KR101411701B1 - Bicycle capable of wind power generation and wind power generation apparatus for the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 풍력발전에 관한 것으로서, 특히 자전거에 장착되어서 사용하기에 적합한 풍력발전 장치 및 이를 구비하는 자전거에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a wind power generator, and more particularly, to a wind power generator suitable for use in a bicycle and a bicycle having the same.
친환경, 에너지 절감, 건강 등을 목적으로 최근 자전거의 가치가 새롭게 발견되고 있으며 세계적으로 연간 1억 2천만대의 자전거 시장이 형성될 정도로 자전거를 이용하는 사람들이 증가하고 있다. 또한 출퇴근용으로서가 아닌 건강한 삶의 요소로서 일상에서의 사용 빈도도 증가하고 있다. 이러한 자전거에는 야간 주행을 위해 전/후방 라이트가 장착되며, 최근에는 자전거에 속도계, 운동량 추정 장치 등의 다양한 전자 정보 기기를 자전거에 장착하는 사례가 많아졌고, 특히 젊은 세대의 경우에는 스마트폰 서비스와 자전거 사용을 연계하여 사용하는 경향 또한 늘어나고 있다. 자전거 이용자가 이러한 자전거 전용의 IT 기기와 서비스를 효과적으로 이용하기 위해서 가장 우선적으로 필요한 것은 주행 중의 지속적인 전기 에너지 공급 기술이다.Recently, the value of bicycles has been newly discovered for the purpose of environmental friendliness, energy saving and health, and bicycle use is increasing so that 120 million bicycle market is formed worldwide annually. Also, the frequency of use in everyday life is increasing as a factor of healthy life, not for commuting. These bicycles are equipped with front and rear lights for night driving. In recent years, bicycle has been equipped with a variety of electronic information devices such as a speedometer and a momentum estimating device. In particular, The tendency to use bicycles in conjunction is also increasing. The first priority for bicycle users to effectively utilize such IT equipment and services for bicycles is the continuous supply of electric energy during driving.
종래의 자전거에 장착되는 소형 풍력발전 장치는 수평축 방식으로서 자전거의 전면부에 위치하여, 자전거 주행 시 불어오는 바람을 이용해서 발전장치의 날개를 돌려 전기 에너지를 생산한다.A conventional small-sized wind power generator mounted on a bicycle is a horizontal-axis type, located on the front side of a bicycle, and generates electric energy by turning the wings of the power generator using winds blowing when traveling on a bicycle.
하지만 이러한 종래의 기술은 자전거가 정지상태일 경우 바람이 전면에서 불어오지 않으면 발전이 되지 않는 수평축 방식의 단점을 가지고 있을 뿐 아니라, 소형 풍력발전 장치로 인해서 주행 시에 공기 저항이 증가하고, 이로 인해 탑승자의 페달링에 필요한 운동 부하가 커져서 탑승자에게 부담을 주기 때문에 실제 자전거 주행 시에 소형 풍력발전 장치에 대한 활용도가 떨어지고 있는 실정이어서, 개선이 요구되고 있다.However, such a conventional technology has a disadvantage of a horizontal axis type in which power is not generated unless the wind is blown from the front when the bicycle is in a stopped state, and air resistance is increased during traveling due to the small wind power generation device, The exercise load required for the pedaling of the occupant is increased and the occupant is burdened. Therefore, the practical use of the small-sized wind turbine generator during the actual bicycle travel is decreasing, and improvement is required.
본 발명의 목적은 자전거가 정지한 상태에서도 발전을 할 수 있을 뿐 아니라, 자전거 주행 시 탑승자의 페달링에 추가적인 부하를 주지 않고 발전할 수 있는 풍력발전 장치 및 이를 구비하는 자전거를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a wind power generator capable of generating power even when a bicycle is stopped, and capable of generating power without imposing an additional load on pedaling of a passenger when the bicycle is traveling, and a bicycle having the same.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면,According to an aspect of the present invention,
날개부와, 상기 날개부와 연결된 발전기를 구비하는 풍력발전기; 및A wind turbine having a blade portion and a generator connected to the blade portion; And
상기 풍력발전기를 자전거에 장착하는 발전기 장착 수단을 포함하며,And a generator mounting means for mounting the wind power generator on a bicycle,
상기 날개부는 수직축 방식인 것을 특징으로 하는 자전거 장착용 풍력발전 장치가 제공된다.Wherein the wing portion is of a vertical axis type.
상기 발전기 장착 수단은 자전거의 시트포스트에 높이 조절이 가능하게 결합되는 장착부를 구비할 수 있다.The generator mounting means may include a mounting portion that is adjustably coupled to the seat post of the bicycle.
상기 날개부는 트위스트-사보니우스 형태일 수 있다.The wing portion may be in the form of a twist-saw tooth.
본 발명의 다른 측면에 따르면,According to another aspect of the present invention,
탑승자용 안장; 및 상기 안장의 후방에 위치하는 풍력발전용 날개를 포함하는 자전거가 제공된다.Saddle for passengers; And a wind turbine blade positioned behind the saddle.
상기 날개의 위치는 조절될 수 있다.The position of the vane can be adjusted.
본 발명에 의하면 앞서서 기재한 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있다. 구체적으로는, 풍력발전 장치에 구비되는 날개가 탑승자의 등 뒤에 위치하여, 주행 시 탑승자의 등 뒤에서 발생하여 사라지는 공기의 와류에 의해 회전하므로 저항이 발생하지 않아서 에너지 손실을 줄일 수 있으며, 수직축 방식의 날개가 사용되므로 자전거가 정지한 상태에서도 풍향에 관계없이 발전이 이루어질 수 있다.According to the present invention, all of the objects of the present invention described above can be achieved. Specifically, since the vanes provided in the wind turbine generator are located behind the passenger and are rotated by the vortex of the air generated and disappearing from the back of the passenger when driving, resistance is not generated and the energy loss can be reduced. Since the wings are used, power can be generated regardless of the wind direction even when the bicycle is stopped.
또한, 날개는 낮은 풍속에서도 발전이 가능한 트위스트-사보니우스 날개이므로 저속 주생 시의 와류나, 속도가 빠르지 않은 미풍에서도 회전하여 전기 에너지 생산 효율이 높다.In addition, since the wing is a twist-sabonius wing that can be generated even at a low wind speed, it also rotates even at a low speed wind speed or a breeze speed, so that electric energy production efficiency is high.
그리고, 자전거를 이용하면서 휴대형 전자기기, 소형 IT 기기 등에 소규모의 전력 공급이 가능하여 배터리 충전 및 건전지 교체에 필요한 비용과 번거로움을 줄여줄 수 있는 효과와 아울러 자전거용 IT 기기 활용성을 높임으로써 관련 산업의 파급효과가 크다.In addition, it is possible to supply a small amount of electric power to a portable electronic device and a small IT device while using a bicycle, thereby reducing the cost and hassle of charging the battery and replacing the battery, The ripple effect of the industry is great.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전 장치가 장착된 자전거를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 풍력발전 장치의 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 풍력발전기의 분해 사시도이다.
도 4는 자전거 주행 시에 탑승자의 등 뒤에서 와류가 발생하는 상태를 도시한 사진이다.1 is a perspective view illustrating a bicycle equipped with a wind power generator according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view of the wind turbine generator shown in FIG.
3 is an exploded perspective view of the wind turbine shown in Fig.
4 is a photograph showing a state in which a vortex occurs in the back of the passenger when the bicycle is traveling.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전 기능을 갖는 자전거가 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 자전거(1000)는 자전거 본체(1100)와, 자전거 본체(1100)에 분리가능하게 장착되는 풍력발전 장치(1200)를 포함한다.
FIG. 1 shows a bicycle having a wind power generating function according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a
자전거 본체(1100)는 통상적인 자전거의 구조를 갖는데, 풍력발전 장치(1200)와 관련된 설명의 편의를 위하여 그 구성을 간략하게 설명한다. 자전거 본체(1100)는 프레임(1110)과, 프레임(1110)의 앞쪽에 위치하는 앞바퀴(1120)와, 앞바퀴(1120)와 연결되며 프레임(1110)에 회전가능하게 결합되는 조향부(1130)와, 프레임(1110)의 뒤쪽에 결합되는 뒷바퀴(1140)와, 동력을 뒷바퀴(1140)로 전달하는 동력전달부(1150)와, 프레임(1110)의 상부에 위치하고 앞바퀴(1120)와 뒷바퀴(1140) 사이에 위치하는 안장(1160)과, 안장(1160)으로부터 아래로 연장되고 하부가 프레임(1110)과 결합되는 시트포스트(1170)을 구비한다. 각 구성의 결합 관계는 통상적인 구조를 갖는 자전거와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
The bicycle
풍력발전 장치(1200)는 풍력발전기(1300)와, 발전기 장착 수단(1400)을 구비한다. 풍력발전 장치(1200)는 자전거 본체(1100)의 시트포스트(1170)에 장착되어서 전기에너지를 발생시킨다.
The
풍력발전기(1300)는 날개부(1310)와, 발전 유닛(1350)을 구비한다. 풍력발전기(1300)는 바람을 전기에너지로 변환한다.The
날개부(1310)는 수직축 방식으로서, 회전 샤프트(1311)와, 회전 샤프트(1311)에 결합된 날개(1315)를 구비한다. 회전 샤프트(1311)는 연직방향을 따라 연장되도록 배치되고, 하단은 발전 유닛(1350)에 회전 가능하게 결합된다. 날개(1315)는 통상적인 트위스트-사보니우스(savonius) 구조에서 사용되는 구조로 이루어지므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 날개(1315)는 안장(1160)보다 후방(즉, 뒷바퀴 쪽)에 이격되어 위치한다. 이는 날개부(1310)가 탑승자의 등 뒤에 위치하도록 하여 서 주행 시 탑승자의 등 뒤에서 발생하는 와류에 의해 회전하도록 한 것이다. 도 4에는 자전거 주행 시에 탑승자의 등 뒤에서 와류가 발생하는 상태가 도시되어 있다. 수직축 방식의 날개부(1310)가 탑승자의 등 뒤에 위치하므로, 자전거 주행 시 탑승자의 등 뒤에서 발생하는 낮은 풍속의 공기의 와류를 효과적으로 이용하여 발전할 수 있고, 정지 상태에서도 풍향에 관계없이 발전이 가능하게 된다. 날개(1315)의 크기는 탑승자의 신체 너비를 초과하지 않는 것이 바람직하다. 날개(1315)가 탑승자 신체의 너비보다 클 경우 탑승자의 신체 좌우에서 불어오는 바람으로 인해 공기 저항이 발생한다.The
발전 유닛(1350)은 발전기(1351)와, 발전기(1351)를 내부에 수용하는 케이스(1353)를 구비한다. 발전기(1351)는 외부로 돌출된 연결 샤프트(1352)가 연직 상방으로 연장되도록 배치된다. 연결 샤프트(1351)는 날개부(1310)의 회전 샤프트(1311)와 동일한 회전축선(X) 상에 놓인다. 연결 샤프트(1351)는 결합 수단(1357)에 의해 회전 샤프트(1311)와 결합되어서, 날개부(1310)의 회전에 의해 발전기(1351)의 연결 샤프트(1351)가 회전한다. 발전기(1351)의 구성은 통상적인 발전기와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 발전기(1351)에서 발생한 전기에너지는 휴대형 전자기기, 소형 IT 기기 등에 소규모의 전력을 공급하게 된다. 케이스(1351)는 하부 케이스 부재(1354)와 상부 케이스 부재(1355)를 구비한다. 상세히 도시되지는 않았으나, 하부 케이스 부재(1354)에는 발전기(1351)가 고정될 수 있는 고정구조가 구비된다. 하부 케이스 부재(1354)의 상부는 개방되어 있다. 상부 케이스 부재(1355)는 하부 케이스 부재(1354)의 개방된 상부를 폐쇄하도록 하부 케이스 부재(1354)에 결합된다. 상부 케이스 부재(1355)에서 날개부(1310)의 회전 샤프트(1311)가 통과하는 부분에는 베어링(1356)이 구비된다. 베어링(1356)은 회전 샤프트(1311)를 회전가능하게 지지한다.
The
발전기 장착 수단(1400)은 발전 유닛(1350)을 자전거 본체(1100)의 시트포스트(1170)에 고정시킨다. 또한, 발전기 장착 수단(1400)은 발전 유닛(1350)의 날개(1315)가 와류를 이용할 수 있는 최적의 위치에 위치하도록 발전 유닛(1350)의 위치를 조절하는 기능도 한다. 발전기 장착 수단(1400)은 몸체부(1410)와, 이동부(1450)를 구비한다.The generator mounting means 1400 fixes the
몸체부(1410)는 직선으로 길게 연장된 제1 막대부(1420)와, 제1 막대부(1420)의 일단에 마련된 장착부(1430)를 구비한다. 제1 막대부(1420)는 시트포스트(1170)로부터 자전거 본체(1100)의 후방으로 연장되며, 내부가 빈 중공형으로 이루어진다. 장착부(1430)는 일반적으로 퀵릴리스레버(quick release lever)로 알려진 결합 구조가 사용된다. 장착부(1430)는 시트포스트(1170)를 감싸고 힌지(1433)에 의해 벌어지도록 회전가능하게 결합된 제1, 제2 결합부재(1431, 1432)와, 힌지(1435)에 의해 회전하면서 두 결합부재(1431, 1432)를 조이고 풀도록 캠형상을 갖는 레버(1434)를 구비한다. 본 실시예에서는 장착부(1430)가 퀵릴리스레버 구조를 갖는 것으로 설명하였으나, 이와는 달리 다른 결합 고정 구조가 사용될 수도 있다. 장착부(1430)에 의해 발전 유닛(1350)의 높이가 쉽게 조절될 수 있다.The
이동부(1450)는 제2 막대부(1460)와, 발전기 고정부(1470)를 구비한다. 제2 막대부(1460)는 직선으로 길게 연장된 막대 형태로서, 몸체부(1410)의 제1 막대부(1420)에 슬라이드 이동이 가능하게 삽입되며, 제1 막대부(1420)에 구비된 고정 볼트(1440)에 의해 제1 막대부(1420)에 고정될 수 있다. 그에 따라, 발전 유닛(1300)의 전후방향 위치가 조절될 수 있다. 제1 막대부(1420)에는 길이조절을 위한 눈금(1461)이 표시되어 있다. 제2 막대부(1460)는 제1 막대부(1420)와 함께 발전기 장착 수단(1400)의 연장막대부를 형성한다. 발전기 고정부(1470)는 제2 막대부(1460)의 끝단에 마련된다. 발전기 고정부(1470)에는 적절한 수단에 의해 발전 유닛(1300)의 케이스(1353)가 고정된다.
The moving
이상 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실시예는 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정되거나 변경될 수 있으며, 본 기술분야의 통상의 기술자는 이러한 수정과 변경도 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.Although the present invention has been described with reference to the above embodiments, the present invention is not limited thereto. It will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
1000 : 자전거 1100 : 자전거 본체
1160 : 안장 1170 : 시트포스트
1200 : 풍력발전 장치 1300 : 풍력발전기
1310 : 날개부 1311 :회전 샤프트
1315 :날개 1350 : 발전 유닛
1351 : 발전기 1400 : 발전기 장착 수단
1410 : 몸체부 1420 : 제1 막대부
1430 : 장착부 1450 : 이동부
1460 : 제2 막대부 1470 : 발전기 고정부1000: Bicycle 1100: Bicycle body
1160: Saddle 1170: Seatpost
1200: Wind power generator 1300: Wind power generator
1310: wing portion 1311: rotating shaft
1315: wing 1350: power generating unit
1351: Generator 1400: Generator mounting means
1410: Body part 1420: First rod part
1430: mounting portion 1450:
1460: second rod portion 1470: generator fixing portion
Claims (5)
자전거의 시트포스트에 높이조절이 가능하게 결합되는 장착부와, 상기 풍력발전기가 고정되고 상기 장착부가 시트포스트에 결합되었을 때 자전거의 안장 후방에 위치하도록 상기 장착부와 이격된 발전기 고정부를 구비하는 발전기 장착 수단을 포함하며.
상기 날개부가 자전거 주행시 탑승자의 등 뒤에서 발생하는 와류를 효과적으로 이용할 수 있는 최적의 위치에 놓이도록, 상기 장착부와 상기 발전기 고정부 사이의 이격 거리는 조절가능한 것을 특징으로 하는 자전거 장착용 풍력발전 장치.A wind power generator having a vertical axis wing portion and a generator connected to the wing portion; And
A generator mounted on the seat post of the bicycle so as to be adjustable in height and having a generator fixing part spaced apart from the mounting part so as to be positioned behind the saddle of the bicycle when the wind power generator is fixed and the mounting part is coupled to the seat post; Means including.
Wherein the separation distance between the mounting portion and the generator fixing portion is adjustable such that the wing portion is located at an optimum position for effectively utilizing the vortex generated from the back of the passenger when the bicycle is traveling.
상기 발전기 장착 수단은, 상기 장착부로부터 연장되는 제1 막대부와, 상기 제1 막대부에 슬라이드 이동가능하게 연결되고 상기 발전기 고정부가 결합되는 제2 막대부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 자전거 장착용 풍력발전 장치.The method according to claim 1,
Wherein the generator mounting means further comprises a first rod portion extending from the mounting portion and a second rod portion slidably connected to the first rod portion and coupled to the generator fixing portion, Generator.
상기 날개부는 트위스트-사보니우스 형태인 것을 특징으로 하는 자전거 장착용 풍력발전 장치.The method according to claim 1,
Wherein the wing portion is in the form of a twisted-saberoid.
상기 안장의 후방에 위치하는 수직축 방식의 풍력발전용 날개; 및
상기 날개부가 자전거 주행시 탑승자의 등 뒤에서 발생하는 와류를 효과적으로 이용할 수 있는 최적의 위치에 놓이도록, 상기 시트포스트와 상기 풍력발전용 날개 사이를 연결하고, 길이조절이 가능하도록 슬라이드 이동가능하게 결합된 두 막대부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거.
A bicycle body having a saddle for a passenger and a seat post extending downward from the saddle;
A vertical axis wind turbine blade positioned behind the saddle; And
The wing portion is connected to the seat post and the wind power generating blade so as to be placed at an optimal position for effectively utilizing the vortex generated at the back of the passenger at the time of bicycle traveling, And a rod portion.
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KR1020130035847A KR101411701B1 (en) | 2013-04-02 | 2013-04-02 | Bicycle capable of wind power generation and wind power generation apparatus for the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101411701B1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0728791U (en) * | 1993-11-04 | 1995-05-30 | 幸彦 鈴木 | Bicycle wind power lighting |
KR20090001541U (en) * | 2007-08-13 | 2009-02-18 | 김현석 | Wind force generator for bicycle illuminator |
JP2012524867A (en) * | 2009-04-23 | 2012-10-18 | ウィンドストリーム テクノロジーズ インコーポレイテッド | Modular alternative energy generator |
KR101221334B1 (en) | 2011-04-25 | 2013-01-15 | 대진대학교 산학협력단 | Detachable Type Cover Of Bicycle |
-
2013
- 2013-04-02 KR KR1020130035847A patent/KR101411701B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0728791U (en) * | 1993-11-04 | 1995-05-30 | 幸彦 鈴木 | Bicycle wind power lighting |
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