KR101457090B1 - 풍력 및 태양광 컨트롤러 - Google Patents

풍력 및 태양광 컨트롤러 Download PDF

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KR101457090B1 KR1020140014016A KR20140014016A KR101457090B1 KR 101457090 B1 KR101457090 B1 KR 101457090B1 KR 1020140014016 A KR1020140014016 A KR 1020140014016A KR 20140014016 A KR20140014016 A KR 20140014016A KR 101457090 B1 KR101457090 B1 KR 101457090B1
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Abstract

본 발명은 풍력 및 태양광 컨트롤러에 관한 것으로, 가로등에 부설된 풍력발전기와 태양광발전기를 통해 생성된 전력을 가로등의 전등 또는 축전지에 변환하여 공급하는 풍력 및 태양광 컨트롤러에 있어서, 사출금형을 통해 합성수지로 제작되며, 상측이 개방되어 PCB를 수용하는 수용부를 갖는 케이스와; 상기 풍력발전기 및 태양광발전기의 전력을 상기 가로등 또는 축전지에 각각 변환 및 공급을 제어하는 PCB와; 상기 케이스와 PCB 사이에 구비되며, 상기 PCB에서 발생하는 열이 상기 케이스의 외부로 방출되도록 상기 케이스의 외부로 노출되는 방열핀을 갖는 알루미늄 재질의 방열판과; 상기 케이스의 내부에 수용된 PCB에 빗물이 스며들지 않도록 상기 케이스의 내부에 주입되어 상기 PCB를 방수하는 에폭시 몰드를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 풍력 및 태양광 컨트롤러를 제공한다.
상기와 같이 구성된 본 발명을 제공함으로써, 종래 알루미늄 재질의 케이스로 이루어진 컨트롤러에 비해 제작 공정이 감소함은 물론 제조원가를 절감하고, 상기 방열판을 통해 상기 PCB에서 발생하는 열을 효율적으로 방출함에 따라 상기 PCB에 내장되어 대기의 온도를 감지하는 온도센서의 오작동을 방지하는 효과가 있다.

Description

풍력 및 태양광 컨트롤러{Wind and solar street light controller}
본 발명은 풍력 및 태양광 컨트롤러에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 가로등 또는 보안등에 부설된 풍력발전기와 태양광발전기를 통해 생성된 전력을 가로등의 전등 또는 축전지에 공급할 수 있도록 제어하는 PCB(인쇄 회로 기판: printed circuit board)와, 사출금형을 통해 합성수지로 제작되어 상기 PCB를 수용하는 케이스와. 상기 케이스와 PCB 사이에 구비되며, 상기 케이스의 외부로 노출되는 방열핀을 갖는 알루미늄 재질의 방열판으로 구성함으로써, 종래 알루미늄 재질의 케이스로 이루어진 컨트롤러에 비해 제작 공정이 감소함은 물론 제조원가를 절감하고, 상기 방열판을 통해 상기 PCB에서 발생하는 열을 효율적으로 방출함에 따라 상기 PCB에 내장되어 대기의 온도를 감지하는 온도센서의 오작동을 방지하는 효과를 갖는 풍력 및 태양광 컨트롤러에 관한 것이다.
일반적으로 풍력발전기(20) 및 태양광발전기(30)가 부설된 가로등(10)은 가로등(10)의 전등(50) 또는 축전지(40)에 각각 상기 풍력발전기(20) 및 태양광발전기(30)에서 생성되는 전력의 변환 및 공급을 제어하는 풍력 및 태양광 컨트롤러(60)가 필수적으로 구비된다.
더불어, 상기한 가로등(10)의 구성하는 각 구성품의 수명으로 태양전지는 15년 ~ 20년, 풍력 및 태양광 컨트롤러는 5년, 축전지의 경우 납계열 축전지는 약 3년, 리튬계열의 축전지는 10년 ~ 15년, 전등은 약 5년이므로 전체적으로 관련된 부품의 내구성이 5년 이상 가지고 있어야 한다.
따라서, PCB를 담는 케이스는 에폭시 몰드가 가능하도록 상부를 제외한 밀폐되 용기 형태로 제작되었다.
그러나 중국산 저가 풍력 및 태양광 컨트롤러의 경우 대다수가 에폭시 몰드를 하지 않아 그 제품의 내구성이 3년 이내로 침수로 인한 고장 자주 발생하는 문제가 있다.
상기한 풍력 및 태양광 컨트롤러에 대하여 등록특허공보 제10-0970158호(충전단자함이 구비된 가로등)과, 등록특허공보 제10-1051353호(풍력 및 태양광 가로등의 전원제어장치 및 전원제어방법)가 제안된바 있다.
상기한 종래 구성 중 풍력 및 태양광 컨트롤러(60)는 눈, 비, 바람, 먼지 등 악조건의 환경에 노출되어 있으므로 내부에 구비된 PCB 기판이 습기에 노출되므로 방수처리를 위한 목적으로 에폭시 몰드를 통해 코팅 처리하는 한다.
여기서, 상기 케이스(61)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 PCB(62)에서 발생하는 열을 방열하기 위하여 알루미늄 재질로 압출 성형 된 'ㄷ'자형 채널(61a)과 브라켓(61b)을 결합하여 함체 모양으로 형성하고, 그 내부에 상기 PCB(62) 수용하고 에폭시 몰드를 타설하여 방수처리 함과 아울러, 상판(63)을 덮어 마감하여 제작된다.
그러나 종래 풍력 및 태양광 컨트롤러(60)의 케이스(61)는 알루미늄 재질의 채널(61a)과 브라켓(61b)을 각각 압출 성형한 후 추가로 조립해야 하는 과정을 거처 케이스(61)를 제작해야 하며, 이에 따라 투입되는 원자재는 물론 제조원가가 상승되는 문제점이 있다.
또한, 종래 가로등(10)의 풍력 및 태양광 컨트롤러(60)는 상기 케이스(61)의 내부에 상기 PCB(62)가 내장되어 구성된 상태이므로 상기 PCB(62)의 열을 상기 케이스(61)가 방열한다 하더라도 상기 케이스(61)에 의해 에폭시 몰드의 온도가 상승하여 상기 PCB(62)에 내장되어 외부온도를 감지하는 온도센서(62a)가 외부온도를 감지하지 않고 제품 자체의 온도를 감지하여 오작동을 일으켜 과전압을 공급하거나 축전지(40)가 원활하게 충전되지 못하여 전등(50) 또는 축전지(40)의 수명이 단축되거나 제품이 손상되는 단점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 가로등 또는 보안등에 부설된 풍력발전기와 태양광발전기를 통해 생성된 전력을 가로등의 전등 또는 축전지에 공급할 수 있도록 제어하는 PCB와, 사출금형을 통해 합성수지로 제작되어 상기 PCB를 수용하는 케이스와. 상기 케이스와 PCB 사이에 구비되며, 상기 케이스의 외부로 노출되는 방열핀을 갖는 알루미늄 재질의 방열판으로 구성함으로써, 종래 알루미늄 재질의 케이스로 이루어진 컨트롤러에 비해 제작 공정이 감소함은 물론 제조원가를 절감하고, 상기 방열판을 통해 상기 PCB에서 발생하는 열을 효율적으로 방출함에 따라 상기 PCB에 내장되어 대기의 온도를 감지하는 온도센서의 오작동을 방지하는 풍력 및 태양광 컨트롤러를 제공하는데 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 가로등에 부설된 풍력발전기와 태양광발전기를 통해 생성된 전력을 가로등의 전등 또는 축전지에 변환하여 공급하는 풍력 및 태양광 컨트롤러에 있어서, 사출금형을 통해 합성수지로 제작되며, 상측이 개방되어 PCB를 수용하는 수용부를 갖는 케이스와; 상기 풍력발전기 및 태양광발전기의 전력을 상기 가로등 또는 축전지에 각각 변환 및 공급을 제어하는 PCB와; 상기 케이스와 PCB 사이에 구비되며, 상기 PCB에서 발생하는 열이 상기 케이스의 외부로 방출되도록 상기 케이스의 외부로 노출되는 방열핀을 갖는 알루미늄 재질의 방열판과; 상기 케이스의 내부에 수용된 PCB에 빗물이 스며들지 않도록 상기 케이스의 내부에 주입되어 상기 PCB를 방수하는 에폭시 몰드를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 풍력 및 태양광 컨트롤러를 제공한다.
상기와 같이 구성된 본 발명을 제공함으로써, 종래 알루미늄 재질의 케이스로 이루어진 컨트롤러에 비해 제작 공정이 감소함은 물론 제조원가를 절감하고, 상기 방열판을 통해 상기 PCB에서 발생하는 열을 효율적으로 방출함에 따라 상기 PCB에 내장되어 대기의 온도를 감지하는 온도센서의 오작동을 방지하는 효과가 있다.
도 1은 종래에 따른 풍력 및 태양광 컨트롤러의 분해상태 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 풍력 및 태양광 컨트롤러의 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 풍력 및 태양광 컨트롤러의 분해상태 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 풍력 및 태양광 컨트롤러의 단면구성도.
도 5는 본 발명에 따른 풍력 및 태양광 컨트롤러의 다른 실시예 단면구성도.
도 6은 본 발명에 따른 풍력 및 태양광 컨트롤러가 내장되는 가로등의 구성도.
이하, 본 발명에 대해 첨부된 도면을 참조하여 구체적인 실시예를 통해 구성을 상세히 설명한다.
본 발명은 도 6에 도시된 바와 같이, 도로를 따라 간격을 두고 설치되는 가로등(10) 또는 안전등에 전력을 공급할 수 있도록 풍력발전기(20) 및 태양광발전기(30)(solar-cell; 일명 태양전지라 함.)가 부설되어 풍력에너지와 태양광에너지를 통해 전력을 생산하고, 상기 가로등(10)의 전등(50)에 전력을 공급하여 점등시키거나 가로등(10)의 축전지(40)에 전력을 공급하여 충전시키기 위해 풍력 및 태양광 컨트롤러(100)가 필수적으로 필요하다.
상기 풍력 및 태양광 컨트롤러(100)는 상기 풍력발전기(20) 및 태양광발전기(30)를 통해 생성된 전력을 눈, 비, 주변의 밝기 등 외부환경에 따라 상기 전등(50) 또는 축전지(40)에 안정적으로 공급하기 위해 전기량을 변환시켜주는 장치이다.
도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 풍력 및 태양광 컨트롤러(100)는 사출금형을 통해 합성수지로 제작되며, 상측이 개방되어 PCB를 수용하는 수용부(111)를 갖는 케이스(110)와; 상기 풍력발전기(20) 및 태양광발전기(30)의 전력을 상기 가로등(10) 또는 축전지(40)에 각각 변환 및 공급을 제어하는 PCB(120)와; 상기 케이스(110)와 PCB(120) 사이에 구비되며, 상기 PCB(120)에서 발생하는 열이 상기 케이스(110)의 외부로 방출되도록 상기 케이스(110)의 외부로 노출되는 방열핀(131)을 갖는 알루미늄 재질의 방열판(130)과; 상기 케이스(110)의 내부에 수용된 PCB(120)에 빗물이 스며들지 않도록 상기 케이스(110)의 내부에 주입되어 상기 PCB(120)를 방수하는 에폭시 몰드(140)를 포함하여 구성된다.
상기 케이스(110)는 장방형 함체로 이루어져 상측이 개방되어 내부에 수용부(111)가 형성되고, 양측 상단에는 상기 수용부(111)를 덮는 상판(150)이 체결나사로 고정되도록 다수의 결합홈(113)이 형성되며, 양단부 하측에는 상기 가로등(10)에 체결할 수 있도록 복수의 체결공(114a)이 형성된 고정판(114)이 길이방향으로 연장 형성된 것으로 사출금형을 통해 사출 성형 된다.
여기서, 상기 수용부(111) 하단에는 상기 PCB(120)에 발생하는 열을 전달받은 방열판(130)이 상기 케이스(110)로부터 이격되도록 다수의 제1이격돌기(112)가 더 돌출 형성된다.
이때, 상기 제1이격돌기(112)에는 상기 방열판(130)에 형성된 결합공(133)을 통해 삽입되어 상기 방열판(130)이 상기 수용부(111)의 내부에 고정설치되도록 결합돌기(112a)가 돌출 형성된다.
또한, 상기 방열판(130)은 상기 케이스(110)의 측벽(115)을 따라 상기 방열핀(131)이 상기 케이스(110)의 외부로 노출되도록 상기 방열판(130)의 일측을 'ㄷ'자 형상으로 절곡하여 상기 측벽(115)에 안착되는 안착부(134)을 형성한다.
이때, 상기 측벽(115)의 상단에는 상기 방열판(130)의 안착부(134)에 대응하여 상기 방열판(130)의 일부가 상기 케이스(110)의 외부로 노출되도록 절개부(116)가 형성되는 것이 바람직하다.
더불어, 상기 방열판(130)에는 상기 수용부(111)에 타설되는 에폭시 몰드(140)가 수용부(111)의 구석구석에 스며들 수 있도록 함과 아울러, 경화된 에폭시 몰드(140)에 의해 상기 케이스(110)에 상기 방열판(130)이 일체로 고정되도록 다수의 방열공(136)이 더 형성된다.
한편, 상기 방열핀(131)은 도 7에 도시된 바와 같이, 방열면적을 넓게 하여 방열효과가 상승될 수 있도록 사인파형, 삼각파형, 직사각파형, 가지형 중 어느 한가지로 형상으로 변형될 수 있다.
그리고 상기 PCB(120)는 상기 풍력발전기(20) 및 태양광발전기(30)를 통해 생성된 전력을 상기 전등(50) 또는 축전지(40)에 공급하기 위한 연결단자(121)와; 시간별로 전등(50)에 전력을 공급하기 위한 타이머스위치(122)와; 작업자가 임의로 조작하는 작동스위치(123)와; 외부환경의 온도를 감지하는 온도센서(124)와; 상기 연결단자(121)를 통해 원활하게 전력이 공급되는지 여부를 육안으로 확인할 수 있는 표시램프(125)와; 공급되는 전력을 상기 전등(50) 또는 축전지(40)에 맞게 변환하는 변환기(126) 등 각종 부품이 장착된다.
이때, 상기 상판(150)에는 상기 PCB(120)의 각종 부품을 사용자가 용이하게 작동시킬 수 있도록 상기 부품들에 대응하는 관통공(151)이 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 도 5에 의하면, 상기 방열판(130)은 상기 케이스(110)에 노출되는 방열핀(131)이 상기 케이스(110)의 일측에 노출된 싱글형(130a) 또는 상기 케이스(110)의 양측에 노출된 더블형(130b) 중 어느 한 가지가 선택적으로 형성된다.
따라서, 상기 PCB(120)의 발열량이 많은 경우 상기 더블형(130b)을 통해 적절하게 PCB(120)의 과열을 방지할 수 있다.
한편, 도 5에 의하면, 상기 방열판(130)의 하단에는 상기 PCB(120)에 발생하는 열을 전달받은 방열판(130)이 상기 케이스(110)로부터 이격되도록 다수의 제2이격돌기(132)가 더 돌출 형성된다.
따라서, 상기 제1이격돌기(112) 및 제2이격돌기(132)를 통해 상기 방열판(130)과 상기 케이스(110)가 서로 이격되어 상기 방열판(130)의 열이 상기 케이스(110)에 전달되지 않도록 함으로써, 상기 케이스(110)가 상기 방열판(130)의 열에 의해 소실되는 것을 방지할 수 있다.
이때, 상기 케이스(110)의 수용부(111)에는 상기 방열판(130)이 수용부(111)에서 유동되지 않도록 상기 제2이격돌기(132)가 안착되는 안착홈(117)이 더 형성된다.
상기와 같이, 구성된 본 발명에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 구체적인 작용 및 작동을 상세히 설명한다.
도 3에 의하면, 상기 케이스(110)의 수용부(111)에 상기 방열판(130)을 삽입하되, 상기 방열판(130)의 결합공(133)이 상기 케이스(110)의 제1이격돌기(112)에 위치시킴과 동시에 상기 방열판(130)의 안착부(134)이 상기 케이스(110)의 측벽(115)에 형성된 절개부(116)에 안착시켜 상기 방열판(130)이 상기 케이스(110)에 국자형태로 걸쳐지게 함으로써, 상기 방열판(130)의 방열핀(131)이 상기 케이스(110)의 외부로 노출되게 설치하고,
상기 제1이격돌기(112)의 결합돌기(112a)가 상기 방열판(130)의 결합공(133)에 끼움결합된다.
다음으로, 상기 PCB(120)를 상기 방열판(130)의 상부에 안착시키되, 상기 PCB(120)의 저면에 형성된 변환기(126)가 상기 방열판(130)에 접촉되게 하여 상기 케이스(110)의 수용부(111)에 삽입한다.
다음으로, 상기 방열판(130)과 PCB(120)가 수용된 상기 케이스(110)의 수용부(111)에 에폭시 몰드(140)를 주입하되 상기 PCB(120)의 패널까지 잠기게 한 후 상기 에폭시 몰드(140)를 경화시킴으로써, 방수 및 방진 처리를 완료한다.
그리고 상기 케이스(110)의 상부에 상기 상판(150)을 덮은 후 체결나사를 통해 상기 상판(150)으로 상기 수용부(111)를 마감함과 아울러, 상기 상판에 형성된 관통공(151)을 통해 상기 PCB(120)의 상부에 형성된 연결단자(121), 타이머스위치(122), 작동스위치(123) 온도센서(124) 및 표시램프(125)가 외부로 노출되어 조작이 용이하도록 한다.
따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기와 같은 작업을 통해 풍력 및 태양광 컨트롤러(100)를 제작한다.
이와 같이, 구성된 풍력 및 태양광 컨트롤러(100)를 상기 가로등(10)의 내부 또는 외부에 설치하되, 상기 케이스(110)의 고정판(114)에 형성된 체결공(114a)을 통해 체결나사로 고정설치한다.
상기와 같이 구성된 본 발명을 제공함으로써, 종래 알루미늄 재질의 케이스로 이루어진 컨트롤러에 비해 제작 공정이 감소함은 물론 제조원가를 절감하고, 상기 방열판을 통해 상기 PCB에서 발생하는 열을 효율적으로 방출함에 따라 상기 PCB에 내장되어 대기의 온도를 감지하는 온도센서의 오작동을 방지하는 효과가 있다.
이상에 설명한 본 명세서 및 청구범위에 사용되는 용어 및 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 본 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 도면 및 실시 예에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
10: 가로등 20: 풍력발전기
30: 태양광발전기 40: 축전지
50: 전등 100: 풍력 및 태양광 컨트롤러
110: 케이스 112: 제1이격돌기
120: PCB 126: 변환기
130: 방열판 131: 방열핀
132: 제2이격돌기 140: 에폭시 몰드
150: 상판

Claims (6)

  1. 가로등(10)에 부설된 풍력발전기(20)와 태양광발전기(30)를 통해 생성된 전력을 가로등(10)의 전등(50) 또는 축전지(40)에 변환하여 공급하는 풍력 및 태양광 컨트롤러에 있어서,
    사출금형을 통해 합성수지로 제작되며, 상측이 개방되어 PCB를 수용하는 수용부(111)를 갖는 케이스(110)와;
    상기 풍력발전기(20) 및 태양광발전기(30)의 전력을 상기 가로등(10) 또는 축전지(40)에 각각 변환 및 공급을 제어하는 PCB(120)와;
    상기 케이스(110)와 PCB(120) 사이에 구비되며, 상기 PCB(120)에서 발생하는 열이 상기 케이스(110)의 외부로 방출되도록 상기 케이스(110)의 외부로 노출되는 다수의 방열핀(131)을 갖는 알루미늄 재질의 방열판(130)과;
    상기 케이스(110)의 내부에 수용된 PCB(120)에 빗물이 스며들지 않도록 상기 케이스(110)의 내부에 주입되어 상기 PCB(120)를 방수하는 에폭시 몰드(140)를 포함하여 구성되며,
    상기 방열판(130)이 상기 케이스(110)로부터 이격되도록 상기 케이스(110)의 하단에 수용부(111) 측으로 다수의 제1이격돌기(112)가 더 돌출 형성되거나, 상기 방열판(130)의 하단에 하측으로 다수의 제2이격돌기(132)가 더 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 풍력 및 태양광 컨트롤러.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 방열판(130)은 상기 케이스(110)에 노출되는 방열핀(131)이 상기 케이스(110)의 일측에 노출된 싱글형(130a) 또는 상기 케이스(110)의 양측에 노출된 더블형(130b) 중 어느 한 가지가 선택적으로 형성된 것을 특징으로 하는 풍력 및 태양광 컨트롤러.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 방열판(130)에는 상기 수용부(111)에 타설되는 에폭시 몰드(140)가 수용부(111)의 구석구석에 스며들 수 있도록 함과 아울러, 방열면적을 넓게 형성되며, 경화된 에폭시 몰드(140)에 의해 상기 케이스(110)에 상기 방열판(130)이 일체로 고정되도록 다수의 방열공(136)이 더 형성된 것을 특징으로 하는 풍력 및 태양광 컨트롤러.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 방열핀(131)은 방열면적을 넓게 할 수 있도록 사인파형, 삼각파형, 직사각파형, 가지형 중 어느 한가지로 형성된 것을 특징으로 하는 풍력 및 태양광 컨트롤러.
  5. 삭제
  6. 삭제
KR1020140014016A 2014-02-07 2014-02-07 풍력 및 태양광 컨트롤러 KR101457090B1 (ko)

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