KR102622559B1 - 공동주택의 세대별로 전력을 공급하는 절체장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명에서는, 에너지 저장 시스템(Energy Storage System, ESS)(10)의 전력을 공동주택(20)의 특정 가구에 선택적으로 공급하는 절체장치(100)에 있어서, 상기 절체장치(100)는, 원통형이고 일단은 폐쇄되며 타단은 개방되어 내부에 원형막대자석(113)이 삽치되는 자석케이스(110); 상기 자석케이스(110)의 타단의 외부에서 결착되고 내부에 MR유체(121)가 투입되는 유체실린더(120); 상기 자석케이스(110)의 개방된 타단을 밀폐하고 유체실린더(120)의 말단 내주면에 형성된 나사산과 나사결합하면서 MR유체(121)의 누출을 막는 밀폐마개(111); 상기 유체실린더(120)의 내주면을 왕복운동하는 헤드(133)와 헤드(133)로부터 연장되는 코일케이스(130) 및 코일코어(132); 상기 코일케이스(130)와 코일코어(132) 사이에 감기고 외부로부터 전류가 유출입되며 표면은 절연처리되어 있는 코일(131); 상기 코일케이스(130)의 말단에 접촉하여 회전하는 링베어링(190)을 수용하고 외주면에는 스텝모터(140)의 모터기어(141)에 맞물려 회전하는 코어기어(142)가 형성되어 있으며 말단의 중심에는 가이드축(163)이 돌출되고, 외주면 말단에는 전극볼(162)이 탄성에 의해 돌출되거나 내부로 들어가는 회전코어(160); 상기 가이드축(163)에 끼워지는 스프링(164); 상기 회전가능한 회전코어(160)의 외주면에 전기적으로 접촉하고 외부의 ESS(10)로부터 전원을 공급하는 ESS공급선(151)과 전기적으로 연결된 브러쉬(150); 상기 가이드축(163)이 내주면에 접촉하여 왕복운동하도록 가이드홈(171)이 중심에 형성되고, 개방된 내주면에는 단면이 사다리꼴인 복수개의 전극홈(175)이 길이방향으로 형성되며, 전극홈(175)의 말단에는 외주면과 연결된 전극홀(173)로 통하는 끼움홀(176)이 형성된 원통형의 분배드럼(170); 및, 상기 전극홈(175)에 끼워지고, 하단에는 끼움홀(176)에 삽입되어 공동주택(20)의 각 가구별로 공급되는 분배선(180)과 전기적으로 연결되는 전극핀(174)이 돌출된 전극편(172); 및, 전력을 공급하는 공급자의 공급자서버(40)로부터 가구별 전력 소비량 정보를 제공받은 사용자단말(50)의 제어명령에 따라 절체장치(100)를 절체하도록 제어하는 제어부(30);을 포함한다.
본 발명에 따르면, 특정 가구가 지나치게 전력소비를 많이 한 경우 누진세의 적용으로 전기사용료 폭탄을 맞는 것을 예방할 수 있게 하는 유리한 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 특정 가구가 지나치게 전력소비를 많이 한 경우 누진세의 적용으로 전기사용료 폭탄을 맞는 것을 예방할 수 있게 하는 유리한 효과가 있다.
Description
본 발명은 공동주택의 세대별로 전력을 공급하는 절체장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 에너지 저장 시스템(Energy Storage System, ESS)을 활용하는 공동주택에 있어서 보다 효율적으로 전력을 분배하도록 절체하는 절체장치에 관한 것이다.
에너지저장장치(Energy Storage System, ESS)는 불규칙적이고 단속적으로 생산되는 풍력발전과 태양광발전 시스템에서 생산된 전력의 충방전을 통해 신재생 에너지의 출력을 안정시켜준다.
이러한 ESS는 전력소비량이 많은 시간에 태양에너지와 같은 잉여 전력을 저장해두었다가 필요한 시간대에 공급하며, 출력변동을 최소화시키고 전력의 품질을 향상시키는 효율적인 시스템이다.
그러나 공동주택의 경우 가구마다 전력 소비량이 다르기 때문에 가구별로 저렴한 가격에 전력을 공급하기에는 어려움이 있다. 즉 어떤 가구는 340kWh, 또 어떤 가구는 500kWh, 또다른 가구는 150kWh를 사용할 수 있다. 이중에서 500kWh를 사용한 가구는 누진제 적용으로 막대한 전기요금을 납부해야 할 수 있다.
그런데 ESS가 갖추어진 경우에도 과다 전기요금의 피해를 본 가구에만 효율적으로 전력을 공급할 수는 없는 문제가 있다. 따라서 ESS를 적극 활용하여 전기를 과다 사용한 가구에 우선적으로 ESS의 전력을 우선 공급함으로써, 누진 요금의 적용으로 발생하는 전기사용료 폭탄이라는 큰 피해를 막을 필요가 있다.
나아가 이러한 전력공급의 효율화를 위한 장치를 개발하더라도 이를 적절하게 보호하여 내구성과 수명을 늘릴 수 있는 구성까지도 더 필요하게 된다.
본 발명에서는, 공동주택에 속하는 전기소비량이 많은 특정 가구의 전기사용료를 획기적으로 줄이는데 목적이 있다.
본 발명에서는 ESS의 전력을 특정 가구에 공급하도록 절체할 수 있는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명에서는 절체장치를 효과적으로 보호하고 ESS의 전력을 안정적, 계속적으로 공급하도록 하는 케이스를 얻는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 에너지 저장 시스템(Energy Storage System, ESS)(10)의 전력을 공동주택(20)의 특정 가구에 선택적으로 공급하는 절체장치(100)에 있어서, 상기 절체장치(100)는, 원통형이고 일단은 폐쇄되며 타단은 개방되어 내부에 원형막대자석(113)이 삽치되는 자석케이스(110); 상기 자석케이스(110)의 타단의 외부에서 결착되고 내부에 MR유체(121)가 투입되는 유체실린더(120); 상기 자석케이스(110)의 개방된 타단을 밀폐하고 유체실린더(120)의 말단 내주면에 형성된 나사산과 나사결합하면서 MR유체(121)의 누출을 막는 밀폐마개(111); 상기 유체실린더(120)의 내주면을 왕복운동하는 헤드(133)와 헤드(133)로부터 연장되는 코일케이스(130) 및 코일코어(132); 상기 코일케이스(130)와 코일코어(132) 사이에 감기고 외부로부터 전류가 유출입되며 표면은 절연처리되어 있는 코일(131); 상기 코일케이스(130)의 말단에 접촉하여 회전하는 링베어링(190)을 수용하고 외주면에는 스텝모터(140)의 모터기어(141)에 맞물려 회전하는 코어기어(142)가 형성되어 있으며 말단의 중심에는 가이드축(163)이 돌출되고, 외주면 말단에는 전극볼(162)이 탄성에 의해 돌출되거나 내부로 들어가는 회전코어(160); 상기 가이드축(163)에 끼워지는 스프링(164); 상기 회전가능한 회전코어(160)의 외주면에 전기적으로 접촉하고 외부의 ESS(10)로부터 전원을 공급하는 ESS공급선(151)과 전기적으로 연결된 브러쉬(150); 상기 가이드축(163)이 내주면에 접촉하여 왕복운동하도록 가이드홈(171)이 중심에 형성되고, 개방된 내주면에는 단면이 사다리꼴인 복수개의 전극홈(175)이 길이방향으로 형성되며, 전극홈(175)의 말단에는 외주면과 연결된 전극홀(173)로 통하는 끼움홀(176)이 형성된 원통형의 분배드럼(170); 및, 상기 전극홈(175)에 끼워지고, 하단에는 끼움홀(176)에 삽입되어 공동주택(20)의 각 가구별로 공급되는 분배선(180)과 전기적으로 연결되는 전극핀(174)이 돌출된 전극편(172); 및, 전력을 공급하는 공급자의 공급자서버(40)로부터 가구별 전력 소비량 정보를 제공받은 사용자단말(50)의 제어명령에 따라 절체장치(100)를 절체하도록 제어하는 제어부(30);을 포함한다.
여기서 상기 전극볼(162)은, 회전코어(160)의 외주면 말단에 형성된 볼홈(167)에 판스프링(165)이 투입된 후 삽치되고 고정링(166)과 체결핀(168)에 의해 외부로 이탈되지 않도록 고정된다.
또한 상기 제어부(30)는, 상기 코일(131)에 전류를 공급하는 전원부(31) 및 상기 스텝모터(140)의 회전각도를 제어하는 모터제어부(33)를 포함한다.
또한 상기 사용자단말(50)은, 공동주택(20)의 복수 가구 중에서 최대 전력 소비량을 기록하는 가구에 에너지 저장 시스템(10)의 전력을 공급하도록 상기 제어부(30)를 통하여 스텝모터(140)의 각도를 조정하는 제어명령을 전송하는 자동모드를 수행하거나, 사용자가 특정 가구를 선택하여 에너지 저장 시스템(10)의 전력을 공급하도록 상기 제어부(30)를 통하여 스텝모터(140)의 각도를 조정하는 제어명령을 전송하는 수동모드를 수행할 수 있다.
여기서 상기 사용자단말(50)을 통하여 에너지 저장 시스템(10)으로부터 가구로 전력을 공급하도록 하는 경우, 전원부(31)가 코일(131)에 전류를 공급하고 헤드(133)와 원형막대자석(113) 간의 척력에 의하여 전극볼(162)이 분배드럼(170) 내부로 투입되며, 모터제어부(33)가 특정 가구에 전기적으로 연결된 전극편(172)에 전극볼(162)이 접촉하도록 회전시키고, 자기력선에 의하여 MR유체(121)가 고형화되어 전극볼(162)의 위치가 고정되며, 전원부(31)가 코일(131)에 전류를 차단하면 MR유체(121)가 액화되고 스프링(164)의 탄성에 의하여 전극볼(162)이 전극편(172)으로부터 이탈되는 것을 특징으로 한다.
나아가 상기 절체장치(100)는, T자형 내부 공간에 유체실린더(120)의 말단에 밀착하여 고정하는 칸막이(210)가 상측 내면으로부터 돌출되고, 상기 코일(131)이 외부로 연결되도록 코일홀(220)이 형성되며, 상기 분배선(180)이 외부로 연결되도록 분배홀(230)이 복수 개 형성되고, T자형 내부 공간의 하측 돌출된 부분의 측면에 스텝모터(140)의 전원선 및 데이터선(288)이 통과하도록 데이터홀(333)이 형성되며, 상기 T자형 내부공간의 상면을 하우징커버(240)가 덮는 하우징(200);에 안치되고, 상기 ESS공급선(151)은 전도체이고 외주면에 접촉스프링(222)이 감싸고 있으며, 상기 하우징(200)의 상측 내벽에 형성된 공급선홈(223)의 내주면에 밀착하여 끼워지고, 상기 접촉스프링(222)은 접촉스프링홈(224)에 끼워져서 접촉스프링(222)의 탄성에 의하여 브러쉬(150)가 회전코어(160)의 외주면에 상시 접촉하며, 상기 공급선홈(223)의 내주면은 전도체의 공급선전극(226)이 형성되어 하우징(200)의 외벽까지 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 특정 가구가 지나치게 전력소비를 많이 한 경우 누진세의 적용으로 전기사용료 폭탄을 맞는 것을 예방할 수 있는 유리한 효과가 있다.
또한 본 발명에 따르면, 공동주택의 복수 가구 중에서 최대 전력 소비량을 기록하는 가구에 에너지 저장 시스템의 전력을 공급할 수 있는 유리한 효과가 있다.
또한 본 발명에 따르면, 절체장치를 효과적으로 보호하고 ESS에서 공급되는 전력이 안정적, 연속적으로 특정 가구에 공급될 수 있는 유리한 효과가 있다.
도면을 사용하여 본 발명의 실시예를 더 상세하게 설명하기 전에, 도면 및 상세한 설명에서 동일한 요소, 그리고 동일한 기능 및/또는 동일한 기술적 또는 물리적 효과를 갖는 요소는, 동일한 참조 번호를 부여하거나 동일한 명칭으로 식별하며, 다른 실시예에서 도시 또는 설명된 요소 및 그 기능의 설명은 서로 교환가능하거나 다른 실시예에서 서로 적용될 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 공동주택의 세대별로 전력을 공급하는 절체장치(100)를 보호하는 하우징(200)의 사시도 및 하우징(200)의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 공동주택의 세대별로 전력을 공급하는 절체장치(100)가 사용되는 시스템의 전체 구성도이다.
도 4는 본 발명의 공동주택의 세대별로 전력을 공급하는 절체장치의 종단면도이다.
도 5 및 도 6는 본 발명의 공동주택의 세대별로 전력을 공급하는 절체장치(100)의 분배드럼(170)을 나타내는 종단면도 및 사시도이다.
도 7는 본 발명의 공동주택의 세대별로 전력을 공급하는 절체장치(100)를 구성하는 전극볼(162)을 나타내는 부분확대도이다.
도 8은 본 발명의 공동주택의 세대별로 전력을 공급하는 절체장치(100)를 구성하는 하우징(200)의 부분확대도이다.
도 9는 본 발명의 공동주택의 세대별로 전력을 공급하는 절체장치(100)의 가이드축(163)이 척력에 의하여 가이드홈(171)에 완전히 삽입되는 것을 나타낸 종단면도이다.
도 10은 본 발명의 공동주택의 세대별로 전력을 공급하는 절체장치(100)의 가이드축(163)이 스프링(164)의 탄성력에 의하여 가이드홈(171)으로부터 빠져 나오고 전극볼(162)이 전극편(172)으로부터 전기적으로 이탈되는 모습을 나타낸 종단면도이다.
도 11은 본 발명의 공동주택의 세대별로 전력을 공급하는 절체장치(100)의 조립사시도이다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 공동주택의 세대별로 전력을 공급하는 절체장치(100)를 보호하는 하우징(200)의 사시도 및 하우징(200)의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 공동주택의 세대별로 전력을 공급하는 절체장치(100)가 사용되는 시스템의 전체 구성도이다.
도 4는 본 발명의 공동주택의 세대별로 전력을 공급하는 절체장치의 종단면도이다.
도 5 및 도 6는 본 발명의 공동주택의 세대별로 전력을 공급하는 절체장치(100)의 분배드럼(170)을 나타내는 종단면도 및 사시도이다.
도 7는 본 발명의 공동주택의 세대별로 전력을 공급하는 절체장치(100)를 구성하는 전극볼(162)을 나타내는 부분확대도이다.
도 8은 본 발명의 공동주택의 세대별로 전력을 공급하는 절체장치(100)를 구성하는 하우징(200)의 부분확대도이다.
도 9는 본 발명의 공동주택의 세대별로 전력을 공급하는 절체장치(100)의 가이드축(163)이 척력에 의하여 가이드홈(171)에 완전히 삽입되는 것을 나타낸 종단면도이다.
도 10은 본 발명의 공동주택의 세대별로 전력을 공급하는 절체장치(100)의 가이드축(163)이 스프링(164)의 탄성력에 의하여 가이드홈(171)으로부터 빠져 나오고 전극볼(162)이 전극편(172)으로부터 전기적으로 이탈되는 모습을 나타낸 종단면도이다.
도 11은 본 발명의 공동주택의 세대별로 전력을 공급하는 절체장치(100)의 조립사시도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 공동주택의 세대별로 전력을 공급하는 절체장치(100)를 보호하는 하우징(200)의 사시도 및 하우징(200)의 평면도이다.
도 1 및 도 2에서 보듯이, 절체장치(100)는, T자형 내부 공간에 유체실린더(120)의 말단에 밀착하여 고정하는 칸막이(210)가 상측 내면으로부터 돌출되고, 코일(131)이 외부로 연결되도록 코일홀(220)이 형성되며, 분배선(180)이 외부로 연결되도록 분배홀(230)이 복수 개 형성되고, T자형 내부 공간의 하측 돌출된 부분의 측면에 스텝모터(140)의 전원선 및 데이터선(288)이 통과하도록 데이터홀(333)이 형성되며, 상기 T자형 내부공간의 상면을 하우징커버(240)가 덮는 하우징(200)에 안치된다.
여기서 T자형 내부 공간의 하측 돌출된 부분에는 추후 스텝모터(140)가 안치될 공간이 된다.
상기와 같은 하우징(200)에 의하여 절체장치(100)를 효과적으로 보호하고 ESS(10)에서 공급되는 전력이 상시 면접촉이 가능한 구조의 브러쉬(150)에 의하여 안정적, 연속적으로 특정 가구에 공급될 수 있는 효과가 있다.
한편 도 3은 본 발명의 공동주택의 세대별로 전력을 공급하는 절체장치(100)가 사용되는 시스템의 전체 구성도이다.
도 3에서, 에너지 저장 시스템(Energy Storage System, ESS)(10)은 에너지를 저장·관리하여 공동주택(20)에 공급하는 역할을 한다. ESS는 공동주택(20)의 옥상이나 인근에 위치해 있는 것이 좋다. 공동주택(20)이란 다세대 주택이나 아파트 등 전력을 개별적으로 소비하는 가구 단위가 모여있는 주택을 말한다.
한편 절체장치(100)가 공동주택(20)의 특정 가구에 상기 에너지 저장 시스템(10)의 전력을 선택적으로 공급할 수 있다. 즉 ESS로부터 전력을 끌어와서 집중적으로 특정 가구에만 전력을 공급할 수 있다.
이러한 절체장치(100)를 통하여 특정 가구가 지나치게 전력소비를 많이 한 경우 누진세의 적용으로 전기사용료 폭탄을 맞는 것을 예방할 수 있고, ESS로부터 전력을 충당받은 특정 가구가 저렴한 가격으로 추후 보상을 하도록 하는 것이다. 보다 구체적이고 자세한 설명은 후술한다.
한편 제어부(30)가 상기 절체장치(100)를 절체하도록 제어하는 것이 좋다. 절체란 스위칭을 의미할 수 있으며 특정 가구로의 전력 배선을 재할당하는 것을 의미한다.
한편 사용자단말(50)은 전력을 공급하는 공급자서버(40)로부터 가구별 전력 소비량 정보를 제공받고 상기 제어부(30)에 제어명령을 전송하는 것이 좋다.
사용자단말(50)은 스마트폰, 개인용 컴퓨터 등 유무선 통신이 가능한 단말이 될 수 있고, 공급자서버(40)는 전력을 공급하는 사업자가 운영하고 과금하는데 사용되는 자료를 보유한 서버를 의미한다. 따라서 공급자서버(40)는 공동주택(20)의 각 가구별 전력소비량에 관한 데이터를 보유하고, 나아가 사용자단말(50)에 데이터를 전송할 수 있다.
도 4는 본 발명의 공동주택의 세대별로 전력을 공급하는 절체장치의 종단면도이다.
도 4에서 보듯이, 상기 절체장치(100)는 크게 자석케이스(110), 밀폐마개(111), 유체실린더(120), 코일케이스(130), 코일코어(132), 코일(131), 회전코어(160), 스프링(164), 브러쉬(150) 및 분배드럼(170)으로 구성된다. 나아가 절체장치(100)는 하우징(200)을 포함한 개념일 수 있다.
먼저 자석케이스(110)는 원통형이고 일단은 폐쇄되며 타단은 밀폐마개(111)에 의해 밀폐된다. 그리고 그 내부에는 원형막대자석(113)이 삽치된다.
특히 밀폐마개(111)는 상기 자석케이스(110)의 개방된 타단을 밀폐하고 유체실린더(120)의 말단 내주면에 형성된 나사산과 나사결합하면서 MR유체(121)의 누출을 막는 역할을 한다.
또한 유체실린더(120)가 상기 자석케이스(110)의 일단의 외부에서 결착되고 내부에 MR유체(121)가 투입된다. MR유체(121)는 유체실린더(120)의 내부를 꽉 채우지 않고 빈 공간을 두고 채워지는 것이 좋다.
즉 유체실린더(120)의 내부 부피가 커진 후 MR유체(121)가 고형화되면, 빈 공간이 존재함에도 불구하고 스프링(164)의 탄성력에 의하여도 내부 부피의 변화가 없어야 하고, MR유체(121)가 액화된 경우에는 충분히 내부 부피가 작아지도록 하기 위함이다.
여기서 MR(Magneto-rheological Fluid)유체의 특성은 자기력선에 의하여 고형화가 가능하다는 점인데, 본 발명에서는 코일(131) 전류에 의한 강력한 자기력선을 인가하여 고형화시킬 수 있다.
한편 도 4에서는, 상기 유체실린더(120)의 내주면을 왕복운동하는 헤드(133)와 헤드(133)로부터 연장되는 코일케이스(130) 및 코일코어(132)가 도시되어 있다. 그리고 코일(131)이 상기 코일케이스(130)와 코일코어(132) 사이에 감기고 외부로부터 전류가 유출입되며, 그 표면은 절연처리되어 있는 것이 좋다. 절연으로 인하여 누설전류를 막는다.
또한 회전코어(160)가 상기 코일케이스(130)의 말단에 접촉하여 회전하는 링베어링(190)을 수용한다. 링베어링(190)에 의하여 코일케이스(130)가 고정되더라도 회전코어(160)는 스텝모터(140)와 기어결합함으로써 자유롭게 회전할 수 있다.
한편 회전코어(160)의 외주면에는 스텝모터(140)의 모터기어(141)에 맞물려 회전하는 코어기어(142)가 형성되어 있다.
그리고 회전코어(160) 말단의 중심에는 가이드축(163)이 돌출되고, 회전코어(160)의 외주면 말단에는 전극볼(162)이 탄성에 의해 돌출되거나 내부로 들어감이 좋다.
도 4는 원형막대자석(113)의 척력에 의하여 회전코어(160)가 우측으로 이동하여 전극볼(162)이 전극편(172)에 전기적으로 접촉됨을 나타낸다. 이 척력은 코일(131)에 전류가 인가되어 자기력선이 발생함에 따른 것이다. 암페어의 오른나사 법칙에 의하여 원형막대자석(113)과 헤드(133)가 상호 척력을 발생시키도록 코일(131)의 감는 방향을 설정함이 좋다.
또한 척력은 가이드축(163)에 끼워지는 스프링(164)의 탄성력을 극복할 만큼 강해서 가이드축(163)이 가이드홈(171)에 삽입될 수 있다. 이에 따라 스프링(164)은 수축한다. 이러한 스프링(164)의 탄성력은 MR유체(121)의 고형화로 인하여 헤드(133)를 자석케이스(110) 방향으로 다시 이동시키지 못한다.
한편 브러쉬(150)가 상기 회전가능한 회전코어(160)의 외주면에 전기적으로 접촉하고 외부의 ESS(10)로부터 전원을 공급하는 ESS공급선(151)과 전기적으로 연결된다.
도 5 및 도 6는 본 발명의 공동주택의 세대별로 전력을 공급하는 절체장치(100)의 분배드럼(170)을 나타내는 종단면도 및 사시도이다.
도 5 및 도 6에서 보듯이, 원통형의 분배드럼(170)에는 상기 가이드축(163)이 내주면에 접촉하여 왕복운동하도록 가이드홈(171)이 중심에 형성되어 있다. 그리고 분배드럼(170)의 개방된 내주면에는 단면이 사다리꼴인 복수개의 전극홈(175)이 길이방향으로 형성되며, 전극홈(175)의 말단에는 외주면과 연결된 전극홀(173)로 통하는 끼움홀(176)이 형성된다.
나아가 전극편(172)이 상기 전극홈(175)에 끼워지고, 하단에는 끼움홀(176)에 삽입되어 공동주택(20)의 각 가구별로 공급되는 분배선(180)과 전기적으로 연결되는 전극핀(174)이 돌출된다.
특히 도 6에서는 전극홈(175)이 총 4개가 있어서, 4 가구에 ESS의 전력을 개별적으로 공급할 수 있도록 예시한 것이지만, 필요에 따라 얼마든지 그 이상의 개수로 늘려서 구비할 수 있음은 당업자에게 자명하다.
도 7는 본 발명의 공동주택의 세대별로 전력을 공급하는 절체장치(100)를 구성하는 전극볼(162)을 나타내는 부분확대도이다.
도 7에서 보듯이, 전극볼(162)은 회전코어(160)의 외주면 말단에 형성된 볼홈(167)에 판스프링(165)이 투입된 후 삽치되고 고정링(166)과 체결핀(168)에 의해 외부로 이탈되지 않도록 고정된다. 따라서 전극볼(162)은 외력에 의하여 볼홈(167) 내부로 들어가다가 외력이 없으면 탄성력에 의하여 튀어나온다.
한편 도 3에서, 상기 제어부(30)는 상기 코일(131)에 전류를 공급하는 전원부(31) 및 상기 스텝모터(140)의 회전각도를 제어하는 모터제어부(33)를 포함할 수 있다.
또한 사용자단말(50)은 공동주택(20)의 복수 가구 중에서 최대 전력 소비량을 기록하는 가구에 에너지 저장 시스템(10)의 전력을 공급하도록 상기 제어부(30)를 통하여 스텝모터(140)의 각도를 조정하는 제어명령을 전송하는 자동모드를 수행하거나, 사용자가 특정 가구를 선택하여 에너지 저장 시스템(10)의 전력을 공급하도록 상기 제어부(30)를 통하여 스텝모터(140)의 각도를 조정하는 제어명령을 전송하는 수동모드를 수행함이 좋다.
도 8은 본 발명의 공동주택의 세대별로 전력을 공급하는 절체장치(100)를 구성하는 하우징(200)의 부분확대도이다.
도 2와 도 8을 보면, 상기 ESS공급선(151)은 전도체이고, 단단한 금속재질인 것이 좋다. 또한 ESS공급선(151)은 외주면에 접촉스프링(222)이 감싸고 있으며, 상기 하우징(200)의 상측 내벽에 형성된 공급선홈(223)의 내주면에 밀착하여 끼워진다.
여기서 상기 접촉스프링(222)은 접촉스프링홈(224)에 끼워져서 접촉스프링(222)의 탄성에 의하여 브러쉬(150)가 회전코어(160)의 외주면에 상시 접촉할 수 있다. 그리고 상기 공급선홈(223)의 내주면은 전도체의 공급선전극(226)이 형성되어 하우징(200)의 외벽까지 형성된다. 따라서 ESS(10)로부터 공급되는 전선케이블이 공급선전극(226)에 용이하게 솔더링될 수 있다.
도 9는 본 발명의 공동주택의 세대별로 전력을 공급하는 절체장치(100)의 가이드축(163)이 척력에 의하여 가이드홈(171)에 완전히 삽입되는 것을 나타낸 종단면도이다.
도 9에서처럼, 전극볼(162)이 전극편(172) 깊숙이 접촉하여 들어갈 수 있다. 이 때 MR유체(121)는 고형화되어 있어서 헤드(133)가 자석케이스(110) 방향으로 다시 이동하지 않는다. 따라서 전극볼(162)에 의하여 전극편(172)에 접촉한 다음에는 ESS(10)에서 공급되는 전력이 안정적, 연속적으로 특정 가구에 공급될 수 있다.
도 10은 본 발명의 공동주택의 세대별로 전력을 공급하는 절체장치(100)의 가이드축(163)이 스프링(164)의 탄성력에 의하여 가이드홈(171)으로부터 빠져 나오고 전극볼(162)이 전극편(172)으로부터 전기적으로 이탈되는 모습을 나타낸 종단면도이다.
도 10에서처럼, 코일(131)에 전류가 차단되면 자기력선이 약해져서 MR유체(121)는 액화된다. 따라서 스프링(164)의 탄성력에 의하여 헤드(133)가 좌측으로 이동하여 전극볼(162)은 전극편(172)으로부터 전기적으로 이탈한다. 이로써 개방회로가 되어 ESS(10)의 전력은 특정 가구에 더이상 공급되지 않게 된다.
도 11은 본 발명의 공동주택의 세대별로 전력을 공급하는 절체장치(100)의 조립사시도이다.
본 발명의 전체적인 특징을 살펴보면, 사용자단말(50)을 통하여 에너지 저장 시스템(10)으로부터 가구로 전력을 공급하도록 하는 경우, 전원부(31)가 코일(131)에 전류를 공급하고 헤드(133)와 원형막대자석(113) 간의 척력에 의하여 전극볼(162)이 분배드럼(170) 내부로 투입되며, 모터제어부(33)가 특정 가구에 전기적으로 연결된 전극편(172)에 전극볼(162)이 접촉하도록 회전시키고, 자기력선에 의하여 MR유체(121)가 고형화되어 전극볼(162)의 위치가 고정되며, 전원부(31)가 코일(131)에 전류를 차단하면 MR유체(121)가 액화되고 스프링(164)의 탄성에 의하여 전극볼(162)이 전극편(172)으로부터 이탈되는 것이다.
또한 스텝모터(140)를 이용하여 정확한 각도로 전극볼(162)을 회전시킴으로써, 전극볼(162)이 복수 개의 전극편(172) 중 특정 전극편(172)에 정확히 전기적으로 접촉하도록 제어한다. 이로써 특정 가구에 ESS 전력을 공급할 수 있게 된다.
상술한 본 발명에 따른, 공동주택의 세대별로 전력을 공급하는 절체장치(100)를 포함한 시스템은, 다양한 예시적인 로직들, 논리 블록들, 모듈들, 및 회로들이 범용 프로세서, 디지털 신호 처리기(DSP), 주문형 집적회로(ASIC), 필드 프로그래밍 가능한 게이트 어레이(FPGA), 또는 다른 프로그래밍 가능한 로직 장치, 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 컴포넌트들, 또는 이러한 기능들을 수행하도록 설계된 것들의 조합을 통해 구현 또는 수행될 수 있다.
범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수 있지만, 대안적 실시예에서, 이러한 프로세서는 종래의 프로세서, 제어기, 마이크로제어기일 수 있다. 프로세서는 또한 예를 들어, DSP 및 마이크로프로세서, 복수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 결합된 하나 이상의 마이크로프로세서, 또는 이러한 구성들의 조합과 같이 계산 장치들의 조합으로서 구현될 수 있다.
여기서, 개시된 실시 형태와 관련하여 상술한 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어, 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈, 또는 이들의 조합에 의해 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터들, 하드디스크, 휴대용 디스크, CD-ROM, 또는 당해 기술 분야에 공지된 저장 매체의 임의의 형태 내에 존재한다. 예시적인 저장 매체는 프로세서와 결합되어, 프로세서는 저장 매체로부터 정보를 판독하여 저장 매체에 정보를 기록한다. 대안적으로, 저장 매체는 프로세서에 집적화될 수 있다. 이러한 프로세서 및 저장매체는 ASIC에 위치한다. ASIC은 사용자 단말에 위치할 수 있다. 대안적으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말에서이산 컴포넌트들로서 존재할 수 있다.
제시된 실시 형태에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다.
이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시 형태로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다. 또한, 단어 "예시적인"은 예, 일례, 또는 설명으로서 제공되는 것을 의미하기 위해 여기서 사용된다.
따라서, 본 명세서에서 도시 및 설명한 바람직한 실시 형태는, 본 발명의 사상 및 범주, 특히 필수적인 특성들을 벗어남이 없이 다양하게 변경, 변형 및 수정 실시될 수 있다. 즉, 본 명세서에서 개시 및 설명한 사항들은 첨부된 청구범위의 예시적인 것이고, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니므로, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해서만 그 범위를 특정할 수 있다.
10: 에너지 저장 시스템
20: 공동주택
30: 제어부
31: 전원부
33: 모터제어부
40: 공급자서버
50: 사용자단말
100: 절체장치
110: 자석케이스
111: 밀폐마개
113: 원형막대자석
120: 유체실린더
121: MR유체
130: 코일케이스
131: 코일
132: 코일코어
133: 헤드
140: 스텝모터
141: 모터기어
142: 코어기어
150: 브러쉬
151: ESS공급선
163: 가이드축
162: 전극볼
160: 회전코어
164: 스프링
165: 판스프링
166: 고정링
167: 볼홈
168: 체결핀
170: 분배드럼
171: 가이드홈
172: 전극편
173: 전극홀
174: 전극핀
175: 전극홈
176: 끼움홀
180: 분배선
190: 링베어링
200: 하우징
210: 칸막이
220: 코일홀
222: 접촉스프링
223: 공급선홈
224: 접촉스프링홈
226: 공급선전극230: 분배홀
288: 데이터선
240: 하우징커버
333: 데이터홀
20: 공동주택
30: 제어부
31: 전원부
33: 모터제어부
40: 공급자서버
50: 사용자단말
100: 절체장치
110: 자석케이스
111: 밀폐마개
113: 원형막대자석
120: 유체실린더
121: MR유체
130: 코일케이스
131: 코일
132: 코일코어
133: 헤드
140: 스텝모터
141: 모터기어
142: 코어기어
150: 브러쉬
151: ESS공급선
163: 가이드축
162: 전극볼
160: 회전코어
164: 스프링
165: 판스프링
166: 고정링
167: 볼홈
168: 체결핀
170: 분배드럼
171: 가이드홈
172: 전극편
173: 전극홀
174: 전극핀
175: 전극홈
176: 끼움홀
180: 분배선
190: 링베어링
200: 하우징
210: 칸막이
220: 코일홀
222: 접촉스프링
223: 공급선홈
224: 접촉스프링홈
226: 공급선전극230: 분배홀
288: 데이터선
240: 하우징커버
333: 데이터홀
Claims (2)
- 에너지 저장 시스템(Energy Storage System, ESS)(10)의 전력을 공동주택(20)의 특정 가구에 선택적으로 공급하는 절체장치(100)에 있어서,
상기 절체장치(100)는,
원통형이고 일단은 폐쇄되며 타단은 개방되어 내부에 원형막대자석(113)이 삽치되는 자석케이스(110);
상기 자석케이스(110)의 타단의 외부에서 결착되고 내부에 MR유체(121)가 투입되는 유체실린더(120);
상기 자석케이스(110)의 개방된 타단을 밀폐하고 유체실린더(120)의 말단 내주면에 형성된 나사산과 나사결합하면서 MR유체(121)의 누출을 막는 밀폐마개(111);
상기 유체실린더(120)의 내주면을 왕복운동하는 헤드(133)와 헤드(133)로부터 연장되는 코일케이스(130) 및 코일코어(132);
상기 코일케이스(130)와 코일코어(132) 사이에 감기고 외부로부터 전류가 유출입되며 표면은 절연처리되어 있는 코일(131);
상기 코일케이스(130)의 말단에 접촉하여 회전하는 링베어링(190)을 수용하고 외주면에는 스텝모터(140)의 모터기어(141)에 맞물려 회전하는 코어기어(142)가 형성되어 있으며 말단의 중심에는 가이드축(163)이 돌출되고, 외주면 말단에는 전극볼(162)이 탄성에 의해 돌출되거나 내부로 들어가는 회전코어(160);
상기 가이드축(163)에 끼워지는 스프링(164);
상기 회전가능한 회전코어(160)의 외주면에 전기적으로 접촉하고 외부의 ESS(10)로부터 전원을 공급하는 ESS공급선(151)과 전기적으로 연결된 브러쉬(150);
상기 가이드축(163)이 내주면에 접촉하여 왕복운동하도록 가이드홈(171)이 중심에 형성되고, 개방된 내주면에는 단면이 사다리꼴인 복수개의 전극홈(175)이 길이방향으로 형성되며, 전극홈(175)의 말단에는 외주면과 연결된 전극홀(173)로 통하는 끼움홀(176)이 형성된 원통형의 분배드럼(170); 및,
상기 전극홈(175)에 끼워지고, 하단에는 끼움홀(176)에 삽입되어 공동주택(20)의 각 가구별로 공급되는 분배선(180)과 전기적으로 연결되는 전극핀(174)이 돌출된 전극편(172); 및,
전력을 공급하는 공급자의 공급자서버(40)로부터 가구별 전력 소비량 정보를 제공받은 사용자단말(50)의 제어명령에 따라 절체장치(100)를 절체하도록 제어하는 제어부(30);을 포함하고,
상기 전극볼(162)은,
회전코어(160)의 외주면 말단에 형성된 볼홈(167)에 판스프링(165)이 투입된 후 삽치되고 고정링(166)과 체결핀(168)에 의해 외부로 이탈되지 않도록 고정되며,
상기 제어부(30)는,
상기 코일(131)에 전류를 공급하는 전원부(31) 및 상기 스텝모터(140)의 회전각도를 제어하는 모터제어부(33)를 포함하고,
상기 사용자단말(50)은,
공동주택(20)의 복수 가구 중에서 최대 전력 소비량을 기록하는 가구에 에너지 저장 시스템(10)의 전력을 공급하도록 상기 제어부(30)를 통하여 스텝모터(140)의 각도를 조정하는 제어명령을 전송하는 자동모드를 수행하거나, 사용자가 특정 가구를 선택하여 에너지 저장 시스템(10)의 전력을 공급하도록 상기 제어부(30)를 통하여 스텝모터(140)의 각도를 조정하는 제어명령을 전송하는 수동모드를 수행하고,
여기서 상기 사용자단말(50)을 통하여 에너지 저장 시스템(10)으로부터 가구로 전력을 공급하도록 하는 경우, 전원부(31)가 코일(131)에 전류를 공급하고 헤드(133)와 원형막대자석(113) 간의 척력에 의하여 전극볼(162)이 분배드럼(170) 내부로 투입되며, 모터제어부(33)가 특정 가구에 전기적으로 연결된 전극편(172)에 전극볼(162)이 접촉하도록 회전시키고, 자기력선에 의하여 MR유체(121)가 고형화되어 전극볼(162)의 위치가 고정되며, 전원부(31)가 코일(131)에 전류를 차단하면 MR유체(121)가 액화되고 스프링(164)의 탄성에 의하여 전극볼(162)이 전극편(172)으로부터 이탈되는 것을 특징으로 하는 공동주택의 세대별로 전력을 공급하는 절체장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 절체장치(100)는,
T자형 내부 공간에 유체실린더(120)의 말단에 밀착하여 고정하는 칸막이(210)가 상측 내면으로부터 돌출되고, 상기 코일(131)이 외부로 연결되도록 코일홀(220)이 형성되며, 상기 분배선(180)이 외부로 연결되도록 분배홀(230)이 복수 개 형성되고, T자형 내부 공간의 하측 돌출된 부분의 측면에 스텝모터(140)의 전원선 및 데이터선(288)이 통과하도록 데이터홀(333)이 형성되며, 상기 T자형 내부공간의 상면을 하우징커버(240)가 덮는 하우징(200);에 안치되고,
상기 ESS공급선(151)은 전도체이고 외주면에 접촉스프링(222)이 감싸고 있으며, 상기 하우징(200)의 상측 내벽에 형성된 공급선홈(223)의 내주면에 밀착하여 끼워지고, 상기 접촉스프링(222)은 접촉스프링홈(224)에 끼워져서 접촉스프링(222)의 탄성에 의하여 브러쉬(150)가 회전코어(160)의 외주면에 상시 접촉하며, 상기 공급선홈(223)의 내주면은 전도체의 공급선전극(226)이 형성되어 하우징(200)의 외벽까지 형성된 것을 특징으로 하는 공동주택의 세대별로 전력을 공급하는 절체장치.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020230058004A KR102622559B1 (ko) | 2023-05-03 | 2023-05-03 | 공동주택의 세대별로 전력을 공급하는 절체장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020230058004A KR102622559B1 (ko) | 2023-05-03 | 2023-05-03 | 공동주택의 세대별로 전력을 공급하는 절체장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102622559B1 true KR102622559B1 (ko) | 2024-01-09 |
Family
ID=89538234
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020230058004A KR102622559B1 (ko) | 2023-05-03 | 2023-05-03 | 공동주택의 세대별로 전력을 공급하는 절체장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102622559B1 (ko) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101201385B1 (ko) * | 2012-05-25 | 2012-11-21 | (주)미래에너지기술연구소 | 이에스에스를 이용한 피엘씨 에이엠알 시스템 |
| JP2017531910A (ja) * | 2014-10-22 | 2017-10-26 | レル ピーター | 高圧直流大電流又は高圧交流大電流用の切離スイッチ |
| KR101917729B1 (ko) | 2017-03-06 | 2018-11-12 | 온동네피엠씨 주식회사 | 공동주택 전기요금 절약을 위한 전력소비 평균화 제어시스템 |
| KR20200131769A (ko) * | 2019-05-14 | 2020-11-24 | 주식회사 한국에너지산업 | 전기에너지 관리시스템 및 이를 이용하는 전기에너지 관리방법 |
| KR20210019875A (ko) * | 2019-08-13 | 2021-02-23 | 김규복 | 전력선 통신을 활용한 저가형 빌딩 자동화 시스템 |
| KR20220089778A (ko) * | 2020-12-21 | 2022-06-29 | 김영조 | IoT 기반이 가능한 차량배터리 방전방지용 스마트 제어장치 및 그의 제어방법 |
-
2023
- 2023-05-03 KR KR1020230058004A patent/KR102622559B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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