태양광과 풍력을 이용한 가로등(Street lamp using solar and wind power generation)

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(45) 공고일자 2014년12월17일
(11) 등록번호 10-1474118
(24) 등록일자 2014년12월11일
(51) 국제특허분류(Int. Cl.)
F21S 9/04 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2013-0039068
(22) 출원일자 2013년04월10일
심사청구일자 2013년04월10일
(65) 공개번호 10-2014-0122424
(43) 공개일자 2014년10월20일
(56) 선행기술조사문헌
KR1020060066475 A*
KR1020090045747 A*
*는 심사관에 의하여 인용된 문헌
(73) 특허권자
문창곤
부산광역시 해운대구 신반송로 159 ,3동206호(
반송동,반송지구도개공영구임대아파트)
(72) 발명자
문창곤
부산광역시 해운대구 신반송로 159 ,3동206호(
반송동,반송지구도개공영구임대아파트)
전체 청구항 수 : 총 6 항 심사관 : 최명환
(54) 발명의 명칭 태양광과 풍력을 이용한 가로등
(57) 요 약
본 발명은 태양광과 풍력을 이용한 가로등에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 태양광집전판이 구비된 가로등의
일측에 커버를 구성함으로써, 상기 커버에 의해 상기 태양광집전판을 보호하고, 또한 태양광집전판에 흡착된 이
물질을 제거하여 태양광집전효율성이 향상되도록 하는 태양광과 풍력을 이용한 가로등에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은, 일측에 램프(12)가 구비되는 지주(10)와; 상기 지주(10)에 구비되고 태양광에너지를 집전
시켜 전기에너지로 변환시키도록 하는 태양광집전판(20); 상기 지주(10)의 일측에 구비되고 풍력에 의해 전기에
너지를 축전할 수 있도록 하는 풍력팬(30); 및 상기 태양광집전판(20)을 보호할 수 있도록 개폐하는 커버(40)를
포함하는 것을 특징으로 한다.
대 표 도 - 도2
등록특허 10-1474118
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특허청구의 범위
청구항 1
일측에 램프(12)가 구비되는 지주(10)와;
상기 지주(10)에 구비되고 태양광에너지를 집전시켜 전기에너지로 변환시키도록 하는 태양광집전판(20);
상기 지주(10)의 일측에 구비되고 풍력에 의해 전기에너지를 축전할 수 있도록 하는 풍력팬(30); 및
상기 태양광집전판(20)을 보호할 수 있도록 개폐하는 커버(40)를 포함하고;
상기 커버(40)는, 태양광집전판(20)에 대응되는 위치에 구비되는 셔터(42)와;
상기 태양광집전판(20)을 개폐시키도록 상기 셔터(42)에 승강력을 제공하는 승강부(44)를 더 포함하며;
상기 승강부(44)는, 모터(442)와;
상기 모터(442)에 고정되는 피니언기어(444); 및
상기 피니언기어(444)와 치합되고 타단이 셔터(42)에 고정되어 상기 피니언기어(444)의 회전방향에 따라 상기
셔터(42)가 승강되도록 하는 랙기어(446);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광과 풍력을 이용한 가로등.
청구항 2
청구항 1에 있어서,
상기 지주(10)의 일측에는 조도를 측정하여 측정된 조도값에 따라 상기 커버(40)가 태양광집전판(20)을 개폐시
키도록 센싱신호를 발생하는 조도감지센서(46)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광과 풍력을 이용한 가로
등.
청구항 3
삭제
청구항 4
삭제
청구항 5
청구항 1에 있어서,
상기 풍력팬(30)은, 회전축(32)과;
상기 회전축(32)의 일측에 고정되고 바람의 영향을 받아 상기 회전축(32)을 회전시키도록 하는 회전날개(34);
상기 회전축(32)의 일측에 구비되어 상기 회전축(32)이 설정된 한 방향으로만 회전되도록 회전방향을 단속하는
회전단속부(36)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광과 풍력을 이용한 가로등.
청구항 6
청구항 5에 있어서,
상기 회전단속부(36)는, 지주(10)에 고정되고 내측에 래칫기어(364)가 형성된 하우징(362);
상기 회전축(32)에 구비되고 타단이 상기 래칫기어(364)에 단속되어 어느 한 방향으로만 회전되도록 하는 래칫
(366); 및
상기 래칫(366)에 탄성력을 제공하는 스프링(368)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광과 풍력을 이용한
가로등.
등록특허 10-1474118
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청구항 7
청구항 1 또는 5에 있어서,
상기 풍력팬(30)에는 바람의 영향을 받아 회전날개(34)가 고정된 회전축이 어느 한 방향으로만 바람의 영향으로
회전되도록 하고 역방향의 바람이 불 경우 상기 회전날개(34)가 일정각도 회전되도록 하는 회절부(38)를 더 포
함하는 것을 특징으로 하는 태양광과 풍력을 이용한 가로등.
청구항 8
청구항 7에 있어서,
상기 회절부(38)는 회전축(32)에 고정되는 브라켓(382); 및
상기 브라켓(382)과 회전날개(34) 사이에 구성되고 일정각도 회전되도록 결합하는 힌지(384);를 더 포함하는 것
을 특징으로 하는 태양광과 풍력을 이용한 가로등.
명 세 서
기 술 분 야
본 발명은 태양광과 풍력을 이용한 가로등에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 태양광집전판이 구비된 가로등의[0001]
일측에 커버를 구성함으로써, 상기 커버에 의해 상기 태양광집전판을 보호하고, 또한 태양광집전판에 흡착된 이
물질을 제거하여 태양광집전효율성이 향상되도록 하는 태양광과 풍력을 이용한 가로등에 관한 것이다.
배 경 기 술
일반적으로, 가로등은 야간에 불을 밝히기 위하여 외부전원이 필수적으로 요구되고, 전원공급수단의 유지와 보[0002]
수를 위한 노력과 비용이 소모되며, 전원의 공급을 위하여 지속적으로 비용이 소모된다. 또한, 외부전원으로 인
하여 감전사고의 위험성이 있다.
종래의 태양이나 풍력과 같은 자연에너지를 이용한 가로등은, 도 1에 도시된 바와 같이, 태양광 집전판이나 풍[0003]
력팬에 의하여 발생된 전력이 축전기에 저장되고, 상기 축전기에 저장된 전력은 제어부에 의하여 전등으로 공급
되도록 제어된다.
또한, 가로등은, 태양광 집전판이 가로등의 기둥과 분리되어 있으며, 단일하게 설치되어 여러 방향의 빛을 소화[0004]
해 내기 어려워 집전효율성이 저하되는 문제점이 있다.
또한, 종래의 가로등 일측에 별도의 태양광 집전판이 설치됨에 따라, 시간 및 계절별 태양의 위치가 변함에 대[0005]
한 대응성이 없으므로 태양광 집전에 한계성이 있다.
또한, 종래의 가로등에 설치된 태양광 집전판은 외부에 노출된 상태를 유지함으로써, 외부환경에 의해 집전판이[0006]
파손되거나 또는 집전판에 이물질이 흡착됨에 따라 집전효율성을 상실시키는 문제점이 있다.
또한, 가로등에 설치된 풍력팬은 여러 방향에서 불어오는 바람에 따라 정회전 또는 역회전 등이 자유롭게 이루[0007]
어져 풍력에 의한 축전기능이 상실되는 문제점이 있다.
발명의 내용
해결하려는 과제
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안하는 것으로서, 본 발명의 목적은, 태양광집전판이 구비된 가로등의[0008]
일측에 커버를 구성함으로써, 상기 커버에 의해 상기 태양광집전판을 보호하고, 또한 태양광집전판에 흡착된 이
물질을 제거하여 태양광집전효율성이 향상되도록 하는 태양광과 풍력을 이용한 가로등을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 풍력팬이 구비된 가로등의 일측에 상기 풍력팬이 바람의 방향에 구애되지 않고 어느 한[0009]
방향으로만 회전되도록 회전단속부를 구성함으로써, 한 방향의 회전에 의해 전기에너지의 축전효율이 향상되도
록 하는 태양광과 풍력을 이용한 가로등을 제공하는 데 있다.
과제의 해결 수단
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상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 일측에 램프가 구비되는 지주와; 상기 지주에 구비되고 태양광[0010]
에너지를 집전시켜 전기에너지로 변환시키도록 하는 태양광집전판; 상기 지주의 일측에 구비되고 풍력에 의해
전기에너지를 축전할 수 있도록 하는 풍력팬; 및 상기 태양광집전판을 보호할 수 있도록 개폐하는 커버를 포함
하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 지주의 일측에는 조도를 측정하여 측정된 조도값에 따라 상기 커버가 태양광집전판을 개폐시[0011]
키도록 센싱신호를 발생하는 조도감지센서를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 커버는, 태양광집전판에 대응되는 위치에 구비되는 셔터와; 상기 태양광집전판을 개폐시키도[0012]
록 상기 셔터에 승강력을 제공하는 승강부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 승강부는, 모터와; 상기 모터에 고정되는 피니언기어; 및 상기 피니언기어와 치합되고 타단[0013]
이 셔터에 고정되어 상기 피니언기어의 회전방향에 따라 상기 셔터가 승강되도록 하는 랙기어를 더 포함하는 것
이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 풍력팬은, 회전축과; 상기 회전축의 일측에 고정되고 바람의 영향을 받아 상기 회전축을 회[0014]
전시키도록 하는 회전날개; 상기 회전축의 일측에 구비되어 상기 회전축이 설정된 한 방향으로만 회전되도록 회
전방향을 단속하는 회전단속부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 회전단속부는, 지주에 고정되고 내측에 래칫기어가 형성된 하우징; 상기 회전축에 구비되고[0015]
타단이 상기 래칫기어에 단속되어 어느 한 방향으로만 회전되도록 하는 래칫; 및 상기 래칫에 탄성력을 제공하
는 스프링을 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 풍력팬에는 바람의 영향을 받아 회전날개가 고정된 회전축이 어느 한 방향으로만 바람의 영[0016]
향으로 회전되도록 하고 역방향의 바람이 불 경우 상기 회전날개가 일정각도 회전되도록 하는 회절부를 더 포함
하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 회절부는 회전축에 고정되는 브라켓; 및 상기 브라켓과 회전날개 사이에 구성되고 일정각도[0017]
회전되도록 결합하는 힌지;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
발명의 효과
본 발명에 의하면, 태양광집전판이 구비된 가로등의 일측에 커버를 구성함으로써, 상기 커버에 의해 상기 태양[0018]
광집전판을 보호하고, 또한 태양광집전판에 흡착된 이물질을 제거하여 태양광집전효율성이 향상되도록 하는 효
과가 있다.
또한, 풍력팬이 구비된 가로등의 일측에 상기 풍력팬이 바람의 방향에 구애되지 않고 어느 한 방향으로만 회전[0019]
되도록 회전단속부를 구성함으로써, 한 방향의 회전에 의해 전기에너지의 축전효율이 향상되도록 하는 효과가
있다.
도면의 간단한 설명
도 1은 종래의 태양이나 풍력과 같은 자연에너지를 이용한 가로등 회로도.[0020]
도 2는 본 발명에 따른 가로등의 정면도.
도 3은 본 발명에 따른 태양광집전판과 커버의 결합관계를 보인 일부확대도.
도 4는 본 발명에 따른 태양광집전판과 커버의 결합관계를 보인 일부확대 평면도.
도 5는 본 발명에 따른 지주와 풍력팬의 결합관계를 보인 일부확대도.
도 6은 본 발명에 따른 회전단속부의 결합관계를 보인 일부확대 평면도.
도 7은 본 발명에 따른 회절부의 작용상태를 보인 일부확대 평면도.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.[0021]
본 발명에 따른 가로등(1)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 지면에서 세워지는 지주(10)와, 상기 지주(10)의 일측[0022]
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에 구성되는 태양광집전판(20), 및 상기 지주(10)의 일측에 구성되는 풍력팬(30)을 포함한다.
상기 지주(10)에는 태양광집전판(20) 또는 풍력팬(30)에 의해서 생성된 전기에너지를 축전하기 위한 축전기(도[0023]
시하지 않음)와 램프(12)를 점등 또는 소등시키기 위한 제어장치 등이 구비된 제어패널(14)이 구성된다.
또한, 상기 제어패널(14)에는 축전기의 방전을 대비하여 비상용으로 사용이 가능한 비상배터리가 구성된다.[0024]
상기 태양광집전판(20)은 상기 지주(10)의 외주을 따라 방사형으로 구성된다. 또한, 상기 태양광집전판(20)은[0025]
태양광에너지를 상기 제어패널(14)에 구비된 축전기에 축전되도록 구성된다.
또한, 상기 태양광집전판(20)에는 야간 등과 같이 태양광을 집전할 수 없는 조건을 경우에 상기 태양광집전판[0026]
(20)에 이물질 등이 흡착되는 것을 방지하도록 하는 커버(40)가 구성된다.
상기 커버(40)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 태양광집전판(20)의 외주에 구비되어, 상기 태양광집[0027]
전판(20)을 보호한다.
상기 커버(40)는, 태양광집전판(20)의 외주에 구비되는 셔터(42), 및 상기 셔터(42)가 승강되도록 승강력을 제[0028]
공하는 승강부(44)로 구성된다.
상기 셔터(42)는 태양광집전판(20)과 일정간격을 유지하도록 구비된다. 또한, 상기 셔터(42)의 내측면에는 승강[0029]
부(44)에 의해 승강하면서 상기 태양광집전판(20)에 흡착된 이물질을 제거하기 위한 브러쉬(43)가 구비된다.
상기 브러쉬(43)는 태양광집전판(20)에 손상을 주지않으면서 이물질을 제거할 수 있는 재질이면 어느 것이든 사[0030]
용 가능한 것으로서, 가령, 스펀지나, 헝겊, 솔 등의 다양한 기재가 사용될 수 있다.
상기 승강부(44)는, 정,역회전하는 모터(442)와, 상기 모터(442)의 일측에 구비되는 피니언기어(444), 및 상기[0031]
셔터(42)의 내측에 구비되고, 상기 피니언기어(444)와 치합되는 랙기어(446)로 구성된다.
또한, 상기 모터(442)는 상기 지주(10)의 제어패널(14)에 구비된 축전기로부터 전력을 제공받아 회전력을 발생[0032]
한다.
상기 피니언기어(444)는 상기 모터(442)의 연장축에 고정되고 랙기어(446)와 치합되어, 상기 모터(442)에서 발[0033]
생한 회전력에 의해 회전함에 따라 상기 랙기어(446)가 승강되도록 한다.
상기 랙기어(446)는 상기 피니언기어(444)와 치합되고 일단이 셔터(42)에 고정됨으로써, 상기 피니언기어(444)[0034]
의 회전방향에 따라 상기 셔터(42)가 승강되도록 한다.
또한, 상기 승강부(44)는 지주(10)의 일측에 구비되고 조도를 측정하여, 측정된 조도값에 따라 태양광집전판[0035]
(20)이 개폐되게 셔터(42)를 승강시키도록 하는 조도감지센서(46)가 구비된다.
또한, 상기 승강부(44)는 관리자의 필요에 따라 작동시킬 수 있도록 하는 스위치가 구비된다.[0036]
상기 풍력팬(30)은 바람에 의해 회전하면서 발생된 전력을 축전기에 축전시키도록 하는 수단이다.[0037]
상기 풍력팬(30)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 회전축(32)과, 상기 회전축(32)의 일단에 구비되는 회전날개[0038]
(34), 및 상기 회전축(32)의 일측에 구비되어 상기 회전축(32)이 어느 한 방향으로만 회전되도록 회전방향을 단
속하는 회전단속부(36)로 구성된다.
상기 회전축(32)은 회전날개(34)가 바람에 의해 회전할 때 회전되면서 전기를 생산하고 이를 축전기에 축전되도[0039]
록 구성된다.
상기 회전날개(34)는 바람의 영향을 받아 회전하는 것으로, 상기 회전축(32)에 복수로 구성된다.[0040]
또한, 상기 회전날개(34)에는 도 7에 도시된 바와 같이, 바람의 영향에 구애되지 않고 한 방향으로만 회전이 이[0041]
루어지도록 하는 회절부(38)가 구비된다.
상기 회절부(38)는, 회전축(32)에 방사형에 복수로 구성되는 브라켓(382), 및 상기 브라켓(382)과 회전날개(3[0042]
4)를 연결하고 바람의 방향에 따라 상기 회전날개(34)가 회전될 수 있도록 결합하는 힌지(384)로 구성된다.
또한, 상기 브라켓(382)에는, 바람의 방향에 의해 상기 힌지(384)를 중심으로 일정각도 회전된 후 바람의 영향[0043]
이 미치지 않으면 회전날개(34)가 원위치로 복귀되도록 탄성력을 제공하는 스프링(도시하지 않음)이 구성된다.
또한, 상기 회전날개(34)에는 중앙 또는 일측에 일정각도 회전될 수 있도록 하는 중간회절부(386)가 구비된다.[0044]
등록특허 10-1474118
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또한, 상기 브라켓(382)는, 도 7에 도시된 도면을 기준으로, 바람의 방향이 위에서 아래로 진행될 경우에 회전[0045]
날개(34)가 힌지(384)를 중심으로 회전되지 않고 회전축(32)을 회전시킬 수 있도록 상기 회전날개(34)를 지지하
고, 이와 반대로 바람이 아래에서 위로 진행될 경우 상기 힌지(384)를 중심으로 회전되며, 또한 상기 회전날개
(34)의 중간회절부(386)에 의해 회전되어 바람에 의해 회전날개(34)가 파손되는 것을 최소화한다.
상기 회전단속부(36)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 지주(10)에 고정되고 내측에 래칫기어(364)가 형성된 하우징[0046]
(362), 및 회전축(32)에 구비되고 일단이 상기 래칫기어(364)와 치합되는 래칫(366)으로 구성된다.
또한, 상기 래칫(366)에는 상기 래칫(366)에 복귀력을 제공하는 스프링(368)이 구성된다.[0047]
이에 따라, 도 6에 도시된 도면을 기준으로, 상기 회전축(32)이 반시계 방향으로 회전될 경우에는 래칫(366)이[0048]
래칫기어(364)에 단속되지 않으므로 상기 회전축(32)의 회전을 간섭하지 않게 되고, 이와 반대로 시계방향으로
회전될 경우 래칫(366)이 래칫기어(364)에 단속되어 상기 회전축(32)이 회전되는 것을 단속함으로써, 상기 회전
축(32)의 어느 한 방향 회전만 이루어지도록 단속하게 된다.
상기와 같이 구성된 태양광과 풍력을 이용한 가로등의 작용상태를 살펴보면 다음과 같다.[0049]
먼저, 가로등(1)의 태양광집전판(20)은 태양광을 집전하여 전기에너지로 변화시켜 축전기에 축전한다.[0050]
만약, 밤 또는 흐린날과 같이 태양광을 흡수할 수 없는 조도가 약할 경우에는, 가로등(1)에 구성된 조도감지센[0051]
서(46)에서 측정된 조도값이 일정값 이하이므로, 상기 조도감지센서(46)의 센싱신호에 의해 커버(40)가 작동된
다.
즉, 상기 커버(40)의 모터(442)에서 회전력이 발생하면, 피니언기어(444)가 회전하면서, 이에 치합된 랙기어[0052]
(446)가 상승하게 된다. 이로 인해, 상기 랙기어(446)가 고정된 셔터(42)가 상승하여 태양광집전판(20)를 커버
하게 된다.
또한, 상기 셔터(42)에는 상기 태양광집전판(20)의 표면을 닦을 수 있는 부러쉬(43)가 구성되어 있으므로, 상승[0053]
과 함께 상기 태양광집전판(20)에 묻혀있는 이물질을 제거하게 된다.
또한, 바람이 불어 올 경우, 바람의 방향에 따라 회전날개(34)가 고정된 회전축(32)을 회전시킴으로써, 전기에[0054]
너지를 축전기로 축전시키게 된다.
이렇게 태양광 또는 풍력에 의해 전기에너지가 축전된 축전기를 통해 가로등(1)에 구비된 램프(12)에 사용되고,[0055]
잉여전기에너지는 주변 관공서 또는 전력소에 충전되도록 공급할 수도 있다.
이상에서 설명한 것은 태양광과 풍력을 이용한 가로등을 실시하기 위한 하나의 실시 예를 설명한 것으로, 이에[0056]
한정하는 것은 아니며, 본 발명에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면, 본 발명의 요지를 벗어남이
없이 다양한 변경실시가 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
부호의 설명
1: 가로등 10: 지주[0057]
12: 램프 14: 제어패널
20: 태양광집전판 30: 풍력팬
32: 회전축 34: 회전날개
36: 회전단속부 362: 하우징
364: 래칫기어 366: 래칫
368: 스프링 38: 회절부
382: 브라켓 384: 힌지
386: 중간회절부 40: 커버
42: 셔터 43: 브러쉬
44: 승강부 442: 모터
등록특허 10-1474118
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444: 피니언기어 446: 랙기어
도면
도면1
도면2
등록특허 10-1474118
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도면3
도면4
등록특허 10-1474118
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도면5
도면6
등록특허 10-1474118
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도면7
등록특허 10-1474118
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