[발명을 실시하기 위한 구체적인 내용]
이하, 본 발명을 한정하지 않는 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 의한 소수력 발전장치의 전체구성을 도시한 개략적인 사시도이고, 도 2는 본 발명에 의한 소수력 발전장치의 평면도이며, 도 3은 수차와 회전강화수단의 상관관계를 설명하기 위한 측면도이고, 도 4는 영구자석 관성 회전 차의 사시도이며, 도 5는 원통형 자력 회전 장치의 사시도이다.
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 소수력 발전장치는 하천이나 수로 등의 수류(水流)에 의해 회전되는 수차(10); 이 수차의 회전력을 증대시키기 위하여 수차의 각 날개 끝 부분에 설치되는 영구자석(22) 및 상기 수차의 앞 부분에 설치되고 상기 수차의 날개 간격에 상응하는 원주를 가지며 상기 영구자석과 척력을 발생시키도록 또 다른 영구자석(24)이 배치된 보조회전체(26)로 이루어진 회전강화수단(20); 상기 수차의 뒷부분에 설치되어 수차를 거친 수류에 의해 회전되며 상기 회전강화수단(20)을 구동시키는 보조수차(30); 상기 수차의 회전속도를 감지하여 상기 보조수차의 동력을 상기 보조회전체에 전달하여 보조회전체의 회전속도를 조절하기 위한 속도조절수단(40); 상기 수차의 축에서 동력을 전달받아 그 회전속도를 증대시키기 위한 증속기(50); 상기 증속기에 의해 증속된 출력축의 토크를 자력에 의해 증대시키기 위한 영구자석 관성 회전 차(60); 원통형 자력회전 장치(100)속도 및 토크가 증대된 회전축에 결합되어 전력을 발생시키는 발전기(70); 상기 발전기에 의해 발생된 전기를 저장하는 축전지(80); 및 상기 속도조절수단(40)과 영구자석 관성 회전차(60),원통형 자력 회전 장치(100)의 제어 및 축전지(80)의 과 충전방지를 위한 제어부(90); 를 포함하여 이루어져 있다.
도면 중 미 설명부호 32는 보조수차(30)의 동력을 속도조절수단(40)의 입력축으로 전달하기 위한 동력전달벨트이고, 부호 42는 속도조절수단(40) 내부에서 조절된 속도에 맞추어 상기 회전강화수단(20)의 보조회전체(26)에 구동력을 전달하기 위한 동력전달벨트이다.
본 발명에서 상기 수차(10)는 회전축(12)의 외측에 방사상으로 복수의 날개(14)가 부착되어 있으며, 이 날개(14)는 수차가 물 속에서 회전할 때 물의 힘을 최대한 전달받을 수 있도록 곡면 형태를 이루고 있고, 이 날개(14)의 끝 부분에는 납이나 수은 등의 무게 추가 내장(도시 생략됨)되어 있어 플라이휠의 원리에 의해 회전시의 원심력과 관성을 최대화할 수 있도록 되어 있다.
또, 상기 날개(14)의 끝 부분 좌,우 양측에는 영구자석(22)이 외측을 향하도록 고정되어 있는데, 이 영구자석(22)은 그 외측이 모두 동일한 극 예를 들면, N극을 이루도록 배치되어 있다.
상기 수차(10)는 수로 또는 하천에 설치되어 수류에 의해 회전되는바, 수량의 변화에 따라 그 높이를 조절할 수 있도록 설치하는 것이 바람직한데, 이러한 수위변화에 따른 수차의 높이조절방식은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 자명한 사항이므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
상기 회전강화수단(20)은 수차(10)의 날개(14) 끝 부분에 부착된 영구자석(22)과, 이 영구자석(22)과 대응되는 영구자석(24)이 상기 수차(10)의 날개(14) 간격 즉, 날개(14)의 끝 부분에 부착된 영구자석(22)에 상응하는 원주의 양측에 배치되어 상기 수차(10)의 영구자석(22)과 척력을 발생시키는 보조회전체(26)로 이루어져 있으며, 이 보조회전체(26)는 보조수차(30)로부터 동력을 전달받아 회전하게 된다.
상기 보조회전체(26)의 설치위치는 도 3에 도시된 바와 같이 수차(10)의 전방 상부측에 설치되어 수차(10)의 하부에서 수류에 의해 회전되어 상부로 올라왔다가 다시 수류와 접촉하기 위해 하강하는 날개(14)의 끝 부분에 부착된 영구자석(22)에 보조회전체(26)의 영구자석(24)이 회전하면서 근접하여 척력을 발생시킴으로써 수차(10)의 회전력을 강화시키게 된다.
한편, 상기 보조수차(30)는 상기 수차(10)의 뒷부분에 설치되어 수차(10)를 거친 수류에 의해 회전되게 되므로 수차(10)의 회전력을 저감하거나 수차에서 발생한 에너지를 소모하지 않으며, 상기 회전강화수단(20)을 구동시키는 동력(회전력)을 발생하는 역할을 하게 되는데, 이는 후술하는 속도조절수단(40)을 거쳐 회전강화수단(20)의 보조회전체(26)에 동력을 전달하게 된다.
상기 속도조절수단(40)은 상기 수차(10)의 회전속도 변화에 따라 보조회전체(26)의 회전속도를 변화시키는 역할을 하는 것으로, 이는 수차(10)의 날개(14)에 부착된 영구자석(22)과 보조회전체(26)에 부착된 2개의 영구자석(24)이 회전하면서 근접 및 이격되면서 상호 최적의 척력을 발휘할 수 있는 위치에 오도록 동기화시켜주게 되는바, 이는 상기 수차(10)의 회전속도를 별도의 회전속도 감지센서(S)에 의해 감지하고 이를 제어부(90)에서 다단의 기어로 이루어진 속도조절수단(40)의 기어 비를 자동으로 제어함으로써 속도조절이 이루어지는 것이며, 이러한 속도조절방법은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 당업자에 의해 자명한 사항이므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
상기 증속기(50)는 일종의 변속기로서 수차(10)의 회전축이 회전하는 속도가 발전기를 구동시켜 발전하는데 필요한 속도(RPM)를 갖도록 회전속도를 증가시키는 역할을 하게 되는데, 이는 여러 개의 기어가 조합되어 이루어지는 것으로, 이러한 기어식 증속기 또한 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 당업자에 의해 자명한 사항이므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
또한, 상기 영구자석 관성 회전차(60)는 증속기(50)를 거쳐 회전속도가 증가한 회전축의 회전토크를 자력에 의해 증대시키는 것으로, 이는 크랭크 축 형태로 이루어진 회전축(62) 상에 직선 왕복운동을 하는 로드(64)의 일단이 편심위치에 고정되고, 이 로드(64)의 타단에는 영구자석(66)이 고정부착되어 있으며, 이 영구자석(66)은 일종의 피스톤과 같이 직선왕복운동을 하게 되며, 이 영구자석(66)에 대응되는 위치에는 자극의 방향이 전환되는 전자석(68)이 배치되어 있고, 상기 로드(64)의 영구자석(66)이 전자석(68) 쪽으로 접근하는 동작에서는 전자석(68)이 로드(64)의 일단에 부착된 영구자석(66)과 상반되는 극으로 전환되어 인력(引力)이 작용하는 것에 의해 로드(64)를 당겨주고, 로드(64)가 상사점에 도달한 순간에는 전자석(68)의 극을 반대의 극이 되도록 즉, 영구자석(66)과 동일한 자극이 되도록 전환시켜주면 상호 척력이 발생하게 되어 로드(64)의 직선왕복운동 즉, 당기고 미는 운동에 힘을 부가할 수 있게 되므로 크랭크 축 형태로 이루어진 회전축(62)에 원통형 자력 회전 장치(100) 사시도(120)영구자석 안쪽은 N극 바깥쪽은 S극과 (130)은 삼각형 꼴 영구자석회전자로 바같쪽은 N극 안쪽은 S극으로(62) 축에 결합 되어(120)영구자석N극 지점 방향은 (130)삼각형 꼴 영구자석회전자N극과의 대립으로 밀어 주며 반대편 (130)삼각형 꼴 영구자석회전자N극은 (140)전자석S극에 의해 회전 하며 (130)삼각형 꼴 영구자석 회전자가 3/2지난 시점에(140)전자석N극 발생으로 밀어주는 (140) 전자석은 끌어당기며, 밀어주는 각각의 척력 역할과 전자석(140-1)과 (140-2)는 (130)삼각형꼴 영구자석 회전자3/2지나는 지점에서 각각N극의 발생으로 회전 방향으로 밀어주는 척력의 회전력 등에 의한 원통형 자력회전 강화 장치의 특징
상기한 증속기(50)와 영구자석 관성 회전차(60)를 거친 회전축은 발전기(70)의 축에 연결되어 발전기를 구동시키게 되며, 발전기(70)는 전기를 생산하여 축전지(80)에 저장하게 되고, 일부 전력은 상기한 영구자석 관성 회전차(60)의 전자석(68)을 구동시키는 용도로 사용된다. 이와 같이 구성된 본 발명은 하천이나 수로의 수류에 의해 수차(10)가 회전되어 발전을 위한 동력이 발생하게 되며, 이 수차(10)는 수류 외에도 회전강화수단(20)에 의해 회전력이 증대되므로 수차에 의한 발전효율을 증대시킬 수 있고, 수류와 회전강화수단에 의해 회전되는 회전축은 증속기(50)를 거쳐 회전속도가 증가한 후, 다시 영구자석과 전자석의 조합으로 이루어진 영구자석 관성 회전차(60)과 원통형 자력 회전 장치(100)을 거치게 되므로 회전속도와 회전토크가 최대화된 상태에서 발전기(70)를 구동시키게 되므로 그동안 낙차가 낮아 발전에 부적합하여 사용되지 않았던 소하천이나 수로 등에 설치하여 전기를 생산할 수 있으므로 농촌이나 전원주택 또는 소규모 시설 등에서 필요로 하는 전력을 자급할 수 있게 된다.
[부호의 설명]
10 : 수차 20 : 회전강화수단
22 : 영구자석 24 : 영구자석
26 : 보조회전체 30 : 보조수차
40 : 속도조절수단 50 : 증속기
60 : 영구자석 관성 회전차
62 : 회전축(크랭크축)
64 : 로드 66 : 영구자석
68 : 전자석 70 : 발전기
80 : 축전지 90 : 제어부
S : 회전속도 감지센서
100 : 원통형 자력 회전 장치
120 : 영구자석 130 : 삼각형 꼴 영구자석.
140 : 전자석 140-1,2 : 전자석[Details for carrying out the invention]
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments that do not limit the present invention will be described in detail.
1 is a schematic perspective view showing the overall configuration of a hydrophobic power generation apparatus according to the present invention, Figure 2 is a plan view of the hydrophobic power generation apparatus according to the present invention, Figure 3 is for explaining the correlation between the aberration and the rotation reinforcing means 4 is a perspective view of the permanent magnet inertia rotating car, and FIG. 5 is a perspective view of the cylindrical magnetic rotating device.
1 to 5, the hydrophobic power generation apparatus of the present invention includes an aberration 10 that is rotated by water flow such as a river or a water channel; In order to increase the rotational force of the aberration, the permanent magnet 22 installed at each wing tip of the aberration and the front part of the aberration have a circumference corresponding to the wing spacing of the aberration, and generate the permanent magnet and the repulsive force. Rotation reinforcing means (20) consisting of an auxiliary rotating body (26) having another permanent magnet (24) disposed thereon; An auxiliary aberration 30 installed at a rear portion of the aberration and rotated by the water flow through the aberration to drive the rotation reinforcing means 20; Speed adjusting means for sensing the rotational speed of the aberration to transfer the power of the auxiliary aberration to the auxiliary rotating body to adjust the rotational speed of the auxiliary rotating body (40); An accelerator (50) for receiving power from the shaft of the aberration to increase its rotation speed; A permanent magnet inertia rotation difference 60 for increasing the torque of the output shaft increased by the speed increaser by magnetic force; Cylindrical magnetic rotating device 100 is coupled to the rotating shaft with increased speed and torque to generate a power generator 70; A storage battery 80 storing electricity generated by the generator; And a control unit 90 for controlling the speed adjusting means 40, the permanent magnet inertia rotating vehicle 60, the cylindrical magnetic rotating device 100, and preventing overcharging of the storage battery 80. .
In the drawings, reference numeral 32 denotes a power transmission belt for transmitting power of the auxiliary aberration 30 to the input shaft of the speed adjusting means 40, and reference numeral 42 denotes the rotation according to the speed adjusted in the speed adjusting means 40. It is a power transmission belt for transmitting a driving force to the auxiliary rotating body 26 of the reinforcing means (20).
In the present invention, the aberration 10 has a plurality of wings 14 are radially attached to the outside of the rotating shaft 12, the wings 14 can receive the maximum force of water when the aberration rotates in the water. To form a curved shape so that the end of the wing 14, the weight of lead or mercury, etc. is added (not shown) to maximize the centrifugal force and inertia during rotation by the principle of the flywheel.
In addition, the permanent magnet 22 is fixed to the left and right sides of the end of the wing 14 so that the permanent magnet 22 is directed to the outside, so that the permanent magnet 22 is the same pole, for example, the N pole It is arranged.
The aberration 10 is installed in a waterway or a river is rotated by the water flow bar, it is preferable to install so that the height can be adjusted according to the change in the amount, the height adjustment method of the aberration according to the water level change is Since it is obvious to those skilled in the art, detailed description thereof will be omitted.
The rotation reinforcing means 20 is a permanent magnet 22 attached to the end of the blade 14 of the aberration 10, the permanent magnet 24 corresponding to the permanent magnet 22 of the aberration 10 Auxiliary rotating body that is disposed on both sides of the circumference corresponding to the space of the wings 14, that is, the permanent magnet 22 attached to the end of the wings 14 to generate the permanent magnet 22 and the repulsive force of the aberration 10 It consists of (26), the auxiliary rotor 26 is rotated by receiving power from the auxiliary aberration (30).
The installation position of the auxiliary rotating body 26 is installed on the front upper side of the aberration 10 as shown in FIG. 3 is rotated by the water flow at the bottom of the aberration 10 to come up to the top and contact with the water flow again The permanent magnet 24 of the auxiliary rotating body 26 rotates in close proximity to the permanent magnet 22 attached to the end of the descending wing 14 to generate repulsive force, thereby enhancing the rotational force of the aberration 10. .
On the other hand, the auxiliary aberration 30 is installed in the rear portion of the aberration 10 is rotated by the water flow through the aberration 10, so it does not reduce the rotational force of the aberration 10 or consume energy generated in the aberration, It serves to generate the power (rotational force) for driving the rotary reinforcing means 20, which is to transmit power to the auxiliary rotating body 26 of the rotary reinforcing means 20 via the speed adjusting means 40 to be described later. do.
The speed adjusting means 40 serves to change the rotational speed of the auxiliary rotor 26 in accordance with the change in the rotational speed of the aberration 10, which is permanently attached to the blade 14 of the aberration 10 The two permanent magnets 24 attached to the magnet 22 and the auxiliary rotating body 26 are synchronized so as to be in a position where they can exert mutually optimal repulsion while being close and spaced while rotating, which is the aberration 10 By detecting the rotational speed of the rotation by a separate rotational speed detection sensor (S) and controlling the gear ratio of the speed adjusting means 40 consisting of a plurality of gears in the control unit 90, the speed adjustment is made, such Since the speed control method is obvious to those skilled in the art to which the present invention pertains, a detailed description thereof will be omitted.
The speed increaser 50 is a kind of transmission that increases the rotational speed so that the speed at which the rotational axis of the aberration 10 rotates has a speed (RPM) necessary for driving and generating a generator, which is a combination of several gears. Since the gear type gearbox is also apparent to those skilled in the art, the detailed description thereof will be omitted.
In addition, the permanent magnet inertia rotation wheel 60 is to increase the rotational torque of the rotating shaft is increased by the magnetic force through the speed increaser 50, which is a linear reciprocating motion on the rotating shaft 62 in the form of a crank shaft One end of the rod 64 is fixed to the eccentric position, and the other end of the rod 64 is fixed to the permanent magnet 66, the permanent magnet 66 is a linear reciprocating motion like a kind of piston At the position corresponding to the permanent magnet 66, an electromagnet 68 in which the direction of the magnetic pole is switched is disposed, and the electromagnet in the operation in which the permanent magnet 66 of the rod 64 approaches the electromagnet 68 is disposed. The 68 is switched to the pole opposite to the permanent magnet 66 attached to one end of the rod 64 to attract the rod 64 by the attraction force, and the rod 64 is brought to the top dead center. At the moment of arrival, the pole of the electromagnet 68 becomes the opposite pole, i.e. zero By switching to the same magnetic pole as the old magnet 66, mutual repulsive force is generated, so that the force can be added to the linear reciprocating motion of the rod 64, that is, the pulling and pushing motion, so that the rotating shaft 62 has a crank shaft shape. Cylindrical magnetic rotating device (100) Perspective (120) Permanent magnet inside the N pole outside the S pole and (130) is a triangular-shaped permanent magnet rotor, bar-like side of the N pole into the S pole (62) coupled to the shaft The permanent magnet N-pole point direction is pushed against the (130) triangular permanent magnet rotor N pole and the opposite side (130) the triangular permanent magnet rotor N pole is rotated by (140) electromagnet S pole. And (130) the triangular permanent magnet rotor (140) at the time of 3/2 (140) the electromagnets are pushed to the generation of the electromagnet poles (140) attracting, pushing each repulsive role and electromagnets (140-1) and ( 140-2) is generated by the generation of N poles at the point where (130) triangle permanent magnet rotor 3/2 passes. Features of the cylindrical magnetic rotation reinforcement device by the rotational force of the repulsive force to push in all directions
The rotating shaft passed through the speed increaser 50 and the permanent magnet inertia rotating wheel 60 is connected to the shaft of the generator 70 to drive the generator, and the generator 70 produces electricity and stores it in the battery 80. Some power is used to drive the electromagnet 68 of the permanent magnet inertia rotary 60 described above. In the present invention configured as described above, the aberration 10 is rotated by the water flow of the river or the waterway to generate power, and the aberration 10 is aberration because the rotational force is increased by the rotation reinforcing means 20 in addition to the water flow. It is possible to increase the power generation efficiency, and the rotary shaft rotated by the water flow and the rotary reinforcing means increases the rotational speed through the speed increaser 50, and then again the permanent magnet inertial rotating wheel made of a combination of permanent magnets and electromagnets (60) And the cylindrical magnetic rotating device 100 to drive the generator 70 in the state of the maximum rotational speed and torque, so that the fall is low, so it is not suitable for power generation and installed in a river or waterway that was not used to produce electricity. As a result, it is possible to supply the electricity needed in rural areas, rural houses or small facilities.
[Description of the code]
10: aberration 20: rotation strengthening means
22: permanent magnet 24: permanent magnet
26: auxiliary rotor 30: auxiliary aberration
40: speed control means 50: speed increaser
60: permanent magnet inertia wheel
62: rotating shaft (crankshaft)
64: Rod 66: Permanent Magnet
68: electromagnet 70: generator
80 storage battery 90 control unit
S: Rotational speed sensor
100: cylindrical magnetic rotating device
120: permanent magnet 130: triangular permanent magnet.
140: electromagnet 140-1,2: electromagnet
