KR101501747B1 - 엘리베이터 카고의 가이드 레일을 이용한 발전기 - Google Patents

엘리베이터 카고의 가이드 레일을 이용한 발전기 Download PDF

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KR101501747B1
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cargo
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성백섭
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조선대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은 엘리베이터 카고의 가이드 레일을 이용한 발전기에 관한 것으로서, 구조물의 승강로 벽면에 설치된 가이드레일을 따라 권상유닛에 의해 승하강하는 엘리베이터의 카고에 설치되는 것으로서, 카고의 승하강 동작에 의해 회전할 수 있도록 외주면이 상기 가이드레일에 접하도록 지지유닛에 의해 카고에 회전가능하게 지지되는 회전롤러와, 카고에 설치되어 인가되는 회전력을 통해 전기를 발생시키는 발전기와, 회전롤러에 발생된 회전력을 상기 발전기로 전달하는 회전력 전달부를 구비한다.
본 발명에 따른 엘리베이터 카고의 가이드 레일을 이용한 발전기는 엘리베이터 카고의 승하강 동작에 따라 발전기를 작동시켜 발전하여 엘리베이터가 소비하는 전력 중 일부를 공급하므로 엘리베이터를 유지하는 데 소용되는 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.

Description

엘리베이터 카고의 가이드 레일을 이용한 발전기{Generator use in guide rail for elevator}
본 발명은 엘리베이터 카고의 가이드 레일을 이용한 발전기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 엘리베이터 카고의 승하강 동작에 따라 발전기를 구동시켜 발전하는 엘리베이터 카고의 가이드 레일을 이용한 발전기에 관한 것이다.
일반적으로 엘리베이터는 건물에 설치되어 사람 및 화물을 수송하는 장치이다. 종래의 엘리베이터는 승객을 이동시키는 카고와, 이를 제어하는 제어반과, 카고를 주행시키는 권상유닛과, 카고의 승하강을 가이드할 수 있도록 구조물의 승강로 벽면에 설치된 가이드레일 및 상기 카고에 설치되어 상기 카고가 상기 가이드레일을 따라 승하강하도록 가이드하는 가이드 롤러가 마련된 가이드부를 구비한다.
상기 언급된 바와 같이 구성된 엘리베이터는 카고 내에 승객수에 따라 요구되는 전력량의 차이가 크고, 카고의 상승시에 비하여 하강시에는 카고의 하중이 작용하여 적은 전력으로 구동이 가능하나, 종래에는 안전 상의 이유로 상승 및 하강시 동일한 전력이 사용되도록 설정되어 있어 전력소모가 크다는 단점이 있다. 특히, 종래의 엘리베이터는 작동에 따라 자가 발전하여 소비 전력 중 일부를 충당할 수 발전수단이 마련되어 있지 않아 엘리베이터를 유지하는 데 있는 많은 유지비가 소요되는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 엘리베이터 카고의 승하강 동작에 따라 발전기를 작동시켜 발전하는 엘리베이터 카고의 가이드 레일을 이용한 발전기를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 엘리베이터 카고의 가이드 레일을 이용한 발전기는 구조물의 승강로 벽면에 설치된 가이드레일을 따라 권상유닛에 의해 승하강하는 엘리베이터의 카고에 설치되는 것으로서, 상기 카고의 승하강 동작에 의해 회전할 수 있도록 외주면이 상기 가이드레일에 접하도록 지지유닛에 의해 상기 카고에 회전가능하게 지지되는 회전롤러와, 상기 카고에 설치되어 인가되는 회전력을 통해 전기를 발생시키는 발전기와, 상기 회전롤러에 발생된 회전력을 상기 발전기로 전달하는 회전력 전달부;를 구비한다.
상기 지지유닛은 상기 카고에 고정되는 메인브라켓과, 상기 메인브라켓에 상기 가이드레일에 인접되는 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되며, 단부에 상기 회전롤러가 회전가능하게 설치되는 서브브라켓과, 상기 메인브라켓 및 서브브라켓 사이에 설치되어 상기 회전롤러가 상기 가이드레일에 밀착되도록 상기 서브브라켓이 상기 가이드레일에 인접되는 방향으로 슬라이딩되도록 탄성력을 제공하는 제1탄성부재를 구비하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 엘리베이터 카고의 가이드 레일을 이용한 발전기는 상기 가이드레일과 회전롤러 사이에 미끄럼이 발생되는 것을 방지할 수 있도록 상기 회전롤러의 외주면에 설치되어 상기 가이드레일과의 마찰력을 증가시키는 마찰부재를 더 구비한다.
한편, 본 발명에 따른 엘리베이터 카고의 가이드 레일을 이용한 발전기는 상기 회전롤러의 외주면에 설치되며, 상기 가이드레일로부터 상기 회전롤러가 이탈되는 것을 방지하기 위해 상기 회전롤러가 상기 가이드레일에 부착되어 회전할 수 있도록 자력을 갖는 부착자석를 더 구비할 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 엘리베이터 카고의 가이드 레일을 이용한 발전기는 상기 회전롤러의 외주면에 상기 회전롤러의 회전중심 방향으로 인입되게 형성된 장착홈에 설치되고, 상기 가이드레일에 접촉 시 상기 장착홈 내부로 인입되는 가압부재와, 상기 장착홈 내에 설치되어 상기 장착홈 내부로 인입되는 가압판에 의해 가압되어 전기를 발전하는 압전소자와, 상기 가압부재에 설치되어 상기 장착홈 내로 인입된 상기 가압부재가 상기 회전롤러의 외부로 인출되도록 탄성력을 제공하는 제2탄성부재를 구비할 수도 있다.
본 발명에 따른 엘리베이터 카고의 가이드 레일을 이용한 발전기는 엘리베이터 카고의 승하강 동작에 따라 발전기를 작동시켜 발전하여 엘리베이터가 소비하는 전력 중 일부를 공급하므로 엘리베이터를 유지하는 데 소용되는 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 엘리베이터 카고의 가이드 레일을 이용한 발전기가 설치된 엘리베이터에 대한 사시도이고,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 엘리베이터 카고의 가이드 레일을 이용한 발전기에 대한 사시도이고,
도 3은 도 2의 엘리베이터 카고의 가이드 레일을 이용한 발전기에 대한 단면도이고,
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 엘리베이터 카고의 가이드 레일을 이용한 발전기에 대한 사시도이고,
도 5은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 엘리베이터 카고의 가이드 레일을 이용한 발전기에 대한 시시도이고,
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 엘리베이터 카고의 가이드 레일을 이용한 발전기에 대한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 엘리베이터 카고의 가이드 레일을 이용한 발전기를 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 3에는 본 발명에 따른 엘리베이터 카고의 가이드 레일을 이용한 발전기(100)가 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 엘리베이터 카고의 가이드 레일을 이용한 발전기(100)는 구조물의 승강로 벽면에 설치된 가이드레일(102)을 따라 권상유닛(103)에 의해 승하강하는 엘리베이터의 카고(101)에 설치되는 것으로서, 상기 카고(101)의 승하강 동작에 의해 회전할 수 있도록 외주면이 상기 가이드레일(102)에 접하도록 지지유닛(200)에 의해 상기 카고(101)에 회전가능하게 지지되는 회전롤러(300)와,상기 카고(101)에 설치되어 인가되는 회전력을 통해 전기를 발생시키는 발전기(400)와, 상기 회전롤러(300)에 발생된 회전력을 상기 발전기(400)로 전달하는 회전력 전달부(500)를 구비한다.
지지유닛(200)은 카고(101)의 상면에 설치되는 메인브라켓(210)과, 메인브라켓(210)에 슬라이딩 가능하게 설치된 서브브라켓(220)과, 서브브라켓(220)이 메인브라켓(210)으로부터 멀어지도록 탄성력을 제공하는 제1탄성부재(230)를 구비한다.
메인브라켓(210)은 가이드레일(102)에 대향되는 위치의 카고(101) 상면에 설치되는 것으로 베이스 플레이트(211), 복수의 측면플레이트(212), 후방플레이트를 구비한다.
베이스 플레이트(211)는 소정의 두께를 갖는 판형으로 형성되며, 가이드레일(102)에 대향되는 카고(101)의 상면 가장자리에 고정되다. 베이스 플레이트(211)는 가이드레일(102)의 길이방향에 대해 직교하는 방향으로 연장형성된다. 베이스 플레이트(211)의 중앙부 상면에는 상방으로 이탈방지돌기(214)가 돌출형성되어 있다.
측면플레이트(212)들은 베이스 플레이트(211)의 연장방향으로 연장된 중심선을 기준으로 상호 대향되는 베이스 플레이트(211)의 양측단부에 상방으로 각각 연장형성된다. 측면플레이트(212)들의 상단부에는 측면플레이트(212)들 사이로 삽입된 서브브라켓(220)이 이탈되는 것을 방지할 수 있도록 이탈방지판(215)이 형성되어 있다. 이탈방지판(215)은 상호 인접되는 방향으로 소정거리 연장형성된다.
후방플레이트는 가이드레일(102)에 인접한 베이스 플레이트(211)의 일단부의 반대편인 베이스 플레이트(211)의 타단부에 상방으로 연장형성되어 측면플레이트(212)들의 타단부를 폐쇄한다.
서브브라켓(220)은 메인브라켓(210)의 측면플레이트(212)들 사이에 삽입되어 가이드레일(102)에 인접되는 방향으로 슬라이딩되는 것으로서, 메인플레이트(221), 복수의 지지플레이트(222) 및 폐쇄판(223)을 구비한다.
메인플레이트(221)는 측면플레이트(212)들 사이에 삽입될 수 있도록 측면플레이트(212)들 사이의 이격거리에 대응되는 폭을 갖고, 베이스 플레이트(211)의 연장방향과 나란하게 연장형성된다. 메인플레이트(221)는 중심부에 상기 이탈방지돌기(214)가 삽입될 수 있도록 관통홈이 형성되되, 상기 관통홈은 베이스 플레이트(211)의 연장방향과 나란하게 소정길이 연장된다. 상기 이탈방지돌기(214)에 의해 상기 메인플레이트(221)는 메인플레이트(221)로부터 이탈되는 것이 방지된다.
지지플레이트(222)들은 메인플레이트(221)의 연장방향으로 연장된 중심선을 기준으로 상호 대향되는 메인플레이트(221)의 양측단부에 상방으로 각각 연장형성된다. 이때, 가이드레일(102)에 인접한 지지플레이트(222)들의 일단부는 메인플레이트(221)보다 가이드레일(102)에 인접되는 방향으로 돌출되게 형성되는 것이 바람직하다. 폐쇄판(223)은 메인플레이트(221)의 타단부에 상방으로 연장형성되어 지지플레이트(222)들 사이공가의 타단부를 폐쇄한다.
제1탄성부재(230)는 양단이 각각 후방플레이트와 폐쇄판(223)에 각각 고정되어 서브브라켓(220)이 가이드레일(102)에 인접되는 방향으로 이동되도록 탄성력을 제공하는 것으로 코일 스프링인 것이 바람직하다.
회전롤러(300)는 양단이 각각 서브브라켓(220)의 지지플레이트(222) 일단부에 회전가능하게 지지되며, 롤러본체(310) 및 복수의 이탈방지휠(311)을 구비한다.
롤러본체(310)는 외주면이 가이드레일(102)에 접하도록 소정의 반경을 갖는 원판형으로 형성되며, 가이드레일(102)의 폭에 대응되는 폭으로 형성된다. 이탈방지휠(311)은 롤러본체(310)의 양단부에 형성되며, 롤러본체(310)의 외경보다 더 큰 외경을 갖도록 형성된다. 이탈방지휠(311)은 롤러본체(310)가 가이드레일(102)에 접할 시 내측면이 가이드레일(102)의 양측면에 접하여 롤러본체(310)가 가이드레일(102)로부터 이탈되는 것이 방지된다.
발전기(400)는 지지유닛(200)에 인접된 위치의 카고(101) 상면에 설치되어 회전력 전달부(500)를 통해 전달된 회전력에 의해 발전한다. 도면에 도시되진 않았지만, 발전기(400)를 통해 발생된 전기는 엘리베이터용 전력 케이블에 설치된 전력선을 통해 축전지에 공급된다. 축전지에 축전된 전기는 엘리베이터의 권상유닛(103) 또는 엘리베이터 내부의 전자기기에 공급된다.
회전력 전달부(500)는 회전롤러(300)의 회전축에 체결된 구동풀리(501)와, 발전기(400)의 회전축에 설치된 피동풀리(502)와, 구동풀리(501) 및 피동풀리(502)를 연결하는 연결벨트(503)를 구비한다.
권상유닛(103)에 의해 엘리베이터의 카고(101)가 승하강하면 회전롤러(300)는 가이드레일(102)에 접촉하여 회전한다. 회전롤러(300)의 회전력은 회전력 전달부(500)에 의해 발전기(400)로 전달되고, 발전기(400)는 회전력 전달부(500)로부터 전달된 회전력을 통해 발전한다. 발전기(400)를 통해 발전된 전기는 축전지에 충전되어 엘리베이터의 권상유닛(103) 또는 엘리베이터 내부의 전자기기에 공급된다.
상기 언급된 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 엘리베이터 카고의 가이드 레일을 이용한 발전기(100)는 엘리베이터 카고(101)의 승하강 동작에 따라 발전기(400)를 작동시켜 발전하여 엘리베이터가 소비하는 전력 중 일부를 공급하므로 엘리베이터를 유지하는 데 소용되는 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.
한편, 도 4에는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 엘리베이터 카고의 가이드 레일을 이용한 발전기(600)가 도시되어 있다.
앞서 도시된 도면에서와 동일한 기능을 하는 요소는 동일 참조부호로 표기한다.
도면을 참조하면, 엘리베이터 카고의 가이드 레일을 이용한 발전기(600)는 가이드레일(102)과 회전롤러(300) 사이에 미끄럼이 발생되는 것을 방지할 수 있도록 회전롤러(300)의 외주면에 설치되어 가이드레일(102)과의 마찰력을 증가시키는 마찰부재(601)를 더 구비한다. 마찰부재(601)는 회전롤러(300)의 롤러본체(310) 외주면에 원주방향을 따라 환형으로 형성되며, 마찰력을 증대시키기 위해 고무소재로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 언급된 바와 같이 구성된 마찰부재(601)에 의해 가이드레일(102)에 대한 마찰력이 증가되어 미끄럼이 발생되는 것이 방지되어 회전롤러(300)에 대한 발전효율이 향상된는 장점이 있다.
한편, 도 5에는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 엘리베이터 카고의 가이드 레일을 이용한 발전기(700)가 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 엘리베이터 카고의 가이드 레일을 이용한 발전기(700)는 상기 회전롤러(300)의 외주면에 설치되며, 상기 가이드레일(102)로부터 상기 회전롤러(300)가 이탈되는 것을 방지하기 위해 상기 회전롤러(300)가 상기 가이드레일(102)에 부착되어 회전할 수 있도록 자력을 갖는 부착자석(711)을 더 구비한다.
상기 부착자석(711)은 다수개가 회전롤러(300)의 롤러본체(310) 외주면에 회전롤러(300)의 회전중심으로 인입되게 형성된 설치홈들에 각각 설치된다. 상기 설치홈홈들은 롤러본체(310)의 원주방향을 따라 상호 이격되게 형성되며, 롤러본체(310)의 폭방향으로 나란하게 연장된다. 상기 부착자석(711)은 롤러본체(310)의 외주면에 대해 돌출되지 않도록 상기 설치홈의 깊이 이하의 높이로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 부착자석(711)에 의해 롤러본체(310)는 가이드레일(102)에 부착되므로 회전롤러(300)가 가이드레일(102)로부터 이탈되는 것이 방지된다.
한편, 도 6에는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 엘리베이터 카고의 가이드 레일을 이용한 발전기(800)가 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 엘리베이터 카고의 가이드 레일을 이용한 발전기(800)는 회전롤러(300) 및 가이롤러 사이의 접촉력에 의해 발전하는 보조발전부(810)를 더 구비한다.
보조발전부(810)는 상기 회전롤러(300)의 외주면에 상기 회전롤러(300)의 회전중심 방향으로 인입되게 형성된 장착홈(821)에 설치되고, 상기 가이드레일(102)에 접촉 시 상기 장착홈(821) 내부로 인입되는 다수의 가압부재(820)와, 상기 장착홈(821) 내에 설치되어 상기 장착홈(821) 내부로 인입되는 가압판에 의해 가압되어 전기를 발전하는 압전소자(830)와, 상기 가압부재(820)에 설치되어 상기 장착홈(821) 내로 인입된 상기 가압부재(820)가 상기 회전롤러(300)의 외부로 인출되도록 탄성력을 제공하는 제2탄성부재(840)를 구비한다.
이때, 상기 장착홈(821)은 다수개가 롤러본체(310)의 원주방향을 따라 상호 이격되게 형성되며, 롤러본체(310)의 폭방향으로 나란하게 연장된다.
가압부재(820)는 다수개가 장착홈(821)들에 각각 삽입되며, 롤러본체(310)의 폭에 대응되는 길이로 연장되며, 중앙부분에서 양측으로 갈수록 두께가 얇아지도록 외측면은 곡면으로 형성하고 하단 면은 평평하게 형성된다. 장착홈(821)의 내측면과 접촉하는 가압부재(820)의 외측면은 장착홈(821)의 내측면에 슬라이딩되어 입출 할 수 있도록 내구성이 강한 소재의 물질로 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.
압전소자(830)는 가압부재(820) 하부의 장착홈(821)에 고정설치되고, 구름판으로부터 압력을 전달받을 수 있는 전달부재(822)를 더 구비할 수 있지만, 이와는 다르게 전달부재(822)가 없는 경우 압전소자(830)를 상방으로 이동하여 설치할 수 있다.
제2탄성부재(840)는 가압부재(820)의 하부에 설치되는 스프링(841)과, 스프링(841)을 지지하는 지지봉(842)이 고정되고, 지지봉(842)의 일부가 삽입될 수 있는 원통형의 함체(843)를 장착홈(821)의 바닥면에 고정함으로써 장착홈(821) 내부로 인입된 가압부재(820)를 상부로 밀어올린다.
회전롤러(300)의 회전시 가압부재(820)가 가이드레일(102)에 접하면 가압부재(820)는 장착홈(821) 내로 인입되고, 인입되는 가압부재(820)에 의해 압전소자(830)에 가압력에 인가되고, 상기 가압력에 의해 압전소자(830)는 발전한다. 발생된 전기는 엘리베이터용 전력 케이블에 설치된 전력선을 통해 축전지에 공급되고, 엘리베이터의 권상유닛(103) 또는 엘리베이터 내부의 전자기기에 공급된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
100: 엘리베이터 카고의 가이드 레일을 이용한 발전기
101: 카고
102: 가이드레일
200: 지지유닛
210: 메인브라켓
220: 서브브라켓
230: 제1탄성부재
300: 회전롤러
310: 롤러본체
311: 이탈방지휠
400: 발전기
500: 회전력 전달부
501: 구동풀리
502: 피동풀리
503: 연결벨트

Claims (5)

  1. 구조물의 승강로 벽면에 설치된 가이드레일을 따라 권상유닛에 의해 승하강하는 엘리베이터의 카고에 설치되는 것으로서, 상기 카고의 승하강 동작에 의해 회전할 수 있도록 외주면이 상기 가이드레일에 접하도록 지지유닛에 의해 상기 카고에 회전가능하게 지지되는 회전롤러와;
    상기 카고에 설치되어 인가되는 회전력을 통해 전기를 발생시키는 발전기와;
    상기 회전롤러에 발생된 회전력을 상기 발전기로 전달하는 회전력 전달부와;
    상기 회전롤러의 외주면에 상기 회전롤러의 회전중심 방향으로 인입되게 형성된 장착홈에 설치되고, 상기 가이드레일에 접촉 시 상기 장착홈 내부로 인입되는 가압부재와;
    상기 장착홈 내에 설치되어 상기 장착홈 내부로 인입되는 가압판에 의해 가압되어 전기를 발전하는 압전소자와;
    상기 가압부재에 설치되어 상기 장착홈 내로 인입된 상기 가압부재가 상기 회전롤러의 외부로 인출되도록 탄성력을 제공하는 제2탄성부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 카고의 가이드 레일을 이용한 발전기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지유닛은
    상기 카고에 고정되는 메인브라켓과,
    상기 메인브라켓에 상기 가이드레일에 인접되는 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되며, 단부에 상기 회전롤러가 회전가능하게 설치되는 서브브라켓과,
    상기 메인브라켓 및 서브브라켓 사이에 설치되어 상기 회전롤러가 상기 가이드레일에 밀착되도록 상기 서브브라켓이 상기 가이드레일에 인접되는 방향으로 슬라이딩되도록 탄성력을 제공하는 제1탄성부재를 구비하는 것을 특징으로 엘리베이터 카고의 가이드 레일을 이용한 발전기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 가이드레일과 회전롤러 사이에 미끄럼이 발생되는 것을 방지할 수 있도록 상기 회전롤러의 외주면에 설치되어 상기 가이드레일과의 마찰력을 증가시키는 마찰부재;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 카고의 가이드 레일을 이용한 발전기.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 회전롤러의 외주면에 설치되며, 상기 가이드레일로부터 상기 회전롤러가 이탈되는 것을 방지하기 위해 상기 회전롤러가 상기 가이드레일에 부착되어 회전할 수 있도록 자력을 갖는 부착자석;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 카고의 가이드 레일을 이용한 발전기.
  5. 삭제
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