(57)【要約】  本発明は、電源供給装置に関し、より詳細には、２個のバッテリーを具備し、バッテリー電源の大部分は、屋台や自動販売機などの負荷に供給し、一部は充電することができるように他のバッテリーに供給する過程を２バッテリーで交互に行う電源供給装置に関する。  本発明による電源供給装置は、充電が可能な２次電池であって、ＤＣ電源を出力するバッテリーと；前記バッテリーのＤＣ電源をＡＣ電力に変換し、且つ、大部分を負荷に出力し、一部を充電器に出力するインバータと；前記インバータに出力されるＡＣ電力でＤＣ電圧を生産し、バッテリーを充電する充電器と；前記バッテリーとインバータとの間に介在され、ＤＣ電源の入力により駆動回転する直流モーターと；前記直流モーターの回転によって作動し、発電する発電機と；を含み、前記バッテリーは、２個が具備され、前記インバータ後段には、互いに異なってＯＮ／ＯＦＦ切り替えられる２個のリレーが連結され、一方のバッテリーが充電されるうちに、他方のバッテリーは、直流モーターに電源を供給する動作を交互に繰り返すことを特徴とする。
2012525117.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電が可能な２次電池であって、ＤＣ電源を出力するバッテリーと；
前記バッテリーのＤＣ電源をＡＣ電力に変換し、且つ、大部分を負荷に出力し、一部を充電器に出力するインバータと；
前記インバータに出力されるＡＣ電力でＤＣ電圧を生産し、バッテリーを充電する充電器と；
前記バッテリーとインバータとの間に介在され、ＤＣ電源の入力により駆動回転する直流モーターと；
前記直流モーターの回転によって作動し、発電する発電機と；を含み、
前記バッテリーは、２個が具備され、前記インバータの後段には、互いに異なってＯＮ／ＯＦＦ切り替えられる２個のリレーが連結され、一方のバッテリーを充電しているうちに、他方のバッテリーは、直流モーターに電源を供給する動作を交互に繰り返すことを特徴とする電源供給装置。
【請求項２】
前記各リレーのＯＮ接点は、インバータと直流モーターの−端子に連結され、ＯＦＦ接点は、発電機の−端子に連結され、互いに反対方向に位置が切り替えられ、前記ＯＮ接点やＯＦＦ接点に接触する位置切替端子は、各バッテリーの−端子に連結されることを特徴とする請求項１に記載の電源供給装置。
【請求項３】
前記リレー間のＯＮ／ＯＦＦ切替時間差は、０．０４〜０．１２秒であることを特徴とする請求項１に記載の電源供給装置。
【請求項４】
前記バッテリーには、バッテリーの電圧を感知する感知センサーと、前記感知センサーに感知したバッテリー電圧状態を表示する表示部が連結され、
前記インバータと電源部との間にスイッチが電気的に連結され、
前記表示部に表示される電圧状態が正常に確認された場合、スイッチがＯＮとなり、負荷にＡＣ電力が供給されることを特徴とする請求項１に記載の電源供給装置。
【請求項５】
前記インバータには、インバータの出力電力残余量を感知する感知センサーと、インバータで出力される最大出力電力を表示する表示部が連結され、
前記充電器には、充電状態を感知する感知センサーと、充電容量及び充電状態を表示する表示部が連結されることを特徴とする請求項１に記載の電源供給装置。
【請求項６】
前記バッテリーには、予備電源を印加されて供給されることができるように、外部電源と連結され、電源を供給される電源延長線が付加されることを特徴とする請求項１に記載の電源供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源供給装置に関するものであり、詳しくは、２個のバッテリーを具備し、バッテリー電源の大部分は、屋台や自動販売機などの負荷に供給し、一部は、充電することができるように他のバッテリーに供給する過程を二つのバッテリーで交互に行う電源供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、屋台は、手押し車などにテント屋根を上部に形成して作った移動式簡易食品販売台を言い、主に人の通行が頻繁な交差点や広場などの路頭に設置され、簡単な食品や酒類を販売し、通行人は、試食が迅速で且つ簡便なので、通行人の多い場所に多様な形態で設置されている。
【０００３】
また、自動販売機は、お茶、コーヒー、カン、化粧紙、タバコなどを収納し、小銭や紙幣を投入した後、選択ボタンを押圧すれば、当該商品が自動に排出される無人販売機であり、最近には、販売される商品の種類が多様化され、その需要が速く拡散している。
【０００４】
自動販売機は、無人販売方式で運営されるので、人件費を節減することができ、狭い場所にも設置することができ、時間に拘らずに運営することができるという便利性があるため、多くの場所で設置されている。
【０００５】
ところが、屋台と自動販売機などが人の通行が頻繁な所に設置される特性上、屋外に設置することが一般的であり、そのため、屋台や自動販売機などに電源を供給することが容易ではなかった。
【０００６】
したがって、従来、商用交流電源が供給される地点にコンセントを設置し、このコンセントにプラグを挟んで、プラグに連結された別途の電気コードを屋台や自動販売機が設置された場所まで長く延長するか、または、商用交流電源のコンセントを屋台や自動販売機が設置された場所まで延長し、電源を供給したので、電気コードが外部に露出し、見かけが良くなく、また、つまづくおそれがあった。
【０００７】
また、一般商用交流電源を使用するので、電力使用量によって電気料金が多くかかるという問題点があった。
【０００８】
また、屋台の場合に、自動車バッテリーと発電機を利用して電気を生産することによって、屋台に電源を供給したりしたが、一度の満充電で長時間使用できないという問題点があった。
【０００９】
前記自動車バッテリーとして多く使用される鉛蓄電池は、可逆的な電気化学反応を利用する蓄電池であって、過酸化鉛を正極として、鉛を負極として使用し、電解液として希硫酸を使用する。
【００１０】
前記鉛蓄電池は、放電する間に、電極物質と電解質との間に化学反応が起き、（−）極では、純粋な鉛原子（Ｐｂ）が電解質の硫酸イオン（ＳＯ４２−）と反応し、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）は、水に溶け、陰電荷を帯びた硫酸イオンと陽電荷を帯びた水素イオン（Ｈ＋）となり、鉛原子は、硫酸イオンと結合し、電子を二個失い、硫酸鉛（ＰｂＳＯ４）となる。
【００１１】
放電が進行されるほど、硫酸が消耗し、水が生じ、硫酸がますます薄くなり、−極と＋極は、いずれも硫酸鉛に変換し、反応速度が減少するようになる。
【００１２】
一方、自動車バッテリーは、バッテリー固有の電力消費量を電力と使用時間の積で示すが、実際バッテリーを使用してみれば、理論的な使用時間分だけ使用できない。
【００１３】
これは、自動車バッテリーを続けて放電する場合に、（＋）極と（−）極が硫酸鉛に変わり、反応速度が減少することによって、バッテリーの効率が低下し、自動車バッテリーが元々有していた電力消費量の極めて一部だけを使用することができるからである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、前述したような問題点を解決するためになされたもので、その目的は、インバータを利用してバッテリーの直流電源をＡＣ電力に変換し、大部分は、屋台や自動販売機などの負荷に供給し、一部は、他のバッテリーを充電する充電器に供給する動作を交互に繰り返すことによって、商用ＡＣ電力を利用してバッテリーを満充電した後、この満充電されたバッテリーを利用して屋台や自動販売機などに長時間電源を供給することができるので、商用ＡＣ電力を利用したバッテリー満充電による商用ＡＣ電力の消費を低減することができ、その分、ＡＣ電力使用による費用を節減することができる電源供給装置を提供することにある。
【００１５】
本発明の他の目的は、充電されたバッテリーを利用して自動販売機や屋台などに長時間電源を供給することによって、外部に露出する電気コードが不要であり、見かけが良く、屋台を設置したりまたは撤収する度に電気コードを連結または分離しなくてもよいので、便利な電源供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明による電源供給装置は、充電が可能な２次電池であって、ＤＣ電源を出力するバッテリーと；
前記バッテリーのＤＣ電源をＡＣ電力に変換し、且つ、大部分を負荷に出力し、一部を充電器に出力するインバータと；
前記インバータに出力されるＡＣ電力でＤＣ電圧を生産し、バッテリーを充電する充電器と；
前記バッテリーとインバータとの間に介在され、ＤＣ電源の入力により駆動回転する直流モーターと；
前記直流モーターの回転によって作動し、発電する発電機と；を含み、
前記バッテリーは、２個が具備され、前記インバータの後段には、互いに異なってＯＮ／ＯＦＦ切り替えられる２個のリレーが連結され、一方のバッテリーが充電されるうちに、他方のバッテリーは、直流モーターに電源を供給する動作を交互に繰り返すことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、１つのバッテリーの後段のインバータを利用して充電器を駆動させて、他のバッテリーを充電すると共に、自動販売機や屋台の負荷に電源を供給する動作を交互に繰り返すことによって、商用ＡＣ電力を利用してバッテリーを満充電した後、この満充電されたバッテリーを利用して屋台や自動販売機に長時間電源を供給することができるので、商用ＡＣ電力を利用したバッテリー満充電による商用ＡＣ電力の消費を低減することができ、その分、ＡＣ電力使用による費用を節減することができる。
【００１８】
また、充電されたバッテリーを利用して自動販売機や屋台などに長時間電源を供給することによって、外部に露出する電気コードが不要であり、見栄えが良く、屋台を設置したりまたは撤収する度に電気コードを連結または分離しなくてもよいので便利である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明による電源供給装置の概念図である。
【図２】図１に示された電源供給装置のブロック構成図である。
【図３】図１に示された電源供給装置の他のブロック構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施例について添付の図面を参照してその構成及び作用を説明する。
まず、本発明の理解を助けるために、ＤＣ電源とＡＣ電源について説明すれば、ＡＣ電源は、一定の周期をもって規則的に大きさと方向が変わるサイン（Ｓｉｎｅ）波形電流を言い、ＤＣ電源は、ＡＣ電源とは相反したものであって、大きさと方向が変形することなく、一方向にのみ流れることを言う。
【００２１】
前記ＡＣ電源の場合には、容量が相対的に大きい日常生活に必要な家電製品やその他の動力源として広く用いられるが、ＤＣ電源の場合には、容量が小さいバッテリーや乾電池などで発生する電流であるから、自動車の各電装品や携帯用品に広く用いられる。
【００２２】
ＡＣ電源で駆動する製品の場合には、ＤＣ電源の容量不足に起因してすぐ使用することはできないし、ＤＣ電源をＡＣ電源に切り替えるインバータを介在して使用するようになる。
【００２３】
前記インバータの場合には、自動車のバッテリーを利用して例えばテレビやＶＴＲ及びノートパソコンのような家電製品を駆動させようとする場合には、容量を大きくするためのインバータを媒介体にする。
【００２４】
すなわちインバータを用いてＤＣ電源を入力させれば、ＡＣに切り替え、２２０Ｖや１１０Ｖのような日常のＡＣ電源を発生させることによって、家電製品などを使用することができるようにする。
【００２５】
図１は、本発明による電源供給装置の概念図である。
図示のように、バッテリー１０は、充電が可能なので、繰り返して使用することができる２次電池であって、ＤＣ電源をインバータ４０に出力する。
【００２６】
前記インバータ４０は、ＤＣ電源をＡＣ電力に変換し、大部分は、負荷７０側に供給し、一部分は、充電器５０に供給する。
【００２７】
前記充電器５０は、インバータ４０のＡＣ電力でＤＣを生産し、前記バッテリー１０を充電する。
【００２８】
図２は、図１に示された電源供給装置のブロック構成図である。
図示のように、電源供給装置は、バッテリー１０、直流モーター２０、発電機３０、インバータ４０、充電器５０及びスイッチ６０を備えて構成される。
【００２９】
バッテリー１０は、充電が可能な２次電池、例えば、ＤＣ１２Ｖ容量の２次電池であって、後段に連結された直流モーター２０にＤＣ電源を出力する。
【００３０】
前記直流モーター２０は、固定子として永久磁石を使用し、回転子（電気子）としてコイルを使用して構成したものであって、電気子に流れる電流の方向を切り替えることによって、磁力の反発、吸引力により回転子が回転をするようになる。
【００３１】
前記直流モーター２０の回転によって後段の発電機３０が作動し、例えば、ＤＣ１３〜１４Ｖの電圧を発電する。
【００３２】
インバータ４０は、直流（ＤＣ）を交流（ＡＣ）に変えるための電気的装置であって、適切な変換方法やスイッチング素子、制御回路を通じて発電機３０のＤＣ電圧から所望のＡＣ電圧と周波数を得て、本発明では、ＤＣ１３〜１４ＶをＡＣ２．５ｋＷ電力に変換して出力する。
【００３３】
前記インバータ４０で発生するＡＣ電力のうち一部のＡＣ電力、例えば、７０Ｗは、充電器５０に供給され、充電器５０を駆動させ、これにより、充電器５０がＤＣ１３〜１４Ｖを発生し、電気的に連結されたバッテリー１０を充電させることによって、前記バッテリー１０がＤＣ１２Ｖを維持するようになる。
【００３４】
前記充電器５０は、バッテリー１０に電気を充電する役目をし、屋台や自動販売機が設置される前にバッテリー１０を充電することによって、屋台や自動販売機の駆動に必要な電気を充電する。
【００３５】
この際、バッテリー１０に連結された感知センサー１１は、バッテリー１０の電圧を感知し、バッテリー１０の電圧状態を表示部１２に表示し、ユーザは、前記表示部１２に表示されたバッテリー１０の電圧が正常の場合（すなわちＤＣ１２Ｖを維持する場合）、インバータ４０と負荷７０との間に電気的に連結されたスイッチ６０をＯＮするようになる。
【００３６】
これにより、インバータ４０によって出力されたＡＣ電力のうち、例えば、０．８〜１．２ｋＷの電力を、自動販売機や屋台の負荷７０に供給し、自動販売機や屋台の負荷を最初約５分間予熱する。
【００３７】
予熱後に前記負荷７０には、０．８〜１．２ｋＷの予熱時、電力が実際消費電力、例えば、３００〜４５０Ｗ電力に変換されて供給され、これは、インバータ４０と負荷７０との間に電気的に連結されたスイッチ６０のＯＦＦ時まで続く。
【００３８】
一方、バッテリー１０だけで電源を供給するのに限界がある場合に対処するために、予備電源を印加して供給できるように、外部電源と連結して、電源を供給する電源延長線（図示せず）を付加して構成することができる。
【００３９】
そして、前記バッテリー１０が満充電された場合に、充電器５０に供給されるＡＣ電力を中断するか、負荷７０と充電器５０に供給されるＡＣ電力を適切に配分するか、または、予熱された後に負荷に供給される電力量を変換して供給するなどの制御は、図示しないコントローラーを付加して構成することができる。
【００４０】
インバータ４０に連結された参照符号４１は、インバータ４０の出力電力残余量を感知する感知センサーであり、４２は、インバータ４０で出力される電力が最大の場合を表示する最大出力電力表示部である。
【００４１】
また、充電器５０に連結された参照符号５１は、充電状態を感知する感知センサーであり、５２は、充電容量及び充電状態を確認するための表示部である。
【００４２】
図３は、図１に示した電源供給装置の他のブロック構成図である。
図示のように、電源供給装置は、バッテリー１０ａ、１０ｂ、直流モーター２０、発電機３０、インバータ４０及びリレー８０ａ、８０ｂを備えて構成される。
【００４３】
各バッテリー１０ａ、１０ｂは、充電が可能な、例えば、ＤＣ１２Ｖ容量の２次電池であって、後段に連結された直流モーター２０にＤＣ電源を交互に出力する。
【００４４】
前記各バッテリー１０ａ、１０ｂの＋端子は、直流モーター２０の＋端子に連結され、−端子は、各リレー８０ａ、８０ｂの位置切替端子に連結され、バッテリー１０ａ、１０ｂの充電量によって互いに反対方向に位置を切り替える。
【００４５】
前記各リレー８０ａ、８０ｂの位置切替端子は、互いに反対方向に位置が切り替えられ、一方のリレー８０ａの位置切替端子が上昇し、リレー８０ａに形成されたＯＮ接点に接触する場合、他方のリレー８０ｂの位置切替端子は、下降し、リレー８０ｂのＯＦＦ接点に接触する。
【００４６】
ここで、リレー８０ａ、８０ｂの上部にＯＮ接点が形成され、下部にＯＦＦ接点が形成されたものと仮定する。
【００４７】
前記直流モーター２０は、固定子として永久磁石を使用し、回転子（電気子）としてコイルを使用して構成したもので、電気子に流れる電流の方向を切り替えることによって、磁力の反発、吸引力により回転子が回転をするようになる。
【００４８】
前記直流モーター２０の＋端子は、発電機３０の＋端子に連結され、−端子は、例えば、各リレー８０ａ、８０ｂのＯＮ接点に連結される。
【００４９】
前記直流モーター２０の回転によって、後段の発電機３０が作動し、例えば、ＤＣ１３〜１４Ｖの電圧を発電する。
【００５０】
前記発電機３０の−端子は、例えば、各リレー８０ａ、８０ｂのＯＦＦ接点に連結される。
【００５１】
インバータ４０は、直流を交流に変えるための電気的装置であって、適切な変換方法やスイッチング素子、制御回路を通じて発電機３０のＤＣ電圧から所望の電圧と周波数を得て、本発明では、ＤＣ１３〜１４ＶをＡＣ２．５ｋＷ電力に変換して出力する。
【００５２】
前記インバータ４０の−端子は、例えば、各リレー８０ａ、８０ｂの他のＯＮ接点に連結される。
【００５３】
もちろん前記インバータ４０には、図２に示されたように、負荷７０にも連結され、インバータ４０で発生するＡＣ電力のうち大部分は、負荷７０に供給され、一部は、リレー８０ａ、８０ｂを通じて充電器５０に供給される。
【００５４】
このように、前記各リレー８０ａ、８０ｂのＯＮ接点は、インバータ４０と直流モーター２０の−端子に連結され、ＯＦＦ接点は、発電機３０の−端子に連結され、位置切替端子は、バッテリー１０ａ、１０ｂの−端子に連結され、バッテリー１０ａ、１０ｂの充電量や所定の時間によって位置切替端子が交互に互いに反対方向に位置を切り替え、一方のリレー８０ａのＯＮ接点に接触する場合、他方のリレー８０ｂは、ＯＦＦ接点に接触する。
【００５５】
したがって、一方のリレー８０ａのＯＮ接点連結によって充電器５０を通じて一方のバッテリー１０ａが充電される間に、他方のリレー８０ｂのＯＦＦ接点連結によって他方のバッテリー１０ｂの電源は、直流モーター２０に供給される。
【００５６】
反対に、一方のリレー８０ａがＯＦＦ接点に接触する場合、他方のリレー８０ｂは、ＯＮ接点に接触し、バッテリー１０ａの電源が直流モーター２０に供給される間に、バッテリー１０ｂは、充電をするようになる。
【００５７】
この際、前記リレー８０ａ、８０ｂ間のＯＮ／ＯＦＦ切替時間差は、０．０４〜０．１２秒であることが直流モーター２０に絶え間なく電源を供給することができるという点から好ましい。
【００５８】
このように２個のバッテリー１０ａ、１０ｂを利用して一方のバッテリー（例えば、１０ａ）は、充電する間に、他方のバッテリー（例えば、１０ｂ）に電源を供給する動作を繰り返すことによって、２個のバッテリー１０を連結し、充電なしに使用（連続放電）するものより、屋台や自動販売機に長時間電源を供給することができる。
【００５９】
このような結果は、充放電を繰り返す過程で、（＋）極と（−）極が変化する速度を減らすことによって、バッテリーの効率が徐々に低下し、元々バッテリーが持っていた容量を連続放電時より多く使用することができるからである。
【００６０】
すなわち本発明は、バッテリーに貯蔵された電力の量を増加させるものではなく、充電器及びリレーを具備し、交互に充放電することによって、元々バッテリーに保存された電力の量を連続放電時より多く使用することができ、一回のバッテリー満充電で使用することができる時間を増やすことができる。
【００６１】
このように、一般家庭の商用ＡＣ電力を利用して２個のバッテリーを満充電した後、外部の電源を供給することなく使用することができるバッテリーの使用時間を増やすことによって、その分、バッテリーを満充電する回数を減らし、商用ＡＣ電力の消費を低減することができ、費用を節減することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１０  バッテリー
２０  直流モーター
３０  発電機
４０  インバータ
５０  充電器
６０  スイッチ
７０  負荷
８０  リレー
【図１】
2012525117.tif 000003
【図２】
2012525117.tif 000004
【図３】
2012525117.tif 000005
【国際調査報告】
2012525117.tif 000006
2012525117.tif 000007
2012525117.tif 000008
2012525117.tif 000009