KR20020094086A - 부력을 이용한 초효율 기관 발전장치 - Google Patents

Abstract

부력을 이용한 초효율 기관 발전장치를 개시한다.

이러한 초효율 기관 발전장치는, 내부에 액체를 수용하고 있는 케이싱과, 이 케이싱 내부에 위치되어 상기 액체에 의해 부력을 받으며 상기 액체와 동일한 액체가 내부에 담겨져 있는 상태로 회동가능하게 설치되어 모터에 의해 회전하는 제1통과; 이 제1통의 내부에 이 통과는 개별적으로 회전가능하게 설치되는 제2통과; 상기 제1통의 내측에 담겨진 액체를 통의 하측에서 상측으로 이동시키기 위한 버켓들과; 이 버켓들에 의해 퍼 올려진 액체에 의해 상기 제2통을 회전시키기 위하여 이 제2통의 외측에 설치되는 또다른 버켓들, 그리고 상기 제2통의 회전중심축에 설치되어 이 제2통의 회전력을 전기 에너지로 변환하는 제네레이터를 포함한다.

Description

부력을 이용한 초효율 기관 발전장치{SUPER EFFICIENCY ENGINE GENERATOR USING BUOYANCY}

본 발명은 부력을 이용한 초효율 기관 발전장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 부력을 받는 상태의 회전체를 모터의 구동력으로 회전시킴과 아울러 이 회전체의 회전운동시 발생하는 액체의 위치변화를 이용하여 또다른 회전체를 회전시킴으로서 발전을 행할 수 있도록 하느 초효율 기관 발전장치에 관한 것이다.

일반적으로 대형빌딩이나 공장등에 비상용으로 설치되어 사용되고 있는 소형 발전장치는 디젤엔진을 이용한 발전장치를 주로 사용하고 있다.

이와 같은 발전장치는 입력 에너지가 회전운동과 각 부품들의 마찰작용에 의해 손실되므로 출력 에너지는 저하될 수 밖에 없고 이로 인하여 에너지 효율이 저하되지만, 비상시 사용하는 것이므로 효율이 나빠도 사용하고 있는 실정이다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점들을 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 최소한의 입력측 에너지를 사용하여 최대한의 출력측 에너지를 발생할 수 있는 부력을 이용한 초효율 기관 발전장치를 제공하는데 있다.

상기 본 발명의 목적을 실현하기 위하여 본 출원인이 제안하는 기술적 사항은, 액체가 담겨지는 케이싱;

상기 케이싱의 일측면을 관통하여 회전가능하게 설치되는 입력축;

상기 입력축으로 회전력을 전달하는 구동수단;

상기 입력축에 일측단이 회전가능하게 삽입되며 타측단은 상기 케이싱의 타측면에 회전가능하게 설치되는 출력축;

상기 입력축에 일측면이 고정되어 함께 회전하고 타측면은 상기 출력축 상에 회전가능하게 설치되며 내부 공간에는 일정량의 액체가 담겨지고 그 내주면에는 이 액체를 퍼 올리기 위하여 제공되는 복수개의 버킷들을 갖으며 상기 케이싱 내부에 위치하여 이 케이싱에 담겨진 액체의 부력을 받는 제1 회전체;

상기 제1 회전체 내부에 위치하여 상기 출력축과 함께 회전하며 외주면에 복수개 설치되어 상기 버킷들이 퍼 올린 액체가 낙하할때 그 낙하액체를 받아서 액체의 낙하운동을 회전운동으로 변환하는 블레이드를 갖는 제2 회전체;

상기 제2 회전체와 함께 회전하는 상기 출력축의 타측단에 설치되어 이 출력축의 회전력을 전달받아 발전을 행하는 제네레이터를 포함하는 부력을 이용한 초효율 기관 발전장치를 제공한다

도1은 본 발명에 의한 초효율 기관 발전장치의 측단면도.

도2는 본 발명에 의한 초효율 기관 발전장치의 횡단면도.

도3은 본 발명에 의한 초효율 기관 발전장치의 사시도.

이하 본 발명의 초효율 기관 발전장치에 관하여 첨부한 도면을 중심으로 더욱 상세하게 설명한다.

도1은 본 발명에 의한 초효율 기관 발전장치의 측단면도이고, 도2는 본 발명에 의한 초효율 기관 발전장치의 횡단면도이며, 도3은 본 발명에 관련하는 초효율 기관 발전장치의 사시도로서, 부호 2는 케이싱을 지칭한다.

상기 케이싱(2)은 지면에 받침대(4)나 프레임을 통하여 안정정으로 설치될 수 있으며 그 내부에는 예컨데 수은과 같은 액체금속이나 물이나 오일과 같은 액체가 담겨진다.

이 케이싱(2)의 중심에는 서로 독립된 2개의 축이 동일 수평축선상에 설치되는데, 하나의 축(6)은 입력축으로, 그리고 다른 하나의 축(8)은 출력축으로 작용한다.

상기 입력축(6)은 케이싱(2)에 베어링(10)을 통하여 회전가능하게 지지되며 그 선단부는 종동기어(12)의 중심에 고정설치되고, 이 종동기어(12)는 구동기어(14)와 치차결합이 이루어져 이 구동기어(14)가 모터(16)에 의해 회전력을 전달받도록 구성되므로서 이 모터가 구동시 상기 입력축(6)은 회전을 한다. 상기 모터(16)는 전기모터가 사용될 수 있다.

그리고 상기 출력축(8)은 일측단이 상기 입력축(6)에 길이방향으로 삽입되어 지지되고 타측단은 상기 케이싱(2)에 베어링(18)을 통하여 회전가능하게 설치된다.

이와 같이 설치되는 출력축(8)에는 구동기어(20)가 고정되고 이구동기어(20)는 종동기어(22)와 치차결합이 이루어져 이 종동기어가 제네레이터(24)의 입력축을 회전시킬 수 있도록 구성된다.

이와 같은 구성에서 모터(16)로부터 직접 회전력을 전달받는 구동기어(14)와 종동기어(12)는 감속이 이루어질 수 있는 기어비를 갖는데 비하여 제네레이터(24)로 연결되는 구동기어(20)와 종동기어(22)는 증속이 이루어질 수 있는 기어비를 갖도록 설계된다.

상기 입력축(6)은 케이싱(2)의 내측으로 위치한 부분에 길이방향으로 홈(26)이 형성되어 상기 출력축(8)의 일부가 회전할 수 있도록 삽입된다.

또한 상기 입력축(6)에는 케이싱(2)의 내부에 위치하여 이 케이싱에 담겨진 액체에 의해 부력을 받는 상태로 위치하는 제1 회전체(28)의 일측부분이 고정되고 이 제1 회전체(28)의 타측부분은 상기 출력축(8)에 베어링(30)을 통하여 회전할 수 있도록 설치된다.

상기 제1 회전체(28)의 내측으로는 상기 출력축(8)에 고정되어 함께 회전하는 제2 회전체(32)가 위치한다.

상기 제1 회전체(28)의 내측면에는 다수개의 버킷들(34)이 등간격으로 설치되어 이 회전체와 함께 함께 회전하면서 이 회전체에 담겨져 있는 액체의 위치를 변화시킬 수 있도록 하고 있다.

이 제1 회전체(28) 내부에 담겨지는 액체의 양은 이 회전체의 내부에 설치된 버킷(34) 개수의 1/2를 채울 수 있는 정도이면 족하다.

상기 버킷들(34)은 제1 회전체(28)가 회전할때 특정한 위치에서만 이 버킷에담겨진 액체가 쏟아질 수 있도록 반원형상으로 이루어지며, 이들 버킷 사이에는 액체가 쏟아질때 일정한 위치로만 쏟아질 수 있도록 하는 가이드 부재(36)들이 제1 회전체(28) 내면에 제공된다.

상기 버킷들(34)들로부터 쏟아지는 액체를 받아서 그 에너지로 상기 제2 회전체(32)가 일을 할 수 있도록 하기 위하여 이 제2 회전체의 외측면에는 다수개의 블레이드(38)들이 제공된다.

이 블레이드들(38)의 사이의 간격은 상기 버킷들(34)로부터 쏟아지는 액체를 받을 수 있는 간격이면 족하며, 액체를 받았을때 일정한 위치까지 그 액체를 이동시킬 수 있도록 이 블레이드들은 만곡진 형상을 갖는다.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 초효율 기관 발전장치는, 케이싱(2)에 담겨진 수은과 같은 액체에 의해 제1 회전체(28)는 부력을 받게 되므로 실질적으로 입력축(6)에 작용하는 하중은 본래의 제1 회전체(28) 중량보다 아주 작은 상태가 된다. 그리고 제1 회전체(28) 내부에 담겨진 액체의 중량도 이 회전체에 담겨져 있는 동안에는 부력을 받는 상태가 된다.

따라서 모터(16)를 구동시키면 이 모터로부터 나오는 구동력은 구동기어(14) 및 종동기어(12)를 통하여 입력축(6)으로 전달되면서 상기 제1 회전체(28)를 회전시키게 되므로 상기 모터(16)는 용량이 적은 것을 사용할 수 있다. 이것은 제1 회전체를 회전시키는데 최소한의 전기 에너지를 사용할 수 있다는 것을 의미한다.

이와 같이 제1 회전체(28)가 적은 에너지로 회전을 시작하면 도2에 표현된 바와 같이 제1 회전체(28)의 아래측에 고여 있는 액체는 버킷(34)에 의해 퍼 올려지면서 함께 회전을 시작한다. 즉 제1 회전체(28)의 내부에 담겨져 있는 액체는 위치 에너지를 갖기 시작한다.

상기 버킷들(34)에 의해 퍼 올려지는 액체는 가장 높은 위치에서 버킷으로부터 떨어지기 시작하게 되는데, 이 제1 회전체(28)의 내측으로는 제2 회전체(32)가 위치하고 있으므로 상기 액체는 제2 회전체의 외측면으로 떨어지게 된다.

이와 같은 상태에서는 제1 회전체(28)에 담겨져 부력을 받고 있던 액체는 제2 회전체(32) 측으로 떨어지면서 부력을 받지 않는 상태가 되므로 원래의 중량을 갖고 떨어지는 상태가 된다.

상기 제2 회전체(32)의 외주면에는 상기 낙하하는 액체의 위치 에너지를 일로 변환하기 위한 블레이드(38)들이 제공되어 있으므로 상기 낙하 액체는 이 블레이드들의 사이로 떨어지게 된다.

이때 낙하액체가 떨어지는 위치는 도2에서 볼때 제2 회전체(32)의 수직 중심으로부터 좌측이므로 상기 액체가 낙하함에 따라 제2 회전체는 회전을 시작하게 된다. 즉 일을 하게 된다.

이와 같은 제2 회전체(32)의 일은 모터(16)가 구동하고 있는 동안에는 계속되므로 이 제2 회전체가 설치되어 있는 출력축(8)은 동일한 회전속도로 회전을 하게 된다.

이때 입력축(6)의 회전속도보다 출력축(8)의 회전속도가 매우 빠르게 되는데, 그것은 제1 회전체(28)가 1회전을 완료하는 동안에 버킷들(34)은 계속하여 최고의 위치에 이르고 이 최고의 위치에 이르른 버킷은 그곳에서 액체를 낙하시키기때문이다.

따라서 출력축(8)은 매우 빠른 속도로 회전을 시작하게 되므로 이 축과 연결되어 있는 제네레이터(24)는 발전을 시작하게 된다.

위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 초효율 기관 발전장치는, 부력을 받고 있는 상태에서 제1 회전체를 모터에 의해 회전시키므로 적은 용량의 모터를 사용하수 있어 소비전력을 줄일 수 있으며, 또 이와 같은 제1 회전체로 액체를 끌어 올려 중력이 작용하는 상태에서 낙하시킴으로서 이 회전체의 내부에 위치한 제2 회전체를 빠르게 회전시킬 수 있다. 그러므로 제2 회전체와 연결된 제네레이터에서 발전을 할 수 있다. 즉 적은 전기 에너지를 사용하여 보다 많은 전기 에너지를 생산할 수 있으므로 효율을 최대한으로 높일 수 있다.

이와 같은 발전장치는 가정이나 사무용 빌딩 등에서 전기 에너지를 이용하여 초효율의 발전을 행할 수 있고, 오염에 따른 문제점등도 해소할 수 있다.

Claims (7)

1. 액체가 담겨지는 케이싱;

   상기 케이싱의 일측면을 관통하여 회전가능하게 설치되는 입력축;

   상기 입력축으로 회전력을 전달하는 구동수단;

   상기 입력축에 일측단이 회전가능하게 삽입되며 타측단은 상기 케이싱의 타측면에 회전가능하게 설치되는 출력축;

   상기 입력축에 일측면이 고정되어 함께 회전하고 타측면은 상기 출력축 상에 회전가능하게 설치되며 내부 공간에는 일정량의 액체가 담겨지고 그 내주면에는 이 액체를 퍼 올리기 위하여 제공되는 복수개의 버킷들을 갖으며 상기 케이싱 내부에 위치하여 이 케이싱에 담겨진 액체의 부력을 받는 제1 회전체;

   상기 제1 회전체 내부에 위치하여 상기 출력축과 함께 회전하며 외주면에 복수개 설치되어 상기 버킷들이 퍼 올린 액체가 낙하할때 그 낙하액체를 받아서 액체의 낙하운동을 회전운동으로 변환하는 블레이드를 갖는 제2 회전체;

   상기 제2 회전체와 함께 회전하는 상기 출력축의 타측단에 설치되어 이 출력축의 회전력을 전달받아 발전을 행하는 제네레이터를 포함하는 부력을 이용한 초효율 기관 발전장치.
2. 청구항 1에 있어서, 모터와 입력축 사이는 감속기어 결합으로 회전력을 전달하는 부력을 이용한 초효율 기관 발전장치.
3. 청구항 1에 있어서, 출력축과 제네레이터 사이는 증속기어 결합으로 회전력을 전달하는 부력을 이용한 초효율 기관 발전장치.
4. 청구항 1에 있어서, 버킷들은 제1 회전체 내부의 액체를 퍼 올릴때 최상단의 위치부터 퍼 올린 액체가 낙하할 수 있도록 반원통형상을 갖는 부력을 이용한 초효율 기관 발전장치.
5. 청구항 1에 있어서, 블레이드들은 상기 버킷들로부터 낙하하는 액체를 받아서 그 낙하액체가 일정한 회전범위까지 제2 회전체에 회전력을 가할 수 있도록 휘어진 형상을 갖는 부력을 이용한 초효율 기관 발전장치.
6. 청구항 1에 있어서, 입력축과 출력축은 동일한 수평축 선상에서 개별적으로 회전이 가능하게 제공되는 부력을 이용한 초효율 기관 발전장치.
7. 청구항 1에 있어서, 케이싱에 담겨진 액체와 제1 회전체에 담겨진 액체는 동일한 액체인 것을 특징으로 하는 부력을 이용한 초효율 기관 발전장치.