KR102193639B1 - 차량용 발전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 차량의 주행방향의 전면으로 인가되는 풍압을 집속하여 증압시켜 회전에너지를 안정적으로 발생시켜 발전효율을 극대화하도록;
차량에 부착되며 풍압이 유입되는 유입구와 배출되는 배출구와 상기 유입구와 상기 배출구의 사이에 상기 유입구를 통해 유입되어 경유하는 중에 풍압에 의해 회전하도록 된 회전체가 구비된 발전실을 가지는 발전본체;를 포함하여 이루어져, 상기 회전체의 회전을 통해 발전하도록 된 차량용 발전장치에 있어서; 상기 발전본체에서 상기 발전실은, 차량의 양측선단부위에 각각 위치되어 차량의 전면에서 유입되는 풍압이 차량의 양측부에서 상기 회전체와 간섭된 후, 차량의 양측부에서 각각 배출되도록 되어 각각의 상기 발전실들에서 형성되는 저항압력들이 서로 상쇄되도록 되는 차량용 발전장치를 제공한다.

Description

차량용 발전장치{Vehicle power generation device}

본 발명은, 차량에 선택적으로 설치되어 유입되는 풍압을 통해 회전력을 발생시킨 후, 발생된 회전력을 전기에너지로 전환하여 발전하도록 된 차량용 발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 차량의 주행방향의 전면으로 인가되는 풍압을 집속하여 증압시켜 회전에너지를 안정적으로 발생시켜 발전효율을 극대화하도록 된 차량용 발전장치에 관한 것이다.

일반적으로, 풍력 발전이란, 자연의 바람으로 풍차를 돌려 회전 운동에너지를 발생시키고, 발생된 회전 운동에너지를 전자기유도를 통해 전기에너지를 얻어 발전하도록 된 발전방식의 하나이다.

이러한 풍력발전은 자연상태의 무공해 에너지원으로 현재 기술로 대체에너지원 중 가장 경제성이 높은 에너지원으로써 바람의 힘을 회전력으로 전환시켜 발생되는 전력을 전력계통이나 수요자에 직접 공급하고 있다.

한편, 근자에는 자연적으로 발생되는 풍압은 물론, 차량의 주행시 차량으로 인가되는 풍압하중을 적용하여 발전하도록 된 발전방식들이 제안되고 있다.

그 중 하나로, 한국특허출원번호 제10-2011-0095446호(명칭: 자동차의 주행속도에 수반되는 풍력을 이용하여 동력을 얻는 발전시스템/2011.09.21.)이 있으며, 공보에 공지된 바와 같이, 자동차의 지붕에 동력발생장치가 마련되되, 동력발생장치가 차량의 전면 및 후면을 향하여 수평으로 뉘어지는 구조의 배관 다수 개로 이루어지고 각각의 배관 내부에는 샤프트 축을 중심으로 하여 스크류형 날개(blade)가 부착된 구조로 제공되어 자동차가 전면으로 주행하면 주행속도에 수반되는 풍력이 각각의 배관 내부의 스크류형 날개 및 샤프트 축을 회전시키는 구조를 이루고 샤프트 축 일단은 발전기와 연결되는 구성의 동력발생장치로 제공되고, 상기 동력발생장치의 후면 샤프트 축에는 발전기가 연결되어 전압을 발생시키고, 발생된 전압을 일정전압으로 안정화하여 출력하는 정전압부와 정전압부에서 출력되는 전기를 충전장치인 배터리에 저장하는 구성을 포함하여 이루어지는 발전시스템이 기재되어 있다.

그리고 한국특허출원번호 제10-2017-0146229호(명칭: 차량용 발전장치/2017.11.30.)에서는, 공보에 공지된 바와 같이, 차량의 상부에 장착되며 내부에는 전단에서 후단까지 수평방향으로 관통된 제1에어홀이 형성된 본체부; 상기 본체부의 상부에 장착되며 태양광선을 이용하여 전력을 생성하는 태양광발전수단; 상기 제1에어홀에 배치되며 차량 주행에 따라 내부로 유입되는 주행풍으로 임펠러를 회전시켜 전력을 생성하는 풍력발전수단; 및 상기 태양광발전수단 및 풍력발전수단에서 생성된 전력에 의해 충전되며 충전전원을 차량에 공급하는 배터리;를 포함하는 차량용 발전장치가 기재되어 있다.

또한, 한국특허출원번호 제10-2010-0132447호(명칭: 차량용 풍력발전기/2010.12.22.)에서는, 공보에 공지된 바와 같이,유체가 유입되는 유입구와, 유입된 유체가 배출되는 배출구 및 상기 유입구와 배출구 사이에 형성되는 회전팬 수용부로 구성되는 덕트와; 상기 회전팬 수용부에 수용되어 유입구로부터 유입되는 유체에 의해 회전되는 회전팬과; 상기 회전팬과 연결되어 회전팬의 회전력으로 전기를 생산하는 발전기;를 포함하며, 상기 덕트의 유입구는 유체가 유입되는 부분으로부터 회전팬 수용부에 이르기까지의 내경이 점진적으로 축소되는 형태인 차량용 풍력발전기가 기재되어 있다.

즉, 차량의 주행에 따라 발생되는 유입받아 배기하는 과정에서 회전체를 회전시켜 발전하도록 되어 있다.

그러나, 이와 같은 종래의 발전장치들은, 차량에 설치하여 적용하기 힘든 구조로 이루어져, 범용성이 떨어지는 문제점이 있었다.

아울러, 차량의 전체면적에서 점유하는 면적이 크게 형성되는 구조로 이루어져, 유입되는 풍압에 다하여 간섭하는 회전체에 의해 진동하중이 발생하여 안전주행을 저해하는 문제점이 있었다.

이와 더불어, 차량의 최선단(범퍼)에서 형성되는 풍압을 효율적으로 적용하기 힘든 문제점이 있었다.

한편, 한국특허출원번호 제10-2011-0106433호(명칭: 차량용 풍력발전장치/2011.10.18.)에서는, 공보에 공지된 바와 같이, 전면에는 유입구가 마련되고 양 측면으로 각각 유출구가 마련된 범퍼본체와, 상기 범퍼본체에 고정되어 상기 유입구를 통해 유입되는 바람이 상기 유출구로 진행할 수 있도록 바람의 이동경로를 제공하는 유로가 마련된 유도부와, 상기 유입구에 설치되어 상기 유입구로 유입되는 바람을 이용하여 전기에너지로 변환하는 발전부를 구비한 발전장치가 기재되어 있다.

즉, 차량의 범퍼 내부에 발전구성을 구비하여 차량의 최선단(범퍼)에서 형성되는 풍압을 통해 발전하도록 되어 있다.

한국특허출원번호 제10-2011-0095446호(2011.09.21.) 한국특허출원번호 제10-2017-0146229호(2017.11.30.) 한국특허출원번호 제10-2010-0132447호(2010.12.22.) 한국특허출원번호 제10-2011-0106433호(2011.10.18.)

그러나 상기와 같은 차량의 점퍼에 적용되는 발전장치는, 차량의 내부로 풍압의 이동경로가 형성되어, 차량의 내부에서 풍압의 맴돌이 등과 같은 저항압력이 형성되어 차량의 안전주행을 저해하는 문제점이 있었다.

아울러, 종래의 일반적인 범퍼가 구비된 차량에는 적용하기 힘들어 범용성이 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명은, 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은, 차량의 주행방향의 전면으로 인가되는 풍압을 집속하여 증압시켜 회전에너지를 안정적으로 발생시켜 발전효율을 극대화하도록 됨은 물론, 일반 차량에서 손쉽게 적용할 수 있도록 되어 구조적 범용성을 확보하며, 특히. 차량의 주행시 풍압에 대한 회전체의 간섭에 따른 진동하중을 상쇄하여 차량의 주행에 대한 안정성을 구현하도록 된 차량용 발전장치를 제공하는 것에 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 차량용 발전장치는, 차량에 부착되며 풍압이 유입되는 유입구와 배출되는 배출구와 상기 유입구와 상기 배출구의 사이에 상기 유입구를 통해 유입되어 경유하는 중에 풍압에 의해 회전하도록 된 회전체가 구비된 발전실을 가지는 발전본체;를 포함하여 이루어져, 상기 회전체의 회전을 통해 발전하도록 된 차량용 발전장치에 있어서; 상기 발전본체에서 상기 발전실은, 차량의 양측선단부위에 각각 위치되어 차량의 전면에서 유입되는 풍압이 차량의 양측부에서 상기 회전체와 간섭된 후, 차량의 양측부에서 각각 배출되도록 되어 각각의 상기 발전실들에서 형성되는 저항압력들이 서로 상쇄되도록 되는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 차량용 발전장치는, 차량의 주행방향의 전면으로 인가되는 풍압을 차량의 양측부로 분기시켜 유도하는 중에 회전에너지를 안정적으로 발생시키도록 됨에 따라, 차량의 주행시 풍압에 대한 회전체의 간섭에 따른 진동하중을 상쇄하여 차량의 주행에 대한 안정성을 구현하는 효과를 가진다.

아울러, 차량의 최선단에 구비되는 범퍼의 양측선단에 각각 시설하여 적용할 수 있어, 일반 차량에서 손쉽게 적용할 수 있도록 되어 구조적 범용성을 확보함은 물론, 유입되는 풍압에 대한 저항이 최소화된 상태의 풍압을 통해 발전하도록 되어 발전효율이 극대화되는 효과를 가진다.

도 1은, 본 발명에 따른 일 실시 예에 의한 차량용 발전장치를 보인 개략 사시 예시도.
도 2 및 도 3은, 본 실시 예에 의한 차량용 발전장치의 사용상태를 보인 개략 예시도.
도 4는, 본 실시 예에 의한 차량용 발전장치의 적용상태를 보인 개략 예시도.
도 5는, 본 실시 예에 의한 차량용 발전장치에 적용되는 회전체의 일 예를 보인 개략 예시도.
도 6은, 본 실시 예에 의한 차량용 발전장치에 적용되는 발전본체의 다른 예를 보인 개략 예시도.
도 7은, 본 실시 예에 의한 차량용 발전장치에 적용되는 발전본체의 또 다른 예를 보인 개략 예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 의한 차량용 발전장치를 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 실시예는 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 4는, 본 발명에 따른 일 실시 예에 의한 차량용 발전장치(1)를 보인 도면으로, 본 실시 예에 의한 차량용 발전장치(1)는, 차량에 부착되며 풍압이 유입되는 유입구(21)와 배출되는 배출구(22)와 상기 유입구(21)와 상기 배출구(22)의 사이에 상기 유입구(21)를 통해 유입되어 경유하는 중에 풍압에 의해 회전하도록 된 회전체(3)가 구비된 발전실(23)을 가지는 발전본체(2);를 포함하여 이루어져, 상기 회전체(3)이 상기 발전싱(23)에서 회전하는 것을 통해 발전하는 것에 적용된다.

즉, 차량이 주행하는 중에 차량의 전면으로 유입되는 풍압이 상기 유입구(21)를 통해 상기 발전실(23)을 경유하여 상기 배출구(22)로 배출되는 풍압이동시에 상기 발전실(23)에 구비된 상기 회전체(3)가 회전하게 되며, 상기 회전체(3)의 회전을 통해 발전하도록 되어 있다.

상기에서 회전체(3)의 회전을 통한 '발전구조'는, '전자기유도'가 적용된 기술이 채용된 구조로 이루어질 수 있는 것으로, 종래의 공지된 기술에서 사용자에 의해 선택된 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기에서 회전체(3)는, 도 5에서 도시된 바와 같이, 상기 발전본체(2)에 공회전하도록 축결합되는 회전축(31)과 상기 회전축(31)에 결합되어 유입되는 풍압에 접촉되어 저항압력을 형성하여 상기 회전축(31)을 회전시키도록 되며 사용자에 의해 선택된 갯 수로 이루어지는 회전날개(32);를 포함하여 이루어질 수 있으며; 상기 회전체(3)에 연동하는 코일(미도시됨); 또는 영구자석(미도시됨);을 더 포함하여 이루어질 수 있는 것으로, 사용자의 선택에 따라 적용되는 것이 바람직하다.

한편, 본 실시 예에 의한 차량용 발전장치(1)에서, 상기 발전본체(2)에는, 상기 차량의 표면과 밀착되면서 고정되는 부착면(24)이 구비되며; 상기 부착면(24)은, 상기 차량의 선단부의 형성과 맞춤되게 밀착되는 형상으로 이루어질 수 있다.

즉, 상기 부착면(24)을 통해 상기 발전본체(2)를 상기 차량의 표면에 부착고정될 수 있다.

이와 같이 이루어지는 본 실시 예에 의한 차량용 발전장치(1)는, 상기 발전본체(2)에서 상기 발전실(23)은, 차량의 양측선단부위에 각각 위치된다.

즉, 상기 발전본체(2)가 상기 부착면(24)을 통해 차량의 전면에서 양측선단부위에 상기 발전실(23)이 위치되도록 시설되어, 차량의 전면에서 유입되는 풍압이 차량의 양측부에서 상기 회전체(3)와 간섭된 후, 차량의 양측부에서 각각 배출되도록 되어 있다.

이에 따라, 각각의 상기 발전실(23)들에서 형성되는 저항압력들이 차량의 양측선단에서 각각 형성되면서 서로 상쇄된다.

따라서, 차량의 주행방향의 전면으로 인가되는 풍압을 차량의 양측부로 분기시켜 유도하는 중에 회전에너지를 안정적으로 발생시킴은 물론, 차량의 주행시 풍압에 대한 상기 회전체(3)의 간섭에 따른 저항압에 의한 진동하중을 상쇄하여 차량의 주행에 대한 안정성을 구현하게 된다.

상기와 같이 이루어지는 본 실시 예에 의한 차량용 발전장치(1)에서, 상기 발전본체(2)는, 차량의 최선단에 구비되는 범퍼(10)의 양측선단에 각각 시설될 수 있다.

즉, 일반 차량에 쉽게 적용할 수 있게 되어 구조적 범용성을 확보함은 물론, 유입되는 풍압에 대한 저항이 최소화된 상태의 풍압을 통해 발전하도록 되어 발전효율이 극대화된다.

이와 같이 이루어지는 본 실시 예에 의한 차량용 발전장치(1)에서, 상기 발전본체(2)의 유입구(201)는, 상기 발전실(23)로 갈수록 점차 내경이 작아지며; 상기 배출구(22)는, 상기 발전실(23)에서 멀어질수록 점차 내경이 크게 형성될 수 있다.

즉, 차량의 주행방향의 전면으로 인가되는 풍압을 상기 유입구(21)를 통해 집속하여 증압시켜 상기 발전실(23)로 공급하게 되어 회전에너지를 더욱 안정적으로 발생시켜 발전효율을 극대화하게 된다.

이울러, 상기 발전실(23)을 경유한 후, 상기 배출구(22)를 통해 외부로 배출되는 중에 점차 내경이 크게 형성되는 상기 배출구(22)를 구조에 따라 풍압의 배출이 더욱 안정적으로 이루어져, 차량에 대하여 인가되는 풍압의 저항하중을 줄일 수 있게 된다.

이에 따라, 차량의 주행성을 저하시키지 않게 되어 사용품질이 향상된다.

상기와 같이 이루어지는 본 실시 예에 의한 차량용 발전장치(1)는, 상기 발전본체(2)에서 상기 유입구(21)에는, 상기 차량의 전면측 중앙부위로 길이와 맞춤되는 형상을 가지는 전면연장부(25)가 연장 형성될 수 있으며; 상기 전면연장부(25)의 상단과 하단에는, 상기 전면연장부(25)의 종단에서 상기 유입구(22)의 상하부위를 연결하면서 풍압을 집속하여 상기 유입구(21)로 집중시키도록 된 집속돌부(26)들이 각각 형성될 수 있다.

즉, 상기 집속돌부(26)들을 통해 차량의 전면중앙으로 인가되는 풍압을 치량의 양측부로 유도하여 풍압에 따른 차량 전면의 저항압을 상쇄함은 물론, 상기 발전실(23)로의 풍압을 집속하도록 되어 발전효율이 향상된다.

한편, 상기 전면연장부(25)에서 상기 집속돌부(26)들을 서로 연결하는 전면은, 도 6에서 도시된 바와 같이, 단면상 중앙에서 상기 집속돌부(26)들의 최선단으로 갈수록 곡선상으로 만곡된 '요부(27)'를 형성하는 '오목면'으로 이루어질 수 있다.

즉, '오목면'으로 이루어지는 상기 전면연장부(26)를 통해 차량의 전면으로 유입된 후, 상기 유입구(21)로 유도되는 과정에서 '풍압의 맴돌이' 등이 발생되지 않아, 안정성을 극대화하게 된다.

상기한 바와 같이 이루어지는 본 실시 예에 의한 차량용 발전장치(1)의 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 부착면(204)을 통해 상기 발전본체(2)를 차량의 범퍼(10)의 전면과 측면을 연결하면서 시설하여 차량의 주행에 따라 차량의 전면으로 인가되는 풍압을 통해 발전하게 된다.

이때, 상기 집속돌부(26)들이 차량의 주행방향의 전면으로 인가되는 풍압을 차량의 측부에 위치된 상기 유입구(21)로 유도하여 집속함으로써, 상기 발전실(23)에서 상기 회전체(3)의 회전을 안정으로 발생시키게 된다.

이에 따라, 일반 차량에서 손쉽게 적용할 수 있도록 되어 구조적 범용성을 확보함은 물론, 유입되는 풍압에 대한 저항이 최소화된 상태의 풍압을 통해 발전하도록 되어 발전효율이 극대화된다.

도 7은, 본 실시 예에 의한 차량용 발전장치(1)에 적용되는 상기 발전본체(2)의 다른 예를 보인 도면으로, 상기 발전본체(2)의 상기 배출구(22)에는, 상기 발전실(23)에서 배출되는 풍압을 와류상으로 유도하여 배출하도록 된 와류편(28)이 하나 또는 다수개가 형성될 수 있다.

즉, 상기 와류편(28)을 통해 상기 배출구(22)에서의 풍압의 배출압력을 증대시킴으로써, 상기 발전실(23)에서 풍압이 더욱 안정적으로 배출되도록 하여, 풍압의 적체를 방지함으로써, 차량으로 인가되는 풍압에 대한 저항이 최소화됨에 따라, 차량의 주행성이 안정된다.

이상에서 설명된 본 발명의 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 : 발전장치 10 : 범퍼
2 : 발전본체 21 : 유입구
22 : 배출구 23 : 발전실
24 : 부착면 25 : 전면연장부
26 : 집속돌부 27 : 요부
28 : 와류편
3 : 회전체 31 : 회전축
32 : 회전날개

Claims (1)

1. 차량의 양측선단부위에 각각 위치되게 부착되며 풍압이 유입되는 유입구(21)와 배출되는 배출구(22)와 상기 유입구(21)와 상기 배출구(22)의 사이에 구비된 발전실(23)을 가지는 발전본체(2)와; 차량의 전면에서 유입되는 풍압이 차량의 양측부에서 각각의 상기 유입구(21)를 통해 유입되어 차량의 양측부에서 각각 배출되도록 되면서 각각의 상기 발전실(23)들을 경유하는 중에 풍압에 간섭되어 회전하면서 발전하며 각각의 상기 발전실(23)들에서 형성되는 저항압력들이 서로 상쇄하도록 되는 각각의 상기 발전실(23)에 구비되는 각각의 회전체(3);들을 포함하여 이루어지는 차량용 발전장치(1)에 있어서;
   상기 발전본체(2)에서 상기 유입구(21)에는,
   상기 차량의 전면측 중앙부위로 길이와 맞춤되는 형상을 가지는 전면연장부(25)가 연장 형성되며;
   상기 전면연장부(25)의 상단과 하단에는,
   상기 전면연장부(25)의 종단에서 상기 유입구(22)의 상하부위를 연결하면서 풍압을 집속하여 상기 유입구(21)로 집중시키도록 된 집속돌부(26)들이 각각 형성되고;
   상기 발전본체(2)의 상기 배출구(22)에는,
   상기 발전실(23)에서 배출되는 풍압을 와류상으로 유도하여 배출하도록 된 와류편(28)이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 발전장치.

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