KR101945876B1 - 토네이도, 허리케인, 황사, 태풍의 나선형 인공발생기 - Google Patents

토네이도, 허리케인, 황사, 태풍의 나선형 인공발생기 Download PDF

Info

Publication number
KR101945876B1
KR101945876B1 KR1020170135253A KR20170135253A KR101945876B1 KR 101945876 B1 KR101945876 B1 KR 101945876B1 KR 1020170135253 A KR1020170135253 A KR 1020170135253A KR 20170135253 A KR20170135253 A KR 20170135253A KR 101945876 B1 KR101945876 B1 KR 101945876B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
artificial
spiral
generator
air
passage
Prior art date
Application number
KR1020170135253A
Other languages
English (en)
Inventor
양영철
Original Assignee
양영철
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 양영철 filed Critical 양영철
Priority to KR1020170135253A priority Critical patent/KR101945876B1/ko
Priority to US16/621,441 priority patent/US20200187430A1/en
Priority to PCT/KR2018/011339 priority patent/WO2019078504A1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101945876B1 publication Critical patent/KR101945876B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/30—Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/34—Wind motors specially adapted for installation in particular locations on stationary objects or on stationary man-made structures
    • F03D9/35—Wind motors specially adapted for installation in particular locations on stationary objects or on stationary man-made structures within towers, e.g. using chimney effects
    • F03D9/37—Wind motors specially adapted for installation in particular locations on stationary objects or on stationary man-made structures within towers, e.g. using chimney effects with means for enhancing the air flow within the tower, e.g. by heating
    • F03D9/39—Wind motors specially adapted for installation in particular locations on stationary objects or on stationary man-made structures within towers, e.g. using chimney effects with means for enhancing the air flow within the tower, e.g. by heating by circulation or vortex formation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G15/00—Devices or methods for influencing weather conditions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/20—Wind motors characterised by the driven apparatus
    • F03D9/25—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/30—Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/34—Wind motors specially adapted for installation in particular locations on stationary objects or on stationary man-made structures
    • F03D9/35—Wind motors specially adapted for installation in particular locations on stationary objects or on stationary man-made structures within towers, e.g. using chimney effects
    • F03D9/37—Wind motors specially adapted for installation in particular locations on stationary objects or on stationary man-made structures within towers, e.g. using chimney effects with means for enhancing the air flow within the tower, e.g. by heating
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S10/00—PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power
    • H02S10/10—PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power including a supplementary source of electric power, e.g. hybrid diesel-PV energy systems
    • H02S10/12—Hybrid wind-PV energy systems
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S10/00—PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power
    • H02S10/30—Thermophotovoltaic systems
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00—Supporting structures for PV modules
    • H02S20/20—Supporting structures directly fixed to an immovable object
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/40—Thermal components
    • H02S40/44—Means to utilise heat energy, e.g. hybrid systems producing warm water and electricity at the same time
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/007—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations the wind motor being combined with means for converting solar radiation into useful energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/60—Thermal-PV hybrids
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/728—Onshore wind turbines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Atmospheric Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

본 발명은 토네이도와 허리케인과 황사와 태풍이 발생하는 발원지인 지구 북반구 또는 남반구의 육상 또는 해상에 나선형 인공발생기를 건설하여 인공의 작은 토네이도와 허리케인과 황사와 태풍을 인공적으로 같은 원리로 발생시켜 토네이도와 허리케인과 황사와 태풍의 발생에너지를 인공적이고 분산시키면서 약화시킬 수 있는 상승기류의 발생용 나선형 인공발생기이며, 나선형 인공발생기의 외부지름(D)은 기본형으로 선정된 나선형 인공발생기의 높이(H)를 황금비 1.618로 2회 나누어서 산정한 공식(D=0.328H)으로 결정하고, 나선형 인공발생기의 지름(D)이 먼저 선정될 경우는 기본형의 반대적인 모듈공식(H=2.618D)으로 결정하고, 기본형의 나선형 인공발생기의 상단에는 은(Ag)으로 제작된 깔대기형 받침의 피뢰기를, 상단외벽에는 태양전지 집열판을, 내부통로에는 풍력발전기를 설치한 특징이 있으며, 나선형 인공발생기의 하단에는 태양전지와 풍력발전 전기로 조정되는 도어와, 상승기류 발생용 송풍기와, 가열용 스테인리스판과, 히팅코일이 설치되어, 토네이도, 허리케인, 황사, 태풍의 발생용 나선형 인공발생기며, 나선형 발생기의 기본형에 따라 크기를 증감할 수 있다.

Description

토네이도, 허리케인, 황사, 태풍의 나선형 인공발생기{Spiral generator of artificial tornado, hurricane, yellowdust, typhoon}
본 발명은 공기의 대류작용과 인과율법칙, 기어원리, 토리첼리원리, 파스칼원리와 나비효과, 에크만(Ekman)나선원리, 베르누이방정식, 보일샤를법칙, 뉴턴운동법칙 등을 이용하여 북미지역과 아시아지역과 3개대양지역에서 많이 발생되고 있는 토네이도와 허리케인과 태풍과 황사의 발생에너지를 같은 발생원리로 중단없이 인공적으로 분산시키면서 약화시켜서 토네이도와 허리케인과 태풍과 황사의 크기와 발생수를 축소시키거나 조정시킬 수 있는 인공의 발생에너지를 제공하는 기술이며, 공기가열과 공기상승과 상승방향을 유도하기 위하여 나선원리에 따라 계단형 나선날개를 45°의 각도(높이=폭)로 각각 부착한 4개의 나선형 원통 사이가 동축으로 3개의 통로를 이루어 친환경의 태양전지와 풍력발전으로 계절과 기단(air mass-공기의 온도와 습도)과 관련없이 계속적으로 중단없이 연중(年中)으로 가동되고 조정되는 나선형 인공발생기에 관한 기술이며, 기본형의 모듈(Module)에 따라 크기를 증감할 수 있다.
본 발명의 배경기술은, 기상학에서 “작은 나비의 날개짓이 언젠가는 태풍의 원인이 될 수도 있다” 는 파스칼원리와 같은 나비효과(Butterfly effect)와 “원인이 아주 미약하여도 결과는 도래한다”는 인과율법칙(Law of causality)과 공기이동의 회전방향을 변경시키는 기어원리(Principle of gear) 등에 따라 토네이도나 황사나 태풍의 발생에너지를 인공적으로 중단없이 분산시키면서 약화시킬 수 있는 인공의 소규모 토네이도나 황사나 태풍을 중단없이 년중(年中)으로 발생시킬 수 있고, 굴뚝이 공기를 빨아 올리는 힘은 굴뚝의 높이에 비례하며 풍력에너지는 풍속의 3승에 비례하는 굴뚝원리와, 대류권의 공기이동인 바람은 태양에너지로 인하여 가열된 공기가 역학적으로 평형을 유지하려는 공기역학과 기어원리와 토리첼리원리와 에크만나선원리와 파스칼원리(나비효과)와 베르누이방정식과 보일샤를법칙과 뉴턴운동법칙 등이 배경기술이 된다. 저기압은 북반구에서 도 1과 같이 반시계방향 (counter clockwise)으로 상승하면서 도 2와 같이 반시계방향으로 나선형을 이루면서 상승하고, 고기압은 시계방향(clockwise)으로 회전하며, 태풍의 단면을 보인 도 3과 같이 예시할 수 있는 토네이도, 허리케인, 황사, 및 태풍은 화살표 방향인 반시계방향(counter clockwise)으로 회전하면서 이동하고, 태풍의 중앙인 눈(eye) 주위는 상부에서 하부로 하강하는 형태를 이룬다.
이와 유사하게 기능하도록 태풍의 피해를 줄일 필요가 있는 육상 또는 해상에 나선형 인공발생기를 건설하여 인공적인 작은 토네이도, 허리케인, 황사, 태풍을 발생시킬 수 있는 발생에너지를 강력한 풍속 형태로 중단없이 계속적으로 공급한다면 자연의 토네이도와 허리케인과 황사와 태풍을 조정할 수 있다는 전제하에, 토네이도와 허리케인과 황사와 태풍과 같은 강력한 상승공기를 본 발명자는 나선형 인공발생기로 구현이 가능함을 착안하고, 나선형 인공발생기의 기어원리와 토리첼리원리와 파스칼원리와 나선운동원리와 굴뚝원리 등으로 인공적인 작은 토네이도, 허리케인, 황사, 태풍과 같은 공기 기둥 형태의 상승공기를 나선형 인공발생기로 중단 없이 연중(年中)으로 발생시킬 수 있도록 한다.
대기가 매우 불안정한 편서풍 지역이나 수온이 높은 무역풍(편동풍)지역의 육상 또는 해상에 나선형 인공발생기를 건설하여 인공의 상승기류를 계속적으로 토네이도형태와 황사형태와 태풍형태로 발생시키도록 한다. 주변의 지상 공기를 계속적으로 본 발명의 나선형 인공발생기를 통과시켜서 배출되는 상부의 발생풍속은 저기압의 수평적인 집적에 따른 고기압의 하강으로 자연발생적인 토네이도, 허리케인, 황사, 태풍의 풍속을 능가한다. 본 발명을 이루는 나선형 인공발생기의 인공적인 작은 토네이도와 허리케인과 황사와 태풍을 발생시킬 수 있는 각 풍속들을 아래와 같은 산출식에 의해서 산출한다.
기상관측상 평균적인 최저기압은 873hPa이므로 나선형 인공발생기의 중심기압을 최저기압과 표준기압의 평균으로 943hPa[=(873+1,013)÷2]로 정하면, 나선형 인공발생기가 공기를 지상에서 계속적으로 빨아들일 수 있는 수평적인 원통면적부위의 지름이 58m일 때 높이(h)가 152m인 경우 풍속(Vw) 산정은,
토리첼리원리(위치에너지)와 베르누이방적식(
Figure 112018057696602-pat00001
)을 인용한
Figure 112018057696602-pat00002
에서
Figure 112018057696602-pat00003
(운동에너지)와
Figure 112018057696602-pat00004
Figure 112018057696602-pat00005
(위치에너지;토리첼리원리)로 정리 된다. 단, P는 압력차이고 ρ는 공기의 밀도(1.2kg/m3)이며 g는 중력가속도(9.8m/s2) 이고 h는 높이다. 상기 베르누이 방정식 ‘
Figure 112018057696602-pat00036
’은 이러한 관계(운동에너지와 위치에너지 관계)가 상수값 관계를 이루어 어떤 특정 두 지점 A1(저기압 중심으로부터 먼 거리인 어떤 지점), A2(저기압 중심지점)에서‘P1+ρ1g1h1+(1/2)ρ1(v1)2=P2+ρ2g2h2+(1/2)ρ2(v2)2’관계를 이룬다는 것이므로 이로부터 저기압 중심 지점의 풍속 V2를 산출하기 위하여 이항 등으로 위 식을 정리하면, (1/2)[ρ2(v2)2-ρ1(v1)2]=(P1-P2)+(ρ1g1h1-ρ2g2h2)가 됨을 알 수 있고, 이로부터 약간의 가정을 두어 기압이 1기압인 지점 A1의 풍속 v1이 거의 0인 v1≒0이라고 봐도 무방할 경우에는 위 식은 (1/2)[ρ2(v2)2]=(P1-P2)+(ρ1g1h1-ρ2g2h2)이 되고, 여기서 더 나아가 두 지점 A1, A2의 공기밀도, 중력가속도를 각각 ρ1≒ρ2=ρ, g1≒g2=g 로 보아도 무방하다는 가정이 가능하면 위 식은 (1/2)[ρ(v2)2]=(P1-P2)+(ρgh1-ρgh2)이 되어 v2=[[2(P1-P2)/ρ]+[2g(h1-h2)]1/2
으로 다시 정리되고, 여기서 두 지점의 기압차 P1-P2=P, 두 지점의 높이차 h1-h2=h로 표시하여 정리하면, v2=[[2P/ρ]+[2gh]]1/2≒ Vω 이 된다.
표준 대기압과 나선형 인공발생기의 중심기압의 차는
Figure 112018057696602-pat00006
Figure 112018057696602-pat00007
이다. 나선형 인공발생기의 높이가 152m라면, 기압차는 10m당 1hPa이므로
Figure 112018057696602-pat00008
Figure 112018057696602-pat00009
Figure 112018057696602-pat00010
이며, 나선형 인공발생기의 안으로 빨려 들어가는 최대풍속(Vw)은
Figure 112018057696602-pat00011
과,
삭제
Figure 112018057696602-pat00012
로 산출되며, 위치에너지(토리첼리원리)에 의한 최대풍속은 Vω2=
Figure 112018057696602-pat00037
을 55(m/s)로 산출된다.
기압차에 의해서 산출된 풍속은 59~60%의 효율이 발생하므로 높이가 152m인 나선형 인공발생기의 풍속(Vw)은 풍속효율 60%를 적용하면
Figure 112017102709517-pat00013
, 또는
Figure 112017102709517-pat00014
로 산출된다. 나선형 인공발생기가 얻을 수 있는 실제 효율을 나선형 인공발생기에 대한 나선운동의 저항 등을 고려하여 70%를 적용하여 풍속(Vw)을 산출하면
Figure 112017102709517-pat00015
또는
Figure 112017102709517-pat00016
이 된다.
토네이도와 허리케인과 황사와 태풍의 관측된 자료는 표 1과 같다
항목 토네이도 허리케인 황사 태풍
1. 발생기압 저기압(적란운) 열대저기압 한대저기압 열대저기압
2. 발생온도(℃) 23 이상 27 이상 11 이상 26 이상
3. 발생위도 북위 25~55 북위 5~25 북위 20~55 북위 5~20
3. 발생위도 남위 15~45 남위 5~20 남위 30~40 남위 5~15
4. 연간발생수 1회-1,000회 8회-12회 6회-26회 21회-36회
5. 발생시기 1월-6월 7월-10월 3월-5월 6월-9월
6. 발생기간 10분-90시간 5일-20일 1일-6일 4일-15일
7. 발생고도 3km 12Km 2km 6km
8. 발생초기풍속 23 m/s 이상 29 m/s 이상 9 m/s 이상 17 m/s 이상

토네이도와 허리케인과 황사와 태풍을 유발시키는 풍속은 상기 표1과 같이 9m/s 내지 29m/s이고, 나선형 인공발생기는 위와 같이 31m/s 내지 50m/s의 최대풍속을 발생시킬 수 있으며, 굴뚝원리와 기어원리와 토리첼리원리와 파스칼원리(나비효과)와 베르누이방정식과 보일샤를법칙과 에크만(Ekman)나선원리 등과 태양열로 나선형 인공발생기의 발열과 친환경의 태양전지와 풍력발전으로 인입된 공기를 중단없이 계속적으로 가열하므로 나선형 인공발생기의 효율은 위 감각효율(60%와 70%)을 상회하게 된다.
삭제
2004년 4월 1일에 공개된 국내공개번호 KR10-2004-0027746호인 풍력발전 및 태풍 조절용 상승기류발생 굴뚝구조라는 종래기술은 가스버너와 고온 다습한 공기(수증 기 잠열)를 에너지원으로 이용하여 풍력전기를 생산하고 인공의 태풍을 생산하는 정삼각형의 철골조 굴뚝에 관한 기술이며, 인공의 태풍을 생산할 수 있는 굴뚝의 직경을 100km 이상으로 하고 굴뚝의 높이를 10km 이상으로 전제하여서 굴뚝크기와 굴뚝이 공기를 빨아 올리는 힘은 굴뚝높이에 비례한다는 논리 등에 위배되는 기술이므로 인공의 태풍을 기술적으로 유도할 수 없는 기술이다.
고기압의 회전방향(시계방향)과 반대방향으로 저기압의 회전방향(반시계방향)으로 발생하는 토네이도와 황사의 고온다습한 발생에너지와 저온건조한 발생에너지를 기어원리와 토리첼리원리와 파스칼원리(나비효과)와 나선원리에 따라 인공적이고 계속적으로 분산시키면서 약화시키기 위하여 나선형 공기기둥을 인공적으로 발생시킬 수 있는 방법과 구조물이 필요하며, 적도지역의 고온다습한 공기가 기온상승으로 인한 부피팽창으로 발생하는 허리케인과 태풍의 발생에너지를 계속적으로 분산시키면서 약화시키기 위하여 나선형 공기기둥을 인공적으로 연중(年中)으로 발생시킬 수 있는 발생방법과 발생구조물이 필요하게 되었고, 육지의 토네이도와 황사도 동일하다.
지상의 공기를 흡입하여 4개의 동축형 원통으로 구성된 나선형 인공발생기 사이의 통로를 통과시키면서 상승시켜서 인공의 토네이도와 허리케인과 황사와 태풍을 발생시키고, 자연적인 토네이도, 허리케인, 황사, 태풍의 집산된 저기압의 발생에너지를 인공적으로 분산시키면서 약화시켜서, 자연적인 토네이도와 허리케인과 황사와 태풍의 발생수를 분산시키고 발생시간을 중단없이 계속적으로 조정할 수 있는 강력한 상승기류의 인공적인 발생방법과 발생구조물이 필요하게 되었다.
본 발명은 세계 각 지역에서 발생되어 많은 인명과 재산의 손실을 끼치는 토네이도와 허리케인과 황사와 태풍과 같은 강력한 상승공기를 인공적으로 중단 없이 분산시키면서 약화시킬 수 있는 기술이며, 토네이도와 황사의 발생에너지가 되고 있는 저온 건조한 편서풍의 발생에너지와, 허리케인과 태풍의 발생에너지가 되고 있는 고온 다습한 무역풍(편동풍)의 발생에너지를 중단없이 연중(年中)으로 분산시키면서 약화시키기 위한 기술로 토네이도와 허리케인과 황사와 태풍의 발생형태와 같은 나선형 공기기둥을 인공적으로 소규모로 중단없이 같은 방향으로 발생시킬 수 있는 태풍과 황사와 토네이도의 인공적인 발생용 나선형 인공발생기에 관한 기술이며, 기본형의 모듈(module)에 따라 크기를 증감할 수 있다.
대류권의 공기이동인 바람은 태양에너지로 인하여 가열된 공기가 역학적으로 평형을 유지하려는 현상이다. 토네이도와 허리케인과 황사와 태풍은 기상학적으로 대기가 매우 불안전(기온감률)하여 발생하고, 자연의 토네이도와 황사의 발생에너지는 저온 건조한 공기가 주요 발생에너지이며, 허리케인과 태풍의 발생에너지는 고온 다습한 공기(수증기잠열)가 주요 발생에너지이고, 토네이도와 허리케인과 황사와 태풍은 넓은 지역에서 강한 발생에너지가 불규칙적으로 발생하고 있지만 발생유형과 발생조건들에 대한 관측된 다수의 자료들이 정리되여 있다.
무역풍(편동풍)이 계속 몰려들어 상승기류가 활발한 적도의 무풍지대는 전향력이 거의 작용하지 않아 태풍이 발생하지 못한다. 따라서 적도의 무풍지대에서 강력하게 몰려드는 무역풍(편동풍)의 공기가 저기압으로 미처 상공으로 올라가지 못하면 빠져나갈 길을 찾게된다. 저기압이 빠져나가는 수단으로 저기압의 고온다습한 공기는 허리케인과 태풍의 발원지로 몰려들어 허리케인과 태풍을 만들어 엄청난 풍속과 함께 빠져나가고 있다.
본 발명은 토네이도와 허리케인과 황사와 태풍과 같은 강력한 상승기류를 나선운동원리와 파스칼원리와 굴뚝원리 등으로 인공적으로 중단없이 발생시키며, 본 발명의 인공적이고 작은 토네이도와 허리케인과 황사와 태풍은 굴뚝이 공기를 빨아 올리는 힘이 굴뚝의 높이에 비례하고 풍력에너지는 풍속의 3승에 비례한다는 원리 등에 따라 중단없이 계속적으로 상승공기를 빨아 올리는 인공의 공기기둥을 발생시킨다. 육상 또는 해상에 건설된 나선형 인공발생기는 4개의 동축형 철제원통의 구조물이므로 태양열에 의해서 자연히 발열되고, 나선형 인공발생기의 내부 원형구조물에 설치된 스테인리스 철판과 히팅 코일이 친환경의 태양전지와 풍력발전으로 가열되므로 나선형 인공발생기의 내부 공기가 팽창하면서 계속적으로 상승하게 되어서 상승기류의 나선운동은 강력하게 발생시키는 바와 같이 나선형 인공발생기 주변의 공기를 빨아 들이고 빨아들인 공기를 위로 올리면서 나선형 인공발생기의 내부공기를 계속적으로 밀어 올리게 된다.
본 발명은 편서풍과 편동풍(무역풍)이 있는 지역에서 굴뚝원리와 에크만나선원리와 기어원리와 토리첼리원리와 나비효과와 같은 파스칼원리 등에 따라 공기의 상승운동을 계속적으로 발생시키는 본 발명의 나선형 인공발생기를 건설하여 저온건조한 편서풍의 공기와 고온다습한 편동풍(무역풍)의 공기가 본 발명의 나선형 인공발생기 내부로 따라 들어와서 굴뚝원리와 에크만나선원리와 토리첼리와 나비효과와 같은 파스칼원리 등으로 공기의 상승운동을 중단없이 계속적으로 발생시키는데, 이때 상승하는 고온다습한 공기와 저온건조한 공기가 나선형 인공발생기의 나선운동으로 기온이 상승하여 공기가 팽창하면서 부력을 받아 상승운동을 계속하고, 저온건조한 공기에 흡수되는 수증기와 고온 다습한 공기 중의 수증기가 응결하면서 방출하는 잠열로 공기가 팽창하면서 부력을 받아 상승운동을 계속하게 된다.
본 발명은 저온건조한 편서풍 지역과 고온다습한 무역풍(편동풍) 지역에서 상승기류가 항상 일어나면서 기온이 높아지고 있는 지역의 육상 또는 해상에 공기의 나선운동을 인공적으로 발생시킬 수 있는 나선형 인공발생기를 건설하여 고온다습한 공기와 저온건조한 공기의 집산을 인공적으로 분산시키면서 약화시키기 위하여 인공적인 작은 토네이도와 허리케인과 황사와 태풍의 크기를 인공적으로 분산시키고 발생수를 인공적으로 조정시켜서 많은 인명과 재산의 손실을 방지한다.
토네이도와 허리케인과 황사와 태풍의 발원지역으로 육상 또는 해상에 나선형 인공발생기를 건설하여 인공의 작은 토네이도와 허리케인과 황사와 태풍을 발생시킬 경우 주위의 고온다습한 공기와 저온건조한 공기가 나선형 인공발생기의 안으로 들어와서 나선형 인공발생기의 주위에 있는 토네이도와 허리케인과 황사와 태풍의 발생에너지가 인공적으로 분산되면서 약화되어서 토네이도와 허리케인과 황사와 태풍이 강력하게 발생되지 못하게되어 발생규모가 적게된다. 나선형 인공발생기의 도어를 닫았다가 인공의 작은 토네이도와 허리케인과 황사와 태풍을 유발시킬 때 나선형 인공발생기의 도어를 열어서 인공의 작은 토네이도와 허리케인과 황사와 태풍을 계속적으로 발생시키면서 자연의 토네이도와 허리케인과 황사와 태풍의 발생에너지를 인공적으로 분산시키면서 약화시켜서 많은 인명과 재산의 손실을 방지한다.
도 1은 본 발명의 사시도,
도 2는 일반적인 저기압과 고기압 풍향도,
도 3은 일반적인 태풍의 단면구조도,
도 4는 본 발명의 단면도,
도 5는 본 발명의 공기 흐름도,
도 6은 도 5 의 평면 상태로 보인 공기 흐름도,
도 7은 본 발명의 상부 확대 단면도,
도 8은 도 7의 부분별 요부 확대도,
도 9는 본 발명의 공기이동을 보인 부분 단면도,
도 10은 본 발명의 나선형 인공발생기에 나선형계단을 나타낸 단면도,
도 11은 도 10의 Ⅰ-Ⅰ 선 평면도,
도 12은 도 10의 Ⅱ-Ⅱ 선 평면도,
도 13은 도 10의 Ⅲ-Ⅲ 선 평면도,
도 14는 도 10의 Ⅳ-Ⅳ 선 평면도이다.
도 15는 본 발명의 평면상에서 본 상부 에어베어링 설명도 이다.
1) 나선형 인공발생기의 인공적인 상승기류를 공기의 나선운동으로 강력하게 계속적으로 발생시키고, 나선형 인공발생기의 풍력에 대한 구조적인 안전을 위하여 결정된 나선형 인공발생기의 외부 높이(H)에 대한 나선형 인공발생기의 외부지름(D)은 나선형 인공발생기의 높이(H)를 황금비 1.618로 2회에 걸쳐서 연속적으로 나누어진 기본형의 모듈 공식인 D=0.382H(≒1H÷1.618÷1.618)로 산정한다.
삭제
(예; H152m×D58m, H199m×D76m,H100m×D38m)
2) 나선형 인공발생기의 인공적인 상승기류발생용 나선운동을 강력하게 계속적으로 발생시키고, 나선형 인공발생기의 풍력에 대한 구조적인 안전을 위하여 결정된 나선형 인공발생기의 지름(D)을 먼저 결정할 경우 나선형 인공발생기의 외부높이(H)는 나선형 인공발생기의 지름(D)을 황금비 1.618로 2회에 걸쳐서 연속적으로 곱해진 기본형의 모듈 공식인 H=2.618D(≒1D×1.618×1.618)로 산정한다.
(예; H152m×D58m, H199m×D76m, H100m×D38m)
3) 결정된 나선형 인공발생기의 높이(H)에 대한 나선형 인공발생기의 내부 동축 원통구조물인 제2, 3인공발생기(B, C)의 대응 높이(H1, H2)는 기본형의 모듈 공식인 H1=0.84H와 H2=0.92H로 산정한다.
(예; 128m
Figure 112017102709517-pat00017
0.84×152m, 140m
Figure 112017102709517-pat00018
0.92×152m)
4) 뇌우를 적극적으로 유도하기 위하여, 자연의 토네이도와 허리케인과 황사와 태풍을 소규모로 인공적으로 중단 없이 발생시키는 나선형 인공발생기의 상단부에 은(Ag)으로 제작되고 깔대기형의 받침에 피뢰침이 돌출된 피뢰기를 예를들어 3개씩 3개조로 모두 9개를 설치한다.
5) 지하에 나선형 인공발생기의 지하구조물과 분리하여 은(Ag)과 실리콘(silicon)과 물을 저장할 별도의 탱크를 설치하고 피뢰기와 전기적으로 연결한다.
6) 나선형 인공발생기의 제4인공발생기(E)의 외벽에 공기의 나선운동을 발생시킬 수 있도록 나선원리와 같은 45°의 각도(폭=높이)로 제작된 계단형 나선날개를 45°의 각도(폭=높이)로 설치하고, 친환경의 전기를 나선형 인공발생기에 공급하기 위하여 나선형 인공발생기의 외부 벽면에 솔라셀을 남쪽과 동쪽과 서쪽(남반구는 동쪽과 북쪽과 서쪽)에 설치한다. 필요시 솔라셀을 통한 충전바테리 전압을 기초로 교류전원을 발생시키는 인버터를 설치하면 발전기 구동과 비상전원의 발생용으로 양호하다.
7) 솔라셀과 풍력발전 전기로 개폐되면서 공기의 유입양을 원격으로 조정할 수 있고 쓰레기의 유입을 방지할 스크린이 개폐되도록 설치된 도어를 원통구조물 나선형 인공발생기(E)의 하단에 설치하고, 나선형 인공발생기(C)의 하단 내부에도 스크린이 개폐되는 도어를 설치하며, 원통구조물 나선형 인공발생기(B)의 하단에 도어를 설치하고, 입구통로는 대응 통로와 이어진다.
삭제
8) 나선형 인공발생기의 외부공기를 제2, 3, 4동축 원통구조물인 제2,3,4인공발생기(B, C, E) 내부의 각 통로로 흡입하여서 위로 송풍하도록 솔라셀과 풍력발전으로 가동되는 송풍기를 동축 원통구조물인 제2,3,4인공발생기(B, C, E)의 하단에 설치한다.
삭제
9) 제2내지 제4인공발생기(B,C,E)의 내부에서 에크만(Ekman)나선원리에 따라 45o의 각도(폭=높이)로 제작된 계단형태의 나선날개를 45o의 각도(폭=높이)로 제2내지 제4인공발생기의 내벽 및 외벽에 설치하여서 에어베어링(air bearing)을 인공적으로 강력하게 중단없이 발생시키고, 계단형태의 나선날개폭은 본 발명의 기본형에 따라 결정된 나선형 인공발생기의 반경의 4% 내지 5%를 기본형의 모듈로 산정(예;D58m÷2×4%≒1.2m)하고 나선형 인공발생기의 설치공사와 유지관리에 이용한다.
삭제
삭제
10) 제2내지 제4인공발생기의 공기흡입과 흡입된 공기의 계속적인 나선운동을 위하여 나선형 인공발생기의 제1, 2원통구조물인 제1,2인공발생기(A, B) 사이의 통로벽 대향면에 아래에서 위로 연속한 계단형 나선날개를 부착하고, 기본형의 높이가 나선형 굴뚝의 발생기(H)에 대한 24%인 36m(≒152m×24%, 지상 12m부터 지상 48m까지)의 높이를 유지하며 솔라셀과 풍력발전을 통한 전원공급으로 가열되는 스테인리스 철판과 히팅코일(히팅수단인 카본히타, 카본사매트중의 한 가지로 대체하여 구성 가능하다)을 설치하여 인입된 공기를 인공적으로 가열시키면서 팽창시켜 내부공기를 강력하게 흡입하고 상승시키도록 작용한다. 기본형의 지상12m 부터 스테인리스 철판과 히팅코일을 설치하되 48m 초과를 하지 않도록 한정하는 것은 히팅효율이 떨어지기 때문이다.
11) 제2, 4원통구조물인 제2,4인공발생기(B, E)의 내면통로에 나선형풍향을 토네이도와 허리케인과 황사와 태풍의 회전방향과 같은 반시계방향(counter clockwise)으로 유도하는 나선운동용 날개를 설치하고, 기어원리와 뉴턴법칙에 따라 원통구조물인 제3인공발생기(C)의 내면통로에 나선형풍향을 시계방향(clockwise)으로 유도하는 나선운동용 날개를 설치하여, 제2,4인공발생기(B, E)의 반시계방향의 풍속을 제3인공발생기(C) 상단에서 시계방향의 풍속이 상호 반력적으로 작용하여 제2,4인공발생기(B, E)의 반시계방향의 풍속을 기어원리와 에어베어링(air bearing)에 따라 가속화 시킨다. 이는 제3인공발생기(C)의 높이가 제2,4 인공발생기(B, E)의 높이의 중앙 위치에 오도록 하여 나선형 인공발생기(C) 상단을 지난 시계방향의 풍향이 제2,4인공발생기(B, E)을 지난 상단의 가속 풍향에 의하여 양측에서 반반씩 소멸되면서 제2,4인공발생기(B, E)의 풍향이 나선운동원리와 기어원리에 따라 합하여지도록 작용하기 때문이다.
12) 지구의 남반구에 나선형 인공발생기를 건설할 경우 나선형 인공발생기의 통로를 이루는 내벽에 반시계방향이나 시계방향으로 설치된 계단형태의 나선날개를 북반구와 반대 방향으로 설치한다.
13) 황사의 원인방지를 위하여 기본형의 제2, 3, 4원통구조물인 제2,3,4인공발생기(B, C, E) 사이의 통로에 물의 분사시설 및 텡크를 설치하여 물안개로 황사의 미세한 먼지 입자를 집적하여 제거하며, 분사시설에 공급된 물을 정수하여 다시 사용한다.
14) 기본형의 풍력발전을 위하여 제1원통구조물인 풍력발전기겸 조정기 기능의 제1인공발생기(A) 내경부위에 풍력발전기 본체를 설치하고 제2, 3원통구조물인 제2,3인공발생기(B, C) 의 통로에 풍력발전기의 풍차가 풍력에 의해 자전하도록 설치한다.
15) 건설공사와 유지관리를 위하여 기본형의 원통구조물인 제1인공발생기(A) 내부에 공사용 타워크레인을 설치하고, 공사 후 유지관리용으로 엘리베이터를 설치하며, 토네이도와 허리케인과 황사와 태풍의 발생에 대한 예보를 위하여 염색된 공기를 상공으로 발산시키도록 한다.
16) 나선형 인공발생기의 구조보강을 위하여 원통구조물인 제1인공발생기(A)의 옹벽을 철근콘크리트조(RC)로 나선형 인공발생기 높이(H)의 5분지 1까지 설치하고, 굴뚝형인 제1인공발생기(A)과 동축 원통구조물인 제2,3,4인공발생기(B, C, E)의 벽을 철골조로 지상 24m까지 보강한다.
도4 내지 도9와 도면과 관련한 설명으로, 외부높이(H)를 152m로 선정한 경우 기본형의 제4인공발생기(E)의 직경(D)은 152m의 0.382(≒1.618÷1.618) 배로 산정한 직경(D)인 약 58m(≒152m×0.382)를 제4인공발생기(E)의 직경(D)으로 산정할 수 있다.
기본형의 제4인공발생기(E)와 동축을 이루고 제2통로(600)를 제공하는 제2인공발생기(200) 의 내면에 나사형 스파이럴계단(남반구는 오른나사형 스파이럴 계단)인 제2통로 외측계단(610)에 대응하도록, 외면에서 반시계방향의 풍향을 유도하는 제 2통로 내측계단(612)을 가지며 내부는 굴뚝 모양의 제 1통로(500)를 이루며 풍력발전기겸 조정기가 설치되는 제1인공발생기(100);
제1인공발생기(100)보다 높이가 낮고 제4인공발생기(400)의 하단 외측에서부터 제3인공발생기(300) 하단을 통하여 외부 공기를 흡입하여 반시계방향(counter clockwise)으로 상승시키도록 이어지는 제 2통로(600)를 제공하며 내벽에 나사형 스파이럴 제 2통로외측계단(610)을 가지고 도8 화살표 방향와 같이 평면상 반시계 방향으로 회전하면서 상승하도록 유도하는 제2인공발생기(200);
제2인공발생기(200)보다 직경이 큰 동축이고 제2인공발생기(200) 보다 높이가 높으며, 제3인공발생기(400)의 하단 외측에서부터 제2통로(600)와 제3통로(700)와 격리되게 외부공기를 흡입하여, 제2인공발생기(200)의 외면과 제3인공발생기 (300)의 내면 사이의 제 3통로(700)에 나사방향의 시계방향(clockwise)으로 상승 하도록 내경부에 벽면을 따라 나선형 제 3통로외측 계단(710)을 가지고 평면상 시게 방향으로 회전하면서 상승하도록 유도하는 제3인공발생기(300);
제3인공발생기(300)보다 직경이 큰 동축이고 제3인공발생기(300) 보다 높이가 높고 제1인공발생기(100)와 같은 높이이며, 제3인공발생기(300)의 외면과 제4인공발생기(400)의 내면 사이의 제4통로(800)에 제4인공발생기(400)의 하단 외측에서부터 외부공기를 흡입하여 나사방향의 반시계방향으로 상승하도록 내경부에 제4통로외측계단(810)을 가지고 평면상 반시계방향으로 회전하면서 상승하도록 유도하는 제4인공발생기(400); 및
제1 내지 제4인공발생기(100,200,300,400)의 하단을 지면에 고정시키는 베이스 프레임(970)을 포함하여 구성하고, 제2내지 4인공발생기(200,300,400)의 각 통로(931,941,951)는 제4인공발생기(400)의 하단에서 상호 격리 상태로 각 통로(931,941,951)를 통하여 외기를 흡입하도록 구성한다.
도 8의 (a)는 도 7의 평면상태로 본 요부 확대도 이고, 도 8의 (b)는 도 7의 (b)부분 확대설명도 이고, 도 8의 (c)는 도 7의 (c)부분 확대설명도 이다.
상기, 베이스프레임(970)에는 도 9와 같이 제4인공발생기(400) 하단에 제2통로(600)와 연결하는 입구통로에 설치되어 개방시 제2통로(600)로 외기를 반시계방향으로 상승하도록 공급하는 제 1도어(930);
제1도어(930) 의 입구통로와 격리된 제4인공발생기(400) 하단의 2층 위치에서 제3통로(700)와 연결하는 2층 입구통로에 설치되고 제3통로(700)에서 시계방향으로 회전하는 공기가 상승되도록 공급하는 제2도어(940); 및
제2도어(940)의 2층입구통로(941)와 격리된 제4인공발생기(400) 하단의 3층 위치에서 제4통로(800)와 연결하는 3층 입구통로에 설치되고 외기를 제4통로(800)에서 반시계방향으로 회전하는 공기가 상승되도록 공급하는 제3도어(950)가 설치되고;
대응하는 제2인공발생기(200), 제3인공발생기(300), 제4인공발생기(400) 하단에는 격리된 입구통로, 2층입구통로, 3층입구통로가 방사상으로 이격되고, 입구통로(931)에는 제1도어(930), 2층입구통로(941)에는 제2도어(920), 3층입구통로(951)에는 제3도어(950)가 각각 설치된다.
상기, 제2통로(600)를 이루는 제1인공발생기(100)의 하부 외면 및 제2인공발생기(200)의 하부내면에는 유입되는 공기를 초기에 가열시켜서 상승력이 강력하게 발생하도록 히팅코일(902)로 가열되는 금속판인 스테인리스판(900)을 설치한다.
제1인공발생기(100)의 내경부인 제 1통로(500)에는 도 4 와 같이 풍력발전기(960)의 본체(962)를 설치하고,
풍력발전기(960)는 본체(962)에서 제2통로(600) 및 제3통로(700)로 연장되어 회전날개(966)를 설치하여 풍력발전기(962)를 발전시키도록 회전하는 회전축(964), 및
회전축(964)에 회전력을 제공하도록 제2통로(600)와 제3통로(700)를 지나는 상승공기를 받아 회전하는 회전날개(966)를 더 추가하여 포함하도록 설치한다.
상기, 제2통로(600)내지 제4통로(800)의 저면에는 황사방지용 물분사기능의 스프레이노즐(920)을 부가한다.
상기, 제2통로외측계단(610), 제3통로외측계단(710), 제4통로외측계단(810)은 나선형으로, 제1 내지 제4인공발생기(100,200,300,400)사이의 제2 내지 제4통로(600,700,800) 외측벽에 설치되며, 제2통로내측계단(612), 제3통로내측계단(712), 제4통로내측계단(812)은 나선형으로 제1 내지 제4인공발생기(100,200,300,400) 사이의 제2 내지 제4통로(600,700,800)를 이루도록 기능하는 내측벽에 설치되며,
제2통로외측계단(610), 제3통로외측계단(710), 제4통로외측계단(810)과, 대응되는 제2통로의 내측계단(612), 제3통로의 내측계단(712), 제4통로의 내측계단(812)은 해당 제2 내지 제4통로(600,700,800)의 공간 폭방향에서 이격거리를 두고 각각 내벽에 설치되며, 각 계단의 높이와 바닥은 동일하게 하되 도 8 (b) 와 같이 45°의 경사를 이루도록 구성한다.
본 발명에서 기본적으로 제1인공발생기(100)를 중심으로 제2 내지 제4발생기 (200,300,400)는 직경이 커지는 동축을 이루며, 각 제2 내지 제4인공발생기(200,300,400)에 대응되는 제2 내지 제4통로(600,700,800)는 주변의 공기를 지면 부위에서 흡입하고, 스파이럴 계단을 따라서 시계 방향 또는 반시계 방향으로 동시에 회전하는 흡인력에 의하여 공기가 제4인공발생기(400) 바닥주변에서 중심으로 몰려들게 되어, 제2 내지 제4통로 (600,700,800)에서 동시에 상승하고, 나선형 계단의 폭과 높이에 의한 도 8 (b) 에 보인 기어원리에 따른 에어베어링 작용에 의하여 가속되는 스파이럴형태로 상승하게 하는 힘이 합하여져서 위로 올라갈수록 기온상승과 공기팽창으로 회전상승 풍속이 증가하게 된다.
이는 제 1내지 제 4인공발생기의 동축 구성과 높이차 구성과 나선형 계단 구성을 통하여 지상에서 위로 상승할수록 풍속이 증가하여 유사한 토네이도, 허리케인, 황사, 태풍의 발생현상을 제공하게 된다.
제1인공발생기(100)와 제2인공발생기(200) 사이의 제2통로(600)는 회전반경이 작지만 공간폭이 넓으므로 제1인공발생기(100)를 회전축으로 이용하면 고속회전을 유도하고,
제2인공발생기(200)와 제3인공발생기(300) 사이의 제3통로(700)는 회전반경이이 제2통로(600) 보다는 커서 고속회전을 유도하면서 제3통로외측계단(710)과 제3통로 내측계단(712)의 기어원리에 따른 에어베어링 작용으로 평면상 왼나사방향(시계방향)으로 상승하면서 고속 회전하지만, 제3통로(700) 보다는 제4통로(800)가 높으므로, 고속회전하는 제 4통로(800)에 의한 회전공기에 제3인공발생기(300) 상단부에서 회전 방향이 서로 달라져 외치 기어 작용과 에어베어링 작용에 따라 가속되면서 동시에 제2통로를 통한 고속회전 공기와 회전방향이 서로 같아서 내치기어작용을 발생시켜 가속되어 제2통로(600)와 제4통로(800)를 통과한 반시계방향의 동축회전을 하나로 이어지게 하는 가속작용을 이중으로 받도록 작용하게 된다.
제3인공발생기(300)와 제4인공발생기(400) 사이의 제4통로(800)는 공간폭이 제2통로(600) 보다는 작으나 제3통로(700) 보다는 회전반경이 커서 고속회전을 유도하면서 제4통로외측계단 (810)과 제4통로내측계단(812)의 내치기어 작용으로 반시계방향으로 상승하면서 고속회전하고, 제4인공발생기(400)의 높이가 제2인공발생기(200)보다 높이가 높고, 동일한 반시계 방향으로 회전하는 공기이므로 제2인공발생기(200) 상단에서 내치기어 작용으로 상호 합하여져서 평면에서 보아 반시계방향으로의 강력한 공기 이동이 발생되어, 주변의 풍향과 풍속에 인과율법칙과 나선원리와 토리첼리원리와 나비효과 와 파스칼원리에 따라 강력하게 영향을 미치게된다.
아울러 도14와 같이 제2통로(600) 내에서는 반시계방향으로 회전하면서 상승하고, 제3통로(700)에서는 시계방향으로 회전하면서 상승하지만, 제2통로(600)와 제 3통로(700)의 상단부 경계면은 외치기어 작용과 에어베어링작용에 의하여 회전방향이 다른 시계방향으로 회전하면서 제2통로(600)의 반시계방향 회전을 가속시키도록 작용한다. 이는 제3통로(700)의 폭이 제2통로(600)의 폭 보다 작도록 하였기에 제3통로(700)에서의 시계방향 회전이 상단의 경계면에서는 외치기어 작용과 에어베어링 작용으로 회전하면서 윤활작용과 가속작용을 하기 때문이다.
제4통로(600) 내에서는 반시계방향으로 회전하면서 상승하고, 제3통로(700)에서는 시계방향으로 회전하면서 상승하지만, 제2통로(600)와 제3통로(700)의 상단부 경계면은 외치기어 작용과 에어베어링 작용에 의하여 회전방향이 다른방향으로 회전하면서 제2통로(600)의 반시계방향 회전을 가속시키도록 작용한다. 이는 제3통로(700)의 폭이 제2통로(600)의 폭 보다 작고, 제4인공발생기(400)의 높이가 제3인공발생기(300) 보다 높도록 하였기에 제3통로(700)에서의 시계방향 회전이 상단부 경계면에서는 외치작용과 에어베어링에 따라 반대로 회전하면서 윤활작용과 가속작용을 하기 때문이다.
이는 제3통로(700)를 통한 외치기어작용과 에어베어링작용에 의한 윤활작용을 통하여 제2통로(600)를 통한 반시계방향의 회전에너지와, 제3통로(700) 상단부를 통한 외치기어 작용과 에어베어링 작용에 의한 윤활작용과 가속작용으로 제4통로(600)를 통한 반시계방향 회전공기의 다른 하나의 회전 에너지가 저항과 감소 없이 상부에서 합하여지면서 회전에너지가 증가되는 기능을 하게 된다. (102)는 제1통로(500) 하단에서 제2통로(600)로 배출하는 출구로, 필요시 개방하여 제1통로(500) 상단에서 하단으로 하강하는 고기압의 공기가 제2통로(600)의 기능을 강화시킬 수도 있다.
100;풍력발전기겸 조정기 102;출구 104;깔때기형 피뢰기 200;제1발생기 300;제2발생기 400;제3발생기 410;외측계단 500;제1통로 600;제2통로 602;팬 610;제2통로외측계단, 612;제2통로내측계단 700;제3통로 702;팬 710;제3통로외측계단 712;제3통로내측계단 800;제4통로 802;팬 810;제4통로외측계단 812;제4통로내측계단 900;스테인리스판 902;히팅코일 910;솔라셀 920;스프레이노즐 930;제1도어 932;제1필터 940;제2도어 942;제2필터 950;제3도어 952;제3필터 960;풍력발전기 962;발전기 964;회전축 966;회전날개 970;베이스프레임

Claims (18)

  1. 토네이도와 허리케인과 황사와 태풍의 발생에너지를 인공적으로 분산시키면서 약화시킬 수 있는 상승기류의 발생용 나선형 인공발생기로, 나선형 인공발생기의 지름(D)은 선정된 나선형 인공발생기의 높이(H)를 황금비 1.618로 2회 연속으로 나누어서 산정되는 기본형의 모듈공식(D=0.382H)으로 결정하고, 나선형 인공발생기의 지름(D)이 먼저 선정될 경우는 기본형의 반대적인 모듈공식(H=2.618D)으로 결정하고, 나선형 인공발생기의 상단에는 기본적으로 은(Ag)으로 제작된 깔대기형 피뢰기를, 상단외벽에는 태양전지 집열판을 각각 설치하고, 나선형 인공발생기의 하단에는 태양전지와 풍력발전으로 개폐되는 도어와, 도어를 통해 흡입된 공기를 인공발생기 내부로 나선형으로 상승하도록 송풍하는 송풍기와, 통로 내벽을 가열하는 스테인리스판과, 히팅코일이 각각 기본적으로 설치된 인공적인 토네이도, 허리케인, 황사, 태풍의 발생용 나선형 인공발생기.
  2. 내부구조에 계단형태의 나선날개를 각각 갖고 있는 4개의 동축 원통구조물인 제1내지 4인공발생기(A, B, C, E)를 포함하며, 공기의 나선운동을 인공적으로 계속적으로 발생시키기 위하여 제1, 2원통구조물인 제1,2인공발생기(A, B) 사이의 제 1통로 내벽과 제3, 4원통구조물인 제3,4인공발생기(C, E) 사이의 제 3통로 내벽에 계단형태의 나선날개가 반시계방향(남반구는 시계방향)으로 각각 설치되고, 제 2, 4원통구조물의 인공적인 나선운동을 강화시키기 위하여 제2인공발생기(B)와 제3인공발생기(C) 사이의 제 3통로 내벽에 계단형태의 나선날개가 평면상 시계방향(남반구는 반시계방향)으로 올라가도록 설치하여, 동축 원통구조물의 제2내지 4인공발생기(B, C, E)의 하단에 외부공기를 구분하여 흡입하도록 개폐가 가능한 도어를 각각 기본적으로 설치한 인공적인 토네이도, 허리케인, 황사, 태풍의 발생용 나선형 인공발생기.
  3. 제2항에 있어서, 나선형 인공발생기의 인공적인 상승기류발생용 나선운동을 강력하게 계속적으로 발생시키기 위한 제4인공발생기의 지름(D)은, 결정된 나선형 인공발생기의 높이(H)를 황금비 1.618로 2회에 걸쳐서 연속적으로 나누어서 산정한 기본형의 모듈공식인 D=0.382H(
    Figure 112018057696602-pat00019
    H
    Figure 112018057696602-pat00020
    )로 선정하는 것을 특징으로 하는 인공적인 토네이도, 허리케인, 황사, 태풍의 발생용 나선형 인공발생기.
  4. 제2항에 있어서, 나선형 인공발생기의 상승기류발생용 나선운동을 강력하게 계속적으로 발생시키기 위하여 기본형으로 정한 제4인공발생기(E)의 지름(D)을 먼저 결정한 경우 나선형 인공발생기의 높이(H)는 선정한 나선형 인공발생기의 지름(D)을 황금비 1.618로 2회에 걸쳐서 연속적으로 곱하여 산정한 기본형의 공식인 H=2.618D(≒1D×1.618×1.618)로 산정하는 것을 특징으로 하는 토네이도, 허리케인, 황사, 태풍의 발생용 나선형 인공발생기.
  5. 제2항에 있어서, 나선형 인공발생기의 상승기류발생용 나선운동을 인공적으로 중단 없이 강력하게 발생시키기 위하여 제4인공발생기(E)의 외부높이(H)에 대한 동축 원통구조물로 제2, 3인공발생기(B, C)의 높이(H1, H2)는 기본형의 공식인 H1=0.84×H와 H2=0.92×H로 선정하는 것을 특징으로 하는 인공적인 토네이도, 허리케인, 황사, 태풍의 발생용 나선형 인공발생기.
  6. 제 1항에 있어서, 피뢰기는 깔대기형 받참에 피뢰침이 돌출된 구조로, 인공발생기의 상단에 은(Ag)으로 제작된 깔때기형의 피뢰기를 3개씩 3개조로 모두 9개를 분산 설치하는 것을 특징으로 하는 토네이도, 허리케인, 황사, 태풍의 발생용 나선형 인공발생기.
  7. 제2항에 있어서, 제4인공발생기(E)의 외벽에 공기의 나선운동을 인공적으로 발생시킬 수 있는 계단형태의 나선형날개를 설치하고, 또한 태양전지의 집열판을 남쪽과 동쪽과 서쪽(남반구는 동쪽과 북쪽과 서쪽)에 설치하는 것을 특징으로 하는 인공적인 토네이도, 허리케인, 황사, 태풍의 발생용 나선형 인공발생기.
  8. 제2항에 있어서, 제4인공발생기(E) 하단의 도어는 3층으로 이루어 대응 입구통로를 개폐하고, 각 입구통로는 제2내지 4인공발생기(B,C,E)의 제2내지4통로(600,700,800)와 연결되고, 상기 입구통로에는 하단공기를 제2내지 4인공발생기(B,C,E) 상단으로 송풍하는 송풍기를 설치한 것을 특징으로 하는 인공적인 토네이도, 허리케인, 황사, 태풍의 발생용 나선형 인공발생기.
  9. 제8항에 있어서, 제2내지4인공발생기(B,C,E)의 하단에 대응하는 제4인공발생기(E) 하단에 설치한 도어에는 쓰레기의 유입을 방지할 스크린을 부가한 것을 특징으로 하는 토네이도, 허리케인, 황사, 태풍의 발생용 나선형 인공발생기,
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 나선형 인공발생기의 내부에는 에크만(Ekman)나선원리에 의한 강력하고 인공적이고 계속적인 공기의 나선운동을 위하여 45o의 각도(폭=높이)로 제작된 계단형태의 나선날개가 45o의 각도(폭=높이)로 설치하여 나선형계단에서 에어베어링(air bearing)을 발생시키도록 구성하고, 나선형날개인 나선형계단은 보수공사와 유지관리에도 이용하는 것을 특징으로 하는 토네이도, 허리케인, 황사, 태풍의 발생용 나선형 인공발생기.
  11. 제2항에 있어서, 제2, 4원통구조물인 제2,4인공발생기(B, E) 의 내벽통로에서 나선형 풍향을 토네이도와 허리케인과 황사와 태풍의 회전방향과 같은 평면상 반시계방향(counter clockwise)으로 45°~59°의 각도로 제작된 계단형 나선날개를 설치하고,제3인공발생기(C)의 내벽통로에서 나선형풍향을 평면상 시계방향(clockwise)으로 상승시키도록 45°~59°의 각도로 제작된 계단형 나선날개를 통로 내벽에 설치하여, 제2,4인공발생기(B, E)의 내벽측 통로에서의 반시계방향의 풍속을 제3인공발생기(C)의 통로에서 시계방향의 풍속이 상호 반력(reaction)적이고 나선(spiral)적이고 기어(gear)적으로 작용하여 제2,4발생기(B, E)의 상승 공기를 강력하게 가속시킬 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 토네이도, 허리케인, 황사, 태풍의 발생용 나선형 인공발생기.
  12. 제 11항에 있어서, 계단형태의 나선날개의 폭은 기본형의 인공발생기의 반경에 4% 내지 5% 을 곱하여 산정한 공식(D58m÷2×4%≒1.2m)으로 산출하도록 구성한 것을 특징으로 하는 토네이도, 허리케인, 황사, 태풍의 발생용 나선형 인공발생기.
  13. 제11항에 있어서, 1, 2인공발생기(A, B)의 계단형 나선날개에, 나선형 인공발생기의 높이(H)의 24%인 36m(≒152m×4%, 지상 12m부터 지상 48m까지)부위에 원통 스테인리스판과 히팅코일을 설치하여, 인입된 공기를 가열시키면서 외부 공기의 상승속도를 증대시키도록 구성하는 것을 특징으로 하는 토네이도, 허리케인, 황사, 태풍의 발생용 나선형 인공발생기.
  14. 삭제
  15. 제2항에 있어서, 황사의 원인방지를 위하여 제2, 3, 4인공발생기(B, C, E)의 동축 원통구조물 통로에 물의 분사시설을 추가 설치하여, 물안개로 황사의 미세한 먼지입자를 집적하도록 구성한 것을 특징으로 하는 토네이도, 허리케인, 황사, 태풍의 발생용 나선형 인공발생기.
  16. 제2항에 있어서, 제1인공발생기(A)의 원통구조물에 풍력발전기 본체를 설치하고, 제2, 3인공발생기(B, C) 내측부위에 풍력발전기의 본체 회전축에 설치되는 풍차가 위치하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 토네이도, 허리케인, 황사, 태풍의 발생용 나선형 인공발생기.
  17. 삭제
  18. 삭제
KR1020170135253A 2017-10-18 2017-10-18 토네이도, 허리케인, 황사, 태풍의 나선형 인공발생기 KR101945876B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170135253A KR101945876B1 (ko) 2017-10-18 2017-10-18 토네이도, 허리케인, 황사, 태풍의 나선형 인공발생기
US16/621,441 US20200187430A1 (en) 2017-10-18 2018-09-21 Helical artificial generator of tornado, hurricane, yellow dust, and typhoon
PCT/KR2018/011339 WO2019078504A1 (ko) 2017-10-18 2018-09-21 토네이도, 허리케인, 황사, 태풍의 나선형 인공발생기

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170135253A KR101945876B1 (ko) 2017-10-18 2017-10-18 토네이도, 허리케인, 황사, 태풍의 나선형 인공발생기

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101945876B1 true KR101945876B1 (ko) 2019-02-11

Family

ID=65369541

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170135253A KR101945876B1 (ko) 2017-10-18 2017-10-18 토네이도, 허리케인, 황사, 태풍의 나선형 인공발생기

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20200187430A1 (ko)
KR (1) KR101945876B1 (ko)
WO (1) WO2019078504A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110224548A (zh) * 2019-06-23 2019-09-10 郑州工业应用技术学院 沙尘暴发电系统及其发电方法
GB2619271A (en) * 2022-05-23 2023-12-06 Chen Hsin Mei Vortex dynamic power generation structure

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012533984A (ja) 2009-07-20 2012-12-27 テピック スロボダン 表層面の高温空気を熱源として、上層大気をヒートシンクとして利用し、かつ空気の上昇気流を生じさせ制御するマイクロ波ビームを利用する発電方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62261842A (ja) * 1986-05-09 1987-11-14 Nippon Air Curtain Kk 人工竜巻発生機構とその利用法
US5322646A (en) * 1993-08-03 1994-06-21 Amazing Things Simulated tornado humidifier
CN102345563A (zh) * 2011-10-13 2012-02-08 王佰琐 多能源人造龙卷风发电系统
KR101689437B1 (ko) * 2014-08-15 2016-12-26 김천태 인공토네이도 생성을 통한 풍력발전기

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012533984A (ja) 2009-07-20 2012-12-27 テピック スロボダン 表層面の高温空気を熱源として、上層大気をヒートシンクとして利用し、かつ空気の上昇気流を生じさせ制御するマイクロ波ビームを利用する発電方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019078504A1 (ko) 2019-04-25
US20200187430A1 (en) 2020-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20040112055A1 (en) Atmospheric vortex engine
US20130257055A1 (en) Geothermal Wind System
WO2006047934A1 (fr) Appareil générateur de cyclone artificiel et son procédé générateur
BRPI0711206A2 (pt) método e dispositivo para a produção de energia mecánica por meio de uma chaminé divergente, telescópica e auto-suportada
KR101945876B1 (ko) 토네이도, 허리케인, 황사, 태풍의 나선형 인공발생기
US20190024633A1 (en) Windmill generator associated with a construction
WO2006066502A1 (fr) Systeme generateur d’energie par l’air ambiant
US20140284928A1 (en) Harnessing electricity from controlled tornado
Michaud Vortex process for capturing mechanical energy during upward heat-convection in the atmosphere
JP3237074U (ja) 台風が発する風力エネルギー（風圧）を捕獲する集風タワー
CN101105081A (zh) 风能大厦
Papageorgiou Solar turbine power stations with floating solar chimneys
CN102003346A (zh) 大气梯度温差与人造旋风综合发电的装置
JP5542885B2 (ja) 家屋建築群集風式及び広野構造群集風式風力中心発電所またはパワー・ステーション
KR20110129249A (ko) 고층 건물을 이용한 풍력발전장치
WO2018088918A2 (en) Solar windmill
WO2023022695A1 (ru) Стеновая ветроэнергетическая станция
JP2002276540A (ja) 地熱と風力を高度に併用する発電装置
WO2017160825A1 (en) Wind energy harvesting utilizing air shaft and centrifugal impellor wheels
US4211084A (en) Conversion of energy by means of tethered whirlwinds
KR100938538B1 (ko) 태양열 굴뚝을 부스타로 한 태양열 볼텍스 굴뚝 발전소
KR20150125900A (ko) 자유대류 발전타워
KR20040027746A (ko) 풍력발전 및 태풍조절용 상승기류발생 굴뚝구조
Wangikar et al. Effect of some design parameters on performance of a shutter type vertical axis wind turbine
CN103244356A (zh) 循环风道风机自制风、风轮、风向导流器、风力发电机组合

Legal Events

Date Code Title Description
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
R401 Registration of restoration