KR20030034658A

KR20030034658A - 수차 회전 증가장치

Info

Publication number: KR20030034658A
Application number: KR1020010066329A
Authority: KR
Inventors: 변동춘
Original assignee: 변동춘
Priority date: 2001-10-26
Filing date: 2001-10-26
Publication date: 2003-05-09

Abstract

본 발명은 수차의 외주판과 보호판 사이에 보조물막이가 부착된 물막이를 형성하여 낙하하는 물을 장시간 수용하므로서 물의 중력을 증가시키고수차의 드럼에서 원심 방향으로 외주판까지 낙수함의 수와 같은 수로 파이프를 드럼을 기점으로 비대칭 또는 빗살 모양으로 설치한 후, 상기 파이프 내에 굴림이 자유로운 스틸볼을 내재하고 그 양 단을 밀봉하여 수차가 회전함에 따라 상기 스틸볼이 파이프의 길이를 통하여 왕복 운동할 수 있도록 구성하여 수차의 회전하는 방향의 수평 이하의 원심 부분의 파이프에 위치할 때, 스틸볼의 중력이 스틸볼이 상승하면서 수평 아래에 위치할 때 보다 크게 작용하도록 구성되어 수차의 회전이 증가되는 장치를 제공하기 위한 것이다.

Description

수차 회전 증가장치{Rotetion lmcreasing tecity of waten wheel}

본 발명은 낙하하는 물의 중력으로 회전하는 수차에 관한 것으로, 특히 수차의 외경에 낙하하는 물을 수용하는 낙수함의 물막이 끝 부분에 보조물막이를 형성하여 수차의 회전에 의해 낙수함의 물이 쉽게 배수되는 것을 방지하여 수차의 회전 중력을 증가시키고, 수차의 원심과 구심 사이의 길이에 걸처 다수개의 파이프를 설치하고 상기 파이프 내에 굴룸이 자유로운 스틸볼을 내재하여 수차의 회전시 파이프가 수평 이하의 경사를 형성하면 상기 볼이 수차의 원심 위치에 위치하므로서 수차 회전 방향의 중력이 증가하여 수차의 회전력을 증가시킬 수 있는 장치에 관한 것이다.

수차의 구성은 일반적으로 수차의 외경에 물막이(13)가 형성되어 낙하하는 물을 수용하면서 회전하다가, 물막이(13)의 경사가 수평이하가 되면 낙수함(12)에 수용된 물은 그 전부가 배출되면서 회전하도록 구성되어 있다.

상기와 같은 수차(11)의 구성은 물막이(13)의 경사각이 수평 이하가 되면 수차의 낙수함(12)에 수용된 물이 전부 쏟아지게 되므로 수차(11)의 회전에 이용되는 물은 현실적으로 이용할 수 있는 물의 절반 밖에 사용되지 못하는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 고려하여 본 발명은 수차의 외주판에 형성된 낙수함의 물막이에 배수공이 형성된 보조 물막이를 상 방향으로 부착하고, 외주판과 드럼 사이에 낙수함의 수와 같은 숫자로 양 단부에 내부로 스프링을 내재하고 상기 스프링과 스프링 사이에 스틸볼을 내재한 파이프를 설치하여, 회전하는 수차의 낙수함 물이 중력의 제일 아랫 부분에 위치 할 때 까지 전부가 배출되지 않도록 하고 상기와 같이 수차가 회전할 때, 파이프가 수평 이하가 되면 파이프에 내재된 볼의 위치가 수차의 외주판에 근접하여 위치하거나 수차의 드럼에 근접하여 위치 하도록 구성하므로서 수차의 회전 중력을 증가시키는데 그 목적이 있다.

수차의 경우 그 회전력은 물의 낙차와 중력에 의해 발생하는 것이므로 본 발명은 물의 낙차를 기대할 수 없는 구성일 경우 해당되나 현실적으로는 낙차가 큰수차의 경우에도 사용하여 더 큰 회전력을 얻을 수 있다.

파이프의 재질은 내구성이 큰 것으로 사용하는 것이 바람직하다.

상기 파이프에 내재되는 스프링은 그 탄발력에 의해 안착되는 볼이 퉁기지 않도록 구성한다.

상기 파이프의 구성은 수차의 지지대가 고정되는 드럼에서 방사형으로 설치하되 비 대칭 및 빗살형으로 설치하는 것은 회전하는 수차의 회전력을 증가시키기 위한 것이다.

도 1은 본 발명의 이용도.

도 2는 수차의 전체도.

도 3은 수차의 횡 단면도.

도 4는 수차의 회전에 따라 물의 상태도.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

11 : 수차12 : 낙수함

13 : 물막이14 : 배수공

15 : 파이프16 : 볼

17 : 보호판18 : 회전축(a,b)

19 : 평기어(a,b)25 : 드럼

26 : 스프링27 : 안착구

28 : 지지대29 : 보조물막이

30 : 외주판

첨부된 도면과 실시예를 참고하여 본 발명에 대해서 상세히 설명하고자 한다.

본 발명은 수차(11)의 회전력을 이용하여 동력을 얻기 위한 장치이다.

고지대 물의 낙차에 의해 회전되는 수차(11)의 회전축(18a) 외경에 삽입 고정되는 드럼(25)과 상기 드럼(25)에서 원심 방향으로 다수개의 지지대(28)가 2열로 형성되고 지지대(28)의 단부는 외주판(30)의 양측과 드럼(25)의 양측에 고정되고 외주판(30)의 양측에는 외주판(30)의 둘레로 보호판(17)이 형성되고 외주판(30)을 따라 일정한 간격으로 물받이(13)가 형성되어 낙수함(12)을 형성하는 수차(11)에 있어서, 낙수함(12)을 구성하는 물받이(13) 단부에 연장하여 배수공(14)이 형성된 보조 물받이(29)와, 드럼(25)과 외주판(30) 사이에 드럼(25)을 기점으로 하여 원심 방향으로 진출되는 빗살 모양 또는 비 대칭으로 설치 고정되는 파이프(15)와, 상기 파이프(15) 내에 굴름이 자유로운 스틸볼(16)로 구성되는 것을 특징으로 한다.

도 3에 도시된 것과 같이 본 발명은 외주판(30)의 외경과 양 보호판(17) 사이에 외주판(30)의 외경을 따라 일정한 간격으로 다수개의 물막이(13)가 원심 방향으로 직립되어 낙수함(12)이 형성되고 물막이(13) 단부에는 도 2에 도시된 것과 같이 수차(11)의 회전 방향과 반대 방향으로 구부러저서 보조물막이(29)가 고정되어 낙수함(12)의 용적이 커지도록 형성되고 보조 물막이(29)에는 복수개 이상의 배수공(14)이 천공된다.

지지대(28)와 지지대(28) 사이의 드럼(25)의 외주의 중앙에는 그 둘레로 다수개의 파이프(15)가 원심 방향으로 진출되어 외주판(30) 내경에 고정되나, 도 3에 도시된 것과 같이 드럼(25)을 기점으로 비 대칭으로 고정되거나 빗살형으로 고정된다.

파이프(15)의 내부에는 파이프(15)의 길이에 걸처 굴름이 자유로운 스틸볼(16)이 내재된다.

파이프(15) 내부 양 단부에는 도 3의 상세 부분과 같이 스프링(26)의 단부가 고정되고 스프링(26)의 다른 단부에는 안착구(27)가 고정된다.

실시예로 설명하면,

본 발명은 도 1에 도시된 것과 같은 구성을 응용하고 최초부터 제공되는 동력은 낙하하는 물이 제공하는 것으로 하고 실시예로 설명하고자 한다.

도 1에 도시된 것과 같이 일정한 크기의 수조(23b)에 프레임(50)이 설치되고 상기 프레임(50)에는 각 회전축(18a,18b)이 형성되며 상기 회전축(18a)에 수차(11)가 견고하게 거취되고 회전축(18a)의 일측에 평기어(19a)가 삽설된다.

회전축(18b)의 일측에 평기어(19b)가 삽설되어 상기 평기어(19a)와 결합되며 회전축(18b)의 평기어(19b)는 상기 수차(11)의 회전 동력을 전달하도록 삽설된다.

본 발명은 최초부터 물의 낙차에 의해 회전하는 수차(11)의 회전 동력을 증가시키기 위한 수차(11)의 구성을 제공하고자 하는 것이다.

도 2와 3에 도시된 것과 같이 본 발명의 수차(11)는 드럼(25)을 기점으로 하여 원심 방향으로 다수개의 지지대(28)가 2열로 진출되고 그 단부에 외주판(30)이 고정되어 원형을 형성하고 외주판(30)의 양 측에는 내경이 상기 외주판(30) 보다 작은 보호판(17)을 결착하여 상기 보호판(17)의 일부가 외주판(30)의 원심 방향으로 진출되어 외주판(30)의 외경에는 낙수함(12)을 구성하기 위한 홈이 형성된다.

외주판(30)과 양 보호판(17) 사이에 형성되는 홈에 일정한 간격으로 여러 개의 물막이(13)를 형성하되 원심 방향으로 고정하여 낙하하는 물을 수용하는 낙수함(12)의 구조에 있어서, 본 발명은 도 3에 도시된 것과 같이 물막이(13)의 크기를 보호판(17)의 단부에 못 미치도록 형성하고 그 단부에 수차(11)의 회전 방향과 반대 방향으로 보조 물막이(29)를 고정하고 상기 보조 물막이(29)에는 배수공(14)을 천공한다.

상기와 같이 낙수함(12)을 형성하는 것은 같은 량의 물을 수용하더라도 낙수함(12)이 중력 방향의 최 하위에 위치할 때 까지 낙수함(12)의 물이 배출되지 않으므로서 물의 중력을 최대한으로 이용하도록 한 것이다. 즉 종래와 같이 물막이(13)가 외주판(30)에서 원심방향으로 고정되어 있을 경우 상기 물막이(13)가 수차(11)의 회전에 의해 수평 위치가 되면 낙수함(12)의 물은 외부로 배출되므로 물의 중력은 물막이(13)의 수평 상태의 이전에서 만이 존재하게 되어 수차(11)에 있어서 물의 중력을 절반 밖에 이용할 없다는 문제 점이 있는 것이다. 보조 물막이(29)에 형성된 배수공(14)은 수차(11)의 회전에 의해 물막이(13)가 수평 이하가 되면 물이 보조물막이(29) 부분으로 모이게 되고 수위가 점차 높아지게 되면 배수공(14)으로 물이 배수되며 배수되는 물은 일시에 쏟아지는 것이 아니므로 배수되는 소량의 물은 보조물막이(29)의 뒷 부분으로 흘러내리면서 아래에 위치하는 낙수함(12)에 떨어지게 되어 수차(11)의 회전 위치에 따라 배수되는 물이 그 일부가 재사용이 가능하도록 한 것이다.

드럼(25)에서 외주판(30)의 내경 사이에 형성 고정되는 파이프(15)는 드럼(25)의 외경을 따라 드럼(25)을 기점으로 비 대칭 또는 빗살 모양으로 경사지게 수차(11)의 회전방향과 원심방향으로 형성하며 파이프(15) 내에는 그 양 단부에 스프링(26)이 안착되고 스프링(26)에는 도 3의 상세 부분과 같이 안착구(27)가 고정되고 상기 안착구(27)와 안착구(27)사이에 스틸볼(16)이 굴름이 자유롭게 내재된다.

상기와 같이 파이프(15)가 비 대칭 또는 빗살 모양으로 형성되는 것은 수차(11)의 회전시 파이프(15)의 구심 부분이 수평을 통과할 때, 원심 부분은 수평 아래에 위치하므로 파이프(15) 내의 볼(16)은 파이프(15)의 원심 부분에 위치하게 되고 반대로 수차(11)의 회전에 의해 파이프(15)가 상승하는 위치에서 파이프(15)의 구심 부분이 수평을 통과할 때, 파이프(15)의 원심 부분은 수평 위에 위치하게 되므로 파이프(15) 내의 볼(16)은 파이프(15)의 구심 부분에 위치하게 된다.

상기와 같은 구성으로 실시할 때, 파이프(15)의 수를 15개를 배치하되 드럼(25)의 외경 상에서는 비대칭 또는 빗살 모양으로 경사지게 배치하고 수차(11)가 회전하게되면 도 4에 도시된 것과 같이 9a 볼(16)부터 15a 볼(16)은 파이프(15)의 구심 부분에 위치하고 1a 볼(16)부터 4a 볼(16)은 수차(11)의 회전 방향으로 수평 아래에 위치하며 5a 볼(16)은 중력의 최하에 위치하게 되며 6a부터 8a 볼(16)은 수평 아래에서 상승하게 된다.

상기와 같은 작동으로 볼 때, 수차(11)의 회전에 영향을 미치는 것은 1a 볼(16)부터 8a 볼(16)임을 알 수 있다.

상기와 같은 경우에도 불구하고 5a 볼(16)은 정지 위치에서 수차(11)의 회전에 영향을 줄 수 없으므로 5a 볼(16)의 위치에서 6a 볼(16)의 위치로 이동할 때, 중력이 발생하게 된다. 도 4에 도시된 것과 같이 1a, 2a, 3a 볼(16)의 중력과 8a, 7a, 6a 볼(16)의 반 중력이 서로 상쇄된다고 할 때, 4a 볼(16)의 중력은 수차(11)를 회전시키는데 이용되는 동력이라 할 수 있다.

또한 15a 볼(16)과 9a 볼(16)의 경우 시간이 경과할수록 15a 볼(16)의 중력이 커지게 되고 9a 볼(16)의 중력은 작아지게 되며 최초에 제공되는 물의 낙차와 중력에 의해 볼(16)에는 관성이 작용하므로 볼(16)의 회전 중력이 볼(16)의 반 회전 중력 보다 크게 작용하게 된다.

도 4에 도시된 것과 같이 낙하하는 물의 제공에 의해 낙수함(12)에 수용된 물은 수차(11)의 회전으로 물의 수위가 보조물막이(29)에 천공된 배수공(14)에 이르게되면 낙수함(12)의 물은 상기 배수공(14)을 배출되어 원심력이 크게 발생하지않는 한 보조물막이(29)의 배면을 따라 흘러내리게 되어 전방의 낙수함(12)에 수용되므로 최초에 제공된 물을 최대한으로 이용할 뿐 아니라, 보조물막이(29)가 수평이 될 때 까지는 물이 낙수함(12)에 일부가 남아있게 되므로 수평 이하의 물막이(13) 상태에서 낙수함(12)의 물은 종래의 수차(11)와 비교하여 큰 중력을 발생시키게 된다.

수차(11)가 회전할 때, 파이프(15)의 수평 위치가 바뀔 때 마다 볼(16)은 파이프(15)의 원심 부분에 위치하거나, 구심 부분에 위치하게 되므로 상기와 같이 볼(16)의 위치가 바뀔 때 마다 볼(16)이 이동하면서 관성이 발생하여 파이프(16)의 단부에 큰 충돌이 발생하므로 파이프(15)의 단부에 고정된 스프링(26)에 의해 볼(16)의 운동량을 상쇄시키므로서 수차(11)의 작동시 방생하는 소음과 파이프(15)의 손상을 방지할 수 있게 하였다.

상기와 같이 본 발명에 의한 수차는 물의 낙차에 의해 회전하기도 하지만 낙하된 물이 낙수함에 수용되어 물의 중량에 의해 회전을 증가시키기 위해 물막이 단부에 보조물막이를 부착하여 보조물막이가 수평 이하가 될 때 까지 낙수함에 물의 일부가 남아 있게 하므로서 물의 중력을 증가시키며, 드럼과 외주판 사이에 굴름이 자유로운 스틸볼이 내장된 파이프를 설치하여 파이프가 수차의 회전하는 방향의 수평 이하에 위치할 때 발생하는 중력이 볼의 위치가 중력의 최하위 위치에서 수평 위치 까지 상승하는 반 중력 보다 크게 발생되므로서 수차의 회전 중력을 증가시킬 수 있으므로 수차에 최초 제공되는 동력 보다 증가된 동력을 얻을 수 있는 효과가있다.

Claims

수차(11)의 회전축(18a)에 삽입 고정되는 드럼(25)과 상기 드럼(25)에서 원심 방향으로 다수개의 지지대(28)가 2열로 형성되고 상기 지지대(28)의 단부는 외주판(30)의 양측과 드럼(25)의 양측에 고정되고 상기 외주판(30)의 양측에는 외주판(30)의 둘레로 보호판(17)이 형성되며 상기 보호판과 보호판 사이에 다수개의 물막이가 형성되는 수차(11)에 있어서, 낙수함(12)의 물 수용량을 크게 하기 위해 물막이(13)의 끝 부분에 수차(11)의 회전 방향과 반대 방향으로 경사지게 부착되는 보조물막이(29)와 상기 보조물막이(29)에 천공되어 물막이(13)가 수평 아래로 이동할 때, 낙수함(12)의 물이 보조물막이(29) 방향으로 이동하면서 조기에 물을 배출하여 전방의 낙수함(12)에 물이 공급되며 낙수함(12)의 상승시 낙수함(12)의 물을 충분히 배출하여 물에 의한 중력이 발생하지 않도록 조기에 물을 배출할 수 있는 배수공(14)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 수차 회전 증가장치.
드럼(25)을 기점으로 비 대칭 또는 빗살 모양으로 수차(11)의 드럼(25)과 외주판(30) 사이에 설치되고 그 내부에는 양 단부에 스프링(26)이 형성되고 스프링(26)과 스프링(26) 사이에 굴름이 자유로운 스틸볼(16)이 내장되는 파이프로 구성되는 것을 특징으로 하는 수차 회전 증가장치.
제2항에 있어서, 스틸볼(16)이 굴를 때 소음 및 파이프(15)의 훼손을 방지하기 위해 스프링(26)의 단부에 안착구(27)가 형성되어 스프링(26)의 일정 이상의 탄성이 발생하지 않도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수차 회전 증가장치.