KR102173366B1 - 압축공기를 이용한 발전장치 및 이를 구비한 과속 방지턱 - Google Patents

압축공기를 이용한 발전장치 및 이를 구비한 과속 방지턱 Download PDF

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Abstract

본 발명은 외부압력을 통해 저장되는 압축공기를 이용하여 전기를 생산하는 압축공기를 이용한 발전장치 및 이를 구비한 과속방지턱에 관한 것이다.
본 발명의 압축공기를 이용한 발전장치(1)는 함체(100)와, 상기 함체의 상부에 승강가능하게 설치된 승강덮개(200)와, 상기 함체와 승강덮개 사이에 설치된 에어쿠션부(300)와, 상기 함체의 내부에 설치된 에어펌프(400)와, 상기 승강덮개 하강시 상기 에어펌프에 구동력을 부여하는 에어펌프 구동부(500)와, 함체의 내부에 설치되며 승강덮개 하강시 상기 에어쿠션부와 에어펌프로부터 배출되는 공기가 압축 저장되는 에어탱크(600)와, 상기 함체의 내부에 설치되며 상기 에어탱크로부터 배출되는 압축공기를 이용하여 구동되는 에어터빈(700)과, 상기 에어터빈으로부터 회전력을 부여 받아 발전 및 축전이 이루어지는 발전부(800)와, 에어탱크의 압력이 일정 이상 될 경우 상기 에어터빈으로의 압축공기 배출을 허용하고 에어탱크의 압력이 일정 이하일 경우 상기 에어터빈으로의 압축공기 배출을 차단하는 제1솔레노이드밸브(711)를 포함한다.

Description

압축공기를 이용한 발전장치 및 이를 구비한 과속 방지턱{Power generator using compressed air and speed bump equipped with the same}
본 발명은 외부 압력을 통해 저장되는 압축공기를 이용하여 전기를 생산하는 압축공기를 이용한 발전장치 및 이를 구비한 과속 방지턱에 관한 것이다.
화석 에너지의 고갈과 기후온난화는 지구상에 존재하는 모든 생명체에게 큰 위협이 되고 있으며, 이에 대처하기 위한 인류의 노력은 모든 방면에 걸쳐 다양하게 이루어지고 있다.
특히 온실가스 배출기여도 면에서 가장 앞서는 에너지부문의 노력은 더욱더 그 중요성이 커져 가고 있으며 친환경적 신 재생에너지 개발과 보급의 확대는 시급한 당면과제이다.
한편, 신호등이나 가로등 등과 같이 도로에 무수히 설치되어 있는 이러한 도로시설물들은 상당한 전력을 소모하고 있다.
최근에는 LED의 개발이 상당한 수준에 도달하여 있으며, 이러한 LED의 사용으로 신호등의 경우 예전에는 100[W/등]의 전력이 필요했던 것과는 달리 현재에는 14[W/등]의 전력만 있으면 충분히 작동가능하도록 개선되어 있다.
그러나, 이러한 저전력의 신호등이나 가로등 이라 할지라도 신호등 및 가로등의 특성상 24시간 동안 지속적으로 전력을 공급해 주어야 하므로 여전히 막대한 전력을 소모하고 있는 바, 이러한 전력을 절감시킬 수 있는 실용적인 대안이 절실히 요구된다.
국내등록실용신안공보 제20-0152834호
본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 차량이 이동하면서 발생시키는 외부압력을 이용하여 전력을 생산할 수 있고, 이렇게 생산된 전력을 신호등이나 가로등 등과 같이 도로에 무수히 설치되어 있는 도로시설물들에 공급해 줄 수 있는 압축공기를 이용한 발전장치 및 이를 구비한 과속 방지턱을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 압축공기를 이용한 발전장치는 함체와, 상기 함체의 상부에 승강가능하게 설치된 승강덮개와, 상기 함체와 승강덮개 사이에 설치된 에어쿠션부와, 상기 함체의 내부에 설치된 에어펌프와, 상기 승강덮개 하강시 상기 에어펌프에 구동력을 부여하는 에어펌프 구동부와, 함체의 내부에 설치되며 승강덮개 하강시 상기 에어쿠션부와 에어펌프로부터 배출되는 공기가 압축 저장되는 에어탱크와, 상기 함체의 내부에 설치되며 상기 에어탱크로부터 배출되는 압축공기를 이용하여 구동되는 에어터빈과, 상기 에어터빈으로부터 회전력을 부여 받아 발전 및 축전이 이루어지는 발전부와, 에어탱크의 압력이 일정 이상 될 경우 상기 에어터빈으로의 압축공기 배출을 허용하고 에어탱크의 압력이 일정 이하일 경우 상기 에어터빈으로의 압축공기 배출을 차단하는 제1솔레노이드밸브를 포함한다.
또한, 상기 에어쿠션부는 상기 함체의 상단에 설치되어 승강덮개 하강시 승강덮개에 눌리면서 수축되는 에어튜브와, 상기 함체의 상단에 설치되어 수축된 에어튜브에 복원력을 부여하는 탄성부재와, 상기 에어튜브의 상단을 지지하도록 상기 탄성부재의 상단에 결합된 지지패널과, 상기 에어튜브의 일측에 설치되어 상기 에어튜브가 수축될 때 에어튜브 내부의 에어를 상기 에어탱크로 배출시키는 제1에어배출유로와, 상기 제1에어배출유로에 설치되어 상기 에어튜브가 복원될 때 에어탱크 내부의 에어가 에어튜브 내부로 유입되지 않도록 차단하는 제1체크밸브와, 상기 에어튜브의 타측에 설치되어 상기 에어튜브가 복원될 때 에어튜브 내부로의 외기 유입을 허락하는 제2체크밸브를 구비할 수 있다.
아울러, 상기 에어터빈은 상기 에어탱크와 연결되며 상기 제1솔레노이드밸브가 설치된 에어유입관과, 상기 에어유입관으로부터 압축공기를 공급받는 케이스와, 상기 케이스의 내부에 설치된 회전축과, 상기 회전축을 따라 방사상으로 경사지게 배열되어 케이스 내부로 유입되는 압축공기에 의해 회전하는 복수의 프로펠러와, 상기 회전축의 단부에 결합되어 회전축의 회전력을 발전부로 전달하는 구동축을 구비할 수 있다.
또한, 상기 에어펌프 구동부는 상기 승강덮개의 내측에 수직으로 설치되어 상기 승강덮개와 동반 승강하는 래크부재와, 상기 래크부재와 맞물려 회전하는 피니언기어와, 상기 피니언기어와 동축회전하는 구동휠과 에어펌프의 구동축에 결합된 종동휠과 상기 구동휠과 종동휠에 감겨진 벨트와 상기 종동휠과 동축 회전하는 래치기어와 상기 에어펌프의 구동축에 결합된 래치로 구성되어 상기 래크부재가 하강할 경우에만 피니언기어의 회전력을 상기 에어펌프의 구동축으로 전달하는 제1동력전달부재를 구비할 수 있다.
이 경우, 하부로 로드가 인출되도록 수직으로 설치된 실린더와, 상기 로드에 형성된 래크부와, 상기 래크부와 맞물려 회전하는 피니언기어와, 상기 피니언기어와 동축회전하는 구동휠과 에어터빈의 구동축에 결합된 종동휠과 상기 구동휠과 종동휠에 감겨진 벨트와 상기 종동휠과 동축 회전하는 래치기어와 상기 구동축에 결합된 래치로 구성되어 상기 래크부가 하강할 경우에만 상기 피니언기어의 회전력을 상기 구동축으로 전달하는 제2동력전달부재와, 상기 실린더의 상단과 에어탱크를 연결하는 상부에어유로와, 상기 실린더의 하단과 에어탱크를 연결하는 하부에어유로와, 에어탱크의 압력이 일정 이상 될 경우에 한하여 상기 상부에어유로를 개방하여 실린더로의 상부로 유입되는 압축공기의 유입압력으로 로드를 하강시키고 로드가 완전히 하강하면 하부에어유로를 개방하여 실린더의 하부로 유입되는 압축공기의 유입압력으로 로드를 상승시키는 제2솔레노이드밸브와, 상기 실린더의 하부에 형성되어 로드 하강시 실린더 하부의 에어를 배출시키고 로드 상승시 실린더 하부로 외기를 유입시키는 제1배기공과, 상기 실린더의 상부에 형성되어 로드 상승시 실린더 상부의 에어를 배출시키고 로드 하강시 실린더 상부로 외기를 유입시키는 제2배기공을 구비한 실린더 유닛을 구비할 수 있다.
그리고 본 발명의 과속방지턱은 상기한 압축공기를 이용한 발전장치를 포함한다.
이 경우, 차량이 이동하는 도로의 폭 방향으로 도로면에 매립 설치되며 상부 둘레에는 플랜지부가 형성된 매립본체와 상기 매립본체 내에 안착되는 적어도 하나 이상의 압축공기를 이용한 발전장치와, 상기 매립본체의 바닥에 설치되어 상기 압축공기를 이용한 발전장치를 탄성지지하는 탄성부재와, 상기 압축공기를 이용한 발전장치의 승강덮개 상부에 결합되어 상기 승강덮개와 동반승강하는 과속방지턱 본체와, 일측이 상기 매립본체의 플랜지부에 결합되고 타측이 상기 과속방지턱 본체의 가장자리부를 커버하여 과속방지턱 본체의 상부 이탈을 방지하는 마감부재를 포함할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 압축공기를 이용한 발전장치는 승강덮개가 외력에 의해 하강하면 에어쿠션부와 에어펌프가 동작하면서 에어탱크에 공기가 압축되고, 제1솔레노이드밸브에 의하여 일정범위 이내의 압력하에서만 에어탱크로부터 에어터빈으로 압축공기가 배출되면서 에어터빈에 연결된 발전기가 상당시간 지속적으로 동작되도록 구성되어 있기 때문에 친환경적인 전력을 쉽고 간편하게 얻을 수 있을 뿐만 아니라 안정적이고 고효율의 발전 및 충전이 보장되는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 압축공기를 이용한 발전장치를 구비한 과속 방지턱은 차량이 과속방지턱 본체를 밟고 지나갈 때마다 과속방지턱 본체의 하부에 설치된 발전장치가 가동하면서 발전 및 충전이 이루어지도록 구성되어 있기 때문에, 이렇게 생산된 전력을 신호등이나 가로등 등과 같이 도로에 무수히 설치되어 있는 도로시설물들이나 전기차의 비상 충전이 가능하게 하는 비상 충전부스 등에 제공할 경우에 막대한 에너지를 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 압축공기를 이용한 발전장치의 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 압축공기를 이용한 발전장치를 구비한 과속 방지턱의 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 압축공기를 이용한 발전장치를 구비한 과속 방지턱의 사용상태 평면도.
도 4는 본 발명에 따른 압축공기를 이용한 발전장치를 구비한 과속 방지턱의 사용상태 단면도.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 바람직한 실시예에 대한 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 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.
아울러, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.
예컨대, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 아울러, "포함한다" 또는 "구비한다" 또는 "가진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
이하, 본 발명의 일 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명함에 있어, 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 사용하며, 명료성을 위하여 가능한 중복되지 않게 상이한 부분만을 주로 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 압축공기를 이용한 발전장치(1)는 함체(100)와 승강덮개(200)와 에어쿠션부(300)와 에어펌프(400)와 에어펌프 구동부(500)와 에어탱크(600)와 에어터빈(700)과 발전부(800)를 포함한다.
상기 함체(100)는 에어펌프(400)와, 에어펌프 구동부(500)와, 에어탱크(600)와, 에어터빈(700)과, 발전부(800)를 수용할 수 있는 공간부를 가진다. 도시되지는 않았으나, 상기 함체(100)의 일측에는 외기의 유출입이 가능하도록 통기공이 형성될 수 있다.
상기 승강덮개(200)는 함체(100)의 상부를 완전히 덮어 마감한다. 이 경우, 상기 승강덮개(200)는 함체(100)의 상부에서 안정적인 승강이동이 가능하도록 함체(100)의 가장자리를 따라 하부로 돌출되어 함체(100)의 측부를 감싸는 가이드부(210)를 가진다. 도시되지는 않았으나, 상기 승강덮개(200)의 일측에는 외기의 유출입이 가능하도록 통기공이 형성된다.
상기 에어쿠션부(300)는 함체(100)와 승강덮개(200) 사이에 위치하도록 상기 함체(100)의 상단에 설치될 수 있다.
상기 에어쿠션부(300)는 승강덮개(200) 하강시 승강덮개(200)에 눌리면서 수축되는 에어튜브(310)와, 수축된 에어튜브(310)에 복원력을 부여하는 탄성부재(320)를 구비한다.
이 경우, 상기 탄성부재(320)의 주변을 감싸는 링 형태로 에어튜브(310)를 구성하고, 탄성부재(320)의 상단에 에어튜브(310)의 상단을 지지하는 지지패널(330)이 결합되면, 상기 지지패널(330)이 승강덮개(200)에 눌리면서 에어튜브(310)의 상단에 균일한 압력을 가하게 되므로 에어튜브(310)의 안정적인 수축 및 복원과 함께 승강덮개(200)의 안정적인 승강이 보장된다.
아울러, 상기 에어쿠션부(300)는 상기 에어튜브(310)의 일측에 설치되어 상기 에어튜브(310)가 수축될 때 에어튜브(310) 내부의 에어를 상기 에어탱크(600)로 배출시키는 제1에어배출유로(340)를 구비한다.
이 경우, 상기 제1에어배출유로(340)에는 상기 에어튜브(310)가 복원될 때 에어탱크(600) 내부의 에어가 에어튜브(310) 내부로 유입되지 않도록 차단하는 제1체크밸브(350)가 설치된다.
이와 함께, 상기 에어튜브(310)의 타측에는 상기 에어튜브(310)가 복원될 때 에어튜브(310) 내부로의 외기 유입을 허락하는 제2체크밸브(360)가 설치된다.
한편, 상기 에어펌프(400)에는 상기 에어펌프(400)로부터 토출되는 에어를 에어탱크(600)로 공급해 주는 제2에어배출유로(410)가 연결된다. 그리고, 상기 제2에어배출유로(410)에는 에어탱크(600) 내부의 에어가 에어펌프(400)로 유입되지 않도록 차단하는 제3체크밸브(420)가 설치된다.
상기 에어펌프(400)는 승강덮개(200) 하강시 동작되는 에어펌프 구동부(500)를 통해 구동이 이루어진다.
상기 에어펌프 구동부(500)는 래크부재(510)와 피니언기어(520)와 제1동력전달부재(530)로 구성될 수 있다.
상기 래크부재(510)는 승강덮개(200)의 내측에 매달린 상태로 고정되어 승강덮개(200)와 동반 승강한다. 이 경우, 상기 함체(100)의 상단에는 래크부재(510)의 하부가 통과하는 관통공(110)이 형성되며, 상기 래크부재(510)의 하부는 상기 관통공(110)을 통과하여 함체(100)의 공간부 내에 위치한다.
상기 피니언기어(520)는 상기 함체(100)의 공간부에 설치되어 래크부재(510)와 맞물려 회전한다.
상기 제1동력전달부재(530)는 래크부재(510)가 하강할 경우에만 피니언기어(520)의 회전력을 상기 에어펌프(400)의 구동축으로 전달하도록 구성된다.
따라서, 상기 에어펌프(400)는 래크부재(510)가 하강할 경우에만 제2에어배출유로(410)를 통해 에어를 토출시키게 된다.
이 경우, 상기 제1동력전달부재(530)는 상기 피니언기어(520)와 동축회전하는 구동휠(531)과, 에어펌프(400)의 구동축에 결합된 종동휠(532)과, 상기 구동휠(531)과 종동휠(532)에 감겨진 벨트(533)와, 상기 종동휠(532)과 동축 회전하는 래치기어(534)와, 상기 에어펌프(400)의 구동축에 결합된 래치(535)를 구비할 수 있다.
상기 에어탱크(600)는 함체(100)의 내부에 설치되며, 승강덮개(200) 하강시 에어쿠션부(300)의 제1에어배출유로(340)와 에어펌프(400)의 제2에어배출유로(410)를 통해 유입되는 공기가 압축 저장된다.
상기 에어터빈(700)은 에어탱크(600)로부터 배출되는 압축공기에 의해 구동된다.
상기 에어터빈(700)은 에어탱크(600)와 연결된 에어유입관(710)과, 상기 에어유입관(710)으로부터 압축공기를 공급받는 케이스(720)와, 상기 케이스(720) 내부에 설치된 회전축(730)과, 상기 회전축(730)을 따라 방사상으로 경사지게 배열되어 케이스 내부로 유입되는 압축공기에 의해 회전하는 복수의 프로펠러(740)와, 상기 회전축(730)의 단부에 결합되어 회전축(730)의 회전력을 발전부(800)로 전달하는 구동축(750)을 구비한다.
그리고, 상기 에어유입관(710)에는 에어탱크(600)의 압력이 일정 이상 될 경우 상기 에어터빈(700)으로의 압축공기 배출을 허용하고 에어탱크(600)의 압력이 일정 이하일 경우 상기 에어터빈(700)으로의 압축공기 배출을 차단하는 제1솔레노이드밸브(711)가 설치된다. 상기 제1솔레노이드밸브(711)에는 에어탱크(600)의 압력을 감지할 수 있는 압력센서(도시안됨)가 구비된다. 상기 제1솔레노이드밸브(711)는 발전부(800)로부터 작동에 필요한 전원을 공급받는다.
따라서, 에어탱크(600)의 압력이 일정 이상이 되면 제1솔레노이드밸브(711)가 개방되면서 상기 에어유입관(710)을 통해 에어탱크(600)로부터 케이스(720)로 압축공기가 유입되고, 프로펠러(740)가 회전하면서 회전축(730)이 회전하게 되며, 구동축(750)이 회전축(730)을 따라 회전하면서 발전부(800)를 구동시키게 된다. 이때, 케이스(720) 내부로 유입된 압축공기는 케이스(720) 반대측으로 배출된다.
그리고 에어탱크(600)의 압력이 일정 이하가 되면 제1솔레노이드밸브(711)가 상기 에어유입관(710)을 폐쇄하게 된다.
상기 발전부(800)는 상기 에어터빈(700)으로부터 회전력을 부여 받아 발전 및 축전이 이루어진다.
이 경우, 상기 발전부(800)는 에어터빈(700)과 연결되어 교류전류를 생산하는 발전기(810)와, 상기 발전기(810)에서 생산되는 교류전류를 직류전류로 변환시키는 컨버터(820)와, 상기 컨버터(820)에서 변환된 직류 전류를 저장하는 축전지(830)로 구성된다.
이와 같이, 본 발명은 제1솔레노이드밸브(711)에 의하여 일정범위 이내의 압력하에서만 에어탱크(600)로부터 에어터빈(700)으로 압축공기가 배출되면서 에어터빈(700)에 연결된 발전부(800)가 상당시간 지속적으로 동작되도록 구성되어 있기 때문에 친환경적인 전력을 쉽고 간편하게 얻을 수 있을 뿐만 아니라 안정적이고 고효율의 발전 및 충전이 보장된다.
한편, 본 발명은 상기 에어터빈(700)과 협동하여 구동축(750)을 회전시키는 실린더 유닛(900)을 더 구비할 수도 있다.
상기 실린더 유닛(900)은 하부로 로드(911)가 인출되도록 수직으로 설치된 실린더(910)와, 상기 로드(911)에 형성된 래크부(920)와, 상기 래크부(920)와 맞물려 회전하는 피니언기어(930)와, 상기 로드(911)가 하강할 경우에만 상기 피니언기어(930)의 회전력을 상기 구동축(750)으로 전달하는 제2동력전달부재(940)로 구성된다.
이 경우, 상기 제2동력전달부재(940)는 상기한 제1동력전달부재(530)와 유사한 구성으로서, 상기 피니언기어(930)와 동축회전하는 구동휠(941)과, 에어펌프(400)의 구동축에 결합된 종동휠(942)과, 상기 구동휠(941)과 종동휠(942)에 감겨진 벨트(943)와, 상기 종동휠(942)과 동축 회전하는 래치기어(944)와, 상기 구동축(750)에 결합된 래치(도시안됨)로 구성될 수 있다.
아울러, 상기 실린더 유닛(900)은 상기 실린더(910)의 상단과 에어탱크(600)를 연결하는 상부에어유로(950)와, 상기 실린더(910)의 하단과 에어탱크(600)를 연결하는 하부에어유로(960)를 구비할 수 있다.
또한, 상기 실린더 유닛(900)은 에어탱크(600)의 압력이 일정 이상 될 경우에 한하여, 상기 상부에어유로(950)를 개방하여 실린더(910)로의 상부로 유입되는 압축공기의 유입압력으로 로드(911)를 하강시키고, 로드(911)가 완전히 하강하면 하부에어유로(960)를 개방하여 실린더(910)의 하부로 유입되는 압축공기의 유입압력으로 로드(911)를 상승시키는 제2솔레노이드밸브(970)를 구비할 수 있다.
이 경우,상기 제2솔레노이드밸브(970)에는 에어탱크(600)의 압력을 감지할 수 있는 압력센서(도시안됨)가 구비된다. 아울러, 상기 제2솔레노이드밸브(970)는 발전부(800)로부터 작동에 필요한 전원을 공급받는다.
아울러, 상기 실린더(910)의 하부에 형성되어 로드(911) 하강시 실린더(910) 하부의 에어를 배출시키고 로드(911) 상승시 실린더(910) 하부로 외기를 유입시키는 제1배기공(980)과, 상기 실린더(910)의 상부에 형성되어 로드(911) 상승시 실린더(910) 상부의 에어를 배출시키고 로드(911) 하강시 실린더(910) 상부로 외기를 유입시키는 제2배기공(990)을 구비할 수 있다.
따라서, 상기 에어탱크(600)의 압력이 일정 이상이 되면 상기 제2솔레노이드밸브(970)가 상부에어유로(950)를 개방하는 동시에 제1배기공(980)이 개방되면서 상부에어유로(950)로 유입되는 에어탱크(600)의 압축공기의 압력에 의해 로드(911)가 하강하게 된다. 로드(911)가 하강함에 따라 래크부(920)와 맞물린 피니언기어(930)가 회전하게 되고, 피니언기어(930)의 회전력을 제2동력전달부재(940)가 구동축(750)으로 전달한다.
이와 같이, 상기 구동축(750)이 터어빈과 실린더 유닛(900)을 통해 보다 확실하고 원활하게 회전하게 되므로 발전부(800)의 발전 및 축전이 보다 안정적이고 고효율로 이루어지게 된다.
한편, 상기 로드(911)가 완전히 하강하면 상기 제2솔레노이드밸브(970)가 하부에어유로(960)를 개방하는 동시에 제2배기공(990)이 개방되면서 하부에어유로(960)로 유입되는 에어탱크(600)의 압축공기의 압력에 의해 로드(911)가 상승하여 원위치로 복귀하게 된다. 이때, 상기 피니언기어(930)는 로드(911)가 상승함에 따라 역회전하게 되는데, 상기 제2동력전달부재(940)의 래치와 래치기어(944)의 작용에 의하여 피니언기어(930)의 역회전력은 구동축(750)에 전달되지 않으며 이에 따라 에어터빈(700)의 역회전도 이루어지지 않는다.
이와 같이 구성된 본 발명의 압축공기를 이용한 발전장치(1)는 다음과 같이 동작된다.
먼저, 승강덮개(200)의 상부로부터 압력이 가해지면 승강덮개(200)가 하강하게 된다.
상기 승강덮개(200)가 하강하면, 탄성부재(320)가 압축변형되면서 에어튜브(310)가 수축되며, 이 과정에서 에어튜브(310)내의 에어가 제1에어배출유로(340)를 통해 에어탱크(600) 내부로 강제 유입된다. 이때, 제1체크밸브(350)는 개방되고 제2체크밸브(360)는 닫힘 상태를 유지하게 된다.
한편, 승강덮개(200)가 하강함에 따라, 래크부재(510)가 하강하게 되고 피니언기어(520)가 하강하는 래크부재(510)와 연동하여 회전하면서 제1동력전달부재(530)를 통해 에어펌프(400)가 동작된다.
에어펌프(400)로부터 배출되는 에어는 제2에어배출유로(410)를 통해 상기 에어탱크(600)로 강제 유입된다.
상기 에어튜브(310)와 에어펌프(400)를 통해 에어탱크(600)로 강제 유입되는 에어는 제1체크밸브(350)와 제3체크밸브(420)에 의해 역류하지 않고 에어탱크(600) 내에 압축 저장된다.
이와 같이, 승강덮개(200)가 하강함에 따라서 에어탱크(600) 내부로 다량의 에어가 강제로 유입되면서 에어가 압축상태로 저장되며, 이렇게 압축 저장된 에어는 제1솔레노이드밸브(711)와 제2솔레노이드밸브(970)의 작용으로 에어유입관(710)과 상부에어유로(950)을 통해 에어터빈(700)과 실린더 유닛(900)으로 유입되어 에어터빈(700)과 실린더 유닛(900)을 동시 동작시키게 되고, 에어터빈(700)과 실린더 유닛(900)이 동작함에 따라 구동축(750)이 회전하면서 발전기(810)를 통한 발전 및 축전이 이루어지게 된다.
한편, 승강덮개(200)에 가해진 압력이 제거되면, 압축된 탄성부재(320)의 탄성력에 의하여 탄성부재(320)가 복원됨과 동시에 승강덮개(200)와 에어튜브(310)와 래크부재(510)는 원위치로 상승하게 된다.
이 과정에서 제2체크밸브(360)가 개방되면서 에어튜브(310)로 에어가 유입되며, 제1체크밸브(350)가 닫히면서 에어탱크(600)로부터 에어튜브(310)로의 에어 유입이 차단된다. 아울러, 에어탱크(600) 내부의 압력에 의해 제3체크밸브(420)가 닫히면서 에어탱크(600)로부터 에어펌프(400)로부터의 에어 유입이 차단된다.
이와 같은, 본 발명의 압축공기를 이용한 발전장치(1)는 과속방지턱에 설치된 경우에 차량의 과속을 방지하는 동시에 차량이 과속방지턱을 밟고 지나가는 과정에서 발전이 이루어지게 된다.
이하, 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명 압축공기를 이용한 발전장치를 구비한 과속방지턱(2)을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2 내지 도 4에 도시와 같이, 본 발명의 압축공기를 이용한 발전장치를 구비한 과속방지턱(2)은 매립본체(21)와 압축공기를 이용한 발전장치(1)와 과속방지턱 본체(22)와 탄성부재(23)와 마감부재(24)로 크게 구성된다.
상기 매립본체(21)는 차량이 이동하는 도로(10)의 폭 방향으로 도로면에 매립 설치된다. 상기 매립본체(21)의 상부에는 가장자리를 따라 수평하게 돌출된 플랜지부(21a)가 형성된다.
상기 압축공기를 이용한 발전장치(1)는 전술한 압축공기를 이용한 발전장치로서, 상기 매립본체(21)의 내부에 안착된다. 상기 압축공기를 이용한 발전장치(1)는 도로의 폭방향을 따라 복수로 설치될 수 있다.
상기 탄성부재(23)는 상기 매립본체(21)의 바닥에 설치되어 상기 압축공기를 이용한발전장치(1)를 탄성 지지한다.
상기 과속방지턱 본체(22)는 압축공기를 이용한 발전장치(1)의 승강덮개(200)의 상부에 지지된다. 따라서, 차량이 상기 과속방지턱 본체(22)를 밟고 지나가면 상기 승강덮개(200)는 과속방지턱 본체(22)와 함께 승강하게 된다.
상기 마감부재(24)는 일측이 상기 매립본체(21)의 플랜지부(21a)에 결합되고 타측이 상기 과속방지턱 본체(22)의 가장자리부를 커버하도록 설치되어 상기 과속방지턱 본체(22)의 상부 이탈을 막는다.
한편, 상기 과속방지턱 본체(22)의 상부에는 야간에 과속방지턱 본체(22)의 식별이 용이하게 이루어지도록 LED 램프(25)가 더 설치될 수 있다. 이 경우, 상기 LED 램프(25)는 압축공기를 이용한 발전장치(1)로부터 전력을 공급받아 점등이 이루어지도록 구성된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 압축공기를 이용한 발전장치를 구비한 과속방지턱(2)은 차량이 과속방지턱 본체(22)의 상부를 밟고 지나갈 때마다 과속방지턱 본체(22)가 승강커버(200)와 함께 승강하면서 발전장치(1)로부터 발전 및 충전이 이루어지게 되며, 이렇게 생산된 전력을 신호등이나 가로등 등과 같이 도로에 무수히 설치되어 있는 도로시설물들이나 전기차의 비상 충전이 가능하게 하는 비상 충전부스에 제공함으로써 에너지를 절감할 수 있게 된다.
이와 같이, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상술하였으나 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 본 발명의 사상을 벗어나지 않고 변형 가능하며, 이러한 변형은 본 발명의 권리범위에 속할 것이다.
1...압축공기를 이용한 발전장치
2...과속방지턱 10...도로
21...매립본체 21a...플랜지부
23...탄성부재 22...과속방지턱 본체
24...마감부재 100...함체
200...승강덮개 300...에어쿠션부
310...에어튜브 320...탄성부재
330...지지패널 340...제1에어배출유로
350...제1체크밸브 360...제2체크밸브
400...에어펌프 500...에어펌프 구동부
510...래크부재 520...피니언기어
530...동력전달부재 531...구동휠
532...종동휠 533...벨트
534...래치기어 535...래치
600...에어탱크 700...에어터빈
711...제1솔레노이드밸브 710...에어유입관
720...케이스 730...회전축
740...프로펠러 750...구동축
800...발전부 900...실린더 유닛
911...로드 910...실린더
920...래크부 930...피니언기어
941...구동휠 942...종동휠
943...벨트 944...래치기어
945...래치 940...제2동력전달부재
950...상부에어유로 960...하부에어유로
970...제2솔레노이드밸브 980...제1배기공
990...제2배기공

Claims (7)

  1. 함체;
    상기 함체의 상부에 승강가능하게 설치된 승강덮개;
    상기 함체와 승강덮개 사이에 설치된 에어쿠션부;
    상기 함체의 내부에 설치된 에어펌프;
    상기 승강덮개 하강시 상기 에어펌프에 구동력을 부여하는 에어펌프 구동부;
    함체의 내부에 설치되며, 승강덮개 하강시 상기 에어쿠션부와 에어펌프로부터 배출되는 공기가 압축 저장되는 에어탱크;
    상기 함체의 내부에 설치되며, 상기 에어탱크로부터 배출되는 압축공기를 이용하여 구동되는 에어터빈;
    상기 에어터빈으로부터 회전력을 부여 받아 발전 및 축전이 이루어지는 발전부; 및
    상기 에어탱크의 압력이 일정 이상 될 경우 상기 에어터빈으로의 압축공기 배출을 허용하고 에어탱크의 압력이 일정 이하일 경우 상기 에어터빈으로의 압축공기 배출을 차단하는 제1솔레노이드밸브를 포함하고,
    상기 에어터빈은, 상기 에어탱크와 연결되며, 상기 제1솔레노이드밸브가 설치된 에어유입관; 상기 에어유입관으로부터 압축공기를 공급받는 케이스; 상기 케이스의 내부에 설치된 회전축; 상기 회전축을 따라 방사상으로 경사지게 배열되어 케이스 내부로 유입되는 압축공기에 의해 회전하는 복수의 프로펠러; 및 상기 회전축의 단부에 결합되어 회전축의 회전력을 발전부로 전달하는 구동축을 구비하며,
    하부로 로드가 인출되도록 수직으로 설치된 실린더;
    상기 로드에 형성된 래크부;
    상기 래크부와 맞물려 회전하는 피니언기어;
    상기 피니언기어와 동축회전하는 구동휠과, 에어터빈의 구동축에 결합된 종동휠과, 상기 구동휠과 종동휠에 감겨진 벨트와, 상기 종동휠과 동축 회전하는 래치기어와, 상기 구동축에 결합된 래치로 구성되어, 상기 래크부가 하강할 경우에만 상기 피니언기어의 회전력을 상기 구동축으로 전달하는 제2동력전달부재;
    상기 실린더의 상단과 에어탱크를 연결하는 상부에어유로;
    상기 실린더의 하단과 에어탱크를 연결하는 하부에어유로;
    에어탱크의 압력이 일정 이상 될 경우에 한하여, 상기 상부에어유로를 개방하여 실린더로의 상부로 유입되는 압축공기의 유입압력으로 로드를 하강시키고, 로드가 완전히 하강하면 하부에어유로를 개방하여 실린더의 하부로 유입되는 압축공기의 유입압력으로 로드를 상승시키는 제2솔레노이드밸브;
    상기 실린더의 하부에 형성되어 로드 하강시 실린더 하부의 에어를 배출시키고 로드 상승시 실린더 하부로 외기를 유입시키는 제1배기공; 및
    상기 실린더의 상부에 형성되어 로드 상승시 실린더 상부의 에어를 배출시키고 로드 하강시 실린더 상부로 외기를 유입시키는 제2배기공을 더 구비한 실린더 유닛을 구비한 압축공기를 이용한 발전장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 에어쿠션부는
    상기 함체의 상단에 설치되어 승강덮개 하강시 승강덮개에 눌리면서 수축되는 에어튜브;
    상기 함체의 상단에 설치되어 수축된 에어튜브에 복원력을 부여하는 탄성부재;
    상기 에어튜브의 상단을 지지하도록 상기 탄성부재의 상단에 결합된 지지패널;
    상기 에어튜브의 일측에 설치되어 상기 에어튜브가 수축될 때 에어튜브 내부의 에어를 상기 에어탱크로 배출시키는 제1에어배출유로;
    상기 제1에어배출유로에 설치되어 상기 에어튜브가 복원될 때 에어탱크 내부의 에어가 에어튜브 내부로 유입되지 않도록 차단하는 제1체크밸브; 및
    상기 에어튜브의 타측에 설치되어 상기 에어튜브가 복원될 때 에어튜브 내부로의 외기 유입을 허락하는 제2체크밸브를 구비한 압축공기를 이용한 발전장치.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 에어펌프 구동부는
    상기 승강덮개의 내측에 수직으로 설치되어 상기 승강덮개와 동반 승강하는 래크부재;
    상기 래크부재와 맞물려 회전하는 피니언기어; 및
    상기 피니언기어와 동축회전하는 구동휠과, 에어펌프의 구동축에 결합된 종동휠과, 상기 구동휠과 종동휠에 감겨진 벨트과, 상기 종동휠과 동축 회전하는 래치기어와, 상기 에어펌프의 구동축에 결합된 래치로 구성되어, 상기 래크부재가 하강할 경우에만 피니언기어의 회전력을 상기 에어펌프의 구동축으로 전달하는 제1동력전달부재를 구비한 압축공기를 이용한 발전장치.
  5. 삭제
  6. 제 1항, 제2항 및 제4항 중 어느 한 항의 압축공기를 이용한 발전장치를 구비한 과속방지턱.
  7. 제 6항에 있어서,
    차량이 이동하는 도로의 폭 방향으로 도로면에 매립 설치되며, 상부 둘레에는 플랜지부가 형성된 매립본체;
    상기 매립본체 내에 안착되는 적어도 하나 이상의 압축공기를 이용한 발전장치;
    상기 매립본체의 바닥에 설치되어 상기 압축공기를 이용한 발전장치를 탄성지지하는 탄성부재;
    상기 압축공기를 이용한 발전장치의 승강덮개 상부에 결합되어 상기 승강덮개와 동반승강하는 과속방지턱 본체; 및
    일측이 상기 매립본체의 플랜지부에 결합되고 타측이 상기 과속방지턱 본체의 가장자리부를 커버하여 과속방지턱 본체의 상부 이탈을 방지하는 마감부재를 포함하는 압축공기를 이용한 발전장치를 구비한 과속방지턱.
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