JP2015503062A - 環境に優しい風力発電電気自動車 - Google Patents

Abstract

本発明は風力発電によって生産された電気を利用して走行可能な環境に優しい風力発電電気自動車に関するもので、空気吸入口と空気排出口がそれぞれ開口して形成されて、外部の空気が空気吸入口を通じて内部に流入された後に、空気排出口を通じて外部に流出されるように、自動車の一側に自動車の進行方向に沿って配置される所定長さの通路を形成するエアダクトと；エアダクトの内部に流入される空気によって回転可能にエアダクトの内部に設置されるタービンと；タービンの回転によって回転駆動して、電気を発生させる発電機と；発電機で発電された電気を蓄電するように、自動車の一側に具備される蓄電池とを含んで構成される。

Description

本発明は自動車に関するもので、より詳しくは、風力発電によって生産された電気を利用して走行が可能な環境に優しい風力発電電気自動車に関するものである。

自動車は人類生活を潤沢にし、生活の中でなくてはならない必需品になっている。現在、韓国でも各家庭ごとに少なくとも一台以上の自動車を保有している実情である。このような自動車は、主燃料としてガソリンまたは軽油を用いて、近来には、ＬＰＧを用いる自動車もたくさん普及されている。

しかし、ガソリンなどを主原料にして駆動されるこのような自動車は、燃料の不完全燃焼などの原因により、運行の時多量の排気ガスを排出する。このような自動車排気ガスは大気汚染の主因となり、特に、排気ガスの中の二酸化炭素は地球温暖化の原因になっている。

従って、ガソリンなどの燃焼性原料を用いないで駆動することができる太陽エネルギーを利用した自動車または電気自動車などが開発されている。

しかし、電気自動車は自動車を駆動するのに必要な電気を蓄電する蓄電池が重量が重く、嵩が大きくて、蓄電池に外部電気を充電するのに長時間かかり、また、１回の充電で走行する距離が短い。自動車の駆動エネルギーである電気は、排気ガスを直接排出しないが、電気を生産する過程で多量の二酸化炭素を間接に排出している。

このような問題点を解決するために、自動車が運行する時、自動車の周りで発生する強風の力を自動車を駆動するエネルギー源などとして用いる技術がたくさん提案されている。

図１は従来の風力発電自動車の構造を示した斜視図である。

図面に示したように、従来の風力発電自動車は、自動車の外形を構成する車体１０と、車体１０の複数の所に自動車の進行方向に沿って対向されるように配置されて、電気を生産する発電装置２０と、自動車の一側に具備されて、発電装置２０で生産された電気を貯蔵する蓄電器３０とを含んで構成されている。

発電装置２０の構造は、図面には詳細に示さなかったが、一般的な発電機の構造と同じく、自動車車体１０の複数の所に固定されて、外部に露出されるように具備されるハウジング２１と、ハウジングの内側に固定されて、コイルが巻取された固定子と、ハウジングの中心に回転可能に具備され、一端部にプロペラ２２が結合され、他側に上記固定子の間で回転しながら磁気誘導現象が発生されるようにして、電気を生産する回転子とで構成される。

蓄電器３０は自動車車体１０の内部一側に具備されて、発電装置２０で生産される電気を蓄電することができるように、蓄電器３０に電気的に接続されている。

ところが、このような従来の風力発電自動車は、発電装置２０が自動車の外部に露出されるように設置されているため、外部の異物が発電装置２０の内部に流入されることができ、天気が悪くなった場合には、雪や雨が発電装置２０の内部に流入されて、発電装置２０が損傷されるという問題点がある。

また、外部の風が通過する別途のエアダクトが具備されなくて、発電装置２０に流入される風の密度が低く、自動車車体１０の複数の所に設置される発電装置２０が自動車の進行方向に沿って相互重畳される位置に配置されるため、前方に配置された発電装置２０の干渉によって、後方に配置された発電装置２０には風が効果的に流入されなくて、発電装置１０の発電効率が低下されるという問題点がある。

このような発電装置２０は、風力の強い所に設置されるため、自動車の運行する時、風の抵抗力によって、エネルギーの損失をもたらすという問題点がある。

上記のような点を鑑みて案出された本発明の目的は、自動車の一側に外部の風が流入されることができる別途のエアダクトを具備して、吸入された風の空気密度を高めて発電効率を向上させるとともに、電気を生産するタービンが自動車の外部に露出されないようにして、外部の異物や水分から発電装置が損傷されることを防止するようにする環境に優しい風力発電電気自動車を提供することにある。

上記のような本発明の目的を達するために、環境に優しい風力発電電気自動車は、空気吸入口と空気排出口がそれぞれ開口して形成されて、外部の空気が上記空気吸入口を通じて内部に流入された後に、上記空気排出口を通じて外部に流出されるように、自動車の一側に上記自動車の進行方向に沿って配置される所定長さの通路を形成し、内側面に内側に陥没形成されたタービン収容槽が具備されたエアダクトと；上記エアダクトの内部に流入される空気によって回転駆動するように、上記タービン収容槽に一部が収容され、一部を除いた残りが上記タービン収容槽の外部に露出されるように設置されるタービンと；上記タービンの回転によって回転駆動して、電気を発生させる発電機と；上記発電機で発電された電気を蓄電するように、上記自動車の一側に具備される蓄電池とを含むことを特徴とする。

ここで、上記タービンの回転力を上記発電機側に伝達することができるように、上記タービンと上記発電機との間には複数のギアが具備されたギアボックスが設置されることができる。

そして、上記タービンは上記エアダクトの相互対向面に上記エアダクトの幅方向に沿って相互対向するように配置されることができる。

また、上記タービンは上記エアダクトの相互対向面に上記エアダクトの長手方向に沿って相互交互に配置されることができる。

同時に、上記タービンは鉛直方向に形成された回転軸と、上記回転軸を中心に放射状構造に設置された複数の回転翼とを含み、上記回転軸に具備された上記回転翼の一部は上記タービン収容槽に収容され、残り一部は上記タービン収容槽の外側に露出されるように具備されることができる。

そして、上記複数の回転翼は、横断面が上記エアダクトの内部に空気が吸入される方向に向けて湾曲されるように形成されることができる。

また、上記エアダクトは、上記自動車の底部面と上記自動車の上面の複数の個所に設置されることができる。

同時に、外部の空気が流入される上記エアダクトの端部は、上記空気吸入口に向けて漸次に拡張されるように形成されることができる。

そして、上記空気吸入口には上記エアダクトの内部に流入される空気の量を選択的に調節することができる別途の開閉器が具備されることができる。

上述したように、本発明による環境に優しい風力発電電気自動車は、自動車の一側に外部の風が流入されることができる別途のエアダクトを具備して、吸入された風の空気密度を高めて発電効率を向上させるとともに、電気を生産するタービンが自動車の外部に露出されないようにして、外部の異物や水分から発電装置が損傷されることを防止することができるようにする効果を奏する。

従来の風力発電自動車の構造を示した斜視図である。 本発明の一実施例による環境に優しい風力発電電気自動車の構造を示した側面図である。 本発明の一実施例による環境に優しい風力発電電気自動車の底部面の構造を示した底面図である。 本発明の一実施例による環境に優しい風力発電電気自動車を空気吸入口で眺めた構造を示した正面図である。 本発明の一実施例による環境に優しい風力発電電気自動車に用いられるタービンの構造を示した斜視図である。 本発明の他の実施例による環境に優しい風力発電電気自動車の構造を示した側面図である。 図６の環境に優しい風力発電電気自動車のエアダクトにタービンが配置された構造を示した平面図である。 本発明のまた他の実施例による環境に優しい風力発電車両の構造を示した側面図である。 図８のエアダクトにタービンが配置された構造を示した平面図である。

以下、本発明の一実施例による環境に優しい風力発電電気自動車を添付された図面を通じてより詳しく説明すれば次の通りである。

図２は本発明の一実施例による環境に優しい風力発電電気自動車の構造を示した側面図であり、図３は本発明の一実施例による環境に優しい風力発電電気自動車の底部面の構造を示した底面図であり、図４は本発明の一実施例による環境に優しい風力発電電気自動車を空気吸入口で眺めた構造を示した正面図であり、図５は本発明の一実施例による環境に優しい風力発電電気自動車に用いられるタービンの構造を示した斜視図であり、図６は本発明の他の実施例による環境に優しい風力発電電気自動車の構造を示した側面図であり、図７は図６の環境に優しい風力発電電気自動車のエアダクトにタービンが配置された構造を示した平面図であり、図８は本発明のまた他の実施例による環境に優しい風力発電車両の構造を示した側面図であり、図９は図８のエアダクトにタービンが配置された構造を示した平面図である。

これら図面に示したように、本発明の一実施例による環境に優しい風力発電電気自動車は、空気吸入口１１０と空気排出口１２０がそれぞれ開口して形成されて、外部の空気が空気吸入口１１０を通じて内部に流入された後に、上記空気排出口を通じて外部に流出されるように、自動車１の一側に自動車１の進行方向に沿って配置される所定長さの通路を形成し、内側面に内側に陥没形成されたタービン収容槽１３０が具備されたエアダクト１００と、エアダクト１００の内部に流入される空気によって回転駆動されるように、上記タービン収容槽１３０に一部が収容され、一部を除いた残りがタービン収容槽１３０の外部に露出されるように設置されるタービン２００と、タービン２００の回転によって回転駆動されて、電気を発生させる発電機３００と、発電機３００で発電された電気を蓄電するように自動車１の一側に具備される蓄電池４００とを含んで構成されている。

エアダクト１００は自動車１の一側に具備されて、外部の空気が流入されてタービン２００を回転駆動させた後に、外部に流出される通路を形成する部材で、外部の空気が流入された後に流出されることができるように、エアダクト１００の空気吸入口１１０と空気排出口１２０は開口して形成されている。

そして、エアダクト１００の側面は車が走行しない場合に、外部の異物や水分がエアダクト１００の内部に流入されないようにして、タービン２００が損傷されることを防止することができるように外部と遮蔽されるように形成することが好ましい。

このようなエアダクト１００は自動車１の底部面或いはルーフに具備されることもでき、自動車１の側面の一側に具備されることもできる。例えば、乗用車の場合には、車の底部面にエアダクト１００を具備し、バスのような大型自動車の場合には、車の底部面とルーフにそれぞれエアダクト１００を具備することができる。

外部の空気が流入されるエアダクト１００の前方部は空気吸入口の空気吸入口１１０に向けて漸次に拡張されるように形成されることが効果的である。これは空気吸入口１１０を通じてエアダクト１００の内部に流入された空気がエアダクト１００の体積が減ることによって空気密度の高い風に転換されて、発電効率を向上させるためである。

即ち、エアダクト１００の内部に流入された空気が漸次に体積が減少されるエアダクト１００の壁面によって圧縮される効果を有するので、空気の密度が高くなり、それによって、タービン２００を回転させることができる力が倍加されるので、発電効率を向上させることができる。

このようなエアダクト１００の内側面の複数の所には、回転軸２１０を中心に放射状に回転翼２２０が設置され、回転軸２１０が垂直に配置されるタービン２００を設置することができるタービン収容槽１３０が形成されている。

タービン収容槽１３０の断面は半円形状に形成されて、タービン２００の一部はタービン収容槽１３０に収容され、他の一部はエアダクト１００に露出されるようにすることが好ましい。

一方、空気吸入口１１０にはエアダクト１００の内部に流入される空気の量を選択的に調節することができる別途の開閉器１１２が具備されることができる。

開閉器１１２は、自動車１が高速走行の時に、自動車１の内部に空気が流入されることによって浮力を発生したり、高速走行する自動車１に多量に流入された空気が流出されながら自動車１の後方に渦流を発生して、自動車１の走行効率を低下させたり自動車１の後方の流動を防止するための構成である。

このような開閉器１１２は、エアダクト１００の空気吸入口の一側に引入及び引出が可能に具備される複数のスライド窓として具備されることもでき、エアダクト１００の入口に横方向や縦方向に回転可能に設置されて、回転によって選択的にエアダクト１００の空気吸入口を開閉させる複数の板形回転バーで構成されることもできる。

タービン２００は鉛直方向に形成された回転軸２１０を中心に放射状構造に設置された複数の回転翼２２０を含む構造を適用することが好ましい。

即ち、従来のタービンの回転軸が水平方向（空気の流れ方向）に向けて形成されることに比べて、本発明のタービン２００は回転軸２１０が鉛直方向（空気の流れ方向に対して垂直方向）に形成されることに特徴がある。

このような構成を有する場合、水平方向の回転軸の構成を有する従来のタービンに比べて、回転翼２２０と空気の接触面積を増大することができるという点、これによって、風力による発電効率を向上させることができるという効果を奏することができる。

ただ、このような構成は、回転翼２２０の中の一部は空気の流れによって定方向に駆動するが、他の一部は空気の流れに対して逆方向に駆動するため、回転を妨害するという問題がある。

これを解決するために、回転軸２１０の一側に形成された回転翼２２０はタービン収容槽１３０に位置させ、回転軸２１０の他側に形成された回転翼２２０はエアダクト１００に形成された流路に露出されるように位置させて、鉛直方向に配置された回転軸２１０の構造を有しながらも、空気の流れによってタービン２００が回転されることができる。

また、複数の回転翼２２０の縦断面が所定方向に向けて湾曲するように形成された構造を有する場合、エアダクト１００の流路に露出される回転翼２２０は多くの空気の抵抗を受け、反対側の回転翼２２０は流線形に形成されて、空気の抵抗を少なく受けるので、円滑に回転することができるという効果を奏する。

図３及び図７に示したように、このようなタービン２００はエアダクト１００の相互対向面にエアダクト１００の幅方向に沿って相互対向するように配置されることができ、図９に示したように、エアダクト１００の相互対向面にエアダクト１００の長手方向に沿って相互交互に配置されることができる。

タービン２００がエアダクト１００の縦方向に沿って所定間隔に設置されると、所定長さを有するように形成されたエアダクト１００の内部にさらに多数のタービン２００を設置することができるという長所があり、エアダクト１００の横方向に沿って相互交互に配置されると、自動車１に形成されたエアダクト１００の幅が小さいとしても、大きいタービン２００を設置することができるという長所があるので、車の種類によって適切な構造でタービン２００を配置することが効果的である。

図８は本発明のまた他の実施例による環境に優しい風力発電車両の構造を示した側面図であり、図９は図８のエアダクトにタービンが配置された構造を示した平面図である。

これら図面に示したように、環境に優しい風力発電車両に具備されたエアダクト１００は、車両の底部面とルーフとに具備され、底部面に具備されたエアダクト１００の前方端部は車両の両側面方向にそれぞれ分岐されるように形成され、空気吸入口は車両の前方を向けるように配置されることができる。

そして、エアダクト１００の内部に設置されるタービン２００はエアダクト１００の長手方向に沿って複数の所に設置されることが効果的である。

上述したような構造で配置されるタービン２００は、エアダクト１００の一側に回転可能に設置され、一端が発電機３００と連結される回転軸２１０と、回転軸２１０の周縁部に設置されて、エアダクト１００の内部に流入される空気を利用して、回転軸２１０が回転駆動させることができる回転力を発生する複数の回転翼２２０とで構成されることができる。

ここで、エアダクト１００の内部に流入される空気による発電効率を向上させることができるように、回転翼２２０の板面は空気が流入される方向に向けて折曲に形成され、回転翼２２０の回転中心を基準に複数の回転翼２２０が放射状に配置されることが好ましい。

発電機３００は、図面には詳細に示さなかったが、タービン２００の回転軸２１０の回転力を受けて、内部に回転可能に具備された回転子を回転させることによって、回転子と固定子との間に磁気誘導現象が発生するようにして発電できるように複数具備される装置である。

そして、タービン２００の回転力を発電機３００側に伝達することができるように、タービン２００と発電機３００との間には複数のギアが具備されたギアボックスが設置されることができる。ギアボックス２５０の内部に具備された複数のギアのギア比を調節することによって、タービン２００の回転翼２２０が１回転する時に発電機３００の回転子が数回回転されるようにして、発電効率を増加させることができることは勿論である。

複数の発電機３００は、自動車１の一側に具備される１つの蓄電池４００とそれぞれ電気的に連結されて、発電機３００で生産された電気は別途の蓄電池４００に蓄電されるようにすることが効果的である。

このような構成を有する本発明の一実施例による環境に優しい風力発電電気自動車が駆動する過程は次の通りである。

自動車１の走行速度によって開閉器１１２の開閉程度を調節しながら、自動車１ができるだけ所定速度を保持しながら走行する。

初期走行の時に用いられる動力は、蓄電池４００に蓄電されている電気を利用し、自動車１の走行によってエアダクト１００の内部に外部の空気が徐徐に流入され、車の走行速度が増加したり風が強く吹く場合に、エアダクト１００の内部に流入される空気の流れは早くなる。

このような空気の流れによってタービン２００の回転翼２２０が回転して回転軸２１０が回転し、回転軸２１０の回転によって発電機３００の回転子が回転しながら電気が生産される。

この時、タービン２００の回転軸２１０と発電機３００の回転子との間には複数のギアが具備されて、ギア比によって回転軸２１０が１回回転することによって、回転子は複数の回転ができて、発電効率を向上させることができる。

発電機３００で生産された電気は、発電機３００と電気的に接続されている蓄電池４００に蓄電され、蓄電池４００に蓄電された電気が自動車１の駆動部を回転させることによって、自動車１の走行が可能になる。

上述した過程を繰り返し進行しながら電気を生産して自動車１を運行可能にすることによって、公害物質を発生させなくて、環境を汚染させないと同時に、発電効率を向上させることができる。

以上は本発明によって具現されることができる好ましい実施例の一部に対する説明に過ぎず、周知のように、本発明の範囲は上記実施例に限定されて解釈されてはならなく、上で説明された本発明の技術的思想とその根本に基づく技術的思想は全部本発明の範囲に属するとすべきである。

１００ エアダクト
１１０ 空気吸入口
１２０ 空気排出口
１３０ タービン収容槽
２００ タービン
２１０ 回転軸
２２０ 回転翼
２５０ ギアボックス
３００ 発電機
４００ 蓄電池

Claims (9)

1. 空気吸入口と空気排出口がそれぞれ開口して形成されて、外部の空気が前記空気吸入口を通じて内部に流入された後に、前記空気排出口を通じて外部に流出されるように、自動車の一側に前記自動車の進行方向に沿って配置される所定の長さの通路を形成し、内側面に内側に陥没形成されたタービン収容槽が具備されたエアダクトと；
   前記エアダクトの内部に流入される空気によって回転駆動するように、前記タービン収容槽に一部が収容され、一部を除いた残りが前記タービン収容槽の外部に露出されるように設置されるタービンと；
   前記タービンの回転によって回転駆動して、電気を発生させる発電機と；
   前記発電機で発電された電気を蓄電するように、前記自動車の一側に具備される蓄電池とを含むことを特徴とする環境に優しい風力発電電気自動車。
2. 前記タービンの回転力を前記発電機側に伝達することができるように、前記タービンと前記発電機との間には複数のギアが具備されたギアボックスが設置されることを特徴とする請求項１に記載の環境に優しい風力発電電気自動車。
3. 前記タービンは前記エアダクトの相互対向面に前記エアダクトの幅方向に沿って相互対向するように配置されることを特徴とする請求項１に記載の環境に優しい風力発電電気自動車。
4. 前記タービンは前記エアダクトの相互対向面に前記エアダクトの長手方向に沿って相互交互に配置されることを特徴とする請求項１に記載の環境に優しい風力発電電気自動車。
5. 前記タービンは鉛直方向に形成された回転軸と、前記回転軸を中心に放射状構造で設置された複数の回転翼とを含み、前記回転軸に具備された前記回転翼の一部は前記タービン収容槽に収容され、残り一部は前記タービン収容槽の外側に露出されるように具備されることを特徴とする請求項１に記載の環境に優しい風力発電電気自動車。
6. 前記複数の回転翼は、横断面が前記エアダクトの内部に空気が吸入される方向に向けて湾曲するように形成されることを特徴とする請求項５に記載の環境に優しい風力発電電気自動車。
7. 前記エアダクトは、前記自動車の底部面と前記自動車の上面の複数の所に設置されることを特徴とする請求項１〜請求項６の中の何れか一項に記載の環境に優しい風力発電電気自動車。
8. 外部の空気が流入される前記エアダクトの端部は、前記空気吸入口に向けて漸次に拡張されるように形成されることを特徴とする請求項７に記載の環境に優しい風力発電電気自動車。
9. 前記空気吸入口には、前記エアダクトの内部に流入される空気の量を選択的に調節することができる別途の開閉器が具備されることを特徴とする請求項７に記載の環境に優しい風力発電電気自動車。

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