KR20130003204A

KR20130003204A - 자가 발전 비데에서 발전기의 회전수 제한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20130003204A
Application number: KR1020110064344A
Authority: KR
Inventors: 손정호
Original assignee: 코웨이 주식회사
Priority date: 2011-06-30
Filing date: 2011-06-30
Publication date: 2013-01-09

Abstract

자가 발전 비데에서 발전기의 회전수 제한 방법 및 장치가 개시된다. 발전기의 회전수 제한 장치는 유입된 원수에 의해 발전을 수행하는 발전기와, 발전기에 의해 발전된 전력을 저장하는 2차 전지 모듈과, 2차 전지 모듈에 충전되는 전류를 제어하는 충전 모듈을 포함하는 자가 발전 비데에서 발전기의 회전수를 제한하는 장치에 있어서, 발전기의 회전수를 검출하고, 검출한 회전수가 미리 설정된 기준 회전수 이상인 경우 충전 모듈로부터 2차 전지 모듈의 충전 상태(SOC: State Of Charge) 및 충전 상태에 기초하여 2차 전지 모듈의 충전에 필요한 충전 전류를 입력받고, 발전기에 의해 생성되는 발생 전류 중 충전 전류를 감산한 오차 전류를 소모하기 위한 제어 신호를 생성하는 제어 모듈과, 생성된 제어 신호에 의해 오차 전류를 소모하는 부하단을 포함함으로써, 발전기의 회전수를 제한할 수 있으며, 이를 통해 발전기에 의해 발생되는 노이즈 유입을 억제할 수 있다.

Description

자가 발전 비데에서 발전기의 회전수 제한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR LIMITTING REVOLUTION PER MINUTE OF GENERATOR IN SELF-GENERATING VIDET}

본 발명은 비데에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유입된 원수에 의해 자가발전을 수행하는 비데에서 발전기의 회전수를 제한하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 비데는 인체의 항문 및/또는 여성의 국부를 세정하기 위한 장치로서, 온수세정장치 또는 국부세정장치라고도 불린다.

비데에는 사용자가 레버 등을 직접 조작하여 물을 분사하는 기계식 비데와, 사용자가 특정 기능의 버튼을 누르면 비데에 구비되는 각종 동작, 예를 들어, 비데기능, 세정기능, 노즐세척기능, 건조기능 등이 자동으로 수행되는 전자식 비데가 있다.

그러나, 기계식 비데는 별도의 외부 전원이 없으므로 사용자가 모든 동작을 조절해야 하는 불편함이 있으며, 전자식 비데는 외부의 전원이 연결되어야 작동이 가능하므로 전원 공급시설이 없거나 전원 연결에 많은 불편이 따르는 지역에서는 사용할 수 없다.

이러한 전자식 비데의 전원 연결의 어려움을 해결하기 위하여 건전지를 사용하여 비데의 각종 기능을 사용하는 방안을 고려할 수 있으나, 이러한 경우 건전지를 수시로 교체해야 하는 불편함이 따른다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 수도전 등으로부터 공급되는 원수의 수압을 이용하여 발전을 수행함으로써 전기를 제공하는 자가 발전 비데가 제안된 바 있다. 이러한 자가 발전 비데는 원수의 수압에 따라 발전기의 회전수가 결정되게 되는데, 원수의 수압이 높은 경우에는 발전기의 회전수도 함께 높아지게 된다. 이로 인해 고주파 노이즈가 전자식 비데의 메인 보드로 유입되어 메인 보드의 오동작을 초래하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 발전기의 회전수를 제한할 수 있으며, 이를 통해 노이즈 유입을 억제할 수 있는 자가 발전 비데에서 발전기의 회전수 제한 방법 및 장치를 제공하는데 기술적 과제가 있다.

상기한 본 발명의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제1 기술적인 측면은,

유입된 원수에 의해 발전을 수행하는 발전기와, 상기 발전기에 의해 발전된 전력을 저장하는 2차 전지 모듈과, 상기 2차 전지 모듈에 충전되는 전류를 제어하는 충전 모듈을 포함하는 자가 발전 비데에서 발전기의 회전수를 제한하는 장치에 있어서,

상기 발전기의 회전수를 검출하고, 상기 검출한 회전수가 미리 설정된 기준 회전수 이상인 경우 상기 충전 모듈로부터 상기 2차 전지 모듈의 충전 상태(SOC: State Of Charge) 및 상기 충전 상태에 기초하여 상기 2차 전지 모듈의 충전에 필요한 충전 전류를 입력받고, 상기 발전기에 의해 생성되는 발생 전류 중 상기 충전 전류를 감산한 오차 전류를 소모하기 위한 제어 신호를 생성하는 제어 모듈; 및

상기 생성된 제어 신호에 의해 상기 오차 전류를 소모하는 부하단을 포함하는 자가 발전 비데에서 발전기의 회전수 제한 장치를 제공한다.

본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 제어 신호는,

상기 오차 전류에 기초한 펄스폭 제어 신호(PWM: Pulse Width Modulation) 신호를 포함하거나, 상기 검출된 회전수에서 상기 기준 회전수를 감산한 오차 회전수에 기초한 펄스폭 제어 신호(PWM: Pulse Width Modulation) 신호를 포함하거나, 또는 상기 오차 전류 및 상기 검출된 회전수에서 상기 기준 회전수를 감산한 오차 회전수에 기초한 펄스폭 제어 신호(PWM: Pulse Width Modulation) 신호를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 부하단은,

상기 오차 전류가 흐르는 저항; 및

상기 제어 신호에 의해 상기 저항을 흐르는 오차 전류의 흐름을 제어하는 스위칭 모듈을 포함할 수 있다.

본 발명의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제2 기술적인 측면은,

유입된 원수에 의해 발전을 수행하는 발전기와, 상기 발전기에 의해 발전된 전력을 저장하는 2차 전지 모듈과, 상기 2차 전지 모듈에 충전되는 전류를 제어하는 충전 모듈과, 상기 발전기의 부하로서 기능하는 부하단과, 상기 발전기의 회전수에 따라 상기 부하단에서 소모될 전류를 제어하는 제어 모듈을 포함하는 자가 발전 비데에서 발전기의 회전수를 제한하는 방법에 있어서,

상기 제어 모듈에서, 상기 발전기의 회전수를 검출하는 단계;

상기 제어 모듈에서, 상기 검출한 회전수가 미리 설정된 기준 회전수 이상인 경우 상기 충전 모듈로부터 상기 2차 전지 모듈의 충전 상태(SOC: State Of Charge) 및 상기 충전 상태에 기초하여 상기 2차 전지 모듈의 충전에 필요한 충전 전류를 입력받는 단계;

상기 제어 모듈에서, 상기 발전기에 의해 생성되는 발생 전류 중 상기 충전 전류를 감산한 오차 전류를 소모하기 위한 제어 신호를 생성하는 단계; 및

상기 부하단에서, 상기 생성된 제어 신호에 의해 상기 오차 전류를 소모하는 단계를 포함하는 자가 발전 비데에서 발전기의 회전수 제한 방법을 제공한다.

본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 제어 신호는,

본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 부하단은,

상기 오차 전류가 흐르는 저항; 및

본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 부하로서 동작하는 부하단을 통해 발전기 출력의 일부를 소모시킴으로써, 발전기의 회전수를 제한할 수 있으며, 이를 통해 발전기에 의해 발생되는 노이즈 유입을 억제할 수 있는 기술적 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 자가 발전 비데의 전체 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발전기의 회전수 제한 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발전기의 회전수 제한 방법을 설명하는 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시 형태를 더욱 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에 도시된 구성요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다는 점을 유념해야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 자가 발전 비데의 전체 블록도이다.

먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시형태에 따른 자가발전 비데(180)에 대해 살펴본다.

도 1에 도시된 바와 같이, 자가 발전 비데(180)는 원수가 유입되는 원수 유입부(110)와, 원수 유입부(110)로 유입된 원수에 의해 발전을 수행하는 발전기(120)와, 발전기의 회전수를 제한하기 위한 회전수 제한 장치(130)와, 원수 유입부(110)로 유입된 원수를 인체에 분사하도록 구성되는 노즐부(150)와, 발전기(120)를 거친 원수를 노즐부(150)에 공급하도록 발전기(120)와 노즐부(150) 사이에 구비되는 노즐 유로부(140)를 포함하며, 발전기(120)가 구동되도록 노즐 유로부(140)의 유로개폐를 제어하는 제어부(C)를 추가로 포함할 수 있다. 또한, 비록 도 1에 도시되어 있지는 않지만, 본 발명에 의한 회전수 제한 방법이 적용가능한 자가 발전 비데(180)는 발전기(120)를 거친 원수를 저장하기 위한 별도의 저수 탱크(미도시)와 저수 탱크와 발전기 사이에 구비되는 탱크 유로부(미도시)를 더 포함할 수도 있다.

원수 유입부(110)는 수도관 또는 이와 연결된 배관과 같이 비데(180) 본체 외부에 설치된 원수 공급부(101)로부터 원수를 공급받게 되며, 수도관 등과 연결을 위한 연결포트를 구비한다.

원수 유입부(110)로부터 유입된 원수는 발전기(120)로 유입되어 발전이 이루어진다. 일 예로서, 본 발명에 사용되는 발전기(120)는 임펠러(수차)(미도시)를 구비하여 발전기(120) 내부로 원수가 흐를 때 임펠러의 회전이 발생하고 이를 통하여 발전을 수행할 수 있다. 또한, 회전수 제한 장치(130)는 발전기(120)에서 발전된 전기를 저장하도록 발전기(120)와 전기적으로 연결되며, 회전수 제한 장치(130)에 충전된 전기는 비데의 사용, 즉 노즐구동부(160)나 각종 밸브(143,144,147)의 구동이나 센서의 동작 등에 사용된다. 이와 같이, 유체의 흐름에 의해 발전을 수행하는 발전기(120)의 구성은 다양한 형태로 공지되어 있으므로 구체적인 설명은 생략한다.

한편, 발전기(120)를 거친 원수는 노즐 유로부(140)를 통하여 노즐부(150)로 공급된다. 이때, 노즐 유로부(140)는 노즐부(150)로 원수를 공급하거나 차단하기 위하여 다양한 밸브(143,144,147)가 설치될 수 있으며, 그 구체적인 구성은 도 1에 도시된 예에 한정되지 않는다.

또한, 노즐부(150)는 인체의 항문 및/또는 여성의 국부를 세정하기 위한 분사노즐(151)로만 이루어질 수 있으나, 분사노즐(151)의 외면(특히, 분사노즐의 상면)을 세척하도록 상기 분사노즐(151)의 상면 측으로 원수를 분사하는 세척노즐(152)을 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 도 1에 도시된 바와 같이, 노즐 유로부(140)는 분사노즐(151)에 원수를 공급하기 위한 분사노즐유로(146)와 세척노즐(152)에 원수를 공급하기 위한 세척노즐유로(148)를 구비할 수 있다. 분사노즐유로(146)에는 분사노즐유로(146)의 개폐를 수행하는 제1 개폐밸브(143)가 설치되며, 제1 개폐밸브(143)를 통과한 원수의 유량을 조절할 수 있도록 유량조절밸브(144)가 설치될 수도 있다. 그리고, 세척노즐유로(148)에는 세척노즐유로(148)의 개폐를 수행하는 제2 개폐밸브(147)가 설치될 수 있다.

이때, 제1 개폐밸브(143)와 제2 개폐밸브(147)는 전력소모를 최소화하기 위하여 전기적 신호에 의하여 온/오프(ON/OFF)되는 래치밸브로 구성되는 것이 바람직하다. 이러한 래치밸브의 구성은 다양한 형태와 구조로서 공지되어 있으므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

또한, 유량조절밸브(144)의 경우에도 전기적 신호에 의하여 온/오프됨으로써 유량조절이 가능한 래치밸브로 구성될 수 있다. 유량조절밸브(144)는 도 1에 도시된 바와 같이, 원수가 유입되는 하나의 유입로와 유량조절이 가능하도록 선택적으로 개방되는 복수개의 출수로(145a, 145b)를 갖는 몸체(144a)와, 복수개의 출수로(145a, 145b)가 합쳐지는 합수배출구(144b)를 구비할 수 있다.

한편, 노즐 유로부(140)는 밸브 개폐량을 조절하여 원수의 유입량을 조절하거나, 유로를 구성하는 부품에 이상이 발생하거나 부품의 교체가 필요한 경우 등에 있어서 유로를 강제적으로 차단하기 위한 수동밸브(142)가 설치될 수도 있으며, 이러한 수동밸브(142)는 평상시 개방된 상태로 유지된다.

그리고, 분사노즐(151)은 비데기능과 세정기능을 수행하기 위하여 각각의 기능을 수행하는 비데노즐과 세정노즐, 즉 2개의 노즐을 구비할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 하나의 노즐로만 이루어지는 것도 가능하다.

또한, 노즐부(150)는 분사노즐(151)을 전후 방향으로 이동시키는 노즐구동부(160)를 구비할 수 있다. 이때, 노즐구동부(160)는 직류모터를 사용함으로써 스테핑 모터를 사용하는 경우에 비하여 전력소비의 절감을 달성할 수 있다.

구체적으로 직류모터의 효율은 75%~80% 수준이지만, 스테핑 모터는 정밀한 위치 제어를 위해서 여러 개의 상을 가진 전류를 사용해야 하므로 전류 사용 효율이 상기한 직류모터보다 25~30% 하락한 50~60% 수준이다. 따라서, 본 발명의 일 실시예와 같이 직류모터를 사용한 경우 스테핑 모터를 사용하는 경우에 비해서 소비전력 면에서 우수한 효과를 가지므로 자가발전 비데에 적합하게 된다. 이러한 직류모터로는 브러쉬 직류모터(Brush DC Motor) 또는 브러쉬리스 직류모터(Brushless DC Motor, BLDC motor)가 사용될 수 있다.

또한, 노즐구동부(160)의 구동에 의한 분사노즐(151)의 이동은 직류모터와 연계된 가변저항을 이용하여 조절가능하다. 가변저항에 의하여 직류모터의 회전량을 제어하는 기술은 공지되어 있으므로 구체적인 설명은 생략한다.

한편, 노즐부(150)에 하나의 분사노즐(151)만이 구비되는 경우 분사노즐(151)의 이동 거리가 다르도록 노즐구동부(160)의 구동을 제어함으로써 하나의 분사노즐(151)을 통하여 세정기능과 비데기능의 구현이 가능하다. 이와 같이, 하나의 분사노즐(151)만을 구비하는 경우에는 두 개의 분사노즐(151)을 구비하는 경우에 비하여 노즐부(150)의 구성이 간단하고 하나의 분사노즐(151)만을 이동시키므로 노즐구동부(160)의 제어가 용이하다는 이점이 있게 된다. 즉, 두 개의 분사노즐(151)을 구비하는 경우에는 하나의 노즐구동부(모터)(160)로서 둘 중 하나의 분사노즐(151)만 이동시키기 위하여 복잡한 기어구조가 필요하지만 하나의 분사노즐(151)만을 사용하는 경우에는 분사노즐(151)의 구동을 위한 구조가 간단하고, 이로 인해 노즐구동부(160)의 제어가 용이하게 된다. 또한, 전술한 바와 같이 노즐구동부(160)로서 직류모터를 사용하고 분사노즐(151)의 이동 거리(즉, 직류모터의 회전량)를 가변저항으로 제어하는 경우에는 스테핑 모터를 사용하는 경우에 비해 소비전력의 절감을 달성할 수 있게 된다.

한편, 고수압의 원수가 발전기(120)에 직접 유입되면 임펠러의 급속한 회전으로 인하여 상당한 소음이 발생하게 되므로 고수압 지역에서는 자가발전으로 인한 소음을 최소화하되 발전용량의 확보가 가능하도록, 그리고 노즐 유로부(140)에 설치된 구성부품의 손상이 발생하는 것을 방지하기 위하여 원수압을 적절히 감압할 필요가 있다. 이를 위하여 원수 유입부(110)와 발전기(120) 사이에 원수압을 일정수준 이하로 감압하는 감압밸브(115)를 설치하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 도 1에 도시된 자가발전 비데(180)는 원수를 노즐부(150)를 통하여 배출하면서 발전기(120)의 발전을 수행하므로 저수탱크(230)가 없는 좌변기에도 설치가 가능하다는 효과를 얻을 수 있다. 특히, 비데의 사용시 분사노즐(151)을 통해 분사되는 원수나 노즐 세척을 위하여 세척노즐(152)을 통해 배출되는 원수를 사용하여 발전을 수행하고, 발전용량이 충분하지 않거나 회전수 제한 장치(130)의 전압이 낮은 경우 노즐부(150), 예를 들어 세척노즐(152)을 통하여 다량의 원수를 충분한 시간동안 배출(예를 들어, 분당 1리터 내외의 원수를 1~2분 동안 배출)함으로써 충분한 용량의 발전이 가능하게 된다.

또한, 저수탱크(미도시)를 구비하는 경우에는 비데의 사용시 분사노즐(151)을 통해 분사되는 원수나 노즐 세척을 위하여 세척노즐(152)을 통해 배출되는 원수를 이용하는 발전뿐만 아니라, 저수탱크(230)에 공급되는 원수를 이용하는 발전까지 수행하므로 충분한 용량의 발전이 가능하게 된다. 또한, 회전수 제한 장치(130)에 포함된 충전 모듈의 전압이 낮은 경우 노즐부(150), 예를 들어 세척노즐(152)을 통하여 강제로 배출되는 다량의 원수를 통한 발전을 수행하므로, 여러가지 방법으로 발전이 가능하고, 부족한 전기를 보충할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발전기의 회전수 제한 장치의 블록도이다. 이하 본 발명의 일 실시 형태에 따른 회전수 제한 장치를 상세하게 설명한다.

도 2를 참조하면, 발전기(200)는 유입된 원수에 의해 발전을 수행한다. 이러한 발전기(200)는 임펠러(수차)(미도시)를 구비하여 발전기(120) 내부로 원수가 흐를 때 임펠러의 회전이 발생하고 이를 통하여 발전을 수행할 수 있다. 발생된 전력은 충전 모듈(220)에 의해 2차 전지 모듈(210)에 저장된다. 이와 같은, 유체의 흐름에 의해 발전을 수행하는 발전기(120)의 구성은 다양한 형태로 공지되어 있으므로 구체적인 설명은 생략한다. 또한, 발전기(241)의 출력에는 전류 검출 모듈(241)이 추가될 수 있으며, 이러한 전류 검출 모듈(241)에 의해 발전기(200)에 의해 생성되는 전류(Igen)가 측정될 수 있으며, 측정된 전류(Igen)는 제어 모듈(240)로 전달될 수 있다.

2차 전지 모듈(210)은 충전과 방전이 반복적으로 수행될 수 있는 리차저블(rechagerble) 배터리로, 충전 모듈(220)의 제어에 따라 발전기(200)에 의해 발생된 전력을 저장한다.

충전 모듈(220)은, 2차 전지 모듈(210)에 충전되는 전류를 제어할 수 있다. 특히, 충전 모듈(220)은 제어 모듈(240)의 요청에 따라 2차 전지 모듈(210)의 충전 상태(SOC) 및 충전 상태(SOC)에 기초하여 2차 전지 모듈(210)의 충전에 필요한 충전 전류(Ichg)를 제어 모듈(240)로 전달할 수 있다.

한편, 제어 모듈(240)은 발전기(200)의 회전수(RPM)를 검출하고, 검출한 회전수(RPM)가 미리 설정된 기준 회전수 이상인 경우 충전 모듈(220)로부터 2차 전지 모듈(210)의 충전 상태(SOC: State Of Charge) 및 충전 상태(SOC)에 기초하여 2차 전지 모듈(210)의 충전에 필요한 충전 전류(Ichg)를 입력받고, 발전기(200)에 의해 생성되는 발생 전류(Igen) 중 충전 전류(Ichg)를 감산한 오차 전류를 부하단(230)으로 출력하기 위한 제어 신호(PWM 신호)를 생성할 수 있다. 생성된 제어 신호(PWM 신호)는 부하단(230)으로 전달될 수 있다.

구체적으로, 제어 모듈(240)은 마이크로 콘트롤러를 포함할 수 있으며, 제어 신호(PWM 신호)를 생성하는데 다양한 제어 알고리즘이 사용될 수 있다. 제어 알고리즘의 일 예로, 비례 제어(P: Proporational), 비례 적분 제어(PI: Proporation Integral), 비례 적분 미분 제어(PID: Proporational Integral Derivitive) 등이 사용될 수 있다. 이러한 다양한 제어 알고리즘에서 사용되는 오차는 발전기(200)에 의해 생성된 발생 전류(Igen)로부터 충전 전류(Ichg)를 감산한 오차 전류 또는 검출된 회전수(RPM)에서 기준 회전수를 감산한 오차 회전수일 수 있다. 이러한 제어 알고리즘의 결과값에 따라 펄스폭이 변조되어 PWM 신호가 생성될 수 있다. 예컨대, 제어 모듈(240)이 8비트를 사용하는 경우 펄스폭은 최소 0, 최대 255의 값을 가질 있으며, 제어 알고리즘의 결과값 125인 경우에는 50%의 듀티를 가진 펄스폭이 제어 모듈(240)로부터 부하단(230)으로 출력될 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 실시 형태에 따른 제어 신호는, 오차 전류에 기초한 펄스폭 제어 신호(PWM: Pulse Width Modulation) 신호를 포함하거나, 검출된 회전수에서 기준 회전수를 감산한 오차 회전수에 기초한 펄스폭 제어 신호(PWM: Pulse Width Modulation) 신호를 포함하거나, 또는 오차 전류 및 검출된 회전수에서 기준 회전수를 감산한 오차 회전수에 기초한 펄스폭 제어 신호(PWM: Pulse Width Modulation) 신호를 포함할 수 있다.

한편, 부하단(230)은 오차 전류가 흐르는 저항(231)과, 제어 신호(PWM 신호)에 의해 저항(231)을 흐르는 오차 전류의 흐름을 제어하는 스위칭 모듈(232)을 포함할 수 있다.

이와 같이, 부하로서 동작하는 부하단(230)을 통해 발전기(200) 출력의 일부를 소모시킴으로써, 발전기의 회전수를 제한할 수 있으며, 이를 통해 발전기(200)에 의해 발생되는 노이즈 유입을 억제할 수 있는 기술적 효과가 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발전기의 회전수 제한 방법을 설명하는 흐름도이다. 이하 도 2 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발전기의 회전수 제한 방법을 상세하게 설명한다.

도 2 내지 도 3을 참조하면, 우선 제어 모듈(240)은 발전기(200)의 회전수(RPM)를 검출한다(S300). 이후 검출된 회전수(RPM)와 미리 설정된 기준 회전수를 비교한다(S301). 비교 결과, 검출된 회전수(RPM)가 기준 회전수 이상인 경우 S302로 진행하며, 검출된 회전수(RPM)가 기준 회전수 미만인 경우는 S305로 진행한다.

검출된 회전수(RPM)가 기준 회전수 이상인 경우, 즉 유입된 원수의 수압이 높아 발전기(200)의 회전수(RPM)이 높은 경우이다. 이 경우 제어 모듈(240)은 발전기(200)의 회전수(RPM)를 검출하고, 검출한 회전수(RPM)가 미리 설정된 기준 회전수 이상인 경우 충전 모듈(220)로부터 2차 전지 모듈(210)의 충전 상태(SOC: State Of Charge) 및 충전 상태(SOC)에 기초하여 2차 전지 모듈(210)의 충전에 필요한 충전 전류(Ichg)를 입력받는다(S302). 이후 제어 모듈(240)은, 도 2에서 상술한 바와 같이, 발전기(200)에 의해 생성되는 발생 전류(Igen) 중 충전 전류(Ichg)를 감산한 오차 전류를 부하단(230)으로 출력하기 위한 제어 신호(PWM 신호)를 생성할 수 있다(S303). 생성된 제어 신호(PWM 신호)는 부하단(230)으로 전달될 수 있다. 이후, 제어 신호(PWM 신호)에 따라 부하단(230)의 스위칭 모듈(232)이 개폐를 반복하게 되어 발전기(200)에 의해 발생된 전력 중 일부를 소모하게 된다(S304).

반면에, 검출된 회전수(RPM)가 기준 회전수 미만인 경우는 발전기(200)의 회전수(RPM)는 정상적으로 동작하여 회전수(RPM)를 제한할 필요가 없다. 따라서, 제어 모듈(240)로부터 출력되는 제어 신호(PWM 신호)는 0이 되며, 이에 따라 부하단(230)에서는 전력을 소모하지 않게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 형태에 의하면, 부하로서 동작하는 부하단(230)을 통해 발전기(200) 출력의 일부를 소모시킴으로써, 발전기의 회전수를 제한할 수 있으며, 이를 통해 발전기(200)에 의해 발생되는 노이즈 유입을 억제할 수 있는 기술적 효과가 있다.

이상 도면과 명세서에서 최적 실시 형태들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 형태가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

180... 자가 발전 비데 101... 원수 공급부
110... 원수 유입부 115... 감압밸브
120... 발전기 130... 회전수 제한장치
140... 노즐 유로부 141... 노즐 유로
141a... 혼합밸브 142... 수동밸브
143... 제1 개폐밸브 144... 유량조절밸브
145a... 제1 유로 145b... 제2 유로
146... 분사노즐유로 147... 제2 개폐밸브
148... 세척노즐유로 150... 노즐부
151... 분사노즐 152... 세척노즐
160... 노즐 구동부
C... 제어부 S... 감지센서

Claims

유입된 원수에 의해 발전을 수행하는 발전기와, 상기 발전기에 의해 발전된 전력을 저장하는 2차 전지 모듈과, 상기 2차 전지 모듈에 충전되는 전류를 제어하는 충전 모듈을 포함하는 자가 발전 비데에서 발전기의 회전수를 제한하는 장치에 있어서,
상기 발전기의 회전수를 검출하고, 상기 검출한 회전수가 미리 설정된 기준 회전수 이상인 경우 상기 충전 모듈로부터 상기 2차 전지 모듈의 충전 상태(SOC: State Of Charge) 및 상기 충전 상태에 기초하여 상기 2차 전지 모듈의 충전에 필요한 충전 전류를 입력받고, 상기 발전기에 의해 생성되는 발생 전류 중 상기 충전 전류를 감산한 오차 전류를 소모하기 위한 제어 신호를 생성하는 제어 모듈; 및
상기 생성된 제어 신호에 의해 상기 오차 전류를 소모하는 부하단을 포함하는 자가 발전 비데에서 발전기의 회전수 제한 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어 신호는,
상기 오차 전류에 기초한 펄스폭 제어 신호(PWM: Pulse Width Modulation) 신호를 포함하는 자가 발전 비데에서 발전기의 회전수 제한 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어 신호는,
상기 검출된 회전수에서 상기 기준 회전수를 감산한 오차 회전수에 기초한 펄스폭 제어 신호(PWM: Pulse Width Modulation) 신호를 포함하는 자가 발전 비데에서 발전기의 회전수 제한 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어 신호는,
상기 오차 전류 및 상기 검출된 회전수에서 상기 기준 회전수를 감산한 오차 회전수에 기초한 펄스폭 제어 신호(PWM: Pulse Width Modulation) 신호를 포함하는 자가 발전 비데에서 발전기의 회전수 제한 장치.
제1항에 있어서,
상기 부하단은,
상기 오차 전류가 흐르는 저항; 및
상기 제어 신호에 의해 상기 저항을 흐르는 오차 전류의 흐름을 제어하는 스위칭 모듈을 포함하는 자가 발전 비데에서 발전기의 회전수 제한 장치.
유입된 원수에 의해 발전을 수행하는 발전기와, 상기 발전기에 의해 발전된 전력을 저장하는 2차 전지 모듈과, 상기 2차 전지 모듈에 충전되는 전류를 제어하는 충전 모듈과, 상기 발전기의 부하로서 기능하는 부하단과, 상기 발전기의 회전수에 따라 상기 부하단에서 소모될 전류를 제어하는 제어 모듈을 포함하는 자가 발전 비데에서 발전기의 회전수를 제한하는 방법에 있어서,
상기 제어 모듈에서, 상기 발전기의 회전수를 검출하는 단계;
상기 제어 모듈에서, 상기 검출한 회전수가 미리 설정된 기준 회전수 이상인 경우 상기 충전 모듈로부터 상기 2차 전지 모듈의 충전 상태(SOC: State Of Charge) 및 상기 충전 상태에 기초하여 상기 2차 전지 모듈의 충전에 필요한 충전 전류를 입력받는 단계;
상기 제어 모듈에서, 상기 발전기에 의해 생성되는 발생 전류 중 상기 충전 전류를 감산한 오차 전류를 소모하기 위한 제어 신호를 생성하는 단계; 및
상기 부하단에서, 상기 생성된 제어 신호에 의해 상기 오차 전류를 소모하는 단계를 포함하는 자가 발전 비데에서 발전기의 회전수 제한 방법.
제6항에 있어서,
상기 제어 신호는,
상기 오차 전류에 기초한 펄스폭 제어 신호(PWM: Pulse Width Modulation) 신호를 포함하는 자가 발전 비데에서 발전기의 회전수 제한 방법.
제6항에 있어서,
상기 제어 신호는,
상기 검출된 회전수에서 상기 기준 회전수를 감산한 오차 회전수에 기초한 펄스폭 제어 신호(PWM: Pulse Width Modulation) 신호를 포함하는 자가 발전 비데에서 발전기의 회전수 제한 방법.
제6항에 있어서,
상기 제어 신호는,
상기 오차 전류 및 상기 검출된 회전수에서 상기 기준 회전수를 감산한 오차 회전수에 기초한 펄스폭 제어 신호(PWM: Pulse Width Modulation) 신호를 포함하는 자가 발전 비데에서 발전기의 회전수 제한 방법.
제6항에 있어서,
상기 부하단은,
상기 오차 전류가 흐르는 저항; 및
상기 제어 신호에 의해 상기 저항을 흐르는 오차 전류의 흐름을 제어하는 스위칭 모듈을 포함하는 자가 발전 비데에서 발전기의 회전수 제한 방법.