KR101958616B1 - 튜블러형 소형 발전기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 관으로 이루어진 튜블러형 소형 발전기에 관한 것이다.
더욱 구체적으로는, 내부를 유동하는 물의 낙차로 인해 발전이 가능함으로써, 양식 및 양어장, 계곡, 농수로, 캠핑, 낚시, 레저, 여행 등 물이 있는 장소에 설치하여 수력 발전을 통해 필요한 전력을 확보할 수 있도록 하는, 튜블러형 소형 발전기에 관한 것이다.

Description

튜블러형 소형 발전기{Tubular Minimum Generator}

본 발명은 관으로 이루어진 튜블러형 소형 발전기에 관한 것이다.

더욱 구체적으로는, 내부를 유동하는 물의 낙차로 인해 발전이 가능함으로써, 양식 및 양어장, 계곡, 농수로, 캠핑, 낚시, 레저, 여행 등 물이 있는 장소에 고정형 또는 이동형으로 설치하여 수력 발전을 통해 필요한 전력을 확보할 수 있도록 하는, 튜블러형 소형 발전기에 관한 것이다.

통상, 발전기란 다양한 에너지원을 기계적 장치로 변환시켜 전기에너지로 생산하는 장치로서 현대사회에 있어 없어서는 안되는 필수적인 장치이다.

여기서 캠핑 또는 레저와 같이 야외에서는 별도의 전력을 공급받을 수 없기 때문에 전력이 저장된 배터리나 소형 발전기를 이용해야 한다. 그러나 배터리는 저장 용량에 따라 부피나 무게가 상대적으로 비례하므로 휴대용으로는 적합하지 않고 잦은 충ㆍ방전에 의해 수명이 짧아지는 문제가 있다.

발전기는 엔진을 이용하기 때문에 부피와 무게가 상당하면서 소음과 진동이 발생하는 폐단이 있다. 아울러 엔진을 이용한 발전기는 휘발유나 경유를 태워 구동하기 때문에 환경오염에 심각한 원인이 되고 구조가 복잡하기에 유지관리가 어렵고 고장 또한 빈번히 발생하는 문제가 있다.

이에 따라, 자연(그린) 에너지를 활용한 발전장치가 개발되고 있는 추세인데, 관련된 기술로서, 등록실용신안공보 제20-0399617호의 "풍력을 이용한 휴대용 발전장치가 제안된 바 있다.

그러나 바람이 지속적으로 불지 않고 간헐적으로 불게 되면, 안정되고 연속적인 전력을 생산할 수가 없는 문제가 있다.

이밖에 공개특허공보 제10-2000-0056018호의 "열전반도체를 이용한 야외용 휴대발전장치 및 그 발전제어방법", 공개특허공보 제10-2003-0004648호의 "휴대용 열전 발전기", 등록특허공보 제10-0812797호의 "휴대용 열전발전기"가 제안되고 있다.

하지만, 펠티어 소자를 사용하기 때문에 소재에 따른 제조비용이 상당히 높고, 발열판과 냉각판의 온도차이로 전기를 생산하므로 별도의 부가장치가 필요하게 되므로 전력생산 대비 비용이 높은 비효율적인 문제점이 있다.

따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위한 일환으로 등록특허공보 제10-1047919호 "휴대용 수력 발전기"가 제안되었다. 제안된 발전기는 비교적 경박단소한 구조를 지님에 따라 제조비용이 절감되어 소비자에게 저렴하게 제공할 수 있으며, 중량이 가벼워 휴대성에 용이하면서 유지관리와 보관이 용이하고, 수력을 이용하여 환경오염을 방지하면서 효율적인 전력을 생산할 수 있는 효과가 있다.

그러나 발전기를 지지하는 구조가 단순 판 형태를 가지므로 계곡이나 강물에 다양한 지형에 안정적으로 설치할 수가 없는 문제점이 존재한다.

즉, 장소에 구애받게 되는 문제점이 존재한다.

등록실용신안공보 제20-0399617호(2005.10.27. 공고) 공개특허공보 제10-2000-0056018호(2000.09.15.) 공개특허공보 제10-2003-0004648호(2003.01.15.) 등록특허공보 제10-0812797호(2008.03.12. 공고) 등록특허공보 제10-1047919호(2011.07.08. 공고)

본 발명의 목적은, 내부를 유동하는 물의 낙차로 인해 발전이 가능함으로써, 양식 및 양어장, 계곡, 농수로, 캠핑, 낚시, 레저, 여행 등 물이 있는 장소에서 필요에 따라 고정형 또는 이동형으로 설치하여 수력 발전을 통해 필요한 전력을 확보할 수 있도록 하는, 튜블러형 소형 발전기를 제공하는데 있다.

상술된 목적을 달성하기 위하여 안출된 것으로 본 발명에 따른 튜블러형 소형 발전기는,

상부방향에서 하부방향으로 연장된 제1 유로(10)와,

다른 방향에서 상부방향에서 하부방향으로 연장된 제3 유로(30)와,

상기 제3 유로(30)와 제1 유로(10)가 만나는 영역에서부터 하부방향으로 연장된 제2 유로(20)를 포함하되,

상기 제1 유로(10), 제2 유로(20) 및 제3 유로(30)의 만나는 영역은 모두 연통되어 연결되고,

상기 제1 유로(10)의 상측 단부는 개방되어 플랜지(11)가 형성되고, 제2 유로(20)의 하측 단부는 개방되어 플랜지(21)가 형성되는 외형 구조를 갖도록 구성된 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 제2 유로(20)는 제3 유로(10)에 대해 일직선상에 위치되나, 하측 단부는 굴곡진 형태를 갖고,

상기 제1 유로(10)는 제2 유로(20)의 굴곡진 영역에 대하여 일직선상에 위치되되, 제1 유로(10)와 제2 유로(20)가 일직선상에 위치되는 것은 각각의 상측 단부 및 하측 단부가 일직선상에 위치되는 것으로서, 그 외 영역은 굴곡진 구성을 통해 내측으로 오목한 형태를 갖도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제3 유로(30)의 단부에는 발전기(31)가 결합되되,

상기 발전기(31)는 제3 유로(30)의 플랜지와 베어링을 통해 결합되며, 베어링의 일측으로는 샤프트(32)가 연결되어, 샤프트(32)의 회전이 가능한 구조를 갖도록 구성되고,

상기 샤프트(32)의 단부로는 가이드베인(33) 및 터빈(34)이 구성되어, 물의 유동에 따라 전력 발전이 가능한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 유로(10)와 제2 유로(20)의 외측으로 결합된 브라켓(40)을 더 포함하되,

상기 제1 유로(10)와 제2 유로(20)의 내측으로 오목한 외측으로 브라켓(40)이 구성됨으로써, 브라켓(40)의 면적을 증가시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 튜블러형 소형 발전기에 의하면,

내부를 유동하는 물의 낙차로 인해 발전이 가능함으로써, 양식 및 양어장, 계곡, 농수로, 캠핑, 낚시, 레저, 여행 등 물이 있는 장소에서 필요에 따라 고정형 또는 이동형으로 설치하여 수력 발전을 통해 필요한 전력을 확보할 수 있는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 튜블러형 소형 발전기의 단면 형태를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 튜블러형 소형 발전기의 전체 형태를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 튜블러형 소형 발전기의 전체 형태의 다른 일예를 나타낸 것이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 사항은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.

본 발명은 관으로 이루어진 튜블러형 소형 발전기에 관한 것이다.

더욱 구체적으로는, 내부를 유동하는 물의 낙차로 인해 발전이 가능함으로써, 캠핑, 낚시, 레저, 여행 등 물이 있는 장소에 설치하여 수력 발전을 통해 필요한 전력을 확보할 수 있도록 하는, 튜블러형 소형 발전기에 관한 것이다.

이러한 본 발명을 첨부된 도면의 도 1 및 도 2를 통해 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 튜블러형 소형 발전기의 단면 형태를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명에 따른 튜블러형 소형 발전기의 전체 형태를 나타낸 것이다.

첨부된 도면에 따른 본 발명의 튜블러형 소형 발전기는,

상부방향에서 하부방향으로 연장된 제1 유로(10)와,

다른 방향에서 상부방향에서 하부방향으로 연장된 제3 유로(30)와,

상기 제3 유로(30)와 제1 유로(10)가 만나는 영역에서부터 하부방향으로 연장된 제2 유로(20)를 포함하되,

상기 제1 유로(10), 제2 유로(20) 및 제3 유로(30)의 만나는 영역은 모두 연통되어 연결되고,

상기 제1 유로(10)의 상측 단부는 개방되어 플랜지(11)가 형성되고, 제2 유로(20)의 하측 단부는 개방되어 플랜지(21)가 형성되는 외형 구조를 갖도록 구성된다.

이때, 제2 유로(20)는 제3 유로(10)에 대해 일직선상에 위치되나 하측 단부는 굴곡진 형태를 갖고, 제1 유로(10)는 제2 유로(20)의 굴곡진 영역에 대하여 일직선상에 위치되되, 제1 유로(10)와 제2 유로(20)가 일직선상에 위치되는 것은 각각의 상측 단부 및 하측 단부가 일직선상에 위치되는 것으로서, 그 외 영역은 굴곡진 구성을 통해 내측으로 오목한 형태를 갖도록 구성된다.

이렇게 구성됨에 따라, 상기 제1 유로(10)와 제2 유로(20)의 외측으로 브라켓(40)이 일체로 결합되도록 구성될 때, 브라켓(40)의 안정적인 고정은 물론, 브라켓(40)을 외측으로 너무 돌출시키지 않음에도 불구하고, 브라켓(40)의 일측에 관통홀(도면부호 미도시, 도 1 참조)을 포함할 수 있는 이점이 있다.

즉, 상술된 구조에 의하면, 제1 유로(10)와 제2 유로(20)를 유동하는 물의 낙차에 의해 발전이 이루어지는 것으로서, 바람직하게는 제1 유로(10)에서 제2 유로(20) 방향으로 물이 유동됨이 바람직하다.

제3 유로(30)의 단부에는 발전기(31)가 결합되도록 한다.

이러한 발전기(31)는 제3 유로(30)의 플랜지(도면부호 미도시)와 베어링을 통해 결합되며, 베어링의 일측으로는 샤프트(32)가 연결되어, 샤프트(32)의 회전이 가능한 구조를 갖도록 구성된다.

이러한 샤프트(32)의 단부로는 가이드베인(33) 및 터빈(34)이 구성되어, 물의 유동에 따라 전력 발전이 가능하도록 한다. 이때, 샤프트(32)의 단부에 가이드베인(33) 및 터빈(34)이 연결되는데 있어서, 샤프트(32)와 가이드베인(33) 사이에 방수패킹을 더 포함하여, 샤프트(32)로 물이 유입되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 가이드베인(33)은 터빈(34)의 날개에 반동작용을 두어 가동 부분을 회전시키는 유선형 형태의 날개 구조물이다.

이때, 발전기(31)의 베어링 내지 가이드베인(33) 및 터빈(34)의 구조는 통상의 수력발전을 위한 회전구조를 채용한 것이므로, 구체적인 설명을 생략한다.

이러한 구조에 의하여, 사용자는 본 발명에 따른 소형 발전기를 소지하여, 물이 있는 곳에 설치함으로써, 쉽게 전력 확보가 가능해지는 장점이 있는데, 예를 들어, 배관이 존재하는 곳이라면, 제1 유로(10)와 제2 유로(20)를 플랜지(11, 21)를 통해 배관에 각각 연결하여 배관에서 흐르는 물이 제1 유로(10)에서 제2 유로(20)로 흐르는 동안 발전기를 통해 발전을 수행하는 것이다.

이때, 브라켓(40)을 통해 벽면 등에 안정적인 고정이 가능할 수 있다.

또한, 본 명세서에서는 설명이 생략되나, 발전기에서 발전된 전력을 저장할 수 있는 배터리 혹은, 발전된 전력을 바로 사용할 수 있도록 구성된 소켓, 전력선 등의 구성은 통상의 기술자에 의해 자명하게 도출될 수 있는 것이므로, 본 발명을 이해하는데 있어서 참고될 수 있어야 한다.

또한, 첨부된 도면의 도 2를 참조하면, 제2 유로(20)로 연통되는 제3 유로(30)의 단부에는

한편, 상기 브라켓(40)은, 첨부된 도면의 도 2와 같이 제1 유로(10)에서부터 제2 유로(20)까지 외측으로 연결되되, 단면이 '凸'의 형태를 갖을 수도 있으나, 첨부된 도면의 도 3과 같이, '凸'의 단면 형상에 대해, 내측으로 홈이 형성된, '

'의 형상을 갖도록 구성될 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 튜블러형 소형 발전기의 전체 형태의 다른 일예를 나타낸 것이다.

상술된 일예와 같이 배관이 존재하는 경우에는 소형 발전기의 설치가 쉬우나, 배관이 존재하지 않는 경우에는 발전을 위한 별도의 장비가 필요로 하게 된다. 이는 첨부된 도면에서는 도시되지 않았지만, 아래에서 부연하도록 한다.

이는 첨부된 도면의 도 3에 기반한 브라켓(40)의 형태를 이용하는 별도의 장비를 더 포함하는 것으로서, 이때 별도의 장비를 이하에서는 '지지체'로 지칭한다.

이러한 지지체는, '7'자 형태를 갖도록 구성되며, 상측의 하부방향으로 형성된 단부(제1 단부)에 플랜지로 형성된 지지체 입구를 포함한 형태를 갖도록 구성된다.

이때, 플랜지가 형성된 지지체 입구는, 제1 유로(10)의 플랜지(11)에 결합되는 형태로서, 상세하세는 제1 유로(10)의 플랜지(11) 보다 직경이 크게 형성되되, 단면 형태가 '┌┐'의 형상으로 이루어져 내경이 상기 제1 유로(10)의 플랜지(11)의 외경보다 조금 더 크게 형성되도록 한다.

이러한 지지체 입구의 내경으로는 플렉시블한 재질의 패킹이 구성되며, 이때 지지체 입구에 패킹이 포함된 내경이 상기 제1 유로(10)의 플랜지(11)의 외경과 동일하게 되도록 한다. 즉, 패킹의 직경은, 지지체 입구의 내경과 제1 유로(10)의 플랜지(11)의 외경 차이에 대응되는 크기를 갖도록 구성된다.

또한, 상기 지지체의 다른 단부(제2 단부)는, 제2 유로(20)의 플랜지(21)의 단부까지 연장되도록 구성되어, 상기 지지체가 소형 발전기에 결합되어 사용되는 경우, 상기 소형 발전기가 지면에 안정적으로 세워질 수 있도록 돕는 기능도 할 수 있다.

이러한 지지체의 다른 단부는, 상기 제2 유로(20)의 플랜지(21)가 맞닿는 일측은 돌출되지 않되, 그 외 영역은 더 돌출되는 '

'의 단면형상을 갖도록 구성되며, 돌출된 일측으로는 물이 유입되는 유입구가 형성되도록 구성된다.

또한, 돌출된 영역의 내부로는 복수의 날개로 구성된 블레이드가 구성되는데, 이때 블레이드의 날개 날은 상부면이 하부방향으로 굴곡진 형태를 갖도록 하여, 상부방향으로 물이 이송될 수 있도록 한다.

또한, 지지체의 내부면 일측에는 복수 개의 와류 형성용 돌기가 구비되어 물이 상부방향으로 이송되는 것을 돕도록 구성된다.

또한, 지지체의 내부면에 있어서, 상승된 물이 제1 유로(10)로 이송되는 굴곡진 영역 일측에, 물이 굴곡진 영역을 따라 이송될 수 있도록 하기 위한 폭기구가 형성되어, 물의 이송을 더욱 원활하게 되도록 할 수 있다.

이러한 지지체의 외측면 일측 중, 상기 브라켓(40)이 맞닿는 일측으로는 고정돌기가 구비될 수 있다.

상기 고정돌기는, 상기 브라켓(40)이 첨부된 도면의 도 3과 같이 구성된 경우, '凸'의 형태로 구성되어, 고정골기가 브라켓(40)에 삽입되면서 결합되도록 한다.

이때, 지지체의 다른 단부 형태가 '

'의 형태가 됨으로써, 고정돌기와 브라켓(40)의 결합이 가능하게 되며, 특히 고정돌기의 경우, 어느 일지점을 기준으로 상측은 플렉시블한 재질을 갖고, 나머지 하측은 금속 등의 상대적으로 하중이 큰 재질로 이루어질 수 있다.

이에 따라, 지지체가 결합되는 하중으로 인해, 상기 지지체의 제1 단부에 형성된 패킹이 상기 제1 유로(10)의 플랜지(11)로 삽입될 때, 용이한 삽입이 이루어질 수 있도록 돕는다.

다른 한편, 상기 지지체의 제2 단부 중 돌출된 영역 일측 중, 유입구가 형성되지 않은 일측으로는, 적어도 1개 이상의 지면고정부재가 구성될 수 있다.

이러한 지면고정부재는, 상기 지지체의 제2 단부 중 돌출된 영역의 일측에 상/하 방향으로 관통되도록 형성된 관통홀에 삽입되어 사용되는 구조물로서,

이러한 지면고정부재는, 쇠봉으로 이루어지되, 하측 단부에 형성된 3개 이상의 방패 형상의 니들부가 쇠봉 단부에 힌지를 통해 연결되고, 상기 힌지에 토션스프링을 구성하여, 니들부가 힌지를 축으로 펼쳐진 형태로 개방될 수 있도록 구성한다.

다만, 쇠봉이 상승함에 따라, 니들부 일부 역시 관통홀 내부로 삽입됨에 따라 다시 오므려지면서 접히도록 할 수 있다.

이러한 쇠봉의 상승은, 상기 지지체의 관통홀 외측 상면에 형성되되, 상부와 하부가 관통되어 상/하면이 개방된 형태로 구성되고, 내부면 일측에 나사산이 형성된 돌기와, 돌기에 형성된 나사산에 대응되는 나사산이 외면에 형성되고, 돌기의 내경에 대응되는 외경의 크기를 갖되, 하면이 개방되어 내부로 오목한 홈이 형성된 커버를 포함한다.

이때, 관통홀은 상, 하면의 개방된 영역이 홀 영역보다 작은 직경을 갖게 하여 단턱이 형성되도록 하여, 상기 쇠봉의 외측에 코일 스프링을 삽입하여 끼우도록 한다. 이때, 쇠봉의 일측 중 코일 스프링의 단부에 해당되는 일측에 날개부를 형성하여, 코일 스프링의 상측 단부를 상측에서 눌르는 형태로 지지하도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 쇠봉은 커버 내측으로 삽입되고, 커버를 회전시켜 나사산을 통해 상승 또는 하강시킴으로써, 커버가 하강됨에 따라 쇠봉도 눌려서 하강하게 되어, 니들부가 펼쳐지고, 커버를 상승시킴에 따라 코일 스프링의 탄성력으로 인해 쇠봉도 상승되면서, 니들부가 오므려지도록 할 수 있다.

이러한 지지체를 이용함에 의해, 본 발명에 따른 소형 발전기를 지면에 세워 사용할 때, 안정적인 지지가 가능함과 동시에, 흙 바닥에서의 사용시 지면고정부재를 통해 바닥에 고정하기 용이해지고,

뿐만 아니라, 하측에 위치하는 물을 끌어올려 상측에서 낙수될 수 있도록 유도할 수 있어서, 장소에 구애받지 않고 발전이 가능한 장점이 있다.

상기에서 도면을 이용하여 서술한 것은, 본 발명의 주요 사항만을 서술한 것으로, 그 기술적 범위 내에서 다양한 설계가 가능한 만큼, 본 발명이 도면의 구성에 한정되는 것이 아님은 자명하다.

10 : 제1 유로
11, 21 : 플랜지
20 : 제2 유로
30 : 제3 유로
31 : 발전기
32 : 샤프트
33 : 가이드베인
34 : 터빈
40 : 브라켓

Claims (4)

1. 상부방향에서 하부방향으로 연장된 제1 유로(10)와,
   다른 방향에서 상부방향에서 하부방향으로 연장된 제3 유로(30)와,
   상기 제3 유로(30)와 제1 유로(10)가 만나는 영역에서부터 하부방향으로 연장된 제2 유로(20)를 포함하되,
   상기 제1 유로(10), 제2 유로(20) 및 제3 유로(30)의 만나는 영역은 모두 연통되어 연결되고,
   상기 제1 유로(10)의 상측 단부는 개방되어 플랜지(11)가 형성되고, 제2 유로(20)의 하측 단부는 개방되어 플랜지(21)가 형성되는 외형 구조를 갖도록 구성되되,
   상기 제2 유로(20)는 제3 유로(10)에 대해 일직선상에 위치되나, 하측 단부는 굴곡진 형태를 갖고, 상기 제1 유로(10)는 제2 유로(20)의 굴곡진 영역에 대하여 일직선상에 위치되되, 제1 유로(10)와 제2 유로(20)가 일직선상에 위치되는 것은 각각의 상측 단부 및 하측 단부가 일직선상에 위치되는 것으로서, 상기 각각의 상측 단부 및 하측 단부를 제외한 나머지 영역은 굴곡진 구성을 통해 내측으로 오목한 형태를 갖도록 구성되며,
   상기 제3 유로(30)의 단부에는 발전기(31)가 결합되되, 상기 발전기(31)는 제3 유로(30)의 플랜지와 베어링을 통해 결합되고, 베어링의 일측으로는 샤프트(32)가 연결되어, 샤프트(32)의 회전이 가능한 구조를 갖도록 구성되며, 상기 샤프트(32)의 단부로는 가이드베인(33) 및 터빈(34)이 구성되어, 물의 유동에 따라 전력 발전이 가능하고,
   상기 제1 유로(10)와 제2 유로(20)의 외측으로 결합된 브라켓(40)을 더 포함하되, 상기 제1 유로(10)와 제2 유로(20)의 내측으로 오목한 외측으로 브라켓(40)이 구성됨으로써, 브라켓(40)의 면적을 증가시킬 수 있는 것을 특징으로 하는, 튜블러형 소형 발전기.
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