KR101174730B1 - 대기전력제어를 위한 지능형 콘센트 - Google Patents

대기전력제어를 위한 지능형 콘센트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전력제어를 위한 콘센트에 관한 것이다.
본 발명에 의한 콘센트는 인입선으로부터 전기를 공급받는 것으로 직렬로 연결되는 복수 개의 단자부를 포함하는 본체부; 및 단자부에 전기적으로 접속하여 가전기기의 플러그로 전기를 공급하기 위한 접속단자를 포함하며, 접속단자가 단자부에 접속하였을 때에는 인접하는 단자부들 간의 전류 경로를 접속단자를 경유하도록 변경시키는 수구모듈;을 구비한다. 이때 수구모듈은 수구모듈 내부의 전류 경로를 차단하기 위한 차단부 및 차단부의 동작 제어를 위한 제어부;를 포함한다.

Description

대기전력제어를 위한 지능형 콘센트{Smart Concent for Controlling Standby Power}
본 발명은 콘센트에 관한 것으로, 특히 콘센트에 접속하는 가전기기에 대한 전력제어를 개별적 또는 일괄적으로 제어하면서 대기전력을 효율적으로 차단할 수 있는 대기전력제어를 위한 지능형 콘센트에 관한 것이다.
가전기기는 전기를 이용하여 생성되는 열 또는 빛을 이용하거나 전기로 모터를 구동시켜서 다양한 기능을 수행함으로써 사용자의 각종 편의를 도와준다. 이러한 가전기기는 배터리 등의 휴대용 전지를 이용하여 구동될 수도 있고, 전력선을 통해서 수용가 내부로 제공되는 교류 전류를 이용하기도 한다.
가전기기에 전력을 제공하기 위해서 수용가로 공급되는 전류는 임의의 지점에서 분배될 수 있고, 전력선으로 공급된 전류는 콘센트를 통해서 가전기기로 흐르는 것이 일반적이다. 그리고, 콘센트에 접속된 가전기기는 이용되지 않는 상태에서도 전력 소모가 발생하고, 이와 같은 대기전력은 전체 전력소비에서 적지 않은 비중을 차지한다.
한편, 본 출원인이 출원하고 2011년에 등록된 등록특허 제10-1094256호는 수구를 교체형으로 구성함으로써 벽에 고정된 콘센트의 재설치를 하지 않아도 다양한 기기와 접속될 수 있는 콘센트를 개시하고 있다. 또한 상기의 선행기술은 외부 제어용 리시버와 연결하여 콘센트 기능의 제어를 외부에서 가능토록 하고 있다.
하지만, 상기의 선행기술에서도 교체형 수구를 분리하거나 수구에 접속된 가전기기를 분리하기 이전까지는 대기전력을 차단하기에는 비효율적인 점을 개선할 필요가 있다.
따라서, 본 발명은 상기 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 가전기기를 콘센트에서 분리하지 않아도 대기전력을 효율적으로 차단할 수 있는 대기전력제어를 위한 지능형 콘센트를 제공하는 데에 그 목적 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명에 의한 콘센트는 인입선으로부터 전기를 공급받는 것으로 직렬로 연결되는 복수 개의 단자부를 포함하는 본체부; 및 단자부에 전기적으로 접속하여 가전기기의 플러그로 전기를 공급하기 위한 접속단자를 포함하며, 접속단자가 단자부에 접속하였을 때에는 인접하는 단자부들 간의 전류 경로를 접속단자를 경유하도록 변경시키는 수구모듈;을 구비한다. 이때 수구모듈은 수구모듈 내부의 전류 경로를 차단하기 위한 차단부 및 차단부의 동작 제어를 위한 제어부;를 포함한다.
그리고, 단자부는 인입선과 연결되어 전기를 공급받는 한 쌍의 인입단자; 인입단자와 이격되는 한 쌍의 출력단자; 및 서로 이격된 인입단자 및 출력단자를 전기적으로 연결하며, 수구모듈이 접속할 경우에 인입단자 및 출력단자를 분리시키는 단자 연결부;를 구비한다.
또한, 수구모듈은 단자부와 접속할 때에 단자 연결부를 밀어냄으로써, 단자 연결부를 인입/출력단자로부터 이격시키기 위한 부도체의 부전도체; 단자부와 접속시에 한 쌍의 인입단자와 각각 접속하는 한 쌍의 제1 전도체; 및 단자부와 접속시에 상기 한 쌍의 출력단자와 각각 접속하는 한 쌍의 제 2 전도체;를 구비한다.
단자부는 부전도체와 접촉하는 면의 후면에 형성되어서, 부전도체가 단자 연결부를 밀 경우에 압축되고 부전도체가 단자 연결부와 이격될 경우에 탄성 복원력에 의해서 단자 연결부를 원위치시킴으로써 단자 연결부를 인입단자 및 출력단자와 접속시키는 탄성체를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 대기전력제어를 위한 지능형 콘센트는 교체형의 수구모듈 내부의 전류 경로를 물리적으로 차단함으로써 대기전력을 효율적으로 차단할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 대기전력제어를 위한 지능형 콘센트는 임의의 수구모듈 내부의 전류 경로를 제어함으로써, 인접하는 수구모듈에 접속하는 가전기기에 공급되는 전력을 일괄적으로 제어할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 콘센트를 나타내는 사시도.
도 2는 콘센트의 본체부를 나타내는 도면.
도 3은 본체부의 단자부를 나타내는 사시도.
도 4의 (a) 및 (b)는 수구모듈을 나타내는 도면.
도 5 및 도 6은 수구모듈과 단자부의 접속 전/후를 나타내는 도면.
도 7 및 도 8은 각각 제 2 및 제 3 실시 예에 의한 수구모듈을 나타내는 도면.
도 9는 리시버를 나타내는 도면.
도 10은 본 발명에 의한 수구모듈의 구성을 나타내는 블록도.
이하 상기 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 실시 예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시 예들을 설명함에 있어서 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 부호가 사용되며, 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명에 의한 전력제어를 위한 콘센트를 나타내는 사시도이고, 도 2는 모듈 착탈홈(104)에 탑재되는 단자부(110)의 정면을 나타내는 도면이고, 도 3은 단자부(110)의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 대기전력제어를 위한 지능형 콘센트(10)는 본체부(100) 및 수구모듈(200)을 구비한다.
본체부(100)는 하우징(102)의 일단에 인입선(12)이 연결되고, 하우징(102)의 내부에 탑재되는 단자부(110)를 포함한다. 하우징(102)의 일측에는 본체부(100) 전체의 전기 흐름을 제어하기 위한 외부스위치(106)가 형성될 수 있다.
그리고, 본체부(100)는 수구모듈(200)이 삽입되는 모듈 착탈홈(104)을 포함한다.
단자부(110)는 인입선(12)에서 공급받는 전류의 이동경로를 설정하면서, 모듈 착탈홈(104)에 삽입되는 수구모듈(200)과 전기적으로 접속한다.
단자부(110)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 인입단자(112), 출력단자(114) 및 단자 연결부(116)를 포함한다.
한 쌍의 인입단자(112)는 인입선(12)과 연결되어 전기를 공급받으며, 수구모듈(200)이 삽입될 경우에 후술할 수구모듈(200)의 접속단자(220)와 접촉면적을 확보하기 위해서 접속단자(220)의 양 측면에 접할 수 있도록 말굽 형태로 형성될 수 있다.
한 쌍의 출력단자(114)는 각각 한 쌍의 인입단자(112)와 이격되어 배치되며, 인입단자(112)와 동일한 형태로 형성될 수 있다.
단자 연결부(116)는 서로 이격된 인입단자(112) 및 출력단자(114)와 접촉함으로써 인입단자(112)와 출력단자(114)를 전기적으로 연결한다. 그리고, 단자 연결부(116)는 수구모듈(200)이 접속할 때에 수구모듈(200)의 접속 단자에 의해서 인입단자(112) 및 출력단자(114)와 이격된다. 즉, 단자 연결부(116)는 수구모듈(200)의 접속 여부에 따라서 인입단자(112) 및 출력단자(114) 사이의 직접적인 전기적 경로를 연결하거나 끊는 기능을 수행한다.
또한, 인접하는 모듈 착탈홈(104)의 출력단자(114)와 인입단자(112)는 전기적으로 연결된다. 예컨대, 도면에서와 같이 제 1 출력단자(114-1)는 이웃하는 모듈 착탈홈(104)의 제 2 인입단자(112-2)와 전기적으로 연결된다.
도 4의 (a) 및 (b)는 각각 수구모듈(200)의 전면 및 후면을 나타내는 도면이다. 일면에는 가전기기의 플러그가 접속되는 수구(210)가 형성되고, 그 배면에는 접속단자(220)가 형성된다.
수구모듈(200)은 본체부(100)의 단자부(110)로 전송되는 전류를 가전기기로 공급하기 위한 것으로, 모듈 착탈홈(104)에 삽입된다. 또한, 수구모듈(200)은 본체부(100)에서 단자부(110)들 간의 전류 경로를 재설정하여, 임의의 수구모듈(200) 내부에서 전류의 흐름이 차단될 경우에는 이후에 배치되는 수구모듈(200)로 전류가 공급되는 것을 차단한다.
접속단자(220)는 부전도체(221b,222b)와 제 1 및 제 2 전도체(221a,222a)를 포함한다. 각각 한 쌍으로 구성되는 제 1 및 제 2 전도체(221a,222a)는 도전성의 물질로 형성되고, 부전도체(221b,222b)는 각각의 제 1 및 제 2 전도체(221a,222a) 끝단에 부도체를 이용하여 형성된다.
한 쌍의 제 1 전도체(221a)는 수구모듈(200)이 본체부(100)의 수구(210)에 접속할 때에 각각 한 쌍의 인입단자(112)와 접속되고, 한 쌍의 제 2 전도체(222a)는 수구모듈(200)에 수구(210)에 접속할 때에 각각 한 쌍의 출력단자(114)와 접속된다.
부전도체(221b,222b)는 단자부(110)와 접속할 때에 단자 연결부(116)를 밀어냄으로써, 단자 연결부(116)가 인입/출력단자(114)로부터 이탈되도록 한다. 이러한 부전도체(221b,222b)는 부도체로 형성됨에 따라서 인입단자(112)에서 단자 연결부(116)를 경유하여 출력단자(114)로 흐르는 전류 경로를 차단한다.
반면에, 인입단자(112)와 출력단자(114)는 각각 제 1 및 제 2 전도체(221a,222a)와 연결되기 때문에 인입단자(112)로 유입되는 전류는 제 1 전도체(221a) 및 제 2 전도체(222a)를 경유하여 출력단자(114)로 흐른다.
즉, 수구모듈(200)이 삽입되기 전에 인입단자(112)에서 출력단자(114)로 바로 연결되는 전류 경로는 수구모듈(200)의 삽입에 의해서 인입단자(112)에서 수구모듈(200)을 경유하여 출력단자(114)로 흐른다.
수구모듈(200)이 본체부(100)의 모듈 착탈홈(104)에 삽입됨으로써 단자부(110)의 전류 경로가 변하는 것을 살펴보면 다음과 같다.
도 5의 (a) 및 (b)는 도 3에 도시된 단자부(110)를 A-A'를 따라서 절단한 단면을 나타내는 것으로, 각각 수구모듈(200)이 삽입되기 이전과 이후의 상태를 나타내는 도면들이다.
도 5의 (a)에서와 같이, 단자부(110)의 인입단자(112) 및 출력단자(114)는 단자 연결부(116)에 의해서 전기적으로 연결된다. 그리고 단자 연결부(116)는 본체부(100)의 하우징(102)과 일정간격 이격되도록 배치되며, 단자 연결부(116)의 배면과 하우징(102) 사이에는 탄성체(118)가 결합된다.
이러한 상태에서, 도 5의 (b)에서와 같이, 수구모듈(200)이 모듈 착탈홈(104)에 삽입될 경우에는 수구모듈(200)의 접속단자(220)가 단자부(110)의 단자 연결부(116)를 밀면서 수구모듈(200)이 모듈 착탈홈(104)에 결합된다. 이에 따라서 단자 연결부(116)는 인입단자(112) 및 출력단자(114)로부터 이탈한다.
그리고, 수구모듈(200)이 삽입됨에 따라서 제 1 및 제 2 전도체(221a,222a)는 도 6에서와 같이, 인입단자(112) 및 출력단자(114)의 내측면에 접촉한다.
이후에, 수구모듈(200)이 다시 수구(210)에서 분리되면 단자 연결부(116)는 탄성체(118)의 탄성 복원력에 의해서 인입단자(112) 및 출력단자(114)와 접촉한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 콘센트(10)는 본체부(100)에 접속되는 수구모듈(200)에 의해서 전류 경로가 변경된다. 특히, 수구모듈(200)은 전류의 흐름을 차단하기 위해서 릴레이 스위치를 이용하는 차단부를 포함할 수 있다. 즉, 수구모듈(200)의 차단부는 전류 경로를 물리적으로 차단한다. 따라서, 본체부(100)에 접속되는 수구모듈(200)을 모두 분리하거나, 수구모듈(200)에 접속되는 가전기기의 플러그를 분리시키지 않아도 전류의 흐름을 차단하여 대기전력을 감소시킬 수 있다
예컨대, 도면에서 제 1 모듈 착탈홈(104)에 삽입된 수구모듈(200) 내부의 전류가 차단되면, 제 2 내지 제 5 모듈 착탈홈(104)에는 전류가 제공되지 않는다.
또한, 본 발명에 의한 수구모듈은 다양한 형태로 실시될 수 있다.
도 7 및 도 8은 다른 실시 예에 의한 수구모듈을 나타내는 도면들이다.
도 7을 참조하면, 제 2 실시 예에 의한 수구모듈(700)은 호환용 수구(710)를 포함한다. 호환용 수구(710)는 다양한 종류의 플러그가 접속할 수 있도록 유럽, 일본, 호주, 영국, 미국 외 전 아시아권 등에서도 사용가능하다.
도 8을 참조하면, 제 3 실시 예에 의한 수구모듈(00) 플러그 형태의 접속수단을 갖는 가전기기 이외에도 다양한 기기들이 접속할 수 있는 연결수단을 포함한다. 즉, 수구모듈(200)의 전면부에는 미니 USB 접속구(810), 스위치(820), 복구 버튼(830), 상태표시 LED(840), 리시버 연결부(850) 및 USB 접속구(860) 등이 형성될 수 있다.
스위치(820)는 전원을 온/오프시키는 기능을 하며, 복구 버튼(830)은 대기 전력 차단 이후에 전원 공급을 복구시키는 기능을 수행하기 위한 것이다.
또한, 상태 표시 LED는 수구모듈(200)에 전류가 흐르는지 여부의 상태를 표시한다.
리시버 연결부(850)는 도 9에 도시된 것과 같은 리시버(900)를 연결하기 위한 인터페이스이다. 리시버(900)는 수구모듈(200)의 기능을 제어하기 위한 것으로 시간설정, 대기 전력의 유무선 복구 및 기타 다양한 기능 구현을 지원하기 위한 것이다.
전술한 실시 예들은 수구모듈(200)의 일례로서, 수구모듈(200)의 구성은 선택적으로 조합될 수도 있다. 즉, 수구모듈(200)은 도 10에 도시된 구성 중에서 취사선택 되거나, 다른 구성이 추가될 수도 있다.
도 10은 본 발명에 의한 대기전력제어를 위한 지능형 콘센트(10)에서 수구모듈(200)의 구성을 포괄적으로 나타내는 블록도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명에 의한 수구모듈은 수구부(803), 시간 설정부(801), 전원부(802), 감지부(805), 수신부(808), 중앙 제어부(804), 표시부(809), 차단부(806), 인입부(807), 상시 스위치(810) 및 USB 충전부(811) 등을 포함한다.
수구부(803)는 가전기기의 플러그가 접속되는 곳으로, 접속단자(220)를 경유하는 전기를 가전기기로 공급하기 위한 연결부로서, 전술한 바와 같이 일반형 수구(210) 또는 호환용 수구(710)로 구현될 수 있다.
전원부(802)는 중앙 제어부(804) 및 각 구성에 전원을 공급한다.
시간 설정부(801)는 본체부(100)에 공급되는 전원에 대한 시간설정과 저장을 관리한다.
감지부(805)는 인입단자(112)를 통해서 인입되는 전류 및 전압을 측정하기 위한 것으로 전류센서, 트랜지스터, 서미스터 등을 포함할 수 있다.
수신부(808)는 적외선 센서, 스위치, LCD, 블루투스 모듈(Bluetooth Module), R232 등을 이용하여 구현되며, 외부기기나 리모콘으로부터 전송된 데이터를 수신하고 중앙 제어부(804)로 송신한다.
중앙 제어부(804)는 메모리를 포함하는 마이크로 프로세서로 구현될 수 있고, 전류 또는 전압 상태에서 따라서 차단부(806)가 전류를 차단하거나 복구하도록 제어한다. 즉, 중앙 제어부(804)는 감지부(805)가 전류, 전압을 감지하여 생성한 신호를 제공받아서 차단부(806)의 동작 제어를 위한 신호를 생성한다. 또한, 중앙 제어부(804)는 콘센트(10)의 현재상태를 표시부(809)를 통해서 표시한다.
표시부(809)는 수신부(808), 감지부(805) 및 시간 설정부(801)에서 중앙 제어부(804)로 전송한 데이터를 수집하고 표시한다. 표시부(809)가 사용자에게 정보를 표시하는 방법은 발광다이오드 등을 이용한 시각적인 전달 방법이나 스피커를 이용한 음성 전달 방법이 있을 수 있다.
차단부(806)는 중앙 제어부(804)가 생성하여 제공하는 제어신호에 따라서 전류를 차단하거나 복구시키기 위한 것으로, 릴레이 스위치 등을 이용하여 구현할 수 있다.
인입부(807)는 외부로부터 전력이 공급되는 곳이다.
상시 스위치(810)는 표준화되어 있는 교류용 부품을 사용하며, 사용자의 선택에 따라 중앙 제어부(804)에 의한 제어보다 우선시하여 상시 교류를 사용하도록 하기 위한 것이다.
USB 충전부(811)는 USB 접속구(810,860)를 통해서 접속되는 기기의 전압을 충전한다.
PLC 통신부(812)는 전력선 통신을 수행하며, 중앙에 있는 컴퓨터 단말 또는 서버(미도시)로부터 제어신호를 수신하여 콘센트의 전력을 중앙에서 제어하도록 한다. 이를 위해서 PLC 통신부(812)는 PLC 통신 모듈과 직렬화된 IC로 구성될 수 있으며, 외부 서버와 이더넷(Ethernet) 통신을 하여, 서버와 각 콘센트별로 대기전력 차단 및 복구, 적산 전력, 현재의 소비 전류 등의 데이터를 중앙 제어부(804)로 송신 및 수신을 한다.
위에서 몇몇의 실시예가 예시적으로 설명되었음에도 불구하고, 본 발명이 이의 취지 및 범주에서 벗어남 없이 다른 여러 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 따라서, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아닌 예시적인 것으로 여겨져야 하며, 첨부된 청구항 및 이의 동등 범위 내의 모든 실시예는 본 발명의 범주 내에 포함된다.
100 : 본체부 102 : 하우징
110 : 단자부 112 : 인입단자
114 : 출력단자 116 : 단자 연결부
200 : 수구모듈 210 : 수구
221a,222a : 전도체 221b,222b : 부전도체

Claims (4)

  1. 인입선으로부터 전기를 공급받아서 복수 개의 가전기기에 개별적으로 전력을 제공하기 위한 콘센트에 있어서,
    상기 인입선으로부터 전기를 공급받는 것으로, 직렬로 연결되는 복수 개의 단자부를 포함하는 본체부; 및
    상기 단자부에 전기적으로 접속하여 상기 가전기기의 플러그로 전기를 공급하기 위한 접속단자를 포함하며, 상기 접속단자가 상기 단자부에 접속하였을 때에는 인접하는 상기 단자부들 간의 전류 경로를 변경시키는 전도체를 포함하는 수구모듈;을 구비하고,
    상기 수구모듈은 상기 수구모듈 내부의 전류 경로를 차단하기 위한 차단부 및 상기 차단부의 동작 제어를 위한 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 대기전력제어를 위한 지능형 콘센트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 단자부는
    상기 인입선과 연결되어 전기를 공급받는 한 쌍의 인입단자;
    상기 인입단자와 이격되는 한 쌍의 출력단자; 및
    서로 이격된 상기 인입단자 및 출력단자를 전기적으로 연결하며, 상기 수구모듈이 접속할 경우에 상기 인입단자 및 상기 출력단자를 분리시키는 단자 연결부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 대기전력제어를 위한 지능형 콘센트.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 수구모듈은
    상기 단자부와 접속할 때에 상기 단자 연결부를 밀어냄으로써, 상기 단자 연결부를 상기 인입단자 및 출력단자로부터 이격시키기 위한 부도체의 부전도체;
    상기 단자부와 접속시에 상기 한 쌍의 인입단자와 각각 접속하는 한 쌍의 제1 전도체; 및
    상기 단자부와 접속시에 상기 한 쌍의 출력단자와 각각 접속하는 한 쌍의 제 2 전도체;를 구비하는 것을 특징으로 하는 대기전력제어를 위한 지능형 콘센트.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 단자부는
    상기 부전도체와 접촉하는 면의 후면에 형성되어서, 상기 부전도체가 상기 단자 연결부를 밀 경우에 압축되고 상기 부전도체가 상기 단자 연결부와 이격될 경우에 탄성 복원력에 의해서 상기 단자 연결부를 원위치시킴으로써 상기 단자 연결부를 상기 인입단자 및 출력단자와 접속시키는 탄성체를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 대기전력제어를 위한 지능형 콘센트.

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