KR102273364B1 - 벤츄리 효과를 이용한 풍력 발전 장치 - Google Patents

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Abstract

풍력 발전 장치는 상하가 개방되면서 연통하고 하측에서 상측으로 가면서 폭이 감소하다가 증가하는 벤츄리 관, 일측은 벤츄리 관의 하단 개방구 내에 삽입되고 타측은 벤츄리 관의 하단에서 하방으로 돌출하면서 벤츄리 관과 이격되어 이격 공간을 형성하는 가이드 부재, 벤츄리 관과 가이드 부재의 이격을 지지하는 이격 부재, 벤츄리 관의 외면에 결합하여 벤츄리 관을 지지하는 지지 프레임, 벤츄리 관의 최소 직경 내부에 결합하는 발전 팬, 벤츄리 관의 상단 개방구에 연통하고 지지 프레임의 상단에 결합하여 지지되는 배기 팬을 포함한다.

Description

벤츄리 효과를 이용한 풍력 발전 장치{Wind Power Generator Using Venturi Effect}
본 발명은 풍력 발전 장치에 관한 것으로, 상세하게는 벤츄리 효과를 이용한 풍력 발전 장치에 관한 것이다.
풍력 발전은 신재생 에너지 중의 하나로, 공기의 유동이 가진 운동 에너지를 회전자(발전 팬)를 이용하여 기계적 에너지로 변환하고, 이를 다시 전기 에너지로 변환하는 기술이다.
풍력 발전은 산재되어 있는 무공해, 무한정의 바람을 이용하므로 환경에 미치는 영향이 거의 없고, 국토를 효율적으로 이용할 수 있으며, 또한 대규모 발전 단지의 경우에는 발전 단가도 기존의 발전 방식에 비해 떨어지지 않는 발전 방식으로서, 최근 화석 연료에 대한 대체 에너지로 부각되면서 고속 성장세를 이어가고 있다.
풍력 발전 장치는 보통 풍력으로 회전하는 발전 팬을 포함하는데, 이에 더하여 발전 효율을 높이기 위한 추가 수단을 부가하는 경우가 있다. 예를 들어, 한국특허공개 제2010-0036524호와 한국특허공개 제2013-0026802호는 풍력과 압전체를 이용하여 전력을 생산하는 풍력 압전 발전 장치를 제시하고 있고, 한국특허등록 제10-0796441호와 한국특허공개 제2016-0092655호는 기압 차이를 이용하는 풍력 발전 장치를 제시하고 있다.
그런데, 이러한 풍력 발전 장치로는 바람이 약한 지역에서는 발전 효율을 높이는데 한계가 있다. 에너지 전문가들은 발전 효율이 최소 30%를 넘어야 경제성을 확보할 수 있다고 하는데, 한국의 평균 풍속은 7m/s로 비교적 느린 데다 풍향도 일정하지 않아, 연간 평균 발전 효율을 30%까지 끌어올리는데 어려움을 겪고 있다.
이러한 문제를 해소하기 위해, 일정량 이상의 바람이 발생하는 특정 지역에 풍력 발전 장치를 집중적으로 설치하는 경우가 많은데, 이 경우에도 발전 장치의 대형화로 인한 설치 장소의 확보, 소음 발생 등의 또다른 문제를 유발하고 있다.
[선행기술문헌]
1. 한국특허공개 제2010-0036524호
2. 한국특허공개 제2013-0026802호
3. 한국특허등록 제10-0796441호
4. 한국특허공개 제2016-0092655호
본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로,
첫째, 바람(공기)의 양이 적은 지역에서도 바람의 운동(역학) 에너지를 인위적으로 높임으로써 발전량을 높일 수 있고,
둘째, 사방의 바람을 모두 활용함으로써 바람의 방향이 바뀌는 지역에서도 안정적으로 발전을 수행할 수 있으며,
셋째, 발전 팬에 풍압이 과도하게 가해지는 것을 방지하여 발전 팬을 안정적으로 구동할 수 있는, 풍력 발전 장치를 제공하고자 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 풍력 발전 장치는 벤츄리 관, 가이드 부재, 이격 부재, 발전 팬, 배기 팬 등을 포함할 수 있다.
벤츄리 관은 상하가 개방되면서 연통하고 하측에서 상측으로 가면서 폭이 감소하다가 증가하는 형태일 수 있다.
가이드 부재는 일측은 벤츄리 관의 하단 개방구 내에 삽입되고 타측은 벤츄리 관의 하단에서 하방으로 돌출하면서 벤츄리 관과 이격되어 이격 공간을 형성할 수 있다.
이격 부재는 벤츄리 관과 가이드 부재의 이격을 지지할 수 있다.
지지 프레임은 벤츄리 관의 외면에 결합하여 벤츄리 관을 지지할 수 있다.
발전 팬은 벤츄리 관의 최소 직경 내부에 결합할 수 있다.
배기 팬은 벤츄리 관의 상단 개방구에 연통하고 지지 프레임의 상단에 결합하여 지지될 수 있다.
본 발명의 풍력 발전 장치에서, 이격 부재는 가이드 부재의 외면과 벤츄리 관의 내면 사이에 원주 상으로 이격되면서 결합하는 격벽일 수 있다.
본 발명의 풍력 발전 장치에서, 이격 부재는 지지 프레임의 하단이 하방으로 연장하여 가이드 부재의 하단 가장자리에 결합하는 지지 프레임 연장부일 수 있다.
본 발명의 풍력 발전 장치에서, 가이드 부재는 고정부, 회전부를 포함할 수 있다. 고정부는 가장자리가 지지 프레임 연장부에 결합하여 고정될 수 있다. 회전부는 고정부의 상부에 회전 가능하게 결합할 수 있다.
본 발명의 풍력 발전 장치에서, 회전부는 바람 차단막을 포함할 수 있다. 바람 차단막은 회전부의 외면에 대칭되게 돌출하는 적어도 2개의 바람 차단막을 포함할 수 있다.
본 발명의 풍력 발전 장치는 벤츄리 관의 하단과 가이드 부재의 하단 사이에 결합하는 필터 부재를 포함할 수 있다.
본 발명의 풍력 발전 장치에서, 필터 부재는 그물망일 수 있다.
본 발명의 풍력 발전 장치에서, 배기 팬은 동력을 사용하지 않는 자연 배기 팬일 수 있다.
본 발명의 풍력 발전 장치에서, 발전 팬은 다수를 포함할 수 있다.
본 발명의 풍력 발전 장치에서, 벤츄리 관은 관통부를 구비할 수 있다. 이 경우, 본 발명은 벤츄리 관의 관통부를 선택적으로 개폐하면서 벤츄리 관의 내부 풍압을 조절하는 풍압 조절부를 포함할 수 있다.
본 발명의 풍력 발전 장치에서, 벤츄리 관의 관통부는 벤츄리 관의 하부 측에 위치할 수 있다.
본 발명의 풍력 발전 장치에서, 풍압 조절부는 벤츄리 관의 관통부 가장자리에 결합하는 회전축, 일측이 회전축에 결합하여 축회전하면서 벤츄리 관의 관통부를 선택적으로 개폐하는 감압 댐퍼, 일측이 벤츄리 관의 내면에 결합하는 지지축, 일측은 지지축의 타측에 결합하고 타측은 감압 댐퍼에 결합하여 감압 댐퍼를 탄성 지지하는 스프링 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 풍력 발전 장치에서, 풍압 조절부는 일측이 지지축의 타측에 결합하고 타측은 스프링의 일측에 결합하는 지지축 고리와 일측은 스프링의 타측에 결합하고 타측은 감압 댐퍼에 결합하는 댐퍼 고리를 포함할 수 있다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 풍력 발전 장치는 벤츄리 관의 벤츄리 효과와 자연배기 팬의 배기 효과를 이용함으로써 바람의 양이 적은 지역에서도 바람이 원활하게 유입 및 배출되게 함으로써 바람의 운동 에너지(속도)를 높일 수 있고, 그 결과 발전 팬의 회전 속도를 증가시켜 발전량을 높일 수 있다.
본 발명의 풍력 발전 장치는 사방으로 개방되는 가이드 부재를 통해 사방의 바람이 유입되게 함으로써 모든 방향의 바람을 이용할 수 있고, 그 결과 바람의 방향이 바뀌는 지역에서도 안정적인 발전이 가능하다.
본 발명의 풍력 발전 장치는 가이드 부재를 고정부와 회전부로 구성하고, 회전부의 외면에 바람 차단막을 대칭되게 구비함으로써, 사방에서 유입하는 바람을 발전 팬의 방향으로 최대로 이동시킬 수 있고, 그 결과 발전량을 최대화할 수 있다.
이를 통해, 본 발명의 풍력 발전 장치는 바람이 약한 지역(7m/s이하)에서도 발전이 가능할 뿐 아니라, 발전 효율도 30% 이상으로 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 풍력 발전 장치는 풍압 조절부를 통해 풍압이 발전 팬에 과도하게 가해지는 것을 방지하여 발전 팬의 안정적 구동을 도모할 수 있다.
도 1a~1c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 풍력 발전 장치의 사시도, 부분 절개 사시도, 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 풍력 발전 장치의 부분 절개 사시도이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1a~1c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 풍력 발전 장치의 사시도, 부분 절개 사시도, 단면도이다.
도 1a~1c에 도시한 바와 같이, 제1 실시예의 풍력 발전 장치는 벤츄리 관(110), 지지 프레임(120), 가이드 부재(130), 이격 부재(140), 필터 부재(150), 배기 팬(160), 발전 팬(170) 등을 포함할 수 있다.
벤츄리 관(110)은 바람이 통과하는 길로서, 상하로 연통하고, 상단과 하단이 개방되는 관(tube) 형태로 구성할 수 있다.
벤츄리 관(110)은 하측과 상측이 벌어지고 중앙이 오므라드는, 즉 넓은 직경의 하측에서 상측으로 가면서 폭이 감소하다가 증가하는 형태일 수 있다.
벤츄리 관(110)은 하측에서 유입하는 바람을 상측으로 이동시키되 직경이 좁은 영역, 소위 벤츄리 영역에서 바람의 흐름을 빠르게 할 수 있다. 벤츄리 관(110)의 하측에 유입한 바람은 통과 단면적이 좁은 벤츄리 영역에서 베르누이 법칙에 따라 압력은 낮아지면서 유속이 빨라져 바람의 운동 에너지가 증가하고, 이를 통해 벤츄리 영역(최소 직경 내부)에 결합하는 발전 팬(170)에 강한 회전력을 발생시킬 수 있다.
지지 프레임(120)은 벤츄리 관(110), 배기 팬(160) 등을 지지하는 것으로, 벤츄리 관(110)의 외면에 결합할 수 있다.
지지 프레임(120)은 예를 들어 다수의 바(bar)를 벤츄리 관(110)의 외면을 따라 격자 형태로 엮어서 구성할 수 있다.
가이드 부재(130)는 외부로부터 유입하는 바람을 벤츄리 관(110) 내부로 안내하는 것으로, 일측(상측)은 벤츄리 관(110)의 하단 개방구 내에 삽입되고 타측(하측)은 벤츄리 관(110)의 하단에서 하방으로 돌출할 수 있다. 가이드 부재(130)는 벤츄리 관(110)과 이격되어 그 사이에 이격 공간을 형성할 수 있다.
가이드 부재(130)는 외면이 중심 방향으로 가면서 상방을 돌출 경사지는, 예를 들어 원뿔 형태를 가질 수 있다.
가이드 부재(130)는 외측 경사면을 내측(수평 중심) 방향으로 함몰되면서 경사지는, 즉 곡면 형태로 구성하여, 외부로부터 유입하는 바람을 벤츄리 관(110) 내부로 부드럽고 자연스럽게 안내할 수 있다.
가이드 부재(130)는 사방이 동일한 형태를 가질 수 있으며, 이를 통해 모든 방향의 바람을 벤츄리 관(110) 내부로 안내할 수 있으며, 그 결과 바람의 방향에 관계없이 벤츄리 관(110) 내부로 사방의 바람을 유입시킬 수 있다.
이격 부재(140)는 벤츄리 관(110)과 가이드 부재(130)를 이격시켜 지지하는 것으로, 가이드 부재(130)의 외면과 벤츄리 관(110)의 내면 사이에 결합할 수 있다.
이격 부재(140)는 가이드 부재(130)의 외면 하단에서 외면 상단까지의 길이를 가질 수 있다.
이격 부재(140)는 가이드 부재(130)의 외면과 벤츄리 관(110)의 내면 사이에서 원주 상을 따라 이격되는 다수의 격벽으로 구성할 수 있다. 격벽은 플레이트 형태를 가질 수 있다.
이격 부재(140)는 하단을 가이드 부재(130) 또는 벤츄리 관(110)의 하단과 동일한 형태, 즉 원형으로 구성할 수 있다. 이격 부재(140)는 하단 직경을 벤츄리 관(110)의 하단 직경과 동일한 크기로 구성하여, 그 하단의 외측 단부를 벤츄리 관(110)의 하단 외측 단부와 동일 수직선 상에 위치시킬 수 있다.
이격 부재(140)는 가이드 부재(130)의 외면과 벤츄리 관(110)의 내면 사이에서 바람이 유입하는 단면적을 결정할 수 있다. 유입구 단면적과 벤츄리 영역 단면적의 비와 유입구의 바람 세기(풍속)은 벤츄리 영역에서 바람의 세기(속도)를 결정하는 것으로, 이격 부재(140)로 형성되는 바람 유입구의 단면적은 가능한 크게 구성하는 것이 바람직할 수 있다.
필터 부재(150)는 바람 유입구로 이물질이 유입하는 것을 차단하는 것으로, 벤츄리 관(110)의 하단 외측 단부와 가이드 부재(130)의 하단 외측 단부 사이에 수직으로 결합할 수 있다.
필터 부재(150)는 예를 들어 메쉬 형태의 그물망으로 구성할 수 있다. 메쉬 크기는 설치 환경에 따라 다르게 구성할 수 있는데, 예를 들어 3~15mm의 범위로 형성할 수 있다.
배기 팬(160)은 벤츄리 관(110)을 통과하여 상부로 이동하는 바람을 외부로 배출함으로써 벤츄리 관(110)의 하측 유입구로부터 바람이 보다 원활하게 유입되게 하는 것으로, 하단은 벤츄리 관(110)의 상단 개방구에 연통하면서 지지 프레임(120)의 상단에 결합하여 지지될 수 있다.
배기 팬(160)은 동력을 사용하지 않는 자연배기 팬일 수 있다. 자연배기 팬은 무동력 환풍기 등일 수 있다. 무동력 환풍기는 바람에 의해 스스로 회전하면서 내부의 공기를 외부로 배출하는 것으로, 예를 들어 원형 몸체, 외부 날개, 내부 팬, 흡입관, 지지 베어링 등으로 구성할 수 있다. 내부가 비어 있는 원형 몸체에 외부 날개를 부착하고, 원형 몸체의 내부에는 외부 날개와 일체화된 내부 팬을 결합할 수 있다. 원형 몸체의 아래쪽 내벽에는 지지 베어링을 매개로 흡입관을 끼울 수 있다. 이러한 구조를 갖는 무동력 환풍기는 바람에 의해 외부 날개가 회전하면서 일체화된 내부 팬을 회전시키고, 그 결과 내부 팬이 벤츄리 관(110)의 상측 내부의 바람(공기)을 외부로 배출할 수 있다.
발전 팬(170)은 전기를 생성하는 것으로, 벤츄리 관(110)의 벤츄리 영역, 즉 최소 직경 내부에 결합할 수 있다.
발전 팬(170)은 다수의 블레이드(날개)를 포함하여, 바람 흐름에 따라 회전할 수 있다. 발전 팬(170)의 중앙에는 메인 샤프트가 결합될 수 있다. 발전 팬(170)이 회전하면 메인 샤프트가 함께 회전하고, 메인 샤프트의 회전력은 증속기를 거쳐 증속된 후 발전기에서 전기 에너지로 변환될 수 있다. 생성된 전기는 필요한 곳으로 송전되거나 배터리에 저장될 수 있다.
발전 팬(170)은 벤츄리 영역에서 벤츄리 관(110)의 길이방향을 따라 다수를 구비할 수 있다. 이 경우, 다수의 발전 팬(170)은 메인 샤프트에 길이방향을 따라 결합할 수 있다. 이러한 구성을 통해, 메인 샤프트의 회전력을 높일 수 있고, 그 결과 발전량을 증가시킬 수 있다.
발전기(181)는 전기를 생성하는 것으로, 발전 팬(170)에 결합할 수 있다.
발전기(182)는, 필요할 경우, 배기 팬(160)에도 추가로 결합할 수 있다.
이러한 구성을 갖는 제1 실시예의 풍력 발전 장치는 벤츄리 관(110)의 하측 개방구(바람 흡입구)를 사방, 즉 360° 열린 형태로 유지함으로써, 모든 수평 방향의 바람을 풍력 발전에 이용할 수 있다. 나아가, 제1 실시예의 풍력 발전 장치는 벤츄리 관(110)의 하측 개방구(바람 흡입구)를 통해 유입되는 바람을 벤츄리 영역에서 속도를 높임으로써 발전 팬(170)의 회전력을 높일 수 있고, 그 결과 발전량을 증대시킬 수 있다.
또한, 제1 실시예의 풍력 발전 장치는 하나의 메인 샤프트에 다수의 발전 팬(170)을 결합함으로써 메인 샤프트의 회전력을 높이고, 이를 통해 발전량을 더 높일 수 있다.
제1 실시예의 풍력 발전 장치는 벤츄리 관(110)은 관통부를 구비할 수 있다. 이 경우, 본 발명은 벤츄리 관(110)의 관통부를 선택적으로 개폐하면서 벤츄리 관(110)의 내부 풍압을 조절하는 풍압 조절부(190)를 포함할 수 있다. 여기서, 벤츄리 관(110)의 관통부는 벤츄리 관(110)의 하부 측, 바람직하게는 발전 팬(170)에 인접하여 형성할 수 있고, 벤츄리 관(110)의 원주 방향으로 다수를, 그리고 필요하면 벤츄리 관(110)의 길이 방향으로도 이격시켜 다수를 형성할 수 있다.
풍압 조절부(190)는 회전축(191), 감압 댐퍼(192), 지지축(193), 지지축 고리(194), 스프링(195), 댐퍼 고리(196) 등으로 구성할 수 있다.
회전축(191)은 벤츄리 관(110)의 관통부 가장자리, 바람직하게는 하측 가장자리에 결합할 수 있다.
감압 댐퍼(192)는 일측(도 1a~1c에서 하측 가장자리)이 회전축(191)에 결합하여 축회전하면서 벤츄리 관(110)의 관통부를 선택적으로 개폐할 수 있다.
지지축(193)은 일측이 벤츄리 관(110)의 내면에 결합하고 타측에는 지지축 고리(194)를 매개로 또는 직접적으로 스프링(195)의 일측을 고정할 수 있다.
지지축 고리(194)는 스프링(195)를 고정하기 위해 선택적으로 추가하는 것으로, 일측은 지지축(193)에 고정되고, 타측은 스프링(195)에 결합할 수 있다.
스프링(195)은 일측이 지지축(193) 또는 지지축 고리(194)에 결합하고 타측은 감압 댐퍼(192)에 직접 또는 댐퍼 고리(196)를 매개로 결합하여 감압 댐퍼(192)를 탄성 지지하면서, 풍압에 따라 감압 댐퍼(192)가 벤츄리 관(110)의 관통부를 개폐하게 할 수 있다. 스프링(195)은 세팅 풍압에 부합하는 탄성력을 가질 수 있다.
댐퍼 고리(196)은 스프링(195)과 감압 댐퍼(192)를 연결하기 위해 선택적으로 추가하는 것으로, 일측은 스프링(195)에 결합하고, 타측은 감압 댐퍼(192)에 고정될 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 풍압 조절부(190)를 구비하여 발전 팬(170)에 풍압이 과도하게 가해질 때 감압 댐퍼(192)가 자동으로 열리면서 풍압이 떨어질 수 있고, 그 결과 발전 팬(170)이 안정적으로 구동될 수 있다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 풍력 발전 장치의 부분 절개 사시도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 제2 실시예의 풍력 발전 장치는 벤츄리 관(110), 지지 프레임(120), 가이드 부재(130), 필터 부재(150), 배기 팬(160), 발전 팬(170), 지지 프레임 연장부(220) 등을 포함할 수 있다.
지지 프레임 연장부(220)는 지지 프레임(120)에 가이드 부재(130)의 일측을 결합하여 지지하는 것으로, 다수의 바(bar)를 지지 프레임(120)의 하단에서 수직 하방으로 연장하는 형태로 구성할 수 있다. 다수의 바는 지지 프레임(120)의 하단 가장자리와 가이드 부재(130)의 하단 가장자리를 원주 상으로 이격되면서 상하로 배치될 수 있다.
지지 프레임 연장부(220)는 지지 프레임(120)의 하단 및 가이드 부재(130)의 하단과 함께 필터 부재(150)를 지지할 수 있다.
가이드 부재(130)는 고정부와 회전부로 분리하여 구성할 수 있다.
고정부는 가장자리가 지지 프레임 연장부(220)의 하단 결합하여 고정될 수 있다. 고정부는 플레이트 형상으로 구성하거나 하면은 평평하고 상면은 외측에서 중앙으로 가면서 상방으로 돌출하는 원뿔 형태로 구성할 수 있다.
회전부는 고정부의 상부에 회전 가능하게 결합할 수 있다. 회전부는 하면을 고정부의 상면에 대응하여 평면 또는 원뿔 형태로 구성하고, 상면은 원뿔 형상으로 구성할 수 있다.
고정부 상면과 회전부 하면 사이에는 베어링을 구비할 수 있으며, 고정부 상면과 회전부 하면에는 대칭되게 베어링 삽입홈 등을 구비할 수 있다.
제2 실시예에서, 회전부는 플레이트 형상을 갖는 바람 차단막을 포함할 수 있다. 바람 차단막은 회전부의 외면에서 대칭되게, 예를 들어 회전부 외면의 반대편에 각각 1개씩을 구비할 수 있다. 이를 통해, 바람 유입구를 통해 유입하는 바람을 발전 팬(170)의 방향으로 최대로 이동시킬 수 있다.
제2 실시예의 풍력 발전 장치에서, 벤츄리 관(110), 지지 프레임(120), 필터 부재(150), 배기 팬(160), 발전 팬(170), 발전기(181,182), 풍압 조절부(190)은 위에서 설명한 제1 실시예의 대응 구성과 동일하므로, 이들에 대한 상세 설명은 위의 제1 실시예의 관련 설명으로 갈음한다.
이상 본 발명을 여러 실시예로서 설명하였는데, 이들은 본 발명을 예증하기 위한 것이다. 통상의 기술자라면, 위 실시예들에 기초하여 본 발명의 기술사상을 다양하게 변형하거나 수정할 수 있을 것이다. 그러나, 본 발명의 권리범위는 아래의 특허청구범위에 의해 결정되므로, 그러한 변형이나 수정은 아래의 특허청구범위에 포함되는 것으로 해석될 수 있다.
110 : 벤츄리 관 120 : 지지 프레임
130 : 가이드 부재 140 : 이격 부재
150 : 필터 부재 160 : 배기 팬
170 : 발전 팬 181,182 : 발전기
190 : 풍압 조절부 191 : 감압 댐퍼
192 : 회전축 193 : 지지축
194 : 지지축 고리 195 : 스프링
196 : 댐퍼 고리
220 : 지지 프레임 연장부

Claims (13)

  1. 상하가 개방되면서 연통하고, 하측에서 상측으로 가면서 폭이 감소하다가 증가하는 벤츄리 관;
    일측은 상기 벤츄리 관의 하단 개방구 내에 삽입되고 타측은 상기 벤츄리 관의 하단에서 하방으로 돌출하면서 상기 벤츄리 관과 이격되어 이격 공간을 형성하는 가이드 부재;
    상기 벤츄리 관과 상기 가이드 부재의 이격을 지지하는 이격 부재;
    상기 벤츄리 관의 외면에 결합하여 상기 벤츄리 관을 지지하는 지지 프레임;
    상기 벤츄리 관의 최소 직경 내부에 결합하는 발전 팬;
    상기 벤츄리 관의 상단 개방구에 연통하고 상기 지지 프레임의 상단에 결합하여 지지되는 배기 팬을 포함하는, 벤츄리 효과를 이용한 풍력 발전 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 이격 부재는
    상기 가이드 부재의 외면과 상기 벤츄리 관의 내면 사이에 원주 상으로 이격되면서 결합하는 격벽인, 벤츄리 효과를 이용한 풍력 발전 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 이격 부재는
    상기 지지 프레임의 하단이 하방으로 연장하여 상기 가이드 부재의 하단 가장자리에 결합하는 지지 프레임 연장부인, 벤츄리 효과를 이용한 풍력 발전 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 가이드 부재는
    가장자리가 상기 지지 프레임 연장부의 하단에 결합하여 고정되는 고정부;
    상기 고정부의 상부에 회전 가능하게 결합하는 회전부를 포함하는, 벤츄리 효과를 이용한 풍력 발전 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 회전부는
    대칭되게 돌출 결합하는 적어도 2개의 바람 차단막을 외면에 구비하는, 벤츄리 효과를 이용한 풍력 발전 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 벤츄리 관의 하단과 상기 가이드 부재의 하단 사이에 결합하는 필터 부재를 포함하는, 벤츄리 효과를 이용한 풍력 발전 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 필터 부재는
    그물망인, 벤츄리 효과를 이용한 풍력 발전 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 배기 팬은
    동력을 사용하지 않는 자연배기 팬인, 벤츄리 효과를 이용한 풍력 발전 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 발전 팬은
    다수를 포함하는, 벤츄리 효과를 이용한 풍력 발전 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 벤츄리 관은 관통부를 구비하고,
    상기 벤츄리 관의 관통부를 선택적으로 개폐하면서 상기 벤츄리 관의 내부 풍압을 조절하는 풍압 조절부를 포함하는, 벤츄리 효과를 이용한 풍력 발전 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 벤츄리 관의 관통부는
    상기 벤츄리 관의 하부 측에 위치하는, 벤츄리 효과를 이용한 풍력 발전 장치.
  12. 제10항에 있어서, 상기 풍압 조절부는
    상기 벤츄리 관의 관통부 가장자리에 결합하는 회전축;
    일측이 상기 회전축에 결합하여 축회전하면서 상기 벤츄리 관의 관통부를 선택적으로 개폐하는 감압 댐퍼;
    일측이 상기 벤츄리 관의 내면에 결합하는 지지축;
    일측은 상기 지지축의 타측에 결합하고 타측은 상기 감압 댐퍼에 결합하여 상기 감압 댐퍼를 탄성 지지하는 스프링을 포함하는, 벤츄리 효과를 이용한 풍력 발전 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    일측은 상기 지지축의 타측에 결합하고 타측은 상기 스프링의 일측에 결합하는 지지축 고리;
    일측은 상기 스프링의 타측에 결합하고 타측은 상기 감압 댐퍼에 결합하는 댐퍼 고리를 포함하는, 벤츄리 효과를 이용한 풍력 발전 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102569756B1 (ko) * 2023-05-26 2023-08-24 감환경디자인 주식회사 360도 바람포집형 수직형 풍력발전기

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US379039A (en) * 1888-03-06 Abeaham s
KR20110084023A (ko) * 2010-01-15 2011-07-21 김성범 집풍 구조물의 수직 상승기류를 이용한 풍력발전 터빈
KR20120118673A (ko) * 2011-04-19 2012-10-29 김전수 풍력 발전 장치
KR20130104267A (ko) * 2012-03-13 2013-09-25 이종은 태양에너지와 풍력에너지를 이용한 복합 발전장치
KR20160028960A (ko) * 2014-09-04 2016-03-14 주식회사 한국에너지개발 개폐창문을 이용한 풍력발전장치
KR102147538B1 (ko) * 2020-05-27 2020-08-24 남정호 회오리 유도 발전장치

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US379039A (en) * 1888-03-06 Abeaham s
KR20110084023A (ko) * 2010-01-15 2011-07-21 김성범 집풍 구조물의 수직 상승기류를 이용한 풍력발전 터빈
KR20120118673A (ko) * 2011-04-19 2012-10-29 김전수 풍력 발전 장치
KR20130104267A (ko) * 2012-03-13 2013-09-25 이종은 태양에너지와 풍력에너지를 이용한 복합 발전장치
KR20160028960A (ko) * 2014-09-04 2016-03-14 주식회사 한국에너지개발 개폐창문을 이용한 풍력발전장치
KR102147538B1 (ko) * 2020-05-27 2020-08-24 남정호 회오리 유도 발전장치

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
TWI379039 B

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102569756B1 (ko) * 2023-05-26 2023-08-24 감환경디자인 주식회사 360도 바람포집형 수직형 풍력발전기

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