KR102549121B1 - The Create and learn kit for Complex Renewable Energy - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자연에서 에너지를 생성할 수 있는 다양한 방법을 주합하여 복합적인 신재생 에너지를 생성하는 방법을 학습할 수 있는 실험키트에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 상부에 기어 모터부(100a)가 형성된 타워 프레임(10)과, 상기 타워 프레임(10)과 분리 이격된 입력 박스(200)와 출력 박스(300)가 서로 커넥터(C)를 통해 연결되는 복합 신재생 에너지 생성 및 학습 실험키트를 형성한다.
기어 모터부(100a)는 벽면에 복수개의 홀(111)이 배열 형성된 홀 프레임(110)이 구비되고, 상기 홀 프레임(110)에 복수개의 기어 유닛(120)이 체결되고, 전면에 피니시 기어(121)가 형성된 단일 혹은 복수개의 기어 모터(150)가 상기 홀 프레임(110)의 상부 일측단에 더 결합되는 것을 특징으로 함으로써 상술한 목적을 이룰 수 있다.
따라서 융합 에너지원을 통한 복합 신재생 에너지의 생성 원리에 대하여 학습할 수 있고, 학습자가 스스로 에너지 생성량의 변위와 효율성 등을 직접 체험케 할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to an experiment kit capable of learning how to generate complex renewable energy by combining various methods capable of generating energy in nature, and more specifically, a gear motor unit 100a on the upper part Formation of a complex renewable energy generation and learning experiment kit in which the formed tower frame 10, the input box 200 and the output box 300 separated from the tower frame 10 are connected to each other through a connector C do.
The gear motor unit 100a has a hole frame 110 in which a plurality of holes 111 are arranged on a wall surface, a plurality of gear units 120 are fastened to the hole frame 110, and a finish gear ( 121) is further coupled to one end of the upper portion of the hole frame 110, thereby achieving the above object.
Therefore, it is possible to learn about the generation principle of complex new and renewable energy through fusion energy sources, and there is an effect that learners can directly experience the displacement and efficiency of energy generation by themselves.
Description
본 발명은 자연에서 에너지를 생성할 수 있는 다양한 방법을 주합하여 복합적인 신재생 에너지를 생성하는 방법을 학습할 수 있는 실험키트에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 중력, 태양광, 풍력과 같은 에너지 생성 수단을 직접 학습할 수 있고 이를 조립함으로써 에너지 생성기를 직접 제작하는 체험이 가능한 에너지 생성 및 학습 키트에 관한 것이다.The present invention relates to an experiment kit capable of learning how to generate complex renewable energy by combining various methods capable of generating energy in nature, and more particularly, energy such as gravity, sunlight, and wind power. It relates to an energy generation and learning kit capable of directly learning a generation means and experiencing directly manufacturing an energy generator by assembling it.
복합 신재생 에너지는 2000년대부터 지금까지 새로운 에너지의 생성 방법으로써 대두되기 시작하여 환경 오염을 유발하는 화석 연료를 대체할 새로운 에너지원으로 주목받기 시작하였다. 최근에는 원자력 에너지와 화석 에너지의 사용이 점자 지양되면서 자동차 역시 점차 전기 자동차로 대체됨에 따라 복합 신재생 에너지에 대한 인력 수급 및 양성을 위해 이를 학습할 수 있는 키트의 개발 및 수급이 필요해지게 되었다.Complex renewable energy has been emerging as a new energy generation method since the 2000s and has begun to attract attention as a new energy source to replace fossil fuels that cause environmental pollution. Recently, as the use of nuclear energy and fossil energy has been gradually discouraged and cars are gradually replaced by electric vehicles, it has become necessary to develop and supply kits that can learn them in order to supply and train manpower for complex renewable energy.
이러한 신재생 에너지를 통해 에너지를 생성하는 방법을 실습할 수 있는 키트는 대한민국 등록 특허공보 제 10-0910939 호로 게시된 다종 신재생 에너지 통합 교육 실습 장치를 참고할 수 있다.A kit for practicing how to generate energy through such renewable energy may refer to a multi-species new and renewable energy integration training exercise device published as Korean Patent Registration No. 10-0910939.
한 편, 일반적으로 복합 신재생 에너지는 자연에서 얻을 수 있는 방대한 에너지원인 수력, 풍력, 태양광 등을 기반으로 복합적으로 주합하여 상시간 에너지를 생성할 수 있도록 한 것인데, 풍력과 태양광은 지구의 하루 일주나 계절에 따라 에너지의 생성이 제한되거나 생성하지 못하는 주기가 발생하게 되고, 수력의 경우 건기와 우기의 주기에 따라 1년간 에너지의 생성량이 일정하지 못한 문제가 있는 것이었다.On the other hand, in general, complex new and renewable energy is a combination of water power, wind power, and solar power, which are vast energy sources that can be obtained from nature, to generate energy at all times. Depending on the week or season, a cycle in which energy generation is limited or not generated occurs, and in the case of hydropower, there is a problem in that the amount of energy generated for one year is not constant depending on the cycle of the dry season and the rainy season.
따라서 특히 지구의 중력을 이용하는 에너지 생성 방식 역시도 고려되었으며, 중력을 이용하는 방식은 깊은 구멍으로 육중한 물체에 로프를 장착하여 자유낙하 시키는 방식을 사용하며 이때 자유낙하를 통해 로프로 전달되는 인장 에너지를 에너지 생성 와인더에 전달하는(로프를 통해 와인더를 당기는) 방식으로 에너지를 생성하는 것이다. 중력 에너지는 와인더 내부의 기어비 조절에 따라 중량체를 낙하하면서 상시간 생성케 할 수 있으며 중량체를 당겨 올 때에는 에너지를 소비하기 때문에 전체적인 에너지의 생성량은 적을 수 있으나 에너지의 생성은 상시간 가능한 장점이 있다.Therefore, in particular, the energy generation method using the earth's gravity was also considered, and the method using gravity uses a method of free falling by attaching a rope to a heavy object through a deep hole. Energy is generated by passing it to the winder (pulling the winder through a rope). Gravity energy can be generated all the time while dropping the weight according to the gear ratio adjustment inside the winder, and since energy is consumed when pulling the weight, the overall amount of energy generated may be small, but the energy can be generated all the time there is
한 편, 포물선 운동을 통해 중력 에너지 생성 방식을 학습할 수 있는 키트는 일본 공개 실용신안공보 제 3197862U 호로 게시된 중력 장중에서 운동 형태를 전환하는 장치의 입출력 에너지의 양적 관계를 이해하기 위한 실험 장치를 참고할 수 있다.On the other hand, a kit capable of learning the gravitational energy generation method through parabolic motion is an experimental device for understanding the quantitative relationship between the input and output energy of a device that converts the motion form in a gravitational field published in Japanese Unexamined Utility Model Publication No. 3197862U. can be referenced.
복합 신재생 에너지는 특히 에너지의 융합과 변조를 통한 복합 에너지원 창출에 있다. 따라서 에너지 생성수단의 주합을 용이하게 할 수 있어야 하며, 그 제어 역시도 하나의 퉁제 수단을 통해 다양한 방식의 에너지 창출을 학습할 수 있어야 한다. 또한 에너지 창출은 특히 풍력, 중력, 수력의 경우 기어의 회전 운동을 통해 에너지를 발생시키게 되는데, 이러한 에너지 발생의 원리를 보다 쉽게 학습할 수 있는 키트를 통해 에너지 생성 방식을 이해시킬 수 있도록 하여야 복합 신재생 에너지를 보다 효과적으로 학습할 수 있다.Complex new and renewable energy is in the creation of complex energy sources through fusion and modulation of energy. Therefore, it should be possible to facilitate the combination of energy generating means, and the control should also be able to learn various types of energy generation through one control means. In addition, energy generation generates energy through the rotational movement of gears, especially in the case of wind power, gravity, and hydraulic power. A kit that can more easily learn the principle of energy generation needs to be used to help people understand the energy generation method. Renewable energy can be learned more effectively.
본 원 발명의 구성 및 그 작용, 결합은 상술한 바와 같은 문제점을 하기와 같은 방법으로 해결하기 위한 것이다.The composition of the present invention and its action and combination are intended to solve the problems described above in the following manner.
첫째는 융합 에너지원을 통한 복합 신재생 에너지의 생성 원리에 대하여 학습할 수 있고,First, it is possible to learn about the principle of generating complex renewable energy through fusion energy sources,
둘째는 학습자가 스스로 기어비의 조절이나 변경을 통하여 중력, 풍력을 통한 에너지 생성량의 변위와 효율성 등을 직접 체험케 할 수 있는 복합 신재생 에너지 생성 및 학습 실험키트를 얻고자 하기 위함에 있다.The second is to obtain a complex renewable energy generation and learning experiment kit that allows learners to directly experience the displacement and efficiency of energy generation through gravity and wind power by adjusting or changing the gear ratio.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 원 발명의 내용은 본 원 발명의 내용은 타워 프레임(10)의 상부에 형성된 기어 모터부(100a)가 그 핵심을 이룬다.The content of the present invention for solving the above problems is the core of the
기어 모터부(100a)는 도 2에 도시된 바와 같이 벽면에 복수개의 홀(111)이 배열 형성된 홀 프레임(110)에 복수개의 기어 유닛(120)이 체결되고, 상기 홀 프레임(110)의 상부 일측단에는 단일 혹은 복수개의 기어 모터(150)가 맞물린 상태로 결합된다.As shown in FIG. 2, in the
상기 기어 유닛(120)은 도 3에 도시된 바와 같이 기어(121)와, 상기 기어(121)를 상기 홀 프레임(110)에 고정 및 결합을 하기 위한 샤프트(125)가 기어(121)의 선단에 구비되는 것으로 이루어지며, 이때 상기 기어 유닛(120)에 형성된 기어(121)는 산업 규격에 따른 것으로 형성되면서도 상기 홀 프레임(110)에 끼우는 각각의 기어 유닛(120)에 형성된 기어(121)는 면적이 서로 다른 기어(121)로 형성되는데, 이는 학습자가 직접 기어비를 변형하거나 조율하는 방법을 통해 얼만큼의 기어비를 지녀야 한 번에 더 많은 전력을 생성하는지를 학습자가 깨우치게 하는 실습 실험형 학습이 가능케 하기 위함인 것이다.As shown in FIG. 3, the
한 편, 이러한 결합은 오랜 시간동안 유지되어야 하며 기어 유닛(120)이 서로 맞물려 회전 운동을 하면서 상기 홀 프레임(110)으로부터 이탈하지 않게 하기 위해 상기 기어 유닛(120)의 샤프트(125)가 홀 프레임(110)을 관통하게 되면 상기 샤프트(125)의 선단에 고정 축(126)이 끼워지게 된다.On the other hand, this coupling must be maintained for a long time, and the
각각 다른 면적을 지닌 기어(121)로 이루어 진 복수개의 기어 유닛(120)을 서로 맞물리게끔 도 4에 도시된 예시와 같이 홀 프레임(110)에 끼워 고정하게 되면, 가장 마지막에 끼워지는 기어 유닛(120)의 기어(121)는 상기 기어 모터(150)의 전면에 형성된 피니시 기어(121)와 맞물려야 한다. 그 후 기어 모터(150)의 회전 운동을 통해 발생한 전력은 전선 연결을 통해 입력 박스(200)로 전달되어 전기 에너지로 변환될 수 있도록 하는 것이다. 따라서 이를 통해 기어 유닛의 기어비를 형성이 끝나면 중력을 통해 에너지를 발생시키는 학습을 할 수 있다.When a plurality of
중력을 이용한 에너지의 발생은 상기 도 4에 도시된 내용과 같이 홀 프레임(110)에 끼워 진 복수개의 기어 유닛(120) 중 선택 된 단일의 기어 유닛(120)의 샤프트(125) 전면에 와인더(130)를 연결하도록 한다.Energy generation using gravity is a winder in front of the
상기 와인더(130)는 중량이 있는 물체에 끌려 내려가면서 기어 유닛(120)을 회전시키거나 기어 모터(150)를 작동시켜서 반대로 끌어올 수 있도록 중심단에 릴(131)이 형성되어 있고, 상기 릴(131)의 선단 끝에는 카라비너(132)가 구비된다.The
카라비너(132)에는 무게 동력축(135)이 연결되는데, 상기 무게 동력축(135)은 자루의 형태로 형성되며 상기 무게 동력축(135)의 내부에는 무게추나 무게가 될 만한 물체들을 담을 수 있도록 형성된다.A
따라서 상기 도 4에 도시된 바와 이 중력 에너지를 형성하기 전의 상태였다가 에너지의 형성을 위해 상기 무게 동력축(135)을 자유 낙하 시키게 되면 도 4a에 도시된 바와 같이 무게 동력축(135)이 하강하고 그 동시에 릴(131)이 함께 하강하게 되면서 상기 와인더(130)에 회전 에너지를 전달하게 된다.Therefore, as shown in FIG. 4, when is in a state before gravitational energy is formed and the
회전 에너지가 전달된 와인더(130)는 기어 유닛(120)의 샤프트(125)를 통해 기어 유닛(120) 전체를 회전시키게 되고 기어(121)의 동력 전달에 의해 서로 맞물린 모든 기어 유닛(120)이 회전하면서 상기 기어 모터(150)의 피니시 기어(121)를 회전시키고, 상기 피니시 기어(121)의 회전에 따라 기어 모터(150)가 회전하게 되어 전력이 생성된다. 이때 생성된 전력을 통해 중력으로부터 얻어진 중력 에너지를 학습할 수 있다.The
기호에 따라 중력 에너지와 풍력 에너지를 함께 학습시키고자 하는 의도가 있다면 상기 타워 프레임(10)의 하단에 풍력 발전 유닛(100b)을 따로 구비할 수 있도록 하는 방식을 통해서도 실시할 수 있도록 하여 실시자는 중력과 풍력을 모두 사용자들에게 학습시킬 수 있다.If there is an intention to learn both gravity energy and wind energy according to the preference, the wind
상술한 바와 같은 방식으로 적어도 2개 이상의 에너지 생성 수단을 통해 에너지를 생성하게 되면, 해당 에너지 생성 수단이 에너지를 제대로 생성하는지 확인하거나 얼만큼 생성했는지를 확인할 수 있다. 이를 위해 도 5에 도시된 바와 같이 상기 기어 모터부(100a), 풍력 발전 유닛(100b), 태양광 발전 유닛(100c)중 택일 혹은 복수 채택 연결되어 상기 유닛들이 전력을 생성하는지를 확인할 수 있는 입력 박스(200)가 구비되고, 상기 입력 박스(200)는 유닛들이 서로 커넥터(C)의 연결을 통해 연결될 수 있도록 함으로써 본 원 발명이 상술한 과제를 해결할 수 있도록 한다.When energy is generated through at least two or more energy generating means as described above, it is possible to check whether the corresponding energy generating means properly generates energy or how much energy is generated. To this end, as shown in FIG. 5, one or more of the
이상과 같은 구성과 결합, 작용으로 이루어 진 본 원 발명의 효과는 하기와 같다.The effects of the present invention consisting of the configuration, combination, and action as described above are as follows.
첫째는 융합 에너지원을 통한 복합 신재생 에너지의 생성 원리에 대하여 학습할 수 있고,First, it is possible to learn about the principle of generating complex renewable energy through fusion energy sources,
둘째는 학습자가 스스로 기어비의 조절이나 변경을 통하여 중력, 풍력을 통한 에너지 생성량의 변위와 효율성 등을 직접 체험케 할 수 있는 효과가 있다.Second, there is an effect that the learner can directly experience the displacement and efficiency of energy generation through gravity and wind power by adjusting or changing the gear ratio.
도 1은 본 원 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 제품의 전반적인 구성과 결합을 도시한 사시도.
도 2는 본 원 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 기어 모터부(100a)의 주요 구성을 도시한 부분 확대도.
도 3은 본 원 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 기어 모터부(100a)의 기어가 분리되는 형상을 도시한 부분 실시도.
도 3a는 본 원 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 기어 유닛(120)을 고정하는 고정 축(126)이 자석 축(127)으로 이루어 진 것을 도시한 실시도.
도 3b는 본 원 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 샤프트(125)의 전면이 후크형 리벳(128)으로 이루어 진 것을 도시한 실시도.
도 4는 본 원 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 기어 모터부(100a)의 반대쪽에 구비된 무게 동력축(135)을 상세히 도시한 부분 확대도.
도 4a는 본 원 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 무게 동력축(135)이 와인더(130)로부터 하강한 형상을 도시한 부분 확대 실시도.
도 4b는 본 원 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 무게 동력축(135)과 와인더(130)가 풍차 유닛(140)으로 대체된 형상을 도시한 부분 확대 실시도.
도 5는 본 원 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 입력 박스(200)와 출력박스(300)의 후방에 형성된 여러 구성요소간의 결합 관계를 도시한 부분도.
도 5a는 본 원 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 출력 박스(300)의 상태 표시부(320)가 부저 유닛(322)으로 형성된 것을 도시한 부분도.
도 6은 본 원 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 제품의 전반적인 작용 원리를 도시한 간이 배선도.1 is a perspective view showing the overall configuration and coupling of a product according to a preferred embodiment of the present invention.
Figure 2 is a partially enlarged view showing the main configuration of the gear motor unit (100a) in a preferred embodiment of the present invention.
Figure 3 is a partial embodiment showing a shape in which the gear of the gear motor unit (100a) is separated according to a preferred embodiment of the present invention.
Figure 3a is an embodiment showing that in a preferred embodiment of the present invention, the
Figure 3b is an embodiment showing that in a preferred embodiment of the present invention, the front surface of the
Figure 4 is a partially enlarged view showing in detail the
Figure 4a is a partially enlarged embodiment showing a shape in which the
4B is a partially enlarged view showing a shape in which the
Figure 5 is a partial view showing the coupling relationship between various components formed at the rear of the
Figure 5a is a partial view showing that the
Figure 6 is a simple wiring diagram showing the overall working principle of a product according to a preferred embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 사용되는 용어들과 의미는 도면을 참고로 한 실시예에서의 기능과 작용 및 구성을 고려하여 선택된 용어들이며, 사용자 및 실시자의 의도 또는 판례에 따라 해석이 달라질 수 있다. 본 원 명세서에 구체적으로 정의된 경우 그 정의에 따르지만 구체적인 정의가 없는 경우에는 통상적으로 당업자에게 통용되는 의미로 해석되어야 하며, 본 원 발명의 일 실시예와 구성 및 작용 결합을 설명하는 도면에는 일부 부호가 생략 도시될 수 있으나 이는 통상적으로 본 원 발명을 이루고자하는 하기 기술하는 구성 및 작용 실시예를 근거로 부속의 위치 등을 본 원 발명의 실시범위 안에서 해석할 수 있도록 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The terms and meanings used are terms selected in consideration of functions, operations, and configurations in the embodiments with reference to the drawings, and interpretation may vary according to the intentions of users and implementers or precedents. If it is specifically defined in the present specification, the definition follows, but if there is no specific definition, it should be interpreted in a meaning commonly used by those skilled in the art, and in the drawings explaining one embodiment of the present invention and configuration and action combination, some symbols may be omitted, but this allows the location of parts to be interpreted within the scope of the present invention, based on the configuration and working examples described below to achieve the present invention.
본 발명은 자연에서 에너지를 생성할 수 있는 다양한 방법을 주합하여 복합적인 신재생 에너지를 생성하는 방법을 학습할 수 있는 키트로써 구성되며, 특히 중력 에너지와 풍력 에너지의 발생 효율을 학습자가 직접 학습케 할 수 있는 구성과 결합 및 그 작용 예시로 이루어진다. 이를 위한 구성은 도 1에 도시된 바와 같이 상부에 기어 모터부(100a)가 형성된 타워 프레임(10)과, 상기 타워 프레임(10)과 분리 이격된 입력 박스(200)와 출력 박스(300)가 서로 커넥터(C)를 통해 연결되는 방식으로 상술한 과제를 해결할 수 있다.The present invention is configured as a kit that can learn how to generate complex new and renewable energy by combining various methods that can generate energy in nature. It consists of possible configurations and combinations and examples of their actions. As shown in FIG. 1, the configuration for this is a
본 원 발명의 내용은 상기 타워 프레임(10)의 상부에 형성된 기어 모터부(100a)가 그 핵심을 이룬다. 기어 모터부(100a)는 도 2에 도시된 바와 같이 벽면에 복수개의 홀(111)이 배열 형성된 홀 프레임(110)에 복수개의 기어 유닛(120)이 체결되고, 상기 홀 프레임(110)의 상부 일측단에는 단일 혹은 복수개의 기어 모터(150)가 맞물린 상태로 결합된다.The content of the present invention forms the core of the gear motor unit (100a) formed on the top of the tower frame (10). As shown in FIG. 2, in the
상기 기어 유닛(120)은 도 3에 도시된 바와 같이 기어(121)와, 상기 기어(121)를 상기 홀 프레임(110)에 고정 및 결합을 하기 위한 샤프트(125)가 기어(121)의 선단에 구비되는 것으로 이루어지며, 이때 상기 기어 유닛(120)에 형성된 기어(121)는 산업 규격에 따른 것으로 형성되면서도 상기 홀 프레임(110)에 끼우는 각각의 기어 유닛(120)에 형성된 기어(121)는 면적이 서로 다른 기어(121)로 형성되는데, 이는 학습자가 직접 기어비를 변형하거나 조율하는 방법을 통해 얼만큼의 기어비를 지녀야 한 번에 더 많은 전력을 생성하는지를 학습자가 깨우치게 하는 실습 실험형 학습이 가능케 하기 위함인 것이다.As shown in FIG. 3, the
한 편, 이러한 결합은 오랜 시간동안 유지되어야 하며 기어 유닛(120)이 서로 맞물려 회전 운동을 하면서 상기 홀 프레임(110)으로부터 이탈하지 않게 하기 위해 상기 기어 유닛(120)의 샤프트(125)가 홀 프레임(110)을 관통하게 되면 상기 샤프트(125)의 선단에 고정 축(126)이 끼워지게 된다.On the other hand, this coupling must be maintained for a long time, and the
상기 고정 축(126)은 단순한 링 형태의 구조로도 기어(121)가 홀 프레임(110)으로부터 이탈하지 않게끔 확실히 이 둘의 결합 체결 관계를 유지하여 주어야하며 일정 수준 이장의 마찰력이 요구된다. 따라서 상기 고정 축(126)은 고무, 라텍스, 우례탄, 실리콘 중 택일 선택하는 것과 같이 연질 소재로써 마찰력이 있는 소재로 이루어져야 한다. 하지만 상기 고정 축(126)이 실시자의 기호나 사용하는 사용자와 그 사용 환경에 따라 부득이하게 고무, 라텍스, 우례탄, 실리콘 중 택일 선택한 재질을 사용할 수 없을 때에는 도 3a에 도시된 바와 같이 상기 고정 축(126)을 자석으로 이루어 진 자석 축(127)으로 변형 실시하는 것 역시 가능하다.The fixed
한 편, 생산 비용과 공정의 축소를 위해 도 3b에 도시된 바와 같이 별도의 고정 축(126)을 마련하지 않고 상기 샤프트(125)의 전면에 후크형 리벳(128)을 형성하여 상기 홀 프레임(110)의 홀(111)에 결합케 할 수 있는 방법으로 실시하는 것 또한 바람직한 일 실시예이다.On the other hand, in order to reduce production cost and process, as shown in FIG. 3B, a hook-
각각 다른 면적을 지닌 기어(121)로 이루어 진 복수개의 기어 유닛(120)을 서로 맞물리게끔 도 4에 도시된 예시와 같이 홀 프레임(110)에 끼워 고정하게 되면, 가장 마지막에 끼워지는 기어 유닛(120)의 기어(121)는 상기 기어 모터(150)의 전면에 형성된 피니시 기어(121)와 맞물려야 한다. 그 후 기어 모터(150)의 회전 운동을 통해 발생한 전력은 전선 연결을 통해 입력 박스(200)로 전달되어 전기 에너지로 변환될 수 있도록 하는 것이다. 따라서 이를 통해 기어 유닛의 기어비를 형성이 끝나면 중력을 통해 에너지를 발생시키는 학습을 할 수 있다.When a plurality of
이를 위해 상술했던 타워 프레임(10)은 상기 기어 모터부(100a)가 지상으로부터 어느 정도 멀리 떨어질 수 있도록 높이 방향으로 키가 커야하고, 상기 기어 모터부(100a)가 중력에 의한 에너지를 생성하기 위해 중량체의 무게를 어느 정도 버틸 수 있도록 그 무게는 무거워야 한다.To this end, the
중력을 이용한 에너지의 발생은 상기 도 4에 도시된 내용과 같이 홀 프레임(110)에 끼워 진 복수개의 기어 유닛(120) 중 선택 된 단일의 기어 유닛(120)의 샤프트(125) 전면에 와인더(130)를 연결하도록 한다.Energy generation using gravity is a winder in front of the
상기 와인더(130)는 중량이 있는 물체에 끌려 내려가면서 기어 유닛(120)을 회전시키거나 기어 모터(150)를 작동시켜서 반대로 끌어올 수 있도록 중심단에 릴(131)이 형성되어 있고, 상기 릴(131)의 선단 끝에는 카라비너(132)가 구비된다.The
카라비너(132)에는 무게 동력축(135)이 연결되는데, 상기 무게 동력축(135)은 자루의 형태로 형성되며 상기 무게 동력축(135)의 내부에는 무게추나 무게가 될 만한 물체들을 담을 수 있도록 형성된다.A
따라서 상기 도 4에 도시된 바와 이 중력 에너지를 형성하기 전의 상태였다가 에너지의 형성을 위해 상기 무게 동력축(135)을 자유 낙하 시키게 되면 도 4a에 도시된 바와 같이 무게 동력축(135)이 하강하고 그 동시에 릴(131)이 함께 하강하게 되면서 상기 와인더(130)에 회전 에너지를 전달하게 된다.Therefore, as shown in FIG. 4, when is in a state before gravitational energy is formed and the
회전 에너지가 전달된 와인더(130)는 기어 유닛(120)의 샤프트(125)를 통해 기어 유닛(120) 전체를 회전시키게 되고 기어(121)의 동력 전달에 의해 서로 맞물린 모든 기어 유닛(120)이 회전하면서 상기 기어 모터(150)의 피니시 기어(121)를 회전시키고, 상기 피니시 기어(121)의 회전에 따라 기어 모터(150)가 회전하게 되어 전력이 생성된다. 이때 생성된 전력을 통해 중력으로부터 얻어진 중력 에너지를 학습할 수 있다.The
한 편, 도 4b에 도시된 바와 같이 상술한 바와 같은 매커니즘을 무게 동력축(135)의 자유 낙하를 통한 중력 에너지 발생을 전달받은 와인더(130)의 회전 운동을 통한 방식이 아니라 상기 와인더(130)에 풍차 유닛(140)을 끼우는 방법을 통해 중력을 통해 얻는 에너지를 풍력으로도 얻을 수 있게 대체할 수도 있다.On the other hand, as shown in FIG. 4B, the mechanism as described above is not a method through the rotational movement of the
하지만 실시자의 기호에 따라 중력 에너지와 풍력 에너지를 함께 학습시키고자 하는 의도가 있다면 상기 타워 프레임(10)의 하단에 풍력 발전 유닛(100b)을 따로 구비할 수 있도록 하는 방식을 통해서도 실시할 수 있도록 하여 실시자는 중력과 풍력을 모두 사용자들에게 학습시킬 수 있다.However, if there is an intention to learn both gravitational energy and wind energy according to the user's preference, the wind
이때 구비된 풍력 발전 유닛(100b)은 종래에 널리 통용되어 실시되고 있는 일반적인 형태와 구성을 가지고 있는 실험 실습을 위한 풍력 발전 장치와 동일한 것이므로 그 구체적인 설명은 생략하도록 하며, 같은 내용으로 상기 타워 프레임(10)의 하단 일측에 태양광 발전 유닛(100c)이 더 구비되게 할 수 있는데, 상기 태양광 발전 유닛(100c) 뿐만 아니라 자연으로부터 얻을 수 있는 복합 신재생 에너지의 발생 학습을 위한 매체로 한정될 수 있다면 본 원 발명에 의한 내용에는 한정하지 아니하였으나 그 실시 역시 큰 범주에서 본 원 발명의 범위 중 일부로 해석하여도 무방하다.At this time, since the wind
상술한 바와 같은 방식으로 적어도 2개 이상의 에너지 생성 수단을 통해 에너지를 생성하게 되면, 해당 에너지 생성 수단이 에너지를 제대로 생성하는지 확인하거나 얼만큼 생성했는지를 확인할 수 있다. 이를 위해 도 5에 도시된 바와 같이 상기 기어 모터부(100a), 풍력 발전 유닛(100b), 태양광 발전 유닛(100c)중 택일 혹은 복수 채택 연결되어 상기 유닛들이 전력을 생성하는지를 확인할 수 있는 입력 박스(200)가 구비되고, 상기 입력 박스(200)는 유닛들이 서로 커넥터(C)의 연결을 통해 연결될 수 있다. 이하, 서술하는 구성요소의 간결 명료한 전달을 위해 상기 기어 모터부(100a), 풍력 발전 유닛(100b), 태양광 발전 유닛(100c)은 '유닛(100)' 이라는 명칭으로 생략 표현하며, 도 6의 간이 배선도를 참고로 하여 각 배선의 연결 관계를 설명하고자 한다. When energy is generated through at least two or more energy generating means as described above, it is possible to check whether the corresponding energy generating means properly generates energy or how much energy is generated. To this end, as shown in FIG. 5, one or more of the
한 편, 상술한 목적을 이루기 위해 상기 입력 박스(200)의 후방에는 배선 단자 보드(210)가 형성되어 있고, 상기 배선 단자 보드(210)는 유닛들을 연결할 수 있는 입력 단자부(211)와, 상기 입력 단자부(211)에 대응한 배선 단자 보드(210)의 측단에 상기 입력 단자부(211)에 커넥터(C)를 통해 연결된 유닛(100)이 전력을 생성하는지, 혹은 얼만큼 생성하는지를 확인할 수 있도록 출력 단자부(212)가 더 형성되는 것이다.Meanwhile, in order to achieve the above object, a
또한, 각종 유닛(100)들로부터 생성되는 전력을 상기 입력 박스(200)에서 전기 에너지로 변환할 수 있어야 하기 때문에 상기 입력 박스(200)의 내부에는 컨버터(201)가 더 구비될 수 있도록 하는 것이다.In addition, since the power generated from
한 편, 입력 단자부(211)와 출력 단자부(212)는 각자가 하나의 컴포넌트 버튼(220)에 의해 연결되어지며, 상기 컴포넌트 버튼(220)은 상기 입력 박스(200)의 상부 일측단에 구비된다.On the other hand, the
상기 컴포넌트 버튼(220)은 유닛(100)을 통해 전력을 생성할 수 있도록 켜게 하거나 혹은 해당 부분의 전력 생성 실습을 원하지 않을 경우 해당 부분을 끄게 할 수도 있다. 이상과 같은 구성으로 이루어 진 출력 단자부(212)는 커넥터(C)를 통해 출력 박스(300)로 연결될 수 있으며, 상기 출력 박스(300)는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 출력 단자부(212)와 연결될 수 있는 출력 박스 단자부(310)가 상기 출력 박스(300)의 후방에 형성된다.The
출력 박스(300)는 유닛(100)에서 생성된 전력이 입력 박스(200)로부터 도착할 경우 해당 유닛(100)으로부터 생성된 전력의 전력량을 확인할 수 있는 상태 표시부(320)가 상부 일측단에 더 구비된다. 상기 상태 표시부(320)는 상기 도 5에 도시된 바와 같이 LED 게이지(321)를 통해 광원을 통한 높낮이로 각각의 유닛(100)들이 얼마나 전력을 잘 생성하는지 시각적 게이징을 통해 확인할 수 있도록 하거나 도 5a에 도시된 바와 같이 부저 유닛(322)을 통해 청각적 게이징을 통해 확인할 수 있도록 할 수 있다.The
LED 게이지(321)는 유닛(100)을 통해 생성하는 전력량에 따라 단일 혹은 복수개의 LED가 점등되게 하는 방법으로 전력의 생성을 표현할 수 있도록 하는 실시 예시가 포함된다. 또한, LED 게이지(321)를 형성하여 이루는 단일 혹은 복수개의 LED는 각각 동일한 색상으로 형성할 수도 있고 서로 다른 색의 LED로 형성할 수도 있다. 혹은 단일의 LED가 생성되는 전력량에 따라 점등의 위치를 가변하여 표현할 수 있는 디스플레이 방식으로도 실시하는 것이 가능하다.The
부저 유닛(322)은 특정한 음원을 재생하거나, 단일 혹은 복수개가 전력의 생성량에 따라 같은 소리를 크거나 혹은 작게 묘사하는 표현이 가능하다. 한 편, 같은 소리 뿐만 아니라 상기 부저 유닛(322)을 형성하여 이루는 단일한 부저들이 각자 독립적인 제어를 받도록 함으로써 생성되는 전력량에 따라 각자가 다른 입력 임피던스(저항)값을 지니게 함으로써, 유닛(100)이 생성해 온 전력의 전류 값이 일정 범위에 이르러 부저의 재생에 필요한 특정 범위만큼 한정된 일정 수치의 입력 임피던스 값을 초과할 경우 상기 독립적 제어를 받는 부저에서 음원이나 소리가 재생되게 할 수도 있고, 각 부저마다 서로 상이하게 설정된 입력 임피던스의 값에 따라 각자가 다른 음원이나 소리가 재생되게 할 수도 있다.The
또한, 복수개의 부저가 형성된 부저 유닛(322)이 각자가 아닌 하나의 음원이나 소리가 재생되게 할 수도 있고, 단순히 하나의 음원이나 소리가 유닛(100)을 통해 생성된 전력의 전류값에 따라 상기 부저 유닛(322)에 설정된 가변된 임피던스 값에 따라 소리의 크기가 가변되게 출력되도록 할 수 있고, 부저 유닛(322)의 입력 임피던스 값의 범위에 따라 각자 다른 음원이나 소리가 출력되게 할 수도 있다.In addition, the
예를 들면, 부저 유닛(322)이 2개의 음원을 재생케 할 수 있도록 실시자가 임의로 제조하였을 경우, 입력 임피던스의 값이 10옴에서 20옴일 경우 임의의 음원 A를 재생하도록 설정하고, 입력 임피던스의 값이 20옴에서 30옴일 경우 음원 B를 재생할 수 있도록 했을 때 유닛(100)을 통해 생성된 전력의 전류 값이 음원 A를 재생할 만큼만 생성되었을 경우 부저 유닛(322)은 음원 A를 출력하게끔 할 수 있고, 상기 유닛(100)이 음원 B를 재생할 만큼이 생성되었을 경우 음원 B를 출력하게끔 하면서 그 하위의 음원인 음원 A가 동시 출력되거나 혹은 출력되지 않게끔 프로그래밍 할 수 있다.For example, if the operator arbitrarily manufactures the
이를 위하여 상기 출력 박스(300)나 입력 박스(200)에는 도 6에 의한 배선 관계를 충족시킬 수 있도록 제어 회로(400)가 더 구비될 수 있도록 하는 것이다.To this end, the
상기 제어 회로(400)는 유닛(100)을 통해 생성된 전력으로 작동하게 할 수 있거나 별도의 전원 공급 수단을 더 추가할 수도 있고, 전원 공급 수단에 의해 전원을 공급받는 제어 회로(400)는 입력 박스(200)와 출력 박스(300)가 상술한 바와 같은 구성 작동 관계를 지닐 수 있도록 각종 배선들을 연결하게 할 수 있고, 이는 상기 입력 박스(200)의 내부에도 형성되어 배선 단자 보드(210)와도 연결되어 사용될 수 있도록 할 수 있다.The
또한, 도면에는 도시하지 않았으나 입력 박스(200)와 출력 박스(300)가 단일의 계체로써 그 기능을 수행할 수 있도록 구성을 형성할 수 있고, 상기 입력 박스(200)와 출력 박스(300)가 단일의 계체로 합쳐질 경우 상기 배선 단자 보드(210)는 출력 박스 단자부(310)와 합쳐지는 한 편, 상기 배선 단자 보드(210)의 출력 단자부(212)는 생략되게 될 것이고 컴포넌트 버튼(220)과 상태 표시부(320)는 그대로 형성되어 역할을 수행케 할 수 있는 것이다.In addition, although not shown in the drawings, the
이상과 같은 구성과 결합, 그 작용과 실시예로 이루어 진 복합 신재생 에너지 생성 및 학습 실험키트는 각자 다른 방식으로 에너지를 생성하는 단일 혹은 복수개의 유닛(기어 모터부(100a), 풍력 발전 유닛(100b), 태양광 발전 유닛(100c))을 통해 복합 신재생 에너지의 생성 원리에 대하여 학습할 수 있고, 학습자가 스스로 기어 모터부(100a)의 기어 유닛(120)을 통하여 기어비의 조절이나 변경을 함으로써 중력, 풍력을 통한 에너지 생성량의 변위와 효율성 등을 직접 체험케 할 수 있는 효과가 있는 것이다.The complex new renewable energy generation and learning experiment kit consisting of the above configurations, combinations, actions and examples is a single or multiple units (
이상, 본 발명은 도면을 참조하면서 본 발명의 구성, 작용 및 효과에 대한 실시예를 중심으로 설명하였지만 반드시 이에 한정하는 것은 아니며, 본 발명에 기재된 실시예로부터 도출 가능한 자명한 변형예와 구성 및 작용을 포괄하여 특허 청구범위에 기재되고 이와 같이 해석되어야 한다.In the above, the present invention has been described with reference to the drawings, focusing on embodiments of the configuration, operation and effect of the present invention, but is not necessarily limited thereto, and obvious modifications and configurations and actions that can be derived from the embodiments described in the present invention. should be included in the claims and interpreted as such.
10 : 타워 프레임 C : 커넥터
100 : 유닛
100a : 기어 모터부 100b : 풍력 발전 유닛
100c : 태양광 발전 유닛
110 : 홀 프레임 111 : 홀
120 : 기어 유닛 121 : 기어
125 : 샤프트 126 : 고정 축
127 : 자석 축 128 : 후크형 리벳
130 : 와인더 131 : 릴
132 : 카라비너 135 : 무게 동력축
140 : 풍차 유닛
150 : 기어 모터 151 : 피니시 기어
200 : 입력 박스 201 : 컨버터
210 : 배선 단자 보드 211 : 입력 단자부
212 : 출력 단자부 220 : 컴포넌트 버튼
300 : 출력 박스 310 : 출력 박스 단자부
320 : 상태 표시부 321 : LED 게이지
322 : 부저 유닛 400 : 제어 회로10: tower frame C: connector
100: unit
100a:
100c: Solar power generation unit
110: hole frame 111: hole
120: gear unit 121: gear
125: shaft 126: fixed shaft
127: magnet axis 128: hook type rivet
130: winder 131: reel
132: carabiner 135: weight power shaft
140: windmill unit
150: gear motor 151: finish gear
200: input box 201: converter
210: wiring terminal board 211: input terminal unit
212: output terminal unit 220: component button
300: output box 310: output box terminal unit
320: status display unit 321: LED gauge
322: buzzer unit 400: control circuit
Claims (8)
기어 모터부(100a)는 벽면에 복수개의 홀(111)이 배열 형성된 홀 프레임(110)이 구비되고,
기어(121)와, 상기 기어(121)의 선단에 구비된 샤프트(125)로 이루어진 복수개의 기어 유닛(120)이 상기 홀 프레임(110)에 체결되고,
상기 샤프트(125)의 선단에는 고정 축(126)이 형성되고,
전면에 피니시 기어(121)가 형성된 단일 혹은 복수개의 기어 모터(150)가 상기 홀 프레임(110)의 상부 일측단에 더 결합되며,
복수개의 기어 유닛(120) 중 선택 된 단일의 기어 유닛(120)의 샤프트(125) 전면에 와인더(130)가 연결되고,
상기 와인더(130)는,
중심단에 릴(131)이 형성되고,
상기 릴(131)의 선단 끝에는 카라비너(132)가 구비되며,
상기 카라비너(132)에 무게 동력축(135)이 더 연결되는 것을 특징으로 하는 복합 신재생 에너지 생성 및 학습 실험키트.A composite scene in which a tower frame 10 having a gear motor unit 100a formed thereon, an input box 200 and an output box 300 separated from the tower frame 10 are connected to each other through a connector C. In the renewable energy generation and learning experiment kit,
The gear motor unit 100a is provided with a hole frame 110 in which a plurality of holes 111 are arranged on a wall surface,
A plurality of gear units 120 composed of a gear 121 and a shaft 125 provided at the front end of the gear 121 are fastened to the hole frame 110,
A fixed shaft 126 is formed at the front end of the shaft 125,
A single or multiple gear motors 150 having a finish gear 121 formed on the front are further coupled to one upper end of the hole frame 110,
The winder 130 is connected to the front of the shaft 125 of the single gear unit 120 selected from among the plurality of gear units 120,
The winder 130,
A reel 131 is formed at the center end,
A carabiner 132 is provided at the front end of the reel 131,
A complex renewable energy generation and learning experiment kit, characterized in that the weight power shaft 135 is further connected to the carabiner 132.
상기 고정 축(126)은 자석 재질로 이루어 진 자석 축(127)인 것을 특징으로 하는 복합 신재생 에너지 생성 및 학습 실험키트.According to claim 1,
The fixed axis 126 is a composite renewable energy generation and learning experiment kit, characterized in that the magnet axis 127 made of a magnetic material.
상기 샤프트(125)의 전면에 후크형 리벳(128)을 더 형성하는 것을 특징으로 하는 복합 신재생 에너지 생성 및 학습 실험키트.According to claim 1,
A composite renewable energy generation and learning experiment kit, characterized in that further forming a hook-type rivet 128 on the front of the shaft 125.
상기 입력 박스(200)는,
내부에는 컨버터(201)가 더 구비되고,
후방에는 배선 단자 보드(210)가 형성되며,
상기 배선 단자 보드(210)는,
유닛들을 연결할 수 있는 입력 단자부(211)와
입력 단자부(211)에 대응한 배선 단자 보드(210)의 측단에 출력 단자부(212)가 더 형성되고,
입력 단자부(211)와 출력 단자부(212)는 각자가 하나의 컴포넌트 버튼(220)에 의해 연결되어지며, 상기 컴포넌트 버튼(220)은 상기 입력 박스(200)의 상부 일측단에 더 구비되는 것을 특징으로 하는 복합 신재생 에너지 생성 및 학습 실험키트.
According to claim 1,
The input box 200,
A converter 201 is further provided inside,
A wiring terminal board 210 is formed at the rear,
The wiring terminal board 210,
An input terminal unit 211 that can connect units and
An output terminal unit 212 is further formed at the side end of the wiring terminal board 210 corresponding to the input terminal unit 211,
The input terminal unit 211 and the output terminal unit 212 are each connected by a single component button 220, and the component button 220 is further provided at one upper end of the input box 200. A complex renewable energy generation and learning experiment kit.
상기 출력 박스(300)는,
후방에 출력 박스 단자부(310)가 더 구비되고,
상부 일측단에 상태 표시부(320)가 더 구비되며,
상기 상태 표시부(320)는,
LED 게이지(321)와 부저 유닛(322) 중 택일 선택되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합 신재생 에너지 생성 및 학습 실험키트.According to claim 1,
The output box 300,
An output box terminal unit 310 is further provided at the rear,
A status display unit 320 is further provided at one end of the upper part,
The status display unit 320,
A complex renewable energy generation and learning experiment kit, characterized in that it is made by selecting one of the LED gauge 321 and the buzzer unit 322.
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GRNT | Written decision to grant |