KR101312363B1 - 차량 선별 기능을 갖는 차량 하중을 이용한 도로 매립형 발전장치 - Google Patents

차량 선별 기능을 갖는 차량 하중을 이용한 도로 매립형 발전장치 Download PDF

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신선우
임헌국
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Abstract

차량을 소형, 중형, 대형으로 구분하고, 이 구분에 따라 장치의 가동 유무를 결정하되, 소형 차량은 통과시키고, 중형 차량은 복수의 엑추에이터 중 하나만 작동시키며, 트럭과 같은 대형 차량은 복수의 엑추에이터를 전부 동작시켜 효율적인 발전이 이루어지도록 하는 차량 선별 기능을 갖는 차량의 하중을 이용한 도로 매립형 발전장치에 관한 것으로,
유체를 이동시켜 발전하는 매립형 발전장치로써, 베이스판; 상기 베이스판의 상면 좌우측에 설치되고, 사각 지지틀 형태로 내부에 설치 공간을 갖는 좌,우측 프레임 부재; 상기 좌,우측 프레임 각각에 설치되며 차량의 통과시 힌지부를 중심으로 회동하는 페달; 상기 좌,우측 프레임의 설치 공간 각각에 2개 이상 설치되고, 페달에 의해 가압되는 엑추에이터; 상기 엑추에이터에서 가압되어 공급되는 유체를 어큐물레이터와 제1전자변을 통해 동력발생유닛으로 공급하고, 동력발생유닛을 통과한 유체는 러저버 탱크로 유입시켜 다시 엑추에이터로 보내지도록 하는 유압 유닛; 내부에 임펠러가 구비되어 상기 제 1전자변에서 공급된 유체가 이 임펠러를 회전시켜 회전력을 발생시키는 동력발생유닛; 상기 동력발생유닛에 연결되는 기어로 구성되도록 하되, 상기 임펠러와 연결된 원동기어 보다 이 원동 기어와 맞물리는 종동기어를 작게 구성하여 회전력을 증가시켜 전기 에너지를 발생시키는 발전 유닛; 상기 프레임부재의 설치공간 내에 설치되며, 상기 발전유닛에서 발생되는 전기에너지를 축전하는 축전유닛; 상기 각각의 엑추에이터와 리저버 탱크를 연결하는 유입관을 구비하고, 이 유입관 각각에 솔레노이드 밸브가 갖추어진 연결부로 구성되며,
여기에 진입하는 차량을 감지하는 감지 센서로 구성된 감지부; 상기 감지부의 신호에 따라 기 설정된 기준 값과 비교하여 소형, 중형, 대형으로 구분하여 판단하고, 소형 차량은 상기 솔레노이드 밸브를 모두를 개방하여 엑추에이터의 유체가 리저버 탱크로 유입되도록 하고, 중형 차량은 솔레노이드 밸브 중 어느 하나만 개방하여 개방된 유입관으로 한쪽은 리저버 탱크로 다른 한쪽은 어큐물레이터측으로 공급되어지도록 하여 발전이 이루어지도록 하며, 입력된 신호가 대형 차량이면, 모든 솔레노이드 밸브를 폐쇄하여 모든 유체가 발전에 이용되도록 하는 기술적인 특징을 갖는 것으로 달성된다.

Description

차량 선별 기능을 갖는 차량 하중을 이용한 도로 매립형 발전장치{EMBEDDED DEVELOPMENT DEVICE USING THE VEHICLE LOAD HAVING VEHICLE SCREENING DEVICE}
본 발명은 차량 하중을 이용한 도로 매립형 발전장치에 관한 것이다.
더욱 상세하게는 도로를 주행하는 차량의 하중에 의해 반복적으로 축적된 운동에너지를 전기 에너지로 변환하는 매립형 발전장치에 관한 것으로, 차량을 소형, 중형, 대형으로 구분하고, 이 구분에 따라 장치의 가동 유무를 결정하되, 소형 차량은 통과시키고, 중형 차량은 복수의 엑추에이터 중 하나만 작동시키며, 트럭과 같은 대형 차량은 복수의 엑추에이터를 전부 동작시켜 효율적인 발전이 이루어지도록 하는 차량 선별 기능을 갖는 차량의 하중을 이용한 도로 매립형 발전장치에 관한 것이다.
종래 석탄, 석유, 가스와 같은 화석 연료를 이용한 발전기는 화석 연료가 고갈되고, 2차 환경 오염의 원인이 되면서 최근에는 신 재생 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다.
태양광, 태양열, 풍력, 지열, 수소, 바이오 에너지 등 석유를 대처할 수 있는 이러한 신 재생 에너지는 환경 오염에 대한 우려도 없고 자연에서 무한히 얻을 수 있다는 장점이 있다.
그러나 이러한 신 재생 에너지도 몇 가지 단점이 있다. 태양광의 경우 에너지 밀도가 낮아 많은 수의 태양 전지를 사용하게 되고 이에 공간을 많이 차지하며 아직도 태양 전지가 고가인 단점이 있다. 또, 태양열은 밀도가 낮고, 간헐적이며 비경제적이고 에너지량과 질의 관계가 정비례하지 못한 단점이 있다. 풍력발전 또한 만만치 않은 시공비와 지역적인 대류의 흐름에 영향을 받기 때문에 그 적용에 있어서 지역적인 한계가 있다.
이에 신 재생 에너지와는 다른 형태로 주행하는 차량의 하중을 이용한 발전 장치가 있다.
이 장치에는 공개특허공보 제10-0050094호에 개시된 발전장치를 가지는 과속 방지장치와, 공개특허공보 제10-2010-0052921호에 개시된 운행되는 차량의 하중을 이용한 발전장치와, 공개특허공보 제10-2009-0048735호에 개시된 차량하중을 이용한 발전 장치 등 이미 많은 발전장치가 개발되어 있다.
그러나 이들은 차량이 한꺼번에 과속방지턱을 통과할 경우 또는 소수의 차량이 간헐적으로 통과할 경우나 똑같이 회전축에 전달된 회전력을 모두 소진해 버리기 때문에 다수의 차량이 과속방지턱을 통과할 경우 축을 회전시키고 남는 잉여 하중압, 즉 축회전이 가능한 힘 외의 남는 회전력을 보관하였다가 장시간 발전기를 회전시키는 기능이 없다. 따라서 차량의 통행 간격이 큰 장소에서는 발전 효율이 떨어지는 문제점이 있다.
또한, 공개특허공보 제10-2009-0106984호에 개시된 통과 차량의 하중을 이용한 발전장치는 발전기 축을 돌리기 위하여 차량의 하중에 의한 압축된 공기를 이용하게 되는데, 공기는 그 특성상 압축률이 낮아 압축시간이 많이 걸리고 압축전달속도가 유압에 비해 현저히 느리고, 구체적으로 공기압력을 저장하는 기술적 구성이 기재되어 있지 아니하며, 그 효율적인 측면과 작용효과 측면에서 본 발명에 따른 유압을 이용한 발전 장치와는 기술적 구성 및 작용효과 측면에서 현저한 차이가 있다.
이에 본 출원인은 이와 같은 종래 발전 장치의 문제점을 감안하여 매립형 발전 장치를 개발한 바 있다.
특허등록 제10- 1233085호의 이 장치는 상부 및 하부 프레임으로 구성되어 도로에 매립되게 설치되는 프레임 부재와, 상기 상부 프레임 상에 안착 된 채 상기 상부 프레임과 결합되며, 좌측 영역과 우측 영역에 전후방향으로 긴 페달 설치공이 각각 다수개 형성된 상부 패널; 상기 각 페달 설치공 내에 설치되되, 상기 상부 프레임에 힌지 결합되는 힌지부; 상기 힌지부로부터 점차적으로 상향으로 돌출되게 형성되며, 차량의 바퀴가 통과할 때의 누름하중에 의해 하향으로 누름력을 발생시키는 가압부로 이루어진 페달; 상기 프레임부재의 설치공간 내에 설치되며, 상기 가압부의 운동에너지에 의해 유압이 발생되는 유압유닛; 상기 프레임부재의 설치공간 내에 설치되며, 상기 유압유닛에서 배출되는 작동유체의 배출압력에 의해 회전동력을 발생시키는 동력발생유닛; 상기 프레임부재의 설치공간 내에 설치되며, 상기 동력발생유닛에 연결되어 동력발생유닛의 회전동력을 증폭시켜서 전기에너지를 발생시키는 발전유닛; 상기 프레임부재의 설치공간 내에 설치되며, 상기 발전유닛에서 발생되는 전기에너지를 축전하는 축전유닛;으로 구성됨을 포함하며,
상기 페달 상에 투명창이 마련되고, 상기 투명창의 저면에는 선택적으로 점등되는 엘이디 모듈이 마련되되, 상기 엘이디 모듈은 상기 축전유닛으로부터 일부의 전력을 공급받아 점등되며, 상기 엘이디 모듈의 점등 및 소등시기는 타이머에 의해 제어되는 것이다.
본 발명은 상기한 본 출원인의 특허 제10- 1233085호를 개량한 것으로, 그 목적은 운동 에너지를 축적하는 엑추에이터를 복수로 구성하여 차량의 종류에 따라 선택적으로 가압되어 유체를 이동시킬 수 있도록 함으로써, 보다 세분화된 발전이 가능하도록 하며 그에 따른 발전 효율을 향상시킬 수 있는 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 차량을 대형, 중형, 소형으로 구분하여 발전이 이루어지도록 함으로써, 특히 대형 차량의 통과시 발전량을 극대화시킬 수 있는 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 유체를 이동시켜 발전하는 매립형 발전장치로써, 베이스판; 상기 베이스판의 상면 좌우측에 설치되고, 사각 지지틀 형태로 내부에 설치 공간을 갖는 좌,우측 프레임 부재; 상기 좌,우측 프레임 각각에 설치되며 차량의 통과시 힌지부를 중심으로 회동하는 페달; 상기 좌,우측 프레임의 설치 공간 각각에 2개 이상 설치되고, 페달에 의해 가압되는 엑추에이터; 상기 엑추에이터에서 가압되어 공급되는 유체를 어큐물레이터와 제1전자변을 통해 동력발생유닛으로 공급하고, 동력발생유닛을 통과한 유체는 러저버 탱크로 유입시켜 다시 엑추에이터로 보내지도록 하는 유압 유닛; 내부에 임펠러가 구비되어 상기 제 1전자변에서 공급된 유체가 이 임펠러를 회전시켜 회전력을 발생시키는 동력발생유닛; 상기 동력발생유닛에 연결되는 기어로 구성되도록 하되, 상기 임펠러와 연결된 원동기어 보다 이 원동 기어와 맞물리는 종동기어를 작게 구성하여 회전력을 증가시켜 전기 에너지를 발생시키는 발전 유닛; 상기 프레임부재의 설치공간 내에 설치되며, 상기 발전유닛에서 발생되는 전기에너지를 축전하는 축전유닛; 상기 각각의 엑추에이터와 리저버 탱크를 연결하는 유입관을 구비하고, 이 유입관 각각에 솔레노이드 밸브가 갖추어진 연결부; 진입하는 차량을 감지하는 감지 센서로 구성된 감지부; 상기 감지부의 신호에 따라 기 설정된 기준 값과 비교하여 소형, 중형, 대형으로 구분하여 판단하고, 소형 차량은 상기 솔레노이드 밸브를 모두를 개방하여 엑추에이터의 유체가 리저버 탱크로 유입되도록 하고, 중형 차량은 솔레노이드 밸브 중 어느 하나만 개방하여 개방된 유입관으로 한쪽은 리저버 탱크로 다른 한쪽은 어큐물레이터측으로 공급되어지도록 하여 발전이 이루어지도록 하며, 입력된 신호가 대형 차량이면, 모든 솔레노이드 밸브를 폐쇄하여 모든 유체가 발전에 이용되도록 하는 기술적인 특징을 갖는 것으로 달성된다.
본 발명은 첫째, 감지부에 의해 감지된 차량을 소형, 중형, 대형 차량으로 구분하고, 대형 차량의 통과시에는 유체의 이동량 및 가압력을 증가시켜 발전량을 극대화시킬 수 있는 발명이다.
둘째, 본 발명은 도로를 주행하는 차량을 이용함으로써, 별도의 에너지원 없이 발전이 가능하고, 환경 오염이 없으며, 차량별로 세분화하여 발전이 이루어지도록 하여 효율을 극대화할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 발전 장치의 일측면도,
도 2는 본 발명에 적용되는 프레임 부재의 사시도,
도 3은 본 발명에 적용되는 발전 장치의 일측면도,
도 4는 본 발명 발전 장치의 요부 확대도,
도 5는 본 발명에 적용되는 동력 발생 유닛의 일측면도,
도 6은 본 발명에 적용되는 발전 유닛의 일측면도,
도 7은 본 발명에 따른 다른 실시 예의 일측면도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저 본 발명에 첨부된 도 1은 본 발명에 따른 발전 장치의 일측면도이고, 도 2는 본 발명에 적용되는 프레임 부재의 사시도이며, 도 3은 본 발명에 적용되는 발전 장치의 일측면도를 도시한 것이다.
또한 첨부된 도 4는 본 발명 발전 장치의 요부 확대도이고, 도 5는 본 발명에 적용되는 동력 발생 유닛의 일측면도이며, 도 6은 본 발명에 적용되는 발전 유닛의 일측면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 다른 실시 예의 일측면도를 도시한 것이다.
본 발명의 발전 장치는 본 출원인의 특허 제10- 1233085호를 개량한 것이다. 따라서 본 발명은 특허 제10- 1233085호의 구성을 포함하는 것은 당연한 것이다.
본 발명을 설명하기에 앞서 여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시 예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는 "의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
도면에서 본 발명은 복수의 엑추에이터와 차량 선별 유닛(40)을 포함하며, 여기에 지지틀(200), 페달(300), 유압유닛(400), 동력발생유닛(500), 발전유닛(600), 축전유닛(700)이 설치된다.
상기 차량 선별 유닛(40)은 차량을 선별하여 차량에 따라 유체의 압력이 작용하도록 하거나 혹은 해지하여 보다 효과적인 발전이 이루어지도록 하는 것으로 감지부와 제어부로 구성된다.
본 발명 발전 장치(100)를 지지하는 지지틀(200)는 발전장치를 구성하고 있는 각종 부품을 설치하기 위한 뼈대 역할을 하는 것으로, 지하에 매설된다.
상기 지지틀(200)은 좌, 우측으로 구성되며, 베이스판(120)의 상면에 고정 설치된다.
상기 지지틀(200)은 사각 혹은 ㄱ 혹은 ㄷ 형강의 프레임(220)을 연결 융착하여 제작한 것으로 내부에 본 발명을 구성하는 장치의 구성 요소가 설치될 수 있도록 하며, 전후 좌우면은 도면과 같이 커버(240)가 구비되어 매설에 따른 이물 침투 등을 방지하는 구성이다.
차량의 통과 시, 차량의 하중에 의해 회동하며 후술하는 엑추에이터를 가압하는 페달(300)은 상기 지지틀 상부에 설치되고, 힌지부(310)로 결합되어 이를 중심으로 회동한다.
한편, 상기 페달(300)의 상면에는 경우에 따라 요철을 형성하여 미끄럼을 방지할 수 있으며, 도면과 같이 페달의 가장자리에 구비되며 지지틀(200)의 외측으로 덮어지는 막음판(260)을 구비하여 페달과 함께 상하 이동하도록 하되, 이 막음판(260)은 빗물 혹은 도로의 이물이 내부로 침투하는 것을 방지한다.
상기 페달(300)의 전방 즉, 힌지부(310)의 앞쪽으로, 엑추에이터(420)와 연결되는 가압부(320)를 구비하되, 이 가압부(320)는 적어도 그 상면이 상기 힌지부(310)로부터 점진적으로 상향으로 경사지게 설치되어 지면으로 돌출된 구성이다.
상기 페달(300)은 경우에 따라 중앙부분에 투명창(330)이 마련될 수 있으며, 상기 투명창(330)의 저면에는 엘이디 램프(341) 및 엘이디 기판(342)로 이루어진 엘이디 모듈(340)이 마련될 수 있다.
여기서, 상기 엘이디 모듈(340)은 후술하는 제어부에 의해 선택적으로 점등될 수 있다. 즉 주간, 야간에 따라 점등 및 소등이 이루어지는 것으로, 예를 들어 제어부(450)에 타이머(451)를 연결하여 이 타이머(451)에 의해 주간 및 야간 시간 때(하절기 동절기로 구분할 수도 있다)를 구분하고, 타이머에 의해 피드백되는 타임데이터에 의해 제어부(450)가 엘이디 모듈(340)의 점등 및 소등시기를 제어하게 하는 것이다.
상기 엑추에이터(420)는 상기 페달(300)의 가압부(320)에 의해 가압력을 받았을 때 상기 리저버탱크(410)로부터 흡입된 작동유체를 피스톤 방식으로 가압하여 작동유체의 압력이 상승된 상태로 배출하는 역할을 한다.
이러한 엑추에이터(420)는 플런져(421)의 상단이 상기 페달(300)의 가압부(320) 하단과 핀(p)으로 결합되고, 상기 플런져(421)의 외주상에는 상기 페달(300)의 가압부(320)를 상향으로 밀어 올려주는 방향으로 탄성력을 발휘하는 리턴스프링(422)이 구비되어 있다.
본 발명에서 상기 엑추에이터(420)는 복수로 구성된다. 즉, 상기 좌,우측 지지틀(200) 각각의 설치 공간(202)에 적어도 2개 이상이 설치되는 구성으로 바람직하게는 도면과 같이 제1 및 제2 엑추에이터(420)(422)로 구성되어 차량에 따라 선택적으로 동작하도록 한다.
상기 유압유닛(400)은 리저버탱크(410), 어큐물레이터(430), 제1 전자변(440), 제어부(450) 및 제2 전자변(460)을 포함하며, 여기에 본 발명의 다른 핵심 기술인 차량 선별 유닛(40)이 연결된다.
상기 리저버탱크(410)에는 작동 유체가 저장 공급 그리고 회수되며, 어큐물레이터(430)는 상기 엑추에이터(420)로부터 공급되는 압축된 작동유체를 임시 저장하고, 작동 유체를 배출할 때는 기 설정된 압력으로 배출하는 역할을 한다. 즉, 작동유체를 일정한 압력으로 배출해 주는 역할을 한다.
상기 제1 전자변(440)은 상기 어큐물레이터(430)의 출구측에 설치되어 어큐물레이터 내의 작동유체 배출을 단속하는 역할을 한다.
상기 제어부(450)는 상기 제1 전자변(440)의 개폐를 제어하는 한편, 후술하는 차량 선별 유닛의 감지부의 신호에 따라 유체의 흐름을 제어한다.
상기 제2 전자변(460)은 상기 제1 전자변(440)이 폐쇄되었을 때에 한하여 한시적으로 개방된다.
상기 제2 전자변(460)의 제어는 상기 제어부(450)에 의한다. 여기서, 상기 리저버탱크(410)와 엑추에이터(420), 엑추에이터(420)와 어큐물레이터(430), 어큐물레이터(430)와 동력발생유닛(500), 동력발생유닛(500)과 리저버탱크(410)는 메인 유압라인(470)에 의해 각각 연결되어 있으며, 상기 엑추에이터(420)와 어큐물레이터(430) 간을 연결하는 메인 유압라인과, 동력발생유닛(500)과 리저버탱크(410) 간을 연결하는 메인 유압라인은 바이패스 라인(480)에 의해 연결된다.
따라서, 제1 전자변(440)이 개방된 상태에서는 제어부(450)에 의해 제2 전자변(460)은 자동 밀폐되어 메인 유압라인(470)을 통해서만 작동유체가 흐르게 되는 반면, 제1 전자변(440)이 밀폐된 상태에서는 제어부(450)에 의해 제2 전자변(460)이 개방됨에 따라 바이패스 라인(480)을 통해 작동유체가 흐르게 된다.
동력발생유닛(500)은 상기 유압유닛(400)에서 배출되는 작동유체의 배출압력에 의해 회전동력을 발생시키는 역할을 하는 것으로, 그 구체적인 구성은 도 4에 도시되어 있다.
도 4에서 보듯이, 동력발생유닛(500)은 제1 전자변(440)과 연결되어 작동유체가 유입되는 유입포트(511)와 작동유체가 배출되는 배출포트(512)가 각각 형성된 임펠러 하우징(510)과; 상기 임펠러 하우징(510)의 내부에 회전 가능하게 설치된 채 상기 유입포트(511)를 통해 고압상태로 유입되는 작동유체의 진행력에 의해 일방향으로 회전되는 임펠러(520)로 구성된다.
여기서, 상기 유입포트(511)의 임펠러 하우징(510)과의 접속단부에는 내경이 여타 부위보다 작아지는 협소부(511a)를 형성하여 작동유체의 유속을 빠르게 함으로써 임펠러(520)의 회전력을 보다 높일 수 있도록 하였다.
발전유닛(600)은 도 5에서와 같이, 상기 동력발생유닛(500)에 연결되어 동력발생유닛의 회전동력을 증폭시켜서 전기에너지를 발생시키는 역할을 한다.
발전유닛(600)은 상기 동력발생유닛(500)과 축 결합되는 구동기어(610), 상기 구동기어(610)에 비해 작은 직경의 종동기어(620) 및 상기 종동기어(620)의 축에 연결되는 교류발전기 또는 직류발전기(630)로 구성된다.
즉, 회전시 구동기어(610)보다 상대적으로 직경이 작은 작은 종동 기어(620)의 회전수가 증가하면서 회전동력이 증폭되는 것이다.
축전유닛(700)은 상기 발전유닛(600)의 직류발전기와 전기적으로 연결되어 발전유닛(600)으로부터 발생된 전기를 축전하는 역할을 한다. 이러한 축전유닛(700)에는 전기적인 에너지를 소모하는 부하들과 연결될 수 있다.
본 발명의 핵심 기술이라 할 수 있는 차량 선별 유닛(40)은 감지 센서(42)와 유압관(44)을 갖는 연결부 그리고 솔레노이드 밸브(46)로 구성되며, 여기에 제어부(450)를 포함한다.
상기 연결부는 유입관과 솔레노이드 밸브로 구성되고, 상기 유입관(44)은 상기 제1, 2 엑추에이터(420)(422)와 리저버 탱크(410)를 연결되는 구성이다. 즉 좌,우측 지지틀 각각에 설치된 제 1, 2 엑추에이터(420)(422)의 저면에 각각 연결되고, 타측은 리저버 탱크(410)에 연결되는 것이다.
한편, 상기 유입관(44)이 제 1, 2 엑추에이터(420)(422)와 리저버 탱크(410)를 연결하되, 엑추에이터에는 반드시 저면에 연결된다. 이는 소형 차량의 통과시 엑추에이터의 유체가 용이하게 빠져나가 소형차가 유체 압이 걸리지 않은 상태에서 쉽게 페달을 넘어갈 수 있도록 하기 위함이다.
상기 유입관(44)은 상기 바이패스라인(480) 및 유압 라인(470) 보다 상대적으로 직경이 큰 관체가 이용된다. 이 또한 소형 차량의 통과시 유체가 용이하게 배출되도록 하기 위함이다.
또한 상기 유입관(44)은 엑추에이터와 연결된 부근의 내측면이 스크류 형태로 제작되어 유체의 배출 시, 유체가 유입관의 내면을 따라 회오리 형태로 빠르게 빠져나가도록 한다.
상기 솔레노이드 밸브(46)는 상기 각각의 유입관(44) 모두에 설치되는 것으로, 여러 개의 솔레노이드 밸브(46a)로 구성되는 것은 당연한 것이며, 각각의 솔레노이드 밸브는 유입관을 폐쇄 혹은 개방하여 엑추에이터의 유체가 리저버 탱크로 유입되도록 하거나 혹은 어큐물레이터(430)로 유입되도록 한다.
상기 감지 센서(42)는 복수로 설치될 수 있다.
즉 도면과 같이, 차량이 진입하는 상부 패널의 진입 부위 양단 각각에 그리고, 본 발명의 발전 장치의 설치 위치에서 앞선 위치에 설치되어 차량을 선별한다.
감지 센서는 차량의 바퀴에 따라 혹은 차량의 종류를 판단하여 소형, 혹은 중·대형을 구분할 수 있다. 다른 한편으로 차량의 무게를 측정하는 방법도 있다.
첨부된 도 7은 본 발명의 다른 실시 예로, 상기 제어부(450)와 연계되는 CPU(60)를 구비하는 것이다. 이 CPU는 제어부와 통신 허브와 같은 무선 통신망으로 연결되어 제어부에서 엑추에이터를 동작시키는 출력 신호를 동시에 전송받아 차량의 이동대수 및 발전량을 모니터링할 수 있도록 한다.
이를 위해 상기 CPU는 터치 스크린을 포함하는 패널과 모니터를 구비하여 사용에 의해 조작될 수 있도록 함과 아울러, 모니터를 통해 통과한 차량의 대수, 발전량을 모니터링할 수 있도록 한다.
또한 상기 CPU는 야간 및 주간의 발전 비율, 발전에 따른 경제적인 비용 및 계절별로 유체 이동량을 산출하여, 유체의 보충 여부를 판단할 수 있도록 한다. 여기서 유체 이동량은 엑추에이터의 동작 횟수와 발전량을 비교하여 얻어질 수 있다.
물론 CPU에는 중앙처리장치가 구비되어 이들을 산출하고 데이터 베이스화 한다.
다른 한편으로, 상기 CPU는 상기 제1, 2 엑추에이터와 TCP/IP와 RS-485 혹은 불루투스로 등으로 직접 연결되어 그 동작을 직접 전송받을 수도 있다.
이와 같은 구성의 본 발명은 상기 감지센서(42)가 진입하는 차량을 감지하여 제어부(450)에 그 신호를 입력하면, 제어부는 입력된 신호에 따라 장치를 가동시킨다.
먼저, 입력된 신호가 중형 차량이면, 상기 제어부(450)는 상기 솔레노이드 밸브 중 하나를 폐쇄한다. 폐쇄되지 않은 엑추에이터는 페달에 눌려지면서 유체를 어큐물레이터(430) - 제1전자변(440) - 동력발생유닛(500)으로 공급되어 발전이 이루어지도록 하고, 개방된 엑추에이터는 유체를 하방에 연결된 유입관(44)을 통해 리저버 탱크(410)로 보낸다.
또한 차량이 통과하면, 엑추에이터(420)는 리턴 스프링에 의해 복원되고, 이때 리저버 탱크의 유체가 엑추에이터로 유입된다.
입력된 신호가 대형 차량이면, 제어부(450)는 솔레노이드 밸브(46)(46a) 모두를 폐쇄한다. 즉 엑추에이터(420)의 모든 유체가 어큐물레이터(430) - 제1전자변(440) - 동력발생유닛(500)으로 공급되어 발전이 이루어지도록 함으로써, 발전량을 증가시키는 것이다.
마지막으로 입력된 신호가 소형 차량인 경우 제어부(450)는 모든 솔레노이드 밸브(46)(46a)를 개방한다. 이 경우 소형 차량이 진입하여 페달을 누르면, 엑추에이터의 유체가 하방에 연결된 유입관(44)을 따라 이동하되, 이때 제어부(450)는 펌프(60)를 동작시켜 신속하게 리저버 탱크(410)로 유입시킴으로써, 소형 차량은 전혀 유체압을 받지 않으면서 쉽게 페달을 넘어갈 수 있는 것이다.
이상과 같이, 본 발명은 엑추에이터의 스트로크를 길게 구성하여 가압력을 증가시켜도, 중·대형 차량의 하중을 이용함으로써, 충분이 동작이 가능하고, 그에 따라 유체의 이동량 및 속도를 증가시켜 동력 발생 유닛에 공급되는 유체의 량 및 압력을 증가시킴으로써, 발전량이 크게 향상되는 것이다.
미설명부호 (800)은 리저버탱크(410)로 회수되는 작동유체에 포함된 이물질을 여과하기 위한 필터이다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 여기에 한정되는 것이 아니고, 특히 청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부된 도면의 범위 안에서 다양하게 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이것도 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
100 : 프레임부재 200 : 상부패널
300 : 페달 330 : 투명창
340 : 엘이디 모듈 400 : 유압유닛
450 : 제어부 451 : 타이머
500 : 동력발생유닛 600 : 발전유닛
700 : 축전유닛

Claims (3)

  1. 유체를 이동시켜 발전하는 차량 선별 기능을 갖는 차량 하중을 이용한 도로 매립형 발전장치로써,
    베이스판;
    상기 베이스판의 상면 좌우측에 설치되고, 사각 지지틀 형태로 내부에 설치 공간을 갖는 좌,우측 프레임 부재;
    상기 좌,우측 프레임 각각에 설치되며 차량의 통과시 힌지부를 중심으로 회동하는 페달;
    상기 좌,우측 프레임의 설치 공간 각각에 설치되고, 페달에 의해 가압되는 제 1 및 제2 엑추에이터;
    상기 엑추에이터에서 가압되어 공급되는 유체를 어큐물레이터와 제1전자변을 통해 동력발생유닛으로 공급하고, 동력발생유닛을 통과한 유체는 러저버 탱크로 유입시켜 다시 엑추에이터로 보내지도록 하는 유압 유닛;
    내부에 임펠러가 구비되어 상기 제 1전자변에서 공급된 유체가 이 임펠러를 회전시켜 회전력을 발생시키는 동력발생유닛;
    상기 동력발생유닛에 연결되는 기어로 구성되도록 하되, 상기 임펠러와 연결된 원동기어 보다 이 원동 기어와 맞물리는 종동기어를 작게 구성하여 회전력을 증가시켜 전기 에너지를 발생시키는 발전 유닛;
    상기 프레임부재의 설치공간 내에 설치되며, 상기 발전유닛에서 발생되는 전기에너지를 축전하는 축전유닛;
    상기 제 1, 2 엑추에이터와 리저버 탱크를 연결하는 유입관을 구비하고, 이 유입관 각각에 솔레노이드 밸브가 갖추어진 연결부;
    상기 프레임 부재에 근접되게 설치되며, 진입하는 차량을 감지하는 감지 센서로 구성된 감지부;
    상기 감지부의 신호에 따라 제어부가 솔레노이드 밸브를 제어하되, 감지 신호와 기 설정된 기준 값과 비교하여 소형, 중형, 대형으로 구분하여 판단하고, 소형 차량은 상기 솔레노이드 밸브를 모두를 개방하여 엑추에이터의 유체가 리저버 탱크로 유입되도록 하고, 중형 차량은 솔레노이드 밸브 중 어느 하나만 개방하여 개방된 유입관으로 한쪽은 리저버 탱크로 다른 한쪽은 어큐물레이터측으로 공급되어지도록 하여 발전이 이루어지도록 하며, 입력된 신호가 대형 차량이면, 모든 솔레노이드 밸브를 폐쇄하여 모든 유체가 발전에 이용되도록 하는 것을 특징으로 하는 차량 선별 기능을 갖는 차량 하중을 이용한 도로 매립형 발전장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 감지부의 감지센서는 2개로 구성되어 진입하는 차량을 감지하되, 소형, 중형, 대형으로 구분하여 제어부에 그 신호를 입력하고, 제어부는 입력된 신호에 따라 제1 및 제2엑추에이터를 선택적으로 동작시키는 것을 특징으로 하는 차량 선별 기능을 갖는 차량 하중을 이용한 도로 매립형 발전장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제어부에 무선통신망으로 CPU를 연결하되, 이 CPU는 조작 패널과 모니터를 구비하고, 제어부에서 출력 신호를 동시에 전송받아 차량의 이동량 및 그에 따른 발전량을 모니터링할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 차량 선별 기능을 갖는 차량 하중을 이용한 도로 매립형 발전장치.
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