KR20190131643A

KR20190131643A - 풍력과 공압을 이용한 발전장치

Info

Publication number: KR20190131643A
Application number: KR1020180056256A
Authority: KR
Inventors: 김현재
Original assignee: 주식회사 썬스타
Priority date: 2018-05-17
Filing date: 2018-05-17
Publication date: 2019-11-27
Also published as: KR102105673B1

Abstract

본 발명은 풍력과 공압을 이용한 발전장치에 관한 것으로, 본 발명은 풍력구동유닛, 공기압축유닛, 오일탱크, 유분리기, 에어탱크, 에어모터, 발전기, 축전지를 포함함으로써 바람이 유입되어 배출되도록 하면서 유입되는 바람에 의한 풍력을 증폭시켜 증폭된 풍력에 의해 회전구동되는 풍력구동유닛의 구동력을 통해 공기압축유닛을 구동시켜 공기를 압축시킨 후 공기압축유닛 내의 압축된 공기와 혼합된 오일을 유분리기를 통해 분리하여 오일은 오일탱크 측으로 안내하면서 오일이 분리된 압축공기를 에어탱크에 저장시키며, 에어탱크에 저장된 후 배출되는 압축공기를 에어모터로 공급하여 발전기를 구동시켜 발전기와 연결된 축전지에 전류를 축전시킬 수 있도록 하는 한편, 이에 따라 적은 바람만으로도 풍력구동유닛을 통해 풍력이 증폭되면서 증폭된 풍력에 따른 회전구동력에 의해 압축공기를 발생시킨 후 발생된 압축공기를 에어탱크에 저장한 후에 에어모터로 공급하여 발전되도록 하여 발전된 전류의 축전량을 극대화함과 동시에 바람이 비교적 적게 부는 지역에서 건물의 옥상은 물론 상습 결빙지역, 가로등, 골프장, 운동장, 공항 등과 같은 전력을 필요로 하는 모든 장소에 간편하게 설치하여 사용할 수 있는 것이다.

Description

풍력과 공압을 이용한 발전장치{Power generation device using wind force and pneumatic}

본 발명은 풍력과 공압을 이용한 발전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 풍력증폭덕트, 풍력구동유닛, 공기압축유닛, 오일탱크, 유분리기, 에어탱크, 에어모터, 발전기, 축전지를 포함함으로써 풍력증폭덕트 일 측으로 바람이 유입되어 배출되도록 하면서 유입되는 바람에 의한 풍력을 증폭시켜 증폭된 풍력에 의해 회전구동되는 풍력구동유닛의 구동력을 통해 공기압축유닛을 구동시켜 공기를 압축시킨 후 공기압축유닛 내의 압축된 공기와 혼합된 오일을 유분리기를 통해 분리하여 오일은 오일탱크 측으로 안내하면서 오일이 분리된 압축공기를 에어탱크에 저장시키며, 에어탱크에 저장된 후 배출되는 압축공기를 에어모터로 공급하여 발전기를 구동시켜 발전기와 연결된 축전지에 전류를 축전시킬 수 있도록 하는 한편, 이에 따라 적은 바람만으로도 풍력증폭덕트를 통해 풍력이 증폭되면서 증폭된 풍력에 따른 풍력구동유닛의 회전구동력에 의해 압축공기를 발생시킨 후 발생된 압축공기를 에어탱크에 저장한 후에 에어모터로 공급하여 발전되도록 하여 발전된 전류의 축전량을 극대화함과 동시에 바람이 비교적 적게 부는 지역에서 건물의 옥상은 물론 상습 결빙지역, 가로등, 골프장, 운동장, 공항 등과 같은 전력을 필요로 하는 모든 장소에 간편하게 설치하여 사용할 수 있도록 한 풍력과 공압을 이용한 발전장치에 관한 것이다.

일반적으로 풍력 발전기는 바람이 지니고 있는 에너지를 우리가 유용하게 사용할 수 있는 전기 에너지로 바꿔주는 장치를 의미하는 것으로, 불어오는 바람은 풍력 발전기의 날개를 회전시키며, 이때 생긴 날개의 회전력으로 전기를 생산하는 장치이다.

이러한 풍력 발전기는 풍속이 세고 풍차가 클수록 더 많은 풍력 에너지를 생산할 수 있기 때문에, 바람의 세기와 풍차의 크기가 클수록 그 발전량이 많다.

한편, 현재 사용하고 있는 석탄, 석유 등 화석연료는 재생 불가능한 에너지원으로 점차 고갈되고 있으며, 화석연료의 사용으로 인한 환경오염이 문제시되고 있다.

따라서, 최근 이러한 문제들에 대한 대체 에너지원으로 무공해 풍력발전이 더욱 각광받고 있는 실정이다.

상기와 같이, 무공해로 발전이 가능한 풍력발전기의 하나로서, 육상 풍력 발전의 발달로 인하여 풍력 터빈이 대형화되었는데 이로 인해 부지가 넉넉하지 않은 국내에서는 설치장소의 한계가 드러나게 되었다.

또한, 육상의 풍력 발전기 설비는 설치비가 비싸므로 풍력을 효과적으로 사용하기 위해 설비 간의 넓은 이격 거리가 필요하다.

따라서, 부지의 구입이나 임대비용이 많이 드는 국내에서는 육상 풍력 발전기설비 시 필요한 이격 거리를 확보하는데 어려움이 많이 따르고 있으며, 아울러 바람이 많이 부는 지역은 한정적이고 제한되어있다.

더욱이, 국내에서 바람이 많이 부는 지역은 주로 산간 오지의 산마루 지점이기 때문에 기초 공사가 어려울 뿐 아니라 평지에서부터 산간 오지까지 설치하는데 필요한 도구의 수송이 어렵다. 산간지역은 고도가 높고 경사가 가파르기 때문에 설치과정 역시 복잡하고 어렵다.

다시 말하면, 전술한 바와 같은 종래의 풍력발전장치는 바람이 많이 부는 지역에 설치되어야 하며, 이와 같이 바람이 많이 부는 지역은 주로 산간 오지의 산마루 지점으로 지역특성상 수송 및 설치가 어렵다는 문제가 있었다.

아울러, 바람이 비교적 적게 부는 지역에는 설치하여 사용할 수 없으며, 바람이 많이 부는 지역에 설치하더라도 기상변화에 따라 바람이 적게 부는 시기에는 축전량이 미소하다는 문제가 있었다.

그러므로, 바람이 비교적 적게 부는 지역에서 건물의 옥상 등에 설치하여 사용할 수 있으며, 적은 바람만으로도 풍력을 증폭시켜 축전량을 극대화할 수 있도록 한 풍력을 이용한 발전장치에 대한 연구 및 개발이 요구되는 실정이다.

대한민국 등록특허 제1333787호 2013.11.21.등록

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 풍력구동유닛, 공기압축유닛, 오일탱크, 유분리기, 에어탱크, 에어모터, 발전기, 축전지를 포함함으로써 풍력증폭덕트 일 측으로 바람이 유입되어 배출되도록 하면서 유입되는 바람에 의한 풍력을 증폭시켜 증폭된 풍력에 의해 회전구동되는 풍력구동유닛의 구동력을 통해 공기압축유닛을 구동시켜 공기를 압축시킨 후 공기압축유닛 내의 압축된 공기와 혼합된 오일을 유분리기를 통해 분리하여 오일은 오일탱크 측으로 안내하면서 오일이 분리된 압축공기를 에어탱크에 저장시키며, 에어탱크에 저장된 후 배출되는 압축공기를 에어모터로 공급하여 발전기를 구동시켜 발전기와 연결된 축전지에 전류를 축전시킬 수 있도록 한 풍력과 공압을 이용한 발전장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

아울러, 본 발명에 따른 기술은 풍력증폭덕트, 풍력구동유닛, 공기압축유닛, 오일탱크, 유분리기, 에어탱크, 에어모터, 발전기, 축전지를 포함하여 구성되어, 풍력증폭덕트 일 측으로 바람이 유입되어 배출되도록 하면서 유입되는 바람에 의한 풍력을 증폭시켜 증폭된 풍력에 의해 회전구동되는 풍력구동유닛의 구동력을 통해 공기압축유닛을 구동시켜 공기를 압축시킨 후 공기압축유닛 내의 압축된 공기와 혼합된 오일을 유분리기를 통해 분리하여 오일은 오일탱크 측으로 안내하면서 오일이 분리된 압축공기를 에어탱크에 저장시키며, 에어탱크에 저장된 후 배출되는 압축공기를 에어모터로 공급하여 발전기를 구동시켜 발전기와 연결된 축전지에 전류를 축전시킬 수 있도록 함으로써 적은 바람만으로도 풍력증폭덕트를 통해 풍력이 증폭되면서 증폭된 풍력에 따른 풍력구동유닛의 회전구동력에 의해 압축공기를 발생시킨 후 발생된 압축공기를 에어탱크에 저장한 후에 에어모터로 공급하여 발전되도록 하여 발전된 전류의 축전량을 극대화함과 동시에 바람이 비교적 적게 부는 지역에서 건물의 옥상은 물론 상습 결빙지역, 가로등, 골프장, 운동장, 공항 등과 같은 전력을 필요로 하는 모든 장소에 간편하게 설치하여 사용할 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 기술의 다른 목적은 풍력증폭덕트, 풍력구동유닛, 공기압축유닛, 오일탱크, 유분리기, 에어탱크, 에어모터, 발전기, 축전지를 포함하되, 리사이클유닛(recycle unit)을 더 포함함으로써 에어모터로 공급되면서 발전기를 구동시키는 압축공기에 대하여 에어모터로부터 배출되어 리사이클유닛을 거치면서 증폭되어 풍력증폭덕트의 바람이 유입되는 측으로 배출되도록 할 수 있으며, 이에 따라 발전을 위해 사용한 압축공기를 풍력구동을 위해 재사용함으로써 장치의 발전효율을 더욱 향상시킬 수 있도록 함에 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 다음과 같다. 즉, 본 발명에 따른 풍력과 공압을 이용한 발전장치는 풍력에 의해 회전구동력을 발생시켜 회전구동력을 통해 공압인 압축공기를 발생시킨 후 발생된 압축공기를 이용하여 발전시키며, 발생된 전기를 축전시킬 수 있는 풍력과 공압을 이용한 발전장치에 있어서, 일 측과 타 측이 개방된 관 형상으로 이루어지되, 일 측 단부는 바람의 유입이 가속을 통해 유입되도록 외향 확장되게 개방형성되며, 길이방향으로 일정간격을 가지고 절곡형성되는 풍력증폭덕트; 상단에 구비된 회전날개가 상기 풍력증폭덕트의 내부에 유입되는 바람에 의해 회전가능토록 설치되며, 상기 풍력증폭덕트로 유입되어 배출되는 바람에 의해 회전구동되는 풍력구동유닛; 상기 풍력구동유닛의 하부에 상단이 연동 회전가능토록 연결되며, 상기 풍력구동유닛의 구동력에 의해 연동 회전되면서 구동되어 외부로부터 공기를 유입시켜 압축시킨 후, 압축된 압축공기를 저장을 위해 배출시키는 공기압축유닛; 상기 공기압축유닛에 대하여 유입된 공기를 압축시켜 배출시킬 수 있도록 상기 공기압축유닛 일 측으로 오일을 공급하며, 상기 공기압축유닛으로부터 압축공기와 혼합되어 배출되는 오일이 다시 유입되는 오일탱크; 상기 공기압축유닛으로부터 압축공기와 혼합되어 배출되는 오일을 압축공기와 분리하여 분리된 오일을 상기 오일탱크 측으로 안내되도록 하며, 분리된 압축공기는 저장을 위해 별도로 안내되도록 하는 유분리기; 상기 유분리기를 통해 분리되어 안내되는 압축공기가 유입되어 저장되며, 선택적으로 발전을 위해 배출 안내되도록 하는 에어탱크; 상기 에어탱크에 저장되어 선택적으로 배출되는 압축공기가 유입되며, 압축공기가 유입되어 외부로 배출 안내되면서 회전구동되는 에어모터; 상기 에어모터와 연결되어 상기 에어모터의 회전구동력이 전달되며, 전달되는 회전구동력을 통해 전기를 발생시키는 발전기; 및 상기 발전기의 일 측에 연결되며, 상기 발전기를 통해 발생되는 전기를 축전시키는 축전지를 포함하는 구성으로 이루어진다.

여기서, 상기 풍력증폭덕트는 일 측 단부로부터 각 절곡되는 절곡부분을 향하여 일정길이만큼 내부공간이 협소하게 형성되어 절곡부분 측으로 바람이 증속되도록 절곡 증속안내경사부가 형성되며, 타 측 단부로부터 일정길이만큼에 대하여서도 일 측 단부로부터 다수의 절곡부분을 거친 바람의 배출시 증속되도록 배출 증속안내경사부가 형성되는 한편, 상기 풍력구동유닛은 일 측 단부 내부, 각 절곡부분 내부, 타 측 단부 내부에 상단에 구비된 회전날개가 회전가능토록 설치되게 다수의 세트로 설치되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 풍력구동유닛은 상단이 상기 풍력증폭덕트의 하면에 고정설치되는 케이스 및 상단이 상기 케이스로부터 상향 일정길이 돌출되어 돌출된 상단부분에 상기 회전날개가 다수 개로 설치되어 상기 케이스 내에 회전가능토록 설치되며, 하단이 상기 케이스로부터 하향 일정길이 돌출되어 돌출된 단부에 구동기어가 구비되는 구동축을 포함하는 것이 양호하다.

또한, 상기 공기압축유닛은 상기 풍력구동유닛의 하부에 회전구동력을 전달받아 연동 회전구동될 수 있도록, 공기압축케이스의 일 측 상부로부터 상향 돌출되어 돌출된 상단에 상기 풍력구동유닛의 구동기어와 맞물리는 연동기어가 구비되는 연동축과, 상기 연동축의 상기 연동기어 하부를 감싸도록 구비되어, 상기 공기압축케이스의 내부에 회전가능토록 설치되는 제1공기압축기어 및 상기 제1공기압축기어와 맞물려 상기 연동축과 대향되어 회전가능토록 축설되며, 상기 공기압축케이스의 내부에 회전가능토록 설치되는 제2공기압축기어를 포함하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 공기압축유닛은 상기 풍력구동유닛의 구동기어 둘레를 따라 일정간격을 가지고 복수 개로 상기 구동기어와 연동기어가 맞물려 구동되도록 설치되는 것이 양호하다.

한편, 상기 에어모터로부터 배출되는 압축공기가 유입된 후, 유입된 압축공기에 대하여 재사용을 위해 압력을 증폭시켜 상기 풍력증폭덕트의 유입 측으로 재유입 안내되도록 배출하는 리사이클유닛을 더 포함하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 리사이클유닛은 상기 에어모터를 거친 압축공기의 재사용을 위해 압력을 증폭시켜 상기 풍력증폭덕트의 유입 측으로 유입 안내될 수 있도록 내부 구조가 상기 에어모터와 연결되는 측으로부터 상기 풍력증폭덕트가 연결되는 측을 향하여 협소해지는 테이퍼진 기어 구조로 제공되는 한편, 일 측이 리사이클 유입배관을 통해 상기 에어모터의 압축공기 배출 측과 연결되며, 타 측은 상기 풍력증폭덕트의 유입 측으로 연장연결되어 단부가 상기 풍력증폭덕트의 유입 측을 향하여 확장 개방형성되는 리사이클 배출배관과 연결되는 것이 양호하다.

본 발명에 따른 풍력과 공압을 이용한 발전장치의 효과를 설명하면 다음과 같다.

첫째, 풍력증폭덕트, 풍력구동유닛, 공기압축유닛, 오일탱크, 유분리기, 에어탱크, 에어모터, 발전기, 축전지를 포함함으로써 풍력증폭덕트 일 측으로 바람이 유입되어 배출되도록 하면서 유입되는 바람에 의한 풍력을 증폭시켜 증폭된 풍력에 의해 회전구동되는 풍력구동유닛의 구동력을 통해 공기압축유닛을 구동시켜 공기를 압축시킨 후 공기압축유닛 내의 압축된 공기와 혼합된 오일을 유분리기를 통해 분리하여 오일은 오일탱크 측으로 안내하면서 오일이 분리된 압축공기를 에어탱크에 저장시키며, 에어탱크에 저장된 후 배출되는 압축공기를 에어모터로 공급하여 발전기를 구동시켜 발전기와 연결된 축전지에 전류를 축전시킬 수 있다.

둘째, 풍력증폭덕트, 풍력구동유닛, 공기압축유닛, 오일탱크, 유분리기, 에어탱크, 에어모터, 발전기, 축전지를 포함하여 구성되어, 풍력증폭덕트 일 측으로 바람이 유입되어 배출되도록 하면서 유입되는 바람에 의한 풍력을 증폭시켜 증폭된 풍력에 의해 회전구동되는 풍력구동유닛의 구동력을 통해 공기압축유닛을 구동시켜 공기를 압축시킨 후 공기압축유닛 내의 압축된 공기와 혼합된 오일을 유분리기를 통해 분리하여 오일은 오일탱크 측으로 안내하면서 오일이 분리된 압축공기를 에어탱크에 저장시키며, 에어탱크에 저장된 후 배출되는 압축공기를 에어모터로 공급하여 발전기를 구동시켜 발전기와 연결된 축전지에 전류를 축전시킬 수 있도록 함으로써 적은 바람만으로도 풍력증폭덕트를 통해 풍력이 증폭되면서 증폭된 풍력에 따른 풍력구동유닛의 회전구동력에 의해 압축공기를 발생시킨 후 발생된 압축공기를 에어탱크에 저장한 후에 에어모터로 공급하여 발전되도록 하여 발전된 전류의 축전량을 극대화함과 동시에 바람이 비교적 적게 부는 지역에서 건물의 옥상은 물론 상습 결빙지역, 가로등, 골프장, 운동장, 공항 등과 같은 전력을 필요로 하는 모든 장소에 간편하게 설치하여 사용할 수 있다.

셋째, 풍력증폭덕트, 풍력구동유닛, 공기압축유닛, 오일탱크, 유분리기, 에어탱크, 에어모터, 발전기, 축전지를 포함하되, 리사이클유닛(recycle unit)을 더 포함함으로써 에어모터로 공급되면서 발전기를 구동시키는 압축공기에 대하여 에어모터로부터 배출되어 리사이클유닛을 거치면서 증폭되어 풍력증폭덕트의 바람이 유입되는 측으로 배출되도록 할 수 있으며, 이에 따라 발전을 위해 사용한 압축공기를 풍력구동을 위해 재사용함으로써 장치의 발전효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 풍력과 공압을 이용한 발전장치를 나타낸 전체구성도.
도 2는 본 발명에 따른 풍력과 공압을 이용한 발전장치의 요부인 풍력구동유닛을 평면에서 바라본 상태를 나타낸 요부 평면예시도.
도 3은 도 1의 A-A선 단면구성을 나타낸 것으로, 본 발명에 따른 풍력과 공압을 이용한 발전장치의 요부인 풍력구동유닛과 다수의 공기압축유닛이 연동 연결되는 구조를 나타낸 요부 단면예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 풍력과 공압을 이용한 발전장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 풍력과 공압을 이용한 발전장치를 나타낸 전체구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 풍력과 공압을 이용한 발전장치의 요부인 풍력구동유닛을 평면에서 바라본 상태를 나타낸 요부 평면예시도이며, 도 3은 도 1의 A-A선 단면구성을 나타낸 것으로, 본 발명에 따른 풍력과 공압을 이용한 발전장치의 요부인 풍력구동유닛과 다수의 공기압축유닛이 연동 연결되는 구조를 나타낸 요부 단면예시도이다.

도 1 내지 3에서 보는 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 풍력과 공압을 이용한 발전장치는 풍력에 의해 회전구동력을 발생시켜 회전구동력을 통해 공압인 압축공기를 발생시킨 후 발생된 압축공기를 이용하여 발전시키며, 발생된 전기를 축전시킬 수 있는 풍력과 공압을 이용한 발전장치이다.

이러한 풍력과 공압을 이용한 발전장치는 크게 분류하면, 풍력증폭덕트(100), 풍력구동유닛(200), 공기압축유닛(300), 오일탱크(400), 유분리기(500), 에어탱크(600), 에어모터(700), 발전기(800) 및 축전지(900)를 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 풍력증폭덕트(100)는 일 측과 타 측이 개방된 관 형상으로 이루어지되, 일 측 단부는 바람의 유입이 가속을 통해 유입되도록 외향 확장되게 개방형성되며, 길이방향으로 일정간격을 가지고 절곡형성되는 것이다.

또한, 상기 풍력구동유닛(200)은 상단에 구비된 회전날개(240)가 상기 풍력증폭덕트(100)의 내부에 유입되는 바람에 의해 회전가능토록 설치되며, 상기 풍력증폭덕트(100)로 유입되어 배출되는 바람에 의해 회전구동되는 것이다.

그리고 상기 공기압축유닛(300)은 상기 풍력구동유닛(200)의 하부에 상단이 연동 회전가능토록 연결되며, 상기 풍력구동유닛(200)의 구동력에 의해 연동 회전되면서 구동되어 외부로부터 공기를 유입시켜 압축시킨 후, 압축된 압축공기를 저장을 위해 배출시키는 것이다.

또한, 상기 오일탱크(400)는 상기 공기압축유닛(300)에 대하여 유입된 공기를 압축시켜 배출시킬 수 있도록 상기 공기압축유닛(300) 일 측으로 오일을 공급하며, 상기 공기압축유닛(300)으로부터 압축공기와 혼합되어 배출되는 오일이 다시 유입되는 것이다.

그리고 상기 유분리기(500)는 상기 공기압축유닛(300)으로부터 압축공기와 혼합되어 배출되는 오일을 압축공기와 분리하여 분리된 오일을 상기 오일탱크(400) 측으로 안내되도록 하며, 분리된 압축공기는 저장을 위해 별도로 안내되도록 하는 것이다.

또한, 상기 에어탱크(600)는 상기 유분리기(500)를 통해 분리되어 안내되는 압축공기가 유입되어 저장되며, 선택적으로 발전을 위해 배출 안내되도록 하는 것이다.

그리고 상기 에어모터(700)는 상기 에어탱크(600)에 저장되어 선택적으로 배출되는 압축공기가 유입되며, 압축공기가 유입되어 외부로 배출 안내되면서 회전구동되는 것이다.

상기와 같은 에어모터(700)는 통상의 공기공급을 통해 회전구동되는 모터로 적용됨이 바람직한 것이며, 이에 따라 상세한 설명은 생략하기로 한다.

또한, 상기 발전기(800)는 상기 에어모터(700)와 연결되어 상기 에어모터(700)의 회전구동력이 전달되며, 전달되는 회전구동력을 통해 전기를 발생시키는 것이다.

그리고 상기 축전지(900)는 상기 발전기(800)의 일 측에 연결되며, 상기 발전기(800)를 통해 발생되는 전기를 축전시키는 것이다.

전술한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 풍력과 공압을 이용한 발전장치에서, 특히 상기 풍력증폭덕트(100)는 일 측 단부로부터 각 절곡되는 절곡부분을 향하여 일정길이만큼 내부공간이 협소하게 형성되어 절곡부분 측으로 바람이 증속되도록 절곡 증속안내경사부(110)가 형성되며, 타 측 단부로부터 일정길이만큼에 대하여서도 일 측 단부로부터 다수의 절곡부분을 거친 바람의 배출시 증속되도록 배출 증속안내경사부(130)가 형성되는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 풍력구동유닛(200)은 일 측 단부 내부, 각 절곡부분 내부, 타 측 단부 내부에 상단에 구비된 회전날개(240)가 회전가능토록 설치되게 다수의 세트로 설치되는 것이 바람직한 것이다.

다시 말하면, 상기와 같이 상기 풍력구동유닛(200)이 다수의 세트로 설치됨에 따라 풍력과 공압을 이용한 발전효율을 더욱 극대화시킬 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기 풍력구동유닛(200)은 크게 케이스(210) 및 구동축(230)을 포함하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 케이스(210)는 상단이 상기 풍력증폭덕트(100)의 하면에 고정설치되는 것이다.

그리고 상기 구동축(230)은 상단이 상기 케이스(210)로부터 상향 일정길이 돌출되어 돌출된 상단부분에 상기 회전날개(240)가 다수 개로 설치되어 상기 케이스(210) 내에 회전가능토록 설치되며, 하단이 상기 케이스(210)로부터 하향 일정길이 돌출되어 돌출된 단부에 구동기어(250)가 구비되는 것이다.

한편, 상기 공기압축유닛(300)은 상기 풍력구동유닛(200)의 하부에 회전구동력을 전달받아 연동 회전구동될 수 있도록 하는 것이 중요하다.

그러므로, 상기 공기압축유닛(300)은 연동축(330)과, 제1공기압축기어(370) 및 제2공기압축기어(390)를 포함한다.

이때, 상기 연동축(330)은 공기압축케이스(310)의 일 측 상부로부터 상향 돌출되어 돌출된 상단에 상기 풍력구동유닛(200)의 구동기어(250)와 맞물리는 연동기어(350)가 구비되는 것이다.

또한, 제1공기압축기어(370)는 상기 연동축(330)의 상기 연동기어(350) 하부를 감싸도록 구비되어, 상기 공기압축케이스(310)의 내부에 회전가능토록 설치되는 것이다.

그리고 상기 제2공기압축기어(390)는 상기 제1공기압축기어(370)와 맞물려 상기 연동축(330)과 대향되어 회전가능토록 축설되며, 상기 공기압축케이스(310)의 내부에 회전가능토록 설치되는 것이다.

더욱이, 전술한 바와 같은 구성으로 이루어진 상기 공기압축유닛(300)은 상기 풍력구동유닛(200)의 구동기어(250) 둘레를 따라 일정간격을 가지고 복수 개로 상기 구동기어(250)와 연동기어(350)가 맞물려 구동되도록 설치되는 것이 바람직한 것이다.

또한, 상기와 같은 공기압축유닛(300)은 상부 일 측에 외부로부터 공기가 흡입되도록 흡입라인(미부호)이 연결되어 상기 흡입라인(미부호) 상에 구비된 석션밸브(미부호)의 개방을 통해 내부로 외부의 공기가 흡입되는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 공기압축유닛(300)은 상기 흡입라인(미부호)가 연결되는 측과 대향되는 상부 타 측에 상기 오일탱크(400)로부터 연장되는 주입라인(미부호)이 연결되어, 상기 주입라인(미부호) 상에 구비된 인젝션밸브(미부호)의 개방을 통해 공기압축케이스(310) 내부 측으로 공기의 압축을 위한 오일이 주입되는 것이 바람직한 것이다.

한편, 전술한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 풍력과 공압을 이용한 발전장치는 상기 에어모터(700)로부터 배출되는 압축공기가 유입된 후, 유입된 압축공기에 대하여 재사용을 위해 압력을 증폭시켜 상기 풍력증폭덕트(100)의 유입 측으로 재유입 안내되도록 배출하는 리사이클유닛(100a)을 더 포함할 수 있다.

이때, 상기 리사이클유닛(100a)은 상기 에어모터(700)를 거친 압축공기의 재사용을 위해 압력을 증폭시켜 상기 풍력증폭덕트(100)의 유입 측으로 유입 안내될 수 있도록 내부 구조가 상기 에어모터(700)와 연결되는 측으로부터 상기 풍력증폭덕트9100)가 연결되는 측을 향하여 협소해지는 테이퍼진 기어 구조로 제공되는 것이 바람직하다.

더욱이, 상기 리사이클유닛(100a)은 일 측이 리사이클 유입배관(100a')을 통해 상기 에어모터(700)의 압축공기 배출 측과 연결되며, 타 측은 상기 풍력증폭덕트(100)의 유입 측으로 연장연결되어 단부가 상기 풍력증폭덕트(100)의 유입 측을 향하여 확장 개방형성되는 리사이클 배출배관(100a")과 연결되는 것이 바람직한 것이다.

또한, 전술한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 풍력과 공압을 이용한 발전장치에서, 상기 에어탱크(600)로부터 상기 에어모터(700) 측으로 압축공기를 안내하는 라인(미부호) 상에는 에어필터(미도시), 레귤레이터(미도시) 및 루브리게이터(미도시)가 더 설치됨이 더욱 바람직한 것이다.

전술한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 풍력과 공압을 이용한 발전장치에 의하면, 풍력증폭덕트, 풍력구동유닛, 공기압축유닛, 오일탱크, 유분리기, 에어탱크, 에어모터, 발전기, 축전지를 포함함으로써 풍력증폭덕트 일 측으로 바람이 유입되어 배출되도록 하면서 유입되는 바람에 의한 풍력을 증폭시켜 증폭된 풍력에 의해 회전구동되는 풍력구동유닛의 구동력을 통해 공기압축유닛을 구동시켜 공기를 압축시킨 후 공기압축유닛 내의 압축된 공기와 혼합된 오일을 유분리기를 통해 분리하여 오일은 오일탱크 측으로 안내하면서 오일이 분리된 압축공기를 에어탱크에 저장시키며, 에어탱크에 저장된 후 배출되는 압축공기를 에어모터로 공급하여 발전기를 구동시켜 발전기와 연결된 축전지에 전류를 축전시킬 수 있다.

아울러, 풍력증폭덕트, 풍력구동유닛, 공기압축유닛, 오일탱크, 유분리기, 에어탱크, 에어모터, 발전기, 축전지를 포함하여 구성되어, 풍력증폭덕트 일 측으로 바람이 유입되어 배출되도록 하면서 유입되는 바람에 의한 풍력을 증폭시켜 증폭된 풍력에 의해 회전구동되는 풍력구동유닛의 구동력을 통해 공기압축유닛을 구동시켜 공기를 압축시킨 후 공기압축유닛 내의 압축된 공기와 혼합된 오일을 유분리기를 통해 분리하여 오일은 오일탱크 측으로 안내하면서 오일이 분리된 압축공기를 에어탱크에 저장시키며, 에어탱크에 저장된 후 배출되는 압축공기를 에어모터로 공급하여 발전기를 구동시켜 발전기와 연결된 축전지에 전류를 축전시킬 수 있도록 함으로써 적은 바람만으로도 풍력증폭덕트를 통해 풍력이 증폭되면서 증폭된 풍력에 따른 풍력구동유닛의 회전구동력에 의해 압축공기를 발생시킨 후 발생된 압축공기를 에어탱크에 저장한 후에 에어모터로 공급하여 발전되도록 하여 발전된 전류의 축전량을 극대화함과 동시에 바람이 비교적 적게 부는 지역에서 건물의 옥상은 물론 상습 결빙지역, 가로등, 골프장, 운동장, 공항 등과 같은 전력을 필요로 하는 모든 장소에 간편하게 설치하여 사용할 수 있다.

더욱이, 풍력증폭덕트, 풍력구동유닛, 공기압축유닛, 오일탱크, 유분리기, 에어탱크, 에어모터, 발전기, 축전지를 포함하되, 리사이클유닛(recycle unit)을 더 포함함으로써 에어모터로 공급되면서 발전기를 구동시키는 압축공기에 대하여 에어모터로부터 배출되어 리사이클유닛을 거치면서 증폭되어 풍력증폭덕트의 바람이 유입되는 측으로 배출되도록 할 수 있으며, 이에 따라 발전을 위해 사용한 압축공기를 풍력구동을 위해 재사용함으로써 장치의 발전효율을 더욱 향상시킬 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형의 실시가 가능하며, 이러한 변형은 본 발명의 범위에 포함된다.

100: 풍력증폭덕트 110: 절곡 증속안내경사부
130: 배출 증속안내경사부 200: 풍력구동유닛
210: 케이스 230: 구동축
240: 회전날개 250: 구동기어
300: 공기압축유닛 310: 공기압축케이스
330: 연동축 350: 연동기어
370: 제1공기압축기어 390: 제2공기압축기어
400: 오일탱크 500: 유분리기
600: 에어탱크 700: 에어모터
800: 발전기 900: 축전지
100a: 리사이클유닛 100a': 리사이클 유입배관
100a": 리사이클 배출배관

Claims

풍력에 의해 회전구동력을 발생시켜 회전구동력을 통해 공압인 압축공기를 발생시킨 후 발생된 압축공기를 이용하여 발전시키며, 발생된 전기를 축전시킬 수 있는 풍력과 공압을 이용한 발전장치에 있어서,
일 측과 타 측이 개방된 관 형상으로 이루어지되, 일 측 단부는 바람의 유입이 가속을 통해 유입되도록 외향 확장되게 개방형성되며, 길이방향으로 일정간격을 가지고 절곡형성되는 풍력증폭덕트(100);
상단에 구비된 회전날개(240)가 상기 풍력증폭덕트(100)의 내부에 유입되는 바람에 의해 회전가능토록 설치되며, 상기 풍력증폭덕트(100)로 유입되어 배출되는 바람에 의해 회전구동되는 풍력구동유닛(200);
상기 풍력구동유닛(200)의 하부에 상단이 연동 회전가능토록 연결되며, 상기 풍력구동유닛(200)의 구동력에 의해 연동 회전되면서 구동되어 외부로부터 공기를 유입시켜 압축시킨 후, 압축된 압축공기를 저장을 위해 배출시키는 공기압축유닛(300);
상기 공기압축유닛(300)에 대하여 유입된 공기를 압축시켜 배출시킬 수 있도록 상기 공기압축유닛(300) 일 측으로 오일을 공급하며, 상기 공기압축유닛(300)으로부터 압축공기와 혼합되어 배출되는 오일이 다시 유입되는 오일탱크(400);
상기 공기압축유닛(300)으로부터 압축공기와 혼합되어 배출되는 오일을 압축공기와 분리하여 분리된 오일을 상기 오일탱크(400) 측으로 안내되도록 하며, 분리된 압축공기는 저장을 위해 별도로 안내되도록 하는 유분리기(500);
상기 유분리기(500)를 통해 분리되어 안내되는 압축공기가 유입되어 저장되며, 선택적으로 발전을 위해 배출 안내되도록 하는 에어탱크(600);
상기 에어탱크(600)에 저장되어 선택적으로 배출되는 압축공기가 유입되며, 압축공기가 유입되어 외부로 배출 안내되면서 회전구동되는 에어모터(700);
상기 에어모터(700)와 연결되어 상기 에어모터(700)의 회전구동력이 전달되며, 전달되는 회전구동력을 통해 전기를 발생시키는 발전기(800);
상기 발전기(800)의 일 측에 연결되며, 상기 발전기(800)를 통해 발생되는 전기를 축전시키는 축전지(900)를 포함하여 이루어진 풍력과 공압을 이용한 발전장치.
제1항에 있어서,
상기 풍력증폭덕트(100)는 일 측 단부로부터 각 절곡되는 절곡부분을 향하여 일정길이만큼 내부공간이 협소하게 형성되어 절곡부분 측으로 바람이 증속되도록 절곡 증속안내경사부(110)가 형성되며, 타 측 단부로부터 일정길이만큼에 대하여서도 일 측 단부로부터 다수의 절곡부분을 거친 바람의 배출시 증속되도록 배출 증속안내경사부(130)가 형성되는 한편,
상기 풍력구동유닛(200)은 일 측 단부 내부, 각 절곡부분 내부, 타 측 단부 내부에 상단에 구비된 회전날개(240)가 회전가능토록 설치되게 다수의 세트로 설치되는 것을 특징으로 하는 풍력과 공압을 이용한 발전장치.
제2항에 있어서,
상기 풍력구동유닛(200)은 상단이 상기 풍력증폭덕트(100)의 하면에 고정설치되는 케이스(210) 및
상단이 상기 케이스(210)로부터 상향 일정길이 돌출되어 돌출된 상단부분에 상기 회전날개(240)가 다수 개로 설치되어 상기 케이스(210) 내에 회전가능토록 설치되며, 하단이 상기 케이스(210)로부터 하향 일정길이 돌출되어 돌출된 단부에 구동기어(250)가 구비되는 구동축(230)을 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력과 공압을 이용한 발전장치.
제1항에 있어서,
상기 공기압축유닛(300)은 상기 풍력구동유닛(200)의 하부에 회전구동력을 전달받아 연동 회전구동될 수 있도록,
공기압축케이스(310)의 일 측 상부로부터 상향 돌출되어 돌출된 상단에 상기 풍력구동유닛(200)의 구동기어(250)와 맞물리는 연동기어(350)가 구비되는 연동축(330)과,
상기 연동축(330)의 상기 연동기어(350) 하부를 감싸도록 구비되어, 상기 공기압축케이스(310)의 내부에 회전가능토록 설치되는 제1공기압축기어(370) 및
상기 제1공기압축기어(370)와 맞물려 상기 연동축(330)과 대향되어 회전가능토록 축설되며, 상기 공기압축케이스(310)의 내부에 회전가능토록 설치되는 제2공기압축기어(390)를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력과 공압을 이용한 발전장치.
제4항에 있어서,
상기 공기압축유닛(300)은 상기 풍력구동유닛(200)의 구동기어(250) 둘레를 따라 일정간격을 가지고 복수 개로 상기 구동기어(250)와 연동기어(350)가 맞물려 구동되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 풍력과 공압을 이용한 발전장치.
제1항에 있어서,
상기 에어모터(700)로부터 배출되는 압축공기가 유입된 후, 유입된 압축공기에 대하여 재사용을 위해 압력을 증폭시켜 상기 풍력증폭덕트(100)의 유입 측으로 재유입 안내되도록 배출하는 리사이클유닛(100a)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력과 공압을 이용한 발전장치.
제6항에 있어서,
상기 리사이클유닛(100a)은 상기 에어모터(700)를 거친 압축공기의 재사용을 위해 압력을 증폭시켜 상기 풍력증폭덕트(100)의 유입 측으로 유입 안내될 수 있도록 내부 구조가 상기 에어모터(700)와 연결되는 측으로부터 상기 풍력증폭덕트9100)가 연결되는 측을 향하여 협소해지는 테이퍼진 기어 구조로 제공되는 한편,
일 측이 리사이클 유입배관(100a')을 통해 상기 에어모터(700)의 압축공기 배출 측과 연결되며, 타 측은 상기 풍력증폭덕트(100)의 유입 측으로 연장연결되어 단부가 상기 풍력증폭덕트(100)의 유입 측을 향하여 확장 개방형성되는 리사이클 배출배관(100a")과 연결되는 것을 특징으로 하는 풍력과 공압을 이용한 발전장치.