KR101121709B1 - Power generating device using by water-flow - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 발전을 위해 물의 유속 에너지를 회전축의 회전동력으로 변환하는 유수를 이용한 동력발생장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 좌측 고정축에 제 1 아이들링 스프라킷과 제 2 아이들링 스프라킷이 아래 위로 장착되고, 우측 고정축에 제 3 아이들링 스프라킷과 제 4 아이들링 스프라킷이 위아래로 장착되고, 제 1 아이들링 스프라킷의 직경이 제 2 아이들링 스프라킷의 직경에 비해 크며, 제 3 아이들링 스프라킷의 직경이 제 4 아이들링 스프라킷의 직경에 비해 작으며, 상부 체인이 제 1 및 3 체인을 통해 회전되고, 하부 체인이 제 2 및 4 체인을 통해 회전되면서, 체인에 장착된 블레이드가 사선 및 역 사선 방향으로 전환되어, 물의 유속 에너지가 블레이드에 의해 체인순환동력으로 변환되고, 체인의 궤도순환운동에 의해 스프라킷이 구동되고, 스프라킷에 의해 회전축에서 회전 동력을 얻을 수 있는 유수를 이용한 동력발생장치를 제공하는 것이다.
The present invention relates to a power generating device using a flow of water for converting the flow rate energy of water into rotational power of the rotary shaft for power generation, more specifically, the first idling sprocket and the second idling sprocket Mounted up, the third idling sprocket and the fourth idling sprocket are mounted up and down on the right fixed shaft, the diameter of the first idling sprocket is larger than the diameter of the second idling sprocket, and the third The diameter of the idling sprocket is smaller than the diameter of the fourth idling sprocket, and the upper chain is rotated through the first and third chains, and the lower chain is rotated through the second and fourth chains. The blade is switched in the oblique and reverse oblique directions, so the water velocity energy is converted into the chain circulation power by the blade, and the sprocket is driven by the orbital circulation motion of the chain. To provide a power generating device using running water to obtain the rotational power from the rotating shaft by the sprocket.
대한민국 특허공개 제10-2009-52309호(2009년 5월 25일, 공개)에 "수상 및 수중의 유속배력을 이용한 유속발전장치"가 소개되어 있다. Korean Patent Publication No. 10-2009-52309 (published on May 25, 2009) introduces a "velocity generator using water and underwater flow speed."
상기 수상 및 수중의 유속배력을 이용한 유속발전장치는 부력체 양쪽 끝단에 측면으로 일정거리를 마주한 한쌍의 롤러가 배치되고, 롤러의 전, 후 단면부 가장자리에 스프로켓 형식의 기어가 각각 설치되고, 2개의 기어에 한 쌍의 무한궤도 벨트가 연결되고, 한 쌍의 무한궤도 벨트 사이에 다수개의 유속 프레임이 배치되도록, 유속 프레임의 상단 및 하단이 한 쌍의 무한궤도 벨트에 장착되고, 유속 프레임에 유속판 및 균형벨트가 설치되어, 유속판이 배력을 받을 때는 펴지고, 반대편에서 유속판이 힌지에 의해 접혀지게 된다.In the flow rate power generation apparatus using the water speed and the water velocity in the water, a pair of rollers facing a certain distance from the side of the buoyancy body is disposed, and sprocket-type gears are respectively installed at the edges of the front and rear cross sections of the rollers. A pair of crawler belts are connected to the two gears, and a top and bottom of the flow frame are mounted to a pair of crawler belts so that a plurality of flow rate frames are disposed between the pair of crawler belts, and the flow rate of the flow frame The plate and the balancing belt are installed so that when the flow plate is under pressure, the flow plate is unfolded and the flow plate is folded by the hinge on the opposite side.
그러나, 상기 수상 및 수중의 유속배력을 이용한 유속발전장치는 유속 프레임이 물의 흐름과 같은 방향으로 움직이는 쪽에서만 물의 배력을 받아 유속 에너지를 샤프트를 회전시키는 회전동력으로 변환시킬 수 있고, 유속 프레임이 물의 흐름과 반대 반향으로 움직일 곳은 저항으로 작용할 뿐 샤프트의 회전동력을 높이는데 아무런 영향을 주지 못한다.
However, the flow rate power generation apparatus using the water speed and the underwater flow rate power can convert the flow rate energy into rotational power for rotating the shaft by receiving the back force of the water only from the side in which the flow rate frame moves in the same direction as the flow of water. Where it moves in the opposite direction to the flow acts as a resistance and has no effect on increasing the rotational power of the shaft.
따라서, 본 발명의 목적은 좌측 고정축에 제 1 아이들링 스프라킷과 제 2 아이들링 스프라킷이 위아래로 장착되고, 우측 고정축에 제 3 아이들링 스프라킷과 제 4 아이들링 스프라킷이 위아래로 장착되어, 상부 체인이 제 1 및 제 3 아이들링 스프라킷을 통해 각각 회전되고, 하부 체인이 제 2 및 제 4 아이들링 스프라킷을 통해 회전되면서, 체인에 장착된 블레이드가 사선 및 역 사선 방향으로 전환되어, 물의 유속 에너지가 블레이드에 의해 체인순환동력으로 변환되고, 체인의 궤도순환운동에 의해 스프라킷이 구동되고, 스프라킷에 의해 동력축에서 회전 동력을 얻을 수 있게 됨으로써, 유속 에너지를 회전동력으로 변환하는 효율이 매우 높은 유수를 이용한 동력발생장치를 제공하는 것이다.
Accordingly, an object of the present invention is that the first idling sprocket and the second idling sprocket are mounted up and down on the left fixed shaft, and the third idling sprocket and the fourth idling sprocket up and down on the right fixed shaft. Mounted, the upper chain is rotated through the first and third idling sprockets respectively, and the lower chain is rotated through the second and fourth idling sprockets, so that the blades mounted on the chain are in the diagonal and reverse diagonal directions. The flow rate energy of the water is converted into the chain circulation power by the blade, the sprocket is driven by the orbital circulation motion of the chain, and the sprocket can obtain the rotational power from the power shaft, thereby increasing the flow velocity energy. It is to provide a power generator using the flow water having a very high efficiency of converting the rotational power.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유수를 이용한 동력발생장치는 좌측 고정축의 상단에 제 1 아이들링 스프라킷과 제 2 아이들링 스프라킷이 장착되어, 제 1 아이들링 스프라킷과 제 2 아이들링 스프라킷이 좌측 고정축에 대해 상대회전되고, 제 1 아이들링 스프라킷의 직경이 제 2 아이들링 스프라킷의 직경에 비해 크며, 우측 고정축의 상단에 제 3 아이들링 스프라킷과 제 4 아이들링 스프라킷이 장착되어, 제 3 아이들링 스프라킷과 제 4 아이들링 스프라킷이 우측 고정축에 대해 상대회전되고, 제 3 아이들링 스프라킷의 직경이 제 4 아이들링 스프라킷의 직경에 비해 작으며, 좌측 고정축과 우측 고정축 사이에 동력축이 배치되고, 동력축에 상부 및 하부 스프라킷이 장착되어, 제 1 아이들링 스프라켓과 동력축의 상부 스프라킷 및 제 3 아이들링 스프라킷에 상부 체인이 걸리고, 제 2 아이들링 스프라킷과 동력축의 하부 스프라킷 및 제 4 아이들링 스프라킷에 하부 체인이 걸리고, 상부 체인에 다수개의 고정 브라켓이 일정한 간격으로 장착되고, 하부 체인에 다수개의 방향조절 브라켓이 일정한 간격으로 장착되고, 고정 브라켓에 블레이드의 제 1 핀이 장착되고, 방향조절 브라켓의 장홀에 블레이드의 제 2 핀이 이동가능하게 장착되는 것을 특징으로 한다. Power generation apparatus using the flowing water according to the present invention for achieving the above object is the first idling sprocket and the second idling sprocket is mounted on the upper end of the left fixed shaft, the first idling sprocket and the second The idling sprocket is rotated relative to the left fixed shaft, the diameter of the first idling sprocket is larger than the diameter of the second idling sprocket, and the third idling sprocket and the fourth idling on the top of the right fixed shaft. The sprocket is mounted so that the third idling sprocket and the fourth idling sprocket are rotated relative to the right fixed shaft, and the diameter of the third idling sprocket is smaller than the diameter of the fourth idling sprocket. The power shaft is disposed between the left fixed shaft and the right fixed shaft, and the upper and lower sprockets are mounted on the power shaft, so that the first sprocket and the upper sprocket of the power shaft and the third shaft are mounted. The upper chain is caught by these ring sprockets, the lower sprocket by the second idler sprocket and the power shaft, and the lower chain by the fourth idler sprocket, and a plurality of fixing brackets are mounted at regular intervals on the upper chain. A plurality of direction adjustment brackets are mounted on the lower chain at regular intervals, and the first pin of the blade is mounted on the fixing bracket, and the second pin of the blade is movable on the long hole of the direction adjustment bracket.
또한, 유수가 상부 및 하부 체인으로 통과되면, 제 1 직선구간에서는 블레이드가 사선 방향으로 배치되어, 블레이드가 우측에서 좌측으로 회전되고, 제 2 직선구간에서는 블레이드가 역 사선 방향으로 배치되어, 블레이드가 좌측에서 우측으로 이동되고, 곡선구간에서는 제 1 및 3 아이들링 스프라킷과 제 2 및 4 아이들링 스프라킷의 각속도 차이에 의해 블레이드가 방향이 전환되는 것을 특징으로 한다.
In addition, when the water flows through the upper and lower chains, the blades are arranged diagonally in the first straight section, the blades are rotated from right to left, and the blades are disposed in the reverse diagonal direction in the second straight section, The blade is moved from the left to the right, and the curved section is characterized in that the blade is turned by the difference in the angular velocity of the first and third idling sprocket and the second and fourth idling sprocket.
이것에 의해, 본 발명에 따른 유수를 이용한 동력발생장치는 유속 에너지를 회전동력으로 변환함에 있어, 기존 수차에 존재하는 무용 운동 구간을 최소화하여 유속 에너지를 회전동력으로 변환하는 효율이 매우 높고, 구조가 간단하여 제조비용이 저렴한 효과가 있다.
As a result, the power generating apparatus using the flowing water according to the present invention has a very high efficiency in converting the flow rate energy into the rotational power by minimizing the dance motion section existing in the existing aberration in converting the flow rate energy into the rotational power. Since it is simple, the manufacturing cost is effective.
도 1은 본 발명에 따른 유수를 이용한 동력발생장치를 개략적으로 도시한 평면도
도 2는 본 발명에 따른 유수를 이용한 동력발생장치를 개략적으로 도시한 측면도
도 3은 상부 체인의 고정 브라켓과 하부 체인의 방향조절 브라켓에 블레이드가 장착된 상태를 도시한 사시도1 is a plan view schematically showing a power generator using the running water according to the present invention
Figure 2 is a side view schematically showing a power generating device using the flowing water according to the present invention
Figure 3 is a perspective view showing the blade is mounted on the fixed bracket of the upper chain and the direction adjustment bracket of the lower chain.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 유수를 이용한 동력발생장치는 좌측 고정축(10)의 상단에 제 1 아이들링 스프라킷(11)과 제 2 아이들링 스프라킷(12)이 장착되어, 제 1 아이들링 스프라킷(11)과 제 2 아이들링 스프라킷(12)이 좌측 고정축(10)에 대해 상대회전되고, 제 1 아이들링 스프라킷(11)의 직경이 제 2 아이들링 스프라킷(12)의 직경에 비해 크며, 우측 고정축(20)의 상단에 제 3 아이들링 스프라킷(21)과 제 4 아이들링 스프라킷(22)이 장착되어, 제 3 아이들링 스프라킷(21)과 제 4 아이들링 스프라킷(22)이 우측 고정축(20)에 대해 상대회전되고, 제 3 아이들링 스프라킷(21)의 직경이 제 4 아이들링 스프라킷(22)의 직경에 비해 작으며, 좌측 고정축(10)과 우측 고정축(20) 사이에 동력축(80)이 배치되고, 동력축(80)에 상부 및 하부 스프라킷(81,82)이 장착되어, 제 1 아이들링 스프라켓(11)과 동력축(80)의 상부 스프라킷(81) 및 제 3 아이들링 스프라킷(21)에 상부 체인(30)이 걸리고, 제 2 아이들링 스프라킷(12)과 동력축(80)의 하부 스프라킷(82) 및 제 4 아이들링 스프라킷(22)에 하부 체인(40)이 걸리고, 상부 체인(30)에 다수개의 고정 브라켓(50)이 일정한 간격으로 장착되고, 하부 체인(40)에 다수개의 방향조절 브라켓(60)이 일정한 간격으로 장착되고, 고정 브라켓(50)에 블레이드(70)의 제 1 핀(71)이 장착되고, 방향조절 브라켓(60)의 장홀(62)에 블레이드(70)의 제 2 핀(73)이 이동가능하게 장착된다. 1 to 3, in the power generating apparatus using the flowing water according to the present invention, the first
상기 좌측 고정축(10)의 하단부와 동력축(80)의 하단부 및 우측 고정축(20)의 하단부에 각각 장착되는 스프라킷과 이것들에 장착되는 체인 구성은 위에 설명한 구성과 대칭되게 구성된다. The sprockets mounted on the lower end of the left
상기 도면부호 C는 좌측 고정축(10)과 우측 고정축(20)의 중간지점이다.Reference numeral C denotes an intermediate point between the left
도 1을 참조하면, 설명의 편의를 위해, 흐르는 물이 상부 및 하부 체인(30,40)으로 통과될 때, 블레이드(70)가 사선 방향으로 배치된 구간을 제 1 직선구간(S1), 블레이드(70)가 역 사선 방향으로 배치된 구간을 제 2 직선구간(S2)으로 정하고, 좌측 고정축(10)의 회전구간을 제 1 곡선구간(R1), 우측 고정축(20)의 회전구간을 제 2 곡선구간(R2)로 정한다. Referring to FIG. 1, for convenience of description, when flowing water passes through the upper and
제 1 직선구간(S1)에서는 고정 브라켓(50)의 위치가 방향조절 브라켓(60) 보다 앞에 위치되어(체인이동 방향으로 보았을 때), 블레이드(70)가 상부 및 하부 체인(30,40)에 대해 사선 방향으로 배치된다. In the first straight section S1, the position of the
위와 같은 상태에서, 블레이드(70)가 물에 잠기고, 물이 화살표(99) 방향으로 흐르게 되면, 물이 제 1 직선구간(S1)을 통과하면서 사선으로 배치된 블레이드(70)에 부딪히게 되고, 블레이드(70)에 수평분력(Fa)이 작용하여, 블레이드(70)가 수평분력의 방향으로 이동하게 됨으로써, 제 1 직선구간(S1)에서 상부 및 하부 체인(30,40)이 블레이드(70)에 의해 우측에서 좌측으로 이동된다(도 1 참조). In the above state, when the
이후, 상부 및 하부 체인(30,40)이 좌측 고정축(10)의 곡선구간(R1)에서 회전되면, 상부 체인(30)이 제 1 아이들링 스프라킷(11)을 따라 회전되고, 하부 체인(40)이 제 2 아이들링 스프라킷(12)을 따라 회전된다. Then, when the upper and
이때, 좌측 고정축(10)의 제 1 아이들링 스프라킷(11)과 제 2 아이들링 스프라킷(12)의 지름의 차이에 의해, 제 2 아이들링 스프라킷(12)에 장착된 방향조절 브라켓(60)의 각속도가 제 1 아이들링 스프라킷(11)에 장착된 고정 브라켓(50)의 각속도 보다 빨라서, 제 1 곡선구간(R1)을 통과하게 되면, 방향조절 브라켓(60)이 고정 브라켓(50)을 추월하게 된다. At this time, the direction adjustment bracket mounted to the second
여기서, 상부 및 하부 체인(30,40)에 장착된 고정 브라켓(50)과 방향조절 브라켓(60)의 간격이 벌어지기 때문에, 블레이드(70)의 제 2 핀(73)이 방향조절 브라켓(60)의 장홈(62)의 후단(B)에서 선단(A)으로 점점 이동되고, 제 1 곡선구간(R1)에서 방향조절 브라켓(60)이 고정 브라켓(50)을 추월하면, 장홈(62)의 선단(A)이 블레이드(70)의 제 2 핀(73)을 밀어, 블레이드(70)가 역 사선 방향으로 전환된다. Here, since the distance between the
즉, 제 1 직선구간(S1)에서 사선 방향으로 배치된 블레이드(70)가 제 1 곡선구간(R1)을 통과하면서, 블레이드(70)의 사선방향이 역 사선 방향으로 전환된다. That is, while the
이후, 물이 제 2 직선구간(S2)을 통과하면서 역 사선 방향으로 배치된 블레이드(70)에 부딪히게 되고, 블레이드(70)에 수평분력(Fb)이 작용하여, 블레이드(70)가 수평분력의 방향으로 이동됨으로써, 제 2 직선구간(S2)에서 상부 및 하부 체인(30,40)이 블레이드(70)에 의해 좌측에서 우측으로 이동된다(도 1 참조). Subsequently, water strikes the
상부 및 하부 체인(30,40)이 우측 고정축(20)의 제 2 곡선구간(R2)을 통과할 때, 상부 체인(30)이 제 3 아이들링 스프라킷(21)을 따라 회전되고, 하부 체인(40)이 제 4 아이들링 스프라킷(22)을 따라 회전된다. When the upper and
이때, 우측 고정축(20)의 제 3 아이들링 스프라킷(21)과 제 1 아이들링 스프라킷(22)의 지름의 차이에 의해, 제 3 아이들링 스프라킷(22)에 장착된 고정 브라켓(60)의 각속도가 제 4 아이들링 스프라킷(22)에 장착된 방향조절 브라켓(50)의 각속도 보다 빨라서, 제 2 곡선구간(R2)을 통과하게 되면, 고정 브라켓(50)이 방향조절 브라켓(60)을 추월하게 된다. At this time, the fixing bracket mounted to the third
여기서, 상부 및 하부 체인(30,40)에 장착된 고정 브라켓(50)과 방향조절 브라켓(60)의 간격이 벌어지기 때문에, 블레이드(70)의 제 2 핀(73)이 방향조절 브라켓(60)의 장홈(62)의 선단(A)에서 후단(B)으로 점점 이동되고, 제 2 곡선구간(R2)에서 고정 브라켓(60)이 방향조절 브라켓(50)을 추월하면, 장홈(62)의 후단(B)이 블레이드(70)의 제 2 핀(73)을 밀어, 블레이드(70)가 사선 방향으로 전환된다.Here, since the distance between the
즉, 제 2 직선구간(S2)에서 역 사선 방향으로 배치된 블레이드(70)가 제 2 곡선구간(R2)을 통과하면서, 블레이드(70)의 역 사선방향이 사선 방향으로 전환된다. That is, while the
물이 제 1 직선구간(S1)의 블레이드(70)를 통과하게 되는 과정에서, 물의 유속에너지가 블레이드(70)를 우측에서 좌측으로 밀게 되어, 제 1 직선구간(S1)에서 체인(30,40)이 블레이드(70)에 의해 우측에서 좌측으로 이동되고, 제 2 직선구간(S2)의 블레이드(70) 또한 물에 의해 좌측에서 우측으로 이동되어, 제 2 직선구간(S2)의 체인(30,40)이 좌측에서 우측으로 이동된다. In the process of passing water through the
이것에 의해, 체인(30,40)이 궤도순환운동을 하게 되고, 체인(30,40)과 결합되어 있는 동력축(80)의 상부 및 하부 스프라킷(81,82)이 회전되며, 상부 및 하부 스프라킷(81,82)의 회전에 의해 동력축(80)이 회전되어 회전 동력이 생성된다. As a result, the
상기 상부 및 하부 스프라킷(81,82) 동력축(80)에 고정되어 장착된다. The upper and
상기 제 1 직선구간(S1)과 제 2 직선구간(S2)에 n개의 블레이드(70)가 설치되어 n개의 수평분력(Fa,Fb)이 합해짐으로써, 높은 출력을 얻을 수 있다. Since
따라서, 체인(30,40)의 순환 운동 에너지는 제 1 직선구간(S1)에서 각각의 블레이드(70)에 작용하는 수평분력의 합과 제 2 직선구간(S2)에서 각각의 블레이드(70)에 작용하는 수평분력의 합을 합한 것과 같게 되어, 유속 에너지를 동력축(80)의 회전 동력으로 변환하여 효율이 매우 높고, 동력축(80)의 회전동력을 이용하여 발전기를 구동함으로써, 전기 에너지를 출력할 수 있다.
Accordingly, the circulating kinetic energy of the
10: 좌측 고정축
20: 우측 고정축
30: 상부 체인
40: 하부 체인
50: 고정 브라켓
60: 방향조절 브라켓
70: 블레이드
80: 동력축10: left fixed shaft
20: right fixed shaft
30: upper chain
40: lower chain
50: fixing bracket
60: direction adjustment bracket
70: blade
80: power shaft
Claims (2)
The first idling sprocket 11 and the second idling sprocket 12 are mounted on the upper end of the left fixed shaft 10, so that the first idling sprocket 11 and the second idling sprocket 12 are mounted. ) Is rotated relative to the left fixed shaft 10, the diameter of the first idling sprocket 11 is larger than the diameter of the second idling sprocket 12, the upper end of the right fixed shaft 20 The third idling sprocket 21 and the fourth idling sprocket 22 are mounted so that the third idling sprocket 21 and the fourth idling sprocket 22 are mounted on the right fixed shaft 20. Relative to the other, the diameter of the third idling sprocket 21 is smaller than the diameter of the fourth idling sprocket 22, and the power shaft between the left fixed shaft 10 and the right fixed shaft 20 80 is disposed, and the upper and lower sprockets 81 and 82 are mounted on the power shaft 80, such that the first idling sprocket 11 and the upper sprocket 81 of the power shaft 80 and 3rd idling The upper chain 30 is caught by the sprocket 21 and lowered to the lower sprocket 82 and the fourth idling sprocket 22 of the second idling sprocket 12 and the power shaft 80. The chain 40 is caught, and a plurality of fixing brackets 50 are mounted on the upper chain 30 at regular intervals, and a plurality of direction adjusting brackets 60 are mounted on the lower chain 40 at regular intervals, and the fixing bracket The first pin 71 of the blade 70 is mounted to the 50, and the second pin 73 of the blade 70 is movably mounted to the long hole 62 of the direction adjustment bracket 60. Power generating device using running water.
유수가 상부 및 하부 체인(30,40)으로 통과되면, 제 1 직선구간(S1)에서는 블레이드(70)가 사선 방향으로 배치되어, 블레이드(70)가 우측에서 좌측으로 회전되고, 제 2 직선구간(S2)에서는 블레이드(70)가 역 사선 방향으로 배치되어, 블레이드(70)가 좌측에서 우측으로 이동되고, 곡선구간(R1,R2)에서는 제 1 및 3 아이들링 스프라킷(11,21)과 제 2 및 4 아이들링 스프라킷(12,22)의 각속도 차이에 의해 블레이드(70)가 방향이 전환되는 것을 특징으로 하는 유수를 이용한 동력발생장치.
The method of claim 1,
When the flowing water passes through the upper and lower chains 30 and 40, in the first straight section S1, the blade 70 is disposed in an oblique direction, and the blade 70 is rotated from the right to the left, and the second straight section. In (S2), the blade 70 is disposed in the reverse oblique direction, the blade 70 is moved from left to right, and in the curved sections (R1, R2) and the first and third idling sprockets (11, 21) Power generating device using the flowing water, characterized in that the blade 70 is changed in direction by the angular velocity difference of the second and fourth idling sprockets (12, 22).
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