KR101512302B1 - 휴대용 자가발전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 자연적으로 유체가 이동하는 공간에서 유체의 압력을 인가받아 회전에너지로 전환하고, 전환된 회전에너지를 소형발전기를 통해 공급받아 전기에너지를 생성하도록 하여 별도의 에너지가 소모되지 않고도, 야외에서 안정적으로 전기에너지를 얻을 수 있도록;
유체가 유입하는 입구와 배출되는 출구를 가진 유체이동로를 구비하는 '관' 형상의 몸체(2)와, 상기 몸체(2)의 유체이동로 상에 고정되며, 이동되는 유체의 유체 압을 인가받아 회전하여 회전에너지를 생성하도록 된 러너(3)와, 상기 러너(3)의 회전축(4)에서 회전에너지를 공급받도록 연결되어 인가되는 회전에너지를 전기에너지로 전환하도록 된 발전기(5)를 포함하여 이루어지는 휴대용 자가발전장치를 제공한다.

Description

휴대용 자가발전장치{A PORTABLE POWER GENERATOR}

본 발명은, 휴대가 가능하여 야외에서 용이하게 자가발전을 하여 전기에너지를 생성할 수 있도록 된 휴대용 자가발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 자연적으로 유체가 이동하는 공간에서 유체의 압력을 인가받아 회전에너지로 전환하고, 전환된 회전에너지를 소형발전기를 통해 공급받아 전기에너지를 생성하도록 하여 별도의 에너지가 소모되지 않고도, 야외에서 안정적으로 전기에너지를 얻을 수 있도록 된 휴대용 자가발전장치에 관한 것이다.

사회가 고도화되면서 다양한 전자기기가 개발되고, 그 사용 인구가 날로 확대되고 있는 추세이며, 근자에는 휴대폰 등과 같은 휴대용 전자기기의 활용이 증대하고 있는 실정이다.

그리고, 낚시, 등산 등과 같이 야외에서 이루어지는 레저문화의 발달로 인하여 야외에서 생활하는 시간이 증가하고 있는 추세이다.

이에 따라 최근에는, 야외에서 생활하는 중에 사용되는 각종 전자기기에 소모되는 전기에너지를 자가발전을 통해 획득하여 비상시에 필요한 전원을 사용할 수 있도록 된 휴대용 자가발전장치들이 제안되어 사용되고 있는 실정이다.

이러한, 종래의 휴대용 자가발전장치는, 전기에너지를 생성하고자 할 경우, 정해진 조작(레버의 회전운동) 등과 같은 별도의 동작을 구현하여야만 하기 때문에, 사용이 불편하고 시간이 많이 소요되는 문제점이 있었다.

이에 따라, 간편하게 전기에너지를 생성할 수 있도록 된 자가발전장치들이 제안되고 있는바, 그 중 하나로, 한국특허공개번호 제10-2007-91505호(명칭; 휴대형 자가발전장치)가 있으며, 상기 휴대형 자가발전장치는, 공보에 기재된 바와 같이, N극 및 S극이 반복 착자 되게 환봉 형상으로 형성되어 케이스의 내부에 직립 되게 설치되는 복수 개의 마그네트부재와, 상기 마그네트부재의 외주 면상에 삽입되고 원통형 코어의 내측에 권선이 일정한 횟수로 권취 된 스테이터와, 상기 스테이터에 접속되어 외부로부터 작용 되는 관성 력에 의한 스테이터의 승강 동작이 반복적으로 수행되도록 케이스 상에 설치되는 탄성부재와, 상기 스테이터 및 마그네트부재의 작용으로 스테이터로부터 출력되는 발전 전원을 평활화하여 DC레벨로 형성하기 위한 회로가 설계된 PCB기판과, 상기 PCB기판의 출력단으로부터 발전 된 전압을 수전 받아 충전하도록 케이스의 내부에 설치되는 충전지팩과, 상기 충전지팩에 충전된 전원을 외부로 급전하기 위한 급전포트로 구성된다.

즉, 사용자가 상기 자가발전장치를 휴대한 상태에서, 걷거나 움직여 발생된 요동(진동)을 통해 발전을 하도록 되어 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 자가발전장치는, 사용자의 동작에 따른 운동 에너지를 지속적으로 소모해야만 하기 때문에 사용이 불편하고 시간적, 공간적 제약이 있어 비 효율적인 문제점이 있었다.

한편, 한국특허공개번호 제10-2000-73212호(명칭: 열전모듈 외장형 휴대용 태양열 발전기)에서는,공보에 기재된 바와 같이, 케이스; 상기 케이스의 일 측에 회전 가능하도록 결합 되되, 외면에는 태양열 집열 및 전기 에너지 변환을 위한 열전모듈이 부착된 열전모듈 외장형 덮개; 상기 케이스의 내부에 구비되되, 상기 열전모듈(솔라셀 열전 모듈판)에 의해 발생 된 전기를 축전지 충전을 위한 적정 상태로 조절출력하는 충전장치; 상기 충전장치로부터 출력되는 전류가 충전되는 축전지; 상기 축전지의 충전 정도를 외부에 표시안내하기 위한 표시자(Indicator); 상기 축전지에서 출력되는 직류전류를 필요에 따라 교류전류로 변환출력하는 인버터(Inverter); 비상용 자가 발전기(13); 및 외부 전기기기의 플러그를 연결하기 위한 콘센트를 포함하여 구성된 자가발전장치가 기재되어 있다.

즉, 자연에너지인 태양열을 이용하여 전기에너지를 얻도록 되어 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 자가발전장치는, 태양열을 얻지 못하는 밤시간에는 발전이 이루어지지 않아 시간적 제약이 있는 문제점이 있었다.

본 발명은, 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은, 필요 시 야외에서 자연적으로 유체가 이동하는 공간에서 유체의 압력을 인가받아 회전에너지로 전환하고, 전환된 회전에너지를 소형발전기를 통해 공급받아 전기에너지를 생성하도록 하여 별도의 에너지가 소모되지 않음은 물론, 시간적/ 공간적 제약을 받지 않고, 야외에서 안정적으로 전기에너지를 얻을 수 있도록 된 휴대용 자가발전장치를 제공하는 것에 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 휴대용 자가발전장치는, 유체가 유입하는 입구와 배출되는 출구를 가진 유체이동로를 구비하는 '관' 형상의 몸체와, 상기 몸체의 유체이동로 상에 고정되며, 이동되는 유체의 유체 압을 인가받아 회전하여 회전에너지를 생성하도록 된 러너와, 상기 러너의 회전축에서 회전에너지를 공급받도록 연결되어 인가되는 회전에너지를 전기에너지로 전환하도록 된 발전기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기한 출구는 상기 입구보다 작은 직 경을 가지도록 된 것을 특징으로 한다.

상기한 러너는, 원형의 판 체와, 상기 판 체의 저 면에서 하측 방향으로 돌출 되게 배치되며 측면으로 인가되는 유체를 하부로 배출함과 동시에 유체 압을 인가받아 회전하도록 된 다수의 블레이드로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기한 발전기는, 상기 회전축이 회전 가능하게 수용되며 내외가 방수처리된 하우징의 내부에 마련되고, 상기 하우징에는, 상기 입구를 통해 유입된 유체를 상기 몸체의 내부에서 외 측 방향으로 유도하는 유도판이 구비되어 상기 유체가 상기 러너의 측면을 경유하여 이동하도록 된 것을 특징으로 한다.

상기한 입구에는 유체를 포집하는 포집관이 결합 되며, 상기 포집관은 절첩 가능한 재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기한 포집관의 단 부에는 상기 포집관을 별도의 물체에 고정 지지하는 결착 밴드가 고정되는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같이 이루어지는 본 실시 예에 의한 휴대용 자가발전장치는, 상기 몸체를 냇가, 강, 저수로 등과 같이 유체(수압)가 흐르는 위치에 고정하면, 유체의 이동에 따라 발생하는 유체 압(수압)을 상기 러너가 인가받아 회전하여, 발생 된 회전에너지를 상기 발전기를 통해 전기에너지를 획득할 수 있도록 되어, 별도의 에너지가 소모되지 않음은 물론, 시간적 제약을 받지 않고, 야외에서 안정적으로 전기에너지를 얻을 수 있는 효과를 가진다.

도 1은, 본 발명에 따른 일 실시 예에 의한 휴대용 자가발전장치를 보인 개략 예시도.
도 2는, 본 실시 예에 의한 휴대용 자가발전장치의 일부 위를 보인 일부 발췌 확대 예시도.
도 3 및 도 4는, 본 실시 예에 의한 휴대용 자가발전장치에서 적용되는 포집관의 결합상태를 보인 일부 발췌 확대 예시도.
도 5는, 본 실시 예에 의한 휴대용 자가발전장치의 작용 상태를 보인 개략 예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 의한 휴대용 자가발전장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시 예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 1 내지, 도 5는, 본 발명에 따른 일 실시 예에 의한 휴대용 자가발전장치를 보인 도면으로, 본 실시 예에 의한 휴대용 자가발전장치(1)는, 수압 등과 같이 자연적으로 유체가 이동하는 공간에서 유체의 압력을 인가받아 회전에너지로 전환하고, 전환된 회전에너지를 소형발전기를 통해 공급받아 전기에너지를 생성하도록 하도록 하여, 야외에서 유용하게 사용할 수 있도록 된 것이다.

이러한, 본 실시 예에 의한 자가발전장치(1)는, 유체가 유입하는 입구와 배출되는 출구를 가진 유체이동로를 구비하는 '관' 형상의 몸체(2)와, 상기 몸체(2)의 유체이동로 상에 고정되며, 이동되는 유체의 유체 압을 인가받아 회전하여 회전에너지를 생성하도록 된 러너(3)와, 상기 러너(3)의 회전축(4)에서 회전에너지를 공급받도록 연결되어 인가되는 회전에너지를 전기에너지로 전환하도록 된 발전기(5)를 포함하여 이루어진다.

즉, 본 실시 예에 의한 자가발전장치(1)를 휴대하는 중에, 필요 시, 냇가, 강, 저수로 등과 같이 유체(수압)가 흐르는 위치에 상기 몸체를 배치하여 고정하면, 자연적으로 유체의 이동에 의해 발생하는 유체 압(수압)을 상기 러너(3)가 인가받아 회전하게 되고, 상기 러너(3)에서 발생 된 회전에너지를 상기 발전기(5)를 통해 전기에너지를 얻게 된다.

이에 따라, 인력의 운동에너지 등과 같이 별도의 에너지가 소모되지 않고도 전기에너지를 얻을 수 있음은 물론, 태양전지 등과 같이 시간적 제약을 받지 않고, 밤낮으로 전기에너지를 얻을 수 있다.

따라서, 필요 시 야외에서 전기에너지를 안정적으로 획득하여 사용할 수 있어 발전효율 및 사용효율이 기존에 비하여 현저히 증대된다.

상기에서, 상기 발전기(5)는, 휴대 가능한 소형발전기로 이루어지는 것이 바람직하며, 발생 된 전기를 외부로 송전하여 충전기 등에 충전할 수 있도록 된 연결선(미 도시됨)이 구비되는 것이 가장 바람직하다.

상기와 같이 이루어지는 본 실시 예에 의한 휴대용 자가발전장치(1)에서, 상기한 출구는 상기 입구보다 작은 직 경을 가지는 것이 바람직하며, 이에 따라, 상기 몸체(2)의 유체이동로 상에서 유체의 유체 압이 효율적으로 증대되어 발전효율이 증대된다.

그리고, 본 실시 예에 의한 자가발전장치(1)에서, 상기 입구에는, 유체를 포집하는 포집관(6)이 결합 되며, 상기 포집관(6)은 절첩 가능한 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

즉, 외부에서 흐르는 유체를 상기 포집관(6)을 통해 상기 몸체(2)로 유도하여 포집함으로써, 상기 몸체(2)의 내부로 유입되는 유체 압을 효율적으로 증대하게 된다.

또한, 상기 포집관(6)이 절첩 가능한 재질로 이루어져 휴대성을 높이도록 되어 있으며, 공간 확장성이 높아 유체를 더욱 효율적으로 포집하여 상기 몸체(2)로 유도할 수 있다.

상기에서, 상기 포집관(6)은, 비닐 재질로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 몸체(2)에서 외 측 방향으로 그 직 경이 확장되는 '나팔관' 형상으로 이루어지는 것이 가장 바람직하다.

아울러, 상기 포집관(6)의 단 부에는 상기 포집관(6)을 별도의 물체에 고정 지지하는 결착 밴드(7)가 고정되는 것이 바람직하며, 상기 몸체(2)가 고정되는 공간에서, 별도의 물체에 고정하여, 유체 압에 의해 상기 몸체(2)가 유실되는 것을 방지하도록 되는 가장 바람직하다.

상기에서 상기 포집관(6)은, 도 3에서 도시된 바와 같이, 상기 몸체(2)에 나사 결합하는 고정 링(8)에 의해 상기 몸체(2)의 단 부에 결합하도록 되는 것이 바람직하며, 타 단에는 상기 결착 밴드(7)가 고정된 결합 링(9)에 나사결합되어 고정되는 것이 가장 바람직하다.

이때, 상기 나사는 와셔 링이 게재된 상태로 나사 체결하는 것이 바람직하며, 이 경우, 상기 포집관(6)이 손상되는 것을 최소화할 수 있다.

이와 같이 이루어지는 본 실시 예에 의한 자가발전장치(1)에서, 상기 러너(3)는, 원형의 판 체(10)와, 상기 판 체(10)의 저 면에서 하측 방향으로 돌출 되게 배치되며 측면으로 인가되는 유체를 하부로 배출함과 동시에 유체 압을 인가받아 회전하도록 된 다수의 블레이드(11)로 이루어지는 것이 바람직하다.

즉, 상기 몸체(2)의 유체이동로 상에서 이동되는 유체 압에 대하여 상기 블레이드(11)가 효율적으로 대응하여 회전에너지를 효율적으로 생성함으로써 발전효율을 높일 수 있다.

상기에서, 상기 발전기(5)는, 상기 회전축(4)이 회전 가능하게 수용되며 내외가 방수처리된 하우징(12)의 내부에 마련되어, 상기 몸체(2)의 유체이동로에서 흐르는 물에 의해 손상되지 않도록 되는 것이 바람직하다.

이와 더불어, 상기 하우징(12)에는, 상기 입구를 통해 유입된 유체를 상기 몸체(2)의 내부에서 외 측 방향으로 유도하는 유도판(13)이 구비되어 상기 유체가 상기 러너(3)의 측면을 경유하여 이동하도록 되는 것이 바람직하며, 이를 통해 상기 유체를 상기 러너(3)의 측면으로 유도하여 상기 블레이드(11)를 가압하도록 함으로써, 발전효율을 높이도록 되는 것이 가장 바람직하다.

상기에서, 상기 유도판(13)의 표면에는, 인가되는 유체를 와류 형태로 유도하는 와류유도날개(14)가 형성되는 것이 바람직하며, 이를 통해 상기 러너(3)의 측면으로 유도되는 유체 압이 더욱 효율적으로 상기 블레이드(11)를 효과적으로 가압하여 발전효율을 증대하는 것이 가장 바람직하다.

상기와 같이 이루어지는 본 실시 예에 의한 휴대용 자가발전장치(1)는, 평상시에는 간편하게 휴대하고, 야외에서 필요 시, 냇가, 강, 저수로 등과 같이 유체(수압)가 흐르는 위치에서 상기 결착 밴드(7)를 이용하여 고정하여 흐르는 유체 압을 인가받아 발전하게 된다.

즉, 상기 포집관(6)을 통해 포집 되어 상기 몸체(2)의 유체이동로로 유도된 유체의 이동에 따라 발생하는 유체 압(수압)을 도 5에서 도시된 바와 같이, 상기 러너(3)가 인가받아 회전하게 되고, 발생 된 회전에너지를 상기 발전기(5)를 통해 전기에너지를 전환하여 필요한 전원을 얻도록 되어 있다.

따라서, 시간적 제약을 받지 않고, 야외에서 안정적으로 전기에너지를 얻게 된다.

이상에서 설명된 본 고안의 일 실시 예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

1 : 자가발전장치 2 : 몸체
3 : 러너 4 : 회전 축
5 : 발전기 6 : 포집관
7 : 결착 밴드 8 : 고정 링
9 : 결합 링 10 : 판 체
11 : 블레이드 12 : 하우징
13 : 유도판 14 : 와류유도날개

Claims (6)

1. 유체가 유입하는 입구와 배출되는 출구를 가진 유체이동로를 구비하는 '관' 형상의 몸체와, 상기 몸체의 유체이동로 상에 고정되며 이동되는 유체의 유체 압을 인가받아 회전하여 회전에너지를 생성하도록 된 러너와, 상기 러너의 회전축에서 회전에너지를 공급받도록 연결되어 인가되는 회전에너지를 전기에너지로 전환하며 상기 회전축이 회전 가능하게 수용됨과 아울러 내외가 방수처리된 하우징의 내부에 마련 된 발전기를 포함하여 이루어져 휴대하는 중에 필요 시 유체가 흐르는 공간에 배치되어 자가발전하도록 된 휴대용 자가발전장치에 있어서;
   상기 입구를 통해 유입된 유체를 상기 몸체의 내부에서 외 측 방향으로 유도하여 상기 유체가 상기 러너의 측면을 경유하여 이동하도록 된 유도판과;
   상기한 몸체의 입구에 결합 되며 절첩 가능한 비닐 재질로 이루어지고 상기 몸체에서 외 측 방향으로 그 직 경이 확장되는 '나팔관' 형상으로 형성되어 유체를 포집하도록 된 포집 관을 더욱 포함하여 이루어지되;
   상기한 러너는,
   원형의 판 체와, 상기 판 체의 저 면에서 하측 방향으로 돌출 되게 배치되며 측면으로 인가되는 유체를 하부로 배출함과 동시에 유체 압을 인가받아 회전하도록 된 다수의 블레이드로 이루어지며;
   상기 유도판의 표면에는,
   인가되는 유체를 와류 형태로 유도하는 와류유도날개가 형성되고;
   상기한 포집 관은,
   상기 몸체에 나사 결합하는 고정 링에 의해 상기 몸체의 단 부에 결합하도록 되고, 타 단에는 결착 밴드 고정된 결합 링에 나사결합되어 고정되도록 된 것을 특징으로 하는 휴대용 자가발전장치.
   
2. 제 1항에 있어서;
   상기한 출구는,
   상기 입구보다 작은 직 경을 가지도록 된 것을 특징으로 하는 휴대용 자가발전장치.
   
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