KR101216431B1 - 소수력 동력발생장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 발전을 위해 물의 유속 에너지를 회전축의 회전동력으로 변환하는 유수를 이용한 소수력 동력발생장치에 관한 것으로서, 직육면체 형상의 프레임(100)의 내부에 체인순환장치(200)가 배치되고, 체인순환장치(200)의 체인(210)에 다수개의 블레이드(300)가 일정한 간격으로 장착되고, 유수가 블레이드(300)를 가압하게 됨으로써, 블레이드(300)를 가압하는 힘의 분력에 의해 체인순환장치(200)의 체인(210)이 순환하게 되고, 체인(210)의 순환에 의해 체인순환장치(200)의 회전축(220, 225)이 회전되고, 회전축(220, 225)으로부터 회전동력을 얻는 소수력 동력발생장치에 있어서,
상기 블레이드(300)는 원뿔 단면을 가진 기둥 형상으로, 제 1 빗면(303)과 제 2 빗면(305)이 만나 소정의 꼭지점각(a)이 형성되고, 제 1 빗면(303)과 제 2 빗면(305) 사이에 원호 형상의 만곡면(307)이 배치되는 것을 특징으로 하는 소수력 동력발생장치.

Description

소수력 동력발생장치{POWER GENERATOR BY USING SMALL HYDROPOWER}
본 발명은 발전을 위해 물의 유속 에너지를 회전축의 회전동력으로 변환하는 유수를 이용한 소수력 동력발생장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 블레이드가 원뿔 단면의 기둥 형상으로 형성되어, 별도의 추가 구성없이도 높은 회전 에너지를 생성할 수 있는 소수력 동력발생장치에 관한 것이다.
대한민국 특허 제10-1121710호(2012년 2월 22일, 등록)에 "유수를 이용한 동력발생장치"가 소개되어 있다.
상기 유수를 이용한 동력발생장치는 체인순환장치의 체인에 다수개의 블레이드가 일정한 간격으로 장착되고, 체인이 직선으로 이동하는 제 1 직선구간 및 제 2 직선구간이 체인순환장치에 형성되어, 체인순환장치에 장착된 블레이드가 물에 잠기게 되면, 물이 제 1 직선구간의 블레이드를 통과한 후 제 2 직선구간의 블레이드를 통과하게 되고, 블레이드가 체인에 구비된 스톱퍼에 걸려, 제 1 직선구간의 블레이드 및 제 2 직선구간의 블레이드가 체인에 대해 사선으로 배치된 상태를 유지하게 되고, 체인순환장치의 체인이 스프라켓을 통과하는 제 1 및 제 2 곡선구간에 제 1 및 제 2 방향조정장치가 배치되고, 제 1 및 제 2 방향조정장치에 의해 제 1 직선구간의 블레이드와 제 2 직선구간의 블레이드의 사선 방향이 서로 반대로 배치되며, 물의 유속 에너지가 제 1 직선구간의 블레이드 및 제 2 직선구간의 블레이드에 의해 체인의 순환동력으로 변형되고, 체인에 의해 스프라켓이 구동되어, 스프라켓이 회전축을 구동함으로써, 회전축에 회전동력이 생성된다.
그러나, 상기 유수를 이용한 동력발생장치 제 1 직선구간과 제 2 직선구간에서 별도의 구성요소를 추가하여 물에 접하는 블레이드의 방향으로 강제로 바꾸어 주어야 했기 때문에 에너지 손실, 소음 등이 발생하는 단점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 블레이드가 원뿔 단면의 기둥 형상으로 형성되어, 별도의 추가 구성없이도 높은 회전 에너지를 생성할 수 있는 소수력 동력발생장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 소수력 동력발생장치는 직육면체 형상의 프레임의 내부에 체인순환장치가 배치되고, 체인순환장치의 체인에 다수개의 블레이드가 일정한 간격으로 장착되고, 유수가 블레이드를 가압하게 됨으로써, 블레이드를 가압하는 힘의 분력에 의해 체인순환장치의 체인이 순환하게 되고, 체인의 순환에 의해 체인순환장치의 회전축이 회전되고, 회전축으로부터 회전동력을 얻는 소수력 동력발생장치에 있어서,
상기 블레이드는 원뿔 단면을 가진 기둥 형상으로, 제 1 빗면과 제 2 빗면이 만나 소정의 꼭지점각이 형성되고, 제 1 빗면과 제 2 빗면 사이에 원호 형상의 만곡면이 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 꼭지점각은 30°~ 60°인 것을 특징으로 하는 소수력 동력발생장치.
상기 블레이드는 상부면에 제 1 및 제 2 결합봉이 장착되어, 제 1 결합봉이 꼭지점에 근접하게 배치되고, 제 2 결합봉이 만곡면에 근접하게 만곡면의 중간 지점에 배치되며, 제 3 및 제 4 결합봉 또한 제 1 및 제 2 결합봉과 동일한 배치 관계로 하부면에 장착되는 것을 특징으로 한다.
상기 프레임은 육면체 골격 구조에서 측부의 반원부에 커버가 장착되어, 블레이드가 체인순환장치의 스프라켓을 통과할 때, 커버가 물에 의해 블레이드의 이동이 간섭되는 것을 방지하게 되는 것을 특징으로 한다.
상기 체인순환장치는 프레임의 내부에 설치되며, 2개의 회전축이 서로 마주보게 세워지고, 스프라켓이 회전축의 상단부에 각각 장착되고, 체인이 스프라켓을 순환하고, 회전축의 하단부에도 상단부에 스프라켓과 체인이 장착되는 것과 같이 스프라켓과 체인이 장착되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 예는 직육면체 형상의 프레임의 내부에 체인순환장치가 배치되고, 체인순환장치의 체인에 다수개의 블레이드가 일정한 간격으로 장착되고, 유수가 체인순환장치의 직선구간에서 블레이드를 가압하게 됨으로써, 블레이드를 가압하는 힘의 분력에 의해 체인순환장치의 체인이 순환하게 되고, 체인의 순환에 의해 체인순환장치의 회전축이 회전되고, 회전축으로부터 회전동력을 얻는 소수력 동력발생장치에 있어서,
상기 블레이드는 삼각형 단면을 가진 기둥 형상인 것을 특징으로 한다.
이것에 의해, 본 발명에 따른 소수력 동력발생장치는 블레이드의 형상을 원뿔 단면을 가진 기둥형태로 개선한 것만으로도 별도의 구성요소를 추가하지 않고도 높은 회전 에너지를 생성할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 소수력 동력발생장치를 도시한 사시도
도 2는 본 발명에 따른 소수력 동력발생장치를 도시한 평면도
도 3은 본 발명에 따른 블레이드를 도시한 사시도
도 4는 프레임의 한 형태를 도시한 사시도
도 5는 체인순환장치를 도시한 사시도
도 6은 본 발명에 따른 소수력 동력발생장치를 도시한 평면도
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 소수력 동력발생장치는 직육면체 형상의 프레임(100)의 내부에 체인순환장치(200)가 배치되고, 체인순환장치(200)의 체인(210)에 다수개의 블레이드(300)가 일정한 간격으로 장착되고, 유수가 블레이드(300)를 가압하게 됨으로써, 블레이드(300)를 가압하는 힘의 분력에 의해 체인순환장치(200)의 체인(210)이 순환하게 되고, 체인(210)의 순환에 의해 체인순환장치(200)의 회전축(220, 225)이 회전되고, 회전축(220, 225)으로부터 회전동력을 얻을 수 있게 된다.
도 3을 참조하면, 이때, 상기 블레이드(300)는 원뿔 단면을 가진 기둥 형상으로, 제 1 빗면(303)과 제 2 빗면(305)이 만나 소정의 꼭지점각(a)이 형성되고, 제 1 빗면(303)과 제 2 빗면(305) 사이에 원호 형상의 만곡면(307)이 배치된다.
상기 꼭지점각(a)은 설치되는 곳의 유량과 유속에 따라 30°~ 60°를 이룬다.
또한, 상기 블레이드(300)는 상부면(309)에 제 1 및 제 2 결합봉(311, 313)이 장착되어, 제 1 결합봉(311)이 꼭지점에 근접하게 배치되고, 제 2 결합봉(313)이 만곡면(309)에 근접하게 중간에 배치되며, 제 3 및 제 4 결합봉(315, 317) 또한 제 1 및 제 2 결합봉(311, 313)과 동일한 배치 관계로 하부면에 장착된다.
다른 대안으로, 상기 블레이드(300)는 삼각형 단면을 가진 기둥 형상으로 형성될 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 프레임(100)은 육면체 골격 구조에서 측부의 반원부(103, 105)에 커버(107, 109)가 장착되어, 블레이드(300 ; 도 1 참조)가 체인순환장치(200)의 스프라켓(230, 240)을 통과할 때, 커버(107, 109)가 물에 의해 블레이드(300)의 이동이 간섭되는 것을 방지하게 된다.
도 5를 참조하면, 상기 체인순환장치(200)는 프레임(100 ; 도 1 참조)의 내부에 설치되며, 2개의 회전축(220, 225)이 서로 마주보게 세워지고, 스프라켓(230, 240)이 회전축(220, 225)의 상단부에 각각 장착되고, 체인(210)이 스프라켓(230, 240)을 순환하고, 회전축(220, 225)의 하단부에도 상단부에 스프라켓과 체인이 장착되는 것과 같이 스프라켓과 체인이 장착된다.
상기 체인(210)에는 어태치먼트(213)가 장착되고, 어태치먼트(213)에 결합구멍(215, 217)이 형성되며, 결합구멍(215, 217)에 블레이드(300)의 제 1 및 제 2 결합봉(311, 313)이 끼워져 결합된다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 소수력 동력발생장치의 작동을 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.
블레이드(300)가 물속에 잠긴 상태에서 물이 화살표(410) 방향으로 흐르게 되면, 물의 유속 에너지(벡터 Fa)가 블레이드(300)의 제 1 빗면(303)에 작용하게 되어, 제 1 빗면(303)에 작용하는 유속 에너지(벡터 Fa)의 수직분력(벡터 Fb)에 의해 블레이드(300)가 화살표(420)와 같이 좌측에서 우측 방향으로 이동하게 되어, 제 1 구간(S1)의 체인(210)이 좌측에서 우측 방향으로 이동하게 되고, 이것에 의해 제 1 및 제 2 스프라켓(230, 240)이 시계 방향으로 회전하게 됨으로써, 제 1 및 제 2 스프라켓(230, 240)이 장착된 회전축(220, 225)에 회전 에너지가 생성된다.
도한, 스프라켓(240)을 통과하여 제 2 직선구간(S2)에 배치되는 블레이드(300)는 블레이드의 구조적 형상에 의해 제 1 직선구간(S1)에 놓인 블레이드(300)와 반대로 놓이게 된다. 이것에 의해, 물의 유속 에너지(벡터 Fa')가 블레이드(300)의 제 2 빗면(305)에 작용하게 되어, 제 2 빗면(305)에 작용하는 유속 에너지(벡터 Fa')의 수직분력(벡터 Fb')에 의해 블레이드(300)가 화살표(430)와 같이 우측에서 좌측 방향으로 이동하게 되어, 제 2 구간(S2)의 체인(210)이 좌측에서 우측 방향으로 이동하게 되고, 제 1 및 제 2 스프라켓(230, 240)의 시계 방향에 힘을 더하게 됨으로써, 회전축(220, 225)의 회전 에너지 생성을 높일 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 소수력 동력발생장치는 블레이드의 형상을 원뿔 단면을 가진 기둥형태로 개선한 것만으로도 별도의 구성요소를 추가하지 않고도 높은 회전 에너지를 생성할 수 있다.
100 : 프레임 200 : 체인순환장치
300 : 블레이드

Claims (6)

  1. 직육면체 형상의 프레임(100)의 내부에 체인순환장치(200)가 배치되고, 체인순환장치(200)의 체인(210)에 다수개의 블레이드(300)가 일정한 간격으로 장착되고, 유수가 블레이드(300)를 가압하게 됨으로써, 블레이드(300)를 가압하는 힘의 분력에 의해 체인순환장치(200)의 체인(210)이 순환하게 되고, 체인(210)의 순환에 의해 체인순환장치(200)의 회전축(220, 225)이 회전되고, 회전축(220, 225)으로부터 회전동력을 얻는 소수력 동력발생장치에 있어서,
    상기 블레이드(300)는 원뿔 단면을 가진 기둥 형상으로, 제 1 빗면(303)과 제 2 빗면(305)이 만나 소정의 꼭지점각(a)이 형성되고, 제 1 빗면(303)과 제 2 빗면(305) 사이에 원호 형상의 만곡면(307)이 배치되는 것을 특징으로 하는 소수력 동력발생장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 꼭지점각(a)은 30°~ 60°인 것을 특징으로 하는 소수력 동력발생장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 블레이드(300)는 상부면(309)에 제 1 및 제 2 결합봉(311, 313)이 장착되어, 제 1 결합봉(311)이 꼭지점에 근접하게 배치되고, 제 2 결합봉(313)이 만곡면(309)에 근접하게 중간에 배치되며, 제 3 및 제 4 결합봉(315, 317) 또한 제 1 및 제 2 결합봉(311, 313)과 동일한 배치 관계로 하부면에 장착되는 것을 특징으로 하는 소수력 동력발생장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 프레임(100)은 육면체 골격 구조에서 측부의 반원부(103, 105)에 커버(107, 109)가 장착되어, 블레이드(300)가 체인순환장치(200)의 스프라켓(230, 240)을 통과할 때, 커버(107, 109)가 물에 의해 블레이드(300)의 이동이 간섭되는 것을 방지하게 되는 것을 특징으로 하는 소수력 동력발생장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 체인순환장치(200)는 프레임(100)의 내부에 설치되며, 2개의 회전축(220, 225)이 서로 마주보게 세워지고, 스프라켓(230, 240)이 회전축(220, 225)의 상단부에 각각 장착되고, 체인(210)이 스프라켓(230, 240)을 순환하고, 회전축(220, 225)의 하단부에도 상단부에 스프라켓과 체인이 장착되는 것과 같이 스프라켓과 체인이 장착되는 것을 특징으로 하는 소수력 동력발생장치.
  6. 직육면체 형상의 프레임(100)의 내부에 체인순환장치(200)가 배치되고, 체인순환장치(200)의 체인(210)에 다수개의 블레이드(300)가 일정한 간격으로 장착되고, 유수가 체인순환장치(200)의 직선구간(S1))에서 블레이드(300)를 가압하게 됨으로써, 블레이드(300)를 가압하는 힘의 분력에 의해 체인순환장치(200)의 체인(210)이 순환하게 되고, 체인(210)의 순환에 의해 체인순환장치(200)의 회전축(220, 225)이 회전되고, 회전축(220, 225)으로부터 회전동력을 얻는 소수력 동력발생장치에 있어서,
    상기 블레이드(300)는 삼각형 단면을 가진 기둥 형상인 것을 특징으로 하는 소수력 동력발생장치.

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