KR101630730B1 - 발전장치 - Google Patents

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    • H02K7/18Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines

Abstract

본 발명에는 주축과 연결된 추운동체가 추 운동을 하면서 주축을 정회전 또는 역회전시키면 주축의 회전력이 동력전달수단을 통해 발전기로 전달되어 발전기를 구동시켜 전기에너지를 얻을 수 있도록 구성된 발전장치를 개시한다. 본 발명에 따른 발전장치는 추운동체가 좌우로 진자 운동을 하게 되면 진자 운동을 회전 운동으로 변환하여 제1동력전달축을 항상 동일한 방향으로 회전시켜 그 회전력을 증속기어박스를 통해 발전기로 공급하기 때문에 발전기에서 전기 에너지를 생산하게 되는 효과가 있다.

Description

발전장치{GENERATING SYSTEM}
본 발명은 발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주축과 연결된 추운동체가 추 운동을 하면서 주축을 정회전 또는 역회전시키면 주축의 회전력이 동력전달수단을 통해 발전기로 전달되어 발전기를 구동시켜 전기에너지를 얻을 수 있도록 구성된 발전장치에 관한 것이다.
일반적인 발전장치 및 발전시스템은 수력, 화력, 원자력, 풍력, 조력 등 자연 환경 및 자원을 이용하고 있다.
그러나 이러한 발전시스템을 구현하기 위해서는 발전시스템의 여건에 맞는 인프라를 구축할 필요가 있는 데, 이로 인해 많은 설비 비용이 소요되고 환경 개발에 따른 주변 환경의 오염 및 생태계의 파괴 등의 문제점이 생기게 된다. 또한, 설비 비용에 비해 에너지 효율이 낮은 단점도 있다.
한편, 대한민국 등록특허 제10-1246920호에는 화석연료를 사용하는 엔진에서 공급되는 동력을 이용하여 전기에너지를 얻는 발전장치가 개시되어 있다. 그러나 이 특허에 개시된 발전장치도 효율적인 전기에너지를 생산할 수는 있지만, 화석연료가 변함없이 지속적으로 소모되어야 하는 문제점이 있다.
1) 대한민국 공개특허 제10-2006-0008665호(공개일: 2006년01월27일), 발명의 명칭: "무게중심추를 이용한 소형발전기 및 그를 구비한 발광체" 2) 대한민국 공개특허 제10-2012-0026765호(공개일: 2012년03월20일), 발명의 명칭: "자가 발전에 의해 구동이 가능한 스윙식 놀이기구" 3) 대한민국 공개특허 제10-2011-0102460호(공개일: 2011년09월16일), 발명의 명칭: "파동의 작용을 통한 에너지 생산 시스템" 4) 대한민국 등록특허 제10-1246920호(등록일: 2013년03월18일), 발명의 명칭: "발전장치"
본 발명은 상술한 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로, 그 목적은 주축에 연결된 추운동체를 구동모터가 일방향으로 들어올렸다 놓았다 하면서 효율적으로 추 운동을 시키면 추운동체와 함께 주축이 반복적으로 정회전과 역회전하면서 주축에서 발생되는 회전력을 이용해 발전기를 구동시켜 전기에너지를 얻을 수 있도록 한 발전장치를 제공하는 데 있다.
상술한 목적은,
상부에 설치대가 구비되고, 기본 골조를 구성하는 프레임; 상기 설치대 상에서 회전 가능하게 설치된 주축; 상기 주축에 결합되어 좌우로 진자 운동을 하면서 상기 주축을 회전시켜 주축을 반복적으로 정회전과 역회전시키게 설치되고, 일방향으로 연장된 주아암과 타방향으로 연장된 보조아암을 구비하는 추운동체; 상기 추운동체를 진자 운동시키는 추운동수단; 상기 주축의 일단에 설치되어 주축과 함께 회전하는 제1구동기어; 상기 주축의 타단에 설치되어 주축과 함께 회전하는 제2구동기어; 상기 제1구동기어에 이 맞물림 되어 회전하도록 설치되고, 제1구동기어보다 작은 직경을 갖는 제1피동기어; 상기 제1피동기어에 일방향베어링을 통해 결합되어 함께 회전하도록 설치되되, 제1피동기어가 정회전할 때는 함께 회전하고 제1피동기어가 역회전할 때는 제1피동기어만 회전하도록 설치된 제1동력전달축; 상기 제2구동기어에 이 맞물림 되어 회전하도록 설치되고, 제2구동기어보다 작은 직경을 갖는 제2피동기어; 상기 제2피동기어에 일방향베어링을 통해 결합되어 함께 회전하도록 설치되되, 제2피동기어가 정회전할 때는 제2피동기어만 회전하도록 하고 제2피동기어가 역회전할 때는 함께 회전하도록 설치된 제2동력전달축; 상기 제2동력전달축의 일부분에 결합되어 함께 회전하는 제1동력전달기어; 상기 제1동력전달축의 일부분에 결합되고, 상기 제1동력전달기어에 이 맞물림되게 결합되어, 제2동력전달축이 제2피동기어와 함께 역회전할 때 이 동력을 전달받아 제1동력전달축을 정회전시키는 제2동력전달기어; 상기 제1동력전달축의 단부에 연결되고, 다수의 기어들의 조합을 통해 제1동력전달축의 회전력을 증속시켜 출력하는 증속기어박스; 및 상기 증속기어박스의 출력 부분에 연결되어 증속기어박스의 동력을 전달받아 구동하면서 전기에너지는 생산하는 발전기를 포함하여 구성되되, 상기 추운동수단은, 상기 설치대를 기준으로 일측에 수직으로 설치된 주기둥; 상기 설치대를 기준으로 타측에 수직으로 설치된 보조기둥; 상기 주기둥을 따라 상하로 이동 가능하게 설치된 주중량체; 상기 보조기둥을 따라 상하로 이동 가능하게 설치된 보조중량체; 상기 주기둥의 상부에 설치되는 구동모터; 상기 구동모터의 축에 결합된 권취드럼; 일단은 상기 권취드럼에 연결되고 타단은 상기 주중량체에 연결되어 구동모터가 작동되면 권취드럼에 감기면서 주중량체를 들어올리는 견인줄; 상기 주기둥의 상단 일부분에 설치된 주가이드롤러; 상기 보조기둥의 상단 일부분에 설치된 보조가이드롤러; 일단은 상기 주중량체에 연결되고 타단은 주가이드롤러를 통해 주아암의 단부에 연결되는 주연결와이어; 및 일단은 상기 보조중량체에 연결되고 타단은 보조가이드롤러를 통해 보조아암의 단부에 연결되는 보조연결와이어를 포함하여, 상기 구동모터를 통해 주중량체를 들어올리면 보조중량체가 하강하면서 보조연결와이어를 통해 보조아암을 당겨 추운동체가 보조중량체 방향으로 회전 이동하게 되고, 주중량체를 들어올리던 구동모터의 힘을 제거하면 주중량체가 하강하면서 주연결와이어를 통해 주아암을 당겨 추운동체가 주중량체 방향으로 회전 이동하게 되어, 추운동체가 진자 운동을 하게 구성된 것을 특징으로 하는 발전장치에 의해 달성된다.
그리고 상기 보조중량체 보다 주중량체가 더 무겁게 구성되어, 상기 구동모터를 통해 주중량체를 상방향으로 들어올리면 보조중량체가 하강하면서 주중량체가 잘 들어 올려지도록 돕는 역할을 하고, 들어 올려진 주중량체 부분을 놓아서 주중량체를 하강시키면 주중량체 보다 보조중량체가 가볍기 때문에 보조중량체 부분이 상방향으로 잘 들어 올려지도록 하여, 추운동체가 원활하게 좌우로 진자 운동을 하게 구성된 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 주기둥의 상단 일부분에는 주받침대가 설치되고 상기 주가이드롤러는 주받침대 상에서 수평으로 왕복이동 가능하게 설치되며, 상기 보조기둥의 상단 일부분에는 보조받침대가 설치되고 상기 보조가이드롤러는 보조받침대 상에서 수평으로 왕복이동 가능하게 설치되게 구성된 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 제1구동기어의 외면에는 적어도 1개 이상의 제1구동기어용 보조기어가 부착되어 함께 회전하게 설치되고, 제1피동기어의 일측에는 적어도 1개 이상의 제1피동기어용 보조기어가 제1구동기어용 보조기어에 이맞물림되게 설치되되, 제1피동기어용 보조기어는 일방향베어링을 통해 제1동력전달축에 결합되어 제1피동기어용 보조기어가 정회전할 때는 제1동력전달축이 함께 회전하고 제1피동기어용 보조기어가 역회전할 때는 제1동력전달축만 회전하도록 구성되며, 상기 제2구동기어의 외면에는 적어도 1개 이상의 제2구동기어용 보조기어가 부착되어 함께 회전하게 설치되고, 제2피동기어의 일측에는 적어도 1개 이상의 제2피동기어용 보조기어가 제2구동기어용 보조기어에 이맞물림되게 설치되되, 제2피동기어용 보조기어는 일방향베어링을 통해 제2동력전달축에 결합되어 제1피동기어용 보조기어가 정회전할 때는 제1동력전달축만 회전하고 제1피동기어용 보조기어가 역회전할 때는 제1동력전달축이 함께 회전하도록 구성되어, 상기 제1구동기어와 제2구동기어가 회전하면서 동력이 제1동력전달축과 제2동력전달축으로 전달될 때 상기 일방향베어링에 가해지는 충격이 분산될 수 있게 구성되되, 상기 제1구동기어용 보조기어와 제2구동기어용 보조기어는 상기 추운동체의 이동 각도를 고려하여 상기 제1구동기어와 제2구동기어의 일부분에만 형성되게 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 발전장치는 추운동체가 좌우로 진자 운동을 하게 되면 진자 운동을 회전 운동으로 변환하여 제1동력전달축을 항상 동일한 방향으로 회전시켜 그 회전력을 증속기어박스를 통해 발전기로 공급하기 때문에 발전기에서 전기 에너지를 생산하게 되는 효과가 있다.
본 발명에 따른 발전장치는 추운동체가 좌우로 진자 운동을 할 때 주중량체와 보조중량체가 추운동체의 양단에 각각 설치되어 추운동체의 진자 운동을 돕기 때문에 적은 힘을 갖는 구동모터를 이용해서도 추운동체를 원활하게 진자 운동시킬 수 있으며, 따라서 발전기에 항상 정확한 양의 회전 에너지를 제공하여 전기 에너지를 연속적으로 생산할 수 있게 하는 효과가 있다.
본 발명에 따른 발전장치는 주중량체와 보조중량체가 기둥을 따라 상하로 이동하면서 추운동체를 진자 운동시키기 때문에 주중량체와 보조중량체의 좌우 흔들림이 없어 추운동체를 보다 안정적으로 진자 운동시키게 되며, 따라서 안정적으로 전기 에너지를 생산할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 발전장치의 구성을 나타낸 정면도,
도 2는 본 발명에서 동력전달 구조 부분만을 나타낸 평면도,
도 3은 본 발명에서 동력전달수단만을 발췌해서 나타낸 사시도,
도 4는 본 발명에 사용되는 동력전달수단의 다른 실시예를 나타낸 사시도,
도 5는 본 발명의 작동을 설명하기 위해 나타낸 작동도,
도 6은 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 정면도.
첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 발전장치는 기본 골조를 구성하는 프레임(10)을 구비하되, 프레임(10)의 상부에는 설치대(12)가 설치된다.
그리고 설치대(12) 상에는 좌우로 회전 가능하게 주축(100)이 설치되며, 이 주축(100)에는 하방향으로 연장되는 추운동체(200)가 설치된다. 추운동체(200)는 주축(100)과 결합되어 주축(100)을 중심으로 좌우로 진자 운동을 하게 설치되는 것으로, 추운동체(200)가 진자 운동을 하게 되면 주축(100)은 그 동력을 전달받아 반복적으로 정회전과 역회전을 실행하게 된다.
도면 상에는 추운동체(200)가 닻의 형상을 갖도록 도시되어 있으나, 반드시 추운동체(200)의 형상이 이에 한정되는 것은 아니며 좌우로 진자 운동을 할 수 있다면 어느 형상이든 적용이 가능할 것이다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이 추운동체(200)는 원판의 형상을 갖도록 구성할 수도 있을 것이다. 그리고 추운동체(200)에는 일방향으로 주아암(202)이 연장되고 타방향으로 보조아암(204)이 연장된다.
이러한 추운동체(200)는 추운동수단을 통해 진자 운동하게 구성된다. 추운동수단은, 설치대(12)를 기준으로 일측에 수직으로 설치된 주기둥(330)과 타측에 수직으로 설치된 보조기둥(340)을 구비한다. 그리고 주기둥(330)에는 주중량체(210)가 상하로 이동 가능하게 설치되고, 보조기둥(340)에는 보조중량체(220)가 상하로 이동 가능하게 설치된다. 또한 주기둥(330)의 상부에는 구동모터(300)가 설치되며, 구동모터(300)의 축에는 권취드럼(310)이 결합되어 함께 회전되게 설치된다. 그리고 권취드럼(310)에는 일단이 주중량체(210)에 연결되어 있는 견인줄(320)의 타단이 연결되어 권취드럼(310)에 선택적으로 감기게 설치된다. 따라서 구동모터(300)를 통해 권취드럼(310)을 회전시켜 견인줄(320)에 권취드럼(310)에 감기게 하면 견인줄(320)이 주중량체(210)를 들어 올리게 된다. 그리고 주기둥(330)의 상단 일부분에는 주가이드롤러(214)가 설치되며, 보조기둥(340)의 상단 일부분에는 보조가이드롤러(224)가 설치된다. 그리고 주중량체(210)에는 주연결와이어(212)의 일단이 연결되고 주연결와이어(212)의 타단은 주가이드롤러(214)를 통해 주아암(202)의 단부에 연결되며, 보조중량체(220)에는 보조연결와이어(222)의 일단이 연결되고 보조연결와이어(222)의 타단은 보조가이드롤러(224)를 통해 보조아암(204)의 단부에 연결된다. 따라서 구동모터(300)를 통해 주중량체(210)를 들어올리면 보조중량체(220)가 하강하면서 보조연결와이어(222)를 통해 보조아암(204)을 당겨 추운동체(200)가 보조중량체(220) 방향으로 회전 이동하게 되고, 주중량체(210)를 들어올리던 구동모터(300)의 힘을 제거하면 주중량체(210)가 하강하면서 주연결와이어(212)를 통해 주아암(202)을 당겨 추운동체(200)가 주중량체(210) 방향으로 회전 이동하게 되어, 추운동체(200)가 진자 운동을 하게 되는 것이다. 여기서, 주연결와이어(212)와 보조연결와이어(222)의 연결 방식은 통상의 고리 방식을 적용하면 된다.
그리고 주중량체(210)가 보조중량체(220) 보다 더 무겁게 구성되는 데, 바람직하게는 보조중량체(220)가 주중량체(210)의 절반 정도의 무게를 갖도록 구성하면 된다. 이는 구동모터(300)가 주중량체(210)를 상방향으로 들어올리면 보조중량체(220)가 하강하면서 주중량체(210)가 잘 들어 올려지도록 밀어주는 역할을 하고, 들어 올려진 주중량체(210)를 놓아서 주중량체(210)를 하강시키면 주중량체(210) 보다 보조중량체(220)가 가볍기 때문에 보조중량체(220) 부분이 상방향으로 잘 들어 올려지도록 하기 위함이다. 즉, 보조중량체(220)와 주중량체(210)의 무게 차이는 추운동체(200)가 원활하게 좌우로 진자 운동을 하게 돕는 것이다.
그리고 주기둥(330)의 상단 일부분에는 주받침대(332)가 설치되고, 주가이드롤러(214)가 주받침대(332) 상에서 수평으로 왕복이동 가능하게 설치되며, 보조기둥(340)의 상단 일부분에는 보조받침대(342)가 설치되고, 보조가이드롤러(224)가 보조받침대(342) 상에서 수평으로 왕복이동 가능하게 설치된다. 이는 주가이드롤러(214)와 보조가이드롤러(224)가 정지된 위치에서 가이드 하는 것보다는 주연결와이어(212)와 보조연결와이어(222)를 당겨지는 힘의 방향에 따라 주가이드롤러(214)와 보조가이드롤러(224)의 위치가 이동하면 더 효율적으로 당길 수 있기 때문이다. 즉, 동일한 물체를 수평으로 당기는 것보다는 수직으로 들어올리는 것이 더 수월한 점을 이용한 것이다. 여기서, 주가이드롤러(214)가 주받침대(332) 상에서 왕복이동 가능하게 설치되는 구조와 보조가이드롤러(224)가 보조받침대(342) 상에서 왕복이동 가능하게 설치되는 구조는 주가이드롤러(214)와 보조가이드롤러(224)를 지지하는 지지체의 하부에 바퀴를 설치하여 이동 가능하게 설치할 수 있고, 레일을 설치하여 이동 가능하게 설치할 수도 있을 것이다.
그리고 주중량체(210)와 보조중량체(220)의 양측에는 각각 바퀴(R)를 설치하여 주중량체(210)가 주기둥(330)을 따라 상하로 왕복 이동하고 보조중량체(220)가 보조기둥(340)을 따라 상하로 왕복 이동할 때 원활한 작동이 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.
그리고 구동모터(300)가 주중량체(210)를 들었다 놓았다 하기 위해 구동모터(300)를 정,역회전 모터로 적용하면 된다. 즉, 구동모터(300)가 정회전을 하면 주중량체(210)를 들어올리게 되고 구동모터(300)가 역회전하면 주중량체(210)가 하강하게 되는 것이다. 이때, 구동모터(300)가 정회전하면서 주중량체(210)를 들어올릴 때는 보조중량체(220)가 하강하면서 구동모터(300)가 주중량체(210)를 들어올리는 힘을 덜어주게 되고, 구동모터(300)가 주중량체(210)를 하강시키기 위해 역회전하게 되면 주중량체(210)의 무게에 의해 저절로 하강하는 힘을 갖게 되어 구동모터(300)에 부하가 걸리지 않게 되는 것이다. 즉, 구동모터(300)는 주중량체(210)를 들어올릴 때는 보조중량체(220)의 도움을 받게 되고, 주중량체(210)를 하강시킬 때는 주중량체(210)가 천천히 하강하도록 잡아주는 역할만 하기 때문에 부하가 걸리지 않게 되는 것이다.
그리고 주중량체(210)의 일부분에는 미도시된 센서수단이 설치되어 주중량체(210)가 주기둥(330)의 하부에 도달하면 신호를 송신하여 주중량체(210)를 들어올리게 구동모터(300)를 작동시키고 주중량체(210)가 주기둥(330)의 상부에 도달하면 신호를 송신하여 주중량체(210)가 다시 하강하도록 하면 된다. 따라서 추운동체(200)는 항상 동일한 좌우 진자 운동을 하게 된다. 물론, 센서수단은 주중량체(210)뿐만 아니라 다른 위치에 설치할 수도 있을 것이다.
이와 같이 추운동수단을 통해 추운동체(200)가 좌우로 회전하게 되면 주축(100)도 이 동력을 전달받아 좌우로 번갈아가면 회전을 하게 되는데, 이 주축(100)의 회전력은 동력전달수단을 통해 발전기(600)로 전달되어 발전기(600)에서 전기 에너지를 생산하게 구성된다.
즉, 동력전달수단은 주축(100)의 좌우 회전력을 한 방향 회전력으로 전환시켜 증속기어박스(500)로 전달하고, 증속기어박스(500)에서 이 회전력을 증속시켜 발전기(600)로 전달하여 발전기(600)를 작동시키게 구성된다.
동력전달수단을 설명하면, 주축(100)의 일단과 타단에 각각 설치되어 주축(100)과 함께 회전하는 제1구동기어(400)와 제2구동기어(410)를 구비한다. 그리고 제1구동기어(400)에는 제1구동기어(400)보다 작은 직경을 갖는 제1피동기어(420)가 이 맞물림 되게 설치되어 함께 회전하도록 구성되며, 제2구동기어(410)에는 제2구동기어(410)보다 작은 직경을 갖는 제2피동기어(430)가 이 맞물림 되게 설치되어 함께 회전하도록 구성된다. 그리고 제1피동기어(420)에는 제1동력전달축(440)이 결합되어 함께 회전하도록 설치되며, 제2피동기어(430)에는 제2동력전달축(450)이 결합되어 함께 회전하도록 설치된다. 그리고 제1피동기어(420)와 제1동력전달축(440)은 결합될 때 일방향베어링(B)을 통해 결합되어 제1피동기어(420)가 정회전할 때는 제1동력전달축(440)이 함께 회전하고 제1피동기어(420)가 역회전할 때는 제1동력전달축(440)에 대해 제1피동기어(420)가 헛돌면서 제1피동기어(420)만 회전하도록 설치된다. 그리고 제2피동기어(430)와 제2동력전달축(450)도 결합될 때 일방향베어링(B)을 통해 결합되어 제2피동기어(430)가 정회전할 때는 제2동력전달축(450)에 대해 제2피동기어(430)가 헛돌면서 제2피동기어(430)만 회전하게 되고, 제2피동기어(430)가 역회전할 때는 제1동력전달축(440)이 함께 회전하도록 설치된다. 따라서 주축(100)이 회전하면 제1구동기어(400)와 제2구동기어(410)도 함께 회전하는 데, 주축(100)이 역회전을 하면 제1구동기어(400)가 역회전을 하면서 제1피동기어(420)와 제1동력전달축(440)이 정회전을 하게 되며, 주축(100)이 정회전을 하면 제2구동기어(410)가 정회전을 하면서 제2피동기어(430)와 제2동력전달축(450)이 역회전을 하게 된다. 이때, 주축(100)이 역회전을 하면 일방향베어링(B)의 특성상 제2피동기어(430)의 동력이 제2동력전달축(450)으로 전달되지 않아 제1동력전달축(440)만 정회전하게 되는 것이고, 주축(100)이 정회전을 하면 제1피동기어(420)의 동력이 제1동력전달축(440)으로 전달되지 않아 제2동력전달축(450)만 역회전하게 되는 것이다. 여기서, 일방향베어링(B)은 시판되는 제품으로 구입하여 사용하는 것으로, 이에 대한 상세한 설명은 공지의 기술이기 때문에 생략하기로 한다. 그리고 본 발명은 일방향베어링(B)을 통해 동력이 전달 또는 차단되게 구성되어 있지만, 동력을 선택적으로 전달 및 차단할 수 있다면 일방향베어링(B) 대신 다른 방식으로 적용해도 될 것이다. 계속해서, 제2동력전달축(450)의 일부분에는 제1동력전달기어(460)가 결합되어 함께 회전하게 설치되고, 제1동력전달축(440)의 일부분에는 제2동력전달기어(470)가 제1동력전달기어(460)에 이 맞물림되게 결합되어, 제2동력전달축(450)이 제2피동기어(430)와 함께 역회전할 때 이 동력을 전달받아 제1동력전달축(440)을 정회전시키게 된다. 따라서 제1동력전달축(440)은 주축(100)이 정회전을 하던 역회전을 하던 항상 정회전하면서 회전 에너지를 제공하게 되는 것이다.
여기서, 본 발명은 일방향베어링(B)에 전달되는 충격을 분산시켜 일방향베어링(B)이 파손되는 것을 방지하기 위해 기어의 수를 늘리고 다수개의 일방향베어링(B)이 설치되게 구성할 수도 있을 것이다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1구동기어(400)의 외면에는 적어도 1개 이상의 제1구동기어용 보조기어(400-1)가 부착되어 함께 회전하게 구성되고, 제1피동기어(420)의 일측에는 적어도 1개 이상의 제1피동기어용 보조기어(420-1)가 제1동력전달축(440)에 결합되어 대응되는 제1구동기어용 보조기어(400-1)에 이맞물림되게 설치된다. 그리고 제2구동기어(410)의 외면에는 적어도 1개 이상의 제2구동기어용 보조기어(410-1)가 부착되어 함께 회전하게 구성되고, 제2피동기어(430)의 일측에는 적어도 1개 이상의 제2피동기어용 보조기어(430-1)가 제2동력전달축(450)에 결합되어 대응되는 제2구동기어용 보조기어(410-1)에 이맞물림되게 설치된다. 물론, 제1피동기어용 보조기어(420-1)가 제1동력전달축(440)에 결합될 때 일방향베어링(B)을 통해 결합되고, 제2피동기어용 보조기어(430-1)가 제2동력전달축(450)에 결합될 때 일방향베어링(B)을 통해 결합되며, 작동은 상술한 내용을 참조하면 된다. 따라서 다수개의 일방향베어링(B)을 설치하여 동력을 전달 또는 차단하게 구성되어 있기 때문에 본 장치가 작동될 때 일방향베어링(B)으로 전달되는 충격을 분산시켜 일방향베어링(B)의 수명을 연장시킬 수 있게 된다. 그리고 제1구동기어용 보조기어(400-1)와 제2구동기어용 보조기어(410-1)는 제1구동기어(400)나 제2구동기어(410)과 같이 전체적으로 원형을 갖도록 구성할 수도 있지만, 바람직하게는 추운동체(200)의 이동 각도를 고려하여 기어가 움직이는 부분만 형성되게 기어 일부분을 제1구동기어(400) 및 제2구동기어(410)에 부착하는 방식으로 적용하면 될 것이다. 예를 들면, 한 개의 원형 기어를 절단하여 여러개의 보조기어를 제작하여 사용하면 되는 것이다. 여기서 제1구동기어용 보조기어(400-1)와 제2구동기어용 보조기어(410-1)의 갯수는 도면처럼 2개로 한정되는 것이 아니며, 그 이상의 갯수를 부착하여 사용할 수 있을 것이다. 물론, 부착하는 보조기어의 갯수에 따라 일방향베어링의 갯수가 늘기 때문에 힘은 더 분산될 것이다.
다음으로, 제1동력전달축(440)의 회전력은 증속기어박스(500)에서 증속되어 발전기로 전달하게 구성되는 데, 이러한 증속기어박스(500)는 다수의 기어들의 조합을 통해 제1동력전달축(440)의 회전력을 증속시켜 출력하는 것으로, 공지의 기술이기 때문에 상세한 설명은 생략하기로 한다.
다음으로, 증속기어박스(500)에서 출력되는 출력축(510)에는 구동풀리(700)가 설치되고 발전기(600)의 축에는 피동풀리(710)가 설치되며 구동풀리(700)와 피동풀리(710)는 밸트(720)를 통해 연결되어 출력축(510)의 동력이 발전기(600)로 전달되게 구성된다.
이제, 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 발전장치의 작동 관계를 설명한다.
먼저, 도 1에 도시된 바와 같이 추운동체(200)가 좌측으로 회전하게 되면, 주축(100)과 함께 제1구동기어(400)와 제2구동기어(410)가 정회전을 하게 되며, 제1피동기어(420)와 제2피동기어(430)는 이맞물림되면서 역회전을 하게 된다. 그러면, 제1피동기어(420)와 제1동력전달축(440)은 동력이 전달되지 않고 헛돌게 되며, 제2피동기어(430)와 제2동력전달축(450)은 동력이 전달되어 함께 회전하게 된다. 이 상태에서 제2동력전달축(450)의 동력이 제1동력전달기어(460)와 제2동력전달기어(470)를 통해 제1동력전달축(440)으로 전달되어 제1동력전달축(440)이 정회전하게 되며, 제1동력전달축(440)의 회전력이 증속기어박스(500)를 통해 발전기(600)를 작동시켜 전기 에너지를 얻게 된다.
다음으로, 도 5에 도시된 바와 같이 추운동체(200)가 우측으로 회전하게 되면, 주축(100)과 함께 제1구동기어(400)와 제2구동기어(410)가 역회전을 하게 되며, 제1피동기어(420)와 제2피동기어(430)는 이맞물림되면서 정회전을 하게 된다. 그러면, 제2피동기어(430)와 제2동력전달축(450)은 동력이 전달되지 않고 헛돌게 되며, 제1피동기어(420)와 제1동력전달축(440)은 동력이 전달되어 함께 회전하게 된다. 따라서 제1동력전달축(440)의 회전력이 증속기어박스(500)를 통해 발전기(600)를 작동시켜 전기 에너지를 얻게 된다.
이와 같이 본 발명은 추운동체(200)가 좌,우측으로 진자 운동을 하더라도 제1동력전달축(440)은 항상 정회전을 하기 때문에 증속기어박스(500)로 연속적인 회전력을 제공하게 되며, 따라서 발전기(600)로 항상 동일한 회전력이 제공되어 전기 에너지를 생산하게 된다.
이상에서와 같이 본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
100: 주축 200: 추운동체
202: 주아암 204: 보조아암
210: 주중량체 212: 주연결와이어
214: 주가이드롤러 220: 보조중량체
222: 보조연결와이어 224: 보조가이드롤러
300: 구동모터 310: 권취드럼
320: 견인줄 330: 주기둥
340: 보조기둥 400: 제1구동기어
400-1: 제1구동기어용 보조기어 410: 제2구동기어
410-1: 제2구동기어용 보조기어 420: 제1피동기어
420-1: 제1피동기어용 보조기어 430: 제2피동기어
430-1: 제2피동기어용 보조기어 440: 제1동력전달축
450: 제2동력전달축 460: 제1동력전달기어
470: 제2동력전달기어 500: 증속기어박스
600: 발전기 B: 일방향 베어링
R: 바퀴

Claims (4)

  1. 상부에 설치대가 구비되고, 기본 골조를 구성하는 프레임; 상기 설치대 상에서 회전 가능하게 설치된 주축; 상기 주축에 결합되어 좌우로 진자 운동을 하면서 상기 주축을 회전시켜 주축을 반복적으로 정회전과 역회전시키게 설치되고, 일방향으로 연장된 주아암과 타방향으로 연장된 보조아암을 구비하는 추운동체; 상기 추운동체를 진자 운동시키는 추운동수단; 상기 주축의 일단에 설치되어 주축과 함께 회전하는 제1구동기어; 상기 주축의 타단에 설치되어 주축과 함께 회전하는 제2구동기어; 상기 제1구동기어에 이 맞물림 되어 회전하도록 설치되고, 제1구동기어보다 작은 직경을 갖는 제1피동기어; 상기 제1피동기어에 일방향베어링을 통해 결합되어 함께 회전하도록 설치되되, 제1피동기어가 정회전할 때는 함께 회전하고 제1피동기어가 역회전할 때는 제1피동기어만 회전하도록 설치된 제1동력전달축; 상기 제2구동기어에 이 맞물림 되어 회전하도록 설치되고, 제2구동기어보다 작은 직경을 갖는 제2피동기어; 상기 제2피동기어에 일방향베어링을 통해 결합되어 함께 회전하도록 설치되되, 제2피동기어가 정회전할 때는 제2피동기어만 회전하도록 하고 제2피동기어가 역회전할 때는 함께 회전하도록 설치된 제2동력전달축; 상기 제2동력전달축의 일부분에 결합되어 함께 회전하는 제1동력전달기어; 상기 제1동력전달축의 일부분에 결합되고, 상기 제1동력전달기어에 이 맞물림되게 결합되어, 제2동력전달축이 제2피동기어와 함께 역회전할 때 이 동력을 전달받아 제1동력전달축을 정회전시키는 제2동력전달기어; 상기 제1동력전달축의 단부에 연결되고, 다수의 기어들의 조합을 통해 제1동력전달축의 회전력을 증속시켜 출력하는 증속기어박스; 및 상기 증속기어박스의 출력 부분에 연결되어 증속기어박스의 동력을 전달받아 구동하면서 전기에너지는 생산하는 발전기를 포함하여 구성되되,
    상기 추운동수단은,
    상기 설치대를 기준으로 일측에 수직으로 설치된 주기둥;
    상기 설치대를 기준으로 타측에 수직으로 설치된 보조기둥;
    상기 주기둥을 따라 상하로 이동 가능하게 설치된 주중량체;
    상기 보조기둥을 따라 상하로 이동 가능하게 설치된 보조중량체;
    상기 주기둥의 상부에 설치되는 구동모터;
    상기 구동모터의 축에 결합된 권취드럼;
    일단은 상기 권취드럼에 연결되고 타단은 상기 주중량체에 연결되어 구동모터가 작동되면 권취드럼에 감기면서 주중량체를 들어올리는 견인줄;
    상기 주기둥의 상단 일부분에 설치된 주가이드롤러;
    상기 보조기둥의 상단 일부분에 설치된 보조가이드롤러;
    일단은 상기 주중량체에 연결되고 타단은 주가이드롤러를 통해 주아암의 단부에 연결되는 주연결와이어; 및
    일단은 상기 보조중량체에 연결되고 타단은 보조가이드롤러를 통해 보조아암의 단부에 연결되는 보조연결와이어를 포함하여,
    상기 구동모터를 통해 주중량체를 들어올리면 보조중량체가 하강하면서 보조연결와이어를 통해 보조아암을 당겨 추운동체가 보조중량체 방향으로 회전 이동하게 되고, 주중량체를 들어올리던 구동모터의 힘을 제거하면 주중량체가 하강하면서 주연결와이어를 통해 주아암을 당겨 추운동체가 주중량체 방향으로 회전 이동하게 되어, 추운동체가 진자 운동을 하게 구성된 것을 특징으로 하는 발전장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보조중량체 보다 주중량체가 더 무겁게 구성되어, 상기 구동모터를 통해 주중량체를 상방향으로 들어올리면 보조중량체가 하강하면서 주중량체가 잘 들어 올려지도록 돕는 역할을 하고, 들어 올려진 주중량체 부분을 놓아서 주중량체를 하강시키면 주중량체 보다 보조중량체가 가볍기 때문에 보조중량체 부분이 상방향으로 잘 들어 올려지도록 하여, 추운동체가 원활하게 좌우로 진자 운동을 하게 구성된 것을 특징으로 하는 발전장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 주기둥의 상단 일부분에는 주받침대가 설치되고 상기 주가이드롤러는 주받침대 상에서 수평으로 왕복이동 가능하게 설치되며, 상기 보조기둥의 상단 일부분에는 보조받침대가 설치되고 상기 보조가이드롤러는 보조받침대 상에서 수평으로 왕복이동 가능하게 설치되게 구성된 것을 특징으로 하는 발전장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1구동기어의 외면에는 적어도 1개 이상의 제1구동기어용 보조기어가 부착되어 함께 회전하게 설치되고, 제1피동기어의 일측에는 적어도 1개 이상의 제1피동기어용 보조기어가 제1구동기어용 보조기어에 이맞물림되게 설치되되, 제1피동기어용 보조기어는 일방향베어링을 통해 제1동력전달축에 결합되어 제1피동기어용 보조기어가 정회전할 때는 제1동력전달축이 함께 회전하고 제1피동기어용 보조기어가 역회전할 때는 제1동력전달축만 회전하도록 구성되며,
    상기 제2구동기어의 외면에는 적어도 1개 이상의 제2구동기어용 보조기어가 부착되어 함께 회전하게 설치되고, 제2피동기어의 일측에는 적어도 1개 이상의 제2피동기어용 보조기어가 제2구동기어용 보조기어에 이맞물림되게 설치되되, 제2피동기어용 보조기어는 일방향베어링을 통해 제2동력전달축에 결합되어 제1피동기어용 보조기어가 정회전할 때는 제1동력전달축만 회전하고 제1피동기어용 보조기어가 역회전할 때는 제1동력전달축이 함께 회전하도록 구성되어,
    상기 제1구동기어와 제2구동기어가 회전하면서 동력이 제1동력전달축과 제2동력전달축으로 전달될 때 상기 일방향베어링에 가해지는 충격이 분산될 수 있게 구성되되,
    상기 제1구동기어용 보조기어와 제2구동기어용 보조기어는 상기 추운동체의 이동 각도를 고려하여 상기 제1구동기어와 제2구동기어의 일부분에만 형성되게 구성된 것을 특징으로 하는 발전장치.
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