KR101097655B1

KR101097655B1 - 액체수위조절장치를 이용한 부력 및 중력 발전장치

Info

Publication number: KR101097655B1
Application number: KR1020080079855A
Authority: KR
Inventors: 김용남; 김용현
Original assignee: 주식회사 한반도
Priority date: 2008-03-10
Filing date: 2008-08-14
Publication date: 2011-12-22
Also published as: KR20090097080A

Abstract

본 발명은 부력 및 중력 발전장치에 관한 것으로, 제1부력체를 액체로 충전된 제1부력실로 유입하여 부력에 의하여 상승시킨 후 외부로 낙하시켜 이때 발생하는 중력으로 롤러를 회전시킴으로써 이와 연동된 발전기터빈을 가동시켜 전력을 생산할 수 있게 하고, 아울러, 별도의 부력 생성실을 구비하여 상하로 구비된 체인 또는 벨트를 따라서 다수 제2부력체가 회전하게 하여 이 때 발생하는 동력원을 사용할 수 있게 하는 발전장치에 관한 것이다.

부력, 중력, 부력체, 체인, 롤러, 액체수위조절장치, 압력조절벨브

Description

액체수위조절장치를 이용한 부력 및 중력 발전장치{BUOYANCY　AND GRAVITY POWER GENERATION DEVICE}

본 발명은 부력 및 중력의 합력을 이용한 발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 별도의 액체수위조절장치를 이용하여 부력 및 중력을 생성하는 제1동력원 발생장치, 다수 제2부력체의 체인(또는 밸트)의 이동에 따른 부력을 생성하는 제2 동력원 발생장치로 구성되는 발전장치에 관한 것이다.

일반적으로 전기를 생산하는 방법으로는 화력, 수력, 원자력, 풍력, 조력, 태양력 발전 등이 있다.

화력 발전이 가장 많이 사용되는 방법이지만 대기오염 문제와 화석 연료의 고갈이라는 문제점이 있고, 원자력 발전의 경우에는 방사능 유출이라는 치명적인 위험성을 노출하고 있으며 관리가 까다로운 문제점이 있다.

여기에서 조력은 환경 오염이 없고 대규모 발전은 할 수 있지만 설치비가 많이 들고 조수 간만의 차가 큰 곳이어야 가능하고 바다가 없으면 불가능하므로 지리적 영향을 많이 받는다.

풍력은 조력에 비하여 설치가 용이하고 지리적 제약 사항이 적지만 공간적인 문제 때문에 대규모 발전이 어렵고 바람의 세기가 일정하지 않아 지속적이며 안정적인 발전을 기대하기 어렵다.

태양력의 경우 설치는 용이하지만 공간 제약 때문에 대규모 발전이 어렵고 태양이 있을 때에만 가능하므로 밤에는 발전을 할 수가 없고 비와 눈등 날씨의 영향을 많이 받는다.

따라서 제한된 자연적 요건을 극복하고 친환경적으로 전력을 생산할 수 있는 구조적 장치가 요구되고 있는 실정이다.

일반적으로 부체는 유체 내에 잠길 때에 유체 내에 잠긴 부체의 부피와 같은 부피를 갖는 유체 무게와 같은 부력을 받게 되며, 이러한 부력의 방향은 중력과 반대되는 방향이다. 예를 들어, 유체가 공급되는 실린더 내에 부체가 수용되어 있는 경우, 이러한 실린더에 예를 들어 물과 같은 유체를 공급할 때 부체는 부력으로 상승하게 된다. 반대로 실린더 내에 공급된 유체를 배출하는 경우 부체는 중력의 작용으로 하강하게 될 것이다. 이와 같이 실린더에 부체를 수용하고 이 실린더에 유체인 물을 교대로 공급 및 배출하는 경우 부체는 교대로 상승하게 될 것이므로 이러한 부체의 승강 운동을 유도하여 동력을 발생하게 할 수 있다.

이에 따라, 중력과 부력을 이용한 발전장치가 종래에 있었으나, 종래 부체의 부력을 이용하는 동력발생장치는 부력 발생수단인 유체의 공급을 제어하여 부체에 연속적으로 부력이 작용하도록 하고 이러한 부력의 작용에 의한 부체의 운동을 통하여 동력을 얻을 수 있도록 하였으나 그 효율이 낮다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명에 따른 주요 목적은, 제1부력체를 액체로 충전된 제1부력실로 유입하여 부력에 의하여 상승시킨 후 외부로 낙하시켜 이때 발생하는 중력으로 회전체를 회전시킴으로써 이와 연동된 발전기터빈을 가동시켜 전력을 생산하는 데 있다.
아울러, 별도의 부력 생성실(제2부력실)을 구비하여 상하로 구비된 체인 또는 벨트를 따라서 다수 제2부력체가 회전하게 하여 이 때 발생하는 동력원을 사용할 수 있는 장치를 제공하는 데 있다.
그리고, 제1부력체는 투입 및 외부 낙하 과정이 반복적으로 이루어지도록 유기적 관련 구성으로 제작하여 전력의 지속적 생산이 가능하도록 하는 데 있다.

삭제

상기한 종래의 문제점을 해결하고 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1실시 예에 따른 액체수위조절장치를 이용한 부력 및 중력 발전장치는 내부에 부력 유체가 충전된 제1부력실; 상기 제1부력실 하부에 형성되는 제1부력체 장전하기 위한 부력체장전실; 상기 부력체장전실 하부에 형성되는 부력가변실; 상기 부력가변실 내부에 형성되어 승하강하는 액체수위조절장치; 상기 액체수위조절장치 내부에 형성되는 제1공압추출밸브 및 제1공기유입밸브; 상기 부력체장전실 일측에 형성되는 장전대기실; 상기 부력체장전실과 장전대기실 사이에 형성되는 제2통문; 상기 부력체장전실 일측에 형성되는 공기밸브; 상기 제1부력실과 부력체장전실 사이에 형성되는 제1통문; 상기 제1통문 일측에 형성되는 압력조절밸브; 상기 제1부력실 상단에 설치되는 부력체 이송장치; 상기 제1부력실 일측에 상하로 일정거리 이격되어 설치되는 제1,2롤러; 상기 제1,2 롤러 사이에 설치되는 체인; 상기 체인에 형성되는 낙하대; 및 상기 제1 롤러 또는 제2롤러에 연결되는 발전기터빈;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제2실시 예에 따른 액체수위조절장치를 이용한 부력 및 중력 발전장치는 내부에 부력 유체가 충전된 제1부력실, 상기 제1부력실 하부에 형성되는 제1부력체 장전하기 위한 부력체장전실, 상기 부력체장전실 하부에 형성되는 부력가변실, 상기 부력가변실 내부에 형성되어 승하강하는 액체수위조절장치, 상기 액체수위조절장치 내부에 형성되는 제1공압추출밸브 및 제1공기유입밸브, 상기 부력체장전실 일측에 형성되는 장전대기실, 상기 부력체장전실과 장전대기실 사이에 형성되는 제2통문, 상기 부력체장전실 일측에 형성되는 공기밸브, 상기 제1부력실과 부력체장전실 사이에 형성되는 제1통문, 상기 제1통문 일측에 형성되는 압력조절밸브, 상기 제1부력실 상단에 설치되는 부력체 이송장치, 상기 제1부력실 일측에 일정거리 이격되어 설치되는 제1,2 롤러, 상기 제1,2 롤러에 설치되는 체인, 상기 체인에 형성되는 낙하대 및 상기 제1 롤러 또는 제2 롤러에 연결되는 발전기터빈을 포함하여 중력에너지를 발생시키는 제1 동력원 발생장치와; 공압저장실, 공압충전장치, 공압추출밸브, 공압유입밸브, 공압조절밸브, 액체충전장치를 구비한 제2부력실을 구비하고, 상기 제2부력실 내부로는 쌍둥이 기어와 체인밸트, 부력공압추출밸브를 구비하여 상기 액체수위조절장치에서 발생하는 공압을 활용하여 다수 제2부력체를 이용한 부력에너지를 발생시키는 제2동력원 발생장치;로 구성하되, 상기 제1동력원 발생장치에서 상기 제1부력체 낙하운동 시 발생하는 중력에너지를 외부 동력장치의 동력원으로 사용하게 하고, 상기 제1 및 제2동력원 발생장치를 연동시켜 상기 제1동력원 발생장치에서 발생하는 공압 에너지를 이용하여 상기 제2 동력원 발생장치를 구동시킴으로써 제2 동력원을 발생시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제1 또는 제2실시 예에 따른 액체수위조절장치를 이용한 부력 및 중력 발전장치에 있어서, 상기 부력가변실 상부에는 공간(공기층)이 형성되며 상기 공간(공기층) 상부에는 제1 부력실이 형성되어 공간(공기층)을 중심으로 필요에 따라 부력가변실의 액체와 제1부력실 액체를 개통하고 통제할 수 있도록 3단계로 형성된 구조물인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제2실시 예에 따른 액체수위조절장치를 이용한 부력 및 중력 발전장치에 있어서, 상기 제1동력원 발생장치의 가동으로 액체수위조절장치에서 생성되는 공압으로 제2 동력원 발생장치를 연동시켜 가동하며, 필요에 따라 제1 동력원 발생장치, 제2동력원 발생장치를 각각 별도로 가동시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제2실시 예에 따른 액체수위조절장치를 이용한 부력 및 중력 발전장치에 있어서, 상기 제2 동력원은 부력인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제1 또는 제2실시 예에 따른 액체수위조절장치를 이용한 부력 및 중력 발전장치에 있어서, 상기 부력가변실은 내부의 액체수위조절장치가 상하 운동에 의하여 충전된 액체 상부의 수위가 조절되도록 형성된 구조물인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제1 또는 제2실시 예에 따른 액체수위조절장치를 이용한 부력 및 중력 발전장치에 있어서, 상기 제1 통문은, 상기 부력가변실과 제1부력실 사이에 형성되며 부력가변실과 제1부력실의 액체를 개통하고 통제하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제1 또는 제2실시 예에 따른 액체수위조절장치를 이용한 부력 및 중력 발전장치에 있어서, 상기 압력조절밸브는, 하나 이상으로 형성하고, 제1부력실 하부의 제1통문 일측에 형성되어 제1부력실과 부력체장전실의 압력이 개통되도록 액체 압력을 조절하여 상기 제1통문을 쉽게 열리게 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제1 또는 제2실시 예에 따른 액체수위조절장치를 이용한 부력 및 중력 발전장치에 있어서, 상기 액체수위조절장치는, 상기 부력가변실에 충전된 액체의 내부로 유입되거나 부풀어져서 부력가변실 액체 상부의 수위 및 제1 부력실 액체 상부의 수위를 조절하며, 상하방향으로 움직이도록 형성한 원통형 구조물로 내부 중앙으로는 유압쟈키를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제1 또는 제2실시 예에 따른 액체수위조절장치를 이용한 부력 및 중력 발전장치에 있어서, 상기 액체수위조절장치 상면에는 상부 방향을 향하여 직선 운동을 하며 유입된 제1부력체를 밀어 올려 제1 통문 개폐가 용이하도록 수직 방향으로 수직막대봉을 다수 개 더 구비하도록 한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제1 또는 제2실시 예에 따른 액체수위조절장치를 이용한 부력 및 중력 발전장치에 있어서, 상기 액체수위조절장치 내부로는 제1공압추출밸브 및 제1공기유입밸브를 구비한 제1공압생성실을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제1 또는 제2실시 예에 따른 액체수위조절장치를 이용한 부력 및 중력 발전장치에 있어서, 상기 부력체 이송장치는, 상기 제 1 부력실 상부 일측에 형성되어 제1부력체를 외부 낙하대로 이송시키기 위하여 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제1 또는 제2실시 예에 따른 액체수위조절장치를 이용한 부력 및 중력 발전장치에 있어서, 상기 낙하대는, 상기 제1 부력실 상부 경사면을 따라 이송되는 제1부력체를 낙하 준비 시키는 "ㄴ" 자 형상으로 구성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제1 또는 제2실시 예에 따른 액체수위조절장치를 이용한 부력 및 중력 발전장치에 있어서, 상기 액체수위조절장치 상부에는 장전대기실에서 부력체장전실 내측으로 더욱 경사지게 레일을 형성 한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제1 또는 제2실시 예에 따른 액체수위조절장치를 이용한 부력 및 중력 발전장치에 있어서, 상기 장전대기실에는 일측에 액체충전장치를 더 형성하여 제1부력실, 부력체장전실 및 부력가변실의 액체가 적정수위를 유지할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제1 또는 제2실시 예에 따른 액체수위조절장치를 이용한 부력 및 중력 발전장치에 있어서, 상기 제1,2롤러 사이에는 수직 지지프레임이 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제1 또는 제2실시 예에 따른 액체수위조절장치를 이용한 부력 및 중력 발전장치에 있어서, 상기 부력체장전실 일측에 형성되는 공기밸브는, 공기 추출 및 유입은 가능하되 액체추출은 되지 않도록 공기밸브의 상단이 제1부력실 상단보다 높게 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제1 또는 제2실시 예에 따른 액체수위조절장치를 이용한 부력 및 중력 발전장치에 있어서, 상기 제1공압추출밸브는, 상기 액체수위조절장치가 수축하는데 용이하게 해 주기 위해 생성되는 공압을 추출하고 추출된 공압을 에너지로 활용할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제1 또는 제2실시 예에 따른 액체수위조절장치를 이용한 부력 및 중력 발전장치에 있어서, 상기 제1공기유입밸브는, 상기 액체수위조절장치가 부력가변실로 유입되거나 부풀어지기는 것을 용이하게 하기 위해 액체수위조절장치 내부로 공기가 유입되도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제2실시 예에 따른 액체수위조절장치를 이용한 부력 및 중력 발전장치에 있어서, 상기 제2 동력원 발생장치는, 상기 제1 동력원 발생장치의 공압 유입으로 가동되는 공압저장실과, 상기 공압저장실에 연결되는 공압충전장치, 상기 공압저장실 내 공압을 추출하기 위한 공압추출밸브, 상기 공압추출밸브와 연결되어 제2 부력실 일측에 형성되어 추출 공압을 유입시키기 위한 부력공압유입밸브, 상기 제2 부력실 내부로 구비되는 쌍둥이 제1 기어 및 쌍둥이 제2 기어, 상기 기어에 연결되는 체인 또는 벨트, 상기 제1기어와 연결되는 발전기터빈을 포함하여 구성하되, 상기 체인 또는 벨트와 연결된 다수 제2부력체가 공압 부력의 효과를 받아 상방향 운동으로 기어를 회전시키고, 제2부력체에 공압을 넣어주는 부력공압추출밸브가 더 형성되고, 상기 제2부력실 일측에 액체충전장치를 형성하고, 상기 쌍둥이 제1 기어에 연결된 외부 동력장치에 에너지원을 공급하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제2실시 예에 따른 액체수위조절장치를 이용한 부력 및 중력 발전장치에 있어서, 상기 제2 동력원 발생장치는, 제1 동력원 공압 유입 이외에도 상기 공압저장실에 연결되어 형성되는 공압충전장치의 공압충전으로도 독자적으로 가동될 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제2실시 예에 따른 액체수위조절장치를 이용한 부력 및 중력 발전장치에 있어서, 상기 부력공압추출밸브는, 상기 제2 부력실 하부에 형성되어 적절한 시점에 제2부력체에 공압을 유입시켜 주며 이와 연결되는 부력공압추출장치를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제2실시 예에 따른 액체수위조절장치를 이용한 부력 및 중력 발전장치에 있어서, 상기 제2부력체는, 좌측, 우측, 상부가 막혀있고 하부는 개통되어 있어 유입되는 공압을 가두고 상부로 상승하는 부력효과를 가질 수 있도록 형성되고 상부에 부력조절밸브를 형성하여 제2부력체가 액체 상부로 상승할 때는 공압이 추출되지 않도록 하여 부력효과를 유지시키고 제2부력체가 180도 회전하여 액체 하부로 하강할 때에는 액체가 유입될 수 있도록 하여 제2부력체가 상승과 하강을 하는데 용이하도록 형성하는 것을 특징으로 한다.

삭제

본 발명에 의한 액체수위조절장치를 이용한 부력 및 중력 발전장치 사용시에는, 제1부력체를 액체로 충전된 제1부력실로 유입하여 부력에 의하여 상승시킨 후 외부로 낙하시켜 이때 발생하는 중력으로 제1롤러를 회전시킴으로써 이와 연동된 발전기터빈을 가동시켜 전력을 생산할 수 있게 된다.
아울러, 별도의 부력 생성실(제2부력실)을 구비하여 상하로 구비된 체인 또는 벨트를 따라서 다수 제2부력체가 회전하게 하여 이 때 발생하는 동력원을 사용할 수 있게 된다.
그리고, 제1부력체는 투입 및 외부 낙하 과정이 반복적으로 이루어지도록 유기적 관련 구성으로 제작하여 전력의 지속적 생산이 가능하도록 하는 효과가 있다.

삭제

이하, 본 발명에 따른 액체수위조절장치를 이용한 부력 및 중력 발전장치에 관하여 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 액체수위조절장치를 이용한 부력 및 중력 발전장치를 나타내는 구성 단면도, 도 2는 본 발명의 제2실시 에에 따른 액체수위조절장치를 이용한 부력 및 중력 발전장치의 제1 동력원 발생장치를 나타내는 구성 단면도, 도 3 내지 8은 본 발명의 제1 또는 2실시 예에 따른 제1 동력원 발생장치의 동작 순서를 나타내는 구성단면도, 도 10은 본 발명의 제2실시 예에 따른 제2 동력원 발생장치의 구성단면도, 도 12는 본 발명 제1 또는 제2실시 예에 따른 제1 통문의 구성 결합도, 도 13은 본 발명의 제2실시 예에 따른 제2 동력원 발생장치의 단면도, 도 14는 본 발명의 제2실시 예에 따른 제2동력원 발생장치의 평면도이다.
이하, 본 발명의 제1실시 예에 따른 액체수위조절장치를 이용한 부력 및 중력 발전장치를 도 1을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저 내부에 부력유체가 충전된 제1부력실(170a)이 구비된다. 상기 제1부력실(170a)은 중공된 기둥으로서 충전된 액체(부력유체)가 빠져나갈 수 없도록 하고, 물의 압력에 잘 견딜 수 있도록 원통형으로 구성하는 것이 바람직하다. 제1부력실(170a) 하부에는 부력체장전실(200a)이 형성된다. 부력체장전실(200a)은 제1부력실(170a)에 비하여 상대적으로 작은 공간으로서 제1부력체(10a)가 제1부력실(170a)에 유입되기 전 일시적으로 머무르는 곳이다. 제1부력실(170a) 하부와 부력체장전실(200a) 사이에는 제1통문(181a)이 형성되어 있고 제1통문(181a)에는 압력조절밸브(184a)가 형성되어 있어서 필요에 따라 압력조절밸브(184a)를 개폐시켜 제1부력실(170a)의 압력과 부력체장전실(200a)의 압력이 상호 교통되게 하고 반중력 상태의 제1통문(181a)을 쉽게 개폐시킬 수 있도록 한다.
부력체장전실(200a) 일측에는 공기를 유출입시킬 수 있는 공기밸브(183a)가 설치되고, 공기밸브(183a, 혹은 공기덕트)는 상단이 제1부력실(170a) 상부보다 높은 위치에 있도록 한다.
부력체장전실(200a) 하부에는 부력가변실(160a)이 형성된다. 부력가변실(160a)은 부력체장전실(200a)의 물을 유출입시킬 수 있는 것으로 하부에는 액체수위조절장치(162a)가 형성되어 액체수위조절장치(162a)의 작동으로 액체를 적정 높이 승하강 시킬 수 있다. 상기 액체수위조절장치(162a)는 부력가변실(160a) 하부에 설치되어 있고 유압자키로 이루어져 있으며 액체수위조절장치(162a) 상부에는 수직막대봉(163a)이 형성되어 있다. 유압쟈키는 수동으로 할 수도 있지만 유압생성장치를 사용하여 승하강시키는 것이 바람직하다.
부력체장전실(200a) 일측에는 장전대기실(175a)이 형성된다. 상기 장전대기실(175a)은 제1부력체(10a)가 부력체장전실(200a)로 들어가기 전에 일시적으로 대기하는 것으로 하부에 형성된 레일(210a)은 부력체장전실(200a) 내부로 더욱 경사지게 형성되어 있어서 필요에 따라 제1부력체(10a)가 자연스럽게 부력체장전실(200a)로 유입된다.
부력체장전실(200a)과 장전대기실(175a) 사이에는 제2통문(182a)이 형성된다. 제2통문(182a)은 개폐 가능하게 형성되어 있다. 제2통문(182a)은 액체수위조절장치(162a)가 하강되어 있을때 열리고 제1부력체(10a)가 경사진 레일(210a)에 따라 부력체장전실(200a)로 유입되면 닫힌다.
또한, 상기 장전대기실(175a) 일측에는 제1액체충전장치(161a)를 더 형성하여 필요에 따라서 적정량의 액체가 부력체장전실(200a) 내부로 유입되게 한다. 이는, 발전장치가 지속적으로 작동할 수 있도록 액체 수위를 조절하여 주기 위함이다.
제1부력실(170a) 상단에는 부력체 이송장치(191a)가 형성된다. 부력체 이송장치(191a)는 제1부력실(170a) 벽체와 힌지 결합되어 힌지를 중심으로 외측으로 회전할 수 있도록 한 것이다. 부력체 이송장치(191a) 일측에는 제4센서(192a)가 형성되어 제1부력체(10a)가 상승하다가 접촉되면 유압힌지가 작동되어 회전되면서 제1부력체(10a)를 밖으로 밀어낸다. 제1 부력실(170a) 외부 일측에는 제1부력실(170a) 높이와 대략 일치되도록 상하 일정거리로 이격된 제1롤러(176a)와 제2롤러(177a)가 설치되고 이 사이에는 체인(174a)이 장착되며, 제1 롤러(176a)나 제2 롤러(177a)에는 발전기 터빈(400a)이 결합된다.
제1부력실(170a) 상부와 제1 롤러(176a) 사이에는 받침대(193a)가 연결되며, 받침대(193a)는 부력체 이송장치로(191a) 떨어지는 제1부력체(10a)를 안내해서 “ㄴ” 자형 낙하대(171a)에 안착시키고 중력에 의하여 떨어지면서 체인(174a)을 돌려 제1 롤러(176a) 또는 제2 롤러(177a)에 연결된 발전기터빈(400a)을 돌리는 것이다. 이때, 낙하대(171a)는 낙하대 정지 시키기 위한 정지장치(172a)를 더 구비한다.
전술한 바와 같이 구성된 본 발명의 제1실시 예에 따른 부력 및 중력 발전장치의 작용을 설명하면 다음과 같다. 제1부력실(170a)에 물이 채워지고, 제1부력실(170a), 부력체장전실(200a), 부력가변실(160a)이 폐쇄되고 장전 대기실(175a)에 제1부력체(10a)가 구비된다.
액체수위조절장치(162a)가 하강된 상태에서 동력을 공급하면 장전대기실(175a) 일측에 형성된 제1 센서(176a)와 동력에 의해 제2통문(182a)이 열리고 제1부력체(10a)는 장전대기실(175a) 하부에 형성된 유도 레일(210a)을 따라 부력체장전실(200a)로 유입되어 정착하고 제2통문(182a)은 닫힌다.
제1부력체(10a)가 부력체장전실(200a)로 유입되면 유도 레일(210a) 일측에 형성된 제2센서(220a)와 동력에 의해 액체수위조절장치(162a)가 상승하게 된다.
액체수위조절장치(162a)가 상승되면 부력가변실(160a)에 있던 액체가 부력체장전실(200a)로 유입되면서 공기밸브(183a)를 통해 부력체장전실(200a)의 공압이 빠져나가고 액체가 부력체장전실(200a)에 완전히 채워진다.
부력체장전실(200a)에 액체가 채워지면서 제1부력체(10a)가 상승하게 되고 액체수위조절장치(162a) 상승의 힘 및 제1부력체(10a)의 부력의 힘으로 압력조절밸브(184a)를 개방하면 제1부력실(170a)의 압력과 부력체장전실(200a)의 압력이 교통하여 제1 부력실(170a)과 부력체장전실(200a)은 압력 평형이 이루어진다. 압력평형이 이루어져 있으므로 제1부력체(10a)는 반중력 상태의 제1통문(181a)을 힌지를 중심으로 쉽게 위로 올리면서 개방되고 제1부력체(10a)가 제1통문(181a)을 통하여 제1부력실(170a)로 유입된다.
제1부력실(170a)에 유입된 제1부력체(10a)는 제1부력실(170a)에 채워진 액체의 부력으로 제1부력실(170a) 상단까지 올라가고 액체수위조절장치(162a)는 제1부력실(170a) 상단의 액체 수위가 적정하게 유지될 때까지 지속적으로 상승한다.
제1부력체(10a)가 상단까지 올라가면 상단의 부력체 이송장치(191a) 일측에 형성된 제4 센서(192a)와 동력에 의해 부력체 이송장치(191a)가 작동하여 제1부력실(170a)를 상단 받침대(193a)로 밀어 낸다
제1부력실(170a) 상단의 액체 수위가 적정하게 유지되면 액체수위조절장치(162a )가 상승작용을 멈추도록 형성한다.
액체수위조절장치(162a)가 상승작용을 멈추면 제1통문(181a)이 가라 안듯이 닫히고 제1통문(181a) 일측에 형성된 제3 센서(185a)에 의해 액체수위조절장치(162a)는 동력에 의해 역으로 하강하여 부력체장전실(200a)의 수위를 낮춘다.
부력체장전실(200a)의 수위가 낮아지면서 공기밸브(183a)를 통해 부력체장전실(200a)로 공기가 유입되어 부압이 발생되지 않도록 한다.
제1부력실(170a)과 부력체장전실(200a)에 공기가 유입되어 공기층을 형성하게 되면 제1부력실(170a)의 압력이 부력체장전실(200a)로 유입되면서 압력조절밸브(184a)가 닫힌다.
제1부력실(170a) 상단 받침대(193a)로 이송된 제1부력체(10a)는 제1 롤러(176a) 부근의 낙하대(171a)로 이송된다.
제1 롤러 낙하대(171a)에 이송된 제1부력체(10a)는 제2 롤러(177a)에 연결된 체인(174a)을 통해 중력에 의하여 내려오게 되는데 이때 체인(174a)에 연결된 제1 롤러(176a) 또는 제2 롤러(177a)에는 발전기터빈(400a)이 연결되어 있으므로 제1 롤러(176a) 또는 제2 롤러(177a)가 회전되면서 발전기터빈(400a)이 회전되어 전력을 생산하는 것이다. 제1 롤러(176a) 또는 제2 롤러(177a)에는 발전기터빈(400a)을 연결하지 않고 동력 기계를 직접 연결하여 사용할 수도 있다. 이때, 낙하대(171a)는 낙하대 정지 시키기 위한 정지장치(172a)를 더 구비한다.
체인(174a)을 타고 내려온 제1부력체(10a)는 제2 롤러(177a)를 지나면서 분리되어 장전대기실(175a)로 유입된다. 즉, 최초의 장전 대기상태가 되는 것이다. 이와 같이, 제1부력체(10a)를 반복해서 올리고 내리면 지속적인 발전이 가능해진다.
이하, 본 발명의 제2실시 예에 따른 액체수위조절장치를 이용한 부력 및 중력 발전장치의 제1 동력원 발생장치 구성을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 2 내지 도 8 및 도 12에 도시한 바와 같이 제1동력원 발생장치에서는, 부력 원리를 이용하여 제1부력체(10)를 상방향 이동시킨 후 외부 낙하대(171)에서 제1부력체(10)의 중력에 의한 수직 낙하 운동을 통하여 제1 동력원을 발생시킨다. 이하, 도 2를 참조하여 본 발명에의 제2실시 예에 따른 제1 동력원 발생장치에 대하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저 내부에 부력 유체를 충전시킨 제1 부력실(170)을 상부에 구비한다. 여기에서 부력 유체는 물, 염수, 부동액 등 다양하게 사용할 수 있지만 우리 주변에서 가장 구하기 쉬운 물을 사용함이 바람직하다.
상기 제1 부력실(170)은 중공된 기둥 형상으로서 액체가 빠져 나갈 수 없도록 하고, 액체의 압력을 잘 견딜 수 있도록 원통형으로 구성한다. 아울러, 상기 제1 부력실(170)은 부력가변실(160) 및 부력체장전실(200)과 개통과 통제가 되어야 한다.
상기 제1 부력실(170) 하부에는 제1 통문(181)을 경계로 하여 부력가변실(160)과 부력체장전실(200)이 구비된다. 상기 부력체장전실(200)은 유입되는 제1부력체(10)가 일시적으로 머무는 장소이다. 제1 부력실(170)과 부력체장전실(200) 사이에는 제1통문(181)이 형성되고 제1통문(181) 일측에는 압력조절밸브(184)가 형성되어 필요에 따라 개폐시킴으로써 제1 부력실(170)의 압력과 부력체장전실(200) 및 부력가변실(160)의 압력이 상호 교통된다.
그리고, 상기 부력가변실(160) 내부로는 액체수위조절장치(162)가 구비된다.
여기서 액체수위조절장치(162)는 원통형 구조물로 내부 중앙으로는 유압쟈키를 구비하며, 유입되는 동력 또는 유압 및 공압에 의하여 상하 방향의 운동이 가능하도록 한다.
또한, 액체수위조절장치(162) 상면에는 상부 방향을 향하여 직선 운동을 하며 유입되는 제1부력체(10)를 밀어올려 제1 통문(181) 일측에 형성된 압력조절밸브(184) 개폐가 용이하도록 수직 방향으로 수직막대봉(163)을 다수 개 더 구비하도록 함이 바람직하다.
그리고, 상기 부력가변실(160) 내 액체수위조절장치(162) 내부로는 제1공압추출밸브(111) 및 제1공기유입밸브(112)를 구비한 제1 공압생성실(110)을 구비하게 한다.
이 때, 상기 제1공압추출밸브(111)는 제2동력원 발생장치의 제2 공압저장실(230) 공압유입밸브와 연결되어 이동된다. 이 경우, 상기 제1공기유입밸브(112)는 공기는 유입되도록 하나 공압은 추출되지 않도록 형성한다.
한편, 상기 제1 부력실(170)과 부력체장전실(200) 사이의 제1통문(181) 일측에는 압력을 교통시키기 위해 다수의 압력조절밸브(184)를 구비한다.
여기에서, 상기 압력조절밸브(184)는, 제1 부력실(170)과 부력체장전실(200) 및 부력가변실(160)의 압력이 연결되고 통하도록 형성되어 상기 제1 부력실(170)의 액체 무게와 압력을 지탱하던 제1 통문(181)을 쉽게 열리도록 함이 바람직하다.
한편, 상기 제 1 부력실(170) 상부 일측에는 제1부력체(10)를 밀어내어 외부 받침대(193)를 통하여 낙하대(171)로 이송시키는 부력추 이송장치(191)가 형성된다. 이때, 낙하대(171)는 낙하대 정지 시키기 위한 정지장치(172)를 더 구비한다.
제1 롤러(176) 낙하대(171)에 이송된 제1부력체(10)는 제2 롤러(177)에 연결된 체인(174)을 통해 중력에 의하여 내려오게 되는데 이때 체인(174)에 연결된 제1 롤러(176) 또는 제2 롤러(177)에는 발전기터빈(400)이 연결되어 있으므로 제1 롤러(176) 또는 제2 롤러(177)가 회전되면서 발전기터빈(400a)이 회전되어 전력을 생산하는 것이다.
또한, 부력체장전실(200) 일측에 형성되며 제2 통문(182)에 의하여 교통되는 장전대기실(175)을 구비하며 장전대기실(175) 하부에는 부력체장전실(200) 내측으로 더욱 경사진 유도 레일(210)을 형성하며 유도 레일(210)을 통하여 제1부력체(10)는 자연스럽게 유입된다
또한, 상기 장전대기실(175) 일측에는 제1액체충전장치(161)를 더 형성하여 필요에 따라서 적정량의 액체가 부력체장전실(200) 내부로 유입되게 한다. 이는, 발전장치가 지속적으로 작동할 수 있도록 액체 수위를 조절하여 주기 위함이다.
또한, 상기 액체수위조절장치(162) 내의 제1공압생성실(110)에 형성되는 공압추출밸브(111)는, 액체수위조절장치(162)가 수축하는데 용이하게 해 주기 위해 생성되는 공압을 추출하고 추출된 공압을 제2동력원에 연동시켜 에너지로 활용할 수 있도록 하고, 상기 액체수위조절장치(162) 내에 형성되는 제1공기유입밸브(112)는, 상기 액체수위조절장치(162)가 유입되거나 부풀어지기는 것을 용이하게 하기 위해 공기가 유입되도록 하는 것을 특징으로 한다.
이하, 도 2내지 도 8 및 도 12를 참조하여 제1 동력원 발생장치의 동작을 상세하게 설명하기로 한다.
먼저 내부에 부력유체(액체)가 충전된 제1부력실(170)이 구비된다. 상기 제1부력실(170)은 중공된 기둥으로서 충전된 액체(부력유체)가 빠져나갈 수 없도록 하고, 물의 압력에 잘 견딜 수 있도록 원통형으로 구성하는 것이 바람직하다. 제1부력실(170) 하부에는 부력체장전실(200)이 형성된다. 부력체장전실(200)은 제1부력실(170)에 비하여 상대적으로 작은 공간으로서 제1부력체(10)가 제1부력실(170)에 유입되기 전 일시적으로 머무르는 곳이다. 제1부력실(170) 하부와 부력체장전실(200) 사이에는 제1통문(181)이 형성되어 있고 통문에는 압력조절밸브(184)가 형성되어 있어서 필요에 따라 압력조절밸브(184)를 개폐시켜 제1부력실(170)의 압력과 부력체장전실(200)의 압력이 상호 교통되게 하고 반중력 상태의 통문을 쉽게 개폐시킬 수 있도록 한다.
부력체장전실(200) 일측에는 공기를 유출입시킬 수 있는 공기밸브(183)가 설치되고, 공기밸브(183, 혹은 공기덕트)는 상단이 제1부력실(170) 상단 보다 높은 위치에 있도록 한다.
부력체장전실(200) 하부에는 부력가변실(160)이 형성된다. 부력가변실(160)은 부력체장전실(200)의 물을 유출입시킬 수 있는 것으로 하부에는 액체수위조절장치(162)가 형성되어 액체수위조절장치(162)의 작동으로 액체를 적정 높이 승하강 시킬 수 있다. 상기 액체수위조절장치(162)는 부력가변실(160) 하부에 설치되어 있고 유압자키로 이루어져 있으며 액체수위조절장치(162) 상부에는 수직막대봉(163)이 형성되어 있다. 유압쟈키는 수동으로 할 수도 있지만 유압생성기를 사용하여 승하강시키는 것이 바람직하다.
부력체장전실(200) 일측에는 장전대기실(175)이 형성된다. 상기 장전대기실(175)은 제1부력체(10)가 부력체장전실(200)로 들어가기 전에 일시적으로 대기하는 것으로 하부에 형성된 레일(210)은 부력체장전실(200)로 더욱 경사지게 형성되어 있어서 필요에 따라 제1부력체(10)가 자연스럽게 부력체장전실(200)로 유입된다.
부력체장전실(200)과 장전대기실(175) 사이에는 제2통문(182)이 형성된다. 제2통문(182)은 개폐 가능하게 형성되어 있다. 제2통문(182)은 액체수위조절장치(162)가 하강되어 있을 때 열리고 제1부력체(10)가 경사진 레일(210)에 따라 부력체장전실(200)로 유입되면 닫힌다.
제1부력실(170) 상단에는 부력체 이송장치(191)가 형성된다. 부력체 이송장치(191)는은 제1부력실(170) 벽체와 힌지 결합되어 힌지를 중심으로 외측으로 회전할 수 있도록 한 것이다. 부력체 이송장치(191) 일측에는 제4센서(192)가 형성되어 제1부력체(10)가 상승하다가 접촉되면 유압힌지가 작동되어 회전되면서 제1부력체(10)를 밖으로 밀어낸다. 제1 부력실(170) 외부 일측에는 제1부력실(170) 높이와 대략 일치되도록 상하 일정거리로 이격된 제1롤러(176)와 제2롤러(177)가 설치되고 이 사이에는 체인(174)이 장착되며, 제1 롤러(176)나 제2 롤러(177)에는 발전기 터빈(400)이 결합된다.
제1부력실(170) 상부와 제1 롤러(176) 사이에는 받침대(193)가 연결되며, 받침대(193)는 부력체 이송장치로(191) 떨어지는 제1부력체(10)를 안내해서 “ㄴ” 자형 낙하대(171)에 안착시키고 중력에 의하여 떨어지면서 체인(174)을 돌려 제1 롤러(176) 또는 제2 롤러(177)에 연결된 발전기터빈(400)을 돌리는 것이다.
전술한 바와 같이 구성된 본 발명의 제2실시 예에 따른 제1동력원 발생장치의 작용을 설명하면 다음과 같다. 제1부력실(170)에 물이 채워지고, 제1부력실(170), 부력체장전실(200), 부력가변실(160)이 폐쇄되고 장전 대기실(175)에 제1부력체(10)가 구비된다.
액체수위조절장치(162)가 하강된 상태에서 동력을 공급하면 장전대기실(175) 일측에 형성된 제1 센서(176)와 동력에 의해 제2통문(182)이 열리고 제1부력체(10)는 장전대기실(175) 하부에 형성된 유도 레일(210)을 따라 부력체장전실(200)로 유입되어 정착하고 제2통문(182)은 닫힌다.
여기에서 레일(210)은 장전대기실(175)이 다소 높고 부력체장전실(200) 낮기 때문에 경사가 생기는데 이에 따라서 제1부력체(10)는 부력체장전실(200)로 자연스럽게 유입된다.
제1부력체(10)가 부력체장전실(200)로 유입되면 유도 레일(210) 일측에 형성된 제2센서(220)와 동력에 의해 액체수위조절장치(162)가 상승하게 된다.
액체수위조절장치(162)가 상승되면 부력가변실(160)에 있던 액체가 부력체장전실(200)로 유입되면서 공기밸브(183)를 통해 부력체장전실(200)의 공압이 빠져나가고 액체가 부력체장전실(200)에 완전히 채워진다.
일반적으로 액체를 일정 수위 높이기 위해서는 액체 전체의 무게(질량)를 일정 높이 만큼 들어 올리는 힘이 필요하나 상기 액체수위조절장치(162)는 액체 속으로 일정한 부피만큼 유입되거나 부풀어져서 액체수위를 높여줌으로써 액체 전체를 들어올리는 힘보다 적은 힘으로 액체 수위를 높여 준다.
부력체장전실(200)에 액체가 채워지면서 제1부력체(10)가 상승하게 되고 액체수위조절장치(162) 상승의 힘 및 제1부력체(10)의 부력의 힘으로 압력조절밸브(184)를 개방하고 제1부력실(170)의 압력과 부력체장전실(200)의 압력이 교통하여 제1 부력실(170)과 부력체장전실(200)은 압력 평형이 이루어진다. 압력평형이 이루어져 있으므로 제1부력체(10)는 반중력 상태의 제1통문(181)을 힌지를 중심으로 쉽게 위로 올리면서 개방하고 제1부력체(10)가 제1통문(181)을 통하여 제1부력실(170)로 유입된다.
제1부력실(170)에 유입된 제1부력체(10)는 제1부력실(170)에 채워진 액체의 부력으로 제1부력실(170) 상단까지 올라가고 액체수위조절장치(162)는 제1부력실(170) 상단의 액체 수위가 적정하게 유지될 때까지 지속적으로 상승한다.
이는 제1부력실(170)의 액체 수위는 작동이 반복되면 제1부력체(10) 부피만큼 낮아지게 되고 제1부력실(170) 상부의 액체 수위가 적정수위를 유지해야만이 부력체 이송장치(191)의 작동이 원활하며 제1 동력원 발생장치의 반복되는 작동에 지장을 주기 않기 위함이다.
제1부력체(10)가 상단까지 올라가면 상단의 부력체 이송장치(191) 일측에 형성된 제4 센서(192)와 동력에 의해 부력체 이송장치(191)가 작동하여 제1부력체(10)를 상단 받침대(193)로 밀어낸다
제1부력실(170) 상단의 액체 수위가 적정하게 유지되면 액체수위조절장치(162)가 상승작용을 멈추도록 형성한다.
액체수위조절장치(162)가 상승작용을 멈추면 제1통문(181)이 가라 안듯이 닫히고 제1통문(181) 일측에 형성된 제3 센서(185)에 의해 액체수위조절장치(162)는 동력에 의해 역으로 하강하여 부력체장전실(200)의 수위를 낮춘다.
이때, 제1 통문(181)은 제1 부력실(170) 하부에 링크 고정되어 링크를 축으로 상하로 열리고 닫힐 수 있도록 형성하고 견고하지만 부력 효과를 주어서 반중력에 가까운 작용을 하되 스스로 가라앉도록 함이 바람직하다
부력체장전실(200)의 수위가 낮아지면서 공기밸브(183)를 통해 부력체장전실(200)로 공기가 유입되어 부압이 발생되지 않도록 한다.
제1부력실(170)과 부력체장전실(200)에 공기층을 형성하게 되면 제1부력실(170)의 압력이 부력체장전실(200)로 유입되면서 압력조절밸브(184)가 닫힌다.
제1부력실(170) 상단 받침대(193)로 이송된 제1부력체(10)는 제1 롤러(176) 부근의 낙하대(171)로 이송된다.
제1 롤러 낙하대(171)에 이송된 제1부력체(10)는 제1 롤러(176)에 연결된 체인(174)을 통해 중력에 의하여 내려오게 되는데 이때 체인(174)에 연결된 제1 롤러(176) 또는 제2 롤러(177)에는 발전기터빈(400)이 연결되어 있으므로 제1 롤러(176) 또는 제2 롤러(177)가 회전되면서 발전기터빈(400)이 회전되어 전력을 생산하는 것이다. 제1 롤러(176) 또는 제2 롤러(177)에는 발전기터빈(400a)을 연결하지 않고 동력 기계를 직접 연결하여 사용할 수도 있다.
체인(174)을 타고 내려온 제1부력체(10)는 제2 롤러(177)를 지나면서 분리되어 장전대기실(175)로 유입된다. 즉, 최초의 장전 대기상태가 되는 것이다. 이와 같이, 제1부력체(10)를 반복해서 올리고 내리면 지속적인 발전이 가능해진다.
이하, 도 10, 도 13 및 도 14를 참조하여 제2 동력원 발생장치에 대하여 상세하게 설명한다.
상기 제1 동력원 발생장치 제1공압생성실(110)에서 생성된 공압은 제2 동력원 발생장치의 제2 공압저장실(230)의 공압유입밸브로 유입된다.
제2 공압저장실(230) 일측에는 컴퓨레샤(238)와 제1공압생성실(110)에서 전달되는 공압을 저장하는 공압충전장치(237)가 형성되어 있어 센서와 동력에 의해 작동하여 적정한 공압이 유지될 수 있도록 한다.
제2 공압저장실(230)의 공압은 제2 공압추출밸브와 연결된 제2 부력공압유입밸브를 거쳐 부력공압추출밸브를 통하여 제2부력체에 유입되도록 한다.
제2 공압저장실(230)에 형성된 제2 공압조절밸브(235)는 필요에 따라서 제2공압저장실(230)의 공압이 적정하게 유지되도록 공압을 추출시킨다.
중공된 원기둥 형상으로 밀폐된 제2 부력실(200A) 내부에는 적정량의 액체가 충전되고 액체 내부 위쪽에는 규격이 같은 쌍둥이 제2 기어(253b, 253b)가 일정거리 이격되어 형성되며 하부에 규격이 같은 쌍둥이 제1 기어(254a, 254a)가 일정거리 이격되어 형성되며 외부 일측에는 제2 액체충전장치(218)가 형성되어 있다.
제2 부력실(200A) 상부에 형성된 쌍둥이 제2 기어의 우측 기어(253b)와 하부에 형성된 쌍둥이 제1 기어의 우측 기어(254b)에는 상하로 체인(259, 또는 벨트)가 연결되어 형성되고 상부에 형성된 쌍둥이 제2 기어의 좌측 기어(253a)와 하부에 형성된 쌍둥이 제1 기어의 좌측 기어(254a)에도 상하로 체인(259) 또는 벨트가 연결되어 형성된다.
제2부력체(251)는 좌측/우측/상부가 막혀있고 하부는 개통되어 있어 유입되는 공압을 가두고 제2 부력실(200A) 상부로 상승하는 부력 효과를 가질 수 있도록 형성하고 상부에 부력조절밸브를 형성하여 제2부력체가 상승할 때는 공기가 추출되지 않도록 하여 부력 효과를 유지시키고 상승된 제2부력체(251)가 체인(259, 또는 벨트)를 타고 제2 기어(253a, b)를 돌아 다시 액체 하부로 하강할 때는 제2부력체(251) 상하부의 방향이 바뀌어 공기가 추출되고 액체가 제2부력체(251) 안으로 유입될 수 있도록 형성하여 제2부력체(251)가 상승과 하강을 하는데 용이하도록 한다.
제2부력체(251) 좌측은 하부의 쌍둥이 제1 기어 좌측(254a)과 상부의 쌍둥이 제2기어 좌측(253a)에 연결된 체인(259, 또는 벨트) 일측과 연결되어 고정되도록 형성하고 우측은 상부의 쌍둥이 제1 기어 우측(253b)과 하부의 쌍둥이 제2 기어 우측(254b)에 연결된 체인(259, 또는 벨트) 일측과 연결되어 고정되도록 형성하여 제2부력체(251)가 공기를 가두고 유격 없이 상승하며 상기 쌍둥이 제1 기어와 쌍둥이 제2 기어를 회전시킨다.
제2 부력실(200A) 하부의 일측에 형성된 부력공압추출밸브는 제2 공압저장실(230)의 공압추출밸브와 연결되어 있고 제2부력체(251)가 공압을 받을 수 있는 적절한 위치에 서게 되면 센서에 의해 부력공압추출밸브가 개통되고 제2공압저장실(230)의 공압이 추출되어 제2부력체(251) 안으로 유입되며 제2부력체(251)는 공압 부력의 효과를 받아서 제2 부력실(200A) 상부로 떠오르게 된다.
부력공압추출밸브에는 공압추출장치가 연결되도록 형성하고 장착하여 필요에 따라 공압 추출을 용이하게 해 줄 수도 있다.
쌍둥이 제1 기어(254a, b)와 쌍둥이 제2 기어(253a, b)에 형성된 체인(259, 또는 벨트)에는 제2부력체(251)가 적정하게 다수 연결되어 형성되어 있고 앞서 상승한 제2부력체(251)가 제2부력실(200A) 상부로 오르면서 후발 제2부력체(251)도 상부로 오르게 하여 제1의 쌍둥이 기어와 제2의 쌍둥이 기어가 멈추지 않고 지속적으로 회전되도록 함이 바람직하다.
상부로 떠오른 제2부력체(251)는 쌍둥이 제2 기어(254a, b)를 따라 180° 회전하며 공기를 유출시키면서 제2부력실(200A) 하부로 하강하며 하강할 때에는 부력조절밸브가 액체를 유입시켜 제2부력체(251)가 하강하는데 용이하도록 함이 바람직하다.
제2 부력실(200A) 일측에는 제2 액체충전장치(218)가 형성되어 있어 액체 부피가 자연 감소되거나 부족한 경우 센서와 동력에 의해 적정량의 액체를 충전시켜 주어 액체 부피를 항상 적정하게 유지시켜 줌이 바람직하다.
즉, 상기 구성 및 동작에 따라서, 쌍둥이 제1 기어(254a, b)는 지속적으로 회전하게 되고 연결된 발전기터빈(500)도 지속적으로 회전되어 전력을 생산하는 것이다. 물론, 쌍둥이 제1 기어(254a, b)에는 발전기터빈(500)을 연결하지 않고 동력기계를 직접 연결하여 사용할 수도 있다.
또한 제2 동력원 발생장치는 제1 동력원 발생장치와 연결시키지 않고 필요에 따라 독자적으로 공압충전장치가 형성된 공압저장실을 형성하여 상기과 같은 방법으로 공압을 재활용 하며 반복적으로 동력을 생산할 수 있다.
상기에서 상세하게 설명한 바와 같이, 본 발명의 제1 및 제2실시 예에 따른 액체수위조절장치(162a, 162)를 이용한 부력 및 중력 발전장치에서 동력이 사용되는 부분은, 부력가변실(160a, 160) 일측에 형성되어 액체수위를 조절하는 액체수위조절장치(162a, 162), 부력체장전실(200a, 200)과 장전대기실(175a, 175)을 교통 되게하는 제2통문(182a, 182), 제1 부력실(170a, 170) 상부에 형성되어 제1부력체(10a, 10)를 외부 낙하대(171a, 171)로 이동시키는 부력체 이송장치(191a, 191), 부력체장전실(200a, 200) 일측에 형성되는 제1액체충전장치(161a, 161), 제2 동력원 발생장치에 형성되는 컴퓨레샤(238), 제2부력실(200A) 일측에 형성되는 제2액체충전장치(218) 등을 들 수 있다.
하지만 사용된 동력보다 제1 동력원 발생장치의 중력에너지와 제2 동력원 발생장치의 부력에너지에서 생성되는 동력이 크기 때문에 효율적으로 전력을 생산할 수 있다.
제1 동력원 발생장치의 제1 부력실을 키우고 높이면 발전 용량은 큰 비율로 높아지게 되고 사용되는 전력은 상대적으로 적은 비율로 높아지므로 발전 용량을 더욱 높일 수 있게 된다.
또한 제1 동력원 발생장치, 제2 동력원 발생장치를 독자적으로 형성하여 발전할 수 있고 제1 동력원 발생장치 1회의 작동으로 생성되어 사용되는 공압(에너지)은 제2 동력원 발생장치를 가동하여 발전 효율을 높일 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

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도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 액체수위조절장치를 이용한 부력 및 중력 발전장치를 나타내는 구성 단면도.
도 2는 본 발명의 제2실시 에에 따른 액체수위조절장치를 이용한 부력 및 중력 발전장치의 제1 동력원 발생장치를 나타내는 구성 단면도.
도 3 내지 8은 본 발명의 제1 또는 2실시 예에 따른 제1 동력원 발생장치의 동작 순서를 나타내는 구성단면도.
도 10은 본 발명의 제2실시 예에 따른 제2 동력원 발생장치의 구성단면도.
도 12는 본 발명 제1 또는 제2실시 예에 따른 제1 통문의 구성 결합도.
도 13은 본 발명의 제2실시 예에 따른 제2 동력원 발생장치의 단면도.
도 14는 본 발명의 제2실시 예에 따른 제2동력원 발생장치의 평면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
10, 10a : 제1부력체 110, 110a :제1공압생성실
111, 111a : 제1공압추출밸브 112, 112a : 제1공기유입밸브
160, 160a : 부력가변실 161, 161a : 제1액체충전장치
162, 162a : 액체수위조절장치 163, 163a : 수직막대봉
170, 170a : 제1부력실 171, 171a : 낙하대
172, 172a : 낙하대 정지장치 174, 174a : 체인
175, 175a : 장전대기실 176, 176a : 제1센서
176, 176a : 제1롤러 177, 177a : 제2롤러
181, 181a : 제1통문 182, 182a : 제2통문
183, 183a : 공기밸브 184, 184a : 압력조절밸브
185, 185a : 제3센서 191, 191a : 부력체 이송장치
192, 192a : 제4센서 193, 193a : 받침대
200, 200a : 부력체장전실 200A : 제2부력실
210, 210a : 레일 218 : 제2액체충전장치
220, 220a : 제2센서 230 : 제2공압저장실
235 : 제2공압조절밸브 237 : 공압충전장치
238 : 콤퓨레샤 251 : 제2부력체
253a, b : 제2기어 254a, b : 제1기어
259 : 체인 또는 밸브 400, 500 : 발전기터빈

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Claims

내부에 부력 유체가 충전된 제1부력실;

상기 제1부력실 하부에 형성되어 제1부력체를 장전하기 위한 부력체장전실;

상기 부력체장전실 하부에 형성되는 부력가변실;

상기 부력가변실 내부에 형성되어 별도의 동력에 의해 승하강하는 액체수위조절장치;

상기 액체수위조절장치 내부에 형성되는 제1공압추출밸브 및 제1공기유입밸브;

상기 부력체장전실 일측에 형성되는 장전대기실;

상기 부력체장전실과 장전대기실 사이에 형성되어 별도의 동력에 의해 개폐되는 제2통문;

상기 부력체장전실 일측에 형성되는 공기밸브;

상기 제1부력실과 부력체장전실 사이에 형성되는 제1통문;

상기 제1통문 일측에 형성되는 압력조절밸브;

상기 제1부력실 상단에 설치되고, 제1부력실 벽체와 힌지 결합되어 힌지를 중심으로 외측으로 회전하는 부력체 이송장치;

상기 제1부력실 외부 일측에 상하로 일정거리 이격되어 설치되는 제1,2롤러;

상기 제1,2 롤러 사이에 설치되는 체인;

상기 체인에 형성되어 상기 부력체 이송장치에서 이송되는 제1부력체를 안내하는 낙하대; 및

상기 제1 롤러 또는 제2롤러에 연결되는 발전기터빈;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 액체수위조절장치를 이용한 부력 및 중력 발전장치.
제 1항에 있어서,

공압저장실, 공압충전장치, 공압추출밸브, 공압유입밸브, 공압조절밸브, 액체충전장치를 구비한 제2부력실을 구비하고, 상기 제2부력실 내부로는 쌍둥이 기어와 체인밸트, 부력공압추출밸브를 구비하여 상기 액체수위조절장치에서 발생하는 공압을 활용하여 다수 제2부력체를 이용한 부력에너지를 발생시키는 제2동력원 발생장치;를 더 포함하되,

상기 제1동력원 발생장치에서 상기 제1부력체 낙하운동 시 발생하는 중력에너지를 외부 동력장치의 동력원으로 사용하게 하고, 상기 제1 및 제2동력원 발생장치를 연동시켜 상기 제1동력원 발생장치에서 발생하는 공압 에너지를 이용하여 상기 제2 동력원 발생장치를 구동시킴으로써 제2 동력원을 발생시키는 것을 특징으로 하는 액체수위조절장치를 이용한 부력 및 중력 발전장치.
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제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 부력가변실 상부에는 공간(공기층)이 형성되며 상기 공간(공기층) 상부에는 제1 부력실이 형성되는 3단계로 형성된 구조물인 것을 특징으로 하는 액체수위조절장치를 이용한 부력 및 중력 발전장치.
제 2항에 있어서,

상기 제1동력원 발생장치의 가동으로 액체수위조절장치에서 생성되는 공압으로 제2 동력원 발생장치를 연동시켜 가동하며, 제1 동력원 발생장치, 제2동력원 발생장치를 별도로 가동시키는 것을 특징으로 하는 액체수위조절장치를 이용한 부력 및 중력 발전장치.
제 2항에 있어서,

상기 제2 동력원은 부력인 것을 특징으로 하는 액체수위조절장치를 이용한 부력 및 중력 발전장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 부력가변실 내부에 액체수위조절장치의 상하 운동에 의하여, 상기 제1 부력실에 충전된 액체 속으로 일부가 유입되어 액체 수위가 조절되는 것을 특징으로 하는 액체수위조절장치를 이용한 부력 및 중력 발전장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 제1 통문은,

상기 부력가변실과 제1부력실 사이에 형성되며 제1부력실 하부에 링크 고정되어 링크를 축으로 상하로 개폐되어 부력가변실과 제1부력실의 액체를 개통하고 통제하는 것을 특징으로 하는 액체수위조절장치를 이용한 부력 및 중력 발전장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 압력조절밸브는,

하나 이상으로 형성하고, 제1부력실 하부의 제1통문 일측에 형성되어 제1부력실과 부력체장전실의 압력이 개통되도록 액체 압력을 조절하여 상기 제1통문을 쉽게 열리게 하는 것을 특징으로 하는 액체수위조절장치를 이용한 부력 및 중력 발전장치.
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제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 액체수위조절장치는,

상기 부력가변실에 충전된 액체의 내부로 유입되거나 부풀어져서 부력가변실 액체 상부의 수위 및 제1 부력실 액체 상부의 수위를 조절하며, 상하방향으로 움직이도록 형성한 원통형 구조물로 내부 중앙으로는 유압쟈키로 구현하는 것을 특징으로 하는 액체수위조절장치를 이용한 부력 및 중력 발전장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 액체수위조절장치 상면에는 상부 방향을 향하여 직선 운동을 하며 유입된 제1부력체를 밀어 올려 제1 통문 개폐가 용이하도록 수직 방향으로 수직막대봉을 다수 개 더 구비하도록 한 것을 특징으로 하는 액체수위조절장치를 이용한 부력 및 중력 발전장치.
제 12항에 있어서,

상기 액체수위조절장치 내부로는 제1공압추출밸브 및 제1공기유입밸브를 구비한 제1공압생성실을 구비하는 것을 특징으로 하는 액체수위조절장치를 이용한 부력 및 중력 발전장치.
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제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 부력체 이송장치는,

상기 제 1 부력실 상부 일측에 형성되어 제1부력체를 외부 낙하대로 이송시키기 위하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액체수위조절장치를 이용한 부력 및 중력 발전장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 낙하대는,

상기 제1 부력실 상부 경사면을 따라 이송되는 제1부력체를 낙하 준비 시키는 "ㄴ" 자 형상으로 구성하는 것을 특징으로 하는 액체수위조절장치를 이용한 부력 및 중력 발전장치.
제1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 액체수위조절장치 상부에는 장전대기실에서 부력체장전실 내측으로 더욱 경사지게 레일을 형성 한 것을 특징으로 하는 액체수위조절장치를 이용한 부력 및 중력 발전장치.
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제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 장전대기실에는 일측에 액체충전장치를 더 형성하여 제1부력실, 부력체장전실 및 부력가변실의 액체가 적정수위를 유지할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 액체수위조절장치를 이용한 부력 및 중력 발전장치.
제 1항 또는 제2항에 있어서,

상기 제1,2롤러 사이에는 수직 지지프레임이 설치되는 것을 특징으로 하는 액체수위조절장치를 이용한 부력 및 중력 발전장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 부력체장전실 일측에 형성되는 공기밸브는,

공기 추출 및 유입은 가능하되 액체추출은 되지 않도록 공기밸브의 상단이 제1부력실 상단보다 높게 위치하는 것을 특징으로 하는 액체수위조절장치를 이용한 부력 및 중력 발전장치.
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제 1항 또는 제2항에 있어서,

상기 공압추출밸브는,

상기 액체수위조절장치가 수축하는데 용이하게 해 주기 위해 생성되는 공압을 추출하고 추출된 공압을 에너지로 활용할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 액체수위조절장치를 이용한 부력 및 중력 발전장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 공기유입밸브는,

상기 액체수위조절장치가 부력가변실로 유입되거나 부풀어지기는 것을 용이하게 하기 위해 액체수위조절장치 내부로 공기가 유입되도록 하는 것을 특징으로 하는 액체수위조절장치를 이용한 부력 및 중력 발전장치.
제 2항에 있어서,

상기 제2 동력원 발생장치는,

상기 제1 동력원 발생장치의 공압 유입으로 가동되는 공압저장실과, 상기 공압저장실에 연결되는 공압충전장치, 상기 공압저장실 내 공압을 추출하기 위한 공압추출밸브, 상기 공압추출밸브와 연결되어 제2 부력실 일측에 형성되어 추출 공압을 유입시키기 위한 부력공압유입밸브, 상기 제2 부력실 내부로 구비되는 쌍둥이 제1 기어 및 쌍둥이 제2 기어, 상기 기어에 연결되는 체인 또는 벨트, 상기 제1기어와 연결되는 발전기터빈을 포함하여 구성하되,

상기 체인 또는 벨트와 연결된 다수 제2부력체가 공압 부력의 효과를 받아 상방향 운동으로 기어를 회전시키고, 제2부력체에 공압을 넣어주는 부력공압추출밸브가 더 형성되고, 상기 제2부력실 일측에 액체충전장치를 형성하고, 상기 쌍둥이 제1 기어에 연결된 외부 동력장치에 에너지원을 공급하는 것을 특징으로 하는 액체수위조절장치를 이용한 부력 및 중력 발전장치.
제 30항에 있어서,

상기 제2 동력원 발생장치는,

제1 동력원 공압 유입 이외에도 상기 공압저장실에 연결되어 형성되는 공압충전장치의 공압충전으로도 독자적으로 가동될 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 액체수위조절장치를 이용한 부력 및 중력 발전장치
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제 30항에 있어서,

상기 부력공압추출밸브는,

상기 제2 부력실 하부에 형성되어 적절한 시점에 제2부력체에 공압을 유입시켜 주며 이와 연결되는 부력공압추출장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액체수위조절장치를 이용한 부력 및 중력 발전장치.
제 30항에 있어서,

상기 제2부력체는,

좌측, 우측, 상부가 막혀있고 하부는 개통되어 있어 유입되는 공압을 가두고 상부로 상승하는 부력효과를 가질 수 있도록 형성되고 상부에 부력조절밸브를 형성하여 제2부력체가 액체 상부로 상승할 때는 공압이 추출되지 않도록 하여 부력효과를 유지시키고 제2부력체가 180도 회전하여 액체 하부로 하강할 때에는 액체가 유입될 수 있도록 하여 제2부력체가 상승과 하강을 하는데 용이하도록 형성하는 것을 특징으로 하는 액체수위조절장치를 이용한 부력 및 중력 발전장치.
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