KR100739201B1

KR100739201B1 - Power supply apparatus for electric device

Info

Publication number: KR100739201B1
Application number: KR1020000085478A
Authority: KR
Inventors: 윤홍식; 김인규; 김혁덕; 박일권; 박명석; 이성환; 이명호; 황용준
Original assignee: 주식회사 엘지이아이
Priority date: 2000-12-29
Filing date: 2000-12-29
Publication date: 2007-07-13
Also published as: KR20020056166A

Abstract

본 발명 가정용 전기기기의 전기공급장치는 가정에 공급되는 상용전원(2)과는 별도로 가정용 발전기(3)를 설치하고, 상용전원(2)의 단전상태를 검출하는 전압검출센서(30)와 전기기기(1)의 과부하상태를 검출하기 위한 과부하검출기(4)를 구비하여, 상용전원(2)의 급작스런 단전이 발생되는 경우에 이를 전압검출센서(30)에서 검출하여 가정용 발전기(3)를 구동시켜서 전기기기(1)에 즉시 전원공급이 이루어지게 된다. 또한, 상기 과부하 검출기(4)에 의하여 전기기기(1)의 과부하상태가 검출되는 경우에도 가정용 발전기(3)를 구동시켜서 상용전원(2)과 가정용 발전기(3)에서 동시에 전원이 공급되도록 하여 전기기기(1)에 충분한 전원공급이 이루어지게 된다.The electric power supply device of the home electric appliance according to the present invention is provided with a home generator (3) separate from the commercial power supply (2) supplied to the home, and the voltage detection sensor (30) for detecting the disconnection state of the commercial power supply (2) and electricity An overload detector 4 for detecting an overload condition of the device 1 is provided, and when a sudden power failure of the commercial power supply 2 occurs, the voltage detection sensor 30 detects it and drives the home generator 3. The power is immediately supplied to the electric device (1). In addition, even when an overload condition of the electric device 1 is detected by the overload detector 4, the home generator 3 is driven to supply power from the commercial power source 2 and the home generator 3 simultaneously. Sufficient power supply is made to the device 1.

Description

POWER SUPPLY APPARATUS FOR ELECTRIC DEVICE}

도 1은 본 발명 가정용 전기기기의 전기공급장치를 보인 개략구성도.1 is a schematic configuration diagram showing an electric supply device of the present invention household electrical equipment.

도 2는 발전기용 스택의 단일셀구조를 보인 단면도.Figure 2 is a cross-sectional view showing a single cell structure of the generator stack.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

1 : 전기기기 2 : 상용전원1: Electric equipment 2: Commercial power

3 : 가정용 발전기 4 : 과부하검출기3: home generator 4: overload detector

5 : 제어부 30 : 전압검출센서5: control unit 30: voltage detection sensor

본 발명은 가정용 전기기기의 전기공급장치에 관한 것으로, 특히 상용전원의 단전시에 이를 감지하여 가정용 발전기에서 즉시 전기를 공급하도록 하는데 적합한 가정용 전기기기의 전기공급장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electrical supply device for a household electrical appliance, and more particularly, to an electrical supply apparatus for a household electrical appliance suitable for supplying electricity immediately from a household generator by detecting it when a commercial power supply is cut off.

일반적으로 발전소에서 발전에 의하여 얻어진 고압의 전기는 송전선로를 통하여 송전소로 보내지고, 그와 같이 송전소에 보내진 고압의 전기는 마을의 변전소로 보내져서 각 가정으로 배전되어 진다.In general, the high-voltage electricity obtained by power generation in the power plant is sent to the transmission station through the transmission line, and the high-voltage electricity sent to the transmission station is sent to the substations of the village and distributed to each home.

그리고, 각 가정으로 공급되어진 전기는 조명기기, 가전기기 및 소형기계 등의 전기기기를 구동하는데 사용되어지며, 이와 같이 공급되는 전기는 스위치의 조작에 의하여 온/오프 되거나, 개폐기 등을 이용하여 전원 공급의 개폐가 이루어진다.And, the electricity supplied to each home is used to drive electrical equipment such as lighting equipment, home appliances, and small machines, the electricity supplied in this way is turned on / off by the operation of the switch, or by using a switch The opening and closing of the supply takes place.

상기와 같이 가정에 공급되는 상용전원과는 별도로 최근에는 가정용 발전기(RPG)를 이용한 자가발전 시스템이 개발되고 있는데, 이와 같은 가정용 발전기는 탄화수소계 가스를 개질처리하여 수소가스 만을 발전장치인 스택의 양극으로 공급하거나 탄화수소계 액체연료 혼합액을 직접 양극으로 공급하고, 음극으로 공기를 공급하여 전기화학적인 반응으로 전기를 얻는 방법으로, 가정에서 비상용 전원으로 사용하거나, 송전이 곤란한 섬지역, 또는 오지에서 편리하게 사용되도록 개발이 되고 있다. Apart from the commercial power supply to the home as described above, a self-power generation system using a household generator (RPG) has recently been developed. Such a household generator is a cathode of a stack that generates only hydrogen gas by reforming a hydrocarbon gas. It is used to supply electricity to the anode or the hydrocarbon-based liquid fuel mixture liquid directly to the anode, and to supply the air to the cathode to obtain electricity by electrochemical reaction. It is being developed to be used.

그러나, 가정에서 사용되는 가전기기 중 냉장고와 같은 가전제품은 고내를 일정온도로 유지하지 못하는 경우에 보관되는 식품이 변질되기 때문에 항상 전원이 공급되어야 함에도 불구하고, 사고로 인하여 급작스런 단전이 되는 경우가 종종 발생되고, 또한 그와 같은 사고가 발생된 순간에 사용자가 부재중에 있는 경우에는 설사 가정용 발전기를 구비하고 있더라도 즉시 전기를 공급하지 못하여 사용자가 본의 아닌 피해를 보는 경우가 있었다.However, household appliances such as refrigerators among home appliances used in homes are suddenly cut off due to an accident, even though power is always supplied because food stored in the refrigerator is not maintained at a constant temperature. Often, when the user is absent at the moment when such an accident occurs, even if equipped with a household generator, even if the user could not immediately supply electricity, there was a case of unintentional damage.

상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 사고로 인하여 상용전원이 단전되더라도 별도의 조작없이 가정용 발전기가 작동하여 단전으로 인한 피해가 발생되지 않도록 하는데 적합한 가정용 전기기기의 전기공급장치를 제공함에 있다.The object of the present invention devised in view of the above problems is to provide an electrical supply device of a household electrical appliance suitable for preventing the damage caused by power outage by operating the home generator without any operation even if the commercial power is disconnected due to an accident. Is in.

본 발명의 다른 목적은 상용전원에 의하여 구동되는 전기기기에 부하가 발생되면 가정용 발전기에서 전기기기에 전기를 공급하도록 하여 전기기기에 충분한 전원공급이 이루어지도록 하는데 적합한 가정용 전기기기의 전기공급장치를 제공함에 있다.It is another object of the present invention to provide an electric power supply device for a domestic electric device suitable for supplying power to an electric device by supplying electric power to the electric device in a household generator when a load is generated in the electric device driven by commercial power. Is in.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 각 가정의 전기기기에 공급되는 상용전원과, 상기 상용전원의 이상발생시 전기기기에 전원을 공급할 수 있도록 자체발전이 이루어지는 가정용 발전기와, 상기 상용전원의 단전을 검출하기 위한 단전검출수단과, 상기 전기기기의 과부하 상태를 검출하기 위한 과부하검출기 및 상기 상용전원의 단전이나 전기기기의 과부하 발생시 즉시 가정용 발전기가 구동되도록 제어하는 제어부를 구비하는 가정용 전기기기의 전기공급장치가 제공된다.In order to achieve the object of the present invention as described above, a commercial power supply supplied to the electrical equipment of each home, a household generator that is self-powered to supply power to the electrical equipment in the event of an abnormal occurrence of the commercial power, and disconnection of the commercial power supply Electricity of the household electrical appliance having a disconnection detecting means for detecting the overload, an overload detector for detecting the overload state of the electrical equipment, and a control unit for controlling a household generator to be immediately driven when the commercial power is disconnected or the electrical equipment is overloaded. A feeder is provided.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명 가정용 전기기기의 전기공급장치를 첨부된 도면의 실시예를 참고하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the embodiment of the accompanying drawings, the electric supply device of the present invention household electrical appliance configured as described above in more detail as follows.

도 1은 본 발명 가정용 전기기기의 전기공급장치를 보인 개략구성도로서, 도시된 바와 같이, 본 발명의 가정용 전기기기의 전기공급장치는 가정에서 사용되는 각종 조명기기, 냉장고, 세탁기, 소형기계 등의 전기기기(1)를 구동하기 위한 상용전원(2)과, 그 상용전원(2)의 이상발생시에 자체적인 발전에 의하여 전기기기(1)에 전원을 공급하기 위한 가정용 발전기(3)와, 상기 상용전원(2)의 단전을 검출하기 위한 단전검출수단과, 상기 전기기기(1)의 과부하 상태를 검출하기 위한 과부하검출기(4) 및 상기 상용전원(2)의 단전이나 전기기기(1)의 과부하 발생시 즉시 가정용 발전기(3)가 구동되도록 제어하는 제어부(5)를 구비한다.1 is a schematic configuration diagram showing an electric supply device of the home electric appliance according to the present invention. As shown in the drawing, the electric supply device of the household electric appliance according to the present invention includes various lighting devices used in homes, refrigerators, washing machines, small machines, and the like. Commercial power supply (2) for driving the electric equipment (1) of the house, household generator (3) for supplying power to the electric equipment (1) by its own power generation in the event of abnormality of the commercial power supply (2), Disconnection detection means for detecting the disconnection of the commercial power supply (2), an overload detector (4) for detecting an overload state of the electrical device (1) and the disconnection or electrical equipment (1) of the commercial power supply (2) It is provided with a control unit 5 for controlling the home generator 3 to be driven immediately when the overload occurs.

상기 가정용 발전기(3)는 도 2에 도시된 바와 같이, 전기화학반응이 일어나는 단일셀(SINGLE CELL) 또는 여러개의 단일셀을 연속적으로 적층하여 볼트로 조립한 형태가 가능한데, 도 2를 참고하여 단일셀구조를 설명하면, 전해질 막(21)의 양측에 가스를 확산시키기 위한 양극(22)과 음극(23)이 접합되어 이루어진 막-전극 접합체(MEA:MEMBRANE-ELECTRODE ASSEMBLY)(24)와, 그 막-전극 접합체(24)의 양측에 밀착되도록 조립되어 양극(22)과 음극(23)에서 연료가스 및 산소함유가스의 유로를 형성하는 분리판(SEPARATOR)(25)과, 그 분리판(25)의 양측에 배치되어 양극(22)과 음극(23)의 집전극이 되는 집전판(26)(27)으로 구성되어 있다. As shown in FIG. 2, the household generator 3 may be a single cell in which an electrochemical reaction occurs or a single cell in which a plurality of single cells are sequentially stacked and assembled into bolts. Referring to the cell structure, a membrane-electrode assembly (MEA: MEMBRANE-ELECTRODE ASSEMBLY) 24 formed by bonding the anode 22 and the cathode 23 for diffusing gas to both sides of the electrolyte membrane 21, and the A separator 25 assembled to be in close contact with both sides of the membrane-electrode assembly 24 to form a flow path of fuel gas and oxygen-containing gas at the anode 22 and the cathode 23, and the separator 25. And current collector plates 26 and 27 disposed on both sides of the anode and serving as collector electrodes of the anode 22 and the cathode 23.

막-전극 접합체(24)의 전해질 막(21)은 고분자재료로 이루어진 이온교환막으로서 대표적으로 상품화된 전해질막(21)으로는 듀폰사의 Nafion막이 있으며 수소이온의 전달체 역할을 하는 동시에 산소와 수소의 접촉을 막는 역할을 하게 되고, 양극(22)과 음극(23)은 백금(Pt) 촉매층을 지지하는 지지체로서 다공성 탄소지(CARBON PAPER) 혹은 탄소천(CARBON CLOTH)이 전해질 막(21)의 양측에 접합된 구조로 되어 있다. The electrolyte membrane 21 of the membrane-electrode assembly 24 is an ion exchange membrane made of a polymer material, and an electrolyte membrane 21 commercially available includes a Nafion membrane of DuPont, which serves as a carrier for hydrogen ions, and contacts oxygen with hydrogen. The anode 22 and the cathode 23 serve as a support for the platinum (Pt) catalyst layer, and porous carbon paper or carbon cloth is bonded to both sides of the electrolyte membrane 21. Structure.

분리판(25)은 치밀질의 카본 플레이트에 의해 형성되어 있고, 복수개의 리브가 형성되어 있어서 조립시 양극(22)의 표면에서 연료가스 유로홈(31)을 형성하고, 음극(23)의 표면에서는 산소함유가스 유로홈(32)을 형성한다.The separation plate 25 is formed of a dense carbon plate, and a plurality of ribs are formed to form a fuel gas flow path groove 31 on the surface of the anode 22 during assembly, and oxygen on the surface of the cathode 23. The containing gas flow path groove 32 is formed.

집전판(26)(27)은 전기전도성이 우수하고, 내식성이 우수하며, 수소취성이 발생되지 않는 것이 바람직 할 것이며, 구체적으로는 티타늄, 스테인레스, 동 등 상기 요구성능이 만족되는 것이라면 어느 것이라도 좋다.It is preferable that the current collector plates 26 and 27 have excellent electrical conductivity, excellent corrosion resistance, and do not generate hydrogen embrittlement. good.

상기 단전검출수단은 상용전원(2)의 단전시 발생되는 전압변화를 검출하여 단전상태를 검출하는 전압검출센서(30)이다.The disconnection detecting means is a voltage detection sensor 30 which detects a voltage change generated when the commercial power supply 2 is interrupted and detects a disconnection state.

상기 과부하검출기(4)는 전기기기(1)에 공급되는 상용전원(2)의 전압이 불안정하거나 전기기기(1)의 부하가 클 경우에 발생되는 과부하 상태를 검출할 수 있도록 되어 있다.The overload detector 4 is capable of detecting an overload condition generated when the voltage of the commercial power supply 2 supplied to the electric device 1 is unstable or the load of the electric device 1 is large.

상기와 같이 구성되어 있는 본 발명 가정용 전기기기의 전기공급장치는 각 가정에 공급되는 상용전원(2)에 의하여 냉장고, 세탁기, TV, 소형기계 등의 전원공급이 이루어지고, 그와 같이 공급되는 전원은 사용자가 스위치의 온/오프 조작 또 는 개폐기의 개폐조작에 의하여 전원공급을 조정하게 된다.In the electrical supply device of the present invention household electrical appliance configured as described above, the power supply of the refrigerator, the washing machine, the TV, the small machine, etc. is made by commercial power (2) supplied to each home, and the power supplied as such The user adjusts the power supply by the on / off operation of the switch or the opening / closing operation of the switch.

그리고, 상기와 같이 가정에 공급되는 전기의 송,배전 또는 기타 문제로 급작스럽게 상용전원(2)의 단전이 발생되는 경우에 발생되는데, 이와 같은 경우에는 전압검출센서(30)에서 검출되는 전압을 제어부(5)에서 기준값과 비교하여 단전으로 판단이되면 즉시 가정용 발전기(3)를 구동시켜서 전기기기(1)에 전원이 공급되도록 한다.In addition, when a short circuit of the commercial power supply 2 suddenly occurs due to the transmission, distribution, or other problem of electricity supplied to the home, in this case, the voltage detected by the voltage detection sensor 30 is generated. When it is judged that the power failure is compared with the reference value in the control unit 5, the home generator 3 is immediately driven to supply power to the electric device 1.

또한, 각 가정에 공급되는 상용전원(2)의 전압이 불안정하거나 전기기기(1)의 과부하가 과부하검출기(4)에 검출되면, 제어부(5)에서 가정용 발전기(3)가 구동되도록 제어하여 상용전원(2)과 가정용 발전기(3)가 동시에 동작되도록 함으로써, 전기기기(1)에 충분한 전원공급이 이루어지게 된다In addition, when the voltage of the commercial power supply 2 supplied to each home is unstable or the overload detector 4 is detected by the overload detector 4, the control unit 5 controls the home generator 3 to be driven and By allowing the power source 2 and the home generator 3 to operate at the same time, sufficient power is supplied to the electric device 1.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명 가정용 전기기기의 전기공급장치는 가정에 공급되는 상용전원과는 별도로 가정용 발전기를 설치하고, 상용전원의 단전상태를 검출하는 전압검출센서와 과부하상태를 검출하기 위한 과부하검출기를 구비하여, 상용전원의 급작스런 단전이 발생되는 경우에 이를 전압검출기에서 검출하여 가정용 발전기를 구동시켜서 전기기기에 즉시 전원공급이 이루어지게 된다.As described in detail above, the electric power supply device of the present invention household electrical equipment is installed separately from the commercial power supply to the home, a voltage detection sensor for detecting a power failure state of the commercial power and an overload condition It is equipped with an overload detector, when a sudden power failure of the commercial power source is detected by the voltage detector to drive the home generator to immediately supply power to the electrical equipment.

또한, 상기 과부하 검출기에 의하여 전기기기의 과부하상태가 검출되는 경우에도 가정용 발전기를 구동시켜서 상용전원과 가정용 발전기에서 동시에 전원이 공급되도록 하여 전기기기에 충분한 전원공급이 이루어지게 된다.In addition, even when an overload condition of the electric device is detected by the overload detector, the home generator is driven to supply power from the commercial power source and the home generator at the same time, thereby providing sufficient power supply to the electric device.

Claims

A commercial power supply supplied to the electric equipment of each household, a household generator in which self-generation is performed so as to supply electric power to the electric apparatus in the event of an abnormal occurrence of the commercial power supply, a short circuit detecting means for detecting a short circuit of the commercial power supply, and the electric And an overload detector for detecting an overload state of the appliance, and a control unit for controlling a household generator to be immediately driven in the event of a power failure or an overload of the electrical appliance.

The electrical supply apparatus of claim 1, wherein the disconnection detection means is a voltage detection sensor that detects a disconnection state by detecting a voltage of a commercial power supply.