KR20040020127A

KR20040020127A - 부력을 이용한 발전장치

Info

Publication number: KR20040020127A
Application number: KR1020020051582A
Authority: KR
Inventors: 박정훈
Original assignee: 박정훈
Priority date: 2002-08-29
Filing date: 2002-08-29
Publication date: 2004-03-09

Abstract

본 발명은 부력을 이용한 발전장치에 관한 것으로서,

수직방향을 따라 연장 형성되어 일측으로 유체가 유입되고 하부면으로 유체가 배출되는 탱크(24); 하부면을 통해 유체의 유입 또는 배출이 이뤄지고, 상기 탱크(24) 내 소정의 높이에서 개폐 작동되는 상부측의 부체 커버(11)를 통해 공기의 유통이 선택적으로 이뤄지며, 부력의 유무에 의한 상하 운동시 측면에 연결 설치된 체인(25)을 적어도 일방향으로 구동시키는 부체(8); 상기 탱크(24)의 하부면에 설치되며, 부체(8)의 안착시 그 하부면과 밀착되는 유체공급부재(4)의 외주측에 결합되어, 제1구동원(7)에 의해 상기 부체(8)의 하부면측으로 탱크(24) 내의 유체를 유통시키는 유로를 선택적으로 개폐하는 제1개폐부재(5); 제2구동원(3)에 의해 상기 탱크(24)의 하부면을 선택적으로 개폐하여, 상기 유체공급부재(4)에 안착된 부체(8) 내부가 탱크(24) 외부와 선택적으로 유통되도록 하는 제2개폐부재(1); 상기 탱크(24)의 상단에 설치되며, 상기 체인(25)의 구동시 구동축(22)을 통해 그 구동력을 받아 전기를 발생시키는 발전기(23);를 포함하여 구성되며,

부체내로 반복적인 공기의 유입 및 유출시 부력에 의해 발생되는 상승운동과 부체의 자중에 의해 발생되는 하강운동을 이용하여 발전을 함으로써, 환경친화적이면서도 설치 위치 등의 조건에 크게 제약을 받지 않는 발전 효과를 제공한다.

Description

부력을 이용한 발전장치{GENERATING APPARATUS USING BUOYANT FORCE}

본 발명은 부력을 이용한 발전장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 부체 내부에 공기가 반복적으로 유입 및 유출되도록 구성하여, 공기 유입시의 부력에 의해 발생되는 상승운동과 공기 유출시의 부체의 자중에 의해 발생되는 하강운동을 이용하여 전기에너지를 생산하는 발전장치에 관한 것이다.

현재 일반적인 물리적, 화학적 형태의 에너지는 전기에너지로 변환 및 공급되어 최종 수요처에서 또다른 에너지의 형태로 재변환되어 사용되고 있다. 이렇게 전기에너지를 발생시키기 위한 동력원으로서 화력, 수력, 원자력 또는 조력, 풍력 등을 이용한 대규모 발전장치가 사용되고 있으며, 풍력 및 태양에너지를 이용한 소규모 발전장치도 다양한 형태로 사용되고 있다.

그런데, 이러한 여러가지 동력원중 화력이나 원자력과 같은 동력원은 대기오염과 방사능의 유출 우려가 있어 환경 친화적이지 않다는 문제가 있으며, 동력을 발생시키기 위한 자원이 제한되어 있어 그 사용이 영구적이지 못하다는 한계를 안고 있다.

이러한 문제점으로 인하여, 한번 설치하면 유지비가 거의 들지 않고 전력을 안정되게 반영구적으로 얻을 수 있는 수력발전과 조력발전이 최근 선호되고 있는 추세이다.

그러나, 조력발전은 조수 간만의 차가 심한 해안가에 설치되어야만 한다는 지역적 제한을 안고 있으며, 설치 비용에 대비하여 생산되는 전력의 양이 미미하여 경제성이 좋지 않다는 한계를 갖고 있었다.

한편, 일반적인 형태의 수력발전장치는 높은 위치에 있는 물의 낙차를 이용하여 터빈을 회전시켜 전기를 얻는 방식이므로, 산업상 이용가능한 수준의 발전을 위해서는 댐과 같은 저수시설과, 댐 아래쪽에 설치되는 발전설비와, 발전에 사용된 물을 강이나 바다로 보내기 위한 배수시설이 비교적 대규모로 건설되어야만 하는 설치상의 문제가 있었다.

또한, 수력발전장치는 저수시설에 물이 충분히 저장되지 않는 갈수기나 가뭄이 있는 경우에는 발전장치의 운전 효율이 저감되는 한계점을 갖고 있었다.

그러므로, 환경친화적이면서도 설치 위치 등의 조건에 크게 제약을 받지 않고, 저수 상태 등의 변동에 적절하게 대응하여 효율적인 발전을 할 수 있는 발전장치의 개발이 절실하게 요청되는 실정이었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 부체 내부에 공기가 반복적으로 유입 및 유출되도록 구성하여, 공기 유입시의 부력에 의해 발생되는 상승운동과 공기 유출시의 부체의 자중에 의해 발생되는 하강운동을 이용하여 전기에너지를 생산하는 발전장치를 제공함을 그 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 발전장치의 단면 구성도,

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 발전장치의 부체의 구성도로서, (A)는 부체 커버의 평면도, (B)는 부체의 평면도, (C)는 조립체의 측단면도,

도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 발전장치의 제1개폐부재의 구성도로서, (A)는 제1개폐부재의 평면도, (B)는 유체공급부재의 평면도, (C)는 조립체의 측단면도,

도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 발전장치의 상부 부체의 구성도로서, (A)는 평면도, (B)는 측면도,

도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 발전장치의 회전 가이드 레일의 모식도,

도 6은 도 1의 A-A부의 단면도,

도 7은 본 발명의 일실시예에 의한 발전장치의 작동 흐름도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1: 제2개폐부재2: 회동축

3: 제2구동원4: 유체공급부재

4a,5a: 관통구5: 제1개폐부재

7: 제1구동원8: 부체

8a: 부체 관통구9: 연결 후크

11: 부체 커버11a: 커버 관통구

14: 가이드 레일15a,15b: 회전 가이드 레일

17: 상부 부체20a,20b: 스프라켓

22: 구동축23: 발전기

24: 탱크24a: 유체 유입구

24b: 유체 배출구25: 체인

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 수직방향을 따라 연장 형성되어 일측으로 유체가 유입되고 하부면으로 유체가 배출되는 탱크(24); 하부면을 통해 유체의 유입 또는 배출이 이뤄지고, 상기 탱크(24) 내 소정의 높이에서 개폐 작동되는 상부측의 부체 커버(11)를 통해 공기의 유통이 선택적으로 이뤄지며, 부력의 유무에 의한 상하 운동시 측면에 연결 설치된 체인(25)을 적어도 일방향으로 구동시키는 부체(8); 상기 탱크(24)의 하부면에 설치되며, 부체(8)의 안착시 그 하부면과 밀착되는 유체공급부재(4)의 외주측에 결합되어, 제1구동원(7)에 의해 상기 부체(8)의 하부면측으로 탱크(24) 내의 유체를 유통시키는 유로를 선택적으로 개폐하는 제1개폐부재(5); 제2구동원(3)에 의해 상기 탱크(24)의 하부면을 선택적으로 개폐하여, 상기 유체공급부재(4)에 안착된 부체(8) 내부가 탱크(24) 외부와 선택적으로 유통되도록 하는 제2개폐부재(1); 상기 탱크(24)의 상단에 설치되며, 상기 체인(25)의 구동시 구동축(22)을 통해 그 구동력을 받아 전기를 발생시키는 발전기(23);를 포함하여 구성된다.

보다 바람직하게, 상기 탱크(24)는 일측에 유체 유입구(24a)가 구비되고 하부면에 유체 배출구(24b)가 구비되며, 길이방향을 따라 적어도 하나의 가이드레일(14)과 회전 가이드 레일(15a)이 각각 설치되고; 상기 부체(8)는 하부면이 개방된 대략 원통형으로 형성되어 상부면에 다수개의 부체 관통구(8a)가 구비되고, 상기 가이드 레일(14)을 따라 상하 운동을 하도록 설치되며; 상기 부체 커버(11)는 상기 부체(8)의 상부면에 회전 가능하도록 설치되어 부체(8)의 상하 운동시 소정의 높이에서 상기 회전 가이드 레일(15a)에 맞물려 회전되며, 그 회전시 상기 부체 관통구(8a)를 선택적으로 개폐시키는 커버 관통구(11a)가 형성된다.

보다 바람직하게, 상기 회전 가이드 레일(15a)은 탱크(24) 내 수위면을 따라 상승 또는 하강하는 상부 부체(17)의 하부 측에 설치된다.

보다 바람직하게, 상기 회전 가이드 레일(15b)은 탱크(24)의 하부측에 더 설치되어, 부체(8)의 상승시 부체 커버(11)는 하부의 회전 가이드 레일(15b)은 통과하고 상부의 회전 가이드 레일(15a)에만 맞물려 회전되어 그 위치에서 부체 관통구(8a)를 개방하고, 부체(8)의 하강시 부체 커버(11)는 상부의 회전 가이드 레일(15a)은 통과하고 하부의 회전 가이드 레일(15b)에만 맞물려 회전되어 그 위치에서 부체 관통구(8a)를 밀폐한다.

보다 바람직하게, 상기 유체공급부재(4)는 탱크(24)의 하부면에 구비된 유체 배출구(24b)의 상부측을 둘러싸도록 환형으로 형성되어 부체(8)의 안착시 그 하부면과 밀착되고, 다수개의 관통구(4a)가 반경방향으로 형성되며; 상기 제1개폐부재(5)는 상기 유체공급부재(4)의 외주면에 결합되어 제1구동원(7)에 의해 회전되고, 그 회전시 상기 관통구(4a)를 선택적으로 개폐시키는 또다른 관통구(5a)가 형성된다.

보다 바람직하게, 상기 제2개폐부재(1)는 탱크(24)의 하부면에 구비된 유체 배출구(24b)의 하부에 설치되며, 회동축(2)을 중심으로 소정의 원주 각도 범위에서만 원주면을 따라 밀폐면이 형성되어, 제2구동원(3)에 의한 회전시 그 회전 위치에 따라 상기 유체 배출구(24b)를 선택적으로 개폐시킨다.

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 발전장치의 단면 구성도, 도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 발전장치의 부체의 구성도로서, (A)는 부체 커버의 평면도, (B)는 부체의 평면도, (C)는 조립체의 측단면도, 도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 발전장치의 제1개폐부재의 구성도로서, (A)는 제1개폐부재의 평면도, (B)는 유체공급부재의 평면도, (C)는 조립체의 측단면도, 도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 발전장치의 상부 부체의 구성도로서, (A)는 평면도, (B)는 측면도, 도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 발전장치의 회전 가이드 레일의 모식도, 도 6은 도 1의 A-A부의 단면도이다.

본 실시예에 의한 발전장치는 유체가 소정의 수위로 충만되는 탱크(24)와, 내부의 유체 충만 상태에 따라 탱크(24) 내에서 상승 또는 하강운동을 하는 부체(8)와, 상기 부체(8)의 하부 개방면 측으로 탱크(24) 내의 유체를 유통시켜 내부가 빈 상태의 부체(8)에 부력을 작용시키는 제1개폐부재(5)를 구비한다.

또한, 상기 부체(8)의 하부 개방면을 개방하여 부체(8) 내의 유체를 탱크(24) 하부면을 통해 배출시키거나 부체(8) 내의 유체가 배출된 상태에서 그 하부 개방면을 밀폐시켜 부체(8)가 부력을 받을 수 있는 상태로 만드는제2개폐부재(1)를 구비하며, 상기 부체(8)에 연결 설치된 체인(25)의 상승 구동시 구동축(22)을 통해 그 구동력을 받아 전기를 발생시키는 발전기(23)를 구비한다.

상기 각 구성요소에 대하여 보다 상세하게 설명한다.

수직방향을 따라 대략 원통 형상으로 연장 형성되어, 일측으로 유체가 유입되고 하부면으로 유체가 배출되는 탱크(24)가 설치되는데, 상기 탱크(24)는 유체의 유입 및 배출을 위하여 측면 일측에 유체 유입구(24a)가 구비되고 하부면에 유체 배출구(24b)가 구비된다.

또한, 상기 탱크(24)는 길이방향을 따라 가이드 레일(14)과 회전 가이드 레일(15a,15b)이 각각 설치되는데, 도시된 것처럼 가이드 레일(14)은 부체(8) 본체를 가이드 하기 위하여 총 2쌍(4개)이 설치되며, 회전 가이드 레일(15a,15b)은 부체 커버(8)의 회전을 가이드 하기 위하여 소정의 위치에 각 한 쌍(2개씩)이 설치된다. 미설명된 부호 13은 가이드 레일을 지지하기 위한 지지 링을 나타낸다.

상기 탱크(24)의 내부에는, 하부면을 통해 유체의 유입 또는 배출이 이뤄지고, 탱크(24) 내 소정의 높이에서 개폐 작동되는 부체 커버(11)를 상부측에 구비하여 공기의 유통이 선택적으로 이뤄지는 부체(8)가 구비되는데, 상기 부체(8)는 부력에 의한 상승 운동시 측면에 연결 설치된 체인(25)을 일방향으로 구동시키게 된다.

상기 부체(8)는 하부면이 개방된 대략 원통형으로 형성되어 상부면에 다수개의 부체 관통구(8a)가 구비되고, 상기 가이드 레일(14)을 따라 상하 운동을 하도록 설치되는데, 이를 위하여 측면부에 가이드 레일(14)의 가이드 홈에 슬라이딩 가능하게 삽입되는 가이드 봉(8b) 2쌍이 설치된다.

상기 부체 커버(11)는 상기 부체(8)의 상부면에 회전 가능하도록 설치되는데, 부체(8)의 상하 운동시 소정의 높이에서 상기 회전 가이드 레일(15a,15b)에 맞물려 회전되도록 하는 또 다른 가이드 봉(11b)이 1쌍을 구비한다. 이러한 구성을 통해 상기 부체 커버(11)는 그 회전시 커버 관통구(11a)를 통해 상기 부체 관통구(8a)를 선택적으로 개폐시키게 된다.

한편, 상기 부체(8)와 부체 커버(11)는 탱크(24) 내에 충만되는 유체(통상적으로 물)의 비중보다 높은 비중을 갖는 물질(예를 들어, FRP)로 제작되며, 부체 커버(11)를 포함한 부체(8)의 총 자중은 부체(8) 내에 공기가 충만할 때 얻어지는 부력의 크기보다 작게 되도록 제작된다.

상기 회전 가이드 레일(15a,15b)은 탱크(24) 내 수위면을 따라 상승 또는 하강하는 상부 부체(17)의 하부 측에 1쌍(15a)이 설치되며, 탱크(24)의 하부측에 1쌍(15b)이 설치된다. 이렇게 상부측의 회전 가이드 레일(15a)을 탱크(24)의 상단측에 고정시키지 않고 상부 부체(17)에 설치하는 이유는 탱크(24)로 유체를 공급하는 저수원의 수위가 낮아지는 경우 탱크(24) 내의 수위도 변동될 수 있으므로, 이에 대응하여 계속적인 부체(8)의 상승 및 하강운동이 이뤄지도록 하기 위함이다.

상부 부체(17)의 일예가 도 4에 도시되어 있는데, 체인(25)과의 간섭이 방지되도록 원주 소정의 각도에 걸쳐서만 외측으로 연장 형성되며, 수위의 변화시 가이드 레일(14)을 따라 상승 또는 하강이동이 가능하도록 외측으로 연장 형성된 부분의 소정 지점에 가이드 홈(17a)이 형성된다. 상부 부체(17)의 재질은 부력을 받을수 있는 가벼운 재질로 형성되는데, 안정적인 상하 이동이 가능하도록 하부면에는 무거운 재질로 형성된 하부판(17b)을 부착하는 것이 바람직하다.

이러한 구성을 통해 부체(8)의 상승시 부체 커버(11)는 하부의 회전 가이드 레일(15b)은 통과하고 상부의 회전 가이드 레일(15a)에만 맞물려 회전되어 그 위치에서 부체 관통구(8a)를 개방하고, 부체(8)의 하강시 부체 커버(11)는 상부의 회전 가이드 레일(15a)은 통과하고 하부의 회전 가이드 레일(15b)에만 맞물려 회전되어 그 위치에서 부체 관통구(8a)를 밀폐하게 된다.

이를 위한 상하측 회전 가이드 레일(15a,15b)의 일예가 도 5에 도시되어 있는데, 부체(8)의 상승시에는 도시된 H의 경로를 따라 부체 커버(11)의 가이드 봉(11b)이 가이드되면서 부체 커버(11)가 개방되고, 부체(8)의 하강시에는 도시된 L의 경로를 따라 부체 커버(11)의 가이드 봉(11b)이 가이드되면서 부체 커버(11)가 밀폐된다.

상기 탱크(24)의 하부면에는 환형의 제1개폐부재(5)가 설치되는데, 부체(8)의 안착시 그 하부면과 밀착되며 보다 작은 직경을 갖는 환형의 유체공급부재(4)의 외주측에 결합되어, 제1구동원(7)에 의해 상기 부체(8)의 하부면측으로 탱크(24) 내의 유체를 유통시키는 유로를 선택적으로 개폐하게 된다.

상기 유체공급부재(4)는 탱크(24)의 하부면에 구비된 유체 배출구(24b)의 상부측을 둘러싸도록 형성되어 부체(8)의 안착시 그 하부면과 밀착되는데, 다수개의 관통구(4a)가 반경방향으로 형성된다.

또한, 상기 제1개폐부재(5)는 상기 유체공급부재(4)의 외주면에 결합되어제1구동원(7)에 의해 회전되고, 그 회전시 상기 관통구(4a)를 선택적으로 개폐시키도록 또다른 관통구(5a)가 형성된다.

상기 제1구동원(7)으로서 본 실시예에서는 모터가 사용되며, 모터축에 설치된 웜이 제1개폐부재(5)의 원주 일측에 설치된 웜기어(5b)를 구동시켜, 제1개폐부재(5)의 회전 및 상기 관통구(4a,5a)의 상호 개폐가 이뤄지게 된다.

한편, 제2구동원(3)에 의해 상기 탱크(24)의 하부면을 선택적으로 개폐하는 제2개폐부재(1)가 설치되는데, 상기 유체공급부재(4)에 안착된 부체(8)의 하부면을 소정의 시점에서 개방하여 부체(8) 내부에 충만된 유체를 탱크(24) 하부측으로 배출될 수 있도록 한다.

보다 상세하게, 상기 제2개폐부재(1)는 탱크(24)의 하부면에 구비된 유체 배출구(24b)의 하부에 설치되는데, 도 1에 도시된 바와 같이 회동축(2)을 중심으로 소정의 원주 각도 범위에서만 원주면을 따라 밀폐면이 형성되어, 제2구동원(3)에 의한 회전시 그 회전 위치에 따라 상기 유체 배출구(24b)를 선택적으로 개폐시키게 된다.

상기 제2구동원(3)으로서 본 실시예에서는 모터가 사용되며, 감속기를 통해 소정의 요구 속도로 제2개폐부재(1)를 회전 작동시키게 된다.

상기 탱크(24)의 상단 일측에는 발전기(23)가 설치되는데, 부체(8)의 상승시 이와 연결 설치된 체인(25)의 구동력을 스프라켓(20a) 및 구동축(22)을 통해 전달받아 전기를 발생시키게 된다. 이를 위하여 스프라켓(20a)은 도 1에 도시된 것처럼 상부측에 1쌍(20a), 하부측에 1쌍(20b)이 설치되며, 상하측 스프라켓(20a,20b) 사이에 각각의 체인(25)이 설치된다. 미설명된 부호 21은 구동축의 지지대를 나타낸다.

부체(8)의 측면에는 1쌍의 연결 후크(9)가 설치되는데, 외측 하부를 향해 절곡 형성되고 축을 중심으로 회동이 가능하도록 형성되어, 부체(8)가 상승 운동을 할 때에만 체인(25)에 걸리고 하강 운동을 할 때에는 체인(25)에 걸리지 않게 되므로, 부체(8)의 상승 운동시에만 발전기(23)에 구동력을 전달하게 된다.

이렇게 부체(8)의 상승 운동시에만 발전을 하는 이유는 하강 운동의 속도가 그리 빠르지 않은 상태에서 발전을 위한 부하까지 걸리게 되면 발전장치의 전체적인 작동 사이클이 너무 느려질 수 있기 때문이다.

한편, 상기와 같은 제1구동원(7)과 제2구동원(3)의 작동은 소정의 설정 사이클에 따라 이뤄지게 되는데, 이를 위하여 상기 부체(8)의 위치를 감지하는 센서(도면 미도시)와 센서로부터의 위치 신호를 받아 제1구동원(7)과 제2구동원(3)을 소정의 사이클로 작동시키는 제어부(도면 미도시)가 구비되어, 전체적인 장치의 작동이 자동으로 이뤄지도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제2개폐부재(1)의 작동시 탱크(24)내의 유체가 외부로 배출되면서 탱크(24) 내의 수위가 점차 낮아지는 상태가 되는데, 이때 탱크(24)의 일측에 형성된 유체 유입구(24a)를 통해 외부 저수원으로부터 계속적인 유체의 유입이 이뤄져 소정의 수위가 유지될 수 있게 된다.

이하 본 실시예에 의한 발전장치의 작동을 설명한다. 도 7은 본 발명의 일실시예에 의한 발전장치의 작동 흐름도이다.

부체내의 유체가 배출되고 비어 있는 상태에서 부체 상승이 이뤄진다(S10). 이때, 체인이 부체의 연결 후크를 통해 구동되며, 이에 따라 최종적으로 구동력을 받는 발전기에서 발전이 이뤄진다.

부체가 상승하면서 대략 상부 부체가 부상되어 있는 위치에 도달하면, 상부측 회전 가이드 레일에 의해 부체 커버가 개방되며(S20), 부체 내로 공기가 유통되는 상태가 되므로 하부의 개방면을 통해 부체 내로 유체가 충만되고 부체는 다시 하강하게 된다(S30).

부체가 하강하면서 탱크의 하부측에 도달하면, 하부측 회전 가이드 레일에 의해 부체 커버가 밀폐되며(S40), 밀폐된 상태로 유체공급부재 위로 부체가 안착하게 된다(S50).

그 후 제1개폐부재가 작동되어 유체공급부재를 개방 상태에서 밀폐 상태로 만들게 되며(S60), 이러한 상태에서 제2개폐부재가 작동하여 부체의 하부면이 개방되어 부체 내에 충만되었던 유체가 탱크의 하부측으로 배출된다(S70).

부체 내의 유체가 배출되기에 필요한 소정의 설정 시간이 지난 후에 제2개폐부재가 작동하여 부체의 하부면을 다시 밀폐상태로 만들게 되며(S80), 이에 따라 부체는 내부가 비어 있는 상태로 탱크의 하부측에 밀착된 상태가 된다.

이러한 상태에서 제1개폐부재가 작동되어 유체공급부재를 밀폐 상태에서 개방 상태로 만들게 되며(S90), 부체의 하부측으로 탱크 내의 유체가 유입되므로 부체는 부력을 받아 다시 상승하게 되고(S10), 이러한 사이클이 반복되는 과정에서 계속적인 발전이 이뤄지게 된다.

이상 설명한 본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 상기 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안된다.

예를 들어, 탱크의 수위가 항상 일정하게 유지될 수 있거나, 소정의 수위이상일 때에만 발전기를 구동시키고자 하는 때에는 상부측 회전 가이드 레일을 상부 부체에 설치하지 않고, 가이드 레일의 소정 위치에 고정식으로 설치할 수 있다.

또한 체인을 일방향으로 구동시키기 위하여 부체의 측면에 일방향으로만 걸림이 이뤄지는 연결 후크를 설치하였지만, 부체를 체인의 일지점에 고정 연결하고 발전기에 연결되는 구동축에 일방향 클러치를 설치하는 방식으로 설치될 수도 있는 것이다.

또한 상기 제1개폐부재나 제2개폐부재의 구체적인 형상도 그 동일한 기능성이 보장된다면, 다양한 다른 형태의 개폐부재로 변형 구성될 수 있는 것이다.

이와 같은 본 발명 부력을 이용한 발전장치는, 부체내로 반복적인 공기의 유입 및 유출시 부력에 의해 발생되는 상승운동과 부체의 자중에 의해 발생되는 하강운동을 이용하여 발전을 함으로써, 환경친화적이면서도 설치 위치 등의 조건에 크게 제약을 받지 않는 발전 효과를 제공한다.

또한, 물의 저수 상태 등의 변동에 크게 영향을 받지않고 적절하게 대응하여 효율적인 발전을 하는 장점이 있다.

Claims

수직방향을 따라 연장 형성되어 일측으로 유체가 유입되고 하부면으로 유체가 배출되는 탱크(24);

하부면을 통해 유체의 유입 또는 배출이 이뤄지고, 상기 탱크(24) 내 소정의 높이에서 개폐 작동되는 상부측의 부체 커버(11)를 통해 공기의 유통이 선택적으로 이뤄지며, 부력의 유무에 의한 상하 운동시 측면에 연결 설치된 체인(25)을 적어도 일방향으로 구동시키는 부체(8);

상기 탱크(24)의 하부면에 설치되며, 부체(8)의 안착시 그 하부면과 밀착되는 유체공급부재(4)의 외주측에 결합되어, 제1구동원(7)에 의해 상기 부체(8)의 하부면측으로 탱크(24) 내의 유체를 유통시키는 유로를 선택적으로 개폐하는 제1개폐부재(5);

제2구동원(3)에 의해 상기 탱크(24)의 하부면을 선택적으로 개폐하여, 상기 유체공급부재(4)에 안착된 부체(8) 내부가 탱크(24) 외부와 선택적으로 유통되도록 하는 제2개폐부재(1);

상기 탱크(24)의 상단에 설치되며, 상기 체인(25)의 구동시 구동축(22)을 통해 그 구동력을 받아 전기를 발생시키는 발전기(23);를 포함하여 구성된 부력을 이용한 발전장치.
제1항에 있어서,

상기 탱크(24)는 일측에 유체 유입구(24a)가 구비되고 하부면에 유체 배출구(24b)가 구비되며, 길이방향을 따라 적어도 하나의 가이드 레일(14)과 회전 가이드 레일(15a)이 각각 설치되고; 상기 부체(8)는 하부면이 개방된 대략 원통형으로 형성되어 상부면에 다수개의 부체 관통구(8a)가 구비되고, 상기 가이드 레일(14)을 따라 상하 운동을 하도록 설치되며; 상기 부체 커버(11)는 상기 부체(8)의 상부면에 회전 가능하도록 설치되어 부체(8)의 상하 운동시 소정의 높이에서 상기 회전 가이드 레일(15a)에 맞물려 회전되며, 그 회전시 상기 부체 관통구(8a)를 선택적으로 개폐시키는 커버 관통구(11a)가 형성된 것을 특징으로 하는 부력을 이용한 발전장치.
제2항에 있어서,

상기 회전 가이드 레일(15a)은 탱크(24) 내 수위면을 따라 상승 또는 하강하는 상부 부체(17)의 하부 측에 설치된 것을 특징으로 하는 부력을 이용한 발전장치.
제3항에 있어서,

상기 회전 가이드 레일(15b)은 탱크(24)의 하부측에 더 설치되어, 부체(8)의 상승시 부체 커버(11)는 하부의 회전 가이드 레일(15b)은 통과하고 상부의 회전 가이드 레일(15a)에만 맞물려 회전되어 그 위치에서 부체 관통구(8a)를 개방하고, 부체(8)의 하강시 부체 커버(11)는 상부의 회전 가이드 레일(15a)은 통과하고 하부의회전 가이드 레일(15b)에만 맞물려 회전되어 그 위치에서 부체 관통구(8a)를 밀폐하는 것을 특징으로 하는 부력을 이용한 발전장치.
제1항에 있어서,

상기 유체공급부재(4)는 탱크(24)의 하부면에 구비된 유체 배출구(24b)의 상부측을 둘러싸도록 환형으로 형성되어 부체(8)의 안착시 그 하부면과 밀착되고, 다수개의 관통구(4a)가 반경방향으로 형성되며; 상기 제1개폐부재(5)는 상기 유체공급부재(4)의 외주면에 결합되어 제1구동원(7)에 의해 회전되고, 그 회전시 상기 관통구(4a)를 선택적으로 개폐시키는 또다른 관통구(5a)가 형성된 것을 특징으로 하는 부력을 이용한 발전장치.
제1항에 있어서,

상기 제2개폐부재(1)는 탱크(24)의 하부면에 구비된 유체 배출구(24b)의 하부에 설치되며, 회동축(2)을 중심으로 소정의 원주 각도 범위에서만 원주면을 따라 밀폐면이 형성되어, 제2구동원(3)에 의한 회전시 그 회전 위치에 따라 상기 유체 배출구(24b)를 선택적으로 개폐시키는 것을 특징으로 하는 부력을 이용한 발전장치.