KR20000016576U - 풍력을 이용한 전기자동차엔진 - Google Patents

Abstract

이 고안은 자동차가 주행중일때 차체 내부로 인입되는 바람을 이용하여 전기에너지를 얻도록 하고, 그 전기에너지를 이용하여 차륜을 회전시키기 위한 동력을 발생시키는 모터가 구동되도록 한 새로운 형태의 풍력을 이용한 전기자동차엔진에 관한 것으로서, 충전 가능한 밧데리와, 상기 밧데리의 전기에너지에 의해 구동되는 엔진모터와, 상기 엔진모터에서 출력되는 동력을 전달받아 구동되고 변속된 회전력을 차륜에 전달되도록 하는 트랜스밋션을 갖는 전기자동차엔진에 있어서; 상기 밧데리를 다수 구비하여 그 밧데리에 충전되는 전기에너지를 발생시키는 제네레이터를 갖도록 하고; 상기 제네레이터의 전기에너지 발생을 위한 회전력을 전달시키기 위해 제네레이터축과 직결되는 풍력샤프트와; 상기 풍력샤프트에 설치되어 회전에너지를 갖도록 하고 주행시 차체로 인입되는 바람에 의해 회전되는 풍력휀과; 상기풍력휀에 의해 회전되는 풍력샤프트의 회전속도를 가속시키기 위해 그 풍력샤프트에 설치되는 가속 휘일과; 상기 가속휘일 일측의 풍력샤프트에 설치되며 풍력샤프트의 저속회전시 구동되는 기동모터 및 콤프레샤에서 노즐로 공급되는 압축공기에의해 회전되는 정속용 휀으로 구성된 출력구동보조수단과; 엔진모터의 모터축에 설치되는 회전휘일과, 상기 회전휘일과 접촉 및 비접촉되는 마찰로울러와, 상기 마찰로울러의 회전에 의해 제네레이터축이 회전되어 전기에너지를 발생시키는 제네레이터와, 상기 제네레이터의 전기 에너지를 충전하는 밧데리와, 상기 마찰로울러가 회전휘일과 접촉 및 비접촉되게 하기 위한 솔레노이드장치를 갖는 모터동력전기발생수단을 포함하여 이루어지도록 된 것이다.

Description

풍력을 이용한 전기자동차엔진{ELECTRIC ANTOMOBILE ENGINE THAT CAN HARNESS WIND POWER}

본 고안은 자동차가 주행중일때 차체 내부로 인입되는 바람을 이용하여 전기에너지를 얻도록 하고, 그 전기에너지를 이용하여 차륜을 회전시키기 위한 동력을 발생시키는 엔진모터가 구동되도록 한 새로운 형대의 풍력을 이용한 전기자동차엔진에 관한 것이다.

일반적으로 가솔린 엔진 또는 디젤엔진 등은 매연이 발생되므로 도시 공해의 주범이 되고 있으며, 아울러서 에너지원인 가솔린이나 디젤은 소모성이기 때문에 매우 비경제적인 문제가 있다.

따라서, 밧데리에 충전된 전기에너지를 이용하여 주행 가능하도록 된 전기자동차가 개발되었다. 그러나 선행기술로 개시된 전기자동차는 밧데리 용량에 한계가 있기 때문에 적어도 시속 10O㎞ 이상의 고속 주행을 할 수 없는 단점을 가지고 있다.

또한, 밧데리는 주행후 외부(충전소등)의 전기에너지로서 재충전하여야 하기때문에 매우 번거로움으로써 실용화되기에는 매우 부적합한 문제를 수반한다.

그러므로 현재에는 전기겸용 가솔린엔진이 개발되어 실용화되고 있는 실정에있으며, 그로인해 가솔린 연소에 따른 매연 발생과 비경제적인 문제를 완전히 극복하지 못하고 있다.

본 고안은 이미 서론에서 언급한 바와 같이 주행중에 발생되는 풍력을 이용하여 주행에 필요한 전기에너지를 얻게 함으로써 별도의 밧데리 충전 없이도 엔진모터를 구동 가능하게 하여 자동차 주행을 할 수 있도록 하려는데 그 목적이 있는것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 충전 가능한 밧데리와, 상기 밧데리의 전기에너지에 의해 구동되는 엔진모터와, 상기 엔진모터에서 출력되는 동력을 전달받아 구동되고 변속된 회전력을 차륜에 전달되도록 하는 트랜스밋션을 갖는 전기자동차엔진에 있어서; 상기 밧데리를 다수 구비하여 그 밧데리에 충전되는 전기에너지를 발생시키는 제네레이터를 갖도록 하고; 상기 제네레이터의 전기에너지 발생을 위한 회전력을 전달시키기 위해 제네레이터축과 직결되는 풍력샤프트와; 상기풍력샤프트에 설치되어 회전에너지를 갖도록 하고 주행시 차체로 인입되는 바람에의해 회전되는 풍력휀과; 상기 풍력휀에 의해 회전되는 풍력샤프트의 회전속도를 가속시키기 위해 그 풍력샤프트에 설치되는 가속 휘일과; 상기 가속휘일 일측의 풍력샤프트에 설치되며 풍력샤프트의 저속회전시 구동되는 기동모터 및 콤프레샤에서 노즐로 공급되는 압축공기에 의해 회전되는 정속용 휀으로 구성된 출력구동보조수단과; 엔진모터의 모터축에 설치되는 회전휘일과, 상기 회전휘일과 접촉 및 비접촉되는 마찰로울러와, 상기 마찰로울러의 회전에 의해 제네레이터축이 회전되어 전기에너지를 발생시키는 제네레이터와, 상기 제네레이터의 전기 에너지를 충전하는 밧데리와, 상기 마찰로울러가 회전휘일과 집촉 및 비접촉되게 하기 위한 솔레노이드장치를 갖는 모터동력전기발생수단을 포함하여 구성됨을 그 특징으로 한다.

상기 풍력휀을 가진 풍력샤프트 전방 부분의 통기통로에 외기 유입구로 유입된 바람으로 회전되는 프로펠라와 상기 프로펠라와 연장되어 회전되며 중간에 가속휘일을 가진 프로펠라축과, 상기 프로펠라축과 연결되고 엔진모터 구동에 필요한 전기에너지를 발생시키는 제네레이터와, 상기 제네레이터의 전기에너지가 충전되는 밧데리가 더 설치되는 것을 다른 특징으로 한다.

도 1은 본 고안에 따른 엔진의 구성도,

도 2는 본 고안의 엔진을 상세히 보인 평면도,

도 3은 본 고안에 의한 풍력구동보조수단을 보인 도 2의 X-X'선 확대 단면도,

도 4는 본 고안의 전기 배선도,

도 5는 본 고안의 모터동력전기발생수단을 보인 사시도,

도 6은 도 5의 작용 상태도,

도 7은 도 6의 작용에 관련한 감지 및 명령수단을 보인 개략도,

도 8은 본 고안의 다른 실시예를 보인 평면구성도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

1: 본넷트 2: 외기유입구

3: 통기통로 4: 변속레바

10: 풍력샤프트 11: 풍력휀

13: 제네레이터 13a: 축

14: 케이블 15: 밧데리

16: 가속휘일 17: 기동모터

18: 중앙전기장치 20: 풍력구동보조수단

21: 콤프레샤 22: 에어관

23: 노즐 24: 정속용휀

25: 휀케이스 30: 엔진모터

31: 모터축 32: 플라이휘일

40: 트랜스밋션 50: 차륜

60: 모터동력전기발생수단 61: 회전휘일

62: 솔레노이드장치 62a: 솔레노이드축

63: 마찰로울러 64: 제네레이터

64a: 제네레이터축 65: 힌지축

66: 감지수단 67: 밧데리

70: 프로펠라 71: 프로펠라축

72: 제네레이터 73: 가속휘일

74: 밧데리 80: 중앙제어회로부

본 고안을 첨부된 바람직한 실시도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안이 채용된 자동차의 평면도이고, 도 2는 본 고안에 의한 엔진의 구성을 보인 평면도이다.

이 도면을 참조하면, 본 고안의 실현을 위해 자동차의 본넷트(1) 앞에는 주행시 외부 바람이 한 곳으로 집중적으로 유입되게 하는 외기유입구(2)를 가지며, 상기 외기유입구(2)를 통해 유입되는 바람(A)이 통과되는 통기통로(3)에는 풍력샤프트(10)가 회전 가능하도록 설치된다.

풍력샤프트(10)에는 외기유입구(2)를 통해 유입되는 바람의 힘, 즉 풍력에 의해서 회전운동되는 풍력휀(11)이 설치되어 있다.

따라서, 풍력휀(11)이 회전되면 풍력샤프트(10)가 회전되는 것이다. 여기서 풍력휀(11)은 스크류형태의 휀이 구조상 풍력을 잘 받아서 회전 속도의 증대를 가져오지만, 경우에 따라서는 프로펠라 형태의 휀 등과 같은 다른 형태의 휀이 설치될수도 있다. 한편, 도면에서 풍력샤프트(10)를 지지하는 프레임 및 원활한 회전을 갖도록 하는 베어링 등과 같은 기계요소적인 부품등은 이미 알려진 기술이므로 상세한 도면 도시 및 설명은 생략하기로 한다.

풍력샤프트(10)의 단부는 회전에너지를 이용하여 전기에너지를 발생시키는 제네레이터(13)의 축(13a)과 연결되며, 그에따라 풍력샤프트(11)가 회전되면 제네레이터(13)에서 전기가 발생된다. 또한 발생된 전기에너지는 케이블(14)로 연결된 밧데리(15)에 충전되도록 구성되어 있다.

그리고, 풍력샤프트(10)의 풍력휀(11)과 제네레이터(13) 사이에는 가속휘일(16)이 설치 된다. 이 가속휘일(16)은 풍력휀(11)에 의해 풍력샤프트 (10)가 회전되면 그 회전속도를 가속시키며 안정적인 회전을 갖도록 한다.

가속휘일(16)의 일측에는 기동모터(17)가 설치된다. 이 기동모터(17)는 가령 자동차주행 속도가 일정속도 이하가 됨으로써 외기유입구(2)로 유입되는 바람의 풍속이 약해지거나 없을때 풍력샤프트(10)를 강제적으로 회전시켜 주는 역할을 하며, 이러한 기동모터(17)의 전원 공급은 밧데리(15)에서 공급되도록 구성된다.

또한, 기동모터(17)의 일측에는 풍력샤프트(10)를 강제 구동시키기 위한 풍력구동보조수단(20)을 갖는다.

상기 풍력구동보조수단(20)에 있어서도 풍속 저하로 인해 풍력샤프트(10)의회전속도가 저하될 때 그 회전속도를 소정의 회전속도 이상으로 상승시키는 것으로서, 밧데리(15)의 전원 공급으로 가동되는 콤프레샤(21)와, 상기 콤프레샤(21)에서 생성된 압축공기를 에어관(22)을 통해 분사시키는 노즐(23),과 상기 노즐(23)에서 분사되는 압축공기에 의해 회전 될 수 있도록 풍력샤프트(10)에 고정되게 설치되는 정속용휀(24)과, 상기 정속용휀(24)의 케이스 기능과 압축공기의 흐름을 유도하는 휀케이스(25)로 구성된다. (도 2 및 도 3 참조)

따라서, 풍속저하 또는 풍속이 없을때는 기동모터(17)의 가동 및 노즐(23)로 강제분사되는 압축공기에 의해 정속용휀(24)이 회전됨으로써 풍력샤프트(10)는 전기에너지를 제네레이터(13)가 발생시킬 정도의 회전속도로 회전되게 된다.

그러므로 중속 및 고속주행시에는 외기유입구(2)로 들어오는 바람이 세기 때문에 풍력휀(11)이 고속회전되어 풍력샤프트(10)가 고속회전되는 한편, 저속주행또는 정지시에는 기동모터(17) 및 풍력구동보조수단(20)에 의해서 풍력샤트프(10)가 고속회전되어 제네레이터(13)가 전기에너지를 발생시킬 수 있게 되는 것이다.

도 4는 본 고안에 의한 전기 배선도를 보여 준다. 이 도면을 참조하면 다수개를 구비하는 밧데리(15)들은 병렬로 연결되어 중앙전기장치(18)를 통해서 엔진모터(30)를 가동시키도록 되어 있다.

따라서, 엔진모터(30)는 구동되며, 모터축(31)은 트랜스밋션(40)과 연결되어 동력이 전달되도록 되어 있으며, 상기 트랜스밋션(40)에서 변속된 동력에 의해 차륜(50)이 구동되도록 구성된다.

또한, 모터축(31)에는 플라이휘일(32)이 회전되도록 설치되고, 아울러서 엔진모터(30)의 동력을 이용하여 전기에너지를 얻을 수 있는 모터동력전기발생수단 (60)을 갖는다. 모터동력전기발생수단(60)은 도 5 및 도 6에 따르면 모터축(3)에 회전휘일(61)에 설치되어 회전 가능하도록 되어 있고, 그 회전휘일(61)의 주위에는 솔레노이드장치(62)의 작동에 의해 마찰로울러(63)가 회전휘일(61)에 접촉되어 회전되거나 또는 회전휘일(61)에서 마찰로울러(63)가 떨어져서 비회전되도록 되어 있다.

또한, 마찰로울러(63)는 제네레이터(64)와 연결되어 제네레이터축(64a)을 회전시키도록 되어 있다. 여기서 부호 65는 힌지축이다.

모터동력전기발생수단(60)은 자동차가 정차중일때 동작 된다. 구체적으로는, 자동차가 주행하다가 신호대기 또는 잠시 정차중일때는 풍력을 이용할 수 없게 된다. 그러나 엔진모터(30)는 계속 구동되기 때문에 그 모터 구동력을 이용하여 주행에 필요한 전기에너지 및 정차시 전조등, 히터, 에어콘 등의 전기부하를 담당하고, 시동을 끄기전 내일의 운행을 위해 필요로 되는 전기 에너지를 모터동력전기발생수단(60)에 의해 얻으려고 하는 것이다.

즉, 신호대기등으로 엔진을 정지하지 않은 상태에서 정차중일때는 수동변속차량일 경우 변속레바를 중립 위치에 놓게 되며, 자동변속차량일 경우는 중립 또는 주차위치에 놓게 된다. 따라서 정차시 중립 또는 주차위치에 변속레바가 위치하게되면, 이때는 도 7과 같이 센서등과 같은 감지수단(66)에 의해 변속레바(4) 위치를 감지하게 된다.

따라서, 제네레이터축(64a)의 회전으로 제네레이터(64)는 전기에너지를 발생시키고 그 전기에너지는 밧데리(61)에 충전되는 것이다.

한편, 자동차를 주행시키기 위하여 변속레바(4)를 중립 또는 주차 위치에서 이탈시키게 되면 그것을 감지한 중앙제어회로부(80)에서 솔레노이드장치(62)의 솔레노이드축(62a)을 전진이동되게 작동시킨다. 따라서 힌지축(65)을 중심으로 회전되어 마찰로울러(63)는 도 6의 실선 도시와 같이 회전휘일(61)에서 떨어지게 됨으로써 회전되지 않게 되고, 그로인해 제네레이더(64)의 전기 발생 기능이 정지되게된다.

도 8은 본 고안의 다른 실시예를 보인 것으로서, 본넷트(1)의 외기유입구(2)로부터 연통되는 통기통로(3)를 자동차의 중간부나 후미부까지 길게 형성시키도록 한다.

그리고 풍력샤프트(10)를 포함한 풍력휀(11) 및 기타 장치들을 통기통로(3)의 앞, 뒤로 배치시켜 설치되도록 함으로써 하중 분산을 도모하게 할 수 있게한다.즉 엔진모터가 커서 엔진실이 비좁을 경우 앞좌석이나 뒷자석의 밑부분이나 연료탱크나 마후라 위치에 설치해 미관을 해치지 않고 하중분산을 위해 밧데리나 에어콤프레셔도 적정히 분산 배치 할 수 있으며, 그로인해 안정된 주행이 가능하도록 할 수 있다.

또한, 외기유입구(2)에는 별도의 프로펠라(70)를 회전 가능하도록 하고, 프로펠라축(71)의 회전으로 제네레이터(72)가 전기에너지를 발생시키도록 구성시킬 수 있다. 여기서 부호 73은 가속휘일을 나타내며, 79는 기동모터, 75는 콤프레샤, 76은 노즐, 77은 정속용휀, 78은 휀케이스를 나타낸다.

따라서, 주행중에 외기유입구(2)로 인입되는 바람은 프로펠라(70)를 회전시켜 제네레이터(72)가 전기에너지를 발생시키도록 함으로써 밧데리(74)에 충전되도록 하는 한편, 프로펠라(70)를 통과한 바람은 도 8의 화살표 도시와 같은 공기흐름을 가져서 풍력휀(11)을 회전시키게 되는 것이며, 이와같이 구성시킬 경우 외기유입구(2)로 들어 오는 바람을 효율적으로 이용하게 되는 것이다. 그리고 시동시에는 밧데리(15)의 전기에너지로 엔진모터(30)를 구동시켜 출발하게 된다.

이상의 설명에 따르면, 본 고안에 의해 주행시 본넷트로 들어오는 바람의 힘인 풍력으로 자동차 주행에 필요로 되는 전기에너지를 얻고 그 전기에너지를 이용하여 엔진모터를 구동시켜 출발 및 주행할 수 있는 풍력을 이용한 전기자동차엔진을 제공하는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 충전 가능한 밧네리와, 상기 밧데리의 전기에너지에 의해 구동되는 엔진모터와, 상기 엔진모터에서 출력되는 동력을 전달받아 구동되고 변속된 회전력을 차륜에 전달되도록 하는 트랜스밋션을 갖는 전기자동차엔진에 있어서;

   상기 밧데리를 다수 구비하여 그 밧데리에 충전되는 전기에너지를 발생시키는 제네레이터를 갖도록 하고;

   상기 제네레이터의 전기에너지 발생을 위한 회전력을 전달시키기 위해 제네레이터축과 직결되는 풍력샤프트와;

   상기 풍력샤프트에 설치되어 회전에너지를 갖도록 하고 주행시 차체로 인입되는 바람에 의해 회전되는 풍력휀과;

   상기 풍력휀에 의해 회전되는 풍력샤프트의 회전속도를 가속시키기 위해 그풍력샤프트에 실치되는 가속 휘일과;

   상기 가속휘일 일측의 풍력샤프트에 설치되며 풍력샤프트의 저속회전시 구동되는 기동모터 및 콤프레샤에서 노즐로 공급되는 압축공기에 의해 회전되는 정속용휀으로 구성된 출력구동보조수단과;

   엔진모터의 모터축에 설치되는 회전휘일과, 상기 회전휘일과 접촉 및 비접촉되는 마찰로울러와, 상기 마찰로울러의 회전에 의해 제네레이터축이 회전되어 전기에너지를 발생시키는 제네레이터와, 상기 제네레이터의 전기 에너지를 충전하는 밧데리와, 상기 마찰로울러가 회전휘일과 접촉 및 비접촉되게 하기 위한 솔레노이드장치를 갖는 모터동력전기발생수단을 포함하여 특징으로 하는 풍력을 이용한 전기자동차엔진.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 풍력휀을 가진 풍력샤프트 전방 부분의 통기통로에 외기 유입구로 유입된 바람으로 회전되는 프로펠라와, 상기 프로펠라와 연장되어 회전되며 중간에 가속휘일을 가진 프로펠라축과, 상기 프로펠라축과 연결되고 엔진모터 구동에 필요한 전기에너지를 발생시키는 제네레이터와, 상기 제네레이터의 전기에너지가 충전되는밧데리가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 풍력을 이용한 전기자동차엔진.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 프로펠라축에는 그 프로펠라축의 저속회전시 구동되는 기동모터와, 콤프레샤에서 노즐로 공급되는 압축공기에 의해 회전되는 정속용휀이 더 설치됨을 특징으로 하는 풍력을 이용한 전기자동차엔진.