KR102622591B1 - 태양광 패널을 포함한 스마트 벤치 구조체 - Google Patents

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Abstract

스마트 벤치의 상면을 구성하고 내부 공간을 가지는 상부 구조체(110) 및 상기 상부 구조체(110)을 지지하고 내부 공간을 가지는 하부 구조체(120)를 포함하는 본체 구조체(100); 상기 상부 구조체(110)의 상면에 결합되는 태양광 패널(200); 상기 태양광 패널의 상면으로부터 이격되어 상기 상부 구조체(110)에 결합되는 투명의 보호 부재(300); 상기 하부 구조체(120)의 내부 공간에 설치되어 상기 태양광 패널(200)에서 발전되는 전력을 저장하는 2차 전지부(400); 상기 하부 구조체(120)의 내부 공간에 설치되어 태양광 패널의 발전, 2차 전지부의 충전, 및 스마트 벤치의 전력 소모를 제어하는 전력 제어부(500);를 포함하고, 상기 본체 구조체(100)는 태양광 패널(200)의 하부에 설치되어 태양광 패널(200)의 하면과의 사이에 공간을 형성하고 상부 구조체(110)의 내부 공간과 상기 하부 구조체(120)의 하부 구조체(120)의 내부 공간을 분리하는 분리 판(130)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

태양광 패널을 포함한 스마트 벤치 구조체{SMART BENCH STRUCTURE COMPRISING SOLAR PANEL}
본 발명은, 벤치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 태양광 충전 시스템을 이용하여 낮에는 충전화, 인터넷 핫스팟 존으로 이용할 수 있고 밤에는 태양열을 이용하여 낮 시간 동안 충전된 전기 에너지를 이용하여 야간 조명으로 이용함과 아울러 인도, 공원의 어두운 곳에서 환경 미화와 시민의 방법 기능을 할 수 있는 태양광 패널을 포함한 스마트 벤치 구조체에 관한 것이다.
일반적으로 벤치는 사람들이 앉아서 휴식을 취할 수 있도록 일반 건물의 휴식공간, 강가, 공원이나 유원지 등에 설치되는 긴 의자를 말한다. 이러한 벤치는 통상 주물 제작되는 프레임과, 프레임에 설치되어 착석자의 엉덩이 부분을 지지하는 목재 좌대 및 프레임에 설치되어 착석자의 등을 지지하는 목재 등받이대로 구성된다.
한편, 최근 들어 이러한 일반 벤치에 사용자의 다양한 요구에 부합하고자 각종 전력 소모 구조가 부가되고 있다.
이러한 전력 소모 구조로, 야간에 벤치가 설치된 장소가 어두운 경우 범죄 사고의 위험이 있으므로 벤치 자체로 조명 역할을 할 수 있는 기능 구조를 포함하고, 스마트폰의 배터리 소모로 인한 불편함을 느끼는 것을 고려하여 스마트폰 충전 기능 구조를 포함하거나, 나아가 각종 전동 휠, 전동 킥보드, 전동 스케이트보드, 전 기자전거 등 퍼스널 모빌리티의 거치 또 및 충전 플랫폼으로서의 충전 기능 구조를 포함할 수 있다.
또한, 하기 선행기술문헌의 동일 발명자에 의하여 출원된 등록실용신안 제20-0495297호에서는 이러한 전력 소모 구조로서, 벤치 본체의 베이스 바디에 마련되어 하부 방향으로 빛을 조사하는 조명부와 스마트 기기를 충전하는 무선 충전부를 포함하며, 이러한 전력 소모 구조에 전력을 공급하기 위한 전력 공급 구조로서, 벤치 본체에 태양광 패널과 태양광 패널과 연결되어 전기 에너지를 저장하는 2차 전지부를 포함한다.
이러한 태양광 패널을 포함한 스마트 벤치는 태양광 충전 시스템을 이용하여, 상용 전력에 의존하지 않고, 독자적으로 낮에는 태양광 발전을 통해, 전력 소모기기에 전력을 공급하고, 2차 전지를 충전하고, 밤에는 낮 시간 동안 2차 전지에 충전된 전기 에너지를 이용하여 전력 소모기기에 전력을 공급함과 동시에 야간 조명으로 이용하여 매우 편리한 장점이 있다.
그러나, 이러한 전력 공급 구조인 태양광 패널의 발전 및 2차 전지의 충전 과정에서 열이 발생하고, 이러한 열은 스마트 벤치 구조체의 내부에 누적되어 높은 온도의 내부 환경으로 인하여, 태양광 패널의 발전효율 및 2차 전지의 충전효율이 저하되고, 고열로 인하여 태양광 패널 및 2차 전지의 수명이 단축되는 문제가 발생한다. 또한, 특히, 실제 스마트 벤치에 가성비가 뛰어난 납 축전지가 사용된 경우, 충분한 충전이 없어 2차 전지가 완전 방전되면, 이후 충전 효율이 저하되거나 2차 전지의 수명이 단축되는 문제가 발생한다.
따라서, 이러한 문제를 해결할 수 있는 새로운 구조의 태양광 패널을 포함한 스마트 벤치 구조체가 절실히 요청되고 있는 상황이다.
등록실용신안 제20-0495297호(출원인 : 김희정, 등록일: 2022.04.15.)
따라서 본 발명은, 태양광 패널을 포함한 태양열 충전 시스템과 2차 전지 시스템이 적용된 스마트 벤치 구조체의 태양광 패널의 발전효율과 2차 전지의 충전효율이 저하되는 문제 및 각 전기부품 및 2차 전지의 수명이 단축되는 문제를 해결하는 새로운 구조의 태양광 패널을 포함한 스마트 벤치 구조체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 태양광 패널의 발전효율과 2차 전지의 충전효율이 저하되는 문제 및 각 전기부품 및 2차 전지의 수명이 단축되는 문제를 해결하는 공기 냉각 구조를 갖는 새로운 구조의 태양광 패널을 포함한 스마트 벤치 구조체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
나아가 실시예에 따라서는 새로운 공기 냉각 구조와 충전 및 냉각 제어시스템을 포함하는 스마트 벤치 구조체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 스마트 벤치 구조체에 관한 것으로, 스마트 벤치의 상면을 구성하고 내부 공간을 가지는 상부 구조체(110) 및 상기 상부 구조체(110)를 지지하고 내부 공간을 가지는 하부 구조체(120)를 포함하는 본체 구조체(100); 상기 상부 구조체(110)의 상면에 결합되는 태양광 패널(200); 상기 태양광 패널의 상면으로부터 이격되어 상기 상부 구조체(110)에 결합되는 투명의 보호 부재(300); 상기 하부 구조체(120)의 내부 공간에 설치되어 상기 태양광 패널(200)에서 발전되는 전력을 저장하는 2차 전지부(400); 상기 하부 구조체(120)의 내부 공간에 설치되어 태양광 패널의 발전, 2차 전지부의 충전, 및 스마트 벤치의 전력 소모를 제어하는 전력 제어부(500);를 포함하고, 상기 본체 구조체(100)는 태양광 패널(200)의 하부에 설치되어 태양광 패널(200)의 하면과의 사이에 공간을 형성하고 상부 구조체(110)의 내부 공간과 하부 구조체(120)의 내부 공간을 분리하는 분리 판(130)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 상부 구조체(110)에는 상기 분리 판(130)의 상부에 상기 태양광 패널(200)의 하면과의 사이에 형성된 공간을 스마트 벤치 측면의 외부 공간으로 연결하는 하나 이상의 제1 공기순환 홀(111, 112)이 형성된다.
여기서, 상기 분리 판(130)은 열전도성 재질의 판으로 제작되고, 상부 구조체(110) 및 상기 하부 구조체(120)의 하나 이상은 금속 재질인 것이 바람직하다.
또한, 바람직하게는, 상기 하부 구조체(120)은, 지면으로부터 상방으로 이격된 몸체부와 몸체부의 양측에 돌출하여 형성되어 지면에 대하여 스마트 벤치를 지지하는 한 쌍의 다리부를 포함하여, 상기 몸체부의 내부 공간에 상기 2차 전지부(400) 및 전력 제어부(500)가 설치되고, 상기 2차 전지부(400) 및 전력 제어부(500)의 양측에는 하부 구조체(120)의 내부 공간의 공기 순환을 가이드 하는 한 쌍의 공기 순환 가이드(140)를 포함한다.
여기서, 상기 한 쌍의 공기 순환 가이드(140)로 둘러싸인 상기 하부 구조체(120)의 하면에는 상기 하부 구조체(120)의 몸체부의 내부 공간을 지면방향 외부 공간으로 연결하는 하나 이상의 제2 공기순환 홀(113, 114)이 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 여기서, 한 쌍의 다리부에는, 한 쌍의 다리부의 내부 공간을 다리부 사이방향 외부 공간으로 연결하는 하나 이상의 제3 공기순환 홀(121, 122)이 형성되는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 한 쌍의 공기 순환 가이드(140)는, 상기 2차 전지부(400) 및 전력 제어부(500) 측 방향으로 굽은 형상인 것이 바랍직하다.
또한, 상기 제2 공기순환 홀(113, 114)에는 통기성의 에어 필터가 장착되는 것이 바람직하다.
나아가, 바람직하게는, 상기 전력 제어부(500)는, 상기 태양광 패널(200)로부터 발전되어 2차 전지 부(400)를 충전하는 발전 전력이 사전 설정된 전력량을 초과하는지 여부를 검출하는 과충전검출부(510), 2차 전지부(400)의 충전 및 방전을 제어하는 충전/방전제어부(520), 하부 구조체(120)의 내부에 설치되어 하부 구조체 내부의 온도를 감지하는 온도 센서(530), 상기 상부 구조체(110) 또는 하부 구조체(120)에 설치되어 스마트 벤치 외부의 조도를 감지하는 조도 센서(540), 전력 공급의 온 타임 및 오프 타임을 설정하는 24시간 타이머(550) 및 전력 제어부(500)의 각 구성의 동작을 제어하는 MCU(560)을 포함한다.
여기서, 상기 하부 구조체(120)의 내부에는 하나 이상의 공기 순환용 팬 및 온도 센서가 설치되고, 상기 전력 제어부는 상기 온도 센서를 통해 감지된 온도가 사전 설정된 온도 이상인 경우 상기 공기 순환용 팬을 제어하여 작동시키는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 태양광 패널을 포함한 태양열 충전 시스템과 2차 전지 시스템이 적용된 스마트 벤치 구조체의 태양광 패널의 발전효율과 2차 전지의 충전효율이 저하되는 문제 및 각 전기부품 및 2차 전지의 수명이 단축되는 문제를 해결하는 새로운 구조의 태양광 패널을 포함한 스마트 벤치 구조체를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 새로운 구조의 태양광 패널을 포함한 스마트 벤치 구조체의 공기 냉각 구조를 통해, 태양광 패널의 발전효율과 2차 전지의 충전효율이 저하되는 문제 및 각 전기부품 및 2차 전지의 수명이 단축되는 문제를 해결하여, 태양광 패널을 포함한 스마트 벤치 구조체의 태양광 패널의 발전효율과 2차 전지의 충전효율을 향상시키고, 각 전기부품 및 2차 전지의 수명을 연장하는 효과를 갖는다.
나아가 실시예에 따라서는 새로운 공기 냉각 구조와 충전 및 냉각 제어시스템의 유기적 결합을 통해, 태양광 패널의 발전효율과 2차 전지의 충전효율을 향상시키고, 각 전기부품 및 2차 전지의 수명을 연장하는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 패널을 포함한 스마트 벤치 구조체를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 패널을 포함한 스마트 벤치 구조체의 구조를 설명하기 위한 절단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 패널을 포함한 스마트 벤치 구조체의 공기 냉각 구조와 이에 의한 공기 흐름을 통한 공기 냉각 메커니즘을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 제어부의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예의 온도에 따른 전력 제어부의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예의 조도 및 사전 설정된 온 타임과 오프 타임에 따른 전력 제어부의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 실시예에 기초하여 설명한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 적절하게 설명된다면 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있는 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 용어들은 명백히 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 패널을 포함한 스마트 벤치 구조체를 개략적으로 도시한 도면이며, 도 2는 본 발명의 태양광 패널을 포함한 스마트 벤치 구조체의 구조를 설명하기 위한 절단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 태양광 패널을 포함한 스마트 벤치 구조체는, 본체 구조체(100), 태양광 패널(200), 투명의 보호 부재(300), 2차 전지부(400), 및 전력 제어부(500)를 포함한다. 실시예에 따라서는, 상부에 스마트 기기 무선 충전부(600)를 포함할 수 있으며, LED 패널로 구성되는 조명 장치(미도시)를 포함할 수 있다.
본 실시예의 본체 구조체(100)는, 스마트 벤치의 상면을 구성하고 내부 공간을 가지는 상부 구조체(110) 및 상기 상부 구조체(110)를 지지하고 내부 공간을 가지는 하부 구조체(120)를 포함한다.
상기 본체 구조체(100)는 태양광 패널(200)의 하부에 설치되어 태양광 패널(200)의 하면과의 사이에 공간을 형성하고 상부 구조체(110)의 내부 공간과 하부 구조체(120)의 내부 공간을 분리하는 분리 판(130)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본체 구조체(100)내 분리 판(130)과 상기 태양광 패널(200)의 하면과 상기 분리 판(130)의 상면 사이에 형성된 공간에 의하여, 벤치 구조체 내지 태양광 패널 상명에 조사되는 태양광에 의하여 발생한 열이 각종 전자 부품 및 전력 제어부(500)와 2차 전지가 수용된 하부 구조체(120)로 전달되는 것이 차단되며, 특히 낮 시간에 각종 전자 부품 및 전력 제어부(500)와 2차 전지가 과열되는 것을 방지한다.
태양광 패널(200)은, 상기 상부 구조체(110)의 상면에 결합된다.
투명의 보호 부재(300)는, 상기 태양광 패널의 상면으로부터 이격되어 상기 상부 구조체(110)에 결합되며, 벤치 구조체의 착석면을 구성한다.
2차 전지부(400)는, 상기 하부 구조체(120)의 내부 공간에 설치되어 상기 태양광 패널(200)에서 발전되는 전력을 저장하며, 전력 제어부(500)의 제어에 따라, 태양광 패널(200)에서 발전되는 전력에 의하여 충전되고, 충전되어 저장된 전력을 방전하여 스마트 벤치에서 소모되는 전력을 공급한다.
전력 제어부(500)는, 상기 하부 구조체(120)의 내부 공간에 설치되어 태양광 패널의 발전, 2차 전지부의 충전 및 방전, 스마트 벤치의 전력 소모를 제어한다.
상기 상부 구조체(110)에는 상기 분리 판(130)의 상부에 상기 태양광 패널(200)의 하면과의 사이에 형성된 공간을 스마트 벤치 측면의 외부 공간으로 연결하는 하나 이상의 제1 공기순환 홀(111, 112)이 형성될 수 있다.
하부 구조체(120)는 도면에 도시된 바와 같이 상부 구조체(110)를 지지하는 한 쌍의 다리부를 가질 수 있으며, 하부 구조체(120)는 내부 공간을 가지는 금속 재질을 포함하는 재질로 제작될 수 있다.
상기 분리 판(130)은 열전도성 재질의 판 예컨대 금속 재질로서 알루미늄 또는 알루미늄 합금 판으로 제작되는 것이 바람직하며, 상부 구조체(110) 및 하부 구조체(120)의 하나 이상은 금속 재질을 포함하는 재질로 제작되고, 상부 구조체(110) 및 하부 구조체(120)의 금속 재질 부분이 상기 열전도성 재질의 분리 판(130)과의 연결되도록 결합되어, 내부의 분리 판(130)에 흡수되는 열이 상부 구조체(110) 및 상기 하부 구조체(120)의 하나 이상을 통해 외부로 배출될 수 있도록 한다.
본 실시예의 경우, 하부 구조체(120) 전체가 금속 재질로 제작될 수 있으며, 분리 판(130)은 하부 구조체(120)에 연결되어 흡수되는 열은 주로 하부 구조체(120)를 통해 외부로 방출될 수 있다.
또한, 상기 상부 구조체(110)에는 상기 분리 판(130)의 상부에 상기 태양광 패널(200)의 하면과의 사이에 형성된 공간을 스마트 벤치 측면의 외부 공간으로 연결하는 하나 이상의 제1 공기순환 홀(111, 112)이 형성된다. 본 실시예의 경우, 태양광 패널(200)의 하면과의 사이에 형성된 공간에 축적되는 열 및 분리 판(130)에 축적되는 열을 상부 구조체 양측의 제1 공기순환 홀(111, 112)을 통한 공기 순환을 통하여 냉각한다.
상기 하부 구조체(120)는, 지면으로부터 상방으로 이격된 몸체부와 몸체부의 양측에 돌출하여 형성되어 지면에 대하여 스마트 벤치를 지지하는 한 쌍의 다리부를 포함한다.
상기 하부 구조체(120)의 몸체부의 내부 공간에 상기 2차 전지부(400) 및 전력 제어부(500)가 설치되고, 상기 2차 전지부(400) 및 전력 제어부(500)의 양측에는 하부 구조체(120)의 내부 공간의 공기 순환을 가이드 하는 한 쌍의 공기 순환 가이드(140)를 포함한다.
본 실시예의 경우 한 쌍의 공기 순환 가이드(140)는 2차 전지부(400) 및 전력 제어부(500) 측 방향으로 각각 상방이 굽어진 형상을 가진다. 이를 통해 하부 구조체(120)의 2차 전지부(400) 및 전력 제어부(500)가 수용된 부분을 다른 부분과 열적으로 차단하고 외부 공기 흐름을 2차 전지부(400) 및 전력 제어부(500)가 수용된 부분 방향으로 가이드 한다.
이를 통해, 하기 제2 공기순환 홀(113,114)을 통해 유입되는 외부 공기가 2차 전지부(400) 및 전력 제어부(500)를 순환하여 제2 공기순환 홀(113,114)을 통해 2차 전지부(400) 및 전력 제어부(500)에 발생하는 열이 외부로 배출되도록 한다.
상기 공기 순환 가이드(140)는 열전도성 재질의 판 예컨대 금속 재질로서 알루미늄 또는 알루미늄 합금 판으로 제작되는 것이 바람직하며, 금속 재질인 상기 하부 구조체(120)의 몸체부에 연결되도록 결합되어, 공기 순환 가이드(140)에 흡수되는 열이 금속 재질의 상기 하부 구조체(120)를 통해 외부로 배출될 수 있도록 한다.
상기 한 쌍의 공기 순환 가이드(140)로 둘러싸인 상기 하부 구조체(120)의 하면에는 상기 하부 구조체(120)의 몸체부의 내부 공간 즉, 한 쌍의 공기 순환 가이드(140)로 둘러싸인 2차 전지부(400) 및 전력 제어부(500)의 수용공간을 지면방향 외부 공간으로 연결하는 하나 이상의 제2 공기순환 홀(113, 114)이 형성된다. 본 실시예의 경우 2개의 제2 공기순환 홀(113, 114)이 형성된다.
실시예에 따라서는, 제2 공기순환 홀(113, 114) 각각에는 통기성의 에어 필터(115)가 장착된다. 에어 필터(115)는 통기성 재질로, 공기 순환을 최대한 방해하지 않으면서, 특히 우천시 빗물 또는 이에 오염물질이 튀어 스마트 벤치 하면으로부터 상기 제2 공기순환 홀(113, 114)을 통해 내부로 유입되는 것을 방지한다.
또한, 본 실시예의 경우 한 쌍의 다리부에는, 한 쌍의 다리부의 내부 공간을 다리부 사이 방향 외부 공간으로 연결하는 하나 이상의 제3 공기순환 홀(121,122)이 형성된다.
도 3은 본 발명의 태양광 패널을 포함한 스마트 벤치 구조체의 공기 냉각 구조와 이에 의한 공기 흐름을 통한 공기 냉각 메커니즘을 설명하기 위한 단면도이다.
위와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 벤치 구조체의 특징적인 공기 흐름을 통한 공기 냉각 구조가 구현되며, ① 상부 구조체(110)의 공기 냉각 구조와 ② 하부 구조체(120)의 공기 냉각 구조 및 ③ 2차 전지 및 전력 제어부의 냉각 구조로 구분되어 설명될 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 벤치 구조체의 특징적인 공기 냉각 구조를 설명하면 다음과 같다.
① 상부 구조체(110)의 공기 냉각 구조
벤치 구조체 내지 태양광 패널 상면에 조사되는 태양광에 의하여 발생한 열은 본체 구조체(100)내 태양광 패널(200)과 분리 판(130) 사이에 형성된 공간과 분리 판(130)에 의하여 각종 전자 부품 및 전력 제어부(500)와 2차 전지가 수용된 하부 구조체(120)로 전달되는 것이 차단된다. 이러한 차단 구조로 인하여, 태양광 패널(200)과 분리 판(130) 사이에 형성된 공간에 축적되며, 일부는 분리 판(130)에 흡수된다.
상부 구조체(110)의 공기 냉각 구조는, 태양광 패널(200)과 분리 판(130) 사이에 형성된 공간에 축적되거나 분리 판(130)에 흡수되어 축적된 열을 방출하며, 상기 분리 판(130)의 상면과 상기 태양광 패널(200)의 하면과의 사이에 형성된 공간을 스마트 벤치 측면의 외부 공간으로 연결하는 하나 이상의 제1 공기순환 홀(111, 112), 본 실시예의 경우 상부 구조체(110)의 좌우 양측의 제1 공기순환홀(111, 113)을 통한 도 3에 ①로 표시된 바와 같은 외부 공기의 인입에 의한 순환 흐름에 의하여 외부로 상기 상부 구조체(110) 및 분리 판(130)에 축적된 열을 방출하여 상부 구조체(110)을 냉각시키게 된다.
② 하부 구조체(120)의 공기 냉각 구조
하부 구조체(120)의 공기 냉각 구조는, 하부 구조체(120)의 내부 공간에 축척되거나 분리 판(130) 및 공기 순환 가이드(140)에 흡수되어 축적된 열을, 한 쌍의 다리부의 내부 공간을 다리부 사이 방향 외부 공간으로 연결하는 하나 이상의 제3 공기순환 홀(121, 122)을 통한 도 3에 ② 로 표시된 바와 같은 외부 공기의 인입에 의한 순환 흐름에 의하여 외부로 방출하여 하부 구조체(120)를 냉각시키게 된다.
③ 2차 전지 및 전력 제어부의 냉각 구조
2차 전지 및 전력 제어부의 냉각 구조는, 2차 전지부(400) 및 전력 제어부(500)에서 발생하는 열 및 한 쌍의 공기 순환 가이드(140)로 둘러싸인 수용공간에 축적된 열과 발생하는 열과 수용공간에 축적된 열, 분리 판(130) 및 공기 순환 가이드(140)에 흡수되어 축적된 열을, 하부 구조체(120)의 몸체부의 내부 공간 즉, 한 쌍의 공기 순환 가이드(140)로 둘러싸인 2차 전지부(400) 및 전력 제어부(500)의 수용공간을 지면방향 외부 공간으로 연결하는 하나 이상의 제2 공기순환 홀(113, 114)을 통한 도 3에 ③로 표시된 바와 같은 외부 공기의 인입에 의한 순환 흐름에 의하여 외부로 방출하여 하부 구조체(120)의 한 쌍의 공기 순환 가이드(140)로 둘러싸인 2차 전지부(400) 및 전력 제어부(500)를 냉각시키게 된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예의 전력 제어부의 구성도이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예의 전력 제어부(500)는, 태양광 패널(200)로부터 발전되어 2차 전지부(400)를 충전하는 발전 전력이 사전 설정된 전력량을 초과하는 지 여부를 검출하는 과충전검출부(510), 2차 전지부(400)의 충전 및 방전을 제어하는 충전/방전제어부(520), 하부 구조체(120)의 내부에 설치되어 하부 구조체 내부의 온도를 감지하는 온도 센서(530), 상기 상부 구조체(110) 또는 하부 구조체(120)에 설치되어 스마트 벤치 외부의 조도를 감지하는 조도 센서(540), 전력 공급의 온 타임 및 오프 타임을 설정하는 24시간 타이머(550) 및 전력 제어부(500)의 각 구성의 동작을 제어하는 MCU(560)와 부가된 LED 패널을 포함하는 조명장치(미도시), 무선 충전부(600), 공기 순환용 팬(DC팬) 등 전력 소모 장치로의 전력 공급을 스위칭하는 복수의 스위치 회로를 포함할 수 있다.
과충전검출부(510)에서, 태양광 패널(200)로부터 발전되어 2차 전지부(400)를 충전하는 발전 전력이 사전 설정된 전력량을 초과하는 것으로 판단되는 경우, 상기 전력 제어부(500)는 충전/방전제어부(520)를 통해 2차 전지부(400)의 충전을 중단한다. 또한, 2차 전지부(400)의 잔여 전력량이 사전 설정된 값 이하인 경우 충전/방전제어부(520)를 제어하여, 전력 소모 장치로의 전력 공급을 차단하거나 최소화 한다. 이를 통해 2차 전지의 사용 수명을 증가시킬 수 있다.
공기 순환용 팬(미도시) 및 온도 센서(530)는 상기 하부 구조체(120)의 내부에 하나 이상 설치되고, 상기 전력 제어부(500)는 상기 온도 센서를 통해 감지된 온도가 사전 설정된 온도 이상인 경우 상기 공기 순환용 팬을 제어하여 작동시킨다.
조도 센서(540)는 상부 구조체(110) 또는 하부 구조체(120)의 외부에 노출되도록 하나 이상 설치될 수 있으며, 조도 센서(540)를 통해 감지된 조도가 사전 설정된 값 이상인 경우 스위치를 제어하여 LED 패널을 포함하는 조명장치로의 전력 공급을 차단하거나, 감지된 조도가 사전 설정된 값 이하인 경우 스위치를 제어하여 LED 패널을 포함하는 조명장치로의 전력 공급을 개시하여. LED 패널을 포함하는 조명장치의 점멸을 제어할 수 있다.
24시간 타이머(550)는 관리자에 의하여 LED 패널을 포함하는 조명장치로의 전력공급 개시 시간(온 타임) 예컨대 일몰 시간 또는 LED 패널을 포함하는 조명장치로의 전력공급 차단 시간(오프 타임) 예컨대 일출 시간이 설정된다. 24시간 타이머(550)에 설정된 시간에 따라, 스위치를 제어하여 LED 패널을 포함하는 조명장치로의 전력 공급을 차단하거나, 스위치를 제어하여 LED 패널을 포함하는 조명장치로의 전력 공급을 개시하여. 설정된 시간에 따라 LED 패널을 포함하는 조명장치의 점멸을 제어할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예의 온도에 따른 전력 제어부의 주요 동작을 설명하기 위한 도면으로, 공기 순환용 팬을 제어하는 과정이다.
도 5를 참조하면, 온도 센서(530)로부터 감지된 온도 값을 수치화하여 현재 온도로 설정하고 현재온도가 사전 설정된 값 예컨대 50도 이상인지를 판단하여, 사전 설정된 값 이상으로 판단되는 경우 공기 순환용 팬을 제어하여 동작시키거나, 동작상태를 유지하며, 사전 설정된 값 미만으로 판단되는 경우 공기 순환용 팬을 제어하여 동작을 중단시키거나, 동작중단 상태를 유지하는 방식으로 공기 순환용 팬을 제어한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예의 조도 및 사전 설정된 온 타임과 오프 타임에 따른 전력 제어부의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6를 참조하면, 관리자는 전력 제어부의 운전상태를 점검하고, 24시간 타이머(550)에 현재 시간을 설정하고 전력공급 개시 시간(온 타임) 예컨대 일몰 시간 또는 LED 패널을 포함하는 조명장치로의 전력공급 차단 시간(오프 타임) 예컨대 일출 시간을 설정한다.
설정된 시간에 따라, 전력 제어부는 24시간 타이머(550)에 설정된 온 타임이 되면 조도 센서를 통해 감지된 조도가 사전 설정된 값보다 높은지를 판단하고 높은 경우 LED 패널을 포함하는 조명장치로의 전력공급 차단하거나 차단 상태(오프 타임)을 유지한다.
조도 센서를 통해 감지된 조도가 사전 설정된 값보다 높지 않은 경우 LED 패널을 포함하는 조명장치로의 전력공급을 개시하거나 전력 공급 상태(온 타임)를 유지하는 과정을 반복한다.
이어, 24시간 타이머(550)에 설정된 오프 타임에 도달하면 LED 패널을 포함하는 조명장치로의 전력공급 차단하거나 차단 상태(오프 타임)로 전환한다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100 : 본체 구조체
200 : 태양광 패널
300: 투명 보호 부재
400 : 2차 전지부
500 : 전력 제어부

Claims (10)

  1. 스마트 벤치의 상면을 구성하고 내부 공간을 가지는 상부 구조체(110) 및 상기 상부 구조체(110)를 지지하고 내부 공간을 가지는 하부 구조체(120)를 포함하는 본체 구조체(100)로 이루어지는 스마트 벤치 구조체에 있어서,
    상기 상부 구조체(110)의 상면에 결합되는 태양광 패널(200);
    상기 태양광 패널의 상면으로부터 이격되어 상기 상부 구조체(110)에 결합되는 투명의 보호 부재(300);
    상기 하부 구조체(120)의 내부 공간에 설치되어 상기 태양광 패널(200)에서 발전되는 전력을 저장하는 2차 전지부(400);
    상기 하부 구조체(120)의 내부 공간에 설치되어 태양광 패널의 발전, 2차 전지부의 충전 및 스마트 벤치의 전력 소모를 제어하는 전력 제어부(500);를 포함하여,
    상기 본체 구조체(100)는 태양광 패널(200)의 하부에 설치되어 태양광 패널(200)의 하면과의 사이에 공간을 형성하고 상부 구조체(110)의 내부 공간과 하부 구조체(120)의 내부 공간을 분리하는 분리 판(130)을 포함하고,
    상기 상부 구조체(110)에는 상기 분리 판(130)의 상부에 상기 태양광 패널(200)의 하면과의 사이에 형성된 공간을 스마트 벤치 측면의 외부 공간으로 연결하여, 분리 판(130)과 태양광 패널(200)의 하면과의 사이에 형성된 공간에 축적되는 열 및 분리 판(130)에 축적되는 열을 공기 순환을 통하여 냉각하는 하나 이상의 제1 공기순환 홀(111, 112)이 형성되고,
    상기 분리 판(130)은 열전도성 재질의 판으로 제작되고, 상부 구조체(110) 및 상기 하부 구조체(120)의 하나 이상은 금속 재질로 제작되어 상기 상부 구조체(110) 및 하부 구조체(120)의 금속 재질 부분이 상기 열전도성 재질의 분리 판(130)과 연결되도록 결합되며
    상기 하부 구조체(120)는, 지면으로부터 상방으로 이격된 몸체부와 몸체부의 양측에 돌출하여 형성되어 지면에 대하여 스마트 벤치를 지지하는 한 쌍의 다리부를 포함하여, 상기 몸체부의 내부 공간에 상기 2차 전지부(400) 및 전력 제어부(500)가 설치되고,
    상기 2차 전지부(400) 및 전력 제어부(500)의 양측에는 하부 구조체(120)의 내부 공간의 공기 순환을 가이드 하는 한 쌍의 공기 순환 가이드(140)를 포함하여,
    상기 한 쌍의 공기 순환 가이드(140)는 상기 2차 전지부(400) 및 전력 제어부(500) 측 방향으로 굽은 형상을 가지며,
    상기 2차 전지부(400) 및 전력 제어부(500) 측 방향으로 굽은 형상을 가지는 한 쌍의 공기 순환 가이드(140)로 둘러싸인 상기 하부 구조체(120)의 하면에는 상기 하부 구조체(120)의 몸체부의 내부 공간을 지면방향 외부 공간으로 연결하는 하나 이상의 제2 공기순환 홀(113, 114)이 형성되고,
    한 쌍의 다리부에는, 한 쌍의 다리부의 내부 공간을 다리부 사이 방향 외부 공간으로 연결하는 하나 이상의 제3 공기순환 홀(121, 122)이 형성된 것을 특징으로 하는 스마트 벤치 구조체.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 공기순환 홀(113, 114)에는 통기성의 에어 필터가 장착된 것을 특징으로 하는 스마트 벤치 구조체.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 전력 제어부(500)는, 상기 태양광 패널(200)로부터 발전되어 2차 전지부(400)를 충전하는 발전 전력이 사전 설정된 전력량을 초과하는지 여부를 검출하는 과충전검출부(510), 2차 전지부(400)의 충전 및 방전을 제어하는 충전/방전제어부(520), 하부 구조체(120)의 내부에 설치되어 하부 구조체 내부의 온도를 감지하는 온도 센서(530), 상기 상부 구조체(110) 또는 하부 구조체(120)에 설치되어 스마트 벤치 외부의 조도를 감지하는 조도 센서(540), 전력 공급의 온 타임 및 오프 타임을 설정하는 24시간 타이머(550) 및 전력 제어부(500)의 각 구성의 동작을 제어하는 MCU(560)을 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 벤치 구조체.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 하부 구조체(120)의 내부에는 하나 이상의 공기 순환용 팬 및 온도 센서가 설치되고, 상기 전력 제어부는 상기 온도 센서를 통해 감지된 온도가 사전 설정된 온도 이상인 경우 상기 공기 순환용 팬을 제어하여 작동시키는 것을 특징으로 하는 스마트 벤치 구조체.
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