KR200361123Y1 - 전기자동차용풍력발전기 - Google Patents

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KR200361123Y1
KR200361123Y1 KR20-2004-0015969U KR20040015969U KR200361123Y1 KR 200361123 Y1 KR200361123 Y1 KR 200361123Y1 KR 20040015969 U KR20040015969 U KR 20040015969U KR 200361123 Y1 KR200361123 Y1 KR 200361123Y1
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Abstract

본 고안은 전기자동차의 전방을 향하여 개방된 공기유입통로; 상기 공기유입통로 내에 장착되는 회전날개; 상기 회전날개의 회전날개축에 연결되며 상기 회전날개에 의하여 발생된 회전력을 증가시키는 제1회전력증가부; 상기 제1회전력증가부의 출력축에 연결되어 상기 출력축의 회전속도를 증가시키는 회전속도증가부; 상기 회전속도증가부의 중심축에 연결되어 상기 중심축의 회전력을 증가시키는 제2회전력증가부; 상기 제2회전력증가부의 출력축에 연결되어 상기 출력축의 회전에 의하여 전기를 발생시키는 발전부; 및, 상기 발전부에서 발생된 전기를 저장하는 축전부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전기자동차용풍력발전기에 관한 것이다.

Description

전기자동차용풍력발전기{Wind power Plant device for Electric vehicle}
기술분야
본 고안은 전기자동차의 발전기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주행중에 발생하는 바람의 힘을 이용하여 전기를 발생 및 축전함으로써 이 전기로부터 전기자동차의 운행에 필요한 에너지를 얻을 수 있는 전기자동차용풍력발전기에 관한 것이다.
종래기술
차량은 인류생활을 윤택하게 할 뿐만 아니라 살아가는 데에 있어 없어서는 아니되는 필수품이다. 또한, 현재 우리나라에서도 각 가정마다 적어도 한 대 이상의 차량을 보유하고 있는 것이 보편적인 현상이다.
이러한 차량은 주연료로 휘발유 또는 경유를 사용하여 왔으며 근래에는 LPG를 사용하는 차량도 많이 보급되어 있다.
그러나, 휘발유 등을 주원료로 하여 구동되는 이러한 차량들은 연료의 불완전연소 등을 원인으로 하여 운행시 다량의 배기가스를 배출하여, 특히 대도시 등 차량의 밀집한 곳에서 심각한 대기오염의 주범이 되고 있다.
따라서, 휘발유 등과 같이 연소가 필요한 원료를 사용하지 않고 구동할 수 있는 태양열자동차 또는 전기자동차 등이 개발되고 있다.
그러나, 이러한 태양열 자동차 또는 전기자동차는 자동차를 구동하는 데 필요한 에너지를 저장하는 저장탱크가 무겁고 부피가 클 뿐만 아니라 사용시간도 비교적 짧은 바, 자주 충전을 해주어야 하는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 자동차가 운행할 때 자동차 주위에 발생하는 강력한 바람의 힘을 이용하여 자동차를 구동하는 에너지원으로 사용하는 기술의 개발이 요구되었으며, 그 구체적 실시예로서 도1 및 도2에 도시된 등록실용신안 제20-0268814호 '풍력을 이용한 전기자동차의 전력공급장치'가 있다.
도1 및 도2에 도시된 바에 의하면, 전기자동차의 전방 및 지붕에 다수의 발전장치들이 설치되고, 발전장치는 풍력에 따라 자체 회전하는 회전판, 회전판의 회전에 따라 회동하는 회전자 및 회전자 코일을 감싸는 고정자 코일로 이루어지는 전자유도부, 및 전자유도부의 작동에 따라 전기를 수집하는 충전장치로 구성된다.
그러나, 이러한 발전장치는 자동차의 여러 곳에 다수개를 설치하여야 하기 때문에 결합 및 해체가 용이하지 않았으며, 또한, 발전장치는 자동차가 운행할 때 풍력이 강한 곳에 설치되기 때문에 바람의 저항력으로 인하여 주행성능이 감소될 뿐만 아니라 쉽게 손상되는 문제점이 있었다.
상기한 문제점을 해결하기 위하여 창작된 본 고안의 목적은 다음과 같다.
첫째, 전기자동차의 주행 중에 발생하는 바람을 이용하여 전기자동차의 운행에 필요한 전기를 발생시킬 수 있는 풍력발전기를 제공함을 본 고안의 목적으로 한다.
둘째, 바람에 의하여 회전하는 회전날개를 자동차 내부에 마련된 공기유입통로에 설치하여 주행 중 바람의 저항을 최소화하고 주행성능의 저하를 방지함을 본 고안의 다른 목적으로 한다.
셋째, 회전날개에 의하여 발생된 회전력을 증가하는 장치와 회전속도를 증가하는 장치를 단계적으로 배열하여 발전 효율을 극대화시킴을 본 고안의 또 다른 목적으로 한다.
넷째, 본 고안의 구성요소들을 포함하는 내부하우징 및 외부하우징의 경계 부위에 발전부를 마련하여 발전기의 무게와 부피를 최소화함을 본 고안의 또 다른 목적으로 한다.
도1은 종래의 전기자동차용풍력발전기가 장착된 자동차를 도시하고 있다.
도2는 종래의 전기자동차용풍력발전기의 구성도이다.
도3은 본 고안의 구체적 실시예의 단면도이다.
도4는 본 고안의 구체적 실시예의 구성도이다.
도5는 본 고안의 주요 구성요소인 회전력증가장치를 구성하는 토크바를 도시한다.
도6은 본 고안의 주요 구성요소인 회전력증가장치를 구성하는 회전판을 도시한다.
도7은 본 고안의 주요 구성요소인 회전력증가장치를 구성하는 지지판을 도시한다.
도8은 본 고안의 주요 구성요소인 출력축고정판을 도시한다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100:공기유입통로
200:회전날개
300:제1회전력증가부
400:회전속도증가부 410:중심축
420:대구경풀리 430:소구경풀리
440:동력전달벨트 450:대구경기어
460:소구경기어
500:제2회전력증가부
600:발전부 610:전기자코일
620:계자코일
700:축전부
30:출력축고정판 31:결합홈
40:회전판 41:절개부
42:토크전달핀결착공 43:회전판핀홀
44:결착용돌기부
50:토크바 51:결착공
52:토크바핀홀
60:지지판 61:연결핀결착공
62:지지판핀홀 63:베어링장착핀
64:베어링
70:출력축
상기한 기술적 과제를 해결하기 위하여 창작된 본 고안은 다음과 같이 구성되어 작용한다.
본 고안은 전기자동차의 전방을 향하여 개방된 공기유입통로; 상기 공기유입통로 내에 장착되는 회전날개; 상기 회전날개의 회전날개축에 연결되며 상기 회전날개에 의하여 발생된 회전력을 증가시키는 제1회전력증가부; 상기 제1회전력증가부의 출력축에 연결되어 상기 출력축의 회전속도를 증가시키는 회전속도증가부; 상기 회전속도증가부의 중심축에 연결되어 상기 중심축의 회전력을 증가시키는 제2회전력증가부; 상기 제2회전력증가부의 출력축에 연결되어 상기 출력축의 회전에 의하여 전기를 발생시키는 발전부; 및, 상기 발전부에서 발생된 전기를 저장하는 축전부;를 포함하여 구성된다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 고안의 구체적 실시예를 상세히 설명한다.
도3 및 도4에 도시된 바에 의하면, 본 고안은 전기자동차의 전방을 향하여 개방된 공기유입통로(100), 상기 공기유입통로(100) 내에 장착되는 회전날개(200), 상기 회전날개(200)의 회전날개축(210)에 연결되며 상기 회전날개(200)에 의하여 발생된 회전력을 증가시키는 제1회전력증가부(300), 상기 제1회전력증가부(300)의 출력축(70)에 연결되어 상기 출력축(70)의 회전속도를 증가시키는 회전속도증가부(400), 상기 회전속도증가부(400)의 중심축(410)에 연결되어 상기 중심축(410)의 회전력을 증가시키는 제2회전력증가부(500), 상기 제2회전력증가부(500)의 출력축(70)에 연결되어 상기 출력축(70)의 회전에 의하여 전기를 발생시키는 발전부(600) 및, 상기 발전부(600)에서 발생된 전기를 저장하는 축전부(700)를 포함하고 있다.
도5 내지 도8에 의하면, 상기 제1회전력증가부(300) 및 상기 제2회전력증가부(500)는 각각, 일체형의 판상구조로서 일측에는 결착공(51)이 형성되고 타측에는 토크바핀홀(52)이 형성되어 있는 토크바(50), 상기 토크바핀홀(52)에 일체로 결합되는 토크전달핀(90), 일체형의 판상구조로서 일측에는 회전판핀홀(43)이 형성되고 결착용돌기부(44)가 일측단부에서 연장되어 형성되어 있으며 타측에는 상기 토크전달핀(90)이 결합되는 토크전달핀결착공(42)이 형성되어 있어 상기 토크전달핀(90)에 의하여 상기 토크바(50)와 연동하는 회전판(40), 상기 회전판핀홀(43)에 일체로 결합되는 연결핀(80), 환형구조로서 연결핀결착공(61)이 형성되어 있어 상기연결핀(80)에 의하여 상기 회전판(40)과 연동하며 다수개에 지지판핀홀(62)이 상기 연결핀결착공(61) 양측에 형성되어 있는 지지판(60), 상기 지지판핀홀(62)에 일체로 결합되는 다수개의 베어링장착핀(63), 상기 베어링장착핀(63)에 일체로 결합되는 다수개의 베어링(64), 중공이 형성된 원반과 상기 원반의 원주를 따라 수직으로 연장된 원주면이 형성되며 상기 원주면의 일측에 상기 회전판(40)의 결착용돌기부(44)와 결합하는 결합홈(31)이 형성되어 있어 상기 회전판(40)과 연동하는 출력축고정판(30), 및 상기 출력축고정판(30)의 중공에 일체로 결합되는 상기 출력축(70)을 포함하여 구성되고, 상기 제1회전력증가부(300)의 결착공(51)에는 상기 회전날개축(210)이 결합되고, 상기 제2회전력증가부(500)의 결착공(51)에는 상기 회전속도증가부(400)의 중심축(410)이 결합된다.
상기와 같은 제1회전력증가부(300) 및 제2회전력증가부(500)의 작동원리는 다음과 같다.
상기 회전날개축(210) 또는 상기 중심축(410)에 연결된 토크바(50)가 회전함에 따라 토크전달핀(90)에 의하여 토크바(50)와 연결된 회전판(40)이 연동하여 회전하고 회전판(40)의 회전에 따라 회전판핀홀(43)과 지지판(60)의 연결핀결착공(61)을 연결하는 연결핀(80)에 의하여 지지판(60)이 연동하여 회전하고 회전판(40)의 결착용돌기부(44)와 출력축고정판(30)의 결합홈(31)이 상호 맞물려 있어 출력축고정판(30)이 회전하고 출력축고정판(30)에 고정된 출력축(70)이 연동하여 회전한다. 지레에 작용하는 힘 중 막대를 받치고 있는 점을 받침점, 힘이 가해지는 점을 힘점, 그리고 물체에 힘이 작용하는 점을 작용점이라 할 때 도3에 도시한 바에 의하면 지지판(60)에 의하여 지지되는 연결핀(80)이 지렛대의 받침점에 해당하며 토크전달핀(90)이 힘점에 해당하며 결착용돌기부(44)가 작용점에 해당한다. 따라서 상기한 바와 같이 토크바(50), 회전판(40), 지지판(60) 및 출력축고정판(30)이 연동하여 회전하는 경우 토크전달핀(90)의 회전력보다 증가된 회전력이 결착용돌기부(44)에 전달되고 결합홈(31)에 의하여 회전판(40)과 연동하는 출력축고정판(30)은 최초 회전기기의 회전력에 비하여 증가된 회젼력을 출력축(70)에 전달하게 된다.
도3에 도시된 바에 의하면, 상기 회전속도증가부(400)는,상기 제1회전력증가부(300)의 출력축에 결합되는 대구경풀리(420), 상기 대구경풀리(420)와 연동하는 소구경풀리(430), 상기 대구경풀리(420)와 상기 소구경풀리(430)를 연결하는 동력전달벨트(440), 상기 소구경풀리(430)와 동축에 장착되어 회전하는 대구경기어(450), 및 상기 대구경기어(450)와 맞물려 연동하는 소구경기어(460)를 포함하여 구성되며, 상기 소구경기어(460)는 상기 중심축(410)에 연결된다.
따라서 동력전달벨트(440)로 연결된 풀리의 직경 차이에 의하여 1차적으로 회전속도가 증가하고 다시 맞물린 기어의 기어비에 의하여 2차적으로 회전속도가 증가된다.
도3에 도시된 바에 의하면, 전기자동차의 차체에 고정되며 그 내부에 상기 제1회전력증가부(300), 상기 회전속도증가부(400), 및 상기 제2회전력증가부(500)를 포함하는 내부하우징(800), 및 상기 제2회전속도증가부(400)의 출력축(70)에 연결되어 함께 회전하며 상기 내부하우징(800)의 외부면을 감싸는 외부하우징(900)이더 포함된다.
또한, 상기 발전부(600)는 상기 외부하우징(900)이 일측단부에 마련되는 전기자코일(610), 및 상기 내부하우징(800)의 일측단부에 마련되어 상기 전기자코일(610)에 대응하는 계자코일(620)을 포함하여 구성된다.
따라서 상기 회전날개(200)의 회전이 제1회전력증가부(300), 회전속도증가부(400), 제2회전력증가부(500)를 거쳐 외부하우징(900)에 전달되고, 외부하우징(900)의 회전에 따라 전기자코일(610)이 회전하고, 회전하는 전기자코일(610)과 고정된 내부하우징(800)의 계자코일(620)과의 상호작용에 의하여 발전이 이루어진다.
생성된 전기는 도4에 도시된 축전부(700)에 축전되어 전기자동차의 운행에 필요한 각종 동력으로 사용된다.
상기한 구성의 본 고안의 기술적 효과는 다음과 같다.
첫째, 전기자동차의 주행 중에 발생하는 바람을 이용하여 전기자동차의 운행에 필요한 전기를 발생시킬 수 있는 풍력발전기를 제공한다. 따라서 운행에 필요한 동력의 상당 부분을 운행 과정에서 확보할 수 있다.
둘째, 바람에 의하여 회전하는 회전날개를 자동차 내부에 마련된 공기유입통로에 설치하여 주행 중 바람의 저항을 최소화하고 주행성능의 저하를 방지할 수 있다.
다시 말하면, 본 고안의 경우 회전날개가 종래의 발명과는 달리 자동차의 내부에 설치되어 공기저항을 최소화하여 주행성능을 극대화 할 수 있다.
셋째, 회전날개에 의하여 발생된 회전력을 증가하는 장치와 회전속도를 증가하는 장치를 단계적으로 배열하여 발전 효율을 극대화시킬 수 있다.
넷째, 본 고안의 구성요소들을 포함하는 내부하우징 및 외부하우징의 경계 부위에 발전부를 마련하여 발전기의 무게와 부피를 최소화 할 수 있다.

Claims (4)

  1. 전기자동차의 전방을 향하여 개방된 공기유입통로;
    상기 공기유입통로 내에 장착되는 회전날개;
    상기 회전날개의 회전날개축에 연결되며 상기 회전날개에 의하여 발생된 회전력을 증가시키는 제1회전력증가부;
    상기 제1회전력증가부의 출력축에 연결되어 상기 출력축의 회전속도를 증가시키는 회전속도증가부;
    상기 회전속도증가부의 중심축에 연결되어 상기 중심축의 회전력을 증가시키는 제2회전력증가부;
    상기 제2회전력증가부의 출력축에 연결되어 상기 출력축의 회전에 의하여 전기를 발생시키는 발전부;및,
    상기 발전부에서 발생된 전기를 저장하는 축전부;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전기자동차용풍력발전기.
  2. 제1항에서, 상기 제1회전력증가부 및 상기 제2회전력증가부는 각각,
    일체형의 판상구조로서 일측에는 결착공이 형성되고 타측에는 토크바핀홀(Torque Bar Pin Hole)이 형성되어 있는 토크바;
    상기 토크바핀홀에 일체로 결합되는 토크전달핀;
    일체형의 판상구조로서 일측에는 회전판핀홀이 형성되고 결착용돌기부가 일측단부에서 연장되어 형성되어 있으며 타측에는 상기 토크전달핀이 결합되는 토크전달핀결착공이 형성되어 있어 상기 토크전달핀에 의하여 상기 토크바와 연동하는 회전판;
    상기 회전판핀홀에 일체로 결합되는 연결핀;
    환형구조로서 연결핀결착공이 형성되어 있어 상기 연결핀에 의하여 상기 회전판과 연동하며 다수개에 지지판핀홀이 상기 연결핀결착공 양측에 형성되어 있는 지지판;
    상기 지지판핀홀에 일체로 결합되는 다수개의 베어링장착핀:
    상기 베어링장착핀에 일체로 결합되는 다수개의 베어링;
    중공이 형성된 원반과 상기 원반의 원주를 따라 수직으로 연장된 원주면이 형성되며 상기 원주면의 일측에 상기 회전판의 결착용돌기부와 결합하는 결합홈이 형성되어 있어 상기 회전판과 연동하는 출력축고정판;및,
    상기 출력축고정판의 중공에 일체로 결합되는 상기 출력축;
    을 포함하여 구성되고,
    상기 제1회전력증가부의 결착공에는 상기 회전날개축이 결합되고, 상기 제2회전력증가부의 결착공에는 상기 회전속도증가부의 중심축이 결합되는 것을 특징으로 하는 전기자동차용풍력발전기.
  3. 제1항 또는 제2항에서, 상기 회전속도증가부는,
    상기 제1회전력증가부의 출력축에 결합되는 대구경풀리;
    상기 대구경풀리와 연동하는 소구경풀리;
    상기 대구경풀리와 상기 소구경풀리를 연결하는 동력전달벨트;
    상기 소구경풀리와 동축에 장착되어 회전하는 대구경기어;및,
    상기 대구경기어와 맞물려 연동하는 소구경기어;
    를 포함하여 구성되며, 상기 소구경기어는 상기 중심축에 연결되는 것을 특징으로 하는 전기자동차용풍력발전기.
  4. 제3항에서,
    전기자동차의 차체에 고정되며 그 내부에 상기 제1회전력증가부, 상기 회전속도증가부, 및 상기 제2회전력증가부를 포함하는 내부하우징;및,
    상기 제2회전속도증가부의 출력축에 연결되어 함께 회전하며 상기 내부하우징의 외부면을 감싸는 외부하우징;이 더 포함되고,
    상기 발전부는,
    상기 외부하우징이 일측단부에 마련되는 전기자코일;및,
    상기 내부하우징의 일측단부에 마련되어 상기 전기자코일에 대응하는 계자코일;
    을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전기자동차용풍력발전기.
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KR102299466B1 (ko) 2021-02-23 2021-09-07 이쌍배 자동차용 풍력발전기

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