KR101369844B1 - 유체를 이용한 에너지 변환장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 물과 같은 유체의 흐름에 의한 운동 에너지를 회전운동 에너지로 변환시키기 위한 유체를 이용한 에너지 변환장치를 제공한다. 특히, 회전체에 설치되는 궤도프레임 상에 유체받이를 설치함으로써 유체받이가 궤도프레임 상에서 회전시 회전체와 간섭되지 않고 회전되어 유체받이의 파손 및 손상을 방지하고, 유체가 흐르는 방향에 대해 유체받이가 열림동작을 수행하고, 유체가 흐르는 방향의 역방향에 대해 닫힘동작을 수행하기 때문에 유체 저항을 최소화하여 효율을 증대시킬 수 있도록 하는 유체를 이용한 에너지 변환장치를 제공한다. 본 발명에 따른 유체를 이용한 에너지 변환장치는 지반 또는 부체에 설치되어 회전축(24)을 중심으로 회전하는 회전체(20)와; 상기 회전체(20)에 설치되는 궤도프레임(30)과; 상기 궤도프레임(30) 상에 일정 간격으로 다수개 설치되어 유체로부터 힘을 받는 유체받이(40) 및; 상기 회전체(20)와 연결되어 에너지를 발전하는 발전기(50)를 포함하여, 상기 유체받이(40)는 유체가 흐르는 방향에 대해 열림동작을 수행하고, 유체가 흐르는 방향의 역방향에 대해 닫힘동작을 수행하여 상기 회전체(20)의 회전이 유도되어 발전이 수행되는 것을 특징으로 한다.

Description

유체를 이용한 에너지 변환장치{The energy converter which uses the fluid}
본 발명은 유체를 이용한 에너지 변환장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 물과 같은 유체의 흐름에 의한 운동 에너지를 회전운동 에너지로 변환시키기 위한 유체를 이용한 에너지 변환장치에 관한 것이다.
특히, 회전체에 설치되는 궤도프레임 상에 유체받이를 설치함으로써 유체받이가 궤도프레임 상에서 회전시 회전체와 간섭되지 않고 회전되어 유체받이의 파손 및 손상을 방지하고, 유체가 흐르는 방향에 대해 유체받이가 열림동작을 수행하고, 유체가 흐르는 방향의 역방향에 대해 닫힘동작을 수행하기 때문에 공기 저항을 최소화하여 효율을 증대시킬 수 있도록 하는 유체를 이용한 에너지 변환장치에 관한 것이다.
또한, 회전체에 설치되는 궤도프레임과 유체받이를 간단한 구조로 구성하고, 설치비용이 저렴한 유체를 이용한 에너지 변환장치에 관한 것이다.
일반적으로 자연환경을 이용하여 에너지를 얻는 방법에는 수위차(水位差)를 이용하는 수력발전과, 바람을 이용한 풍력 발전과, 태양에너지를 이용한 태양열발전 등의 여러 가지 방법이 있다.
상기 발전 방식 중 수력발전에 있어서, 조력발전, 조류발전 등과 같이 낙차가 조차범위 內로 좁고, 조류가 흐르는 방향과 수위가 수시로 변하는 조건에서는 초저낙차에서도 변환효율이 높고 조류의 방향이 바뀌더라도 회전방향이 일정하며 변환효율이 전혀 떨어지지 않고 양면(복류식)으로 발전하는 동력변환장치(수차)가 필요하다.
이와 같은 조건을 충족할 수 있는 수차는 물레방아를 수차집 사이에 세로축(수직)으로 설치하여 물이 수평으로 통과하도록 함으로써 상기 조건을 충족할 수 있으나 입수구에서 날개 사이에 실린 물을 배수구에서 공기나 유체로 치환하지 않으면 물이 입수구로 되돌아가면서 회전저항이 크게 작용하고 회전할 때마다 물을 실을 수 있는 공간이 거의 없으므로 회전할 수 없거나 회전속도가 느리고 흡수한 에너지가 매우 약하다.
이와 같은 문제점으로 인해 특허문헌 1의 국내 등록특허공보 제10-0991370호에 따른 "유체의 운동 에너지를 회전운동 에너지로 변환하는 장치"가 제안되었는 바, 도 1에 도시된 바와 같이, 유체를 이용한 에너지 변환 장치에 있어서, 지반 또는 부체(101)에 설치된 지지대(102)와; 상기 지지대(102)에 설치된 회전축(120)을 중심으로 회전하는 물레방아 형상의 회전체(100); 및 상기 회전체(100)의 외주면을 돌아서 설치되며, 유체의 움직임에 따라 일정 방향과 일정 간격으로 설치된 복수 개의 유체받이(300)에 의해 움직이면서 상기 회전체(100)를 회전시키는 무한궤도 로프(200)를 포함하고, 상기 회전체(100)는 무한궤도 로프(200)에 의해 전달되는 유체의 운동 에너지를 회전축(120)의 회전에 의해 회전운동 에너지로 변환시킴으로써, 유체의 종류와 바다, 강 또는 대기 중에서와 같이 장소에 상관없이 유체의 흐름이 있는 어느 곳에서나 설치가 가능하며, 이산화탄소(CO2)의 발생이 전혀 없어 친환경적이고, 구조가 간단하여 설치비용이 저렴하다는 특징이 있다.
이와 같은 기술은 무한궤도 로프에 일정간격으로 설치된 유체받이가 장시간 사용함에 따라 회전체를 통과하면서 회전체와 접촉되어 마모되어 자주 교체해야 하는 문제점이 있었다.
특허문헌 1 : 국내 등록특허공보 제10-0991370호 "유체의 운동 에너지를 회전운동 에너지로 변환하는 장치"
따라서 본 발명은 이와 같은 종래 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로, 물과 같은 유체의 흐름에 의한 운동 에너지를 회전운동 에너지로 변환시키기 위한 새로운 형태의 유체를 이용한 에너지 변환장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
특히, 회전체에 설치되는 궤도프레임 상에 유체받이를 설치함으로써 유체받이가 궤도프레임 상에서 회전시 회전체와 간섭되지 않고 회전되어 유체받이의 파손 및 손상을 방지하고, 유체가 흐르는 방향에 대해 유체받이가 열림동작을 수행하고, 유체가 흐르는 방향의 역방향에 대해 닫힘동작을 수행하기 때문에 유체 저항을 최소화하여 효율을 증대시킬 수 있도록 하기 위한 새로운 형태의 유체를 이용한 에너지 변환장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 회전체에 설치되는 궤도프레임과 유체받이를 간단한 구조로 구성하고, 설치비용이 저렴한 새로운 형태의 유체를 이용한 에너지 변환장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 지반 또는 부체에 설치되어 회전축(24)을 중심으로 회전하는 회전체(20)와; 상기 회전체(20)에 설치되는 궤도프레임(30)과; 상기 궤도프레임(30) 상에 일정 간격으로 다수개 설치되어 유체로부터 힘을 받는 유체받이(40) 및; 상기 회전체(20)와 연결되어 에너지를 발전하는 발전기(50)를 포함하여, 상기 유체받이(40)는 유체가 흐르는 방향에 대해 열림동작을 수행하고, 유체가 흐르는 방향의 역방향에 대해 닫힘동작을 수행하여 상기 회전체(20)의 회전이 유도되어 발전이 수행되는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 유체를 이용한 에너지 변환장치에서 상기 유체받이(40)는 상부유체받이(42)와 하부유체받이(44)가 일측에서 서로 힌지 결합되면서 이루어져 상기 궤도프레임(30)에 일정 간격으로 설치되되; 상기 상부유체받이(42) 및 하부유체받이(44)가 유체로부터 힘을 받아 열림동작을 수행시 정해진 각도 내에서 열림동작을 수행하여 유체가 흐르는 방향으로 이동하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 유체를 이용한 에너지 변환장치에서 상기 유체받이(40)가 설정된 각도 범위 내에서 열림동작을 수행하도록 하는 스토퍼(62)를 더 포함하되; 상기 스토퍼(62)는 상기 궤도프레임(30) 및 유체받이(40) 중 어느 하나에 설치되어 상기 유체받이(40)가 유체로부터 받는 힘에 의해 꺾이는 것을 방지하도록 하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 유체를 이용한 에너지 변환장치에서 상기 유체받이(40)는 유체로부터 힘을 받아 열림동작을 수행시 원활하게 열림동작을 수행하도록 하기 위한 부력체(46)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 유체를 이용한 에너지 변환장치에서 상기 유체받이(40)가 설정된 각도 범위 내에서 열림동작을 수행하도록 하는 각도유지로프(64)를 더 포함하되; 상기 각도유지로프(64)는 일측이 상기 궤도프레임(30)에 결합되고, 타측이 상기 유체받이(40)에 결합되는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 유체를 이용한 에너지 변환장치에서 상기 궤도프레임(30)은 양끝단에 힌지(322, 344)가 형성되어 힌지 결합되는 제 1 프레임(32) 및 제 2 프레임(34)을 포함하되; 상기 제 1 프레임(32) 및 제 2 프레임(34)은 순차적으로 다수개 연결되어 무한궤도를 이루는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 유체를 이용한 에너지 변환장치에서 상기 제 2 프레임(34)은 유체의 흐름 및 수압을 조절하기 위한 통공(342)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 유체를 이용한 에너지 변환장치에서 상기 궤도프레임(30)의 제 1 프레임(32) 및 제 2 프레임(34) 중 어느 하나는 중량을 가볍게 하기 위한 부력체(36)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 유체를 이용한 에너지 변환장치에서 상기 궤도프레임(30)의 제 1 프레임(32)의 타측에 형성되는 힌지(322b)에 상기 제 2 프레임(34)의 일측에 형성되는 힌지(344a)가 힌지 결합되고, 상기 제 1 프레임(32) 및 제 2 프레임(34)이 힌지 결합되는 부분에서 상기 유체받이(40)가 힌지 결합되는 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 본 발명에 따른 유체를 이용한 에너지 변환장치에 의하면, 물 또는 공기와 같이 유체의 종류와 바다, 강, 폭포 또는 대기 중에서와 같이 장소에 상관없이 유체의 흐름이 있는 어느 곳에서나 설치가 가능하고, 구조가 간단하며 설치비용이 저렴한 효과가 있다.
특히, 회전체에 설치되는 궤도프레임 상에 유체받이를 설치함으로써 유체받이가 궤도프레임 상에서 회전시 회전체와 간섭되지 않고 회전되어 유체받이의 파손 및 손상을 방지하고, 유체가 흐르는 방향에 대해 유체받이가 열림동작을 수행하고, 유체가 흐르는 방향의 역방향에 대해 닫힘동작을 수행하기 때문에 유체 저항을 최소화하여 효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술을 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유체를 이용한 에너지 변환장치의 사시도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유체를 이용한 에너지 변환장치의 측면도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유체를 이용한 에너지 변환장치에서 회전체를 설명하기 위한 도면,
도 5는 도 2의 A부분의 분리사시도,
도 6은 도 2의 A부분의 작동상태도,
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유체를 이용한 에너지 변환장치의 작동상태를 설명하기 위한 도면,
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유체를 이용한 에너지 변환장치에서각도조절로프가 설치된 상태를 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도 2 내지 도 8에 의거하여 상세히 설명하며, 도 2 내지 도 8에 있어서 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 병기한다. 한편, 도면의 도시 및 상세한 설명에 있어서 본 발명의 기술적 특징과 직접적으로 연관되지 않는 요소의 구체적인 기술적 구성 및 작용에 대한 상세한 설명 및 도시는 생략하고, 본 발명과 관련되는 기술적 구성만을 간략하게 도시하거나 설명하였다.
도 2 내지 도 8을 참고하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유체를 이용한 에너지 변환장치(10)는 지반 또는 부체에 설치되어 회전축(24)을 중심으로 회전하는 회전체(20)와, 회전체(20)에 설치되는 궤도프레임(30)과, 궤도프레임(30) 상에 일정 간격으로 다수개 설치되어 유체로부터 힘을 받는 유체받이(40) 및 회전체(20)와 연결되어 에너지를 발전하는 발전기(50)를 포함하여, 유체받이(40)는 유체가 흐르는 방향에 대해 열림동작을 수행하고, 유체가 흐르는 방향의 역방향에 대해 닫힘동작을 수행하여 회전체(20)의 회전이 유도되어 발전이 수행되도록 한다.
회전체(20)는 지반 또는 부체에 설치되고, 중심측에 홀(222)을 갖는 지지부(22)와, 지지부(22)에 설치되는 회전축(24)과, 회전축(24)에 삽입되도록 중심홀(262)을 갖고, 양측으로 이격되어 마주보도록 형성되는 가이드판(26)과, 가이드판(26)의 내측에 설치되는 기어(28)와, 회전축(24)에 설치되어 회전속도를 제어하기 위한 브레이크(21)를 포함하여 이루어진다.
지지부(22)는 바다의 수면 위에 떠 있는 부체 즉, 조류에 의해 움직이지 못하도록 앵커에 의해 고정되는 부체에 설치되거나, 지반에 설치되어 진다.
가이드판(26)은 후술하는 궤도프레임(30)의 힌지핀(31)이 기어(28)에 안정적으로 위치되어 기어(28) 상에서 힌지핀(31)이 맞물려 회전가능하도록 하는 역할을 수행한다.
궤도프레임(30)은 평판형상으로 이루어지고, 양끝단에 힌지(322, 344)가 형성되어 힌지핀(31)에 의해 결합되는 제 1 프레임(32) 및 제 2 프레임(34)을 포함하되, 제 2 프레임(34)은 유체의 흐름 및 수압을 조절하기 위한 통공(342)을 갖고, 제 1 프레임(32) 및 제 2 프레임(34)은 순차적으로 다수개 연결되어 무한궤도를 이루어지도록 한다. 이때, 제 1 프레임(32) 및 제 2 프레임(34)을 결합하는 힌지핀(31)은 회전체(20)의 기어(28)에 위치되어 회전하게 된다.
제 1 프레임(32) 및 제 2 프레임(34)에 형성되는 힌지(322. 344)에서 일측에 형성되는 힌지(322a, 344a)는 양측으로 이격되어 형성되고, 타측에 형성되는 힌지(322b, 344b)는 일측에 형성되는 힌지(322a, 344a) 보다 내측에 형성되어 제 1 프레임(32)의 타측 힌지(322b)와 제 2 프레임(23)의 일측 힌지(344a)가 대응되어 힌지핀(31)에 의해 결합된다.
한편, 궤도프레임(30)의 제 1 프레임(32) 및 제 2 프레임(34)은 중량을 가볍게 하기 위한 부력체(36)를 포함하여 이루어진다.
본 발명의 바람직한 실시예에서는 부력체를 제 1 프레임에 설치하였지만 이는 하나의 실시예일 뿐 제 2 프레임을 물이나 공기 중에서 잘 뜨도록 내부에 헬륨 또는 수소 기체 등을 충진하여 부력체 역할을 수행하도록 할 수 있을 것이다.
제 2 프레임(34)은 에너지 변환장치(10)를 다른 장소로 이동시켜 설치할 시 유체받이가 열려 파손 및 손상되는 것을 방지하고, 부품의 파손 및 마모에 의해 수리시 정지한 상태에서 수리가 가능하도록 유체받이(40)가 수압의 영향을 받지 않도록 열림동작을 수행하지 않도록 하기 위한 고정부(38)를 더 포함하여 이루어진다. 여기서 수리시 유체받이(40)가 열림동작을 수행하게 되면 궤도프레임(30)이 회전하게 되어 사고의 위험이 있기 때문이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유체를 이용한 에너지 변환장치(10)에서 궤도프레임(30)에 결합되는 고정부(38)는 도 5에서 보는 바와 같이 단순히 제 2 프레임(34)에 결합되어 후술하는 유체받이(40)의 힌지(422, 442) 부분과 반대되는 부분을 덮도록 형성하였지만, 제 2 프레임(34)에 핀에 의해 회동 가능하도록 결합되어 유체받이의 열림동작을 방지하도록 회전식으로 구성하거나, 슬라이드식 및 핀에 의해 제 2 프레임(34)과 유체받이(40)를 고정하도록 핀 고정식 등 다양하게 구성할 수 있을 것이다.
유체받이(40)는 평판형상 또는 오목한 형상으로 이루어지고, 일측에 힌지(422, 442)가 형성되어 궤도프레임(30)의 제 1 프레임(32) 및 제 2 프레임(34)의 힌지 결합되는 부분에 힌지 결합되되, 제 2 프레임(34)의 상·하측에 위치되어 유체로부터 힘을 받는 상부유체받이(42) 및 하부유체받이(44)를 포함하여 이루어진다.
한편, 상부유체받이(42) 및 하부유체받이(44)가 제 1 프레임(32) 및 제 2 프레임(34)에 힌지 결합되어 유체로부터 힘을 받아 열림동작을 수행시 정해진 각도 내에서 열림동작을 수행하도록 한다. 이는 유체로부터 유체받이(40)가 힘을 받아 열림동작을 수행시 열리는 각도가 크면 유체받이(40)가 꺾이거나 파손 및 손상되어 그 역할을 수행할 수 없기 때문에 바람직하게는 90°이내의 각도에서 열림동작을 수행하도록 하여 유체로부터 받는 힘을 안정적으로 받아 효율을 높이고, 파손 및 손상을 방지할 수 있도록 한다.
하부유체받이(44)에 형성되는 힌지(442)는 궤도프레임(30)의 제 1 프레임(32)에 형성되는 힌지(322b) 보다 내측에 형성되고, 중심측이 절개되고, 상부유체받이(42)의 힌지(422)는 하부유체받이(44)에 형성되는 힌지(442)의 절개부분과 대응되도록 형성되어 진다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유체를 이용한 에너지 변환장치(10)에서 궤도프레임(30)의 제 1 프레임(32) 및 제 2 프레임(34)에 형성되는 힌지(322, 344)와 유체받이(40)의 상부유체받이(42) 및 하부유체받이(44)에 형성되는 힌지(422, 442)의 결합을 살펴보면 제 2 프레임(34)의 일측 힌지(344a)의 내측에 제 1 프레임(32)의 타측 힌지(322b)가 맞닿게 위치되고, 제 1 프레임(32)의 타측 힌지(322b)의 내측에 하부유체받이(44)의 힌지(442)가 맞닿게 위치되며, 하부유체받이(44)의 힌지(442)의 내측에 상부유체받이(42)의 힌지(422)가 위치되어 힌지핀(31)에 의해 결합되어 궤도프레임(30)을 중심으로 유체받이(40)가 상·하로 열림동작을 수행하도록 한다.
한편, 유체받이(40)는 궤도프레임(30)과 접촉되는 반대측에 유체로부터 힘을 받아 열림동작을 수행시 원활하게 열림동작을 수행하기 위한 부력체(46)를 더 포함하여 이루어진다.
한편, 궤도프레임(30) 및 유체받이(40)에 형성되는 부력체(36, 46)는 스티로폼, 폴리우레탄폼과 같은 발포체나 밀폐된 합성수지제 용기로 구성하는 것이 바람직하나, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유체를 이용한 에너지 변환장치(10)는 유체가 흐르는 방향에 대응하여 유체로부터 받는 힘에 의해 유체받이(40)가 꺾이는 것을 방지하기 위한 스토퍼(62) 및 각도유지로프(64)를 더 포함하여 이루어진다.
스토퍼(62)는 일측이 궤도프레임(30)의 제 1 프레임(32)에 설치되고, 타측이 유체받이(40)에 설치되어 유체받이(40)가 유체로부터 받는 힘을 견딜 수 있도록 한 것으로, 궤도프레임(30)의 제 1 프레임(32) 및 유체받이(40) 중 어느 하나에 설치되어 유체받이(40)가 유체로부터 받는 힘에 의해 꺾이는 것을 방지할 수 있을 것이다.
이와 같이 스토퍼(62)를 궤도프레임(30)의 제 1 프레임(32) 및 유체받이(40) 중 어느 하나에 설치하는 것은 유체받이(40)가 궤도프레임(30)에 설치되어 회전되기 때문에 궤도프레임(30)의 제 1 프레임(32) 및 유체받이(40) 중 어느 하나에 설치되는 것이다. 이때, 스토퍼(62)는 유체받이(40)가 유체로부터 힘을 받아 열림동작을 수행시 궤도프레임(30)의 제 1 프레임(32)과 유체받이(40) 사이의 각도가 90°를 넘지 않도록 설치되어 진다.
한편, 각도조절로프(64)는 상술한 스토퍼(62)와 동일한 역할을 하기 위한 것으로, 도 8에서 보는 바와 같이 일측이 궤도프레임(30)에 결합되고, 타측이 유체받이(40)에 결합되어 유체로부터 받는 힘에 의해 유체받이(40)가 꺾이는 것을 방지하도록 한다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유체를 이용한 에너지 변환장치(10)는 물 또는 공기와 같이 유체의 종류와 바다, 강, 폭포 또는 대기 중에서와 같이 장소에 상관없이 유체의 흐름이 있는 어느 곳에서나 설치가 가능하고, 구조가 간단하며 설치비용이 저렴한 효과가 있다.
특히, 회전체에 설치되는 궤도프레임 상에 유체받이를 설치함으로써 유체받이가 궤도프레임 상에서 회전시 회전체와 간섭되지 않고 회전되어 유체받이의 파손 및 손상을 방지하고, 유체가 흐르는 방향에 대해 유체받이가 열림동작을 수행하고, 유체가 흐르는 방향의 역방향에 대해 닫힘동작을 수행하기 때문에 유체 저항을 최소화하여 효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유체를 이용한 에너지 변환장치(10)의 작동 상태를 살펴보면, 유체가 흐르게 되면, 궤도프레임(30)의 하측에 위치된 유체받이(40)는 유체의 힘에 의해 열림동작을 수행하며 궤도프레임(30)은 회전하게 된다. 이때, 궤도프레임(30)의 상측에 위치되는 유체받이(40)는 유체의 힘에 의해 닫힘동작을 수행한다. 이와 같이 유체의 흐름 방향에 대해 유체받이(40)가 힘을 받으면서 궤도프레임(30)을 회전시키게 되고, 회전되는 궤도프레임(30)은 회전체(20)의 기어(28)를 회전시키게 된다. 회전체(20)의 회전에 의해 회전체(20)와 연결되는 발전기(50)는 에너지를 발전하게 된다. 이때, 유체의 흐름이 심하게 되면 회전체(20)의 브레이크(21)를 작동시켜 회전체(20)의 회전을 제어하여 궤도프레임(30)의 회전을 제어 및 조절하게 되고, 스토퍼(62) 및 각도조절로프(64)에 의해 유체받이(40)는 꺾이지 않고 궤도프레임(30) 상에서 유체로부터 힘을 지속적으로 받게 된다.
상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유체를 이용한 에너지 변환장치를 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
10 : 에너지 변환장치
20 : 회전체 30 : 궤도프레임
32 : 제 1 프레임 34 : 제 2 프레임
36, 46 : 부력체 40 : 유체받이
42 : 상부유체받이 44 : 하부유체받이
50 : 발전기 62 : 스토퍼
64 : 각도유지로프

Claims (9)

  1. 지반 또는 부체에 설치되어 회전축(24)을 중심으로 회전하는 회전체(20)와;
    상기 회전체(20)에 설치되는 궤도프레임(30)과;
    상기 궤도프레임(30) 상에 일정 간격으로 다수개 설치되어 유체로부터 힘을 받는 유체받이(40) 및;
    상기 회전체(20)와 연결되어 에너지를 발전하는 발전기(50)를 포함하여,
    상기 유체받이(40)는 상부유체받이(42)와 하부유체받이(44)가 일측에서 서로 힌지 결합되면서 이루어져 상기 궤도프레임(30)에 일정 간격으로 설치되되;
    상기 상부유체받이(42) 및 하부유체받이(44)가 유체로부터 힘을 받아 힌지를 중심으로 상,하로 벌어져 열림동작을 수행시 정해진 각도 내에서 열림동작을 수행하여 유체가 흐르는 방향으로 이동하고,
    상기 유체받이(40)는 유체가 흐르는 방향에 대해 열림동작을 수행하고, 유체가 흐르는 방향의 역방향에 대해 닫힘동작을 수행하여 상기 회전체(20)의 회전이 유도되어 발전이 수행되는 것을 특징으로 하는 유체를 이용한 에너지 변환장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체받이(40)가 설정된 각도 범위 내에서 열림동작을 수행하도록 하는 스토퍼(62)를 더 포함하되;
    상기 스토퍼(62)는 상기 궤도프레임(30) 및 유체받이(40) 중 어느 하나에 설치되어 상기 유체받이(40)가 유체로부터 받는 힘에 의해 꺾이는 것을 방지하도록 하는 것을 특징으로 하는 유체를 이용한 에너지 변환장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체받이(40)는 유체로부터 힘을 받아 열림동작을 수행시 원활하게 열림동작을 수행하도록 하기 위한 부력체(46)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체를 이용한 에너지 변환장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체받이(40)가 설정된 각도 범위 내에서 열림동작을 수행하도록 하는 각도유지로프(64)를 더 포함하되;
    상기 각도유지로프(64)는 일측이 상기 궤도프레임(30)에 결합되고, 타측이 상기 유체받이(40)에 결합되는 것을 특징으로 하는 유체를 이용한 에너지 변환장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 궤도프레임(30)은 양끝단에 힌지(322, 344)가 형성되어 힌지 결합되는 제 1 프레임(32) 및 제 2 프레임(34)을 포함하되;
    상기 제 1 프레임(32) 및 제 2 프레임(34)은 순차적으로 다수개 연결되어 무한궤도를 이루는 것을 특징으로 하는 유체를 이용한 에너지 변환장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 프레임(34)은 유체의 흐름 및 수압을 조절하기 위한 통공(342)이 형성되는 것을 특징으로 하는 유체를 이용한 에너지 변환장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 궤도프레임(30)의 제 1 프레임(32) 및 제 2 프레임(34) 중 어느 하나는 중량을 가볍게 하기 위한 부력체(36)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체를 이용한 에너지 변환장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 궤도프레임(30)의 제 1 프레임(32)의 타측에 형성되는 힌지(322b)에 상기 제 2 프레임(34)의 일측에 형성되는 힌지(344a)가 힌지 결합되고,
    상기 제 1 프레임(32) 및 제 2 프레임(34)이 힌지 결합되는 부분에서 상기 유체받이(40)가 힌지 결합되는 것을 특징으로 하는 유체를 이용한 에너지 변환장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100020283A (ko) * 2008-08-12 2010-02-22 이수원 가변익 회전 조립체 및 이를 이용하는 발전 시스템
KR100991370B1 (ko) * 2009-11-24 2010-11-02 김변수 유체의 운동 에너지를 회전운동 에너지로 변환하는 장치

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