KR101621706B1 - Power capsular hydroelectric power devices - Google Patents

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KR101621706B1
KR101621706B1 KR1020150025323A KR20150025323A KR101621706B1 KR 101621706 B1 KR101621706 B1 KR 101621706B1 KR 1020150025323 A KR1020150025323 A KR 1020150025323A KR 20150025323 A KR20150025323 A KR 20150025323A KR 101621706 B1 KR101621706 B1 KR 101621706B1
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power
armature
generator
capsule
power capsule
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Application number
KR1020150025323A
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Korean (ko)
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박태식
고준식
김동률
김창규
오정식
천철우
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목포대학교산학협력단
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Abstract

According to the present invention, a hydroelectric power generation apparatus uses a rotational force of a power capsule which floats on flowing water to rotate. The power capsule (100) comprises a buoyant unit (110) of a cylindrical shape having a hollow portion formed in the middle thereof. A rotary shaft (111) is formed on both ends of the buoyant unit (110). A bucket (113) is radially formed on the outside of the buoyant unit (110). A field magnet (122) is fixed and installed on a generator housing (121) in the hollow portion. A revolving armature generator formed in an armature (123) rotating relative to the field magnet (122) by an armature shaft (124) is disposed on the inside of the field magnet (122) by tight fitting. A weight (125) is mounted on the armature shaft (124).

Description

파워 캡슐형 수력발전장치{POWER CAPSULAR HYDROELECTRIC POWER DEVICES}[0001] POWER CAPSULAR HYDROELECTRIC POWER DEVICES [0002]

본 발명은 수력발전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 야외 활동중 전력이 필요할 때 강이나 계곡등에 휴대하기 쉬운 소형의 파워캡슐를 간단하게 부유시켜서 흐르는 물의 유속에 의해 방사형으로 버켓이 형성된 원통형 파워캡슐의 회전력을 이용하여 간단하게 전력을 생산하는 파워캡슐형 수력발전장치에 관한 것이다.
More particularly, the present invention relates to a hydropower generation device, and more particularly, to a hydropower generation device in which a compact power capsule easy to carry in a river or a valley when power is required during a field activity is simply floated so that a cylindrical power capsule having a radial bucket formed by the flow velocity of the flowing water And more particularly, to a power capsule type hydroelectric power generating apparatus which simply generates electric power using rotational force.

정보 산업의 발달과 기술의 발달로 인해 국민 생활필수품이 된 스마트폰은 기존의 전화통신 기능에 인터넷 기능 및 다양한 기능들이 더해지면서 정보 전달의 수단뿐만 아니라 인터넷, e-banking 및 각종 엔터테인먼트까지 가능한 스마트폰으로 발전되었다. 스마트폰이 많은 부분에서 다양한 용도로 사용됨에 따라 스마트폰의 성능이 향상되고, 여러 성능을 구현하기 위한 에너지원인 배터리의 크기 및 용량도 점차 확대되고 있다. As the development of the information industry and the development of technology, the smartphone, which has become a necessity of the people's life, is equipped with the Internet function and various functions in the existing telephone communication function, . As smartphones are used for many purposes in many areas, the performance of smartphones improves, and the size and capacity of the battery, which is the energy source for various performances, is also increasing.

그러나 스마트폰의 배터리 용량이 기존의 배터리에 비해 비약적으로 증가하고 절전 회로를 개발 적용했음에도 불구하고 전화통신 이외의 다양한 기능의 이용으로 충전 후 배터리 사용시간은 점차 짧아지고 있다. 이로 인해 충전이 곤란한 장소에서 활동시 배터리 용량 부족에 의해 으로 정작 필요한 핸드폰의 고유기능인 전화나 문자 등의 통신기능을 사용하지 못하는 불편이 발생한다. However, despite the fact that the battery capacity of the smartphone has dramatically increased compared to the conventional battery and the power saving circuit has been developed and applied, the battery use time after charging is gradually shortened due to various functions other than the telephony communication. This makes it difficult to use communication functions such as telephone or text, which is a unique function of a mobile phone, due to insufficient battery capacity when the mobile phone is operated in a place where charging is difficult.

이에 따라 스마트폰 배터리의 자가 충전에 대한 기술개발의 필요성이 요구되고, 이에 부응하여 태양광을 이용한 태양광 충전기 압전식 충전기 라디오파를 응용하여 자가 충전하는 라디오파 자가 충전기 등이 알려져있다. Accordingly, there is a need to develop a technology for self-charging of a smartphone battery. In response to this, a solar charger using solar light, a radio wave charger for self-charging by applying a piezoelectric wave charger radio wave, and the like are known.

그러나 공지된 상기 충전기들은 충전시간이 매우 길므로 방전된 스마트폰의 적기 이용에 효과적이지 못하다는 면에서 문제점이 있다. However, since the known chargers have a very long charging time, they have a problem in that they are not effective for the timely use of discharged smart phones.

따라서 휴대기기용 전원이 방전되었을 경우 신속하고 쉽게 휴대용 기기에서 사용할 수 있는 전력 발전시스템이 필요하다.
Therefore, a power generation system that can be used in portable devices quickly and easily is needed when the power for portable devices is discharged.

국내 공개특허 특허 문헌 KR2012-0056633A“스마트폰 태양광 충전 케이스”Korean Patent Publication No. KR2012-0056633A " Smartphone Solar Charging Case "

따라서 본 발명은 야외활동 중 휴대 단말기의 전원이 부족할 경우 전원으로 사용할 수 있게하는 수력발전장치에 관한 것으로 휴대하기 용이한 발전시스템인 파워 캡슐을 흐르는 물에 간단하게 부양시킴으로서 흐르는 물의 유속에 의해 전력을 생산하는 수력발전장치를 제공하는데 있다. Accordingly, the present invention relates to a hydropower generator capable of being used as a power source when a power supply of a portable terminal is insufficient during outdoor activities. The power capsule, which is a portable power generation system, is simply floated in flowing water, And to provide a hydroelectric power generating apparatus that produces electricity.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 흐르는 물에 부양되어 회전하는 파워 캡슐의 회전력을 이용한 수력발전장치에 있어서, In order to accomplish the above object, according to the present invention, there is provided a hydroelectric power generating apparatus using rotation force of a power capsule rotated by flowing water,

상기 파워 캡슐은 중앙에 중공부가 형성된 원기둥형의 부유부로 이루어 지고, 상기 부유부 양단에는 회전축이 형성되고, 상기 부유부 외측에는 방사형으로 버켓이 형성되며,The power capsule includes a cylindrical floating part formed with a hollow part at the center, a rotary shaft is formed at both ends of the floating part, a radial bucket is formed outside the floating part,

중공부에는 발전기 하우징에 계자가 고정설치되고 계자 내측에는 전기자 축에 의해 계자에 상대 회전하는 전기자로 형성된 회전 전기자형 발전기가 억지끼움식으로 개재되되 상기 전기자 축에는 무게추가 결합되는 것을 특징으로 하는 파워 캡슐형 수력발전장치에 관한 것이다. Wherein a hollow portion is fixedly provided with a field in a generator housing and a rotating electrical generator formed of an armature which is relatively rotatable with respect to a field by an armature shaft is interposed in a meandering manner and a weight is further coupled to the armature shaft. The present invention relates to a capsule type hydraulic power generating apparatus.

본 발명은 컴팩트한 파워 캡슐을 흐르는 물에 뛰워 휴대용 단말기용 전원을 발전하는 수력발전 장치로써 휴대가 용이하고 설치가 쉬우며 야외에서 물놀이 기구 겸 발전장치로 이용하여 휴대용단말기의 비상 전원용으로 활용할 수 있는 장점이 있다. The present invention relates to a hydraulic power generating device for generating power for a portable terminal by running a compact power capsule in water flowing through it, which is easy to carry and easy to install, and can be utilized as an emergency power source for a portable terminal by being used as a water- There are advantages.

도 1은 본 발명의 실시 예에 의한 파워 캡슐형 수력발전장치의 전체 구성도,
도 2는 캡슐형 수력발전장치의 파워 캡슐의 측면도,
도 3는 캡슐형 수력발전장치의 실시 예에 의한 파워 캡슐 단면도. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an overall configuration diagram of a power capsule type hydroelectric power generating apparatus according to an embodiment of the present invention;
2 is a side view of a power capsule of a capsule type hydroelectric power generating apparatus,
3 is a cross-sectional view of a power capsule according to an embodiment of a capsule type hydroelectric generator.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하였다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. In the drawings, the same reference numerals have been given to the same components throughout the drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

또한, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. Also, when a component is described as being "connected", "coupled", or "connected" to another component, the component may be directly connected or connected to another component, It should be understood that an element may be "connected," "coupled," or "connected."

이하, 본 발명의 파워 캡슐형 수력발전장치의 구성을 도면 1을 참고하여 개괄적으로 살펴본다. Hereinafter, the configuration of the power capsule type hydroelectric power generating apparatus of the present invention will be described with reference to FIG.

본 발명의 파워 캡슐형 수력발전장치는 흐르는 물이 물위에 떠있는 파워 캡슐의 버켓(113)에 충돌하게 되고 이 충격에 의해 회전하는 파워 캡슐(100)의 내부에는 발전기가 구비된다.In the power capsule type hydroelectric power generation apparatus of the present invention, a generator is provided inside a power capsule 100 in which the flowing water collides with a bucket 113 of a power capsule floating on the water and the shock is caused by the impact.

상기 발전기는 파워캡슐(100)과 연동하여 회전하도록 형성된 계자(122)와 상기 계자와 상대 회전되도록 발전기의 전기자 축(124)에 무게추(125)가 결합된 전기자(123)가 형성되어 파워캡슐(100)의 회전력에 의해 발전기에서 전력을 생산하며, 생산된 전력을 축전기(140)에서 휴대기기에 사용할 수 있는 전력으로 저장하는 파워 캡슐형 수력발전장치이다. The generator includes a field 122 formed to rotate in conjunction with the power capsule 100 and an armature 123 coupled to the armature shaft 124 of the generator to rotate relative to the field, The power generated by the generator is generated by the rotational force of the generator 100, and the generated power is stored in the capacitor 140 as electric power for use in a portable device.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 파워 캡슐형 수력발전장치는 부양형 파워 캡슐(100)을 이용하여 야외활동 중 필요한 전기에너지를 효과적으로 발생시켜 사용할 수 있도록 구성한다. The power capsule type hydroelectric power generator of the present invention is constructed so that the electric energy required for outdoor activities can be effectively generated by using the floating type power capsule 100. [

도 1 내지 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 파워 캡슐형 수력발전장치의 회전력을 제공하는 파워 캡슐(100)은 다음과 같은 구성으로 형성되어 있다. 1 to 3, a power capsule 100 for providing a rotational force of a power capsule type hydroelectric power generating apparatus according to an embodiment of the present invention is formed in the following configuration.

상기 파워 캡슐(100)은 수력발전장치의 에너지 원인 회전력을 제공하는 것으로 중앙이 빈 원통형의 부유부(110)와 회전축(111), 회전축 베어링(112), 버켓(113) 및 마개(114)로 형성되어 파워 캡슐(100)이 흐르는 물에 부양되어 회전함으로써 발전동력을 제공함과 함께 파워 캡슐(100) 내에 개재되는 발전부 및 축전기(140) 등을 보호하는 기능을 한다.The power capsule 100 provides a rotating force for generating energy of the hydro-electric power generator and includes a hollow cylindrical floating unit 110, a rotary shaft 111, a rotary shaft bearing 112, a bucket 113 and a stopper 114 The power capsule 100 is floated on the flowing water and rotates to provide a power generation power and protect the power generation part and the capacitor 140 that are interposed in the power capsule 100. [

상기 파워 캡슐(100)의 부유부(110)는 파워 캡슐(100)이 물에 부양되어 잘 회전될 수 있도록 하기 위해 외형은 원통형으로 이루어지고 내부는 텅빈 중공부가 형성된 밀폐형이다. The floating part 110 of the power capsule 100 is formed in a cylindrical shape so that the power capsule 100 floats on the water and rotates well. The inside of the power capsule 100 is a closed type in which an empty hollow part is formed.

상기 파워 캡슐(100)의 회전축(111)은 흐르는 물의 수면에 부양된 파워 캡슐(100)이 회전되면서도 떠내려 가지 않도록하기 위해 부유부(110) 양단에 일체형으로 각가 형성되며 파워 캡슐(100)을 지지부재(200)에 연결하는 수단이다.The rotation axis 111 of the power capsule 100 is integrally formed at both ends of the floating unit 110 to prevent the power capsule 100 floated while being rotated on the water surface of the flowing water, To the member (200).

상기 파워 캡슐(100)의 회전축 베어링(112)은 지지부재(200)의 견인선(220)에 결합된 파워 캡슐(100)의 회전축(111)이 회전되는데 마찰손을 최소화하기 위한 수단으로써 파워 캡슐(100)의 회전축(111)에 외삽되어 지지부재(200)의 견인선(220)에 연결된다.The rotation shaft bearing 112 of the power capsule 100 rotates the rotation shaft 111 of the power capsule 100 coupled to the traction line 220 of the support member 200. As a means for minimizing the frictional force, (220) of the support member (200) by being extrapolated to the rotation axis (111) of the support member (100).

상기 파워 캡슐(100)의 버켓(113)은 흐르는 물의 운동에너지를 파워 캡슐(100)의 회전력으로 변환하기 위한 것으로 파워 캡슐(100)의 부유부(111)에 방사형으로 배치된 판형상으로 이루어져 있다.The bucket 113 of the power capsule 100 is for converting the kinetic energy of the flowing water to the rotational force of the power capsule 100 and is formed in a plate shape radially arranged on the floating portion 111 of the power capsule 100 .

상기 파워 캡슐(100)의 마개(114)는 부유부(110) 내부의 발전기(120), 전력변환부인 컨버터(130), 축전기(140), 출력부(150)에 물이 유입되는 것을 차단하기 위한 것으로써 완충성과 기밀성이 좋은 고무재질로 형성되며, 출력부(150) 를 통해 전력을 사용하고자 할 경우 마개(114)를 열여 사용하고, 발전을 위해 물에 부양시는 다시 마개(114)로 막아준다. The plug 114 of the power capsule 100 blocks water from flowing into the generator 120, the converter 130, the capacitor 140, and the output unit 150 inside the floating unit 110 The plug 114 is opened when the power is to be used through the output unit 150. The plug 114 is used again when the power is supplied to the water for power generation It prevents you.

상기 파워 캡슐(100)의 발전기(120)는 파워 캡슐(100)의 회전력을 이용하여 전력을 발전하는 장치로서 발전기 하우징(121), 계자(122), 전기자(123), 전기자 축(124), 무게추(125) 및 전기자 축 베어링(126)으로 구성되어 있다.The generator 120 of the power capsule 100 is a device for generating power using the rotational force of the power capsule 100 and includes a generator housing 121, a field 122, an armature 123, an armature shaft 124, A weight 125, and an armature shaft bearing 126.

상기 발전기(120)의 발전기 하우징(121)은 계자(122)를 고정하는 수단겸 발전기(120)를 보호하는 케이스로서 부유부(110)의 내부 중공부에 억지 끼움식으로 개재되어 부유부(110)이 회전시 연동되어 같이 회전한다. The generator housing 121 of the generator 120 is a case for protecting the generator 122 and the means for fixing the field 122. The generator housing 120 includes a floating portion 110 ) Rotates in conjunction with rotation.

상기 발전기(120)의 계자(122)는 발전에 필요한 자속을 발생하는 것으로 발전기 하우징(121)에 결합됨으로서 부유부(110)의 회전과 연동되어 회전되며 영구자석 또는 코일에 전류를 흘러 자속을 생성하는 전자석으로 이루어 진다.The field 122 of the generator 120 generates a magnetic flux necessary for power generation and is coupled to the generator housing 121 to rotate in conjunction with rotation of the floating unit 110. Current flows through the permanent magnet or coil to generate a magnetic flux .

상기 발전기(120)의 전기자(123)는 계자(122)에서 나오는 자속을 쇄교하여 유기기전력을 일으키는 철심에 도체가 권선된 상태이며 계자(122)와 상대회전 함으로써 전기자 권선이 계자(122)에서 나온 자속을 쇄교하여 유기거전력이 발생한다. The armature 123 of the generator 120 is wound around the iron core that links the magnetic fluxes coming from the field 122 and causes the organic electromotive force to rotate relative to the field 122, The magnetic flux is bridged to generate the electromotive force.

상기 발전기(120)의 전기자 축(124)은 전기자(123)에 권선된 코일이 자계의 자속 쇄교 밀도를 고르게 하기 위해 전기자(123)가 계자(122)의 중앙에서 편심됨이 없이 회전하게 하는 수단으로써 전기자(123)의 중심을 관통한 봉 형태이고 양단은 발전기 하우징(121)의 중앙 양단에 거치된다.The armature shaft 124 of the generator 120 is provided with means for causing the armature 123 to rotate without being eccentrically centered at the center of the field 122 so that the coil wound on the armature 123 can smooth the magnetic flux- And both ends thereof are mounted at both ends of the center of the generator housing 121. [

상기 발전기(120)의 무게추(125)는 발전기(120)의 전기자(123)가 부유부(110)와 연동되어 회전하는 발전기 하우징(121)에 결합된 계자(122)와 연동되어 회전되지 않고 상대 회전되도록하기 위한 것으로써 전기자(123)에 결합된 전기자 축(124)에 결합된 무게추(125)는 중력 작용에 의해 전기자 축(124)의 회전력에 대응하는 역회전력이 생겨 항상 정지상태를 유지하도록하는 기능을 한다.The weight 125 of the generator 120 is coupled to the field 122 coupled to the generator housing 121 rotated by the armature 123 of the generator 120 in conjunction with the floating unit 110, The weight 125 connected to the armature shaft 124 coupled to the armature 123 is rotated counterclockwise due to gravity to generate a counterclockwise force corresponding to the rotational force of the armature shaft 124, And to maintain the function.

상기 발전기(120)의 전기자 축 베어링(126)은 계자(122)가 고정된 발전기 하우징(121)에 고정된 전기자(123)에 결합된 전기자 축(124)이 마찰손 없이 회전되도록 하기 위한 것으로 전기자 축(124)에 외삽된 상태에서 발전기 하우징(121)에 고정된다.The armature shaft bearing 126 of the generator 120 is for causing the armature shaft 124 coupled to the armature 123 fixed to the generator housing 121 to which the field 122 is fixed to be rotated without friction, And is fixed to the generator housing 121 in an extrapolated state to the shaft 124.

컨버터(130)은 발전기(120)에서 생산된 교류 전압을 축전기(140)에 축전 가능한 직류 전압으로 변환하는 기능을 한다.The converter 130 converts the AC voltage generated by the generator 120 into a DC voltage capable of being stored in the capacitor 140.

축전기(140)는 발전기(120)에서 생산되어 직류로 변화된 직류전력를 스마트폰 등 휴대단말기의 전원으로 사용할 수 있도록 전기에너지를 저장하는 장치이다.The capacitor 140 is a device for storing electrical energy such that the direct current power generated by the generator 120 and converted to direct current can be used as a power source for a portable terminal such as a smart phone.

출력부(150)는 축전기(140)에 저장된 전기에너지를 인출하는 장치로서 전원단자 연결부 또는 USB 연결부를 구비하는 것이 바람직하다. The output unit 150 is a device for extracting electrical energy stored in the capacitor 140, and may include a power terminal connection unit or a USB connection unit.

디스플레이부(160)은 발전기(120)에서 발전된 전력치(순간치)를 표시하는 기능을 한다.The display unit 160 functions to display a power value (instantaneous value) generated by the generator 120.

지지부(200)은 상기 파워 캡슐(100)이 흐르는 물에 떠내려 가지 않고 일정 위치에 정지시키는 수단으로써 고정막대(210)와 견인선 연결베어링(211) 및 견인선(220)으로 이루어여 있다. The supporting part 200 is composed of a fixed rod 210, a traction line connecting bearing 211 and a traction line 220 as means for stopping the power capsule 100 at a predetermined position without being floated on the flowing water.

상기 지지부(200)의 고정막대(210)는 상기 파워 캡슐(100)을 고정하는 고정 막대로 강이나 계곡의 바닥에 설치한다.The fixing bar 210 of the supporting part 200 is a fixing bar for fixing the power capsule 100 and is installed on the bottom of the river or valley.

상기 지지부(200)의 견인선 연결베어링(211)은 견인선(220)이 연결되는 고정막대(210)에 외삽되어 외삽된 견인선 연결베어링(211)에 견인선(220)을 연결함으로서 견인선(220)이 고정막대(210)에 자유롭게 회전가능하게 하는 기능을 한다.The traction line connecting bearing 211 of the support part 200 is connected to the traction line connecting bearing 211 by extrapolating the traction line connecting bearing 210 to the traction rod 210 to which the traction line 220 is connected, (220) can freely rotate on the fixed bar (210).

상기 지지부(200)의 견인선(220)은 상기 파워 캡슐(100)을 상기 고정막대(210)에 묶어 연결하여 둠으로써 상기 파워 캡슐(100)이 물살에 떠내려 가지않고 정지한 상태을 유지한체 회전하도록 하는 기능을 한다.The pull cord 220 of the support part 200 is tied and connected to the fixed rod 210 so that the power capsule 100 rotates in a state of being held in a stopped state .

도 2 및 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 파워 캡슐형 수력발전장치는 파워 캡슐(100) 및 지지부재(200)으로 이루어져 있으며 상기 구성을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다. 2 and 3, a power capsule type hydroelectric power generating apparatus according to an embodiment of the present invention includes a power capsule 100 and a support member 200, and the configuration will be described in detail.

우선 발전기의 기본 원리는 도체가 자속을 쇄교하면 자속을 쇄교하는 도체에 기전력이 유기되는 원리를 이용한 것으로써 이 원리를 이용한 발전기의 구성은 통상 자속을 생성하는 계자(122)와 계자(122)에서 생성한 자속을 쇄교하는 도체권선으로 이루어진 전기자(123)로 구성되며 계자(122)에서 생성된 자속을 전기자(123)의 도체권선이 쇄교하도록 하기 위해 계자(122)와 전기자(123)를 상대적으로 회전되도록하는 구조를 이룬다.First, the basic principle of the generator uses the principle that the electromotive force is induced in the conductor connecting the magnetic fluxes when the conductor is interlinked with the flux. The construction of the generator using this principle includes the field 122, And the armature 123 composed of a conductor winding for interlinking the magnetic flux generated by the field coil 122 is connected to the field winding 122 and the armature 123 so as to link the magnetic flux generated by the field winding 122 with the conductor winding of the armature 123 So as to rotate relative to each other.

상기 발전기의 기본 원리에서 계자(122)와 전기자(123)의 상대회전을 위해 계자(122)가 발전기 하우징(121)에 고정되고 전기자(123)가 발전기 하우징(121)에 지지된 전기자축(124)에 결합되어 회전되는 방식을 회전 전기자형 발전기라하고, 반대로 전기자(123)가 발전기 하우징(121)에 고정되고 계자(122)가 발전기 하우징(121)에 지지된 전기자 축(124)에 결합되어 회전되는 방식을 회전 계자형 발전기라한다. 상기 발전기 유형은 이미 널리 알려진 주지 관용의 기술이므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.The basic principle of the generator is that the field 122 is fixed to the generator housing 121 and the armature 123 is supported on the generator housing 121 for relative rotation of the field 122 and the armature 123 The armature 123 is fixed to the generator housing 121 and the field 122 is coupled to the armature shaft 124 supported by the generator housing 121 The rotating system is called a rotary type generator. Since the generator type is well-known technology, it will not be described in detail.

본 발명은 파워 캡슐의 구조상 상기 발전방식중 회전 전기자형 발전방식을 적용하도록 하는 것이 바람직하다.It is preferable that the present invention is applied to a rotary electric power generation system among the above electric power generation systems based on the structure of the power capsule.

본 발명의 주요 구성 요소인 파워 캡슐은 지지부재(200)에 의해 흐르는 물에도 떠내려 가지않고 지지되며, 내부에 중공부가 형성된 부유부(110)에 의한 부력에 의해 물위에 뜬 상태에서 부유부(110)에 방사형으로 형성된 버켓(113)에 흐르는 물이 충돌함으로써 회전하게 된다.The power capsule, which is a main component of the present invention, is supported on the water flowing by the support member 200 without being floated, and is floated on the water by buoyancy by a floating portion 110 having a hollow portion inside, The water flowing in the bucket 113 radially formed in the water tank 113 is rotated.

상기 파워 캡슐(100)의 부유부(110) 내에는 회전 전기자형 발전기가 억지끼움 방식으로 개재되는데 이는 회전 전기자형 발전기의 발전기 하우징(121)에 결합된 계자(122)를 흐르는 물에 의해 회전하는 파워 캡슐(100)의 회전과 동일하게 회전하도록 하기위해 즉 부유부(110)와 발전기 하우징(121)이 헛돌지 않도록 하기 위한 결합구조이다.In the floating portion 110 of the power capsule 100, a rotating electrical generator is interposed in a forced fit manner, which is rotated by the water flowing through the field 122 coupled to the generator housing 121 of the rotating electrical generator In order to rotate the power capsule 100 in the same manner as the rotation of the power capsule 100, that is, to prevent the floating portion 110 and the generator housing 121 from loosening.

이와 같이 부유부(110)와 발전기 하우징(121)이 연동 회전하면 발전기 하우징(121)에 고정 설치된 계자(122) 역시 부유부(110)와 동일하게 회전한다.When the floating unit 110 and the generator housing 121 are rotated together, the field 122 fixed to the generator housing 121 rotates in the same manner as the floating unit 110. [

이러한 상태에서 발전을 하기위해 계자(122)와 전기자(123)를 효율적으로 상대회전 되게하려면 전기자(123)가 회전되지 않아야 하나, 통상 발전기에서 전기자(123)에 유기기전력이 발생하면 유기기전력에 의해 전기자(123)가 계자회전 방향으로 회전하는 회전력이 발생한다.In order to efficiently rotate the field magnet 122 and the armature 123 in order to generate electric power in this state, the armature 123 should not be rotated, but when an organic electromotive force is generated in the armature 123 in the normal generator, A rotational force is generated in which the armature 123 rotates in the field rotation direction.

이와 같이 전기자(123)가 계자(122)와 동일한 속도록 회전되면 계자(122)와 전기자(123)는 상대 회전이 일어나지 않으며 이는 곧 전기자(123)에 권선된 도체가 계자(122)에서 발산되는 자속을 쇄교하지 못하므로 전기자(123)에 권선된 도체에는 기전력이 유기되지 않는다.Thus, when the armature 123 is rotated in the same direction as the field 122, the field 122 and the armature 123 do not rotate relative to each other so that the conductor wound on the armature 123 is emitted from the field 122 Since the flux can not be bridged, an electromotive force is not induced in the conductor wound on the armature 123.

따라서 본 발명은 본 파워 캡슐(100)의 구조에서 계자(122)와 전기자(123) 간에 상대회전을 일으키기 위하여 전기자 축(124)에 무게추(125)를 일체화 하게 결합하여 무게추(125)의 중력에 의해 전기자(123)가 회전되지 않고 정지상태를 유지함으로써 계자(122)와 전기자(123)의 상대회전 즉 계자(122)에서 발산된 자속을 전기자(123)에 권선된 도체에서 쇄교하게 함으로써 전기자(123)에 형성된 권선에는 유기기전력이 발생한다.Therefore, in the structure of the power capsule 100 of the present invention, the weight 125 is integrally coupled to the armature shaft 124 to cause relative rotation between the field 122 and the armature 123, The relative rotation of the field 122 and the armature 123, that is, the magnetic flux emitted from the field 122, is caused to link the armature 123 to the armature 123 by maintaining the armature 123 without being rotated by gravity An organic electromotive force is generated in the winding formed in the armature 123.

상기 회전 전기자형 발전기의 계자(122)는 영구자석 또는 전자석으로 할 수 있으나 본 발명에서는 영구자석으로 하는 것이 바람직하다.The field 122 of the rotary electric generator may be a permanent magnet or an electromagnet, but in the present invention, it is preferable that the field 122 is a permanent magnet.

이는 계자(122)가 정지해 있지 않고 회전하므로 계자 자석을 전자석으로 하면 전자석 코일에 전력을 공급하기 위한 전선이 연결되야 하는데 회전하는 계자(122)에 전원 공급용 전선을 연결할려면 브러쉬 등을 사용하게 되므로 기계적으로 복잡해 지기때문이다.If the field magnet is an electromagnet, the electric wire for supplying power to the electromagnet coil should be connected. To connect the electric field power wire to the rotating field 122, a brush or the like is used This is because it becomes mechanically complicated.

아울러 본 원 발명과 같이 소형 발전기라면 계자(122)의 자력을 영구자석으로 충분하므로 영구자석으로 하는 것이 바람직하다.Further, in the case of the small generator as in the present invention, the magnetic force of the field magnet 122 is sufficient as a permanent magnet, so that it is preferable to use a permanent magnet.

또한 본 원 발명의 발전기(120)는 구조가 간단하고 운영 및 보수가 용이한 유도발전기로 하는 것이 바람직하다.Also, the generator 120 of the present invention is preferably an induction generator having a simple structure and being easy to operate and maintain.

상기 무게추(125)는 가능하면 비중이 높은 소재를 사용하는 것이 좋으나 본 원 발명의 발전기(120) 부대장치인 컨버터(130), 축전기(140), 출력부(150) 또는 디스플레이부(160)를 무게추(125)로 이용할 수도 있다.The weight weight 125 is preferably made of a material having a high specific gravity. However, the weight 130 may be a converter 130, a capacitor 140, an output unit 150, or a display unit 160, May be used as the weight 125.

이는 본원 발명의 구성요소인 상기 발전기(120) 부대장치를 무게추(125)로 활용함으로써 파워 캡슐(100)을 좀더 소형화 할 수 있으므로 파워 캡슐(100)을 휴대하기가 용이하다.This makes it possible to make the power capsule 100 more portable by making the power capsule 100 more compact by utilizing the power generator 120 as a weight 125 as a component of the present invention.

또한 무게추(125)는 전기자 축(124)의 일단에 구비할 수 있으며, 바람직하게는 전기자 축(124)의 양단에 구비하는 것이 파워 캡슐(100)의 좌우 균형(발런스)을 유지하는데 유리하다.The weight 125 may be provided at one end of the armature shaft 124 and preferably at both ends of the armature shaft 124 to maintain the balance of the power capsule 100 .

본원 발명의 부유부(110)의 일측에 형성된 마개(114)는 부유부(110) 내에 축전된 전력을 이용하기 위하여 출력부(150) 인출용 인출구를 부유부(110)에 형성한 것으로써 축전전력 이용후 파워 캡슐(100)을 다시 물에 뛰울 때는 부유부의 인출구로 물이 들어가는 것을 방지하기 위해 마개(114)로 폐쇠하며 상기 마개(114)의 재질은 탄성력이 있는 고무로 하는 것이 바람직하다.The plug 114 formed on one side of the floating part 110 of the present invention is formed in the floating part 110 for drawing out the output part 150 in order to utilize the electric power stored in the floating part 110, When the power capsule 100 is jammed in water again after power is used, the stopper 114 is closed by a stopper 114 to prevent water from entering into the outlet of the floating part, and the stopper 114 is preferably made of rubber having elasticity.

계곡이나 강에 부양된 상기 파워 캡슐(100)은 계곡이나 강 바닥면에 고정된 고정막대(210)와 파워 캡슐(100)의 회전축(111) 간에 견인선(220)에 의해 고정되는것으로써 견인선(220)은 유연성이 있는 것이 좋으며, 견인선이 열결되는 고정막대(210)와 회전축(111)에는 회전축 베어링(113)을 외삽하여 견인선(220)을 연결함으로써 발전 효율을 극대화 할 수 있다.The power capsule 100 floated in a valley or a river is fixed by a traction line 220 between a fixed rod 210 fixed to a valley or a bottom surface of the river and a rotation axis 111 of the power capsule 100, The power generation efficiency can be maximized by connecting the pulling wire 220 by extrapolating the rotating shaft bearing 113 to the fixed rod 210 and the rotating shaft 111 through which the pulling wire is heated.

즉 고정막대(210)에 외삽되어 견인선(210)이 연결되는 견인선 연결 베어링(211)은 고정막대(210)에 묶여 견인되는 파워 캡슐(100)이 물의 흐르는 방향에 따라 자유롭게 회전되게 함으로써 부유부(110)에 형성된 버켓(113)은 항상 물의 흐르는 방향과 직각으로 위치되게되고 이로 인하여 흐르는 물의 운동에너지가 가장 효과 적으로 부유부(110)를 회전시키게 된다.That is, the pull line connecting bearing 211, which is extrapolated to the fixed rod 210 and connected to the pull line 210, is free to rotate by being freely rotated in accordance with the flowing direction of the water so that the power capsule 100 pulled by the fixed rod 210 is pulled The bucket 113 formed in the portion 110 is always positioned at a right angle to the direction of the flow of water and the kinetic energy of the flowing water most effectively rotates the floating portion 110.

또한 부유부(110) 내의 발전기(120) 가동상태 즉 무게추(125)의 정상적인 작동 여부 디스플레이부(160)에 표시되는 운전상태 등을 육안으로 파악할 수 있게하기 위하여 부유부(110)는 투명재재질로 하는 것이 바람직하다. In order to allow the user to grasp visually the operation state of the generator 120 in the floating unit 110, that is, the operation state displayed on the display unit 160 of the normal operation of the weight 125, It is preferable to use a material.

디스플레이부(160)은 발전기(120)에서 발전된 전력치(순간치)를 디스플레이부(160)를 통해 표시할 수 있으며, 상기 디스플레이부(160)는 디지털, 아날로그 또는 LED램프의 색상에 의해 생산전력량을 나타낼 수 있다. The display unit 160 may display the power value (instantaneous value) generated by the generator 120 through the display unit 160. The display unit 160 may display the generated power amount Lt; / RTI >

상기 디스플레이부(160)는 흐르는 물의 유속에 따라 변동되는 발전 전력량을 표시함으로써 어린이들의 흥미를 유발시켜 야외 물놀이의 재미와 함께 수력발전에 대한 기본 원리를 이해하는데 도움이 된다.The display unit 160 displays the amount of generated power that varies according to the flow rate of the flowing water, thereby inducing interest of children, thereby helping to understand the basic principles of hydroelectric power generation together with the fun of outdoor swimming.

상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 한정할 것이 아니고 특허청구범위 및 그 특허청구범위와 균등한 것에 의해 정해 져야 한다. While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. Accordingly, the scope of the present invention should not be limited by the described embodiments but should be determined by the scope of claims and equivalents thereof.

본 발명은 야외활동 중 휴대하기에 용이한 파워 캡슐(100)을 이용하여 물놀이 겸 수력발전장치로 활용함으로써 현대인의 생할 필수품인 스마트폰 등 이동 단말기의 전원용으로 이용할 수 있다.The present invention can be utilized for a power source of a mobile terminal such as a smart phone, which is a necessity of modern people, by utilizing the power capsule 100 which is easy to carry while outdoors, as a water-bath and a hydroelectric power generation device.

(100) -- 파워 캡슐 (110) -- 부유부
(111) -- 회전축 (112) -- 회전축 베어링
(113) -- 버켓 (114) -- 마개
(120) -- 발전기 (121) -- 발전기 하우징
(122) -- 계자 (123) -- 전기자
(124) -- 전기자 축 (125) -- 무게추
(126) -- 전기자 축 베어링 (130) -- 컨버터
(140) -- 축전기 (150) -- 출력부
(160) -- 디스플레이부 (200) -- 지지부재
(210) -- 고정막대 (211) -- 견인선 연결 베어링
(220) -- 견인선
(100) - power capsule (110) - floating part
(111) - rotating shaft (112) - rotating shaft bearing
(113) - bucket (114) - plug
(120) - Generator (121) - Generator housing
(122) - field (123) - armature
(124) - armature shaft (125) - weights
(126) - armature shaft bearing (130) - converter
(140) - capacitor (150) - output section
(160) -Display unit (200) -Supporting member
(210) - fixing rod (211) - traction line connecting bearing
(220) - Traction line

Claims (6)

흐르는 물에 부양되어 회전하는 파워 캡슐(100)의 회전력을 이용한 수력발전장치에 있어서,
상기 파워 캡슐(100)은 중앙에 중공부가 형성된 원기둥형의 부유부(110)로 이루어지되, 상기 부유부(110) 양단에는 회전축(111)이 형성되고, 상기 부유부(110)의 일측에는 고무재질의 마개(114)로 개폐되는 출력부(150) 인출용 인출구가 형성되며, 부유부(110)의 외측에는 방사형으로 버켓(113)이 형성되고,
상기 파워 캡슐(100)의 중공부에는 컨버터(130), 축전기(140), 출력부(150) 및 LED램프의 색상에 의해 생산전력량을 나타내는 디스플레이부(160)가 전기적으로 연결되며,
상기 중공부에는 발전기 하우징(121)에 계자(122)가 고정설치되고 계자(122) 내측에는 전기자 축(124)에 의해 계자(122)에 상대 회전하는 전기자(123)로 형성된 회전 전기자형 발전기(120)가 억지끼움식으로 개재되되, 상기 전기자 축(124)에는 무게추(125)가 전기자 축(124)의 양측에 결합되되 상기 무게추(125)는 상기 컨버터(130), 축전기(140), 출력부(150) 또는 디스플레이부(160)로 이루어지며,
상기 파워 캡슐(100)은 바닥에 설치되는 고정막대(210)와 상기 파워 캡슐(100)의 양단에 형성된 회전축(111) 간에 견인선(220)의 연결에 의해 정위치 되되, 상기 회전축(111)에는 회전축 베어링(112)이 외삽되어 견인선(220)에 연결되고, 상기 고정막대(210)에도 견인선 연결 베어링(211)이 외삽되어 견인선(220)과 연결되는 것을 특징으로 하는 파워 캡슐형 수력발전장치.
A hydraulic power generating apparatus using rotation force of a power capsule (100) which is floated on flowing water and rotates,
The power capsule 100 includes a cylindrical floating portion 110 having a hollow portion formed at the center thereof. The rotation shaft 111 is formed at both ends of the floating portion 110, A bucket 113 is formed on the outside of the floating unit 110 in a radial manner, and the bucket 113 is formed on the outer side of the floating unit 110,
The display unit 160 is electrically connected to the hollow portion of the power capsule 100 according to the color of the converter 130, the capacitor 140, the output unit 150, and the LED lamp.
The hollow portion is provided with a field coil 122 fixed to the generator housing 121 and a rotating electric generator (not shown) formed inside the field coil 122 and formed of an armature 123 relatively rotating with the field coil 122 by an armature shaft 124 And a weight 125 is coupled to both sides of the armature shaft 124. The weight 125 is connected to the converter 130 and the capacitor 140, An output unit 150 or a display unit 160,
The power capsule 100 is positively positioned by a connection of a traction wire 220 between a fixed rod 210 installed at the bottom and a rotary shaft 111 formed at both ends of the power capsule 100, Wherein the rotating shaft bearing is extrapolated to the pulling line and the pulling rod connecting bearing is extruded to the pulling rod and connected to the pulling line. Hydropower.
제1항에 있어서,
상기 부유부(110)는 투명재질로 이루어진 것을 특징으로하는 파워 캡슐형 수력발전장치.
The method according to claim 1,
Wherein the floating unit (110) is made of a transparent material.
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