KR200192828Y1 - 차량 주행풍을 이용한 풍력발전기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 차량 주행풍을 이용한 풍력발전기에 관한 것으로서,

도로의 중앙에 일정넓이와 높이로 중앙분리대(3)가 형성되어있는 것에 있어서,

중앙분리대(3)의 상단으로부터 압입되는 팬축(2)과;

팬축(2)의 외주면에 형성되어 차량이 도로를 주행할때 발생하는 풍력에 의해 회전하는 팬(1)과;

팬축(2)의 하단에 설치되는 회전자(4)와;

상기 회전자(4)의 회전시 양질의 교류전압을 발생시키는 발전코일(5)과;

상기 발전코일(5)에서 발생되는 전압을 일정한 레벨로 조정해주는 전압조정기(6)와;

상기 전압조정기(6)를 통과한 전기를 충전하는 축전지(7)와;

상기 축전지(7)에 충전된 직류전압을 교류로 변환시켜 부하측에 공급하는 변환기(8);

로 구성된 것을 특징으로하여 자연적으로 부는 바람의 세기에 관계없이 도로를 주행하는 차량의 주행속도에 따라 양질의 전기를 얻을 수 있도록 한 차량 주행풍을 이용한 풍력발전기에 관한 것이다.

Description

차량주행풍을 이용한 풍력발전기{Wind force generator}

본 고안은 차량 주행풍을 이용한 풍력발전기에 관한 것으로서, 특히, 고속도로와같이 차량이 고속으로 주행하는 도로에 설치되어있는 중앙분리대에 차량의 주행풍에 의해 회전하는 팬을 설치하고, 이 팬의 축 하단에는 회전하여 전기를 발생시키는 발전수단을 형성하므로서, 자연적으로 부는 바람의 세기에 좌우되는 풍력발전기와 달리 도로를 주행하는 차량의 평균주행속도와 평균 주행차량수에 따라 발생하는 차량 주행풍을 이용하여 양질의 전기를 얻을 수 있는 차량 주행풍을 이용한 풍력발전기에 관한 것이다.

현재 산업사회에서 사용되고 있는 전기는 다양한 전기, 전자제품이 구동하는데 없어서는 안될 중용한 에너지원으로 자리잡고 있으며, 이러한 전기를 발생시키는 방법으로는 수력발전, 화력발전, 풍력발전등을 예로들수 있다.

이중에서 풍력발전은 자연적으로 부는 바람을 이용하는 것이므로 많은 나라에서 사용하고 있으나 이와같은 풍력발전은 자연풍이 최소한 평균 10㎞/h 의 속도로 불어야만 산업적으로 사용할 수있는 경제성있는 양질의 전기를 발전할 수 있기때문에 풍력발전기의 설치장소가 특정 장소로 국한되는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 풍력발전기는 설치된 장소에서 바람이 일정치 이상 불어주지 않을 경우에는 원하는 양의 전기를 얻을 수 없기 때문에 무용지물화 되어 큰 손실을 입게되는 문제점 또한 발생하고 있었다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기위한 본 고안은 고속도로와같이 차량이 고속으로 주행하는 도로에 설치되어있는 중앙분리대에 차량의 주행풍에 의해 회전하는 팬을 설치하고, 이 팬의 축 하단에는 회전하여 전기를 발생시키는 발전수단을 형성하므로서, 자연적으로 부는 바람의 세기에 관계없이 도로를 주행하는 차량의 주행속도에 따라 양질의 전기를 얻을 수 있도록 한 차량 주행풍을 이용한 풍력발전기를 제공함을 목적으로 한다.

상기 목적달성을 위한 본 고안의 특징은,

도로의 중앙에 일정넓이와 높이로 중앙분리대가 형성되어있는 것에 있어서,

중앙분리대의 상단으로부터 압입되는 팬축과;

팬축의 외주면에 형성되어 차량이 도로를 주행할때 발생하는 풍력에 의해 회전하는 팬과;

팬축의 하단에 설치되는 회전자와;

상기 회전자의 회전시 양질의 교류전압을 발생시키는 발전코일과;

상기 발전코일에서 발생되는 전압을 일정한 레벨로 조정해주는 전압조정기와;

상기 전압조정기를 통과한 전기를 충전하는 축전지와;

상기 축전지에 충전된 직류전압을 교류로 변환시켜 부하측에 공급하는 변환기;

로 구성된 것을 특징으로 한다.

도 1 은 일반적인 중앙 분리대를 보인 도면.

도 2 는 본 고안의 풍력발전기를 보인 정면도.

도 3 은 본 고안의 풍력발전기를 보인 단면도.

도 4 는 본 고안의 풍력발전기가 설치된 상태를 보인 평면도.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 팬 2 : 팬축

3 : 중앙분리대 4 : 회전자

5 : 발전코일 6 : 전압조정기

7 : 축전지 8 : 변환기

이하, 첨부된 도면 도 1 내지 도 4 를 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도면부호 3 은 고속도로와같이 차량이 통행하는 도로의 중앙부분에 설치되는 도 1 과같은 중앙분리대(3)를 나타내며, 이 중앙분리대(3)의 상측으로 일정길이의 팬축(2)이 회전가능하게 압입되고, 이 팬축(2)의 상단 외주면 상에는 다수의 팬(1)이 외향 돌설되어 있다.

상기 팬(1)은 도 2 에 도시된 바와같이 길이방향으로 길게 형성되어 도로의 양부분을 차량이 고속으로 통과함에 따라 발생하는 고속의 풍력에 의해 회전하도록 되어 있다.

예를들어 어느 일면의 도로를 차량이 약 100Km/h의 속도로 주행한다면 이 차량이 주행함에 따라 상기 팬(1)에 가해지는 풍속은 약 40∼50Km/h가 되고, 이 풍속에 의해 팬(1)은 차량이 주행하는 동안 계속해서 고속으로 회전할 수 있게되는 것이다.

더욱이, 중앙분리대(3)의 양측면으로 동시에 차량이 통과할 경우에는 보다 큰 풍력이 팬(1)의 양측으로 공급됨에 따라 팬(1)은 더욱 더 빠른 속도로 회전하게되는 것이다.

여기서, 상기 팬(1)의 폭은 중앙분리대(3)의 넓이를 넘지 않도록 하여 차량이 주행하는데 아무런 영향을 미치지 않도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 중앙분리대(3)의 내부에는 팬축(2)의 하단에 회전자(4)가 형성되고, 이 회전자(4)의 외측으로는 발전코일(5)이 권선되어 있다.

따라서, 상기 팬(1)이 고속으로 회전함에 따라 회전자(4)가 회전하게되면, 회전자(4)의 회전에 의해 자속이 변화되면서 발전코일(5)에 소정의 전기가 유기되는 것이다.

상기 발전코일(5)에서 유기되는 전기의 양은 팬(1)의 회전속도와 비례한다.

일반적으로 풍력에너지(E)는(W)(ρ:공기밀도, V: 평균풍속, A: 공기흐름의 단면적) 의 식에 의해 도출되며, 상기 식에의하면 풍력에너지는 풍속의 세제곱에 비례함을 알 수 있다.

따라서, 도로를 주행하는 차량의 주행속도가 높아질수록 상기 팬(1)에 가해지는 풍속이 커지게되어 팬(1)의 회전속도가 커지고, 이에의해 발전코일(5)에서 발전되는 전기의 세기가 커지게되는 것이다.

도면부호 6 은 상기 발전코일(5)에서 발전되어 출력되는 교류전기를 일정레벨로 조정하는 전압조정기(6)를 나타내며, 이 전압조정기(6)의 출력단에는 전압조정기(6)에서 출력되는 전압을 저장하는 축전지(7)와, 상기 축전지(7)에 충전된 직류전압을 교류전압으로 변환시켜 부하측으로 출력하는 변환기(8)가 접속되어 있다.

이와같이 구성된 본 고안의 동작을 설명하면 다음과 같다.

중앙분리대(3)가 설치되어있는 도로를 다수의 차량들이 고속으로 주행하게되면, 이 차량들의 주행에 따라 발생하는 풍력이 중앙분리대(3)의 상단에 형성되어있는 팬(1)에 공급되어 팬(1)이 고속으로 회전하게된다.

팬(1)이 회전하면, 팬축(2)이 연동되어 고속으로 회전하게됨에 따라 팬축(2)의 하측에 형성되어있는 회전자(4)가 고속으로회전하게되고, 이 회전자(4)가 고속회전하게되면, 발전코일(5)에 가해지는 자속이 변화되면서 발전코일(5)에 일정치의 전압이 유기된다.

상기 발전코일(5)에 유기된 전압은 전압조정기(6)에서 일정 레벨로 조정되어 축전지(7)에 충전되고, 축전지(7)에 충전된 전압은 변환기(8)에 의해 교류전압으로 변환되어 부하측으로 공급되는 것이다.

이와같이 동작하는 본 고안의 풍력발전기를 이용하면 고속도로나 그밖의 도로에 설치되는 가로등의 구동전압을 중앙분리대(3)에 설치되는 풍력발전기의 발전전압으로 대체할 수 있을 뿐만 아니라 주변의 전력 수요처에도 양질의 전력을 공급할 수 있게된다.

이상에서 설명한 바와같이 본 고안은 고속도로와같이 차량이 고속으로 주행하는 도로에 설치되어있는 중앙분리대에 차량의 주행풍에 의해 회전하는 팬을 설치하고, 이 팬의 축 하단에는 회전하여 전기를 발생시키는 발전수단을 형성하므로서, 자연적으로 부는 바람의 세기에 관계없이 도로를 주행하는 차량의 주행풍을 이용하여 발전하는 무공해 대체 발전기로 기존의 발전기를 대체하는 효과를 기대할 수 있다.

Claims (1)

1. 도로의 중앙에 일정넓이와 높이로 중앙분리대(3)가 형성되어있는 것에 있어서,

   중앙분리대(3)의 상단으로부터 압입되는 팬축(2)과;

   팬축(2)의 외주면에 형성되어 차량이 도로를 주행할때 발생하는 풍력에 의해 회전하는 팬(1)과;

   팬축(2)의 하단에 설치되는 회전자(4)와;

   상기 회전자(4)의 회전시 양질의 교류전압을 발생시키는 발전코일(5)과;

   상기 발전코일(5)에서 발생되는 전압을 일정한 레벨로 조정해주는 전압조정기(6)와;

   상기 전압조정기(6)를 통과한 전기를 충전하는 축전지(7)와;

   상기 축전지(7)에 충전된 직류전압을 교류로 변환시켜 부하측에 공급하는 변환기(8);

   로 구성된 것을 특징으로하는 차량주행풍을 이용한 풍력발전기.