KR20200124809A - 냉각 및 세정 기능을 구비한 태양광 가로등 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 태양광 가로등에 있어서, 더욱 상세하게는 냉각 및 세정 기능을 구비함으로써 태양광 발전 효율을 증대시킴과 동시에 장치 수명을 연장할 수 있도록 하는 냉각 및 세정 기능을 구비한 태양광 가로등에 관한 것으로,
지면에 고정 설치되는 가로등 지주와; 상기 가로등 지주에 체결된 제어 장치와 조명 장치와 태양광 패널과; 전압 센서, 전류 센서, 온도 센서, 수위 레벨 센서, 및 조도 센서를 구비하여, 가로등 고장 여부, 배터리 충전 상태, 배터리 충전 효율, 온도, 빗물 저장량, 및 조도를 센싱 및 통보하는 센싱 장치와; 상기 태양광 패널에 결합되어, 빗물을 재활용한 태양광 패널 냉각 또는 세정 동작을 수행하는 냉각 및 세정 장치와; 사용자의 접근이 용이하도록 상기 가로등 지주의 하부측에 체결되어, 사용자 입력값과 상기 센서 장치의 센싱 결과 중 적어도 하나에 기반하여 고장 처리 후속 조치, 전력원 가변 기능, 조명 동작 제어 기능, 냉각 및 세척 동작 제어 기능을 수행하는 제어 장치와; 상기 태양광 패널의 일측에 설치되어 태양광 패널의 주변에 발생되는 먼지를 측정하는 먼지측정수단과; 상기 먼지 측정수단에 전기적으로 연결되며 먼지 측정수단의 제어신호에 따라 외부로 악취를 출력하는 악취도포장치를 포함하여 구성함이 특징이다.

Description

냉각 및 세정 기능을 구비한 태양광 가로등{Solar Street lamps including cooling and cleansing function}
본 발명은 태양광 가로등에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉각 및 세정 기능을 구비함으로써 태양광 발전 효율을 증대시킴과 동시에 장치 수명을 연장할 수 있도록 하는 냉각 및 세정 기능을 구비한 태양광 가로등에 관한 것이다.
태양광발전에 있어서 현재 발전단가를 낮춰 그리드 패러티를 앞당기려는 노력과 동시에 발전효율을 높이려는 연구개발 경주가 전 세계 많은 연구자들에 의해 활발히 전개되고 있다.
태양전지 기술은 비실리콘계 박막형 태양전지가 최근 각광받고 있으나, 실리콘 태양전지가 태양광발전 모듈 시장의 90% 이상 차지하고 있으며 실리콘 태양전지의 발전효율을 높이기 위한 경쟁이 치열하게 진행되고 있지만, 단가경쟁과 기술격차의 두 측면을 모두 충족시키기가 어려운 상황이다.
BOS(Balance of System) 기술은 시장규모는 크지만 상대적으로 진입장벽이 낮아 고부가 가치 기술개발을 통한 발전여지가 매우 높은 부분이며, 특히 향후 태양광발전 기술의 bottleneck들이 주변장치 취급을 받았던 BOS 기술을 통해 상당부분 해결될 수 있을 것으로 기대되고 있다.
태양광발전의 출력을 향상시키는 BOS 기술은 다음과 같이 3가지로 나누어질 수 있다.
첫째, 모듈의 집광량을 높이는 기술이다. 모듈의 집광량을 높이면 전력량이 증가하여 출력을 향상시키는데, 대표적인 것으로 추적장치를 예로 들 수 있다.
둘째, 모듈의 광기전력을 높이는 기술이다. 모듈의 광기전력을 높이는 기술로써 대표적인 것은 냉각기술이며 실리콘 계열 태양전지는 1℃ 상승 시, 약 -0.5%의 출력감소가 나타는데 태양광 모듈 25℃를 기준으로 기준출력을 표기하며 온도가 낮을수록 효율이 높아진다.
셋째, 어레이상 문제가 되는 모듈의 출력을 감지하는 기술이다. 이는 모듈이 직렬 연결되어 있기 때문에 발생하게 되는 출력 누락을 모니터링하는 기술이다.
한편, 냉각/세정 시스템은 태양광 발전 설비의 경제성 향상과 설비의 열화방지를 겸하여 수명연장에 크게 기여함이 많은 논문 연구를 통해 발표되고 있다.
또한 화재, 산불, 황사, 제설 등의 다양한 자연재해에 비교적 손쉽게 대응할 수 있으며, 태양광 냉각장치의 모듈에 쌓인 먼지제거와 겨울철 눈 청소 등 자연재해로부터 발전설비의 관리가 상대적으로 편리한 장점이 있다.
그러나 기존의 태양광 냉각장치는 시간에 따라 물을 분사하여 모듈의 온도만 내리는 경우가 많아 실제 물때가 생기거나 확실한 먼지제거에 대한 어려운 문제를 가지고 있기도 하다.
현재 중/대형급 태양광발전단지의 경우, 효율을 증가시키기 위해 분사형 수냉각장치가 설치되어있는 곳이 많이 있지만, 태양광 가로등과 같이 소형 분산전원의 경우 냉각장치가 따로 설치되어 있는 곳은 없는 실정이다.
기존 가로등 태양광의 경우, 따로 냉각장치 및 세척장치가 없어 열에 의해 효율이 급속히 떨어지거나 불순물들에 의해 모듈의 수명이 단축되는 현상이 빈번하게 발생한다. 또한, 태양광 가로등형의 경우 가로등의 높이가 5m 이상이어서 지속적인 물 공급은 어려운 실정이다.
뿐 만 아니라, 태양광 가로등의 경우, 주로 길가에 설치되어 있어 물 분사 시 사람에게 피해를 입힐 수 있다는 문제도 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 태양광 가로등에 적용 가능한 냉각 및 세정 장치를 제안함으로써, 태양광 가로등의 발전 효율을 증대시킴과 동시에 장치 수명을 연장할 수 있도록 하는 냉각 및 세정 기능을 구비한 태양광 가로등에 관한 것이다.
또한, 미세먼지 발생시 경보를 출력하여 대피를 유도하거나 청소를 유도하여 안전사고를 예방함과 동시에 작업자를 보호하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 수단으로,
본 발명은 지면에 고정 설치되는 가로등 지주와; 상기 가로등 지주에 체결된 제어 장치와 조명 장치와 태양광 패널과; 전압 센서, 전류 센서, 온도 센서, 수위 레벨 센서, 및 조도 센서를 구비하여, 가로등 고장 여부, 배터리 충전 상태, 배터리 충전 효율, 온도, 빗물 저장량, 및 조도를 센싱 및 통보하는 센싱 장치와; 상기 태양광 패널에 결합되어, 빗물을 재활용한 태양광 패널 냉각 또는 세정 동작을 수행하는 냉각 및 세정 장치와; 사용자의 접근이 용이하도록 상기 가로등 지주의 하부측에 체결되어, 사용자 입력값과 상기 센서 장치의 센싱 결과 중 적어도 하나에 기반하여 고장 처리 후속 조치, 전력원 가변 기능, 조명 동작 제어 기능, 냉각 및 세척 동작 제어 기능을 수행하는 제어 장치와; 상기 태양광 패널의 일측에 설치되어 태양광 패널의 주변에 발생되는 먼지를 측정하는 먼지측정수단과; 상기 먼지 측정수단에 전기적으로 연결되며 먼지 측정수단의 제어신호에 따라 외부로 악취를 출력하는 악취도포장치를 포함하여 구성함이 특징이다.
또한, 상기 냉각 및 세정 장치는 상기 태양광 패널의 상측에 설치된 와이퍼 이동 레일; 상기 와이퍼 이동 레일에 결합된 와이퍼; 상기 태양광 패널의 상측에 설치되며, 복수의 세척수 공급 노즐이 형성된 세척수 공급관; 상기 와이퍼를 상기 와이퍼 이동 레일을 따라 이동시키는 세척 구동 장치; 상기 태양광 패널의 하측에 설치된 빗물 받침대; 상기 가로등 지주에 체결된 빗물통; 상기 빗물 받침대와 상기 빗물통 사이에 연결된 빗물 수집 호스; 상기 빗물통에 수집된 빗물을 상기 세척수 공급관에 공급하는 펌프; 및 상기 펌프와 상기 세척수 공급관 사이에 연결된 빗물 공급 호스를 포함할 수 있다.
또한, 상기 세척 구동 장치는 상기 세척수 공급관의 세척수 공급 노즐을 통해 분사된 빗물이 상기 태양광 패널의 상면만을 흐르도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 태양광 가로등은 가로등 고장 여부, 배터리 충전 상태, 배터리 충전 효율, 온도, 빗물 저장량, 조도 중 적어도 하나를 센싱 및 통보하는 센싱 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어 장치는 상기 조명 장치의 턴 온 여부를 결정하는 조명 제어부; 상기 냉각 및 세정 장치의 동작을 제어하는 냉각 및 세정 제어부; 상기 태양광 가로등의 고장 여부를 확인한 후, 사전에 등록된 연락처에 알려주는 고장 처리부; 및 상기 태양광 패널에 의해 충전된 전력을 이용하여 가로등 동작 전원을 생성 및 공급하되, 상기 충전된 전력이 기준치 이하로 떨어지면, 상용 전력을 이용하여 가로등 동작 전원을 공급하는 전력원 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어 장치는 상기 제어 장치와 외부 단말간 접속을 지원하는 데이터 통신부; 및 상기 외부 단말이 태양광 가로등의 동작 상태를 모니터링하거나 상기 태양광 가로등의 동작을 제어할 수 있도록 하는 원격 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 데이터 통신부는 상기 제어 장치와 외부 단말이 원거리 통신망, 근거리 무선 통신망 중 하나를 통해 통신 채널을 형성하고 통신할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 먼지 측정수단은, 먼지를 포집하기 위한 하우징과, 상기 하우징(4)의 내측에 설치하되 입력되는 먼지로부터 수분을 제거하여 정확한 먼지만 통과하도록 유도하는 철망(10a)과, 상기 철망을 삽입 결합시키고 철망을 회전시켜 공기중에 존재하는 수분 제거를 가속하기 위한 철망 회전모터(10b)와, 상기 철망에 열을 공급하여 철망에 접촉되는 수분을 빠른 속도로 증발시키기 위해 히터열을 제공하는 히터열 제공용 전기수단(10c)과, 상기 수분이 제거된 먼지의 검출하기 위해 적외선을 방출하기 위한 적외선 송신수단(A)과, 상기 적외선 송신수단과 대향되도록 위치하며 상기 적외선 송신수단으로부터 방출된 빛을 수신하여 그 수신량의 정도에 따라 먼지유입을 판단하도록 하기 위한 적외선 수신수단(B)과, 상기 적외선 수신수단(B)의 출력전압이 설정된 값보다 작으면 상기 적외선 송신수단(A)의 입력전압이 증가되도록 제어하기 위한 먼지 측정 제어부(C)를 포함하여 이루어지고; 상기 하우징의 일측에는 습도센서(7)를 더 설치하여 습도에 따라서 먼지 측정제어부(C)가 철망 회전모터(10b)의 회전속도를 제어하여 습도가 높으면 철망 회전모터(10b)의 회전속도를 기준보다 높임과 동시에 기준보다 높은 히터열을 공급하고 습도가 낮으면 철망 회전모터(10b)의 회전속도를 기준보다 낮춤과 동시에 기준보다 낮은 히터열을 히터열을 공급하는 것이 특징이다.
또한, 상기 철망(10a)은 철망 회전모터(10b)의 축에 탈착 가능하게 수평 가이드 봉(10a-1) 및 하우징의 수직홈(5)에 결합되는 수직 가이드봉(10a-2)을 결합 설치되어 필요시 수평 가이드 봉(10a-1)을 철망 회전모터(10b)로부터 분리시키고 동시에 수직 가이드봉(10a-2)을 하우징(4)으로부터 분리하여 철망에 존재하는 오염요소를 제거토록 구성한 것이 특징이다.
또한, 상기 악취도포장치(1100)는, 하우징(1110)과; 상기 하우징(1110)의 내부에 설치되며 외부에서 전력을 공급받아 전기를 충전후 장치에 전기를 제공하는 배터리(1120)와; 상기 배터리에 전기적으로 연결되어 배터리로부터 전력을 공급받아 이를 기계적인 회전운동으로 변환시키는 회전모터(1130)와; 상기 회전모터의 중심축상에 설치되어 회전모터의 회전에 상응하여 회전하되, 저면이 파형 형태로 이루어져 굴곡진 파형 형태가 연속적으로 회전하는 모터축(1131)과; 상기 회전모터의 하단에 위치되며 회전모터의 회전을 왕복 수직운동으로 전환하여 상하로 승하강하면서 유동되는 상하구동 실린더(1140)와; 상기 상하구동 실린더(1140)의 상부에 위치하되 중심축상에 위치되고, 회전모터(1130)의 모터축(1131)에 접면되면서 기계적으로 접촉되며, 회전모터(1130)의 모터축(1131)과 결합 및 분리를 반복하면서 승하강 동작을 하는 회전축(1141)과; 상기 상하 구동 실린더(1140)의 외주연에 설치하되 일측이 하우징 내측의 걸림턱에 고정되고 타측이 상하 구동 실린더의 걸림턱에 고정되어 상하 구동 실린더를 탄발지지하여 상하 구동 실린더가 승하강 작동을 유지할 수 있도록 하는 승하강 지지용 탄발 스프링(1150)과; 상기 상하 구동 실린더(1140)의 내측에 삽입 결합되고, 전체적으로 실린더 형상이고 저면에 약물 통과용 홀(1161)이 다수개 설치되어 이루어지며, 상하 구동 실린더의 움직임에 따라 상하로 유동하면서 약물을 공급하는 악취 약물 도포기(1160)와; 일측은 악취 약물 도포기(1160)에 결합되고 타측은 하우징(1110)의 일단에 결합되며, 하우징을 기준으로 상하 구동 실린더 및 악취 약물 도포기(1160)를 동시에 임시 고정시켜 악취 약물 도포기(1160)가 중력작용에 의해서 아래로 추락하는 것을 막는 악취 약물 도포기 임시 고정수단(1180)을 포함하여 구성되어 이루어지는 것이 특징이다.
또한, 상기 악취 약물 도포기 임시 고정수단(1180)은, 끝단이 날카로운 쐐기 형태로 이루어지며 상하구동 실린더의 결합홀 및 약물 도포기의 결합홀을 통해 강제 끼움 결합되어 악취 약물 도포기가 상하구동 실린더의 내주연에 결합된 상태를 유지시키는 걸림용 후크(1181)와; 상기 걸림용 후크(1181)에 사선 방향으로 일체로 연결되며 회전운동에 의해서 걸림용 후크(1181)가 시계방향 또는 반시계 방향으로 움직이도록 유도하는 연결편(1182)과; 상기 연결편(1182)과 걸림용 후크(1181) 사이에 설치되며 연결편이 회전되는 것을 지지하는 회전 지지용 힌지(1183)와; 상기 연결편(1182)과 상하구동 실린더(1140) 사이에 설치되어 연결편을 외측으로 밀어서 걸림용 후크(1181)가 시계 반대방향으로 유동되어 약물 도포기가 상하구동 실린더에 결합된 상태를 유지시키는 기능을 하며, 외부의 힘에 의해서 연결편이 눌러져서 상하구동 실린더 방향으로 압착되면 걸림용 후크(1181)가 상하구동 실린더(1140) 및 약물 도포기(1160)로부터 분리되면서 약물 도포기(1160)가 상하구동 실린더(1140)로부터 탈거되도록 유도하는 지지용 스프링(1184)과; 상기 연결편(1182)의 끝단부에 설치되며 상하구동 실린더(1140)의 상하 유동에 따라 걸림용 후크(1181) 및 연결편(1182)이 상하로 움직일때 동시에 움직이는 슬라이딩 유동편(1185)와; 상기 슬라이딩 유동편(1185)과 슬라이딩 결합되어 슬라이딩 유동편(1185)의 상하 움직임을 지지하며, 악취 약물 도포기(1160)를 교체시에 상하구동 실린더(1140) 방향으로 푸시하여 연결편(1182)을 누름으로서 연결편(1182)이 회전지지용 힌지핀(1183)을 중심으로 회전하게 되어 걸림용 후크(1181)가 상하구동 실린더(1140) 및 약물 도포기(1160)로부터 분리되면서 악취 약물 도포기(1160)가 상하구동 실린더(1140)로부터 탈거되도록 유도하는 푸시버튼(1186)을 포함하여 구성함이 특징이다.
이와 같이 본 발명의 태양열 가로등은 빗물을 이용하여 태양열 패널에 대한 냉각 및 세정 동작을 수행하므로, 태양열 가로등 높이와 전혀 상관없이 안정적인 냉각 및 세정 동작이 수행될 수 있도록 한다.
또한, 태양열 패널 상면에 물이 흐르도록 한 후 와이퍼를 통해 태양열 패널 상면을 좌우로 와이핑하는 방식으로 냉각 및 세정 동작이 수행되도록 함으로써, 태양열 가로등이 설치된 지역을 지나가는 사람 또는 차량에게는 피해가 가지않도록 한다.
또한, 미세먼지 발생시 경보를 출력하여 대피를 유도하거나 청소를 유도하여 안전사고를 예방함과 동시에 작업자를 보호하는 효과를 제공한다.
도 1 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 및 세정 기능을 구비한 태양광 가로등의 외관을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 장치의 상세 구성을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 먼지측정 및 경보출력 개념도.
도 8은 본 발명의 먼지측정 개념도.
도 9는 본 발명의 먼지측정장치 사시도.
도 10은 본 발명의 먼지측정장치 분해 사시도.
도 11은 본 발명의 먼지측정장치 평면도.
도 12는 본 발명의 먼지측정장치 작동 개념도.
도 13은 본 발명의 오목렌즈 집광용 원판 상세도.
도 14는 본 발명의 오목렌즈 실시예도.
도 15는 본 발명의 악취 약액 도포장치 분해 사시도.
도 16은 본 발명의 악취 약액 도포장치 단면도 및 요부 단면도.
도 17은 본 발명의 악취 약액 도포장치의 요부 확대 단면도.
도 18은 본 발명의 악취 약액 도포장치의 회전모터 및 상하 구동 실린더 구성도.
도 19는 본 발명의 악취 약액 도포장치의 회전모터 및 상하 구동 실린더 요부 확대도.
도 20은 본 발명의 악취 약액 도포장치의 임시고정수단 구성도.
도 21은 본 발명의 악취 약액 도포장치의 임시고정수단 다른 각도 구성도.
도 22는 본 발명의 약액 통과용 홀 구성도.
이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 방법 중에서 바람직한 실시 방법에 대한 것이며, 본 발명이 하기의 도면과 설명만으로 한정되는 것은 아니다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 발명에서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한, 이하 실시되는 본 발명의 바람직한 실시예는 본 발명을 이루는 기술적 구성요소를 효율적으로 설명하기 위해 각각의 시스템 기능구성에 이미 구비되어 있거나, 또는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 구비되는 시스템 기능구성은 가능한 생략하고, 본 발명을 위해 추가적으로 구비되어야 하는 기능구성을 위주로 설명한다.
만약 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 하기에 도시하지 않고 생략된 기능구성 중에서 종래에 이미 사용되고 있는 구성요소의 기능을 용이하게 이해할 수 있을 것이며, 또한 상기와 같이 생략된 구성요소와 본 발명을 위해 추가된 구성요소 사이의 관계도 명백하게 이해할 수 있을 것이다.
또한, 이하 실시예는 본 발명의 핵심적인 기술적 특징을 효율적으로 설명하기 위해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명백하게 이해할 수 있도록 용어를 적절하게 변형하여 사용할 것이나, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 결코 아니다.
결과적으로, 본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하 실시예는 진보적인 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 하나의 수단일 뿐이다.
또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시 예들 뿐만 아니라 특정 실시 예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다. 또한 이러한 균등물들은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 소자를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
따라서, 예를 들어, 본 명세서의 블럭도는 본 발명의 원리를 구체화하는 예시적인 회로의 개념적인 관점을 나타내는 것으로 이해되어야 한다. 이와 유사하게, 모든 흐름도, 상태 변환도, 의사 코드 등은 컴퓨터가 판독 가능한 매체에 실질적으로 나타낼 수 있고 컴퓨터 또는 프로세서가 명백히 도시되었는지 여부를 불문하고 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 수행되는 다양한 프로세스를 나타내는 것으로 이해되어야 한다.
프로세서 또는 이와 유사한 개념으로 표시된 기능 블럭을 포함하는 도면에 도시된 다양한 소자의 기능은 전용 하드웨어뿐만 아니라 적절한 소프트웨어와 관련하여 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어의 사용으로 제공될 수 있다. 프로세서에 의해 제공될 때, 상기 기능은 단일 전용 프로세서, 단일 공유 프로세서 또는 복수의 개별적 프로세서에 의해 제공될 수 있고, 이들 중 일부는 공유될 수 있다.
또한 프로세서, 제어 또는 이와 유사한 개념으로 제시되는 용어의 명확한 사용은 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어를 배타적으로 인용하여 해석되어서는 아니되고, 제한 없이 디지털 신호 프로세서(DSP) 하드웨어, 소프트웨어를 저장하기 위한 롬(ROM), 램(RAM) 및 비 휘발성 메모리를 암시적으로 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 주지관용의 다른 하드웨어도 포함될 수 있다.
본 명세서의 청구범위에서, 상세한 설명에 기재된 기능을 수행하기 위한 수단으로 표현된 구성요소는 예를 들어 상기 기능을 수행하는 회로 소자의 조합 또는 펌웨어/마이크로 코드 등을 포함하는 모든 형식의 소프트웨어를 포함하는 기능을 수행하는 모든 방법을 포함하는 것으로 의도되었으며, 상기 기능을 수행하도록 상기 소프트웨어를 실행하기 위한 적절한 회로와 결합된다. 이러한 청구범위에 의해 정의되는 본 발명은 다양하게 열거된 수단에 의해 제공되는 기능들이 결합되고 청구항이 요구하는 방식과 결합되기 때문에 상기 기능을 제공할 수 있는 어떠한 수단도 본 명세서로부터 파악되는 것과 균등한 것으로 이해되어야 한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다.
도 1 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 및 세정 기능을 구비한 태양광 가로등의 외관을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 장치의 상세 구성을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 먼지측정 및 경보출력 개념도.
도 8은 본 발명의 먼지측정 개념도.
도 9는 본 발명의 먼지측정장치 사시도.
도 10은 본 발명의 먼지측정장치 분해 사시도.
도 11은 본 발명의 먼지측정장치 평면도.
도 12는 본 발명의 먼지측정장치 작동 개념도.
도 13은 본 발명의 오목렌즈 집광용 원판 상세도.
도 14는 본 발명의 오목렌즈 실시예도.
도 15는 본 발명의 악취 약액 도포장치 분해 사시도.
도 16은 본 발명의 악취 약액 도포장치 단면도 및 요부 단면도.
도 17은 본 발명의 악취 약액 도포장치의 요부 확대 단면도.
도 18은 본 발명의 악취 약액 도포장치의 회전모터 및 상하 구동 실린더 구성도.
도 19는 본 발명의 악취 약액 도포장치의 회전모터 및 상하 구동 실린더 요부 확대도.
도 20은 본 발명의 악취 약액 도포장치의 임시고정수단 구성도.
도 21은 본 발명의 악취 약액 도포장치의 임시고정수단 다른 각도 구성도.
도 22는 본 발명의 약액 통과용 홀 구성도.
먼저, 도 1 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 및 세정 기능을 구비한 태양광 가로등의 외관을 도시한 도면으로서, 도면을 참고하면, 본 발명의 태양광 가로등은 지면에 고정 설치되는 가로등 지주(10), 사용자의 접근이 용이하도록 상기 가로등 지주(10)의 하부측에 체결된 제어 장치(20), LED 광원에 의해 발생된 광이 보다 넓은 영역으로 확산될 수 있도록 상기 가로등 지주(10)의 상부측에 체결된 조명 장치(30), 및 상기 가로등 지주(10)의 상부에 결합되어 태양광 에너지를 전기 에너지를 변환하는 태양광 패널(40) 이외에, 태양광 패널(40)에 결합되어 빗물을 재활용한 태양광 패널 냉각 또는 세정 동작을 수행하는 냉각 및 세정 장치(50)를 더 포함하여 구성됨을 알 수 있다.
즉, 본 발명에서는 태양광 가로등에 채용되는 소형의 태양광 패널(40)에 대해서도 적용 가능한 냉각 및 세정 장치(50)를 제안하고, 이의 냉각 및 세정 기능을 통해 태양광 패널(40)의 발전량이 향상되고, 태양 전지 셀의 수명은 연장될 수 있도록 한다.
참고로, 태양광 가로등의 특성상 냉각 및 세정 장치(50)는 지면으로부터 5미터 이상에 설치되어야 하는 데, 이러한 경우 냉각 및 세정 장치(50)로의 지속적인 물 공급이 어려워지는 문제가 발생할 수 있다. 이에 본 발명에서는 냉각 및 세정 장치(50)에 빗물을 이용한 세척 시스템을 적용하여 물 보충이 별도로 수행될 필요가 없도록 한다.
그리고 태양광 가로등 대부분이 사람 또는 차가 다니는 길가에 설치됨을 고려하여, 물 스프레이 방식이 아니라 태양광 패널(40)상에서 좌우로 이동 가능한 와이퍼를 이용하여 냉각 및 세정 동작이 수행되도록 함으로써, 물 튀김 현상의 발생도 사전에 방지되도록 한다.
또한, 본 발명의 태양광 가로등은 전압 센서(또는 전류 센서), 온도 센서, 수위 레벨 센서, 조도 센서 등으로 구성된 센서 장치(60)를 더 구비하고, 이를 통해 가로등 고장 여부, 배터리 충전 상태, 배터리 충전 효율, 온도, 빗물 저장량, 조도 등과 같이 가로등 동작 환경 전반에 관한 정보를 수집할 수 있도록 한다.
이에 본 발명의 제어 장치(20)는 사용자 입력값과 센서 장치(50)의 센싱 결과를 함께 활용하여, 고장 처리 후속 조치, 전력원 가변 기능, 조명 동작 제어 기능, 냉각 및 세척 동작 제어 기능 등을 수행하고, 더 나아가서는 상기 기능들이 자동으로 수행할 수 있게 된다.
이를 위해, 본 발명의 냉각 및 세정 장치(50)는 다음과 같이 구성될 수 있다. 즉, 본 발명의 냉각 및 세정 장치(50)는 태양광 패널 상측에 설치된 와이퍼 이동 레일(51), 와이퍼 이동 레일(51)에 결합된 와이퍼(52), 태양광 패널의 수직방향으로 소정 거리 이격되도록 태양광 패널 상측에 설치되며, 복수의 세척수 공급 노즐이 형성된 세척수 공급관(53), 와이퍼(52)를 와이퍼 이동 레일(51)을 따라 이동시키는 세척 구동 장치(54), 태양광 패널의 하측에 설치되며 빗물 수집을 위한 빗물 수집공이 형성된 빗물 받침대(55), 가로등 지주(10)의 상부측에 체결된 빗물통(56), 빗물 받침대(55)와 빗물통(56) 사이에 연결된 빗물 수집 호스(57), 빗물통(56)과 일체형로 형성되어 빗물통(57)에 수집된 빗물을 세척수 공급관(53)에 공급해주는 펌프(58), 펌프(58)와 세척수 공급관(53) 사이에 연결된 빗물 공급 호스(59) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
이와 같이 구성되는 냉각 및 세정 장치(50)의 동작 방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 냉각 및 세정 장치(20)는 비가 올 때마다 빗물 받침대(55)를 통해 빗물을 수집하고, 이를 빗물통(56)에 저장하도록 한다.
이러한 상태에서, 제어 장치(20)가 냉각 및 세정 동작을 요청하면, 펌프(58)는 물통(56)에 저장된 빗물을 세척수 공급관(53)에 공급하고, 세척수 공급관(53)은 빗물이 자신에 형성된 복수의 세척수 공급 노즐을 통해 패널 상면을 따라 흐르도록 한다.
그리고 세척 구동 장치(54)는 와이퍼(52)를 구동하여 와이퍼(52)가 빗물이 흐르는 패널 상면을 좌우로 와이핑하도록 함으로써, 태양광 패널(40)이 물 세척 또는 냉각될 수 있도록 한다.
특히, 본 발명의 세척 구동 장치(54)은 태양광 가로등이 사람 또는 차가 다니는 길가에 설치됨을 고려하여, 세척수 공급관(53)으로부터 빗물 공급압을 최대한 약하게 한다. 그 결과, 세척수 공급관(53)에서 분사된 후 태양광 패널(40)에 도달하는 빗물은 가로등 외부로 튀거나 하지 않고 태양광 패널(40)의 상면만을 흐를 수 있게 된다.
그리고 태양광 패널(40)의 물 세척 또는 냉각에 사용된 빗물은 빗물 받침대(55)를 거쳐 다시 수집, 빗물통(56)에 저장될 수 있도록 함으로써, 재활용될 수 있도록 한다. 다만, 재수집되는 빗물에는 여러 가지 부유물이 포함될 수 있으므로, 빗물 받침대(55)에 형성된 빗물 수집공에는 부유물 제거를 위한 필터 장치가 추가적으로 부착될 수 있도록 한다.
도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 장치의 상세 구성을 도시한 도면이다.
도6을 참고하면, 본 발명의 제어 장치(20)는 제어부(21), 데이터 입출력부(22), 통신부(23)를 포함하여 구성되고, 제어부(21)는 다시 조명 제어부(21-1), 냉각 및 세척 제어부(21-2), 고장 처리부(21-3), 원격 제어부(21-4), 전력원 제어부(21-5), 및 상용 전력 공급부(21-6) 등을 포함하여 구성된다.
조명 제어부(21-1)는 사전에 등록된 점등 시간, 데이터 입출력부(22)를 통해 입력된 사용자 명령, 및 센싱장치(60)를 통해 센싱된 외부 조도 중 적어도 하나를 고려하여, 조명 장치(30)의 턴 온 여부를 결정한다.
특히, 조명 제어부(21-1)는 낮 시간임에도 불구하고 해당 지역의 조도가 일정값 이하로 낮아지면, 조명 장치(30)를 무조건적으로 턴 온시켜 해당 지역을 지나가는 보행자 또는 차량의 시야가 안정적으로 확보될 수 있도록 한다.
냉각 및 세척 제어부(21-2)는 사용자가 데이터 입출력부(22)를 통해 냉각 동작 또는 세척 동작을 요청하는 경우, 센싱장치(60)를 통해 태양광 패널(40)의 오염이 감지되는 경우, 또는 외부 온도가 기준치 이상으로 높아짐이 감지되는 경우, 냉각 및 세정 장치(20)를 구동시켜 태양광 패널(40)을 냉각 또는 세척하도록 한다.
특히, 냉각 및 세척 제어부(21-2)는 빗물과 와이퍼 모두를 이용한 냉각 또는 세정 동작이 기본적으로 수행되도록 하나, 빗물 저장량에 따라 냉각 및 세정 장치(20)의 세정 방식을 달리해줄 수 있도록 한다. 즉, 센서 장치(60)를 통해 빗물통(56)에 저장된 빗물의 수위를 파악한 후, 빗물통(56)에 저장된 빗물 수위가 기준치 이하로 내려가면, 와이퍼만을 이용한 세정 동작이 수행되도록 한다.
고장 처리부(21-3)은 센싱 장치(60)를 이용하여 가로등의 각종 동작 상태를 모니터링한다. 그리고 고장 발생이 확인되면, 고장 발생 시간과 고장 발생 위치에 대한 정보를 수집한 후 사전에 등록된 연락처에 전송함으로써, 이에 대한 후속 조치가 보다 신속히 수행될 수 있도록 한다. 또한, 고장 발생 내역을 수집 및 저장하여, 차후 사용자 필요시에 제공할 수 있도록 한다.
전력원 제어부(21-4)는 태양광 패널(40)에 의해 충전된 전력을 이용하여 가로등 동작 전원을 생성 및 공급하되, 센싱 장치(60)를 통해 배터리 충전량을 모니터링하고, 배터리 충전량이 기준치 이하로 떨어지면, 태양광 패널(40) 대신에 상용 전력 공급부(21-5)를 통해 입력되는 상용 전력(즉, 전력회사 공급라인을 통해 공급되는 전력)을 이용하여 가로등 동작 전원을 생성하도록 한다.
즉, 본 발명에서는 태양광 에너지를 우선적으로 이용하여 가로등을 구동시키되, 날씨와 같은 외부 환경 요인에 의해 태양광 패널(40)이 가로등 구동에 필요한 전력을 정상적으로 공급할 수 없게 되면, 상용 전력을 이용하여 가로등을 구동시킴으로써, 가로등 동작의 신뢰성이 보장될 수 있도록 한다.
또한 본 발명의 제어 장치(20)는 외부 단말과의 접속을 지원하는 원격 제어부(21-6)를 추가로 구비하고, 이를 통해 외부 단말이 태양광 가로등의 동작 상태를 모니터링하거나 태양광 가로등의 동작을 제어할 수 있도록 한다.
이때, 외부 단말은 원거리 통신망을 통해 접속 가능한 서버, 데스크 탑일 수도 있으나, 블루투스(bluetooth), 와이파이(wifi) 등과 같은 근거리 무선 통신망을 통해 접속 가능한 스마트 폰, 태블릿 PC 등일 수도 있을 것이다. 즉, 사용자는 태양광 가로등 관리 프로그램이 설치된 서버, 데스크 탑 뿐 아니라, 태양광 가로등 관리 어플리케이션을 손쉽게 다운로드 및 설치할 수 있는 스마트 폰, 태블릿 PC 등을 통해 태양광 가로등의 동작 상태를 모니터링하거나 동작 제어할 수 있게 된다. 물론, 이때의 스마트 폰, 태블릿 PC는 근거리 무선 통신망 뿐만 아니라 이동통신망 등을 이용한 원거리 통신망을 통해서 상기의 동작을 수행할 수 있도록 한다. 즉, 사용자는 스마트 폰, 태블릿 PC를 통해 언제, 어디서나 모니터링 및 원격 제어 동작을 수행할 수 있게 된다.
그리고 이에 따라 본 발명의 통신부(23)는 인터넷망과 근거리 무선 통신망 모두를 이용한 데이터 통신을 지원하도록 한다.
데이터 입출력부(22)는 각종 버튼과 스위치, 디스플레이 장치 등을 구비하여, 이를 통해 태양광 가로등의 동작 상태를 표시하거나, 사용자 제어값을 입력받도록 한다.
한편, 본 발명은 태양광 패널의 일측에 먼지 측정수단(1000a)을 더 부가하여 설치하며, 상기 먼지 측정수단(1000a)의 측정 결과 기준이상의 먼지가 있는 것으로 판단되면 경보신호 출력부(1100)를 통해 경보신호를 출력하여 발전효율이 떨어지기 전에 청소를 유도한다. 아울러, 배터리 주변에 작업자가 있으면 마스크 착용을 유도하거나 대피를 유도한다.
본 발명의 먼지 측정수단(1000a)은 먼지를 포집하기 위한 하우징과, 상기 하우징(4)의 내측에 설치하되 입력되는 먼지로부터 수분을 제거하여 정확한 먼지만 통과하도록 유도하는 철망(10a)과, 상기 철망을 삽입 결합시키고 철망을 회전시켜 공기중에 존재하는 수분 제거를 가속하기 위한 철망 회전모터(10b)와, 상기 철망에 열을 공급하여 철망에 접촉되는 수분을 빠른 속도로 증발시키기 위해 히터열을 제공하는 히터열 제공용 전기수단(10c)과, 상기 수분이 제거된 먼지의 검출하기 위해 적외선을 방출하기 위한 적외선 송신수단(A)과, 상기 적외선 송신수단과 대향되도록 위치하며 상기 적외선 송신수단으로부터 방출된 빛을 수신하여 그 수신량의 정도에 따라 먼지유입을 판단하도록 하기 위한 적외선 수신수단(B)과, 상기 적외선 수신수단(B)의 출력전압이 설정된 값보다 작으면 상기 적외선 송신수단(A)의 입력전압이 증가되도록 제어하기 위한 먼지 측정 제어부(C)를 포함하여 이루어진다.
상기 철망(10a)은 철망 회전모터(10b)의 축에 탈착 가능하게 수평 가이드 봉(10a-1) 및 하우징의 수직홈(5)에 결합되는 수직 가이드봉(10a-2)을 결합 설치되어 필요시 수평 가이드 봉(10a-1)을 철망 회전모터(10b)로부터 분리시키고 동시에 수직 가이드봉(10a-2)을 하우징(4)으로부터 분리하여 오염요소를 제거토록 구성한다.
그리고, 하우징의 일측에는 습도센서(7)를 더 설치하여 습도에 따라서 먼지 측정 제어부(C)가 철망 회전모터(10b)의 회전속도를 제어하여 습도가 높으면 철망 회전모터(10b)의 회전속도를 기준보다 높임과 동시에 기준보다 높은 히터열을 공급하고 습도가 낮으면 철망 회전모터(10b)의 회전속도를 기준보다 낮춤과 동시에 기준보다 낮은 히터열을 히터열을 공급한다.
그리고, 상기 적외선 송신수단(A)은 먼지 측정 제어부(C)로부터 적외선 송신 제어신호를 인가받아 적외선 송신량을 결정하여 변화된 적외선 송신량을 출력한다.
즉, 적외선 수신수단(B)의 결과값을 먼지 측정 제어부(C)에 전송하면, 먼지 측정 제어부(C)는 적외선 수신수단(B)의 데이터를 근거로 먼지 발생량을 예측하고, 먼지 발생량에 따라서 적외선 송신수단(A)에 제어신호를 출력하여 적외선 송신량을 조절하여 출력토록 유도하는 것이다.
즉, 먼지 측정 제어부(C)는 적외선 수신수단(B)에서 출력되는 광량 데이터를 읽고, 이를 근거로 적외선 발광수단의 광량을 자동 제어하여 감도조절이 자동적으로 일정하게 유지되도록 하여 먼지로 인한 오염 상황에서도 먼지 검출을 최적의 감도상태로 유지하여 측정할 수 있도록 한 것이다.
다시말해서, 먼지 측정 제어부(C)는 적외선 수신수단(B)의 수신 광량이 미약하면 오염 정도가 높은 것으로 판단하여 보다 정밀한 먼지 측정을 위해서 적외선 송신수단(A)의 광량을 높이도록 제어신호를 출력하며, 적외선 수신수단(C)의 수신 광량이 너무 세면 오염이 없는 상태이나 정밀한 측정이 어려워지므로 적외선 송신수단(A)의 광량을 낮추도록 제어신호를 출력하는 것이다. 즉, 적외선 송신 광량을 적절한 상태로 유지할 필요가 있다. 그래야만 적외선 수신수단을 통해 측정되는 적외선량이 정확해져서 먼지 발생량을 보다 정밀하게 예측할 수 있다. 따라서, 본 발명의 먼지 측정 제어부에 의해서 측정되는 먼지량 데이터는 신뢰도가 높은 먼지 측정 결과를 출력할 수 있게 된다.
본 발명의 적외선 송신수단(A)은,
다수개의 오목렌즈가 탑재되어 적외선의 출력을 제한시키는 오목렌즈 탑재용 원판(1)과,
상기 다수개의 오목렌즈 중에서 일개의 오목렌즈에 근접되어 적외선을 출력시키는 적외선 송신소자(2)와;
상기 오목렌즈 탑재용 원판의 정중앙에 결합되어 오목렌즈 탑재용 원판을 시계방향 또는 반시계방향으로 움직이면서 함몰각도가 다른 렌즈를 적외선 송신소자에 위치시키도록 구동하는 원판 구동모터(3)와;
상기 원판 구동모터에 전기적으로 결합되며, 먼지의 양이 적으면 함몰각도가 낮은 렌즈로 적외선이 통과되도록 원판을 구동시켜 적외선 송신소자가 함몰각도가 낮은 렌즈에 위치되도록 제어하고, 먼지의 양이 많으면 함몰각도가 높은 렌즈로 적외선이 통과되도록 원판을 구동시켜 적외선 송신소자가 함몰각도가 높은 렌즈에 위치되도록 제어하는 송신제어부(6)를 포함하여 이루어진다.
상기와 같이 구성하는 본 발명은 오목렌즈 탑재용 원판을 유동시켜 먼지 농도를 보다 더 정확하게 파악할 수 있도록 한 것이다.
실제로의 동작을 살펴보면 먼저 기본적으로 오목렌즈군(1)의 가장 중심에 설치되는 제 3 오목렌즈(1c)를 통해 송신소자의 빛이 출력된다.
그리고, 먼지의 농도가 내려가면 제 3 오목렌즈(1c)의 오른쪽에 위치하며 동시에 함몰각도가 제 3 오목렌즈(1c)보다 낮은 제 2 오목렌즈(1b)가 송신소자의 위치에 오게 되며, 이에 따라 송신소자(2)의 광 출력을 낮추어서 출력하게 된다. 아울러 먼지의 농도가 더 올라가면 함몰각도가 제 2 오목렌즈보다 낮은 제 1 오목렌즈가 송신소자의 위치에 오게되며, 이에 다라 송신소자의 광출력을 훨씬 낮추어서 출력하게 된다.
그리고, 먼지의 농도가 올라가면 제 3 오목렌즈(1c)의 왼쪽에 위치하며 동시에 함몰각도가 제 3 오목렌즈(1c)보다 높은 제 4 오목렌즈(1d)가 송신소자(2)의 위치에 오게 되며, 이에 따라 송신소자(2)의 광 출력을 높여서 출력하게 된다. 아울러, 몬지의 농도가 더 내려가면 제 4 오목렌즈의 왼쪽에 위치하며 동시에 함몰각도가 제 4 오목렌즈보다 더 높은 제 5 오목렌즈가 송신소자의 위치에 오게되며, 이에 따라 송신소자의 광출력을 훨씬 높여서 출력하게 된다.
그리고, 상기 오목렌즈군은 중심부의 함몰 각도에 따라서 적외선 광의 출력 정도를 달리하도록 설계되며, 제 3 오목렌즈(1c)는 기본적으로 작동봉의 가장 중심에 설치되며 함몰각도를 25도로 형성시킨다.
그리고, 제 2 오목렌즈(1b)는 적외선 광을 조금 줄여서 출력해야할 경우에 사용되고, 제 3 오목렌즈(1c)의 오른쪽에 설치되며 함몰각도를 15도로 형성시킨다.
그리고, 제 1 오목렌즈(1a)는 적외선 광을 더 많이 줄여서 출력해야할 경우에 사용되며 제 2 오목렌즈(1b)의 오른쪽에 설치되며 함몰각도를 5도로 형성시킨다.
그리고, 제 4 오목렌즈(1d)는 적외선 광을 더 높여서 출력해야할 경우에 사용되고, 제 3 오목렌즈(1c)의 왼쪽에 설치되며 함몰각도를 35도로 형성시킨다.
그리고, 제 5 오목렌즈(1e)는 적외선 광을 더 많이 높여서 출력해야할 경우에 사용되고, 제 4 오목렌즈(1d)의 왼쪽에 설치되며 함몰각도를 45도로 형성시킨다.
한편, 본 발명은 경보신호 출력수단으로서 악취 약액 도포장치(1100)를 구비하는바, 미세분진이 기준이상이면 악취 약액 도포장치(1100)로부터 악취를 출력하여 작업자로 하여금 장치로부터 멀어지도록 강제한다.
즉, 상기 분진 측정수단(1000a)에 전기적으로 연결되며 분진 측정수단의 제어신호에 따라 외부로 악취를 도포하는 악취 약액 도포장치를 더 포함하여 이루어지며, 미세분진이 기준이상이면 작업자를 보호하기 위해서 악취를 출력하는 것이다.
악취 약액 도포장치(1100)는 하우징(1110)과, 배터리(1120)와, 회전모터(1130)와, 상하 구동 실린더(1140)와, 승하강 지지용 탄발 스프링(1150)과, 악취 약물 도포기(1160)와, 약액 저장수단(1170)과, 도포기 임시고정수단(1180)으로 이루어진다.
상기 하우징(1110)은 내부에 공간부를 갖으며, 각종 장치를 내장하여 이루어진다. 즉, 하우징은 일측이 오픈된 두개의 케이스를 각각 상호 접합하여 구성하며, 상기 케이스가 접합되는 과정에서 발생하는 공간부에 각종 장치가 설치되는 것이다. 이러한 하우징은 일반적으로 내부에 공간부를 갖는 수단들과 비슷한 구조이다.
상기 배터리(1120)는 하우징(1110)의 내부에 설치되며 외부에서 전력을 공급받아 전기를 충전후 장치에 전기를 제공하는 역할을 한다. 즉, 배터리는 하우징의 상부에 설치되며 외부 전력공급장치와 전기적으로 연결되어 전기를 공급받고, 공급받은 전력을 임시저장하여 전력이 필요로하는 각종 장치에 전기를 공급한다.
상기 회전모터(1130)는 배터리에 전기적으로 연결되어 배터리로부터 전력을 공급받아 이를 기계적인 회전운동으로 변환시켜 모터축을 자유 회전시킨다. 이때, 상기 모터축(1131)은 저면이 수직방향으로 파형 형태로 이루어져 굴곡진 파형 형태가 연속적으로 회전하는 형태이다. 즉, 상기 회전모터는 배터리로부터 전력을 공급받아 회전하며, 모터축의 저면이 굴곡진 파형 형태로 이루어져 회전하는 형태이다.
상기 상하 구동 실린더(1140)는 상기 회전모터에 기계적으로 연결하되 회전모터의 회전을 왕복 수직운동으로 전환하여 상하로 승하강하면서 유동된다. 이때, 상하 구동 실린더(1140)의 회전축(1141)은 상부면이 수직방향으로 파형형태로 이루어져 회전모터의 모터축의 파형과 상호 결합 및 분리를 반복하면서 승하강 동작을 한다. 즉, 상하 구동 실린더는 회전모터의 회전에 따라 승하강 동작이 이루어지도록 회전모터의 모터축과 동일하게 회전축이 굴곡진 파형 형태로 이루어지며, 이에 따라 회전모터가 회전하면 상하 구동 실린더는 승하강 동작을 하게 된다.
상기 승하강 지지용 탄발 스프링(1150)은 상하 구동 실린더(1140)의 외주연에 설치하되 일측이 하우징(1110) 내측의 걸림턱에 고정되고 타측이 상하 구동 실린더(1140)의 걸림턱에 고정되어 상하 구동 실린더(1140)를 탄발지지하여 상하 구동 실린더(1140)가 승하강 작동을 유지할 수 있도록 한다. 즉, 승하강 지지용 탄발 스프링(1150)은 상하 구동 실린더(1140)를 상부방향으로 계속 밀어올리는 탄발작용을 하기 때문에 회전모터(130)가 회전시에 회전모터의 모터축(1131)의 파형과 상하 구동 실린더(1140)의 회전축(1141)의 파형이 엇걸리면서 상하 구동 실린더가 하강하고, 엇걸림이 끝난후 승하강 지지용 탄발 스프링(1150)에 의해서 상하 구동 실린더(1140)가 상승하면서 회전축(1141)의 파형과 회전모터(1130)의 모터축(1131)의 파형이 밀착된다. 따라서, 상하 구동 실린더(1140)는 회전모터(1130)에 근접하고 이격되는 것이 반복되어 회전모터(1130)를 중심으로 상하 구동 실린더(1140)가 연속적으로 상하 운동이 이루어지게 된다.
상기 악취 약물 도포기(1160)는 몸체 실린더 형상이고 저면에 악취 약물 통과용 홀(1161)이 다수개 설치되어 이루어지고, 상기 상하 구동 실린더(1140)의 내측에 삽입 결합되며, 악취 약물을 공급하는 역할을 한다. 즉, 악취 약물 도포기(1160)는 내부에 저장되는 악취 약물을 악취 약물 통과용 홀(1161)을 통해 외부로 배출되도록하며, 이때 악취 약물 도포기(1160)는 상하 구동 실린더의 내부에 설치되기 때문에 상하 구동 실린더(1140)의 상하 작동시에 악취 약물 도포기(1160)가 타격되어 관성의 법칙에 따라 외부로 약물을 출력하게 된다.
상기 악취 약액 저장수단(1170)은 내부에 악취 약물을 수납한 상태이며, 악취 약물 도포기(1160)에 삽입설치되어 악취 약물 도포기(1160)의 악취 약물 통과용 홀(1161)을 통해 출력된다. 즉, 상기 악취 약액 저장수단(1170)은 약물을 저정한 상태이며, 하부가 오픈된 형태로 악취 약물 도포기(1160)에 결합되며, 상하 구동 실린더(1140)가 구동시에 악취 약액 저장수단의 악취 약물이 외부로 출력되게 된다. 실제로 악취 약물 통과용 홀(1161)은 미세하게 형성되어 있기 때문에 상하 구동 실린더(1140)가 작동하지 않을 때에는 쉽게 외부로 배출되지 않는다.
상기 악취 약물 도포기 임시 고정수단(1180)은 일측은 악취 약물 도포기(1160)에 결합되고 타측은 하우징(1110)의 일단에 결합되며, 하우징(1110)을 기준으로 상하 구동 실린더(1140) 및 악취 약물 도포기(1160)를 동시에 임시 고정하여 상하 구동 실린더(1140) 및 악취 약물 도포기(1160)가 승하강으로 유동하면서도 악취 약물 도포기(1160)가 중력작용에 의해서 아래로 추락하는 것을 막으며, 악취 약물 도포기(1160)를 교체할 경우 버튼을 눌러서 하우징을 기준으로 악취 약물 도포기의 고정을 해제시켜 악취 약물 도포기가 상하구동 실린더로부터 이탈되어 하부로 탈거되도록 한다. 즉, 악취 약물 도포기 임시 고정수단은 상하 구동 실린더 및 악취 약물 도포기를 임시로 고정하여 동작시에 악취 약물 도포기가 탈거되는 것을 방지하고, 악취 약물 도포기 내부에 존재하는 약물을 모두 사용한 다음에는 버튼을 눌러 악취 약물 도포기를 해제후 악취 약액 저장수단을 재수납시키도록 유도한다.
상기 임시고정수단(1180)은 걸림용 후크(1181)와, 연결편(1182)과, 회전 지지용 힌지(1183)와, 지지용 스프링(1184)과, 슬라이딩 유동편(1185)과, 푸시버튼(1186)으로 이루어진다.
상기 걸림용 후크(1181)는 끝단이 날카로운 쐐기 형태로 이루어지며 상하구동 실린더(1140)의 결합홀(1140a) 및 약물 도포기(1160)의 결합홀(1160a)을 통해 강제 끼움 결합되어 악취 약물 도포기(1160)가 상하구동 실린더(1140)의 내주연에 결합된 상태를 유지시킨다.
상기 연결편(1182)은 걸림용 후크(1181)에 사선 방향으로 일체로 연결되며 회전운동에 의해서 걸림용 후크(1181)가 시계방향 또는 반시계 방향으로 움직이도록 유도한다.
상기 회전 지지용 힌지(1183)는 연결편(1182)과 걸림용 후크(1181) 사이에 설치되며 연결편이 회전되는 중심축 역할을 한다.
상기 지지용 스프링(1184)은 연결편(1182)과 상하구동 실린더(1140) 사이에 설치되어 연결편을 외측으로 밀어서 걸림용 후크(1181)가 시계 반대방향으로 유동되어 약물 도포기가 상하구동 실린더에 결합된 상태를 유지시키는 기능을 하며, 외부의 힘에 의해서 연결편이 눌러져서 상하구동 실린더 방향으로 압착되면 걸림용 후크(1181)가 상하구동 실린더(1140) 및 악취 약물 도포기(1160)로부터 분리되면서 악취 약물 도포기(1160)가 상하구동 실린더(1140)로부터 탈거되도록 유도한다.
상기 슬라이딩 유동편(1185)은 연결편(1182)의 끝단부에 설치되며 상하구동 실린더(1140)의 상하 유동에 따라 걸림용 후크(1181) 및 연결편(1182)이 상하로 움직일때 동시에 움직인다.
상기 푸시버튼(1186)은 상기 슬라이딩 유동편(1185)과 슬라이딩 결합되어 슬라이딩 유동편(1185)의 상하 움직임을 지지하며, 악취 약물 도포기(1160)를 교체시에 상하구동 실린더(1140) 방향으로 푸시하여 연결편(1182)을 누름으로서 연결편(1182)이 회전지지용 힌지핀(1183)을 중심으로 회전하게 되어 걸림용 후크(1181)가 상하구동 실린더(1140) 및 악취 약물 도포기(1160)로부터 분리되면서 악취 약물 도포기(1160)가 상하구동 실린더(1140)로부터 탈거되도록 유도하는 기능을 한다.

Claims (8)

  1. 지면에 고정 설치되는 가로등 지주와;
    상기 가로등 지주에 체결된 제어 장치와 조명 장치와 태양광 패널과;
    전압 센서, 전류 센서, 온도 센서, 수위 레벨 센서, 및 조도 센서를 구비하여, 가로등 고장 여부, 배터리 충전 상태, 배터리 충전 효율, 온도, 빗물 저장량, 및 조도를 센싱 및 통보하는 센싱 장치와;
    상기 태양광 패널에 결합되어, 빗물을 재활용한 태양광 패널 냉각 또는 세정 동작을 수행하는 냉각 및 세정 장치와;
    사용자의 접근이 용이하도록 상기 가로등 지주의 하부측에 체결되어, 사용자 입력값과 상기 센서 장치의 센싱 결과 중 적어도 하나에 기반하여 고장 처리 후속 조치, 전력원 가변 기능, 조명 동작 제어 기능, 냉각 및 세척 동작 제어 기능을 수행하는 제어 장치와;
    상기 태양광 패널의 일측에 설치되어 태양광 패널의 주변에 발생되는 먼지를 측정하는 먼지측정수단과;
    상기 먼지 측정수단에 전기적으로 연결되며 먼지 측정수단의 제어신호에 따라 외부로 악취를 출력하는 악취도포장치를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 냉각 및 세정 기능을 구비한 태양광 가로등.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각 및 세정 장치,
    상기 태양광 패널의 상측에 설치된 와이퍼 이동 레일;
    상기 와이퍼 이동 레일에 결합된 와이퍼;
    상기 태양광 패널의 상측에 설치되며, 복수의 세척수 공급 노즐이 형성된 세척수 공급관;
    상기 와이퍼를 상기 와이퍼 이동 레일을 따라 이동시키는 세척 구동 장치;
    상기 태양광 패널의 하측에 설치된 빗물 받침대;
    상기 가로등 지주에 체결된 빗물통;
    상기 빗물 받침대와 상기 빗물통 사이에 연결된 빗물 수집 호스;
    상기 빗물통에 수집된 빗물을 상기 세척수 공급관에 공급하는 펌프; 및
    상기 펌프와 상기 세척수 공급관 사이에 연결된 빗물 공급 호스를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각 및 세정 기능을 구비한 태양광 가로등.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 세척 구동 장치는,
    상기 세척수 공급관의 세척수 공급 노즐을 통해 분사된 빗물이 상기 태양광 패널의 상면만을 흐르도록 하는 것을 특징으로 하는 냉각 및 세정 기능을 구비한 태양광 가로등.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 통신부는,
    상기 제어 장치와 외부 단말이 원거리 통신망, 근거리 무선 통신망 중 하나를 통해 통신 채널을 형성하고 통신할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 냉각 및 세정 기능을 구비한 태양광 가로등.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 먼지 측정수단은,
    먼지를 포집하기 위한 하우징과, 상기 하우징(4)의 내측에 설치하되 입력되는 먼지로부터 수분을 제거하여 정확한 먼지만 통과하도록 유도하는 철망(10a)과, 상기 철망을 삽입 결합시키고 철망을 회전시켜 공기중에 존재하는 수분 제거를 가속하기 위한 철망 회전모터(10b)와, 상기 철망에 열을 공급하여 철망에 접촉되는 수분을 빠른 속도로 증발시키기 위해 히터열을 제공하는 히터열 제공용 전기수단(10c)과, 상기 수분이 제거된 먼지의 검출하기 위해 적외선을 방출하기 위한 적외선 송신수단(A)과, 상기 적외선 송신수단과 대향되도록 위치하며 상기 적외선 송신수단으로부터 방출된 빛을 수신하여 그 수신량의 정도에 따라 먼지유입을 판단하도록 하기 위한 적외선 수신수단(B)과, 상기 적외선 수신수단(B)의 출력전압이 설정된 값보다 작으면 상기 적외선 송신수단(A)의 입력전압이 증가되도록 제어하기 위한 먼지 측정 제어부(C)를 포함하여 이루어지고;
    상기 하우징의 일측에는 습도센서(7)를 더 설치하여 습도에 따라서 먼지 측정제어부(C)가 철망 회전모터(10b)의 회전속도를 제어하여 습도가 높으면 철망 회전모터(10b)의 회전속도를 기준보다 높임과 동시에 기준보다 높은 히터열을 공급하고 습도가 낮으면 철망 회전모터(10b)의 회전속도를 기준보다 낮춤과 동시에 기준보다 낮은 히터열을 히터열을 공급하는 것을 특징으로 하는 냉각 및 세정 기능을 구비한 태양광 가로등.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 철망(10a)은 철망 회전모터(10b)의 축에 탈착 가능하게 수평 가이드 봉(10a-1) 및 하우징의 수직홈(5)에 결합되는 수직 가이드봉(10a-2)을 결합 설치되어 필요시 수평 가이드 봉(10a-1)을 철망 회전모터(10b)로부터 분리시키고 동시에 수직 가이드봉(10a-2)을 하우징(4)으로부터 분리하여 철망에 존재하는 오염요소를 제거토록 구성한 것을 특징으로 하는 냉각 및 세정 기능을 구비한 태양광 가로등.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 악취도포장치(1100)는,
    하우징(1110)과;
    상기 하우징(1110)의 내부에 설치되며 외부에서 전력을 공급받아 전기를 충전후 장치에 전기를 제공하는 배터리(1120)와;
    상기 배터리에 전기적으로 연결되어 배터리로부터 전력을 공급받아 이를 기계적인 회전운동으로 변환시키는 회전모터(1130)와;
    상기 회전모터의 중심축상에 설치되어 회전모터의 회전에 상응하여 회전하되, 저면이 파형 형태로 이루어져 굴곡진 파형 형태가 연속적으로 회전하는 모터축(1131)과;
    상기 회전모터의 하단에 위치되며 회전모터의 회전을 왕복 수직운동으로 전환하여 상하로 승하강하면서 유동되는 상하구동 실린더(1140)와;
    상기 상하구동 실린더(1140)의 상부에 위치하되 중심축상에 위치되고, 회전모터(1130)의 모터축(1131)에 접면되면서 기계적으로 접촉되며, 회전모터(1130)의 모터축(1131)과 결합 및 분리를 반복하면서 승하강 동작을 하는 회전축(1141)과;
    상기 상하 구동 실린더(1140)의 외주연에 설치하되 일측이 하우징 내측의 걸림턱에 고정되고 타측이 상하 구동 실린더의 걸림턱에 고정되어 상하 구동 실린더를 탄발지지하여 상하 구동 실린더가 승하강 작동을 유지할 수 있도록 하는 승하강 지지용 탄발 스프링(1150)과;
    상기 상하 구동 실린더(1140)의 내측에 삽입 결합되고, 전체적으로 실린더 형상이고 저면에 약물 통과용 홀(1161)이 다수개 설치되어 이루어지며, 상하 구동 실린더의 움직임에 따라 상하로 유동하면서 약물을 공급하는 악취 약물 도포기(1160)와;
    일측은 악취 약물 도포기(1160)에 결합되고 타측은 하우징(1110)의 일단에 결합되며, 하우징을 기준으로 상하 구동 실린더 및 악취 약물 도포기(1160)를 동시에 임시 고정시켜 악취 약물 도포기(1160)가 중력작용에 의해서 아래로 추락하는 것을 막는 악취 약물 도포기 임시 고정수단(1180)을 포함하여 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉각 및 세정 기능을 구비한 태양광 가로등.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 악취 약물 도포기 임시 고정수단(1180)은,
    끝단이 날카로운 쐐기 형태로 이루어지며 상하구동 실린더의 결합홀 및 약물 도포기의 결합홀을 통해 강제 끼움 결합되어 악취 약물 도포기가 상하구동 실린더의 내주연에 결합된 상태를 유지시키는 걸림용 후크(1181)와;
    상기 걸림용 후크(1181)에 사선 방향으로 일체로 연결되며 회전운동에 의해서 걸림용 후크(1181)가 시계방향 또는 반시계 방향으로 움직이도록 유도하는 연결편(1182)과;
    상기 연결편(1182)과 걸림용 후크(1181) 사이에 설치되며 연결편이 회전되는 것을 지지하는 회전 지지용 힌지(1183)와;
    상기 연결편(1182)과 상하구동 실린더(1140) 사이에 설치되어 연결편을 외측으로 밀어서 걸림용 후크(1181)가 시계 반대방향으로 유동되어 약물 도포기가 상하구동 실린더에 결합된 상태를 유지시키는 기능을 하며, 외부의 힘에 의해서 연결편이 눌러져서 상하구동 실린더 방향으로 압착되면 걸림용 후크(1181)가 상하구동 실린더(1140) 및 약물 도포기(1160)로부터 분리되면서 약물 도포기(1160)가 상하구동 실린더(1140)로부터 탈거되도록 유도하는 지지용 스프링(1184)과;
    상기 연결편(1182)의 끝단부에 설치되며 상하구동 실린더(1140)의 상하 유동에 따라 걸림용 후크(1181) 및 연결편(1182)이 상하로 움직일때 동시에 움직이는 슬라이딩 유동편(1185)와;
    상기 슬라이딩 유동편(1185)과 슬라이딩 결합되어 슬라이딩 유동편(1185)의 상하 움직임을 지지하며, 악취 약물 도포기(1160)를 교체시에 상하구동 실린더(1140) 방향으로 푸시하여 연결편(1182)을 누름으로서 연결편(1182)이 회전지지용 힌지핀(1183)을 중심으로 회전하게 되어 걸림용 후크(1181)가 상하구동 실린더(1140) 및 약물 도포기(1160)로부터 분리되면서 악취 약물 도포기(1160)가 상하구동 실린더(1140)로부터 탈거되도록 유도하는 푸시버튼(1186)을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 냉각 및 세정 기능을 구비한 태양광 가로등.
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