KR101040435B1 - 이동수단을 이용한 동력발생장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동수단을 이용한 동력발생장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이동수단의 운행(운항)에 의해 발생되는 기류를 이용하여 전기를 발생시키고, 이 전기를 이동수단의 배터리 또는 별도의 배터리에 충전시켜 이용할 수 있는 이동수단을 이용한 동력발생장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르는 이동수단을 이용한 동력발생장치는, 이동수단(1000)에 장착되어 이동수단(1000)의 속력에 상관없이 일정한 회전력을 얻는 회전력생성부(100); 회전력생성부(100)의 저부에 설치되어 회전력생성부(100)로부터 얻은 회전속도를 감속시켜 토크를 증가시켜 주는 감속부(200); 감속부(200)와 연결되어 회전속도를 감속전의 회전속도로 회복시켜 주는 가속부(300); 가속부(300)의 회전력에 의해 전기를 발생시켜 주는 발전기(400); 발전기(400)로부터 출력된 전원의 안정화 및 과충전 보호를 위한 회로부(500); 및 회로부(500)에 연결되어 외부로 전원을 출력하기 위한 출력단(600);을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

동력발생장치, 자동차, 모터사이클, 회전팬

Description

이동수단을 이용한 동력발생장치{Wind Power Generation Apparatus using Movement Means}

본 발명은 이동수단을 이용한 동력발생장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량이라든가 선박 또는 모터사이클과 같은 이동수단의 움직임에 의해 발생되는 기류를 이용하여 전원을 발생시키고 이를 외부로 출력하여 배터리 충전이라든가 다른 전기장치의 전원으로 이용할 수 있도록 한 이동수단을 이용한 동력발생장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량이라든가 모터사이클과 같은 이동수단에는 운행의 안전확보를 위한 조명장치라든가 시동장치 그리고 오디오와 같이 전기를 필요로 하는 다른 악세사리의 작동을 위해 전기장치를 필요로 한다. 이러한 전기장치에는 전원공급을 위한 배터리가 기본적으로 구비되어 있으며, 이동수단의 움직임에 의해 배터리를 재충전할 수 있는 충전수단이 함께 구비된다.

최근에는 야외활동의 증가로 이동수단을 통해 장거리로 운행하는 경우가 많이 늘어나고 있다. 그리고, 이러한 야외활동에는 음식의 조리라든가 조명 등과 같은 부수적인 전기시설이 많이 요구되고 있다. 이러한 전기시설에 필요한 전원은, 예를 들어 차량인 경우, 통상적으로 배터리로부터 얻는 것이 일반적이다.

그러나, 부수적인 전기시설에서 필요로 하는 전원을 배터리로부터 얻는 경우 다음과 같은 문제가 발생하게 된다.

1) 배터리 전원을 지속적으로 사용하는 경우 배터리의 방전을 가속화하여 이동수단에서 필요로 하는 전원을 얻지 못하게 된다.

2) 이 때문에 배터리의 방전을 방지하면서 부수적인 전기시설을 이용하기 위해서는 엔진의 시동, 즉 차량인 경우 시동을 걸고서 배터리 전원을 이용해야 하는 문제가 발생한다.

3) 이처럼 시동을 걸고 부수 전기시설을 이용하는 경우 이동수단에서 발생되는 소음 및 유지관리에 따른 비용이 늘어나게 되는 문제가 발생하게 된다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로, 더욱 상세하게는 이동수단의 운행(운항)에 의해 발생되는 기류를 이용하여 전기를 발생시키고, 이 전기를 이동수단의 배터리 또는 별도의 배터리에 충전시켜 이용할 수 있는 이동수단을 이용한 동력발생장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르는 이동수단을 이용한 동력발생장치는,

이동수단(1000)에 탈장착이 가능하며, 상기 이동수단(1000)의 진행방향으로부터 유입된 기류의 세기에 따라 개구되는 정도가 조절되어 회전력을 얻는 회전력생성부(100);

회전력생성부(100)의 저부에 설치되어 회전력생성부(100)로부터 얻은 회전속도를 감속시켜 토크를 증가시켜 주는 감속부(200);

감속부(200)와 연결되어 회전속도를 감속전의 회전속도로 회복시켜 주는 가속부(300);

가속부(300)의 회전력에 의해 전기를 발생시켜 주는 발전기(400);

발전기(400)로부터 출력된 전원의 안정화 및 과충전 보호를 위한 회로부(500); 및

회로부(500)에 연결되어 외부로 전원을 출력하기 위한 출력단(600);을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

그리고, 회전력생성부(100)는, 덮개(119)가 구비되며 이동수단(1000)의 진행방향으로부터 유입된 기류를 일정한 방향으로 유동시켜 주는 본체(110)와, 본체(110) 내부에 설치되어 기류의 흐름에 의하여 회전되는 회전체(120)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

특히, 본체(110)는 내부에는 기류가 관통하여 통과할 수 있도록 양단에 각각 입구부(111)와 출구부(112)를 갖는 기류이송로(113)가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 기류이송로(113)는 단면이 확대축소관 형상으로 이루어진 것을 특징으로 한다. 그리고, 기류이송로(113)는 입구부(111)에 기류의 속도에 따라 개구정도가 조절되는 안내가이드(114)가 더 구비되고, 안내가이드(114)는 서로 다른 크기를 갖는 가이드판(114a,114b)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. 각 가이드판(114a,114b)은 입구부(111)의 양측에 각각 탄성지지된 힌지축(115a,115b)을 중심으로 회전가능하게 설치되고, 입구부(111)의 내면에 형성된 스톱퍼(116)에 의해 최대 회전 범위가 제한되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 회전체(120)는 익의 단부에 웨이트(121)가 구비된 회전팬인 것을 특징으로 한다.

특히, 감속부(200)는 웜감속기, 유성치차감속기, 베벨기어 감속기 또는 사이클론 감속기이고, 가속부(300)는 웜가속기, 유성치차가속기, 베벨기어 가속기 또는 사이클론 가속기인 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에서의 이동수단(1000)은 선박, 자전거, 자동차, 기차, 전기자 동차, 또는 모터사이클인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

1) 이동수단의 운행(운항)시 본 발명의 모듈을 장착하는 것만으로 기류에 의해 전원을 얻을 수 있게 된다. 이러한 전원은 이동수단에 필요한 전원공급 뿐만 아니라 다른 전기제품을 이용할 수 있게 된다.

2) 이동수단의 이동속도에 따라 안내가이드의 개구 정도가 자동으로 조절되기 때문에 이동수단의 진행속도에 상관없이 발생되는 전원을 안정적으로 얻을 수 있게 된다.

3) 이동수단의 발전기가 고장이 나더라도 발전기를 대신하여 배터리를 충전시킬 수 있기 때문에, 시동이 걸리지 않는 등의 응급 상황에 대처할 수 있게 된다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대하여 설명하면 다음과 같다.

(구성)

도 1은 본 발명에 따르는 이동수단을 이용한 동력발생장치의 전체 구성을 보여주는 개략도이다. 여기서, 미도시된 도면부호 "1000"은 이동수단으로서, 본 발명에서의 이동수단(1000)은 기류를 발생시킬 수 있는 것이라면 어떠한 것이라도 이용이 가능하다. 이러한 이동수단(1000)의 예로서는 선박, 자전거, 자동차, 기차, 전기자동차, 및 모터사이클 등을 들 수 있다.

본 발명은 이동수단(1000)의 움직임에 따라 생성되는 기류를 받아 회전운동 으로 전환시켜 주는 회전력생성부(100)와, 이 회전력생성부(100)에서 얻은 회전력을 가감속시켜 주는 감속부(200) 및 가속부(300)와, 가감속된 회전력으로부터 전기를 발생시켜 주는 발전기(400)를 포함하여 이루어진다. 뿐만 아니라, 본 발명은 발전기(400)에서 생성된 전기를 안정적으로 공급하기 위한 회로부(500)와, 생성된 전기를 외부로 출력시켜 주기 위한 컨넥터(600) 및 생성된 전기를 충전시키기 위한 배터리를 포함하여 이루어진다.

회전력생성부(100)는 기류를 받아들이는 본체(110)와 본체(110)를 통해 유입된 기류에 의해 회전되는 회전체(120)를 포함하여 이루어진다. 특히, 회전체(120)는 본체(110)를 통과하게 되는 기류에 의해 회전력을 발생시켜 주게 된다. 이러한 회전체(120)로는 회전팬을 이용할 수 있다. 그리고, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 이 회전팬에는 날개의 단부에 웨이트(121)를 더 추가하여 회전시 회전관성모멘트를 크게 하여 회전팬의 회전시의 회전불균형을 잡아 줄 수 있게 하는 것이 더욱 바람직하다.

본체(110)는, 도 2에서와 같이, 내부에 기류가 통과할 수 있도록 기류이송로(113)가 형성되어 있다. 기류이송로(113)는 그 중앙 부분에 상술한 회전체(120)가 회전가능하도록 장착된다. 특히, 기류이송로(113)는 회전체(120)가 설치되는 중간 부분을 중심으로 확대축소관 형상으로 제작하게 된다. 이는 기류이송로(113)를 통과하는 기류의 단면을 최소화함으로써 속도를 높여 회전체(120)의 회전속도를 증가시키기 위함이다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 본체(110)는 유선형으로 제조 하여 이동수단(1000)의 운행(운항)시의 저항을 최소화할 수 있게 하는 것이 바람직하다.

또한, 기류이송로(113)의 입구부(111)에는 안내가이드(114)가 구비된다. 안내가이드(114)는, 도 3에서와 같이, 각각 서로 다른 크기를 갖는 2개의 가이드판(114a,114b)으로 구성된다. 그리고, 이들 각 가이드판(114a,114b)은 각각 힌지축(115a,115b)에 의해 회전가능하게 설치되며, 각 힌지축(115a,115b)에는 각각 복원스프링(118a,118b)이 구비된다. 특히, 각 복원스프링(118a,118b)은 양단이 각각 본체(110)와 가이드판(114a,114b)에 고정된다. 이때, 복원스프링(118a,118b)의 단부는 가이드판(114a,114b)이 기류이송로(113)의 안쪽으로 회전하였을 때 복원력을 줄 수 있도록 설치한다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 기류이송로(13)에는 입구부(111)에 스톱퍼(116)를 구비하여 각 가이드판(114a,114b)의 최대 회전범위를 제한할 수 있게 하는 것이 바람직하다. 즉, 스톱퍼(116)는 입구부(111)의 안쪽에 설치하여 가이드판(114a)이 회전체(120)에 닿지 않도록 최대 회전범위를 제한하게 된다.

마지막으로, 본체(110)에는 탈장착수단(미도시됨)을 더 구성할 수 있다. 탈장착수단은 본체(110)를 이동수단(1000)에 장착하기 위한 구성요소이다. 이러한 탈장착수단은 빨판을 이용하거나 체결나사 등 다양한 방법이 가능하게 된다. 또한, 본체(110)에는 상부에 탈부착이 가능한 덮개(119)를 구성하여 조립의 편의성을 향상시킬 수 있게 하는 것이 바람직하다.

감속부(200)는 회전력생성부(100)에 연결된다. 이때, 감속부(200)는 회전체(120)의 회전속도를 감속시켜 토크를 증가시키는데 이용한다. 그리고, 이 감속부(200)에는 가속부(300)를 더 연결하여 감속된 속도를 원래 속도로 복원시키게 된다. 이러한 감속부(200)와 가속부(300)는 기어박스 형태로 제작하여 이용하는 것이 바람직하다. 예시적으로, 감속부(200)와 가속부(300)는 웜 방식, 유성치차 방식, 베벨기어 방식 또는 사이클론 방식을 채용할 수 있다. 물론, 이러한 방식은 감속부(200)와 가속부(300)의 힘의 전달 방식에 따라 기어 배열을 달리할 수도 있다. 이러한 감속부(200)와 가속부(300)는 본체(110) 내부에 일체로 구성하거나 본체(110)와 모듈 형태로 제작하는 것도 가능하다.

발전부(400)는 가속기(300)에 연결되어 실질적으로 회전운동을 통해 전기를 발생시키는 구성요소이다. 이러한 발전부(400)는 통상적으로 전원생산에 이용되는 발전기를 이용할 수 있다. 그리고, 이러한 발전부(400)에는 생성된 전원이 안정화라든가 충전회로, 그리고 과충전 등을 방지하기 위한 회로부(500)를 더 포함하여 이루어진다. 이러한 회로부(500)는 통상의 기술로 제작된 구성을 이용하기 때문에 여기서는 그 상세한 설명을 생략한다. 그리고, 발전부(400)는 상술한 감속부(200) 및 가속부(300)와 함께 본체(110) 내부에 구성하여 일체로 구성하는 것이 바람직하다.

출력단(600)은 발전부(400)에서 발생된 전원을 외부로 출력하기 위한 일종의 컨넥터이다. 이러한 출력단(600)은, 예를 들어, 차량의 배터리라든가 일반 전기제품에 직접 연결하여 사용하게 된다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 도면에서는 도시하지 않았지만 본 발명의 동력발생장치에 별도의 배터리를 구비하여, 본 발명의 동력발생장치로부터 발생된 전원을 충전시킬 수 있도록 구성하는 것도 바람직하다.

(작동)

도 4는 본 발명에 따르는 회전력생성부의 작동 상태를 보여주는 단면도이다. 여기서, 이동수단(1000)은 차량인 것을 예로 들어 설명한다.

우선, 탈장착수단을 이용하여 본체(110)를 이동수단(1000)에 장착하게 된다. 이때, 본체(110)는 입구부(111)가 이동수단(1000)의 전방을 향하도록 설치하는 것이 바람직하다.

그리고, 출력단(600)을 이용목적에 따라 연결하게 된다. 즉, 이동수단(1000)의 배터리에 연결하여 배터리 충전을 할 것인지 또는 실내용 선풍기라든가 실외용 조명 등을 연결하여 이용할 것인가에 따라 출력단(600)은 연결하게 된다. 이와 같이 이동수단(1000)에 본 발명의 동력발생장치의 장착이 끝나게 되면, 이동수단(1000)을 움직이게 된다.

이동수단(1000)이 주행을 하게 되면 이에 따라 발생된 기류가 입구부(111)를 통해 기류이송로(113)로 유입되게 된다. 이때, 안내가이드(114)는 기류 속도에 의해, 도 4에서와 같이 입구부(111)의 안쪽으로 회전하게 된다. 기류이송로(113)로 유입된 기류는 회전체(120)를 회전시킨 다음, 안내가이드(114)를 강제로 회전시키면서 본체(110)를 빠져나가게 된다. 이때, 각 안내가이드(114)는 기류이송로(113)를 통해 유입 및 유출되는 기류의 세기에 따라, 즉 이동수단(1000)의 주행 속도에 따라 회전각이 변하게 된다. 따라서, 안내가이드(114)는 도 4에서와 같이, 이동수단(1000)의 차속이 빨라지면 그만큼 기류가 강하기 때문에 많이 열리고, 반대로 차속이 늦어지게 되면 그만큼 적게 열리게 되는 것이다.

이에 따라 회전체(120)의 회전력은 감속부(200) 및 가속부(300)에 의해 회전속도비가 변환되면서 발전부(400)를 회전시켜 전기가 발생하게 된다. 발생된 전기는 회로부(500)에서 안정화되어 미도시된 배터리에의 충전과 함께 상술한 이동수단(1000)의 배터리 충전이라든가 전기제품에의 전원으로서 공급되게 되는 것이다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따르는 이동수단을 이용한 동력발생장치의 전체 구성을 보여주는 개략도.

도 2는 본 발명에 따르는 회전력생성부의 구성을 설명하기 위한 전체 구성을 보여주는 사시도.

도 3은 본 발명에 따르는 안내가이드의 구성을 설명하기 위한 회전력생성부의 단면도.

도 4는 본 발명에 따르는 회전력생성부의 작동 상태를 보여주는 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 회전력생성부

110 : 본체

111 : 입구부

112 : 출구부

113 : 기류이송로

114 : 안내가이드

114a, 114b : 가이드판

115a, 115b : 힌지축

116 : 스톱퍼

118a, 118b : 복원스프링

119 : 덮개

120 : 회전체

121 : 웨이트

200 : 감속부

300 : 가속부

400 : 발전부

500 : 회로부

600 : 출력단

Claims (9)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 이동수단(1000)에 탈장착이 가능하며, 상기 이동수단(1000)의 진행방향으로부터 유입된 기류의 세기에 따라 개구되는 정도가 조절되어 회전력을 얻는 회전력생성부(100);

   상기 회전력생성부(100)의 저부에 설치되어 상기 회전력생성부(100)로부터 얻은 회전속도를 감속시켜 토크를 증가시켜 주는 감속부(200);

   상기 감속부(200)와 연결되어 상기 회전속도를 감속전의 회전속도로 회복시켜 주는 가속부(300);

   상기 가속부(300)의 회전력에 의해 전기를 발생시켜 주는 발전기(400);

   상기 발전기(400)로부터 출력된 전원의 안정화, 충전 및 과충전 보호를 위한 회로부(500);

   상기 회로부(500)를 통해 발생된 전기가 충전되는 배터리; 및

   상기 회로부(500)에 연결되어 외부로 전원을 출력하기 위한 출력단(600);을 포함하여 이루어지고,

   상기 회전력생성부(100)는, 덮개(119)가 구비되고, 상기 기류를 일정한 방향으로 유동시켜 주는 본체(110)와;, 상기 본체(110) 내부에 설치되어 상기 기류의 흐름에 의하여 회전되는 회전체(120)를 포함하며,

   상기 본체(110)는 내부에는 상기 기류가 관통하여 통과할 수 있도록 양단에 각각 입구부(111)와 출구부(112)를 갖는 단면이 확대축소관 형상의 기류이송로(113)가 형성되고,

   상기 기류이송로(113)는 상기 입구부(111)에 상기 기류의 속도에 따라 개구정도가 조절되는 안내가이드(114)가 더 구비되고,

   상기 안내가이드(114)는 서로 다른 크기를 갖는 가이드판(114a,114b)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 이동수단을 이용한 동력발생장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 각 가이드판(114a,114b)은 상기 입구부(111)의 양측에 각각 탄성지지된 힌지축(115a,115b)을 중심으로 회전가능하게 설치되고, 상기 입구부(111)의 내면에 형성된 스톱퍼(116)에 의해 최대 회전 범위가 제한되는 것을 특징으로 하는 이동수단을 이용한 동력발생장치.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 회전체(120)는 각 날개에 웨이트(121)가 구비된 회전팬인 것을 특징으로 하는 이동수단을 이용한 동력발생장치.
8. 제 5 항에 있어서,

   상기 감속부(200)는 웜감속기, 유성치차감속기, 베벨기어 감속기 또는 사이클론 감속기이고,

   상기 가속부(300)는 웜가속기, 유성치차가속기, 베벨기어 가속기 또는 사이클론 가속기인 것을 특징으로 하는 이동수단을 이용한 동력발생장치.
9. 제 5 항에 있어서,

   상기 이동수단(1000)은 선박, 자전거, 자동차, 기차, 전기자동차, 또는 모터사이클인 것을 특징으로 하는 이동수단을 이용한 동력발생장치.

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