KR101887141B1 - Power Generating Method and Apparatus using Moving of Materials in Extreme Atmosphere - Google Patents

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KR101887141B1
KR101887141B1 KR1020170174126A KR20170174126A KR101887141B1 KR 101887141 B1 KR101887141 B1 KR 101887141B1 KR 1020170174126 A KR1020170174126 A KR 1020170174126A KR 20170174126 A KR20170174126 A KR 20170174126A KR 101887141 B1 KR101887141 B1 KR 101887141B1
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이홍철
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Abstract

The present invention relates to a power generation apparatus using movement of a phase change expansion medium in an extreme atmosphere in accordance with a temperature difference, which produces electricity from repetitive movements of the phase change expansion medium between a sunny place and a shady place by using characteristics of the extreme atmosphere, such as a surface of the moon and the Mars, where vacuum atmospheric states such that ultrahigh and ultralow temperature states are coexisting due to a severe temperature difference between a sunny place receiving sunlight and a shady place not receiving the sunlight and a power generation method thereof. According to the present invention, the power generation apparatus comprises: first and second storage tanks to store the phase change expansion medium; a power generation turbine disposed in a connection pipe between the first and second storage tanks; first and second thermal conductors connected to the first and second storage tanks; and a heating member having a top to receive sunlight and having a bottom alternately coupled to an external exposure end part of the first and second thermal conductors.

Description

극한지에서의 온도차에 따른 상변화 팽창매체의 이동을 이용한 발전장치 및 발전방법{Power Generating Method and Apparatus using Moving of Materials in Extreme Atmosphere}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power generation apparatus and a power generation method using a phase-

본 발명은 달(月) 표면이나 화성 표면 등과 같이 진공의 대기 상태를 가지고 있는 극한지(極限地)에서 전기를 생산할 수 있는 발전(發電)장치 및 발전(發電)방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 진공(眞空)의 대기 상태를 가지고 있기 때문에 태양광이 비추어지는 양지(陽地)와 태양광이 비추지 않는 음지(陰地)의 온도차가 매우 커서 극고온과 극저온 상태가 공존하고 있는 극한지의 특성을 이용하여 양지에서 음지로 상변화 팽창매체가 반복적으로 움직이는 것에 의해 전기를 생산할 수 있는 "극한지에서의 온도차에 따른 상변화 팽창매체의 이동을 이용한 발전장치 및 발전방법"에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power generation device and a power generation method capable of generating electricity in an extreme ground having a vacuum standby state such as a moon surface or a Martian surface, Due to the vacant state of vacuum, the temperature difference between sunlight and sunlight is very large, so the characteristics of extreme ground where extreme high and low temperature conditions coexist To a power generation device and a power generation method using the movement of a phase change expansion medium according to a temperature difference in an extreme ground, which can generate electricity by repeatedly moving a phase change expansion medium from a sunny place to a shade.

달(月) 표면이나 화성 표면 등의 외계 행성 표면은 진공의 대기를 가지고 있으며, 태양광이 비추어지는 양지(陽地)와 태양광이 비추지 않는 음지(陰地)의 온도차가 매우 커서 극고온과 극저온 상태가 공존하고 있는 "극한지(極限地)"에 해당한다. 최근 우주 산업이 활발하게 진행되면서 이러한 극한지에 대한 탐사가 해외 각국에서 실제 진행되고 있으며, 심지어 민간을 상대로 극한지를 경험하는 우주여행까지도 계획되고 있다. The outer planetary surface, such as the moon (moon) surface and Mars surface, has a vacuum atmosphere and the temperature difference between the sun where the sunlight is projected and the sunlight does not shine is very large, And "extreme ground" in which cryogenic conditions coexist. As the space industry has been actively progressing recently, exploration of such extreme places is actually taking place in overseas countries, and space travels are being planned even in the case of extreme terrestrial experiences.

극한지(極限地)를 탐사함에 있어서, 각종 탐사장비의 구동을 위해서는 자체적인 발전은 필수적으로 요구된다. 태양전지판을 구비한 우수탐사선에 관한 대한민국 등록특허 제10-1492030호에서 제시하고 있듯이, 우주 환경 즉, 극한지에서 발전(發電)하는 가장 일반적인 아이디어는 태양광의 직접 조사(照射)를 이용하는 것이다. 그러나 극한지의 경우, 크레이터(crater)와 같은 지형이 많이 존재하고 이런 지형에서는 태양광이 비추지 않는 바, 단순히 태양광의 직접적인 조사를 통한 태양광 발전에만 전력생산을 의존하는 것은 적절하지 않다. In exploring extreme terrain, self-generation is indispensable for driving various exploration equipment. As disclosed in Korean Patent No. 10-1492030 for a surveillance ship equipped with a solar panel, the most general idea to generate electricity in a space environment, that is, an extreme region, is to use direct irradiation of sunlight. However, in the case of extreme terrain, there are many terraces such as craters, and sunlight does not shine in this terrain, so it is not appropriate to depend on power generation only for solar power generation through direct irradiation of sunlight.

대한민국 등록특허공보 제10-1492030호(2015. 02. 10. 공고).Korean Registered Patent No. 10-1492030 (issued October 10, 2015).

본 발명은 위와 같은 문제를 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 진공의 대기상태를 가지고 있으며 극고온과 극저온 상태가 공존하고 있는 공간인 극한지에서, 큰 온도차를 이용하여 발전을 할 수 있게 되는 장치를 제공함으로써, 외계의 행성 표면의 탐사 등에서 자체적이고 안정적인 전기 조달이 가능할 수 있도록 하는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been developed in order to solve the above problems and provides a device capable of generating electricity by using a large temperature difference in a very limited place where a very high temperature and a very low temperature state coexist, The present invention aims to provide a technique for enabling self-stable and stable electric procurement in the exploration of the planetary surface of an extraterrestrial planet.

위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 상변화 팽창매체가 담겨지며, 상변화 팽창매체가 통과함에 따라 전기를 발생시키는 발전터빈이 설치되어 있는 연통관로를 통해서 서로 연통되어 있는 제1 저류조와 제2 저류조; 제1 저류조와 제2 저류조 각각에 열적으로 연결되어 태양광의 조사에 의해 취득된 열에너지를 상변화 팽창매체에 전달하며 타단부가 서로 간격을 두고 마주하여 배치되어 있는 제1 열전도체와 제2 열전도체; 상단은 태양광이 비추는 양지에 존재하지만 하단은 제1,2 열전도체의 서로 마주보는 타단부 사이의 간격에 배치되는 가열부재; 및 가열부재의 하단을 제1 열전도체의 타단부에 접촉시켰다가 필요할 때에 제2 열전도체의 타단부에 접촉되도록 그 위치를 전환시키는 가변기구를 포함하여 구성되어; 양지에 위치하는 가열부재의 상단이 태양광의 조사에 의해 가열되어 열에너지를 제1 열전도체의 타단 또는 제2 열전도체의 타단으로 전달하여 상변화 팽창매체가 팽창하면서 연통관로를 통해서 타측의 저류조로 이동하면서 연통관로 내의 발전터빈에 의해 발전이 일어나는 것을 특징으로 하는 극한지에서의 발전장치가 제공된다. In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a phase change expansion device comprising: a first storage vessel containing a phase change expansion medium and communicating with each other through a communication pipe provided with a power generation turbine generating electricity as the phase change expansion medium passes therethrough; 2 reservoir; The first heat conduction member and the second heat conduction member which are thermally connected to the first storage vessel and the second storage vessel to transmit the heat energy acquired by the irradiation of the sunlight to the phase change expanding medium, ; A heating member disposed at a gap between the opposite ends of the first and second heat conductors, the lower end of the heating member being present in the sunlight on which the sunlight shines; And a variable mechanism which brings the lower end of the heating member into contact with the other end of the first heat conductor and switches its position so as to contact the other end of the second heat conductor when necessary; The upper end of the heating member located on the sunshine is heated by the irradiation of the sunlight to transfer the heat energy to the other end of the first heat conductor or the other end of the second heat conductor to expand the phase change expansion medium and to move to the other storage vessel through the communication pipe And power is generated by the power generating turbine in the communicating pipe.

또한 본 발명에서는 상기한 목적을 달성하기 위하여, 상변화 팽창매체가 담겨지며, 상변화 팽창매체가 통과함에 따라 전기를 발생시키는 발전터빈이 설치되어 있는 연통관로를 통해서 서로 연통되어 있는 제1 저류조와 제2 저류조; 제1 저류조와 제2 저류조 각각에 열적으로 연결되어 태양광의 조사에 의해 취득된 열에너지를 상변화 팽창매체에 전달하며 타단부가 서로 간격을 두고 마주하여 배치되어 있는 제1 열전도체와 제2 열전도체; 상단은 태양광이 비추는 양지에 존재하지만 하단은 제1,2 열전도체의 서로 마주보는 타단부 사이의 간격에 배치되는 가열부재; 및 가열부재의 하단을 제1 열전도체의 타단부에 접촉시켰다가 필요할 때에 제2 열전도체의 타단부에 접촉되도록 그 위치를 전환시키는 가변기구를 포함하는 발전장치를 이용하는데; 가열부재의 상단을 태양광이 조사되는 양지에 위치시키고, 제1 저류조 및 제2 저류조와, 제1 열전도체 및 제2 열전도체는 모두 음지에 위치시켜서, 태양광의 조사에 의해 가열되어 열에너지를 제1 열전도체의 타단 또는 제2 열전도체의 타단으로 전달하여 상변화 팽창매체가 팽창하면서 연통관로를 통해서 타측의 저류조로 이동하면서 연통관로 내의 발전터빈에 의해 발전이 일어나게 만드는 것을 특징으로 하는 극한지에서의 발전방법이 제공된다. In order to achieve the above object, according to the present invention, there is further provided a first storage vessel containing phase-change expanding media and communicating with each other through a communication pipe provided with a power generation turbine generating electricity as the phase- A second storage vessel; The first heat conduction member and the second heat conduction member which are thermally connected to the first storage vessel and the second storage vessel to transmit the heat energy acquired by the irradiation of the sunlight to the phase change expanding medium, ; A heating member disposed at a gap between the opposite ends of the first and second heat conductors, the lower end of the heating member being present in the sunlight on which the sunlight shines; And a variable mechanism for bringing the lower end of the heating member into contact with the other end of the first heat conductor and switching its position to be in contact with the other end of the second heat conductor when necessary; The upper end of the heating member is placed in a sunny place to which sunlight is irradiated, the first storage vessel and the second storage vessel, the first thermal conductor and the second thermal conductor are all located on the sound field, 1 thermal conductor or the other end of the second heat conductor so that the phase change expansion medium expands while being moved to the other storage vessel through the communication pipe to generate electricity by the power generation turbine in the communication pipe. Is provided.

위와 같은 본 발명은, 이동이 가능한 이동대차 위에 발전장치가 탑재되어 가열부재의 상단은 양지에 위치하고, 제1 저류조 및 제2 저류조와, 제1 열전도체 및 제2 열전도체는 모두 음지에 위치하게 되는 지형으로 이동할 수 있도록 구성할 수 있으며, 더 나아가, 가열부재의 하단이 접촉하게 되는 제1 열전도체 및 제2 열전도체 각각의 타단부는 서로 마주하고 있는 판재로 이루어지고, 태양광이 조사되는 가열부재의 상단은 태양광의 집속을 위한 패널로 이루어질 수도 있다. According to the present invention as described above, the power generation device is mounted on a movable movable carriage so that the upper end of the heating member is located on the sunny place, the first storage vessel and the second storage vessel, and the first and second heat conductive bodies are both located on the sound field Further, the other end of each of the first and second heat conductors, to which the lower end of the heating member is brought into contact, is made of a plate material facing each other, The upper end of the heating member may be made of a panel for focusing sunlight.

본 발명에 의하면, 진공의 대기를 가지고 극고온과 극저온 상태가 공존하여 음지와 양지의 온도차가 매우 큰 달 표면, 화성 표면과 같은 외계의 극한지에서도 지속적으로 자가 발전이 이루어질 수 있으며, 그에 따라 외부에서의 전원 공급 없이도 극한지에서의 탐사 등에 필요한 충분한 전기를 공급할 수 있게 된다. According to the present invention, self-power generation can be continuously performed even in extreme environments such as a moon surface and a Mars surface, where a temperature difference between a dark place and a sun is very large due to coexistence of extreme high temperature and extremely low temperature state with a vacuum atmosphere, It is possible to supply sufficient electricity necessary for exploration at an extreme ground without power supply from the power source.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발전장치의 구성을 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 발전장치의 내부 구성을 보여주는 개략적인 구성도이다.
도 3은 극한지의 오목한 지형에 본 발명의 발전장치가 배치되어 있는 상태를 보여주는 개략도이다.
도 4는 본 발명에서 제1 저류조가 가열되어 상변화 팽창매체가 제2 저류조로 이동하면서 발전이 이루어지는 것을 보여주는 도 2에 대응되는 개략적인 구성도이다.
도 5는 본 발명에서 제2 저류조가 가열되어 상변화 팽창매체가 제1 저류조로 이동하면서 발전이 이루어지는 것을 보여주는 도 2에 대응되는 개략적인 구성도이다.
도 6은 볼록한 지형의 주변에 본 발명의 발전장치가 설치되어 있는 것을 보여주는 개략도이다. 1 is a schematic perspective view showing a configuration of a power generation apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing an internal configuration of the power generating apparatus shown in FIG. 1. FIG.
3 is a schematic view showing a state in which the power generation apparatus of the present invention is disposed on a concave terrain of an ultimate terrain.
FIG. 4 is a schematic view corresponding to FIG. 2 showing that the first storage vessel is heated to generate power by moving the phase-change expanding medium to the second storage vessel in the present invention.
FIG. 5 is a schematic view corresponding to FIG. 2 showing that the second storage tank is heated to generate power by moving the phase change expansion medium to the first storage tank in the present invention.
Fig. 6 is a schematic view showing that the power generation device of the present invention is installed around a convex terrain.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, it is to be understood that the technical idea of the present invention and its essential structure and operation are not limited thereby.

도 1에는 본 발명의 실시예에 따른 발전장치(100)의 구성을 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있으며, 도 2에는 도 1에 도시된 발전장치(100)의 내부 구성을 보여주는 개략적인 구성도가 도시되어 있다. FIG. 1 is a schematic perspective view showing a configuration of a power generation apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic diagram showing an internal configuration of the power generation apparatus 100 shown in FIG. 1 Respectively.

본 발명에 따른 발전장치(100)는, 상변화 팽창매체가 밀봉된 상태도 담겨져 있게 되는 2개의 저류조 즉, 제1,2 저류조(1a, 1b)를 포함하고 있다. 제1 저류조(1a)와 제2 저류조(1b)는 연통관로(4)에 의해 서로 그 내부가 연통되어 있으며, 연통관로(4) 내에는 상변화 팽창매체가 이동함에 따라 회전에 의해 전기를 생산하는 발전터빈(40)이 구비되어 있다. 상변화 팽창매체는 "제1 저류조(1a) - 연통관로(4) - 제2 저류조(1b)" 및 반대의 "제2 저류조(1b) - 연통관로(4) - 제1 저류조(1a)" 로의 이동을 반복하는 "폐회로"의 상태로 이동하게 된다. The power generation apparatus 100 according to the present invention includes two storage tanks, that is, first and second storage tanks 1a and 1b, in which the phase change expansion medium is also sealed. The inside of the first storage vessel 1a and the second storage vessel 1b communicate with each other by a communicating pipe passage 4. As the phase transition expanding medium moves in the communicating pipe passage 4, A power generation turbine 40 is provided. The phase change expanding medium is supplied to the first storage vessel 1a through the communicating pipe passage 4 and the second storage vessel 1b and to the opposite second storage vessel 1b through the communicating passage 4 through the first storage vessel 1a, Quot; closed loop "state in which the movement to the " closed circuit "

제1 저류조(1a)에는 제1 열전도체(2a)가 연결되어 있으며, 제2 저류조(1b)에는 제2 열전도체(2b)가 연결되어 있다. 도면에 도시된 실시예의 경우, 제1,2 열전도체(2a, 2b)는 막대 형태의 부재로 구성되어 있으며, 제1 열전도체(2a)의 일단부는 제1 저류조(1a)의 내부에 삽입되어 있고, 제2 열전도체(2b)의 일단부는 제2 저류조(1b)의 내부에 삽입 배치되어 있다. 따라서 제1 저류조(1a)에 상변화 팽창매체가 담겨져 있는 상태에서 제1 열전도체(1a)에 의해 열에너지가 제1 저류조(1a)에 전달되면, 제1 저류조(1a)에 담겨 있던 상변화 팽창매체는 열에너지를 공급받아 기화 및 팽창하게 되고, 제2 저류조(1b)의 경우에도 이와 마찬가지로 제2 저류조(1b)에 상변화 팽창매체가 담겨져 있는 상태에서 제2 열전도체(2b)에 의해 열에너지가 제2 저류조(1b)에 전달되면, 제2 저류조(1b)에 담겨 있던 상변화 팽창매체는 열에너지를 공급받아 기화 및 팽창하게 된다. The first storage vessel 1a is connected to the first thermal conductor 2a and the second storage vessel 1b is connected to the second thermal conductor 2b. In the embodiment shown in the drawing, the first and second heat conductors 2a and 2b are rod-shaped members, and one end of the first heat conductor 2a is inserted into the first storage vessel 1a And one end of the second heat conductor 2b is inserted into the second storage vessel 1b. Therefore, when the thermal energy is transferred to the first storage vessel 1a by the first thermal conductor 1a in a state in which the phase change expansion medium is contained in the first storage vessel 1a, the phase change expansion In the case of the second storage vessel 1b as well, the thermal energy is absorbed by the second thermal conductor 2b in a state in which the phase change expansion medium is contained in the second storage vessel 1b When transferred to the second storage vessel 1b, the phase change expansion medium contained in the second storage vessel 1b is vaporized and expanded by receiving thermal energy.

제1,2 열전도체(2a, 2b)의 타단부는 제1, 2 저류조의 외부에서 서로 간격을 두고 마주하도록 배치된다. 도면에 예시된 것처럼, 제1,2 열전도체(2a, 2b)의 타단부는 판부재로 이루어져서 제1,2 열전도체(2a, 2b)의 평평한 타단부가 서로 간격을 두고 마주하여 배치될 수 있다. The other ends of the first and second heat conductors (2a, 2b) are arranged so as to face each other at an interval from the outside of the first and second storage tanks. As illustrated in the figure, the other ends of the first and second heat conductors 2a and 2b are plate members, so that the other flat ends of the first and second heat conductors 2a and 2b can be disposed to face each other at an interval have.

본 발명의 발전장치(100)에는 태양광이 조사되면 가열되는 가열부재(3)가 구비되는데, 가열부재(3)는 봉(棒) 부재로 구성될 수 있다. 발전을 위해서 가열부재(3)의 상단은 태양광이 비추는 위치 즉, 양지에 존재하지만 가열부재(3)의 하단은 제1,2 열전도체(2a, 2b)의 서로 마주보는 타단부 사이의 간격에 배치된다. 본 발명의 발전장치(100)에는 가열부재(3)의 하단 위치를 가변시키는 가변기구(30)가 구비되어 있다. 도면의 실시예처럼, 본 발명의 발전장치(100)에서, 태양광이 조사되는 가열부재(3)의 상단은, 태양광에 의해 쉽게 가열될 수 있도록 태양광을 집속할 수 있는 넓은 패널형태로 이루어질 수 있다. The power generation apparatus 100 of the present invention is provided with a heating member 3 that is heated when sunlight is irradiated. The heating member 3 may be composed of a rod member. The upper end of the heating member 3 is located at the position where sunlight is emitted, that is, the sunshine, but the lower end of the heating member 3 is spaced apart from the other end portions of the first and second heat conductors 2a and 2b, . The power generation apparatus 100 of the present invention is provided with the variable mechanism 30 for varying the position of the lower end of the heating member 3. As shown in the drawings, in the power generating apparatus 100 of the present invention, the upper end of the heating member 3 to which sunlight is irradiated is in the form of a wide panel capable of focusing sunlight so that it can be easily heated by sunlight Lt; / RTI >

가변기구(30)는 가열부재(3)의 하단 위치를 전환시키는 수단으로서, 가변기구(30)의 작동에 의해 가열부재(3)의 하단은 제1 열전도체(1a)의 타단부에 접합되어 있다가, 필요할 때에 제2 열전도체(1b)의 타단부에 접합되도록 그 위치가 전환되며, 그 반대로도 움직이게 된다. 즉, 가변기구(3)의 작동에 의해 가열부재(3)의 하단은 제1 열전도체(1a)의 타단부에 접촉되거나 제2 열전도체(1b)의 타단부에 선택적으로 접촉되는 것이다. 가변기구(30)는 다양한 형태로 구성될 수 있는데, 모터와 기어조립체를 구비한 구성을 가지고 있어서, 작동신호에 의해 모터가 작동되면 기어조립체의 기어 작동에 의해 가열부재(3)의 하단 위치가 후술하는 것처럼 제1,2 열전도체(1a, 1b)의 타단부 사이를 번갈아가면서 전환되도록 움직이는 형태로 구성할 수 있다.The variable mechanism 30 is a means for switching the lower end position of the heating member 3 and the lower end of the heating member 3 is joined to the other end of the first heat conductor 1a by the operation of the variable mechanism 30 The position thereof is switched so as to be connected to the other end of the second heat conductor 1b when necessary, and vice versa. That is, the lower end of the heating member 3 is brought into contact with the other end of the first heat conductor 1a or selectively in contact with the other end of the second heat conductor 1b by the operation of the variable mechanism 3. When the motor is operated by the operation signal, the lower end position of the heating member 3 is shifted to the lower position by the gear operation of the gear assembly And the other ends of the first and second heat conductors 1a and 1b may be alternately moved to be switched as described later.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명의 발전장치(100)는 극한지에서 가열부재(3)의 상단은 태양광이 조사되는 양지에 위치하고, 제1,2 저류조(1a, 1b) 및 제1,2 열전도체(2a, 2b)는 태양광이 비추지 않는 음지에 위치하도록 설치된다. 도 3에는 극한지의 오목한 지형에 본 발명의 발전장치(100)가 배치되어 있는 상태를 보여주는 개략도가 도시되어 있는데, 도 3에 도시된 것처럼 오목한 부분 즉, 크레이터와 같은 오목하여 태양광이 직접 조사되지 않는 음지에 제1,2 저류조(1a, 1b) 및 제1,2 열전도체(2a, 2b)가 위치하고 가열부재(3)의 상단은 양지에 위치하여 태양광이 가열부재(3)에 조사되도록 발전장치(100)가 배치된다. In the power generating apparatus 100 of the present invention having the above-described structure, the upper end of the heating member 3 is located at a position where sunlight is irradiated, and the first and second storage vessels 1a and 1b, The conductors 2a and 2b are installed so as to be located on the shade where the sunlight does not shine. FIG. 3 is a schematic view showing a state in which the power generation apparatus 100 of the present invention is disposed on a concave terrain of an ultimate terrain. As shown in FIG. 3, the concave portion, that is, The first and second storage vessels 1a and 1b and the first and second heat conductors 2a and 2b are located at the sound level and the upper end of the heating member 3 is positioned at the sunny place so that the sunlight is irradiated to the heating member 3. [ Generator device 100 is disposed.

극한지의 경우에는 진공의 대기 상태로 인하여, 태양광이 비추는 양지와 태양광이 비추지 않는 음지가 공존한 상태에서 음지와 양지의 온도차는 약 섭씨 280도 정도가 된다. 따라서 양지에 위치하는 가열부재(3)의 상단은 태양광의 조사에 의해 매우 높은 온도로 상승하게 되고, 이렇게 상승된 열에너지는 가열부재(3)를 통해서, 가열부재(3)의 하단과 접합하고 있는 제1 열전도체(2a)의 타단부 또는 제2 열전도체(2b)의 타단부로 전달된다. 이 때, 가열부재(3)의 하단이 제1 열전도체(1a)의 타단부와 접촉하고 있다면 제2 열전도체(2b)의 타단부는 가열부재(3)와 전혀 접촉되지 않으며, 그 반대의 경우도 마찬가지이다. In the case of extreme ground, due to the atmospheric state of vacuum, the temperature difference between sunshine and sunshine is about 280 degrees Celsius with sunshine sunshine and sunshine sunshine coexist. Therefore, the upper end of the heating member 3 located on the sunshine is raised to a very high temperature by the irradiation of the sunlight, and the heat energy thus raised joins with the lower end of the heating member 3 through the heating member 3 And is transmitted to the other end of the first heat conductor 2a or the other end of the second heat conductor 2b. At this time, if the lower end of the heating member 3 is in contact with the other end of the first heat conductor 1a, the other end of the second heat conductor 2b is not in contact with the heating member 3 at all, The same is true for the case.

도 4에는 제1 저류조(1a)가 가열되어 상변화 팽창매체가 기화 및 팽창되어 제1 저류조(1a)로부터 제2 저류조(1b)로 이동하면서 발전이 이루어지는 것을 보여주는 도 2에 대응되는 개략적인 구성도가 도시되어 있으며, 도 5에는 이와 반대로 제2 저류조(1b)가 가열되어 상변화 팽창매체가 기화 및 팽창되어 제2 저류조(1b)로부터 제1 저류조(1a)로 이동하면서 발전이 이루어지는 것을 보여주는 도 2에 대응되는 개략적인 구성도가 도시되어 있다.  Fig. 4 shows a schematic configuration corresponding to Fig. 2 showing that the first storage vessel 1a is heated to evaporate and expand the phase-change expansion medium to move from the first storage vessel 1a to the second storage vessel 1b, 5 shows that the second storage tank 1b is heated to evaporate and expand the phase change expansion medium to generate electricity as it moves from the second storage tank 1b to the first storage tank 1a A schematic diagram corresponding to Fig. 2 is shown.

예를 들어 도 4에 도시된 것처럼 가열부재(3)의 하단이 제1 열전도체(2a)의 타단부와 접촉하고 있는 상태에서는, 태양광의 조사에 의해 가열부재(3)에 가해진 태양열 에너지가 제1 열전도체(2a)로 전달되고, 제1 열전도체(2a)의 하단과 열적으로 접촉하고 있는 제1 저류조(1a)로 열에너지가 전달된다. 그에 따라 제1 저류조(1a)에 담겨져 있던 상변화 팽창매체는 기화 및 팽창하면서 연통관로(4)를 통해서 제2 저류조(1b)로 이동하게 되는데, 이 과정에서 연통관로(4) 내의 발전터빈(40)이 상변화 팽창매체에 의해 작동하면서 발전이 일어난다. 즉, 상변화 팽창매체가 연통관로(4)를 통과하면서 발전터빈(40)을 회전시키면서 발전이 이루어지는 것이다. 이 때, 제2 저류조(1b)는 극저온 상태의 음지에 위치하고 있으므로, 연통관로(4)를 통과해서 제2 저류조(1b)로 이동해온 상변화 팽창매체는 급속히 냉각된다. For example, in the state where the lower end of the heating member 3 is in contact with the other end of the first heat conductor 2a as shown in Fig. 4, the solar heat energy applied to the heating member 3 Thermal energy is transferred to the first storage vessel 1a which is in thermal contact with the lower end of the first thermal conductor 2a. The phase change expansion medium contained in the first storage vessel 1a is vaporized and expanded and moves to the second storage vessel 1b through the communication pipe 4. In this process, 40 is operated by the phase change expansion medium, power generation occurs. That is, power is generated while the power generation turbine 40 is rotated while the phase-change expansion medium passes through the communicating pipe 4. At this time, since the second storage vessel 1b is located in the sound environment of the extremely low temperature state, the phase change expanding medium which has passed through the communication pipe passage 4 and moved to the second storage vessel 1b is rapidly cooled.

한편, 제1 저류조(1a)에 담겨진 상변화 팽창매체가 제2 저류조(1b)로 이동하게 됨으로써 제1 저류조(1a)에 담겨진 상변화 팽창매체가 사전에 정해진 정도 이하로 소진되면, 그에 따라 가변기구(30)가 가열부재(3)의 하단 위치를 전환하여, 도 5에 도시된 것처럼 가열부재(3)의 하단이 제2 열전도체(2b)의 타단부와 접촉되게 만든다. 가변기구(30)의 가변 작동은 타이머를 이용하여 일정 시간 간격마다 이루어지도록 할 수도 있지만, 제1,2 저류조(1a, 1b) 내부의 압력에 근거하여 이루어지도록 할 수도 있다. 즉, 제1, 2 저류조 내부의 압력을 측정하는 압력센서를 설치하여, 압력측정값에 따라 가변기구(3)가 가변작동하도록 구성할 수 있는 것이다. On the other hand, when the phase change expanding medium contained in the first storage vessel 1a is moved to the second storage vessel 1b, the phase change expanding medium contained in the first storage vessel 1a is exhausted to a predetermined degree or less, The mechanism 30 switches the lower end position of the heating member 3 to bring the lower end of the heating member 3 into contact with the other end of the second heat conductor 2b as shown in Fig. The variable operation of the variable mechanism 30 may be performed at predetermined time intervals using a timer, but may be performed based on the pressure inside the first and second storage vessels 1a and 1b. That is, it is possible to provide a pressure sensor for measuring the pressure inside the first and second storage tanks so that the variable mechanism 3 can be configured to be variable in accordance with the pressure measurement value.

가변기구(30)의 작동에 의해 가열부재(3)의 하단이 제2 열전도체(2b)의 타단부와 접촉하면, 이번에는 위에서 설명한 것과 마찬가지로 태양광의 조사에 의해 가열부재(3)에 가해진 태양열 에너지는 제2 열전도체(2b)를 통해서 제2 저류조(1b)로 전달되고, 그에 따라 이번에는 제2 저류조(1b)에 담겨져 있던 상변화 팽창매체가 기화 및 팽창하면서 연통관로(4)를 통해서 제1 저류조(1a)로 이동하게 되면서 연통관로(4) 내의 발전터빈(40)에 의해 발전이 일어난다. 제2 저류조(1b)에 담겨진 상변화 팽창매체가 사전에 정해진 정도 이하로 소진되면, 앞서 설명한 바와 같은 제1 저류조(1a)로의 태양열 공급이 다시 이루어지고 상기한 과정이 반복된다. When the lower end of the heating member 3 comes into contact with the other end of the second heat conductor 2b by the operation of the variable mechanism 30, the solar heat applied to the heating member 3 The energy is transferred to the second storage vessel 1b through the second heat conductor 2b so that the phase change expansion medium contained in the second storage vessel 1b is evaporated and expanded through the communication tube 4 Power is generated by the power generation turbine 40 in the communicating pipe 4 while moving to the first storage vessel 1a. When the phase change expansion medium contained in the second storage vessel 1b is exhausted to a predetermined degree or less, the solar heat supply to the first storage vessel 1a as described above is performed again and the above-described process is repeated.

이와 같이 본 발명의 발전장치(100)에서는 상변화 팽창매체를 응축시키는 응축기 없이도, 가변기구(30)에 의해 가열부재(3)의 하단 위치가, 제1 열전도체(2a)와의 접촉위치와 제2 열전도체(2b)와의 접촉 위치로 선택적으로 가변되면서 각각 제1,2 저류조에 담겨진 상변화 팽창매체를 순차적으로 번갈아가면서 기화 및 팽창시키게 되고, 팽창된 상변화 팽창매체가 연통관로(4)를 통과하면서 발전터빈(40)을 계속하여 작동시켜 지속적인 발전이 이루어지게 된다. As described above, in the power generation apparatus 100 of the present invention, the lower end position of the heating member 3 is shifted by the variable mechanism 30 from the contact position of the heating element 3 with the first heat conductor 2a, The expansion and contraction of the expanded phase-change expanding medium can be suppressed, and the expansion and contraction of the expanded phase-change expanding medium can be suppressed, The power generation turbine 40 is continuously operated while continuing the power generation.

태양의 위치에 따라서는 음지가 되는 장소가 변화될 수 있으므로, 필요에 따라서는 이동용 대차(200) 위에 본 발명의 발전장치(100)를 탑재하여 필요한 장소로 이동하도록 구성할 수도 있다. 특히, 본 발명의 발전장치(100)가 설치되는 위치는 도 3에 도시한 것과 같은 오목한 장소 이외에도 볼록한 장소의 주변이 될 수도 있다. 도 6에는 볼록한 지형의 주변에 본 발명의 발전장치(100)가 설치되어 있는 것을 보여주는 개략도가 도시되어 있다. 도 6에 도시된 것처럼 볼록한 돌출지형 주위에도 음지가 형성되므로, 돌출지형으로 인하여 생기는 음지에 제1,2 저류조(1a, 1b)와 제1,2 열전도체(2a, 2b)가 위치하고, 가열부재(3)는 그 상단이 양지에 위치할 수 있도록 본 발명의 발전장치(100)를 배치하여 사용할 수 있는 것이다. The location of the sound field may be changed depending on the position of the sun, so that the power generation apparatus 100 of the present invention may be mounted on the mobile truck 200 if necessary and moved to a required place. Particularly, the position where the power generation apparatus 100 of the present invention is installed may be a periphery of a convex place as well as a concave place as shown in Fig. Fig. 6 is a schematic view showing that the power generation apparatus 100 of the present invention is installed around a convex terrain. 6, the first and second storage tanks 1a and 1b and the first and second heat conductors 2a and 2b are located in a sound field caused by the protruding topography, The power generation device 3 of the present invention can be used by disposing the power generation device 100 of the present invention so that the upper end thereof can be positioned on the sunny place.

이와 같은 본 발명의 발전장치(100)에 의하면, 진공의 대기를 가지고 극고온과 극저온 상태가 공존하여 음지와 양지의 온도차가 매우 큰 극한지에서도 지속적으로 자가 발전이 이루어질 수 있으며, 그에 따라 외부에서의 전원 공급 없이도 극한지에서의 탐사 등에 필요한 충분한 전기를 공급할 수 있게 된다. According to the power generation apparatus 100 of the present invention, since the extreme high temperature and the extreme low temperature state coexist with the atmosphere of vacuum, self-power generation can be continuously performed even in the extreme region where the temperature difference between the shade and the sun is very large, It is possible to supply enough electricity necessary for the exploration at the extreme ground without the power supply of the power source.

1a: 제1 저류조
1b: 제2 저류조
2a: 제1 열전도체
2b: 제2 열전도체
3: 가열부재
4: 연통관로1a: first storage tank
1b: second reservoir
2a: a first thermoconductor
2b: second thermoconductor
3: heating member
4: By communicating tube

Claims (4)

팽창매체가 담겨지며, 팽창매체가 통과함에 따라 전기를 발생시키는 발전터빈이 설치되어 있는 연통관로를 통해서 서로 연통되어 있는 제1 저류조와 제2 저류조;
제1 저류조와 제2 저류조 각각에 열적으로 연결되어 태양광의 조사에 의해 취득된 열에너지를 팽창매체에 전달하며 타단부가 서로 간격을 두고 마주하여 배치되어 있는 제1 열전도체와 제2 열전도체;
상단은 태양광이 비추는 양지에 존재하지만 하단은 제1,2 열전도체의 서로 마주보는 타단부 사이의 간격에 배치되는 가열부재; 및
가열부재의 하단을 제1 열전도체의 타단부에 접촉시켰다가 필요할 때에 제2 열전도체의 타단부에 접촉되도록 그 위치를 전환시키는 가변기구를 포함하여 구성되어;
양지에 위치하는 가열부재의 상단이 태양광의 조사에 의해 가열되어 열에너지를 제1 열전도체의 타단 또는 제2 열전도체의 타단으로 전달하여 팽창매체가 기화 및 팽창하면서 연통관로를 통해서 타측의 저류조로 이동하면서 연통관로 내의 발전터빈에 의해 발전이 일어나는 것을 특징으로 하는 극한지에서의 발전장치.
A first storage vessel and a second storage vessel containing an expansion medium and communicating with each other through a communication pipe provided with a power generation turbine generating electricity as the expansion medium passes through;
A first heat conductor and a second heat conductor which are thermally connected to the first storage vessel and the second storage vessel to transmit thermal energy acquired by irradiation of sunlight to the expansion medium and the other ends thereof are disposed to face each other at an interval;
A heating member disposed at a gap between the opposite ends of the first and second heat conductors, the lower end of the heating member being present in the sunlight on which the sunlight shines; And
And a variable mechanism for bringing the lower end of the heating member into contact with the other end of the first heat conductor and switching its position to be in contact with the other end of the second heat conductor when necessary;
The upper end of the heating member located on the sunshine is heated by the irradiation of the sunlight to transfer the heat energy to the other end of the first heat conductor or the other end of the second heat conductor to vaporize and expand the inflation medium and move to the other storage vessel through the communication pipe path And power is generated by the power turbine in the communicating pipe.
제1항에 있어서,
이동이 가능한 이동대차 위에 탑재되어 가열부재의 상단은 양지에 위치하고, 제1 저류조 및 제2 저류조와, 제1 열전도체 및 제2 열전도체는 모두 음지에 위치하게 되는 지형으로 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 극한지에서의 발전장치.
The method according to claim 1,
Characterized in that the upper end of the heating member is mounted on a movable movable carriage so that the upper end of the heating member is located on the sunshine and the first storage vessel and the second storage vessel and the first and second thermal conductors can be moved to the terrain, Generating device in extreme ground.
제1항 또는 제2항에 있어서,
가열부재의 하단이 접촉하게 되는 제1 열전도체 및 제2 열전도체 각각의 타단부는 서로 마주하고 있는 판재로 이루어지며;
태양광이 조사되는 가열부재의 상단은 태양광의 집속을 위한 패널로 이루어진 것을 특징으로 하는 극한지에서의 발전장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
The other end of each of the first and second heat conductors contacting the lower end of the heating member is made of a plate material facing each other;
Characterized in that the upper end of the heating member to which sunlight is irradiated is made of a panel for focusing sunlight.
팽창매체가 담겨지며, 팽창매체가 통과함에 따라 전기를 발생시키는 발전터빈이 설치되어 있는 연통관로를 통해서 서로 연통되어 있는 제1 저류조와 제2 저류조;
제1 저류조와 제2 저류조 각각에 열적으로 연결되어 태양광의 조사에 의해 취득된 열에너지를 팽창매체에 전달하며 타단부가 서로 간격을 두고 마주하여 배치되어 있는 제1 열전도체와 제2 열전도체;
상단은 태양광이 비추는 양지에 존재하지만 하단은 제1,2 열전도체의 서로 마주보는 타단부 사이의 간격에 배치되는 가열부재; 및
가열부재의 하단을 제1 열전도체의 타단부에 접촉시켰다가 필요할 때에 제2 열전도체의 타단부에 접촉되도록 그 위치를 전환시키는 가변기구를 포함하는 발전장치를 이용하는데;
가열부재의 상단을 태양광이 조사되는 양지에 위치시키고, 제1 저류조 및 제2 저류조와, 제1 열전도체 및 제2 열전도체는 모두 음지에 위치시켜서, 태양광의 조사에 의해 가열되어 열에너지를 제1 열전도체의 타단 또는 제2 열전도체의 타단으로 전달하여 팽창매체가 기화 및 팽창하면서 연통관로를 통해서 타측의 저류조로 이동하면서 연통관로 내의 발전터빈에 의해 발전이 일어나게 만드는 것을 특징으로 하는 극한지에서의 발전방법. A first storage vessel and a second storage vessel containing an expansion medium and communicating with each other through a communication pipe provided with a power generation turbine generating electricity as the expansion medium passes through;
A first heat conductor and a second heat conductor which are thermally connected to the first storage vessel and the second storage vessel to transmit thermal energy acquired by irradiation of sunlight to the expansion medium and the other ends thereof are disposed to face each other at an interval;
A heating member disposed at a gap between the opposite ends of the first and second heat conductors, the lower end of the heating member being present in the sunlight on which the sunlight shines; And
And a variable mechanism for bringing the lower end of the heating member into contact with the other end of the first heat conductor and switching its position to be in contact with the other end of the second heat conductor when necessary;
The upper end of the heating member is placed in a sunny place to which sunlight is irradiated, the first storage vessel and the second storage vessel, the first thermal conductor and the second thermal conductor are all located on the sound field, And the other end of the first heat conductor or the other end of the second heat conductor so that the expansion medium is vaporized and expanded while moving to the storage vessel on the other side through the communicating pipe to generate power by the power generating turbine in the communicating pipe. .
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