KR20120001381U

KR20120001381U - 자가발전장치

Info

Publication number: KR20120001381U
Application number: KR2020100008624U
Authority: KR
Inventors: 이윤재; 이강평
Original assignee: 이윤재
Priority date: 2010-08-19
Filing date: 2010-08-19
Publication date: 2012-02-29
Also published as: WO2012023745A2; WO2012023745A3; KR200466669Y1

Abstract

본 고안은 풍력 및 수력을 이용한 자가발전장치에 관한 것이다. 본 고안의 실시예에 따른 자가발전장치는 제1자가발전유닛, 제2자가발전유닛 그리고 에너지 저장공급유닛을 포함하여 이루어진다. 여기서, 제1자가발전유닛은 건물의 외측으로 부는 바람을 이용하여 전기에너지를 발생하는 풍력발전부와, 풍력발전부가 수평방향으로 회전하도록 지지하는 지지조립체를 포함하여 구성된다. 제2자가발전유닛은 건물의 내부에 구비되는 수도관에 구비되어 낙하하는 수돗물을 이용하여 전기에너지를 발생하는 수력발전부와, 저수된 수돗물을 수력발전부로 선택적으로 공급하는 저수유닛을 포함하여 구성된다. 그리고 에너지 저장공급유닛은 제1자가발전유닛 및 제2자가발전유닛 중 적어도 어느 하나로부터 유입되는 전기에너지를 저장하고 공급한다.

Description

자가발전장치{private power station device}

본 고안은 자가발전장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 풍력 및 수력을 이용한 자가발전장치에 관한 것이다.

일반적으로, 농업용 등 소전력을 사용하거나, 비상용의 전원확보를 위해 공장이나 방송시설 등에서는 자가발전 설비를 한다.

또한, 전력수요가 방대한 일부 산업에서는 저렴하고 안정된 전력확보를 위해 공장에 발전소와 변전소를 설치하는 경우가 많다.

그리고, 이러한 자가발전의 설비는 대체로 소규모의 것은 가솔린 기관으로 발전기를 돌리지만, 큰 출력이 요구될 때는 디젤기관 등을 사용하며, 소형 화력발전소에 가까운 시설도 있다.

또한, 벽지나 외딴 섬에서의 발전, 또는 정전시의 예비발전도 자가 설비에 의존하고 있다.

그러나, 일반 주거용 건물이나 사무용 건물 또는 소규모 공장 건물 등과 같은 곳에서는 자가발전 설비의 설치가 용이하지 않거나 전력을 생산해 내기 위한 에너지원의 확보가 어려워 그 활용이 제한적이었다.

따라서, 쉽게 얻을 수 있는 에너지원을 이용하여 일반 주거용 건물이나 사무용 건물 또는 소규모 공장 건물 등과 같은 곳에서도 쉽게 자가발전을 할 수 있는 자가발전장치가 요구되고 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 고안이 이루고자 하는 기술적 과제는 풍력 및 수력을 이용한 자가발전장치를 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 고안은 건물의 외측으로 부는 바람을 이용하여 전기에너지를 발생하는 풍력발전부와, 상기 풍력발전부가 수평방향으로 회전하도록 지지하는 지지조립체를 포함하여 구성되는 제1자가발전유닛; 상기 건물의 내부에 구비되는 수도관에 구비되어 낙하하는 수돗물을 이용하여 전기에너지를 발생하는 수력발전부와, 저수된 수돗물을 상기 수력발전부로 선택적으로 공급하는 저수유닛을 포함하여 구성되는 제2자가발전유닛; 그리고 상기 제1자가발전유닛 및 상기 제2자가발전유닛 중 적어도 어느 하나로부터 유입되는 상기 전기에너지를 저장하고 공급하는 에너지 저장공급유닛을 포함하여 이루어지는 자가발전장치를 제공한다.

여기서, 상기 지지조립체는 수평방향으로 구비되고, 원주방향의 내측면을 가지는 장착홈이 상면에 형성되는 베이스; 상기 장착홈의 내측면에 대응되는 외측면을 가지도록 형성되어 상기 장착홈에 구비되고, 중심부가 상기 장착홈의 중심에 구비되는 축과 결합되어 좌우방향으로 회전되는 회전플레이트; 그리고 원통 형상으로 형성되고 바람의 유입을 안내하도록 일단부에는 나팔관 형상의 확관부가 형성되며, 상기 회전플레이트의 상부에 수평방향으로 구비되어 바람의 방향에 따라 상기 회전플레이트와 함께 회전하면서 바람이 내측으로 관통하여 이동하도록 유도하는 바람유도부를 포함하여 이루어짐이 바람직하다.

그리고, 상기 회전플레이트의 외측면에는 걸림부가 구비되고, 상기 장착홈의 내측면에는 상기 장착홈의 중앙을 기준으로 소정의 각도범위로 한 쌍의 스토퍼가 구비되며, 상기 걸림부가 상기 스토퍼에 걸림에 따라 상기 회전플레이트는 상기 각도범위 내에서 회전되도록 구속됨이 바람직하다.

또한, 상기 걸림부와 상기 스토퍼가 부딪히는 면에는 완충부재가 더 구비될 수 있다.

그리고, 상기 장착홈에는 상기 회전플레이트의 하면에 밀착되어 상기 회전플레이트를 지지하도록 원주방향을 따라 베어링이 더 구비될 수 있다.

또한, 상기 풍력발전부는 상기 바람유도부의 내측에 구비되어 바람에 의해 회전되면서 풍력에너지를 기계에너지로 변환시키는 날개; 상기 날개에서 발생한 기계에너지를 전기에너지로 변환하는 발전기; 그리고 상기 발전기에서 발생된 전기에너지가 저장되는 충전기를 포함하여 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 제1자가발전유닛은 건물들의 사이에 구비되고, 상기 지지조립체는 높이 방향으로 설치되는 구조프레임의 상단부에 구비될 수 있다.

또한, 상기 저수유닛은 상부에 형성된 유입부와 하부에 형성된 배수부가 상기 수도관의 일측에 각각 연결 구비되어 수돗물이 저장되는 저수탱크; 상기 배수부에 구비되어 상기 저수탱크에 저장된 수돗물이 상기 수도관으로 배출되도록 상기 배수부를 선택적으로 개폐하는 개폐장치; 상기 저수탱크의 하부에 구비되어 저수위를 감지하는 제1수위감지센서; 상기 저수탱크의 상부에 구비되어 고수위를 감지하는 제2수위감지센서; 그리고 상기 제1수위감지센서에서 수위가 감지되지 않으면 상기 배수부가 밀폐되도록 하고, 상기 제2수위감지센서에서 수위가 감지되면 상기 배수부가 개방되도록 상기 개폐장치의 작동을 제어하는 제어부를 포함하여 이루어짐이 바람직하다.

그리고, 상기 저수탱크의 상측의 상기 수도관에는 수돗물에 함유된 이물질을 걸러내는 필터부와, 상기 필터부에서 걸러진 이물질이 상기 수력발전부를 통과한 수돗물과 합쳐지도록 이동을 안내하는 우회관이 더 구비됨이 바람직하다.

또한, 상기 수력발전부는 상기 저수조립체에서 낙하하는 수돗물에 의해 회전하면서 상기 수돗물의 위치에너지를 운동에너지로 변환하는 터빈; 그리고 상기 터빈에서 발생한 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 발전기를 포함하여 이루어짐이 바람직하다.

본 고안에 따른 자가발전장치의 효과를 설명하면 다음과 같다.

첫째, 회전플레이트가 양방향으로 회전가능하게 구비되고, 상기 회전플레이트의 상부에는 바람이 유입되어 이동하도록 안내하는 바람유도부가 구비되며, 상기 바람유도부의 내측에 풍력발전부의 날개가 구비됨으로써 건물의 외측에서 부는 바람의 방향에 영향을 적게 받으면서 상기 날개에 지속적이고 안정적으로 바람이 불게 할 수 있다.

둘째, 회전플레이트에는 걸림부가 구비되고, 베이스의 장착홈에는 상기 걸림부를 구속하기 위한 한 쌍의 스토퍼가 구비되어 상기 회전플레이트가 충분한 각도범위 내에서 회전되도록 함으로써, 여러 방향으로 부는 바람이 효과적으로 바람유도부로 유입되도록 할 수 있다.

셋째, 저수탱크에 수위를 감지하는 제1,제2수위감지센서가 구비되고, 상기 제1,제2수위감지센서에서 감지되는 수위에 의해 상기 저수탱크의 배수부를 개폐하는 개폐장치가 선택적으로 개폐되도록 함으로써 터빈을 돌리기 위한 충분한 수량 및 위치에너지의 확보가 가능하다.

도 1은 본 고안의 제1실시예에 따른 자가발전장치를 나타낸 구성도.
도 2는 본 고안의 제1실시예에 따른 자가발전장치의 제1자가발전유닛을 나타낸 사시도.
도 3은 본 고안의 제1실시예에 따른 자가발전장치의 제1자가발전유닛을 나타낸 분해사시도.
도 4는 본 고안의 제1실시예에 따른 자가발전장치의 제1자가발전유닛을 나타낸 단면예시도.
도 5는 본 고안의 제1실시예에 따른 자가발전장치의 제1자가발전유닛을 나타낸 평면예시도.
도 6은 본 고안의 제1실시예에 따른 자가발전장치의 제2자가발전유닛을 나타낸 구성도.
도 7은 본 고안의 제2실시예에 따른 자가발전장치를 나타낸 구성도.

상기의 기술적 과제를 구체적으로 실현할 수 있는 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 설명한다.

도 1은 본 고안의 제1실시예에 따른 자가발전장치를 나타낸 구성도이다.

도 1에서 보는 바와 같이, 상기 자가발전장치는 제1자가발전유닛(10), 제2자가발전유닛(50) 그리고 에너지 저장공급유닛(90)을 포함하여 이루어짐이 바람직하다.

그리고, 상기 제1자가발전유닛(10)은 풍력발전부(20)와 지지조립체(30)를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 풍력발전부(20)는 건물(100)의 외측에 구비됨이 바람직하며, 이를 통해, 상기 풍력발전부(20)는 상기 건물(100)의 외측으로 부는 바람을 이용하여 전기에너지를 발생할 수 있게 된다.

그리고, 상기 지지조립체(30)는 상기 풍력발전부(20)를 지지하도록 구비됨이 바람직하며, 상기 지지조립체(30)는 바람의 방향에 따라 회전함이 바람직하다.

따라서, 상기 지지조립체(30)는 상기 풍력발전부(20)를 상기 건물(100)의 외측에서 지지함과 동시에, 상기 건물(100)의 외측에서 부는 바람이 상기 풍력발전부(20)로 불도록 효과적으로 안내할 수 있게 된다.

그리고 이를 통해, 상기 풍력발전부(20)에서는 지속적이고 안정적인 전기에너지의 발생이 가능해지게 된다.

한편, 상기 제2자가발전유닛(50)은 수력발전부(70)와 저수유닛(51)을 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 상기 수력발전부(70)는 상기 건물(100)의 내부에 구비되는 수도관(101)에 연결됨이 바람직하며, 낙하하는 수돗물을 이용하여 전기에너지를 발생할 수 있다.

또한, 상기 저수유닛(51)은 상기 수도관(101)에 연결되어 수돗물을 저수하고, 저수된 수돗물을 상기 수력발전부(70)로 공급하도록 함이 바람직하다.

이를 통해, 상기 수력발전부(70)에서 전기에너지를 발생하기에 충분한 수량 및 위치에너지를 확보할 수 있게 된다.

그리고, 상기 에너지 저장공급유닛(90)은 상기 제1자가발전유닛(10) 및 상기 제2자가발전유닛(50) 중 적어도 어느 하나로부터 유입되는 전기에너지가 저장되도록 함이 바람직하다.

이를 위해, 상기 에너지 저장공급유닛(90)은 전기에너지를 저장할 수 있는 충전장치(미도시)를 포함하여 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 에너지 저장공급유닛(90)은 저장된 전지에너지를 소정의 장소로 공급할 수 있는데, 여기서, 상기 소정의 장소는 상기 건물(100) 내외의 전기시설(120)(예를 들면, 가로등)일 수 있다.

상기 제1자가발전유닛(10)은 건물(100)에 주거하는 각 가정이나 사무실 등에 하나씩 설치될 수 있다.

이와 같이, 상기 자가발전장치는 건물의 내외에서 일상적으로 얻을 수 있는 수력과 풍력을 이용하여 전기에너지를 생산하고, 생산된 전기에너지를 이용하여 건물의 내외의 전기시설에 공급할 수 있으므로, 전기에너지의 사용 비용이 절감되는 등의 경제성 향상을 도모할 수 있다.

도 2는 본 고안의 제1실시예에 따른 자가발전장치의 제1자가발전유닛을 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 고안의 제1실시예에 따른 자가발전장치의 제1자가발전유닛을 나타낸 분해사시도이고, 도 4는 본 고안의 제1실시예에 따른 자가발전장치의 제1자가발전유닛을 나타낸 단면예시도이고, 도 5는 본 고안의 제1실시예에 따른 자가발전장치의 제1자가발전유닛의 지지조립체를 나타낸 평면예시도이다.

도 2 내지 도 5에서 보는 바와 같이, 제1자가발전유닛(10)은 풍력발전부(20)와 지지조립체(30)를 포함하여 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 지지조립체(30)는 베이스(31), 회전플레이트(40) 그리고 바람유도부(37)를 포함하여 이루어짐이 바람직하다.

먼저, 상기 베이스(31)는 건물(100)의 외측에 구비되며, 수평방향으로 구비됨이 바람직하다.

이때, 상기 베이스(31)의 하부에는 상기 베이스(31)를 지지하기 위한 지지프레임(36)이 더 구비될 수 있다.

그리고, 상기 베이스(31)의 상면에는 원주방향의 내측면을 가지도록 원판 형상의 장착홈(32)이 형성됨이 바람직하다.

또한, 상기 장착홈(32)에는 상기 회전플레이트(40)가 회전 가능하게 구비됨이 바람직하다.

이를 위해, 상기 회전플레이트(40)는 외측면이 상기 장착홈(32)의 내측면에 대응되는 원판 형상으로 형성됨이 바람직하며, 이때, 상기 회전플레이트(40)의 지름은 상기 장착홈(32)의 지름보다 작게 형성됨이 바람직하다.

또한, 상기 장착홈(32)의 중심에는 수직방향으로 축(33)이 구비될 수 있으며, 상기 축(33)의 하단부는 상기 장착홈(32)에 연결되고, 상기 축(33)의 상단부는 상기 회전플레이트(40)는 중심부에 결합됨이 바람직하다.

이에 따라, 상기 회전플레이트(40)는 상기 장착홈(32)에 수평방향으로 구비되어 회전할 수 있게 된다.

그리고, 상기 회전플레이트(40)의 상부에는 설치대(35)가 더 구비될 수 있다.

상기 설치대(35)는 두 개 이상이 구비될 수 있으며, 상기 설치대(35)의 상부에는 상기 바람유도부(37)가 수평방향으로 구비됨이 바람직하다.

여기서, 상기 바람유도부(37)는 원통 형상으로 형성될 수 있으며, 이에 따라, 상기 바람유도부(37)의 내측으로는 바람이 통과할 수 있게 된다.

그리고, 상기 바람유도부(37)가 안정적으로 설치될 수 있도록, 상기 설치대(35)의 상면은 상기 바람유도부(37)의 외측면에 대응되는 형상으로 형성됨이 바람직하다.

또한, 상기 바람유도부(37)의 적어도 어느 일단부에는 나팔관 형상의 확관부(38)가 형성됨이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 상기 바람유도부(37)의 양단부에 상기 확관부(38)가 형성될 수 있다.

상기 확관부(38)는 바람이 상기 바람유도부(37)의 내측으로 유입되도록 안내하게 되는데, 상기 바람유도부(37)가 상기 회전플레이트(40)에 결합됨에 따라 상기 바람유도부(37)는 바람의 방향에 따라 좌우로 회전이 가능해진다.

이를 통해, 바람의 방향이 바뀌더라도 상기 바람유도부(37)의 내측으로는 바람이 지속적이고 안정적으로 통과하는 것이 가능해진다.

한편, 상기 회전플레이트(40)의 외측면에는 걸림부(42)가 돌출 형성됨이 바람직하다.

또한, 상기 장착홈(32)의 내측면에는 상기 장착홈(32)의 중앙을 기준으로 소정의 각도범위(θ)로 한 쌍의 스토퍼(34)가 구비됨이 바람직하다.

여기서, 상기 걸림부(42)는 상기 각도범위(θ) 내에 위치됨이 바람직하다.

따라서, 상기 회전플레이트(40)가 좌우로 회전할 때, 상기 걸림부(42)가 상기 각 스토퍼(34)에 걸리게 되면서 상기 회전플레이트(40)의 회전이 구속될 수 있게 되며, 이를 통해, 상기 회전플레이트(40)의 상기 각도범위(θ) 내에서만 회전할 수 있게 된다.

여기서, 상기 각도범위(θ)는 약 180°임이 바람직하다.

이를 통해, 상기 바람유도부(37)가 양측으로 회전되었을 때, 상기 바람유도부(37)의 중심축이 상기 건물(100)의 외측면에 평행한 위치가 될 수 있게 되며, 이에 따라, 상기 건물(100)의 외측에서 부는 바람의 방향에 대한 제한을 최소화하면서 여러 방향으로 부는 바람이 효과적으로 상기 바람유도부(37)의 내측으로 유입되도록 할 수 있다.

그리고, 상기 걸림부(42)와 상기 스토퍼(34)가 부딪히게 되는 면에는 완충부재(44)가 더 구비됨이 바람직하다.

여기서, 상기 완충부재(44)는 상기 걸림부(42)와 상기 스토퍼(34) 사이의 충격을 흡수하고, 충격에 따른 소음이 감소하도록 하는 등의 기능을 할 수 있다면 특정하게 한정됨이 다양한 형상과 재질 등으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 장착홈(32)에는 상기 회전플레이트(40)의 하면에 밀착되어 상기 회전플레이트(40)를 지지하도록 베어링(45)이 더 구비될 수 있다.

나아가, 상기 베어링(45)은 스러스트 베어링(thrust bearing)일 수 있으며, 이때, 상기 스러스트 베어링의 하륜은 상기 장착홈(32)의 상면에 고정되고, 상륜은 상기 회전플레이트(40)의 상면에 밀착될 수 있다.

상기 스러스트 베어링은 원주방향으로 구비되어 상기 회전플레이트(40)의 하면을 원주방향을 따라 지지하게 되므로, 상기 회전플레이트(40)가 안정적으로 회전될 수 있게 된다.

한편, 상기 회전플레이트(40)의 안정적인 지지를 위하여, 상술한 바와 같은 베어링이 아니더라도, 휠(wheel) 등과 같은 다른 회전기계요소가 사용될 수도 있음은 물론이다.

그리고, 상기 풍력발전부(20)는 날개(21), 제1발전기(23) 그리고 충전기(25)를 포함하여 이루어질 수 있다.

먼저, 상기 날개(21)는 상기 바람유도부(37)의 내측에 구비된다.

여기서, 상기 날개(21)의 회전축(22)은 지면에 대해 수평으로(다시 말하면, 상기 바람유도부(37)의 축방향으로) 설치됨이 바람직하다.

즉, 상기 풍력발전부(20)는 회전축이 지면에 대해 수평으로 설치되는 수평축 풍차일 수 있다.

이에 따라, 상기 날개(21)는 상기 바람유도부(37)의 내측으로 유도되어 흐르는 바람에 의해 회전되어 바람의 풍력에너지를 기계적인 에너지로 변환하게 된다.

그리고, 상기 기계적인 에너지는 상기 제1발전기(23)에 의해 전기에너지로 변환되게 된다.

여기서, 보다 나은 환경이 제공될 수 있도록, 상기 제1발전기(23)는 상기 건물(100)의 내측에 구비됨이 바람직하다.

물론, 상기 제1발전기(23)는 상기 건물(100)의 외측에, 예를 들면, 상기 바람유도부(37)의 내측이나 상기 지지조립체(30)의 상부에 구비될 수도 있다.

이때, 상기 날개(21)에서 발생되어 상기 회전축(22)을 통한 회전력이 상기 제1발전기(23)에서 요구되는 회전수로 높여질 수 있도록, 변속기어(미도시)를 가지는 변속장치(미도시)가 더 구비될 수 있다.

그리고, 상기 제1발전기(23)에서 발생된 전기에너지가 저장될 수 있도록, 상기 충전기(25)는 상기 건물(100)의 내측에 구비될 수 있다.

또한, 상기 제1발전기(23)와 상기 충전기(25)는 케이블(47)에 의해 연결됨이 바람직하다.

여기서, 상기 케이블(47)은 상기 바람유도부(37)가 상기 각도범위(θ) 내에서 회전하더라도 상기 제1발전기(23)와 상기 충전기(25)가 연결될 수 있도록 충분히 긴 길이로 형성됨이 바람직하다.

그리고, 상기 충전기(25)에는 충전된 전기에너지를 사용할 수 있도록 하기 위한 플러그(48)가 더 연결될 수 있다.

도 6은 본 고안의 제1실시예에 따른 자가발전장치의 제2자가발전유닛을 나타낸 구성도이다.

도 6에서 보는 바와 같이, 제2자가발전유닛(50)은 저수유닛(51)과 수력발전부(70)를 포함하여 이루어짐이 바람직하다.

그리고, 상기 저수유닛(51)은 저수탱크(52), 개폐장치(57), 제1수위감지센서(61), 제2수위감지센서(62) 그리고 제어부(65)를 포함하여 구성됨이 바람직하다.

여기서, 상기 저수탱크(52)는 건물(100)의 내측에 구비되는 수도관(101)에 연결됨이 바람직하다.

이를 위해, 상기 저수탱크(52)의 상부에는 상기 수도관(101)의 수돗물이 유입되도록 유입부(53)가 형성되고, 하부에는 유입된 수돗물이 상기 수도관(102)으로 배출되도록 배수부(54)가 형성될 수 있다.

그리고, 상기 개폐장치(57)는 상기 배수부(54)에 구비됨이 바람직하다.

여기서, 상기 개폐장치(57)는 상기 배수부(54)를 선택적으로 개폐함이 바람직하다.

이를 위해, 상기 개폐장치(57)는 상기 배수부(54)를 밀폐하기 위한 밀폐판(58)과 상기 밀폐판(58)이 상기 배수부(54)를 개폐하도록 상기 밀폐판(58)을 회전시키기 위한 구동모터(59)를 포함하여 구성될 수 있다.

그리고, 상기 저수탱크(52)의 하부에는 상기 제1수위감지센서(61)가 구비됨이 바람직하고, 상기 제1수위감지센서(61)는 상기 저수탱크(52)의 저수위를 감지하게 된다.

또한, 상기 저수탱크(52)의 상부에는 상기 제2수위감지센서(62)가 구비됨이 바람직하며, 상기 제2수위감지센서(62)는 상기 저수탱크(52)의 고수위를 감지하게 된다.

그리고, 구동모터(59), 상기 제1수위감지센서(61) 및 상기 제2수위감지센서(62)는 상기 제어부(65)와 연결됨이 바람직하다.

또한, 상기 제어부(65)는 상기 제1수위감지센서(61)에 의해서 상기 저수탱크(52) 내의 수돗물이 감지되지 않으면, 상기 구동모터(59)를 가동하여 상기 밀폐판(58)이 상기 배수부(54)를 밀폐하도록 제어함이 바람직하다.

이를 통해, 상기 저수탱크(52)의 수위가 낮으면 상기 배수부(54)가 밀폐되고, 상기 수도관(101)을 따라 이동하는 수돗물은 상기 유입부(53)를 통해 상기 저수탱크(52)로 유입되어 저장되게 된다.

그리고, 제어부(65)는 상기 제2수위감지센서(62)에 의해서 상기 저수탱크(52) 내의 수돗물이 감지되면, 상기 구동모터(59)를 가동하여 상기 밀폐판(58)이 상기 배수부(54)를 개방하도록 제어함이 바람직하다.

이에 따라, 상기 저수탱크(52)에 저장된 수돗물은 상기 배수부(54)를 통해 상기 수도관(102)으로 배출되게 된다.

그리고, 상기 저수탱크(52)의 하측으로 상기 수도관(102)에는 상기 수력발전부(70)가 연결됨이 바람직하다.

또한, 상기 수력발전부(70)는 터빈(71)과 제2발전기(73)를 포함하여 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 터빈(71)은 상기 저수탱크(52)의 하측에 연결되는 상기 수도관(102)의 일측에 구비됨이 바람직하며, 상기 터빈(71)은 상기 저수탱크(52)에서 낙하하는 수돗물에 의해 회전하면서 상기 수돗물의 위치에너지를 운동에너지로 변환하게 된다.

그리고, 상기 제2발전기(73)는 상기 터빈(71)에서 발생한 운동에너지를 전기에너지로 변환하게 된다.

이와 같이, 상기 저수유닛(51)은 가정에서 배출되는 소량의 수돗물을 저수하고, 저수된 수돗물을 일시에 선택적으로 배출함으로써 상기 수력발전부(70)에서 전기에너지를 생성할 수 있을 정도의 충분한 수량을 공급하는 것이 가능해진다.

더하여, 상기 제2발전기(73)에서 발생한 전기에너지는 에너지 저장공급유닛(90)으로 공급될 수 있다.

그리고, 상기 에너지 저장공급유닛(90)에서는 상기 건물(100)의 내외측에 구비되는 전기시설로 전기를 공급할 뿐만 아니라, 상기 제어부(65), 상기 구동모터(59) 그리고 상기 제1,제2수위감지센서(61,62)로도 전기가 공급되도록 함이 바람직하다.

이를 통해, 상기 제어부(65), 상기 구동모터(59) 그리고 상기 제1,제2수위감지센서(61,62)로 전기를 공급하기 위한 별도의 전원이 구비되지 않아도 되는 이점이 있다.

한편, 상기 저수탱크(52)의 상측의 상기 수도관(101)에는 수돗물에 함유된 이물질이 걸러질 수 있도록 필터부(78)가 더 구비될 수 있다.

여기서, 상기 필터부(78)는 상기 수도관(101)의 내측에 걸쳐 전체적으로 구비됨이 바람직하다.

또한, 상기 필터부(78)는 낙하하는 수돗물의 충격량을 줄이고, 걸러진 이물질과 수돗물의 일부가 일방향으로 이동될 수 있도록 비스듬하게 구비될 수 있다.

그리고, 상기 저수탱크(52)의 상측의 상기 수도관(101)에는 상기 필터부(78)에서 걸러져 이동하는 상기 이물질과 수돗물이 흘러갈 수 있도록 우회관(103)이 더 연결됨이 바람직하다.

또한, 상기 우회관(103)은, 상기 우회관(103)으로 흐르는 이물질과 수돗물이 상기 터빈(71)을 통과한 수돗물과 합쳐지도록, 상기 터빈(71)을 통관한 수돗물이 흐르는 수도관(102)에 연결됨이 바람직하다.

이를 통해, 상기 터빈(71)에는 이물질이 걸러진 비교적 깨끗한 상태의 수돗물이 낙하하게 되며, 상기 터빈(71)의 내구성도 향상될 수 있게 된다.

상기 저수탱크(52)는 수돗물의 위치에너지를 고려하면 비교적 높은 위치에 구비됨이 바람직하나, 이 경우, 상기 저수탱크(52)보다 높은 곳의 가정에서 배출되는 수돗물의 양으로 상기 터빈(71)을 돌리기 위한 수량을 확보하기 위한 시간이 오래 걸릴 수도 있다.

따라서, 상기 저수탱크(52)는 수돗물의 위치에너지와 수량 확보라는 두 가지의 경우를 고려하여 가장 적절한 위치에 구비되어야 함은 물론이다.

도 7은 본 고안의 제2실시예에 따른 자가발전장치를 나타낸 구성도이다. 본 실시예에 따른 자가발전장치에서는 전술한 제1자가발전유닛의 설치위치가 달라질 수 있으며, 다른 구성은 전술한 제1실시예와 동일하므로 설명을 생략한다.

도 7에서 보는 바와 같이, 제1자가발전유닛(10)은 건물(100)들의 사이에 구비됨이 바람직하다.

그리고 이를 위해, 상기 제1자가발전유닛(210)의 지지조립체(230)는 높이 방향으로 구비되는 구조프레임(240)의 상단부에 구비됨이 바람직하다.

일반적으로, 건물들의 사이로는 상기 건물들의 측면벽에 의해 유로가 형성되어 바람이 강하게 불게 된다.

따라서, 상기 건물(100)들의 사이에도 더욱 풍부한 바람이 불게 되는 조건이 형성되므로, 상기 건물(100)들의 사이에 구비되는 상기 제1자가발전유닛(210)에서도 더욱 안정적이고 지속적인 전기에너지의 생산이 가능해지게 된다.

상기 제1자가발전유닛(210)에 구비되어 전기에너지를 생산하는 제3발전기(223)는 상기 에너지 저장공급유닛(90)에 공급될 수 있으며, 이후, 상기 건물(100) 내외의 전기시설에 공급될 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 고안은 상술한 특정한 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형의 실시가 가능하고 이러한 변형은 본 고안의 범위에 속한다.

10,210: 제1자가발전유닛 20: 풍력발전부
21: 날개 23: 제1발전기
25: 충전기 30,230: 지지조립체
31: 베이스 32: 장착홈
34: 스토퍼 35: 설치대
37: 바람유도부 38: 확관부
40: 회전플레이트 42: 걸림부
44: 완충부재 45: 베어링
50: 제2자가발전유닛 51: 저수유닛
52: 저수탱크 54: 배수부
57: 개폐장치 58: 밀폐판
59: 구동모터 61: 제1수위감지센서
62: 제2수위감지센서 65: 제어부
70: 수력발전부 71: 터빈
73: 제2발전기 78: 필터부
80: 에너지 저장공급유닛 100: 건물
101,102: 수도관 103: 우회관
120: 전기시설 223: 제3발전기
240: 구조프레임

Claims

건물의 외측으로 부는 바람을 이용하여 전기에너지를 발생하는 풍력발전부와, 상기 풍력발전부가 수평방향으로 회전하도록 지지하는 지지조립체를 포함하여 구성되는 제1자가발전유닛;
상기 건물의 내부에 구비되는 수도관에 구비되어 낙하하는 수돗물을 이용하여 전기에너지를 발생하는 수력발전부와, 저수된 수돗물을 상기 수력발전부로 선택적으로 공급하는 저수유닛을 포함하여 구성되는 제2자가발전유닛; 그리고
상기 제1자가발전유닛 및 상기 제2자가발전유닛 중 적어도 어느 하나로부터 유입되는 상기 전기에너지를 저장하고 공급하는 에너지 저장공급유닛을 포함하여 이루어지는 자가발전장치.
제1항에 있어서,
상기 지지조립체는
수평방향으로 구비되고, 원주방향의 내측면을 가지는 장착홈이 상면에 형성되는 베이스;
상기 장착홈의 내측면에 대응되는 외측면을 가지도록 형성되어 상기 장착홈에 구비되고, 중심부가 상기 장착홈의 중심에 구비되는 축과 결합되어 좌우방향으로 회전되는 회전플레이트; 그리고
원통 형상으로 형성되고 바람의 유입을 안내하도록 일단부에는 나팔관 형상의 확관부가 형성되며, 상기 회전플레이트의 상부에 수평방향으로 구비되어 바람의 방향에 따라 상기 회전플레이트와 함께 회전하면서 바람이 내측으로 관통하여 이동하도록 유도하는 바람유도부를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 자가발전장치.
제2항에 있어서,
상기 회전플레이트의 외측면에는 걸림부가 구비되고, 상기 장착홈의 내측면에는 상기 장착홈의 중앙을 기준으로 소정의 각도범위로 한 쌍의 스토퍼가 구비되며, 상기 걸림부가 상기 스토퍼에 걸림에 따라 상기 회전플레이트는 상기 각도범위 내에서 회전되도록 구속됨을 특징으로 하는 자가발전장치.
제3항에 있어서,
상기 걸림부와 상기 스토퍼가 부딪히는 면에는 완충부재가 더 구비됨을 특징으로 하는 자가발전장치.
제2항에 있어서,
상기 장착홈에는 상기 회전플레이트의 하면에 밀착되어 상기 회전플레이트를 지지하도록 원주방향을 따라 베어링이 더 구비됨을 특징으로 하는 자가발전장치.
제2항에 있어서,
상기 풍력발전부는
상기 바람유도부의 내측에 구비되어 바람에 의해 회전되면서 풍력에너지를 기계에너지로 변환시키는 날개;
상기 날개에서 발생한 기계에너지를 전기에너지로 변환하는 제1발전기; 그리고
상기 제1발전기에서 발생된 전기에너지가 저장되는 충전기를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 자가발전장치.
제1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1자가발전유닛은 건물들의 사이에 구비되고, 상기 지지조립체는 높이 방향으로 설치되는 구조프레임의 상단부에 구비됨을 특징으로 하는 자가발전장치.
제1항에 있어서,
상기 저수유닛은
상부에 형성된 유입부와 하부에 형성된 배수부가 상기 수도관의 일측에 각각 연결 구비되어 수돗물이 저장되는 저수탱크;
상기 배수부에 구비되어 상기 저수탱크에 저장된 수돗물이 상기 수도관으로 배출되도록 상기 배수부를 선택적으로 개폐하는 개폐장치;
상기 저수탱크의 하부에 구비되어 저수위를 감지하는 제1수위감지센서;
상기 저수탱크의 상부에 구비되어 고수위를 감지하는 제2수위감지센서; 그리고
상기 제1수위감지센서에서 수위가 감지되지 않으면 상기 배수부가 밀폐되도록 하고, 상기 제2수위감지센서에서 수위가 감지되면 상기 배수부가 개방되도록 상기 개폐장치의 작동을 제어하는 제어부를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 자가발전장치.
제8항에 있어서,
상기 저수탱크의 상측의 상기 수도관에는 수돗물에 함유된 이물질을 걸러내는 필터부와, 상기 필터부에서 걸러진 이물질이 상기 수력발전부를 통과한 수돗물과 합쳐지도록 이동을 안내하는 우회관이 더 구비됨을 특징으로 하는 자가발전장치.
제1항에 있어서,
상기 수력발전부는
상기 저수조립체에서 낙하하는 수돗물에 의해 회전하면서 상기 수돗물의 위치에너지를 운동에너지로 변환하는 터빈; 그리고
상기 터빈에서 발생한 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 제2발전기를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 자가발전장치.