KR19990087888A - 부력을이용한동력증가장치 - Google Patents

Abstract

부력을 이용하여 발전이나 장치의 구동에 필요한 회전력을 얻어 낼 수 있게 되어 있는 동력증가장치에 관한 것으로서, 저수조 내측 상하로 배열된 스프로켓 사이로 체인을 걸어 상호 연동 회전되게 하되, 상기 체인에 다수의 아암을 등분 부착하여 상기 스프로켓 사이를 잇는 중심선을 경계로 2열 배치되도록 하고, 상기 저장조의 하측방에서 상기 아암의 일측 열로 부력체를 순차 공급하여 발생되는 부력의 작용으로 상기 체인이 스프로켓을 타고 주행되게 하고, 상기 부력체는 저수조의 상방에서 외부로 취출되어 다시 저수조의 하방으로 공급되도록 함으로써 부력에 의해 회전 속도가 빠르고 구동 토크가 크게 발생되는 동력을 상기 저수조의 하측방에서 부력체를 순차 장입하는 규모의 동력 소비를 통해 얻어 낼 수 있도록 한 것이다.

Description

부력을 이용한 동력증가장치{Power increase device using floatage and eccentricity}

본 발명은 부력이 가지고 있는 힘을 연속된 동력으로 출력하는 부력을 이용한 동력증가장치에 관한 것으로서, 부력체의 장입을 통해 소동력을 소비하고 상기 장입된 부력체에 의해 큰 동력으로 출력되는 구성을 갖춘 부력을 이용한 동력증가장치에 관한 것이다.

부력을 이용하여 동력을 발생시키는 장치는 여러 가지 형식이 공지되어 있다. 예를 들면, 대한민국 공개 실용신안공보 제 97-14099호에는 부력을 이용한 회전 동력증가장치의 가장 일반적인 구조가 개시되어 있다. 이것은 부력체가 상승 시 기포를 포집할 수 있도록 펼쳐지고, 하강 시 별도로 설치된 가이드에 의해 접혀져 작동 저항을 최소화하도록 된 것이지만, 다수개의 부력체들이 궤도상으로 연결되어 연속 회전하게 되므로 자중에 의해 회전 동력이 저하되고, 하강되는 부력체에 의해 회전력이 감소되어서 실제적으로는 전체의 동력 효율이 저하되는 문제점이 있다.

한편, 일본 공개 특허공보 소 56-60865호에서는 회전 가능한 원통상의 축에 부력을 받는 물체를 회전 방향에 대하여 등간격으로 다수개 설치하되, 부력을 받는 물체가 상기 축을 관통하여 자유롭게 움직이는 막대의 양단에 설치되어 있고, 상기 막대는 축의 하부에서 상승 코스로 이월되었을 때에 상기 축에서 가장 길게 연장 위치되도록 하여 나타나는 지레 작용으로 상기 축이 회전되게 한 구성을 보여 주고 있으며, 또한 일본 공개 실용신안공보 평 2-132864호에는 부자(浮子) 편심 중량 자동회전체 발전장치가 개시되어 있는데, 이것은 큰 원판의 중심을 관통하는 축을 설치하고 그 축에 다수개의 편심 가능체를 설치한 것이며, 이것이 액체 중에서 부력을 받아 상승 및 회전하는 작용을 통해 동력을 얻게 되어 있다.

그러나 상기한 장치를 통해 동력을 얻어 낼 때에 막대의 양단에서 부력을 일으키는 물체의 부상 속도가 신속하지 못하여 원통 축이나 원판의 회전 속도가 느리게 나타나고 토크가 작아 쓸모 없이 되어 버리는 문제점이 있다.

본 발명자는 상기의 문제점을 해결하기 위하여 저수조 내부에서 축을 사이에 두고 대칭으로 되는 위치에 부력이 발생되도록 하고, 이들 부력 사이로 지레 작용이 일어나도록 부력체와 축 사이의 간격이 변화되게 한 동력 발생장치를 대한민국 특허 출원 제98-2795호로 제안한 바 있으나, 이 장치에서의 문제점은 부력체와 축 사이의 간격을 변화시킬 때에 생기는 마찰력이 부력을 잠식하여 의도하는 대로 동력을 얻어내기가 어려운 단점이 있다.

본 발명의 목적은 부력을 이용하여 큰 토크와 빠른 회전속도를 가진 동력을 얻을 수 있게 되어 있는 부력을 이용한 동력증가장치를 제공함에 있다.

이를 구현하기 위하여 본 발명은 저수조 내측 상하로 배열된 스프로켓 사이로 체인을 걸어 상호 연동 회전되게 하되, 상기 체인에 다수의 아암을 등분 부착하여 상기 스프로켓 사이를 잇는 중심선을 경계로 2열 배치되도록 하고, 상기 저장조의 하측방에서 장입구를 통해 부력체를 순차 공급하여 상기 아암의 일측 열에만 발생되는 부력으로 상기 체인이 스프로켓을 타고 주행되게 하며, 상기 저수조의 상방으로 부상된 부력체는 강제로 취출되어 복귀통로를 통해 다시 저수조의 하방으로 반송되도록 함으로써, 상기 저수조의 하측방에서 부력체를 순차 장입하는 규모의 동력으로 회전 속도가 빠르고 구동 토크가 큰 동력을 얻어 낼 수 있도록 한 것이다.

상기와 같은 본 발명의 구성에서 저수조의 외측에 마련되는 복귀통로는 수직 또는 경사지게 열려진 슈트 형태로 될 수 있다.

상기 복귀 통로에도 저수조의 내부에 배치된 것과 마찬가지로 스프로켓과 체인, 그리고 이 체인에서 외측방으로 등분 연장되는 다수의 아암이 배열될 수 있고, 이 구조는 상기 저수조의 상방에서 외부로 취출되는 부력체의 중량에 의해 스프로켓이 종동 회전되어서 동력의 발생에 일조하게 된다.

여기서 본 발명의 부력체는 무게 중심을 체인의 주행선 상에 일치되게 하므로, 양력에 의한 체인의 틀어짐을 방지할 수 있다.

또 상기 저수조의 하측방에 열려진 장입구는 내주면에 다수의 래칫 핑거를 보유할 수 있고, 이 경우에 상기 부력체의 외주면에는 상기 래칫 핑거에 맞물리는 래칫 홈 등이 대응하는 부위로 다수 형성되어서 장입구에 위치하였을 때에 저수조의 수압을 받아 역진되는 일이 없게 해야 한다. 또 상기한 장입구의 입구에는 래칫 핑거를 대신하여 스토퍼를 설치하므로 부력체의 역진을 방지할 수 있다.

상기 장입구의 내주면에는 방수 시일이 배치되어 장입구 내주면과 부력체의 외주면 사이를 통한 누수를 방지할 수 있는 구성으로 하는 것이 좋다.

본 발명에서 부력체의 장입과 취출은 유체실린더 또는 간헐 구동되는 체인 컨베이어로 행할 수 있다.

아울러 본 발명에서는 상기한 저수조 및 복귀통로를 크게 형성하거나 혹은 같은 저수조 및 복귀통로를 복수 개 배열 설치하고, 부력체에 의해 얻어지는 회전 동력을 동 축 구조의 일측 단부에 설치된 출력단으로 전달하여 출력되게 하므로, 동력 증가 효율을 더욱 높일 수 있다.

이와 같은 본 발명의 구성에 의하면 부력체에 의해 밀어 올려지는 아암이 체인을 종동시키고, 이것에 의해 궁극적으로 스프로켓이 연동 회전하면서 동력을 출력하게 되는 것이므로 상기 저수조의 하측방 장입구를 통해 부력체를 순차 장입시켜 주는 소동력의 소비만으로 상기 스프로켓에서 속도가 빠르고 토크도 큰 동력을 얻을 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 관한 동력증가장치의 제 1 실시예를 보인 정단면도.

도 2는 도 1에 도시한 저수조의 하측방 부력체 장입구와 부력체의 구성을 도시하는 부분 정단면도.

도 3은 도 1에 도시한 저수조의 하측방 부력체 장입구와 부력체의 다른 예를 도시한 부분 정단면도.

도 4는 도 3의 측면도

도 5는 도 1의 평면도.

도 6은 본 발명의 다른 예로서 도 1의 평면도.

도 7은 본 발명에 관한 동력증가장치의 제 2 실시예를 도시하는 정단면도.

도 8은 본 발명에 관한 동력증가장치의 제 3 실시예를 도시하는 정단면도.

도 9는 도 8의 평면도.

도 10은 본 발명에 관련된 제 3 실시예의 변형예를 나타내는 평면도.

도 11은 본 발명에 관련된 제 4 실시예의 구성을 나타내는 정단면도.

도 12는 도 11의 평면도.

도 13은 도 11의 선 Ⅱ-Ⅱ 및 Ⅲ-Ⅲ에 따른 단면도를 나란히 배치하여 도시한 측단면도.

도 14는 도 13에 도시한 실시예에서 사용되는 부력체의 장입 구성을 나타내는 부분 정단면도.

도 15는 도 14에 도시한 부력체 장입구를 정면으로 나타낸 도면.

도 16은 도 15에 도시한 부력체 장입구의 다른 구성예를 나타내는 도면.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

2, 2′-저수조 4, 4′-복귀통로

6, 42-스프로켓 7, 43-축

8, 48-체인 10, 46, 100-아암

12-장입구 14-슬로프

16, 160-부력체 18-압송 수단

20-스프링 22-래칫 핑거

23-스토퍼 23a-스프링

24-래칫 홈 26-방수 시일

28-취출 수단 30-훅크

32-부상센서 34-복귀센서

36-출력단 38-액츄에이터

40-위치 감지센서 48-스톱퍼

이하, 본 발명을 실현하기 위한 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 설명한다.

실시예 1

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관련된 구성을 나타내는 단면도로서, 이 장치는 저수조(2)와 그 외측에 나란히 배치된 복귀통로(4)로 구획 형성되어 있다.

저수조(2)는 수평 방향의 크기보다는 상하 방향의 크기가 월등히 큰 직육방체의 형태로 된 것이라면 어떤 것이라도 적용할 수 있고, 그 내부 상 하측에는 각각 스프로켓(6)이 1쌍 2조로 축(7)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있으며, 또한 이들 사이에는 체인(8)이 가설되어서 순환하게 된다.

이렇게 설치된 체인(8)에는 다수의 아암(10)이 등분 부착되어서 도시한 바와 같이 축(7)으로 연결된 양측 스프로켓(6)의 중심선을 경계로 하여 양측에 2열로 배열된다. 다수의 아암(10)은 스프로켓(6)을 끼고 돌아 갈 때에는 일정의 원주각으로 펼쳐지게 되지만 상하 방향으로 배열될 때에는 등간격을 이루게 된다.

상기 저수조(2)의 하측방에는 장입구(12)가 열려져서 상기 복귀통로(4)와 연통되고, 또 상방 외주에는 슬로프(14)를 통해 상기 복귀통로(4)의 상측과 이어진다. 슬로프(14)는 부력체(16)의 취출 과정에서 저수조(2)의 상방을 통해 액체가 외부로 흘러 넘치는 일이 없도록 낮은 경사각을 가지는 경사면으로 형성된다. 또한 상기 부력체(16)가 슬로프(14)를 타고 외부로 취출될 때에 측방으로의 위치 이동이 일어나지 않도록 홈 또는 돌출 벽체와 같은 가이드를 구비시켜 두는 것이 더욱 좋다.

상기 체인(8)에 의해 2열로 배치되는 다수의 아암(10) 중에서 복귀통로(4)와 인접한 쪽의 하측부로 부력체(16)가 공급된다. 상기 부력체(16)는 삼각, 사각, 육각, 또는 팔각통체 등의 다각통체로 실시할 수 있고, 이것은 장입구(12)를 통해 저수조(2)로 입장하여 자체 부력으로 부상하면서 그 상부에 접촉한 아암(10)을 밀어 올리는 작용을 한다. 또 장입구(12)를 통한 부력체(16)의 공급은 복귀통로(4)의 하측방에 설치된 압송수단(18)으로 행해지며, 본 발명에 적합하게 이용될 수 있는 압송수단(18)은 유체 실린더 또는 간헐 구동되는 체인 컨베이어 등이 있으며 도시한 실시예는 유체 실린더를 적용하고 있다.

한편, 장입구(12)는 지속적으로 공급되는 부력체(16)에 의해 항상 폐쇄되어 저수조(2)에 수용된 액체가 외부로 누설되지 않게 해야 한다. 장입구(12)를 통한 액체의 누설은 현실적으로 장입구(12)에서 부력체(16)가 수압을 이기지 못하고 역방향으로 밀려 발생되거나, 상기 장입구(12)의 내주면과 부력체(16)의 외주면 사이를 통해 스며 나오게 되는 것이다.

도 2는 상기 장입구(12)에 시설될 수 있는 바람직한 방수 구조를 예시하고 있다. 도시한 구조는 장입구(12)의 내주면에 스프링(20)으로 탄지된 래칫 핑거(22)를 다수 배열하고, 부력체(16)의 외주면에는 상기 래칫 핑거(22)의 선단이 끼워져 물려지는 래칫 홈(24)을 일체로 형성하여 상기 장입구(12)로 공급되는 부력체(16)가 래칫 핑거(22)에 구속되어서 수압을 받더라도 역방향으로 후진할 수 없게 되어 있고, 또 한편으로는 상기 래칫 핑거(22) 사이로 방수 시일(26)을 다수 배열하여 장입구(12)의 내주면과 부력체(16)의 외주면 사이로 형성되는 간격이 방수되게 하고 있다. 상기한 구조에 의해 저수조(2)로 저장된 액체는 외부로 유실되는 일이 없어 부력체(16)가 일으키는 양력(揚力)은 항상 최대로 발생된다.

또한 본 발명에서는 상기 장입구(12)에 시설될 수 있는 방수 구조의 다른 예를 도 3 및 도 4에 예시하고 있다. 도시한 구조는 장입구(12)의 입구쪽에 스프링(23a)으로 탄지되고 가이드(23b)로 안내되어 상하로 승강하는 스토퍼(23)를 상 하부에 적어도 2개 설치하여 상기 장입구(12)로 공급되는 부력체(16)가 스토퍼(23)에 의해 구속되어서 수압을 받더라도 후진할 수 없게 한 것이고, 상기 장입구(12)의 내측에는 앞서 설명한 바와 마찬가지로 다수개의 방수 시일(26)을 배설하여 부력체(16)의 외표면에 접촉되게 한 방수 구조를 갖추고 있다. 이 때 상기한 스토퍼(23)의 선단은 경사 형성되어 있어서 부력체(16)의 공급 시에는 각각 상하로 압축되었다가 부력체(16)가 완전히 통과되면 스프링(23a)의 힘으로 복귀하여 돌출됨으로써 부력체(16)의 후진을 막아주게 작용한다.

만약 장입구(12)에서의 액체 누설을 완벽하게 방수할 수 없을 때에는 복귀통로(4)의 한쪽으로 집수거를 마련하여 고이는 액체를 펌프 등으로 상기 저수조(2)에 되돌리는 양수 설비를 갖추는 것이 바람직하다.

상술한 장입구(12)를 통해 저수조(2)로 입장한 부력체(16)는 양력을 일으켜서 그 상방에 위치한 아암(10)을 밀어 올리면서 저수조(2)의 상방으로 떠오르고, 이러한 작용이 순차 압송되는 부력체(16)를 통해 점차 증대되는 것에 의해 체인(8)은 점점 빠르게 양 스프로켓(8) 둘레를 순환하면서 이를 회동시켜 동력이 발생되게 한다. 이와 같이 저수조(2)의 내부에서 양력을 발생하는 부력체(16)가 액체의 수위 상면으로 떠오르면 복귀통로(4)의 상방에 설치된 취출 수단(28)에 의해 강제로 취출되어 상기 복귀통로(4)로 되돌려진다.

취출 수단(28)은 하측방의 압송 수단(18)과 마찬가지로 유체 실린더나 체인 컨베이어 중의 어느 하나를 적용할 수 있고, 다만 유체 실린더를 채용한 경우에 그 선단부에는 부상된 부력체(16)를 외부로 끌어내기 위한 훅크(30)를 갖추고 있어야 한다. 이 경우에 취출 수단(28)의 후진 작동은 부상된 부력체(16)에 간섭되어 이를 감지하는 부상센서(32)에서 송출되는 전기신호로 촉발되고, 반대로 전진 작동은 취출된 부력체(16)가 복귀통로(4)까지 끌어 당겨졌을 때에 간섭 작동되는 복귀센서(34)의 전기 신호로 진행되는 것이며, 그 결과 취출 수단(28)의 선단측 훅크(30)는 체인(8)과 근접한 위치로 연장된 다음에 정지하고 있게 된다.

특히 하측 스프로켓(6)을 지지하는 축(7)의 중심은 압송 수단(18)과 수평을 이루게 배치되는데 반해, 상측 스프로켓(6)을 지지하는 축(7)의 중심은 취출 수단(28)보다 약간 낮은 위치로 배열되는 것이 좋다. 이러한 배치는 부상하는 부력체(16)가 상측 스프로켓(6)의 주위를 따라 180도 변위 되는 즉시로 상기 취출 수단(28)의 선단측 훅크(30)에 걸려져 인출될 수 있는 높이에 놓여지게 되어 전체적으로 질서 있는 작동이 이루어지게 한다.

만약 취출 수단(28)이 체인 컨베이어라면 이것은 단순하게 부상센서(32)의 신호로 작동 개시하고, 복귀센서(34)의 신호로 정지하는 작동을 반복하게 된다.

취출 수단(28)이 유체 실린더인 경우에 그 선단측의 훅크(30)를 도 5에 도시한 바와 같이 둘로 갈라진 포크상으로 형성하면 부력체(16)를 더욱 확실하게 끌어 당겨 취출할 수 있게 된다. 상기 스프로켓(6)이 회동 가능하게 지지된 축(7)의 일측단은 저수조(2)의 외부로 연장되어서 풀리나 기어 등이 부착된 출력단(36)으로 되고, 상기 부력체(16)에 의해 발생된 회전력은 이 출력단(36)을 통해 통상의 발전 설비나 기타 기계 설비를 가동시키는 동력원으로 연결된다.

한편, 저수조(2)에서 취출되어 복귀통로(4)의 상방으로 공급되는 부력체(16)는 그 통로를 자유 낙하하여 장입 위치의 바로 상방에 멈춰 대기해야 한다.

본 발명에서는 이를 위하여 상기 복귀통로(4)의 하측방에 1쌍의 액츄에이터(38)를 대향 배치해서 부력체(16)를 구속시켜 둘 수 있게 한다. 이와 같이 부력체(16)를 구속하는 액츄에이터(38)는 그 하측의 압송 수단(18)과 동기하여 작동된다.

즉, 도 1에 도시한 상태에서 부상센서(32)가 부력체(16)를 감지하여 전기 신호를 송출하면, 취출 수단(28)의 후진 작동과 액츄에이터(38)의 전진 작동이 촉발된다. 상기 취출 수단(28)의 후진으로 인하여 부력체(16)는 외부로 강제 취출되고, 이때 상기 부상센서(32)가 오프로 반전될 때에 상기 압송 수단(18)이 전진 작동하여 복귀통로(4)의 최하단에 위치한 부력체(16)를 밀어 장입구(12)로 압송시켜 준다. 이와 같이 압송 수단(18)에 의해 장입되는 부력체(12)는 그 앞 순서로 되어 장입구(12)를 막고 있는 부력체(16)가 저수조(2)로 완전히 들어가도록 밀어 주고 결과적으로는 교대하여 장입구(12)를 막고 있게 된다.

한편, 저수조(2)로 밀려들어간 부력체(16)는 양력을 일으켜 부상하면서 아암(10)을 밀어 올리기 시작한다.

이 시점은 취출 수단(28)에 의해 취출된 부력체(16)가 복귀통로(4)에 이르러 복귀센서(34)가 이를 감지하게 되는 시기이며, 이 때의 신호로 압송 수단(18)의 후진 작동과 취출 수단(28)의 전진 작동이 촉발되어 양 수단(18)(28)은 초기의 위치로 이동 복귀하게 된다. 다음에 압송수단(18)이 후진하여 정지하였을 때에 위치 감지센서(40)가 이를 감지하고 전기 신호를 발하여 상기 액츄에이터(38)를 후진 작동시킨다.

상기와 같은 액츄에이터(38)의 후진으로 최하단에 놓여진 부력체(16)는 해방되어 압송 수단(18)의 전방으로 낙하하여 대기하고 있다가 상기 부상센서(32)에서 거듭 부력체(16)를 감지하여 송출하는 신호에 의해 다시 전진하여 부력체(16)를 공급 및 구속하게 됨과 동시에 상기 압송 수단(18)과 취출 수단(28)의 작동이 반복되어 부력체(16)에 의한 스프로켓(6)의 회전 작용이 나타나 동력을 얻을 수 있게 되는 것이다.

상술한 구성의 본 발명은 도 6에 묘사한 바와 같이, 저수조(2′)를 크게 형성하거나 혹은 같은 저수조(2)를 복수 개 배열 설치하여 스프로켓(6)이 설치된 축(7)을 동 축으로 연결하고, 부력체(16)에 의해 얻어지는 회전 동력을 동 축(7) 구조의 일측 단부에 설치된 출력단(36)으로 전달하여 출력되게 함으로써, 동력 증가 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.

또한 본 발명은 도 7에 묘사한 바와 같은 구성으로 실시될 수도 있다.

실시예 2

이 실시예에서는 상술한 실시예 1의 구성을 모두 채용하고, 다만 복귀통로(4)를 경사진 형태로 구성하고 있다. 이와 같이 복귀통로(4)의 상부를 저수조(2)에 가깝게 위치시켜 경사를 이루게 하는 경우에 상측방으로 배치되는 취출 수단(28)의 작동 거리가 짧아지게 되어서, 예를 들면 유체 실린더를 취출 수단(28)으로 채용하였을 때에 피스톤 로드의 행정 거리를 단축시키고 작동에 소요되는 시간을 짧게 설정할 수 있는 이점이 있다.

본 발명은 도 8로 묘사된 실시예를 통해서도 구현될 수 있다.

실시예 3

도 8로 묘사된 실시예의 구성은 복귀통로(4)에 1쌍 2조의 스프로켓(42)을 설치하되 축(43)을 이용하여 회전 가능하게 지지하고, 또 이들 사이로 체인(44)을 연결함과 동시에 상기 체인(44)으로부터 다수의 아암(46)을 외부로 연장 배열시켜 놓고 있는 것이다.

이러한 구성에서 상기 부력체(16)의 장입과 취출은 상술한 실시예 1과 동일하게 행해지는 것이나, 취출된 부력체(16)는 상기 체인(44)에서 연장된 아암(46)으로 환승된다.

아암(46)에는 일정 위치에 멈춤 핀(48)이 설치되어 있어서 그 안으로 끌어 당겨지는 부력체(16)가 모두 일정하게 열을 맞춰 환승되게 하며, 이 때 체인(44)과 연결된 스프로켓(42)을 지지하고 있는 축(43)의 한쪽은 도 9로 도시한 바와 같이, 외부로 연장되어서 풀리 등으로 된 종동단(50)을 보유하고 있고, 이 종동단(50)은 V벨트나 체인 등의 동력전달요소(52)를 통해 상기 저수조(2)의 출력단(36)과 연결되어 있음에 따라 상기 저수조(2)의 체인(8)과 복귀통로(4)의 체인(48)은 상호 동기 회전하게 되는 것이다. 이와 같은 동기 회전에 의해 상기 스프로켓(42)의 회전이 규칙적으로 이루어지므로, 슬로프(14)를 타고 취출되는 부력체(16)가 복귀통로(4)로 입장하기 직전의 위치에 왔을 때, 그 하측방으로 아암(46)이 이동 위치하여 상기 부력체(16)의 취출은 차질 없이 정확하게 이루어진다. 게다가 취출된 부력체(16)의 중량은 양 스프로켓(42)의 회전에 가세하므로 상기 양 스프로켓(42)을 회전시키는데 소비되는 동력은 최소가 된다.

이 실시예에서 압송 수단(18)은 도시한 바와 같이 하측에 배치되는 양 스프로켓(42) 사이로 위치하기도 하는 것이나, 이러한 배치 구조에 의해 스프로켓(42)과 체인(44) 및 아암(46)의 회전이 방해받거나 하는 일은 생기지 않는다.

그리고 복귀센서(34)는 복귀통로(4)의 상방에 설치된다. 이 때문에 유체 실린더를 취출 수단(28)으로 채용하였을 때는 그 피스톤 로드의 도중에 상기 복귀센서(34)를 간섭하여 동작시키기 위한 터치 패널(49)을 마련해 두는 것이 좋다.

또 압송 수단(18)과 취출 수단(28)의 작동도 상기 부상센서(32)와 복귀센서(34) 만으로 제어할 수 있다. 즉 부상센서(32)와 복귀센서(34)를 상반되게 작동하는 1쌍의 리미트 스위치로 배치하여 두면, 부상센서(32)의 작동으로 상기 취출 수단(28)의 후진과 압송 수단(18)의 전진이 촉발되게 할 수 있고, 복귀센서(34)의 작동으로 취출 수단(28)의 전진과 압송 수단(18)의 후진 작동이 촉발되게 할 수 있어 간편하게 제어할 수 있다.

상술한 실시예에서도 역시 도 10에 묘사한 바와 같이, 저수조(2′) 및 복귀통로(4′)를 크게 형성하거나 혹은 같은 저수조(2) 및 복귀통로(4)를 복수개 배열 설치하여 스프로켓(6)(42)이 설치된 축(7)(43)을 각각 동축으로 연결하고, 부력체(16)에 의해 얻어지는 회전 동력을 동축(7)(43) 구조의 일측 단부에 설치된 출력단(36)으로 전달하여 출력되게 하면 더욱 동력 증가 효과를 높일 수 있다.

또한 본 발명 장치는 도 11 내지 도 16을 참조한 다음 실시예를 통해서도 구현될 수 있다.

실시예 4

도 11 내지 도 16을 통하여 묘사된 실시예는 상기 실시예 1, 2, 3의 구성에 비하여 부력체(16)의 중심을 체인(8)에 일치시켜 배열함으로써 부력의 편심이 발생하지 않게 되어 있는 구성을 보여 주고 있다.

좀더 구체적으로 설명하면, 도 8로 묘사한 실시예에서와 마찬가지로 저수조(2)에 이어진 복귀통로(4)에 1쌍 2조의 스프로켓(42)을 설치하되 축(43)을 이용하여 회전 가능하게 지지하고, 또 이들 사이로 체인(44)을 연결함과 동시에 상기 체인(44)으로부터 다수의 아암(46)을 외부로 연장 배열시켜 놓은 구성으로 되어 있으며, 다만 저수조(2)와 복귀통로(4)에 각각 배치되는 아암(10)(46)의 지지점 중심이 각각 체인(8)(44)에 일치되게 고정 배열한 특징을 가지고 있다.

이 때문에 상기 저수조(2)와 복귀통로(4) 상에 배치되는 스프로켓(6)(42)의 직경은 상술한 실시예에 비해 현저하게 증대되어 있다.

이러한 구성에서 상기 부력체(16)의 취출은 도 12로 도시한 바와 같이 상방에 배치된 취출수단(28)으로 작동되는 훅크(30)에 의해 저수조(2)의 상부에서 복귀통로(4)로 환승하게 되는 것이며, 상술한 실시예 2에서와 동일하게 각 축(7)(43)이 외부로 연장되어서 풀리 등으로 된 종동단(50)을 보유하고 있고, 이 종동단(50)은 V벨트나 체인 등의 동력전달요소(52)를 통해 상호 동기 회전하게 되어 있다.

이와 같은 동기 회전에 의해 상기 스프로켓(42)의 회전이 규칙적으로 이루어지므로, 슬로프(14)를 타고 취출되는 부력체(16)가 복귀통로(4)로 입장하기 직전의 위치에 왔을 때, 그 하측방으로 아암(46)이 이동 위치하여 상기 부력체(16)의 취출은 차질 없이 정확하게 이루어지고, 또 취출된 부력체(16)의 중량은 복귀통로(4)에서 양 스프로켓(42)의 회전에 가세하는 작용을 나타내는 것이나, 특히, 부력체(16)에 간섭되어 힘을 받는 아암(10)의 중심이 체인(8)에 일치되도록 고정 배열한 것이므로 부력체(16)의 중심선과 체인(8)의 연장선이 항상 일치되어 부력체(16)가 저수조(2)의 내부에서 일으키는 양력은 자연히 체인(8)을 중심으로 집중하게 되어 동력의 손실이 줄어 들게 된다. 게다가 상기 부력체(16)의 양력을 받게 되는 아암(10)의 수평 상태도 그대로 유지되어 편심을 일으키지 않으므로 장치 구성부의 변형도 발생하지 않는다.

이 실시예에 적용되는 부력체(16)는 상기 실시예 1 및 2에서와 동일하게 삼각, 사각통체를 그대로 전용할 수 있다.

또 한편으로는 도 13에 도시한 바와 같이 육각, 팔각 또는 원통체로 된 부력체(160)가 적용될 수도 있다.

이 경우에 상기 저수조(2)의 아암(10)과 복귀통로(4) 상의 아암(46)은 도 13으로 나타낸 바와 같은 변형된 구조를 가지게 된다.

즉, 변형된 예는 부력체(160)에 잘 간섭되도록 팔(八)자 형태로 경사지게 배열된 경사아암(100)을 보여 주고 있다.

이 경사 아암(100)은 부력체(160)가 아무런 간섭이 없이 상방으로 빠져 나가는 일이 없도록 상측을 좁게 또 하측을 넓게 한 형태로 된 것이다. 그리고 상기 경사아암(100)은 저수조(2)에서 밑을 향해 넓게 확장된 형태로 배열되어 있으나, 복귀통로(4)에서는 위를 향해 넓게 확장된 형태로 배열되어서 부력체(160)를 밑에서 받쳐주게 되어 있다. 그리고 상기 저수조(2)의 스프로켓(6)에 비해 복귀통로(4)의 스프로켓(42) 중심이 약간 낮게 위치하도록 배열된 구성은 도 11의 실시예와 동일하다.

이 실시예에서는 사각통체의 부력체를 사용한 실시예 1과 달리 저수조(2)의 폭을 좁게 설정할 수 있어서 장치의 소형화를 구현하기 용이하며, 그에 따라 도시한 바와 같이 다수 장치의 복수열 배치 시에도 설치 공간을 줄일 수 있다.

한편, 저수조(2)의 하측방에는 장입구(12)가 열려져서 복귀통로(4)와 연통되고, 또 상방에는 슬로프(14)를 통해 상기 복귀통로(4)의 상측과 이어진다. 슬로프(14)는 부력체(160)의 구름을 방지할 수 있도록 중간이 오목하게 된 경사면으로 형성되는 것이 바람직하다.

상기한 부력체(160)는 장입구(12)를 통해 저수조(2)로 입장하여 자체 부력으로 부상하면서 그 상측에 위치한 경사 아암(100)을 밀어 올리므로 체인(8) 및 스프로켓(6) 그리고 축(7)이 회전되게 작용한다.

장입구(12)를 통하여 공급되는 부력체(160)는 압송수단(18)에 의해 지속적으로 공급되면서 장입구(12)를 폐쇄하므로 저수조(2)에 수용된 액체의 누설이 방지되게 한다.

도 14는 상기 장입구(12)에 시설할 수 있는 방수 구조를 예시한다. 도시한 구조는 장입구(12)의 입구 쪽에 스프링(23a)으로 탄지되고 가이드(23b)로 안내되어 상하로 승강하는 스토퍼(23)를 상 하부에 적어도 2개 설치하여 상기 장입구(12)로 공급되는 부력체(160)가 스토퍼(23)에 의해 구속되어서 수압을 받더라도 후진할 수 없게 한 것이고, 상기 장입구(12)의 내측에는 다수개의 방수 시일(26)을 배치하여 부력체(160)의 외표면과 밀착되게 함으로써 방수 구조를 실현하고 있다.

여기서 스토퍼(23)는 부력체(160)의 원통체 구조를 고려하여 보다 안정적으로 구속하려면 장입구(12)의 입구 쪽에 도 15로 도시한 바와 같이 등간격으로 적어도 3개 정도 배치하여도 좋다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 장치는 저수조의 내부에서 체인에 의해 좌우로 2열 배치된 아암의 한쪽 하측방으로 부력체를 순차 공급하여 상기 한쪽에 배열된 아암이 부력의 작용으로 밀어 올려져 궁극적으로는 상기 체인을 통해 스프로켓을 회동시키게 한 구조이므로, 소동력에 의존하여 상기 부력체를 저수조의 하측방으로 장입시켜 주는 것만으로 상기 스프로켓에서 회전속도가 빠르고 토크도 큰 동력을 발생할 수 있다.

따라서 설비 규모를 대형화할수록 얻어지는 동력의 크기도 비례적으로 증대되어 발전 설비나 공장 설비의 동력원으로 이용이 가능하고, 특히 화석 연료를 에너지원으로 사용하고 있는 동력원의 대체를 통해 공해 발생까지 줄일 수 있는 효과도 가지고 있는 것이다.

Claims (4)

1. 저수조 내측에서 축에 의해 지지된 상하의 스프로켓에 체인을 걸어 상호 연동 회전되게 하되, 상기 체인에 다수의 아암을 등분 부착하여 상기 스프로켓 사이를 잇는 중심선을 경계로 2열 배치되게 하고, 상기 저수조의 하측방에 열려진 장입구로 압송 수단을 이용하여 부력체를 순차 공급하므로 상기 아암의 일측 열로 양력이 발생되게 하며, 상기 저수조의 상방으로 부상된 부력체는 취출 수단에 의해 복귀통로로 강제 취출되어서 상기 장입구로 순환되도록 함으로써 상기 체인이 스프로켓을 타고 주행하여 동력을 일으키는 구성으로 된 부력을 이용한 동력증가장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 부력체는 삼각통체, 사각통체, 육각통체, 팔각통체, 원통체 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 부력을 이용한 동력증가장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 저수조의 하측방에 열려진 장입구는 입구에 스프링으로 탄지된 스토퍼를 설치하여 상기 부력체의 장입시 저수조의 수압에 의한 역진을 방지하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 부력을 이용한 동력증가장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 장입구의 내주면에 방수 시일을 설치한 것을 특징으로 하는 부력을 이용한 동력증가장치.