200043093A (en) * 2018-10-17 2020-04-27 동의대학교 산학협력단 Hybrid type collecting solar energy for hot water
KR102154639B1 (en) * 2018-10-17 2020-09-10 동의대학교 산학협력단 Hybrid type collecting solar energy for hot water

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