KR20070004353A - 자동차 도로 및 터널의 자가발전 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도로 및 터널의 자가발전 시스템에 관한 것으로, 자동차 주행 도로 및 터널 내의 도로에 매설된 다수의 회전자와 이를 연결시키는 연결수단으로 구성된 회전장치와; 상기 회전장치에 연결되는 다수의 기어군으로 구성된 변속장치와; 상기 변속장치의 회전력을 전달받아 전원을 생성하는 발전기와; 상기 발전기로부터 생성된 전원을 저장하는 축전기와; 상기 축전기로부터 방전되는 전원을 안정시켜 도로 및 터널 내의 전기장치로 공급해주는 전원안정장치;를 포함하여 구성된다.

상기한 본 발명에 의하면 차량의 주행력에 의해 발전기를 가동하여 전원을 생성할 수 있고, 생성된 전원을 도로 및 터널의 전기장치에 공급할 수 있으므로, 자가발전에 의해 외부 상용전력의 사용을 절감시킬 수 있어 비용을 대폭 절감시킬 수 있다.

도로, 터널, 자가발전, 차량, 주행, 마찰, 접촉

Description

자동차 도로 및 터널의 자가발전 시스템 {Private Power Station System of Road and Tunnel for Car}

도 1은 본 발명 에 따른 자가발전 시스템의 실시예에 대한 사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 자가발전 시스템의 실시예에 대한 측면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 자가발전 시스템의 실시예에 대한 정면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

2,…,2' : 회전자 4 : 케이스

6 : 연결수단 8 : 변속장치

10 : 발전기 12 : 축전기

14 : 전원안정장치 R : 회전장치

본 발명은 자동차의 도로 및 터널의 자가발전 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 주행력을 이용하여 발생된 전원을 도로 및 터널 내의 전기장치에 공급할 수 있도록 한 도로 및 터널의 자가발전 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 터널은 도로·철도·수로(水路) 등을 통하게 하기 위해 땅속을 뚫은 통로이다.

이중에서 차량이 통행하는 터널은 그 주변의 지형적 조건과 터널의 연장 또는 통과 차량의 종류 및 대수등에 따라 차이는 있으나, 통상 다수의 조명등과 송풍기와 같은 전기장치가 설치되며, 이들 전기장치는 터널의 특성상 24시간 연속으로 가동되어야 한다.

전술한 바와 같이, 도로의 가로등 및 터널 내의 전기장치를 가동시키기 위해 종래에는 외부로부터 상용전원이 공급되어 왔으나 24시간 연속으로 작동되어야 하므로 이를 위해 많은 전력이 소모되어 유지비용이 막대하게 소요되는 문제점이 있었다. 또한 전력을 생산하기 위한 화학 또는 수력발전은 많은 비용과 공해와 환결문제를 유발시키고 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 차량의 주행에 의해 회전장치를 구동시키고, 이에 의해 발전기를 가동하여 전원을 생성하고, 이렇게 생성된 전원을 도로 또는 터널에 설치된 전기장치에 공급함으로써 전력유지비용을 현저히 절감시킬 수 있도록 한 도로 및 터널의 자가발전 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은,

자동차의 도로 및 터널 내의 도로에 매설된 다수의 회전자와 이를 연결시키는 연결수단으로 구성된 회전장치와; 상기 회전장치에 연결되는 다수의 기어군으로 구성된 변속장치와; 상기 변속장치의 회전력을 전달받아 전원을 생성하는 발전기와; 상기 발전기로부터 생성된 전원을 저장하는 축전기와; 상기 축전기로부터 방전되는 전원을 안정시켜 도로 및 터널 내의 전기장치로 공급해주는 전원안정장치;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도면 중에서, 도 1은 본 발명에 따른 자가발전 시스템의 실시예에 대한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 자가발전 시스템의 실시예에 대한 측면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 자가발전 시스템의 실시예에 대한 정면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명은 자동차 도로 및 터널(T) 내부의 도로에 회전장치(R)가 매설되고, 상기 회전장치(R)는 터널 내부의 기계실에 설치된 변속장치(8)와 연결되며, 상기 변속장치(8)는 발전기(10) 및 축전기(12), 전원안정장치(14)와 연결되며, 상기 전원안정장치(14)로부터 공급된 전원이 도로의 가로등 또는 터널 천정에 설치된 조명등 및 송풍기 등의 전기장치(200)에 공급되도록 한 것이다.

여기서, 상기 회전장치(R)는, 도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 차륜(110)과 접촉될 수 있도록 도로에 매설되는 1개 이상의 다수개의 회전자(2,…,2')와, 상기 1개 이상의 다수개의 회전자(2,…,2')를 연결시켜 연동될 수 있도록 한 연결수단(6)으로 구성된다.

상기 1개 이상의 다수개의 회전자(2,…,2')는 소정 길이를 가지며 양단부에 축봉이 형성된 로울러 형상이며, 금속재로 된 케이스(4)에 상기 축봉이 베어링결합 됨으로써 회전이 가능하게 설치된다.

또한, 상기 케이스(4)는 파손 발생시 유지보수를 용이하게 할 수 있도록 분해와 조립이 가능한 구조로 함이 바람직하다.

그리고, 상기 회전자(2,…,2')는 그 외주면의 일부분이 도로보다 돌출되도록 설치(도 2 및 도 3 참조)함으로써, 차량(100)이 지나갈 때 차륜(110)과의 마찰접촉에 의해 회전력을 전달받아 상기 회전자(2,…,2')가 회전될 수 있도록 하였다.

이때, 상기 회전자(2,…,2')의 돌출되는 높이는 차량(100)의 주행을 방해하지 않을 정도로 설정됨이 바람직하다.

또한, 상기 회전자(2,…,2')의 축봉의 일단에는 스프로켓이 설치되어 다수개의 회전자(2,…,2')들이 그 각각에 구비된 스프로켓들에 체인이나 벨트와 같은 연결수단(6)으로 연결됨으로써 동시에 연동될 수 있도록 하고, 최종의 회전자(2')의 스프로켓에는 후술하는 변속장치(8)가 연결되어 기어비에 의해 회전력이 증대될 수 있도록 한다.

상기 연결수단(6)의 다른 실시예로는 다수의 기어열에 의한 연결을 들 수 있다.

한편, 상기에서 설명한 회전장치(R)는 도로의 일정 거리를 하나의 구간으로 구획하여, 각 구간마다 소요되는 회전자(2,…,2')의 갯수를 한정시켜서 한 조로 구성된다.

즉, 도로 및 터널(T)의 전 구간에 설치된 회전자(2,…,2')를 모두 연결하게 되면 연결거리가 증가됨에 따라 연결수단(6)의 파손확률이 높아져 유지보수가 어려 워지고, 전력생산에도 비효율적이므로, 적정한 간격으로 분할하여 구간을 설정하고, 설정된 구간에는 적정한 갯수의 회전자(2)로 구성된 회전장치(R)와, 그에 연결되는 변속장치(8)와 발전기(10), 축전기(12), 전원안정장치(14) 및 이에 의해 전원을 공급받는 전기장치(200)를 한개의 조로 설정함으로써 유지보수가 용이하고 되고, 전력생산에도 효율적인 효과를 거둘 수 있다.

상기한 한 조의 회전장치(R) 중에서 최종의 회전자(2')는, 전술한 바와 같이, 변속장치(8)와 연결되는데, 상기 변속장치(8)는 다수의 기어군으로 구성된 것이므로, 회전장치(R)로부터 전달된 회전력을 후술하는 발전기(10)에서 요구되는 회전수만큼 증감시키게 된다.

상기 발전기(10)는 변속장치(8)와 연결되어 상기 회전장치(R) 및 변속장치(8)에서 전달된 기계적인 에너지를 전기에너지를 변환시켜서 전원을 생성하게 된다.

상기 발전기(10)로부터 생성된 전원은 축전기(12)에 충전되고, 상기 축전기(12)로부터 방전되어 조명등이나 기타 전기장치(200)로 공급된다.

이때, 상기 축전기(12)로부터 공급되는 전원을 보다 안정적으로 공급할 수 있도록 전원안정장치(14)가 설치됨이 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 발명의 결합 및 작용을 설명하면 다음과 같다.

도로 및 터널을 일정 간격의 구간으로 구획하고, 한 구간의 도로를 절개하여 굴토한 후 상기한 회전장치(R)의 케이스(4,…)들을 삽입하고, 각 케이스(4,…)에는 회전자(2,…,2')를 베어링결합에 의해 회동가능하게 설치한다.

이때, 상기 회전장치(R)의 회전자(2,…,2')는 필요한 전류량을 획득할 수 있도록 적정한 갯수로 설치됨이 바람직하다.

이후, 상기 다수개의 회전자(2,…,2')들의 스프로켓에 전술한 연결수단(6)을 체결하여 연동될 수 있도록 구성한다.

그리고, 최종 회전자(2')의 스프로켓은 상기 변속장치(8)와 연결시키고, 상기 변속장치(8)는 발전기(10)에 연결되며, 상기 발전기(10)에는 축전기(12) 및 전원안정장치(14)가 연결되고, 그외 전기장치(200)가 연결됨으로써 한 구간에 필요한 자가발전 시스템(A)의 설치를 완료하게 된다.

이후, 차량(100)들이 주행하면 차륜(110)이 상기 회전자(2,…,2')와 마찰접촉함으로써 이를 회전시키게 되고, 이렇게 회전될 때 얻어진 회전력은 변속장치(8)를 거쳐 발전기(10)에 전달됨으로써 전기에너지로 변환되어 전원이 생성될 수 있다.

이후, 상기 발전기(10)로부터 생성된 전원은 축전기(12) 및 전원안정장치(14)를 거쳐서 해당 구간의 조명등 및 기타 전기장치(200)에 공급됨으로써 자가발전이 실행될 수 있게 된다.

한편, 본 발명은 자가발전에 의해 발생된 전원과 외부의 상용전원을 조건에 따라 선택 적용할 수 있도록 절환제어부(미도시)를 갖추는 것이 필요하다.

즉, 도로 및 터널(T)의 시간대별 차량의 주행속도와 통행량을 사전에 분석하여 자가발전에 적절한 시간대를 설정한다.

따라서, 자가발전에 적절한 시간대에는 상기 절환제어부의 제어에 의해 외부 의 상용전원의 공급이 중단되고, 본 발명의 자가발전 시스템(A)으로부터 발생된 전원이 사용되도록 하며, 그 외의 시간대에는 절환제어부의 제어에 의해 상용전원의 공급으로 대체될 수 있도록 한다.

왜냐하면, 통행량이 많아 차량(100)이 정체되면 주행속도가 저하되므로 상기 회전자(2)의 충분한 회전력을 얻을 수 없게 되고, 또한 차량(100)의 주행속도가 빠르더라도 통행량이 없으면 마찬가지로 회전자(2)의 충분한 회전력을 얻을 수 없어 적절한 전원을 생성하기 어렵기 때문에 이런 경우는 상용전원을 사용해야 하기 때문이다.

또한, 본 발명에 따른 자가발전 시스템의 고장이나 기타 점검을 위해 가동을 정지시켰을 때에도 상기 절환제어부에 의해 상기 조명등 및 기타 전기장치(200)에 상용전원이 공급된다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 도로 및 터널의 자가발전 시스템에 의하면, 도로 및 터널 내를 주행하는 차량의 주행력에 의해 발전기를 가동하여 전원을 생성할 수 있고, 이렇게 생성된 전원을 도로 및 터널에 설치된 전기장치에 공급할 수 있으므로, 자가발전에 의해 외부 상용전력의 사용을 절감시킬 수 있어 비용을 대폭 절감시킬 수 있는 효과가 제공된다. 더 나아가 자동차 타이어의 회전을 이용 하여 모든 도로에서 전력을 생산하게 함으로서 도로 조명 뿐만 아니라 가정에 전기를 공급할 수 있고, 대량의 전기를 필요로 하는 산업현장에도 전기를 공급할 수 있는 효과가 제공될 수 있다.

Claims (4)

1. 자동차 도로 및 터널 내의 도로에 매설된 1개 이상 다수의 회전자와 이를 연결시키는 연결수단으로 구성된 회전장치와;

   상기 회전장치에 연결되는 변속장치와;

   상기 변속장치의 회전력을 전달받아 전원을 생성하는 발전기와;

   상기 발전기로부터 생성된 전원을 저장하는 축전기와;

   상기 축전기로부터 방전되는 전원을 안정시켜 도로 및 터널 내의 전기장치로 공급해주는 전원안정장치;

   를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 도로 및 터널의 자가발전 시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 회전장치는, 차륜과 접촉될 수 있도록 도로에 매설되는 다수개의 회전자와, 상기 다수개의 회전자들을 연결시켜 연동될 수 있도록 한 연결수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차의 도로 및 터널의 자가발전 시스템.
3. 제2항에 있어서,

   상기 회전자는, 그 외주면의 일부분이 도로보다 돌출되게 설치된 것을 특징으로 하는 자동차의 도로 및 터널의 자가발전 시스템.
4. 제1항에 있어서,

   자동차 도로 및 터널 내의 전기장치에 외부의 상용전원을 조건에 따라 선택적으로 공급할 수 있는 절환제어부가 더 구비된 것을 특징으로 하는 자동차의 도로 및 터널의 자가발전 시스템.

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