KR102148841B1 - 휴대용 자동 수력 발전기 - Google Patents

Abstract

개시된 내용은 하우징, 각 말단이 상기 하우징의 내부에 회전 가능하게 결합 되는 회전축부, 상기 회전축부의 외면에 형성되는 다수개의 베어링부, 일단에는 물의 위상에 따라 상하운동을 하는 부이가 상기 하우징의 외부에 형성되고, 타단은 상기 하우징의 내부에 형성되는 상기 베어링부에 결합 되는 부이부, 상기 회전축부의 일단과 결합 되어 상기 회전축부의 회전력이 전달되는 동력전달부, 상기 하우징의 내부에 형성되고 상기 동력전달부와 결합 되어, 상기 동력전달부로 전달되는 상기 회전축부의 회전력으로 전기에너지를 발생시키는 전기발전부 및 상기 하우징의 내부에 형성되고 상기 발전부와 전기적으로 연결되어 상기 발전부에서 발생되는 전기에너지를 저장하는 전기저장부를 포함하는 휴대용 자동 수력 발전기에 관한 것 이다.

Description

휴대용 자동 수력 발전기 {Portable auto hydro generator}

개시된 내용은, 자동 수력 발전기에 관한 것으로 더욱 상세하게는 물의 위상차에 따라 발생되는 운동에너지를 회전에너지로 전환시켜 전기에너지를 발생 및 저장하는 휴대용 자동 수력 발전기에 관한 것이다.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.

일반적으로 발전기는 전력을 발생시키는 회전기기로서, 작동매개체에 의해 화력 발전기, 수력발전기, 원자력 발전기,풍력발전기, 조력 발전기 등으로 분류되고 있다.

기존에는, 일상생활에 사용되는 전력의 대부분은 화력발전기와 원자력발전기에 의해서 생산되고 있다.

이러한 발전기들은 고갈될 천연자원을 사용하므로 계속적으로 이용하는데 한계가 있고, 또 환경파괴의 주범으로 항상 주의해야만 한다.

따라서, 지금은 자연력을 이용한 무동력 발전기의 개발에 힘을 기울어야 할 때이다. 한편, 기존의 무동력으로 구동되는 발전기는 연적으로 발전되어 안정적으로 전기가 공급되어야하고 발전효율을 보다 더 개선해야 함과 동시에 친환경적이어야 한다.

이러한 친환경적인 발전방법 중 하나인 수력발전은, 물의 낙차에 따른 위치에너지를 이용하여 전기를 발생하는 것인데, 대량의 전기를 얻기 위해선 대량의 물을 담수할 수 있는 공간 즉 저수조가 필요하다.

그러나 소량의 전기를 필요로 하는 경우에는 대량의 물이 필요한 파력(파고에 따른 위상차)을 이용한 발전방법이 사용되고 있는 실정이다.

이를 구체적으로 설명하자면, 파력발전이란, 파랑(波浪)의 에너지를 이용한 발전으로 해양 신재생 에너지중 한 분야에 해당된다.

파력발전은 크게 가동 물체형 파력발전과, 진동수주형 파력발전과, 월파형 파력 발전으로 분류될 수 있다.

이중 가동 물체형 파력발전은 수면의 움직임에 따라 반응하도록 고안된 기구를 사용하여 파랑에너지를 기구에 직접 전달하는 방식으로서, 예를 들면, 부표속에 장치한 진자의 움직임을 회전운동으로 바꾸고 기어를 통해서 발전기를 작동시킬 수 있다. 이 방식은 파고 40cm 부터 10W 정도의 전력이 얻어질 수 있다.

하지만, 가동 물체형 파력발전은 파랑에너지가 직접 기구에 작용하므로 외력을 견뎌야 한다는 점에서 구조적인 안성에 취약한 문제점이 있다.

또한, 진동수주형 파력발전은 워터칼럼 내부로 유입된 파랑에 의하여 생기는 공간의 변화를 내부 공기의 유동으로 변환하도록 유도관으로 유입시킨 뒤에 공기의 흐름을 형성하여 유도관 내에 설치된 터빈을 회전시켜 전기를 얻는 방식이다.

또한, 월파형파력발전은 파랑의 진행방향 전면에 사면을 두고, 사면을 넘은 파랑을 저수하여 수차 터빈을 회전시켜 발전한다. 특히 저수 영역 내에 2차 변환장치가 파의 운동을 감당하지 않아 파랑 충격에 대한 위험이 적으며 상대적으로 발생전력의 변동성이 작아 제어가 용이한 장점이 있다.

하지만, 진동 수주형 파력발전 및 월파형 파력발전은 대형 구조물의 설치가 필수적임에 따라 시공시에 주변환경을 훼손시킬 수 있고, 운영시에도 조류의 변화등 주변 환경에 영향을 받는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 대한민국 공개특허 제2003-0011194호에는 부력체와 하우징 그리고 하우징에 내장된 승속기어박스와 발전기, 상기 승속기어박스와 맞물린 막대기어 그리고 막대기어 내에 전선을 포함하는 지지체의 상부에는 전선 수용공간이 형성되어 부력체가 해수면의 파도의 상하 움직임에 따라 이동된 길이만큼 신축성을 제공하며, 그 하부에는 연결사슬에 연결되고, 연결사슬은 다시 콘크리트 어초와 연결되며, 상기 전선케이블이 연장되어 근접한 다른 파력발전기와 전기적 연결이나 인근 전력 수요처에 쉽게 공급과 설치 작업이 쉬운 파력 발전기가 개시되어 있다.

또한, 대한민국 등록특허 제10-1868837호에는 수면에 설치되는 부이(BUOY); 및 부이(BUOY)의 내측에 밀폐 수용되어 전원을 발전시키는 발전부재를 포함하고, 발전부재는 전원을 발전시키는 발전기, 파력에 의한 양 방향 운동을 단방향 운동으로 변환시키는 하나 또는 그 이상의 웨이브 엑츄에이터 하나 또는 그 이상의 웨이브 엑츄에이터로부터 전달되는 단방향 운동에 의해 회전력을 발생시키는 토크 제너레이터 및 서로 다른 기어비를 갖는 복 수개의 기어를 순차 회전시켜 토크 제너레이터의 회전력을 가속시켜 발전기를 가동시키는 엑셀러레이터를 포함하고, 토크 제너레이터는 하나 또는 그 이상의 웨이브 엑츄에이터들과 동시 연결되어 회전력을 발생시키고, 웨이브 엑츄에이터는 중량물로 이루어져 직립 된 상태를 유지하는 고정추(116); 및 직립된 고정추에 양방향 회전가능하도록 연결되어 파력에 의해 양방향 회전되되, 단방향 회전력으로 변환시켜 토크 제너레이터에 전달하는 클러치 어셈블리를 포함하는 캡슐 부이형 파력 발전기가 개시되어 있다.

그러나 상기와 같은 선행기술들은 파고가 있는 바다에서만 사용할 수 있다는 문제점과 부피가 커서 사람이 착용하는 구명조끼에 착용이 불가한 문제점이 있다.

1. 대한민국 공개특허 제2003-0011194호 2. 대한민국 등록특허 제10-1868837호

본 명세서에 기재된 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위해서, 각 말단이 하우징의 내부에 회전 가능하게 결합 되는 회전축부와 물의 위상에 따라 상하운동을 하는 부이와 베어링부를 포함하는 부이부와 회전축부의 회전력이 전달되는 동력전달부와 결합 되어, 전기에너지를 발생시키는 전기발전부와 전기에너지를 저장하는 전기저장부로 구성되어 친환경적으로 전기를 발생 및 저장할 수 있게 하는데 목적이 있다.

개시된 내용은, 하우징, 각 말단이 상기 하우징의 내부에 회전 가능하게 결합 되는 회전축부, 상기 회전축부의 외면에 형성되는 다수개의 베어링부, 일단에는 물의 위상에 따라 상하운동을 하는 부이가 상기 하우징의 외부에 형성되고, 타단은 상기 하우징의 내부에 형성되는 상기 베어링부에 결합 되는 부이부, 상기 회전축부의 일단과 결합 되어 상기 회전축부의 회전력이 전달되는 동력전달부, 상기 하우징의 내부에 형성되고 상기 동력전달부와 결합 되어, 상기 동력전달부로 전달되는 상기 회전축부의 회전력으로 전기에너지를 발생시키는 전기발전부 및 상기 하우징의 내부에 형성되고 상기 발전부와 전기적으로 연결되어 상기 발전부에서 발생되는 전기에너지를 저장하는 전기저장부를 포함한다.

개시된 내용의 바람직한 특징에 따르면, 상기 하우징은 각 독립된 조립체를 형성하는 다수개의 상부하우징과 하부하우징으로 이루어지며, 상기 하부하우징의 일단 또는 양단에는 상부에 상기 회전축부의 일단이 관통되어 결합되는 회전홀을 포함하는 격벽부가 형성되며, 상기 독립된 하우징과 하우징 사이에 상기 베어링부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

개시된 내용의 바람직한 특징에 따르면, 상기 부이는 원통형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

개시된 내용의 바람직한 특징에 따르면, 상기 동력전달부는 서로 맞물리게 결합 되는 복수개의 기어들로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

개시된 내용의 바람직한 특징에 따르면, 다수개의 상기 베어링부가 상기 회전축부의 길이방향을 따라 일정한 거리로 이격되어 형성되는 것을 특징으로 한다.

개시된 내용의 바람직한 특징에 따르면, 상기 하우징은 부력 및 방수기능을 갖게 형성되는 것을 특징으로 한다.

개시된 내용의 바람직한 특징에 따르면, 상기 하우징의 외측에는 내측에 상하로 관통되어 형성되는 공간을 포함하는 프레임과 상기 프레임의 외측에 형성되어 외부물체와의 충돌로부터 상기 하우징을 보호하는 충격방지부재를 포함하는 보호부가 더 형성되는 것을 특징으로 한다.

개시된 내용의 바람직한 특징에 따르면, 다수개의 상기 충격방지부재는 상기 프레임의 외측에 대칭적으로 형성되며 부력을 갖는 재질로 형성되는 것을 특징으로 한다.

개시된 내용의 바람직한 특징에 따르면, 상기 충격방지부재의 일측에는 고리형 연결부재의 일단이 결합 되는 결합홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.

개시된 내용의 바람직한 특징에 따르면, 상기 프레임은 서로 절첩이 가능하게 결합 되는 상부프레임과 하부프레임으로 이루어지며, 상기 상부프레임 또는 상기 하부프레임은 상기 하우징의 양측면에 결합되는 것을 특징으로 한다.

개시된 내용의 바람직한 특징에 따르면, 다수개의 상기 부이부는 상기 하우징의 길이방향을 따라 상기 하우징의 상측과 하측에 교차적으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

개시된 내용에 따른, 휴대용 자동 수력 발전기는 하우징의 외측에 위치하여 물의 위상에 따라 상하운동을 하는 부이가 한방향으로만 회전하는 베어링부와 결합 되어 물의 흐름이나 높낮이의 차이만 있으면, 자동적으로 전기가 발생 및 저장되어 친환경적이며 구명조끼 등에 결합하여 사용할 수 있어 사용상의 다양성을 제공하고자 한다.

도 1은 개시된 내용의 일 실시예에 따른 사시도.
도 2는 개시된 내용의 일 실시예에 따른 분해사시도.
도 3은 개시된 내용의 다른 실시예에 따른 사시도.
도 4는 개시된 내용의 다른 실시예에 따른 사시도.
도 5는 개시된 내용의 다른 실시예에 따른 사시도.
도 6은 개시된 내용의 일 실시예에 따른 사용상태도.
도 7은 개시된 내용의 다른 실시예에 따른 사용상태도.
도 8은 개시된 내용의 다른 실시예에 따른 사용상태도.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

개시된 내용은 바다, 강 등의 수면에 놓고 사용하는 휴대용 자동 수력 발전기에 관한 것이다.

휴대용 자동 수력 발전기에는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 하우징(100)이 포함된다.

하우징(100)의 형상은 원통형, 직육면체형 등 다양한 형태로 형성될 수 있다.

다만, 후술 할 회전축부(300), 동력전달부(500) 등의 구성요소가 내부에 안착 되어 형성되어야 함으로 내부에 일정한 크기의 공간이 형성되어야 한다.

이러한 하우징(100)은 개시된 내용의 발명이 수면에 뜬 상태로 사용되는 것인 바, 부력을 갖는 재질로 형성되는 것이 바람직하다.

부력을 갖는 재질로 플라스틱, 고무, 기능성 소재 등이 사용될 수 있다.

다만, 하우징(100)이 부력을 갖기 위해서 물의 밀도(1.0 g/mL)보다 작은 값의 밀도를 갖게 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 하우징(100)의 외측에는 후술할 부이부(200)가 다수개 형성되어야 하고, 다수개의 부이(220)가 간섭 없이 상하운동을 하여야 함으로, 길이방향으로 길게 형성되는 것이 바람직하다.

하우징(100)은 상부, 하부가 따로 제조되어 나사 등의 결합부재를 통해 조립될 수도 있고, 사출공정을 통해 일체로 제조될 수 있다.

다만, 하우징(100) 내부에 안착 되는 구성요소들의 교체 및 수리용이성을 고려하여 상부하우징(110)과 하부하우징(120)이 따로 제조되는 것이 바람직하다.

이 경우에, 나사 등과 같은 결합부재를 통해 서로 결합되어야 함으로 나사 등이 삽입될 수 있는 고정홈(101)이 다수개가 형성되어야 한다.

또한, 하우징(100)의 방수기능을 위해 상부하우징(110)과 하부하우징(120)의 일면이 접하는 이음새에 실리콘 등의 방수처리를 하여야 한다.

방수처리방법은 다양한 방법이 사용될 수 있으며, 이는 공지의 기술인바 상세한 설명은 생략한다.

상부하우징(110)과 하부하우징(120)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 다수개가 각 독립된 조립체로 형성될 수 있다.

또한, 하부하우징(120)의 일단 또는 양단에는 상부에 회전홀(125)이 형성되는 격벽부(123)가 형성된다.

회전홀(125)에는 회전축부(300)의 일단이 관통되어 결합 되는 것으로 회전축부(300)의 일단이 각 하우징(100)에 형성되는 회전홀(125)을 관통하여 결합함으로써 각 독립된 조립체를 서로 연결하게 된다.

이러한 각 조립체 사이에는 일정한 거리의 틈이 형성된다.

도 2 및 도 7에 도시된 바와 같이, 틈으로 노출되는 회전축부(300)에 베어링부(400)가 결합되고, 후술할 부이부(200)가 베어링부(400)에 결합됨으로써 부이부(200)는 360도로 회전이 가능 하게 된다.

상부하우징(110)과 하부하우징(120)은 사용자가 사용하고자 하는 부이부(200)의 갯 수에 따라 다수개가 형성될 수 있다.

일 예로, 도 1 및 도 2 에 도시된 바와 같이, 2개의 부이부(200)를 사용하고자 하는 경우 3쌍의 상부하우징(110) 및 하부하우징(120)이 필요하다.

이는 일 예시에 불과한바, 사용자가 원하는 부이부(200)의 갯 수에 따라 상부하우징(110)과 하부하우징(120)의 갯 수는 달라질 수 있다.

회전축부(300)의 형상은 하우징(100)의 형상에 대응하여 긴 막대형을 기본으로 하되 회전축부(300)에 관통되어 결합 되는 베어링부(400)와 회전축부(300)의 일단이 동력전달부(500)에 삽입되어 결합 되는 점을 고려할 때, 원통형 또는 육각형으로 형성되는 것이 바람직하다.

다만, 베어링부(400)의 형상이 일반적으로 원형으로 형성되는 점을 고려하여 회전축부(300)는 원통형으로 형성되는 것이 바람직하다.

이러한 회전축부(300)는 도 2에 도시된 바와 같이, 하우징(100)의 내부에 회전가능 하게 결합 된다.

일 예로, 도 2 에 도시된 바와 같이, 하우징(100)이 제1하우징(S1), 제2하우징(S2), 제3하우징(S3)으로 이루어지는 경우, 제1하우징(S1)과 제2하우징(S2)의 내부에는 부이부(200), 회전축부(300), 베어링부(400) 및 부이부(200)가 각각 결합 되어 안착 되고 제3하우징(S3)의 내부에는 동력전달부(500), 전기발전부(600) 및 전기저장부(700)가 각각 결합되어 안착된다.

전술한 바와 같이, 원통형의 회전축부(300)가 하우징(100)의 내부에 회전가능하게 결합 되기 위해 도 2에 도시된 바와 같이, 제1하우징(S1)과 제3하우징(S3)의 일측에는 회전축부(300)의 각단이 결합되는 회전홈(121)이 형성된다.

회전홀(125)과 회전홈(121)의 형상은 회전축부(300)의 일단이 삽입되어 결합 되는 것인바, 회전축부(300)의 일단의 형상에 대응되는 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

예를 들어 원통형의 회전축부(300)의 경우, 일단이 원형으로 형성되는바 회전홀(125)과 회전홈(121)의 형상도 원형으로 형성되는 것이 바람직하다.

이와 같이 회전축부(300)의 각 단이 회전홀(125)과 회전홈(121)에 결합 되어 하우징(100)의 내부에서 회전이 가능 하게 된다.

도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 회전축부(300)의 외면에는 다수개의 베어링부(400)가 일정한 간격으로 이격 되어 형성된다.

베어링부(400)는 다양한 형상과 종류가 형성될 수 있지만, 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 하우징(100)의 외측에 다수개의 부이부(200)가 형성되어 회전축부(300)의 회전을 통해 전기를 발생시키는 것인바, 베어링부(400)는 한방향으로만 회전구동하는 편방향베어링이 사용되는 것이 바람직하다.

이러한 편방향베어링의 구조, 형상 및 원리는 공지의 기술인바 상세한 설명은 생략한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 베어링부(400)의 일측에는 연결부(210)의 일단이 결합 되고 연결부(210)의 타단에는 부이(220)가 결합 된다.

연결부(210)가 베어링부(400)의 일측에 결합 되는 방법은 다양하다.

일 예로 연결부(210)의 일단이 베어링부(400)의 일측에서 연장형성되게 사출이나 압출을 통해 일체로 형성되거나 연결부(210)를 따로 제조하여 용접 등의 방법으로 결합 될 수 있다.

또 다른 예로, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 베어링부(400)의 일측에 연결부(210)의 일단이 끼움결합 될 수 있는 제1끼움홈(401)이 형성될 수 있다.

이 경우, 제1끼움홈(401)의 형상은 다양하게 형성될 수 있지만 연결부(210)의 일단이 끼움되어 결합 되는 것인바, 연결부(210)의 일단의 형상과 지름 등에 대응되게 형성되는 것이 바람직하다.

제1끼움홈(401)을 통한 결합방법을 사용하게 되면 일체로 제조하여 사용하는 것 보다 제조비용이 더 높아지지만, 각 구성요소별로 대량으로 생산하여 사용할 수 있고, 구성요소의 일부가 사용연한에 따라 마모가 되거나 작동불능이 되는 경우 일부만 분리 및 교체할 수 있어, 사용자에게 수리의 용이성 및 교체의 편리성을 제공할 수 있다.

연결부(210)의 형상과 재질은 다양하게 형성될 수 있다.

다만, 연결부(210)의 타단에는 물의 위상에 의해 상하구동을 하는 부이(220)가 결합 되고 부이(220)의 상하구동에 따른 에너지가 연결부(210)를 통해 베어링부(400)로 잘 전달이 되어야 한다는 점과 바닷물의 염분에 따른 부식성을 고려할 때, 얇은 두께를 갖는 원통형으로 형성되고 내부에 공간이 형성되는 스테인레스스틸(SUS)로 제조되는 것이 바람직하다.

만약, 연결부(210)의 두께가 두껍게 형성된다면, 부이(220)의 상하운동에 따른 에너지의 전달이 저감되는 문제가 발생할 수 있다.

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 연결부(210)의 타단에는 부이(220)가 결합 된다.

부이(220)의 형상은 원형, 사각형 등 다양하게 형성될 수 있다.

다만, 물의 일반적인 파형인 정현파(사인파)의 형상에 대응되는 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

이를 구체적으로 설명하자면, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 부이(220)는 원통형으로 형성되는 것이 바람직하다.

이러한 정현파의 파형과 유사하게 형성된 부이(220)는 물의 위상에 따른 차이 값을 크게 함으로써 부이(220)의 상하운동에 따른 에너지전환을 극대화 시킬 수 있는 효과를 제공한다.

부이(BUOY)의 재질은 공지의 기술인바 상세한 설명을 생략한다.

도 2에 도시된 바와 같이 부이(220)의 일단은 연결부(210)의 타단에 결합 된다.

결합 되는 방법은 전술한 베어링부(400)와 연결부(210)의 결합방법과 마찬가지로 일체로 형성되거나, 용접 등으로 결합 될 수 있다.

다만, 연결부(210)의 일단이 베어링부(400)의 제1끼움홈(401)에 끼움결합되는 이유와 마찬가지로 도 2에 도시된 바와 같이, 부이(220)의 일측에는 연결부(210)의 타단이 끼움되는 제2끼움홈(223)이 형성되어, 끼움결합을 통해 결합 되는 것이 교체 및 수리의 용이성 측면에서 바람직하다.

도 3에 도시된 바와 같이, 제2끼움홈(223)은 부이(220)의 후방 양측에 각각 대칭적으로 형성될 수 있다.

이 경우, 제2끼움홈(223)에 결합 되는 연결부(210) 또한 제2끼움홈(223)에 대응하여 두 개가 각 제2끼움홈(223)에 결합 된다.

또한, 연결부(210)의 일단이 결합 되는 베어링부(400) 또한, 연결부(210)의 갯수에 대응하여 다수개가 형성될 수 있다.

다른 실시예로, 도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 연결부(210) 중 어느하나의 일단만 베어링부(400)와 결합되고, 나머지 연결부(210)의 일단은 일측에 제1끼움홈(401)과 동일한 제3끼움홈(227)이 형성되는 회동부재(225)에 결합 될 수 있다.

이렇게 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 부이(220), 연결부(210) 및 베어링부(400)는 물의 위상에 따른 부이(220)의 상하운동에너지를 하우징(100) 내부에 구비되는 회전축부(300)에 전달하게 되고, 전달된 상하운동에너지는 회전축부(300)의 회전을 통해 회전에너지로 전환된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 다수개의 부이부(200)는 하우징(100)의 외측에 상하로 교차 되어 형성될 수 있다.

이를 구체적으로 설명하자면, 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 하우징(100)의 내부에 구비되는 회전축부(300)의 외면에 다수개의 베어링부(400)가 일정한 거리로 이격 되어 형성된다.

또한, 전술한 바와 같이, 각 베어링부(400)의 제1끼움홈(401)에는 연결부(210)의 일단이 끼움결합되고, 연결부(210)의 타단은 부이(220)의 제2끼움홈(223)에 삽입되어 결합 된다.

다수개의 부이부(200)는 하우징(100)의 상측에만 형성될 수 있고, 상측과 하측에 동시에 형성될 수 있다.

부이부(200)가 상측과 하측에 동시에 형성되는 경우(시계방향으로만 회전구동을 하는 편방향베어링을 사용하는 경우에는 상측에 위치하는 부이(220)가 물의 위상이 고에 있을 때 편방향베어링이 시계방향으로 회전을 하게 되고, 하측에 위치하는 부이(220)는 물의 위상이 저에 있을 때 편방향베어링이 시계방향으로 회전을 하게 된다.

즉, 물의 출렁임에 따라 편방향베어링이 시계방향으로 회전을 하게 되고, 이에 의해 회전축부(300)가 회전을 하게 된다.

이렇게 하우징(100)의 상하측에 부이부(200)가 구비됨으로써 한 측에만 부이부(200)가 형성되는 것보다 회전축부(300)의 회전을 더 원활하게 하여 발전기를 통한 전기 발생의 효율이 증대되는 장점이 있다.

또한 다수개의 부이부(200)는 도 5에 도시된 바와 같이, 연결부(210)의 길이가 다르게 형성될 수 있다.

길이가 다른 연결부(210)를 통해 동일한 면적의 프레임(810)의 내측에 더 많은 부이(220)를 구비할 수 있어, 더 많은 양의 전기에너지를 발생 및 저장할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 동력전달부(500)는 회전축부(300)의 일단과 결합 된다.

이를 구체적으로 설명하자면, 회전축부(300)의 일단은 격벽부(123)의 상단에 형성되는 회전홀(125)을 관통하여 제3하우징(S3)의 내측으로 돌출된다.

이렇게 제3하우징(S3) 내측으로 돌출된 회전축부(300)의 일단은 제3하우징(S3)의 내부에 안착 되는 동력전달부(500)와 결합 된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 동력전달부(500)는 서로 맞물리게 결합 되는 복수개의 기어들(501)로 이루어지고, 회전축부(300)의 일단은 복수개의 기어들(501) 중 어느 하나의 기어의 기어홈(미도시)에 끼움되어 결합된다.

이러한 기어와 기어홈(미도시)의 형상, 종류 및 회전축부(300)의 일단과 결합방법은 공지의 기술인바 상세한 설명을 생략한다.

동력전달부(500)의 일측에는 전기발전부(600)가 형성되어 회전축부(300)의 회전에 의한 회전에너지를 전기에너지로 전환 시킨다.

전기발전부(600)는 소형 발전기와 같은 형상과 구조를 갖는 것으로 공지의 기술인바 상세한 설명은 생략한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 전기발전부(600)의 일측에는 전기발전부(600)와 전기적으로 결합되는 전기저장부(700)가 형성된다.

전기저장부(700)는 축전기와 동일한 구조 및 원리이므로 상세한 설명은 생략한다.

이러한 동력전달부(500), 전기발전부(600) 및 전기저장부(700)는 도 2에 도시된 바와 같이, 제3하우지의 내부에 안착되어 결합 된다.

또한, 하부하우징(120)의 일측 이나 일면에는 전기저장부(700)와 전기적으로 결합 되는 전기단자(미도시)가 형성될 수 있다.

전기단자는 USB 단자, 콘센트 단자 등 다양한 종류가 사용될 수 있다.

다만, 수면에서 사용되는 발명의 특성을 고려하여 방수처리가 필수적으로 수반되어야 한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 보호부(800)는 내측에 하우징(100)이 놓일 수 있는 공간이 형성되는 프레임(810)과 프레임(810)의 외측에 형성되어 외부물체와의 충돌로부터 하우징(100)을 보호하는 충격방지부재(830)를 포함한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 프레임(810)의 내측에는 하우징(100)이 놓일 수 있는 공간이 형성된다.

프레임(810)의 형상은 삼각형, 직사각형, 원형 등 다양한 형태로 형성될 수 있다.

다만, 하우징(100)이 일정한 길이를 갖게 형성되고, 외측에는 상하운동을 하는 부이부(200)가 하우징(100)의 길이방향과 수직되는 방향으로 형성되고, 이러한 부이부(200)가 다수개 형성되는 점을 고려할 때, 내측 공간의 면적이 최대화 될수 있는 직사각형이나 정사각형의 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

도 6에 도시된 바와 같이, 프레임(810)의 수평방향 변의 길이는 하우징(100)의 수평방향의 길이보다 큰 값을 갖게 형성되어야 하고, 수직방향 변의 길이는 하우징(100)의 일면에서 부이(220)의 말단까지의 길이보다 큰 값을 갖게 형성되어야 한다.

이를 통해 부이부(200)의 부이(220)가 프레임(810)의 간섭없이 상하운동을 할 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 프레임(810)의 외측에는 다수개의 충격방지부재(830)가 형성된다.

충격방지부재(830)는 우레탄, 발포 스티로폼 등 다양한 종류가 사용될 수 있다.

다만, 충격방지부재(830)는 외부물체와의 충돌로부터 하우징(100)을 보호함과 동시에 하우징(100)을 수면에 띄우기 위해 부력을 갖는 재질로 형성되는 것이 바람직하다.

이를 위해, 도 6에 도시된 바와 같이, 프레임(810)이 사각형의 형상으로 형성되는 경우에는 다수개의 충격방지부재(830)는 프레임(810)의 각 모서리에 대칭적으로 형성되는 것이 바람직하다.

이렇게 프레임(810)의 모서리에 형성되는 다수개의 충격방지부재(830)에 의해 하우징(100)이 안정적으로 수면에 놓일수 있어 부이부(200)의 상하운동 및 회전축부(300)의 회전을 원활하게 하여 전기생산률을 높일수 있다.

또한, 사면에 존재하는 외부물체로부터 하우징(100)이 보호된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 프레임(810)은 상부프레임(811)과 하부프레임(813)으로 이루어지며서로 절첩이 가능하게 결합된다.

절첩이 가능하게 결합되는 방법, 구조 등은 공지의 기술인바 상세한 설명은 생략한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상부프레임(811) 또는 하부프레임(813)은 하우징(100)의 양측면에 결합되어 고정된다.

고정되는 방법은 다양하며, 일 예로 도 6에 도시된 바와 같이, 상부프레임(811)의 내측에 프레임홀(820)이 좌우에 대칭적으로 형성된다.

하부하우징(120)의 양측면에는 도 6에 도시된 바와 같이, 프레임홀(820)에 대응되는 하우징홈(105)이 대칭적으로 형성된다.

이러한 프레임홀(820)과 하우징홈(105) 사이에는 연결바(900)가 결합되어 하우징(100)이 프레임(810)에 고정된다.

프레임홀(820)과 하우징홈(105)의 형상은 원형, 사각형, 등 다양하게 형성될 수 있지만 연결바(900)의 일단이 프레임홀(820)이나 하우징홈(105)에 끼움결합되는 것인바, 연결바(900)의 형상에 대응되는 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

연결바(900)는 원형, 사각형 등 다양한 형상으로 형성될 수 있지만, 프레임(810)과 하우징(100)의 결합고정력과 용이한 회전을 위해 고려할때 원형으로 형성되는 것이 바람직하다.

이러한 연결바(900)의 형상에 따라 프레임홀(820)과 하우징홈(105)의 형상 또한 도 6에 도시된 바와 같이, 원형의 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

프레임(810)의 크기는 다양하게 형성될 수 있으며, 프레임(810)의 크기에 따라 하우징(100)과 부이부(200)의 크기도 달라질 수 있다.

일 예로 도 8에 도시된 바와 같이, 구명조끼(LJ)에 결합하여 사용하는 경우에는, 프레임(810)과 하우징(100)을 소형화하여 사용할 수 있으며, 하우징(100)에 결합되는 부이부(200)와 내부에 안착되어 결합되는 전기발전부(600), 전기저장부(700) 및 동력전달부(500)도 부피를 작게 제작하는 것이 바람직하다.

도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이, 충격방지부재(830)의 일측에는 결합홀(831)이 형성된다.

결합홀(831)에는 연결부재(1000)의 일단이 결합된다.

연결부재(1000)는 고리형, 끈형 등 다양한 종류가 사용될 수 있으며, 연결부재(1000)의 타단을 구명조끼(LJ)의 조임끈에 결합함으로써 프레임(810)을 구명조끼(LJ)에 고정시킬 수 있다.

이와 같이 구명조끼(LJ)에 결합하여 사용하는 경우에는, 자가발전을 통해 해상조난시 구명에 필요한 전자제품(조난 신호기, 휴대폰 등)에 전기를 제공할 수 있는 장점이 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 하우징
101 : 고정홈
105 : 하우징홈
110 : 상부하우징
120 : 하부하우징
121 : 회전홈
S1 : 제1하우징
S2 : 제2하우징
S3 : 제3하우징
123 : 격벽부
125 : 회전홀
200 : 부이부
210 : 연결부
220 : 부이
223 : 제2끼움홈
225 : 회동부재
227 : 제3끼움홈
300 : 회전축부
400 : 베어링부
401 : 제1끼움홈
500 : 동력전달부
501 : 복수개의 기어들
600 : 전기발전부
700 : 전기저장부
800 : 보호부
810 : 프레임
811 : 상부프레임
813 : 하부프레임
820 : 프레임홀
830 : 충격방지부재
831 : 결합홀
900 : 연결바
1000 : 연결부재
LJ :　구명조끼

Claims (11)

1. 하우징;
   각 말단이 상기 하우징의 내부에 회전 가능하게 결합 되는 회전축부;
   상기 회전축부의 외면에 형성되고 한방향으로만 회전구동을 하는 베어링부;
   일단에는 물의 위상에 따라 상하운동을 하는 부이가 형성되고, 타단은 상기 베어링부에 결합되어, 상기 하우징의 외주면을 따라 360도 회전이 가능하게 구동하는 부이부;
   상기 회전축부의 일단과 결합되어 상기 회전축부의 회전력이 전달되는 동력전달부;
   상기 하우징의 내부에 형성되고 상기 동력전달부와 결합 되어, 상기 동력전달부로 전달되는 상기 회전축부의 회전력으로 전기에너지를 발생시키는 전기발전부; 및
   상기 하우징의 내부에 형성되고 상기 전기발전부와 전기적으로 연결되어 상기 전기발전부에서 발생되는 전기에너지를 저장하는 전기저장부를 포함하고,
   상기 하우징은 각 독립된 조립체를 형성하는 다수개의 상부하우징과 하부하우징으로 이루어지며, 상기 하부하우징의 일단 또는 양단에는 상부에 상기 회전축부의 일단이 관통되어 결합되는 회전홀을 포함하는 격벽부가 형성되며, 상기 독립된 하우징과 하우징 사이에 상기 베어링부가 형성되는 것을 특징으로 하는 휴대용 자동 수력 발전기.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 부이는 원통형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 휴대용 자동 수력 발전기.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 동력전달부는 서로 맞물리게 결합 되는 복수개의 기어들로 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대용 자동 수력 발전기.
5. 제 1항에 있어서,
   다수개의 상기 베어링부가 상기 회전축부의 길이방향을 따라 일정한 거리로 이격되어 형성되는 것을 특징으로 하는 휴대용 자동 수력 발전기.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 하우징은 부력 및 방수기능을 갖게 형성되는 것을 특징으로 하는 휴대용 자동 수력 발전기.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 하우징의 외측에는 내측에 상하로 관통되어 형성되는 공간을 포함하는 프레임과 상기 프레임의 외측에 형성되어 외부물체와의 충돌로부터 상기 하우징을 보호하는 충격방지부재를 포함하는 보호부가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 휴대용 자동 수력 발전기.
8. 제 7항에 있어서,
   다수개의 상기 충격방지부재는 상기 프레임의 외측에 대칭적으로 형성되며 부력을 갖는 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 휴대용 자동 수력 발전기.
9. 제 7항에 있어서,
   상기 충격방지부재의 일측에는 고리형 연결부재의 일단이 결합 되는 결합홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 휴대용 자동 수력 발전기.
10. 제 7항에 있어서,
    상기 프레임은 서로 절첩이 가능하게 결합 되는 상부프레임과 하부프레임으로 이루어지며, 상기 상부프레임 또는 상기 하부프레임은 상기 하우징의 양측면에 결합되는 것을 특징으로 하는 휴대용 자동 수력 발전기.
11. 제 1항에 있어서,
    다수개의 상기 부이부는 상기 하우징의 길이방향을 따라 상기 하우징의 상측과 하측에 교차적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 휴대용 자동 수력 발전기.
    
    
    
    
    
    

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