KR20020024500A - Generator that converts thermal energy into reciprocating and rotary motion and generator using eccentric weight - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A generator is provided to generate an electrical energy in a continuous manner by converting a rotating motion energy into electrical energy. CONSTITUTION: A generator comprises a rotating motion energy generating unit(10) having a rotating plate equipped with an eccentric weight and a rotating shaft arranged at the rear surface of the rotating plate and connected to a device for converting thermal energy into a reciprocating and rotating motion; an electric energy generating unit connected to the rotating shaft; and a mechanical energy generating unit connected to the electric energy generating unit, and which drives the electric energy generating unit and rotating motion energy generating unit.

Description

열에너지를 왕복운동과 회전운동으로 전환하는 장치와 편심추를 이용한 발전기{.}Generator using eccentric weight and device that converts thermal energy into reciprocating and rotary motion {.}

본 발명은 열에너지를 왕복운동과 회전운동으로 전환하는 장치와 편심추를 이용하여 회전하는 회전수단 회전축에 발전기와 모터를 연결하여 전기 에너지를 지속적으로 발생시킬 수 있는 발전기에 관한 것이다.The present invention relates to a generator capable of continuously generating electrical energy by connecting a generator and a motor to a rotating shaft rotating shaft using an eccentric weight and a device for converting thermal energy into reciprocating and rotational motion.

일반적으로 발전기는 외부 동력에너지를 발생시키는 장치로, 부동력원으로는 잘 알려진 바와 같이 터빈 수차, 전동기, 가솔린 엔진 등이 사용될 수 있다. 외부 동력원을 사용하여 전기에너지를 발생시키는 방법으로서, 물의 위치 에너지 차이를 이용한 수력발전과, 바람의 힘을 이용한 풍력발전 등 자연력을 직접 이용한 발전이 있으며, 또한 자연에서 채취된 예컨대 석탄이나 우라늄과 같은 천연 자원을 이용하여 인공적인 방법에 의해 발전을 실시하는 화력발전과 원자력 발전 등이 있다. 또한 최근 들어 활발히 연구되고 있는 태양열을 이용한 태양열발전 등이 있다. 상술한 바와 같은 외부 동력원을 이용한 발전기에 있어서, 발전의 기본 원리는 도체내의 전자와 자계 사이의 상대적 관계에 기초를 두고 있다. 즉 도체가 자속을 끊으면, 그 도체 양단에 전압이 유기되고 유기된 유도전압에 의해 전류가 흐르게 된다. 이때 유도전압(E)의 크기는 자속밀도(B)와 그 자계 속의 도체의 길이(I) 및 도체의 운동속도(V)의 곱인 E =BIV로 주어진다. 그러나 상기한 발전 메카니즘은 반드시 동력을 필요로 하며, 외부 동력원에서 지속적으로 기계적에너지를 공급하지 않으면 발전을 계속할 수 없는 문제점을 갖고 있다. 또한 발전에 사용되는 외부 동력원의 기계적 에너지를 발전기를 통해 전기적 에너지로 변화시킬 때 발생하는 마찰 등에 의한 에너지 손실로 발전 에너지 변환 효율이 떨어진다는 문제점이 있다.In general, a generator is a device for generating external power energy, and as a floating power source, a turbine aberration, an electric motor, a gasoline engine, or the like may be used. As a method of generating electrical energy using an external power source, there are hydroelectric power generation using the potential energy difference of water and wind power generation using wind power, and power generation using natural power directly. Also, it is collected from nature such as coal or uranium. There are thermal power generation and nuclear power generation, which generate power by artificial methods using natural resources. In addition, there are solar thermal power generation using solar heat, which is being actively studied in recent years. In a generator using an external power source as described above, the basic principle of power generation is based on the relative relationship between the electrons in the conductor and the magnetic field. That is, when the conductor breaks the magnetic flux, voltage is induced across the conductor and current flows by the induced induced voltage. In this case, the magnitude of the induced voltage E is given by E = BIV, which is the product of the magnetic flux density B, the length I of the conductor in the magnetic field, and the movement speed V of the conductor. However, the power generation mechanism requires power, and there is a problem that power generation cannot continue unless mechanical energy is continuously supplied from an external power source. In addition, there is a problem that the power generation energy conversion efficiency is lowered by energy loss due to friction generated when the mechanical energy of the external power source used for power generation is converted into electrical energy through a generator.

한편 상술한 인공적 방법에 의한 발전인 화력발전이나 원자력발전의 경우도천연자원의 연소나 핵반응에 의해 발생하는 열을 이용하여 발전기를 가동시키게 되므로 열역학제 1법칙에 따른 열에너지 손실로 인하여 발전 에너지 변환 효율이 저하될 뿐만 아니라, 연료의 연소에 따른 이산화탄소의 발생으로 인한 지구의 온난화 및 핵반응에 따른 방사능의 누출, 핵폐기물의 처리 문제 등 발전에 부수되는 많은 환경 관련 문제점들이 대두되고 있는 실정이다. 또한 석탄, 석유등과 같은 대표적 화석연료인 천연자원의 매장량도 일정한 한계가 있어 21세기 초에는 그 이용 가능한 에너지 양이 거의 고갈되고 새로운 대체 에너지를 개발해야 하는 심각한 에너지 문제가 제기되고 있으며, 수력, 풍력 또는 태양열 등을 이용한 자연 에너지의 이용에도 일정한 제약이 뒤따른다는 문제점이 있다.On the other hand, in the case of thermal power generation or nuclear power generation, which is generated by the above-described artificial method, the generator is operated by using heat generated by combustion or nuclear reaction of natural resources, thus generating power conversion efficiency due to heat energy loss according to the First Law of Thermodynamics. Not only is this deterioration, there are many environmental problems associated with power generation such as global warming due to the generation of carbon dioxide due to combustion of fuel, leakage of radioactivity due to nuclear reaction, and disposal of nuclear waste. In addition, reserves of natural resources, such as fossil fuels such as coal and petroleum, have certain limitations, and in the early 21st century, the amount of available energy is almost depleted and serious energy problems have to be developed to develop new alternative energy. The use of natural energy using wind or solar, etc., is also subject to certain restrictions.

따라서 본 발명자는 상기한 문제점을 해결할 수 있는 방법을 연구하게 되었고 그 결과, 열에너지를 왕복운동과 회전운동으로 전환하는 장치와 편심추를 이용하여 회전하는 회전수단에 의해 일어나는 운동에너지를 전기에너지로 전환, 지속적으로 전기에너지를 발생시킬 수 있는 발전기로써 회전하는 회전수단 회전축에 발전기와 모터를 연결하여 계속 전기에너지를 발생할 수 있는 발전기에 대한 본 발명을 완성하게 되었다.Therefore, the present inventors have studied a method for solving the above problems, and as a result, the device converts thermal energy into reciprocating motion and rotational motion and converts the kinetic energy generated by the rotating means using eccentric weight into electrical energy. By connecting the generator and the motor to the rotating means rotating shaft as a generator capable of continuously generating electrical energy, the present invention has been completed for a generator that can continue to generate electrical energy.

도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 열에너지를 왕복운동과 회전운동으로 전환하는 장치와 편심추를 이용한 발전기의 개략적인 구조를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a schematic structure of a generator using an eccentric weight and an apparatus for converting thermal energy into a reciprocating motion and a rotational motion according to a first embodiment of the present invention.

도 2 은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 열에너지를 왕복운동과 회전운동으로 전환하는 장치와 편심추를 이용한 발전기를 나타낸 사시도이다.2 is a perspective view showing a generator using an eccentric weight and an apparatus for converting thermal energy into a reciprocating motion and a rotational motion according to a first embodiment of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 설명 *Description of the main parts of the drawing

10: 회전운동 발생장치 11: 발전기10: rotary motion generator 11: generator

12: 모터 13: 부하12: motor 13: load

14: 회전축 15: 회전판14: rotating shaft 15: rotating plate

16: 고정볼트 17: 편심추16: Fixing bolt 17: Eccentric weight

18: 피스톤 19: 열순환장치18: piston 19: thermocirculator

20: 니크롬선 21: 기체, 물, 오일20: nichrome wire 21: gas, water, oil

22: 외통 23: 내통22: outer cylinder 23: inner cylinder

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 발전기에 있어서 (a)열에너지를 왕복운동과 회전운동으로 전환하는 장치와 편심추를 이용한 회전운동에너지 발생수단; (b) 전기에너지 발생수단; (c) 기계적에너지 발생수단; 을 포함하고 상기 회전운동 발생수단은 회전축에 고정으로 연결된 회전판 앞면은 편심추가 달려있고 뒷면의 회전축은 열에너지를 왕복운동과 회전운동으로 전환하는 장치와 연결되어 회전운동이 발생하는 장치이며 이 회전축에 전기에너지 발생장치와 기계적에너지 발생장치를 연결하여 지속적인 전기에너지를 발생케 하는 것을 특징으로 하는 발전기를 제공한다. 본 발명에 따른 전기에너지 발생수단은 회전자를 포함하고 회전수단의 회전축 양쪽 방향으로 연결된다. 초기 외부로부터 전기를 모터에 공급받는 제 1공급선과 발전기에서 발생된 전기를 모터에 공급하는 제 2공급선과 발전기에서 발생된 전기를 니크롬선에 공급하는 제 3공급선과 발전기에서 부하에 공급하는 제 4공급선을 갖는다. 본 발명에 따른 전기에너지 발생수단은 발전기이고 기계적에너지 발생수단은 모터이며 회전수단은 회전축이 있다. 본 발명에 따른 발전기는 초전도체로 이루어진 초전도 발전기를 사용할 수 있다. 그리고 회전하는 속도와 발전량을 증가시키는 장치를 사용하더라도 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나는 것은 아니다.In order to achieve the above object, the present invention provides a generator comprising: (a) a device for converting thermal energy into reciprocating motion and rotational motion and rotational kinetic energy generating means using an eccentric weight; (b) electric energy generating means; (c) mechanical energy generating means; The rotating motion generating means includes a rotating plate which is fixedly connected to the rotating shaft, the front of the rotating plate has an eccentric weight, and the rotating shaft of the rear is connected to a device for converting thermal energy into a reciprocating motion and a rotating motion, and the rotating motion is generated. It provides a generator characterized in that the continuous generation of electrical energy by connecting the energy generator and mechanical energy generator. The electric energy generating means according to the present invention includes a rotor and is connected in both directions of the rotation axis of the rotating means. The first supply line for supplying electricity to the motor from the outside, the second supply line for supplying electricity generated from the generator to the motor, the third supply line for supplying electricity generated from the generator to the nichrome wire and the fourth supplying load to the generator. Have a supply line. The electric energy generating means according to the present invention is a generator, the mechanical energy generating means is a motor, and the rotating means has a rotating shaft. The generator according to the present invention may use a superconducting generator made of a superconductor. And even if the device to increase the rotational speed and the amount of power generation does not depart from the scope of the technical idea of the present invention.

상기 회전판은 두께 2㎝이고 직경이 20㎝인 철판으로 발전량에 따라 크기를 달리할 수 있다. 전면은 회전판을 4등분하여 각각 가장자리에 편심추가 360°로 자유롭게 회전하도록 볼트로 고정한다. 이때 회전판의 중심을 어떻게 세분하느냐에 따라 편심추의 수를 달리할 수 있다. 편심추는 두께가 2㎝이고 직경이 6㎝인 철판인 회전판으로 상단에 구멍을 뚫어 볼트를 끼울 수 있도록 되어있어 상기 회전판 가장자리에 볼트로 고정시켜 편심추가 360°자유롭게 회전할 수 있도록 되어 있다. 열에너지를 왕복운동과 회전운동으로 전환하는 장치는 내통을 두 개로 나누어 똑같은 크기의 피스톤이 각각 들어있고 기체 또는 물 또는 오일로 채워져 있고 외통은 열순환 장치가 있고 밑바닥은 니크롬선이 깔려있고 전원을 공급받을 수 있도록 되어있어 전원을 공급받아 열이 발생하면 내통 안에 있는 기체 또는 물 또는 오일이 팽창하여 피스톤이 왕복운동을 하게되어 회전축을 회전시킨다.The rotating plate is a steel plate 2cm in thickness and 20cm in diameter can vary in size depending on the amount of power generated. The front side is divided into 4 parts of the turntable and bolted to each side so that the eccentric weight rotates freely by 360 °. The number of eccentric weights can vary depending on how the center of the rotating plate is subdivided. The eccentric weight is a rotary plate of 2cm in thickness and 6cm in diameter, which allows the bolt to be inserted by drilling a hole in the top thereof so that the eccentric weight can be freely rotated 360 ° by fixing the bolt to the edge of the rotary plate. The device for converting thermal energy into reciprocating and rotary motion is divided into two inner cylinders, each containing the same size piston, filled with gas, water or oil, the outer cylinder with a thermocycler, and the bottom with a nichrome wire and supplying power. When the power is supplied and the heat is generated, the gas, water or oil in the inner cylinder expands and the piston reciprocates to rotate the rotating shaft.

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 보다 상세하게 설명하고자한다. 도 1은 본 발명의 발전기의 계략적인 구조를 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면 열에너지를 왕복운동과 회전운동으로 전환하는 장치와 편심추에 의한 발전기는 초기에 외부로부터 전원을 모터에 공급받아 전기에너지 발생장치와 회전운동에너지 발생장치가 일정한 회전력을 갖게 되면 외부전원을 차단하더라도 전기에너지 발생장치에서 발생되는 전원을 기계적에너지 발생장치에 공급하고 니크롬선에 공급하여 계속 일정한 회전력을 갖게되어 지속적으로 전기에너지를 발생하는 것을 특징으로 하는 발전기를 제공한다. 회전하는 힘의 효율을 높이는 방법에는 회전판의 크기와 편심추의 크기 또는 피스톤의 크기에 비례하고 발전용량에 따라 증감될 수 있다. 본 발명에 있어서 여러가지 변형의 예가 가능한 것은 말할 것도 없다. 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에 존재하는 변형 예는 모두 특허 청구 범위에 포함되는 것이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 is a view showing a schematic structure of a generator of the present invention. Referring to FIG. 1, a generator for converting thermal energy into a reciprocating motion and a rotational motion and an eccentric weight generator are initially supplied with power from the outside to the motor, and the electric energy generating device and the rotating kinetic energy generating device have a constant rotational force. Even if the power is cut off, the power generated from the electrical energy generator is supplied to the mechanical energy generator and supplied to the nichrome wire to have a constant rotational force, thereby providing a generator which continuously generates electrical energy. The method of increasing the efficiency of the rotating force is proportional to the size of the rotating plate and the size of the eccentric weight or the size of the piston and may be increased or decreased depending on the power generation capacity. It goes without saying that examples of various modifications are possible in the present invention. All modifications existing within the scope of the technical idea of the present invention are included in the claims.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 발전기는 열에너지를 왕복운동과 회전운동으로 전환하는 장치와 편심추를 이용한 회전운동에너지를 전기에너지로 전환하여 계속적인 전기에너지를 공급할 수 있는 발전기로서 본 발명의 원리를 이용하여 에너지 문제를 해결할 수 있으며 완전 무공해로 공해 문제를 해결할 수 있는 장점이 있다.As described above, the generator according to the present invention is a generator for converting thermal energy into reciprocating motion and rotational motion, and a generator capable of supplying continuous electric energy by converting rotational kinetic energy using eccentric weight into electric energy. It can solve the energy problem by using and there is an advantage that can solve the pollution problem with complete pollution.

Claims (5)

발전기에 있어서In the generator (a) 회전축에 고정으로 연결된 회전판 앞면은 편심추가 달려있고 뒷면의 회전축은 열에너지를 왕복운동과 회전운동으로 전환하는 장치와 연결되어 있는 회전운동에너지 발생장치;(a) a rotational kinetic energy generating device connected to a device for converting heat energy into reciprocating motion and rotational motion, with a front side of the rotating plate fixedly connected to the rotating shaft with a eccentric weight; (b) 회전축에 연결된 전기에너지 발생장치;(b) an electrical energy generator connected to the rotating shaft; (c) 전기에너지 발생수단의 한쪽 측면에 연결되어 상기전기에너지 발생수단과 회전운동에너지 발생수단을 구동시키기 위한 기계적 에너지 발생수단;을 포함하여 열에너지를 왕복운동과 회전운동으로 전환하는 장치와 편심추에 의해 발생하는 회전운동에너지를 전기에너지로 전환, 지속적인 전기에너지를 공급하는 것을 특징으로하는 발전기.(c) mechanical energy generating means connected to one side of the electric energy generating means for driving the electric energy generating means and the rotational kinetic energy generating means; and an apparatus and an eccentric weight for converting thermal energy into reciprocating motion and rotational motion The generator characterized in that the rotational kinetic energy generated by the conversion into electrical energy, supplying continuous electrical energy. 제 1항에 있어서 회전축 양쪽으로 발전기를 연결하여 전기에너지 발생효율을 높이는 것을 특징으로 하는 발전기.The generator according to claim 1, wherein the generator is connected to both sides of the rotating shaft to increase electric energy generating efficiency. 제 2항에 있어서 발전기와 모터는 초전도체로 이루어진 초전도 발전기와 모터인 것을 특징으로 하는 발전기.3. The generator according to claim 2, wherein the generator and the motor are superconducting generators and motors made of superconductors. 제 1항에 있어서 외부전원을 모터에 공급받는 제 1공급선과 발전기에서 발생된 전원을 모터에 공급하는 제 2공급선과 발전기에서 발생된 전원을 니크롬선에 공급하는 제 3공급선과 발전기에서 부하에 공급하는 제 4공급선을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발전기.According to claim 1, wherein the first supply line for receiving external power from the motor, the second supply line for supplying the power generated from the generator to the motor and the third supply line for supplying the power generated from the generator to the nichrome wire and the generator to supply the load The generator characterized in that it further comprises a fourth supply line. 제 1항에 있어서 회전운동에너지 발생장치의 회전축에 발전기를 발전기의 회전축에 모터를 연결하여 초기에 외부로부터 전원을 모터에 공급받아 발전기와 회전운동에너지 발생장치가 일정한 속도를 갖게 되면 외부 전원을 차단하더라도 회전운동발생장치가 열에너지를 왕복운동과 회전운동으로 전환하는 장치와 편심추에 의해 가속력을 갖게되고 순간의 부하를 없애주어 계속 일정한 속도를 유지시켜주므로 발전기가 지속적으로 발전을 하여 동력을 모터에 공급해 초기와 같이 계속 일정한 회전력을 갖게되어 부하에 지속적으로 전기에너지를 공급하는 것을 특징으로 하는 발전기.According to claim 1, wherein the generator is connected to the rotary shaft of the rotary kinetic energy generator and the motor is connected to the rotary shaft of the generator, and the external power is cut off when the generator and the rotary kinetic energy generator have a constant speed. Even if the rotary motion generating device is accelerated by the device and the eccentric weight which converts the heat energy into the reciprocating motion and the rotary motion, and removes the load at the moment, the generator keeps the constant speed so that the generator continuously develops the power to the motor. The generator characterized in that it has a constant rotational power as in the early stage of supply to continuously supply electrical energy to the load.
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