KR102154957B1 - Solar /wind power hybrid generator set and smart farm system including the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자연력을 이용한 발전효율을 극대화할 수 있는 태양열과 풍력 하이브리드 발전 장치를 포함하는 스마트팜 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a smart farm system including a solar and wind hybrid power generation device capable of maximizing power generation efficiency using natural power.
일반적으로 널리 사용되는 화석에너지는 그 양이 한정되어 있으므로 언젠가는 고갈되고, 여러 오염물질을 배출하기 때문에 대부분의 국가에서는 이를 대체하여 사용할 수 있는 대체에너지를 개발하고 있는 실정이다. 화석에 너지를 대체할 수 있는 에너지원으로는 조수 간만의 차를 이용하여 에너지를 얻는 조력, 바람의 힘을 이용하여 에너지를 얻는 풍력, 태양의 열이나 빛을 이용한 태양에너지 등이 있고, 이러한 자연력을 이용한 발전 시스템에 대한 관심이 높아지고 있으며, 이와 관련된 다양한 기술이 개발되고 있다.Since the amount of fossil energy that is generally widely used is limited, someday it is depleted and discharges various pollutants, so most countries are developing alternative energy that can be used instead. As energy sources that can replace fossil energy, there are tidal power to obtain energy by using the difference between tide and tide, wind power to obtain energy by using wind power, and solar energy using heat or light from the sun. Interest in the power generation system using the is increasing, and various technologies related thereto are being developed.
이러한 자연력을 이용한 발전시스템 중 하나로 태양열을 이용한 발전장치가 있다.One of the power generation systems using such natural power is a power generation device using solar heat.
태양열 발전 장치는 다른 발전에 비해 대기오염, 소음, 발열, 진동 등의 공해가 전혀 없는 청정에너지로서, 연료의 수송 및 발전설비의 유지관리가 거의 불필요하며, 설치장소의 선택, 설비규모를 자유롭게 할 수 있으며, 장치의 수명이 길고 설치공사가 쉽다는 이점이 있다.Compared to other power generation systems, solar power generation devices are clean energy with no pollution such as air pollution, noise, heat, vibration, etc., and transportation of fuel and maintenance of power generation facilities are almost unnecessary, and the selection of installation location and facility scale are free. It has the advantage that the life of the device is long and the installation work is easy.
한국공개특허 제2006-0070125호는 베이스와; 상기 베이스의 상부에 연결되어, 태양광을 반사하는 파라볼라경과; 상기 파라볼라경의 상부 중앙에 이격설치되고, 파라볼라경의 면적 보다 작은 면적으로 형성되어, 평면상 파라볼라경의 중앙부에 위치하며, 파라볼라경에서 반사되는 태양광을 집광하는 동시에, 전기에너지로 변환시키는 솔라셀과; 상기 파라볼라경을 태양의 이동에 따라 하부를 중심으로 회전시키는 태양열추종기와; 상기 솔라셀에서 생성되는 전기의 전압을 조정하는 전압조정기 및; 상기 전압조정기로부터 전압이 조정된 전기를 공급받아서 축전시키는 축전기;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 파라볼라경이 태양광을 집광하여 솔라셀에 집중시켜서 공급하므로, 고가의 솔라셀을 소형으로 제조하여 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 솔라셀의 면적에 비하여 전기생산효율도 향상시킬 수 있는 효과가 있는 태양열 발전기를 제시하였다.Korean Patent Application Publication No. 2006-0070125 includes a base; A parabolic path connected to the upper part of the base and reflecting sunlight; A solar cell that is spaced apart from the upper center of the parabolic mirror, is formed in an area smaller than the area of the parabolic mirror, is located at the center of the parabolic mirror in a plan view, and condenses sunlight reflected from the parabolic mirror and converts it into electric energy; A solar tracker rotating the parabolic mirror around a lower portion according to the movement of the sun; A voltage regulator for adjusting the voltage of electricity generated by the solar cell; And a capacitor that receives and stores electricity whose voltage is adjusted from the voltage regulator. Therefore, since the parabolic mirror condenses sunlight and supplies it to the solar cell, it is possible to manufacture and use an expensive solar cell in a small size, as well as to improve the electricity production efficiency compared to the area of the cell. Presented a generator.
그러나 종래기술은 자연력 중에 태양열만 이용하여 발전을 수행함으로써, 발전 효율이 최소화되는 문제점이 있었다.However, the prior art has a problem in that power generation efficiency is minimized by performing power generation using only solar heat among natural forces.
따라서 상술한 문제점을 해결하기 위한 다양한 기술의 개발이 필요한 실정이다.Therefore, there is a need to develop various technologies to solve the above-described problems.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 풍력, 자연 발생하는 증기압, 태양열로 집광한 태양열, 그리고 증기발전기를 기준으로 온도차로 상승하는 상승기류 때문에 발생하는 차가운 하강기류(대류)를 모두 이용하여 발전을 수행함으로써, 발전 효율을 극대화할 수 있는 태양열/풍력 하이브리드 발전 장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention has been conceived to solve the above problems, and an object of the present invention is a cold downdraft caused by wind power, naturally occurring vapor pressure, solar heat condensed by solar heat, and an upward airflow rising with a temperature difference based on the steam generator. It is to provide a solar/wind hybrid power generation device capable of maximizing power generation efficiency by performing power generation using all of (convection).
또한, 본 발명의 다른 목적은 발전에 의해 생성된 전력을 주택, 축사, 버티컬팜으로 용이하게 공급할 수 있고 주택, 축사, 버티컬팜에서 나오는 부산물과 폐기물을 다시 연료와 비료로 재활용 할 수 있는 스마트팜 시스템을 제공하기 위한 것이다.In addition, another object of the present invention is a smart farm that can easily supply electricity generated by power generation to houses, livestock houses, vertical farms, and recycle by-products and wastes from houses, livestock houses, and vertical farms again as fuel and fertilizer. It is to provide a system.
상기 목적을 달성하기 위한 수단으로,As a means to achieve the above object,
본 발명은 축사, 버티컬팜, 주택을 포함하는 에너지수요부와; 축사, 버티컬팜, 주택에서 이송된 폐기물과 유기물을 발효하여 메탄과 이산화탄소를 생성하는 혐기부와, 상기 혐기부에서 이송된 메탄과 이산화탄소를 각각 분리하는 분리부와, 상기 분리부에서 분리된 메탄과 이산화탄소가 각각 저장되는 메탄저장부 및 이산화탄소저장부를 포함하는 부생가스생성부와; 상기 에너지수요부로 태양열과 풍력을 이용하여 발전한 전력을 공급하는 태양열 및 풍력 하이브리드 발전 장치와; 상기 에너지수요부로 태양광을 이용하여 발전한 전력을 공급하는 태양광 발전 장치와; 상기 태양열 및 풍력 하이브리드 발전 장치와 태양광 발전 장치에서 발생한 폐열을 상기 혐기부로 전달하는 폐열공급부와; 상기 부생가스생성부 출력단에 설치되며, 부생가스생성부로부터 유해가스를 전달받아 태우기 위한 유해공기 버너부를 포함하여 구성함이 특징이다.The present invention includes a livestock house, vertical farm, and energy demand including a house; An anaerobic unit for generating methane and carbon dioxide by fermenting wastes and organic matter transferred from a livestock house, vertical farm, and a house, a separation unit for separating each of the methane and carbon dioxide transferred from the anaerobic unit, and methane separated by the separation unit A by-product gas generation unit including a methane storage unit and a carbon dioxide storage unit each storing carbon dioxide; A solar and wind hybrid power generation device that supplies power generated by using solar heat and wind power to the energy demanding unit; A photovoltaic device for supplying power generated by using sunlight to the energy demanding unit; A waste heat supply unit for transferring waste heat generated from the solar and wind hybrid power generation device and the solar power generation device to the anaerobic unit; It is installed at the output end of the by-product gas generation unit, characterized in that it comprises a harmful air burner unit for receiving and burning harmful gas from the by-product gas generation unit.
또한, 상기 유해공기 버너부는, 불꽃방전 전기 공급용 스위칭 수단(2221)과; 불꽃방전 전기 공급용 스위칭 수단(2221)에 장착되어 불꽃방전을 자동으로 재점화 시키기 위한 불꽃방전 재점화 스위칭 수단(2222)과; 상기 불꽃방전 재점화 스위칭 수단(2222)에 연결되어 불꽃방전 재점화를 위한 신호를 출력하는 불꽃방전 재점화 회로부(2223)가 설치되어 이루어지는 것이 특징이다.In addition, the harmful air burner unit includes: a switching means (2221) for supplying spark discharge electricity; A spark discharge re-ignition switching means (2222) for automatically re-igniting the spark discharge by being mounted on the spark discharge electricity supply switching means (2221); The spark discharge
또한, 상기 불꽃방전 재점화 스위치 수단(2222)은, 상기 불꽃방전 전기 공급용 스위칭 수단(2221)의 테두리면에 설치되어 불꽃방전 전기 공급용 스위칭 수단(2221)이 회전하면 동시에 회전하는 피니언 기어(2222a)와; 상기 피니언 기어(2222a)의 회전에 의해서 수평으로 슬라이딩 이동하도록 원기둥 또는 사각기둥 형상이며 피니언 기어(2222a)와 접촉면에 랙기어(2222e)가 형성되어 이루어지는 제 1 슬라이딩 이송부재(2222b)와; 상기 제 1 슬라이딩 이송부재(2222b)의 내측에 결합되며 제 1 슬라이딩 이송부재(2222b)가 움직이면 이에 연동하여 움직이면서 불꽃방전 재점화 회로부(2223)를 스위칭 시키는 제 2 슬라이딩 이송부재(2222c)와; 상기 제 1 슬라이딩 이송부재(2222b)의 끝단과 제 2 슬라이딩 이송부재(2222b)의 시작단에 각각 접속되며 불꽃방전 재점화 회로부(2223)의 스위칭 상태를 유지시키는 역할을 하는 인장 스프링(2222d)을 포함하여 이루어짐이 특징이다.In addition, the spark discharge re-ignition switch means 2222 is installed on the edge surface of the spark discharge electricity supply switching means 2221, and the pinion gear rotates simultaneously when the spark discharge electricity supply switching means 2221 rotates ( 2222a); A first sliding transfer member (2222b) formed by forming a rack gear (2222e) on a contact surface of the pinion gear (2222a) and the shape of a cylinder or square to move horizontally by rotation of the pinion gear (2222a); A second sliding transfer member (2222c) that is coupled to the inner side of the first sliding transfer member (2222b) and moves in conjunction with the first sliding transfer member (2222b) to switch the spark discharge re-ignition circuit unit (2223); A
또한, 상기 불꽃방전 재점화 회로부(2223)는, 12볼트 리듐전지, 차량용 축전지 또는 일반용 전지를 다수개 직렬 연결하여 필요한 전압을 공급하기 위해 설치되는 직류 전원부(2101)와; 상기 직류 전원부에 일단이 연결되고, 불꽃방전 재점화 스위칭 수단이 회전될때 스위칭되어 온이 되는 불꽃방전 재점화 스위치(2102)와; 상기 불꽃방전 재점화 스위치가 온 되면 전기가 공급되어 승압된 교류 전류를 출력하는 발진 승압 회로부(2103)와; 상기 발진 승압 회로부의 출력단에 연결되어 전기적 공급에 의해서 온 되는 방전 전극 전기 공급용 스위칭부(2108)와; 상기 방전 전극 전기 공급용 스위칭부의 출력단에 설치되며 고압을 발생시키는 고압 승압 회로부(2107)와; 상기 고압 승압 회로부에 의해서 공급되는 고압의 전원이 연결되어 이루어지는 고압 방전 간격제(2113a, 2113b)와; 상기 고압 방전 간격제에 의해서 제공된 전원을 이용하여 방전이 이루어지면서 점화시켜 불꽃이 타오르도록 유도하는 방전 전극(2114)과; 상기 방전 전극과 베이스단이 연결되고 에미터단 및 콜렉터단이 발진 트랜스 및 방전 전극 점화용 스위칭부에 연결되며, 공간부에 불꽃이 발생되면 열전자에 의해서 폐회로를 형성하면서 스위칭되어 방전 전극 전기 공급용 스위칭부로 향하는 전원을 차단시켜 방전 전극이 점화되는 것을 차단하고, 외부 바람이나 습기에 의해서 불꽃방전 불꽃이 꺼지면 열전자의 소멸로 인하여 폐회로가 깨지면서 스위칭이 오프되고 이에 따라 방전 전극 전기 공급용 스위칭부로 향하는 전원을 온 시켜 방전 전극이 점화되도록 유도하는 기능을 하는 방전 전극 차단용 스위칭부(2118)를 포함하여 구성함이 특징이다.In addition, the spark discharge re-ignition
또한, 상기 제 2 슬라이딩 이송부재의 표면에 설치되어 제 2 슬라이딩 이송부재의 훼손을 감지하기 위한 제 2 슬라이딩 이송부재 훼손 감지수단(1)과; 상기 제 2 슬라이딩 이송부재 훼손감지 수단(1)의 양쪽 접점을 연결하는 폐쇄형 라인으로 설치하며, 제 2 슬라이딩 이송부재가 훼손될시에 폐쇄형 라인이 끊어지게 되고, 이에 따라 제 2 슬라이딩 이송부재의 훼손을 확인하여 경보신호를 외부에 출력하여 제 2 슬라이딩 이송부재의 교체를 유도하는 도체(2)와; 상기 제 2 슬라이딩 이송부재 훼손 감지수단으로부터 제 2 슬라이딩 이송부재의 훼손이 감지하게 되면 소정의 전원을 인가받아 경보신호를 발생하는 경보발생수단(3)과; 상기 제 2 슬라이딩 이송부재가 도체의 균열을 감지함에따라 소정의 전원전압을 인가받아 스위칭되고 상기 경보발생수단으로 소정의 전원전압을 공급하는 상기 전류구동제어부(4)를 더 포함하여 구성함이 특징이다.In addition, the second sliding transfer member damage detection means (1) is installed on the surface of the second sliding transfer member for detecting damage to the second sliding transfer member; It is installed as a closed line connecting both contacts of the second sliding transfer member damage detecting means (1), and when the second sliding transfer member is damaged, the closed line is cut off, and accordingly, the second sliding transfer member A conductor (2) for inducing replacement of the second sliding transfer member by checking the damage of the motor and outputting an alarm signal to the outside; An alarm generating means (3) for generating an alarm signal by receiving a predetermined power when the second sliding transfer member damage detection means detects damage to the second sliding transfer member; As the second sliding transfer member detects a crack in the conductor, the current
또한, 상기 전류구동제어부(4)는, 상기 제 2 슬라이딩 이송부재가 단락됨에 따라 소정의 전원전압을 공급받아 스위칭되고 전류통로를 형성하는 제 1 전자접촉수단(5) 및; 상기 제 1 스위치수단이 도통함에 따라 소정의 전류를 인가받아 스위칭되고 상기 경보발생수단으로 전류통로를 형성하는 제 2 전자접촉수단(6)으로 구성된 것이 특징이다.In addition, the current drive control unit (4), as the second sliding transfer member is short-circuited, receiving a predetermined power supply voltage is switched to form a current path and the first electronic contact means (5); It is characterized by comprising a second electromagnetic contact means (6) for switching by receiving a predetermined current as the first switch means conducts and forming a current path to the alarm generating means.
도 1은 본 발명에 따른 스마트팜 시스템을 나타낸 개략도
도 2는 본 발명에 따른 부생가스생성부를 나타낸 블록구성도
도 3은 본 발명의 유해공기 제거를 위한 불꽃방전 구성 블록도.
도 4는 본 발명의 불꽃방전 회로의 불꽃방전 전기 공급용 스위칭 수단 제 1 동작도.
도 5는 본 발명의 불꽃방전 회로의 불꽃방전 전기 공급용 스위칭 수단 제 2 동작도.
도 6은 본 발명의 불꽃방전 회로의 불꽃방전 전기 공급용 스위칭 수단 제 3 동작도.
도 7은 본 발명의 제 2 슬라이딩 이송부재 훼손 감지수단 구성도.1 is a schematic diagram showing a smart farm system according to the present invention
Figure 2 is a block diagram showing a by-product gas generation unit according to the present invention
Figure 3 is a block diagram of a flame discharge configuration for removing harmful air of the present invention.
4 is a first operation diagram of a switching means for supplying spark discharge electricity of the spark discharge circuit of the present invention.
5 is a second operation diagram of a switching means for supplying spark discharge electricity of the spark discharge circuit of the present invention.
6 is a third operation diagram of a switching means for supplying spark discharge electricity of the spark discharge circuit of the present invention.
Figure 7 is a second sliding transfer member damage detection means configuration of the present invention.
이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 방법 중에서 바람직한 실시 방법에 대한 것이며, 본 발명이 하기의 도면과 설명만으로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the operating principle of a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and description. However, the drawings and the description to be described below are for a preferred implementation method among various methods for effectively describing the features of the present invention, and the present invention is not limited to the following drawings and description.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 발명에서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In addition, in the following description of the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of users or operators. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout the present invention.
또한, 이하 실시되는 본 발명의 바람직한 실시예는 본 발명을 이루는 기술적 구성요소를 효율적으로 설명하기 위해 각각의 시스템 기능구성에 이미 구비되어 있거나, 또는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 구비되는 시스템 기능구성은 가능한 생략하고, 본 발명을 위해 추가적으로 구비되어야 하는 기능구성을 위주로 설명한다.In addition, a preferred embodiment of the present invention to be implemented below is already provided in each system function configuration in order to efficiently describe the technical components constituting the present invention, or system functions commonly provided in the technical field to which the present invention belongs. The configuration will be omitted as much as possible, and a functional configuration that should be additionally provided for the present invention will be mainly described.
만약 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 하기에 도시하지 않고 생략된 기능구성 중에서 종래에 이미 사용되고 있는 구성요소의 기능을 용이하게 이해할 수 있을 것이며, 또한 상기와 같이 생략된 구성요소와 본 발명을 위해 추가된 구성요소 사이의 관계도 명백하게 이해할 수 있을 것이다.If one of ordinary skill in the art to which the present invention pertains, among the functional configurations not shown below and omitted, the functions of the components already used in the past will be easily understood, and the configurations omitted as described above. The relationship between the elements and the elements added for the present invention will also be clearly understood.
또한, 이하 실시예는 본 발명의 핵심적인 기술적 특징을 효율적으로 설명하기 위해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명백하게 이해할 수 있도록 용어를 적절하게 변형하여 사용할 것이나, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 결코 아니다.In addition, in the following embodiments, terms will be appropriately modified and used so that those of ordinary skill in the art can clearly understand the key technical features of the present invention in order to efficiently describe the core technical features of the present invention. It is by no means limited.
결과적으로, 본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하 실시예는 진보적인 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 하나의 수단일 뿐이다.As a result, the technical idea of the present invention is determined by the claims, and the following embodiments are one means for efficiently explaining the technical idea of the present invention to those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. It is only.
또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시 예들 뿐만 아니라 특정 실시 예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다. 또한 이러한 균등물들은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 소자를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.In addition, it is to be understood that all detailed descriptions listing specific embodiments as well as principles, aspects and embodiments of the present invention are intended to include structural and functional equivalents of these matters. It should also be understood that these equivalents include not only currently known equivalents, but also equivalents to be developed in the future, that is, all devices invented to perform the same function regardless of structure.
따라서, 예를 들어, 본 명세서의 블럭도는 본 발명의 원리를 구체화하는 예시적인 회로의 개념적인 관점을 나타내는 것으로 이해되어야 한다. 이와 유사하게, 모든 흐름도, 상태 변환도, 의사 코드 등은 컴퓨터가 판독 가능한 매체에 실질적으로 나타낼 수 있고 컴퓨터 또는 프로세서가 명백히 도시되었는지 여부를 불문하고 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 수행되는 다양한 프로세스를 나타내는 것으로 이해되어야 한다.Thus, for example, the block diagrams herein are to be understood as representing a conceptual perspective of exemplary circuits embodying the principles of the invention. Similarly, all flowcharts, state transition diagrams, pseudocodes, etc. are understood to represent various processes performed by a computer or processor, whether or not the computer or processor is clearly depicted and that can be represented substantially in a computer-readable medium. Should be.
프로세서 또는 이와 유사한 개념으로 표시된 기능 블럭을 포함하는 도면에 도시된 다양한 소자의 기능은 전용 하드웨어뿐만 아니라 적절한 소프트웨어와 관련하여 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어의 사용으로 제공될 수 있다. 프로세서에 의해 제공될 때, 상기 기능은 단일 전용 프로세서, 단일 공유 프로세서 또는 복수의 개별적 프로세서에 의해 제공될 수 있고, 이들 중 일부는 공유될 수 있다.The functions of the various elements shown in the figures, including a processor or functional block represented by a similar concept, may be provided by the use of dedicated hardware as well as hardware having the ability to execute software in association with appropriate software. When provided by a processor, the function may be provided by a single dedicated processor, a single shared processor, or a plurality of individual processors, some of which may be shared.
또한 프로세서, 제어 또는 이와 유사한 개념으로 제시되는 용어의 명확한 사용은 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어를 배타적으로 인용하여 해석되어서는 아니되고, 제한 없이 디지털 신호 프로세서(DSP) 하드웨어, 소프트웨어를 저장하기 위한 롬(ROM), 램(RAM) 및 비 휘발성 메모리를 암시적으로 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 주지관용의 다른 하드웨어도 포함될 수 있다.In addition, the explicit use of terms presented as processor, control, or similar concepts should not be interpreted exclusively by referring to hardware capable of executing software, and without limitation, digital signal processor (DSP) hardware, ROM for storing software. It should be understood to implicitly include (ROM), RAM, and non-volatile memory. Other commonly used hardware may also be included.
본 명세서의 청구범위에서, 상세한 설명에 기재된 기능을 수행하기 위한 수단으로 표현된 구성요소는 예를 들어 상기 기능을 수행하는 회로 소자의 조합 또는 펌웨어/마이크로 코드 등을 포함하는 모든 형식의 소프트웨어를 포함하는 기능을 수행하는 모든 방법을 포함하는 것으로 의도되었으며, 상기 기능을 수행하도록 상기 소프트웨어를 실행하기 위한 적절한 회로와 결합된다. 이러한 청구범위에 의해 정의되는 본 발명은 다양하게 열거된 수단에 의해 제공되는 기능들이 결합되고 청구항이 요구하는 방식과 결합되기 때문에 상기 기능을 제공할 수 있는 어떠한 수단도 본 명세서로부터 파악되는 것과 균등한 것으로 이해되어야 한다.In the claims of the present specification, components expressed as means for performing the functions described in the detailed description include all types of software including, for example, a combination of circuit elements or firmware/microcode that perform the functions described above. It is intended to include all methods of performing a function to perform the function, and is combined with suitable circuitry for executing the software to perform the function. Since the invention defined by these claims is combined with the functions provided by the various enumerated means and combined with the manner required by the claims, any means capable of providing the above functions are equivalent to those conceived from this specification. It should be understood as.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.The above-described objects, features, and advantages will become more apparent through the following detailed description in connection with the accompanying drawings, whereby those of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains can easily implement the technical idea of the present invention. There will be. In addition, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.
본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다.Before describing various embodiments of the present invention in detail, it will be appreciated that the application is not limited to the details of configurations and arrangements of elements described in the following detailed description or illustrated in the drawings. The present invention may be implemented and practiced in different embodiments and may be performed in various ways. Also, the device or element orientation (eg "front", "back", "up", "down", "top", "bottom" The expressions and predicates used herein with respect to terms such as ", "left", "right", "lateral"), etc. are used only to simplify the description of the present invention, and related devices Or you may find that the element simply indicates or does not mean that it should have a specific orientation.
도 1은 본 발명에 따른 스마트팜 시스템을 나타낸 개략도1 is a schematic diagram showing a smart farm system according to the present invention
도 2는 본 발명에 따른 부생가스생성부를 나타낸 블록구성도Figure 2 is a block diagram showing a by-product gas generation unit according to the present invention
도 3은 본 발명의 유해공기 제거를 위한 불꽃방전 구성 블록도.Figure 3 is a block diagram of a flame discharge configuration for removing harmful air of the present invention.
도 4는 본 발명의 불꽃방전 회로의 불꽃방전 전기 공급용 스위칭 수단 제 1 동작도.4 is a first operation diagram of a switching means for supplying spark discharge electricity of the spark discharge circuit of the present invention.
도 5는 본 발명의 불꽃방전 회로의 불꽃방전 전기 공급용 스위칭 수단 제 2 동작도.5 is a second operation diagram of a switching means for supplying spark discharge electricity of the spark discharge circuit of the present invention.
도 6은 본 발명의 불꽃방전 회로의 불꽃방전 전기 공급용 스위칭 수단 제 3 동작도.6 is a third operation diagram of a switching means for supplying spark discharge electricity of the spark discharge circuit of the present invention.
도 7은 본 발명의 제 2 슬라이딩 이송부재 훼손 감지수단 구성도로서,7 is a configuration diagram of a second sliding transfer member damage detection means of the present invention,
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스마트팜 시스템(1000)은 에너지수요부, 부생가스생성부(300), 폐열공급부(400), 태양열 및 풍력 하이브리드 발전 장치(100), 태양광 발전 장치(500)를 포함한다.As shown in Figure 1, the
상기 에너지수요부는 전기에너지와 열에너지가 필요한 지점으로, 축사(210), 버티컬팜(220), 주택(230)을 포함한다. 이 때, 축사(210)는 가축이 사육되며, 버티컬팜(220)은 각층에 농장이 설치된, 트러스 구조물로 지지하고 외벽을 이산화탄소나 아르곤가스가 충진된 투명한 사각풍선같은 구조의 단열제로 단열하는 비닐하우스 또는 온실을 나타내는 것이며, 주택(230)은 사용자가 거주함으로써, 인분과 비료를 포함하는 폐기물과 유기물이 발생한다.The energy demanding unit is a point where electric energy and thermal energy are required, and includes a
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 부생가스생성부(300)는 축사(210), 버티컬팜(220), 주택(230)에서 발생하는 폐기물과 유기물을 에너지로 재활용하려는 것으로, 혐기부(310), 분리부(320), 메탄저장부(340) 및 이산화탄소저장부(330)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the by-product
상기 혐기부(310)는 축사(210), 버티컬팜(220), 주택(230)에서 이송된 폐기물과 유기물을 발효하여 메탄과 이산화탄소를 생성하는 일종의 반응조이다. 이 때, 상기 혐기부(310)에는 상기 폐기물과 유기물의 발효를 촉진하기 위한 발효제가 저장될 수 있다.The
상기 분리부(320)는 상기 혐기부(310)에서 이송된 메탄과 이산화탄소를 각각 분리하는 일종의 반응조로서, 메탄과 이산화탄소의 분리를 위한 활성탄 촉매 또는 물과 압력으로 이산화탄소를 제거하는 장치가 설치될 수 있다.The separating
상기 메탄저장부(340) 및 이산화탄소저장부(330)는 상기 분리부(320)에서 분리된 메탄과 이산화탄소가 각각 저장되는 일종의 저장용기이다.The
상기 태양열 및 풍력 하이브리드 발전 장치(100)는 상기 에너지수요부로 태양열과 풍력을 이용하여 발전한 전력을 공급한다.The solar and wind hybrid
상기 태양광 발전 장치(500)는 상기 에너지수요부로 태양광을 이용하여 발전한 전력을 공급한다. 이 때, 상기 태양광 발전 장치(500)는 태양광 패널을 이용하여 발전한다. The
상기 폐열공급부(400)는 상기 태양열 및 풍력 하이브리드 발전 장치(100)와 태양광 발전 장치(500)에서 발생한 폐열을 상기 혐기부(310)로 전달하여, 상기 혐기부(310)에서 폐기물과 유기물의 발효가 좀 더 촉진되게 한다. 또한, 상기 폐열공급부(400)는 상기 태양열 및 풍력 하이브리드 발전 장치(100)와 태양광 발전 장치(500)에서 발생한 폐열을 상기 에너지수요부로도 전달할 수 있다.The waste
이에 따라, 본 발명에 따른 스마트팜 시스템(1000)은 태양열 및 풍력 하이브리드 발전 장치(100)와 태양광 발전 장치(500)의 발전에 의해 생성된 전력을 주택(230), 축사(210), 버티컬팜(220)으로 용이하게 공급할 수 있고 부생가스생성부(300)를 이용하여 주택(230), 축사(210), 버티컬팜에서 나오는 부산물과 폐기물을 다시 연료와 비료로 재활용 할 수 있는 장점이 있다.Accordingly, the
또한, 상기 부생가스생성부(300)는 슬러지처리부(350), 폐수처리부(360), 이끼생산부(370)를 더 포함할 수 있다.In addition, the by-product
상기 슬러지처리부(350)는 상기 혐기부(310)의 폐기물과 유기물에서 메탄과 이산화탄소를 생성하고 남은 슬러지를 상기 버티컬팜(220)에 퇴비로 공급하거나 펠릿으로 가공한다. 여기에서 펠릿은 연료로 사용될 수 있다.The
상기 폐수처리부(360)는 상기 혐기부(310)의 폐기물과 유기물에서 메탄과 이산화탄소를 생성하고 남은 폐수를 폭기하여 액비를 생성한다.The
상기 이끼생산부(370)는 상기 폐수처리부(360)에서 이송된 액비와 이산화탄소보관부에서 이송된 이산화탄소가 비료로 사용되는 이끼가 저장된다. 이 때, 상기 이끼를 이용하여 바이오디젤 또는 에탄올을 생산할 수 있다.The
또한, 상기 부생가스생성부 출력단에는 유해가스를 태우기 위한 유해공기 버너부(2000)를 더 설치하여 이루어지며, 상기 유해공기 버너부에서는 불꽃방전에 의해서 불꽃 점화시킴으로서 유해물질을 태워 없애는 역할을 한다.In addition, a harmful
상기 유해공기 버너부(2000)의 불꽃방전 전기 공급용 스위칭 수단(2221)에 불꽃방전 재점화 스위칭 수단(2222)을 더 장착하여 구성하고, 상기 불꽃방전 재점화 스위칭 수단(2222)에는 불꽃방전 재점화를 위한 불꽃방전 재점화 회로부(2223)가 접점되도록 설치되고, 상기 불꽃방전 재점화 회로부(2223)의 끝단은 전기 출력단에 연결되어 이루어진다.The flame discharge re-ignition switching means (2222) is further mounted to the switching means (2221) for supplying spark discharge electricity of the harmful air burner unit (2000), and the spark discharge re-ignition switching means (2222) includes a spark discharge material. A spark discharge
즉, 본 발명은 불꽃방전 전기 공급용 스위칭 수단(2221)을 작동시킬때 불꽃방전 재점화 스위칭 수단(2222)이 동시에 작동되며, 이에 따라 초기 불꽃방전을 점화시키고, 이후 불꽃방전이 외부의 바람이나 습기의 요인에 의해서 꺼지게 되면 불꽃방전 재점화 스위칭 수단(2222)에 연동된 불꽃방전 재점화 회로부(2223)가 작동하여 불꽃방전을 재점화시켜 불꽃방전이 꺼지는 것을 방지하게 되는 것이다.That is, in the present invention, when the switching means 2221 for supplying spark discharge electricity is operated, the spark discharge re-ignition switching means 2222 is operated at the same time, and accordingly, the initial spark discharge is ignited, and then the spark discharge is caused by external wind or If it is turned off due to moisture, the flame discharge
즉, 불꽃방전 전기 공급용 스위칭 수단(2221)을 회전시키게 되면 불꽃방전 재점화 스위칭 수단(2222)이 동시에 회전하면서 불꽃방전 재점화 회로부(2223)를 온 시키게 되고, 이에 따라 불꽃방전 재점화 회로부(2223)의 출력단에 연결된 방전 전극이 점화되면서 전기를 점화시키게 된다. 방전 전극에 의해서 점화되면 방전 전극에 제공되는 전원이 오프되어 더이상 방전이 이루어지지 않는다.That is, when the switching means 2221 for supplying spark discharge electricity is rotated, the spark discharge re-ignition switching means 2222 simultaneously rotates to turn on the spark discharge
그리고, 이때 불꽃방전 재점화 스위칭 수단(2222)이 스위칭 상태를 유지하기 때문에 불꽃방전 재점화 회로부(2223)는 계속 작동상태를 유지하고 있으며, 이에 따라 외부 바람이나 습기의 요인에 의해서 불꽃방전의 불꽃이 꺼지게 되면 불꽃방전 재점화 회로부(2223)가 자동으로 작동하여 다시 방전 전극을 점화시켜 불꽃방전을 점화시키게 되어 불꽃방전에 의한 불꽃이 계속적으로 유지된다.And, at this time, since the spark discharge re-ignition switching means 2222 maintains the switching state, the spark discharge
도면에서 미설명부호 2201은 전원 공급부이고, 2210은 전원 공급 조절부이며, 2220은 전원공급 라인이다. 이때 불꽃방전 전기 공급용 스위칭 수단(2221)을 회전시키게 되면 불꽃방전을 위한 전기가 공급되어 불꽃방전 불꽃이 발생된다.In the drawings,
본 발명은 상기 불꽃방전 전기 공급용 스위칭 수단(2221)에 불꽃방전 재점화 스위칭 수단(2222)이 결합되어 있어서 불꽃방전 전기 공급용 스위칭 수단(2221)을 가동시키면 동시에 불꽃방전 재점화 스위칭 수단(2222)이 작동되면서 불꽃방전 재점화 회로부(2223)를 스위칭 시키는 것이 주요한 특징이다.In the present invention, the spark discharge re-ignition switching means (2222) is coupled to the spark discharge electricity supply switching means (2221), and the spark discharge re-ignition switching means (2222) is activated when the spark discharge electricity supply switching means (2221) is operated. The main feature is to switch the spark discharge
즉, 본 발명은 불꽃방전 전기 공급용 스위칭 수단(2221)을 작동시키게 되면 불꽃방전 재점화 스위칭 수단이 작동되면서 불꽃방전 재점화 회로부(2223)를 기계적으로 터치하여 작동시키게 되는 것이다.That is, in the present invention, when the switching means 2221 for supplying spark discharge electricity is operated, the spark discharge re-ignition switching means is operated by mechanically touching the spark discharge
본 발명의 불꽃방전 재점화 스위칭 수단(2222)은, 피니언 기어(2222a)와, 제 1 슬라이딩 이송부재(2222b)와, 제 2 슬라이딩 이송부재(2222c)와, 인장 스프링(2222d)으로 구성한다.The spark discharge re-ignition switching means 2222 of the present invention includes a
상기 피니언 기어(2222a)는 불꽃방전 전기 공급용 스위칭 수단(2221)의 테두리면에 설치되어 불꽃방전 전기 공급용 스위칭 수단(2221)이 회전하면 동시에 회전한다.The
상기 제 1 슬라이딩 이송부재(2222b)는 피니언 기어(2222a)의 회전에 의해서 수평으로 슬라이딩 이동하도록 원기둥 또는 사각기둥 형상이며 피니언 기어(2222a)와 접촉면에 랙기어(2222e)가 형성되어 이루어진다.The first sliding
상기 제 2 슬라이딩 이송부재(2222c)는 제 1 슬라이딩 이송부재(2222b)의 내측에 결합되며 제 1 슬라이딩 이송부재(2222b)가 움직이면 이에 연동하여 움직이면서 불꽃방전 재점화 회로부(2223)를 스위칭 시킨다.The second sliding
상기 인장 스프링(2222d)은 제 1 슬라이딩 이송부재(2222b)의 끝단과 제 2 슬라이딩 이송부재(2222b)의 시작단에 각각 접속되며 불꽃방전 재점화 회로부(2223)의 스위칭 상태를 유지시키는 역할을 한다.The
이하에서 불꽃방전 재점화 스위칭 수단(2222)의 동작을 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the spark discharge re-ignition switching means 2222 will be described.
불꽃방전을 점화시키기 위해서 불꽃방전 전기 공급용 스위칭 수단(2221)을 회전시키게 되면 불꽃방전 전기 공급용 스위칭 수단(2221)의 테두리면에 형성된 피니언 기어(2222a)가 회전하게 된다.When the switching means 2221 for supplying spark discharge electricity is rotated to ignite the spark discharge, the
상기 피니언 기어(2222a)가 회전하게 되면 제 1 슬라이딩 이송부재(2222b)의 랙기어(2222e)가 움직이면서 제 1 슬라이딩 이송부재(2222b)가 오른쪽으로 움직인다.When the
그러면, 제 1 슬라이딩 이송부재(2222b)의 내측에 결합되 제 2 슬라이딩 이송부재(2222c)가 움직여서 불꽃방전 재점화 회로부(2223)를 스위칭 시킨다.Then, the second sliding
이후, 불꽃방전 전기 공급용 스위칭 수단을 계속 회전시켜 불꽃방전 불꽃을 크게 하기 위해 전기 공급량을 증가시키게 되면 제 1 슬라이딩 이송부재(2222b)가 계속 오른쪽으로 움직이게 되며, 이때 제 2 슬라이딩 이송부재(2222c)는 불꽃방전 재점화 회로부에 터치된 상태이므로 인장 스프링이 늘어나서 더이상 제 2 슬라이딩 이송부재(2222c)가 움직이지 않토록 한다.Thereafter, when the switching means for supplying spark discharge electricity is continuously rotated to increase the amount of electricity supplied to increase the spark discharge spark, the first sliding
즉, 불꽃방전 전기 공급용 스위칭 수단(2221)을 계속적으로 회전시켜 피니언 기어가 계속 회전되더라도 제 2 슬라이딩 이송부재(2222c)는 움직이지 않고 단지 불꽃방전 재점화 회로부(2223)의 스위칭 상태만을 계속 유지시키는 것이다.That is, even if the pinion gear is continuously rotated by continuously rotating the switching means 2221 for supplying spark discharge electricity, the second sliding
아울러, 불꽃방전 전기 공급용 스위칭 수단(2221)을 반대로 회전시켜 불꽃방전 불꽃을 줄이도록 동작시키면 제 1 슬라이딩 이송부재(2222b)가 좌측으로 움직이게 되며 이때 인장 스프링(2222d)이 작동하게 되므로 제 2 슬라이딩 이송부재(2222c)는 움직이지 않고 불꽃방전 재점화 회로부(2223)의 스위칭 상태를 계속 유지시키게 된다.In addition, when the switching means for supplying spark discharge electricity (2221) is rotated in reverse to reduce the spark discharge spark, the first sliding transfer member (2222b) moves to the left, and at this time, the tension spring (2222d) operates, so the second sliding The
이후, 불꽃방전 전기 공급용 스위칭 수단(2221)을 완전히 돌리게 되면 그때서야 제 1 슬라이딩 이송부재(2222b)를 따라 제 2 슬라이딩 이송부재(2222c)가 움직여 불꽃방전 재점화 회로부(2223)의 스위칭을 오프시키게 된다.Thereafter, when the switching means 2221 for supplying spark discharge electricity is completely turned, the second sliding
이하에서 본 발명에 적용되는 불꽃방전 재점화 회로부(2223)의 구체적인 구성에 대해 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, a detailed configuration of the spark discharge
본 발명의 불꽃방전 재점화 회로부는 직류 전원부(2101)와, 불꽃방전 재점화 스위치(2102)와, 발진 승압회로부(2103)와, 방전 전극 전기 공급용 스위칭부(2108)와, 고압 승압회로부(2107)와, 고압 방전 간격제(2113a, 2113b)와, 방전 전극(2114)과, 방전 전극 오프용 스위칭부(2118)로 이루어진다.The spark discharge re-ignition circuit unit of the present invention includes a DC
상기 직류 전원부(2101)는 12볼트 리듐전지, 차량용 축전지 또는 일반용 전지를 다수개 직렬 연결하여 필요한 전압을 공급하기 위해 설치된다.The DC
상기 불꽃방전 재점화 스위치(2102)는 직류 전원부에 일단이 연결되고, 불꽃방전 재점화 스위칭 수단이 회전될때 스위칭되어 온이 된다.One end of the spark discharge
상기 발진 승압 회로부(2103)는 불꽃방전 재점화 스위치가 온 되면 전기가 공급되어 승압된 교류 전류를 출력한다.When the spark discharge re-ignition switch is turned on, the oscillation boosting
상기 방전 전극 전기 공급용 스위칭부(2108)는 발진 승압 회로부의 출력단에 연결되어 전기적 공급에 의해서 온 된다.The discharge electrode electricity
상기 고압 승압 회로부(2107)는 방전 전극 전기 공급용 스위칭부의 출력단에 설치되며 고압을 발생시킨다.The high voltage boosting
상기 고압 방전 간격제(2113a, 2113b)는 고압 승압 회로부에 의해서 공급되는 고압의 전원이 연결되어 이루어진다.The high-
상기 방전 전극(2114)은 고압 방전 간격제에 의해서 제공된 전원을 이용하여 방전이 이루어지면서 점화시켜 불꽃이 발생되도록 유도한다.The
상기 방전 전극 차단용 스위칭부(2118)는 방전 전극과 베이스단이 연결되고 에미터단 및 콜렉터단이 발진 트랜스 및 방전 전극 전기 공급용 스위칭부에 연결되며, 불꽃방전에 따른 불꽃이 발생되면 열전자에 의해서 폐회로를 형성하면서 스위칭되어 방전 전극 전기 공급용 스위칭부로 향하는 전원을 차단시켜 방전 전극이 점화되는 것을 차단하고, 외부 바람이나 습기에 의해서 불꽃방전 불꽃이 꺼지면 열전자의 소멸로 인하여 폐회로가 깨지면서 스위칭이 오프되고 이에 따라 방전 전극 전기 공급용 스위칭부로 향하는 전원을 온 시켜 방전 전극이 점화되도록 유도하는 기능을 한다.The discharge electrode blocking
이하에서 불꽃방전 재점화 회로부의 동작을 살펴보면 다음과 같다.In the following, the operation of the spark discharge re-ignition circuit unit is as follows.
먼저, 불꽃방전 재점화 스위치(2102)가 온 되면 직류 전원(2101)이 연결되어 발진 승압 회로부(2103)에 전원이 인가되고, 발진 승압 회로부(2103)의 2차측에 높은 전압이 인가된다.First, when the spark discharge
2차측에 유기된 전원은 정류다이오드(2106)를 통해 반파의 직류 전원이 되고, 이 반파 직류전원은 콘덴서(2121)의 충방전 작용으로 인하여 보다 안정된 직류 전원이 된다.The power induced on the secondary side becomes a half-wave DC power through the
이 직류 전원은 고압 승압 회로부(2107)의 1차 코일을 거쳐 사이리스터(방전 전극 스위칭부, 2108)의 애노드단에 인가되고, 한편 이 직류 전원은 저항을 통해 콘덴서(2110)에 충전작용을 하게 된다. 상승된 전압은 다이악(2111)을 통과하면서 방전 전극 스위칭부(2108)를 트리거하여 에노드단과 케소드단이 스위칭되어 고압 ㅅ트랜승압 회로부(2107)의 동작이 이루어지도록하고, 이에 따라 고압 승압 회로부(2107)의 2차 코일에 고압 전압이 유기되며, 이 유기된 고압 전압은 방전 간격제(2113a, 2113b) 사이에 2차 방전을 일으키고 방전 전극(2114) 사이에 불꽃 방전을 일으킨다.This DC power is applied to the anode end of the thyristor (discharge electrode switching unit, 2108) through the primary coil of the high voltage
이 불꽃 방전은 방전 전극(2114) 사이에 위치하고 있는 공간부에 점화작용을 하게 된다. 이렇게 공간부에 점화가 되면 불꽃에 의해 방전 전극 양단에 열전자에 의해서 유기 전압이 발생하게 된다.This spark discharge causes an ignition function in the space located between the
상기 유기 전압은 방전 전극 차단용 스위칭부(2118)의 베이스단을 활성화시키면서 방전 전극 차단용 스위칭부(2118)의 에미터단 및 콜렉터단에 폐회로를 유도하여 방전 전극 전기 공급용 스위칭부로 향하는 전원을 오프시키게 된다.The induced voltage induces a closed circuit at the emitter and collector ends of the discharge electrode blocking
즉, 저항(2119)과 콘덴서(2110) 사이의 전압이 다이오드(2120)를 통해 방전 전극 오프용 스위칭부(2118)의 에미터 단자 및 콜렉터 단자 사이로 흘러 바이패스되며 이 바이패스에 의한 저항(2109)과 콘덴서(2110) 사이의 전압이 낮아지게 되고, 이렇게 저항(2109)과 콘덴서(2110) 사이의 전압이 낮아지게 되면 방전 전극 전기 공급용 스위칭부(108)로 향하는 트리거 신호를 멈추게 되어 에노드단과 케스단이 오프되면서 고압 승압 회로부(2107)의 1차 코일 및 2차 코일에 전류가 흐르지 않아 방전 전극 사이의 불꽃 방전을 멈추게 된다.That is, the voltage between the
만약 외부 바람등의 영향으로 불꽃방전 작용이 멈추게 되면 방전 전극(2114)의 양단에는 열전자에 의해서 흐르전 전류의 흐름이 없어지게 되고, 이렇게 됨으로서 방전 전극 차단용 스위칭부(2118)의 에미터단과 베이스단 사이에 흐르는 바이어스 전압이 사라져서 방전 전극 차단용 스위칭부(2118)가 오프된다.If the spark discharge action is stopped due to the influence of external wind, etc., the flow of current before flowing by hot electrons at both ends of the
상기 방전 전극 차단용 스위칭부(2118)가 오프되면서 다이오드(2120)를 통한 저항(2109)과 콘덴서(2110) 사이의 바이패스 전압이 없어지고 이 전압은 콘덴서(2110)에 충전된다.As the discharge electrode blocking
이 충전된 전압이 다이악(2111)의 브레이크 오버 현상을 이르키게 되고 다이악에서 트리거 신호를 방전 전극 전기 공급용 스위칭부(2108)에 보냄으로서 다시 불꽃방전을 시작하게 된다.This charged voltage leads to a break-over phenomenon of the
한편, 본 발명은 제 2 슬라이딩 이송부재의 훼손을 감지하는 도체(2)를 제 2 슬라이딩 이송부재(2222c)에 부착시키며, 제 2 슬라이딩 이송부재의 훼손이 발생할 경우 램프 또는 스피커로 경보를 출력토록 구성하였다.On the other hand, the present invention attaches a
즉, 본 발명은 도체에 전류를 공급(VCC, GND)하고, 상기 도체(2)가 설치된 부분이 훼손으로 인하여 균열이 조금 더 심화되면, 도체(2)가 단락하게 되어 전류의 흐름을 차단하게 되고, 이를 감지수단(1)에서 파악하여 경보신호를 외부로 출력하는 것이다.In other words, the present invention supplies current to the conductor (VCC, GND), and when the crack in the part where the
본 발명의 도면을 살펴보면, 제 2 슬라이딩 이송부재 훼손 감지수단(1)과, 알람출력수단(3), 및 전류구동제어부(4)를 포함하여 이루어진다.Referring to the drawings of the present invention, it comprises a second sliding transfer member damage detection means (1), an alarm output means (3), and a current drive control unit (4).
상기 제 2 슬라이딩 이송부재 훼손 감지수단(1)은 전원전압(VCC)과 접지전압(GND) 사이의 전류통로에 연결되고 갈라짐이 발생하면 도체(2)가 단락되어 전류흐름을 차단하고 상기 전원전압(VCC)을 풀다운되는 것을 방지하여 훼손의 이상 여부를 감지하도록 구성되어 있고, 알람출력수단(3)은 상기 제 2 슬라이딩 이송부재 훼손 감지수단(1)이 제 2 슬라이딩 이송부재의 훼손을 감지하게 되면 소정의 전원전압(VCC)을 인가받아 경보신호를 발생하도록 구성되어 있고, 전류구동제어부(4)는 상기 제 2 슬라이딩 이송부재 훼손 감지수단(1)이 단락됨에 따라 소정의 전원전압을 인가받아 스위칭되고 상기 알람출력수단(3)으로 전원전압(VCC)을 공급하도록 구성되어 있다.The second sliding transfer member damage detection means (1) is connected to the current path between the power voltage (VCC) and the ground voltage (GND), and when a split occurs, the
또한, 상기 전류구동제어부(4)는 상기 제 2 슬라이딩 이송부재 훼손 감지수단(1)이 단락됨에 따라 소정의 전원전압(VCC)을 공급받아 스위칭되고 전류통로를 형성하는 제 1 전자접촉수단(5)과, 상기 제 1 전자접촉수단(5)이 도통함에 따라 소정의 전류를 인가받아 스위칭되고 상기 알람출력수단(3)으로 전류통로를 형성하는 제 2 전자접촉수단(6)으로 구성되어 있다.In addition, the current
한편, 상기 제 1 전자접촉수단(5)은 트랜지스터소자이고, 제 2 전자접촉수단(6)은 릴레이소자인 것이 바람직하지만, 회로구성에 따라 다른 전자접촉소자들을 이용할 수도 있다.Meanwhile, the first electromagnetic contact means 5 is preferably a transistor element, and the second electromagnetic contact means 6 is preferably a relay element, but other electromagnetic contact elements may be used depending on the circuit configuration.
상기와 같이 구성된 본 발명의 작동 전반을 도면을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.Looking at the overall operation of the present invention configured as described above with reference to the drawings as follows.
전원전압(VCC)과 접지전압(GND) 사이에 설치된 제 2 슬라이딩 이송부재 훼손 감지수단(1)이 제 2 슬라이딩 이송부재의 훼손으로 인하여 감지수단인 도체(2)가 단락되면, 제 1 노드(Nd1)의 전위는 전원전압(VCC)의 전위로 상승되고 상승된 전위로 인하여 제 1 전자접촉수단(21)의 입력단에는 고전압이 형성되어 전자접촉수단이 턴-온된다.When the second sliding transfer member damage detection means 1 installed between the power voltage VCC and the ground voltage GND short-circuits the
상기 제 1 전자접촉수단(5)이 턴-온됨에 따라 형성된 전류통로로 인하여 제 2 전자접촉수단(6)의 입력단의 전류통로도 도통되고, 상기 제 2 전자접촉수단(6)의 입력단에 인가되는 전류로 인해 강한 자계가 형성되고 상기 자계로 인해 출력단의 전저접촉수단이 스위칭된다.The current path of the input end of the second electromagnetic contact means 6 is also conducted due to the current path formed when the first electromagnetic contact means 5 is turned on, and is applied to the input end of the second electromagnetic contact means 6 A strong magnetic field is formed due to the applied current, and the electric low contact means of the output terminal is switched due to the magnetic field.
상기 제 2 전자접촉수단(6)의 출력단의 도통으로 인하여 알람출력수단(3)은 소정의 전원전압(VCC)을 공급받아 경보신호를 발생하게 되고, 작업자는 부품 균열에 따른 적절한 조치를 취할 수 있게 된다.Due to the conduction of the output terminal of the second electronic contact means 6, the alarm output means 3 is supplied with a predetermined power voltage (VCC) to generate an alarm signal, and the operator can take appropriate measures according to the cracking of the parts. There will be.
물론, 상기 제 2 슬라이딩 이송부재 훼손 감지수단(1)이 설치된 부위의 균열이 더 이상 심화되지 않을 때는 도체(2)가 연결된 상태로 유지되기 때문에 전원전압(VCC)은 감지수단인 도체(2)를 통하여 접지전압(GND)으로 모두 풀다운되므로 제 1 및 제 2 전자접촉수단(5, 6)은 턴-오프되고, 경보신호(3)는 발생되지 않는다.Of course, when the crack in the area where the second sliding transfer member damage detection means (1) is installed is no longer intensified, the power supply voltage (VCC) is the conductor (2), which is a sensing means, because the conductor (2) remains connected. Since both of the first and second electronic contact means 5 and 6 are turned off, the
100 : 태양열 및 풍력 하이브리드 발전 장치
210 : 축사
220 : 버티컬팜
230 : 주택
300 : 부생가스생성부
310 : 혐기부
320 : 분리부
330 : 이산화탄소저장부
340 : 메탄저장부
350 : 슬러지처리부
360 : 폐수처리부
370 : 이끼생산부
400 : 폐열공급부
410 : 열교환판
420 : 열교환관
500 : 태양광 발전 장치
1000 : 스마트팜 시스템
100: solar and wind hybrid power generation device
210: Congratulations
220: Vertical Farm
230: housing
300: by-product gas generation unit
310: anaerobic part
320: separation unit
330: carbon dioxide storage unit
340: methane storage unit
350: sludge treatment unit
360: wastewater treatment unit
370: Moss production department
400: waste heat supply unit
410: heat exchange plate
420: heat exchange tube
500: solar power device
1000: Smart farm system
Claims (3)
축사, 버티컬팜, 주택에서 이송된 폐기물과 유기물을 발효하여 메탄과 이산화탄소를 생성하는 혐기부와, 상기 혐기부에서 이송된 메탄과 이산화탄소를 각각 분리하는 분리부와, 상기 분리부에서 분리된 메탄과 이산화탄소가 각각 저장되는 메탄저장부 및 이산화탄소저장부를 포함하는 부생가스생성부와;
상기 에너지수요부로 태양열과 풍력을 이용하여 발전한 전력을 공급하는 태양열 및 풍력 하이브리드 발전 장치와;
상기 에너지수요부로 태양광을 이용하여 발전한 전력을 공급하는 태양광 발전 장치와;
상기 태양열 및 풍력 하이브리드 발전 장치와 태양광 발전 장치에서 발생한 폐열을 상기 혐기부로 전달하는 폐열공급부와;
상기 부생가스생성부 출력단에 설치되며, 부생가스생성부로부터 유해가스를 전달받아 태우기 위한 유해공기 버너부를 포함하여 구성하고;
상기 유해공기 버너부는,
불꽃방전 전기 공급용 스위칭 수단(2221)과; 불꽃방전 전기 공급용 스위칭 수단(2221)에 장착되어 불꽃방전을 자동으로 재점화 시키기 위한 불꽃방전 재점화 스위칭 수단(2222)과; 상기 불꽃방전 재점화 스위칭 수단(2222)에 연결되어 불꽃방전 재점화를 위한 신호를 출력하는 불꽃방전 재점화 회로부(2223)가 설치되어 이루어지며;
상기 불꽃방전 재점화 스위치 수단(2222)은,
상기 불꽃방전 전기 공급용 스위칭 수단(2221)의 테두리면에 설치되어 불꽃방전 전기 공급용 스위칭 수단(2221)이 회전하면 동시에 회전하는 피니언 기어(2222a)와;
상기 피니언 기어(2222a)의 회전에 의해서 수평으로 슬라이딩 이동하도록 원기둥 또는 사각기둥 형상이며 피니언 기어(2222a)와 접촉면에 랙기어(2222e)가 형성되어 이루어지는 제 1 슬라이딩 이송부재(2222b)와;
상기 제 1 슬라이딩 이송부재(2222b)의 내측에 결합되며 제 1 슬라이딩 이송부재(2222b)가 움직이면 이에 연동하여 움직이면서 불꽃방전 재점화 회로부(2223)를 스위칭 시키는 제 2 슬라이딩 이송부재(2222c)와;
상기 제 1 슬라이딩 이송부재(2222b)의 끝단과 제 2 슬라이딩 이송부재(2222b)의 시작단에 각각 접속되며 불꽃방전 재점화 회로부(2223)의 스위칭 상태를 유지시키는 역할을 하는 인장 스프링(2222d)을 포함하여 이루어지고;
상기 불꽃방전 재점화 회로부(2223)는,
12볼트 리듐전지, 차량용 축전지 또는 일반용 전지를 다수개 직렬 연결하여 필요한 전압을 공급하기 위해 설치되는 직류 전원부(2101)와;
상기 직류 전원부에 일단이 연결되고, 불꽃방전 재점화 스위칭 수단이 회전될때 스위칭되어 온이 되는 불꽃방전 재점화 스위치(2102)와;
상기 불꽃방전 재점화 스위치가 온 되면 전기가 공급되어 승압된 교류 전류를 출력하는 발진 승압 회로부(2103)와;
상기 발진 승압 회로부의 출력단에 연결되어 전기적 공급에 의해서 온 되는 방전 전극 전기 공급용 스위칭부(2108)와;
상기 방전 전극 전기 공급용 스위칭부의 출력단에 설치되며 고압을 발생시키는 고압 승압 회로부(2107)와;
상기 고압 승압 회로부에 의해서 공급되는 고압의 전원이 연결되어 이루어지는 고압 방전 간격제(2113a, 2113b)와;
상기 고압 방전 간격제에 의해서 제공된 전원을 이용하여 방전이 이루어지면서 점화시켜 불꽃이 타오르도록 유도하는 방전 전극(2114)과;
상기 방전 전극과 베이스단이 연결되고 에미터단 및 콜렉터단이 발진 트랜스 및 방전 전극 점화용 스위칭부에 연결되며, 공간부에 불꽃이 발생되면 열전자에 의해서 폐회로를 형성하면서 스위칭되어 방전 전극 전기 공급용 스위칭부로 향하는 전원을 차단시켜 방전 전극이 점화되는 것을 차단하고, 외부 바람이나 습기에 의해서 불꽃방전 불꽃이 꺼지면 열전자의 소멸로 인하여 폐회로가 깨지면서 스위칭이 오프되고 이에 따라 방전 전극 전기 공급용 스위칭부로 향하는 전원을 온 시켜 방전 전극이 점화되도록 유도하는 기능을 하는 방전 전극 차단용 스위칭부(2118)를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 태양열과 풍력 하이브리드 발전 장치를 포함하는 스마트팜 시스템.Energy demand department including livestock houses, vertical farms, and houses;
An anaerobic unit for generating methane and carbon dioxide by fermenting wastes and organic matter transferred from a livestock house, vertical farm, and a house, a separation unit for separating each of the methane and carbon dioxide transferred from the anaerobic unit, and methane separated by the separation unit A by-product gas generation unit including a methane storage unit and a carbon dioxide storage unit each storing carbon dioxide;
A solar and wind hybrid power generation device that supplies power generated by using solar heat and wind power to the energy demanding unit;
A photovoltaic device for supplying power generated by using sunlight to the energy demanding unit;
A waste heat supply unit for transferring waste heat generated from the solar and wind hybrid power generation device and the solar power generation device to the anaerobic unit;
It is installed at the output end of the by-product gas generation unit, and comprises a harmful air burner unit for receiving and burning the harmful gas from the by-product gas generation unit;
The harmful air burner part,
A switching means (2221) for supplying spark discharge electricity; A spark discharge re-ignition switching means (2222) for automatically re-igniting the spark discharge by being mounted on the spark discharge electricity supply switching means (2221); A spark discharge re-ignition circuit unit 2223 connected to the spark discharge re-ignition switching means 2222 and outputting a signal for re-ignitioning the spark discharge is installed;
The spark discharge re-ignition switch means (2222),
A pinion gear (2222a) installed on the edge of the switching means (2221) for supplying spark discharge electricity and rotating at the same time when the switching means (2221) for supplying spark discharge electricity is rotated;
A first sliding transfer member (2222b) formed by forming a rack gear (2222e) on a contact surface with the pinion gear (2222a) and having a cylindrical or square column shape so as to slide horizontally by rotation of the pinion gear (2222a);
A second sliding transfer member (2222c) that is coupled to the inner side of the first sliding transfer member (2222b) and moves in conjunction with the first sliding transfer member (2222b) to switch the spark discharge re-ignition circuit unit (2223);
A tension spring 2222d, which is connected to the end of the first sliding transfer member 2222b and the start of the second sliding transfer member 2222b, and serves to maintain the switching state of the spark discharge re-ignition circuit unit 2223. Including;
The spark discharge re-ignition circuit part 2223,
A DC power supply unit 2101 installed to supply a required voltage by connecting a plurality of 12 volt lithium batteries, vehicle storage batteries or general batteries in series;
A spark discharge re-ignition switch (2102) which has one end connected to the DC power supply and is switched on when the spark discharge re-ignition switching means is rotated;
An oscillation booster circuit part 2103 for outputting a boosted AC current by supplying electricity when the spark discharge re-ignition switch is turned on;
A switching unit 2108 for supplying electricity to a discharge electrode connected to the output terminal of the oscillation booster circuit unit and turned on by electric supply;
A high-voltage boosting circuit unit 2107 installed at an output terminal of the switching unit for supplying electricity to the discharge electrode and generating a high voltage;
A high-pressure discharge spacer (2113a, 2113b) formed by connecting a high-voltage power supplied by the high-voltage booster circuit unit;
A discharge electrode (2114) for inducing a flame to burn by igniting the discharge while being discharged using the power provided by the high-pressure discharge spacer;
The discharge electrode and the base end are connected, and the emitter end and the collector end are connected to the oscillation transformer and the switching unit for ignition of the discharge electrode. The power to the negative electrode is cut off to prevent the discharge electrode from being ignited, and if the flame discharge flame is turned off by external wind or moisture, the closed circuit is broken due to the extinction of the hot electrons and the switching is turned off. A smart farm system comprising a solar and wind hybrid power generation device comprising a switching unit 2118 for blocking a discharge electrode that functions to induce the discharge electrode to be ignited by turning it on.
상기 제 2 슬라이딩 이송부재의 표면에 설치되어 제 2 슬라이딩 이송부재의 훼손을 감지하기 위한 제 2 슬라이딩 이송부재 훼손 감지수단(1)과;
상기 제 2 슬라이딩 이송부재 훼손감지 수단(1)의 양쪽 접점을 연결하는 폐쇄형 라인으로 설치하며, 제 2 슬라이딩 이송부재가 훼손될시에 폐쇄형 라인이 끊어지게 되고, 이에 따라 제 2 슬라이딩 이송부재의 훼손을 확인하여 경보신호를 외부에 출력하여 제 2 슬라이딩 이송부재의 교체를 유도하는 도체(2)와;
상기 제 2 슬라이딩 이송부재 훼손 감지수단으로부터 제 2 슬라이딩 이송부재의 훼손이 감지하게 되면 소정의 전원을 인가받아 경보신호를 발생하는 경보발생수단(3)과;
상기 제 2 슬라이딩 이송부재가 도체의 균열을 감지함에따라 소정의 전원전압을 인가받아 스위칭되고 상기 경보발생수단으로 소정의 전원전압을 공급하는 전류구동제어부(4)를 더 포함하여 구성함을 특징으로 하는 태양열과 풍력 하이브리드 발전 장치를 포함하는 스마트팜 시스템.The method of claim 1,
A second sliding transfer member damage detection means (1) installed on the surface of the second sliding transfer member to detect damage to the second sliding transfer member;
It is installed as a closed line connecting both contacts of the second sliding transfer member damage detecting means (1), and when the second sliding transfer member is damaged, the closed line is cut off, and accordingly, the second sliding transfer member A conductor (2) for inducing replacement of the second sliding transfer member by checking the damage of the motor and outputting an alarm signal to the outside;
An alarm generating means (3) for generating an alarm signal by receiving a predetermined power when the second sliding transfer member damage detection means detects damage to the second sliding transfer member;
As the second sliding transfer member detects a crack in the conductor, it is switched by receiving a predetermined power voltage and further comprises a current driving control unit 4 for supplying a predetermined power voltage to the alarm generating means. A smart farm system that includes a solar and wind hybrid power generation device.
상기 전류구동제어부(4)는,
상기 제 2 슬라이딩 이송부재가 단락됨에 따라 소정의 전원전압을 공급받아 스위칭되고 전류통로를 형성하는 제 1 전자접촉수단(5) 및;
상기 제 1 스위치수단이 도통함에 따라 소정의 전류를 인가받아 스위칭되고 상기 경보발생수단으로 전류통로를 형성하는 제 2 전자접촉수단(6)으로 구성된 것을 특징으로 하는 태양열과 풍력 하이브리드 발전 장치를 포함하는 스마트팜 시스템.
The method of claim 2,
The current drive control unit 4,
First electronic contact means (5) for switching by receiving a predetermined power voltage as the second sliding transfer member is short-circuited and forming a current path;
Including a solar and wind hybrid power generation device, characterized in that it is switched by receiving a predetermined current as the first switch means conducts, and comprises a second electromagnetic contact means (6) for forming a current path with the alarm generating means. Smart farm system.
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