KR20180130993A - 유속과 풍속을 이용한 정화가능 발전장치 및 그의 정화/발전 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하천이나 건물의 옥상에 설치하여 유속이나 바람에 의해 전기가 발생하고 발생된 전기를 배터리에 저장하여 저장된 전기를 사용할 수 있도록 함과 함께 공기정화나 수질정화가 가능한 유속과 풍속을 이용한 정화가능 발전장치 및 그의 정화/발전 방법에 관한 것이다. 이러한 본 발명은 정화기능 발전장치(100)는 상기 발전기(140)에서 발전되는 전기를 저장하는 배터리(150)와, 상기 발전기(140)나 배터리(150)로부터 공급되는 전기에 따라 발광하는 조명부(160)와, 외부 조도를 센싱하는 조도센서(191)와, 외부 온도를 측정하는 온도센서(192)와, 상기, 유속이나 풍속 유입 시 임펠라(110)(120)로 집속할 수 있도록 구성된 외측에서 내측으로 좁아지도록 구성된 집속부재(210)와, 상기 집속부재(210)를 통해 유입되어 상기 임펠라(110)(120)를 통과한 유속이나 풍속의 외부배출이 용이하도록 회전되는 회전부재(220)와, 상기 유속이나 풍속으로 유입될 수 있는 쓰레기 등으로부터 임펠라(110)(120)나 상기 회전부재(220)를 보호하는 보호망(250)과, 상기 정화기능 발전장치(100)의 외부 노출면 상측에 구성되어 미끄럼을 방지하고, 열을 발생시키는 미끄럼방지 및 히터부재(히터전극)(260, 261)과, 과, 상기 집속부재(210)와, 회전부재(220)를 통과한 물이나 공기를 정화시키는 정화장치(290)와, 상기 정화장치(290)를 상기 정화기능 발전 장치(100)의 유속이나 풍속 출구측에 결합시키기 위한 정화장치 결합부재(280)와, 상기 조명부(160)와 정화장치(290)에서 필요한 전원을 공급하는 전원선(200)(201) 및 상기 발전기(140)에서 발전되는 전원과 상기 배터리(150)에 저장된 전원이 미리 설정된 시간이나 상기 조도센서(191)와, 상기 온도센서(192)에서 센싱된 조도와 온도에 따라 상기 조명부(160)로 선택적으로 공급되도록 제어하거나 상기 미끄럼방지 및 히터부재(히터전극)(260, 261)에 상기 배터리(150)의 서로 다른 전압 세기로 공급하도록 제어하는 제어부(300);를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 유속과 풍속을 이용한 전기 발전에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하천이나 건물의 옥상에 설치하여 유속이나 바람에 의해 전기가 발생하고 발생된 전기를 배터리에 저장하여 저장된 전기를 사용할 수 있도록 함과 함께 공기정화나 수질정화가 가능한 유속과 풍속을 이용한 정화가능 발전장치 및 그의 정화/발전 방법에 관한 것이다.
발전기는 중력 터빈, 댐에 있는 수차, 화석 연료의 연소에 의한 열이나 핵분열에서 발생하는 열로 만들어진 증기에 의해 작동되는 증기 터빈, 내연기관의 동력원의 역학 에너지를 전기 에너지로 변환한다. 발전기 동작의 기본원리는 앙페르 법칙과 패러데이의 유도법칙이다.
최초의 실용적인 발전기는 1860년대 후반 프랑스의 제노브 테오필 그람이 제작한 그람 발전기다. 발전기는 코일과 연결되어 있는 자기력선의 수 또는 자속이 변화할 때 코일에 전압이 유도되는 원리를 이용한 것이다.
발전기에는 코일은 정지하고 그것을 통과하는 자기력선이 상대적으로 운동하는 것, 코일이 움직이면서 자기력선을 변화시키는 것, 코일·자석 모두 정지해 있고 자기력선 안에서 강체가 움직이는 것 등 3가지가 있다.
최근에는 이러한 발전기로써, 풍력, 유속 및 태양광 발전과 같은 친환경 발전장치가 각광을 받고 있다.
하지만 대부분 풍력이나 유속 및 태양광 각각의 발전기를 이용하여 발전을 하는데 초점을 맞추고 있을 뿐이며, 이를 실제 실생활에 적용하고자 하는 다양한 연구는 진행 중에 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 소량의 하천이나 옥상에 설치하여 유속과 바람에 의한 자연 에너지를 기계적인 에너지로 변환한 후 전기 에너지로 변환하여 배터리에 저장한 후 배터리에 저장된 전기 에너지를 LED와 같이 불을 밝히거나 건물광고 디스플레이가 가능하고, 유해 화학물질, 유기성 오탁물질 또는 물을 펄스 전기장으로 처리하여 물성을 변화시켜 정화처리하거나, 필터를 통해 수질이나 공기를 정화할 수 있는 유속과 풍속을 이용한 정화가능 발전장치 및 그의 정화/발전 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 유속과 풍속을 이용한 정화가능 발전장치는 유속과 풍속에 의해 회전되는 복수의 임펠라와, 상기 임펠라의 중심에 고정되어 임펠라의 회전에 따라 회전되는 회전축과, 상기 회전축의 일측에 연결되어 상기 회전축으로부터 전달되는 회전력에 의해 전기를 발전시키는 발전기를 포함하는 유속과 풍속을 이용한 정화가능 발전장치에 있어서, 상기 정화기능 발전장치는 상기 발전기에서 발전되는 전기를 저장하는 배터리와, 상기 발전기나 배터리로부터 공급되는 전기에 따라 발광하는 조명부와, 외부 조도를 센싱하는 조도센서와, 외부 온도를 측정하는 온도센서와, 상기, 유속이나 풍속 유입 시 임펠라로 집속할 수 있도록 구성된 외측에서 내측으로 좁아지도록 구성된 집속부재와, 상기 집속부재를 통해 유입되어 상기 임펠라를 통과한 유속이나 풍속의 외부배출이 용이하도록 회전되는 회전부재와, 상기 유속이나 풍속으로 유입될 수 있는 쓰레기 등으로부터 임펠라나 상기 회전부재를 보호하는 보호망과, 상기 정화기능 발전장치의 외부 노출면 상측에 구성되어 미끄럼을 방지하고, 열을 발생시키는 미끄럼방지 및 히터부재(히터전극, 상기 집속부재와, 회전부재를 통과한 물이나 공기를 정화시키는 정화장치와, 상기 정화장치를 상기 정화기능 발전 장치의 유속이나 풍속 출구측에 결합시키기 위한 정화장치 결합부재와, 상기 조명부와 정화장치에서 필요한 전원을 공급하는 전원선 및 상기 발전기에서 발전되는 전원과 상기 배터리에 저장된 전원이 미리 설정된 시간이나 상기 조도센서와, 상기 온도센서에서 센싱된 조도와 온도에 따라 상기 조명부로 선택적으로 공급되도록 제어하거나 상기 미끄럼방지 및 히터부재(히터전극)에 상기 배터리의 서로 다른 전압 세기로 공급하도록 제어하는 제어부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
여기서, 정화장치는, 정화기능 발전 장치의 상기 정화장치 결합부재와 상부에서 하부로 슬라이딩 결합되는 슬라이딩 결합부재와, 상기 정화기능 발전 장치의 전원선과 전기적으로 결합되는 전원선 결합부재와, 상기 전원선 결합부재를 통해 공급되는 상기 배터리 전원을 정화장치내부로 공급하는 정화장치 전원선과, 상기 유속이나 풍속 유입 시 물이나 공기에 포함된 불순물(먼지, 미세먼지)을 필터링하는 필터부와 상기 유속이나 풍속 유입 시 물에 포함된 공기나 공기를 정화시키는 공기정화부와, 상기 유속이나 풍속 유입 시 물의 수질을 정화하기 위한 수질정화부로 구성됨을 특징으로 한다.
그리고 공기정화부에는 집진전극이 포함되어 상기 필터부에서 필터링되지 않은 미세먼지 등을 집진하고, 상기 수질정화부에는 자외선 램프가 포함되어 세균을 살균하며, 상기 자외선 램프는 그 외주면이 투명한 보호부재에 의해 보호되도록 구성됨을 특징으로 한다.
한편 미끄럼 방지 및 히터부재의 경우에는 징검다리 등에 설치된 경우 흐르는 유속에 의해 물이 튀는 경우 미끄러울 수 있으므로 계속해서 기본 온도(1차 온도)로 전원을 공급하고, 추운날에는 상기 정화기능 발전 장치의 외부면이 물이 어는 등에 의해 미끄러울 수 있으므로 상기 기본온도 보다 상대적으로 높은 온도(2차 온도)로 전원을 공급하여 얼음을 녹일 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 유속과 풍속을 이용한 정화가능 발전장치의 정화/발전 방법은 유속과 풍속을 이용한 정화가능 발전장치를 기존의 징검다리로 설치하거나, 새로운 징검다리로 구성하거나, 건물의 옥상에 설치한 상태에서 유속과 풍속에 의한 임펠라의 회전에 따른 발전기를 구동하는 단계; 발전기에서 발전된 전원을 배터리에 충전하는 단계; 배터리 전원을 상기 정화가능 발전장치의 출구측에 연결된 정화장치와 상기 정화가능 발전장치의 상부 외측면의 미끄럼 방지 및 히터부재(히터전극)으로 공급하여 정화장치를 통해 수질이나 공기 또는 수질과 공기를 정화시키고, 상기 미끄럼 방지 및 히터부재(히터전극)를 미리 설정된 1차 온도로 히팅시키는 단계; 정화가능 발전장치의 제어부는 상기 정화가능 발전장치 외부의 조도가 흐린지와 외부 온도가 영하인지에 따라, 조도가 흐린 경우나 저녁 시간의 경우에는 조명부에 전원이 공급되도록 스위칭하고, 외부 온도가 영하라면 상기 배터리 전원을 미끄럼 방지 및 히터부재(히터전극)에 미리 설정된 2차 온도로 히팅되도록 공급제어는 단계; 및 정화가능 발전장치의 제어부는 상기 정화가능 발전장치 외부의 조도가 밝은지와 외부 온도가 영상인지에 따라 상기 조명부에 공급되는 상기 배터리의 전원이 차단되도록 스위칭하거나. 상기 외부 온도가 영상이라면 상기 배터리 전원을 히터 전극이 미리 설정된 1차 온도로 히팅되도록 공급제어하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기서 1차 온도는 흐르는 유속에 의해 미끄럼방지 및 히터부재에 물이 튀는 경우 미끄러울 수 있으므로 상기 미끄럼방지 및 히터부재를 건조하기 위한 온도로 설정되고, 2차 온도는 흐르는 유속에 의해 미끄럼방지 및 히터부재에 물이 튀어 얼거나, 눈이 쌓여 있는 경우 미끄러울 수 있으므로 상기 미끄럼방지 및 히터부재를 통해 얼음을 녹이거나 눈을 건조하기 위한 온도로 설정됨을 한다.
본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 수심과 건물 높이에 관계없이 작동할 수 있어 자연에서 얻은 친환경 전기를 축전하고 밤과 같이 필요한 시기에 저장된 전기와 발전기를 사용하여 징검다리 사이에 설치한 LED를 밝히거나 빌딩에 광고 디스플레이 블록으로 사용 가능하다.
둘째, 발전기의 효율을 높이면 하수주변 폐수용 환기시설, 하천 산책길, 놀이터에 음향공급과 건물 옥상 광고 판과 조명 등에 활용 가능하다.
셋째, 도시의 빌딩 사이 강한 난류로 구조물이 떨어지는 위험요소에서 신재생 에너지원으로의 활용 가능하다.
넷째, 새롭게 징검다리를 놓아야 하는 곳에 유속과 풍속을 이용한 발전장치를 직접 설치하여 이용할 수 있다.
다섯째, 발전 기능은 물론, 공기나 수질정화에 이용할 수 있으므로 공기정화 및 수질정화에도 유용하다.
도 1은 본 발명에 따른 유속과 풍속을 이용한 정화가능 발전장치의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1에 나타낸 정화장치의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1에 나타낸 유속과 풍속을 이용한 정화가능 발전장치의 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 유속과 풍속을 이용한 정화가능 발전장치를 이용한 정화/발전방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 정화장치의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1에 나타낸 유속과 풍속을 이용한 정화가능 발전장치의 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 유속과 풍속을 이용한 정화가능 발전장치를 이용한 정화/발전방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며 이 경우는 해당되는 발명의 설명부분에서 상세히 그 의미를 기재하였으므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 함을 밝혀두고자 한다. 또한 실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고, 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
도 1은 본 발명에 따른 유속과 풍속을 이용한 정화가능 발전장치의 개념을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 도 1에 나타낸 정화장치의 실시예를 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 도 1에 나타낸 유속과 풍속을 이용한 정화가능 발전장치의 블록 구성도이다.
본 발명에 따른 유속과 풍속을 이용한 정화가능 발전장치는 도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 유속과 풍속에 의해 회전되는 복수의 임펠라(110)(120)와, 임펠라(110)(120)의 중심에 고정되어 임펠라(110)(120)의 회전에 따라 회전되는 회전축(130)과, 회전축(130)의 일측에 연결되어 회전축(130)으로부터 전달되는 회전력에 의해 전기를 발전시키는 발전기(140)와, 발전기(140)에서 발전되는 전기를 저장하는 배터리(150)와, 발전기(140)나 배터리(150)로부터 공급되는 전기에 따라 발광하는 조명부(160)와, 조명부(160)를 외부로부터 보호하기 위하여 둘러쌓은 투광부재(170)와, 조명부(160)로 공급되는 발전기(140)와 배터리(150)의 전원을 스위칭하는 스위칭부(180)와, 외부 조도를 센싱하는 조도센서(191)와, 외부 온도를 측정하는 온도센서(192)와, 유속이나 풍속 유입 시 임펠라(110)(120)로 집속할 수 있도록 구성된 외측에서 내측으로 좁아지도록 구성된 집속부재(210)와, 집속부재(210)를 통해 유입되어 임펠라(110)(120)를 통과한 유속이나 풍속의 외부배출이 용이하도록 회전되는 회전부재(220)와, 발전기(140)와 배터리(150)를 외부환경으로부터 보호하는 보호부재(230)와, 집속부재(210)와, 보호부재(230)사이에서 임펠라(110)(120)를 감싸도록 구성되고, 유입되는 유속이나 풍속이 집중되도록 원통형으로 구성되며, 임펠라(110)(120)를 보호하는 임펠라 보호부재(240)와, 유속이나 풍속으로 유입될 수 있는 쓰레기 등으로부터 임펠라(110)(120)나 회전부재(220)를 보호하는 보호망(250)과, 정화기능 발전 장치(100)의 외부 노출면 상측에 구성되어 미끄럼을 방지하고, 열을 발생시키는 미끄럼방지 및 히터부재(히터전극)(260, 261)과, 정화기능 발전 장치의 바닥 고정면에 브라켓(271)과 고정나사(272)로 구성된 고정부재(270)와, 물이나 공기를 정화시키는 정화장치(290)를 정화기능 발전 장치(100)의 유속이나 풍속 출구측에 결합시키기 위한 정화장치 결합부재(280) 조명부(160)와 정화장치(290)에서 필요한 전원을 공급하는 전원선(200)(201) 및 발전기(140)에서 발전되는 전원과 배터리(150)에 저장된 전원이 미리 설정된 시간이나 조도센서(191)와, 온도센서(192)에서 센싱된 조도와 온도에 따라 조명부(160)로 선택적으로 공급되도록 제어하거나 미끄럼방지 및 히터부재(히터전극)(260, 261)에 배터리(150)의 서로 다른 세기(전압)으로 공급하도록 제어하는 제어부(300)를 포함하여 구성된다.
여기서, 정화장치(290)는 다양하게 구성할 수 있지만 하나의 실시예로 도 2에 나타낸 바와 같이 정화기능 발전 장치(100)의 정화장치 결합부재(280)와 상부에서 하부로 슬라이딩 결합되는 슬라이딩 결합부재(291)와, 정화기능 발전 장치(100)의 전원선(201)과 전기적으로 결합되는 전원선 결합부재(292)와, 전원선 결합부재(292)를 통해 공급되는 배터리(150) 전원을 정화장치(290)내부로 공급하는 정화장치 전원선(293)과, 유속이나 풍속 유입 시 물이나 공기에 포함된 불순물(먼지, 미세먼지)을 필터링하는 필터부(294)와 유속이나 풍속 유입 시 물에 포함된 공기나 공기를 정화시키는 공기정화부(295)와, 유속이나 풍속 유입 시 물의 수질을 정화하기 위한 수질정화부(296)로 구성되는데, 공기정화부(295)에는 집진전극(297)이 포함되어 필터부(294)에서 필터링되지 않은 미세먼지 등을 집진하고, 수질정화부(296)에는 자외선 램프(298)가 포함되어 세균을 살균하도록 한다. 한편 자외선 램프(298)는 그 외주면이 투명한 보호부재(299)에 의해 보호될 수 있다.
이때, 정화장치 전원선(293)을 통해 집진전극(297)과 자외선 램프(298)에 전원이 공급되는데, 정화기능 발전 장치(100)에 정화장치(290)가 결합되고, 정화기능 발전 장치(100)의 전원선(201)과 정화장치(290)의 전원선 결합부재(292)가 전기적으로 연결되면 전원선 결합부재(292)를 통해 배터리(150)의 전원이 집진전극(297)과 자외선 램프(298)에 공급되면 수질 및 공기를 자동으로 정화하게 된다.
한편 제어부(300)는 조도센서(191)를 통해 센싱된 조도와 온도센서(192)에 의해 센싱된 온도에 따라 조명부(160)와 히터전극(260)에 선택적으로 전원이 공급되도록 제어하는데, 조명부(160)의 경우에는 계절별 일몰, 일출시간이 저장되어 있고 이를 연, 월, 일, 시 및 분 단위의 타이머가 내장되어 계절이나 월별로 전원이 공급되거나 조도에 따라 공급되도록 하고, 히터전극(260)의 경우에는 예를 들어 징검다리 등에 설치된 경우 흐르는 유속에 의해 물이 튀는 경우 미끄러울 수 있으므로 계속해서 기본 온도(1차 온도)로 전원을 공급하고, 추운날에는 정화기능 발전 장치(100)의 외부면이 물이 어는 등에 의해 미끄러울 수 기본온도 보다 상대적으로 높은 온도(2차 온도)로 전원을 공급하여 얼음을 녹일 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이러한 본 발명은 저녁에 가족들과 강변가를 따라 운동을 하면 주위가 너무 어두워 강에 있는 징검다리를 건널 수 없었던 문제가 있었는데, 강에는 물이 흐르고 있으므로 유속과 풍속을 이용해 조명을 밝힐 수 있게 할 수 있다. 이때, 예를 들면 정화기능 발전 장치(100)의 외측면을 징검다리와 같은 하나의 벽돌로 구성하고, 그 내부에 발전기(140), 배터리(150), 조명부(160)를 장착하여 소량의 하천의 징검다리 사이 또는 직접 징검다리 형태로 구성할 수 있다.
한편 직접 징검다리 형태로 구성하는 경우 그 외측면은 미끄럼 방지를 위한 구성을 미끄럼 방지 및 히터부재(260)(261)를 추가하였다 이때, 표면을 미끄럽지 않도록 오돌도톨한 도트(dot)처리를 하거나, 투명고무나 실리콘 처리를 할 수도 있다.
이러한 본 발명은 물은 물론 바람에도 작동하므로 하천이나 개울의 물이 마른 경우에는 풍속에 의해 작동할 수 있고, 낮에는 발생된 전기를 축전하고 밤에는 축전된 전기와 발전된 전기를 함께 사용하여 발전장치(100)에 구성된 조명부(160)(예로써, LED)를 밝히고, 밝혀진 조명부(160) 덕분에 밤에도 안전하게 징검다리를 건널 수 있다. 여기서 조명부(160)는 하나의 예일 뿐이며 발전기의 효율을 높이는 경우 하수주변 폐기용 환기시설, 하천 산책길, 놀이터 음향, 건물 옥상광고 등에 이용할 수도 있다.
또한 본 발명 발전장치(100)를 옥상에 설치하면 바람에 의해 전기가 발생하고 발생된 전기를 축전기에 저장하여 저장된 전기를 통해 조명부(160)를 구성하는 LED를 발광하는데 사용할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 유속과 풍속을 이용한 정화가능 발전장치를 이용한 발전방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명에 따른 유속과 풍속을 이용한 발전장치를 이용한 조명방법은 도 4에 나타낸 바와 같이, 도 1 내지 도 3과 같은 유속과 풍속을 이용한 정화가능 발전장치(100)를 기존의 징검다리로 설치하거나, 새로운 징검다리로 구성하거나, 건물의 옥상 등에 설치한 상태에서 유속과 풍속에 의한 임펠라의 회전에 따른 발전기를 구동한다(S100).
그 다음 발전기에서 발전된 전원을 배터리에 충전한다(S110).
이어 설정된 수준으로 충전되면 배터리 전원을 정화장치와 히터전극으로 공급하여 정화장치를 통해 수질이나 공기 또는 수질과 공기를 정화시키고, 히터 전극을 미리 설정된 1차 온도로 히팅시킨다(S120). 이러한 1차 온도는 흐르는 유속에 의해 미끄럼방지 및 히터부재(260)에 물이 튀는 경우 미끄러울 수 있으므로 미끄럼방지 및 히터부재(260)를 건조하기 위한 것이다.
이어 제어부(300)는 이벤트가 발생하였는가를 판단하여 조도가 흐린지와 외부 온도가 영하인지를 판단한다(S130).
판단결과(S130) 조도가 흐린 경우나 저녁 시간의 경우에는 조명부(160)에 전원이 공급되도록 스위칭한다(S140).
그리고 판단결과(S130) 외부 온도가 영하라면 배터리 전원을 히터 전극이 미리 설정된 2차 온도로 히팅되도록 공급한다(S150). 이러한 2차 온도는 흐르는 유속에 의해 미끄럼방지 및 히터부재(260)에 물이 튀어 얼거나, 눈이 쌓여 있는 경우 미끄러울 수 있으므로 미끄럼방지 및 히터부재(260)를 통해 얼음을 녹이거나 눈을 건조하기 위한 온도이다.
이어 또 다시 이벤트가 발생하여(S160) 조도가 밝아 지거나 낮 시간의 경우 조명부(160)에 전원이 차단되도록 스위칭한다(S170).
그리고 이벤트 판단결과(S160) 외부 온도가 영상이라면 배터리 전원을 히터 전극이 미리 설정된 1차 온도로 히팅되도록 공급제어한다(S180).
이때, 배터리의 전원이 조명장치에 공급하기 충분하다면 배터리의 전원을 공급하고 그렇지 않다면 발전기의 전원을 직접 공급 제어할 수 있다.
이상과 같은 예로 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 예들에 국한되는 것이 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서 본 발명에 개시된 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 예들에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 발전장치
110, 120 : 임펠라
130 : 회전축 140 : 발전기
150 : 배터리 160 : 조명부
170 : 투광부재 180 : 스위칭부
191 : 조도센서 192 : 온도센서
200, 201 : 전원선 210 : 집속부재
220 : 회전부재 230 : 보호부재
240 : 임펠라 보호부재 250 : 보호망
260, 261 : 미끄럼방지 및 히터부재(히터전극)
270 : 고정부재 271 : 브라켓
272 : 고정나사 280 : 정화장치 결합부재
290 : 정화장치 291 : 슬라이딩 결합부재
292 : 전원선 결합부재 293 : 정화장치 전원선
294 : 필터부 295 : 공기정화부
296 : 수질정화부 297 : 집진전극
298 : 자외선 램프 299 : 램프 보호부재
300 : 제어부
130 : 회전축 140 : 발전기
150 : 배터리 160 : 조명부
170 : 투광부재 180 : 스위칭부
191 : 조도센서 192 : 온도센서
200, 201 : 전원선 210 : 집속부재
220 : 회전부재 230 : 보호부재
240 : 임펠라 보호부재 250 : 보호망
260, 261 : 미끄럼방지 및 히터부재(히터전극)
270 : 고정부재 271 : 브라켓
272 : 고정나사 280 : 정화장치 결합부재
290 : 정화장치 291 : 슬라이딩 결합부재
292 : 전원선 결합부재 293 : 정화장치 전원선
294 : 필터부 295 : 공기정화부
296 : 수질정화부 297 : 집진전극
298 : 자외선 램프 299 : 램프 보호부재
300 : 제어부
Claims (6)
- 유속과 풍속에 의해 회전되는 복수의 임펠라(110)(120)와, 상기 임펠라(110)(120)의 중심에 고정되어 임펠라(110)(120)의 회전에 따라 회전되는 회전축(130)과, 상기 회전축(130)의 일측에 연결되어 상기 회전축(130)으로부터 전달되는 회전력에 의해 전기를 발전시키는 발전기(140)를 포함하는 유속과 풍속을 이용한 정화가능 발전장치에 있어서,
상기 정화기능 발전장치(100)는 상기 발전기(140)에서 발전되는 전기를 저장하는 배터리(150)와, 상기 발전기(140)나 배터리(150)로부터 공급되는 전기에 따라 발광하는 조명부(160)와, 외부 조도를 센싱하는 조도센서(191)와, 외부 온도를 측정하는 온도센서(192)와, 상기, 유속이나 풍속 유입 시 임펠라(110)(120)로 집속할 수 있도록 구성된 외측에서 내측으로 좁아지도록 구성된 집속부재(210)와, 상기 집속부재(210)를 통해 유입되어 상기 임펠라(110)(120)를 통과한 유속이나 풍속의 외부배출이 용이하도록 회전되는 회전부재(220)와, 상기 유속이나 풍속으로 유입될 수 있는 쓰레기 등으로부터 임펠라(110)(120)나 상기 회전부재(220)를 보호하는 보호망(250)과, 상기 정화기능 발전장치(100)의 외부 노출면 상측에 구성되어 미끄럼을 방지하고, 열을 발생시키는 미끄럼방지 및 히터부재(히터전극)(260, 261)과, 과, 상기 집속부재(210)와, 회전부재(220)를 통과한 물이나 공기를 정화시키는 정화장치(290)와, 상기 정화장치(290)를 상기 정화기능 발전 장치(100)의 유속이나 풍속 출구측에 결합시키기 위한 정화장치 결합부재(280)와, 상기 조명부(160)와 정화장치(290)에서 필요한 전원을 공급하는 전원선(200)(201) 및 상기 발전기(140)에서 발전되는 전원과 상기 배터리(150)에 저장된 전원이 미리 설정된 시간이나 상기 조도센서(191)와, 상기 온도센서(192)에서 센싱된 조도와 온도에 따라 상기 조명부(160)로 선택적으로 공급되도록 제어하거나 상기 미끄럼방지 및 히터부재(히터전극)(260, 261)에 상기 배터리(150)의 서로 다른 전압 세기로 공급하도록 제어하는 제어부(300);를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 유속과 풍속을 이용한 정화가능 발전장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 정화장치(290)는,
상기 정화기능 발전 장치(100)의 상기 정화장치 결합부재(280)와 상부에서 하부로 슬라이딩 결합되는 슬라이딩 결합부재(291)와, 상기 정화기능 발전 장치(100)의 전원선(201)과 전기적으로 결합되는 전원선 결합부재(292)와, 상기 전원선 결합부재(292)를 통해 공급되는 상기 배터리(150) 전원을 정화장치(290)내부로 공급하는 정화장치 전원선(293)과, 상기 유속이나 풍속 유입 시 물이나 공기에 포함된 불순물(먼지, 미세먼지)을 필터링하는 필터부(294)와 상기 유속이나 풍속 유입 시 물에 포함된 공기나 공기를 정화시키는 공기정화부(295)와, 상기 유속이나 풍속 유입 시 물의 수질을 정화하기 위한 수질정화부(296)로 구성됨을 특징으로 하는 유속과 풍속을 이용한 정화가능 발전장치.
- 청구항 2에 있어서,
상기 공기정화부(295)에는 집진전극(297)이 포함되어 상기 필터부(294)에서 필터링되지 않은 미세먼지 등을 집진하고, 상기 수질정화부(296)에는 자외선 램프(298)가 포함되어 세균을 살균하며, 상기 자외선 램프(298)는 그 외주면이 투명한 보호부재(299)에 의해 보호되도록 구성됨을 특징으로 하는 유속과 풍속을 이용한 정화가능 발전장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 미끄럼 방지 및 히터부재(260)의 경우에는 징검다리 등에 설치된 경우 흐르는 유속에 의해 물이 튀는 경우 미끄러울 수 있으므로 계속해서 기본 온도(1차 온도)로 전원을 공급하고, 추운날에는 상기 정화기능 발전 장치(100)의 외부면이 물이 어는 등에 의해 미끄러울 수 있으므로 상기 기본온도 보다 상대적으로 높은 온도(2차 온도)로 전원을 공급하여 얼음을 녹일 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 유속과 풍속을 이용한 정화가능 발전장치.
- 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한항의 유속과 풍속을 이용한 정화가능 발전장치를 이용한 정화/발전 방법에 있어서,
유속과 풍속을 이용한 정화가능 발전장치(100)를 기존의 징검다리로 설치하거나, 새로운 징검다리로 구성하거나, 건물의 옥상에 설치한 상태에서 유속과 풍속에 의한 임펠라의 회전에 따른 발전기를 구동하는 단계(S100);
상기 발전기에서 발전된 전원을 배터리에 충전하는 단계(S110);
상기 배터리 전원을 상기 정화가능 발전장치(100)의 출구측에 연결된 정화장치(290)와 상기 정화가능 발전장치(100)의 상부 외측면의 미끄럼 방지 및 히터부재(히터전극)으로 공급하여 정화장치를 통해 수질이나 공기 또는 수질과 공기를 정화시키고, 상기 미끄럼 방지 및 히터부재(히터전극)를 미리 설정된 1차 온도로 히팅시키는 단계(S120);
상기 정화가능 발전장치(100)의 제어부(300)는 상기 정화가능 발전장치(100) 외부의 조도가 흐린지와 외부 온도가 영하인지에 따라(S130), 조도가 흐린 경우나 저녁 시간의 경우에는 조명부(160)에 전원이 공급되도록 스위칭하고(S140), 외부 온도가 영하라면 상기 배터리 전원을 미끄럼 방지 및 히터부재(히터전극)에 미리 설정된 2차 온도로 히팅되도록 공급제어는 단계(S150); 및
상기 정화가능 발전장치(100)의 제어부(300)는 상기 정화가능 발전장치(100) 외부의 조도가 밝은지와 외부 온도가 영상인지에 따라(S160) 상기 조명부(160)에 공급되는 상기 배터리의 전원이 차단되도록 스위칭하거나(S170). 상기 외부 온도가 영상이라면 상기 배터리 전원을 히터 전극이 미리 설정된 1차 온도로 히팅되도록 공급제어하는 단계(S180);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 정화가능 발전장치를 이용한 정화/발전 방법.
- 청구항 5에 있어서,
상기 1차 온도는 흐르는 유속에 의해 미끄럼방지 및 히터부재(260)에 물이 튀는 경우 미끄러울 수 있으므로 상기 미끄럼방지 및 히터부재(260)를 건조하기 위한 온도로 설정되고,
상기 2차 온도는 흐르는 유속에 의해 미끄럼방지 및 히터부재(260)에 물이 튀어 얼거나, 눈이 쌓여 있는 경우 미끄러울 수 있으므로 상기 미끄럼방지 및 히터부재(260)를 통해 얼음을 녹이거나 눈을 건조하기 위한 온도로 설정됨을 특징으로 하는 정화가능 발전장치를 이용한 정화/발전 방법.
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|---|---|---|---|
| KR1020170067403A KR101951470B1 (ko) | 2017-05-31 | 2017-05-31 | 유속과 풍속을 이용한 정화가능 발전장치 및 그의 정화/발전 방법 |
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|---|---|---|---|
| KR1020170067403A KR101951470B1 (ko) | 2017-05-31 | 2017-05-31 | 유속과 풍속을 이용한 정화가능 발전장치 및 그의 정화/발전 방법 |
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| KR20180130993A true KR20180130993A (ko) | 2018-12-10 |
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| KR1020170067403A KR101951470B1 (ko) | 2017-05-31 | 2017-05-31 | 유속과 풍속을 이용한 정화가능 발전장치 및 그의 정화/발전 방법 |
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| KR (1) | KR101951470B1 (ko) |
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