KR100395401B1 - 파력을 이용한 동력발생장치 - Google Patents

Abstract

개시된 내용은 별도의 구동원없이 순수하게 파력만을 이용하여 동력을 발생시키기 위한 파력을 이용한 동력발생장치에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 부구와 구동기어를 연결하여 파고에 따라 부구가 승하강할 때 구동기어의 축을 중심으로 구동기어가 정역회전되게 하고, 구동기어에는 이보다는 작은 직경을 갖는 종동기어를 치합하여 구동기어의 회전력에 의해 종동기어가 구동기어보다는 빠른 속도로 정역회전되게 하며, 종동기어와 일체로 동축상에 종동기어보다는 큰 직경을 갖는 피니언기어를 형성하여 피니언기어가 종동기어로부터 전달되는 회전력에 따라 빠른 속도로 회전되게 하고, 피니언기어에는 레크기어를 치합하여 레크기어가 피니언기어로부터 전달된 회전력에 의해 승하강되게 하며, 레크기어의 선단부와 공기압축기와 연결되는 구동축을 와이어로 연결하여 부구의 승하강에 따라 일방향으로만 회전되어 공기를 압축하도록 하고, 공기압축기를 통해 압축된 공기를 압축공기 저장통에 저장하였다가 이를 통해 실린더를 구동함으로써 발전기를 돌려 발전을 수행하는 것으로, 장치가 간단하여 제조원가를 절감할 수 있음은 물론 동력의 유실없이 전량 에너지 화할 수 있으며, 장치내에 무수한 구동부가 구비되므로 조그마한 파도에 의해서도 많은 량의 동력을 발생시킬 수 있는 것이다.

Description

파력을 이용한 동력발생장치{omitted}

본 발명은 파력을 이용한 동력발생장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 별도의 구동원없이 순수하게 파력만을 이용하여 동력을 발생시키기 위한 것이다.

일반적으로, 동력을 발생시키는 방법으로는 수력발전이나, 화력발전, 원자력발전등이 널리 사용되고 있으며, 일부 특정지역에서 풍력을 이용한 발전 방법이 사용되고 있는데, 풍력발전을 제외한 상기 발전방법들은 상기 발전설비를 가동시키기위해서는 엄청난 량의 자원이 필수적으로 공급되어야 했으며, 이 엄청난 량의 자원은 그 량이 한정되어 있어 많은 사람들이 대체에너지에 대한 연구를 하여 풍력을 이용한 풍력발전이나 태양열을 이용한 태양열 난방들이 개발되어 인류에 커다란 이익을 안겨주게 되었는데, 이 또한, 이들을 가동시키는데는 그들 자력으로만은 발전이나 난방을 할수 없어 보조장치(보조연료) 공급이 꼭 필요하였으며, 상기 설비를 설치하는데는 고도의 기술력과 설치비용 그리고 지역적인 특성등이 요구되었다.

따라서, 본 출원인은 상기와 같은 종래의 제반문제점들을 해결하기 위하여 특허 제 104704 호 및 실용신안등록 제 210126 호에서 파력을 이용하여 동력을 발생시킬 수 있는 장치를 개시한 바 있다.

그런데, 상기한 특허 제 104704 호 및 실용신안등록 제 210126 호에 따른 파력을 이용한 동력발생장치들은 파도로부터 동력을 직접적으로 전달받는 구조가 아니고 다수의 단계를 거쳐 동력발생이 이루어지게 되므로 장치가 복잡하여 제조원가가 증가되고, 동력의 전달과정에서 동력의 유실이 많이 발생될 수 있어 보다 간단하면서도 동력의 유실을 최소화할 수 있는 구조의 동력발생장치가 요구되었다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 제안된 것으로, 부구와 구동기어를 연결간을 통해 연결하여 파고에 따라 부구가 승하강할 때 구동기어의 축을 중심으로 구동기어를 정역회전시키고, 구동기어의 회전력이 이 보다는 작은 직경을 갖고 치합된 종동기어에 전달되어 종동기어를 빠른 속도로 정역회전시키며, 종동기어와 일체로 종동기어보다는 큰 직경을 갖는 피니언기어를 형성하여 종동기어로부터 전달된 회전력에 따라 빠른 속도로 정역회전시키며, 피니언기어에는 레크기어를 치합하여 레크기어를 빠른 속도로 승하강시키고, 이러한 레크기어의 승하강에 상관없이 항상 동일한 방향으로 공기압축기를 회전시킬 수 있도록 공기압축기와 연결되는 구동축과 레크기어의 단부측을 와이어로 연결하여 구성하며, 나머지 구성은 특허 제 104704 호 및 실용신안등록 제 210126 호와 동일하게 구성함으로써 간단한 구조를 가지면서도 파력을 직접 동력발전에 이용할 수 있어 제조원가 절감 및 동력의 유실 최소화의 효과를 동시에 얻을 수 있는 파력을 이용한 동력발생장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 파력을 이용한 동력발생장치의 구성도.

도 2는 특허 제 104704호 및 실용신안등록 제 210126 호에 따른 발전 설명도.

도 3은 특허 제 104704 호에 개시된 공지의 공압회로도.

도 4는 본 발명에 따른 구동부가 여러개 구비된 전체 장치 설명도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

1 : 부구 2 : 구동기어 3 : 연결간

4 : 종동기어 5 : 피니언기어 6 : 레크기어

6a : 돌출부 7 : 공기압축기 8 : 구동축

9 : 와이어 10 : 압축공기 저장통 11,12 : 드럼

13, 14 : 라체트 15,16 : 안내롤러 17 : 후방안내롤러

18 : 공기공급변 19,19a : 체대 20 : 지지대

21 : 가이드롤러

이하, 본 발명을 제시되는 실시예에 의해 구체화한다.

본 발명에 따른 파력을 이용한 동력발생장치는 도 1에 도시한 바와 같이 부구(1)와 구동기어(2)를 연결간(3)을 통해 연결하여 파고에 따라 부구(1)가 승하강할 때 구동기어(2)의 축을 중심으로 구동기어(2)가 정역회전되게 하고, 구동기어(2)에는 이보다는 작은 직경을 갖는 종동기어(4)를 치합하여 구동기어(2)의 회전력에 의해 종동기어(4)가 구동기어(2)보다는 빠른 속도로 정역회전되게 하며, 종동기어(4)와 일체로 동축상에 종동기어(4)보다는 큰 직경을 갖는 피니언기어(5)를 형성하여 피니언기어(5)가 종동기어(4)로부터 전달되는 회전력에 따라 빠른 속도로 회전되게 하고, 피니언기어(5)에 레크기어(6)를 치합하여 레크기어(6)가 피니언기어(5)로부터 전달된 회전력을 직선왕복운동으로 변환하여 승하강되게 하며, 레크기어(6)의 선단부와 공기압축기(7)와 연결되는 구동축(8)을 와이어(9)로 연결하고, 이후의 구성은 특허 제 104704 호 및 실용신안 제 210126호에 기재된 구성과 동일하게 구성된 것으로, 레크기어(6)의 승하강에 따라 공기압축기(7)와 연결되는 구동축(8)이 항상 일방향으로만 회전될 수 있도록 되어 있고, 공기압축기(7)로부터 압축된 공기를 모으는 다수의 압축공기 저장통(10)이 구비되며, 압축공기 저장통(10)에는 특허 제 104704 호 및 실용신안 제 210126호에 개시된 동력발생장치가 연결되는 것이다.

즉, 레크기어(6)가 상승할 때나 하강할 때 공기압축기(7)와 연결되는 구동축(8)이 일방향으로만 회전되도록 레크기어(6)의 선단부에는 와이어(9)의 일단이 연결되고, 레크기어(6)의 중간에 형성된 돌출부(6a)에는 와이어(9)의 타단이 연결되며, 이들 와이어(9)는 공기압축기(7)와 연결되는 구동축(8)에 설치된 2개의 드럼(11)(12)에 각각 권회되고, 2개의 드럼(11)(12)에는 역회전방지용 라체트(13)(14)가 각각 설치되며, 와이어(9)는 레크기어(6)의 선단부로부터 일측 드럼(11)-안내롤러(15)-안내롤러(16)-타측드럼(12)-후방안내롤러(17)-레크기어(6)의 돌출부(6a)를 통하여 권회되어 레크기어(6)가 상승하거나 하강할 때 모두 공기압축기(7)와 연결되는 구동축(11)을 일방향으로만 회전시킬 수 있도록 구성되는 것이다.

또한, 공기압축기(7)로부터 압축된 공기를 다수의 압축공기 저장통(10)에 저장하였다가 공기공급변(18)을 통해 이를 동력발생장치에 공급하여 동력을 발생시킬 수 있도록 구성되는데, 동력발생장치는 도 2에 도시한 바와 같이 압축공기 저장통(10)에서 저장 공급되는 압축공기가 공기공급변(18)을 온오프시킴에 따라 실린더(41)를 전후진 동작시키고, 피스톤로드(42)에 설치된 가이드장치(43)에 의해 회전풀리(48)가 실린더(41)의 전후진시 모두 일방향으로만 회전하면서 발전기(55)를 구동시켜 발전할 수 있도록 되는 것으로, 실린더(41)와 피스톤로드(42)가 연속적으로 출몰될 수 있도록 공지된 공압회로를 연결할 수 있으며, 이러한 공압회로는 도 3에 도시한 바와 같이 실린더(41)에 압축공기가 실린더(41) 전후측 위치에 교번적으로 공급될 수 있도록 실린더(41)가 출,몰되는 위치에 유체(공기 포함) 방향을 전환시키는 2개의 메카니칼밸브(57)(57a)를 공압회로로 각각 연결접속하고 이 회로를 공압회로의 공기흐름방향을 조정하는 마스터 밸브(58)와 연결하여서 된 것이며, 피스톤로드(42)가 몰입될 시는 몰입되는 방향으로 공기가 유입되다가 몰입이 완료된 지점에서 피스톤로드(42) 선단에 장착된 압지간(42a)이 매카니칼 밸브(57)를 압지하여 공기흐름 방향을 반대로 바꾸고 따라서 압지된 방향의 실린더(41)측으로 마스터밸브(58)에 의하여 공기가 최초의 반대측으로 공급됨으로써 실린더(41)의 피스톤을 압압하여 피스톤로드(42)는 몰입된 상태로부터 인출되게 되고 일정한 길이로 인출된 피스톤로드(42)의 압지간(42a)이 다시 메카니칼 밸브(57a)를 압지함으로써 피스톤로드(42)의 인출이 중지됨과 동시에 공기흐름방향이 다시 변환되어 피스톤로드(42)가 몰입되는 출, 몰 교번동작이 압축공기가 공급되는 한 지속적으로 반복되고 이 피스톤로드(42)의 왕복출몰운동을 회전운동으로 바꾸어주게 되는 바, 이들 회전운동변환장치를 설명하면, 실린더(41)가 전진할 때나 후진할 때나 화전풀리(48)는 일방향으로만 회전되도록 피스톤로드(42)에는 축방향으로 와이어(47)의 일단이 연결되고 피스톤로드(42)의 돌출부(53)에는 와이어(47)의 타단이 연결되며, 이들 와이어(47)는 회전풀리(48) 축(48a)에 설치된 2개의 드럼(49)(49a)에 각각 권회되고, 2개의 드럼(49)(49a)에는 역회전방지용 라체트(50)가 각각 설치되며, 와이어(47)는 피스톤로드(42) 축방향 선단부로부터 일측 드럼(49)-안내롤러(51)-안내롤러(51a)-타측드럼(49a)-후방안내롤러(52)-피스톤로드(42)의 돌출부(53)를 통하여 권회되고, 도시하지는 않았지만 가이드장치(43)는 피스톤로드(42)가 항상 정위치에서 출몰될 수 있게 가이드할 수 있는 구조로 됨은 자명하다.

또한, 파력을 이용하여 최초 동력원을 발생시키는 부구(1), 구동기어(2), 종동기어(4), 피니언기어(5), 레크기어(6)로 된 구동부는 도 4와 같이 상하 체대(19)(19a) 사이에 수직방향으로 길게 설치된 공기압축기(7)와 연결될 구동축(8)에 무수히 많이 연결되어 조그마한 파도에도 많은 량의 동력을 발생시킬 수 있도록 되어 있고, 공기압축기(7) 역시 체대(19)(19a) 사이에서 등간격으로 다수개가 나란히 배열되어 전체적인 형상이 장방형으로 되며, 체대(19)(19a)의 상하부에는 각각 점차 좁아지게 형성된 다수의 압축공기 저장통(10)이 호스에 의해 연결 형성되어 전체적인 장치의 수평을 유지하도록 되어 있고, 체대(19)(19a)의 4군데 모서리부는 전체 장치가 태풍과 같이 파고가 높을 때 원위치에서 이탈되지 않도록 탄력적으로 지지하여 주는 지지대(20)에 연결되어 있다.

도면상의 미설명 부호 21은 레크기어(6)가 항상 동일한 위치에서 승하강되도록 지지해주는 가이드롤러를 나타낸다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 파력을 이용한 동력발생장치는 다음과 같은 동작을 한다.

먼저, 파도가 치게 되면 무수히 많은 구동부 중 파도가 높아지는 쪽에 위치하는 부구(1)가 파도에 의해 상승하게 되고, 이러한 상승력에 따라 부구(1)가 구동기어(2)의 축을 중심으로 회전하면서 구동기어(2)를 회전시키게 되며, 구동기어(2)는 종동기어(4)를 그보다는 빠른 속도로 회전시키게 된다.

그러면, 종동기어(4)보다는 큰 직경을 가지고 종동기어(4)와 일체로 동축상에 형성된 피니언기어(5)는 종동기어(4)와 동일하게 빠른 속도로 회전되면서 레크기어(6)를 상승시키게 되며, 레크기어(6)가 상승됨에 따라 레크기어(6)의 돌출부(6a)에 연결되어 있는 와이어(9)가 당겨지면서 공기압축기(7)와 연결되는 구동축(8)에 설치되어 있는 드럼(12)이 회전하여 구동축(8)을 정회전시키게 되고, 그 상부측의 드럼(11)은 반대방향으로 공회전하게 된다.

반대로, 파도가 낮아지게 되면 상승되었던 부구(1)가 하강하면서 그 자중에 의해 구동기어(2)를 역회전시키게 되며, 이러한 회전력이 구동기어(2)-종동기어(4)-피니언기어(5)-레크기어(6) 순으로 전달되어 레크기어(6)를 하강시키게 되고, 레크기어(6)의 선단부에 연결되어 있는 와이어(9)의 일단부가당겨지면서 공기압축기(7)와 연결되는 구동축(8)에 설치되어 있는 드럼(11)이 회전하여 구동축(8)을 정회전시키게 되고, 그 하부측의 드럼(12)은 반대방향으로 공회전되는 것으로, 이와 같이 파도가 높아지거나 낮아지게 되어 부구(1)가 승하강 할 때 그 방향과 상관없이 공기압축기(7)와 연결되는 구동축(8)은 항상 일방향으로만 회전되어 공기를 원활히 압축시킬 수 있으며, 이러한 압축공기가 압축공기 저장통(10)에 차례로 모이게 된다.

이때, 파력을 이용하여 최초 동력을 발생시키는 부구(1), 구동기어(2), 종동기어(4), 피니언기어(5), 레크기어(6)로 된 구동부가 전체 장치에서 무수히 많이 구비되고, 이들로부터 구동력을 전달받아 공기를 압축하는 공기압축기(7) 역시 다수개 구비되므로 조그마한 파도에도 많은 량의 공기를 압축시킬 수 있으며, 압축공기 저장통(10)에 어느 정도의 공기가 모여 그 압력이 설정압력 이상이 되면 공기공급변(18)을 개방시키게 되고, 공기공급변(18)이 개방되면 실린더(41)측으로 압축공기가 공급되어 공압회로에 의해 실린더(41)가 구동되어 피스톤로드(42)가 계속적으로 출몰 운동을 하게 되며, 이러한 피스톤로드(42)의 전후진 동작으로 회전풀리(48)를 일방향으로 회전시킴으로써 회전풀리(41)의 축(48a)과 연결된 발전기(55)를 구동시켜 동력을 발생시키게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 파도가 높아지거나 낮아질 때 부구가 승하강하면서 회전되고, 이러한 회전력이 종동기어, 피니언기어, 레크기어로 곧바로 전달되어 동력을 발생시킬 수 있는 것이므로 장치가 간단하여 제조원가가 절감됨은 물론 동력의 유실없이 전량 에너지화할 수 있으며, 장치내에 무수한 구동부가 구비되므로 조그마한 파도에 의해서도 많은 량의 동력을 발생시킬 수 있는 매우 유용한 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 피고에 따라 승하강하는 부구(1)와, 상기 부구(1)에 와이어(9)를 통해 연결되어 상기 부구(1)의 승하강에 따라 일방향으로만 회전되어 공기를 압축하는 공기압축기(7)와, 상기 공기압축기(7)를 통해 압축된 공기를 저장하는 압축공기저장통 (10)과, 상기 압축공기 저장통(10)에 모인 압축공기를 통해 실린더(41)를 구동하여 발전기(55)를 통해 발전을 수행하는 파력을 이용한 동력발생장치에 있어서,

   상기 부구(1)와 구동기어(2)를 연결간(3)을 통해 연결하여 파고에 따라 상기 부구(1)가 승하강할 때 상기 구동기어(2)의 축을 중심으로 상기 구동기어(2)가 정역회전되게 하고, 상기 구동기어(2)에는 이보다는 작은 직경을 갖는 종동기어(4)를 치합하여 상기 구동기어(2)의 회전력에 의해 상기 종동기어(4)가 상기 구동기어(2)보다는 빠른 속도로 정역회전되게 하며, 상기 종동기어(4)와 일체로 동축상에 상기 종동기어(4) 보다는 큰 직경을 갖는 피니언기어(5)를 형성하여 상기 피니언기어(5)가 상기 종동기어(4)로부터 전달되는 회전력에 따라 빠른 속도로 회전되게 하고, 상기 피니언기어(5)에는 레크기어(6)를 치합하여 상기 레크기어(6)가 상기 피니언기어(5)로부터 전달된 회전력을 직선왕복운동으로 변환하여 승하강되게 하며, 상기 레크기어(6)와 상기 공기압축기(7)의 구동축(8) 사이에는 와이어(9)를 연결하되, 상기 공기압축기(7)의 구동축(8)에는 각각 역회전방지용라체트(13)(14)를 갖는 드럼(11)(12)을 각각 구비하고, 상기 각 드럼(11)(12)의 전방측과 상기 레크기어(6)의 후방에는 안내롤러(15,16)(17)를 각각 마련하여 상기 와이어(9)를 상기 레크기어(6)의 선단-일측 드럼(11)-상기 드럼 전방측 안내롤러(15,16)-타측 드럼(12)-상기 레크기어 후방측 안내롤러(17)-레크기어(6)의 측면에 권회하여 상기 레크기어(6)의 전후진에 따라 상기 공기압축기(7)의 구동축(8)이 상기 역회전방지용라체트(13)(14)에 의해 상시 일방향으로만 회전되게 구성한 것을 특징으로 하는 파력을 이용한 동력발생장치.