KR101401685B1

KR101401685B1 - 가로등 발전 장치

Info

Publication number: KR101401685B1
Application number: KR1020130009953A
Authority: KR
Inventors: 김낙진; 김형모
Original assignee: 김형모; 김낙진
Priority date: 2013-01-29
Filing date: 2013-01-29
Publication date: 2014-06-02

Abstract

본 발명은 바람이 많은 해안 도시와 산간 계곡을 통과하는 고속도로의 교량 등의 가로등 및 갓길에 서로 반대방향으로 회전하는 상부 및 하부 회전날개 및 발전기를 적용하고, 풍력을 이용하여 발전시킴으로써 가로등에 전원을 안정적으로 공급할 수 있을 뿐만 아니라 제설 및 제빙의 전원으로 활용할 수 있는 가로등 발전 장치에 관한 것이다.

Description

가로등 발전 장치{Street light electric generator}

본 발명은 풍력을 이용하여 가로등의 전원으로 활용하거나 제설 제빙의 전원으로 사용할 수 있는 가로등 발전 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 가로등(街路燈)은 어두운 도로나 보도, 공원 또는 아파트단지의 주변에서 운전자나 보행자가 시야를 충분히 확보하여 사고를 예방하고 범죄를 예방할 수 있도록 하기 위하여 높이 설치하는 조명등을 말하며, 통상적으로 해가 지면 자동으로 램프를 점등시키고 일출과 동시에 소등되도록 구성된다.

이러한 가로등에 전원을 공급하기 위하여는 전력선에 의한 전기공급이 필요하다. 이때 가로등에 공급되는 전력을 안정적으로 공급하기 위하여 종래의 전력선을 연결하거나 또는 배터리에 의해 전기를 공급하는 방법이 있다.

전력선에 의한 전력공급은 전력케이블의 연결에 따라 미관을 해치며, 저탄소 녹색성장의 친환경적 에너지와는 거리가 있다.

또한 배터리에 의한 전기 공급은 주로 태양열을 이용할 수 있으나 태양열은 날씨의 변화에 따른 전기 공급이 원활하지 않을 수 있는 문제점이 있다.

따라서, 종래에 기 구축되어 있는 가로등을 이용하면서도 가로등에 안정적으로 전기에너지를 공급하고, 친환경적 에너지인 풍력을 이용한 전기에너지의 생산에 대하여 관심이 높아지고 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명한 것으로서, 바람이 많은 해안 도시와 산간 계곡을 통과하는 고속도로의 교량 등의 가로등 및 갓길에 서로 반대방향으로 회전하는 상부 및 하부 회전날개 및 발전기를 적용하고, 풍력을 이용하여 발전시킴으로써 가로등에 전원을 안정적으로 공급할 수 있을 뿐만 아니라 제설 및 제빙의 전원으로 활용할 수 있는 가로등 발전 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 가로등 발전 장치는 서로 반대방향으로 회전하는 회전날개를 가지고, 풍력을 이용하여 회전에너지를 발생시키는 회전날개부; 및 상기 회전날개부와 연결되어 서로 반대방향으로 회전하는 고정자와 회전자를 가지고, 상기 회전날개부에서 발생되는 회전에너지를 전기에너지로 변환하는 발전기를 포함하여, 약한 바람에도 발전이 가능한 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 회전날개부는 동일한 지지축 상에 배치되고, 발전기를 가운데 두고 상부와 하부에 배치되는 상부 회전날개부와 하부 회전날개부로 구성된 것을 특징으로한다.

상기 회전날개부는 수직방향으로 배치되는 것을 특징으로 한다.

상기 회전날개부는 동심원상으로 외부와 내부에 각각 배치되는 외부 회전통 및 내부 회전통; 상기 외부 회전통 및 내부 회전통의 양단부에 각각 설치되어 개구부를 막는 덮개; 및 상기 외부 회전통의 덮개와 내부 회전통의 덮개 사이에 배치되어, 회전날개부의 회전날개의 각도로 조절할 수 있도록 된 무게추를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 무게추는 내측 가장자리면에 영구자석을 가지며, 상기 영구자석을 이용하여 회전통의 중심부에 위치한 영구자석과의 인력으로 약풍이 불 때 회전날개)의 각도를 일정하게 유지하는 것을 특징으로 한다.

상기 회전날개는 내부 회전통에 볼 조인트 구조로 각 회전가능하게 결합되고, 상기 무게추가 원심력에 의해 내부 회전통을 각회전시키는 경우 회전날개가 외부 회전통에 형성된 슬롯을 지렛대의 중심축 역할을 하게 하고 지렛대의 원리를 이용하여 뒤로 젖혀짐에 따라 강풍이 불 때 날개 및 지주의 파손을 방지하고 고속회전으로 인한 발전기의 과부하를 줄일 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

상기 무게추는 상부와 하부에 각각 형성된 이동축을 이용하여 외부 회전통의 덮개에 형성된 반경방향의 직선형 제1가이드홈과 내부 회전통의 덮개에 형성된 꺽임형 제2가이드홈을 따라 반경방향으로 안내되며, 강풍에 의한 원심력으로 내부 회전통의 덮개에 형성된 꺽임형 제2가이드홈을 반경방향으로 미는 경우 내부 회전통을 각회전시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

상기 무게추는 외측 가장자리면에 영구자석을 가지고, 상기 영구자석을 이용하여 약풍이 불 때 외부 회전통의 가장자리부에 위치한 영구자석과의 척력으로 회전날개를 원래 위치로 복귀시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

상기 회전날개부 및 발전기는 수직형으로 배치된 구조를 이루고, 가로등의 지주에 상하방향으로 간격을 두고 탈착가능하게 설치된 지주링; 및 상단부와 하단부가 상기 지주링에 각각 연결되고, 회전날개부 및 발전기의 중심부를 관통하는 지지축을 포함하여, 다수의 회전날개부 및 발전기를 모듈 형태로 탈착가능한 것을 특징으로 한다.

상기 회전날개부 및 발전기는 바람이 많은 해안 도시와 산간 계곡을 통과하는 고속도로의 교량 등의 가로등 및 갓길에 설치되고, 풍력을 이용하여 자체적으로 발전하는 방식으로 가로등의 전원 혹은 제설 및 제빙을 위한 전원으로 활용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 가로등 발전 장치의 장점을 설명하면 다음과 같다.

첫째로, 기존의 가로등 발전기는 별도의 지주에 1개의 발전기가 부착되어 있지만, 본 발명의 경우 다수의 회전날개부와 발전기를 기존의 가로등의 지주 및 전신주 등에 탈착 가능함으로써 종래 기술 대비 발전량이 많은 장점이 있다.

둘째로, 서로 반대방향으로 회전하는 회전날개를 구비하고, 이 회전날개에 각각 연결된 고정자와 회전자를 서로 반대방향으로 회전시켜 전자기 유도 현상에 의해 발전시키는 방식으로 발전함으로써 약한 바람에도 발전이 가능한 장점이 있다.

셋째로, 태풍 등과 같은 강풍이 불 때 지렛대의 원리를 이용하여 회전날개를 뒤로 젖힘으로써 날개와 지주의 파손을 방지하고, 고속회전으로 인한 발전기의 과부하를 줄일 수 있는 장점이 있다.

넷째로, 가로등은 1대당 500W~1kW 전원이 소요되고, 10m 간격으로 설치되는데 전국적인 가로등 수를 감안하면 국가적으로 많은 전력 절감 효과가 있고, 특히 바람이 많은 해안 도시와 산간 계곡을 통과하는 고속도로의 교량 등의 가로등 및 갓길에 설치하여 풍력에 의한 발전 효과를 극대화할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 풍력발전기가 장착된 가로등의 사시도
도 2는 도 1에서 본 발명에 따른 회전날개부의 사시도
도 3은 도 2의 분해도
도 4는 도 3에서 무게추의 사시도
도 5는 도 2의 A-A 단면도로서, 무게추의 영구자석의 작동상태를 보여주기 위한 사시도
도 6은 도 3에서 평상시와 강풍이 불때 무게추의 작동상태도

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하기로 한다.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 풍력발전기가 장착된 가로등의 사시도이고, 도 2는 도 1에서 본 발명에 따른 회전날개부의 사시도이고, 도 3은 도 2의 분해도이고, 도 4는 도 3에서 무게추의 사시도이다.

본 발명은 가로등의 지주(1), 전신주 등에 설치하여 가로등의 전원으로 활용하거나 제설 제빙의 전원으로 사용할 수 있는 가로등 발전 장치에 관한 것이다.

특히, 상기 가로등 발전 장치는 바람이 많은 해안 도시와 산간 계곡을 통과하는 고가도로의 교량 등의 가로등과 갓길에 설치되어, 풍력을 이용하여 자체적으로 발전하여 가로등의 전원으로 활용하거나 제설 제빙의 전원으로 사용할 수 있다.

상기 가로등 발전 장치는 기존의 가로등의 지주(1)에 탈착가능하게 설치되고, 별도의 지주(1)가 필요하지 않으므로 설치비가 저렴하고 고장 시 수리가 용이하다.

또한, 상기 가로등 발전 장치는 가로등의 지주(1) 혹은 전신주 등에 원형의 지주링(2)과 "ㄷ"자 형태의 지지축(3)을 이용하여 병렬로 설치가능하고, 다수의 가로등 발전 장치를 부착할 수 있어 발전량이 많다.

이때, 지주링(2)은 가로등의 지주(1)에 스크류 등과 같은 체결수단에 의해 탈착가능하다.

상기 가로등 발전 장치는 모듈 형태로 제작되며, 필요에 따라 지지축(3)을 이용하여 다수개로 확장가능하다.

예를 들어, 지지축(3)을 가운데 두고 양 옆에 두 개의 발전 장치를 수직방향으로 설치하거나, 지주(1)를 가운데 두고 원주방향으로 다수의 발전 장치를 수직하게 설치할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 가로등 발전 장치는 발전기(20)를 중심으로 상하 반대방향으로 회전하는 회전날개(16)가 있어 약한 바람에도 발전이 가능한 점에 특징이 있다.

상기 가로등 발전 장치의 구성을 살펴보면, 크게 상부 회전날개부(10), 발전기(20), 하부 회전날개부(10)로 구성된다.

상기 상부 회전날개부(10), 발전기(20) 및 하부 회전날개부(10)는 지지축(3)에 의해 관통 및 지지된다.

상기 상부 회전날개부(10)와 하부 회전날개부(10)는 발전기(20)를 가운데 두고 동일한 지지축(3) 상으로 상부와 하부에 각각 회전가능하게 설치된다.

또한, 상기 상부 회전날개부(10)와 하부 회전날개부(10)는 각각 서로 반대방향으로 회전하는 회전날개(16)를 가지며, 상부 회전날개부(10)는 발전기(20)의 고정자와 연결되고 하부 회전날개부(10)는 발전기(20)의 회전자에 연결되어, 약한 바람에도 발전이 가능하다.

기존의 발전기(20)의 경우 고정자가 고정되고 회전자가 회전하며, 고정자와 회전자 사이에 발생하는 전자기 유도현상을 이용하여 발전한다.

여기서, 본 발명에 따른 발전기(20)는 기존의 발전기(20)와 같이 전자기 유도현상을 이용하여 발전하는 원리는 같지만, 고정자와 회전자가 서로 반대방향으로 회전하기 때문에, 고정자와 회전자를 각각 회전시키는 힘(예,풍력)이 작더라도 발전이 가능하다.

예를 들어 기존의 회전자만을 회전시키는 발전기(20)에서 발전을 위해 F라는 크기의 회전력이 필요하였다면 본 발명에 따른 발전기(20)의 회전자와 고정자는 서로 반대방향으로 회전하므로 F/2로 기존 대비 절반 정도 크기의 회전력만으로도 발전이 가능하다.

그리고, 상기 상부 회전날개부(10)와 하부 회전날개부(10)는 서로 회전방향이 반대일 뿐 구성요소는 동일하다.

상기 상부 회전날개부(10)는 동심원 상으로 외부와 내부에 각각 배치된 외부 및 내부 회전통(11,12)과, 풍력을 이용하여 외부 및 내부 회전통(11,12)을 회전시키기 위한 회전날개(16)로 구성된다.

상기 외부 및 내부 회전통(11,12)은 각각 속이 비어 있고 상하단부에 개구부가 형성된 원통형 튜브 구조로 이루어지고, 이 원통형 튜브의 양단에 형성된 개구부는 덮개(13,14)에 의해 막히게 된다.

덮개(13,14)의 중심부에는 관통홀이 형성되어 지지축(3)이 관통홀을 통해 덮개를 관통하고, 관통홀에 베어링이 각각 삽입되어 외부 및 내부 회전통(11,12)의 양단부를 각각 회전가능하게 지지한다.

상기 회전날개(16)는 바람을 받아 회전통(12)을 회전시켜줌으로써, 풍력을 회전에너지를 바꿔주는 역할을 하며, 일정한 곡률의 원호 단면형상을 가지고, 내부 회전통(12)에 원주방향으로 일정한 간격을 두고 결합되고, 날개의 오목한 면이 회전방향으로 동일하게 향하도록 배치되어 바람을 받을 경우 일정한 방향으로 내부 회전통(12)을 회전시킬 수 있다.

이때, 상부 회전날개부(10)의 회전날개(16)와 하부 회전날개부(10)의 회전날개(16)의 오목한 면이 서로 반대방향으로 배치되어 동일한 방향으로 바람을 받을 경우에 각각의 회전날개(16)는 서로 반대방향으로 회전하게 되는 것이다.

상기 외부 회전통(11)의 측면인 외주면에는 다수의 슬롯(11a)(slot)이 원주방향으로 간격을 두고 수직하방향으로 길게 형성되고, 회전날개(16)가 슬롯(11a)을 통해 내부 회전통(12)에서 외부 회전통(11)으로 삽입되어 외부로 노출됨으로써, 외부 회전통(11)은 회전날개(16)의 회전에 의해 내부 회전통(12)과 연동하여 동일한 방향 및 회전수로 회전된다.

또한, 본 발명에 따른 가로등 발전 장치는 태풍과 같은 강풍이 불 경우 날개가 뒤로 젖혀져 날개와 지주(1)의 파손을 방지하고 고속 회전으로 인한 발전기(20)의 과부하를 줄일 수 있는 특징이 있다.

이를 위해, 상기 회전날개(16)는 내부 회전통(12)에 힌지 구조로 각 회전가능 설치되고, 평상 시(약풍인 경우)에는 회전날개(16)가 일정한 각도로 유지되고, 강풍 시 회전날개(16)가 뒤로 젖혀져(각회전되어) 날개와 지주(1)의 파손을 방지하고 고속 회전으로 인한 발전기(20)의 과부하를 줄일 수 있다.

상기 회전날개(16)의 일단부의 상단 및 하단에는 원형의 회전돌기(16a)가 축방향으로 형성되고, 회전날개(16)와 결합되는 내부 회전통(12)의 외주면의 상단부와 하단부에는 C자형의 힌지홈을 가지는 힌지부(12a)가 형성되며, 상기 회전돌기(16a)가 힌지부(12a)에 힌지결합됨으로써 회전날개부(10)가 내부 회전통(12)에서 각 회전가능하다.

상기 회전날개(16)를 평상시 일정한 각도로 유지하고 강풍 시 뒤로 젖혀지도록 하기 위한 수단으로 외부 회전통(11)의 외부덮개(13)와 내부 회전통(12)의 내부덮개(14) 사이에 배치되는 무게추(15)를 제공한다.

상기 가로등 발전 장치가 지지축(3)에 수직방향으로 배치된 상태에서, 상기 외부덮개(13)와 내부덮개(14)는 무게추(15)를 가운데 두고 상부와 하부에 적층되며, 외부덮개(13)에는 반경방향으로 직선 형태의 제1가이드홈(13a)이 형성되고, 내부덮개(14)에는 "ㄱ" 형태로 꺽임 구조의 제2가이드홈(14a)이 형성되어 있다.

상기 무게추(15)는 부채꼴 형태의 판 구조로 이루어지고, 반경방향으로 부채꼴 판부채꼴 판의 외측 가장자리면과 내측 가장자리면(원호면)에 각각 영구자석(15a,15b), 예를 들어 강력한 자기력을 가지는 네오듐(ND) 자석이 설치되어 있다.

그리고, 상기 부채꼴 판의 상부와 하부에 각각 이동축(15c)이 동일 수직선 상에 형성되고, 상부 이동축(15c)은 외부덮개(13)의 직선형 제1가이드홈(13a)에 삽입되고, 하부 이동축(15c)은 내부덮개(14)의 꺽임형 제2가이드홈(14a)에 삽입되어, 무게추(15)를 반경방향으로 이동시킬 수 있도록 안내한다.

이때, 무게추(15)는 별도의 가이드수단을 이용하여 외부 회전통(11)의 반경방향, 즉 외부덮개(13)의 직선형 제1가이드홈(13a)을 따라 이동될 수 있다.

또한, 상기 무게추(15)의 내측 가장자리면에 부착된 영구자석(15a)은 상대 부품인 외부덮개(13)의 내측 관통홀 주변에 설치된 영구자석(18a) 사이에 인력이 작용되도록 하여 평상 시 상기 인력에 의해 회전날개(16)의 각도를 일정하게 유지하게 하고, 무게추(15)의 외측 가장자리면에 부착된 영구자석(15b)은 강풍 해제 시 상대 부품인 외부 회전통(11)의 외측 가장자리부에 설치된 영구자석(18b) 사이에 척력이 작용함으로써 회전날개(16)가 젖힘 상태에서 원래 상태로 복귀되도록 하고 있다.

예를 들면, 상기 두 개의 영구자석(15a,18a) 끼리는 서로 다른 극성을 띄어 인력이 작용함으로써 무게추(15)에 의해 평상 시 인력으로 회전날개(16)를 일정각도로 유지하고, 상기 두 개의 영구자석(15b, 18b) 끼리는 서로 같은 극성을 띄어 척력이 작용하도록 함으로써, 강풍 해제 시 회전날개(16)가 젖힘 상태에서 원래 상태로 용이하게 리턴되도록 도와주는 것이다.

첨부한 도 5는 도 2의 A-A 단면도로서, 무게추의 영구자석의 작동상태를 보여주기 위한 사시도이고, 도 6은 도 3에서 평상시와 강풍이 불때 무게추의 작동상태도이다.

상기와 같이 구성에 의한 회전날개(16)의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.

상기 회전날개(16)는 지렛대의 원리에 의해 약풍 시 일정 각도를 유지하다가 강풍 시 뒤로 젖혀지게 된다.

여기서, 회전날개(16)는 지렛대가 되고, 지렛대의 중심축은 외부 회전통(11)의 슬롯(11a)이 되고, 회전날개(16)를 뒤로 젖혀지게 하는 동력원은 풍력에 의한 원심력이 된다.

회전날개(16)의 작동상태에 대한 이해를 돕기 위해, 가로등 발전 장치의 평면도를 참조하여 회전날개(16) 및 그 주변 구성요소의 배치상태를 살펴보면, 지지축(3)을 중심으로 외부 회전통(11)과 내부 회전통(12)이 동심원 상에 배치되고, 원호 단면 형상의 회전날개(16)가 내부 회전통(12)의 외주면에서 반경방향으로 연장되어 외부 회전통(11)의 슬롯(11a)을 통해 외부로 노출된다.

이때, 지지축(3)의 축방향으로 앞쪽과 뒤쪽 면에 외부 회전통(11)의 외부덮개(13)와 내부 회전통(12)의 내부덮개(14)가 각각 배치되고, 외부덮개(13)와 내부덮개(14) 사이로 부채꼴 형태의 무게추(15)가 배치되어 반경방향으로 이동하게 된다.

여기서, 약풍 시 혹은 평상 시에 무게추(15)가 영구자석(15a,15b)에 의한 지지축(3)과의 인력 으로 지지축(3)에 부착 혹은 지지축(3)에 인접한 위치에 고정되고, 강풍 시에는 내부 회전통(12)의 회전에 의해 발생되는 원심력의 크기가 영구자석(15a,15b)에 의한 인력보다 커서 무게추(15)의 상부 이동축(15c)과 하부 이동축(15c)이 외부덮개(13)의 직선형 제1가이드홈(13a)과 내부덮개(14)의 꺽임형 제2가이드홈(14a)에 의해 안내되며 반경방향 외측으로 이동한다.

이어서, 상기 제1가이드홈(13a)과 제2가이드홈(14a)이 반경방향으로 포개진 상태에서 무게추(15)의 상부 이동축(15c)과 하부 이동축(15c)이 원심력에 의해 꺽임형 제2가이드홈(14a)의 꺽임부(포개지지 않은 부위)를 원심력의 작용방향인 반경방향으로 밀어서 내부덮개(14) 및 내부 회전통(12)에 회전력을 가하게 된다.

왜냐하면, 원심력의 작용방향과 제1가이드홈(13a)의 방향이 반경방향으로 동일하여, 무게추(15)가 반경방향으로 이동할 때 제1가이드홈(13a)을 가지는 외부덮개(13)와는 간섭이 없고, 제2가이드홈(14a)에서 반경방향과 일정각도로 어긋나는 꺽임부와 간섭이 발생하므로, 제2가이드홈(14a)의 꺽임 각도만큼 내부덮개(14) 및 내부 회전통(14)을 회전시키기 때문이다.

따라서, 강풍에 의한 원심력이 크기가 무게추(15)의 인력을 이기고, 무게추(15)가 반경방향으로 이동하여 내부커버의 꺽임형 제2가이드홈(14a)을 밀어내는 방식으로 내부커버를 회전시킴과 동시에 내부 회전통(12)을 회전시키고, 내부 회전통(12)이 외부 회전통(11)에 비해 일정각도만큼 회전하면 외부 회전통(11) 밖으로 노출된 회전날개(16)의 단부가 외부 회전통(11)의 슬롯(11a)을 지렛대의 중심축으로 하여 뒤로 젖혀지게 되는 것이다.

한편, 강풍이 지나가고 다시 약풍이 되는 경우에 풍력에 의해 무게추(15)에 작용하는 원심력이 작아지게 되면, 무게추(15)의 외측 가장자리면에 설치된 영구자석(15a,15b)과 외부 회전통(11) 사이의 척력에 의해 무게추(15)가 다시 원래자리로 복귀되고, 무게추(15)의 내측 가장자리면에 설치된 영구자석(15a,15b)과 지지축(3) 사이의 인력에 의해 무게추(15)가 다시 고정됨으로써, 평상시 회전날개(16)의 각도를 유지하게 된다.

여기서, 상기 회전날개(16)의 젖힘 시 지렛대의 축 역할로 외부 회전통(11)의 슬롯(11a)을 이용하였지만, 회전날개(16)의 중간에 힌지돌기를 형성하고 외부 회전통(11)의 슬롯(11a) 상단부와 하단부에 힌지홈을 형성하여, 이 힌지돌기를 지렛대의 축으로 이용할 수 있다.

따라서, 본 발명에 의하면 기존의 가로등 발전기(20)는 별도의 지주(1)에 1개의 발전기(20)가 부착되어 있지만, 본 발명의 경우 다수의 회전날개부(10)와 발전기(20)를 기존의 가로등의 지주(1) 및 전신주 등에 탈착 가능함으로써 종래 기술 대비 발전량이 많은 장점이 있다.

또한, 서로 반대방향으로 회전하는 회전날개(16)를 구비하고, 이 회전날개(16)에 각각 연결된 고정자와 회전자를 서로 반대방향으로 회전시켜 전자기 유도 현상에 의해 발전시키는 방식으로 발전함으로써 약한 바람에도 발전이 가능한 장점이 있다.

아울러, 태풍 등과 같은 강풍이 불 때 지렛대의 원리를 이용하여 회전날개(16)를 뒤로 젖힘으로써 날개와 지주(1)의 파손을 방지하고, 고속회전으로 인한 발전기(20)의 과부하를 줄일 수 있는 장점이 있다.

뿐만 아니라, 가로등은 1대당 500W~1kW 전원이 소요되고, 10m 간격으로 설치되는데 전국적인 가로등 수를 감안하면 국가적으로 많은 전력 절감 효과가 있고, 특히 바람이 많은 해안 도시와 산간 계곡을 통과하는 고속도로의 교량 등의 가로등 및 갓길에 설치하여 가로등은 물론 제설 제빙을 위한 전원으로도 활용할 수 있는 장점이 있다.

미설명 부호 은 공회전체(17)이고, 간혹 가다가 바람이 멈추는 경우 그 이전(멈추기 바로 직전)에 있었던 바람의 풍력에 의해 발생했던 회전날개(16)의 회전력을 유지하는데 도와주는 역할을 한다.

1 : 지주
2 : 지주링
3 : 지지축
10 : 회전날개부
11 : 외부 회전통
11a : 슬롯
12 : 내부 회전통
12a : 힌지부
13 : 외부덮개
13a : 제1가이드홈
14 : 내부덮개
14a : 제2가이드홈
15 : 무게추
15a,15b, 18a, 18b : 영구자석
15c : 이동축
16 : 회전날개
16a : 회전돌기
17 : 공회전체
20 : 발전기

Claims

서로 반대방향으로 회전하는 회전날개(16)를 가지고, 풍력을 이용하여 회전에너지를 발생시키는 회전날개부(10);
상기 회전날개부(10)와 연결되어 서로 반대방향으로 회전하는 고정자와 회전자를가지고, 상기 회전날개부(10)에서 발생되는 회전에너지를 전기에너지로 변환하는 발전기(20);
를 포함하여, 약한 바람에도 발전이 가능하며,
상기 회전날개부(10)는 동심원상으로 외부와 내부에 각각 배치되는 외부 회전통(11) 및 내부 회전통(12);
상기 외부 회전통(11) 및 내부 회전통(12)의 양단부에 각각 설치되어 개구부를 막는 덮개; 및
상기 외부 회전통(11)의 덮개와 내부 회전통(12)의 덮개 사이에 배치되어, 회전날개부(10)가 가지는 회전날개(16)의 각도를 조절할 수 있도록 된 무게추(15);
를 포함하고,
상기 회전날개(16)는 내부 회전통(12)에 힌지 구조로 각 회전가능하게 결합되고, 상기 무게추(15)가 원심력에 의해 반경방향으로 이동하여 내부 회전통(12)을 회전시키는 경우 회전날개(16)가 외부 회전통(11)에 형성된 슬롯(11a)을 지렛대의 중심축 역할을 하게 하고 지렛대의 원리를 이용하여 뒤로 젖혀짐에 따라 강풍이 불 때 날개 및 지주(1)의 파손을 방지하고 고속회전으로 인한 발전기(20)의 과부하를 줄일 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 가로등 발전 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 회전날개부(10)는 동일한 지지축(3) 상에 배치되고, 발전기(20)를 가운데 두고 상부와 하부에 배치되는 상부 회전날개부(10)와 하부 회전날개부(10)로 구성된 것을 특징으로 하는 가로등 발전 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 회전날개부(10)는 수직방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 가로등 발전 장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 무게추(15)는 내측 가장자리면에 영구자석(15a)을 가지며, 영구자석(15a)을 이용하여 외부 회전통(11)의 개구부를 덮는 외부덮개(13)의 내측 관통홀 주변에 설치된 영구자석(18a)과의 인력으로 약풍이 불 때 회전날개(16)의 각도를 일정하게 유지하는 것을 특징으로 하는 가로등 발전 장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 무게추(15)는 상부와 하부에 각각 형성된 이동축(15c)을 이용하여 외부 회전통(11)의 덮개(13)에 형성된 반경방향의 직선형 제1가이드홈(13a)과 내부 회전통(12)의 덮개(14)에 형성된 꺽임형 제2가이드홈(14a)을 따라 반경방향으로 안내되며, 강풍에 의한 원심력으로 내부 회전통(12)의 덮개(14)에 형성된 꺽임형 제2가이드홈(14a)을 반경방향으로 미는 경우 내부 회전통(12)을 각회전시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 가로등 발전 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 무게추(15)는 외측 가장자리면에 영구자석(15b)을 가지고, 상기 영구자석(15b)을 이용하여 약풍이 불 때 외부 회전통(11)의 가장자리부에 형성된 영구자석(18b)과의 척력으로 회전날개(16)를 원래 위치로 복귀시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 가로등 발전 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 회전날개부(10) 및 발전기(20)는 수직형으로 배치된 구조를 이루고, 가로등의 지주(1)에 상하방향으로 간격을 두고 탈착가능하게 설치된 지주링(2); 및
상단부와 하단부가 상기 지주링(2)에 각각 연결되고, 회전날개부(10) 및 발전기(20)의 중심부를 관통하는 지지축(3);
을 포함하여, 다수의 회전날개부(10) 및 발전기(20)를 모듈 형태로 탈착가능한 것을 특징으로 하는 가로등 발전 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 회전날개부(10) 및 발전기(20)는 바람이 많은 해안 도시와 산간 계곡을 통과하는 고속도로의 교량 등의 가로등 및 갓길에 설치되고, 풍력을 이용하여 자체적으로 발전하는 방식으로 가로등의 전원 혹은 제설 및 제빙을 위한 전원으로 활용하는 것을 특징으로 하는 가로등 발전 장치.