KR20200006895A - 재난으로 인한 전력수급을 위한 휴대용발전기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 재난용 태양열과 수력을 이용하는 휴대용 발전기로 더욱 자세하게는 계곡 등 물이 있는 곳에서 재난으로 전기를 요구하는 사용자를 위하여 물에 유속에 의하여 발전하여 전력을 생산하고, 구조를 단순화하여 유지 보수를 하기 쉽고, 중량을 가볍게 하여 휴대하기 편하게 하였다.
또 친환경 에너지인 물을 이용하여 환경오염이 없고, 배터리가 장착되어 전기를 저장할 수 있는 효과가 있다.

Description

재난으로 인한 전력수급을 위한 휴대용발전기{Portable generator for power supply and demand from disaster}

본 발명은 휴대용발전기에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 간단한 구조로 유지관리가 쉽고, 중량이 가벼워 높은 휴대성과 보관이 용이하고, 태양열을 이용하여 친환경적으로 효율적인 전력을 생산하는 재난용 응급발전기에 관한 것이다.

전기는 현대 사회에서 없어서는 안되는 중요한 장치이다. 갑작스런 재난으로 전력을 공급받을 수 없을때 별도의 역하적 에너지를 전기 에너지로 변환하는 발전기나 전력이 저장된 배터리를 구비해야만 했다. 하지만 일반적인 발전기는 엔진을 이용하기 때문에 열과 소음, 진동이 발생하고, 석유나 석탄을 사용하여 공해오염이 발생한다. 그리고 배터리의 용량에 비해 부피와 무게가 비례하기 때문에 개인적으로 수납하기에는 부적합하다. 따라서 이러한 문제점을 방지하면서 휴대가 간편하고 야외에서 필요한 전력을 생산하기 위한 발전기에 대한 연구와 개발이 요구되고 있다.

상기 문제를 해결하기 위해 대한민국 등록실용신안 제 20-0399617호 야외에서 수력을 이용하여 전력을 생산하는 휴대용 발전기에 의하면 물이 흐르는 바닥면에 고정되도록 지지하고, 양단에 유동홈을 개재하는 고정대를 구비하는 지지대 상기 지지대의 고정대사이로 회동하는 유동구를 개재하고, 내부에 방사형으로 고정되는 지지구를 구비하는 중공의 동체 상기 동체의 지지구상에 결합되고, 일면에 방수패킹을 개재하여 상호 결합되는 케이스및 상기 케이스의 내ㆍ외부로 각각 결합되고, 태양열을 이용해 회전하는 프로펠러와 함께 전력을 생산하되, 상기 프로펠러로부터 회전수를 증대되게 높은 증속비를 제공하면서 소형화가 가능하고 증감 속이 용이한 유성기어타입으로 이루어지는 토크컨버터와, 상기 토크컨버터에 연결되어 전력을 생산하는 발전기를 구비하는 발전수단을 구비하는 발전장치를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

그러나 유속을 이용하여 발전을 하여 항시 발전을 하고 있지만, 사용자가 사용하지 않고 있으면 전력이 손실되는 문제점이 있었다.

다른 예로, 대한민국 등록특허 제 10-1047919호 풍력을 이용한 휴대용 발전장치"에 의하면 "바람을 이용한 회전체와 수동 회전체를 형성하며, 감속기어와 발전기가 형성되고, 이를 보호하는 감속기어 상자와 충전장치와 출력장치를 형성하는 구조와 출력 장치에는 휴대폰 충전장치와 전열기구 장치를 사용할 수 있는 구조의 발전기"를 제안하고 있다.

그러나 상기와 같은 구성의 발전기는 태양열을 이용하기 때문에 햇빛이 지속적으로 뜨지않거나 비가오면 전력을 생산할 수가 없는 문제점이 있다. 그래서 수력으로 이용 해 보았다. 또 다른 예로, 대한민국 공개특허 제 10-2017-0066777호 캠핑용 소형 수력발전기에 의하면 수력 발전부(10), 전력저장부(20)의 단순한 구조로 유지 보수가 쉽다. 유속이 흐르는 물속에 고정장치(13)에 의하여 고정되고, 수차 케이스(14)로 인하여 유속의 속력을 극대화하여 수차(12) 회전시킨다. 수차(12)가 회전하여, 동력봉(18)에게 동력을 전달한다. 동력봉(18)은 육각 원통 모양으로 발전기(11)과 결합 되어 있어 발전기(11)에게 동력을 전달한다. 발전기(11)은 동력, 즉 운동에너지를 전기에너지로 바꾸고 전선(16)에게 전기를 전달한다. 전선(16)은 플러그(17)로 전기를 전달한다. 플러그(17)는 전력저장부(20) 콘센트(22)와 합체하여 전기를 전달한다. 콘센트(22)에서 전달되는 전기는 전력저장부(20)에 저장이 되고, 표시부(21)에 저장된 전기량을 육안으로 표시하는 캠핑용 소형 수력 발전기를 제공한다.

그러나 상기와 같은 구성의 발전기는 유속을 이용하지만 발전기가 수중에 잠겨있어야 발전 가능한 것은 안전적 문제와 구조상으로 전력저장부가 따로 구성되어 효율성의 문제가 있다.

이에 따라 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 간단한 구성으로 손쉽게 유지 보수가 가능하고, 중량이 가벼워 높은 휴대성과 보관이 용이하고, 물 표면에 프로펠러가 위치하여 물의 유속에 따라 발전을 할 수 있으며 내부에 배터리를 구비하여 전력을 저장할 수 있는 것을 특징으로 하는 태양열과 수력발전기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 야외에서 태양열과 수력을 이용하는 휴대용 발전기에 있어서, 몸체케이스와 상기 몸체케이스 옆면을 둘러 쌓아 구비되는 부력체로 구성된 몸체부;와 유속을 이용하여 역학적 에너지를 생성하는 프로펠러와, 상기 프로펠러와, 연결되고 역학적 에너지를 전기 에너지로 바꾸는 발전장치와, 상기 몸체부와 상기 발전장치 사이에 구비되어 서로 연결하는 전선케이블으로 구성된 발전부;와 상기 몸체케이스 내부에 구성되고, 상기 전선케이블과, 연결되는 제어부; 상기 몸체케이스 내부에 구성되고, 상기 제어부와, 연결되어 전기 에너지를 저장하는 배터리;와 상기 몸체케이스 상단에 구비되어 전자기기 등과, 연결이 가능한 출력단자와, 상기 몸체케이스 상단에 구비되고, 상기 출력단자 근처에 위치하여, 상기 배터리부의 충전량을 표시해주는 표시장치와, 상기 몸체케이스 상단에 구비되어, 상기 출력단자와, 상기 표시장치를 외부 환경으로 부터 보호하는 출력부 보호케이스으로 구성된 출력부;와 상기 몸체부가 유속에 떠내려가지 않도록 고정하는 고정후크와, 상기 몸체케이스, 상기 고정후크 사이에 구비되어, 서로 연결하는 고정체인으로 구비된 고정부;로 이루어진 것을 특징으로 하는 야외 캠핑용 수력발전기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 상기 발전부는 선박용 프로펠러인 스크류 프로펠러의 형상으로 외부환경에서도 형상을 유지할 수 있는 플라스틱, 금속 등 경도가 강한 재질인 프로펠러;상기 발전장치 발생한 전기에너지를 상기 제어부으로 전기에너지를 전달하고 상기 몸체부, 상기 발전부가 서로 이탈하지 않게 연결하는 전선케이블; 상기 배터리는 리튬 이온배터리, 리튬폴리머 배터리 등 상기 발전장치에서 발생한 전기에너지를 저장할 수 있는 것을 특징으로 하는 야외 캠핑용 수력발전기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 상기 제어부는 상기 전선케이블, 상기 배터리, 상기 출력부와 연결되어 있고, 상기 전선케이블에서 받은 전기에너지를 상기 배터리, 상기 출력부으로 전기에너지를 제어하여 보내주는 것을 특징으로 하는 야외 캠핑용 수력발전기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 상기 고정부는 상기 몸체부, 상기 고정후크 사이에서 서로 이탈되지 않도록 플라스틱, 금속 등 경도가 강한 재질인 고정줄; 계곡, 시냇물 등 물가 바닥에 돌, 나무등 장애물에 걸려 상기 몸체부 유속에 떠내려가지 않게 위하여 갈고리 모양의 선박 후크형상으로 금속 등 경도가 강한 재질인 고정후크;를 특징으로 하는 재난용 태양열과 수력발전기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 계곡 등 물이 있는 곳에서 야외 활동시나 재난으로 전기가 필요하는 사용자를 위하여 물에 유속에 의하여 발전하여 전력을 생산을 할 수있고, 구조의 단순화 하여 유지 보수를 하기 쉽고, 중량을 가볍게 하여 휴대하기 편하게 하였다. 또한 친환경 에너지인 물을 이용하여 환경오염이 없고, 배터리가 장착되어 전기를 저장할 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 재난용 태양열과 수력발전기의 구성을 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 재난용 태양열과 수력발전기의 구성을 나타낸 분해도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 재난용 태양열과 수력발전기의 구성을 나타낸 부분 확대도.

본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시 예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이상에서 기술한 실시 예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것이다. 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 재난용 태양열과 수력발전기의 구성을 나타낸 사시도이다.

도 1에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 몸통부(10), 발전부(20), 제어부(30), 배터리(40), 출력부(50), 고정부(60)로 구성되어 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 재난용 태양열과 수력발전기의 구성을 나타낸 분해도이다.

도 2에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 몸체부(10)는 몸체케이스(11), 부력체(12)로 구성되어 있다.

상기 몸체케이스(11)의 내부에는 제어부(30), 배터리(40), 출력부(50)가 구비되어 있고, 외부 환경으로부터 제어부(30), 배터리(40), 출력부(50)를 보호하기 위해 플라스틱, 금속 등 경도가 강한 재질을 사용한다.

상기 부력체(12)은 몸체케이스(11) 옆면에 둘러 쌓아 구비되어 있고, 몸체부(10)가 물에 부유할 수 있게 고무, 스티로폼 등의 재질을 사용한다.

발전부(20)는 프로펠러(21), 발전장치(22), 전선케이블(23)으로 구성되어 있다. 상기 프로펠러(21)는 유속을 이용하여 역학적 에너지를 생성하기 위하여, 선박용 프로펠러인 스크류 프로펠러의 형상으로 외부환경에서도 형상을 유지할 수 있는 플라스틱, 금속 등 경도가 강한 재질이다.

상기 발전장치(22)는 프로펠러(21)과 서로 연결되어 있고, 앙페르 법칙과 패러데이의 유도 법칙을 기본원리로 사용하고, 전자기 유도를 통하여, 프로펠러(21)에서 생성하는 역학적 에너지를 전기 에너지로 변환 시킨다.

상기 전선케이블(23)은 발전장치(22)에서 생성하는 전기 에너지를 제어부(30)으로 전달 및 발전부(20)가 몸체부(10)으로 부터 이탈되지 않게 연결되어 있고, 물의 유속에 휩쓸리지 않게 단단하게 고정될 수 있는 고무, 플라스틱 등의 경도가 강한 재질을 사용한다.

제어부(30)은 전선케이블(23), 배터리(40), 출력부(50)과 연결되어 있고, 전선케이블(23)에서 전달하는 전기 에너지를 배터리(40), 출력부(50)에 전기 에너지를 제어하여 보낸다. 이때 제어부(30)에서는 출력 전압 및 출력 전류가 상한치를 초과 시 자동으로 차단하고, 서미스터와 바이메탈 센서를 이용하여 온도 제어를 하고, 과충전/ 과방전을 보호하여 배터리(40)을 보호한다.

배터리(40)는 제어부(30)과 연결되고 발전장치(22)에서 발생하는 전기 에너지를 저장하기 위하여, 리튬 이온배터리, 리튬 폴리머 배터리 등을 사용한다.

출력부(50)은 몸통케이스(11)에 내부에 고정되어있고, 제어부(30)과 연결되어 있다.

고정부(60)은 고정줄(61), 고정후크(62)로 구성되어 있다. 상기 고정줄(61)은 몸체케이스(11)와, 고정후크(62)를 연결하고, 외부 환경의 영향을 받아도 형상을 유지하기 위하여 플라스틱, 금속 등 경도가 강한 재질을 사용한다.

상기 고정후크(62)는 계곡, 시냇물 등의 바닥에 있는 돌, 나무 등에 걸려 몸체부(10)가 유속에 의하여 떠내려가지 않게 하기 위하여 갈고리 모양의 선박 후크의 형상으로 금속 등 경도가 강한 재질로 사용한다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 재난용 태양열과 수력발전기의 구성을 나타낸 부분 확대도이다.

\*32도 3에서 도시된 바와 같이, 출력부(50)은 출력단자(51), 표시장치(52), 출력부 보호케이스(53)로 구성되어 있다. 상기 출력단자(51)은 USB 단자, 24핀 단자 등 전자기기와 연결되어 배터리(40)에 저장되어 있는 전기 에너지나 발전장치(22)에서 생성하는 전기 에너지가 제어부(30)를 통해 전달된다.

상기 표시장치(52)는 배터리에 저장되어 있는 충전량을 육안으로 확인하기 위하여, LED 전구등 육안으로 확인하기 쉬운 재료를 사용한다.

상기 출력부 보호케이스(53)은 몸통케이스(11) 상단에 위치하고 외부 환경으로 부터 출력단자(51), 표시장치(52)를 보호하기 위하여 플라스틱, 금속, 아크릴 등의 경도가 강한 재료를 사용한다.

10: 몸체부 11: 몸체케이스
12: 부력체 20: 발전부
21: 프로펠러 22: 발전장치
23: 전선케이블 30: 제어부
40: 배터리 50: 출력부
51: 출력단자 52: 표시장치
53: 출력부보호케이스 55; 태양열판
60: 고정부
61: 고정체인 62: 고정후크

Claims (5)

1. 몸체케이스(11)와, 상기 몸체케이스 옆면을 둘러 쌓아 구비되는 부력체(12)로 구성된 몸체부(10);
   유속을 이용하여 역학적 에너지를 생성하는 프로펠러(21)와, 상기 프로펠러(21)와, 연결되고 역학적 에너지를 전기 에너지로 바꾸는 발전장치(22)와, 상기 몸체부(10)와 상기 발전장치(22) 사이에 구비되어 서로 연결하는 전선케이블(23)으로 구성된 발전부(20);
   상기 몸체케이스(11) 내부에 구성되고, 상기 전선케이블(23)과, 연결되는 제어부(30);
   상기 몸체케이스(11) 내부에 구성되고, 상기 제어부(30)와, 연결되어 전기 에너지를 저장하는 배터리(40);
   상기 몸체케이스(11) 상단에 구비되어 전자기기 등과, 연결이 가능한 출력단자(51)와, 상기 몸체케이스(11) 상단에 구비되고, 상기 출력단자(51) 근처에 위치하여, 상기 배터리부의 충전량을 표시해주는 표시장치(52)와, 상기 몸체케이스 상단에 구비되어, 상기 출력단자(51)와, 상기 표시장치(52)를 외부 환경으로 부터 보호하는 출력부 보호케이스(53)으로 구성된 출력부(50);
   상기 몸체부(10)가 유속에 떠내려가지 않도록 고정하는 고정후크(61)와, 상기 몸체케이스(11), 상기 고정후크(62) 사이에 구비되어, 서로 연결하는 고정체인(62)으로 구비된 고정부(60);가 포함 되는 것을 특징으로 하는 야외 재난용 태양열과 수력발전기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 발전부(20)는 선박용 프로펠러인 스크류 프로펠러의 형상으로 외부환경에서도 형상을 유지할 수 있는 플라스틱, 금속 등 경도가 강한 재질인 프로펠러(21);
   상기 발전장치(22) 발생한 전기에너지를 상기 제어부(30)으로 전기에너지를 전달하고 상기 몸체부(10), 상기 발전부(20)가 서로 이탈하지 않게 연결하는 전선케이블(23);을 특징으로 하는 재난용 태양열과 수력발전기.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제어부(30)는 상기 전선케이블(23), 상기 배터리(40), 상기 출력부(50)와 연결되어 있고, 상기 전선케이블(23)에서 받은 전기에너지를 상기 배터리(40), 상기 출력부(50)으로 전기에너지를 제어하여 보내주는 것을 특징으로 하는 재난용 태양열과 수력발전기.
4. 제1항에 있어서,
   상기 배터리(40)는 리튬 이온배터리, 리튬폴리머 배터리 등 상기 발전장치(22)에서 발생한 전기에너지를 저장할 수 있는 것을 특징으로 하는 재난용 태양열과 수력발전기.
5. 제1항에 있어,
   상기 고정부(60)는 상기 몸체부(10), 상기 고정후크(62) 사이에서 서로 이탈되지 않도록 플라스틱, 금속 등 경도가 강한 재질인 고정줄(61);
   계곡, 시냇물 등의 바닥에 있는 돌, 나무 등에 걸려 상기 몸체부(10)가 유속에 의하여 떠내려가지 않게 하기 위하여 갈고리 모양의 선박 후크형상으로 금속 등 경도가 강한 재질인 고정후크(62);를 특징으로 하는 재난용 태양열과 수력발전기.
   

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