KR20130003788A - Wind power generator using street lamp - Google Patents

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KR20130003788A
KR20130003788A KR1020110065356A KR20110065356A KR20130003788A KR 20130003788 A KR20130003788 A KR 20130003788A KR 1020110065356 A KR1020110065356 A KR 1020110065356A KR 20110065356 A KR20110065356 A KR 20110065356A KR 20130003788 A KR20130003788 A KR 20130003788A
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Abstract

PURPOSE: A wind power generator attached to a street lamp is provided to produce environment-friendly electricity to the street lamp. CONSTITUTION: A wind power generator attached to a street lamp(100) comprises a separated support(200), a generator(300), a control unit, and a battery(500). The street lamp comprises a post(10) and a lamp(20). The support can be separately connected to one side of the post. The rotary unit is installed to the support. The generator is attached to the support, and converts rotary energy into electric energy. The control unit controls the charging and discharging of the electric energy. The battery supplies electricity to the street lamp by charging and discharging the electric energy based on the signal from the control unit. [Reference numerals] (AA) Wind

Description

노형 가로등을 이용한 풍력 발전기{Wind power generator using street lamp}Wind power generator using street lamp

본 발명은 노형 가로등을 이용한 풍력 발전기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 종래의 가로등에 풍력 발전기를 설치하여 전기에너지를 생산함으로써 가로등에 전력을 공급하는 노형 가로등을 이용한 풍력 발전기에 관한 것이다.The present invention relates to a wind generator using a street lamp, and more particularly, to a wind generator using a street lamp for supplying power to the street lamp by installing a wind generator in the conventional street lamp to produce electrical energy.

현재 화석연료인 석유의 가격이 높아지고, 탄소 배출에 따른 환경오염이 대두되면서 풍력을 이용한 친환경적 전기에너지의 생산에 대한 관심이 높아지고 있다. 통상적으로 풍력발전기는 풍력에 의한 블레이드의 회전에 따라 회전에너지를 얻고 전자기 유도현상을 이용하여 전기에너지로 변환하는 장치이다.
As the price of oil, the fossil fuel, increases, and environmental pollution due to carbon emissions, interest in the production of environmentally friendly electric energy using wind power is increasing. Typically, a wind turbine is a device that obtains rotational energy in accordance with the rotation of the blades by the wind and converts it into electrical energy using electromagnetic induction.

한편, 종래의 가로등(100)은 노상, 고속도로, 또는 야외 휴식공간에 설치되는 것으로서 가로등(100)에 전원을 공급하기 위하여는 전력선에 의한 전기공급이 필요하다. 이때 가로등(100)에 공급되는 전력을 안정적으로 공급받기 위하여는 종래의 전력선에 의한 연결이나 또는 배터리에 의한 전기를 공급하는 방법이 있다.On the other hand, the conventional street lamp 100 is installed on the road, highway, or outdoor rest space, in order to supply power to the street lamp 100, electricity supply by a power line is required. In this case, in order to stably receive power supplied to the street lamp 100, there is a method of connecting electricity by a conventional power line or supplying electricity by a battery.

전력선에 의한 전력공급은 전력케이블의 연결에 따라 미관을 해치며 또한 저탄소 녹색성장의 친환경적 에너지와는 거리가 있다. 또한 배터리에 의한 전기 공급은 주로 태양열을 이용할 수 있으나 태양열은 날씨의 변화에 따른 전기 공급이 원활하지 않을 수 있는 문제점이 있다.
Power supply by power lines undermines the aesthetics of power cables and is far from environmentally friendly energy of low carbon green growth. In addition, the electricity supplied by the battery may mainly use solar heat, but the solar heat has a problem that the electricity supply may not be smooth due to the change of weather.

따라서, 본 발명이 속하는 기술분야에서는 종래에 기 구축되어 있는 가로등을 이용하면서도 안정적인 전기공급을 제공해 줄 수 있는 발명의 개발을 요하고 있었다.Therefore, in the technical field to which the present invention belongs, it has been required to develop an invention that can provide a stable electricity supply while using a conventionally built street light.

따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 종래의 가로등을 이용하면서도 바람에 의한 친환경적인 전기에너지를 생산하여 가로등 조명에 전력을 공급할 수 있는 발명을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the problems described above, and has an object to provide an invention that can supply electric power to street lamp lighting by producing environmentally friendly electric energy by wind while using a conventional street lamp. .

그러나, 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

전술한 본 발명의 목적은, 지주(10) 및 램프(20)를 구비하는 가로등(100); 지주(10)의 일측에 결합되는 분리 가능한 분리 지지대(200); 분리 지지대(200)에 의해 지지되며, 풍력에 의한 회전에너지를 전기에너지로 변환하는 풍력 발전기(300); 전기에너지의 충전 및 방전을 제어하는 제어수단(400); 및 제어수단(400)의 신호에 기초하여 전기에너지를 충전 및 방전함으로써 가로등(100)에 전력을 공급하는 배터리(500);를 포함하는 것을 특징으로 하는 노형 가로등을 이용한 풍력 발전기를 제공함으로써 달성될 수 있다.The object of the present invention described above is a street lamp 100 having a support 10 and a lamp 20; A detachable separating supporter 200 coupled to one side of the support 10; A wind generator 300 supported by the separating support 200 and converting rotational energy by wind power into electrical energy; Control means 400 for controlling charging and discharging of electrical energy; And a battery 500 for supplying electric power to the street lamp 100 by charging and discharging electrical energy based on a signal from the control means 400. Can be.

또한, 분리 지지대(200)는 바람의 방향에 따라 풍력 발전기(300)가 지주(10)에 대해 상대적으로 회전하도록 하는 회전수단(210);을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the separation support 200 is characterized in that it comprises a; rotating means 210 to allow the wind generator 300 to rotate relative to the support 10 in accordance with the direction of the wind.

또한, 분리 지지대(200)는 양측에 상호 형성된 플랜지(225) 수단 또는 일측에 형성된 결합홈(221)과 타측에 형성된 결합돌기(223)에 의해 지주(10)를 중심으로 결합되는 것을 특징으로 한다.In addition, the separation support 200 is characterized in that the coupling is formed around the support 10 by the flange 225 means formed on both sides or the coupling groove 221 formed on one side and the coupling protrusion 223 formed on the other side. .

또한, 풍력 발전기(300)는 풍력에 의한 회전에너지를 생성하는 블레이드(310); 블레이드(310)의 회전에 상응하여 회전하는 샤프트(320); 샤프트(320)에 고정되어 회전하는 회전자(331); 및 회전자(331)의 회전에 상응하는 전기에너지를 생성하는 고정자(333);를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the wind generator 300 includes a blade 310 for generating rotational energy by the wind; A shaft 320 rotating corresponding to the rotation of the blade 310; A rotor 331 fixed to the shaft 320 and rotating; And a stator 333 which generates electric energy corresponding to the rotation of the rotor 331.

또한, 고정자(333)로 유도된 유도 기전력을 직류 전압으로 변환하는 정류자(340);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the rectifier 340 for converting the induced electromotive force induced by the stator 333 to a DC voltage; characterized in that it further comprises.

또한, 회전자(331) 및 고정자(333)는 영구자석(30) 또는 코일(40)로 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the rotor 331 and the stator 333 is characterized in that consisting of a permanent magnet 30 or a coil 40.

또한, 제어수단(400)은 낮 또는 밤을 감지함으로써 낮에는 전기에너지를 이용하여 배터리(500)를 충전하고, 밤에는 배터리(500)에 충전된 전기에너지를 램프(20)에 공급하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control means 400 is to charge the battery 500 by using the electric energy during the day by detecting the day or night, and supplies the electric energy charged in the battery 500 to the lamp 20 at night. It is done.

또한, 제어수단(400)은 배터리(500)의 전류 변화량을 감지하여 배터리(500)의 완충 유무를 확인하고, 배터리(500)가 완충된 경우 전기에너지의 공급을 차단하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control means 400 detects the amount of change in the current of the battery 500 to determine whether the battery 500 is buffered, and when the battery 500 is fully buffered, it is characterized in that the supply of electric energy.

그리고, 바람의 방향에 상응하여 풍력 발전기(300)가 용이하게 회전하도록 하는 방향타(230);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.And, the rudder 230 to easily rotate the wind generator 300 corresponding to the direction of the wind; characterized in that it further comprises.

전술한 바와 같은 본 발명에 의하면 종래의 가로등에 설치가 용이한 풍력발전기를 결합하여 전력을 공급함으로써 저탄소 녹색성장에 부합하는 친환경적인 전기에너지를 생산할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention as described above, by supplying power by combining a wind power generator, which is easy to install in a conventional street light, there is an effect that can produce environmentally friendly electric energy corresponding to low carbon green growth.

또한, 본 발명에 의하면 종래의 가로등에 풍력발전기를 용이하게 결합함으로써 종래의 가로등을 교체하는 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention there is an effect that it is possible to reduce the cost of replacing the conventional street light by easily combining the wind power generator with the conventional street light.

그리고, 본 발명에 의하면 배터리의 주기적인 충/방전에 따른 배터리의 수명을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, there is an effect that can improve the life of the battery due to the periodic charging / discharging of the battery.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명에 따른 노형 가로등을 이용한 풍력 발전기의 사시도이고,
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 분리 지지대의 결합 사시도이고,
도 4는 본 발명에 따른 발전기와 제어수단의 구성도이고,
도 5는 본 발명에 따른 발전기 및 분리 지지대의 단면도이다.
The following drawings, which are attached to this specification, illustrate one preferred embodiment of the present invention, and together with the detailed description thereof, serve to further understand the technical spirit of the present invention. It should not be construed as limited.
1 is a perspective view of a wind generator using a street lamp according to the present invention,
2 and 3 are combined perspective views of the separation support according to the present invention,
4 is a block diagram of a generator and control means according to the present invention,
5 is a cross-sectional view of the generator and the separating support according to the present invention.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 대해서 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 일실시예는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 내용을 부당하게 한정하지 않으며, 본 실시 형태에서 설명되는 구성 전체가 본 발명의 해결 수단으로서 필수적이라고는 할 수 없다.
Hereinafter, with reference to the drawings will be described a preferred embodiment of the present invention. In addition, the embodiment described below does not unduly limit the content of the present invention described in the claims, and the entire structure described in this embodiment is not necessarily essential as the solution means of the present invention.

<풍력 발전기의 구성><Configuration of Wind Power Generator>

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 노형 가로등을 이용한 풍력 발전기는 대략 가로등(100), 분리 지지대(200), 풍력 발전기(300), 제어수단(400) 및 배터리(500)로 구성된다. 이에 더하여 바람의 방향이 바뀌는 경우 풍력 발전기(300)가 바람의 방향에 따라 회전하도록 하는 방향타(230)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 이하 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 노형 가로등을 이용한 풍력 발전기의 구성을 상세히 설명하기로 한다.
As shown in FIG. 1, the wind generator using the street lamp according to the present invention is composed of a street lamp 100, a separate support 200, a wind generator 300, a control means 400, and a battery 500. In addition, when the wind direction is changed, the wind generator 300 preferably further includes a rudder 230 to rotate in accordance with the wind direction. Hereinafter, the configuration of the wind generator using the street lamp according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 5.

도 1에 도시된 바와 같은 가로등(100)은 길가 또는 도로상에 기 구축되어 있다. 이러한 가로등(100)은 가로등(100)을 지지하는 지주(10)와 램프(20)로 구성되어 보행자의 안전한 보행과 운전자의 안전운전을 돕는다.
Street light 100 as shown in Figure 1 is already built on the roadside or road. The street lamp 100 is composed of a strut 10 and a lamp 20 supporting the street lamp 100 to help the pedestrians to walk safely and to drive the driver safely.

지주(10)는 가로등(100) 전체를 지지할 수 있는 강도를 지니면 되나 바람, 태풍, 가로등(100)의 높이 또는 기온의 변화를 고려하여 적절한 강도를 선택하는 것이 바람직하다. 일예로서 난반사를 일으키는 스테인레스 스틸 재질 보다는 재활용이 가능한 알루미늄이나 아연도 스틸 재질을 사용함으로써 친환경적인 가로등을 설치할 수 있다.
The strut 10 may have an intensity capable of supporting the entire street light 100, but it is preferable to select an appropriate strength in consideration of a change in wind, typhoon, height of the street light 100, or temperature. For example, environmentally friendly street lights can be installed by using recyclable aluminum or galvanized steel rather than stainless steel, which causes diffuse reflection.

램프(20)는 보행자가 안전하게 보행하거나 또는 운전자가 시야를 확보하여 안전하게 운전하도록 하는 것으로서 나트륨램프, 메탈램프, 또는 삼파장램프 등을 사용하거나 LED을 이용하여 제작할 수도 있다. 램프(20)는 주로 야간 및 새벽에 조명을 밝혀야 하므로 소비 전력이 낮은 램프를 사용하는 것이 바람직하다.The lamp 20 may be manufactured by using a sodium lamp, a metal lamp, a three-wavelength lamp, or the like as a pedestrian walking safely or allowing the driver to drive safely by securing a view. Since the lamp 20 should be illuminated mainly at night and at dawn, it is preferable to use a lamp with low power consumption.

한편, 램프(20)가 소비하는 전력을 생성하기 위해 본 발명에서는 풍력에 의한 회전에너지를 전기에너지로 변환하여 이를 램프(20)에 공급함으로써 친환경적인 에너지를 생산한다.
On the other hand, in order to generate the power consumed by the lamp 20 in the present invention by converting the rotational energy by the wind into electrical energy to supply it to the lamp 20 to produce environmentally friendly energy.

본 발명에 따른 분리 지지대는(200)는 바람직하게는 두 쪽으로 분리되어 있으며, 설치시 이미 설치된 가로등(100)의 지주(10)를 중심으로 양쪽으로 서로 대응하여 결합된다. 따라서 종래의 가로등(100)에 본 발명에 따른 풍력 발전기를 결합함으로써 친환경적인 에너지를 생산하고 풍력 발전기에서 생성되는 전기에너지를 이용하여 가로등의 전력으로 사용한다.
Separation support 200 according to the present invention is preferably separated into two, is coupled to correspond to each other on both sides of the post 10 of the street lamp 100 is already installed at the time of installation. Therefore, by combining the wind power generator according to the present invention to the conventional street lamp 100 to produce environmentally friendly energy and using the electric energy generated by the wind generator as a street lamp power.

후술하는 블레이드(310)는 바람이 정면에서 불어올 때 가장 회전력이 높고 회전력이 높을수록 더 많은 양의 전기에너지를 생산할 수 있다. 바람의 방향은 날씨 또는 시간에 따라 시시각각 바뀔 수 있으므로 분리 지지대(200)는 바람의 방향에 따라 블레이드(310)의 방향을 바꿀 수 있는 회전수단(210)을 구비하는 것이 바람직하다. 이때 회전수단(210)은 일예로서 베어링에 의해 구현할 수도 있으나, 필요에 따라 회전수단(210) 없이 후술하는 결합수단(220)과 지주(10)가 결합되어 회전하도록 할 수도 있다.
The blade 310 to be described later may produce a greater amount of electrical energy as the rotational force is higher and the higher the rotational force when the wind blows from the front. Since the direction of the wind can be changed depending on the weather or time, the separation support 200 is preferably provided with a rotating means 210 that can change the direction of the blade 310 in accordance with the direction of the wind. At this time, the rotating means 210 may be implemented by an example as a bearing, but if necessary, the coupling means 220 and the support 10 to be described later without the rotating means 210 may be coupled to rotate.

베어링을 사용하는 경우에는 분리 지지대(200)는 지주(10)와 결합됨으로써 고정되는 고정대(240)를 구비하고, 고정대(240)의 외측으로는 베어링이 결합된다. 베어링의 외측에는 결합수단(220)이 결합되어 바람의 방향에 따라 풍력 발전기(300) 및 결합수단(220)이 방향타(230)에 의해 용이하게 회전할 수 있다.
In the case of using a bearing, the separation support 200 has a fixing stand 240 fixed by being coupled with the support 10, and the bearing is coupled to the outside of the fixing stand 240. Coupling means 220 is coupled to the outside of the bearing can be easily rotated by the rudder 230 and the wind generator 300 and the coupling means 220 in accordance with the direction of the wind.

한편, 분리 지지대(200)는 종래의 가로등(100)에 결합이 용이하도록 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 바람직하게는 두 쪽으로 분리되어 있다. 두 쪽으로 분리된 회전수단(210) 및 고정대(240)는 통상적인 결합홈 및 결합돌기에 의해 서로 형상맞춤 결합할 수 있으며 이외에 다양한 결합수단에 의해 서로 결합할 수 있다.On the other hand, the separation support 200 is preferably separated into two, as shown in Figures 2 and 3 to facilitate coupling to the conventional street light (100). The rotating means 210 and the fixing stand 240 separated in two directions may be coupled to each other by a conventional coupling groove and coupling projection, and may be coupled to each other by various coupling means.

이때 고정대(240)는 지주(10)의 외측 둘레방향으로 결합한다. 여기서 지주(10)의 직경이 높이에 따라 서로 다르고 또한 고정대(240)와 결합되는 지주(10)의 양측 직경이 서로 다를 수 있다. At this time, the fixing stand 240 is coupled to the outer circumferential direction of the support (10). Here, the diameter of the support 10 may be different depending on the height, and both sides of the support 10 coupled to the fixing table 240 may have different diameters.

따라서 고정대(240)의 내측은 테이퍼진 지주(10)의 직경에 상응하도록 구성하고 고정대(240)의 외측 직경은 회전수단(210) 또는 회전수단(210)을 구비하지 않는 경우 결합수단(220)과 결합되어 바람에 따른 회전이 용이하도록 동일하게 구성하는 것이 바람직하다.Therefore, the inner side of the holder 240 is configured to correspond to the diameter of the tapered strut 10 and the outer diameter of the holder 240 is not provided with the rotating means 210 or the rotating means 210 coupling means 220 It is preferable to configure the same to be combined with the wind to facilitate the rotation.

상술한 바와 같이 지주(10) 외측으로는 고정대(240)가 결합되며, 고정대(240) 외측으로는 필요에 따라 회전이 용이하게 회전수단(210)이 결합되거나, 또는 회전수단(210) 없이 바로 결합수단(220)이 결합되어 회전하도록 할 수 있다.
As described above, the supporter 240 is coupled to the outside of the support 10, and the rotation means 210 is easily coupled to the outside of the supporter 240 as needed, or directly without the rotation means 210. Coupling means 220 may be coupled to rotate.

도 2에 도시된 바와 같이 분리 지지대(200)는 결합수단(220)인 결합홈(221) 및 결합돌기(223)에 의해 상호 결합된다. 한쪽에는 결합홈(221)을 구비하고 다른 한쪽에는 결합돌기(223)를 구비하여 지주(10)와 결합시 서로 형상맞춤 결합할 수 있다.As shown in FIG. 2, the separation support 200 is coupled to each other by the coupling groove 221 and the coupling protrusion 223 which are the coupling means 220. The coupling groove 221 is provided on one side and the coupling protrusion 223 is provided on the other side so that the coupling can be fitted to each other when combined with the support 10.

다른 한편으로는 도 3에 도시된 바와 같이 결합수단(220)인 플랜지(225)에 의해 결합할 수도 있다. 양쪽으로 형성된 플랜지(225)는 나사(225a) 및 볼트(225b)에 의해 지주(10)를 중심으로 상호 결합된다. 이때 결합홈(221) 또는 플랜지(225)의 선택은 현장조건(풍력 발전기의 무게 또는 풍력 발전기의 설치 높이)에 따라 바람직하게 선택될 수 있다.
On the other hand, as shown in Figure 3 may be coupled by a flange 225, the coupling means 220. The flanges 225 formed on both sides are coupled to each other about the support 10 by screws 225a and bolts 225b. At this time, the selection of the coupling groove 221 or the flange 225 may be preferably selected according to the site conditions (wind power generator weight or installation height of the wind generator).

한편, 분리 지지대(200)의 한쪽(블레이드가 위치한 반대쪽)에는 방향타(230)를 구비함으로써 바람의 방향이 바뀌는 경우 풍력에 의해 풍력 발전기(300)가 용이하게 회전하도록 할 수 있다. 이때 방향타(230)는 분리 지지대(200)의 일측과 일체로 제작되거나 또는 분리 제작되어 작업현장에서 형상맞춤 결합할 수도 있다.
On the other hand, by providing a rudder 230 on one side (the opposite side where the blade is located) of the separation support 200, the wind generator 300 can be easily rotated by the wind when the wind direction is changed. In this case, the rudder 230 may be manufactured integrally with one side of the separation support 200 or may be separately manufactured to be shape-fitted at the work site.

본 발명에 따른 풍력 발전기(300)는 분리 지지대(200)의 일측과 결합한다. 이때 도 5에 도시된 바와 같이 분리 지지대(200)의 단면은 'ㄴ'자 형상이며, 'ㄴ'자 형상의 일측과 풍력 발전기(300)의 하측에 돌기 된 결합돌기(360)가 서로 형상맞춤 결합한다.
Wind generator 300 according to the present invention is coupled to one side of the separation support (200). In this case, as shown in FIG. 5, the cross section of the separation support 200 has a 'b' shape, and one side of the 'b' shape and the coupling protrusion 360 protruding from the lower side of the wind generator 300 form a shape. To combine.

한편, 풍력 발전기(300)는 풍력에 의한 회전에너지를 전기에너지로 변환한다. 풍력 발전기(300)는 대략 블레이드(310), 샤프트(320), 발전기(330), 및 정류자(340)로 구성되어 전기에너지를 생산한다.
On the other hand, the wind generator 300 converts the rotational energy by the wind into electrical energy. Wind generator 300 is roughly composed of blade 310, shaft 320, generator 330, and commutator 340 to produce electrical energy.

여기서, 블레이드(310)는 풍력에 의한 회전에너지를 생성한다. 즉 바람에 의해 회전력을 생성한다. 생성된 회전력은 도 5에 도시된 바와 같이 샤프트(320)를 회전시킨다. 샤프트(320)가 원활하게 회전하도록 하기 위해서 샤프트(320)의 좌/우측에 회전수단(321)을 설치한다. Here, the blade 310 generates the rotational energy by the wind. That is, the rotational force is generated by the wind. The generated rotational force rotates the shaft 320 as shown in FIG. In order to smoothly rotate the shaft 320, the rotation means 321 is installed on the left and right sides of the shaft 320.

회전수단(321)은 베어링 수단을 이용할 수 있으며 좌측에 위치한 좌측 베어링(321a)은 풍력 발전기(300)의 하우징 중단에 위치하며, 우측에 위치한 우측 베어링(321b)은 샤프트(320)를 지지하는 샤프트 지지대(323)와 결합된다.The rotating means 321 may use a bearing means, the left bearing 321a located on the left side is located at the housing stop of the wind generator 300, and the right bearing 321b located on the right side supports the shaft 320. It is coupled with the support 323.

한편, 블레이드(310)의 회전력에 의해 회전하는 샤프트(320)는 샤프트(320)에 고정된 회전자(331)를 회전시킨다. 회전자(331)의 회전에 의해 풍력 발전기(300)의 내측에 고정된 고정자(333)에 유도 기전력이 유도된다.
Meanwhile, the shaft 320 rotating by the rotational force of the blade 310 rotates the rotor 331 fixed to the shaft 320. Induction electromotive force is induced to the stator 333 fixed inside the wind generator 300 by the rotation of the rotor 331.

이때, 유도 기전력은 전자기 유도현상에 의해 생기는 기전력으로서 자계 내에 도체가 움직이는 경우 유도된다. 유도 기전력은 패러데이의 법칙인 다음의 [수학식 1]을 발전기에 적용함으로써 [수학식 2]와 같이 된다.
At this time, induced electromotive force is induced by electromagnetic induction phenomenon and is induced when the conductor moves in the magnetic field. The induced electromotive force is expressed by Equation 2 by applying Faraday's law, Equation 1 below, to the generator.

Figure pat00001
Figure pat00001

Figure pat00002
Figure pat00002

여기서,

Figure pat00003
:유도 기전력, N : 턴수,
Figure pat00004
: 자속,
Figure pat00005
:도체의 회전속도,
Figure pat00006
:도체 길이,
Figure pat00007
:자계와 도체가 이루는 각도,
Figure pat00008
: 자계
here,
Figure pat00003
Induced electromotive force, N: number of turns,
Figure pat00004
Magnetic flux,
Figure pat00005
: Rotational speed of the conductor,
Figure pat00006
Conductor length,
Figure pat00007
: The angle between the magnetic field and the conductor,
Figure pat00008
Magnetic field

[수학식 2]에 나타난 바와 같이 유도 기전력은 회전속도에 따라 유기되는 전압이 달라지므로 앞서 설명한 바람의 방향에 따라 풍력 발전기(300)를 회전함으로써 풍향의 변화에 유기적으로 대응하여 최적의 전력을 생산할 수 있다.
As shown in [Equation 2], the induced electromotive force is different from the induced voltage according to the rotational speed, so by rotating the wind generator 300 in accordance with the direction of the wind described above to produce the optimum power organically corresponding to the change in the wind direction Can be.

회전자(331) 및 고정자(333)를 이용한 발전기(330)는 필요에 따라 적절하게 코일(40) 또는 영구자석(30)으로 구성할 수 있다. 즉 회전자(331)를 영구자석 또는 전자석으로 한 경우에는 고정자(333)를 코일로 구성하며, 회전자(331)를 코일로 구성한 경우에는 고정자(333)를 전자석 또는 영구자석으로 구성한다.The generator 330 using the rotor 331 and the stator 333 may be configured as the coil 40 or the permanent magnet 30 as appropriate. That is, when the rotor 331 is made of a permanent magnet or an electromagnet, the stator 333 is made of a coil, and when the rotor 331 is made of a coil, the stator 333 is made of an electromagnet or a permanent magnet.

이때 회전자(331)를 코일로 구성하는 경우에는 코일을 슬립링(350)과 결합하여야 한다. 슬립링(350)은 코일의 회전에 따른 전선의 꼬임을 방지하기 위한 것으로서 이는 당업자에게 자명한 사항으로서 설명을 생략하기로 한다.
In this case, when the rotor 331 is configured as a coil, the coil must be coupled with the slip ring 350. Slip ring 350 is to prevent the twist of the wire due to the rotation of the coil as this will be apparent to those skilled in the art will be omitted description.

한편, 발전기(330)에 의해 유도된 유도 기전력은 교류이다. 이때 3상인 경우에는 각 상에 따른 3상 교류 전압이 유도된다. 후술하는 배터리(500)를 충전하기 위하여는 직류전압으로 바꿀 필요가 있다. 따라서, 도 4에 도시된 슬립링(350) 대신 정류자(340)를 코일과 결합함으로써 직류 전압을 얻을 수 있다. 정류자(340)의 형상 및 기능은 당업자에게 일반적이므로 설명을 생략하기로 한다.
On the other hand, the induced electromotive force induced by the generator 330 is alternating current. At this time, in the case of three phases, three-phase AC voltages corresponding to each phase are induced. In order to charge the battery 500 to be described later, it is necessary to change to a DC voltage. Accordingly, the DC voltage may be obtained by coupling the commutator 340 to the coil instead of the slip ring 350 illustrated in FIG. 4. Since the shape and function of the commutator 340 is general to those skilled in the art, description thereof will be omitted.

상술한 슬립링(350) 및 정류자(340)는 브러시(도면 미도시)와 연계되어 코일로부터 교류 또는 직류 전압이 유기된다. 도 5에 도시된 바와 같이 고정자(333)로 유기된 전압은 전선(50)에 의해 슬립링(80)과 결합한다. 이때 슬립링(80)은 지주(10)의 외측 둘레방향으로 결착되어 있다. 슬립링(80)은 풍력 발전기(300)가 회전하는 경우 전선(50)의 꼬임을 방지하기 위한 것으로서 외측의 회전부(60)는 전선(50)과 결합하여 회전하고, 내측의 고정부(70)는 배터리(500)로 전압을 송전한다. 이때 고정부(70)와 회전부(60)는 서로 접점(71a,71b)에 의해 통전된다. 상술한 슬립링(80)은 당업자에게 자명한 구성이므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
The slip ring 350 and the commutator 340 described above are connected to a brush (not shown) to induce an alternating current or direct current voltage from the coil. As shown in FIG. 5, the voltage induced by the stator 333 is coupled to the slip ring 80 by the wire 50. At this time, the slip ring 80 is bound in the outer circumferential direction of the support (10). Slip ring 80 is to prevent the twisting of the wire 50 when the wind generator 300 rotates, the outer rotating portion 60 is rotated in combination with the wire 50, the inner fixing portion 70 Transmits a voltage to the battery 500. At this time, the fixing part 70 and the rotating part 60 are energized with each other by the contacts 71a and 71b. Since the above-described slip ring 80 is obvious to those skilled in the art, a detailed description thereof will be omitted.

본 발명에 따른 제어수단(400)은 코일(40)에서 유기된 유도 기전력을 이용하여 후술하는 배터리(500)를 충전한다. 이때 배터리(500)는 야간 조명의 전원으로 사용되는바 주간에는 배터리(500)를 충전하고 야간에는 배터리(500)에 전원을 공급할 수 있도록 주/야간을 구분할 수 있는 센서수단(도면 미도시)을 더 구비하는 것이 바람직하다. 다만, 본 발명은 태양열을 이용하지 않고 바람을 이용하므로 배터리(500)의 충/방전 시간은 설치현장에 따라 유동적으로 제어수단(400)에 의해 제어될 수 있음은 물론이다.
The control means 400 according to the present invention charges the battery 500 to be described later by using the induced electromotive force induced in the coil 40. In this case, the battery 500 is used as a power source for night lights, and the sensor means (not shown in the drawing) that can distinguish day / night so as to charge the battery 500 during the day and supply power to the battery 500 at night. It is preferable to further provide. However, since the present invention uses wind without using solar heat, the charging / discharging time of the battery 500 may be controlled by the control means 400 according to the installation site.

이때, 제어수단(400)은 배터리(500) 충전 중에는 램프(20)로의 전원 공급을 차단하고, 램프(20)에 전원을 공급하는 경우에는 코일(40)로부터 유기된 전압이 배터리(500)를 충전하지 못하도록 스위칭하여야 한다. 이러한 스위칭 수단은 릴레이 스위치(도면 미도시) 등에 의하여 구현할 수 있다. 물론 비상시에는 배터리(500)를 충전하면서 동시에 램프(20)에 전원을 공급하도록 할 수 있다.
At this time, the control means 400 cuts off the power supply to the lamp 20 while the battery 500 is being charged, and in the case of supplying power to the lamp 20, the voltage induced from the coil 40 causes the battery 500 to be discharged. Switch to prevent charging. Such switching means may be implemented by a relay switch (not shown) or the like. Of course, in an emergency, the battery 500 may be charged while supplying power to the lamp 20.

한편, 제어수단(400)은 배터리(500)가 완충된 경우 배터리(500)를 과충전으로부터 보호하기 위하여 충전 전원(유도 기전력)을 차단하여야 한다. 이러한 과충전 보호회로의 일예로서 배터리(500)의 전류 변화량을 산출하여 전류 변화가 없는 경우 만 충전 상태로 파악함으로써 릴레이 스위치에 의하여 충전 전원을 차단하도록 할 수 있다.
On the other hand, the control means 400 must block the charging power (induction electromotive force) to protect the battery 500 from overcharging when the battery 500 is fully charged. As an example of such an overcharge protection circuit, the amount of change in the current of the battery 500 may be calculated to determine the state of charge only when there is no current change, so that the charging power may be cut off by the relay switch.

상술한 가로등 램프(20)는 가로등 지주(10)의 최상단에 설치되는 것이 일반적이다. 이때 풍력 발전기(300)는 램프(20)의 조명을 방해하지 않는 되도록 높은 위치에 설치함으로써 블레이드(310)가 원활한 회전에너지를 얻도록 하는 것이 바람직하다. 풍력 발전기(300)는 설치 현장에 따라 램프(20)보다 상방에 설치되거나 또는 램프(20) 하방에 설치될 수 있음은 당연하다.
The street lamp 20 described above is generally installed at the top of the street lamp post (10). At this time, the wind generator 300 is preferably installed in a high position so as not to interfere with the lighting of the lamp 20, so that the blade 310 to obtain a smooth rotational energy. Naturally, the wind power generator 300 may be installed above the lamp 20 or be installed below the lamp 20 depending on the installation site.

본 발명에 따른 배터리(500)는 재충전 가능한 배터리로서 니켈 카드뮴(Ni-cd), 니켈 수소(Ni-MH), 리튬 폴리머, 또는 리튬 이온(Li-ion) 등의 배터리를 사용할 수 있다. 배터리(500)는 가로등(100)의 조명을 밝히는 전원을 공급하는 것으로서 제어수단(400)의 제어에 따라 충전되거나 또는 방전을 수행한다.The battery 500 according to the present invention may use a battery such as nickel cadmium (Ni-cd), nickel hydrogen (Ni-MH), lithium polymer, or lithium ion (Li-ion) as a rechargeable battery. The battery 500 supplies power for illuminating the street light 100 and is charged or discharged under the control of the control means 400.

배터리(500)는 교체가 용이하도록 가로등(100) 하단에 설치하는 것이 바람직하며 사용환경에 따라 적절한 위치를 고려하여 설치하면 된다.
The battery 500 is preferably installed at the bottom of the street lamp 100 to facilitate replacement, and may be installed in consideration of an appropriate position according to the use environment.

일반적인 배터리(500)는 충/방전을 정기적으로 수행하여야 수명이 오래간다. 따라서 본 발명에서의 일실시예와 같이 주간에는 충전하고 야간에는 램프(20)에 전원을 공급하도록 배터리(500)를 방전시킴으로써 배터리(500)의 수명을 향상시킬 수 있다.
The general battery 500 has a long lifespan only when charging / discharging is performed regularly. Therefore, as in the exemplary embodiment of the present invention, the battery 500 may be discharged to charge during the day and to supply power to the lamp 20 at night, thereby improving the life of the battery 500.

이상, 본 발명의 일실시예를 참조하여 설명했지만, 본 발명이 이것에 한정되지는 않으며, 다양한 변형 및 응용이 가능하다. 즉, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 많은 변형이 가능한 것을 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다.As mentioned above, although demonstrated with reference to one Embodiment of this invention, this invention is not limited to this, A various deformation | transformation and an application are possible. In other words, those skilled in the art can easily understand that many variations are possible without departing from the gist of the present invention.

10 : 지주
20 : 램프
30 : 영구자석
40 : 코일
50 : 전선
60 : 회전부
70 : 고정부
71a,71b: 접점
80 : 슬립링
100 : 가로등
200 : 분리 지지대
210 : 회전수단
220 : 결합수단
221 : 결합홈
223 : 결합돌기
225 : 플랜지
225a: 나사
225b: 볼트
230 : 방향타
240 : 고정대
300 : 풍력 발전기
310 : 블레이드
320 : 샤프트
321 : 회전수단
321a: 좌측 베어링
321b: 우측 베어링
323 : 샤프트 지지대
330 : 발전기
331 : 회전자
333 : 고정자
340 : 정류자
350 : 슬립링
360 : 결합돌기
400 : 제어수단
500 : 배터리
10: prop
20 lamp
30: permanent magnet
40: coil
50: wires
60: rotating part
70: fixed part
71a, 71b: contact
80: slip ring
100: street light
200: separation support
210: rotation means
220: coupling means
221: coupling groove
223: coupling protrusion
225: flange
225a: screw
225b: bolt
230: Rudder
240: holder
300: wind generator
310: Blade
320: shaft
321: rotation means
321a: left bearing
321b: right bearing
323 shaft support
330: Generator
331: rotor
333: Stator
340: commutator
350: slip ring
360: engaging projection
400 control means
500: Battery

Claims (9)

지주(10) 및 램프(20)를 구비하는 가로등(100);
상기 지주(10)의 일측에 결합되는 분리 가능한 분리 지지대(200);
상기 분리 지지대(200)에 의해 지지되며, 풍력에 의한 회전에너지를 전기에너지로 변환하는 풍력 발전기(300);
상기 전기에너지의 충전 및 방전을 제어하는 제어수단(400); 및
상기 제어수단(400)의 신호에 기초하여 상기 전기에너지를 충전 및 방전함으로써 상기 가로등(100)에 전력을 공급하는 배터리(500);를 포함하는 것을 특징으로 하는 노형 가로등을 이용한 풍력 발전기.
A street lamp 100 having a strut 10 and a lamp 20;
A detachable separating supporter 200 coupled to one side of the support 10;
A wind generator 300 supported by the separation support 200 and converting rotational energy by wind power into electrical energy;
Control means (400) for controlling charging and discharging of the electrical energy; And
And a battery (500) for supplying power to the street lamp (100) by charging and discharging the electrical energy based on the signal of the control means (400).
제 1 항에 있어서,
상기 분리 지지대(200)는,
바람의 방향에 따라 상기 풍력 발전기(300)가 상기 지주(10)에 대해 상대적으로 회전하도록 하는 회전수단(210);을 포함하는 것을 특징으로 하는 노형 가로등을 이용한 풍력 발전기.
The method of claim 1,
The separation support 200,
Wind generators using a street lamp, characterized in that it comprises; rotating means 210 for rotating the wind generator 300 relative to the prop 10 in accordance with the direction of the wind.
제 1 항에 있어서,
상기 분리 지지대(200)는,
양측에 상호 형성된 플랜지(225) 수단 또는 일측에 형성된 결합홈(221)과 타측에 형성된 결합돌기(223)에 의해 상기 지주(10)를 중심으로 결합되는 것을 특징으로 하는 노형 가로등을 이용한 풍력 발전기.
The method of claim 1,
The separation support 200,
Wind generator using a street lamp, characterized in that coupled to the pillar (10) by the flange 225 means formed on both sides or the coupling groove 221 formed on one side and the coupling protrusion 223 formed on the other side.
제 1 항에 있어서,
상기 풍력발전기(300)는,
상기 풍력에 의한 회전에너지를 생성하는 블레이드(310);
상기 블레이드(310)의 회전에 상응하여 회전하는 샤프트(320);
상기 샤프트(320)에 고정되어 회전하는 회전자(331); 및
상기 회전자(331)의 회전에 상응하는 상기 전기에너지를 생성하는 고정자(333);를 포함하는 것을 특징으로 하는 노형 가로등을 이용한 풍력 발전기.
The method of claim 1,
The wind generator 300,
Blade 310 for generating rotational energy by the wind power;
A shaft 320 which rotates corresponding to the rotation of the blade 310;
A rotor 331 fixed to the shaft 320 and rotating; And
Wind generator using a street lamp, including; the stator 333 for generating the electric energy corresponding to the rotation of the rotor (331).
제 4 항에 있어서,
상기 고정자(333)로 유도된 유도 기전력을 직류 전압으로 변환하는 정류자(340);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노형 가로등을 이용한 풍력 발전기.
The method of claim 4, wherein
And a rectifier (340) for converting the induced electromotive force induced by the stator (333) into a direct current voltage.
제 4 항에 있어서,
상기 회전자(331) 및 상기 고정자(333)는 영구자석(30) 또는 코일(40)로 구성되는 것을 특징으로 하는 노형 가로등을 이용한 풍력 발전기.
The method of claim 4, wherein
The rotor 331 and the stator 333 is a wind generator using a street lamp, characterized in that consisting of a permanent magnet 30 or a coil (40).
제 1 항에 있어서,
상기 제어수단(400)은,
낮 또는 밤을 감지함으로써 낮에는 상기 전기에너지를 이용하여 상기 배터리(500)를 충전하고, 밤에는 상기 배터리(500)에 충전된 상기 전기에너지를 상기 램프(20)에 공급하는 것을 특징으로 하는 노형 가로등을 이용한 풍력 발전기.
The method of claim 1,
The control means 400,
Day or night by sensing the day by using the electric energy to charge the battery 500, the night is characterized by supplying the electric energy charged in the battery 500 to the lamp 20 Wind generators using street lights.
제 1 항에 있어서,
상기 제어수단(400)은,
상기 배터리(500)의 전류 변화량을 감지하여 상기 배터리(500)의 완충 유무를 확인하고, 상기 배터리(500)가 완충된 경우 상기 전기에너지의 공급을 차단하는 것을 특징으로 하는 노형 가로등을 이용한 풍력 발전기.
The method of claim 1,
The control means 400,
Detects the current change amount of the battery 500 to determine whether the battery 500 is buffered, the wind generator using a street lamp, characterized in that the supply of the electrical energy cut off when the battery 500 is buffered. .
제 1 항에 있어서,
바람의 방향에 상응하여 상기 풍력 발전기(300)가 용이하게 회전하도록 하는 방향타(230);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노형 가로등을 이용한 풍력 발전기.
The method of claim 1,
Wind generator using a street lamp, characterized in that it further comprises; rudder 230 to easily rotate the wind generator 300 corresponding to the direction of the wind.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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