KR20100105177A - 주행 차량의 바람과 풍력을 이용한 풍력발전기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량 주행풍과 자연풍을 공통적으로 이용할 수 있는 풍력발전기에 관한 것으로서 특히, 고속도로와 같이 차량이 고속으로 주행하는 도로의 중앙분리대, 교량 난간 및 철로변 고산지대, 도로 등에 설치하여 고속으로 주행하는 차량이 발생시키는 차량 주행풍을 이용하여 양질의 전기를 얻을 수 있는 풍력발전기에 관한 것이다. 또한 차량통행이 많지 않을 때나 자연풍이 불 때는 그것을 이용하여 발전을 할 수 있는 것이다.

본 발명에 따른 차량 주행풍을 이용한 풍력발전기는 중앙분리대의 상단에 입상 설치되는 고정부로부터 지지를 받아 견고하게 고정되어 지지축 역활을 함과 동시에 발전기의 기능을 수행하는 발전부와, 상기 발전부의 외부에 바람을 받아 회전할 수 있는 날개가 설치되어 주행중 차량이 일으키는 바람과 자연풍에 의하여 팬이 회전하면서 발전되도록 한 것이다.

자동차 풍력발전기

Description

주행 차량의 바람과 풍력을 이용한 풍력발전기{Wind power generator}

본 발명은 차량 주행풍과 자연풍을 공통적으로 이용한 풍력발전기에 관한 것으로서 특히, 고속도로와 같이 차량이 고속으로 주행하는 도로의 중앙분리대, 교량 난간 및 철로변 고산지대, 도로 등에 설치하여 고속으로 주행하는 차량이 발생시키는 차량 주행풍을 이용하여 양질의 전기를 얻을 수 있는 풍력발전기에 관한 것이다.

현재 산업사회에서 사용되고 있는 전기는 다양한 전기, 전자제품이 구동하는데 없어서는 안될 중요한 에너지원으로 자리잡고 있으며, 이러한 전기를 발생시키는 방법으로는 수력발전, 화력발전, 풍력 발전등을 예로 들 수 있다.

이중에서 풍력발전은 자연적으로 부는 바람을 이용하는 것이므로 많은 나라에서 사용하고 있으나 이와 같은 풍력발전은 자연풍이 최소한 평균 10㎞/h의 속도로 불어야만 산업적으로 사용할 수 있는 경제성 있는 양질의 전기를 발전할 수 있기 때문에 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 과도한 투자비에 비하여 무용지물화 되어 큰 손실을 입게 되는 문제점 또한 발생하고 있었다.

상기와 같은 단점을 해소하기 위하여 최근 차량의 주행시 발생하는 바람을 이용한 풍력발전기가 제안되고 있으며 이는 풍력에 의해 회전하는 팬과 팬 축의 외부에 설치되는 회전자와 고정자 및 발전코일과 상기 발전코일에서 발생되는 교류 전기를 전압 조정기와 송전제어회로를 거쳐 부하 측에 공급하는 변환기 등으로 구성할 수도 있고, 상기 발전코일에서 발생된 전기를 충전하는 축전지와 상기 축전지에 충전된 직류전압을 교류로 변환시켜 부하 측에 공급하는 변환기로 구성된 풍력발전기로 구성된다.

상기한 풍력발전기는 자동차의 주행시 발생되는 주행풍과 자연풍을 동시에 이용 가능하여 양질의 전기가 생산 가능한 장점이 있다.

그러나 종래의 발명은 전기를 생산하여 저장 및 공급하는 모든 구성이 중앙분리대에 내재된 형태로 구성되어있어 철근 콘크리트 등으로 구성되는 중앙분리대에는 그 설치가 불가능한 단점이 있으며, 설사 설치하였다고 하여도 이를 관리하는 기술적인 방법의 난해함과 경제성이 없어서 사용하지 못하고 있다.

한편 중앙분리대는 철근 콘크리트등으로 제작되어 도로의 중앙에 놓여지게 되며 중앙분리대의 상단에는 철망으로 구성된 펜스가 설치되어 있는바 이는 주행차량의 안전을 위협하는 횡풍이나 야간 주행시 마주 오는 차량의 불빛을 차단해주는 기능과, 운전자의 부주의에 의하여 중앙선을 넘어오는 차량을 방지하는 기능을 갖고 있어야 중앙분리대로서의 사용이 가능한 것이다.

즉, 중앙분리대는 지면에 단단하게 고정되어 있어야하며 횡풍이나 기타 충격 에 의하여도 쉽게 손상되지 않아야 사고를 방지할 수 있는 것이다.

따라서 종래의 분리형으로 제작된 풍력발전기는 설치가 불가능한 것이다.

따라서 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 중앙분리대의 상단에 설치되는 펜스를 대신하여 차량의 주행풍에 의해 회전하는 풍력발전기를 설치하고 횡풍을 이용하여 발전을 하므로 철망 펜스보다 횡풍의 세기를 줄여주는 효과가 높아 차량 주행에 안전성을 증대시켜주고 야간 주행시 마주 오는 차량의 불빛을 차단함은 물론 고속 주행하는 차량들이 발생시키는 소음도 상당부분 상쇄시킬 수 있으며, 중앙분리대 양쪽으로 차량이 서로 고속으로 마주쳐 지날 때에는 최고 효율을 낼 수 있는 풍력발전기를 제공함을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 풍력발전기는 중앙분리대의 상단에 입상 설치되는 고정부로부터 지지를 받아 견고하게 고정되어 지지축 역활을 함과 동시에 발전기의 기능을 수행하는 발전부와, 상기 발전부의 외부에 바람을 받아 회전할 수 있는 날개가 설치되어 주행중 차량이 일으키는 바람과 자연풍에 의하여 팬이 회전하면서 발전되도록 한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 풍력발전기는 중앙분리대의 상단에 입상 설치되므로 기존의 철망 펜스를 제거한 후 손쉽게 설치 가능함은 물론 설치후에는 차량의 주행풍과 자연풍에 의하여 팬이 회전하면서 발전하므로 양질의 전기를 생산할 수 있는 효과를 얻는다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 우선, 각 도면을 설명함에 있어, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 도시되더라도 가능한 한 동일한 참조부호를 갖는다.

도 1은 발명의 일례를 나타낸 사시도, 도 2는 본 발명의 단면도, 도 3은 본 발명의 날개가 결합되는 부분의 확대도, 도 4는 본 발명의 발전부의 상세도, 도 5는 본 발명의 설치상태의 개략도.

첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 먼저, 도 1내지 도 4를 참조하면 본 발명의 주행 차량의 바람과 풍력을 이용한 풍력발전기는 중앙분리대의 상단에 입상 설치되어 지지축(30) 역활을 수행하는 원통형 고정부(2), 상기 고정부의 안쪽 중심에 회전축(4)을 설치하고, 상기 고정부(2)의 외측 상하로 베어링(20)을 설치하여 상기 베어링에 지지되고, 회전축(4)에 고정되어 자유로이 회전되는 외부 케이스(8)와, 상기 외부케이스(8)의 외측면에 바람을 효율적으로 받을 수 있도록 한 날개(10)를 방사상으로 설치한 구성인 것이다.

상기한 고정부(20)의 하단은 플랜지 타입으로 구성되어 설치장소에 볼트로 고정할 수 있는 홈이 파여져 있으며, 지지축(30)의 안쪽에는 회전축(4)과 회전자(40), 고정자(50) 등으로 구성된 발전기(60)가 설치되며 발전기와 연결된 전압조정기 및 송전제어회로(70)로 구성된다.

상기 전압조정기 및 송전제어회로(70)를 거쳐 전기를 송전하며 풍력발전기를 복수개로 연결하기 위한 수전부(22)와 송전부(24)는 컨넥터로 구성되어 풍력발전기를 복수개로 손쉽게 연결할 수 있도록 구성하여 복수개의 발전장치가 컨넥터로 연결되므로 저용량의 발전 유니트를 연속으로 조립하여 대용량 발전플랜트로 만들어 생산된 전기를 전력회사로 보내거나 필요한 장소에 사용하면 되는 것이다.

상기한 외부케이스(8)에 방사상으로 고정되는 날개(10)는 주행차량이 발생시키는 바람을 보다 효율적으로 받을 수 있도록 곡면 구조로 구성되어 있고, 자연풍이 어느 방향에서 불어오더라도 그 바람을 가장 효율적으로 받을 수 있도록 5개의 날개를 설치하고, 바람의 힘으로 중심축 외부의 회전축(4)을 회전시키는 역할을 하는 것으로, 생산과 조립 및 관리의 효율을 증대시키기 위하여 조립 분해가 용이하게 홈(14)에 끼우는 방식으로 구성된다.

또한 날개의 표면에는 야간 주행시 운전자들이 전방의 도로 방향이 굴절되었는지 쉽게 인지할 수 있도록 야광 밴드등을 부착할 수 있게 되어 있다.

날개면을 일정방향으로 굴곡시킨 것은 진행하는 방향으로 바람을 받아 회전할 수 있도록 설계한 것이고, 이는 서로 마주치는 자동차의 바람을 모두 받아 회전하므로 보다 높은 발전 효율을 기할 수 있으며, 바람의 세기와 소음을 상쇄시키는 효과를 갖는다.

그리고 자연풍이 어느 방향에서 불더라도 일정한 방향으로 회전할 수 있게 해주는 구조이며 무풍상태에서 회전이 없는 경우라도 복수개의 날개를 가지고 있으므로 어느 각도에서도 바람이 발생하기 시작하면 회전할 수 있는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 중앙분리대가 설치되어있는 도로를 다수의 차 량들이 고속으로 주행하게 되면, 이 차량들의 주행에 따라 발생하는 바람이 중앙분리대의 상단에 입상 설치되어있는 날개(10)에 공급되어 날개(10)가 고속으로 회전하게 된다.

날개(10)가 회전하면, 회전축(4)이 연동되어 고속으로 회전하게 됨에 따라 회전축(4)의 외측에 형성되어있는 회전자가 고속으로 회전하게 되고, 이 회전자가 고속 회전하게 되면, 발전기에 가해지는 자속이 변화되면서 발전기에 일정치의 전압이 유기된다.

상기 발전기에 유기된 전압은 전압조정기에서 일정 레벨로 조정되어 축전지에 충전되고, 축전지에 충전된 전압은 송전제어회로에 의하여 송전되는 것이다.

이와 같이 동작하는 본 발명의 풍력발전기를 이용하면 고속도로나 그밖의 도로에 설치되는 가로등의 구동전압을 중앙분리대에 설치되는 풍력발전기의 발전전압으로 대체할 수 있을 뿐만 아니라 주변의 전력 수요처에도 양질의 전력을 공급할 수 있게 된다.

또한 본 발명은 고정부의 상단에서 보울트로 중앙분리대에 고정하므로 기존에 설치된 중앙분리대에 손쉽게 설치가 가능하며 컨넥터로 각각 구분 동작되어 일정 단위로 구획되어 있으므로 고장 수리시 간편하게 수리할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 일례를 나타낸 사시도

도 2는 본 발명의 단면도

도 3은 본 발명의 날개가 결합되는 부분의 확대도

도 4는 본 발명의 발전부의 상세도

도 5는 본 발명의 설치상태의 개략도.

<도면의주요부분에대한부호의설명>

2: 고정부 4: 회전축

8: 외부케이스 10: 날개

Claims (4)

1. 중앙분리대의 상단에 입상 설치되어 지지축(30) 역할을 수행하는 원통형 고정부(2), 상기 고정부의 안쪽 중심에 회전축(4)을 설치하고, 상기 고정부(2)의 외측 상하로 베어링(20)을 설치하여 상기 베어링에 지지되고, 회전축(4)에 고정되어 자유로이 회전되는 외부 케이스(8)와, 상기 외부케이스(8)의 외측면에 바람을 효율적으로 받을 수 있도록 한 날개(10)를 방사상으로 설치한 것을 특징으로 하는 주행 차량의 바람과 풍력을 이용한 풍력발전기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 고정부(20)의 하단은 플랜지 타입으로 구성되어 설치장소에 볼트로 고정할 수 있는 홈이 파여져 있는 것을 특징으로 하는 주행 차량의 바람과 풍력을 이용한 풍력발전기.
3. 제 1항에 있어서, 상기한 외부케이스(8)에 방사상으로 고정되는 날개(10)는 주행차량이 발생시키는 바람이나 자연풍을 보다 효율적으로 받을 수 있는 곡면 구조로 구성되며 바람의 힘으로 중심축 역할을 하는 회전축(4)을 회전시키는 역할을 하는 것을 특징으로 하는 주행 차량의 바람과 풍력을 이용한 풍력발전기.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 날개는 외부 케이스에 형성된 홈(14)에 끼우는 방식으로 구성된 것을 특징으로 하는 주행 차량의 바람과 풍력을 이용한 풍력발전기.

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