KR102496266B1 - 자동차 주행풍을 이용한 풍력발전 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동차 주행풍을 이용한 풍력발전 시스템에 관련되며, 이는 도로의 중앙분리대 및 가드레일에 설치되는 반사부재를 대체하도록 설치되어 차량 주행풍에 의해 친환경적으로 전기에너지를 생산하고, 날개차에 적용되는 표식부에 의해 다양한 각도로 재귀반사 광원이 출력되도록 구조 개선되어 운전자가 직관적으로 도로 주행 방향을 신속 정확하게 식별할 수 있도록 발전기모듈(10), 표식부(20), 배터리모듈(30)을 포함하여 주요 구성으로 한다.

Description

자동차 주행풍을 이용한 풍력발전 시스템{Wind power generation system using automobile driving wind}
본 발명은 자동차 주행풍을 이용한 풍력발전 시스템에 관련되며, 보다 상세하게는 도로의 중앙분리대 및 가드레일에 설치되는 반사부재를 대체하도록 설치되어 차량 주행풍에 의해 친환경적으로 전기에너지를 생산하고, 날개차에 적용되는 표식부에 의해 다양한 각도로 재귀반사 광원이 출력되도록 구조 개선되어 운전자가 직관적으로 도로 주행 방향을 신속 정확하게 식별할 수 있는 자동차 주행풍을 이용한 풍력발전 시스템에 관한 것이다.
전기에너지는 생활의 일부가 된 필수적자원으로서, 화력, 수력, 원자력 등 여러 가지 방식을 사용하여 얻어지고 있지만, 자원 고갈과 이로 인한 에너지 생산의 한계성, 고 비용 그리고 발전시스템에 의해 발생되는 환경의 오염 등 많은 문제점이 제기됨에 따라 친환경 대체에너지 개발에 대한 투자를 꾸준히 이루어지고 있다.
특히, 친환경 대체에너지로 풍력발전이 각광받고 있지만, 풍력발전이 가능하려면 5～6 m/sec 이상의 바람이 지속적으로 불어야 하기 때문에, 풍력발전의 많은 부분이 자연현상에 의존하고 있는 실정이다.
이에 종래에 개시된 공개특허 10-2008-0072613호에서, 각 단위별로 이루어져 도로의 중앙지점에 연속으로 도로를 구획하는 블럭 본체와, 상기 블럭본체의 상부에 설치되어 상대 차선의 전조등 불빛을 차단하는 차광판으로 구성된 도로 중앙분리대에 있어서, 상기 차광판은 속이 빈 직사각형태의 긴 상자형태로서 하부 양측에는 블럭본체의 상부로부터 체결부재로서 차광판의 저면이 이격 설치되기 위한 고정부가 길이방향에 대해 다수개 마련되고, 차광판의 길이방향 양측에는 바람이 유통되기 위한 통공이 다수개 마련되며, 상기 통공을 통한 차광판의 내부에는 바람의 공급으로 회전구동되는 팬 및 팬의 회전구동을 전기적인 에너지로 구동하는 풍력발전기가 전기적으로 다수개 배열 설치되며, 풍력발전기가 설치되는 하부에 각각의 풍력발전기로부터 발생된 유도기전력을 전기에너지로 충전시키기 위한 축전지가 전기적으로 연결 설치되는 기술이 선 제시된바 있다.
그러나, 상기 종래기술은 차량의 주행풍으로서 전기에너지로 축전시키고, 축전된 전기에너지는 국도, 고속도로의 가로등, 시선유도램프 및 도로 중앙분리대의 조경 램프의 점등에 적절히 공급, 사용하려는 것이나, 팬이 차광판 내부에 설치되는 구조적 특성상 주행풍에 의한 발전효율이 기대에 못미치는 문제점이 따랐다.
KR 10-2008-0072613 A (2008.08.06.)
이에 따라 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 착안 된 것으로서, 도로의 중앙분리대 및 가드레일에 설치되는 반사부재를 대체하도록 설치되어 차량 주행풍에 의해 친환경적으로 전기에너지를 생산하고, 날개차에 적용되는 표식부에 의해 다양한 각도로 재귀반사 광원이 출력되도록 구조 개선되어 운전자가 직관적으로 도로 주행 방향을 신속 정확하게 식별할 수 있는 자동차 주행풍을 이용한 풍력발전 시스템을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 특징은, 도로 중앙분리대 및 가드레일(1)을 따라 이격 배치되고, 차량 주행풍에 의해 회전되어 전기에너지를 발전하도록 날개차(12)가 구비되는 발전기모듈(10); 상기 날개차(12)에 형성되어, 운전자에게 중앙분리대 및 가드레일(1)을 따라 형성되는 도로 방향을 안내하도록 구비되는 표식부(20); 및 상기 발전기모듈(10)에 연결되어 전기에너지가 입력되는 충전포트(32)가 형성되고, 충전된 전기에너지를 출력하는 출력포트(34)가 구비되는 배터리모듈(30);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 표식부(20)는 상기 표식부(20)는 날개차(12)에 재기반사판이 설치되거나, LED 모듈(21)로 형성되어 제어부에 의해 광원색상을 선택적으로 출력하도록 구비되고, 상기 발전기모듈(10)은 온도, 밝기, 연기, 소리, 진동 중 어느 하나 이상의 도로 상황정보를 실시간으로 감지하는 센서모듈(40)을 포함하며, 상기 센서모듈(40)에 의해 검출된 도로 상황정보를 제어부에서 연산하여 설정 값 이상으로 검출되면 교통사고로 판단하고, 이상이 감지된 센서모듈(40)을 기준으로 상, 하행선 방향으로 설정된 반경 내에 위치된 발전기모듈(10)의 표식부(20)를 적색 컬러 및 점멸제어하여 주의신호를 출력하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 발전기모듈(10)은 상, 하행선 방향에서 서로 반대방향으로 작용하는 상, 하행 주행풍에 대응하여 한 쌍이 서로 반대방향으로 배치되고, 한 쌍의 발전기모듈(10) 사이에 풍향 격판(50)이 설치되며, 풍향 격판(50)에 의해 상, 하행 주행풍이 각각의 발전기모듈(10) 측으로 전달되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 발전기모듈(10)은 도로 측방향에서 주행풍과 교차하는 방향으로 불어오는 측풍에 의해 풍력발전 방향이 전환되도록 측풍발전모듈(60)이 구비되고, 상기 측풍발전모듈(60)은, 중앙분리대 및 가드레일(1)에 설치되어 종방향으로 중심축(61a)이 설치되고, 중심축(61a)과 동심원 상에 하부 경사캠(61b)이 설치되는 받침대(61)와, 중심축(61a)에 삽입되어 선회작동되고, 저면에 하부 경사캠(61b)과 캠운동되는 상부 경사캠(62b)이 구비되는 스테이지(62)와, 풍향 격판(50) 양측에 설치되는 한 쌍의 발전기모듈(10) 중 어느 하나를 회전 가능하게 지지하고, 중심축(61a)과 베벨기어(63a)로 치합되어 스테이지(62) 선회운동에 연계되어 회전작동되는 횡축(63)과, 하부 경사캠(61b)과 캠운동되는 상부 경사캠(62b)의 선회작동 반경을 제한하는 스톱퍼(64)를 포함하고, 상기 발전기모듈(10) 측으로 작용하는 주행풍 대비 측풍이 강하게 작용할 경우, 측풍에 의해 풍향 격판(50)이 스테이지(62)와 함께 선회되어 한 쌍의 발전기모듈(10)의 날개차(12)가 축풍과 대향하는 방향으로 선회됨과 동시에 어느 일측 발전기모듈(10)이 베벨기어(63a)에 의해 180° 방향 전환되어 한 쌍의 날개차(12)가 측풍이 불어오는 방향과 대응하도록 위치되며, 상기 발전기모듈(10) 측으로 작용하는 측풍 대비 주행풍이 강하게 작용할 경우, 스테이지(62) 및 발전기모듈(10) 자체 하중에 의해 복귀 회전력이 작용하여 상부 경사캠(62b)이 하부 경사캠(61b)을 타고 하향 선회작동되면서 한 쌍의 발전기모듈(10)이 상, 하행선 주행풍이 불어오는 방향과 대응하도록 방향 전환되는 것을 특징으로 한다.
이상의 구성 및 작용에 의하면, 본 발명은 도로의 중앙분리대 및 가드레일에 설치되는 반사부재를 대체하도록 설치되어 차량 주행풍에 의해 친환경적으로 전기에너지를 생산하고, 날개차에 적용되는 표식부에 의해 다양한 각도로 재귀반사 광원이 출력되도록 구조 개선되어 운전자가 직관적으로 도로 주행 방향을 신속 정확하게 식별할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자동차 주행풍을 이용한 풍력발전 시스템이 중앙분리대 및 가드레일에 적용된 상태를 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자동차 주행풍을 이용한 풍력발전 시스템을 개략적으로 나타내는 구성도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 자동차 주행풍을 이용한 풍력발전 시스템의 센서모듈에 의한 표식부 연동구조를 나타내는 구성도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 자동차 주행풍을 이용한 풍력발전 시스템의 발전기모듈이 한 쌍으로 배치된 상태를 나타내는 구성도.
도 5 내지 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 자동차 주행풍을 이용한 풍력발전 시스템의 측풍발전모듈을 나타내는 구성도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자들에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자동차 주행풍을 이용한 풍력발전 시스템이 중앙분리대 및 가드레일에 적용된 상태를 나타내는 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자동차 주행풍을 이용한 풍력발전 시스템을 개략적으로 나타내는 구성도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 자동차 주행풍을 이용한 풍력발전 시스템의 센서모듈에 의한 표식부 연동구조를 나타내는 구성도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 자동차 주행풍을 이용한 풍력발전 시스템의 발전기모듈이 한 쌍으로 배치된 상태를 나타내는 구성도이며, 도 5 내지 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 자동차 주행풍을 이용한 풍력발전 시스템의 측풍발전모듈을 나타내는 구성도이다.
본 발명은 자동차 주행풍을 이용한 풍력발전 시스템에 관련되며, 이는 도로의 중앙분리대 및 가드레일에 설치되는 반사부재를 대체하도록 설치되어 차량 주행풍에 의해 친환경적으로 전기에너지를 생산하고, 날개차에 적용되는 표식부에 의해 다양한 각도로 재귀반사 광원이 출력되도록 구조 개선되어 운전자가 직관적으로 도로 주행 방향을 신속 정확하게 식별할 수 있도록 발전기모듈(10), 표식부(20), 배터리모듈(30)을 포함하여 주요 구성으로 한다.
본 발명에 따른 발전기모듈(10)은 도로 중앙분리대 및 가드레일(1)을 따라 이격 배치되고, 차량 주행풍에 의해 회전되어 전기에너지를 발전하도록 날개차(12)가 구비된다.
상기 발전기모듈(10)은 날개차(12) 회전운동에 의해 전기에너지를 발전하는 발전기를 포함한다.
그리고, 상기 발전기모듈(10)은 중앙분리대 및 가드레일(1) 길이방향으로 소정의 간격으로 이격 배치되는바, 도 1과 같이 중앙분리대 및 가드레일(1) 상부, 양 측면 중 어느 한 곳이상에 설치된다.
또한, 본 발명에 따른 표식부(20)는 상기 날개차(12)에 형성되어, 운전자에게 중앙분리대 및 가드레일(1)을 따라 형성되는 도로 방향을 안내하도록 구비된다.
상기 표식부(20)는 재기반사판 또는 후술하는 LED 모듈(21)로 형성되어, 주·야간에 운전자 식별력이 향상되도록 구비된다.
이처럼 상기 발전기모듈(10)의 날개차(12)에 표식부(20)를 적용함에 따라 기존에 가드레일(1)에 설치된 반사부재를 대체할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 배터리모듈(30)은 상기 발전기모듈(10)에 연결되어 전기에너지가 입력되는 충전포트(32)가 형성되고, 충전된 전기에너지를 출력하는 출력포트(34)가 구비된다.
상기 배터리모듈(30)은 발전기모듈(10) 내에 일체로 형성되거나, 도 1 내지 도 2와 같이 발전기모듈(10)과 분리되어 적어도 하나 이상의 발전기모듈(10)에서 발전되는 전기에너지를 충전하도록 구비된다.
그리고, 상기 배터리모듈(30)에 충전된 전기에너지는 도로 주변 신호장치 및 후술하는 LED 모듈(21) 구동 전원으로 이용할 수 있다.
도 3에서, 상기 표식부(20)는 LED 모듈(21)로 형성되어 제어부에 의해 광원색상을 선택적으로 출력하도록 구비된다.
상기 발전기모듈(10)은 온도, 밝기, 연기, 소리, 진동 중 어느 하나 이상의 도로 상황정보를 실시간으로 감지하는 센서모듈(40)을 포함한다.
이때, 상기 센서모듈(40)에 의해 검출된 도로 상황정보를 제어부에서 연산하여 설정 값 이상으로 검출되면 교통사고로 판단하도록 설정된다.
그리고, 이상이 감지된 센서모듈(40)을 기준으로 상, 하행선 방향으로 설정된 반경 내에 위치된 발전기모듈(10)의 표식부(20)를 적색 컬러 및 점멸제어하여 주의신호를 출력하도록 구비됨에 따라 운전자가 표식부(20)를 통하여 도로 교통사고 상황을 직관적으로 파악하고 감속함으로써 이차 교통사고를 방지할 수 있다.
도 4에서, 상기 발전기모듈(10)은 상, 하행선 방향에서 서로 반대방향으로 작용하는 상, 하행 주행풍에 대응하여 한 쌍이 서로 반대방향으로 배치된다.
그리고, 한 쌍의 발전기모듈(10) 사이에 풍향 격판(50)이 설치되며, 풍향 격판(50)에 의해 상, 하행 주행풍이 각각의 발전기모듈(10) 측으로 분리 전달되도록 구비됨에 따라 상, 하행 주행풍 간에 충돌로 인한 발전효율 저하 현상이 방지된다.
도 5 내지 도 6에서, 상기 발전기모듈(10)은 도로 측방향에서 주행풍과 교차하는 방향으로 불어오는 측풍(예컨대, 자동차가 교량구간을 지날때 측방향에서 불어오는 바람)에 의해 풍력발전 방향이 전환되도록 측풍발전모듈(60)이 구비된다.
상기 측풍발전모듈(60)은, 중앙분리대 및 가드레일(1)에 설치되어 종방향으로 중심축(61a)이 설치되고, 중심축(61a)과 동심원상에 하부 경사캠(61b)이 설치되는 받침대(61)와, 중심축(61a)에 삽입되어 선회작동되고, 저면에 하부 경사캠(61b)과 캠운동되는 상부 경사캠(62b)이 구비되는 스테이지(62)와, 풍향 격판(50) 양측에 설치되는 한 쌍의 발전기모듈(10) 중 어느 하나를 회전 가능하게 지지하고, 중심축(61a)과 베벨기어(63a)로 치합되어 스테이지(62) 선회운동에 연계되어 회전작동되는 횡축(63)과, 하부 경사캠(61b)과 캠운동되는 상부 경사캠(62b)의 선회작동 반경을 제한하는 스톱퍼(64)를 포함한다.
상기 측풍발전모듈(60)의 작동상태를 살펴보면, 상기 발전기모듈(10) 측으로 작용하는 주행풍 대비 측풍이 강하게 작용할 경우, 도 5 (b) 및 도 6 (b)처럼 측풍에 의해 풍향 격판(50)이 스테이지(62)와 함께 선회되어 한 쌍의 발전기모듈(10)의 날개차(12)가 축풍과 대향하는 방향으로 선회됨과 동시에 어느 일측 발전기모듈(10)이 베벨기어(63a)에 의해 180° 방향 전환되어 한 쌍의 날개차(12)가 측풍이 불어오는 방향과 대응하도록 위치된다.
즉, 상, 하향 주행풍에 의해 회전되도록 상호 역방향으로 설치되는 날개차(12) 중 어느 하나가 스테이지(62) 회전력에 연계되어 180° 방향 전환됨에 따라 한 쌍의 날개차(12)가 동일한 방향으로 배치되어 측풍에 의한 발전효율 향상을 도모하게 된다.
그리고, 상기 발전기모듈(10) 측으로 작용하는 측풍 대비 주행풍이 강하게 작용할 경우, 도 5 (a) 및 도 6 (a)와 같이 스테이지(62) 및 발전기모듈(10) 자체 하중에 의해 복귀 회전력이 작용하여 상부 경사캠(62b)이 하부 경사캠(61b)을 타고 하향 선회작동되면서 한 쌍의 발전기모듈(10)이 상, 하행선 주행풍이 불어오는 방향과 대응하도록 방향 전환되어 상호 역방향에서 불어오는 바람에 의해 전기에너지를 발전하게 된다.
이상과 같이 본 발명의 상세한 설명에는 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 기술범위에 벗어나지 않는 범위 내에서는 다양한 변형실시도 가능하다 할 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 상기 실시 예에 한정하여 정하여 질 것이 아니라 후술하는 특허청구범위의 기술들과 이들 기술로부터 균등한 기술수단들에까지 보호범위가 인정되어야 할 것이다.
10: 발전기모듈 20: 표식부
30: 배터리모듈

Claims (4)

  1. 도로 중앙분리대 및 가드레일(1)을 따라 이격 배치되고, 차량 주행풍에 의해 회전되어 전기에너지를 발전하도록 날개차(12)가 구비되는 발전기모듈(10); 상기 날개차(12)에 형성되어, 운전자에게 중앙분리대 및 가드레일(1)을 따라 형성되는 도로 방향을 안내하도록 구비되는 표식부(20); 및 상기 발전기모듈(10)에 연결되어 전기에너지가 입력되는 충전포트(32)가 형성되고, 충전된 전기에너지를 출력하는 출력포트(34)가 구비되는 배터리모듈(30);을 포함하고,
    상기 발전기모듈(10)은 상, 하행선 방향에서 서로 반대방향으로 작용하는 상, 하행 주행풍에 대응하여 한 쌍이 서로 반대방향으로 배치되고, 한 쌍의 발전기모듈(10) 사이에 풍향 격판(50)이 설치되며, 풍향 격판(50)에 의해 상, 하행 주행풍이 각각의 발전기모듈(10) 측으로 전달되도록 구비되며,
    상기 발전기모듈(10)은 도로 측방향에서 주행풍과 교차하는 방향으로 불어오는 측풍에 의해 풍력발전 방향이 전환되도록 측풍발전모듈(60)이 구비되고, 상기 측풍발전모듈(60)은, 중앙분리대 및 가드레일(1)에 설치되어 종방향으로 중심축(61a)이 설치되고, 중심축(61a)과 동심원 상에 하부 경사캠(61b)이 설치되는 받침대(61)와, 중심축(61a)에 삽입되어 선회작동되고, 저면에 하부 경사캠(61b)과 캠운동되는 상부 경사캠(62b)이 구비되는 스테이지(62)와, 풍향 격판(50) 양측에 설치되는 한 쌍의 발전기모듈(10) 중 어느 하나를 회전 가능하게 지지하고, 중심축(61a)과 베벨기어(63a)로 치합되어 스테이지(62) 선회운동에 연계되어 회전작동되는 횡축(63)과, 하부 경사캠(61b)과 캠운동되는 상부 경사캠(62b)의 선회작동 반경을 제한하는 스톱퍼(64)를 포함하고,
    상기 발전기모듈(10) 측으로 작용하는 주행풍 대비 측풍이 강하게 작용할 경우, 측풍에 의해 풍향 격판(50)이 스테이지(62)와 함께 선회되어 한 쌍의 발전기모듈(10)의 날개차(12)가 축풍과 대향하는 방향으로 선회됨과 동시에 어느 일측 발전기모듈(10)이 베벨기어(63a)에 의해 180° 방향 전환되어 한 쌍의 날개차(12)가 측풍이 불어오는 방향과 대응하도록 위치되며,
    상기 발전기모듈(10) 측으로 작용하는 측풍 대비 주행풍이 강하게 작용할 경우, 스테이지(62) 및 발전기모듈(10) 자체 하중에 의해 복귀 회전력이 작용하여 상부 경사캠(62b)이 하부 경사캠(61b)을 타고 하향 선회작동되면서 한 쌍의 발전기모듈(10)이 상, 하행선 주행풍이 불어오는 방향과 대응하도록 방향 전환되는 것을 특징으로 하는 자동차 주행풍을 이용한 풍력발전 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 표식부(20)는 날개차(12)에 재기반사판이 설치되거나, LED 모듈(21)로 형성되어 제어부에 의해 광원색상을 선택적으로 출력하도록 구비되고,
    상기 발전기모듈(10)은 온도, 밝기, 연기, 소리, 진동 중 어느 하나 이상의 도로 상황정보를 실시간으로 감지하는 센서모듈(40)을 포함하며,
    상기 센서모듈(40)에 의해 검출된 도로 상황정보를 제어부에서 연산하여 설정 값 이상으로 검출되면 교통사고로 판단하고, 이상이 감지된 센서모듈(40)을 기준으로 상, 하행선 방향으로 설정된 반경 내에 위치된 발전기모듈(10)의 표식부(20)를 적색 컬러 및 점멸제어하여 주의신호를 출력하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차 주행풍을 이용한 풍력발전 시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
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