KR101925247B1 - Street lamp using hybrid generation system - Google Patents

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KR101925247B1
KR101925247B1 KR1020180053245A KR20180053245A KR101925247B1 KR 101925247 B1 KR101925247 B1 KR 101925247B1 KR 1020180053245 A KR1020180053245 A KR 1020180053245A KR 20180053245 A KR20180053245 A KR 20180053245A KR 101925247 B1 KR101925247 B1 KR 101925247B1
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양현대
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양현대
감봉수
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Abstract

The present invention relates to a street lamp. The street lamp comprises: a photovoltaic power generation part generating power by using solar light; and a wind power generation part generating power by using wind power, wherein the power generated in the photovoltaic power generation part and the wind power generation part is stored in a storage battery to light a lamp by using the power in the storage battery.

Description

하이브리드 발전을 이용한 가로등{Street lamp using hybrid generation system}[0001] Street lamp using hybrid generation system [

본 발명은 가로등에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양광을 이용하여 전력을 생산하는 태양광발전부과 풍력을 이용하여 전력을 생산하는 풍력발전부를 포함하여 구성되며, 상기 태양광발전부와 풍력발전부에서 생산된 전력을 축전지에 저장하고, 저장된 축전지의 전력을 전원으로 전등을 켜는 하이브리드 발전을 이용한 가로등이다.The present invention relates to a streetlight, and more particularly, to a streetlight including a solar power generator for generating electric power using sunlight and a wind power generator for generating electric power using wind power, Is a streetlight that uses hybrid power generation that stores electric power produced by a battery and stores electric power of the stored battery as a power source.

일반적으로 가로등(街路燈)은 말 그대로 길가에 설치하여 보행자를 위한 조명이나 교통상 안전을 위해 설치해 놓은 등을 말하며, 시간에 맞추어 켜지거나 꺼지도록 제어되고 그 전원은 주로 전력생산회사에서 화석연료로 생산된 전기를 사용하게 된다.Generally, a street light is literally installed on the roadside for lighting for pedestrians or for traffic safety. It is controlled to turn on or off according to time, and the power is mainly supplied by the electric power producing company to the fossil fuel The electricity produced will be used.

이러한 가로등은 근래에 들어 화석연료로 생산한 전기 대신 자연으로부터 직접 얻을 수 있는 신재생에너지를 이용한 것이 연구되고 제안되고 있는데, 이러한 신재생에너지는 태양열, 태양광발전, 바이오매스, 풍력, 소수력, 지열, 해양에너지, 폐기물에너지와 3개 분야의 신에너지(연료전지, 석탄액화가스화, 수소에너지) 등 총 11개 분야로 나누어진다.These street lamps have been studied and proposed using renewable energy that can be obtained directly from nature instead of electricity produced by fossil fuels in recent years. Such renewable energy has been proposed as solar energy, solar power generation, biomass, wind power, , Marine energy, waste energy, and three new energy sources (fuel cell, coal liquefied gasification, hydrogen energy).

본 발명은 이러한 신재생에너지 중 태양광발전과 풍력발전 등 둘 이상의 신재생에너지를 동시에 이용한 하이브리드 발전을 이용한 가로등에 관한 것이다.The present invention relates to a streetlight using hybrid power generation using two or more renewable energy sources such as photovoltaic power generation and wind power generation.

한편, 일반적으로 사용되는 풍력발전기는 날개의 회전축이 지면과 평행한 수평형 풍력발전기와, 이러한 수평형 풍력발전기와 대응되는 것으로서 특허 제10-1217314호에 개시되어 있는 것과 같은 수직형 풍력발전기(수직축 풍차)가 있다.On the other hand, a generally used wind power generator has a horizontal type wind power generator in which the rotation axis of the blade is parallel to the ground, and a vertical type wind power generator such as that disclosed in Japanese Patent No. 10-1217314 Windmill).

이러한 수평형 및 수직형 풍력발전기는 어떠한 형태이던지 풍력을 이용해 하나 또는 복수의 날개를 회전시키고, 이러한 날개의 중심에 회전축을 설치하여 상기 회전축의 회전을 이용해 전기를 유도하여 생산하게 된다.Such a horizontal and vertical type wind turbine is produced by rotating one or a plurality of blades using wind power in any form, and installing a rotary shaft at the center of the blades to induce electricity using the rotation of the rotary shaft.

상기 특허에는 수직축 풍차에 있어서, 상기 수직축 풍차는 풍력에 의해 회전하는 회전축(700)과, 상기 회전축(700)의 상부와 하부에 결합되는 상판(100) 및 하판(200)과, 상기 상판(100)과 하판(200) 사이에 구비되는 하나 이상의 날개(400)와, 상기 회전축(700)과 연결된 발전장치를 포함하여 구성되며, 상기 날개(400)는 상판(100)과 하판(200) 중 적어도 한쪽 이상은 요동운동장치(600)에 의해 결합되고, 상기 날개(400)는 요동운동장치(600)의 회전중심축을 기준으로 풍향에 따라 회전이 가능하도록 구성되고, 상기 회전축(700)과 발전장치 사이에는 증속장치(800)가 형성되어 회전력을 증폭시키되, 상기 증속장치(800)는 상기 회전축(700)과 연결로드(822)에 의해 결합되어 회전력을 전달받게 되며, 상기 연결로드(822)와 체결되어 회전하는 플레이트(820)와, 상기 플레이트(820)의 회전력을 전달받아 회전하는 복수의 플래닛기어(870)와, 상기 플래닛기어(870) 사이에서 각각의 플래닛기어(870)와 맞물려 회전하면서 회전력을 발전장치로 전달하는 썬기어(850) 및 상기 플래닛기어(870)를 모두 감싸도록 위치하여 상기 플래닛기어(870)와 썬기어(850)가 고정된 위치에서 고속 회전할 수 있도록 하는 링기어(860)를 포함하여 구성된 것이 특징인 풍향조절 날개형 수직축 풍차가 개시되어 있는데, 풍력발전기를 이루는 구성 특히, 날개와 상기 날개를 잡아주기 위한 프레임의 하중이 증속장치로 직접 전달됨으로써 증속장치에 가하는 하중이 과도하게 작용할 우려가 있으며, 이로써 증속장치에 구성되어 있는 베어링 등에 계속하여 하중이 작용함으로써 그 수명을 단축시킬 우려가 있다.The vertical axis windmill includes a rotating shaft 700 rotated by wind power, an upper plate 100 and a lower plate 200 coupled to upper and lower portions of the rotating shaft 700, The wing 400 includes at least one of an upper plate 100 and a lower plate 200 and at least one wing 400 disposed between the upper plate 100 and the lower plate 200 and a power generator connected to the rotation shaft 700, One or more of the vanes 400 are coupled by a swing motion device 600. The vanes 400 are configured to be rotatable in accordance with a wind direction with respect to a rotation center axis of the swing motion device 600, The speed reducer 800 is coupled with the rotation shaft 700 by the connection rod 822 to receive the rotational force and the rotation of the connection rod 822 A plate 820 fastened and rotated, A plurality of planetary gears 870 rotated by receiving electric power, a sun gear 850 rotatingly engaged with the planetary gears 870 between the planetary gears 870 to transmit rotational force to the generators, And a ring gear (860) positioned to surround all of the sun gear (870) and the planet gear (870) so that the sun gear (850) can rotate at a fixed position. There is a possibility that a load applied to the speed increasing device may be excessively applied due to the load of the wind power generator and particularly the load of the frame for holding the blades and the blades is directly transmitted to the speed increasing device, There is a fear that the load will be shortened due to the continuous action of the load on the bearing and the like.

또한, 발전량을 늘려주기 위해 날개의 수를 증가시키거나 날개의 크기를 상대적으로 크게 할 경우 이러한 하중에 대한 우려는 더욱 가중될 수밖에 없으며, 바람이 강하게 불 경우 날개의 강한 회전동력이 회전축으로 전달되고, 회전축에 전달된 동력은 플래닛기어(유성기어) 쪽으로 전달되는 반면 발전을 위해 선기어를 잡아주는 힘이 발전기에 발생함으로써 플래닛기어에는 날개에 의한 회전토크와 썬기어를 잡아주고자 하는 토크가 서로 반대방향으로 걸리고 이로써 플래닛기어에 강한 토크가 걸려 플래닛기어가 파손되는 문제가 발생할 수 있다.In addition, if the number of wings is increased or the size of the wing is increased to increase the amount of power generation, the fear of such a load must be increased, and when the wind is strong, strong rotational power of the wing is transmitted to the rotary shaft , The power transmitted to the rotating shaft is transmitted to the planet gear (planetary gear), while the force for catching the sun gear for the power generation is generated in the generator, so that the torque to rotate the wing and the torque to catch the sun gear are opposite to each other Direction, which may result in a strong torque on the planet gear, which can damage the planet gear.

대한민국 등록특허공보 제10-1217314호Korean Patent Publication No. 10-1217314

따라서 본 발명은 태양광발전과 풍력발전을 이용해 생산한 전력을 전원으로 동시 사용하여 날씨가 화창한 날에는 태양광발전으로 생산한 전력을 전원으로 사용하고 바람이 많이 부는 날에는 풍력발전으로 생산한 전력을 전원으로 사용함으로써, 화석연료를 사용하여 생산한 전력이 필요없이 전등을 켤 수 있는 하이브리드 발전을 이용한 가로등을 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention uses the power generated by the photovoltaic power generation and the wind power generation simultaneously as the power source, and uses the power produced by the photovoltaic power generation as a power source on the sunny day and the power produced by the wind power generation on the windy day The present invention aims to provide a streetlight using hybrid electric power generation that can turn on a light without using electric power produced by using fossil fuel.

또한, 풍력에 의해 회전되는 날개로부터 회전동력을 전달받는 입력축의 회전속도를 높여 출력축(선기어)으로 전달하여 전력을 생산하는 증속발전기 쪽으로 날개와 상하부 연결프레임 및 상부회전판의 하중이 직접 전달되는 것을 방지하여 증속발전기의 파손을 방지하고 내구성을 높인 하이브리드 발전을 이용한 가로등을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.In addition, the rotational speed of the input shaft receiving rotational power from the wing rotated by the wind is increased and transmitted to the output shaft (sun gear), thereby preventing the load on the wing and the upper and lower connecting frames and the upper rotating plate from being directly transmitted to the speed- The present invention provides a streetlight using hybrid electric power generation that prevents breakage of the electric power generator and improves durability.

또한, 상기 증속발전기의 구성 중 입력축의 동력을 전달하는 상부캐리어와 하부캐리어 사이에 보조기어를 구성하여 상기 보조기어에 의해 상부캐리어의 회전에 대한 토크를 분담시켜 유성기어의 파손을 방지한 하이브리드 발전을 이용한 가로등을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.Also, in the structure of the speed-increasing electric power generator, an auxiliary gear is formed between the upper carrier and the lower carrier that transmits the power of the input shaft, and the torque of the upper carrier is shared by the auxiliary gear to prevent breakage of the planetary gear. There is another purpose of providing a streetlight using a light source.

본 발명에 의한 하이브리드 발전을 이용한 가로등은 하이브리드 발전으로 생산한 전력을 전원으로 사용하는 가로등에 있어서, 상기 가로등은 지면에 고정 설치되는 기둥과, 상기 기둥에 고정 결합되어 태양광을 이용한 발전으로 전력을 생산하는 태양광발전부와, 풍력을 이용한 발전으로 전력을 생산하는 풍력발전부와, 상기 태양광발전부와 풍력발전부에서 생산된 전력을 저장하는 축전지와, 상기 축전지의 전력을 이용해 빛을 발광하는 전등으로 구성된 것이 특징이다.The present invention relates to a streetlight using hybrid power generation, and a street lamp using the electric power generated by the hybrid power generation as a power source, wherein the streetlight is fixedly installed on the ground, A wind power generating unit for generating electric power by power generation using wind power; a storage battery for storing the power generated by the solar power generating unit and the wind power generating unit; And a lamp for lighting.

본 발명에 의한 하이브리드 발전을 이용한 가로등은 태양광발전과 풍력발전을 이용해 생산한 전력을 전원으로 동시 사용하여 날씨가 화창한 날에는 태양광발전으로 생산한 전력을 전원으로 사용하고 바람이 많이 부는 날에는 풍력발전으로 생산한 전력을 전원으로 사용함으로써, 화석연료를 사용하여 생산한 전력이 필요없이 전등을 켤 수 있는 현저한 효과가 있으며, 풍력에 의해 회전되는 날개로부터 회전동력을 전달받는 입력축의 회전속도를 높여 출력축(선기어)으로 전달하여 전력을 생산하는 증속발전기 쪽으로 날개와 상하부 연결프레임 및 상부회전판의 하중이 직접 전달되는 것을 방지하여 증속발전기의 파손을 방지하고 내구성을 높인 현저한 효과가 있으며, 상기 증속발전기의 구성 중 입력축의 동력을 전달하는 상부캐리어와 하부캐리어 사이에 보조기어를 구성하여 상기 보조기어에 의해 상부캐리어의 회전에 대한 토크를 분담시켜 유성기어의 파손을 방지한 현저한 효과가 있다.The street lamp using the hybrid power generation according to the present invention uses the power generated by the solar power generation and the wind power generation at the same time as the power source and uses the power produced by the solar power generation as the power source on the sunny day, By using the electric power produced by the wind power generation as a power source, there is a remarkable effect that the electric power produced by using the fossil fuel can be turned on, and the rotation speed of the input shaft receiving the rotational power from the wing rotated by the wind power And the load on the upper and lower connecting frames and the upper rotating plate is prevented from being directly transmitted to the speed-increasing generator that generates power by transmitting the load to the output shaft (sun gear), thereby preventing breakage of the speed-increasing generator and increasing durability. An upper carrier for transmitting the power of the input shaft and a lower carrier There is a remarkable effect of preventing the planetary gear from being damaged by sharing the torque for the rotation of the upper carrier by the auxiliary gear.

도 1은 본 발명의 전체 사시구성도
도 2는 본 발명에 의한 풍력발전부의 사시구성도
도 3은 본 발명에 의한 풍력발전부의 일부분을 생략한 사시구성도
도 4는 본 발명에 의한 풍력발전부의 일부분 정면구성도
도 5는 본 발명의 일부분 사시구성도
도 6은 도 5의 분리구성도
도 7은 본 발명에 의한 증속발전기의 분리구성도
도 8은 본 발명에 의한 증속발전기의 단면구성도
도 9은 본 발명에 의한 증속발전기의 일부분 분리구성도
도 10은 본 발명에 의한 증속발전기의 일부분 사시구성도1 is a block diagram of an entire strabismus configuration of the present invention
2 is a perspective view of a wind power generator according to the present invention;
3 is a perspective view of a wind power generator according to the present invention,
4 is a partial front view of the wind power generator according to the present invention
Figure 5 is a partial perspective view of the present invention
Fig. 6 is an exploded view
Fig. 7 is a view showing the separation structure of the speed-
8 is a cross-sectional structural view of a speed-increasing generator according to the present invention
Fig. 9 is a partially sectional view of the speed-
10 is a partial perspective view of the speed-increasing generator according to the present invention

본 발명은 가로등에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양광을 이용하여 전력을 생산하는 태양광발전부과 풍력을 이용하여 전력을 생산하는 풍력발전부를 포함하여 구성되며, 상기 태양광발전부와 풍력발전부에서 생산된 전력을 축전지에 저장하고, 저장된 축전지의 전력을 전원으로 전등을 켜는 하이브리드 발전을 이용한 가로등이다.The present invention relates to a streetlight, and more particularly, to a streetlight including a solar power generator for generating electric power using sunlight and a wind power generator for generating electric power using wind power, Is a streetlight that uses hybrid power generation that stores electric power produced by a battery and stores electric power of the stored battery as a power source.

이하, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 전체 사시구성도이고, 도 2는 본 발명에 의한 풍력발전부의 사시구성도이며, 도 3은 본 발명에 의한 풍력발전부의 일부분을 생략한 사시구성도이고, 도 4는 본 발명에 의한 풍력발전부의 일부분 정면구성도이며, 도 5는 본 발명의 일부분 사시구성도이고, 도 6은 도 5의 분리구성도로써, 본 발명에 의한 하이브리드 발전을 이용한 가로등은 하이브리드 발전으로 생산한 전력을 전원으로 사용하는 가로등에 있어서, 상기 가로등은 지면에 고정 설치되는 기둥(1)과, 상기 기둥(1)에 고정 결합되어 태양광을 이용한 발전으로 전력을 생산하는 태양광발전부(2)와, 풍력을 이용한 발전으로 전력을 생산하는 풍력발전부(10)와, 상기 태양광발전부(2)와 풍력발전부(10)에서 생산된 전력을 저장하는 축전지와, 상기 축전지의 전력을 이용해 빛을 발광하는 전등(3)으로 구성된 것이 특징이다.2 is a perspective view of a wind power generator according to the present invention. FIG. 3 is a perspective view of a wind power generator according to the present invention, FIG. 5 is a perspective view of a part of the wind power generation unit according to the invention. FIG. 5 is a perspective view of a part of the present invention, and FIG. 6 is a perspective view of the separation structure of FIG. 1. A street light using electric power as a power source, the street light including a column (1) fixedly installed on the ground, a solar power generator (2) fixed to the column (1) A wind power generating unit 10 for generating electric power by power generation using wind power, a storage battery for storing the electric power produced by the solar power generating unit 2 and the wind power generating unit 10, To emit light Is characterized by consisting of a light fixture (3).

먼저, 상기 기둥(1)은 지면에 고정 설치되는 지주(支柱)로써, 지면 아래쪽에 설치되는 콘크리트구조물에 견고하게 고정되며, 대략 3~6m 정도의 길이로 설치된다.First, the column 1 is a column that is fixed to the ground, and is firmly fixed to a concrete structure provided below the ground, and is installed with a length of about 3 to 6 meters.

상기 기둥(1)에는 태양광을 이용한 발전으로 전력을 생산하는 태양광발전부(2)와 풍력을 이용해 전력을 생산하는 풍력발전부(10)가 동시에 설치되며, 태양광발전부(2)와 풍력발전부(10)에서 생산한 전력은 기둥의 일측에 설치된 단자함이나 전선을 통해 축전지(도시하지 않음)에 저장되고, 상기 축전지에 저장된 전력은 전등(3)으로 공급되어 불을 밝히게 된다.The column 1 is provided with a solar power generating unit 2 for generating electric power by solar power generation and a wind power generating unit 10 for generating electric power by using wind power. The solar power generating unit 2, Electric power produced by the wind power generator 10 is stored in a battery (not shown) through a terminal box or a wire installed on one side of the column, and the electric power stored in the battery is supplied to the electric lamp 3 to illuminate.

또한, 상기 축전지는 태양광발전부(2)와 풍력발전부(10)에서 생산한 전력을 저장하기 위해 하나의 축전지를 사용할 수 있고, 경우에 따라 별도로 축전지를 구성하여 개별적으로 충전하여 사용할 수도 있는데, 하나의 축전지를 사용할 경우 컨트롤러를 사용하여 축전지의 충전량을 조절하거나 축전지의 방전을 방지하기 위해 전등으로 보내는 전력을 차단할 수 있다. In addition, the storage battery may use one storage battery for storing the power produced by the solar power generator 2 and the wind power generator 10, and may separately charge the storage battery by separately charging the battery. , If one battery is used, the controller can be used to control the amount of charge in the battery or to shut off the power to the lamp to prevent discharge of the battery.

태양광발전부(2)에 의한 전력의 생산은 태양이 떠 있는 경우 즉, 태양광이 있는 시간대에만 실제 발전이 이루어지고, 풍력발전은 바람이 일정속도 이상으로 불어서 날개가 발전에 필요한 속도 이상으로 회전될 경우에만 실제 발전이 이루어지는데, 본 발명은 축전지에 충전할 수 있을 만큼의 고전압으로 전기가 생산되었을 때만 축전지에 충전을 행하는 것이 바람직하다.The generation of electric power by the solar power generation section (2) is performed only when the sun is floating, that is, during the time when the sunlight is present, and the wind power generation is performed at a speed higher than the speed required for power generation It is preferable that the battery is charged only when electricity is produced at a high voltage enough to charge the battery.

즉, 축전지의 정격용량이 DC24V라면 태양광발전부의 태양전지판에 의한 발전전압은 축전지의 정격용량과 거의 비슷하므로 별도의 승압이 필요치 않은데, 풍력발전부의 경우 저속으로 날개가 회전되면 축전지의 정격용량에 한참 못 미치는 저전압의 전력이 생산되며 이러한 저전압의 전력은 축전지에 충전이 불가하여 필요없는 전력이 되므로, 이러한 경우 컨트롤러에서는 풍력발전부에서 생산된 전력을 축전지로 충전하지 못하도록 차단해줄 수 있다.That is, if the rated capacity of the battery is DC24V, the voltage generated by the solar panel of the photovoltaic power generation unit is almost equal to the rated capacity of the battery, so there is no need to increase the voltage. In case of the wind power generation unit, if the wing is rotated at low speed, The power generated by the wind power generator can be prevented from being charged by the battery because the power of the low voltage is generated and the power of the low voltage can not be charged to the battery because the battery can not be charged.

상기 풍력발전부(10)는 풍력에 의해 회전되는 날개(11)와, 상기 날개(11)와 연결되어 날개를 지지해주는 상하부연결프레임(12, 13)과, 상기 상부연결프레임(12)과 고정 결합되어 회전되는 상부회전판(15)과, 상기 하부연결프레임(13)과 고정 결합되어 회전되는 하부회전판(16)과, 상기 상부회전판(15)의 회전동력을 전달받아 회전속도를 높이고 전력을 생산하는 증속발전기(20)로 구성된다.The wind power generating unit 10 includes a blade 11 rotated by wind force, upper and lower connecting frames 12 and 13 connected to the blades 11 to support the blades, A lower rotating plate 16 rotatably coupled to the lower connecting frame 13 and an upper rotating plate 15 coupled to the upper rotating plate 15 to rotate the upper rotating plate 15; And a power generator (20).

먼저, 날개(11)는 바람의 힘을 자연스럽게 모을 수 있도록 안쪽이 오목하게 형성되며, 도시된 형태는 기둥(1)에서 방사형으로 총 12개의 날개가 등간격으로 배치되어 있다.First, the wing 11 is recessed inwardly so as to naturally collect the force of the wind. In the illustrated form, a total of twelve wings are radially arranged in the column 1 at regular intervals.

상기 날개(11)에는 날개의 형상을 유지하면서 그 위치를 지지해주기 위한 상하부연결프레임(12, 13)이 고정 결합되어 있고, 상기 상부연결프레임(12)과 고정 결합되어 날개의 회전에 따라 같이 회전되는 상부회전판(15)이 설치되며, 상기 하부연결프레임(13)에는 하부회전판(16)이 고정 결합되어 날개(11)와 같이 회전되며, 상기 상부회전판(15)과 하부회전판(16) 사이에는 연결봉(14)이 설치되어 상하부회전판(15, 16)을 같은 속도로 회전시키면서 상대적으로 일정한 간격을 유지하도록 한다.The upper and lower connecting frames 12 and 13 are fixedly coupled to the wing 11 so as to support the position of the wing while maintaining the shape of the wing. The upper and lower connecting frames 12 and 13 are fixedly coupled to the upper connecting frame 12, And a lower rotation frame 16 is fixedly coupled to the lower connection frame 13 and rotates together with the wing 11. The upper rotation frame 15 and the lower rotation frame 16 A connecting rod 14 is provided to rotate the upper and lower rotary plates 15 and 16 at the same speed while maintaining a relatively constant interval.

상기 상부회전판(15)은 날개(11)의 회전동력을 증속발전기(20) 쪽으로 전달하여 증속기에 의해 회전속도를 높이고 발전기에 의해 전력을 생산하게 된다.The upper rotating plate 15 transmits the rotational power of the blades 11 to the speed-increasing generator 20 to increase the rotating speed by the speed increasing unit and produce electric power by the generator.

또한, 상기 상부회전판(15)은 볼트에 의해 입력판(17)과 고정 결합되고, 상기 입력판(17)은 상부회전판(15)의 회전동력을 증속발전기(20) 쪽으로 전달하며, 상기 하부회전판(16)은 증속발전기(20)의 외부에 회전가능하게 설치되어 있는 베어링플레이트(18)에 의해 고정 결합되고, 상기 베어링플레이트(18)는 내부에 베어링(19)을 수납하고 있어서, 상기 하부회전판(16)은 베어링플레이트(18)에 지지된 상태에서 회전됨으로써, 상기 날개(11)와 상하부연결프레임(12, 13) 및 상부회전판(15)의 하중이 하부회전판(16)이 베어링플레이트(18)에 의해 지지되어 회전됨으로써 입력판(17)을 통해 증속발전기(20) 쪽으로 직접 전달되는 것을 방지하게 된다.The upper rotating plate 15 is fixedly coupled to the input plate 17 by bolts and the input plate 17 transmits the rotational power of the upper rotating plate 15 to the speed increasing and reducing power generator 20, The bearing 16 is fixedly coupled to the outside of the speed-increasing power generator 20 by a bearing plate 18 rotatably installed therein. The bearing plate 18 houses bearings 19 therein, The upper and lower connecting frames 12 and 13 and the load of the upper rotating plate 15 are transmitted to the lower rotating plate 16 by the bearing plate 18 So that it is prevented from being directly transmitted to the speed-increasing generator 20 through the input plate 17.

즉, 상부회전판(15)은 볼트로써 입력판(17)과 고정 결합되어 날개(11)의 회전력을 전달해주게 되며, 상기 입력판(17)은 상부회전판(15)의 회전동력을 증속발전기의 상부캐리어(24) 쪽으로 전달해주게 된다.That is, the upper rotating plate 15 is fixed to the input plate 17 with bolts to transmit the rotating force of the blades 11, and the input plate 17 rotates the rotating power of the upper rotating plate 15 toward the upper To the carrier 24.

또한, 상기 하부회전판(16)은 증속발전기(20)의 외부에 고정 결합되어 있는 베어링플레이트(18)와 고정 결합되어 있는데, 상기 베어링플레이트(18)는 베어링캡(18a)과 결합되어 내부에 베어링을 수용하고 있어서 회전에 대한 마찰이 줄어들며, 이로써 하부회전판(16)은 베어링플레이트(18) 내부의 베어링에 의해 회전이 부드럽게 이루어질 수 있다.The lower rotating plate 16 is fixedly coupled to a bearing plate 18 fixedly coupled to the outside of the speed-increasing power generator 20. The bearing plate 18 is coupled to the bearing cap 18a, So that the lower rotation plate 16 can be smoothly rotated by the bearing inside the bearing plate 18.

부연하면, 풍력발전부의 구성중 날개(11), 상하부연결프레임(12, 13) 및 상부회전판(15)은 실외에 설치되는 가로등의 특성상 파손되지 않을 정도의 강성이 확보되어야 하고, 이로써 날개를 제외한 상하부연결프레임(12, 13)과 상부회전판(15)은 금속 재질로 제작되는 것이 바람직하며, 날개(11) 역시 바람을 효율적으로 포집하기 위해 어느 정도의 크기 이상으로 제작되어야하므로 그 하중이 증속발전기(20) 쪽으로 직접 전달되게 되면 증속발전기(20) 내에서 회전되는 구성들의 회전을 방해하는 요인이 되며, 특히 증속발전기(20)가 받는 부하가 커서 내구성이 저하될 수 있다.The wings 11, the upper and lower connecting frames 12 and 13 and the upper rotary plate 15 must be secured to such an extent that they are not damaged by the characteristics of the street lamps installed outside the room, The upper and lower connecting frames 12 and 13 and the upper rotating plate 15 are preferably made of a metal material and the wing 11 is also required to be manufactured to a certain size or more to efficiently collect wind, Is directly transmitted to the generator 20, the rotation of the components rotating in the generator 20 is disturbed. In particular, the load applied to the generator 20 is large, so that the durability of the generator 20 may deteriorate.

따라서, 상기 하부회전판(16)이 증속발전기(20)의 일측에 회전가능하게 설치된 베어링플레이트(18)에 결합되고 상기 베어링플레이트(18)는 내부에 수납된 베어링(19)에 의해 지면 쪽으로 작용하는 하중을 지지받게 됨으로써 하부회전판(16)과 같이 회전되는 구성 즉, 날개(11), 상하부연결프레임(12, 13) 및 상부회전판(15)의 하중이 증속발전기(20) 쪽으로 직접 전달되는 것을 차단할 수 있다.Therefore, the lower rotating plate 16 is coupled to a bearing plate 18 rotatably installed on one side of the speed-increasing power generator 20, and the bearing plate 18 is supported by bearings 19 accommodated therein, The loads applied to the wing 11, the upper and lower connecting frames 12 and 13 and the upper rotating plate 15 are prevented from being directly transmitted to the speed-increasing power generator 20 .

도 7 내지 도 10을 참조하면, 상기 증속발전기(20)는 날개의 회전동력을 전달받는 입력축(23) 및 상부캐리어(24)와, 상기 상부캐리어(24)와 일정거리 떨어져 형성되며 상부캐리어(24)와 동일한 속도로 회전되는 하부캐리어(30)와, 상기 상부캐리어(24)와 자전이 가능하도록 결합되어 있는 둘 이상의 유성기어(26)와, 상기 유성기어들의 회전에 의해 회전되며 유성기어들의 중심에 기어로 결합되어 회전되는 선기어(28)와, 상기 유성기어들과 기어로 맞물리고 회전되지 않는 링기어(29)와, 상기 선기어(28)의 회전동력을 전달받아 전력을 발생시키는 발전기(34)로 구성된다.7 to 10, the speed-increasing power generator 20 includes an input shaft 23 and an upper carrier 24 receiving a rotational power of a wing, a lower carrier 24 formed at a predetermined distance from the upper carrier 24, At least two planetary gears (26) rotatably coupled to the upper carrier (24), and at least two planetary gears (26) rotated by rotation of the planetary gears A sun gear 28 rotatably coupled to the center of the sun gear 28, a ring gear 29 meshed with the planetary gears and not rotated, a generator 28 for receiving power from the sun gear 28, 34).

먼저, 입력축(23)은 너트캡(21)에 의해 입력판(17)과 고정되어 있어 날개의 회전동력을 전달받으며, 입력축(23)은 상부캐리어(24)와 고정 결합되어 있어 회전동력이 전달되는데, 도시된 실시예는 입력축(23)과 상부캐리어(24)가 일체로 구성되어 있어 하나의 구성으로 보아도 무방하며, 상기 상부캐리어(24)와 일정거리 떨어져 하부캐리어(30)가 구성된다.The input shaft 23 is fixed to the input plate 17 by the nut cap 21 and receives the rotational power of the wing. The input shaft 23 is fixedly coupled to the upper carrier 24, In the illustrated embodiment, the input shaft 23 and the upper carrier 24 are integrally formed, and the lower carrier 30 is formed at a certain distance from the upper carrier 24.

상기 상부캐리어(24)와 하부캐리어(30) 사이에는 그 위치에서 자전이 가능하도록 유성기어(26)가 결합되고, 상기 유성기어(26)들의 중심에는 선기어(28)가 결합되며, 상기 유성기어(26)의 외부에는 기어로 맞물리도록 링기어(29)가 설치되고, 상기 선기어(28)의 일측에는 선기어(28)의 회전동력을 전달받는 발전기입력축(39)이 기어로 결합되고, 상기 발전기입력축(39)의 일측에는 회전동력을 이용해 유도전력을 생산하는 발전기(34)가 구비된다.A planetary gear 26 is coupled between the upper carrier 24 and the lower carrier 30 so that the upper carrier 24 and the lower carrier 30 can rotate at that position. A sun gear 28 is coupled to the center of the planetary gears 26, A ring gear 29 is provided to be engaged with the outside of the sun gear 28. A generator input shaft 39 receiving the rotational power of the sun gear 28 is geared to one side of the sun gear 28, At one side of the input shaft 39, there is provided a generator 34 for producing an induction electric power by using rotational power.

따라서, 상부캐리어(24)가 회전되면 유성기어(26)들이 링기어(29)의 내부원주면에 형성된 기어를 따라 공전되면서 자전되게 되고, 이로써 유성기어들과 기어로 결합된 선기어(28)가 회전되게 되며, 상기 선기어(28)는 증속기의 출력축이 되면서 발전기입력축(39)이 된다.Thus, when the upper carrier 24 is rotated, the planetary gears 26 are rotated while revolving along the gears formed on the inner circumferential surface of the ring gear 29, whereby the sun gear 28 coupled with the planetary gears And the sun gear 28 becomes the output shaft of the booster and becomes the generator input shaft 39. [

또한, 상기 상부캐리어(24)와 하부캐리어(30) 사이에는 둘 이상의 보조기어(27)가 결합되되, 상기 보조기어(27)는 유성기어(26)의 사이 사이에 설치되고, 링기어(29)의 기어와 맞물려 회전되며, 상기 링기어(29)는 유성기어(26)와 맞물리는 하단기어(29a)와, 보조기어(27)와 맞물리는 상단기어(29b)로 2열의 기어로 배열되어 있다.At least two auxiliary gears 27 are coupled between the upper carrier 24 and the lower carrier 30 and the auxiliary gear 27 is disposed between the planetary gears 26 and the ring gear 29 And the ring gear 29 is arranged in two rows of gears with a lower gear 29a engaged with the planetary gear 26 and an upper gear 29b engaged with the auxiliary gear 27 have.

즉, 유성기어(26)의 일측에는 둘 이상의 보조기어(27)가 설치되고, 상기 보조기어(27)는 유성기어(26)와 마찬가지로 링기어(29)와 맞물려 회전되지만 선기어(28)와는 기어로 치합되어 있지 않는데, 본 발명에 의한 풍력발전부(10)의 경우 날개(11)가 바람에 의해 회전되려는 힘이 상부캐리어(24) 쪽으로 전달되어 상부캐리어(24)가 유성기어(26)를 회전시키려는 힘과 발전기(34)의 전력생산에 의해 선기어(28)의 회전을 방해하는 힘이 동시에 작용하고 이러한 힘은 유성기어(26)에 집중적으로 전달되게 되므로, 비교적 풍속이 강한 날 날개가 빠른 속도로 회전하게 되면 발전기에 의한 발전량 역시 증대되는 대신 유성기어에는 유성기어를 회전시키려는 힘과 회전을 방해하는 힘이 동시에 작용하게 되어 강한 토크가 걸리고 이로써 유성기어가 파손될 우려가 있다.In other words, two or more auxiliary gears 27 are provided on one side of the planetary gear 26. The auxiliary gear 27 is engaged with the ring gear 29 in the same manner as the planetary gear 26, In the case of the wind power generation unit 10 according to the present invention, the force to rotate the blade 11 by the wind is transmitted to the upper carrier 24 so that the upper carrier 24 is rotated by the planetary gear 26 The force for rotating and the force for preventing the rotation of the sun gear 28 by the power generation of the generator 34 are simultaneously applied and this force is transmitted to the planetary gear 26 intensively, Speed rotation, the power generated by the generator also increases. Instead, a force to rotate the planetary gear and a force to prevent rotation are simultaneously applied to the planetary gear, so that a strong torque is applied to the planetary gear.

따라서, 상기 보조기어(27)는 상부캐리어(24)에 전달된 날개(11)의 회전력이 유성기어(26) 쪽으로 집중되어 전달되는 것을 분산함과 동시에 링기어(29)를 따라 회전됨으로써 상부캐리어(24)와 하부캐리어(30) 사이에 설치된 유성기어(26)와 링기어(29) 간의 기어접촉면적을 분산시켜주는 효과가 있고 이로써 유성기어(26)에 걸리는 힘을 적절히 배분하여 유성기어의 파손을 방지할 수 있다.Accordingly, the auxiliary gear 27 disperses the rotational force of the wing 11 transmitted to the upper carrier 24 toward the planetary gear 26 and is transmitted along the ring gear 29, There is an effect that the gear contact area between the planetary gear 26 and the ring gear 29 provided between the planetary gear 24 and the lower carrier 30 is dispersed so that the force applied to the planetary gear 26 is appropriately distributed, It is possible to prevent breakage.

또한, 상기 보조기어(27)는 선기어(28)와는 기어로 치합되지 않은 상태로 링기어(29)를 따라 회전됨으로써 셀프얼라이먼트(self alignment)효과를 얻을 수 있다.Further, the auxiliary gear 27 is rotated along the ring gear 29 without engaging the sun gear 28 with the gear, thereby obtaining a self alignment effect.

도시된 실시예는 상기 링기어(29)는 유성기어(26)와 맞물리는 하단기어(29a)와, 보조기어(27)와 맞물리는 상단기어(29b)로 2열의 기어로 배열되어 있고, 이로써 유성기어(26)는 링기어의 하단기어(29a)와 맞물리게 되고, 보조기어(27)는 링기어의 상단기어(29b)와 맞물리게 된다.In the illustrated embodiment, the ring gear 29 is arranged in two rows of gears with a lower gear 29a meshing with the planetary gear 26 and an upper gear 29b meshing with the auxiliary gear 27, The planetary gear 26 is engaged with the lower gear 29a of the ring gear and the auxiliary gear 27 is engaged with the upper gear 29b of the ring gear.

또한, 상기 링기어(29)에 형성된 하단기어(29a)와 상단기어(29b)는 링기어(29)의 상부에서 봤을 때 상단기어(29b)의 산을 연결하는 원의 직경이 하단기어(29b)의 산을 연결하는 원의 직경보다 큰 것이 바람직하다.The lower gear 29a and the upper gear 29b formed in the ring gear 29 are formed so that the diameter of a circle connecting the mountain of the upper gear 29b when viewed from above the ring gear 29 is smaller than the diameter of the lower gear 29b Is larger than the diameter of the circle connecting the acid.

즉, 링기어(29)에 형성된 상단기어(29b)와 하단기어(29a)는 내치기어인데, 상단기어(29b)의 기어직경이 하단기어(29a)의 기어직경보다 크게 형성되고, 이로써 하단기어(29a)에 유성기어(26)가 치합되도록 먼저 조립한 뒤 상단기어(29b)에 보조기어(27)를 치합되도록 조립하는 조립작업이 편리하고, 증속발전기(20)에 이상이 생겼을 경우 상부캡(22)과 상부캐리어(24)를 분리하게 되면 보조기어(27)와 유성기어(26)의 상태를 바로 확인할 수 있어서 유지보수가 편리하게 이루어질 수 있다.That is, the upper gear 29b and the lower gear 29a formed on the ring gear 29 are internal gears, and the gear diameter of the upper gear 29b is formed to be larger than the gear diameter of the lower gear 29a, It is convenient to assemble the auxiliary gear 27 so that the planetary gear 26 is engaged with the upper gear 29a and then the auxiliary gear 27 is engaged with the upper gear 29b. The state of the auxiliary gear 27 and the planetary gear 26 can be checked immediately by separating the upper carrier 24 and the upper carrier 24, thereby facilitating maintenance.

결국, 본 발명에 의한 하이브리드 발전을 이용한 가로등은 태양광발전과 풍력발전을 이용해 생산한 전력을 전원으로 동시 사용하여 날씨가 화창한 날에는 태양광발전으로 생산한 전력을 전원으로 사용하고 바람이 많이 부는 날에는 풍력발전으로 생산한 전력을 전원으로 사용함으로써, 화석연료를 사용하여 생산한 전력이 필요없이 전등을 켤 수 있는 현저한 효과가 있으며, 풍력에 의해 회전되는 날개로부터 회전동력을 전달받는 입력축의 회전속도를 높여 출력축(선기어)으로 전달하여 전력을 생산하는 증속발전기 쪽으로 날개와 상하부 연결프레임 및 상부회전판의 하중이 직접 전달되는 것을 방지하여 증속발전기의 파손을 방지하고 내구성을 높인 현저한 효과가 있으며, 상기 증속발전기의 구성 중 입력축의 동력을 전달하는 상부캐리어와 하부캐리어 사이에 보조기어를 구성하여 상기 보조기어에 의해 상부캐리어의 회전에 대한 토크를 분담시켜 유성기어의 파손을 방지한 현저한 효과가 있다.As a result, the street lamp using the hybrid power generation according to the present invention uses the power generated by the solar power generation and the wind power generation at the same time as the power source, and uses the power produced by the solar power generation as the power source on the sunny day, By using the electric power produced by the wind power generation as a power source, there is a remarkable effect that the electric power produced by using the fossil fuel can be turned on and the electric power is turned on, and the rotation of the input shaft receiving the rotational power from the wing rotated by the wind power There is a remarkable effect that the load on the wing, the upper and lower connecting frames and the upper rotating plate is prevented from being directly transmitted to the speed-increasing generator, which increases the speed to the output shaft (sun gear) In the configuration of the speed-increasing power generator, an upper carrier for transmitting the power of the input shaft, To configure the secondary gear between the rear to share the torque for rotation of upper carrier by the sub-gear has a significant effect of preventing the breakage of the planetary gear.

1. 기둥 2. 태양광발전부 3. 전등
10; 풍력발전부
11. 날개 12. 상부연결프레임 13. 하부연결프레임
14. 연결봉 15. 상부회전판 16. 하부회전판
17. 입력판 18. 베어링플레이트 18a. 베어링캡
19. 베어링
20; 증속발전기
21. 너트캡 22. 상부캡 23. 입력축
24. 상부캐리어 25. 베어링 26. 유성기어
27. 보조기어 28. 선기어 29. 링기어
29a. 하단기어 29b. 상단기어 30. 하부캐리어
31, 32. 베어링 33. 하부캡 34. 발전기
35. 파이프 36. 서포트 37. 발전기케이스
38. 하부캡1. Pillar 2. Solar power part 3. Light
10; Wind power generation part
11. Wings 12. Upper connection frame 13. Lower connection frame
14. Connecting rod 15. Upper rotary plate 16. Lower rotary plate
17. Input plate 18. Bearing plate 18a. Bearing cap
19. Bearing
20; Power generator
21. Nut cap 22. Top cap 23. Input shaft
24. Upper carrier 25. Bearing 26. Planetary gear
27. Auxiliary gear 28. Sun gear 29. Ring gear
29a. Lower gear 29b. Upper gear 30. Lower carrier
31, 32. Bearing 33. Lower cap 34. Generator
35. Pipe 36. Support 37. Generator Case
38. Lower cap

Claims (6)

하이브리드 발전으로 생산한 전력을 전원으로 사용하는 가로등에 있어서,
상기 가로등은 지면에 고정 설치되는 기둥(1)과, 상기 기둥(1)에 고정 결합되어 태양광을 이용한 발전으로 전력을 생산하는 태양광발전부(2)와, 풍력을 이용한 발전으로 전력을 생산하는 풍력발전부(10)와, 상기 태양광발전부(2)와 풍력발전부(10)에서 생산된 전력을 저장하는 축전지와, 상기 축전지의 전력을 이용해 빛을 발광하는 전등(3)으로 구성되고,
상기 풍력발전부(10)는 풍력에 의해 회전되는 날개(11)와, 상기 날개(11)와 연결되어 날개를 지지해주는 상하부연결프레임(12, 13)과, 상기 상부연결프레임(12)과 고정 결합되어 회전되는 상부회전판(15)과, 상기 하부연결프레임(13)과 고정 결합되어 회전되는 하부회전판(16)과, 상기 상부회전판(15)의 회전동력을 전달받아 회전속도를 높이고 전력을 생산하는 증속발전기(20)로 구성되며,
상기 증속발전기(20)는 날개의 회전동력을 전달받는 입력축(23) 및 상부캐리어(24)와, 상기 상부캐리어(24)와 일정거리 떨어져 형성되며 상부캐리어(24)와 동일한 속도로 회전되는 하부캐리어(30)와, 상기 상부캐리어(24)와 자전이 가능하도록 결합되어 있는 둘 이상의 유성기어(26)와, 상기 유성기어들의 회전에 의해 회전되며 유성기어들의 중심에 기어로 결합되어 회전되는 선기어(28)와, 상기 유성기어들과 기어로 맞물리고 회전되지 않는 링기어(29)와, 상기 선기어(28)의 회전동력을 전달받아 전력을 발생시키는 발전기(34)로 구성되고,
상기 상부캐리어(24)와 하부캐리어(30) 사이에는 둘 이상의 보조기어(27)가 결합되되, 상기 보조기어(27)는 유성기어(26)의 사이 사이에 설치되고, 링기어(29)의 기어와 맞물려 회전되며, 상기 링기어(29)는 유성기어(26)와 맞물리는 하단기어(29a)와, 보조기어(27)와 맞물리는 상단기어(29b)로 2열의 기어로 배열되어 있는 것이 특징인 하이브리드 발전을 이용한 가로등.
In a streetlight using power generated by hybrid power generation as a power source,
The streetlight includes a column (1) fixedly installed on the ground, a solar power generator (2) fixedly coupled to the column (1) to generate electric power by power generation using solar light, and a power generator A battery for storing the electric power produced by the solar power generation unit 2 and the wind power generation unit 10 and a lamp 3 for emitting light using the electric power of the storage battery 10 And,
The wind power generating unit 10 includes a blade 11 rotated by wind force, upper and lower connecting frames 12 and 13 connected to the blades 11 to support the blades, A lower rotating plate 16 rotatably coupled to the lower connecting frame 13 and an upper rotating plate 15 coupled to the upper rotating plate 15 to rotate the upper rotating plate 15; And a generator (20)
The speed-increasing power generator 20 includes an input shaft 23 and an upper carrier 24 receiving a rotational power of a wing, a lower portion 24 formed at a predetermined distance from the upper carrier 24, At least two planetary gears (26) rotatably coupled to the upper carrier (24), a sun gear (26) rotatably coupled to the center of the planetary gears and rotated by rotation of the planetary gears A ring gear 29 meshing with the planetary gears and not rotating and a generator 34 generating power by receiving rotation power of the sun gear 28,
Two or more auxiliary gears 27 are coupled between the upper carrier 24 and the lower carrier 30 and the auxiliary gear 27 is provided between the planetary gears 26, And the ring gear 29 is arranged in two rows of gears with a lower gear 29a engaged with the planetary gear 26 and an upper gear 29b engaged with the auxiliary gear 27 Street light using hybrid power generation.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 상부회전판(15)은 볼트에 의해 입력판(17)과 고정 결합되고, 상기 입력판(17)은 상부회전판(15)의 회전동력을 증속발전기(20) 쪽으로 전달하며, 상기 하부회전판(16)은 증속발전기(20)의 외부에 회전가능하게 설치되어 있는 베어링플레이트(18)에 의해 고정 결합되고, 상기 베어링플레이트(18)는 내부에 베어링(19)을 수납하고 있어서, 상기 하부회전판(16)은 베어링플레이트(18)에 지지된 상태에서 회전됨으로써, 상기 날개(11)와 상하부연결프레임(12, 13) 및 상부회전판(15)의 하중이 하부회전판(16)이 베어링플레이트(18)에 의해 지지되어 회전됨으로써 입력판(17)을 통해 증속발전기(20) 쪽으로 직접 전달되는 것을 방지한 것이 특징인 하이브리드 발전을 이용한 가로등.
The method according to claim 1,
The upper rotating plate 15 is fixedly coupled to the input plate 17 by bolts and the input plate 17 transmits the rotating power of the upper rotating plate 15 to the speed increasing and reducing power generator 20, Is fixedly coupled by a bearing plate 18 rotatably installed outside the speed-increasing power generator 20. The bearing plate 18 houses bearings 19 therein, and the lower rotating plate 16 Is supported by the bearing plate 18 so that the load of the wing 11 and the upper and lower connecting frames 12 and 13 and the upper rotating plate 15 is transmitted to the bearing plate 18 And is prevented from being directly transmitted to the speed-increasing generator (20) through the input plate (17).
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 링기어(29)에 형성된 하단기어(29a)와 상단기어(29b)는 링기어(29)의 상부에서 봤을 때 상단기어(29b)의 산을 연결하는 원의 직경이 하단기어(29b)의 산을 연결하는 원의 직경보다 큰 것이 특징인 하이브리드 발전을 이용한 가로등.
The method according to claim 1,
The lower gear 29a and the upper gear 29b formed in the ring gear 29 are formed so that the diameter of the circle connecting the mountain of the upper gear 29b when viewed from above the ring gear 29 is smaller than the diameter of the lower gear 29b A streetlight using hybrid power generation characterized by a diameter greater than the diameter of the circle connecting the mountains.
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