KR20220033888A - Trash removal machine with thermoelectric power generation function - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 열전발전 기능이 있는 제진기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제진기로 입사되는 햇빛의 열에너지를 이용하여 전기를 생산할 수 있는 열전발전 기능이 있는 제진기에 관한 것이다.The present invention relates to a vibration damper having a thermoelectric power generation function, and more particularly, to a vibration damper having a thermoelectric power generation function capable of generating electricity using thermal energy of sunlight incident on the vibration damper.
수로는 일반적으로 물이 흐르는 통로로 사용되며, 지상으로 노출되어 물과 함께 각종 수초 및 쓰레기 등과 같은 부유물이 함께 떠내려가는 통로가 된다. 수로를 통해 이동하는 부유물들은 수로를 막아 물을 넘치게 할 수도 있고 제방 등의 시설을 붕괴시키는 원인이 되기도 한다. 이러한 부유물을 제거하기 위하여 통상 제진기를 사용한다. A water channel is generally used as a passage for water to flow, and it is exposed to the ground and becomes a passage through which floating matter such as various plants and garbage are washed away together with water. Floating objects moving through the waterway can block the waterway and cause water to overflow or cause the collapse of facilities such as embankments. In order to remove these floating matter, a vibration damper is usually used.
제진기란 하수처리장, 배수펌프장, 소규모 발전소 및 기타 산업 하수처리장 등에 마련된 수로에 설치되어 물의 흐름을 방해하는 각종 부유물을 수거하는 장치이다. 제진기는, 비가 많이 오는 등 특수한 상황에서 동작하여 수로를 통해 떠내려온 부유물을 제거하며, 일부는 물에 잠긴 상태로 사용되고 나머지 부분은 항상 물 위로 노출된다. 특히, 물 위로 노출되는 부분은 대부분 햇빛에 노출되어 여름과 같은 때에는 표면의 온도가 매우 높게 올라가기도 한다. A vibration damper is a device that is installed in waterways provided in sewage treatment plants, drainage pumping stations, small-scale power plants, and other industrial sewage treatment plants to collect various floating materials that obstruct the flow of water. Vibrators operate in special situations, such as heavy rain, to remove floating matter that has floated through waterways, and some are submerged in water, while others are always exposed above the water. In particular, most of the parts exposed above the water are exposed to sunlight, and the surface temperature sometimes rises very high, such as in summer.
이러한 제진기는 통상적으로 사용되는 장치가 아니라 수로를 통하여 부유물이 많이 떠내려오는 장마철이나 호우 상황 등에서 작동하게 된다. 즉, 1년에 수 회 이하로 동작하게 되면서, 갑작스럽게 동작이 필요한 시기에 제대로 동작하지 않을 경우 큰 사고가 발생할 수 있다. 예를 들어, 홍수 등으로 인하여 전력이 일시적으로 차단되면 수로의 부유물을 제거할 수 없어 물이 범람하거나 제방이 무너지는 등의 문제가 발생할 수 있다.Such a vibration damper is not a device normally used, but operates in the rainy season or in a heavy rain situation when a lot of floating matter is washed down through a waterway. That is, as it operates less than a few times a year, a major accident may occur if the operation is not performed properly at a time when the operation is suddenly necessary. For example, when power is temporarily cut off due to a flood, etc., floating objects in a waterway cannot be removed, so problems such as flooding or collapse of an embankment may occur.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 제진기로 입사되는 햇빛의 열에너지를 이용하여 전기를 생산할 수 있는 열전발전 기능이 있는 제진기를 제공하는 것이다. An object of the present invention is to solve this problem, and to provide a vibration damper having a thermoelectric power generation function capable of generating electricity using the thermal energy of sunlight incident on the vibration damper.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명에 의한 열전발전 기능이 있는 제진기는, 수로의 입구와 중첩되며 물이 통과하는 틈새와 수류에 떠내려 오는 부유물을 차단하는 차단부가 형성된 스크린과, 상기 스크린 상단으로부터 연장되어 상기 스크린을 따라 올라오는 상기 부유물을 가이드하는 가이드면이 형성된 판 형상의 에이프런과, 상기 스크린과 상기 에이프런을 고정하며 상기 수로의 벽면에 지지되는 프레임과, 상기 프레임에 설치되며 상기 프레임의 둘레를 따라 일방향으로 연속적으로 회전하는 체인 구동부와, 일단부가 상기 체인 구동부에 결합되어 상기 체인 구동부와 함께 연속적으로 이동하며 상기 스크린 전면에 걸린 상기 부유물을 걷어 상기 스크린을 거쳐 상기 에이프런 상단으로 끌어올리는 레이크와, 상기 체인 구동부를 회전 구동하는 모터 구동부와, 상기 모터 구동부에 전력을 공급하는 배터리부와, 상기 가이드면과 반대면이 되는 상기 에이프런의 배면부에 접하여 상기 에이프런의 온도를 이용하여 전기를 생성하여 상기 배터리부에 저장하는 열전발전부를 포함한다.The vibration damper with a thermoelectric power generation function according to the present invention includes a screen overlapping with the entrance of a water channel and formed with a gap through which water passes and a blocking part for blocking floating objects floating in the water current, and extending from the top of the screen and rising along the screen. A plate-shaped apron having a guide surface for guiding the floating object, a frame fixed to the screen and the apron and supported on a wall surface of the water channel, and installed on the frame and continuously rotated in one direction along the circumference of the frame A chain drive unit, one end of which is coupled to the chain drive unit and continuously moves together with the chain drive unit, and a rake that lifts the floating object caught on the front surface of the screen through the screen to the upper end of the apron, and rotationally drives the chain drive unit A motor driving unit, a battery unit supplying electric power to the motor driving unit, and a thermoelectric generator unit for generating electricity using the temperature of the apron in contact with the rear surface of the apron opposite to the guide surface and storing the electricity in the battery unit include
상기 열전발전부는, 고온부가 상기 에이프런의 배면부에 접하는 열전소자와, 상기 열전소자의 저온부에 접하여 상기 저온부를 냉각하는 히트싱크를 포함할 수 있다.The thermoelectric generator may include a thermoelectric element in which the high-temperature portion is in contact with the rear surface of the apron, and a heat sink in contact with the low-temperature portion of the thermoelectric element to cool the low-temperature portion.
상기 에이프런은 상기 가이드면이 상부를 향하고 상기 배면부가 하부를 향하도록 경사지게 배치되어, 상기 열전소자는 상기 저온부가 상기 고온부의 하부에 배치될 수 있다.The apron may be inclined such that the guide surface faces upward and the rear surface faces downward, and in the thermoelectric element, the low temperature part may be disposed below the high temperature part.
상기 열전소자는 복수 개로 분할되어 상기 에이프런의 배면부에 배치되고, 상기 히트싱크는 복수 개로 분할되어 상기 열전소자마다 각각 배치될 수 있다.The thermoelectric element may be divided into a plurality and disposed on the rear surface of the apron, and the heat sink may be divided into a plurality and disposed for each of the thermoelectric elements.
상기 수로 상부에 상기 에이프런의 상단과 평행하게 설치되어 발판으로 사용되며, 상기 히트싱크로 입사되는 햇빛을 차단하는 데크와, 상기 데크에 설치되고 상기 체인구동부에 연결되어 회전 구동력을 전달하며, 상기 레이크가 역방향으로 이동하는 것을 방지하는 역방향 회전 방지 장치를 포함하는 기어부와, 상기 기어부에 결합되어 상기 체인구동부에 동력을 전달하는 손잡이부를 포함할 수 있다.It is installed parallel to the upper end of the apron on the upper part of the waterway and is used as a scaffold, and a deck that blocks sunlight incident on the heat sink, is installed on the deck and is connected to the chain drive unit to transmit rotational driving force, and the rake is It may include a gear unit including a reverse rotation prevention device for preventing movement in the reverse direction, and a handle unit coupled to the gear unit to transmit power to the chain driving unit.
본 발명에 의한 열전발전 기능이 있는 제진기는, 항시 외부에 노출되는 제진기에 가해지는 뜨거운 햇빛의 열기를 이용해 전기를 생산하여 저장할 수 있으며, 기존에 설치된 제진기에도 간단한 설치로 전기를 생산하고 저장할 수 있다.특히, 외부 전원이 차단되어 전기 공급이 중단되는 경우, 자체적으로 저장해둔 전기를 이용하여 제진기를 비상 구동시킬 수 있으며, 여유 전기를 이용하여 전등과 같은 주변 장치를 구동하여 제진기를 가동하는 전체 시스템의 에너지 효율을 높일 수 있다.The vibration damper with a thermoelectric power generation function according to the present invention can generate and store electricity by using the heat of the hot sunlight applied to the vibration damper that is always exposed to the outside, and can also produce and store electricity with a simple installation in an existing vibration damper. In particular, when the external power is cut off and the electricity supply is interrupted, the vibration damper can be operated in an emergency using the electricity stored by itself, and the overall system that operates the vibration damper by driving peripheral devices such as lights using the spare electricity can increase the energy efficiency of
또한, 본 발명의 제진기는 전기적 장치가 장애를 일으킬 경우, 수동으로 작동 가능하며, 일방향으로 밀거나 당기는 동작만으로 쉽게 조작할 수 있다. In addition, the vibration damper of the present invention can be operated manually when an electrical device fails, and can be easily operated only by pushing or pulling in one direction.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 열전발전 기능이 있는 제진기의 사시도이다.
도 2는 도 1의 열전발전 기능이 있는 제진기의 측면도이다
도 3은 도 1의 에이프런의 배면사시도이다.
도 4는 도 3의 열전발전부의 기능을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 열전발전부가 설치된 에이프런의 배면사시도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 열전발전부가 설치된 에이프런의 배면사시도이다.
도 7 내지 도 9는 도 1의 열전발전 기능이 있는 제진기의 작동 모습을 도시한 도면이다.1 is a perspective view of a vibration damper having a thermoelectric power generation function according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view of the vibration damper with thermoelectric power generation function of FIG. 1;
3 is a rear perspective view of the apron of FIG. 1 .
4 is a diagram schematically illustrating a function of the thermoelectric generator of FIG. 3 .
5 is a rear perspective view of an apron in which a thermoelectric generator is installed according to another embodiment of the present invention.
6 is a rear perspective view of an apron installed with a thermoelectric generator according to another embodiment of the present invention.
7 to 9 are views illustrating the operation of the vibration damper having the thermoelectric power generation function of FIG. 1 .
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the art to which the present invention pertains It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.
이하, 도 1 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 열전발전 기능이 있는 제진기에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a vibration damper having a thermoelectric power generation function according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 7 .
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 열전발전 기능이 있는 제진기의 사시도이고, 도 2는 도 1의 열전발전 기능이 있는 제진기의 측면도이다.1 is a perspective view of a vibration damper having a thermoelectric power generation function according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side view of the vibration damper having a thermoelectric generation function of FIG. 1 .
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 의한 열전발전 기능이 있는 제진기(1)는 수로(10)에 흐르는 부유물을 수로(10) 밖으로 걸러내는 장치로, 사용하지 않을 때에는 열전발전부(200)를 통해 전기를 생산하여 저장할 수 있다. 열전발전 기능이 있는 제진기(1)는 수로에 설치되는 특성상 항상 햇빛에 노출되는 전면은 한 낮에 온도가 매우 높게 올라가고, 장치에 가려진 후면은 항상 그늘져 있어 온도가 낮은 특성이 있다. 본 발명에 의한 제진기(1)는 이러한 전면과 후면의 온도차이를 이용하여 전기를 생산하여 소비전력을 줄이고 비상시 전력으로 활용하거나 유휴전력으로 활용할 수 있다. 또한, 열전발전부(200)는 생산한 전기를 배터리부(300)에 저장할 수 있어, 열전발전부(200)의 순간 발전량이 크지 않더라도 비상전력으로 충분히 활용할 수 있다. 예를 들어, 제진기(1)가 동작하는 시기가 통상 1년에 수 회 이하임을 고려하면, 충전량이 소량이라고 하더라도 몇 개월에 걸쳐 배터리부(300)를 충전하면 전력 수요량을 충분히 감당할 수 있고, 충전량이 일정 이상 유지되면 제진기(1) 주변의 기타 전력 소비처(예를 들어, 가로등, 감시카메라 등)에 전력을 공급할 수도 있다. 더 나아가, 열전발전부(200)는 열에너지를 이용하여 소규모 및 독립 발전이 가능하며, 다른 발전원과 함께 복합전원으로도 활용이 가능하여 활용도가 매우 높은 발전기술로, 제진기(1)가 대규모로 설치된 시설에서는 소규모 발전소 역할을 할 수도 있을 것이다. 특히, 열전발전부(200)는 이산화탄소의 발생없이 친환경적인 발전을 할 수 있어 향후 발전 가능성이 매우 높다. 이하, 열전발전 기능이 있는 제진기(1)의 각 구성에 대하여 상세히 설명한다.1 and 2, the
이러한 본 발명의 열전발전 기능이 있는 제진기(1)는 다음과 같이 구성된다. 열전발전 기능이 있는 제진기(1)는 수로의 입구와 중첩되며 물이 통과하는 틈새(122)와 수류에 떠내려 오는 부유물을 차단하는 차단부가 형성된 스크린(120)과, 스크린(120) 상단으로부터 연장되어 스크린(120)을 따라 올라오는 부유물을 가이드하는 가이드면(116)이 형성된 판 형상의 에이프런(115)과, 스크린(120)과 에이프런(115)을 고정하며 수로의 벽면에 지지되는 프레임(110)과, 프레임(110)에 설치되며 프레임(110)의 둘레를 따라 일방향으로 연속적으로 회전하는 체인구동부(130)와, 일단부가 체인구동부(130)에 결합되어 체인구동부(130)와 함께 연속적으로 이동하며 스크린(120) 전면에 걸린 부유물을 걷어 스크린(120)을 거쳐 에이프런(115) 상단으로 끌어올리는 레이크(160)와, 체인구동부(130)를 회전 구동하는 모터 구동부(140)와, 모터 구동부(140)에 전력을 공급하는 배터리부(300)와, 가이드면(116)과 반대면이 되는 에이프런(115)의 배면부(117)에 접하여 에이프런(115)의 온도를 이용하여 전기를 생성하여 배터리부(300)에 저장하는 열전발전부(200)를 포함한다.The
프레임(110)은 외측면이 수로(10)에 고정되어 내측면으로 스크린(120)과에이프런(115)을 지지하는 외부 지지구조이다. 프레임(110)은 하단이 수로(10)에 잠기며 상단은 수로(10)의 상단으로 노출된다. 프레임(110)은 동일한 형상의 한 쌍의 프레임(110)이 마주보는 형태로 외측면이 각각 수로(10)의 벽면에 밀착될 수 있다. 한 쌍의 프레임(110) 사이에는 스크린(120)과 에이프런(115)이 개재되며, 스크린(120)은 프레임(110)의 하단에 결합되어 수로(10)에 흐르는 부유물을 차단한다.The
스크린(120)은 수로(10)와 중첩되며, 물이 통과할 수 있는 틈새(122)가 형성되어 있어, 물은 흐르게 하되 부유물만 선택적으로 차단할 수 있다. 스크린(120)은 차단막을 형성하는 복수 개의 스크린바(121)로 구성되며, 각각의 스크린바(121) 사이에는 이격된 공간인 틈새(122)가 존재한다. 스크린(120)은 수로(10)의 일 구간과 완전히 중첩되며, 수로(10)의 바닥면과 경사지도록 고정된다.The
스크린바(121)는 부유물을 걸러내는 차단바 역할을 하며, 스크린바(121) 사이에 형성된 틈새(122)는 물이 통과되는 공간이 된다. 스크린바(121)는 수로(10)의 바닥면과 수직하게 배열되며, 각각의 스크린바(121) 사이에는 틈새(122)가 있어서 물의 흐름은 차단하지 않으면서, 부유물만 걸러낼 수 있다. 또한, 스크린(120)의 하단면은 수로(10)의 바닥과 이격되며, 이격된 공간을 막아주는 전위스크린(123)이 설치될 수 있다. 전위스크린(123)은 스크린(120)과 동일하게 복수 개의 스크린바(121)가 이격되도록 구성되어 스크린(20)과 동일한 기능을 할 수 있다. 또한, 스크린(120)의 상단에는 스크린(120)의 상단으로 이송되는 부유물을 가이드하는 에이프런(115)이 위치한다.The
에이프런(115)은 스크린(120)의 상단으로부터 연장되며 스크린(120)의 전면을 따라 올라오는 부유물을 가이드하는 판형상의 부재이다. 에이프런(115)은 전면에 가이드면(116)이 형성되어, 이송되는 부유물을 가이드할 수 있다. 에이프런(115)은 수로의 상단으로 이격되어 위치하여 스크린(120)과 달리 물에 잠기지 않고 외부로 노출되며, 햇빛도 그대로 노출되어 낮에는 고온으로 가열된다. 에이프런(115)은 통상 금속의 소재로 이루어져 가이드면(116)으로 입사되어 가열된 열이 배면부(117)로 쉽게 전달된다. 특히, 에이프런(115)은 지면과 경사지게 형성되어 전면은 햇빛에 쉽게 노출되지만, 후면은 주로 음영대가 형성되며 햇빛이 잘 들어오지 않아 양면에 온도차이가 발생할 수 밖에 없는 구조를 갖는다. 이에 따라, 배면부(117)에 열전발전부(200)를 부착하여 전기를 생산할 수 있게 된다. 열전발전부(200)의 구조에 관해서는 구체적으로 후술한다. The
에이프런(115)과 스크린(120)은 열전발전 기능이 있는 제진기(1)의 넓은 면적의 몸체 부분을 구성한다. 에이프런(115)과 스크린(120)의 면적부분은 수로(10)와 마주보게 형성되며 양단부가 프레임(110)에 고정된다. 즉, 스크린(120)과 에이프런(115)은 경사지게 고정된 구조이며, 이와 마찬가지로 경사지게 고정된 구조의 스크린바(121)에 의해 걸러진 부유물은 이동하는 레이크(160)에 의해 수로(10) 밖으로 꺼내진다. The
레이크(160)는 스크린(120)에 걸린 부유물을 제거하는 기능을 한다. 레이크(160)는 스크린(120)의 전방에서 길이 방향을 따라 상승하며 스크린(120)에 걸린 부유물을 에이프런(115)의 가이드면(116)을 거쳐 에이프런(115)의 후방으로 이송한다. 레이크(160)는 주로 일방향으로 회전하며 스크린(120)의 전방에서부터 가이드면(116)을 따라 상승하고, 에이프런(115)의 후방에서는 하강할 수 있다. 이때, 레이크(160)는 경사진 스크린(120)과 에이프런(115)을 따라 이동하여 보다 안정적으로 부유물을 이송할 수 있다.The
또한, 스크린(20)과 레이크(160) 사이 혹은 에이프런(115)과 레이크(160) 사이에 부유물이 걸려서 레이크(160)가 진행할 수 없는 상황일 경우, 일시적으로 레이크(160)를 역방향으로 회전시켜 걸린 부유물을 제거 한 후 다시 정방향으로 정상가동 할 수 있다. 즉, 레이크(160)는 상황에 따라 양방향 회전 모두 가능할 수 있다.In addition, in a situation where the
레이크(160)는 양단부가 체인 구동부(130)에 결합되어 함께 회전한다. 레이크(160)는 체인 구동부(130)에 고정되거나 탈부착이 가능하도록 결합될 수 있다. 레이크(160)의 스크린(120)측 단면은 평평한 형상을 하며 스크린바(121)와 수직하게 형성될 수 있다. 레이크(160)의 외측면은 굴곡이 있는 형상으로 부유물을 보다 효과적으로 걸러낼 수 있다. 본 명세서에서 레이크(160)는 삼각형으로 돌출된 형상을 하여 부유물을 보다 효율적으로 거를 수 있다. 레이크(160)의 형상은 이에 한정될 것은 아니며 필요에 따라 다양하게 변형이 가능하다.Both ends of the
한편, 체인 구동부(130)는 동력을 레이크(160)에 전달하는 기능을 한다. 체인 구동부(130)는 프레임(110)의 내측에서 레이크(160)와 결합되어 연속적으로 함께 무한히 회전한다. 체인 구동부(130)는 프레임(110)의 둘레를 따라 회전하며 프레임(110)의 상측과 하측을 왕복한다. 프레임(110) 내측의 양단부에는 프레임(110)과 평행하게 이격되어 형성된 한 쌍의 구동기어(145)가 위치한다. 체인 구동부(130)는 양단이 구동기어(145)와 맞물리며 구동기어(145)의 회전에 따라 구동된다. On the other hand, the
체인 구동부(130)는 양단부에 맞물리는 구동기어(145)의 회전과 함께 일방향으로 무한 회전한다. 한 쌍의 프레임(110)에 각각 형성된 구동기어(145)는 구동축(도시되지 않음)으로 연결되어 동일한 속도로 회전할 수 있다. 구동기어(145)는 스프로킷과 같이 체인 구동부(130)의 각 마디 사이의 빈 공간에 끼워져 맞물려서 회전한다. 체인 구동부(130)는 프레임(110)의 상단부와 하단부에 각각 위치하는 구동기어(145)와 맞물리며 회전하며 구동기어(145)의 회전속도와 동일한 속도로 회전한다. 프레임(110)의 상단에 있는 구동기어(145)는 동력 전달축(146)과 연결되어 동력을 전달받을 수 있다. 구동기어(145)는 동력 전달축(146)을 매개로 동력전달기어(142)와 연결될 수 있다.The
동력전달기어(142)는 모터 구동부(140)에서 발생하는 동력을 동력전달체인(143)을 통해 전달받고, 이를 동력 전달축(146)으로 연결된 구동기어(145)에 전달한다. 즉, 구동기어(145)와 동력전달기어(142)는 동일 축을 공유하는 이중기어일 수 있다. 동력전달기어(142)의 반대측면은 기어부(150)와 연결될 수 있다.The
기어부(150)는 레이크(160)를 수동으로 동작시킬 수 있도록 하는 것으로, 데크(400)에 설치되어 작업자가 쉽게 접근할 수 있다. 기어부(150)는 동력전달기어(142)에 연결되어 모터 구동부(140)로부터 동력이 전달되지 않을 때에도 별도로 동력을 전달할 수 있도록 한다. 예를 들어, 전원이 차단되어 모터 구동부(140)가 동작을 멈추게 되어도, 관리자는 데크(400)로 올라가 손잡이부(151)를 회동하여 수동으로 체인 구동부(130)를 동작시킬 수 있다. 또한, 기어부(150)는 래칫과 같이 한쪽 방향으로만 회전이 가능한 역방향 회전 제한 장치를 포함할 수 있다. The
기어부(150)의 일측은 동력전달기어(142)와 연결되며 반대측은 손잡이부(151)가 부착된다. 기어부(150)는 손잡이부(151)를 사람이 수동으로 당기는 힘을 동력전달기어(142)에 전달하여 레이크(160)를 구동시킬 수 있다. 기어부(150)는 동력전달기어(142)와 기어축(147)으로 연결될 수 있으며 기어부(150)의 회전을 동력전달기어(142)로 전달할 수 있다. 기어부(150)는 손잡이부(151)로 구동될 수 있으며 손잡이부(151)는 기어부(150)의 중심으로부터 길게 뻗은 형상을 할 수 있다. 손잡이부(151)의 단부는 기어부(150)의 중심과 멀기 때문에 수동으로 동작할 경우 손잡이부(151)의 단부를 당겨 지렛대의 원리를 이용해 작은 힘으로 큰 동력을 전달할 수 있다. 또한, 기어부(150)는 일방향으로만 회전이 가능한 구조를 갖기 때문에 손잡이부(151)를 일정 방향으로 당기면 자동으로 제자리로 돌아가고 다시 일정 방향으로 당기는 과정을 반복하여 구동할 수 있다. 역방향 회전 제한 장치는 사람이 손잡이부(151)를 이용해 기어부(150)를 동작할 때, 기어가 역으로 회전하는 것을 방지하여 체인 구동부(130)가 일방향으로 일정하게 회전 가능하도록 한다. 즉, 레이크(160)가 일방향으로 회전하여 수로(10)로부터 부유물을 일정하게 건져내도록 할 수 있다. 역방향 회전 제한 장치로 인해 손잡이부(151)는 일정 각도 내에서만 움직이며 공간 차지가 적어 좁은 공간에도 설치가 가능하다. One side of the
한편, 컨베이어 벨트(180)는 수로 상단의 지면에 설치되며, 레이크(160)에 의해 걸러지는 부유물을 받고 이송시킬 수 있다. 부유물은 컨베이어 벨트(180)를 따라 이동하여 폐기되거나 재사용될 수 있는 공간으로 보내진다. 컨베이어 벨트(180)는 상측롤러(181)와 하측롤러(182)를 동일한 방향으로 회전시키며 각각의 상단면과 접하는 구동벨트(185)를 일방향으로 회전시킬 수 있다. 컨베이어 벨트(180)는 레이크(160)가 방향 전환을 위해 회전하며 떨어지는 부유물이 안착되는 위치에 설치될 수 있다. 컨베이어 벨트(180)는 이러한 부유물을 잘 받기 위해 상측롤러(181)가 복수개로 형성되어 홈이 있는 형상으로 배치될 수 있다. 컨베이어 벨트(180)의 구성이나 동작은 이에 한정될 것은 아니며, 부유물을 이송할 수 있는 다양한 형태로 변형이 가능하다. 또한, 컨베이어 벨트(180)는 레이크(160)로부터 부유물이 안착되는 구간을 제외하고, 상단부가 데크(400)로 덮힌 구조일 수 있다. 즉, 컨베이어 벨트(180) 상단으로 데크(400)가 위치하여, 컨베이어 벨트(180)의 이송 구간을 보호할 수 있다.On the other hand, the
데크(400)는 수로의 상부에서 평행하게 설치되어 작업자의 발판 기능을 하는 것으로, 에이프런(115)의 후면으로 입사되는 햇빛을 차단하는 그늘막 기능 또한 할 수 있다. 데크(400)는 에이프런(115)의 상단부와 평행하게 설치되며, 이에 따라 데크(400)의 하단부에 그늘막을 형성할 수 있다. 즉, 데크(400)는 에이프런(115)의 후방에 그늘막을 형성하여 낮은 온도를 유지시켜 줄 수 있다. The
한편, 열전발전부(200)는 에이프런(115)의 배면부(117)에 부착되어 전면과 후면 사이의 온도차이를 이용해 전기를 생산한다. 도 2에서와 같이, 열전발전부(200)는 경사진 에이프런(115)의 뒷면에 밀착되어 설치될 수 있다. 열전발전부(200)는 복수 개의 열전소자(210)가 나란히 배열되어 형성될 수 있으며, 각각의 열전소자(210)의 뒷면에는 냉각 기능을 하는 히트싱크(220)가 부착될 수 있다. 즉, 열전소자(210)가 부착되는 에이프런(115)은 항시 햇빛을 받아 가열되어 고온의 상태를 유지하며, 열전소자(210)의 뒷면에는 히트싱크(220)가 부착되어 냉각 상태를 유지할 수 있다. 또한, 에이프런(115)의 후방에는 데크(400)가 위치하고, 에이프런(115) 또한 경사지게 형성되어 열전소자(210) 또는 히트싱크(220) 측으로 입사되는 햇빛을 차단하여 더욱 낮은 온도를 유지시킬 수 있다. On the other hand, the
열전발전부(200)는 배터리부(300)와 연결되어 생산된 전기를 배터리부(300)에 저장할 수 있다. 열전발전부(200)는 모터 구동부(140)가 멈추게 되는 비상 상황에 대비하여 배터리부(300)에 전력을 저장하였다가, 비상 상황시 모터 구동부(140)가 배터리부(300)에서 전기를 받아 다시 동작하도록 할 수 있다. 또한, 배터리부(300)는 비상 전력시 사용되는 기준 전기보다 많은 양을 저장하고 있을 경우, 여유분의 전기를 주변의 다른 기기에 제공할 수도 있다. 예를 들면, 배터리부(300)는 전기를 항시 사용되는 주변의 가로등 혹은 컨베이어 벨트(180)에 제공할 수도 있다. The
이하, 도 3 및 도 6을 참조하여, 열전발전부의 구조와 원리에 대해 보다 자세히 설명한다.Hereinafter, the structure and principle of the thermoelectric generator will be described in more detail with reference to FIGS. 3 and 6 .
도 3은 도 1의 에이프런의 배면사시도이고, 도 4는 도 3의 열전발전부의 기능을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 열전발전부가 설치된 에이프런의 배면사시도이며, 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 열전발전부가 설치된 에이프런의 배면사시도이다.Figure 3 is a rear perspective view of the apron of Figure 1, Figure 4 is a view schematically showing the function of the thermoelectric generator of Figure 3, Figure 5 is a rear perspective view of the apron in which the thermoelectric generator according to another embodiment of the present invention is installed, 6 is a rear perspective view of an apron installed with a thermoelectric generator according to another embodiment of the present invention.
도 3 및 도 4를 참조하면, 열전발전부(200)는 에이프런(115)의 배면부(117)에 위치하여, 에이프런(115)의 전후방의 온도차를 이용해 전기를 생산한다. 열전발전부(200)는 열전소자(210)와 열전소자(210)에 부착되는 히트싱크(220)로 구성되어, 열전소자(210)의 전면과 후면의 온도차를 이용해 전기를 생산할 수 있다. Referring to FIGS. 3 and 4 , the
열전소자(210)는 에이프런(115)의 배면부(117)에 부착되는 고온부(211)와, 반대측에서 히트싱크(220)가 부착되어 열을 방출하는 저온부(212)로 구성된다. 고온부(211)는 햇빛에 의해 열에너지를 갖는 에이프런(115)에 밀착되어 높은 온도를 유지한다. 저온부(212)는 에이프런(115)의 배면부(117)와 이격되어 에이프런(115)의 후방에 위치하며, 히트싱크(220)가 부착되어 낮은 온도를 유지할 수 있다. 특히, 저온부(212)는 히트싱크(220) 뿐만 아니라, 기울기를 갖는 에이프런(115)의 구조 및 데크(400)에 의한 가림막 등에 의해 햇빛이 가려져 더 낮은 온도를 유지할 수 있다. 또한, 열전발전부(200)는 양단이 프레임(110)으로 둘러싸여 양측의 빛 또한 차단될 수 있으며, 이에 따라, 에이프런(115)의 배면부는 항상 그늘진 구역으로 낮은 온도를 유지할 수 있다. 더 나아가, 열전발전부(200)는 프레임(110)의 내측으로 수용되는 구조로, 체인구동부(130) 및 레이크(160)의 동작에 간섭없이 전기를 생산할 수 잇는 구조이다.The
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 열전발전부(200)는 복수 개의 열전소자(210)로 구성되어 각각의 열전소자(210)에서 생산된 전기를 한번에 저장할 수 있다. 복수 개의 열전소자(210)는 일측면이 에이프런(115)에 배면부(117)에 부착되며, 타측면에는 각각 히트싱크(220)가 부착된다. 또한, 복수 개의 열전소자(210)는 나란히 배열되거나 무작위로 배열 될 수도 있으며, 배열 방식은 에이프런(115)의 후면 구조에 따라 다양하게 변형 가능하다. As shown in FIG. 3 , the
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 의한 열전발전부(200-1)는 단일 열전소자(210-1)로 구성될 수 있다. 단일 열전소자(210)는 에이프런(115)의 배면부를 덮을 수있을 정도의 크기로 형성될 수 있다. 단일 열전소자(210-1)에 부착되는 히트싱크(220-2) 또한, 하나의 큰 형상으로 이루어질 수 있다. 또한, 도 6을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 열전발전부(200-2)는 두 개의 열전소자(210-2)로 나누어져 배치될 수도 있다. 즉, 도 3, 도 5 및 도 6을 참조하면, 열전발전부(200, 200-1, 200-2)를 구성하는 열전소자(210, 210-1, 210-2) 및 히트싱크(220, 220-1, 220-2)의 크기와 형상 혹은 개수 등은 다양하게 변형 가능하다. Referring to FIG. 5 , a thermoelectric generator 200 - 1 according to another exemplary embodiment of the present invention may be configured as a single thermoelectric element 210 - 1 . The single
이하, 도 7 및 도 9를 참조하여, 열전발전 기능이 있는 제진기의 작동과정에 대해 보다 자세히 설명한다. Hereinafter, an operation process of the vibration damper having a thermoelectric power generation function will be described in more detail with reference to FIGS. 7 and 9 .
도 7은 도 1의 열전발전 기능이 있는 제진기의 정상작동모습이고, 도 8은 도 1의 열전발전 기능이 있는 제진기의 전원이 차단된 모습이고, 도 9는 도 1의 열전발전 기능이 있는 제진기의 비상구동 모습이다.7 is a view showing the normal operation of the vibration damper with thermoelectric power generation function of FIG. 1 , FIG. 8 is a view showing that the vibration damper with thermoelectric generation function of FIG. 1 is cut off, and FIG. 9 is the vibration damper with thermoelectric generation function of FIG. of emergency operation.
도 7을 참조하면, 열전발전 기능이 있는 제진기(1)의 평소 정상작동 과정에서, 열전발전부(200)는 지속적으로 배터리부(300)에 전기를 저장하며, 동시에 레이크(160)가 시계방향으로 회전하며 부유물(20)을 걸러줄 수 있다. 레이크(160)는 스크린(120) 전방에 흐르는 물과 함께 흘러 들어오는 부유물(20)을 컨베이어 벨트(180)로 이송시킬 수 있다. 또한, 수로(10)에 흐르는 물이 많지 않고 수위가 낮을 경우, 예를 들어, 도 7의 상황일 경우, 레이크(160)는 천천히 회전할 수 있다. 혹은 수로(10)의 물이 흐르지 않고 정지할 경우 레이크(160)도 함께 정지할 수 있다. 즉, 레이크(160)의 회전속도는 수로(10)에 흐르는 물의 양에 따라 조절되어 수로(10)의 안정한 상태를 유지할 수 있다.Referring to FIG. 7 , in the normal operation process of the
도 8을 참조하면, 열전발전 기능이 있는 제진기(1)는 대규모 정전사태나 홍수와 같은 자연재해가 발생할 경우 전기가 차단되어 구동이 멈출 수 있다. 열전발전 기능이 있는 제진기(1)의 외부전원이 차단되면, 모터 구동부(140)가 동작을 멈추게 되어 레이크(160)가 정지한다. 레이크(160)가 멈추고 회전을 하지 못하면 부유물이 걸러지지 못하고 스크린(120) 전방에 쌓이게 된다. 스크린(20) 전방에서는 수로(10)에 물이 계속 흐르지만 스크린(20)의 전면에 쌓인 부유물 때문에 물이 스크린(20)을 원활히 통과하지 못하며 유속이 낮아지게 된다. 이러한 상태가 지속되면 스크린(20)의 전방에서 유입되는 물의 양이 스크린(20)을 통과할 수 있는 물의 양보다 많아져 결국 스크린(120) 전방의 수위가 높아지며 부유물(20)이 계속해서 축적된다. Referring to FIG. 8 , when a natural disaster such as a large-scale blackout or flood occurs, the
도 9를 참조하면, 외부 전원이 차단된 상태에서, 열전발전 기능이 있는 제진기(1)는 배터리부(300)에 저장되어 있던 전기로 비상 구동을 할 수 있다. 즉, 배터리부(300)는 모터 구동부(140)에 동력을 제공할 수 있으며, 이에 따라 모터 구동부(140)는 레이크(160)를 다시 동작시켜 부유물을 걸러줄 수 있다. 배터리부(300)에 저장된 전기는 기존의 전원으로부터 받은 전기량보다 적을 수 있으며, 이에 따라 레이크(160)의 회전 속도를 하향 조절하여 적은 전기량으로 최소한의 구동을 할 수 있다. 예를 들어, 정상 작동시 1분에 5m를 회전하던 것을 1분에 0.5m 정도로 속도를 낮춰서 구동할 수 있다. 이렇게 비상 상황에서 열전발전부(200)로 천천히 레이크(160)를 구동시켜 부유물(20)을 걸러주면 스크린(120)이 막히지 않고 물의 유동을 유지할 수 있다. 그 후 전원이 차단되었던 문제가 해결되어 전원이 들어오면, 다시 정상적인 속도로 안정적인 구동이 가능하다. Referring to FIG. 9 , in a state in which the external power is cut off, the
수동으로 손잡이부(151)를 동작하면 레이크(160)가 수동으로 회전하게 되며 부유물(20)이 걸러진다. 손잡이부(151)는 래칫구조와 같이 일방향으로만 구동이 가능하도록 되어 있어 레이크(160)가 역으로 회전할 걱정이 없으며 일정 각도만큼 손잡이부(151)를 당기면 되므로 편리하게 작동시킬 수 있다. 수동으로 조작하여 스크린(120) 전면의 부유물(20)이 어느정도 걸러지면 다시 수로(10)에 흐르는 물의 흐름이 회복되고 스크린(120)의 전방과 후방의 수위가 비슷해질 수 있다. 스크린(20) 전방에 쌓여 있던 물에 의해 수위가 높아질 수 있다. When the
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can realize that the present invention can be embodied in other specific forms without changing its technical spirit or essential features. you will be able to understand Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.
1: 열전발전 기능이 있는 제진기
10: 수로
20: 부유물
110: 프레임
115: 에이프런
116: 가이드면
117: 배면부
120: 스크린
121: 스크린바
122: 틈새
123: 전위스크린
130: 체인구동부
140: 모터 구동부
141: 연결기어
142: 동력전달기어
143: 동력전달체인
145: 구동기어
146: 동력 전달축
147: 기어축
150: 기어부
151: 손잡이부
160: 레이크
180: 컨베이어 벨트
181: 상측롤러
182: 하측롤러
185: 구동벨트
200: 열전발전부
210: 열전소자
211: 고온부
212: 저온부
220: 히트싱크
300: 배터리부
400: 데크1: Vibrators with thermoelectric power generation 10: Water channels
20: float 110: frame
115: apron 116: guide surface
117: rear portion 120: screen
121: screen bar 122: gap
123: potential screen 130: chain drive unit
140: motor driving unit 141: connected gear
142: power transmission gear 143: power transmission chain
145: drive gear 146: power transmission shaft
147: gear shaft 150: gear unit
151: handle 160: rake
180: conveyor belt 181: upper roller
182: lower roller 185: drive belt
200: thermoelectric generator 210: thermoelectric element
211: high temperature part 212: low temperature part
220: heat sink 300: battery unit
400: deck
Claims (5)
상기 스크린 상단으로부터 연장되어 상기 스크린을 따라 올라오는 상기 부유물을 가이드하는 가이드면이 형성된 판 형상의 에이프런;
상기 스크린과 상기 에이프런을 고정하며 상기 수로의 벽면에 지지되는 프레임;
상기 프레임에 설치되며 상기 프레임의 둘레를 따라 일방향으로 연속적으로 회전하는 체인 구동부;
일단부가 상기 체인 구동부에 결합되어 상기 체인 구동부와 함께 연속적으로 이동하며 상기 스크린 전면에 걸린 상기 부유물을 걷어 상기 스크린을 거쳐 상기 에이프런 상단으로 끌어올리는 레이크;
상기 체인 구동부를 회전 구동하는 모터 구동부
상기 모터 구동부에 전력을 공급하는 배터리부; 및
상기 가이드면과 반대면이 되는 상기 에이프런의 배면부에 접하여 상기 에이프런의 온도를 이용하여 전기를 생성하여 상기 배터리부에 저장하는 열전발전부를 포함하는 열전발전 기능이 있는 제진기.a screen overlapping the inlet of the water channel and formed with a barrier to block the gaps through which water passes and the floating objects floating in the water current;
a plate-shaped apron extending from the top of the screen and having a guide surface for guiding the floating object rising along the screen;
a frame fixed to the screen and the apron and supported on the wall surface of the water channel;
a chain driving unit installed on the frame and continuously rotating in one direction along the circumference of the frame;
a rake having one end coupled to the chain driving unit and continuously moving together with the chain driving unit, and lifting the floating object caught on the front surface of the screen through the screen to the upper end of the apron;
A motor driving unit for rotationally driving the chain driving unit
a battery unit supplying power to the motor driving unit; and
and a thermoelectric generator for generating electricity using the temperature of the apron in contact with a rear surface of the apron opposite to the guide surface and storing the electricity in the battery unit.
상기 열전발전부는,
고온부가 상기 에이프런의 배면부에 접하는 열전소자와, 상기 열전소자의 저온부에 접하여 상기 저온부를 냉각하는 히트싱크를 포함하는 열전발전 기능이 있는 제진기.According to claim 1,
The thermoelectric generator unit,
A vibration damper with a thermoelectric power generation function, comprising: a thermoelectric element in which a high temperature part is in contact with a rear surface of the apron; and a heat sink in contact with a low temperature part of the thermoelectric element to cool the low temperature part.
상기 에이프런은 상기 가이드면이 상부를 향하고 상기 배면부가 하부를 향하도록 경사지게 배치되어,
상기 열전소자는 상기 저온부가 상기 고온부의 하부에 배치되는 열전발전 기능이 있는 제진기.3. The method of claim 2,
The apron is inclined so that the guide surface faces the upper part and the rear part faces the lower part,
The thermoelectric element is a vibration damper having a thermoelectric power generation function in which the low-temperature part is disposed below the high-temperature part.
상기 열전소자는 복수 개로 분할되어 상기 에이프런의 배면부에 배치되고, 상기 히트싱크는 복수 개로 분할되어 상기 열전소자마다 각각 배치되는 열전발전 기능이 있는 제진기. 3. The method of claim 2,
The thermoelectric element is divided into a plurality and disposed on the rear surface of the apron, and the heat sink is divided into a plurality and each thermoelectric element is disposed.
상기 수로 상부에 상기 에이프런의 상단과 평행하게 설치되어 발판으로 사용되며, 상기 히트싱크로 입사되는 햇빛을 차단하는 데크;
상기 데크에 설치되고 상기 체인구동부에 연결되어 회전 구동력을 전달하며, 상기 레이크가 역방향으로 이동하는 것을 방지하는 역방향 회전 방지 장치를 포함하는 기어부; 및
상기 기어부에 결합되어 상기 체인구동부에 동력을 전달하는 손잡이부를 포함하는 열전발전 기능이 있는 제진기.The method of claim 1,
a deck installed in parallel with the upper end of the apron on the upper part of the water channel and used as a scaffold to block sunlight incident on the heat sink;
a gear unit installed on the deck and connected to the chain driving unit to transmit a rotational driving force, and including a reverse rotation preventing device for preventing the rake from moving in the reverse direction; and
A vibration damper having a thermoelectric power generation function including a handle part coupled to the gear part to transmit power to the chain driving part.
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CN115228782A (en) * | 2022-07-25 | 2022-10-25 | 湘西土家族苗族自治州畜牧水产事务中心 | Fish blocking device for rice field fish culture and working method thereof |
CN116658131A (en) * | 2023-08-02 | 2023-08-29 | 招远金河石油设备技术开发有限公司 | Vibration screen tube sand filtering screen pipe device |
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KR100616725B1 (en) | 2005-06-08 | 2006-08-28 | 주식회사 엠에스테크 | Floating waste removal machine having hand rotery apparatus |
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2020
- 2020-09-10 KR KR1020200116303A patent/KR20220033888A/en not_active Application Discontinuation
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