KR101360304B1 - 진동을 이용한 고효율 발전장치 - Google Patents

진동을 이용한 고효율 발전장치 Download PDF

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김정국
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정재영
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Abstract

본 발명은 진동을 이용한 고효율 발전장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 파도의 출렁거림과 같은 진동에 의해 서로 반대방향으로 회전하는 원판 디스크에 영구자석과 코일을 각각 연결 설치함으로써 별도의 동력공급수단이 없이도 서로 반대방향으로 회전하는 영구자석과 코일에 의해 발전 효율을 향상시킬 수 있는 진동을 이용한 고효율 발전장치에 관한 것이다.
본 발명은 케이스와, 상기 케이스의 양 측면에 서로 대응되도록 축설되는 제1 및 제2회전축과, 상기 제1 및 제2회전축에 각각 설치되어 케이스의 상,하 방향 진동을 서로 반대 방향으로 회전하는 회전운동으로 전환시키는 제1 및 제2회전발생장치와, 상기 제1회전축의 일측 단부에 결합되는 영구자석 및 상기 영구자석의 외측에 위치되도록 하여 제2회전축에 연결 설치되는 코일권선부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

진동을 이용한 고효율 발전장치 {High effiency power generator using vibration}
본 발명은 진동을 이용한 고효율 발전장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 파도의 출렁거림과 같은 진동에 의해 서로 반대 방향으로 회전하는 원판 디스크에 영구자석과 코일을 각각 연결 설치함으로써 별도의 동력공급수단이 없이도 서로 반대방향으로 회전하는 영구자석과 코일에 의해 발전 효율을 향상시킬 수 있는 진동을 이용한 고효율 발전장치에 관한 것이다.
최근 들어 산업 발달로 인한 에너지 수요가 크게 증가하면서 에너지 문제가 심각하게 대두되고 있다.
그에 따라, 상대적으로 에너지 자원에 대한 해외 의존도가 높은 우리나라에서는 이러한 에너지 문제의 해결을 위해 신재생에너지를 이용한 발전기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
하지만, 현재까지 개발된 신재생에너지를 이용한 발전기술은 성능과 효율면에서 미흡하고, 발전장치의 설치를 위한 비용이 너무 많이 소요되므로 경제적 가치가 떨어져 제대로 활용되지 못하고 있는 실정이다.
일반적으로 종래 사용되고 있는 발전장치는 외부동력에 의해 회전하는 회전축에 영구자석이 설치된 회전자와, 상기 영구자석과 마주하도록 하는 코일이 고정 설치되는 고정자를 포함하여 구성되는데, 즉 코일이 고정 설치된 고정자가 고정되어 있는 상태에서 영구자석이 설치된 회전자를 회전시켜 고정자를 이루고 있는 코일에 전기가 생성되도록 구성되는 것이다.
이와 같은 발전장치에서 발생되는 기전력의 크기는 자기장의 세기 와 도체 즉, 코일의 길이 및 자기장 과 도체의 상대속도에 비례하기 때문에 자기장의 세기를 증가시키거나 코일을 길게 형성하거나 또는 자기장과 코일의 상대속도를 빠르게 함으로서, 기전력을 증가시킬 수 있으며, 일반적으로 자기장과 코일의 상대속도를 증가시켜 기전력을 높이는 방법이 사용되고 있다.
하지만, 종래의 발전장치는 고정자가 고정되어 있는 상태에서 회전자만을 회전시켜 발전하므로 발전 효율이 낮고, 높은 효율로 전기를 생성하기 위해서는 회전자의 회전 속도를 높여야하므로, 회전자의 회전 속도를 높이기 위해 별도의 동력장치를 설치하여야 하는 등의 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 종래기술로, 대한민국 등록실용신안공보 제20-0303163호 및 공개특허공보 제10-2011-0137514호 등에는 고정자와 회전자를 서로 반대방향으로 회전시킴으로써 자기장과 도체 사이의 상대속도 증가에 의해 고효율의 발전을 이룰 수 있도록 하는 구성이 게재되어 있는데, 상기 문헌들에 기재되어 있는 종래기술 또한 회전축을 회전시키기 위한 별도의 동력발생장치가 구비되어야 하는 문제점이 있다.
또한, 상기 문헌들에 기재된 종래 기술은 고정자와 회전자가 결합되는 축에 회전력이 제공되는 경우에만 작동할 수 있으므로 적용 범위가 제한적인 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명은 파도, 바람 등의 자연 현상이나 주행중인 철도차량 등 진동이 발생하는 곳에 설치되어 발생되는 진동을 회전력으로 전환시켜 고효율의 발전을 이룰 수 있도록 하는 진동을 이용한 고효율 발전장치를 제공함에 있다.
또한, 본 발명은 단순한 구성에 의해 영구자석과 코일이 각각 연결 설치되는 원판디스크를 서로 역방향으로 회전시킬 수 있도록 함으로써 별도의 동력공급수단이 없이도 고효율의 발전을 이룰 수 있도록 하는 진동을 이용한 고효율 발전장치를 제공함에 다른 목적이 있다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명은,
케이스와, 상기 케이스의 양 측면에 서로 대응되도록 축설되는 제1 및 제2회전축과, 상기 제1 및 제2회전축에 각각 설치되어 케이스의 상,하 방향 진동을 서로 반대 방향으로 회전하는 회전운동으로 전환시키는 제1 및 제2회전발생장치와, 상기 제1회전축의 일측 단부에 결합되는 영구자석 및 상기 영구자석의 외측에 위치되도록 하여 제2회전축에 연결 설치되는 코일권선부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제1 및 제2회전발생장치는 제1 및 제2회전축에 끼움 결합되는 원판 디스크와, 상기 원판 디스크를 감싸도록 걸림 결합되는 로프와, 상기 로프의 일측 또는 타측 단부에 연결 설치되어 바닥면에 고정되는 고정추 및 상기 로프의 타측 또는 일측 단부에 연결 설치되어 케이스의 상,하 방향 진동에 의해 상,하로 이동하는 이동추를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 원판 디스크는 스프로킷으로 이루어지고, 상기 로프는 스프로킷에 걸림 결합되는 체인인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 원판 디스크의 내측에는 제1 및 제2회전축에 끼움 결합되는 래칫기어가 구비된 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제1 및 제2회전축에 끼움 결합되어 제1 및 제2회전축에 회전 관성을 발생시키는 제1 및 제2플라이휠을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 케이스에는 제1 및 제2회전축을 지지하기 위한 제1 및 제2지지부재가 설치되고, 상기 제1 및 제2지지부재의 상단부에는 제1 및 제2회전축이 끼움 결합되는 제1 및 제2베어링이 구비된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 케이스의 외측 저면에는 부력 발생을 위한 중공 형상의 보조 케이스가 착탈 가능하도록 결합되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 영구자석은 디스크 형상으로 이루어지고, 상기 제1회전축에는 체결수단에 의해 영구자석을 고정시키기 위한 제1고정프레임이 끼움 결합된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 단순한 구성에 의해 파도, 바람 등의 자연 현상에 의해 발생되는 진동이나 주행중인 철도차량에서 발생하는 진동을 포함하는 진동운동을 회전운동으로 변환시킬 수 있도록 구성되어 다양한 장소에 설치되어 적용될 수 있는 뛰어난 효과를 갖는다.
또한, 본 발명에 따르면, 영구자석과 코일이 각각 연결 설치되는 제1 및 제2회전축을 서로 역방향으로 회전시킬 수 있도록 함으로써 별도의 동력공급수단이 없이도 고효율의 발전을 이룰 수 있도록 하는 효과를 추가로 갖는다.
또한, 본 발명에 따르면 별도의 추가적인 구성 없이도 바다 및 기존에 설치된 상시진동이 발생되는 구조물 등에 발전장치를 설치하는 것만으로 회전축을 구동시킬 수 있으므로 초기 설치비용 및 유지보수 비용이 저렴하므로 경제성이 뛰어난 효과를 추가로 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 진동을 이용한 고효율 발전장치를 개략적으로 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 진동을 이용한 고효율 발전장치의 내부 모습을 나타낸 정면도.
도 3은 본 발명에 따른 진동을 이용한 고효율 발전장치의 내부 모습을 나타낸 평면도.
도 4는 도 3에 나타낸 본 발명의 A-A 단면도.
도 5는 도 3에 나타낸 본 발명의 B-B 단면도.
도 6은 도 2에 나타낸 본 발명 중 영구자석과 코일권선부의 배치 관계를 세부적으로 나타낸 측단면도.
도 7은 도 6에 나타낸 영구자석과 코일권선부의 다른 실시예를 나타낸 측단면도.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 진동을 이용한 고효율 발전장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 진동을 이용한 고효율 발전장치를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 진동을 이용한 고효율 발전장치의 내부 모습을 나타낸 정면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 진동을 이용한 고효율 발전장치의 내부 모습을 나타낸 평면도이고, 도 4는 도 3에 나타낸 본 발명의 A-A 단면도이며, 도 5는 도 3에 나타낸 본 발명의 B-B 단면도이고, 도 6은 도 2에 나타낸 본 발명 중 영구자석과 코일권선부의 배치 관계를 세부적으로 나타낸 측단면도이며, 도 7은 도 6에 나타낸 영구자석과 코일권선부의 다른 실시예를 나타낸 측단면도이다.
본 발명은 파도의 출렁거림과 같은 진동에 의해 서로 반대방향으로 회전하는 원판 디스크(142)(152)에 영구자석(160)과 코일을 각각 연결 설치함으로써 별도의 동력공급수단이 없이도 서로 반대방향으로 회전하는 영구자석(160)과 코일에 의해 발전 효율을 향상시킬 수 있는 진동을 이용한 고효율 발전장치(100)(이하, '발전장치(100)'라 한다.)에 관한 것으로, 그 구성은 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 크게 케이스(110), 제1 및 제2회전축(120,130), 제1 및 제2회전발생장치(140,150), 영구자석(160) 및 코일권선부(170)를 포함하여 이루어진다.
보다 상세히 설명하면, 상기 케이스(110)는 그 내측에 본 발명에 따른 발전장치(100)의 구성요소들을 설치할 수 있도록 하는 공간을 제공함으로써 발전장치(100)의 구성요소들을 외부의 충격으로부터 보호함과 동시에 발전장치(100)의 설치를 용이하게 할 수 있도록 하는 역할을 하는 것으로, 그 상부에는 볼트 등의 체결수단에 의해 체결 고정되는 덮개부(112)가 형성되어 있다.
본 발명에서는 상기 케이스(110)의 형상을 직육면체 형상으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 바다 또는 철도차량 등 상시 진동이 존재하는 발전장치(100)의 설치 위치 등을 고려하여 다양한 형상으로 제조될 수 있다.
다음, 상기 제1 및 제2회전축(120,130)은 케이스(110)의 양 측면에 각각 설치되어 후술할 제1 및 제2회전발생장치(140,150)의 작용에 의해 회전하여 영구자석(160) 및 코일권선부(170)를 회전시키는 역할을 하는 것으로, 도 2에 나타낸 바와 같이 서로 대응되는 위치에 설치되어 일직선 상으로 서로 마주보도록 설치된다.
이때, 상기 제1 및 제2회전축(120,130)이 설치되는 케이스(110)의 내측면에는 베어링(122,132)이 구비되어 제1 및 제2회전축(120,130)이 원활히 회전할 수 있도록 구성되어 있고, 상기 베어링(122,132)의 하부에는 제1 및 제2회전축(120,130)의 단부를 지지함과 동시에 베어링(122,132)이 설치될 수 있도록 하는 지지부재(124,134)가 설치될 수 있다.
다음, 상기 제1 및 제2회전발생장치(140,150)는 제1 및 제2회전축(120,130)에 각각 끼움 결합되어 케이스(110)에 전달되는 상,하 방향의 진동 운동을 회전운동으로 변환시키는 역할을 하는 것이다.
보다 상세히 설명하면, 상기 제1 및 제2회전발생장치(140,150)는 원판 디스크(142,152), 로프(144,154), 고정추(146,156) 및 이동추(148,158)를 포함하여 구성되는데, 상기 원판 디스크(142,152)는 제1 및 제2회전축(120,130)에 끼움 결합되어 로프(144,154)의 작동에 의해 회전함으로써 제1 및 제2회전축(120,130)을 회전시키는 역할을 하는 것이고, 상기 로프(144,154)는 원판 디스크(142,152)의 상부를 감싸도록 하여 원판 디스크(142,152)의 외주면에 걸림 결합되어 케이스(110)의 진동에 의해 발생하는 이동추(148,158)의 상,하 이동에 따라 원판 디스크(142,152)를 회전시키는 역할을 하는 것이다.
다음, 상기 고정추(146,156)는 로프(144,154)의 일측 또는 타측 단부에 연결 설치되어 로프(144,154)의 일측 또는 타측 단부를 바닥면에 고정시킬 수 있도록 하는 역할을 하는 것이고, 상기 이동추(148,158)는 로프(144,154)의 타측 또는 일측 단부에 연결 설치되어 케이스(110)의 상,하 방향 진동에 의해 상,하로 이동하면서 로프(144,154)의 움직임을 발생시키는 역할을 하는 것이다.
이때, 상기 이동추(148,158)는 발전장치(100)의 설치 위치에 따라 수중 또는 공기중에서 상,하로 이동하는 것으로 이동추(148,158)의 질량은 고정추(146,156)의 질량보다 작게 구성됨은 물론이다.
또한, 후술하겠지만 본 발명은 제1회전축(120)과 제2회전축(130)이 서로 반대 방향으로 회전하도록 하여 제1회전축(120)에 연결 설치되는 영구자석(160)과 제2회전축(130)에 연결 설치되는 코일권선부(170) 사이의 상대속도를 증가시킴으로써 고효율의 전력을 생성할 수 있도록 구성된 것에 특징이 있는 것이므로, 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 제1회전발생장치(140)와 제2회전발생장치(150)에 구비되는 고정추(146,156)와 이동추(148,158)의 설치방향이 반대로 되어 있다.
즉, 제1회전발생장치(140)에 구비되는 고정추(146)와 이동추(148)가 로프(144)의 일측 단부 및 타측 단부에 각각 설치된 경우, 제2회전발생장치(150)에 구비되는 고정추(156)와 이동추(158)는 로프(154)의 타측 단부 및 일측 단부에 각각 설치되도록 하여 전술한 바와 같은 제1 및 제2회전발생장치(140,150)에 의해 발생되는 회전 방향이 서로 반대가 되도록 하는 것이다.
한편, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 제1 및 제2회전발생장치(140,150)에 각각 포함되는 원판 디스크(142,152)를 스프로킷(142,152)으로 구성하고, 로프(144,154)를 상기 스프로킷(142,152)에 걸림 결합되는 체인(144,154)으로 구성함으로써 케이스(110)의 상,하 방향 진동시 고정추(146,158)와 이동추(148,158)에 의해 발생되는 제1 및 제2회전발생장치(140,150)의 회전이 손실없이 보다 정확히 발생될 수 있도록 구성할 수 있다.
또한, 상기 원판 디스크(142,152) 또는 스프로킷(142,152)의 내측에는 제1 및 제2회전축(120,130)에 끼움 결합되는 래칫기어(142a,152a)가 설치되는데, 상기 래칫기어(142a,152a)는 제1 및 제2회전발생장치(140,150)가 일방향으로 회전되는 경우에만 제1 및 제2회전축(120,130)이 연동하여 회전되도록 함으로써 전력발생 효율을 향상시킬 수 있도록 하는 역할을 하는 것이다.
즉, 제1 및 제2회전발생장치(140,150)의 양방향 회전시 모두에 제1 및 제2회전축(120,130)이 연동되어 회전되는 경우에는 진동에 의한 케이스(110)의 상,하 운동이 전환되는 부근에서 제1 및 제2회전축(120,130)의 회전 방향이 전환되어야 함에 따라 전력발생의 효율이 떨어지게 되므로, 원판 디스크 또는 스프로킷(142,152)의 내측에 래칫기어(142a,152a)를 설치하여 제1 및 제2회전발생장치(140,150)의 일방향 회전시에만 제1 및 제2회전축(120,130)이 연동되어 회전되도록 함으로써 전력발생 효율을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.
이때, 상기와 같이 원판 디스크 또는 스프로킷(142,152)의 내측에 설치되는 래칫기어(142a,152a)는 자전거에 사용되는 래칫기어의 구성 및 작용과 동일하므로 그 세부적인 구성 설명을 생략하기로 한다.
다음, 상기 영구자석(160)과 코일권선부(170)는 실질적으로 전력을 발생시키는 역할을 하는 것으로, 영구자석(160)은 제1회전축(120)의 일측 단부에 결합되고, 코일권선부(170)는 영구자석(160)의 외측에 위치되도록 하여 제2회전축(130)에 연결 설치된다.
즉, 영구자석(160)과 코일권선부(170)는 제1 및 제2회전발생장치(140,150)의 작동에 의해 서로 반대 방향으로 회전하는 제1 및 제2회전축(120,130)에 각각 연결 설치되어 서로 반대 방향으로 회전하게 되므로 영구자석(160)과 코일권선부(170) 사이의 상대속도 증가에 따른 고효율의 발전을 이룰 수 있게 되는 것이다.
보다 상세히 설명하면, 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기 영구자석(160)은 볼트 등의 체결수단(B)에 의해 제1회전축(120)의 단부에 결합되어 제1회전축(120)과 일체로 회전할 수 있도록 구성되어 있고, 상기 코일권선부(170) 또한 볼트 등의 체결수단(B)에 의해 제2회전발생장치(150)의 원판디스크 또는 스프로킷(152)에 결합됨으로써 제2회전축(130)에 연결 설치되어 제2회전축(130)과 일체로 회전할 수 있도록 구성된 것이다.
이때, 상기 제2회전축(130)에는 제2고정프레임(152b)이 끼움 결합될 수 있는데, 상기 제2고정프레임(152b)은 볼트 등의 체결수단(B)에 의해 제2회전발생장치(150)의 원판디스크 또는 스프로킷(152)이 체결 고정되도록 함으로써 원판디스크 또는 스프로킷(152)과 제2회전축(130) 사이의 결합력을 강화시킬 수 있도록 하는 역할을 하는 것이다.
또한, 도 6에 나타낸 미설명 부호 (152c)와 (152d)는 각각 제2회전축(130)과 원판디스크 또는 스프로킷(152)의 사이에 삽입 설치되는 베어링 및 상기 베어링을 고정시키기 위한 클램프를 나타낸 것이다.
한편, 도 7에 나타낸 바와 같이, 코일권선부(170)와의 상호 작용에 의해 전력을 발생시키는 역할을 하는 영구자석(160)을 디스크 형상으로 구성함으로써 제1회전축(120)과 제2회전축(130)의 역방향 회전에 의해 생성되는 전력의 크기를 보다 향상시킬 수 있도록 구성할 수도 있는데, 이때 상기 제1회전축(120)에는 제1고정프레임(162)이 끼움 결합되어 볼트 등의 체결수단(B)에 의해 영구자석(160)을 제1고정프레임(162)에 고정시킴으로써 디스크 형상의 영구자석(160)과 제1회전축(120) 사이의 결합력을 보다 견고히 할 수 있도록 구성되어 있다.
한편, 상기 제1 및 제2회전축(120,130)에는 각각 제1 및 제2플라이휠(180a,180b)이 끼움 결합될 수 있는데, 상기 제1 및 제2플라이휠(180a,180b)은 제1 및 제2회전축(120,130)에 회전 관성을 발생시킴으로써 보다 높은 효율의 전력을 생성할 수 있도록 하는 역할을 함과 동시에 제1 및 제2회전축(120,130)이 고속으로 회전하는 경우 동요를 방지함으로써 보다 안정적인 전력 생성이 가능하도록 하는 역할을 하는 것이다.
또한, 상기 케이스(110)에는 제1 및 제2지지부재(190a,190b)가 설치되는데, 상기 제1 및 제2지지부재(190a,190b)는 각각 케이스(110)의 저면과 제1 및 제2회전축(120,130)의 사이에 설치되어 제1 및 제2회전축(120,130)을 안정적으로 지지하는 역할을 하는 것이다.
즉, 제1 및 제2회전축(120,130)에는 제1 및 제2회전발생장치(140,150), 제1 및 제2플라이휠(180a,180b) 등이 설치되므로 발전장치(100)를 장기간 사용하는 경우, 제1 및 제2회전축(120,130)에 처짐 현상이 발생할 수 있고, 그로 인해 제1 및 제2회전축(120,130)의 단부에 각각 연결 설치된 영구자석(160)과 코일권선부(170)의 회전에 의해 생성되는 전력이 제대로 발생되지 않게 되므로, 제1 및 제2회전축의(120,130) 하부를 지지하는 제1 및 제2지지부재(190a,190b)를 설치함으로써 제1 및 제2회전축(120,130)의 처짐 현상을 방지할 수 있게 되는 것이다.
이때, 상기 제1 및 제2지지부재(190a,190b)의 상단부에는 제1 및 제2회전축(120,130)이 각각 관통되는 제1 및 제2베어링(192a,192b)이 구비되어 제1 및 제2지지부재(190a,190b)에 의해 제1 및 제2회전축(120,130)의 회전력이 감소되는 것을 방지할 수 있도록 구성되어 있다.
한편, 도 1에 나타낸 바와 같이, 상기 케이스(110)의 하부에는 보조 케이스(114)가 착탈 가능하도록 결합될 수 있는데, 상기 보조 케이스(114)는 중공 형상으로 이루어져 부력을 발생시킴으로써 본 발명에 따른 발전장치(100)가 바다에 설치되는 경우 파도에 의한 상,하 진동이 발전장치(100)에 보다 잘 전달될 수 있도록 하는 역할을 하게 된다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 진동을 이용한 고효율 발전장치(100)의 작동관계를 보다 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 본 발명에 따른 발전장치(100)는 전술한 바와 같이, 파도에 의한 상시진동이 발생하는 바다나, 바람에 의한 상시진동이 발생하는 장치 및 철도차량과 같이 주행 중 상시진동이 발생하는 교통수단 등에 설치되어 사용될 수 있으나, 본 발명에서는 그 일실시예로 발전장치(100)가 도 1에 나타낸 바와 같이 파도에 의한 상시 진동이 발생하는 바다에 설치된 경우에 대해 설명하기로 한다.
본 발명의 발전장치(100)가 바다에 설치되는 경우, 케이스(110)는 자체 부력 및 보조 케이스(114)에 의해 부가되는 부력에 의해 바다에 떠 있는 상태를 유지하게 되고, 제1 및 제2회전발생장치(140,150)에 포함된 체인(로프)(144,154)은 스프로킷(원판디스크)(142,152)에 걸림 결합된 상태로 그 양측 단부가 케이스(110) 및 보조 케이스(114)의 저면부에 형성되는 관통홀(미도시)을 통해 바닷물 속으로 투입된다.
이때, 도 4에 나타낸 바와 같이, 제1회전발생장치(140)에 구비된 체인(144)의 일측 단부에는 고정추(146)가 결합되어 바닥면에 고정 지지되고, 타측 단부에는 이동추(148)가 결합되어 바닷물 속에 떠 있는 상태를 유지하게 된다.
반면, 도 5에 나타낸 바와 같이, 제2회전발생장치(150)에 구비된 체인(154)의 경우에는 체인(154)의 타측 단부에 고정추(156)가 결합되어 바닥면에 고정 지지되고, 일측 단부에는 이동추(158)가 결합되어 바닷물 속에 떠 있는 상태를 유지한다.
이와 같이, 발전장치(100)가 바다에 설치된 상태에서 파도에 의해 케이스(110)가 상승하는 경우, 제1회전발생장치(140)에서는 고정추(146)가 체인(144)을 잡아당기려는 힘이 작용하게 되어 도 4를 기준으로 하였을 때 스프로킷(142)이 이동추(148)를 들어 올리면서 반시계 방향으로 회전하게 되고, 그에 따라 제1회전발생장치(140)가 끼움 결합된 제1회전축(120) 및 제1회전축(120)에 연결 설치된 영구자석(160)은 반시계 방향으로 회전하게 된다.
한편, 제2회전발생장치(150)에서도 마찬가지로 고정추(156)가 체인(154)을 잡아당기려는 힘이 작용하게 되어 도 5를 기준으로 하였을 때, 스프로킷(152)이 이동추(158)를 들어 올리면서 시계 방향으로 회전하게 되고, 그에 따라 제2회전발생장치(150)가 끼움 결합된 제2회전축(130) 및 제2회전축(130)에 연결 설치된 코일권선부(170)가 시계 방향으로 회전하게 된다.
이와 같이, 파도에 의해 케이스(110)가 상승하게 되는 경우, 영구자석(160)과 코일권선부(170)가 서로 반대 방향으로 회전하게 되어 고효율의 전력을 발생시키게 되고, 발생된 전력은 전선을 통해 공급되어 사용되거나 축전장치 등에 저장될 수 있게 된다.
다음, 파도에 의해 케이스(110)가 하강하는 경우 체인(144,154)에 연결 설치된 이동추(148,158) 또한 하강하게 되는데, 이때 이동추(148,158)의 무게로 인해 제1회전발생장치(140)에서는 스프로킷(142)이 시계 방향으로 회전하고, 제2회전발생장치(150)에서는 스프로킷(152)이 반시계 방향으로 회전하게 된다.
하지만, 이때 스프로킷(142,152)의 내측에 설치된 래칫기어(142a,152a)에 의해 스프로킷(142,152)의 회전력이 제1 및 제2회전축(120,130)에 전달되지 않으므로, 제1 및 제2회전축(120,130)과 그에 결합된 영구자석(160) 및 코일권선부(170)는 회전하지 않게 된다.
또한, 제1 및 제2회전축(120,130)에 끼움 결합된 제1 및 제2플라이휠(180a,190a)의 회전에 의해 제1 및 제2회전축(120,130)은 파도에 의해 케이스(110)가 하강하는 경우에도, 케이스(110)가 상승하는 경우에 발생했던 회전력을 어느 정도 유지할 수 있게 되어 보다 높은 전력 발생 효율을 얻을 수 있게 된다.
따라서, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 진동을 이용한 고효율 발전장치(100)에 의하면, 단순한 구성에 의해 파도, 바람 등의 자연 현상에 의해 발생되는 진동이나 주행중인 철도차량에서 발생하는 진동을 포함하는 진동운동을 회전운동으로 변환시킬 수 있도록 구성되어 다양한 장소에 설치되어 적용될 수 있고, 별도의 추가적인 구성 없이도 바다 및 기존에 설치된 상시진동이 발생되는 구조물 등에 발전장치(100)를 설치하는 것만으로 회전축(120,130)을 구동시킬 수 있으므로 초기 설치비용 및 유지보수 비용이 저렴하므로 경제성이 뛰어날 뿐만 아니라, 영구자석(160)과 코일권선부(170)가 각각 연결 설치되는 제1 및 제2회전축(120,130)을 서로 역방향으로 회전시킬 수 있도록 함으로써 별도의 동력공급수단이 없이도 고효율의 발전을 이룰 수 있는 등의 다양한 장점을 갖는 것이다.
전술한 실시예들은 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.
본 발명은 진동을 이용한 고효율 발전장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 파도의 출렁거림과 같은 진동에 의해 서로 반대방향으로 회전하는 원판 디스크에 영구자석과 코일을 각각 연결 설치함으로써 별도의 동력공급수단이 없이도 서로 반대방향으로 회전하는 영구자석과 코일에 의해 발전 효율을 향상시킬 수 있는 진동을 이용한 고효율 발전장치에 관한 것이다.
100 : 발전장치 110 : 케이스
112 : 덮개부 114 : 보조케이스
120 : 제1회전축 122, 132 : 베어링
124,134 : 지지부재 130 : 제2회전축
140 : 제1회전발생장치 142, 152 : 원판디스크(스프로킷)
142a, 152a : 래칫기어 144, 154 : 로프(체인)
146, 156 : 고정추 148, 158 : 이동추
160 : 영구자석 170 : 코일권선부
180a : 제1플라이휠 180b : 제2플라이휠
190a : 제1지지부재 190b : 제2지지부재
192a : 제1베어링 192b : 제2베어링

Claims (8)

  1. 케이스와,
    상기 케이스의 양 측면에 서로 대응되도록 축설되는 제1 및 제2회전축과,
    상기 제1 및 제2회전축에 각각 설치되어 케이스의 상,하 방향 진동을 서로 반대 방향으로 회전하는 회전운동으로 전환시키는 제1 및 제2회전발생장치와,
    상기 제1회전축의 일측 단부에 결합되는 영구자석 및
    상기 영구자석의 외측에 위치되도록 하여 제2회전축에 연결 설치되는 코일권선부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 고효율 발전장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2회전발생장치는 제1 및 제2회전축에 끼움 결합되는 원판 디스크와, 상기 원판 디스크를 감싸도록 걸림 결합되는 로프와, 상기 로프의 일측 또는 타측 단부에 연결 설치되어 바람에 의한 상시진동이 발생하는 장치가 설치되는 바닥면, 파도에 의한 상시진동이 발생하는 바다의 바닥면, 주행 중 상시진동이 발생하는 철도차량 등의 교통수단의 바닥면 중 어느 하나에 고정되는 고정추 및 상기 로프의 타측 또는 일측 단부에 연결 설치되어 케이스의 상,하 방향 진동에 의해 상,하로 이동하는 이동추를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 고효율 발전장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 원판 디스크는 스프로킷으로 이루어지고, 상기 로프는 스프로킷에 걸림 결합되는 체인인 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 고효율 발전장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 원판 디스크의 내측에는 제1 및 제2회전축에 끼움 결합되는 래칫기어가 구비된 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 고효율 발전장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2회전축에 끼움 결합되어 제1 및 제2회전축에 회전 관성을 발생시키는 제1 및 제2플라이휠을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 고효율 발전장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 케이스에는 제1 및 제2회전축을 지지하기 위한 제1 및 제2지지부재가 설치되고, 상기 제1 및 제2지지부재의 상단부에는 제1 및 제2회전축이 끼움 결합되는 제1 및 제2베어링이 구비된 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 고효율 발전장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 케이스의 외측 저면에는 부력 발생을 위한 중공 형상의 보조 케이스가 착탈 가능하도록 결합되는 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 고효율 발전장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 영구자석은 디스크 형상으로 이루어지고, 상기 제1회전축에는 체결수단에 의해 영구자석을 고정시키기 위한 제1고정프레임이 끼움 결합된 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 고효율 발전장치.

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