KR102282618B1 - Wind tower with temperature control using convection - Google Patents
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Abstract
본 발명은 대류현상을 이용한 온도조절용 윈드타워에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 대류권 상부의 공기를 흡입하여 하부로 배출하는 하강기류를 형성시켜 발생하는 대류현상에 의해 온도가 낮아진 차가운공기를 공급하여 사람들의 생활환경에 공급할 수 있는 대류현상을 이용한 온도조절용 윈드타워에 관한 것이다.The present invention relates to a wind tower for temperature control using a convection phenomenon, and more particularly, by supplying cold air whose temperature is lowered by the convection phenomenon generated by forming a downdraft that sucks air in the upper troposphere and discharges it to the lower part. It relates to a wind tower for temperature control using convection that can supply people's living environments.
Description
본 발명은 대류현상을 이용한 온도조절용 윈드타워에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 대류권 상부의 공기를 흡입하여 하부로 배출하는 하강기류를 형성시켜 발생하는 대류현상에 의해 온도가 낮아진 차가운공기를 공급하여 사람들의 생활환경에 공급할 수 있는 대류현상을 이용한 온도조절용 윈드타워에 관한 것이다.The present invention relates to a wind tower for temperature control using a convection phenomenon, and more particularly, by supplying cold air whose temperature is lowered by the convection phenomenon generated by forming a downdraft that sucks air in the upper troposphere and discharges it to the lower part. It relates to a wind tower for temperature control using convection that can supply people's living environments.
일반적으로 윈드타워는 건물에 굴뚝과 같이 이루어진 탑에서 공기의 대류현상을 기반으로 형성된 시설로, 중동 지역의 실내 냉방 및 공기정화를 위해 많이 사용하고 있다.In general, a wind tower is a facility formed based on the convection phenomenon of air in a tower made like a chimney in a building, and is widely used for indoor cooling and air purification in the Middle East.
이러한 윈드타워는 대류현상의 하강기류를 형성하며, 하강기류에 의해 별도의 냉각장치 없이 차가워진 공기를 실내로 유입하여 냉방 및 공기정화가 이루어진다.Such a wind tower forms a downdraft of convection, and cools and purifies the air by introducing cool air into the room without a separate cooling device by the downdraft.
이러한 대류현상을 이용한 종래의 기술로써, "풍력발전과 내외기 순환방법"이 제시된 바 있다.As a conventional technique using this convection phenomenon, "wind power generation and internal and external air circulation method" has been proposed.
종래기술은, 지붕위에 설치된 수직풍력 발전기를 통해 실내 내기가 바람의 방해를 받지 않고 배칠되고, 배출배관외부 주의로 일정공간을 두고 외기유입배관을 설치하여, 지면보다 깨끗하고 낮은온도의 외가기 실내로 유입되어 실내 냉방이 이루어지고 있다.In the prior art, the indoor air is installed without being disturbed by the wind through the vertical wind generator installed on the roof, and the outdoor air inlet pipe is installed with a certain space around the exhaust pipe, so that the outdoor air is cleaner than the ground and has a lower temperature than the ground. It flows into the room to cool the room.
이와 같이 자연적인 대류현상에서 발생하는 하강기류 및 상승기류 이용하고 있으나, 풍향이 없는 지역에서는 사용할 수 없는 구성으로, 제한적인 지역 또는 위치에서만 사용이 가능한 문제점이 있다.As described above, downdraft and updraft generated by natural convection are used, but the configuration cannot be used in an area without a wind direction, and there is a problem that it can be used only in a limited area or location.
또한, 우리사회의 건축물은 아파트, 빌딩 등과 같은 고층건물이 주로 건설되고 있어 인구가 밀집된 도시에서 사용할 수 없어 실질적인 효과를 발생하기 어려운 문제점이 있다.In addition, as buildings in our society are mainly constructed of high-rise buildings such as apartments and buildings, they cannot be used in densely populated cities, so there is a problem in that it is difficult to generate practical effects.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 상부의 공기를 유입하여 하강기류를 통해 하부로 순환시키며, 대류현상에 의해 하강하는 공기를 수축시켜 온도가 낮아진 차가운 공기를 지면과 인접한 위치에 공급할 수 있는 대류현상을 이용한 온도조절용 윈드타워를 제공하는 데 있다.The present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to introduce air from the upper part and circulate it to the lower part through the descending airflow, and to contract the descending air by convection phenomenon to reduce the temperature of the cold air. An object of the present invention is to provide a wind tower for temperature control using convection that can supply air to a location adjacent to the ground.
본 발명의 또 다른 목적은, 태양광발전 및 풍력발전을 통해 전기를 생산하며, 생산된 전기를 통해 공기를 순환시킬 수 있는 대류현상을 이용한 온도조절용 윈드타워를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a wind tower for temperature control using a convection phenomenon that produces electricity through solar power generation and wind power generation, and can circulate air through the generated electricity.
본 발명의 또 다른 목적은, 바람에 의해 자연적으로 공기를 유입하거나, 바람이 없을 때 공기를 강제적으로 유입하여 순환시킬 수 있는 대류현상을 이용한 온도조절용 윈드타워를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a wind tower for temperature control using a convection phenomenon that can naturally introduce air by wind, or forcefully introduce and circulate air when there is no wind.
본 발명의 또 다른 목적은, 하강기류에 의해 이동하는 공기의 일부를 상부로 순환시킨 후 배출하여 일정한 하강기류를 항시 발생시킬 수 있는 대류현상을 이용한 온도조절용 윈드타워를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a wind tower for temperature control using a convection phenomenon that can generate a constant downdraft by circulating a part of the air moving by the downdraft upward and then discharging it.
본 발명의 또 다른 목적은 하강기류를 따라 하부로 이동하는 공기를 살균할 수 있는 대류현상을 이용한 온도조절용 윈드타워를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a wind tower for temperature control using a convection phenomenon capable of sterilizing air moving downward along a downdraft.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 대류권의 상부에 위치한 공기를 흡입하여 하부로 이동하는 하강기류를 통해 냉방 및 공기정화가 가능한 대류현상을 이용한 온도조절용 윈드타워에 있어서, 상부에 공기를 유입하는 흡입구와 상기 흡입구에서 흡입된 공기를 배출하는 배출구가 하단에 설치되며, 내부에 벤츄리부가 형성된 타워로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is a wind tower for temperature control using a convection phenomenon that allows cooling and air purification through a downdraft that sucks air located in the upper part of the troposphere and moves to the lower part. An inlet and an outlet for discharging the air sucked from the inlet are installed at the lower end, and it is characterized in that it consists of a tower having a venturi unit formed therein.
상기 벤츄리부는, 상기 타워의 상단과 하단보다 중단 부분이 상대적으로 작은 직경으로 형성되는 것이 바람직하다.It is preferable that the venturi unit has a relatively smaller diameter than the upper end and lower end of the tower.
상기 타워의 상단에는 외부로 노출 또는 상기 타워의 상부 내측에 선택적으로 설치되는 풍력발전부와, 상기 타워의 외부에 다수개 설치된 태양광패널을 이용한 태양광발전을 통해 전기를 생산하는 태양광발전부가 포함되는 것이 바람직하다.At the upper end of the tower, a wind power generator that is exposed to the outside or is selectively installed inside the upper part of the tower, and a photovoltaic generator that produces electricity through photovoltaic power generation using a plurality of solar panels installed outside the tower preferably included.
상기 풍력발전부는, 상기 타워의 상단에 회전 가능하게 배치되어 바람에 의해 회전하여 공기를 타워의 내부로 유도하는 블레이드부와, 상기 블레이드부의 회전에 의해 전기를 생산하는 발전부, 상기 블레이드부를 회전시키는 동력부와, 상기 블레이드부, 상기 발전부 및 상기 동력부를 상기 타워의 상단에 고정하는 프레임으로 이루어지는 것이 바람직하다.The wind power generation unit, a blade unit which is rotatably disposed on the upper end of the tower and rotates by wind to guide air into the inside of the tower, a power generation unit for generating electricity by rotation of the blade unit, and rotating the blade unit It is preferable that the power unit, the blade unit, the power generation unit, and a frame for fixing the power unit to the upper end of the tower.
상기 풍력발전부 및 상기 태양광발전부에서 생산된 전기를 저장하는 배터리와, 상기 배터리에 저장된 전기를 통해 상기 풍력발전부를 작동시켜 상기 타워의 내부로 공기를 흡입하도록 제어하는 제어부가 포함되는 것이 바람직하다.A battery for storing electricity produced by the wind power generation unit and the solar power generation unit, and a control unit for controlling the wind power generation unit to operate through the electricity stored in the battery to suck air into the tower are included. do.
상기 흡입구에 구비되며, 공기가 유동되는 개구부를 형성하여 상기 흡입구로 공기를 흡입하는 기류를 발생하는 기류발생부가 포함되되, 상기 기류발생부는, 외부공기가 유입되는 유입구와, 상기 유입구에서 유입된 공기가 유동하는 유동통로 및 상기 유동통로에서 이동한 공기를 상기 개구부의 상측에서 상기 타워의 내부로 방출하는 방출구로 이루어지는 것이 바람직하다.It is provided at the inlet and includes an airflow generating unit that forms an opening through which air flows to generate an airflow for sucking air into the inlet, wherein the airflow generating unit includes an inlet through which external air is introduced, and air introduced from the inlet. It is preferable that it consists of a flow passage through which the flow passage and an outlet for discharging the air moved in the flow passage from the upper side of the opening to the inside of the tower.
상기 기류발생부에는, 상기 유입구를 통해 외부공기를 흡입하여 상기 방출구로 배출하는 공기흡입장치가 더 포함되는 것이 바람직하다.Preferably, the airflow generating unit further includes an air suction device for sucking in external air through the inlet and discharging it to the outlet.
상기 타워의 내부에는 유입된 공기를 정화하는 플라즈마필터부가 포함되는 것이 바람직하다.It is preferable that the inside of the tower includes a plasma filter for purifying the introduced air.
본 발명에 따른 대류현상을 이용한 온도조절용 윈드타워에 따르면, 대기권의 상부에 위치한 공기를 유입하여 하강기류를 통해 하부로 순환시키며, 대류현상에 의해 하강하는 공기를 수축시켜 온도가 낮아진 차가운 공기를 지면과 인접한 위치에 공급하여 주변지역의 온도를 조절할 수 있는 효과가 있다.According to the wind tower for temperature control using the convection phenomenon according to the present invention, the air located in the upper part of the atmosphere is introduced and circulated to the lower part through the descending airflow, and the cold air whose temperature is lowered by contracting the air descending by the convection phenomenon is cooled to the ground. It has the effect of controlling the temperature of the surrounding area by supplying it to a location adjacent to the
본 발명에 따르면, 태양광발전과 풍력발전을 복합적으로 사용하여 전기를 생산하며, 생산된 전기를 통해 외부의 공기를 흡입하여 자가 발전이 가능한 이점이 있다.According to the present invention, electricity is produced by using solar power generation and wind power generation in combination, and there is an advantage that self-generation is possible by sucking external air through the generated electricity.
본 발명에 따르면, 자연풍이 불 때 자연적으로 상부의 공기를 유입하거나, 풍력발전부 및 기류발생부를 통해 인위적으로 공기를 유입하여 하강기류를 발생시키며, 발생한 하강기류에 의해 차가워진 공기의 배출이 가능하여 에너지 절역 및 필요에 따라 사용할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, when the natural wind blows, the upper air is naturally introduced, or air is artificially introduced through the wind power generator and the airflow generator to generate a downdraft, and the air cooled by the generated downdraft can be discharged. This has the advantage of saving energy and being able to use it as needed.
본 발명에 따르면, 공기의 하강기류에 의해 이동하는 일부공기를 공기순환부를 통해 상부로 순환시켜 항시 일정량의 순환기류를 형성할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, there is an effect that a certain amount of circulating airflow can be formed at all times by circulating some air moving by the descending airflow upward through the air circulation unit.
본 발명에 따르면, 상부의 공기를 하부로 이동하며 자연적으로 발생하는 온도의 변화를 통해 여름철에는 시원한 공기를 배출하고, 겨울철에는 날씨에 비해 비교적 따듯한 공기를 공급하여 쾌적환 생활이 가능한 이점이 있다.According to the present invention, there is an advantage that a comfortable life is possible by discharging cool air in summer and supplying relatively warm air compared to the weather in winter through a change in temperature that occurs naturally by moving the air from the upper part to the lower part.
본 발명에 따르면, 하강기류에 의해 하부로 이동하는 공기를 살균하여 상쾌한 공기를 배출할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, there is an effect that fresh air can be discharged by sterilizing the air moving downward by the descending airflow.
도 1은 본 발명에 따른 대류현상을 이용한 온도조절용 윈드타워를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 내부구성을 도시한 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 배터리의 전력공급을 도시한 블록도,
도 4는 본 발명에 따른 기류발생부를 도시한 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 공기순환부를 도시한 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 설치상태를 도시한 개념도,
도 7은 본 발명에 따른 타워의 공기흐름을 도시한 개념도이다.1 is a perspective view showing a wind tower for temperature control using a convection phenomenon according to the present invention;
2 is a cross-sectional view showing an internal configuration according to the present invention;
3 is a block diagram showing power supply of a battery according to the present invention;
4 is a cross-sectional view showing an airflow generating unit according to the present invention;
5 is a cross-sectional view showing an air circulation unit according to the present invention;
6 is a conceptual diagram showing an installation state according to the present invention;
7 is a conceptual diagram showing the air flow of the tower according to the present invention.
이하에서는 본 발명에 따른 대류현상을 이용한 온도조절용 윈드타워에 관하여 첨부된 도면과 함께 더불어 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a wind tower for temperature control using a convection phenomenon according to the present invention will be described in detail together with the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 대류현상을 이용한 온도조절용 윈드타워를 도시한 사시도이며, 도 2는 본 발명에 따른 내부구성을 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 배터리의 전력공급을 도시한 블록도이며, 도 4는 본 발명에 따른 기류발생부를 도시한 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 공기순환부를 도시한 단면도이며, 도 6은 본 발명에 따른 설치상태를 도시한 개념도이고, 도 7은 본 발명에 따른 타워의 공기흐름을 도시한 개념도이다.1 is a perspective view showing a wind tower for temperature control using a convection phenomenon according to the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view showing an internal configuration according to the present invention, and FIG. 3 is a power supply of a battery according to the present invention. It is a block diagram, FIG. 4 is a cross-sectional view showing an airflow generating unit according to the present invention, FIG. 5 is a cross-sectional view showing an air circulation unit according to the present invention, and FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating an installation state according to the present invention, FIG. 7 is a conceptual diagram showing the air flow of the tower according to the present invention.
도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이 본 발명은 대류현상을 이용한 온도조절용 윈드타워에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 대류권 상부의 공기를 흡입하여 하부로 배출하는 하강기류를 형성시켜 발생하는 대류현상에 의해 온도가 낮아진 차가운공기를 공급하여 사람들의 생활환경에 공급할 수 있는 대류현상을 이용한 온도조절용 윈드타워에 관한 것이다.1 to 7, the present invention relates to a wind tower for temperature control using a convection phenomenon, and more specifically, a convection phenomenon that occurs by forming a downdraft that sucks air from the upper part of the troposphere and discharges it to the lower part. It relates to a wind tower for temperature control using a convection phenomenon that can supply cold air whose temperature has been lowered by
이를 위해 본 발명은 대류권의 상부공기를 흡입하여 대류현상에 의해 온도가 낮아진 공기를 지면에 인접한 위치에서 배출할 수 있는 타워(100)로 이루어진다.To this end, the present invention consists of a
이러한 상기 타워(100)는 상부에 공기를 유입하는 흡입구(101)와 상기 흡입구(101)에서 흡입된 공기를 배출하는 배출구(102)가 하단에 설치되며, 내부에 벤츄리부(103)이 형성된다.The
따라서 상기 흡입구(101)는 상부가 개방되어 공기를 흡입할 수 있도록 이루어지며, 상기 배출구(102)는 상기 타워의 하단에 다수개 형성되어 상부에서 흡입된 공기를 배출할 수 있도록 이루어진다.Therefore, the
이를 통해 상기 타워(100)는 대류권의 상부에 위치한 공기를 흡입하여 하부로 이동하는 하강기류를 통해 냉방 및 공기정화가 가능하다.Through this, the
즉, 상기 타워(100)는 상기 흡입구(101)에서 유입된 공기를 상기 배출구(102)로 배출하기 위한 하강기류를 통해 상부의 공기를 하부로 이동시키며, 이때, 공기의 대류현상을 통해 하강하는 공기를 수축시켜 온도가 낮아진 차가운 공기를 상기 배출구(102)를 통해 배출할 수 있다.That is, the
여기서 상기 타워(100)의 내부에 형성된 상기 벤츄리부(103)는 상기 타워(100)의 상단과 하단보다 중단 부분이 상대적으로 작은 직경으로 형성된다.Here, the
따라서 상기 벤츄리부(103)는 상단에서 중단으로 갈수록 점점 좁아지며, 중단에서 하단으로 갈수록 점점 넓어지는 잘록한 형상으로 이루어진다.Accordingly, the
이를 통해 상기 타워(100)의 상부에서 흡입된 공기의 내부압력이 낮아져 속력을 증가시켜 하부로 이동하며, 지속적으로 공기를 흡입하여 이동시킨다.Through this, the internal pressure of the air sucked from the upper part of the
그리고 상기 타워(100)의 내부에는 유입된 공기를 정화하는 플라즈마필터부(150)가 포함된다.And the inside of the
따라서 상기 플라즈마필터부(150)는 상기 벤츄리부(103)의 내면에 설치되며, 자외선램프를 통해 상기 타워의 내부에서 하강하는 공기를 살균한다.Accordingly, the
여기서 상기 플라즈마필터부(150)는 다수개의 자외선램프를 설치하며, 설치된 자외선램프는 동일한 파장 또는 서로 다른 파장을 통해 효율적인 살균이 가능하다.Here, the
그리고 상기 타워(100)의 상단에는 외부로 노출 또는 상기 타워(100)의 상부 내측에 선택적으로 배치되는 풍력발전부(110)와, 상기 타워의 외부에 다수개 설치된 태양광패널을 이용한 태양광발전을 통해 전기를 생산하는 태양광발전부(120)가 포함된다.And the upper end of the
이러한 상기 풍력발전부(110)와 태양광발전부(120)는 풍량과 태양광을 통해 전기를 생산하여 자가발전이 가능하도록 이루어진다.The wind
이때, 상기 풍력발전부(110)는 바람에 의해 회전하여 전기를 생산하거나, 생산된 전기를 통해 회전할 수 있도록 블레이드부(111), 발전부(112), 동력부(113) 및 프레임(114)으로 이루어진다.At this time, the wind
상기 블레이드부(111)는 상기 타워의 상단에 회전 가능하게 배치되며, 바람에 의해 회전하여 공기를 타워의 내부로 유도한다.The blade unit 111 is rotatably disposed at the top of the tower, and rotates by wind to guide air into the tower.
여기서 상기 블레이드부(111)는 수직형 구조를 가지는 헬리컬형, 다리우스형의 날개구조를 가진다.Here, the blade part 111 has a helical-type and Darius-type blade structure having a vertical structure.
따라서 상기 블레이드부(111)는 상기 상기 프레임(114)에 수직으로 회전가능하게 형성된 축회전(111b)과, 상기 회전축의 둘레에 일정간격 이격되고 상기 축회전(111b)의 상하방향으로 나선형으로 배치된 날개(111a)와 상기 축회전(111b)과 상기 날개(111a)를 연결하는 다수개의 고정부재(111c)로 구성된다.Therefore, the blade part 111 is vertically rotatably formed on the
이때, 상기 날개(111a)는 상기 축회전(111b)을 중심으로 일정한 각도로 다수개 배치하며, 회전시 바람을 상기 타워(100)의 내부로 유도할 수 있도록 단면이 일정한 각도로 배치한다.At this time, a plurality of the
상기 발전부(112)는 상기 블레이드부(111)의 회전에 의해 전기를 생산한다.The
상기 동력부(113)는 상기 블레이드부(111)를 회전시킨다.The
상기 프레임(114)은 상기 블레이드부(111), 상기 발전부(112) 및 상기 동력부(113)를 상기 타워(100)의 상단에 고정한다.The
따라서 상기 블레이드부(111)는 상기 타워(100)의 상부로 노출시켜 상부에서 부는 바람에 의해 회전하여 상기 발전부(112)에서 전기를 생산하며, 바람을 상기 흡입구(101)로 유도한다.Therefore, the blade part 111 is exposed to the upper part of the
또는 상기 블레이드부(111)는 상기 타워(100)의 내부에 배치하여 상기 흡입구(101)에서 유입되는 바람에 의해 회전하여 상기 발전부(112)에서 전기를 생산할 수 있도록 설치가 가능하다.Alternatively, the blade unit 111 may be installed inside the
그리고 상기 블레이드부(111)는 바람이 불지 않으면, 상기 동력부(113)를 통해 회전시켜 상기 흡입구(101)로 공기를 유입시킬 수 있다.And when the wind does not blow, the blade unit 111 may rotate through the
이와 같이 상기 풍력발전부(110)는 바람에 의해 회전하여 전기를 생산함과 동시에 상기 동력부(113)를 통해 임의로 회전하여 상기 타워(100)의 상부의 공기를 유입시켜 원활하게 공기의 흐름을 조절할 수 있다.As such, the
아울러 상기 태양광발전부(120)은 원통 또는 다각형 형상의 상기 타워(100)의 외부 벽면에 결합할 수 있도록 플레시블패널을 사용하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to use a flexible panel so that the
그리고 상기 풍력발전부(110) 및 상기 태양광발전부(120)에서 생산된 전기를 저장하는 배터리(131)와, 상기 배터리(131)에 저장된 전기를 통해 상기 풍력발전부(110)를 작동시켜 상기 타워(100)의 내부로 공기를 흡입하도록 제어하는 제어부(130)가 더 포함된다.And the
따라서 상기 배터리(131)는 상기 풍력발전부(110)와 상기 태양광발전부(120)를 통해 생산된 전기를 저장하며, 저장된 전기를 통해 상기 블레이드부(111)를 회전시키고 상기 제어부(130) 등과 같이 별도의 전기가 필요한 장치에 공급할 수 있다.Therefore, the
또한, 상기 제어부(130)는 상기 타워(100)의 내부로 유입되는 공기의 유량을 측정하여 상기 블레이드부(111)를 회전시킬 수 있도록 구성된다.In addition, the
이를 위해 상기 제어부(130)는 상기 타워(100) 외부의 상단과 하단의 온도를 측정하고 상기 타워 상단과 내부의 풍향을 측정하는 측정부(132)와, 상기 측정부(132)에 의해 측정된 온도에 맞춰 상기 블레이드부(111)를 작동시킬 수 있도록 이루어진다.To this end, the
이를 통해 상기 타워(100)의 외부온도를 측정하여 측정된 온도에 따라 상기 블레이드부를 작동시켜 상기 배출구(102)에서 시원한 공기를 공급할 수 있다.Through this, it is possible to measure the external temperature of the
그리고 상기 흡입구(101)에 구비되며, 공기가 유동되는 개구부(140a)를 형성하여 상기 흡입구(101)로 공기를 흡입하는 기류를 발생하는 기류발생부(140)가 포함된다.And the
이러한 상기 기류발생부(140)는, 외부공기가 유입되는 유입구(141)와, 상기 유입구(141)에서 유입된 공기가 유동하는 유동통로(142) 및 상기 유동통로(142)에서 이동한 공기를 상기 개구부(140a)의 상측에서 상기 타워의 내부로 방출하는 방출구(143)로 이루어진다.The
여기서 상기 유입구(141)는 상기 타워(100)의 외부면에 일정한 간격으로 다수개 형성하며 다양한 방향에서 공기를 유입한다.Here, the
따라서 상기 기류발생부(140)는 상기 유입구(141)를 통해 상기 타워(100)의 측면에서 외부공기가 자연스럽게 유입되며, 유입된 외부공기는 상기 유동통로(142)를 거쳐 상기 방출구(143)로 배출한다.Accordingly, in the
이때, 상기 방출구(143)에서 배출되는 공기는 상기 타워의 상부에서 하부방향으로 배출하여 상기 흡입구(101)의 둘레에서 하강기류를 형성하며, 이때, 상기 개구부(140a)는 형성된 하강기류에 의해 상기 흡입구(101)의 상부에 부유 한 공기를 흡입하여 상기 타워(100)로 공급한다.At this time, the air discharged from the
이를 위해 도 4에 도시되 바와 같이 상기 기류발생부(140)의 단면을 살펴보면 다음과 같이 이루어진다.To this end, as shown in FIG. 4 , the cross-section of the
먼저, 상기 기류발생부(140)는 상기 흡입구(101)의 둘레에 설치 또는 일체로 형성한다.First, the
이와 같이 상기 흡입구(101)에 설치된 상태에서 상기 타워의 측면에서 다수개 유입구(141)를 통해 다방면에서 불어오는 공기가 유입되며, 유입된 공기는 상기 유동통로(142)를 따라 이동한다.As described above, in the state installed in the
이때, 상기 유동통로(142)는 공기의 유동이 원활하게 이루어질 수 있도록 형성한다.At this time, the
또한, 상기 방출구(143)는 상기 유동통로(142)를 따라 이동한 공기를 상기 타워(100)의 내부로 배출하되, 배르누이원리에 따라 상기 공기의 압을 향상시킬 수 있도록 상기 유동통로(142)보다 상대적으로 상기 방출구(143)는 좁은통로로 형성한다.In addition, the
이를 통해 상기 타워(100)의 외부에서 부는 바람을 유입시켜 하강기류를 형성할 수 있다.Through this, a downdraft may be formed by introducing wind blowing from the outside of the
그리고 상기 기류발생부(140)에는 상기 유입구(141)를 통해 외부공기를 흡입하여 상기 방출구(143)로 배출하는 공기흡입장치(144)가 더 포함된다.And the
이러한 상기 공기흡입장치(144)는 상기 유동통로(142)에 배치하여 상기 유입구(141)를 통해 공기를 흡입하고, 흡입된 공기를 상기 방출구(143)로 배출하는 콤프레샤, 에어펌프, 모터 및 송풍팬 등의 다양한 장치로 구성된다.The
따라서, 외부공기를 강제로 흡입하며, 흡입된 공기를 압축하여 강력한 바람을 배출하거나, 또는 회전력에 의해 바람의 세기를 조절하여 배출할 수 있다.Therefore, it is possible to forcibly suck in the outside air, compress the sucked air to discharge a strong wind, or adjust the strength of the wind by rotational force to discharge it.
이를 통해 상기 타워(100)의 외부에서 바람이 불지 않으면, 외부공기를 강제로 흡입하여 하강기류를 형성한다.Through this, when no wind blows from the outside of the
이와 같이 상기 타워(100)의 내부에서 자연스러운 하강기류 또는 강제로 하강기류를 형성하여 외부공기를 흡입하며, 이때 발생한 공기의 흐름에 의해 상기 개구부(140a) 및 상기 흡입구(101)를 지나 상기 타워(100)의 내부로 유입된다.In this way, a natural downdraft or a forcible downdraft is formed inside the
그리고 유입된 공기는 하강기류에 의해 상기 타워(100)의 상부에서 하부방향으로 이동하면서 차가워진 공기를 외부로 공급한다.In addition, the introduced air moves from the upper part of the
그리고 상기 타워(100)의 내부에는 하강기류에 의해 하부로 배출되는 공기 중 일부분을 상기 타워의 상부로 순환시키는 공기순환부(160)가 형성된다.And an
이러한 상기 공기순환부(160)는 상기 타워의 하단부분에 설치하여 하부로 이동하는 공기를 유도부재(162)를 이용하여 유도하여 흡입하는 유입공(161)과, 상기 유입공(161)을 통해 유입된 공기를 상기 타워의 상부로 순환시키는 순환통로(163)로 구성된다.The
이때, 상기 유도부재(162)는 상기 타워(100)의 내측면에서 내부방향으로 돌출되고 상향절곡된 형상을 가지며, 끝단에는 공기의 흐름을 유도하는 유도돌기(162a)가 구비된다.At this time, the
여기서 상기 유도돌기(162a)는 상면이 볼록하게 돌출되어 공기를 상기 유입공(161)으로 가이드하고, 하면은 상기 상면보다 완만하게 이루어져 양력을 발생하도록 ""형상을 가진다.Here, the upper surface of the
그리고 상기 순환통로(163)는 상기 타워(100)의 벽면 내부 또는 내측면에 설치되어 유입된 공기를 상부로 순환시킨다.And the
이때, 상기 순환통로(163)는 상기 유입구(141) 보다 상부에서 순환된 공기를 배출하도록 구성한다.At this time, the
따라서, 상기 유도부재(162)를 통해 유도된 공기는 상기 유입공(161)을 통해 유입되며, 상기 순환통로(163)를 따라 상기 유동통로(142)로 순환시켜 상기 방출구(143)를 통해 공급이 가능하다.Therefore, the air induced through the
이를 통해 상기 기류발생부(140) 상기 유입구(141)에서 유입된 공기와 상기 순환통로(163)에서 순환된 공기를 상기 방출구(143)로 배출하여 상기 타워의 내부에서 하강기류를 지속적으로 생성한다.Through this, the air
또한, 지속적인 하강기류를 통해 상기 타워(100)의 상부에 부유중인 공기를 흡입할 수 있다.In addition, the air floating in the upper part of the
다음으로는 도 6 내지 도 7에 도시된 바와 같이 상기 타워(100)를 통해 유입되는 공기의 흐름에 따른 작동상태에 대하여 설명하기로 한다.Next, an operating state according to the flow of air introduced through the
도 6에 도시된 바와 같이 상기 타워(100)는 주변건물보다 높게 설치되하거나, 상부의 공기를 유입할 수 있도록 유사한 높이로 설치한다.As shown in FIG. 6, the
이와 같이 설치된 상기 타워(100)는 대기의 상부에 위치한 공기를 상기 흡입구(101)를 통해 유입한다.The
이때, 상기 풍력발전부(110)와 상기 기류발생부(140)를 이용하여 상기 흡입구(101)로 공기를 유도하며, 유도된 공기는 상기 타워의 내부에서 하강기류에 의해 하강하면서 공기를 수축시켜 온도가 낮아진 차가운 공기를 외부로 공급할 수 있다.At this time, air is induced into the
이를 통해 도심지 등에 시원한 공기를 공급할 수 있다.In this way, cool air can be supplied to the city center and the like.
그리고 상기 풍력발전부(110) 및 태양광발전부(120)는 풍향 및 태양광을 통해 전기를 생산하며, 생산된 전기를 통해 상기 풍력발전부(110), 상기 공기흡입장치(144) 및 상기 플라즈마필터부(150)를 상기 제어부(130)에 의해 제어한다.And the wind
따라서, 상기 제어부(130)는 외부의 온도, 풍향 등을 측정하며, 측정된 수치에 맞춰 원활하게 공기가 유입되지 않는 경우, 상기 풍력발전부(120) 및 상기 공기흡입장치(144)를 작동시켜 상기 타워에 공기를 유입시킨다.Therefore, the
이때, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 풍력발전부(120) 및 상기 공기흡입장치(144)는 개별 또는 같이 작동이 가능하며, 일정량 이상의 바람이 불고 있으나 상기 타워(100)로 유입되는 공기가 적은 경우, 상기 공기흡입장치(144)를 개별적으로 작동시고, 바람이 불지 않으면 상기 풍력발전부(120)와 상기 공기흡입장치(144)를 같이 작동시켜 충분한 공기를 상기 타워(100)로 유입한다.At this time, as shown in FIG. 7 , the
아울러, 상기 풍력발전부(120)는 바람이 불면 풍력발전이 이루어지고, 바람이 불지 않으면 동력에 의해 회전시켜 바람을 상기 타워로 유입시킨다.In addition, the
그리고 상기 타워(100)의 내부로 유입된 공기는 상기 공기순환부(160)를 통해 순환시켜 공기를 흡입할 수 있도록 항시 바람을 공급되어 일정량의 공기 유입이 가능하다.In addition, the air introduced into the
그리고 상기 타워(100)의 내부에서 하강기류에 의해 하강하는 공기는 상기 플라즈마필터부(150)를 통해 살균하여 깨끗한 공기를 제공할 수 있다.In addition, the air descending by the descending airflow inside the
이와 같이 상기 타워(100)는 대류현상을 통해 더운공기를 시원한 공기로 지상에 공급할 수 있으며, 상부의 공기를 자연현상을 통해 유도하되, 원활하게 유입되지 않은 경우 자가발전을 통해 공기를 유입할 수 있도록 작동한다.In this way, the
이를 통해 상기 타워(100)는 여름철에는 상부의 공기를 자연현상을 통해 시원한 공기로 공급하고, 겨울철에는 날씨에 비해 상대적으로 따뜻한 공기를 공급하여 설치된 인근부분의 공기를 일정한 온도로 유지하여 쾌적한 생활이 가능하다.Through this, the
또한, 자연현상을 통해 공기의 온도를 조절하여 환경오염을 방지하고 자가발전을 통해 에너지효율을 향상시킬 수 있다.In addition, it is possible to prevent environmental pollution by controlling the temperature of air through natural phenomena and to improve energy efficiency through self-generation.
이상에서와 같이 본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.As described above, the rights of the present invention are not limited to the above-described embodiments, but are defined by the claims, and those of ordinary skill in the art may make various modifications and adaptations within the scope of the claims. It is self-evident that you can
100: 타워 101: 흡입구 102: 배출구
103: 벤츄리부
110: 풍력발전부 111: 블레이드부 111a: 날개
111b: 회전축 111c: 고정부재
112: 발전부 113: 동력부
114: 프레임
120: 태양광발전부
130: 제어부 131: 배터리 132: 측정부
140: 기류발생부 140a: 개구부 141: 유입구
142: 유동통로 143: 방출구
144: 공기흡입장치
150: 플라즈마필터부
160: 공기순환부 161: 유입공 162: 유도부재
162a: 유도돌기 163: 순환통로100: tower 101: inlet 102: outlet
103: venturi
110: wind power generation unit 111:
111b:
112: power generation unit 113: power unit
114: frame
120: solar power generation unit
130: control unit 131: battery 132: measurement unit
140:
142: flow passage 143: outlet
144: air intake device
150: plasma filter unit
160: air circulation unit 161: inlet hole 162: induction member
162a: guide projection 163: circulation passage
Claims (8)
상부에 공기를 유입하는 흡입구(101)와 상기 흡입구(101)에서 흡입된 공기를 배출하는 배출구(102)가 하단에 설치되며, 내부에 벤츄리부(103)가 형성된 타워(100)로 이루어지되,
상기 흡입구(101)에 구비되며, 공기가 유동되는 개구부(140a)를 형성하여 상기 흡입구로 공기를 흡입하는 기류를 발생하는 기류발생부(140)가 포함되고,
상기 기류발생부(140)는,
외부공기가 유입되는 유입구(141)와,
상기 유입구(141)에서 유입된 공기가 유동하는 유동통로(142) 및
상기 유동통로(142)에서 이동한 공기를 상기 개구부(140a)의 상측에서 상기 타워의 내부로 방출하는 방출구(143)로 이루어지고,
상기 타워(100)의 내부에는,
하강기류에 의해 하부로 배출되는 공기 중 일부분을 상기 타워(100)의 상부로 순환시키는 공기순환부(160)가 더 형성되고,
상기 공기순환부(160)는,
상기 타워(100)의 하단부분에 설치하여 하부로 이동하는 공기를 유도부재(162)를 이용하여 유도하여 흡입하는 유입공(161)과, 상기 유입공(161)을 통해 유입된 공기를 상기 타워(100)의 상부로 순환시키는 순환통로(163)로 구성되는 것을 특징으로 하는 대류현상을 이용한 온도조절용 윈드타워.In the wind tower for temperature control using a convection phenomenon that can cool and purify air through a downdraft that sucks air located in the upper part of the troposphere and moves downward,
The inlet 101 for introducing air into the upper part and the outlet 102 for discharging the air sucked from the inlet 101 are installed at the bottom, and it consists of a tower 100 having a venturi unit 103 formed therein,
It is provided in the suction port 101, and includes an airflow generating unit 140 that forms an opening 140a through which air flows to generate an airflow for sucking air into the suction port,
The airflow generating unit 140,
An inlet 141 through which outside air is introduced, and
a flow passage 142 through which the air introduced from the inlet 141 flows; and
Consists of a discharge port 143 for discharging the air moving in the flow passage 142 to the inside of the tower from the upper side of the opening 140a,
Inside the tower 100,
An air circulation unit 160 for circulating a portion of the air discharged to the lower part by the downdraft to the upper part of the tower 100 is further formed,
The air circulation unit 160,
An inlet hole 161 installed at the lower end of the tower 100 to induce and suck air moving downward using an induction member 162, and the air introduced through the inlet hole 161 to the tower A wind tower for temperature control using a convection phenomenon, characterized in that it consists of a circulation passage 163 that circulates to the upper part of the 100.
상기 벤츄리부(103)는, 상기 타워(100)의 상단과 하단보다 중단 부분이 상대적으로 작은 직경으로 형성되는 것을 특징으로 하는 대류현상을 이용한 온도조절용 윈드타워.The method of claim 1,
The venturi unit 103 is a wind tower for temperature control using a convection phenomenon, characterized in that the middle portion is formed with a relatively smaller diameter than the upper end and lower end of the tower 100 .
상기 타워(100)의 상단에는 외부로 노출 또는 상기 타워의 상부 내측에 선택적으로 설치되는 풍력발전부(110)와,
상기 타워(100)의 외부에 다수개 설치된 태양광패널을 이용한 태양광발전을 통해 전기를 생산하는 태양광발전부(120)가 포함되는 것을 특징으로 하는 대류현상을 이용한 온도조절용 윈드타워.The method of claim 1,
The upper end of the tower 100 is exposed to the outside or a wind power generator 110 that is selectively installed inside the upper part of the tower,
A wind tower for temperature control using a convection phenomenon, characterized in that it includes a photovoltaic power generation unit (120) that produces electricity through photovoltaic power generation using a plurality of photovoltaic panels installed outside the tower (100).
상기 풍력발전부(110)는,
상기 타워(100)의 상단에 회전 가능하게 배치되어 바람에 의해 회전하여 공기를 타워의 내부로 유도하는 블레이드부(111)와,
상기 블레이드부(111)의 회전에 의해 전기를 생산하는 발전부(112),
상기 블레이드부(111)를 회전시키는 동력부(113)와,
상기 블레이드부(111), 상기 발전부(112) 및 상기 동력부(113)를 상기 타워(100)의 상단에 고정하는 프레임(114)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 대류현상을 이용한 온도조절용 윈드타워.4. The method of claim 3,
The wind power generation unit 110,
A blade part 111 which is rotatably disposed on the upper end of the tower 100 and rotates by wind to guide air into the inside of the tower;
A power generation unit 112 for generating electricity by rotation of the blade unit 111,
a power unit 113 for rotating the blade unit 111;
A wind tower for temperature control using a convection phenomenon, characterized in that it comprises a frame (114) for fixing the blade unit (111), the power generation unit (112) and the power unit (113) to the upper end of the tower (100).
상기 풍력발전부(110) 및 상기 태양광발전부(120)에서 생산된 전기를 저장하는 배터리(131)와,
상기 배터리(131)에 저장된 전기를 통해 상기 풍력발전부(110)를 작동시켜 상기 타워의 내부로 공기를 흡입하도록 제어하는 제어부(130)가 포함되는 것을 특징으로 하는 대류현상을 이용한 온도조절용 윈드타워.4. The method of claim 3,
A battery 131 for storing electricity generated by the wind power generation unit 110 and the solar power generation unit 120;
Wind tower for temperature control using a convection phenomenon, characterized in that it includes a control unit 130 for controlling the wind power generator 110 to operate the wind power generator 110 through electricity stored in the battery 131 to suck air into the tower. .
상기 기류발생부(140)에는, 상기 유입구(141)를 통해 외부공기를 흡입하여 상기 방출구(143)로 배출하는 공기흡입장치(144)가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 대류현상을 이용한 온도조절용 윈드타워.The method of claim 1,
For temperature control using a convection phenomenon, the airflow generating unit 140 further includes an air suction device 144 that sucks in external air through the inlet 141 and discharges it to the outlet 143 . wind tower.
상기 타워(100)의 내부에는 유입된 공기를 정화하는 플라즈마필터부(150)가 포함되는 것을 특징으로 하는 대류현상을 이용한 온도조절용 윈드타워.The method of claim 1,
A wind tower for temperature control using a convection phenomenon, characterized in that the inside of the tower 100 includes a plasma filter unit 150 for purifying the introduced air.
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KR20200102690A (en) | 2020-09-01 |
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Legal Events
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GRNT | Written decision to grant |