KR100863235B1 - 하이브리드 발전장치가 구비된 가로등주 - Google Patents
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Abstract
Description
도 1_a는 하이브리드 발전장치가 구비된 가로등주의 주요부 구성도이고,
도 1_b는 하이브리드 발전장치가 구비된 가로등주 전체 블록 구성도이고,
도 2는 하이브리드 신재생 발전부의 전체 구성도이고,
도 2_a는 치마형 태양 전지판의 구성도이고,
도 2_b_1은 수직축 원통형 풍력날개 발전기의 전체 구성도이고,
도 2_b_2는 AFPM(Axial-Flux Permanent Magnet, 축방향 자속 영구자석) 발전부이고,
도 2_b_3는 수직축 원통형 풍력날개 발전기에서 풍력날개의 상세 및 동작 원리의 평면도이고,
도 2_b_4은 수직축 원통형 풍력날개 발전기에서 풍력날개의 회전 방향 및 풍력 조절 스트로크 장치이고,
도 2_b_5는 수직축 원통형 풍력날개 발전기에서 리니어 부싱(Linear Bushing)의 상세도이고,
도 2_c_1는 원추형 풍력날개 발전기의 전체 구성도이고,
도 2_c_2는 원추형 풍력날개 발전기의 외부 형상이고,
도 2_c_3은 원추형 풍력날개 발전기에서 리니어 부싱의 구성도이고,
도 2_d는 다리우스형 풍력날개 발전기의 구성도이고,
도 2_e는 치마형 태양 전지판, 수직축 원통형 풍력날개 및 원추형 풍력날개의 복합 동작도이고,
도 3은 광(光)파이프를 이용한 네온관식 경관 암(Arm) 전체 예시도이며,
도 3_a는 암(Arm)의 상세 구조 단면도이고,
도 3_b는 경관 램프와 광파이프의 구조도이고,
도 4은 등주 외부의 PC(PolyCarbonate, 폴리카보네이트)경관부 구성도이고,
도 4_a는 실사컬러 고정필름방식을 이용한 디스플레이 장치부이고,
도 4_b는 실사컬러 다층회전필름방식을 이용한 디스플레이 장치부이고,
도 4_c는 컴퓨터디스플레이 회전방식을 이용한 디스플레이 장치부이고,
도 4_d는 EEFL((External Electrode Flourscent Lamp,외부전극형광램프)방식을 이용한 광원(光源)부 상세도이고,
도 4_e는 LED(Luminescent diode, 발광다이오드)램프 방식을 이용한 광원(光源)부 상세도이고,
도 4_f는 표면부 상세도이고,
도 4_g는 PC경관부의 슬라이딩 구조도 및 안정기 투입구 위치도이고,
도 4_h는 PC경관부 고정대 확대도이고,
도 5는 등주내 충방전장치 및 제어부이고,
도 6_a는 베이스 커버의 사시도이고,
도 6_b는 베이스 커버의 단면도이고,
도 6_c는 베이스 커버의 회로도이고,
도 6_d는 베이스 커버의 다양한 예시도이고,
도 7은 가로등주 금속 몸체의 구성도이다.
상기와 같은 문제점으로 인해, 최근에는 자가발전 방식에 의한 가로등이 다수 제안된 바 있으며, 그 발전방식으로는 태양광 발전방식, 풍력 발전방식, 또는 태양광 발전 및 풍력 발전의 복합적 사용 방식 등이 적용되고 있다.
그러나, 종래기술에 의한 태양광 발전방식을 이용한 가로등은 태양광을 수집하는 집광판이 어느 일 방향으로만 향해 있기 때문에 태양의 위치변화에 따라 구동전원을 충전함에 있어서 효율적이지 못하다는 문제점이 있었다.
또한, 풍력 발전방식을 이용한 가로등은 대형 수평축에 결합되어 회전하는 프로펠러 형태의 회전날개를 이용한 것으로 풍향에 따라 축과 발전기 전체가 회전 및 요잉(yawing, 상하방향을 향한 축회전의 진동)하는 구조로 되어 있다.
그러나, 이와 같은 종래의 풍력발전 방식은 거대한 회전날개가 도심의 고압전선 등 도심의 주변 많은 시설물과의 충돌할 수 있는 문제점이 있었으며, 소음이 많이 발생할 뿐만 아니라 도시 미관상 좋지 않고 조류와 같은 생물과의 충돌로 파손될 수 있는 문제점도 있었다. 뿐만 아니라, 태풍과 같이 과다 풍속이 발생할 때에는 구조적으로 파손될 뿐만 아니라, 과전류가 흘러 전기적으로 장치가 파손될 수 있다는 문제점도 있었다.
본 발명은 자가발전 수단을 구비한 가로등주에 있어서, 가로등주의 상부에 마련되는 것으로 태양광발전 및 풍력발전을 복합적으로 이용하여 구동전원을 생산하는 하이브리드 신재생 발전부(102)와; 상기 하이브리드 신재생 발전부(102)의 하부측에 위치하는 것으로 LED램프(304)가 수용된 광파이프(303)가 가로등주로부터 횡방향으로 연장 형성되되, 그 단부는 통상적인 가로등의 등기구에 해당하는 조명수단이 설치되는 것을 특징으로 하는 광파이프를 이용한 네온관식 가로등 암(103)과; 가로등주의 하부측에 마련되는 것으로 다양한 이미지 영상을 전달하는 디스플레이부(107) 및 발광수단을 제공하는 광원부(108)를 포함하는 PC경관부(104)와; 가로등주 내부에 구비되는 것으로 자체 발전된 전압을 보관 및 제공하는 충방전장치 및 제어부(105);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
보다 상세하게는, 다리우스형 풍력날개(230)는 바람에 의해 회전하되 상부측에 연결된 상부 회전판(231)과 함께 회전한다. 이러한 회전력은 발전 축(232)의 전체 회전력에 큰 도움을 줄 뿐만 아니라 일방향 클러치(233)를 장착하여 다리우스형 풍력날개(230)가 역회전이 되지 않도록 하였다. 또한 하부에는 스텐레스 링 축(228)에 장착된 리니어 부싱(Linear Bushing)(227)이 앞서 도 2_c_3에서 상기한대로, 기계적인 마찰 없이 공회전이 가능하도록 장치하였다.
상기와 같이, 가로등의 통상적인 등기구에 해당하는 조명수단과 가로등주 사이를 연결하는 암(Arm)에 있어서, 암을 구성하는 금속 파이프(301)에 PC광파이프 고정밴드(302)를 이용하여 PC투명 광파이프(303)를 고정하고, 광파이프(303) 내부에는 다양한 색상의 LED램프(304)를 설치하여 다양한 경관 연출을 할 수 있도록 하였다. 특히, 통상적으로 가로등주의 암은 도로의 방향과 수직으로 설치되어 암의 측면을 운전자가 직접 보는 점을 감안하여 도 3_b에 도시한 바와 같이, PC투명 광파이프(303) 내부의 LED램프(304)는 광파이프(303)의 단면적 방향으로 램프의 빛을 조사(照射)시켜 측면에서는 은은한 빛이 발광되어, 운전자가 LED램프(304)의 빛으로 인해 눈이 부시지 않도록 구성하였다. 또한 광파이프 고정밴드(302)는 광파이프 고정 볼트 및 너트(306)로 단단히 상호 고정하여 태풍 또는 가로등주 충돌 교통사고 등의 외부 요인에 의해 광파이프(303)가 탈착하여 지상으로 낙하하지 않도록 장치하였다. 또한, 암 보강 스텐판(307) 하부에도 역시 광파이프(303)를 장착하여 다채로운 경관 효과를 연출할 수 있도록 하였다. 특히, 도 3_b에 예시한 바와 같이, PC투명 광파이프(303)와 고정밴드(302)를 구부리거나 구부린 형상으로 몰딩하여 네온관식으로 글씨체, 캐릭터 및 마크 등 사용자가 원하는 다양한 경관 효과를 연출할 수 있도록 하였다.
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- 자가발전 수단을 구비한 가로등주에 있어서,가로등주의 상부에 마련되는 것으로 태양광발전 및 풍력발전을 복합적으로 이용하여 구동전원을 생산하는 하이브리드 신재생 발전부(102)와;상기 하이브리드 신재생 발전부(102)의 하부측에 위치하는 것으로 LED램프(304)가 수용된 광파이프(303)가 가로등주로부터 횡방향으로 연장 형성되되 단부는 조명수단이 설치되는 광파이프를 이용한 네온관식 가로등 암(103)과;가로등주의 하부측에 마련되는 것으로 다양한 이미지 영상을 전달하는 디스플레이부(107) 및 발광수단을 제공하는 광원부(108)를 포함하는 PC경관부(104)와;가로등주 내부에 구비되는 것으로 자체 발전된 전압을 보관 및 제공하는 충방전장치 및 제어부(105);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 발전장치가 구비된 가로등주.
- 제 14항에 있어서,상기의 하이브리드 신재생 발전부(102)는,태양광을 이용해 발전하는 것으로, 가로등주를 중심으로 주위를 둘러싸는 형태를 갖되 하단부에서 상단부로 진행될수록 그 형성된 지름이 좁아지는 테이퍼형태로 이루어지는 치마형 태양 전지판(201)과;풍력을 이용해 발전하는 것으로, 길이방향으로 절단된 원통형태의 풍력날개(211) 복수개가 가로등주 상단에 형성된 회전축(214) 주위에 설치되어 회전하는 수직축 원통형 풍력날개 발전기(202)와;풍력을 이용해 발전하는 것으로, 길이방향으로 절단된 테이퍼 형태의 풍력날개(223) 복수개가 가로등주의 외주연 방향에 형성된 풍력날개링(215)을 따라 회전하는 원추형 풍력날개 발전기(203)와;풍력을 이용해 발전하는 것으로, 상기 가로등주의 상부에서 축 방향으로 아크형태를 이루며 형성된 복수개의 다리우스형 풍력날개(230)가 발전축(232)을 중심으로 회전운동 하는 다리우스형 풍력날개 발전기(204);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 발전장치가 구비된 가로등주.
- 제 15항에 있어서,상기의 치마형 태양 전지판(201)은 수직축 원통형 풍력날개 발전기의 프레임(209)을 따라 수직으로 이동 가능하도록 연결된 것으로, 바람이 없거나 저속의 풍속일 때는 치마형 태양 전지판(201)이 하강상태로 있다가 고속의 풍속 발생시 수직축 원통형 풍력날개 발전기의 프레임(209)을 따라 상향으로 이동하여 수직축 원통형 풍력날개 발전기(202)의 바람 유입을 차단하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 발전장치가 구비된 가로등주.
- 제 15항에 있어서,상기의 수직축 원통형 풍력날개 발전기(202)의 풍력날개(211)는 풍력날개링(215)에 장착되며, 상기의 풍력날개(211) 중심에는 원심력 무게추(213)가 형성된 것으로, 바람의 저항이 강하여 풍력날개(211)가 고속으로 회전할 경우 원심력 무게추(213)에 작용하는 원심력이 풍력날개(211)를 풍력날개링(215)을 따라 이동시켜 고속회전을 방지한 것을 특징으로 하는 하이브리드 발전장치가 구비된 가로등주.
- 제 15항에 있어서,상기의 원추형 풍력날개 발전기(203)의 상부는 치마형 태양 전지판(201)에 의해 둘러싸인 구조를 갖으며 하부는 개방된 구조를 갖는 것으로, 개방된 하부측에는 길이방향으로 절단된 테이퍼 형태의 풍력날개(223) 다수개가 노출되어 가로등주를 중심으로 회전하며, 상부에는 나팔모양의 공기배출 노즐구(226)가 더 형성되어 회전력을 향상시킨 것을 특징으로 하는 하이브리드 발전장치가 구비된 가로등주.
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