KR200364511Y1 - 광추적장치가 구비된 자연에너지를 이용한 가로등 - Google Patents

광추적장치가 구비된 자연에너지를 이용한 가로등 Download PDF

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Abstract

본 고안은 풍력과 자연광을 이용하여 전기를 발생하는 자연에너지를 이용한 가로등에 관한 것으로서, 특히 지주(10), 풍력발생수단(20), 집광수단(30), 발광수단(40), 제어수단(50) 및 보조솔라모듈(60)을 포함하는 가로등을 구성하되, 자연광을 자동으로 추적하는 기어구동수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성된 본 고안에 의하면, 태양광과 풍력의 자연에너지를 이용하여 외부의 전원공급이 불필요하며, 특히 보조솔라모듈(60)을 구비함으로써 에너지효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 글자 또는 그림이 도안된 표시판(70)을 사용환경 또는 시기 등에 따라 임의적으로 가로등에 착탈결합함으로써 다양한 광고매체로 활용이 가능하다.
또한, 가로등의 제어박스(51) 또는 지주(10)의 내측에 시간당 일정각도 회전하는 기어구동수단(80)을 구비함으로써 자연에너지를 보다 효율적으로 집광할 수 있는 효과가 있다.

Description

광추적장치가 구비된 자연에너지를 이용한 가로등{STREET LIGHT USIBG FOR NATURAL ENERGY WITH LIGHT-TRACING APPATRAUS}
본 고안은 가로등에 관한 것으로, 주간에 집광수단에 의해 자연에너지를, 주간 및 야간에는 풍력발생수단에 의해 바람에너지를 전기에너지로 변환하여 충전하고, 상기 충전된 전기에너지를 이용하여 야간에 조명효과를 나타낼 수 있도록 가로등을 구성하되, 특히 하단에 구비된 제어박스의 상부에 보조솔라모듈을 구비하여 주간의 자연에너지를 충전함과 동시에 야간에 조명에너지를 충전하여 에너지 효율을 높이며, 기어구동수단을 통해 상기 집광수단을 시간에 따라 일정각도씩 태양방향으로 회전시켜 자연에너지의 집광정도를 최대화하는 자연에너지를 이용한 가로등에 관한 것이다.
종래의 가로등은 야간에 불을 밝히기 위하여 외부전원이 필수적으로 요구됨에 따라 전원공급수단의 유지와 보수를 위한 노력과 비용이 소모되며, 이러한 외부전원으로 인해 예기치 않은 감전사고가 일어날 수도 있는 문제점을 안고 있다.
이를 보완하기 위해 태양에너지 등의 자연에너지를 전기에너지로 변환하여 사용하는 가로등이 제안되었으나, 실질적인 에너지 효율이 현격하게 떨어져 비용 대비 효과가 없는 문제점이 있었다.
본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 별도의 외부전원을 사용하지 않고 태양광과 풍력을 이용한 자연에너지를 이용하여 발광할 수 있도록 한 자연에너지를 이용한 가로등을 제공하며, 발광수단에서 공급된 빛을 축전할 수 있도록 하부에 별도의 보조솔라모듈을 구비함으로써 에너지의 축전효율을 향상시키는데 그 목적이 있다.
또한, 본 고안은 가로등의 일측에 별도의 장착수단을 제공함으로써 가로등의 미감을 증진시키고, 소정의 광고매체로 활용할 수 있도록 가로등의 일측에 별도의 표시판 장착수단을 제공함에 다른 목적이 있다.
또한, 자연에너지를 보다 효율적으로 집광할 수 있도록, 가로등의 제어박스 또는 지주의 내측에 기어구동수단을 구비하여 집광수단을 시간당 일정각도씩 회전시키는 자연광 추적장치를 구비함에 또 다른 목적이 있다.
도 1은 본 고안에 의한 광추적장치가 구비된 자연에너지를 이용한 가로등의 사시도,
도 2는 본 고안에 의한 가로등에 표시판이 설치된 상태를 개략적으로 나타낸 사시도,
도 3은 도 1의 제어박스 내측에 기어구동부가 설치된 상태단면도,
도 4는 도 1의 지주 내측에 기어구동부가 설치된 상태단면도,
도 5는 도 1의 암 내측에 기어구동부가 설치된 상태단면도,
도 6은 도 5의 기어구동부에 의해 솔라모듈이 회전하는 것을 개략적으로 나타내는 도시도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10: 지주 20: 풍력발생수단
21: 지지대 22: 블레이드
23: 바디 30: 집광수단
31: 솔라모듈 32: 암연결부
33: 암 34: 연결대
40: 발광수단 41: 전등
42: 전등갓 43: 고정바
50: 제어수단 51: 제어박스
52: 전선 53: 전선유입구
54: 커버 55: 패킹부재
60: 보조솔라모듈 70: 표시판
80: 기어구동수단 81: 모터
82: 웜기어 83: 구동축
84: 회동축 85: 래크와 피니언기어
상기 목적을 달성하기 위한 본 고안에 의한 자연에너지를 이용한 가로등은, 지주와, 풍력발생수단과, 집광수단과, 제어수단과, 발광수단과, 보조솔라모듈을 포함하는 가로등을 구성하되, 자연광을 자동으로 추적하는 기어구동수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 고안에 의한 가로등의 실시예를 첨부 도면을 참고하여 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 고안의 가로등은 하단이 지중에 매립된 상태로 직립 설치되는 지주(10)와, 이 지주(10)의 상단에 설치되며 바람에 의해서 회전중심을 기준으로 회전되어 전기에너지를 발생시키는 풍력발생수단(20)과, 이 풍력발생수단(20)의 하측에 위치되어 태양광을 흡수하여 전기에너지를 발생시키는 집광수단(30)과, 상기 풍력발생수단(20)과 집광수단(30)에 의해 발생된 전기에너지를 이용하여 빛을 방출하는 발광수단(40)과, 상기 각각의 구성을 제어하는 제어수단(50)을 포함하여 구성된다.
상기 지주(10)는 직립 설치의 안정성을 위해 하측으로 갈 수록 그 직경이 커지도록 형성되어 하중이 하측으로 집중되도록 함이 바람직하다.
상기 풍력발생수단(20)은 본 고안의 일 실시례로서 지주의 상단에 수평으로 결합되는 지지대(21)와, 이 지지대(21)의 전방에 회전 가능하게 축 결합되는 블레이드(22)와, 상기 블레이드(22)가 바람의 방향에 수직이 되어 그 회전이 용이하도록 하는 바디(23)가 일체로 포함되는 풍력발전기를 사용하는데, 상기 풍력발전기의 구성은 종래의 공지된 기술이므로 이하에서 상세한 설명은 생략한다.
상기 집광수단(30)은 태양빛 등의 자연광을 통해 전기에너지를 발생하는 솔라모듈(31)이 암(33)에 의해 연장되는 형태로 연결대(34)에 의해 지주(10)의 상부에 고정결합된다. 이때, 암(33)의 끝단에는 회동이 가능한 암연결부(32)가 구비되어 있으므로, 솔라모듈(31)은 설치단계에서 임의의 각도로 고정될 수 있다.
한편, 본 고안에서는 다른 실시례로서 지주(10), 제어박스(51), 연결대(32), 암(33) 중의 어느 하나의 내측에 기어구동수단(80)을 포함하여 자연에너지를 최대한 많이 흡수할수 있도록 솔라모듈(31)을 일정시간 마다 자동적으로 회전시키는 방식을 구현하였다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제어박스(51)의 내측에는 모터, 기어 등의 동력전달구조를 갖는 기어구동수단(80)이 구비된다.
즉, 상기 기어구동수단(80)은 시간에 따라 일정량 회전하는 모터(81) 및 상기 모터(81)와 치합되는 웜기어(82)와, 지주(10)의 내측을 관통하여 상방으로 설치되며 상기 웜기어(82)에 연동하여 회전하는 구동축(83)과, 상기 연결대(32)를 대체하여 지주에 회전가능하게 결합되는 회동축(84)으로 구성된다.
이때, 상기 회동축(84)은 상부 및 하부중 어느 하나 이상에 베어링(도시되지 않음)이 구비되어 구동축(83)의 회전에 의해 일정각도씩 좌우로 회전이 가능하게 된다.
또한, 본 고안에 의한 제어수단(50)에는 발광수단(40)의 전등을 일몰 및 일출에 따라 자동으로 온오프시키는 타이머IC(도시되지 않음)가 구비되어 있으므로, 상기 타이머IC의 신호에 따라 모터(81)를 일정시간마다 일정량만큼 구동하여 상기 웜기어(82)-구동축(83)-회동축(84)을 회전시키며, 따라서 상기 회동축(84)과 연장설치된 암(33) 및 솔라모듈(31)이 태양방향으로 일정하게 회전하게 된다.
이때, 모터(81)-웜기어(82)-구동축(83)-회동축(84)을 포함하는 기어구동수단(80)은 그 크기를 소형화할 수 있으므로, 도 4에 도시된 바와 같이 지주(10)의 내측에 설치할 수 도 있으며, 그 이외에 연결대(34) 내측에 직접설치하거나, 일부의 구성요소를 생략하여 동력전달방식을 변경할 수 있음은 물론이다.
한편, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 래크와 피니언기어(85)를 사용하여 시간별로 솔라모듈(31)을 자동 회전시키는 방법을 사용할 수도 있다.
즉, 상기 암 연결부(32) 내측에는 모터(81) 및 상기 모터(81)에 치합하는 래크와 피니언기어(85)가 구비되며, 모터(81)에 의해 래크와 피니언기어(85)가 시간에 따라 일정각도씩 회전한다.
이때, 도 3, 도 4 및 도 5에 도시된 자동회전방식은 시간에 따라 미리 지정된 일정각도만큼 회전하는 것이므로, 최종 회전된 상태(즉, 일몰 후)에는 초기상태로 복원되어야 하는데, 이는 웜기어(82) 및 래크와 피니언기어(85)의 일단에 리미트 스위치(도시되지 않음)를 부착시켜 초기상태로 환원시키는 방식으로 간단하게 해결할 수 있다. 상기 리미트스위치는 지정된 위치 또는 시간에서 지정된 동작을 수행하도록 하는 일반적인 센서스위치이므로 이하에서 자세한 설명은 생략한다.
상기 발광수단(40)은 저면에 전등(41)이 장착된 전등갓(42)과, 이 전등갓(42)을 지주(10)에 고정시켜 주는 고정바(43)로 구성된다.
상기 제어수단(50)은 지주(10)의 하부 전방에 고정 설치되는 제어박스(51)와, 상기 제어박스(51)의 내부에 마련되는 도시하지 않은 정류기, 충전장치, 배터리, 인버터로 구성되는데, 상기 정류기 등은 전기장치에 있어서 공지의 기술이므로 이하에서 상세한 설명을 생략한다.
상기 제어수단(50)이 지주(10)의 하단에 위치하므로, 지주(10)의 무게중심이 하측에 위치되도록 함으로써 지주(10)가 안정적으로 직립할 수 있게 될 뿐만 아니라, 지주에 이격되어 설치된 종래의 가로등에 비해 제어수단(50)의 유지 및 관리가 용이하게 된다. 단, 물이 제어수단을 침입하는 것을 방지하기 위해 지면에서 일정공간 이격되게 설치하는 것이 바람직하다.
즉, 상기 제어박스(51)는 관리자가 본 고안에 의한 가로등의 점멸을 임의적으로 조정할 수 있도록 별도의 제어스위치(도시되지 않음)를 포함하며, 상기 정류기는 풍력발생수단 및 집광수단으로 전달된 전기에너지를 일정한 전압으로 변환하는 역활을 수행한다.
또한, 상기 충전장치는 정류기를 통해 정류된 전기를 에너지 발생이 되지 않는 상황(야간, 바람이 발생되는 않는 시간대)에 대비하여 통해 배터리에 축전하기 위해 사용된다.
한편, 상기 제어박스(51)의 상면에 보조솔라모듈(60)이 착탈 가능하도록 결합되어 구성된다.
즉, 상기 제어박스(51)의 상면에는 비스듬하게 개구부(51a)가 형성되고, 이 개구부(51a)의 일측에는 하나 이상의 결합홈(51b)이 형성되어 있다. 그리고 상기 보조집광통(60)의 테두리에는 상기 결합홈(51b)에 대응 결합되도록 결합돌기(61)가 형성되어 제어박스(51)의 상측에 보조솔라모듈(60)이 비스듬하게 착탈 가능하도록 결합되는 것이다.
또한, 상기 보조솔라모듈(60)의 상부에는 패킹부재(55)가 포함된 커버(54)가 결합되어 빗물 또는 이물질에 의해 보조솔라모듈(60) 및 제어수단이 손상되지 않도록 구성된다. 이때, 커버(54)는 태양광을 흡수할 수 있도록 투명재질의 플라스틱으로 제작되는 것이 바람직하며, 이외에 강화유리 등 다양한 소재로 제작될 수도 있다.
상기 보조솔라모듈(61)에 의해 발생된 전기에너지는 전선유입구(53)를 관통하는 전선(52)에 의해 정류기로 전달되고, 솔라모듈(31)과 동일한 과정을 거쳐 일정전압을 갖는 전기로 변환되거나 배터리에 충전된다.
즉, 상기 보조솔라모듈(60)의 전선(52)은 솔라모듈(31)의 전선과 병렬로 연결되어 정류기로 전달되므로, 태양광 뿐만 아니라 발광수단(40)으로부터 조사된 빛을 흡수하여 전기에너지로 변환할 수 있게 된다.
따라서, 상기 풍력발생수단과 집광수단에 의해 축적된 바람에너지와 자연열에너지가 제어박스 내의 정류기를 거쳐 충전장치에 의해 충전되면, 이 에너지는 전등에서 빛을 조사할 수 있도록 인버터에 의해 변환되어 전등으로 공급되며, 야간에는 배터리를 통해 전달된 전기에너지가 전등으로 공급되며, 솔라모듈(30)과 보조솔라모듈(60)을 동시에 사용함으로써 가로등의 에너지 효율을 향상시키게 된다.
한편, 도 2는 본 고안의 또 다른 실시예를 보인 것으로, 본 실시예의 가로등은 상기 제어박스(51)의 상면에 표시판(70)이 착탈 가능하도록 결합되어 구성된다.
상기 표시판(70)에는 가로등이 설치되는 지역의 주민들에게 필요한 정보를 알려주는 지역광고 또는 행인들에게 심미감을 줄 수 있도록 하는 그림 등이 표기될 수 있다. 그리고 상기 표시판(70)의 테두리에도 결합돌기(71)가 형성됨으로써, 상기 제어박스(51)의 개구부(51a)에 형성된 결합홈(51b)에 임의로 착탈 가능하게 된다.
본 고안은 상기 실시례에 한정되지 않고, 본 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 그 권리범위가 미친다.
본 고안에 의한 광추적장치가 구비된 자연에너지를 이용한 가로등은 태양광과 풍력의 자연에너지를 이용하여 가로등에 전원을 공급함으로써, 불을 밝히기 위한 별도의 외부전원이 필요하지 않게 되며 그로 인하여 외부전원의 유지와 보수를 위한 노력과 비용이 절감될 뿐만 아니라, 보조솔라모듈(60)을 구비함으로써 에너지효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 가로등의 제어박스(51) 또는 지주(10)의 내측에 시간당 일정각도 회전하는 기어구동수단(80)을 구비함으로써 자연에너지를 보다 효율적으로 집광할 수 있는 효과가 있다.
또한, 글자 또는 그림이 도안된 표시판(70)을 사용환경 또는 시기 등에 따라 임의적으로 가로등에 착탈결합함으로써 가로등의 미관을 향상시킬 수 있으며, 보다 다양한 광고매체로 활용이 가능한 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 풍력과 태양광을 이용하여 전원을 공급받는 가로등에 있어서,
    지면에 수직으로 입설되는 지주와;
    상기 지주의 상단에 설치되며, 바람에너지를 전기에너지로 변환시키는 블레이드와, 상기 블레이드가 풍향에 수직으로 향하도록 제어하는 바디를 일체로 포함하는 풍력발전수단과;
    연결대, 암 및 암 연결부를 통해 지주의 상측에 연장설치되며, 자연에너지를 전기에너지로 변환시키는 솔라모듈을 일체로 포함하는 집광수단과;
    상기 지주의 하단에 지면과 일정거리 이격한 상태로 설치되어 내측에 정류기, 충전장치, 배터리 및 인버터를 포함하고 있으며, 상기 풍력발생수단과 집광수단에 의해 발생된 전기에너지를 일정한 전압의 전기로 변환시키는 제어수단과;
    상기 집광수단의 하측에 설치되어 제어수단에 의해 변환된 일정한 전압의 전기로 빛을 발생시키는 발광수단과;
    상기 제어수단의 상면에 착탈가능하도록 설치되며, 자연광 및 발광수단에서 방출하는 빛을 흡수하여 전기에너지로 변환시키는 보조솔라모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 광추적장치가 구비된 자연에너지를 이용한 가로등.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 보조솔라모듈의 상부에는 측면 테두리에 패킹부재가 형성된 투명 플라스틱재질의 커버가 결합되는 것을 특징으로 하는 광추적장치가 구비된 자연에너지를 이용한 가로등.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어박스의 상부에는 보조솔라모듈 대신에, 문자 또는 그림으로 인쇄된 광고를 표출하는 표시판이 착탈 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 광추적장치가 구비된 자연에너지를 이용한 가로등.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어박스 또는 지주 중 어느 하나의 내측에는 시간에 따라 일정각도 회전하는 모터 및 상기 모터와 치합되는 웜기어가 구비되며, 상기 지주의 내측에는 웜기어에 연동하여 회전하는 구동축이 상방으로 관통하여 구비되고, 상기 연결대를 대체하여 지주에 설치되며, 상부 및 하부중 어느 하나 이상에 베어링이 구비되어 구동축의 회전에 의해 일정각도씩 좌우로 회전하는 회동축이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 광추적장치가 구비된 자연에너지를 이용한 가로등.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 암 연결부 내측에는 모터 및 상기 모터에 치합하는 래크와 피니언기어가 구비되며, 모터에 의해 래크와 피니언기어가 시간에 따라 일정각도씩 회전하고, 지정된 각도에서는 리미트 스위치에 의해 처음 위치로 자동 복원되는 것을 특징으로 하는 광추적장치가 구비된 자연에너지를 이용한 가로등.
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