KR20120004284A - 차량 주행풍을 이용한 풍력발전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고속도로 및 도로의 가변에 설치된 가이드레일에 설치되어 상.하행선의 차량 주행에 따른 맞바람의 영향을 받지 않을 뿐만 아니라 기존에 설치된 가이드레일의 구조 변경이나 추가 설치없이 착탈 가능하게 설치 및 철거가 가능하며, 차량 주행풍의 손실없이 풍력팬의 회전에 따른 발전효율을 한층 증대시킬 수 있도록 한 차량 주행풍을 이용한 풍력발전장치에 관한 것으로, 그 구성은 차량의 주행풍에 의해서 다수의 풍력팬을 회전시켜 전기를 축전하고 축전된 전기를 분배하여 사용할 수 있도록 한 풍력구동부와; 상기 풍력구동부를 도로의 가이드레일에 착탈 가능하게 설치할 수 있도록 하면서 차량 주행풍이 풍력구동부의 풍력팬 측으로 유도 및 안내될 수 있도록 한 풍력가이드월;로 구성된다. 이에 따라 차량 주행풍의 손실없이 풍력팬의 회전에 따른 발전효율을 한층 증대시킬 수 있게 되고, 이로 인하여 고속도로 및 도로에서의 전기에너지 생산성 및 사용에 따른 경제성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

Description

차량 주행풍을 이용한 풍력발전장치{The wind power generator use driving wind}

본 발명은 차량 주행풍을 이용한 풍력발전장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고속도로 및 도로의 가변에 설치된 가이드레일에 설치되어 상.하행선의 차량 주행에 따른 맞바람의 영향을 받지 않을 뿐만 아니라 기존에 설치된 가이드레일의 구조 변경이나 추가 설치없이 착탈 가능하게 설치 및 철거가 가능하며, 차량 주행풍의 손실없이 풍력팬의 회전에 따른 발전효율을 한층 증대시킬 수 있도록 한 차량 주행풍을 이용한 풍력발전장치에 관한 것이다.

주지된 바와 같이 차량 주행풍을 이용한 풍력발전장치는 차량이 주행하면서 발생하는 바람으로 풍력팬을 회전시켜 풍력에너지를 얻고 풍력에너지를 다시 전기에너지로 변환시켜 사용할 수 있도록 하는 장치로써 대한민국 공개특허 제 2000-0072478호(2000.12.05) 및 대한민국 공개특허 제 2002-0013088호(2002.02.20)와 같이 주로 중앙분리대 측에 설치되어 왔다. 그러나 이렇게 중앙분리대 측에 설치된 차량 주행풍을 이용한 풍력발전장치는 상.하행선의 고속도로 또는 도로를 따라 주행하는 차량의 주행풍이 서로 반대방향, 즉 맞바람의 영향을 받아 풍력팬의 회전이 원활하게 이루어지지 않아 풍력발전의 비효율성을 초래할 뿐만 아니라 상.하행선의 차량 주행풍을 모두 받아야만 하므로 상.하행선의 어느 일측을 막아 풍력팬 측으로 차량 주행풍이 유도 및 안내될 수 있도록 하는 것이 어렵고, 중앙분리대를 풍력발전장치의 설치에 따른 구조로 다시 공사를 하거나 변경함에 따른 번거로움 및 불편성은 물론 막대한 시공 및 설치비용에 따른 경제성 저하를 초래하는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해서 창안된 것으로, 그 목적은 고속도로 및 도로의 가변에 설치된 가이드레일에 설치되어 상.하행선의 차량 주행에 따른 맞바람의 영향을 받지 않을 뿐만 아니라 기존에 설치된 가이드레일의 구조 변경이나 추가 설치없이 착탈 가능하게 설치 및 철거가 가능하며, 차량 주행풍의 손실없이 풍력팬의 회전에 따른 발전효율을 한층 증대시킬 수 있도록 한 차량 주행풍을 이용한 풍력발전장치를 제공함에 있다.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 차량 주행풍을 이용한 풍력발전장치의 한 형태는, 차량의 주행풍에 의해서 다수의 풍력팬을 회전시켜 전기를 축전하고 축전된 전기를 분배하여 사용할 수 있도록 한 풍력구동부와; 상기 풍력구동부를 도로의 가이드레일에 착탈 가능하게 설치할 수 있도록 하면서 차량 주행풍이 풍력구동부의 풍력팬 측으로 유도 및 안내될 수 있도록 한 풍력가이드월;로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 풍력구동부는 주행풍이 유입되도록 사각틀체 형태로 입설된 프레임과; 상기 프레임의 내부에 회전이 자유롭게 수직의 회전축이 다수 설치되고, 상기 회전축에 회전날개가 부착된 풍력팬과; 상기 풍력팬의 회전축 일측 단부에 설치되어 회전축의 회전에 의해 전기에너지를 생산하는 발전기와; 상기 발전기와 함께 프레임 내부에 설치되어 발전기에서 생산된 전기에너지를 축전하는 축전지와; 상기 축전지와 함께 프레임 내부에 설치되어 축전지의 전기에너지를 분배하여 사용할 수 있도록 하는 전기분배기;로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 프레임의 후면은 풍력가이드월 측으로 주행풍이 통과하도록 관통되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 풍력가이드월은 풍력구동부의 프레임 후방측에 결합되어 풍력구동부의 후방 및 상.하측을 폐쇄하는 가이드면으로 구성되고, 상기 가이드면은 가이드면의 양측에 프레임 방향의 전방측으로 수직 절곡되어 프레임의 측면에 볼트 체결되는 고정편을 포함하며, 평면상에서 반타원형의 구조로 형성되고, 가이드면과 프레임 사이의 상.하측 공간부는 가이드면의 상.하단부에 결합되는 상판 및 하판에 의해 폐쇄되도록 구성한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 풍력가이드월은 가이드면의 배면 양측에 가이드레일의 레일강판 상측에 끼워져 고정되는 끼움고정부를 더 포함하고, 상기 끼움고정부는 가이드면에 볼트 체결되는 후크지지대의 선단에 하측 방향으로 개구부를 갖는 고정후크가 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 다수의 풍력팬으로 구성된 풍력구동부를 고속도로 및 도로의 가변에 설치된 가이드레일에 설치됨에 따라 상.하행선의 맞바람의 영향을 받지 않을 뿐만 아니라 풍력구동부의 후방측을 폐쇄하고 평면상에서 반타원형의 가이드면을 갖는 풍력가이드월이 구비됨으로써 차량 주행풍의 손실없이 풍력팬의 회전에 따른 발전효율을 한층 증대시킬 수 있게 되고, 이로 인하여 고속도로 및 도로에서의 전기에너지 생산성 및 사용에 따른 경제성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 기존에 설치된 가이드레일의 구조 변경이나 추가 설치없이 착탈 가능하게 설치 및 철거가 가능하므로 설치에 따른 작업의 간편성은 물론 설치비용에 따른 절감으로 경제성을 한층 증대시킬 수 있는 이점도 갖게 된다.

도 1은 본 발명의 전체적인 구성 및 설치 상태를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 풍력가이드월 구조를 나타낸 분리사시도.
도 3은 도 1의 측단면도.
도 4는 도 3의 "A"부 확대 단면도.
도 5는 본 발명의 전기회로구성을 나타낸 부분확대 단면도.
도 6은 본 발명의 작용 및 작동상태를 나타낸 평단면도.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 구성을 실시예에 따라 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 전체적인 구성 및 설치 상태를 나타낸 사시도로서, 이에 도시된 바와 같이 본 발명은 도로의 양측에 설치된 통상의 가이드레일(100)을 변경하거나 추가 설치없이 가이드레일(100)에 착탈 가능하게 설치될 수 있도록 한 것과 풍력 발전을 위한 차량 주행풍의 손실을 최소화할 수 있도록 하는데 특징이 있다.

이를 위해 본 발명은 차량의 주행풍에 의해서 구동되어 전기를 축적하고 축전된 전기를 분배하여 사용할 수 있도록 한 풍력구동부(1)와, 상기 풍력구동부(1)를 도로의 가이드레일(100)에 착탈 가능하게 설치할 수 있도록 하면서 풍력구동부(1) 측으로 차량 주행풍에 의한 풍력이 안내될 수 있도록 한 풍력가이드월(2)로 구성된다.

상기 풍력구동부(1)와 풍력가이드월(2)은 서로 결합되어 하나의 몸체를 이루게 되는 것으로, 풍력구동부(1)는 전.후방으로 관통된 사각틀체 형상의 프레임(1) 내부에 다수의 풍력팬(12)을 프레임(1)의 상.하측 길이방향을 따라 등간격으로 구비하고, 풍력팬(12)의 회전에 의해서 전기에너지를 얻을 수 있도록 풍력팬(12)에 발전기(13)를 연결하며, 상기 발전기(13)에 축전지(14)를 연결하여 발전기(13)에서 얻어진 전기에너지()를 축전하여 사용할 수 있도록 하고, 축전지(14)에 축전된 전기를 도로의 조명등이나 전광판의 전력으로 사용할 수 있도록 축전지(14)에 전기분배기(15)가 연결된다.

상기 풍력팬(12)은 프레임(1)의 상.하측에 회전 가능하게 설치되는 수직의 회전축(12a)에 회전날개(12b)가 부착된 것으로, 회전축(12a)의 상단부는 베어링(B)에 의해서 회전 가능하게 구비되고, 회전축(12a)의 하단부는 발전기(13)에 연결되어 회전축(12a)의 회전에 의해서 전기에너지를 생산할 수 있도록 구성한 것이다. 이렇게 생상된 전기에너지()는 축전지(14)에 축전되어 필요할 때 사용하게 되는 것으로, 상기 축전지(14)는 다수의 풍력팬(12)이 설치된 프레임(1)의 일측부에 전기분배기(15)와 함께 설치되어 상기 전기분배기(15)를 통해 축전지(14)에 축전된 전기에너지를 도로의 조명등이나 전광판의 전력으로 사용할 수 있도록 한 것이다.

그리고, 전술한 바와 같이 전.후로 관통된 프레임(1)만으로 풍력팬(12)을 설치하는 경우에는 차량 주행풍에 의해서 발생한 풍력이 프레임(1) 후방측으로 손실되는 양이 많아 풍력팬(12)의 회전이 원활하게 이루어지지 않을 수 있기 때문에 본 발명은 프레임(1)의 후방측을 풍력가이드월(2)로 폐쇄하면서 풍력팬(12) 측으로 풍력가이드월(2)의 내부로 유입된 풍력이 유도 및 안내될 수 있도록 구성한 것으로, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 풍력가이드월(2)은 평면상에서 반타원형의 구조를 이루는 가이드면(21)으로 형성되고, 양측에 풍력구동부(1)의 프레임(1) 양측면과 볼트 체결에 의해서 결합 및 조립될 수 있도록 수직방향의 고정편(22)이 형성되며, 가이드면(21)의 상.하측은 가이드면(21)의 형상을 따라 형성된 상판(23) 및 하판(24)에 의해서 폐쇄되도록 구성한 것이다.

한편, 상기 풍력구동부(1)의 프레임(1)과 결합된 풍력가이드월(2)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같은 끼움고정부(25)에 의해서 가이드레일(100)에 착탈 가능하게 설치되는 것으로서, 상기 가이드레일(100)은 통상에서와 같이 도로의 양측에 간격을 두고 다수 설치되는 지지대(100a)의 전방측 가로 방향으로 레일강판(100b)을 구비하여서 된 것이고, 상기 끼움고정부(25)는 풍력가이드월(2)의 가이드면(21) 양측 배면 상측에 후크 형태로 구비된다. 즉, 끼움고정부(25)는 도 4에 도시된 바와 같이 가이드면(21)의 양측 배면에 볼트 체결에 의해서 결합 및 고정되는 후크지지대(25b)의 선단부에 하방 개구형의 고정후크(25a)를 일체로 형성하여서 된 것이다. 이때 고정후크(25a)의 구조는 수직하방의 개방 구조를 경사지게 형성하는 것과 같이 가이드레일(100)의 레일강판(100b) 구조에 따라 변경이 가능하다.

도 5는 본 발명의 전기회로구성을 나타낸 부분확대 단면도로서, 이에 도시된 바와 같이 풍력구동부(1)의 풍력팬(12)을 구성하는 회전축(12a)은 발전기(13)와 연결되어 회전축(12a)의 회전에 의해서 전기에너지를 생산할 수 있도록 구성되고, 이 생산된 전기에너지()는 프레임(1)에 함께 구비된 축전지(14)에 축전될 수 있도록 구성되어 있으며, 상기 축전지(14)는 전기분배기(15)와 함께 구비되어 축전지(14)의 전기에너지를 전기분배기(15)를 통하여 도로의 조명등이나 전광판의 전력을 사용할 수 있도록 구성한 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명은 도 6에 도시된 바와 같이 차량이 큰 화살표와 같이 차량이 도로를 주행하게 되면, 풍력구동부(1)의 프레임(1) 내부에 다수 구비된 풍력팬(12)은 차량의 주행풍에 의해서 회전하게 되고, 풍력팬(12)의 회전축(12a)에 연결된 발전기(13)는 전기에너지를 생산하게 되며, 발전기(13)의 전기에너지는 도 5에 도시된 바와 같이 축전지(14)에 축전된 후 전기분배기(15)를 통하여 전력을 분배하여 사용하게 되는데, 이때, 풍력구동부(1)의 프레임(1) 후방측에 구비된 풍력가이드월(2)의 내부로 유입된 차량 주행풍은 폐쇄된 풍력가이드월(2)에 의해서 차단되어 풍력가이드월(2)의 외부로 빠져 나가지 못하고 도 6의 화살표와 같이 평면상에서 반타원형태를 이루는 가이드면(21)을 타고 다시 풍력팬(12) 측으로 유도 및 안내됨으로써 풍력의 손실없이 보다 빠른 속도로 풍력팬(12)을 회전시키게 되고, 이로 인하여 풍력팬(12)의 회전에 의한 전기에너지를 보다 많이 효율적으로 생산할 수 있게 되는 것이다.

1: 풍력구동부
11: 프레임 12: 풍력팬
12a: 회전축 12b: 회전날개
13: 발전기 14: 축전지
15: 전기분배기
2: 풍력가이드월
21: 가이드면 22: 고정편
23: 상판 24: 하판
25: 끼움고정부 25a: 고정후크
25b: 후크지지대 B: 베어링

Claims (8)

1. 차량의 주행풍에 의해서 다수의 풍력팬(12)을 회전시켜 전기를 축전하고 축전된 전기를 분배하여 사용할 수 있도록 한 풍력구동부(1)와;
   상기 풍력구동부(1)를 도로의 가이드레일(100)에 착탈 가능하게 설치할 수 있도록 하면서 차량 주행풍이 풍력구동부(1)의 풍력팬(12) 측으로 유도 및 안내될 수 있도록 한 풍력가이드월(2);로 구성된 것을 특징으로 한 차량 주행풍을 이용한 풍력발전장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 풍력구동부(1)는 주행풍이 유입되도록 사각틀체 형태로 입설된 프레임(1)과;
   상기 프레임(1)의 내부에 회전이 자유롭게 수직의 회전축(12a)이 다수 설치되고, 상기 회전축(12a)에 회전날개(12b)가 부착된 풍력팬(12)과;
   상기 풍력팬(12)의 회전축(12a) 일측 단부에 설치되어 회전축(12a)의 회전에 의해 전기에너지를 생산하는 발전기(13)와;
   상기 발전기(13)와 함께 프레임(1) 내부에 설치되어 발전기(13)에서 생산된 전기에너지를 축전하는 축전지(14)와;
   상기 축전지(14)와 함께 프레임(1) 내부에 설치되어 축전지(14)의 전기에너지를 분배하여 사용할 수 있도록 하는 전기분배기(15);로 구성된 것을 특징으로 한 차량 주행풍을 이용한 풍력발전장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 프레임(1)의 후면은 풍력가이드월(2) 측으로 주행풍이 통과하도록 관통되는 것을 특징으로 한 주행풍을 이용한 풍력발전장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 풍력가이드월(2)은 풍력구동부(1)의 프레임(1) 후방측에 결합되어 풍력구동부(1)의 후방 및 상.하측을 폐쇄하는 가이드면(21)으로 구성된 것을 특징으로 한 차량 주행풍을 이용한 풍력발전장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 가이드면(21)은 평면상에서 반타원형의 구조로 형성되고, 가이드면(21)과 프레임(1) 사이의 상.하측 공간부는 가이드면(21)의 상.하단부에 결합되는 상판(23) 및 하판(24)에 의해 폐쇄되도록 구성한 것을 특징으로 한 차량 주행풍을 이용한 풍력발전장치.
   
6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
   상기 가이드면(21)은 가이드면의 양측에 프레임(1) 방향의 전방측으로 수직 절곡되어 프레임(1)의 측면에 볼트 체결되는 고정편(22)을 포함하는 것을 특징으로 한 차량 주행풍을 이용한 풍력발전장치.
   
7. 제4항에 있어서,
   상기 풍력가이드월(2)은 가이드면(21)의 배면 양측에 가이드레일(100)의 레일강판(100b) 상측에 끼워져 고정되는 끼움고정부(25)를 더 포함하는 것을 특징으로 한 차량 주행풍을 이용한 풍력발전장치.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 끼움고정부(25)는 가이드면(21)에 볼트 체결되는 후크지지대(25b)의 선단에 하측 방향으로 개구부를 갖는 고정후크(25a)가 일체로 형성된 것을 특징으로 한 차량 주행풍을 이용한 풍력발전장치.
   
   
   
   
   
   

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