KR20110030777A - 태양광 시스템을 이용한 자동세차기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세차기에서 사용되는 사용하는 전력 중 세차하기 위한 전력 이외의 대기 전력을 공급하고 태양전지로부터 흡수한 햇빛을 이용하여 보온, 습기 제거, 곰팡이 방지, 녹 발생 방지, 자연 채광 등의 자연 친화적인 요소를 부가함으로써 더욱 쾌적하고 편안한 상태에서 세차할 수 있는 친환경 시스템의 자동 세차기에 관한 것이다.

즉, 본 발명은 세차기의 본체 내에 다수의 브러시를 포함하는 세차수단이 구비되되 세차기의 본체 상부가 개방된 구성으로 이루어진 개방공간부와; 상기 세차기의 본체의 상단부에 설치되어 개방공간부에 수평으로 다수의 구획부를 이루도록 한 고정후레임과; 상기 고정후레임의 구획부에 배치되어 태양에너지를 전기에너지로 변환시키는 태양전지판과; 상기 태양전지판으로 발생된 직류전원을 교류전원으로 변환하여 출력시키는 인버터부와, 상기 태양전지판은 투명의 유리창형으로 구비되어 태양광이 세차기 본체의 내부에 채광이 이루어지도록 한 태양광 시스템을 이용한 자동세차기를 특징으로 한다.

세차기, 태양전지판, 투명, 스위칭소자

Description

태양광 시스템을 이용한 자동세차기 {Car washing machine using solar power charging system}

본 발명은 태양광 시스템을 이용한 자동세차기에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 세차기에서 사용되는 사용하는 전력 중 세차하기 위한 전력 이외의 대기 전력을 공급하고 태양전지로부터 흡수한 햇빛을 이용하여 보온, 습기 제거, 곰팡이 방지, 녹 발생 방지, 자연 채광 등의 자연 친화적인 요소를 부가함으로써 더욱 쾌적하고 편안한 상태에서 세차할 수 있는 친환경 시스템의 자동 세차기에 관한 것이다.

일반적으로 자동세차기는 차량의 외부표면을 자동으로 세척하여 주는 장치로써, 최근에는 바쁜 일상생활과 생활의 편리성으로 인해 운전자 스스로 외부를 세차하는 경우가 거의 없고, 대부분 세차장이나 주유소에 구비된 자동세차기를 이용하여 차량의 외부를 세척하고 있으며 자동세차기의 사용이 날로 증가하고 있는 추세이다.

상기한 자동세차기의 차량세척방법은 세차기의 본체 내에서 세제와 고압의 물을 분사시키고, 다수의 브러시를 사용하여 세척차량의 표면을 닦아내며, 이후에는 노즐로부터 고압의 공기를 분사하여 남아 있는 물기를 건조하는 과정으로 차량의 표면을 세척한다.

그러나 종래의 자동 세차기는 상용전원(통상 한전 공급 전원)을 사용하여 세차기의 가동에 필요한 일체의 전원을 공급받는 다소비형 전력 시스템으로 구비되어 세차기를 가동하고 운용한다. 이러한 세차기는 별도의 조명 장치를 갖추거나, 별도의 제습 장치를 갖추지는 않으며, 이러한 세차기의 형태는 일반적이다. 따라서, 세차기를 설치하여 가동한지 오래된 연식의 세차기나 단시일에 많은 차량을 세차하여 오래된 것처럼 보이는 세차기의 대부분은 내장판 구석구석 세제류가 침투하여 찌든 때와 곰팡이가 많이 발생하고 내부 곳곳에 침투한 습기는 세차기 안팎으로 녹이 발생하게 되며, 이러한 현상은 세차기의 수명을 저해하고 미관상 보기에도 좋지 않다. 또한 이러한 외관과 세차기 상태는 운전자(고객)가 세차기에 진입하여 세차기가 작동되는 동안 고객에게 하여금 불쾌감을 유발시키고, 햇빛이 없는 어두운 공간으로 인하여 불안한 심리 상태가 세차기 작동이 종료되기까지 지속되는 단점이 있었다.

또, 차량 세차 가동에 필요한 세차기 내부에는 피세정 차량을 세척하기 위한 여러 종류의 브러시가 설치되어 있고, 차량을 깨끗하게 세척하기 위해 사용되는 세척수와 각종 세제류가 물과 함께 혼합되어 이동하기 위한 배관 장치가 있고, 이 세척수와 세제의 분사를 위해 설치된 각종 노즐 장치가 있고, 세척수와 세제류로 분 사하여 브러시로 피세정 차량의 표면을 깨끗이 세척한 후에는 차량에 잔존하는 물방울을 고압의 에어 블로어 장치를 통하여 불어 내어 건조시키는 건조용 노즐 장치가 설치되어 있고, 각종 센서류가 장치별로 함께 구성되어 있다.

이러한 장치들의 차량 세척 공정이 완료되면 세차기는 대기 상태를 유지하여 다음 세차 공정의 명령을 기다리게 된다. 이 상태에서 세차기 내부 도장판의 표면에는 세차중 사용한 세척수가 잔존하게 되고, 또한 건조 공정 중 차량 표면에 있던 물방울을 제거하기 위하여 고압의 에어를 분사하여 물기를 제거하는 공정 중 발생한 비산된 물방울들은 공기 중 세차기 곳곳으로 침투하게 된다. 이렇게 세차기 내부의 도장판 표면의 물방울과 내부 도장판 안쪽으로 침투한 습기들은 천정판이 햇빛을 차단하여 항상 그늘이 드리워져 어두운 상태에서 지속적으로 방치되면 방치될수록 내부에서 녹이 발생하거나 각종 곰팡이나 먼지 등이 섞여 굳어 달라붙게 되는 등의 세차기의 유지 상태가 점점 취약하게 되고 이러한 악조건 상태에서도 세차기가 지속적으로 가동할 수밖에 없는 단점이 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 태양광 시스템을 이용한 자동세차기를 안출한 것으로, 세차기의 세차 가동 상태에서의 상용전력과 세차기를 가동하지 않고 대기하고 있는 상태에서의 대기전력의 사용 전원을 구분하여 분리 사용하되 세차기의 태양광 발전으로 얻은 발전시킨 전원과 세차기의 세차 가동에 필요한 상용전원의 이용을 자동으로 스위칭하여 상용전원의 사용 없이 컨트롤 전원이나 감시 장치 등에 필요한 전원과, 자연 채광에 알맞은 세차기 구조를 구성하는데 필요한 제어 시스템의 전원 등을 태양에너지로부터 얻을 수 있도록 한 태양광 시스템을 이용한 자동세차기를 제공함에 있다.

본 발명은 세차기의 본체 내에 다수의 브러시를 포함하는 세차수단이 구비되되 세차기의 본체 상부가 개방된 구성으로 이루어진 개방공간부와; 상기 세차기의 본체의 상단부에 설치되어 개방공간부에 수평으로 다수의 구획부를 이루도록 한 고정후레임과; 상기 고정후레임의 구획부에 배치되어 태양에너지를 전기에너지로 변환시키는 태양전지판과; 상기 태양전지판으로 발생된 직류전원을 교류전원으로 변환하여 출력시키는 인버터부와, 상기 태양전지판은 투명의 유리창형으로 구비되어 태양광이 세차기 본체의 내부에 채광이 이루어지도록 한 태양광 시스템을 이용한 자동세차기를 특징으로 한다.

본 발명의 태양광 시스템을 이용한 자동세차기는, 세차기의 대기 전원을 태양광 에너지를 이용하여 세차기 운용에 필요한 보조전원으로 사용할 수 있고, 이 태양광 발전 시스템을 구성하기 위해 별도의 설치 공간을 두지 않고 세차기 자체에 설치할 수 있도록 공간을 확보할 수 있으므로 공간활용성이 좋고, 세차기의 본체 내부에 태양광을 채광하여 운전자가 자동 세차기의 가동시 어두움으로 인한 불안감을 해소시키고, 밝고 부드러운 분위기를 조성할 수 있게 됨과 아울러 자연 채광으로 인한 보온, 습기 제거, 곰팡이 방지, 녹 발생 방지 등의 자연 친화적인 요소를 부가함으로써 더욱 쾌적하고 편안한 상태에서 세차할 수 있고 세차기 유지 비용 절감과 자연 친화적인 세차기 운용을 할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따른 태양광 시스템을 이용한 자동 세차기는, 세차기의 본체 내에 다수의 브러시를 포함하는 세차수단이 구비되되 세차기의 본체 상부가 개방된 구성으로 이루어진 개방공간부와; 상기 세차기의 본체의 상단부에 설치되어 개방공간부에 수평으로 다수의 구획부를 이루도록 한 고정후레임과; 상기 고정후레임의 구획부에 배치되어 태양에너지를 전기에너지로 변환시키는 태양전지판과; 상기 태양전지판으로 발생된 직류전원을 교류전원으로 변환하여 출력시키는 인버터부와, 상기 태양전지판은 투명의 유리창형으로 구비되어 태양광이 세차기 본체의 내부에 채광 이 이루어지도록 한 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 태양전지판은, 투명 유리창으로 된 상,하 투명기판에 태양전지 역할을 하는 반도체 산화물과 햇빛을 흡수하여 전달하는 기능의 염료가 순차적으로 각각 코팅되고 전해질이 채워진 투명전극으로 이루어진 염료 감응 태양전지로 구성된 것을 특징으로 한다.

또, 상기 태양전지판에서 발생된 전원은 축전기에 충전된 다음 인버터부를 거쳐 세차기의 전원공급장치로 인가되되 상기 인버터부와 상용전원공급부는 3로 스위치 형태로 온(ON)/오프(OFF) 되게 한 스위칭소자로 연결되어 전원공급장치에 공급이 이루어지도록 한 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 태양광 시스템이 구비된 세차기의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 태양광 시스템이 구비된 세차기의 전면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 태양전지판의 일부절개 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 태양광 시스템이 구 비된 세차기의 전원공급 계통도이다.

일반적으로 자동세차기는 더러워진 차량의 외부를 세척하는 장치로써, 물과 세제를 피세정차량의 표면에 분사시키고, 다수의 브러시를 이용하여 세척하며, 세척한 세제는 다시금 물을 분사하여 제거하고, 고압의 공기를 자동차 표면에 분사하여 물기를 건조함으로써 차량의 외부를 자동으로 세척하는 장치이다.

본 발명의 태양광 시스템을 이용한 자동세차기는, 세차기의 본체(10) 내에 다수의 브러시(12)를 포함하는 세차수단이 구비되어 차량의 외부를 세차할 수 있도록 되어 있으며, 이러한 세차기의 본체(10) 상부는 태양광이 내부까지 비추어 채광할 수 있는 형태로 개방되어 있는 개방공간부(20)로 이루어져 있다.

상기와 같이 세차기의 본체(10) 상부가 개방되어 있는 개방공간부(20)에 태양전지판(40)을 소정의 간격으로 배치하여 설치할 수 있는 구획부를 가진 고정후레임(30)이 세차기의 본체(10) 상단부에 수평으로 고정설치가 된다.

상기와 같은 고정후레임(30)의 구획부에는 태양에너지를 전기에너지로 변환시키는 태양전지판(40)이 설치되고, 상기 태양전지판(40)에 의해 발생된 직류전원은 인버터부(50)에서 교류전원으로 변환하여 출력시키게 되며, 이러한 태양전지판(40)은 세차기의 본체(10) 상부에 투명의 유리창형으로 구비되어 태양광이 세차 기 본체(10)의 내부에 채광이 이루어지도록 한다.

즉 세차기의 본체(10) 상부에 투명의 태양전지판(40)이 필요한 전체 면적에 걸쳐 설치되는바, 이는 기존 세차기의 천정덮개 부위로써 세차기를 제작하는데 있어서 외장 패널 형태의 천장판을 이용하여 노출되는 전체 면적을 덮어씌우는 형태를 띠지만, 본 발명에서는 천정 외장 부위를 투명 유리 태양전지판(40)을 전체 면적에 걸쳐 일렬로 가지런히 설치하여 태양광 발전의 매개체로 이용하고, 또한 흡수된 태양광을 세차기의 본체(10) 내부로 자연 채광하여 비출 수 있는 구조로 세차기가 평상시 물과 각종 세제를 사용하여 발생한 습기와 유해 세제류의 분사로 비산된 공기 중 물방울이 세차기 내부 곳곳에 침투된 것을 제습하여 곰팡이 발생을 억제하고, 이로 인하여 녹 발생까지 억제할 수 있게 하기 위함이다.

그리고 상기 태양전지판(40)은 투명 유리창으로 된 상,하 투명기판(42)(42')에 태양전지 역할을 하는 반도체 산화물과 햇빛을 흡수하여 전달하는 기능의 염료가 순차적으로 각각 코팅된 염료코팅층(44)과 전해질(46)이 채워진 투명전극으로 이루어진 염료 감응 태양전지로 구성되어 있다.

즉, 염료 감응 태양전지판(40)은 유리면 특수 염료에 의해 태양광을 흡수한 뒤 마치 광섬유가 빛을 전달할 때처럼 유리창 테두리에 있는 태양전지로 빛을 보낸다. 염료가 흡수한 햇빛의 대부분(80~90%)을 태양전지로 전달하는 것이다. 또 나머 지 햇빛은 유리창을 통하여 들어가기 때문에 세차기 내부의 채광에도 문제없이 작용한다. 이 염료 감응 태양전지는 고가의 실리콘을 사용하지 않는데다, 간단한 인쇄 방식으로 쉬게 제작할 수 있어 제작 단가 및 발전 단가가 실리콘 태양전지의 3분의 1에서 5분의 1수준으로 현저히 낮은 특징이 있다.

또, 상기 태양전지판(40)에서 발생된 축전기(60)에 충전된 다음 인버터부(50)를 거쳐 세차기의 전원공급장치(90)로 인가되되 상기 인버터부(50)와 상용전원공급부(70)는 3로스위치 형태로 온(ON)/오프(OFF) 되는 스위칭소자(80)로 연결되어 세차기의 전원공급장치(90)에 공급이 이루어지도록 한 것으로, 이는 일몰시간 전원 공급을 위한 축전기(60)의 인버터부(50)와 상용전원공급부(70)의 접속점과의 사이에 스위칭소자(80)가 설치되고 소정의 스위치 신호에 따른 스위칭소자의 작동에 의해 직류전력을 교류전력으로 변환해서 출력시키는 인버터부(50)를 상시전원으로 사용하고 세차 가동 상태만 이용하는 한전전력으로부터 공급되는 상용전원공급부(70)의 교류전원을 자동으로 공급해주기 위한 것이며, 이러한 상용전원공급부(70)를 포함한 전력부로 구성된 시스템에 의해 세차기 가동 상태에서는 각종 전동류 및 블로어 장치 등의 높은 전력을 요구하는 부하들로 구성되어 상용전원공급부(70)를 사용하고, 세차를 하지 않는 대기 상태에서는 일부 컨트롤 전원 및 각종 감시 장치, 결빙 방지 장치 및 안전 장치 등의 부하량이 적은 것은 태양전지판(40)에 의해 발생한 것만으로도 활용이 가능하도록 상기 스위칭소자(80)로 세차기의 대기 상태 및 세차 가동 상태를 구분하여 컨트롤하여 전력 소모를 최소화할 수 있도 록 함이 바람직하다.

이와 같이 된 본 발명의 구성에 따른 태양광 시스템을 이용한 자동세차기의 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 세차기의 본체(10) 내에 다수의 브러시(12)를 포함하는 세차수단에 의해 차량의 외부를 세차하는 경우에는 스위칭소자(80)에 의해 상용전원공급부(70)의 전원을 공급받아 세차가 이루어지고, 세차가 이루어지지 않는 동안에는 태양전지판(40)에서 발생된 전원을 사용하게 된다.

일반적으로 자동세차기는 24시간을 운전하여도 문제는 없지만 대개 하루 평균 30~100여 대가량 세차가 이루어지므로, 차량 한 대 세차시 세차기 가동 시간이 2~3분가량 소요된다고 보았을 때 실질적으로 하루 평균 2~5시간 정도만을 가동하게 되므로 이때는 한전으로부터 상용전원공급부(70)의 전원을 사용하게 되며, 세차 가동 시간 이외의 시간은 운전 대기 시간으로, 이 운전 대기 시간에 사용되는 불필요한 전력의 낭비를 줄이고, 운전 대기 시간에 이루어지는 보조적인 전원은 태양전지판(40)으로부터 발생된 전원을 공급받아 사용하게 된다.

즉, 세차 대기 시간의 시스템 동작 상태는 세차를 위해 피세정 차량이 진입하기 전 세차 대기 상태의 전반적인 모든 상황을 나타내는 것으로, 구체적으로 피 세정 차량의 안전한 진입을 유도하는 신호 장치의 제어, 세차기 운전 조작에 필요한 조작판의 제어, 피세정 차량의 운전자가 세차기로 진입시 운전 미숙으로 세차기와의 접촉이나 충돌, 또는 사람과의 접촉이나 충돌 등의 안전 사고를 미연에 방지하기 위한 안전 장치의 제어, 겨울철 세차기의 결빙을 방지하는 동결 방지 장치 가동의 제어 등 여러 가지 세차기를 제어함에 있어서 차량의 세차 가동 상태 이외의 대기 상태에서 쓰이는 전원은 태양광을 이용한 발전수단인 태양전지판(40)에 의해 발생된 전원을 통해 이용하고, 이렇게 태양광 발전수단으로 제어되던 세차기가 세차를 위해 가동이 시작되면 세차기 중앙처리장치에 의해 상용전원공급부(70)의 전원을 온(ON)시키고 인버터부(50)의 전원은 오프(OFF) 시키는 스위칭소자(80)의 동작으로 세차기의 세차 가동이 진행된다.

그리고 상기 세차기의 본체(10) 상부에 설치된 태양전지판(40)은 세차기 가동 여부와 관계없이 태양이 비추는 동안에는 투명 유리로 흡수되는 빛은 태양전지로 이동하여 발전된 전기에너지를 생산하게 되고, 이러한 전원은 세차기의 상용전원공급부(70)와 다른 전원으로 구분되어 상용전원공급부(70)의 전원이 사용되지 않는 세차가동 외에는 대기 상태에서 컨트롤 전원이나 감시 장치 등에 필요한 전원과, 자연 채광에 알맞은 세차기 구조를 구성하는데 필요한 제어 시스템의 전원공급수단으로 사용된다.

즉, 투명의 태양전지판(40)은 천정판으로부터 투광되는 태양광을 세차기의 본체(10) 내부에 자연 채광되어 습기 제거 및 물기 제거에 도움이 되어 세차기의 보존 상태를 향상시키고, 아울러 세차기 내부를 자연 채광으로 밝게 하여 세차 환경을 극대화할 수 있게 된다.

이상에서 본 발명은 상기 실시 예를 참고하여 설명하였지만 본 발명의 기술사상범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.

도 1은 본 발명의 태양광 시스템이 구비된 세차기의 사시도.

도 2는 본 발명의 태양광 시스템이 구비된 세차기의 전면도.

도 3은 본 발명에 따른 태양전지판의 일부절개 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 태양광 시스템이 구비된 세차기의 전원공급 계통도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 본체 12 : 브러시

20 : 개방공간부 30 : 고정후레임

40 : 태양전지판 50 : 인버터부

60 : 축전기 70 : 상용전원공급부

80 : 스위칭소자 90 : 전원공급장치

Claims (3)

1. 세차기의 본체 내에 다수의 브러시를 포함하는 세차수단이 구비되되

   세차기의 본체 상부가 개방된 구성으로 이루어진 개방공간부와;

   상기 세차기의 본체의 상단부에 설치되어 개방공간부에 수평으로 다수의 구획부를 이루도록 한 고정후레임과;

   상기 고정후레임의 구획부에 배치되어 태양에너지를 전기에너지로 변환시키는 태양전지판과;

   상기 태양전지판으로 발생된 직류전원을 교류전원으로 변환하여 출력시키는 인버터부와;

   상기 태양전지판은 투명의 유리창형으로 구비되어 태양광이 세차기 본체의 내부에 채광이 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 태양광 시스템을 이용한 자동세차기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 태양전지판은,

   투명 유리창으로 된 상,하 투명기판에 태양전지 역할을 하는 반도체 산화물과 햇빛을 흡수하여 전달하는 기능의 염료가 순차적으로 각각 코팅되고 전해질이 채워진 투명전극으로 이루어진 염료 감응 태양전지로 구성됨을 특징으로 하는 태양 광 시스템을 이용한 자동세차기.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 태양전지판에서 발생된 전원은 축전기에 충전된 다음 인버터부를 거쳐 세차기의 전원공급장치로 인가되되

   상기 인버터부와 상용전원공급부는 3로스위치 형태로 온(ON)/오프(OFF) 되게 한 스위칭소자로 연결되어 전원공급장치에 공급이 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 태양광 시스템을 이용한 자동세차기.

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