KR101120521B1 - A wind force generation device for traffic equipment - Google Patents
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Abstract
본 발명은 육상 교통 시설물용 풍력발전장치에 관한 것으로서, 도로 또는 철로변 등에 설치하여 차량 또는 기차의 주행시 발생되는 주행풍을 풍력발전에 활용토록 하기 위한 것이다.The present invention relates to a wind power generator for land transportation facilities, to be installed on the road or railroad tracks so as to utilize the driving wind generated when driving a vehicle or a train for wind power generation.
이를 실현하기 위한 본 발명의 발전장치는, 측벽에 바람이 유입될 수 있도록 날개판(13)이 일정간격으로 설치된 본체하우징(10)과; 상기 본체하우징(10) 내부를 좌우로 구획하기 위해 구비된 중앙구획벽(19)과; 상기 중앙구획벽(19)을 기준으로 양측에 구비되며, 내부로 유입된 바람에 의해 순환 유동되어지도록 다수개가 일정 간격으로 연결체인(15)에 의해 연결 구비된 유동판(20)과; 상기 연결체인(15)의 양단부를 지지하며 연결체인(15)의 순환 유동에 의해 구동축(17a)을 중심으로 회전 가능하게 구성된 플라이휘일(17)과; 상기 플라이휘일(17)의 회전 구동력을 전달받아 전기적인 에너지를 발생시키는 발전기(50);를 포함하는 구성을 이룸을 특징으로 한다.The power generation device of the present invention for realizing this, and the main body housing 10 is installed at a predetermined interval so that the wind flows into the side wall; A central partition wall 19 provided for partitioning the inside of the main body housing from side to side; A flow plate 20 provided at both sides of the central compartment wall 19, the plurality of which are connected by the connection chain 15 at a predetermined interval so as to be circulated by the wind flowing into the inside; A flywheel (17) supporting both ends of the connection chain (15) and configured to be rotatable about a drive shaft (17a) by a circulating flow of the connection chain (15); It characterized in that the configuration comprising a; generator 50 for generating electrical energy by receiving the rotational driving force of the flywheel (17).
풍력, 도로, 기차, 자동차, 발전, 에너지 Wind, road, train, car, power generation, energy
Description
본 발명은 풍력 발전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 도로 또는 철로변에 설치되어 차량의 고속주행시 발생하는 주행풍을 이용하여 풍력발전에 활용토록 하기 위한 육상교통 시설물용 풍력발전장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wind power generation device, and more particularly, to a wind power generation device for land transportation facilities for use in wind power generation by using the driving wind generated during the high-speed driving of a vehicle installed on a road or railroad side.
일반적으로, 사용 전기에너지를 얻기 위한 일환에서는 낙차를 이용한 중력가속도로서 터빈을 회전시켜 얻는 수력발전, 그외 풍력, 화력 등으로부터 일차적인 운동에너지를 얻고, 이 운동에너지는 전기에너지로 변환시켜 전기를 축전시킬 수 있도록 하여 일상생활에 필요로 하는 전기를 얻고 있다.In general, in order to obtain used electric energy, primary kinetic energy is obtained from hydroelectric power, other wind power, and thermal power obtained by rotating a turbine as gravitational acceleration using a drop, and the kinetic energy is converted into electric energy to store electricity. By making it possible, they are getting the electricity they need for everyday life.
상기와 같은 규모는 대규모로서, 이외에 태양광을 이용하여 전기에너지로서 축전 및 이를 활용한 전기적인 사용은 자연법칙을 이용하는 것으로서, 물체의 회전 또는 가속도에 의해 발생하는 바람(풍력)을 이용하여 그 주변에서 사용되는 도로변의 가로등, 공원 등의 조경등에 적합하게 활용되고 있다.As described above, the scale is a large scale, and in addition to the use of sunlight as electrical energy, electricity storage and electrical use using the same is a natural law, and the surroundings by using wind (wind power) generated by rotation or acceleration of an object. It is suited for landscaping of roadside streetlights and parks.
태양광이나 풍력을 얻는 전기에너지는 기후에 따라 민감하고 연속성이 덜하기 때문에 전기에너지의 축전 효과가 그다지 크지 않은 것이 현실이다.Electric energy from sunlight or wind is sensitive and less continuable depending on the climate, so the effect of electricity storage is not so great.
대체에너지를 이용한 설비는 비교적 높은 초기투자의 장애 요인이 있음에도 불구하고 화석에너지의 고갈문제와 환경문제에 대한 해결방안이라는 점에서 과감한 보급정책과 연구개발의 적극적인 추진이 요망되고 있다.In spite of the relatively high obstacles to initial investment, the facilities using alternative energy are required to be aggressively promoted in terms of depletion of fossil energy and environmental solutions.
이러한 차원에서 개발된 일 예의 하이브리드 가로등은 태양광과 함께 풍력발전을 이용하여 자연에너지를 전기에너지로 효율적으로 변환하고, 이를 축전지에 축적시키는 것에 의해 가로등 및 공원 등지의 야간조명에 활용하려는 시스템으로 운영하고 있다. 상기와 같은 에너지 공급은 각각의 가로등에 상기와 같은 태양광이나, 풍력발전장치를 개별적으로 설치함으로써, 별도의 배관이나 배선이 필요 없기 때문에 별도의 전력비가 들지않고 거의 연중 무인으로 작동시킬 수 있는 안정적인 성능의 복합 발전 조명시스템이라 할 수 있다.The example hybrid street light developed in this dimension is operated as a system to utilize in nighttime lighting of street lamps and parks by efficiently converting natural energy into electrical energy by using wind power together with solar light and accumulating it in storage batteries. Doing. The energy supply as described above can be operated unattended year-round without any additional power costs because it does not require a separate piping or wiring by separately installing the above-mentioned solar light or wind power generator in each street light. It is a complex power generation lighting system of performance.
이와 같은 하이브리드 가로등과 관련된 출원으로서, 국내 등록실용신안 제20-0234759호 및 제20-0297497호의 개시된 공보에는 태양이나 바람 같은 자연에너지에 의해 가로등을 가동시킬 수 있도록 한 것으로, 지주(地柱)상에 설치되는 태양전지판 및 풍력발전기에서 얻어지는 전력을 축전지에 저장하고, 야간에는 이 축전지로부터 공급되는 전력에 의해 가로등을 점등시킬 수 있도록 하고 있다.As an application related to such a hybrid street light, the publications disclosed in Korean Utility Model Nos. 20-0234759 and 20-0297497 allow the street light to be operated by natural energy such as the sun or wind. The electric power obtained from the solar panel and the wind power generator installed in the solar cell is stored in the storage battery, and the street light can be turned on by the power supplied from the storage battery at night.
그러나, 상기와 같은 구조로서 얻어지는 전기에너지는 기후에 따라 축적되는 양이 현실적으로 낮고, 가로등이 위치된 상태에서 자연에너지를 받아들이기 위한 정도가 차이가 나기 때문에 별도의 보조 전력이 공급될 수 있는 투자설비가 제공되어야 하는 단점이 있다.However, the amount of electrical energy obtained as the above structure is realistically low depending on the climate, and the investment facilities that can be supplied with additional auxiliary power because the degree of receiving natural energy in the state where the street lamp is located is different. There is a disadvantage that must be provided.
즉, 충분한 자연에너지를 축적하기 위해서는 그 작용은 연속성을 가져야 하 나, 실질적으로 태양광 에너지는 우천시와 같이 태양광이 지속될 수 없는 장마기간에 에너지 축적이 취약하게 되며, 풍력 에너지 또한 자연바람을 이용하기 때문에 연속적인 축전효과가 높지 않은 문제점으로 태양광 에너지를 얻기 위한 설비와 함께 별도로 설치되어 공동으로 설치 운영에 있어서도 상술한 바와 같은 문제점이 나타난다.In other words, in order to accumulate sufficient natural energy, its action must be continuous, but in fact, solar energy is weak in energy accumulation in the rainy season when sunlight cannot be sustained, such as during rainy days, and wind energy also uses natural wind. Because of the problem that the continuous power storage effect is not high, it is installed separately with a facility for obtaining solar energy, the same problem as described above also appears in the installation operation jointly.
상기와 같은 관점에서 상기와 같은 태양광 에너지, 풍력발전기를 통한 에너지를 얻기 위한 설치는 실질적으로 외부에 드러나게 설치되어야 하기 때문에 도로변 측 혹은 공원들에 설치된 가로등 및 조경등의 외관을 해치는 단점도 있다.From the above point of view, the installation for obtaining energy through the solar energy and the wind power generator has a disadvantage in that it damages the appearance of street lamps and landscapes installed on the side of the road or in parks because they must be installed to be exposed to the outside.
본 발명은 상기한 종래 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로서, 도로 혹은 철로변 등 각종 육상교통 시설물에 설치하여 주변 주행풍에 의해 발생된 풍력을 이용하여 발전에너지로 활용토록 하는데 목적이 있다.The present invention has been proposed to improve the above-mentioned problems, and is intended to be utilized as power generation energy by using wind power generated by surrounding driving winds by installing on various land transportation facilities such as roads or railroad tracks.
상기 목적을 이루기 위한 본 발명은, 측벽에 바람이 유입될 수 있도록 날개판이 일정간격으로 설치된 본체하우징과; 상기 본체하우징 내부를 좌우로 구획하기 위해 구비된 구획벽과; 상기 구획벽을 기준으로 양측에 구비되며, 내부로 유입된 바람에 의해 순환 유동되어지도록 다수개가 연결체인에 의해 연결 구비된 유동판과; 상기 연결체인의 양단부를 지지하며 연결체인의 순환 유동에 의해 구동축을 중심으로 회전 가능하게 구성된 플라이휘일과; 상기 플라이휘일의 회전 구동력을 전달받아 전기적인 에너지를 발생시키는 발전기;를 포함하는 구성을 이룸을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, the body housing and the wing plate is installed at a predetermined interval so that the wind flows into the side wall; A partition wall provided to partition the inside of the main body housing from side to side; A flow plate provided on both sides of the partition wall, the plurality of flow plates being connected by a connection chain to be circulated by the wind introduced into the partition wall; A flywheel supporting both ends of the connection chain and configured to be rotatable about a drive shaft by a circulating flow of the connection chain; Characterized in that the configuration comprising a; generator for generating electrical energy by receiving the rotational driving force of the flywheel.
또한, 상기 본체하우징의 상부와 하부에는 각각 상판과 하판이 장착되어지되, 상판과 하판에는 내부로 유입된 바람의 배출을 위한 통풍구가 각각 형성되어져 있으며, 상기 상판의 상부에는 상기 통풍구를 통해 상승된 공기의 배출을 위한 배출구가 일측에 형성된 상부커버가 구성된 것을 특징으로 한다.In addition, the upper and lower plates are respectively mounted on the upper and lower plates of the main body housing, and the upper and lower plates are provided with vents for discharging the wind introduced therein, respectively. Characterized in that the upper cover is formed on one side of the outlet for the discharge of air.
또한, 상기 중앙구획벽 양측에는 본체하우징 내부로 유입된 바람을 상부와 하부로 안내하기 위해 상하 대칭형태의 안내홈이 일정 경사를 이루며 형성된 안내 판이 장착된 것을 특징으로 한다.In addition, both sides of the central compartment wall is characterized in that the guide plate is formed in a vertically symmetrical guide groove formed in a predetermined slope to guide the wind introduced into the body housing to the upper and lower.
이러한 본 발명은, 고속도로나 교량, 철로변에 설치하여 차량의 주행시 발생되는 주행풍에 의한 풍력을 전기적에너지로 활용할 수 있게 됨으로 대체에너지로서의 활용효율을 극대화 할 수 있게 된다.The present invention, it is possible to maximize the utilization efficiency as an alternative energy because it can be installed on the highway, bridge, railroad side can utilize the wind power due to the running wind generated during the driving of the vehicle as electrical energy.
특히, 내부로 유입된 바람의 원활한 안내 및 배출이 이루어질 수 있게 됨으로서 시설물의 안전성을 확보할 수 있게 된다.In particular, it is possible to ensure the smooth guidance and discharge of the wind introduced into the interior it is possible to ensure the safety of the facility.
또한, 다수개로 설치된 유동판의 이동이 안정적으로 가이드될 수 있게 됨으로 동작효율을 향상시킬 수 있게 된다.In addition, the movement of the flow plate installed in a plurality can be stably guided to improve the operating efficiency.
이하, 본 발명의 구체적인 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 살펴보기로 한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 일 실시예에 따라 도로의 중앙분리대에 설치된 풍력발전장치의 전체적인 구성을 살펴보면, 상부와 하부에 각각 상판(12) 및 하판(11)이 구성되어지는 본체하우징(10) 양측에는 외부로 부터 바람이 유입될 수 있도록 일정 각도를 이루는 날개판(13)이 일정 간격으로 배치되며, 내부에는 중앙구획벽(19)을 중심으로 다수의 유동판(20)이 유동가능하도록 연결체인(15)에 의해 일정 간격을 유지하며 연결된 상태를 이루게 된다.First, looking at the overall configuration of the wind power generator installed in the central separator of the road according to an embodiment, the upper and
한편, 상판(12)과 하판(11)에는 날개판(13)이 착탈가능하도록 착탈홈(11a)이 형성됨과 함께 안내홈(18a)에 의해 안내된 바람이 배출되는 통풍구(11b,12b)가 각 각 형성되어져 있다.On the other hand, the
상기 중앙구획벽(19)의 양면에는 도 3에서와 같이 안내판(18)이 결합되어지게 되는데, 안내판(18)에는 일정 각도를 이루는 안내홈(18a)이 형성되어져 있어 내부로 유입된 바람을 상부와 하부로 안내할수 있도록 하였다.The
그리고, 중앙구획벽(19) 중단에는 가이드판(16)이 수평으로 구성되어져 있는데, 유동판(20)에는 도 6에서와 같이 가이드판(16)에 안내되어질 수 있도록 안내로울러(21)가 장착됨과 함께 도 7에서와 같이 지지베어링(22)이 구비되었으며, 지지베어링(22)을 지지하여 유동판(20)의 이탈을 방지하기 위한 이탈방지턱(16a)이 형성되어져 있음을 확인할 수 있다.In addition, the
또한, 중앙구획벽(19) 양단에는 연결체인(15)의 유동력에 의해 회전구동이 이루는 플라이휘일(17)이 설치되어져 있는데, 플라이휘일(17)의 구동축(17a)상에는 도 2에서와 같이 피동기어(51)가 구성되어져 있어 피동체인(52)을 통해 발전기(50)측으로 동력에너지를 전달할 수 있도록 구성되어져 있다.Further, both ends of the
또한, 각 유동판(20)의 상부에는 도 4에서와 같이 연결플레이트(23)에 의해 연결체인(15)과 연결이 이루어지게 된다.In addition, the upper portion of each
한편, 상부커버(40)에는 조명등(41)이 일정 간격으로 구비됨과 함께 일단부에는 통풍구(12b)를 통해 상승된 바람이 배출되어질 수 있도록 배출구(42)가 형성되어져 있다.On the other hand, the
도면 중 미설명 부호 14는 본체하우징(10)을 중앙분리대(1)에 고정시키기 위한 지지프레임이고, 30은 하부덮개이며, 31은 체결구를 각각 나타낸다.In the drawings,
이와 같은 구조를 이루는 본 발명 풍력발전장치의 동작에 따른 작용효과를 살펴보기로 한다.The effect of the operation of the present invention wind power generator constituting such a structure will be described.
고속도로의 중앙분리대(1)에 설치된 본 발명의 풍력발전장치는 도 10 및 도 11에서와 같이 차량의 고속 주행에 따라 발생되는 주행풍이 본체하우징(10) 측면의 날개판(13)을 통해 유입되어지게 되고, 이와 같이 유입된 바람에 의해 유동판(20)의 유동이 이루어지게 되고, 유동판(20)에 작용한 바람은 안내판(18)의 안내홈(18a)을 통해 상부 또는 하부로 안내되어진 후 통풍구(11b,12b)를 통해 배출되어지게 된다.In the wind turbine generator of the present invention installed on the
한편, 유동력이 발생된 유동판(20)이 중앙구획벽(19) 주변을 따라 유동되어지게 되는데, 이때 유동판(20)은 안내로울러(21) 및 지지베어링(22)이 각각 가이드판(16) 및 이탈방지턱(16a)에 안내 및 지지되어짐으로서 안정적인 유동이 이루어지게 된다.On the other hand, the
그리고, 유동판(20)의 유동에 따라 상,하부에 연결되어져 있는 연결체인(15)을 통해 회동력이 전달되어 플라이휘일(17)이 회동되어지게 되고, 이러한 회동력은 구동축(17a) 하부의 동축상에 결합된 피동기어(51) 및 피동체인(52)을 통해 발전기(50)에 전달되어지게 된다.Then, according to the flow of the
따라서, 각 발전기(50)로 부터 얻어지는 유도기전력은 도 10에서와 같이 모아져서 휴계소 등에 별도 설치되어져 있는 중앙집중 축전소에 전압으로서 충전되어, 차량용 또는 교통시설물에 필요한 전기로 공급 및 사용되어질 수 있게 되는 것이다.Therefore, the induced electromotive force obtained from each
그리고, 상기에서 본 발명의 특정한 실시 예가 설명 및 도시되었지만 본 발명의 풍력발전장치 설치구조가 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 수 있음은 자명한 일이다.In addition, although specific embodiments of the present invention have been described and illustrated above, it is obvious that the wind turbine generator installation structure of the present invention may be variously modified and implemented by those skilled in the art.
예를 들면, 상기 실시예에서는 도로의 중앙분리대에 설치된 상태가 설명되었으나, 이외에도 철로변이나 교량 등 다양한 교통시설물에 설치가 이루어질 수 있게된다.For example, in the above embodiment, the state is installed in the central separator of the road, but in addition, it can be installed in various traffic facilities such as railroad tracks and bridges.
따라서, 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위 내에 포함된다 해야 할 것이다.Therefore, it should be understood that such modified embodiments should not be understood individually from the technical spirit and scope of the present invention, and such modified embodiments should be included in the appended claims of the present invention.
도 1은 본 발명 풍력발전장치의 중앙분리대 설치상태 외관도.Figure 1 is an appearance of the central separator installed state of the present invention wind turbine.
도 2는 본 발명 풍력발전장치의 내부 투시도.Figure 2 is an internal perspective view of the wind power generator of the present invention.
도 3은 본 발명 풍력발전장치의 내부부품 요부 분해도.Figure 3 is an exploded view of the main parts of the present invention wind power generator.
도 4는 본 발명에서의 체인 연결부 부품 분해도.Figure 4 is an exploded view of the chain connection part in the present invention.
도 5는 본 발명에서의 장치 내부 평면 구조도.Figure 5 is a plan view of the internal structure of the device in the present invention.
도 6은 본 발명에서의 장치 내부 유동판 가이드 구조도.6 is a structural diagram of a device fluid plate guide in the present invention.
도 7은 본 발명 유동판의 배면측 가이드 구조도.Figure 7 is a back side guide structure of the flow plate of the present invention.
도 8은 본 발명 유동판의 가이드상태 정면 구조도.Figure 8 is a front structural view of the guide state of the flow plate of the present invention.
도 9는 본 발명 풍력발전장치의 설치상태 단면도.9 is a cross-sectional view of the installation state of the present invention wind power generator.
도 10은 본 발명 풍력발전장치의 사용 상태도.10 is a state diagram used in the wind power generator of the present invention.
도 11은 본 발명 풍력발전장치의 사용 상태도.11 is a state diagram used in the wind power generator of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10 : 본체하우징 11 : 하판10: main unit housing 11: lower plate
11a: 착탈홈 11b,12b: 통풍구11a:
12 : 상판 13 : 날개판12: top plate 13: wing plate
14 : 지지프레임 15 : 연결체인14: support frame 15: connection chain
16 : 가이드판 16a: 이탈방지턱16:
17 : 플라이휘일 18 : 안내판17: flywheel 18: information board
18a: 안내홈 19 : 중앙구획벽18a: Information groove 19: Central compartment wall
20 : 유동판 21 : 안내로울러20: fluid plate 21: guide roller
22 : 지지베어링 23 : 연결플레이트22: support bearing 23: connecting plate
30 : 하부덮개 31 : 체결구30: lower cover 31: fastener
40 : 상부커버 41 : 조명등40: upper cover 41: lighting
42 : 배출구 50 : 발전기42: outlet 50: generator
51 : 피동기어 52 : 피동체인51: driven gear 52: driven chain
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