KR100977838B1 - 발전기용 회전력 발생장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 발전기용 회전력발생방법 및 장치에 관한 것이다.

이는 특히, 일정한 스트로크로 반복되는 직선운동을 연속적인 회전운동으로 변환시키도록 하나의 회전축 양측에 각각 반대방향의 회전력을 발생시키는 레칫유니트가 각각 구비되고, 상기 레칫유니트에 연결되는 회전기어에 동작로드가 치합되는 구성으로 이루어 진다.

이에 따라서, 반복적인 직선운동을 연속적인 회전운동으로 변환시키는 회전력 발생장치를 통하여 이에 연결되는 발전기등을 구동토록 함으로써 효율을 높일 수 있도록 하는 것이다.

레칫유니트, 회전기어, 동작로드, 핸들

Description

발전기용 회전력 발생장치 및 방법{a producer for rotary power with a generator and generation process}

본 발명은 일정한 스트로크로 반복되는 직선운동을 연속적인 회전운동으로 변환시켜 회전력을 발생시킴으로써 파고등에 의한 반복적인 에너지를 활용할 수 있도록 하는 발전기용 회전력 발생장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 발전이라 하면 전기를 생산하는 것으로서 현재 알려져 있는 전기의 생산방법은, 수력발전, 조력발전, 풍력발전, 조력발전등과 같이 자연력을 이용하는 방법과, 화석연료를 연소시켜 발생되는 화력발전 및 우랴늄등을 이용하는 원자력발전, 그리고 엔진에 의한 발전 및 인력에 의한 발전등의 방법을 통하여 전기를 생산하고 있는 것이다.

이러한 기술과 관련되어 등록특허공보 제472744호에 자연에너지를 이용한 동력발전 및 저장시스템이 개시되어 있으며 그 구성은 도1에서와 같이, 에너지원별동력발생장치의 전력을 집합하여 대용량의 전력을 발전하는 메인동력발전장치(M)로 구성된다.

그리고, 상기 메인동력발전장치(M)는, 구동축(2)의 외주면에 형성된 수직선 형 레칫기어(1)와 상기 레칫기어(1)에 맞물려서 구동축의 역회전을 제어하는 클릭(3)이 내단에 형성된 판형 코일(24)과 상기 판형 코일(24) 외단이 내측에 고정된 베벨기어장치(4)의 대직경 기어(4a)와, 에너지원별 동력발생장치와 연결된 회전축(5)에 의해 회전되면서 상기 베벨기어장치(4)의 대직경기어(4a)와 치합회전되는 소직경 기어(4b)로 구성된 다수개의 단위 동력 축적장치(6a)(6b)(6c)...(6n)와; 상기 구동축(2)상의 단위 동력축적장치들 아래에 장착되어 그 구동축(2)을 유압이나 공압 또는 유공압 혼합압(23)에 의해 수축 팽창되는 디스크 브레이크(7)와 패드(25)에 의해 압압하면서 그 구동축(2)의 회전 속도를 조절하는 구동축 회전 속도 조절장치(8)와; 상기 구동축(2) 하단 둘레에 고정 장착된, 상기 단위 동력축적장치(6a)...와 동일 형태의 동력 전달장치(9)와, 상기 동력 전달장치(9)의 소경기어(9b)의 회전축(10)에 장착된 대경기어(11a)와 그것과 치합 회전되는 소경기어(11b)로 된 가속기어장치(12) 및 상기 가속기어장치(12)의 소경기어(11b)와 축(9c)으로 연결된 발전기(13)로 구성된다.

상기와 같은 발전장치는, 에너지원인 수력, 풍력 또는 태양열 에너지에 의해 에너지원별 동력발생장치들에서 전력(동력)이 발전되게 되고 그 발전된 전력에 의해 메인동력발생장치(M)의 단위 동력축적장치(6a)(6b)(6c)... (6n)의 베벨기어(4)들을 회전시켜 그 장치를 이루는 판형코일(24)들을 수축시키게 되므로 동력이 축적 저장되게되고, 그 축적된 동력에 의해 구동축(2)이 회전되어 그 구동축(2)의 하단에 장착된 동력전달장치(9)를 회전시키게 되고, 상기 동력전달장치(9)의 회전에 따라 그것과 회전축(10)에 의해 연동되는 가속기어장치(12)를 회전시켜 발전기(13)에 서 대용량의 전력을 발전시키게 되는 것이다.

그러나, 상기와 같은 메인돌력발생장치는, 수력, 풍력등과 같은 에너지원을 사용할 때 장비가 정형화되어 세팅된 후 이에 장착되는 팬에 물과 바람등의 유체가 접촉되면서 회전시키는 구성으로 파도등과 같이 일정한 높이차를 갖으면서 유동하는 장소에는 적용할 수 없는 단점이 있는 것이다.

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 반복적인 직선운동을 운동에너지의 손실 없이 연속적인 회전운동으로 변환시키는 회전력 발생장치를 통하여 이에 연결되는 발전기등을 구동토록 함으로써 효율을 높일 수 있도록 하고, 파고등의 자연력을 최대한 활용할 수 있도록 하여 오염물질의 발생없이 에너지를 활용할 수 있도록 하며, 소형화가 가능하여 인력등을 이용한 자가 발전에 적절하게 활용할 수 있도록 하는 발전기용 회전력 발생장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 하나의 회전축 양측에 레칫유니트가 개재되는 회전기어를 각각 설치하여 서로 다른 방향의 회전력이 하나의 회전축에서 동일방향을 향하는 회전력이 되도록 하고, 상기 회전기어에는 왕복시 각각 다른 회전기어의 레칫유니트를 구동하는 동작로드로서 왕복시 회전축을 연속적으로 회전하도록 하는 발전기용 회전력 발생방법을 제공하는 데 있다.

한편 본 발명은, 회전축;

상기 회전축의 양단에 각각 설치되어 반대방향의 회전시 회전력을 각각 공급하는 레칫유니트;

상기 레칫유니트에 회전력을 전달하는 회전기어; 및,

상기 회전기어에 치합되면서 일방향 및 타방향으로 이동시 회전기어를 정회 전 및 역회전토록 설치되는 동작로드로서 이루어 지는 발전기용 회전력 발생장치를 제공한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 반복적인 직선운동을 운동에너지의 손실 없이 연속적인 회전운동으로 변환시키는 회전력 발생장치를 통하여 이에 연결되는 발전기등을 구동하여 효율을 높이고, 파고 등의 자연력을 최대한 활용할 수 있도록 하여 오염물질의 발생 없이 에너지를 활용하며, 소형화가 가능하여 인력 등을 이용한 자가 발전에 적절하게 활용하는 효과가 있는 것이다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도2는 본 발명에 따른 회전력발생장치를 도시한 사시도 이고, 도3a,b는 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전력발생장치를 도시한 사시도 이며, 도4a,b는 각각 본 발명에 따른 회전력발생장치의 요부 단면도 이고, 도5 및 도6은 각각 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 회전력발생장치를 도시한 사시도 이다.

본 발명은, 하나의 회전축(100) 양측에 회전축(100)을 연속적으로 회전시키도록 각각 반대 방향에서 회전력을 전달하도록 레칫유니트(200)를 설치한다.

그리고, 상기 레칫유니트(200)를 순차로 구동시키도록 일정 스트로크로 반복되는 직선운동을 수행토록 각각의 레칫유니트(200)에 대응되는 동작로드(300)를 설치한다.

더하여, 상기 동작로드(300)를 이동가능토록 설치한 후 고정되는 레칫유니트(200)를 구동토록 하거나, 동작로드(300)를 고정한 후 이동가능토록 동작로드(300)에 의해 레칫유니트(200)를 구동시키도록 한다.

또한, 상기 회전축(100)에는 일정한 관성력을 유지토록 웨이트(450)가 더 연결된다.

그리고, 본 발명의 회전축에는 스프라킷 휠이나 드럼등을 통하여 발전기(미도시)와 연결되어 발전기를 회전토록 설치된다.

한편, 본발명의 회전력 발생장치는, 발전기에 감속기(미도시)등을 통하여 연결되는 회전축(100)과 상기 회전축(100)의 양단에서 자유회전토록 설치되는 회전기어(250) 및 상기 회전기어(250)의 일방향 회전력만을 회전축(100)에 전달하도록 설치되는 레칫유니트(200) 및 상기 회전기어(250)에 치합되는 동작로드(300)로서 이루어 진다.

상기 회전축(100)은, 관성에 의한 회전이 가능토록 웨이트(450)가 일체로 연결된다.

상기 회전축(100)은, 베이스프레임(130)에 연결되는 가이드바(150) 및 상기 가이드바(150)에 지지되는 지지브라켓(170)를 통하여 가이드바상을 이송토록 설치된다.

이때, 상기 지지브라켓(170)은 핸들(173)이 연결되는 구동로드(175)를 통하여 링크상으로 연결되어 가이드바상을 이송토록 설치된다.

더하여, 상기 구동로드(175)에는 제1스프링(177)이 더 개재되어 자동복원토 록 설치된다.

또한, 상기 구동로드(175)는, 별도의 부력탱크(179)가 더 연결된다.

상기 레칫유니트(200)는, 회전축(100)의 구비되는 하나 이상의 지지턱(201)과 일측으로 이동시 지지턱에 의해 단속토록 설치되는 레칫(203) 및 상기 회전기어(250)의 내측에 구비되는 레칫휠(205)로서 이루어 진다.

이때, 상기 레칫(203)은, 회전축상에 제2스프링(203-1)을 개재하여 탄성설치된다.

상기 회전기어(250)는, 상기 회전축(100)상의 양측에 각각 설치되어 회전시 레칫유니트에 의해 회전축에 정회전 및 역회전의 회전력을 전달하도록 외경측에 제1나사부(255)가 형성된다.

상기 동작로드(300)는, 상기 회전기어(250)에 대응되어 치합토록 제2나사부(355)가 형성되고, 상기 베이스프레임(130)에 고정설치된다.

한편, 본 발명의 동작로드(300)는, 베이스프레임(130)에 설치되는 가이드로울러(310) 또는 부시(330)를 통하여 지지되면서 일측에 핸들(173)이 연결되어 이동가능토록 설치된다.

이때, 상기 회전축(100)은, 베이스프레임(130)상에 고정설치된다.

다른 한편, 본 발명의 동작로드(300) 일측에는 별도의 부력탱크(179)가 더 연결되는 구성으로 이루어 진다.

또한, 상기 핸들(173)를 대체하여 캠휠(172)의 회전시 승하강하는 캠로드(172-3)가 연결되는 구성으로 이루어진다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 동작을 설명한다.

본 발명은 도2 내지 도6에서 도시한 바와같이, 베이스프레임(130)에 링크형상으로 연결되는 핸들(173)을 스윙시키면 이에 연결되는 구동로드(175)가 베이스프레임(130)에서 직선운동하면서 회전축(100)이 연결되는 지지브라켓(170)을 승하강시킨다.

이때, 상기 지지브라켓(170)은 베이스프레임(130)에 설치되는 복수의 가이드바(150)에 의해 지지되어 이송토록 된다.

그리고, 상기 가이드바(150)에는 상호 대향토록 되는 복수의 지지브라켓(170)을 통하여 회전축(100)의 양측이 각각 지지된다.

또한, 상기 핸들(173)은 인력에 의해 당기거나 미는 동작을 통하여 가이드바(150)를 중심으로 일정한 스트로크로서 이동토록 된다.

이때, 상기 핸들(173)에 연결되는 구동로드(175)에 제1스프링(177)을 장착하면 핸들을 밀지 않아도 핸들을 당길때 저장되는 스프링의 힘에 의해 자동복원토록 된다.

상기와 같은 구성으로 핸들(173)을 당기면 가이드바(150)를 중심으로 지지브라켓(170)이 이동하게 될 때 상기 회전축(100)의 양측에는 제2나사부(355)를 갖는 동작로드(300)가 구비되어 회전축(100)상에 레칫유니트(200)를 개재하여 연결되는 회전기어(250)를 회전시키도록 한다.

이때, 상기 회전축(100) 상의 양측에 각각 설치되는 회전기어(250)는 상호 반대방향의 회전력을 전달하도록 레칫유니트(200)가 연결되어 지지브라켓(170)이 상향할 때는 일측의 회전기어를 통하여 회전축(100)에 회전력을 전달하게 되고, 지지브라켓(170)이 하향할 때는 타측의 회전기어를 통하여 회전축(100)에 회전력을 전달하게 되어 지지브라켓(170)의 상,하향시 회전축에 연속적으로 회전력을 전달하게 된다.

또한, 상기 회전축(100)에는 웨이트(450)가 더 구비되어 관성력에 의해 일정한 회전력을 유지하면서 회전토록 된다.

그리고, 본 발명은 핸들(173)를 대체하여 부력탱크(179)가 연결될 수 있으며, 상기 부력탱크(179)가 구비되는 베이스프레임(130)을 해안에 고정설치할 경우 파도나 파고차에 의하여 부력탱크(179)를 이동하는 동작을 활용하여 회전축을 회전시킬 수 있게 된다.

이때, 상기 회전축에는 스프라킷 휠이나 드럼등을 통하여 발전기(500)와 연결되어 발전기를 회전토록 함으로써 발전이 가능토록 된다.

그리고, 상기 레칫유니트(200)는, 회전축(100)의 구비되는 하나 이상의 지지턱(201)과 일측으로 이동시 지지턱에 의해 단속토록 설치되는 레칫(203) 및 상기 회전기어(250)의 내측에 구비되는 레칫휠(205)로서 이루어 져 회전기어의 회전에 따른 일 방향의 회전력만을 회전축에 전달하도록 된다.

한편, 본 발명의 지지브라켓(170)을 베이스프레임(130)에 고정설치한 후 동작로드(300)를 이동시켜 회전축(100)을 회전시킬 수 있으며, 이때 상기 동작로드(300)는 베이스프레임(130)에 설치되는 가이드로울러(310) 또는 부시(330)를 통하여 지지되면서 그 일측에 연결되어 핸들(173)을 통하여 이동할 때 회전축을 회전 시키도록 한다.

이때, 상기 핸들(173)을 대체하여 부력탱크(179)가 연결될 수 있으며, 상기 부력탱크(179)가 구비되는 베이스프레임(130)을 해안에 고정설치할 경우 파도나 파고차에 의하여 부력탱크(179)를 이동하는 동작을 활용하여 회전축을 회전시킬 수 있게 된다.

또한, 상기 핸들(173)를 대체하여 손잡이(172-1)의 회전시 회전되는 캠휠(172)에 캠로드(172-3)연결될 때 상기 캠로드(172-3)의 일측이 구동로드(175)에 연결되어 캠휠의 회전시 구동로드를 승하강시키게 된다.

도1은 종래의 동력발전 장치를 도시한 단면도 이다.

도2는 본 발명에 따른 회전력발생장치를 도시한 사시도 이다.

도3a,b는 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전력발생장치를 도시한 사시도 이다.

도4a,b는 각각 본 발명에 따른 회전력발생장치의 요부 단면도 이다.

도5 및 도6은 각각 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 회전력발생장치를 도시한 사시도 이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100...회전축 273...핸들

170...부력탱크 200...레칫유니트

250...회전기어 300...동작로드

450...웨이트

Claims (12)

1. 하나의 회전축 양측에 레칫유니트가 개재되는 회전기어를 각각 설치하여 서로 다른 방향의 회전력이 하나의 회전축에서 동일방향을 향하는 회전력이 되도록 하고, 상기 회전기어에는 왕복시 각각 다른 회전기어의 레칫유니트를 구동하는 동작로드로서 왕복시 회전축을 연속적으로 회전하도록 하는 발전기용 회전력 발생방법
2. 제1항에 있어서, 상기 회전기어가 지지되는 회전축이 고정되면서 이를 중심으로 동작로드가 이동하도록 설치되는 발전기용 회전력 발생방법
3. 제1항에 있어서, 상기 동작로드가 고정되면서 이를 중심으로 회전축에 지지되는 회전기어가 이동하도록 설치되는 발전기용 회전력 발생방법
4. 베이스프레임(130)에 회전가능토록 지지되는 회전축(100);

   상기 회전축(100)의 양측에 각각 설치되어 서로 반대방향의 회전력을 각각 공급하도록 설치되는 복수의 레칫유니트(200);

   상기 레칫유니트(200)에 회전력을 전달하는 회전기어(250); 및,

   상기 회전기어(250)에 치합되면서 직선이동시 회전기어를 정회전 및 역회전토록 설치되는 동작로드(300)로서 이루어 지는 발전기용 회전력 발생장치
5. 제4항에 있어서, 상기 회전축(100)은, 베이스프레임(130)에 연결되는 가이드바(150) 및 상기 가이드바(150)에 지지되는 지지브라켓(170)를 통하여 가이드바상을 이송토록 설치되는 것을 특징으로 하는 발전기용 회전력 발생장치
6. 제5항에 있어서, 상기 지지브라켓(170)은, 핸들(173)이 연결되는 구동로드(175)를 통하여 링크상으로 연결되어 가이드바상을 이송토록 설치되고,

   상기 구동로드(175)에는 제1스프링(177)이 더 개재되어 자동복원토록 설치되는 것을 특징으로 하는 발전기용 회전력 발생장치
7. 제4항에 있어서, 상기 회전축(100)은, 관성에 의한 회전이 가능토록 웨이트(450)가 일체로 연결되는 것을 특징으로 하는 발전기용 회전력 발생장치
8. 제4항에 있어서, 상기 레칫유니트(200)는, 회전축(100)의 구비되는 하나 이상의 지지턱(201)과 일측으로 이동시 지지턱에 의해 단속토록 설치되는 레칫(203) 및 상기 회전기어(250)의 내측에 구비되는 레칫휠(205)로서 이루어 지는 것을 특징으로 하는 발전기용 회전력 발생장치
9. 제4항에 있어서, 상기 동작로드(300)는, 베이스프레임(130)에 설치되는 가이드로울러(310) 또는 부시(330)를 통하여 지지되면서 일측에 핸들(173)이 연결되어 이동가능토록 설치되는 것을 특징으로 하는 발전기용 회전력 발생장치
10. 제6항 또는 제9항중 어느 한항에 있어서, 핸들(173)를 대체하여 부력탱크(179)가 연결되는 것을 특징으로 하는 발전기용 회전력 발생장치
11. 제6항 또는 제9항중 어느 한항에 있어서, 핸들(173)를 대체하여 캠휠(172)의 회전시 승하강하는 캠로드(172-3)가 연결되는 것을 특징으로 하는 발전기용 회전력 발생장치
12. 제4항에 있어서, 상기 회전축(100)은, 그 일측에 연결되는 스프라킷 휠이나 드럼등의 연결수단을 통하여 발전기(500)와 연결되는 것을 특징으로 하는 발전기용 회전력 발생장치

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