KR20190023753A - 건물의 에너지 재생 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 건물 내부에 상하방향을 따라 설치되어 내부에 유체가 유동하는 배관유닛, 상기 건물의 상부에서 상기 배관유닛을 따라 하부로 낙하하는 유체의 이동경로상에 설치되어 낙차를 이용해 전력을 생산하는 제1전력생산유닛, 상기 건물의 외부에 설치되어 풍력을 이용해 전력을 생산하는 제2전력생산유닛 및 상기 제1전력생산유닛과 상기 제2전력생산유닛에서 생산된 전력을 저장하고, 이를 상기 건물 내부에 분배하여 제공하는 제어유닛을 포함하는 건물의 에너지 재생 시스템이 개시된다.

Description

건물의 에너지 재생 시스템{Building energy recovery system}
본 발명은 건물의 에너지 재생 시스템에 관한 것으로, 고층 건물에서 풍력이나 배관으로 흐르는 유체의 낙차를 이용하여 에너지를 생산하고 이를 다시 건물의 난방 등에 에 사용할 수 있는 건물의 에너지 재생 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 발전소에서 생산되는 전력을 이용하여 생활하고 있으며, 이에 대한 대부분은 한정된 자원인 화석에너지가 주를 이를고 있다.
화석에너지를 대체할 수 있는 수단으로 수력, 풍력 및 태양열 등 다양한 에너지원을 이용하여 전력을 생산할 수 있는 기술에 대해 많은 연구가 이루어지고 있다.
이와 같이 생산된 에너지는 각 가정이나 건물, 공장 등 다양한 곳으로 제공되고 있으나, 여름철 냉방시설이 작동되는 경우 전력이 부족한 현상이 발생하곤 한다.
이러한 문제를 해결하고자 발전소를 증설하거나 우라늄 등 핵연료를 이용해 전력을 생산하고는 있으나, 이에 따른 화석연료의 고갈이나 대기의 오염 및 핵연료의 위험 등에 노출되고 있는 실정이다.
이에 따라 최근에는 이와 같은 화석연료의 사용을 줄이고자, 자연 에너지를 활용해 전력을 생산하는 움직임이 일고 있다.
그러나, 풍력이나 태양열 등은 날씨에 영향을 많이 받아 지속적인 이용이 불가능한 문제가 있다.
특히 풍력의 경우 지속적인 바람이 불어야 에너지 생산이 가능할 뿐만 아니라 태양열은 흐린 날씨에 사용이 어려웠다.
뿐만 아니라, 이렇게 생산되는 전력은 미미하며 지속적인 사용이 어려운 문제점가 있어, 낭비되는 에너지를 재생하여 전력을 생산할 수 있는 새로운 방법이 필요한 실정이다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 다음과 같다.
본 발명은 다세대가 거주하는 주거용이나 사무용 고층 건물에 적용되어 낭비되는 에너지를 이용해 전력을 생산하고 이를 이용해 건물의 난방이나, 내부 시설에 사용함으로써 에너지 효율을 증가시킬 수 있는 건물의 에너지 재생 시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 일측면에 따르면, 건물 내부에 상하방향을 따라 설치되어 내부에 유체가 유동하는 배관유닛, 상기 건물의 상부에서 상기 배관유닛을 따라 하부로 낙하하는 유체의 이동경로상에 설치되어 낙차를 이용해 전력을 생산하는 제1전력생산유닛, 상기 건물의 외부에 설치되어 풍력을 이용해 전력을 생산하는 제2전력생산유닛 및 상기 제1전력생산유닛과 상기 제2전력생산유닛에서 생산된 전력을 저장하고, 이를 상기 건물 내부에 분배하여 제공하는 제어유닛을 포함한다.
또한, 상기 제1전력생산유닛은 상기 배관유닛 내부에 구비되어 유동하는 유체에 의해 회전하는 회전부 및 상기 회전부에 연결되어 전력을 발생시키는 제1발전부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 배관유닛은 복수 개의 배관으로 구성되고, 상기 회전부는 상기 배관 내부에 각각 구비되는 복수 개의 회전체를 포함할 수 있다.
또한, 상기 배관유닛은 유량에 따라 사용자가 선택적으로 개폐 가능하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 제2전력생산유닛은 상기 건물의 상부에 설치되어 적어도 일부가 외부로 노출되며 바람에 의해 회전하는 풍력터빈 및 상기 풀력터빈에 연결되어 전력을 생산하는 제2발전부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 풍력터빈은 회전축을 중심으로 일방향으로만 회전하도록 구성될 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 효과에 대하여 설명하면 다음과 같다.
첫째, 고층 건물에 구비된 배관유닛에서 유동하는 유체의 낙차를 이용하여 전력을 생산하고 이를 이용하여 건물의 난방 및 기타 설비에 사용함으로써, 버려지는 에너지를 재생하여 사용할 수 있는 이점이 있다.
둘째, 건물의 외부에 풍력을 이용한 별도의 전력생산유닛을 구비하여 외부 자연 현상에 의해 발생되는 에너지를 통해 전력을 생산하고, 이를 이용하여 건물에 사용함으로써 추가적인 에너지 절감효과가 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 건물의 에너지 재생 시스템이 적용된 건물의 외형을 나타낸 도면;
도 2는 도 1의 에너지 재생 시스템에서 유체의 낙차를 이용해 전력을 생산하는 상태를 개략적으로 나타낸 도면;
도 3은 도 2의 제1전력생산유닛의 세부 구성에 대해 나타낸 도면;
도 4는 도 2의 제1전력생산유닛이 동작하는 상태를 나타낸 도면;
도 5는 도 2의 제1전력생산유닛에서 배관유닛 에 회전체가 설치된 상태를 나타낸 도면;
도 6은 도 1의 에너지 재생 시스템에서 제2전력생산유닛에 대해 나타낸 도면;
도 7은 도 2의 제1전력생산유닛의 변형된 형태에 대해 나타낸 도면; 및
도 8은 도 7의 제1전력생산유닛의 변형된 형태가 동작하는 것을 나타낸 도면임
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.
그리고, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 동일 기능을 갖는 구성요소에 대해서는 동일 명칭 및 동일부호를 사용할 뿐 실질적으론 종래기술의 구성요소와 완전히 동일하지 않음을 미리 밝힌다.
또한, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에 따른 건물의 에너지 재생 시스템은 고층 빌딩이나 오피스텔, 다세대 주택 등 고층을 이용해 복수의 세대가 주거 및 업무를 수행하도록 구성되는 건물에서 자연에너지를 이용해 전력을 생산해 사용하는 시스템에 관한 것이다.
먼저, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 에너지 재생 시스템에 대해 살펴보면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 건물의 에너지 재생 시스템이 적용된 건물의 외형을 나타낸 도면, 도 2는 도 1의 에너지 재생 시스템에서 유체의 낙차를 이용해 전력을 생산하는 상태를 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 3은 도 2의 제1전력생산유닛의 세부 구성에 대해 나타낸 도면이다.
그리고 도 4는 도 2의 제1전력생산유닛이 동작하는 상태를 나타낸 도면이며, 도 5는 도 2의 제1전력생산유닛에서 배관유닛에 회전부가 설치된 상태를 나타낸 도면이고, 도 6은 도 1의 에너지 재생 시스템에서 제2전력생산유닛에 대해 나타낸 도면이다.
도시된 도면을 살펴보면 본 발명에 따른 건물의 에너지 재생 시스템은 크게 유체가 유동하는 배관유닛(100), 전력을 생산하는 제1전력생산유닛(200), 제2전력생산유닛(300), 생산된 전력을 저장하고 저장된 전력을 이용하여 건물(10)의 공용 난방이나 기타 설비에 사용할 수 있도록 제어하는 제어유닛(400)을 포함한다.
상기 배관유닛(100)는 건물(10)에 필수적으로 구비되는 복수 개의 배관으로 구성되며, 건물(10)의 상하방향을 따라 설치되어 내부에서 유체가 유동한다.
일반적으로 건물(10) 내부에는 많은 상수관(130), 오수관(110) 및 우수관(120)들이 구비되어 있으며, 고층건물(10)에는 상층에 물이나 오수를 처리하기 위해 필수적으로 구비된다
이와 같이 건물(10)에 구비된 상기 배관유닛(100)는 크게 오수관(110), 우수관(120) 및 상수관(130)을 포함한다.
상기 오수관(110)은 건물(10)의 각 세대에서 사용 후 배출되는 오수가 유동하는 배관으로, 건물(10)의 하부 또는 지하로 전달되도록 구성된다.
그리고 상기 우수관(120)은 건물(10)에서 각 세대로 공급되는 것이 아니라 옥상이나 외부 등에서 유입되는 물이 건물(10)에 쌓이거나 영향을 끼치지 않도록 외부로 배출시키는 역할을 한다.
즉, 상기 우수관(120)은 각 세대로 공급되는 것이 아니라 비가 내리거나 외부에서 전달되는 물을 모아서 건물(10) 외부로 배출하는 배관이다.
이와 같은 상기 우수관(120) 역시 건물(10)에서 상하방향을 따라 배치된다.
상기 상수관(130)은 각 세대로 상수를 공급하는 배관으로, 건물(10) 내부에서 상하방향을 따라 배치되며 일부가 분기되어 각 세대로 연결된다.
여기서, 상기 상수관(130)은 건물(10)의 상부 또는 옥상 등에 설치된 물탱크와 연결되며, 물탱크에 수용된 상수가 각 세대별로 공급되도록 구성된다.
이와 같이 상기 배관유닛(100)는 복수 개의 배관이 건물(10) 내부에서 상하방향을 따라 배치될 수 있으며, 중력에 의해 하부방향으로 유체가 낙하하도록 구성된다.
본 실시예에서 상기 배관유닛(100)는 상기 상수관(130), 상기 오수관(110) 및 상기 우수관(120)을 포함하도록 구성되며, 이와 달리 일부만 구성될 수도 있다.
이와 같이 상기 배관유닛(100)는 건물(10)에 상하로 배치되어 유체가 이동하는 배관으로 복수 개가 구성된다.
이때, 상기 배관유닛(100)는 복수 개 각각의 내부에 별도의 개방조절밸브가 구비될 수 있으며, 유량에 따라 사용자가 선택적으로 개폐가 조절될 수도 있다.
따라서, 상기 오수관(110), 상기 우수관(120) 및 상기 상수관(130) 중 어느 하나가 파손되어 사용이 어려운 경우에 이를 폐쇄하여 유체의 이동을 차단하거나 우회시킬 수도 있다.
한편, 상기 제1전력생산유닛(200)은 상기 배관유닛(100)에 연결되어 전력을 생산한다.
구체적으로 상기 제1전력생산유닛(200)은, 적어도 일부가 상기 배관유닛(100)상에 구비되어 상기 배관유닛(100) 내부에 유동하는 유체의 낙차를 이용해 전력을 생산한다.
본 발명에 따른 상기 제1전력생산유닛(200)은 크게 회전부(210) 및 제1발전부(220)를 포함한다.
상기 회전부(210)는 회전축을 가지며 기 설정된 방향을 따라 회전하도록 구성되며, 상기 배관유닛(100) 내부에 배치된다.
본 실시예에서 상기 회전부(210)는 복수 개의 부재로 구성되어 각각이 상술한 상기 상수관(130), 상기 우수관(120) 및 상기 오수관(110) 내부에 배치되어 유체의 유동에 의해 회전하도록 구성된다.
구체적으로, 상기 회전부(210)는 상기 오수관(110) 내부에 구비되어 유체의 흐름에 따라 회전하는 제1회전체(212), 상기 우수관(120) 내부에 구비되어 유체의 흐름에 따라 회전하는 제2회전체(214) 및 상기 상수관(130) 내부에 구비되어 유체의 흐름에 따라 회전하는 제3회전체(216)로 구분한다.
한편, 상기 제1발전부(220)는 상기 제1회전체(212) 내지 상기 제3회전체(216)에 연결되어 전력을 방생시킨다.
여기서, 상기 제1발전부(220)는 일반적인 회전식 발전기형태로 형성되어 전력을 생산하고 후술하는 상기 제어유닛(400)에 저장한다.
이와 같이 상기 제1전력생산유닛(200)은 상기 제1회전체(212) 내지 상기 제3회전체(216)가 각각 상기 오수관(110), 상기 우수관(120) 및 상기 상수관(130) 내부에 배치되어 내부에서 유동하는 유체의 흐름에 의해 회전한다.
그리고 상기 제1회전체(212) 내지 상기 제3회전체(216)의 회전에 의해 상기 발생되는 회전력을 이용해 상기 제1발전부(220)에서 전력을 생산한다.
본 실시예에 따른 상기 제1전력생산유닛(200)의 구성에 대해 보다 상세하게 살펴보면, 도3에 도시된 바와 같이 건물(10) 내부에 상기 오수관(110) 상기 우수관(120) 및 상기 상수관(130)이 연속하여 인접하게 배치되며 상하방향을 따라 유체가 유동할 수 있게 배치된다.
그리고 상기 제1회전체(212) 내지 상기 제3회전체(216)는 각각의 내부에 회전 가능하게 배치된다. 이때, 상기 제1회전체(212) 내지 상기 제3회전체(216)는 동일한 회전축을 가지도록 배치되며 본 실시예에서 상기 회전축은 별도의 회전샤프트(230)로 구성되어 상기 상기 제1발전부(220)와 연결된다.
구체적으로, 상기 회전샤프트(230)는 길게 형성되어 일측이 상기 제1발전부(220)와 연결되고, 타측에 상기 제1회전체(212) 내지 상기 제3회전체(216)가 이격 배치된다.
이에 따라 상기 오수관(110) 상기 우수관(120) 및 상기 상수관(130) 중 적어도 어느 하나에서 유체가 흐르는 경우 상기 회전부(210)를 회전시켜 함께 상기 회전샤프트(230)가 회전하고, 이에 따라 상기 제1발전부(220)에서 전력이 생산된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 상기 제1전력생산유닛(200)은 상기 회전샤프트(230)와 함께 추가적으로 회전조절부(240)를 더 포함한다.
상기 회전조절부(240)는 상기 회전부(210)와 상기 회전샤프트(230)가 결합되는 영역에 구비되어 회전축을 중심으로 일방향으로만 회전하도록 하며, 상기 회전샤프트(230)가 역방향회전을 하여 상기 제1발전부(220)가 파손되는 것을 방지한다.
또한, 상기 회전조절부(240)는 상기 제1회전체(212) 내지 상기 제3회전체(216) 중 어느 하나만 회전하는 경우 상기 회전샤프트(230)가 회전하더라도 나머지는 함께 회전하지 않도록 한다.
구체적으로 상기 회전조절부(240)는 도시된 바와 같이 상기 제1회전체(212) 내지 상기 제3회전체(216)와 상기 회전샤프트(230)가 결합되는 위치에 각각 독립적으로 구비되며 모두 동일한 방향으로 회전할 수 있도록 한다.
이에 따라 상기 제1회전체(212) 내지 상기 제3회전체(216) 중 어느 하나라도 회전하는 경우 상기 회전샤프트(230)는 회전하며, 나머지 회전체들은 회전하지 않음으로써 상기 회전샤프트(230)의 회전에 방해를 하지 않는다.
여기서, 상기 회전조절부(240)는 1-Way 베어링이나 스프로킷 등 다양한 구조로 형성될 수 있다.
만약, 도 4에 도시된 바와 같이 비에 의해 건물(10)의 상부에서 우수가 모여 상기 우수관(120)을 통해 유체가 낙하하는 경우 상기 제2회전체(214)는 회전하며 상기 회전샤프트(230)를 회전시켜 전력을 생산한다.
하지만, 상기 제1회전체(212) 및 상기 제3회전체(216)는 상기 회전조절부(240)에 의해 상기 회전샤프트(230)와 함께 회전하지 않는다.
이와 같이 본 발명에 따른 상기 제1전력생산유닛(200)은 상술한 상기 회전부(210), 상기 제1발전부(220), 상기 회전샤프트(230) 및 상기 회전조절부(240)를 포함하며, 상기 배관유닛(100)에서 유동하는 유체의 낙차를 이용해 전력을 생산한다.
한편, 본 발명에 따른 상기 제1전력생산유닛(200)은 도 2에 도시된 바와 같이 하나의 모듈형태로 형성되어 건물(10)의 내부에서 복수 개가 각각 구비될 수 있다.
이어서, 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 상기 제1전력생산유닛(200)에서 상기 회전부(210)가 상기 배관유닛(100) 내부에 배치되는 상태에 대해 살펴보면 다음과 같다.
도시된 도면을 살펴보면 상기 제1회전체(212) 내지 상기 제3회전체(216)는 각각 상기 오수관(110), 상기 우수관(120) 및 상기 상수관(130) 내부에서 유동하는 유체에 의해 회전 가능하도록 구성되어 있으며, 적어도 하나는 상기 회전축이 상기 배관유닛(100) 내부에서 편심되도록 배치된다.
구체적으로 상기 제1회전체(212) 내지 상기 제3회전체(216) 중 적어도 어느 하나는 상기 배관유닛(100) 내부에서 상기 회전축이 일측으로 편심되도록 배치되며 상기 배관유닛(100)를 따라 유동하는 유체가 상기 회전부(210)의 날개부분을 거치며 회전시킬 수 있도록 한다.
즉, 도시된 바와 같이 상기 제1회전체(212) 내지 상기 제3회전체(216) 중 적어도 어느 하나는 상기 배관유닛(100) 내부에서 일방향으로 회전할 수 있다.
본 실시예에서 상기 제1회전체(212) 내지 상기 제3회전체(216)는 동일한 회전축을 가지며 상기 회전샤프트(230)에 의해 연결되어 회전할 수 있도록 구성된다.
여기서 상기 배관유닛(100)는 상기 유체가 유동하는 유동경로 중 일부 공간이 함몰 형성된 리세스(150)를 구비하며, 상기 리세스(150) 부분을 포함해 상기 회전부(210)가 회전할 수 있는 반경을 형성한다.
즉, 상기 회전부(210)는 도시된 바와 같이 회전축이 상기 배관유닛(100) 중에서 함몰된 방향으로 편향되어 배치되며, 상기 회전부(210)의 날개부분 중 일부만 상기 배관유닛(100) 내부에서 상기 유체가 유동하는 경로상에 위치한다.
이에 따라, 상기 배관유닛(100)를 따라 낙하하는 유체에 희애 상기 제1회전체(212) 내지 상기 제3회전체(216)는 모두 일방향으로 회전한다.
본 실시예에서 상기 제1회전체(212) 내지 상기 제3회전체(216)는 동일한 회전축을 가지며 상기 회전샤프트(230)에 연결되어 있기 때문에 상기 오수관(110) 상기 우수관(120) 및 상기 상수관(130)이 동일한 형태로 형성되어 상기 회전축이 일측으로 편향 배치될 수 있도록 구성된다.
이와 같이 상기 제1전력생산유닛(200)이 구성됨으로써 상기 배관유닛(100)에 내부에서 유동하는 유체의 낙차를 이용해 전력을 생산할 수 있다.
한편, 상기 제2전력생산유닛(300)은 상술한 상기 제1전력생산유닛(200)과 별도로 일부가 상기 건물(10)의 외부에 노출되어 풍력을 이용해 전력을 생산한다.
구체적으로, 도시된 도면을 살펴보면, 상기 제2전력생산유닛(300)은 풍력에 의해 회전하는 풍력터빈(310) 및 상기 풍력터빈(310)에 연결되어 전력을 생산하는 제2발전부(320)(320)를 포함한다.
상기 풍력터빈(310)은 건물(10)의 외부에 설치되어 적어도 일부가 외부로 노출되며 바람에 의해 회전한다. 이때, 상기 풍력터빈(310)은 상하방향에 따른 회전축을 가지며, 상기 회전축을 중심으로 방사형의 블레이드(312)를 포함하여 회전한다.
즉, 상기 풍력터빈(310)은 복수 개의 블레이드(312)에 의해 풍력을 제공받아 상기 회전축을 중심으로 회전할 수 있다.
그리고 상기 제2발전부(320)(320)는 상술한 상기 제1발전부(220)와 유사하게 형성되며, 상기 풍력터빈(310)의 회전력을 제공받아 전력을 생산한다.
이때, 상기 제2발전부(320)(320)는 상기 풍력터빈(310)과 직접적으로 연결될 수도 있고 이와 달리 복수 개의 기어 및 샤프트를 통해 연결되어 풍력을 제공받을 수도 있다.
본 실시예에서 상기 풍력터빈(310)은 도시된 바와 같이 상하방향으로 배치된 회전축을 가지며, 상기 회전축을 중심으로 복수 개의 블레이드(312)가 형성된다, 이때, 상기 블레이드(312)는 상기 회전축을 중심으로 우각(소뿔)형태의 단면을 가지도록 휘어진 형태를 가지며, 상하방향으로 길게 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 추가적으로 상기 풍력터빈(310)은 상기 블레이드(312)와 별도로 덮개(314)가 구비될 수도 있다. 이는 상기 풍력터빈(310)에 구비된 각각의 상기 블레이드(312)상에서 상기 덮개(314)와 함께 독립적인 공간을 형성하도록 함으로써 상기 풍력터빈(310)의 회전력을 증가시킬 수 있다.
여기서, 상기 풍력터빈(310)은 상기 회전축을 중심으로 일방향으로만 회전하도록 구성되는 것이 바람직하다.
추가적으로 상기 풍력터빈(310)에 구비된 각각의 블레이드(312)는 상기 회전축을 중심으로 회전 반경이 확장되도록 구성될 수도 있다.
도면에 도시되지는 않았지만, 상기 풍력터빈(310)은 복수 개의 블레이드(312) 각각이 이중 구조로 구성되어 작용하는 풍력에 대응해 확장될 수 있다.
한편, 상기 제2전력생산유닛(300)은 별도의 이물질차단부(330)를 더 포함할 수 있다.
구체적으로 상기 이물질차단부(330)는 도 1에 도시된 바와 같이 상기 건물(10)의 상부에 노출된 상기 풍력터빈(310)에 이물질이 투입되거나 외력에 의해 파손되는 것을 방지하기 위해 보호하는 수단으로, 상기 풍력터빈(310)의 적어도 일부를 감싸는 형태로 형성된다.
그리고 상기 풍력터빈(310)을 감싸는 면의 일부가 매쉬 등과 같은 형태로 형성되어 공기가 유동할 수 있도록 구성된다.
한편, 상기 제어유닛(400)은 상기 제1전력생산유닛(200) 및 상기 제2전력생산유닛(300)에 연결되어 생산된 전력을 저장하고, 이를 이용하여 건물(10)의 난방 등에 사용하도록 제어한다.
구체적으로 상기 제어유닛(400)은 일반적인 축전기를 포함하여 생산된 전력을 저장하고, 이를 이용하여 건물(10)의 공용 난방이나 전등 등에 필요한 전력을 제공한다.
이와 같이 본 발명에 따른 건물의 에너지 재생 시스템은 상기 배관유닛(100)에서 유동하는 유체의 낙차를 이용하여 전력을 생산하거나, 건물(10) 외부에서 작용하는 풍력을 이용하여 전력을 생산하고, 생산된 전력을 상기 제어유닛(400)으로 제공한다.
그리고 상기 제어유닛(400)으로 제공된 전력은 건물(10)의 공공 전력으로 사용될 수 있다.
다음으로 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명에 따른 제1전력생산유닛(200)의 변형된 형태에 대해 살펴보면 다음과 같다.
도 7은 도 2의 제1전력생산유닛(200)의 변형된 형태에 대해 나타낸 도면이고, 도 8은 도 7의 제1전력생산유닛(200)의 변형된 형태가 동작하는 것을 나타낸 도면이다.
먼저 도시된 도면을 살펴보면 상기 제1전력생산유닛(200)이 상술한 바와 같이 상기 상기 회전부(210), 상기 회전샤프트(230), 상기 회전조절부(240) 및 상기 제1발전부(220)를 포함한다.
여기서, 상기 제1회전체(212) 내지 상기 제3회전체(216)가 동일한 회전축을 가지며 상기 회전샤프트(230)에 결합되는 것이 아니라 각각이 독립적으로 구비된다.
구체적으로, 상기 제1회전체(212) 내지 상기 제3회전체(216)가 각각 회전축을 가지며, 상기 오수관(110), 상기 우수관(120) 및 상기 상수관(130) 내부에 배치되지만, 각각은 독립적인 회전축을 가진다.
즉, 상기 회전샤프트(230)는 하나의 부재가 아니라, 상기 제1회전체(212)와 연결되는 제1샤프트(232), 상기 제2회전체(214)와 연결되는 제2샤프트(234) 및 상기 제3회전체(216)와 연결되는 제3샤프트(236)를 포함한다.
그리고, 이와 같이 각각의 상기 제1샤프트(232) 내지 상기 제3샤프트(236)의 길이방향에 따른 일측에 상기 제1회전체(212) 내지 상기 제3회전체(216)가 결합된다.
이때, 상기 제1샤프트(232) 내지 상기 제3샤프트(236)는 타측에 복수 개의 연결기어가 형성되며 이를 통해 상호 연결된다.
즉, 상기 제1샤프트(232) 내지 상기 제3샤프트(236)는 상기 연결기어에 의해 상호 연결되어 동시에 회전할 수 있다.
그리고 이와 같이 연결된 상기 제1샤프트(232) 내지 상기 제3샤프트(236)는 상기 제2발전부(320)(320)와 연결되어 회전력을 제공할 수 있다.
여기서, 상기 제1회전체(212) 내지 상기 제3회전체(216)가 상기 제1샤프트(232) 내지 상기 제3샤프트(236)와 각각 결합되는 영역에 상기 회전조절부(240)가 구비된다.
이에 따라, 상기 제1회전체(212) 내지 상기 제3회전체(216)가 동시에 회전하지 않고 일부만 회전하더라도 상기 제1샤프트(232) 내지 상기 제3샤프트(236)는 동일한 방향으로 함께 회전하며 상기 제2발전부(320)(320)를 회전시킬 수 있다.
구체적으로 도 8에 도시된 바와 같이 상기 제2회전체(214)만 회전하는 경우 상기 제2샤프트(234)가 회전하며, 상기 연결기어에 의해 상기 제1샤프트(232)와 상기 제3샤프트(236)도 함께 회전한다.
하지만, 상기 제1회전체(212)와 상기 제3회전체(216)에 연결된 상기 제1회전체(212)와 상기 제3회전체(216)는 회전하지 않기 때문에 상기 제1샤프트(232)와 상기 제3샤프트(236)가 회전하는데 부하가 발생하지 않는다.
이에 따라 상기 제1회전체(212) 내지 상기 제3회전체(216) 중 적어도 어느 하나만 회전하더라도 별도의 부하 없이 상기 제2발전부(320)(320)에 회전력을 제공할 수 있다.
본 실시예에서 상기 회전조절부(240)가 상기 회전샤프트(230)와 상기 회전부(210) 가 결합되는 위치에 구비되어 있으나, 이와 달리 상기 회전샤프트(230)의 길이방향에 따른 일부에 구비되거나, 상기 회전샤프트(230)와 상기 연결기어가 결합되는 영역에 구비될 수도 있다.
이와 같이 상기 회전조절부(240)가 상기 회전샤프트(230)와 상기 연결기어가 결합되는 영역에 구비되는 경우 상기 제2회전샤프트(230)만 회전하더라도 상기 연결기어만 함께 회전하고 상기 제1샤프트(232)와 상기 제3샤프트(236)는 회전하지 않을 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 건물의 에너지 재생 시스템은 상기 배관유닛(100), 상기 제1전력생산유닛(200), 상기 제2전력생산유닛(300) 및 상기 저장유닛을 포함하며, 건물(10)에서 유체의 낙하에 의해 발생되는 에너지나 풍력 등을 이용해 전력을 생산하여 에너지를 재생할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
10: 건물
100: 배관유닛
110: 오수관
120: 우수관
130: 상수관
140: 개방조절밸브
200: 제1전력생산유닛
210: 회전부
220: 제1발전부
230: 회전샤프트
240: 회전조절부
300: 제2전력생산유닛
310: 풍력터빈
320: 제2발전부
330: 이물질차단부
400: 제어유닛

Claims (6)

  1. 건물 내부에 상하방향을 따라 설치되어 내부에 유체가 유동하는 배관유닛;
    상기 건물의 상부에서 상기 배관유닛을 따라 하부로 낙하하는 유체의 이동경로 상에 설치되어 낙차를 이용해 전력을 생산하는 제1전력생산유닛;
    상기 건물의 외부에 설치되어 풍력을 이용해 전력을 생산하는 제2전력생산유닛; 및
    상기 제1전력생산유닛과 상기 제2전력생산유닛에서 생산된 전력을 저장하고, 이를 상기 건물 내부에 분배하여 제공하는 제어유닛;
    을 포함하는 건물의 에너지 재생 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1전력생산유닛은,
    상기 배관유닛 내부에 구비되어 유동하는 유체에 의해 회전하는 회전부; 및
    상기 회전부에 연결되어 전력을 발생시키는 제1발전부;
    를 포함하는 건물의 에너지 재생 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 배관유닛은 복수 개의 배관으로 구성되고,
    상기 회전부는 상기 배관 내부에 각각 구비되는 복수 개의 회전체를 포함하는 건물의 에너지 재생 시스템
  4. 제1항에 있어서,
    상기 배관유닛은,
    유량에 따라 사용자가 선택적으로 개폐 가능하도록 구성되는 건물의 에너지 재생 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2전력생산유닛은,
    상기 건물의 상부에 설치되어 적어도 일부가 외부로 노출되며 바람에 의해 회전하는 풍력터빈; 및
    상기 풀력터빈에 연결되어 전력을 생산하는 제2발전부;
    를 포함하는 건물의 에너지 재생 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 풍력터빈은
    회전축을 중심으로 일방향으로만 회전하도록 구성되는 건물의 에너지 재생 시스템.
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