KR20110056615A

KR20110056615A - 육상 교통 시설물용 풍력발전장치

Info

Publication number: KR20110056615A
Application number: KR1020090113012A
Authority: KR
Inventors: 정성필
Original assignee: 정성필
Priority date: 2009-11-23
Filing date: 2009-11-23
Publication date: 2011-05-31
Also published as: KR101120521B1

Abstract

본 발명은 육상 교통 시설물용 풍력발전장치에 관한 것으로서, 도로 또는 철로변 등에 설치하여 차량 또는 기차의 주행시 발생되는 주행풍을 풍력발전에 활용토록 하기 위한 것이다.

이를 실현하기 위한 본 발명의 발전장치는, 측벽에 바람이 유입될 수 있도록 날개판(13)이 일정간격으로 설치된 본체하우징(10)과; 상기 본체하우징(10) 내부를 좌우로 구획하기 위해 구비된 중앙구획벽(19)과; 상기 중앙구획벽(19)을 기준으로 양측에 구비되며, 내부로 유입된 바람에 의해 순환 유동되어지도록 다수개가 일정 간격으로 연결체인(15)에 의해 연결 구비된 유동판(20)과; 상기 연결체인(15)의 양단부를 지지하며 연결체인(15)의 순환 유동에 의해 구동축(17a)을 중심으로 회전 가능하게 구성된 플라이휘일(17)과; 상기 플라이휘일(17)의 회전 구동력을 전달받아 전기적인 에너지를 발생시키는 발전기(50);를 포함하는 구성을 이룸을 특징으로 한다.

풍력, 도로, 기차, 자동차, 발전, 에너지

Description

육상 교통 시설물용 풍력발전장치{A WIND FORCE GENERATION DEVICE FOR TRAFFIC EQUIPMENT}

본 발명은 풍력 발전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 도로 또는 철로변에 설치되어 차량의 고속주행시 발생하는 주행풍을 이용하여 풍력발전에 활용토록 하기 위한 육상교통 시설물용 풍력발전장치에 관한 것이다.

일반적으로, 사용 전기에너지를 얻기 위한 일환에서는 낙차를 이용한 중력가속도로서 터빈을 회전시켜 얻는 수력발전, 그외 풍력, 화력 등으로부터 일차적인 운동에너지를 얻고, 이 운동에너지는 전기에너지로 변환시켜 전기를 축전시킬 수 있도록 하여 일상생활에 필요로 하는 전기를 얻고 있다.

상기와 같은 규모는 대규모로서, 이외에 태양광을 이용하여 전기에너지로서 축전 및 이를 활용한 전기적인 사용은 자연법칙을 이용하는 것으로서, 물체의 회전 또는 가속도에 의해 발생하는 바람(풍력)을 이용하여 그 주변에서 사용되는 도로변의 가로등, 공원 등의 조경등에 적합하게 활용되고 있다.

태양광이나 풍력을 얻는 전기에너지는 기후에 따라 민감하고 연속성이 덜하기 때문에 전기에너지의 축전 효과가 그다지 크지 않은 것이 현실이다.

대체에너지를 이용한 설비는 비교적 높은 초기투자의 장애 요인이 있음에도 불구하고 화석에너지의 고갈문제와 환경문제에 대한 해결방안이라는 점에서 과감한 보급정책과 연구개발의 적극적인 추진이 요망되고 있다.

이러한 차원에서 개발된 일 예의 하이브리드 가로등은 태양광과 함께 풍력발전을 이용하여 자연에너지를 전기에너지로 효율적으로 변환하고, 이를 축전지에 축적시키는 것에 의해 가로등 및 공원 등지의 야간조명에 활용하려는 시스템으로 운영하고 있다. 상기와 같은 에너지 공급은 각각의 가로등에 상기와 같은 태양광이나, 풍력발전장치를 개별적으로 설치함으로써, 별도의 배관이나 배선이 필요 없기 때문에 별도의 전력비가 들지않고 거의 연중 무인으로 작동시킬 수 있는 안정적인 성능의 복합 발전 조명시스템이라 할 수 있다.

이와 같은 하이브리드 가로등과 관련된 출원으로서, 국내 등록실용신안 제20-0234759호 및 제20-0297497호의 개시된 공보에는 태양이나 바람 같은 자연에너지에 의해 가로등을 가동시킬 수 있도록 한 것으로, 지주(地柱)상에 설치되는 태양전지판 및 풍력발전기에서 얻어지는 전력을 축전지에 저장하고, 야간에는 이 축전지로부터 공급되는 전력에 의해 가로등을 점등시킬 수 있도록 하고 있다.

그러나, 상기와 같은 구조로서 얻어지는 전기에너지는 기후에 따라 축적되는 양이 현실적으로 낮고, 가로등이 위치된 상태에서 자연에너지를 받아들이기 위한 정도가 차이가 나기 때문에 별도의 보조 전력이 공급될 수 있는 투자설비가 제공되어야 하는 단점이 있다.

즉, 충분한 자연에너지를 축적하기 위해서는 그 작용은 연속성을 가져야 하 나, 실질적으로 태양광 에너지는 우천시와 같이 태양광이 지속될 수 없는 장마기간에 에너지 축적이 취약하게 되며, 풍력 에너지 또한 자연바람을 이용하기 때문에 연속적인 축전효과가 높지 않은 문제점으로 태양광 에너지를 얻기 위한 설비와 함께 별도로 설치되어 공동으로 설치 운영에 있어서도 상술한 바와 같은 문제점이 나타난다.

상기와 같은 관점에서 상기와 같은 태양광 에너지, 풍력발전기를 통한 에너지를 얻기 위한 설치는 실질적으로 외부에 드러나게 설치되어야 하기 때문에 도로변 측 혹은 공원들에 설치된 가로등 및 조경등의 외관을 해치는 단점도 있다.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로서, 도로 혹은 철로변 등 각종 육상교통 시설물에 설치하여 주변 주행풍에 의해 발생된 풍력을 이용하여 발전에너지로 활용토록 하는데 목적이 있다.

상기 목적을 이루기 위한 본 발명은, 측벽에 바람이 유입될 수 있도록 날개판이 일정간격으로 설치된 본체하우징과; 상기 본체하우징 내부를 좌우로 구획하기 위해 구비된 구획벽과; 상기 구획벽을 기준으로 양측에 구비되며, 내부로 유입된 바람에 의해 순환 유동되어지도록 다수개가 연결체인에 의해 연결 구비된 유동판과; 상기 연결체인의 양단부를 지지하며 연결체인의 순환 유동에 의해 구동축을 중심으로 회전 가능하게 구성된 플라이휘일과; 상기 플라이휘일의 회전 구동력을 전달받아 전기적인 에너지를 발생시키는 발전기;를 포함하는 구성을 이룸을 특징으로 한다.

또한, 상기 본체하우징의 상부와 하부에는 각각 상판과 하판이 장착되어지되, 상판과 하판에는 내부로 유입된 바람의 배출을 위한 통풍구가 각각 형성되어져 있으며, 상기 상판의 상부에는 상기 통풍구를 통해 상승된 공기의 배출을 위한 배출구가 일측에 형성된 상부커버가 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 중앙구획벽 양측에는 본체하우징 내부로 유입된 바람을 상부와 하부로 안내하기 위해 상하 대칭형태의 안내홈이 일정 경사를 이루며 형성된 안내 판이 장착된 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명은, 고속도로나 교량, 철로변에 설치하여 차량의 주행시 발생되는 주행풍에 의한 풍력을 전기적에너지로 활용할 수 있게 됨으로 대체에너지로서의 활용효율을 극대화 할 수 있게 된다.

특히, 내부로 유입된 바람의 원활한 안내 및 배출이 이루어질 수 있게 됨으로서 시설물의 안전성을 확보할 수 있게 된다.

또한, 다수개로 설치된 유동판의 이동이 안정적으로 가이드될 수 있게 됨으로 동작효율을 향상시킬 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 살펴보기로 한다.

먼저, 일 실시예에 따라 도로의 중앙분리대에 설치된 풍력발전장치의 전체적인 구성을 살펴보면, 상부와 하부에 각각 상판(12) 및 하판(11)이 구성되어지는 본체하우징(10) 양측에는 외부로 부터 바람이 유입될 수 있도록 일정 각도를 이루는 날개판(13)이 일정 간격으로 배치되며, 내부에는 중앙구획벽(19)을 중심으로 다수의 유동판(20)이 유동가능하도록 연결체인(15)에 의해 일정 간격을 유지하며 연결된 상태를 이루게 된다.

한편, 상판(12)과 하판(11)에는 날개판(13)이 착탈가능하도록 착탈홈(11a)이 형성됨과 함께 안내홈(18a)에 의해 안내된 바람이 배출되는 통풍구(11b,12b)가 각 각 형성되어져 있다.

상기 중앙구획벽(19)의 양면에는 도 3에서와 같이 안내판(18)이 결합되어지게 되는데, 안내판(18)에는 일정 각도를 이루는 안내홈(18a)이 형성되어져 있어 내부로 유입된 바람을 상부와 하부로 안내할수 있도록 하였다.

그리고, 중앙구획벽(19) 중단에는 가이드판(16)이 수평으로 구성되어져 있는데, 유동판(20)에는 도 6에서와 같이 가이드판(16)에 안내되어질 수 있도록 안내로울러(21)가 장착됨과 함께 도 7에서와 같이 지지베어링(22)이 구비되었으며, 지지베어링(22)을 지지하여 유동판(20)의 이탈을 방지하기 위한 이탈방지턱(16a)이 형성되어져 있음을 확인할 수 있다.

또한, 중앙구획벽(19) 양단에는 연결체인(15)의 유동력에 의해 회전구동이 이루는 플라이휘일(17)이 설치되어져 있는데, 플라이휘일(17)의 구동축(17a)상에는 도 2에서와 같이 피동기어(51)가 구성되어져 있어 피동체인(52)을 통해 발전기(50)측으로 동력에너지를 전달할 수 있도록 구성되어져 있다.

또한, 각 유동판(20)의 상부에는 도 4에서와 같이 연결플레이트(23)에 의해 연결체인(15)과 연결이 이루어지게 된다.

한편, 상부커버(40)에는 조명등(41)이 일정 간격으로 구비됨과 함께 일단부에는 통풍구(12b)를 통해 상승된 바람이 배출되어질 수 있도록 배출구(42)가 형성되어져 있다.

도면 중 미설명 부호 14는 본체하우징(10)을 중앙분리대(1)에 고정시키기 위한 지지프레임이고, 30은 하부덮개이며, 31은 체결구를 각각 나타낸다.

이와 같은 구조를 이루는 본 발명 풍력발전장치의 동작에 따른 작용효과를 살펴보기로 한다.

고속도로의 중앙분리대(1)에 설치된 본 발명의 풍력발전장치는 도 10 및 도 11에서와 같이 차량의 고속 주행에 따라 발생되는 주행풍이 본체하우징(10) 측면의 날개판(13)을 통해 유입되어지게 되고, 이와 같이 유입된 바람에 의해 유동판(20)의 유동이 이루어지게 되고, 유동판(20)에 작용한 바람은 안내판(18)의 안내홈(18a)을 통해 상부 또는 하부로 안내되어진 후 통풍구(11b,12b)를 통해 배출되어지게 된다.

한편, 유동력이 발생된 유동판(20)이 중앙구획벽(19) 주변을 따라 유동되어지게 되는데, 이때 유동판(20)은 안내로울러(21) 및 지지베어링(22)이 각각 가이드판(16) 및 이탈방지턱(16a)에 안내 및 지지되어짐으로서 안정적인 유동이 이루어지게 된다.

그리고, 유동판(20)의 유동에 따라 상,하부에 연결되어져 있는 연결체인(15)을 통해 회동력이 전달되어 플라이휘일(17)이 회동되어지게 되고, 이러한 회동력은 구동축(17a) 하부의 동축상에 결합된 피동기어(51) 및 피동체인(52)을 통해 발전기(50)에 전달되어지게 된다.

따라서, 각 발전기(50)로 부터 얻어지는 유도기전력은 도 10에서와 같이 모아져서 휴계소 등에 별도 설치되어져 있는 중앙집중 축전소에 전압으로서 충전되어, 차량용 또는 교통시설물에 필요한 전기로 공급 및 사용되어질 수 있게 되는 것이다.

그리고, 상기에서 본 발명의 특정한 실시 예가 설명 및 도시되었지만 본 발명의 풍력발전장치 설치구조가 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 수 있음은 자명한 일이다.

예를 들면, 상기 실시예에서는 도로의 중앙분리대에 설치된 상태가 설명되었으나, 이외에도 철로변이나 교량 등 다양한 교통시설물에 설치가 이루어질 수 있게된다.

따라서, 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위 내에 포함된다 해야 할 것이다.

도 1은 본 발명 풍력발전장치의 중앙분리대 설치상태 외관도.

도 2는 본 발명 풍력발전장치의 내부 투시도.

도 3은 본 발명 풍력발전장치의 내부부품 요부 분해도.

도 4는 본 발명에서의 체인 연결부 부품 분해도.

도 5는 본 발명에서의 장치 내부 평면 구조도.

도 6은 본 발명에서의 장치 내부 유동판 가이드 구조도.

도 7은 본 발명 유동판의 배면측 가이드 구조도.

도 8은 본 발명 유동판의 가이드상태 정면 구조도.

도 9는 본 발명 풍력발전장치의 설치상태 단면도.

도 10은 본 발명 풍력발전장치의 사용 상태도.

도 11은 본 발명 풍력발전장치의 사용 상태도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 본체하우징 11 : 하판

11a: 착탈홈 11b,12b: 통풍구

12 : 상판 13 : 날개판

14 : 지지프레임 15 : 연결체인

16 : 가이드판 16a: 이탈방지턱

17 : 플라이휘일 18 : 안내판

18a: 안내홈 19 : 중앙구획벽

20 : 유동판 21 : 안내로울러

22 : 지지베어링 23 : 연결플레이트

30 : 하부덮개 31 : 체결구

40 : 상부커버 41 : 조명등

42 : 배출구 50 : 발전기

51 : 피동기어 52 : 피동체인

Claims

측벽에 바람이 유입될 수 있도록 날개판(13)이 일정간격으로 설치된 본체하우징(10)과;

상기 본체하우징(10) 내부를 좌우로 구획하기 위해 구비된 중앙구획벽(19)과;

상기 중앙구획벽(19)을 기준으로 양측에 구비되며, 내부로 유입된 바람에 의해 순환 유동되어지도록 다수개가 일정 간격으로 연결체인(15)에 의해 연결 구비된 유동판(20)과;

상기 연결체인(15)의 양단부를 지지하며 연결체인(15)의 순환 유동에 의해 구동축(17a)을 중심으로 회전 가능하게 구성된 플라이휘일(17)과;

상기 플라이휘일(17)의 회전 구동력을 전달받아 전기적인 에너지를 발생시키는 발전기(50);

를 포함하는 구성을 이룸을 특징으로 하는 육상 교통 시설물용 풍력발전장치.
청구항 1에 있어서,

상기 본체하우징(10)의 상부와 하부에는 각각 상판(12)과 하판(11)이 장착되어지되, 상판(12)과 하판(11)에는 내부로 유입된 바람의 배출을 위한 통풍구(11b,12b)가 각각 형성되어져 있으며,

상기 상판(12)의 상부에는 상기 통풍구(12b)를 통해 상승된 공기의 배출을 위한 배출구(42)가 일측에 형성된 상부커버(40)가 구성된 것을 특징으로 하는 육상 교통 시설물용 풍력발전장치.
청구항 1에 있어서,

상기 중앙구획벽(19) 양측에는 본체하우징(10) 내부로 유입된 바람을 상부와 하부로 안내하기 위해 상하 대칭형태의 안내홈(18a)이 일정 경사를 이루며 형성된 안내판(18)이 장착된 것을 특징으로 하는 육상 교통 시설물용 풍력발전장치.
청구항 1에 있어서,

상기 중앙구획벽(19) 중단에는 수평방향으로 가이드판(16)이 구성되고, 이와 대응되는 유동판(20)에는 가이드판(16)을 따라 안내되어질 수 있도록 안내로울러(21)가 구성되며;

상기 유동판(20)에는 지지베어링(22)이 구성되고, 가이드판(16)의 단부에는 지지베어링(22)의 이탈을 방지하기 위한 이탈방지턱(16a)이 구성된 것을 특징으로 하는 육상 교통 시설물용 풍력발전장치.
청구항 1에 있어서,

상기 하판(11) 및 상판(12)에는 날개판(13)의 착탈이 가능하도록 착탈홈(11a)이 형성된 것을 특징으로 하는 육상교통 시설물용 풍력발전장치.
청구항 1에 있어서,

상기 유동판(20)의 상부와 하부에는 각각 연결체인(15)과 연결을 위한 연결플레이트(23)가 구성된 것을 특징으로 하는 육상교통 시설물용 풍력발전장치.