KR200338336Y1 - 태양전지를 이용한 수문 개폐장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 태양광에 의한 태양전지를 이용한 수문 개폐장치에 관한 것으로;

그 기술구현의 목적은 환경친화적 에너지인 태양에너지를 전기에너지로 변환, 축전되도록하고, 이와같이 변환, 축전된 전기에너지를 이용, 수문의 개폐관계를 선택적으로 구동단속되게 함으로써, 불필요한 인력소모를 예방하여 생력화를 도모함과 동시에 개폐작업 시간의 단축으로, 효율적 사용관계를 갖도록 한 태양광에 의한 태양전지를 이용한 수문개폐장치를 제공함에 있는 것이며;

또 다른 목적으로는 태양에너지를 이용한 구동관계에 따라, 불필요한 운영전력낭비의 문제점을 원천적으로 예방되도록 한 구성으로써, 설비의 운전 및 유지 관리에 따른 비용을 최소화 할 수 있도록 한 태영광에 의한 태양전지를 이용한 수문개폐장치를 제공함에 있는 것이다.

따라서, 상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은;

설치프레임에 개폐문을 슬라이딩 결합시키고, 이와같이 슬라이딩 결합된 개폐문을 렉과 피니어 핸들에 의해 상,하 수동조작으로 개폐단속되도록 한 수로용 수문에 있어서;

상기, 피니언 핸들을 종동기어가 장착된 동력전달축으로 형성시키고,

상기, 동력전달축의 종동기어에 동력발생을 위한 구동모터를 연결시키며,

재차, 상기, 구동모터에 전원연결되는 에너지 공급수단으로써, 태양전지판과, 축전지와, 전력조정기와, 변환장치를 장착한 설치지주를 형성시키고;

끝으로, 상기, 설치지주 일측면에 컨트롤박스를 구비되게 함으로써, 달성되는 것이다.

Description

태양전지를 이용한 수문 개폐장치{Solar cell used floodgate opening and shutting device}

본 고안은 수문 개폐장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 각종 수로에 설치되어 물의 흐름을 제어되도록하는 수문에 있어, 상기 수문의 개폐작용을 태양광을 이용한 전기적 구동관계에 의해 단속되도록 하여 편리한 사용관계를 갖도록 한 태양전지를 이용한 수문개폐장치에 관한 것이다.

일반적으로, 수문이라 함은 상하수도, 도시하수처리장, 정수처리장 , 농업용 관개수로 및 기타 하천과 접하는 관계용수로나 기타 배수구등에 설치되는 수리시설로써, 이와같은 수문은 선택적인 개폐문 단속에 의해 유량을 조절하고, 수심을 유지되도록 함은 물론 홍수등으로 인한 물의 역류를 방지되게 하는 기능들을 행하게 되는 것이다.

이에, 통상적으로 널리 이용되고 있는 종래의 수로용 수문은 도 1로 도시된 바와같은 구성을 취하는 것으로;

이는 좌, 우 양측면에 상호 대칭되는 한쌍의 슬라이딩 안내틀(10)과, 하부면에 차단틀(20)을 구비한 직사각 구조의 설치프레임(30)을 형성하고;

재차, 상기 설치프레임(30)의 슬라이딩 안내틀(10)을 따라 상,하 이송 개폐작용되는 구조로써, 고정기어인 랙(40)과, 구동핸들인 피니언기어(50)를 구비한 직사각 판상체의 개폐문(60)을 형성되게 함으로써, 이루어지는 것이었다.

하지만, 전술한 바와같은 종래의 수로용 수문은 물의 흐름을 단속하는 일련의 개폐작업이 랙과 피니언을 이용한 수동조작 관계에서만 이루어질수 밖에 없었던 것으로, 이는 상당한 인력과 함께 과다한 개폐단속 시간을 소모되게 하는 상당한 구조상의 문제점을 주는 것이었으며;

특히, 노약자나 여성, 혹은 기타 허약한 신체를 가진자가 수문의 시설관리를 책임질 경우에 있어서는, 상대적으로 열악한 체력조건으로 인하여 수문의 개폐단속관계를 원할히 수행할수 없게 되는 등, 시설 관리적인 측면에 있어서, 또한 예견하지 못한 문제점들을 상존되게 하는 것이었다.

따라서, 본 고안은 종래 수문 개폐구조의 제반적인 문제점을 해결하고자 창안된 것으로;

본 고안의 목적은 환경친화적 에너지인 태양에너지를 전기에너지로 변환, 축전되도록하고, 이와같이 변환, 축전된 전기에너지를 이용, 수문의 개폐관계를 선택적으로 구동단속되게 함으로써, 불필요한 노동력과 체력의 소모를 예방되도록 함은 물론 개폐작업 시간의 단축으로, 효율적 사용관계를 갖도록 한 태양광에 의한 태양전지를 이용한 수문개폐장치를 제공함에 있는 것이다.

한편, 본 고안의 또 다른 목적으로는 태양에너지를 이용한 구동관계에 따라, 불필요한 운영전력낭비의 문제점을 원천적으로 예방되도록 한 구성으로써, 설비의 운전 및 유지 관리에 따른 비용을 최소화 할 수 있도록 한 태양광에 의한 태양전지를 이용한 수문개폐장치를 제공함에 있는 것이다.

이에, 상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 구체적인 수단으로는;

설치프레임에 개폐문을 슬라이딩 결합시키고, 이와같이 슬라이딩 결합된 개폐문을 렉과 피니어 핸들에 의해 상,하 수동조작으로 개폐단속되도록 한 수로용 수문에 있어서;

상기, 피니언 핸들을 종동기어가 장착된 동력전달축으로 형성시키고,

상기, 동력전달축의 종동기어에 동력발생을 위한 구동모터를 연결시키며,

재차, 상기, 구동모터에 전원연결되는 에너지 공급수단으로써, 태양전지판과, 축전지와, 전력조정기와, 변환장치를 장착한 설치지주를 형성시키고;

끝으로, 상기, 설치지주 일측면에 컨트롤박스를 구비되게 함으로써, 달성되는 것이다.

도 1은 종래 수로용 수문의 구성상태도

도 2는 본 고안에 따른 태양전지를 이용한 수문 개폐장치의 개략 구성도

도 3은 본 고안에 따른 태양전지를 이용한 수문 개폐장치의 시스템 구성도

도 4는 본 고안에 적용되는 태양전지 발생흐름도

도 5는 본 고안의 개략적 작용상태를 보인 참고 흐름도

< 도면 주요부위에 대한 부호의 설명 >

1 : 설치프레임 2 : 개폐문 3 : 개폐구동수단

4 : 구동모터 5 : 설치지주 6 : 컨트롤박스

31 : 렉기어 32 : 동력전달축 41 : 구동기어 51 : 태양전지판 52 : 축전지 53 : 전력조정기 54 : 변환장치 61 : 온/오프 스위치 62 : 방향조절 스위치

이하, 본 고안에 따른 태양전지를 이용한 수문 개폐장치의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 고안에 따른 태양전지를 이용한 수문 개폐장치의 개략 구성도이고, 도 3은 본 고안에 따른 태양전지를 이용한 수문 개폐장치의 시스템 구성도이며, 도 4는 본 고안에 적용되는 태양전지 발생흐름도이고, 도 5는 본 고안의 개략적 작용상태를 보인 참고흐름도로서, 그 구성을 살펴보면;

설치프레임(1)과, 개폐문(2)과, 개폐구동수단(3)과, 구동모터(4)와, 설치지주(5)와, 컨트롤박스(6)를 구비되게 함으로써, 구성되는 것이다.

이때, 상기 설치프레임(1)은 직사각 틀체를 취하는 통상의 구조, 다시말해 수문의 골격구조를 이루게 되는 것인바, 이에 이와같은 설치프레임(1)은 도 2로 도시된 바와같이 좌, 우 양측면에 소정의 길이를 갖는 한쌍의 슬라이딩 안내틀(11)을 형성하고, 이러한 한쌍의 슬라이딩 안내틀(11)을 상호 결합되게 하는 상부틀(12)과 하부틀(13)을 형성함으로써, 이루어지는 것이다.

또한, 상기 개폐문(2)은 상,하 슬라이딩 개폐작용에 의해 수로의 유량을 조절되게하는 통상의 차단막 구성으로써, 이와같은 개폐문(2)은 도 2로 도시된 바와같은 직사각 판상체로 이루어지는 것이다.

또한, 상기 개폐구동수단(3)은 수로의 개폐작용을 단속하기 위한 일종의 동력전달 수단으로써, 이에 이와같은 개폐구동수단(3)은 도 2로 도시된 바와같이 개폐문(2) 전면에 상호 대칭되는 구조로 부착 형성되는 한쌍의 랙기어(31)와, 상기 랙기어(31)에 구동연결되는 한쌍의 종동기어(피니언)(321)를 장착한 동력전달축 (32)으로 형성함이 바람직하다.

이때, 상기 랙기어(31)와 종동기어(321)의 구동연결부위는 외부로 부터의 간섭 내지 이물질 유입에 따른 고장의 원인을 미연에 방지하기 위하여, 별도 보호케이스 등에 수용, 설치되게 할수 있는 것이다.

또한, 상기 구동모터(4)는 전기에너지에 의해 작동되는 통상의 동력발생수단으로써, 이와같은 구동모터(4)는 그 일측면에 도 2로 도시된 바와같은 구동기어 (41)를 연결, 형성하게 되는 것이다.

한편, 상기 설치지주(5)는 태양광을 전기에너지로 변환, 공급되게 하는 본고안의 핵심적인 요지 구성으로써, 이는 도 2로 도시된 바와같이 소정의 길이를 갖는 직립 설치구조물로 이루어지게 되는 것인바;

이에, 이와같은 설치지주(5)는 그 상단부에 소정의 면적구조를 이루는 태양전지판(51)이 장착되고, 상기 태양전지판(51) 저면부에 보조적인 일련의 장치구성으로, 축전지(52)와, 전력조정기(53), 그리고 변환장치(54)등이 설치됨으로써, 이루어지게 되는 것이다.

또한, 상기 컨트롤박스(6)는 공급되는 전기에너지에 의해 수문의 개폐조작 관계를 통제할수 있도록 한 일종의 구동제어 수단으로써, 이에 이와같은 컨트롤박스(6)는 외부 자연환경에 대응할수 있는 케이스 내부에 전원을 단속하는 온/오프 스위치(61)와, 개폐문의 승강과 하강을 제어할수 있도록 한 방향조절 스위치(62)를 구비되도록 하여 형성함이 바람직하다.

따라서, 상기와 같은 구성으로 이루어진 수로용 수문을 상호 결합함에 있어서는;

먼저, 도 2로 도시된 바와같이 설치프레임(1) 상에 개폐문(2)을 슬라이딩 결합시킨 상태하에, 상기 결합된 개폐문(2) 전면에 한쌍의 렉기어(31)를 대칭구조로 부착,결합시키고, 이어, 상기 대칭 결합된 렉기어(31)의 일측면에 동력전달축(32)을 축 결합되도록 한다.

또한, 이와같은 상태에서 상기 동력전달축(32)의 일측면에 구동모터(4)의 구동기어(41)를 축 결합시키고, 재차, 상기 축 결합된 구동모터(4)를 전원선(L)을 이용, 설치지주(5)에 전기적 연결되게 함으로써, 본 고안에 따른 태양전지를 이용한수문 개폐장치를 구현하게 되는 것이다.

이에, 상기와 같은 결합관계로 이루어진 본 고안의 사용관계 및 그에 따른 상호 작용을 살펴보면 다음과 같다.

우선, 설치지주(5)의 태양전지판(51)에 태양광이 조사되면, 광에너지에 의한 전자-양공이 여기되고, 상기 전자와 양공이 이동하여 n층과 p층을 가로질러 전류가 흐르게 되는 광기전력 효과를 발휘하게 되는 것인바, 이러한 광전기력 효과에 의해 의해 기전력이 발생하여 외부에 접속된 부하에 전류가 흐르게 되는 것이다.

따라서, 상기와 같은 원리로 발생된 전류는 컨트롤박스(6)에 의한 제어에 따라 구동모터(4)로 전달되어 동력을 발생시키게 되는 것이고, 이와같은 동력발생에 의해 동력전달축(32)과 렉기어(31)가 구동되며 수문의 상,하 개폐작용을 단속되게하는 것이다.

한편, 상기와 같은 사용관계에 있어 태양전지판(51)은 비, 눈 또는 구름에 의해 햇빛이 비치지 않는 날과 밤에는 전기가 발생하지 않을 뿐만 아니라, 일사량의 강도에 따라 균일하지 않은 직류가 발생하게 됨으로, 이에 보조적인 장치구성들로써 축전지(52)와 전력조정기(53), 그리고 변환장치(인버터)(54)등을 구비하게 되는 것이다.

이때, 부연적인 설명으로서, 상기 수문의 개폐작용은 태양전지판(51)에서 발생되는 전기에너지를 이용하는 것으로 , 이에 수문 개폐작용시 발생될수 있는 전기에너지의 부족분에 대하여는 축전지(52)로 부터 그 부족분을 받게 되는 것이며, 수문의 개폐작용이 이루어지지 않는 평상시에는 태양전지판(51)에서 발생되는 에너지가 축전지로 충전되는 것이다.

이상, 본 고안에 따른 태양전지를 이용한 수문 개폐장치는 환견친화적 에너지인 태양에너지를 전기에너지로 변환, 축전되도록하고, 이와같이 변환, 축전된 전기에너지를 이용, 수문의 개폐관계를 선택적으로 구동,단속되게 한 것으로, 이는 불필요한 인력의 소모를 예방토록 함은 물론 개폐작업 시간의 단축으로, 효율적 사용관계를 갖도록 한 것이며;

또 다르게, 태양에너지를 이용한 구동관계에 따라, 불필요한 연료비 지출과, 심각한 대기오염의 문제점을 원천적으로 예방되도록 하여, 설비의 운전 및 유지 관리에 따른 비용을 최소화 할 수 있도록 한 것으로, 사용자에게 매우 괄목할 만한 기대효과를 제공하게 되는 것이다.

Claims (2)

1. 설치프레임(1)에 개폐문(2)을 슬라이딩 결합시키고, 이와같이 슬라이딩 결합된 개폐문(2)을 렉과 피니어 핸들에 의해 상,하 수동조작으로 개폐단속되도록 한 수로용 수문에 있어서;

   상기, 피니언 핸들을 종동기어(321)가 장착된 동력전달축(32)으로 형성하고,

   상기, 동력전달축(32)의 종동기어(321)에 동력발생을 위한 구동모터(4)를 연결하며,

   상기, 구동모터(4)에 전원연결되는 에너지 공급수단으로써, 태양전지판(51)과, 축전지(52)와, 전력조정기(53)와, 변환장치(54)를 장착한 설치지주(5)를 형성하고;

   상기, 설치지주(5) 일측면에 컨트롤박스(6)를 구비되도록하여 형성함을 특징으로 하는 태양전지를 이용한 수문개폐장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 컨트롤박스(6)는 수문의 개폐구동 관계를 제어하는 온/오프 스위치(61)와, 개폐문(2)의 승강과 하강을 제어하는 방향조절 스위치(62)로 이루어짐을 특징으로 하는 태양전지를 이용한 수문개폐장치.